(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート構造物のコンクリートの状態を求めるコンクリート状態測定システムにおいて、
コンクリート内の複数個所に配置されるトモグラフィー測定装置と、
トモグラフィー測定装置の測定データからトモグラフィー手法によってコンクリートの状態を求めるトモグラフィー制御装置とを備え、
トモグラフィー測定装置として比抵抗トモグラフィーを利用し、
トモグラフィー測定装置を地山に沿って設置し、
徐々にコンクリートが上昇している未固結状態において、
トモグラフィー測定装置の電極を１つ選択して電流電極とし、
所定の電流を流し、
他の各電極で電位（電圧）を測定し、
次には、異なる電極を１つ選択して電流電極とし、他の各電極での電位（電圧）を測定し、
同様な測定操作を繰り返して、測定データを取得し、
未充填箇所を測定したら、コンクリートの再充填を行う、
コンクリート状態測定システム。
【請求項２】
請求項１に記載のコンクリート状態測定システムにおいて、
コンクリートの状態を測定して得られたコンクリートの状態データを登録し、管理するデータベースを備え、
コンクリート構造物を維持し、管理することを特徴とする、
コンクリート状態測定システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、コンクリート構造物におけるコンクリート状態の測定に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、コンクリート構造物のコンクリート打設中や打設後の流動性のある未固結コンクリートの内部状態を検査していなかった。そのため、コンクリートに空洞やジャンカがあっても測定できず、コンクリートの充填が不十分のまま、コンクリート構造物が構築されていた。また、コンクリート構造物の構築後、長期にわたりコンクリートの内部状態を測定して経年変化を調査する管理が行われていなかった。
【０００３】
【本発明の目的】
＜イ＞本発明は、打設中や打設後の流動性のある未固結コンクリートの状態を調査することにある。
＜ロ＞また、本発明は、コンクリートの状態をデータベース化して、長期に亘る構造物の維持管理を行うことにある。
【０００４】
本発明は、コンクリート構造物のコンクリートの状態を求めるコンクリート状態測定システムにおいて、コンクリート内の複数個所に配置されるトモグラフィー測定装置と、トモグラフィー測定装置の測定データからトモグラフィー手法によってコンクリートの状態を求めるトモグラフィー制御装置とを備え、トモグラフィー測定装置として比抵抗トモグラフィーを利用し、トモグラフィー測定装置を地山に沿って設置し、徐々にコンクリートが上昇している未固結状態において、トモグラフィー測定装置の電極を１つ選択して電流電極とし、所定の電流を流し、他の各電極で電位（電圧）を測定し、次には、異なる電極を１つ選択して電流電極とし、他の各電極での電位（電圧）を測定し、同様な測定操作を繰り返して、測定データを取得し、未充填箇所を測定したら、コンクリートの再充填を行う、コンクリート状態測定システム、または前記コンクリート状態測定システムにおいて、コンクリートの状態を測定して得られたコンクリートの状態データを登録し、管理するデータベースを備え、コンクリート構造物を維持し、管理することを特徴とする、
コンクリート状態測定システムにある。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
【０００６】
＜イ＞コンクリート状態測定システム
コンクリート状態測定システム１は、コンクリート構造物２のコンクリート２２の状態、特に打設中、打設後の流動性のあるコンクリートの状態をトモグラフィー手法で求めるものである。コンクリート状態測定システム１は、コンクリート２２の状態を測定するトモグラフィー測定装置１１と、トモグラフィー測定装置１１で得られた測定データから公知のトモグラフィー手法によりコンクリート内部の状態を示す状態データを求めるトモグラフィー制御装置１２と、必要に応じて、測定データ又は状態データを登録、管理するデータベース１３とを備えている。このようなコンクリート状態測定システム１により、コンクリート２２の状態を測定してコンクリート構造物２を維持管理することができる。なお、トモグラフィー測定装置１１は、データ収集装置（図示していない）に接続し、測定データを収集し、トモグラフィー制御装置１２と分離しても良い。その場合、測定データは、データ収集装置からトモグラフィー制御装置１２に入力され処理される。
【０００７】
＜ロ＞コンクリート構造物
コンクリート構造物２は、コンクリート２２を用いた構造物ならどのようなものでもよく、ここではトンネルを例に取り、特に、トンネルの覆工コンクリートの構築において、セントル方式で施工する例を説明する。セントル方式は、掘削したトンネルの周囲地山に対向して型枠２１を配置し、周囲地山２３と型枠２１の間にコンクリート２２を打設して、覆工コンクリートを構築するものである。トモグラフィー測定装置１１は、コンクリート２２を打設する地山２３と型枠２１間の空間に配置される。
【０００８】
＜ハ＞トモグラフィー測定装置
トモグラフィー測定装置１１は、例えば、比抵抗、電磁波、又は弾性波などを利用して、コンクリート内部の状態を測定するものである。トモグラフィー測定装置１１は、例えば比抵抗を用いて測定する場合、電流を流す複数の電極と、電位を測定する複数の電極を使用する形式であり、電磁波を用いて測定する場合、発信アンテナで電磁波を発信し、受信アンテナで複数の位置で受信する形式であり、弾性波を用いて測定する場合、弾性波を発振し、受振する弾性波の振動子を使用する形式である。
【０００９】
＜ニ＞ケーシング
ケーシング３は、トモグラフィー測定装置１１を内部に配置し、打設したコンクリートが内部に流入するのを防止するものである。ケーシング３は、測定したい領域に配置し、例えば天端付近に適切な間隔で２本以上複数本設置する。ケーシング３は、測定に支障のないものがよく、主として塩ビパイプやチューブを使用する。なお、トモグラフィー測定装置１１は、ケーシングを用いないで配置してもよい。
【００１０】
比抵抗トモグラフィーを利用する場合、ケーシングの外周に電極を配置したり、ケーシングの壁に小さな電極を装着して電極の一部が外部に露出するようにしてもよい。これにより、電極はコンクリートに接触している。
【００１１】
電磁波トモグラフィーを利用する場合、ケーシング内には、アンテナなどのトモグラフィー測定装置１１を配置する。ケーシング内には、電波の送受信が効率的に行えるような状態とし、水は注入しない。
【００１２】
弾性波トモグラフィーを利用する場合、ケーシング内には、弾性波の振動子などのトモグラフィー測定装置１１を配置して、水を封入する。ケーシングを上方に向けて水を封入する時は、例えばケーシング３と蓋３３にねじ切りを施し、密着させて止水する。蓋３３には、水注入パイプ３１及び空気抜きパイプ３２の２本のパイプと、トモグラフィー測定装置１１からの信号を伝送するケーブル１４を通す仕組みが設けられている。
【００１３】
＜ホ＞トモグラフィー制御装置
トモグラフィー制御装置１２は、トモグラフィー測定装置１１からの測定データをケーブル１４を介して入力し、公知のトモグラフィー手法により演算処理して、コンクリート断面の状態を示す状態データを求めるものであり、コンピュータなどのデータ処理装置で構成することができる。
【００１４】
＜ヘ＞データベース
データベース１３は、測定データ、又は測定データを処理して得られたコンクリートの状態データを登録し管理するものであり、トモグラフィー制御装置１２に配置することができる。データベース１３には、打設中や打設後の流動性のあるコンクリートを測定して得られた初期状態のデータ、又は、固結後の状態を順次測定して得られた経過状態のデータを登録する。データとしては、例えば、測定の日付、測定場所（ＴＤ、ＳＴＡ）、比抵抗（比抵抗トモグラフィーの場合）、誘電率（電磁波トモグラフィーの場合）、弾性係数（弾性波トモグラフィーの場合）、コメントなどを登録する。
【００１５】
これらのデータをデータベース管理ソフトにより、比較検討を行い、劣化の経時変化を捉えることで、コンクリート構造物の監視および評価を行うことができる。もし、コンクリート内部に、水の無い空洞やジヤンカができれば、例えば比抵抗トモグラフィーで測定した場合、比抵抗値は大きく上がり、また、水で満たされた空洞やジヤンカができれば、比抵抗値は大きく下がるので、これらの値の変化からコンクリートの経時変化を知ることができる。
【００１６】
以下に、コンクリートの状態の測定方法を説明する。
＜イ＞トモグラフィー測定装置の配置
例えば比抵抗トモグラフィー測定装置１１である比抵抗測定用の複数の電極１１１を複数個所に設置する。図１及び図２では、地山と型枠と間の天端付近の２個所にケーシング３を配置してトモグラフィー測定装置１１を設置する。測定精度を高めるために、地山の掘削面に沿ってもトモグラフィー測定装置１１を設置する。
【００１７】
＜ロ＞コンクリートの打設
コンクリートの打設は種々の方法があり、例えば、型枠２１の底部にあるコンクリート流入口からコンクリートを型枠内に流し込む。底部にコンクリートが充填されたことを確認し、天端のコンクリート流入口からコンクリートを流し込み、徐々にコンクリート上面が上昇する。コンクリートを打設し、固化した後、型枠を脱型し、移動することで、トンネル覆工を施工する。
【００１８】
天端部分の充填の際、十分なコンクリートが無い場合は、天端上部に空洞ができ、打設後、時間経過とともにコンクリートに劣化が生じたり、崩落原因などとなる。したがって、型枠内にコンクリートを打設している最中、あるいは、十分流動性のある未固結のコンクリートの状態にある打設１時間程度以内に、コンクリートの未充填個所を測定すれば、打ち足すコンクリート残量分を定量的に把握してコンクリートの再充填を行うことができ、打ち継ぎ（コールドジョイント）の発生を防止することができる。
【００１９】
＜ハ＞コンクリート充填時の測定
トモグラフィー制御装置１２は、トモグラフィー測定装置１１の電極１１１を１つ選択して電流電極とし、所定の電流を流し、他の各電極１１１で電位（電圧）を測定するように制御する。次に、異なる電極を１つ選択して電流電極とし、他の各電極での電位（電圧）を測定する。同様な測定操作を繰り返し、測定データを取得する。測定データは、トモグラフィー制御装置１２でトモグラフィー手法であるインバージョンによる解析を行って、コンクリート内部の状態データを求めて比抵抗構造を算出する。これらのデータは、初期データとしてデータベースに登録する。測定の結果、未充填であることが判明したら、コンクリートの再充填を実施し、充填終了後に、再度計測を行って初期充填状況を把握する。
【００２０】
＜ニ＞コンクリート固結後の測定
覆工コンクリートでは、コンクリート打設時（または、再充填後）のみならず、また、打設時に未充填部が無くても、時間の経過によリコンクリートの劣化が考えられる。そこで、所定の期間後、又は継続して、同じケーシング孔によって再度計測し、測定して得られたデータをデータベースに登録し、データベース管理ソフトにより、初期データや経過データと比較検討を行い、コンクリート構造物の劣化の経時変化を捉えることができる。
【００２１】
なお、上記実施例は、セントルを用いた覆工コンクリート打設に関するものであるが、本実施例に留まらず、例えば、ボックスカルバート施工、連続地中壁施工などのコンクリート構造物にも適用可能である。
【００２２】
【発明の効果】
本発明は、以下のような効果を有する。
＜イ＞本発明は、コンクリート打設状況や打設後のコンクリートの状態を物理量により定量的に把握することができる。
＜ロ＞また、本発明は、コンクリートの打設予定残量を把握することができる。
＜ハ＞また、本発明は、所定の量のコンクリートが十分打設できたかを判断することができる。
＜ニ＞また、本発明は、測定したコンクリートの初期状態や経過状態を示すデータをデータベースに登録し分析することによりコンクリート構造物を長期間にわたって維持管理することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】コンクリート覆工のコンクリート状態測定の説明図
【図２】ケーシング部の拡大図
【符号の説明】
１・・・トモグラフィー状態測定システム
１１・・トモグラフィー測定装置
１２・・トモグラフィー制御装置
１３・・データベース
１４・・ケーブル
２・・・コンクリート構造物
２１・・型枠
２２・・コンクリート
２３・・地山
３・・・ケーシング
３１・・水注入パイプ
３２・・空気抜きパイプ
３３・・蓋
【図１】
0004262883.tif 000002
【図２】
0004262883.tif 000003