(57)【要約】【課題】特別な動力を必要とせず、サイフォンの原理を利用して、削孔後の孔内壁面に確実に吸水させることが可能な補強鉄筋の挿入孔吸水装置及び挿入孔吸水方法を提供すること。【解決手段】既設コンクリート構造物Ｓに形成された有底の補強部材挿入孔Ｈを湛水させる補強部材の挿入孔吸水装置Ａであって、挿入孔吸水装置Ａは少なくとも補強部材挿入孔Ｈの孔口を塞ぐ止水栓１と、止水栓１の挿通孔１０に接続される管体２と、水槽３とからなり、管体２は水槽３から給水可能に水槽３に配設され、湛水時における水槽３の水位が補強部材挿入孔Ｈ内の水位より高く維持されるように水槽３が配置されることを特徴とする部材鉄筋の挿入孔吸水装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
既設コンクリート構造物に形成された有底の補強部材挿入孔を湛水させる補強部材の挿入孔吸水装置であって、
前記挿入孔吸水装置は少なくとも前記補強部材挿入孔の孔口を塞ぐ止水栓と、
該止水栓の挿通孔に接続される管体と、
水槽とからなり、
前記管体は前記水槽から給水可能に該水槽に配設され、
湛水時における前記水槽の水位が前記補強部材挿入孔内の水位より高く維持されるように該水槽が配置されることを特徴とする補強部材の挿入孔吸水装置。
【請求項２】
前記止水栓に挿通される空気抜き弁を備えることを特徴とする請求項１に記載の補強部材鉄筋の挿入孔吸水装置。
【請求項３】
前記補強部材挿入孔は複数からなり、
前記補強部挿入孔が互いに連通するように前記前記止水栓に挿通される連通管を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の補強部材の挿入孔吸水装置。
【請求項４】
既設の鉄筋コンクリート構造物に形成された有底の補強部材挿入孔を湛水させる挿入孔吸水方法であって、
以下の工程を含むことを特徴とする補強部材の挿入孔吸水方法。
（１）前記補強部材挿入孔の孔口を止水栓で塞ぐ工程
（２）前記止水栓の挿通孔に管体の一端を接続する工程
（３）前記管体の他端を水槽から給水可能に該水槽に配設する工程
（４）湛水時における前記水槽の水位が前記補強部材挿入孔内の水位より高く維持されるように該水槽を配置する工程
（５）前記補強部材挿入孔内を湛水させる工程
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、既設コンクリート構造物の補強部材挿入のための挿入孔を湛水させ、挿入孔壁面周辺を吸水させる挿入孔吸水装置及び挿入孔吸水方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１〜６には、既設コンクリート構造物のせん断補強を目的として、既設コンクリート構造物の壁面にインパクトドリルやロータリードリル等の削孔手段を用いて補強部材挿入孔を設け、モルタルを充填し、この補強部材挿入孔に補強部材（例えば、鉄筋）を挿入する等の既設コンクリート構造物の補強構造及び補強方法が開示されている。
【０００３】
既設コンクリート構造物に設けられた補強部材挿入孔の壁面は、新たに充填されるモルタル等の充填材に対しては、いわゆるコンクリート打継面に相当することになる。
一般に、コンクリート打継面では、既設コンクリート構造物である旧コンクリートが、新コンクリートの水分を急激に吸収することによって正常な凝結硬化ができなくなる状態、すなわちドライアウトが懸念される。つまり、新コンクリートの水分を吸収しすぎると、新旧コンクリートの界面にある新コンクリートのペースト層が乾燥し、セメントの水和が抑制されたり、新コンクリートが未だプラスチックな状態に達していない時期に、水分の吸収による収縮が原因である初期収縮ひび割れ（あるいはプラスチック収縮ひび割れ）が発生する可能性がある。
【０００４】
特許文献７（８段落目）には、充填する材料のドライアウトを防止するために、削孔した孔にせん断補強部材を挿入する場合は、必要に応じて水で孔壁に吸水させた後、流動性のあるセメント系グラウト材を注ぎこむ等の記載はある。しかし、どの程度の時間、どの様な手段で削孔した孔に吸水させると如何なる効果が期待されるか、等についての具体的な記載はない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２９３２９４号公報
【特許文献２】特開２００５−１０５８０８号公報
【特許文献３】特開２００６−０５７２６５号公報
【特許文献４】特開２００６−０５７２８８号公報
【特許文献５】特開２００６−０５７２８９号公報
【特許文献６】特開２００６−０５７２９０号公報
【特許文献７】特開２０１０−１３５８５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記の通り、削孔した孔壁に対する充填材のドライアウト問題は、課題としては挙げられているものの、積極的かつ必要十分な対策が考案され、講じられているわけではない。
一般に、せん断補強部材等による補強工事では、壁面削孔後の孔壁内面の処理は、削孔時に排出されるセメント粉体やノロを取り除くことを目的として、孔壁内面に水で湿らせたスポンジを繰り返し出し入れする方法が行われている。しかし、当該方法では、既設コンクリート構造物の孔壁内面と充填材との付着条件としての孔壁内面の吸水状態が加味されておらず、対策としての積極的な含水状態の制御がなされていない。
【０００７】
本発明は、削孔した孔壁内面の含水状態を一定にして、充填材のドライアウトを防止する技術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】
【０００８】
上述の如き従来の問題を解決するために、請求項１に記載の発明の特徴は、既設コンクリート構造物に形成された有底の補強部材挿入孔を湛水させる補強部材の挿入孔吸水装置であって、前記挿入孔吸水装置は少なくとも前記補強部材挿入孔の孔口を塞ぐ止水栓と、
該止水栓の挿通孔に接続される管体と、水槽とからなり、前記管体は前記水槽から給水可能に該水槽に配設され、湛水時における前記水槽の水位が前記補強部材挿入孔内の水位より高く維持されるように該水槽が配置されることである。
【０００９】
請求項２に記載の発明の特徴は、請求項１の構成に加え、前記止水栓に挿通される空気抜き弁を備えることである。
【００１０】
請求項３に記載の発明の特徴は、請求項１又は請求項２の構成に加え、前記補強部材挿入孔は複数からなり、前記補強部挿入孔が互いに連通するように前記前記止水栓に挿通される連通管を備えることである。
【００１１】
請求項４に記載の発明の特徴は、既設の鉄筋コンクリート構造物に形成された有底の補強部材挿入孔を湛水させる挿入孔吸水方法であって、以下の工程を含むこ補強部材の挿入孔吸水方法である。
（１）前記補強部材挿入孔の孔口を止水栓で塞ぐ工程
（２）前記止水栓の挿通孔に管体の一端を接続する工程
（３）前記管体の他端を水槽から給水可能に該水槽に配設する工程
（４）湛水時における前記水槽の水位が前記補強部材挿入孔内の水位より高く維持されるように該水槽を配置する工程
（５）前記補強部材挿入孔内を湛水させる工程
【発明の効果】
【００１２】
本発明の補強部材の挿入孔吸水装置及び挿入孔吸水方法によれば、特別な動力を必要とせず、サイフォンの原理を利用しているため、長時間既設コンクリート構造物の補強部材挿入孔を確実に湛水させることができるので、継続的な管理が不要である。また、複数の孔を同時に湛水する場合は、互いの孔同士を連通することで複数の孔を同時に湛水処理することが可能となり、施工性が向上する。長時間の湛水が可能になることで、孔内壁面から十分な量の水が既設コンクリート構造物に吸水される。これにより、孔内部に充填した充填材の含水状態が保持されながら、硬化が進むため、孔内壁面と充填材の一体化がより強固に図られる。すなわち、既設コンクリート構造物の含水状態によらず、孔内壁面と充填材との常に安定した付着性状を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る補強部材の挿入孔吸水装置全体の側面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る補強部材の挿入孔吸水装置全体の平面図であり、補強部材挿入孔が一つの場合である。
【図３】本発明の実施形態に係る補強部材の挿入孔吸水装置の止水栓周りの詳細図である（（ａ）正面図，（ｂ）平面図，（ｃ）側面図）。
【図４】本発明の実施形態に係る補強部材の挿入孔吸水装置全体の平面図であり、補強部材挿入孔が複数の場合である。
【図５】本発明の実施形態に係る挿入孔吸水装置及び挿入孔吸水方法による湛水有無による引抜試験結果の比較。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜挿入孔吸水装置＞
以下、図面を参照して本発明の補強部材の挿入孔吸水装置の実施形態を説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る補強部材の挿入孔吸水装置全体の側面図である。また、図２は、本発明の実施形態に係る補強部材の挿入孔吸水装置全体の平面図であり、補強部材挿入孔が一つの場合である。さらに、図３は、本発明の実施形態に係る補強鉄筋の挿入孔吸水装置の止水栓周りの詳細図である。
同図より、挿入孔吸水装置Ａは、少なくとも既設コンクリート構造物Ｓ（無筋コンクリート構造、鉄筋コンクリート構造、鋼コンクリート複合構造、鋼鉄筋コンクリート複合構造、ＰＣ構造等）の壁面を削孔した有底の補強部材挿入孔Ｈの孔口を塞ぐ止水栓１と、止水栓１の挿通孔に接続される管体２と、水槽３とからなり、管体２は水槽３から給水可能に水槽３に配設され、湛水時における水槽３の水位が補強部材挿入孔内の水位より高く維持されるように水槽３が配置される。
【００１５】
既設コンクリート構造物Ｓの壁面からインパクトドリルやロータリードリル等の削孔手段を用いて、所定の深さまで削孔する。既設コンクリート構造物Ｓが鉄筋コンクリート構造物の場合、削孔手前側の鉄筋に関しては、かぶりコンクリートを予め斫り出したり、鉄筋探査等の非破壊試験によって、鉄筋の位置を把握した後、鉄筋に干渉しない範囲を確実に削孔できるが、削孔奥側の壁端面に存在する鉄筋の位置に関しては、予め確実に把握する手段が確立されていないこと、地下水位以下の構造物の壁体の場合、壁面を貫通させると、地下水の導水を招くことから、通常、挿入孔は有底とする場合が多い。
【００１６】
上記方法等によって形成された補強部材挿入孔Ｈは、削孔内壁面が不定形の凹凸面が形成されることから、補強部材挿入孔Ｈに挿入した充填材の固化後は、ロッキング効果により既設コンクリート構造物Ｓと充填材を含む補強部材とが一体になりやすい。しかしその反面、補強部材挿入孔Ｈ内部を湛水しようとする場合、補強部材挿入孔Ｈ内に一旦封入した水が漏水しないように、止水栓１の形状を不定形な孔口の形状に合わせなければならない。一般に、上記方法によって形成された孔口の形状は略円形を呈していおり、挿入したときに、孔内に給水した水が漏水しない程度に押圧力が働けば良く、挿入方向に向けて適度なテーパー角度が施されている截頭錐体形状であることが望ましい。したがって、止水栓１の最大外径は、補強部材挿入孔Ｈの孔口径よりも大きくなければならない。形状や寸法は、補強部材挿入孔Ｈの孔口周りの形状寸法に合わせ適時調整すれば良く、本実施形態に限定されない。また、実施形態に係る止水栓１の材質はブチルゴムであるが、補強部材挿入孔Ｈの孔口の形状に追随可能に、伸縮可能な可撓性を有する弾性部材であれば、プラスチックでも、コルクでも良く、材質は限定されない。
【００１７】
当該止水栓１を用いても漏水が生じるようであれば、適所にシーリング材を用いると良い。ポリウレタン系、アクリル系、ブチルゴム系、油性コーキング材等様々な種類があるので適時選択して使用すると良い。
【００１８】
本実施形態における管体２の材質はシリコンであるが、施工環境に応じて流動的な配設が可能な程度に柔軟性を有し、かつ容易に座屈しない強度を有していれば良く、材質は限定されない。径や形状、長さに関しては、施工環境に合わせ適時設定すれば良い。
【００１９】
水槽３に関しても補強部材挿入孔Ｈの大きさや数等から適切な容量を算出し、施工環境に合わせて適切な寸法、形状、材質等を適時選定すれば良い。
【００２０】
以下、本発明の補強部材の挿入孔吸水装置に関する具体的な構成を示す。止水栓１には、止水栓１の下方略線対称に並列的に設けられた給水口１１，１１と、止水栓１の上方略中心付近に設けられた止水コック１２が、止水栓１を貫通するように配置されている。
給水口１１，１１は、管体２，２が挿入可能に管体２，２の挿入方向に向けてテーパーが施されている。
【００２１】
止水コック１２のうち、開閉コック部１３１は、手動で開閉できるように既設コンクリート構造物Ｓ内壁面側に配設されている。また、エア抜き部１３２は、補強部材挿入孔Ｈ内に給水した際、補強部材挿入孔Ｈ内に予め存在した空気を補強部材挿入孔Ｈ外に可能な限り排出するために、エア抜き部１３２は側面視Ｌ字型とし、開口端部が鉛直上向き、かつ補強部材挿入孔Ｈの頂部付近に位置するように配置される。
【００２２】
給水口１１，１１及び止水コック１２ともに、それら外周と止水栓１の間から漏水しないように、接着剤で固着してある。なお、給水口１１，１１及び止水コック１２ともに、材質は硬質プラスチックである。材質や形状、長さ及び管体の固定手段等は、施工環境あるいは水槽３内の水の水頭等を勘案して、適時選択すれば良い。
【００２３】
本実施形態では、１つの止水栓１に対して、２本の管体２，２、１本の止水コック１２を接続する構成を示したが、管体２単体であっても３本以上であっても良く、止水コック１２についても、複数であっても配置しなくても良く、止水栓１に対する接続位置も各々適時選択すれば良い。
また、本実施形態では、給水口１１を介して、管体２と止水栓１を接続する形態を示したが、管体２を止水栓１に施した貫通孔１０に直接挿通、固着しても良い。
【００２４】
本実施例では、水槽３への管体２の配設は、管体２を水槽３の上部開口から水槽３内の水Ｗ内部へ挿入する形態を示している。給水による水槽３内の水位低下を見込んで、該水位より下方に管体２の開口端部が位置するように配設しなければならない。なお、管体２の水槽３への固定は、給水期間内において管体２の開口端部の位置が変動しない程度に拘束されていれば、固定手段は限定されない。
また、本実施例では、管体２を水槽３の上部開口から水槽３内部に挿入する形態を示したが、管体２の開口端部を水槽３の壁面や底面に設けた不図示の貫通孔に接続しても良い。
【００２５】
図４は、本発明の実施形態に係る補強部材の挿入孔吸水装置全体の平面図であり、補強部材挿入孔Ｈが複数の場合である。
実施形態では、３つの補強部材挿入孔Ｈａ，Ｈｂ，Ｈｃが並列的に配置されるケースを示す。補強部材挿入孔Ｈａの止水栓１ａの給水口１１ａの一方に管体２ａを接続し、給水口１１ａの他方と補強部材挿入孔Ｈａと隣り合う補強部材挿入孔Ｈｂの止水栓１ｂの給水口１１ｂの一方とを連通管４ａｂにて接続する。さらに、給水口１１ｂの他方と補強部材挿入孔Ｈｂと隣り合う止水栓１ｃの給水口１１ｃの一方とを連通管４ｂｃにて接続する。最後に、給水口１１ｃの他方を管体２ｃする。管体２ａ及び２ｃの開口端部は、水槽３の上部開口から水槽３内部に挿入し、給水による水槽３内の水位低下を見込んで、該水位より下方に管体２の開口端部が位置するように配設し、水槽３に固定される。
本実施形態では、補強部材挿入孔Ｈが単体の場合、３つの場合を例示したが、補強部材挿入孔Ｈの数は単体であっても複数であっても良く、限定されない。
＜挿入孔吸水方法＞
【００２６】
以下、図１〜４を参照して本発明の補強部材の挿入孔吸水方法の実施形態を説明する。
本発明は、既設コンクリート構造物Ｓに形成された有底の補強部材挿入孔Ｈに吸水させる目的で長時間湛水可能な挿入孔吸水方法である。
以下、図１〜３を用いて、補強部材挿入孔Ｈが１つの場合における形態について説明する。
【００２７】
前述の通り、止水栓１に設けられた挿通孔１０に直接管体２を挿通しても良いが、本実施形態では、２つの挿入孔１０，１０にそれぞれ固着された２つの給水口１１，１１を２本の管体２，２の一端に挿入するように接続される。管体２，２の他端は、湛水時に予想される水槽３内の水Ｗの水位低下を見込んで、最も低下した水位よりも下方に位置するように水槽３内に挿入する。
【００２８】
水槽３は、湛水時における水槽３内の水Ｗの水位が補強部材挿入孔Ｈ内の水位より常に高く維持されるように、吸水による水位低下を見込んで配置する。
前記止水栓１に設けられた止水コック１２の開閉コックを開き、止水コック１２の口元から負圧を掛けることで、水槽３内の水Ｗが管体２，２を通じて補強部材挿入孔Ｈ内部に給水される。給水の進捗とともに、補強部材挿入孔Ｈ内部の空気がエア抜き部１３２から孔外部に排出される。負圧は止水コック１２の口元から水槽３内の水Ｗが排出されるまで連続的に行う。当該口元から水の排出が確認された時点で、開閉コック１３１を閉じ、給水が完了となる。これにより、補強部材挿入孔内部に存在した空気が水槽３内の水Ｗと置き換わり、湛水が開始されたことになる。
一旦、湛水が開始された後、水槽３内の水Ｗの水位が補強部材挿入孔Ｈ内部の水位より高く維持されている以上、サイフォンの原理が働き、補強部材挿入孔Ｈ内壁面から既設コンクリート構造物Ｓ内部へ吸水されても、吸水された分の水量が水槽３から補強部材挿入孔Ｈ内部に供給される続ける。
本実施形態では、管体２を２本用いたが、補強部材挿入孔Ｈの容量や吸水速度、管体２の内空断面積等を勘案して、管体２の数を自由に選定すれば良い。
【００２９】
以下、図４を用いて、補強部材挿入孔Ｈが３つの場合における形態について説明する。
補強部材挿入孔Ｈが１つの場合と比べ、隣り合う補強部材挿入孔Ｈａ，Ｈｂ，Ｈｃ間を連通管４で接続することは前述の通りである。
各補強部材挿入孔Ｈａ，Ｈｂ，Ｈｃへの水槽３内の水Ｗの吸水方法は、実施形態では、先ず補強部材Ｈｂ，Ｈｃの各開閉コック部１３１，１３１を閉じ、補強部材Ｈａの開閉コック１３１のみ開き、その止水コック１２ａの口元から負圧によって吸引する。前記の通り、補強部材Ｈａの止水コック１２ａの口元から水が排水された時点で、当該開閉コック部１３１を閉じる。次に、補強部材Ｈｂの開閉コック１３１のみ開き、止水コック１２ｂの口元から負圧によって吸引し、水が排水された時点で、当該開閉コック１３１を閉じる。最後に、補強部材Ｈｃについても同様の手順で吸水を行う。以上の手順により吸水作業を行うことで、確実に全ての補強部材挿入孔Ｈ内の空気が排出され、理想的な湛水状態が確保される。
＜実験結果＞
【００３０】
せん断補強部材の付着定着実験は、補強されたコンクリートブロックに埋め込んだ補強鉄筋の引き抜き試験により確認した。
実験では、引き抜き時の補強鉄筋の引き抜き荷重―引抜き変位曲線と最大引張荷重を測定することで、せん断補強鉄筋の先端定着の有効性を確認した。ここでのせん断補強鉄筋の削孔への固定は、鉄筋先挿入グラウト後充填方法によった。
湛水期間は３日間とし、湛水を施した場合（湛水有）と、湛水を施さない場合（湛水無）の各３試験の計６試験行った。試験供試体の寸法は、２０００ｍｍ×６００ｍｍ×３００ｍｍであり、試験供試体１体につき、引き抜き箇所を３カ所とし、６試験分の計２体を用いた。試験供試体は呼び強度２１Ｎ／ｍｍ２、充填材は所定の配合のモルタルを用い、充填材の材齢は１４日間とした。
試験供試体への削孔は、径φ３６ｍｍ、深さ２００ｍｍであり、定着長の調整はフッ化樹脂製シートを用いて行った。なお、削孔内壁面の形状によるロッキングの影響を排除するため、削孔はコア削孔とした。
試験結果を図５に示す。いずれの試験においても、母材の破断や鉄筋と充填材間の付着ではなく、定着部の付着が先行して切れる結果となった。湛水無と比べ、湛水を施した場合は、平均で３０％程度の付着強度の増加が確認された。
【００３１】
本発明の補強部材の挿入孔吸水装置及び挿入孔吸水方法によれば、特別な動力を必要とせず、サイフォンの原理を利用しているため、長時間既設コンクリート構造物の補強部材挿入孔を確実に湛水させることができるので、継続的な管理が不要である。また、複数の孔を同時に湛水する場合は、互いの孔同士を連通することで複数の孔を同時に湛水処理することが可能となり、施工性が向上する。長時間の湛水が可能になることで、孔内壁面から十分な量の水が既設コンクリート構造物に吸水される。これにより、孔内部に充填した充填材の含水状態が保持されながら、硬化が進むため、孔内壁面と充填材の一体化がより強固に図られる。すなわち、既設コンクリート構造物の含水状態によらず、孔内壁面と充填材との常に安定した付着性状を得ることができる。
【００３２】
以上、本発明の実施の形態を図面を用いて詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。
【符号の説明】
【００３３】
Ａ           挿入孔吸水装置
１           止水栓
１０         挿通孔
１１         給水口
１２         止水コック
２           管体
４           連通管
３           水槽
Ｓ           既設コンクリート構造物
Ｈ           補強部材挿入孔
Ｗ           水
【図１】
2017203263.tif 000003
【図２】
2017203263.tif 000004
【図３】
2017203263.tif 000005
【図４】
2017203263.tif 000006
【図５】
2017203263.tif 000007