(57)【要約】【課題】石積みを撤去することなく、既存の状態で補強可能であるとともに、石積みの隙間を塞ぐことができ、石積みを安定した状態に戻し、かつ、石積みの背面側から受ける土圧に対する強度を十分に回復することができる石積みの補強方法を提供することを目的とする。【解決手段】充填材と圧縮空気を注入ノズルに供給し、圧縮空気の圧力を用いて、注入ノズルから充填材を吹き込むことにより、充填材を石積みの隙間に満遍なく充填する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
充填材を注入ノズルにより石積みの隙間に注入することによって石積みを補強する石積みの補強方法であって、
上記充填材とは別に圧縮空気を注入ノズルに供給し、
上記充填材を、該注入ノズルから上記圧縮空気の圧力を用いて、上記石積みの隙間に吹き込んでいく
ことを特徴とする石積みの補強方法。
【請求項２】
請求項１に記載の石積みの補強方法において、
上記注入ノズルの先端から上記充填材を吹き込む距離が短くなるほど、上記注入ノズルからの上記圧縮空気による充填材吐出圧を減少させる
ことを特徴とする石積みの補強方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の石積みの補強方法において、
上記充填材は、材齢２８日の圧縮強度が１５Ｎ／ｍｍ２以上である
ことを特徴とする石積みの補強方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一に記載された石積みの補強方法において、
上記充填材は、モルタルである
ことを特徴とする石積みの補強方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石積みの補強方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
石積みは、長年雨水等にさらされることによって、石積みの目地材や石積みの背面に設けられた砂利や土からなる裏込材が、石積みの隙間（目地）から雨水とともに流出し、空隙が形成される。空隙が形成されることにより、石積みの支持バランスに乱れが生じ、雨水等により何らかの応力が発生した場合には、より一層石積みが崩壊する可能性が高くなる。また、空隙に雑草が生えたり、蛇・モグラ等の小動物が生息するおそれもある。
【０００３】
しかし、その空隙を充填する補修を行うとなると、石積みの組み直しが必要となり、大掛かりな補修工事となるため、多大な手間と費用が必要となる。また、石積みの組み直しを行っている最中に、背面側の土が崩れる場合があるため、その対策も必要となる。
【０００４】
従来より、石積みの補強方法として、接着性を有する充填材を石積みの隙間や背面に注入する方法があった。しかし、この補強方法では、注入した充填材が重力により下方向に流れてしまうため、石積みに形成された空隙の上部側まで充填材を注入することが困難となる場合が多いといった問題点や、充填材の充填後のダレ（充填材を充填した後、固化までの間に、重力により空隙の上部側の充填材が空隙の下部側に移動し、上部側が薄く、下部側が厚くなる現象）により、石積み背面の水を石積みの表面に抜く水路が塞がれてしまうおそれがあり、水路が塞がれ、水圧が上がることで石積みの背面側から応力を受け、石積みが崩壊する危険な状況になることが懸念されるといった問題点があった。
【０００５】
上記の状況下において、石積みの組み直しをすることなく、既存のままで石積みを補強する方法として、特許文献１には、石積みの裏込め補強方法で、石積み背面の空洞部に接着剤を塗布する工程と、空洞部に袋状のパッキング材を挿入し、パッキング材に充填材（注入材）を注入する工程と、石積みの背面とパッキング材を接着する工程等を有する補強方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−７９３５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１に記載する方法では、上述の問題点は解消されているものの、工程数が多いため、当該方法を実施するためには多大な時間・労力を要することになる。
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、石積みの組み直しをすることなく、既存の状態で補強可能であるとともに、石積みの隙間を塞ぐことができ、石積みを安定した状態に戻し、かつ、石積みの背面側から受ける土圧に対する強度を十分に回復することを少ない工程で行うことができる石積みの補強方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、充填材を圧縮空気の圧力を用いて注入ノズルから石積みの隙間に吹き込み、充填材を石積みの隙間に満遍なく充填することにより、石積みを補強することを目的とする。すなわち、充填材を注入ノズルにより石積みの隙間に注入することによって石積みを補強する石積みの補強方法であって、上記充填材とは別に圧縮空気を注入ノズルに供給し、上記充填材を、該注入ノズルから上記圧縮空気の圧力を用いて、上記石積みの隙間に吹き込んでいく構成とした。
【００１０】
上記充填材と圧縮空気を注入ノズルに供給する方法は、例えば、上記充填材を、モルタル供給ポンプによりモルタルホースを介して、上記モルタルホースの先端部に取り付けられた注入ノズルに供給し、空気圧縮機から吐出した圧縮空気を、空気ホースを介して該注入ノズルに供給する方法がある。圧縮空気の圧力を用いることにより、充填材を注入ノズルから石積みの隙間の奥深くまで吹き込むことができる。そのため、たとえ石積みの隙間が奥深く形成されている場合であっても、充填材を吹き込むことが容易となり、充填材を石積みの隙間に満遍なく充填することができる。
【００１１】
充填材は、注入ノズルから液状ないし流動状で石積みの隙間に吹き込むことができ、その後硬化するものであればよい。例えば、モルタル、樹脂モルタル、または土質材料と無機塩類と水和反応性硬化剤との混合物などを使用できる。
【００１２】
また、充填材の吹き込みに圧縮空気を用いるため、圧縮空気を用いない従来方法とは異なり、粘度が高い（砂の分量が多い）充填材であっても注入ノズルの閉塞を招くことなく施工することができる。充填材の粘度が高いと、充填材吹き付け後、早期に充填材の圧縮強度が増加することにより、第一に、充填材の充填後のダレが少なくなるという効果を有する。第二に、工期を短縮することができ、中でも潮の干満での海水面の高さの差を利用して行わならなければならない場所での護岸工事では、特に有用である。
【００１３】
上記注入ノズルの先端から上記充填材を吹き込む距離が短くなるほど、上記注入ノズルからの充填材吐出圧を減少させることが好ましい。注入ノズルからの充填材吐出圧を減少させるためには、空気圧縮機から注入ノズルへの圧縮空気の供給量を減少すればよく、圧縮空気と充填材が注入ノズルで合流するよりも手前で、圧縮空気の供給量を調整できるような位置にバルブを設ければよい。
【００１４】
最初は石積みの隙間の奥から充填材を埋めていくが、石積みの隙間の奥が充填材で埋まってくると石積みの隙間の手前部分を充填材で埋めていくことになる。注入ノズルからの充填材吐出圧が大きいほど、充填材を遠くまで吹き込むことができるが、注入ノズルからの充填材吐出圧が大きい状態で充填材を近距離に吹き込むと、注入ノズルからの充填材の噴出速度が速すぎることから、吹き込んだ充填材が跳ね返りにより石積みの隙間から飛び出るおそれがある。そのため、石積みの隙間の手前部分に充填材を吹き込む場合は、注入ノズルからの充填材吐出圧を減少させ、すなわち、充填材を比較的少量の圧縮空気と混合し、注入ノズルからの充填材の噴出速度を比較的遅くして石積みの隙間に吹き込むことにより、吹き込んだ充填材が石積みの隙間から飛び出ることを防ぐことができる。
【００１５】
上記充填材は、材齢２８日の圧縮強度が１５Ｎ／ｍｍ２以上であることが好ましい。また、上記充填材は、材齢２８日の圧縮強度が１８Ｎ／ｍｍ２以上であることがより好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
注入ノズルに圧縮空気を供給し、圧縮空気の圧力を用いて、注入ノズルから充填材を吹き込むことにより、充填材を石積みの隙間に満遍なく充填することができる。そうすると、石積みの組み直しをすることなく既存の状態で補強することができ、さらに、石積みの背面側から受ける土圧に対する強度を十分に回復することができる。また、石積みの隙間を塞ぐことにより、雑草や小動物の存在を懸念する必要もなくなり、加えて、少ない工程で行うことができるので時間・労力を節約することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】充填材の注入に用いる装置を示した図である。
【図２】充填材を充填した後の石積みの状態を示した正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための形態として、モルタル注入による石積みの補強方法を図面に基づいて説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
【００１９】
まず、モルタル注入に関する一連の工程を説明する。最初に、下地処理として、高圧洗浄機を用いた石積みの洗浄や、石積みの隙間に生えている雑草の除草を行う。その後、必要があれば、石積みの隙間に水抜きパイプの設置を行う。続いて、以下に説明する図１の装置を用いて石積みの隙間にモルタルを吹き込み、モルタルを石積みの全ての隙間に充填した後に刷毛を使って目地を仕上げていく。図２は、モルタルの充填および目地の仕上げ終了後の石積み８を示したものであり、各石９の間に生じている石積みの隙間１０、すなわち、図２のハッチングを付した箇所にモルタルを充填し、その後、目地を仕上げた状態を示している。
【００２０】
本発明による一実施形態に係るモルタル注入に用いる方法について図１に基づいて説明する。砂、セメント、および水をモルタルミキサ１で３分間混練し、流動性の良いスラリーとなったモルタルをモルタル供給ポンプ２でモルタルホース６を介して注入ノズル３まで圧送する。なお、モルタルミキサ１で製造したモルタルは、無圧又は低圧であるので、モルタル供給ポンプ２については、モルタルホース６を介して遠隔地まで供給するためには十分な加圧能力を必要とする。また、空気圧縮機４からの圧縮空気を、空気ホース５を介して、注入ノズル３に供給している。続いて、モルタル供給ポンプ２による圧力と圧縮空気の圧力を用いて、注入ノズル３から石積みの隙間にモルタルを吹き込んでいく。
【００２１】
次いで、本発明による一実施形態に係る注入ノズル３について図１に基づいて説明する。注入ノズル３は、モルタルを供給する口（以下、モルタル供給口）３１、モルタルおよび圧縮空気を吐出する口（以下、吐出口）３２、圧縮空気を供給する口（以下、圧縮空気供給口）３３の３つの口を有する。モルタル供給ポンプ２で圧送されたモルタルは、モルタル供給口３１に供給され、吐出口３２から吐出される。圧縮空気供給口３３は、注入ノズル３内で吐出口３２に向かって圧縮空気が流れるように設けられており、これにより、吐出口３２から、圧縮空気の圧力を用いて、石積みの隙間にモルタルを吹き込むことができる。
【００２２】
また、注入ノズル３への圧縮空気の供給量を調節できるバルブ７を設ける。バルブ７で圧縮空気の供給量を調節することにより、注入ノズル３からの圧縮空気によるモルタル吐出圧、すなわち注入ノズル３からのモルタルの噴出速度を調節させることを目的とする。そのためには、圧縮空気とモルタルが注入ノズル３内で合流する手前にバルブ７を設ける必要がある。例えば、図１に記載のように、圧縮空気供給口３３上にバルブ７を設けることができる。
【００２３】
以下、石積みの隙間にモルタルを吹き込むにあたり、バルブ７による注入ノズル３への圧縮空気の供給量を調整する方法について説明する。まず、バルブ７を全開又は全開に近い状態にして、石積みの隙間の奥からモルタルを埋めていく。こうして、石積みの隙間の奥から手前へとモルタルを埋めていくにしたがって、次第にモルタルを吹き込む距離が短くなる。モルタルを吹き込む距離が短くなると、注入ノズル３からのモルタルの噴出速度が速すぎるため、吹き込んだモルタルが跳ね返りにより石積みの隙間から飛び出る場合がある。そこで、バルブ７を少し閉じることにより、注入ノズル３からのモルタルの噴出速度を、吹き込んだモルタルが跳ね返らない程度の速度に減少させる。モルタルを吹き込む距離が短くなるにしたがって、吹き込んだモルタルが跳ね返りやすくなるので、跳ね返りの現象が見られる度に、バルブの閉じ量を大きくし、注入ノズル３からのモルタルの噴出速度を減少させ、吹き込んだモルタルが跳ね返らないようにする。
【００２４】
〔使用機材〕
モルタルミキサとしては、ＴＭＵ−３．５ＨＳ（混練容量３．５切（約９７Ｌ）、トンボ工業株式会社製）を、空気圧縮機としては、ＥＣ３５ＳＳＢ−６（最大吐出容量３．７Ｌ／ｍｉｎ、吐出圧力０．６９Ｍｐａ、株式会社小松製作所製）を使用した。
【００２５】
〔使用材料〕
砂は、左官砂（広島産）を、セメントは、普通ポルトランドセメント（密度３．１６ｇ／ｃｍ３、比表面積３１９０ｃｍ２／ｇ）を使用した。
【００２６】
〔圧縮強度試験〕
圧縮強度は、ＪＩＳ  Ａ  １１３２に準拠する供試体の作製方法により準備された供試体について、ＪＩＳ  Ａ  １１０８に準拠する圧縮強度試験を行うことにより得た。
【００２７】
以下、本実施形態に係る実施例を説明する。
なお、本実施形態においては、砂とセメントの合計質量は７２ｋｇの一定量とする。
《実施例１》
砂３６ｋｇ、セメント３６ｋｇ、および水８リットルを３分間モルタルミキサ１にて混練してモルタルを生成し、２８日現場養生した直径５０ｍｍの供試体を得た。
《実施例２》
水量を８．５リットルとし、他は実施例１と同様にして供試体を得た。
《実施例３》
水量を９リットルとし、他は実施例１と同様にして供試体を得た。
《実施例４》
砂を４８ｋｇ、セメントを２４ｋｇとし、他は実施例１と同様にして供試体を得た。
《実施例５》
水量を８．５リットルとし、他は実施例４と同様にして供試体を得た。
《実施例６》
水量を９リットルとし、他は実施例４と同様にして供試体を得た。
《実施例７》
砂を５４ｋｇ、セメントを１８ｋｇとし、他は実施例１と同様にして供試体を得た。
《実施例８》
水量を８．５リットルとし、他は実施例７と同様にして供試体を得た。
《実施例９》
水量を９リットルとし、他は実施例７と同様にして供試体を得た。
【００２８】
上記９種類の実施例について、モルタル生成に用いた砂、セメント、水の分量、および材齢２８日の供試体を用いた圧縮強度試験の試験結果を表１に示す。なお、表１に記載の圧縮強度の値は、各実施例につき、３個の供試体を準備して圧縮強度試験を行い、３個の供試体の圧縮強度を算術平均した値である。
【００２９】
【表１】
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【００３０】
全ての実施例の供試体において、所定の圧縮強度（材齢２８日で１５Ｎ／ｍｍ２）を上回る圧縮強度を有する。
【００３１】
また、砂およびセメントの質量を一定にした場合、水量を増加させるにつれて材齢２８日での圧縮強度は減少し、水量を一定にした場合、セメントの割合を減少（砂の割合を増加）させるにつれて材齢２８日での圧縮強度は減少する。上記のことより、砂に対するセメントの質量比率が１／３〜１／１（本実施形態では、セメントの質量が１８〜３６キロ）であって、砂とセメントの合計質量１ｋｇあたりの水量が１／９〜１／８リットル（本実施形態では、砂とセメントの合計質量（７２ｋｇ）に対して、水が８〜９リットル）である場合、生成したモルタルを注入ノズル３から圧縮空気の圧力を用いて吹き込み、石積みの隙間をモルタルで充填することができ、充填したモルタルは所定の圧縮強度（材齢２８日で１５Ｎ／ｍｍ２）を上回る圧縮強度を有するといえる。
【００３２】
なお、砂とセメントの合計質量に対して、水量を増加させすぎた場合や、水量に対してセメントの割合を減少（砂の割合を増加）させすぎた場合には、モルタルが柔軟になりすぎるため、注入ノズル３の先端部からモルタルが吹き飛ばないおそれがある。また、砂とセメントの合計質量に対して、水量を減少させすぎた場合や、水量に対してセメントの割合を増加（砂の割合を減少）させすぎた場合には、流動性の低いモルタルが生成されるため、石積みの隙間を充填するようにモルタルを吹き込むことが困難となるおそれがある。しかし、上記実施例１〜９においてはこれらの問題は生じない。
【符号の説明】
【００３３】
１    モルタルミキサ
２    モルタル供給ポンプ
３    注入ノズル
４    空気圧縮機
５    空気ホース
６    モルタルホース
７    バルブ
【図１】
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【図２】
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