(57)【要約】【課題】  シースにグラウトを注入したときに、一番残留空気が留まる箇所にグラウト充填状態を確認するためのセンサーを配設する手法及び装置を提供する。【解決手段】  グラウト充填確認装置は、シースに設けたエア抜き穴に排気口を係合させて締結する上部ジョイント及び下部ジョイントからなり、エア抜き穴の近傍位置にセンサー埋設穴を設け、センサー埋設穴に取り付けるセンサーを上部ジョイントに備えたことである。【選択図】  図１
2007108132.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
グラウトを充填するシースにおいて、充填不良箇所に圧電素子を配設して充填状態を電気的に確認するようにしたグラウト充填確認方法。
【請求項２】
前記圧電素子を配設する箇所は、前記シースに設けられた空気排出孔の近傍であることを特徴とする請求項１に記載のグラウト充填確認方法。
【請求項３】
底部にセンサーを取り付けたカバー部材と、
シースの径に合わせ、２つの割りの円弧状に形成したサドルパッドと、
前記シースにセンサー埋設用穴を穿設し、該センサー埋設用穴に前記センサーを係合させて前記カバー部材を取り付け、その上部から前記サドルパッドを合わせて締め付けた構成のグラウト充填確認装置。
【請求項４】
シースに設けたエア抜き穴に排気口を係合させて締結する上部ジョイント及び下部ジョイントからなり、前記エア抜き穴の近傍位置にセンサー埋設穴を設け、該センサー埋設穴に取り付けるセンサーを前記上部ジョイントに備えたことを特徴とするグラウト充填確認装置。
【請求項５】
前記センサーは、前記シース内へのグラウトの充填に伴う温度変化又は圧力変化を検出するセンサーであることを特徴とする請求項３又は４に記載のグラウト充填確認装置。
【請求項６】
前記センサーは、熱電対又は圧電素子を含むことを特徴とする請求項５に記載のグラウト充填確認装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、グラウト充填確認方法及びグラウト充填確認装置に関し、詳しくは、シースに注入されたグラウトの充填状態を確認するグラウト充填確認方法及びグラウト充填確認装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来におけるグラウト充填確認方法として、流量計による計測や排出口からの吐出の確認などの間接的に確認する方法が採られてきた。
【０００３】
又、電気的に検出するものとして、静電容量検出センサーを用いて充填状態を確認する手法が存在する。
【０００４】
これは、シースの外面に静電容量検出センサーをシース長手方向に間隔をおいて複数個貼り付け、シース内に挿入したＰＣ鋼材にプレストレスを導入した後、シース内に充填されたグラウトの未充填部分を検出するというものである。
【０００５】
このシース内の未充填部分は、グラウト注入が進行するに従ってグラウトが下部から充満してくるときに内部に閉じこめられて高い位置に集まった残留空気によるものであり、静電容量検出センサーは、シースの長手方向の上に凸の部分等における上部に配置すればよい。
【０００６】
このシースの長手方向に適宜間隔をおいて複数個配置することにより、未充填部分に確実に検出できると共に長手方向の位置を特定できる。
【０００７】
他の例として、シース内に線状温度センサーを配設し、このシース内に充填するグラウトの温度を非充填時のシース内温度よりも若干異なるようにして、線状温度センサーの測定変化をモニタで観察するようにしたたものが周知である。
【特許文献１】特開２００４−１０８９６４号公報（第３頁〜４頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来技術で説明した静電容量検出センサーを用いてグラウトの充填状態を検出する手法においては、静電容量検出センサーを予めシースの特定位置に位置決めして配設しておく必要があり、これが、却ってグラウトの未充填部分から外れた位置になってしまうと、肝心なグラウトの未充填部分から離れ、正確に未充填部分を検出することができないという問題がある。
【０００９】
線状温度センサーを利用する手法に関しても、予めシースの特定部分に配設する手法であるため、充填不良部分がこのセンサーを配設した部分から外れてしまうと、未充填部分を検出することができないという問題がある。
【００１０】
従って、シースにグラウトを注入したときに、一番残留空気が留まる箇所にグラウトの充填状態を確認するためのセンサーを配設する手法及び装置に解決しなければならない課題を有する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本願発明のグラウト充填確認方法及びグラウト充填確認装置は、次に示す構成にすることである。
【００１２】
（１）グラウト充填確認方法は、グラウトを充填するシースにおいて、充填不良箇所に圧電素子を配設して充填状態を電気的に確認するようにしたことである。
【００１３】
（２）前記圧電素子を配設する箇所は、前記シースに設けられた空気排出孔の近傍であることを特徴とする（１）に記載のグラウト充填確認方法。
【００１４】
（３）グラウト充填確認装置は、底部にセンサーを取り付けたカバー部材と、シースの径に合わせ、２つ割りの円弧状に形成したサドルパッドと、前記シースにセンサー埋設用穴を穿設し、該センサー埋設用穴に前記センサーを係合させて前記カバー部材を取り付け、その上部から前記サドルパッドを合わせて締め付けた構成である。
【００１５】
（４）グラウト充填確認装置は、シースに設けたエア抜き穴に排気口を係合させて締結する上部ジョイント及び下部ジョイントからなり、前記エア抜き穴の近傍位置にセンサー埋設穴を設け、該センサー埋設穴に取り付けるセンサーを前記上部ジョイントに備えたことである。
【００１６】
（５）前記センサーは、前記シース内へのグラウトの充填に伴う温度変化又は圧力変化を検出するセンサーであることを特徴とする（３）又は（４）に記載のグラウト充填確認装置。
【００１７】
（６）前記センサーは、熱電対又は圧電素子を含むことを特徴とする（５）に記載のグラウト充填確認装置。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のように、経験により算出された充填不良箇所にピエゾ抵抗素子を配設したことにより、充填状態を的確に検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本願発明に係るグラウト注入確認装置について、以下、図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００２０】
本発明に係るグラウト充填確認方法及びグラウト充填確認装置は、図１に示すように、シースを配設したときに経験的に推測できるグラウト充填不良箇所に、圧電素子としてのピエゾ抵抗素子を配設して充填状態を電気的に確認するものである。
【００２１】
シース１１の所定位置にピエゾ抵抗素子からなるセンサー１２が配置されているカバー部材（樹脂製）１３が収まる穴１４を穿設し、シース１１の外周面のうち穴１４の周囲にメッシュ材１５を取り付け、最後にメッシュ材１５の上に載るようにしてカバー部材１３を取り付けることで、カバー部材１３の底面に取り付けられているピエゾ抵抗素子であるセンサー１２がシース１１の管内に臨んだ状態となる。ここで、センサー１２の先端面（グラウトに接触する面）が、シース１１の内周面と略一致するように、センサー１２を配置することが好ましい。
【００２２】
メッシュ部材１５は、カバー部材１３をシース１１のポリエチレン管に溶融溶着する際に使用するもので、電気を通すことでヒータとなり、シース１１及びカバー部材１３を溶融、溶着する。
【００２３】
このようにしてポリエチレン管としてのシース１１にピエゾ抵抗素子を管内に臨むように取り付けることができ、グラウト注入した際にそのピエゾ抵抗素子の圧力変動を電気的に検出することで、グラウトの充填状態を検知することができるのである。
【００２４】
シース１１のうち穴１４を形成する位置、すなわち、センサー１２を設ける位置は、例えば、図５に示す領域Ｂ内に設けることができる。ここで、図５（Ａ）〜（Ｃ）は、曲がったシース１１内において、グラウトが充填される経緯を示す図である。
【００２５】
図５に示す形状のシース１１内にグラウトを充填する場合において、図５中の左側からグラウトを注入していくと、シース１１内のうち図中左側の領域からグラウトが順に充填されていく。ここで、シース１１が上方（重力方向に対して反対方向）に向かって延びている領域Ａ１では、シース１１の内壁に沿って徐々にグラウトが充填されていくことになる。すなわち、領域Ａ１内においては、グラウトの充填に伴って残留空気が発生する可能性は低い。
【００２６】
一方、シース１１が下方（重力方向）に向かって延びている領域Ａ２では、シース１１内の上方のスペースに残留空気が発生し易い（図５（Ｃ）参照）。また、図５では不図示であるが、シース１１の折れ曲がり部分、すなわち、シース１１が上方から下方に向かって曲がる部分（領域Ａ３）にも、残留空気が発生し易い。このような現象は、充填されるグラウトが低粘性である場合に、特に発生し易い。
【００２７】
このため、残留空気が発生しやすい位置、すなわち、領域Ａ２、Ａ３を含む領域Ｂ内に、センサー１２を設けることで、シース１１内におけるグラウトの充填状態を把握することができる。言い換えれば、残留空気が発生しやすい位置において、グラウトが正確に充填されていれば、シース１１内の他の部分では、グラウトが正確に充填されているものと考えることができる。
【００２８】
上述したようにセンサー１２を設ける位置は、シース１１の形状、すなわち、シース１１の各部分における高低差に基づいて、決定することができる。
【００２９】
センサー１２であるピエゾ抵抗素子が底面に取り付けられているカバー部材１３は、図２に示すように、サドルバンド１６Ａ、１６Ｂでシース１１に締め付ける構造でもよい。
【００３０】
それは、先ず、シース１１の所定位置にカバー部材１３を取り付けるための穴１４を開ける。この穴１４の周囲にゴムパッキン１７を載せ、その上部からセンサー１２を穴１４に通してカバー部材１３を載せる。そして、２つ割りのサドルバンド１６Ａ、１６Ｂをシース１１の上限から挟み込んでゴムパッキン１７にカバー部材１３を合わせて締め付ける。この締め付けはサドルバンド１６Ａ、１６Ｂに取り付けてあるボルト１７をナット１８に螺合させて廻すことで行われる。このようにしてポリエチレン管で作成されたシース１１にカバー部材１３が取り付けられると、カバー部材１３に取り付けられているピエゾ抵抗素子であるセンサー１２は穴１４を通過した管内に臨んだ状態で配置されることになる。従って、シース１１にグラウトが注入されたときに、そのグラウトがピエゾ抵抗素子を押圧できるほどの圧力が印加されるならば、その圧力に応じた電流が流れ、グラウトが十分に充填されていることを電気的に判断することができる。
【００３１】
ここで、グラウトの充填をコントローラの制御によって行うようにすれば、コントローラはセンサー１２の出力に基づいてグラウトの充填を制御することができる。具体的には、センサー１２の出力が所定値に到達するまではグラウトの充填を継続し、センサー１２の出力が所定値に達した場合にはグラウトの充填を停止させる。これにより、グラウトの充填を効率良く行うことができる。
【００３２】
上述した所定値とは、シース内でのグラウトの充分な充填量に対応した値であって、シース内に残留空気が概ね発生していないものと見なせる値である。
【００３３】
なお、グラウトの充填が完了した場合に、センサー１２からの配線を取り外せるように構成することができる。
【００３４】
本実施例では、シース１１の１箇所にセンサー１２を設けた場合について説明したが、シース１１の複数箇所にセンサー１２を設けるようにしてもよい。そして、上述したコントローラを用い、複数のセンサー１２の出力に基づいて、グラウトの充填を制御するようにしてもよい。この場合には、複数のセンサー１２の出力すべてが上記所定値に達した時点で、グラウトの充填を停止させる。
【００３５】
上述したコントローラによる制御は、後述する実施例についても適用できるものである。
【実施例２】
【００３６】
次に、ピエゾ抵抗素子の代わりに、熱電対を用いてグラウトの充填状態を電気的に検知することが可能である。これは、図３に示すように、シース１１の表面に貼り付けた熱電対１９の周囲をヒータ２１で所定温度に暖め、その温度の変化を熱電対１９で検知するというものである。すなわち、グラウトが充填されていれば熱が逃げるため、その現象を熱電対１９で検知すれば、グラウトの充填状態を検知できる。逆に、高温のグラウトが充填されることによって温度が上昇する場合もあり、この場合には、熱電対１９によって温度情報を検知すれば、グラウトの充填状態を検知できる。
【００３７】
熱電対は、実施例１で説明した位置と同じ位置（図５に示す領域Ｂ内）に設けることができる。
【００３８】
熱電対１９での温度変化は、熱電対１９に接続された測定手段２０によって測定される。そして、熱電対１９で検出される温度の変化が所定値以上の場合には、シース１１内にグラウトが充分に充填されたものと判断することができる。この所定値は、予め実験によって測定しておく。
【００３９】
上述した温度変化の検出は、例えば、シース１１内にグラウトをある程度充填した後に、ヒータ２１の駆動を停止させ、所定時間内での温度変化を検出する。ヒータ２１を駆動したままでは、充填されたグラウトも暖められてしまい、グラウトの充填状態を正確に検知することができなくなってしまう。そこで、ヒータ２１の駆動停止後の所定時間内での温度変化を検出することで、グラウトの充填状態を正確に検知することが可能となる。
【００４０】
このセンサーの特徴は、シース１１の管内までセンサーを臨ませることなく、管の表面に貼り付けるだけでよいため、装着を簡単に行うことができる。このため、シース１１に穴を空けることなく簡単に取り付けることができるという長所がある。
【実施例３】
【００４１】
本願発明の実施例３のグラウト充填確認装置は、図４に示すように、シース１１に設けたエア抜き穴３０の近傍位置にセンサー埋設穴２８を設け、そのセンサー埋設穴２８にセンサー２６を取り付けるための２つ割の半円筒形状に形成した上部ジョイント２２、下部ジョイント２３からなる。
【００４２】
半円筒形状に形成された上部ジョイント２２は、両端側を突設させたフランジ部２４を形成し、頂部端縁に空気を抜くための排気口２５を備え、この排気口２５の近傍にピエゾ抵抗素子からなるセンサー２６を備えた構成になっている。センサー２６は、上部ジョイント２２の壁を通して内側に突設した状態で配設されており、この突設部位２７がシース１１に開けたセンサー埋設穴２８に入り込み、シース１１の内面に臨んだ状態で配置される。
【００４３】
フランジ部２４には、２つの係合穴２９を設けた構造となっている。
【００４４】
上部ジョイント２２と同じく半円筒形状に形成された下部ジョイント２３は、両端側を突設させたフランジ部３１を形成し、このフランジ部３１には２つの係合穴３２を設けた構造となっている。
【００４５】
このような構造をした上部ジョイント２２及び下部ジョイント２３は、シース１１に設けたセンサ埋設穴２８、エア抜き穴３０にセンサー２６（突設部位２７）及び排気口２５を合わせるようにして上部ジョイント２２を載せ、下側から下部ジョイント２３を嵌め込み、係合穴２９、３２にボルト３３を貫通させてネット３４に螺合させることでシース１１に取り付ける。
【００４６】
そして、センサー２６は図示しない測定器に接続することでシース１１に注入されたグラウトが充分でないときには、管内ではセンサー２６が加圧されないため、電流が発生しない。逆に充分にグラウトが注入されると、管内でグラウトがセンサー２６を押圧することでセンサー２６に変位が生じ、電流が流れる。この電流の流れ状態を測定器で測定すれば、グラウトの充填状態を知ることができる。
【００４７】
このセンサーの特徴は、シース１１にグラウトを注入した際に、予め空気が留まりやすい箇所が経験的に分かっているので、その箇所にエア抜き穴３０を設ける構造のシース１１であるときに、その箇所にグラウトが充填されれば他の箇所も充分にグラウトが充填されているという憶測に基づくもので、エア抜き穴３０の近傍にセンサー埋設穴２８を設けてセンサー２６を取り付ける。
【００４８】
本実施例では、上部ジョイント２２及び下部ジョイント２３を用いてセンサー２６をシース１１に固定しているが、実施例１と同様に、ヒータとしてのメッシュ材を用いてセンサー２６をシース１１に固定することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
シースにグラウトを注入する際に、経験により算出された充填不良箇所にピエゾ抵抗素子を配設したことにより、充填状態を的確に検出することができるグラウト充填確認装置を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施例１のグラウト充填確認装置を略示的に示した説明図である。
【図２】サドルバンドで締め付ける構成のグラウト充填確認装置を略示的に示した説明図である。
【図３】本発明の実施例２のグラウト充填確認装置を略示的に示した説明図である。
【図４】本発明の実施例３のグラウト充填確認装置を略示的に示した説明図である。
【図５】シース内におけるグラウトの充填状態を示す図（Ａ〜Ｃ）である。
【符号の説明】
【００５１】
１１      シース
１２      センサー
１３      カバー部材
１４      穴
１５      メッシュ部材
１６Ａ    サドルバンド
１６Ｂ    サドルバンド
１７      ボルト
１８      ナット
１９      熱電対
２１      ヒータ
２２      上部ジョイント
２３      下部ジョイント
２４      フランジ部
２５      排気口
２６      センサー
２７      突設部位
２８      センサー埋設穴
２９      係合穴
３０      エア抜き穴
３１      フランジ部
３２      係合穴
３３      ボルト
３４      ナット
【図１】
2007108132.tif 000003
【図２】
2007108132.tif 000004
【図３】
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【図４】
2007108132.tif 000006
【図５】
2007108132.tif 000007