(57)【要約】【課題】大きな衝撃、振動及び粉塵を発生させずにコンクリート建造物を補修する。【解決手段】コンクリート建造物（１）を補修する際に、金属製の鉄筋（４）を骨格として形成されたコンクリート材（５）とを含むコンクリート建造物（１）に向かってノズル（６）から水流を高速で噴出させて、壁部（３）の一部に開口部（７）を形成する。開口部（７）内に露出する鉄筋（４）を切断した後、未削部（８）を基礎部（２）から除去する。次に、コンクリート材（５）から露出する鉄筋（４）に補強フレーム（９）を固定し、補強フレーム（９）の周囲にコンクリート材を供給して、固化させるので、大きな衝撃、振動及び粉塵が発生しない。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製の複数のフレームと、複数のフレームを骨格として複数のフレームの周囲に固定されたコンクリート材とにより形成された基礎部と、基礎部と一体に形成された壁部とを含むコンクリート建造物の壁部に向かってノズルから水流を高速で噴出させて、壁部の表層面を破砕する過程と、
更にノズルから水流を高速で噴出させて、壁部からコンクリート材を厚さ方向に完全に破砕しかつ除去して壁部の一部に開口部を形成する過程と、
コンクリート建造物に基礎部と未削部（みはつりぶ）とを残しながら、ノズルを移動して、開口部を帯状に形成することにより、コンクリート材に埋設されたフレームの一部を開口部内に露出させる過程と、
開口部内に露出する複数のフレームを切断して、未削部を基礎部から分離する過程と、
分離したコンクリート材の未削部を除去する過程と、
コンクリート材から露出するフレームに補強フレームを固定する過程と、
補強フレームの周囲にコンクリート材を供給して、コンクリート材を固化させる過程とを含むことを特徴とするコンクリート建造物補修法。
【請求項２】
フレームは、鉄筋又は鉄骨であり、鉄筋の直径又は鉄骨の矩形断面の縦寸法若しくは横寸法の一方をｄとすると、フレームが露出する開口部の幅は、１０ｄ〜５０ｄの範囲にある請求項１に記載のコンクリート建造物補修法。
【請求項３】
コンクリート建造物のコンクリート材内に埋設されるフレームは、コンクリート建造物の基礎部内に埋設されたフレームに連結された請求項１又は２に記載のコンクリート建造物補修法。
【請求項４】
開口部内に露出するフレームを切断する過程は、コンクリート建造物の基準平面から一定高さの水平面又は基準垂直面から一定距離離間する垂直面に沿って露出したフレームを切断する過程を含む請求項１〜３の何れか１項に記載のコンクリート建造物補修法。
【請求項５】
フレームの一部を帯状の開口部内に露出させる過程は、水平方向及び垂直方向にノズルを移動して、未削部と並行に一定の幅かつ一定の長さで開口部を形成する過程を含む請求項１〜４の何れか１項に記載のコンクリート建造物補修法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、機械的衝撃を発生せずに、良好な作業環境を確保しながらコンクリート建造物を補修できるコンクリート建造物補修法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、特許文献１は、鉄筋コンクリート建造物のコンクリートをウォータジェットにより破砕・除去し、補強用鉄筋を配筋して補強する既存鉄筋コンクリート構造物の耐震補強工法を示す。この耐震補強工法では、高速道路の橋脚等の既存鉄筋コンクリート構造物に対し、既存鉄筋を切断せず、ウォータジェットにより既存鉄筋の鉛直方向のコンクリートを除去してスリットを設け、スリットを利用して既存鉄筋に補強用鉄筋を組合わせて配筋する。既存鉄筋と補強用鉄筋の表面に増し厚コンクリートを覆って補強できるので、既存鉄筋を破損するおそれがなく、騒音、振動、粉塵等の環境を大幅に改善できると共に、施工の大幅な省力化を図ることができる。
【０００３】
特許文献２は、軽量な高強度の連続繊維とを含むＦＲＰ格子筋を固定するコンクリートウェブ面のコンクリートをウォータジェットにより除去し、ＦＲＰ格子筋にリベットアンカーを固定し、コンクリートを充填して固化するコンクリート構造物の補強方法を示す。このコンクリート構造物の補強方法は、複数の補強筋を格子状に配置して形成したＦＲＰ格子筋と、ＦＲＰ格子筋を固定するコンクリート棒部材とを含むコンクリートウェブ面と、固定したＦＲＰ格子筋の側に塗付して増厚するセントモルタル又はポリマーモルタルとを備えるコンクリート構造物に対し、ウォータジェットによりコンクリートウェブ面のコンクリートを除去して下地処理する。次に、ＦＲＰ格子筋を固定するコンクリートウェブ面にリベットアンカーを打ち込み、更に強固に保持し、ＦＲＰ格子筋をコンクリートウェブ面に確実に固定して補強することにより、コンクリート構造物は、高いせん断補強効果を得る。
【０００４】
特許文献３は、ウォータジェットによりコンクリート路盤のコンクリートを除去し、露出した鉄筋上に補強鉄筋を配置してコンクリートを打設する道路の補修方法を示す。この道路の補修方法では、複数の鉄筋に付着されたコンクリートを含むコンクリート路盤の一方の表面を路幅方向と路長方向にウォータジェットにより高速度で水を噴射し、水圧によりコンクリート面を除去して、鉄筋を露出させる。次に、露出した鉄筋に一次補強鉄筋を路幅方向に配筋してコンクリートを打設し、コンクリート路盤の他方の表面にもウォータジェットにより水を噴射し、コンクリート面を除去する。同様に、露出した鉄筋に二次補強鉄筋を路幅方向に配筋してコンクリートを打設する。また、一次補強鉄筋と二次補強鉄筋との間に雄ネジを有する継ぎ筋が設けられるので、コンクリート路盤の路幅方向と路長方向に鉄筋が連続接合され強化される。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−６７９４２号公報（第２頁）
【特許文献２】
特開２００２−１２９７５３号公報（第２頁）
【特許文献３】
特開２００２−１８０４１７号公報（第３頁）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来のコンクリート建造物補修法では、補修箇所の全コンクリートをウォータジェットにより除去するため、修理に手間と時間を必要とし、短期間で補修工事を完了することができない。また、例えば、ワイヤーソーイング、ウォールソーイング又はドリルソーイング等のソーイング切断装置を用いて、コンクリート建造物を破砕すると、コンクリート材の破壊時に発生する大きな衝撃、振動により、健全な鉄筋及びコンクリート材にマイクロクラック等の損傷が発生するのみならず、振動及び騒音が発生して、コンクリート材の粉塵が周囲に飛散するため、環境に悪影響を与える。ソーイング切断装置を用いて、コンクリート建造物を切断した後に、コンクリート建造物を補強するには、更に、コンクリート材に鑽孔して、形成される凹部にエポキシ樹脂等の接着剤を注入する。その後、補強鉄筋を凹部内に挿入して、エポキシ樹脂により凹部内に接着させるため、既存の鉄筋に対して接続されず、機械的強度が極めて不十分になる欠点がある。
そこで、本発明は、補修時に大きな衝撃及び振動をコンクリート建造物に発生させずかつ短時間で完了できるコンクリート建造物補修法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明によるコンクリート建造物補修法では、金属製の複数のフレーム（４）と、複数のフレーム（４）を骨格として複数のフレーム（４）の周囲に固定されたコンクリート材（５）とにより形成された基礎部（２）と、基礎部（２）と一体に形成された壁部（３）とを含むコンクリート建造物（１）の壁部（３）に向かってノズル（６）から水流を高速で噴出させて、コンクリート建造物（１）の表層面を破砕する。ハイドロデモリッション工法により、コンクリート建造物（１）に大きな衝撃及び振動が発生せず、フレーム（４）にマイクロクラック等の損傷が発生しない。また、効率的で安全にかつ環境を悪化させずに、コンクリート建造物（１）の表層面を破砕することができる。更にノズル（６）から水流を高速で噴出させて、コンクリート建造物（１）からコンクリート材（５）を厚さ方向に完全に破砕しかつ除去して壁部（３）の一部に開口部（７）を形成する。次に、コンクリート建造物（１）に基礎部（２）と未削部（８）（みはつりぶ）とを残しながら、ノズル（６）を移動して、開口部（７）を帯状に形成することにより、コンクリート材（５）に埋設されたフレーム（４）の一部を開口部（７）内に露出させる。開口部（７）内のコンクリート材（５）は既に除去されているので、開口部（７）内に露出するフレーム（４）を容易に切断することができる。その後、切断により分離したコンクリート材（５）の未削部（８）を除去する。続いて、コンクリート材（５）から露出するフレーム（４）に補強フレーム（９）を固定した後、補強フレーム（９）の周囲にコンクリート材を供給して、コンクリート材を固化させる。このように、コンクリート建造物（１）の使用寿命のある基礎部（２）を残し、改修後もそのまま使用できるので、基礎部（２）を有効に活用し、補修工期を短縮することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明によるコンクリート建造物補修法の実施の形態を図１〜図６について説明する。
【０００９】
本実施の形態のコンクリート建造物補修法では、最初に、図１に示すように、金属製の複数のフレーム（４）と、複数のフレーム（４）を骨格として複数のフレーム（４）の周囲に固定されたコンクリート材（５）とにより形成された基礎部（２）と、基礎部（２）と一体に形成された壁部（３）とを含むコンクリート建造物（１）の壁部（３）に向かってウォータジェットのノズル（６）から高速度で水流を噴出させて、ハイドロデモリッション工法によりコンクリート建造物（１）の表層面を破砕する。本実施の形態では、コンクリート建造物（１）は陸橋であり、基礎部（２）は橋梁、橋脚又は橋桁であり、壁部（３）は欄干である。使用するウォータジェットは、直径２〜３ｍｍのノズル（６）から１００ＭＰａの圧力を加えた水をコンクリート建造物（１）に向かい、毎分２００リットルの流量で噴出する構造を備えている。噴出する水速は、マッハ１〜マッハ７、好適には５００ｍ／ｓ〜１０００ｍ／ｓである。図示の例では、複数の鉄筋（４）は、針金等の緊締具又は固定具（１１）により互いに連結させて、コンクリート建造物（１）のコンクリート材（５）中に埋設されている。コンクリート建造物（１）にジェット水流を衝突させるので、コンクリート建造物（１）に大きな衝撃及び振動が発生せず、鉄筋（４）にマイクロクラック等の損傷が発生しない。効率的で安全にかつ環境を悪化させずに、コンクリート建造物（１）の表層面を破砕することができる。
【００１０】
更にノズル（６）から水流を噴出させて、壁部（３）からコンクリート材（５）を厚さ方向に完全に破砕しかつ除去して、壁部（３）の一部に開口部（７）を形成する。ノズル（６）から噴出する水流のコンクリート建造物（１）に対する衝突面積は極めて小さいが、衝撃力が大きいので、コンクリート建造物（１）の厚さ方向に破砕による開口部（７）を形成して、コンクリート建造物（１）からコンクリート材（５）を完全に破砕しかつ除去することができる。この場合に、コンクリート建造物（１）の後方に防護シート等の防御膜を配置すれば、粉塵の周囲への飛散を完全に防止できる。また、粉塵は、ウォータジェットによる水分を吸収して質量を増加するので、空中に吹き飛ばされた後に、運動エネルギの低下に伴って直ちに落下するので、あまり飛散しない。しかしながら、コンクリート材（５）の破砕屑は乾燥する前に所定の場所で処分することが望ましい。鉄筋（４）の直径をｄとすると、開口部（７）内の鉄筋（４）が露出する開口部（７）の幅（Ｌ）は、例えば、１０ｄ〜５０ｄ、好ましくは、２５ｄ〜４５ｄの範囲にある。開口部（７）内に露出する鉄筋（４）は、基礎部（２）内に埋設された基礎鉄筋（４）又は基礎鉄骨に連結される。
【００１１】
次に、コンクリート建造物（１）に基礎部（２）と未削部（８）（みはつりぶ）とを残しながら、水平方向及び垂直方向にノズル（６）を移動して、未削部（８）と並行に一定の幅かつ一定の長さで、コンクリート材（５）を破砕して、コンクリート材（５）に埋設された鉄筋（４）の一部を帯状に露出させる。ハイドロデモリッション工法では、ノズル（６）の移動によってコンクリート建造物（１）の所望の領域を所望の範囲でコンクリート材（５）を破砕して、開口部（７）を形成することが可能である。ワイヤーソーイング、ウォールソーイング又はドリルソーイング法のように、基礎部（２）を構成するコンクリート材（５）又は鉄筋（４）に衝撃又は振動を与えて、マイクロクラック等の損傷を基礎部（２）に与える弊害を完全に防止することができる。また、耐久性が残存するコンクリート製建造物のベース部をそのまま使用できるので、低資源化を図ることができる。
【００１２】
コンクリート建造物（１）の基準平面から一定高さの水平面（１２）に沿って露出した鉄筋（４）を切断するとき、コンクリート材（５）は既に除去されているので、コンクリート建造物（１）の基準平面から一定高さの水平面（１２）又は基準垂直面から一定距離離間する垂直面（１３）に沿って露出した鉄筋（４）を容易に切断することができる。その後、図２に示すように、切断により分離したコンクリート材（５）の未削部（８）にワイヤ（１０）を捲回して、未削部（８）を除去する。
【００１３】
次に、図３に示すように、コンクリート材（５）から露出する鉄筋（４）にワイヤ等の結束線（１１）を巻き付けて、補強鉄筋（補強フレーム）（７）を鉄筋（４）に固定する。
【００１４】
最後に、図４に示すように、補強フレーム（９）の周囲にコンクリート材を供給して、コンクリート材を固化させる。また、コンクリート建造物（１）の使用寿命のある基礎部（２）を残し、改修後もそのまま使用できるので、基礎部（２）を有効に活用し、補修工期を短縮することができる。
【００１５】
本発明の前記の実施の形態は変更が可能である。例えば、図１では、コンクリート建造物（１）に水平の開口部（７）を形成し、水平面（１２）に沿って鉄筋（４）を切断し、未削部（８）を除去する例を示したが、図５及び図６に示すように、コンクリート建造物（１）に垂直の開口部（７）を形成し、垂直面（１３）に沿って鉄筋（４）を切断し、未削部（８）を除去してもよい。また、開口部（７）は、一定の幅又は任意の幅を有する長方形、正方形に限定されず、円弧状、波形等種々の形状に形成することができる。更に、鉄筋（４）を使用するコンクリート建造物（１）の代わりに、フレームとして互いに接合された複数の鉄骨又は鉄筋と鉄骨との組み合わせ構造のコンクリート建造物（１）にも本発明を適用することができる。鉄骨を使用して建造されたコンクリート建造物（１）に対して、鉄骨の矩形断面の縦寸法若しくは横寸法の一方をｄとすると、フレーム（４）が露出する開口部（７）の幅は、１０ｄ〜５０ｄ、好ましくは２５ｄ〜４５ｄの範囲である。また、陸橋以外のビルディング、競技場、ダム、堰、倉庫、護岸、渠壁等の一般の又は特殊のコンクリート建造物にも本発明を適用することができる。
【００１６】
本発明によるコンクリート建造物補修法の実施の形態では、下記の作用効果が得られる。
［１］  コンクリート建造物（１）から部分的にコンクリートの一部のみを効率的に破砕するハイドロデモリションでは、コンクリート建造物（１）に機械的衝撃及び振動を与えず、環境適合性を有する。
［２］  コンクリート建造物（１）をカッタで機械的に切断して大きな騒音を発生するワイヤーソーイング、ウォールソーイング又はドリルソーイングに比べて、噴出水の水流音のみが発生するウォータジェットは、騒音を著しく低減することができる。
［３］  コンクリート建造物（１）に機械的衝撃及び振動を与えないので、再利用するコンクリート建造物（１）部分に、微少な割れ目、クラック等の脆弱部の発生を完全に防ぐことができる。
［４］  基礎部（２）の健全な鉄筋（４）を利用して壁を再構築するため、施工期間を大幅に短縮し、施工費を大幅に低減することができる。
［５］  コンクリート建造物（１）の後方に、シート等の防御膜を配置して養生を行えば、ウォータジェットによる粉塵は水分を吸収して質量を増加するので、周囲への飛散を完全に防止でき、低公害で施工できる。
［６］  ノズル（６）の遠隔操作による完全自走システム、無人水流破砕が可能となる。
［７］  補修以前のコンクリート建造物（１）と略同等又はそれ以上の強度をコンクリート建造物（１）に与えることができる。
【００１７】
【発明の効果】
前記のように、本発明では、コンクリート建造物の基礎部に損傷を与えずにかつ大きな衝撃、振動及び粉塵を発生せずに、コンクリート建造物を補修することができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】ハイドロデモリッション工法によりコンクリート建造物の表層面を破砕して、水平な開口部を形成する状態を示す斜視図
【図２】未削部を基礎部から除去する状態を示す斜視図
【図３】露出フレームに補強フレームを固定する状態を示す斜視図
【図４】補強フレームの周囲にコンクリート材を供給して再構築されたコンクリート建造物の斜視図
【図５】ハイドロデモリッション工法によりコンクリート建造物の表層面を破砕して、垂直な開口部を形成する状態を示す斜視図
【図６】図５に示す未削部を基礎部から除去する状態を示す斜視図
【符号の説明】
（１）・・コンクリート建造物、  （２）・・基礎部、  （３）・・未削部、  （４）・・鉄筋（フレーム）、  （５）・・コンクリート材、  （６）・・ノズル、  （７）・・開口部、  （８）・・未削部、  （９）・・補強フレーム、
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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