(57)【要約】【課題】打設したコンクリートの中に未充填部が生じているかどうかを正確に、かつ、容易に検知する方法及びその装置を提供すること。【解決手段】構造物の外周を、複数のコンクリート注入管連結部を有する補強板で包囲する工程と、コンクリート注入管連結部のいずれか複数個にコンクリート圧送管を連結し、他のコンクリート注入管連結部のいずれか複数個に内側に向けて充填検知センサを取り付ける工程と、コンクリート圧送管から構造物と補強板の間にコンクリートを充填して補強する工程と、コンクリートの充填状況を前記充填検知センサで検知し判定する工程と、判定結果に基づき充填されたコンクリートの内部の隙間をなくするように処理する工程とからなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート製の既設の構造物の外周を、複数のコンクリート注入管連結部を有する補強板で包囲する工程と、
前記コンクリート注入管連結部のいずれか複数個にコンクリート圧送管を連結し、他のコンクリート注入管連結部のいずれか複数個に内側に向けて充填検知センサを取り付ける工程と、
前記コンクリート圧送管から構造物と補強板の間にコンクリートを充填して補強する工程と、
このコンクリートの充填状況を前記充填検知センサで検知し判定する工程と、
この判定結果に基づき充填されたコンクリートの内部の隙間をなくするように処理する工程と
からなることを特徴とするコンクリート充填の検知方法。
【請求項２】
コンクリートの内部の隙間をなくするように処理する工程の後に、コンクリートが固まってからコンクリート注入管連結部を取り外し、残留物を除去して空洞を充填する工程を付加したことを特徴とする請求項１記載のコンクリート充填の検知方法。
【請求項３】
コンクリート製の既設の構造物の外周を包囲するものであって、複数のコンクリート注入管連結部を有する補強板と、
前記コンクリート注入管連結部のいずれか複数個に連結され、前記構造物と補強板の間にコンクリートを充填するコンクリート圧送管と、
他のコンクリート注入管連結部のいずれか複数個に内側に向けて取り付け、リード線を外部へ導出した充填検知センサと
を具備したことを特徴とするコンクリート充填の検知装置。
【請求項４】
コンクリート注入管連結部は、所定間隔で穿設した補強板の孔にナットを取り付け、このナットにねじ蓋を着脱自在に螺合したことを特徴とする請求項３記載のコンクリート充填の検知装置。
【請求項５】
ねじ蓋の内側の凹部に充填検知センサを取り付け、ねじ蓋を貫通してリード線を外部に導出したことを特徴とする請求項４記載のコンクリート充填の検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリート充填の検知方法及びその装置に関するもので、さらに詳しくは、橋脚のような水中に建てられている構造物に鋼板製の補強板で包囲し、内部にコンクリートを充填して補強する作業において、打設されたコンクリートが隙間なく充填されているかどうか、コンクリートが鉄筋や鋼材に密着しているかどうかなどを検知するためのコンクリート充填の検知方法及びその装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種のコンクリート柱を補強する方法には、コンクリート柱状体の外周に線状材を編製した網状補強材を巻き付ける方法（特許文献１）、橋脚の外側から鋼板製の補強板で包囲し、この補強板を、橋脚との隙間に接着剤を注入して接着する方法（特許文献２）、橋脚の外側に隙間を持って補強板としての鋼管を設置し、この鋼管と橋脚との間にコンクリートを打設して補強する方法（特許文献３）などが知られている。
【０００３】
特許文献３に見られるような鋼管と橋脚との間にコンクリートを打設して補強する方法を、図８及び図９に基づきさらに詳しく説明する。
これらの図は、水中の地盤１５の中に杭（図示せず）を打ち込み、その上に基礎コンクリート１１を形成し、その基礎コンクリート１１の上に構造物１０を設け、さらに、構造物１０の上に梁部材１２を設け、この梁部材１２の上に主桁１４を介して床版１３が載せられている例を示している。
構造物１０を補強しようとする場合、構造物１０の外周に必要に応じて鉄筋（図示せず）を組み込み、その外周に鋼板製の補強板１７を取り付ける。この補強板１７には、縦横各１ｍ間隔でコンクリート注入管連結部１８が形成されており、このコンクリート注入管連結部１８にコンクリート圧送管１９が連結され、下端部から順次コンクリート２０が注入される。
【０００４】
コンクリート２０を注入し締め固めた後で、内部に水や空気などの未充填部が生じないように打設することが望まれる。このような未充填部が生じているかどうかを検知するために、コンクリートの打設前に補強板１７の上端の作業台２３から一定間隔、たとえば、コンクリート注入管連結部１８と同一間隔で振動素子からなる充填検知センサ２２を取り付けたセンサ支持棒２１が垂下される。このセンサ支持棒２１は、センサ支持棒２１の下の狭いところから挿入されるので、短いものを順次継ぎ足しながら挿入する。
最下端部のコンクリート注入管連結部１８からコンクリート２０を注入し、締め固めたのち、充填検知センサ２２で未充填部がないかどうかが検知される。この充填検知センサ２２は、図５（ｂ）に示すように、充填検知センサ２２が空気と接しているコンクリート充填前は、点線で示すような特定の周波数でピークのある特性曲線となる。水１６と接している場合には、水特有の特性曲線となる。コンクリートの充填後であって、未充填部がなく、気密に充填されているときには、実線のような他の周波数でピークのある特性曲線となる。
【０００５】
もし、充填検知センサ２２の周りに空気又は水の空洞３５ができると、図６（ｂ）に示すように、充填前の点線で示すような空気の特性曲線と、コンクリート充填後の実線で示す特性曲線がほぼ同様の特性曲線となる。
このような場合には、再度締め固めを行ったり、骨材３４を少なくしたりして未充填部がなくなるようにする必要がある。
以下同様にして、順次下方からコンクリートを充填する。
このとき、センサ支持棒２１の下端にのみ充填検知センサ２２を取り付け、順次引き上げる方法では、センサ支持棒２１、充填検知センサ２２、リード線２４は、コンクリート２０の中に残らないが、引き揚げるときに空洞３５が生じる恐れがある。
また、センサ支持棒２１に一定間隔で部材充填検知センサ２２を取り付け，リード線２４とともに、そのままコンクリート２０の中に埋め込む方法では、空洞３５は生じにくいが、強度上の問題が残る。
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−３２８８５２号公報。
【特許文献２】特開平１０−１５９０２７号公報。
【特許文献３】特開平９−１３３２１号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
解決しようとする問題点は、次のとおりである。
（１）作業台２３と梁部材１２との間が狭いので、充填検知センサ２２はセンサ支持棒２１を順次継ぎ足しり、外したりしなければならず、特に、センサ支持棒２１の挿入箇所が多いため継ぎ足しや挿入の作業性が悪い。
（２）上から差し込んだセンサ支持棒２１が垂直に挿入されるとは限られず、充填検知センサ２２の位置や距離を正確に把握できない。
（３）センサ支持棒２１の下端にのみ充填検知センサ２２を取り付け、順次引き上げる方法では、センサ支持棒２１、充填検知センサ２２、リード線２４は、コンクリート２０の中に残らないが、引き揚げるときに空洞３５が生じる恐れがある。
また、センサ支持棒２１に一定間隔で部材充填検知センサ２２を取り付け，リード線２４とともに、そのままコンクリート２０の中に埋め込む方法では、空洞３５は生じにくいが、強度上の問題が残る。
本発明は、打設したコンクリートの中に未充填部が生じているかどうかを検知する作業が容易で、かつ、センサ支持棒２１、充填検知センサ２２、リード線２４は、コンクリート２０の中に残ったり、引き揚げるときに空洞３５が生じたりする恐れのないようにしたコンクリート充填の検知方法及びその装置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】
本発明は、コンクリート製の既設の構造物１０の外周を、複数のコンクリート注入管連結部１８を有する補強板１７で包囲する工程と、
前記コンクリート注入管連結部１８のいずれか複数個にコンクリート圧送管１９を連結し、他のコンクリート注入管連結部１８のいずれか複数個に内側に向けて充填検知センサ２２を取り付ける工程と、
前記コンクリート圧送管１９から構造物１０と補強板１７の間にコンクリート２０を充填して補強する工程と、
このコンクリート２０の充填状況を前記充填検知センサ２２で検知し判定する工程と、
この判定結果に基づき充填されたコンクリート２０の内部の隙間をなくするように処理する工程と、
コンクリート２０が固まってからコンクリート注入管連結部１８を取り外し、残留物を除去して空洞３５を充填する工程と
からなることを特徴とするコンクリート充填の検知方法である。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１記載の発明によれば、
コンクリート製の既設の構造物１０の外周を、複数のコンクリート注入管連結部１８を有する補強板１７で包囲する工程と、
前記コンクリート注入管連結部１８のいずれか複数個にコンクリート圧送管１９を連結し、他のコンクリート注入管連結部１８のいずれか複数個に内側に向けて充填検知センサ２２を取り付ける工程と、
前記コンクリート圧送管１９から構造物１０と補強板１７の間にコンクリート２０を充填して補強する工程と、
このコンクリート２０の充填状況を前記充填検知センサ２２で検知し判定する工程と、
この判定結果に基づき充填されたコンクリート２０の内部の隙間をなくするように処理する工程と
からなるので、次のような効果を有する。
（１）補強板１７の外側から充填検知センサ２２を取り付けたり、外したりすることができ、そのための作業性にすぐれている。
（２）補強板１７に形成されているコンクリート注入管連結部１８の位置があらかじめ正確に把握できているので、コンクリートの充填の判定を正確に把握できる。
（３）充填検知センサ２２は補強板１７のすぐ内側にあり、また、リード線２４は、補強板１７の外側から導出してあるので、コンクリート２０の中に強度上の問題となるようなものが残らない。
【００１０】
請求項２記載の発明によれば、
コンクリート２０の内部の隙間をなくするように処理する工程の後に、コンクリート２０が固まってからコンクリート注入管連結部１８を取り外し、残留物を除去して空洞３５を充填する工程を付加したので、補強板１７のすぐ内側にできるわずかな空洞をもなくすることができる。
【００１１】
請求項３記載の発明によれば、
コンクリート製の既設の構造物１０の外周を包囲するものであって、複数のコンクリート注入管連結部１８を有する補強板１７と、
前記コンクリート注入管連結部１８のいずれか複数個に連結され、前記構造物１０と補強板１７の間にコンクリート２０を充填するコンクリート圧送管１９と、
他のコンクリート注入管連結部１８のいずれか複数個に内側に向けて取り付け、リード線２４を外部へ導出した充填検知センサ２２と、
からなるので、簡単な装置で所期の目的を達成できる。
【００１２】
請求項４記載の発明によれば、
コンクリート注入管連結部１８は、所定間隔で穿設した補強板１７の孔にナット２７を取り付け、このナット２７にねじ蓋２８を着脱自在に螺合したので、水中であっても充填検知センサ２２やコンクリート圧送管１９の取り付け、取り外しが補強板１７の外側から容易に行うことができる。
【００１３】
請求項５記載の発明によれば、
ねじ蓋２８の内側の凹部２９に充填検知センサ２２を取り付け、ねじ蓋２８を貫通してリード線２４を外部に導出したので、既設のねじ蓋２８にドリルなどで孔をあけるだけで利用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明では、
コンクリート製の既設の構造物１０の外周を、複数のコンクリート注入管連結部１８を有する補強板１７で包囲する工程と、
前記コンクリート注入管連結部１８のいずれか複数個にコンクリート圧送管１９を連結し、他のコンクリート注入管連結部１８のいずれか複数個に内側に向けて充填検知センサ２２を取り付ける工程と、
前記コンクリート圧送管１９から構造物１０と補強板１７の間にコンクリート２０を充填して補強する工程と、
このコンクリート２０の充填状況を前記充填検知センサ２２で検知し判定する工程と、
この判定結果に基づき充填されたコンクリート２０の内部の隙間をなくするように処理する工程と、
コンクリート２０が固まってからコンクリート注入管連結部１８を取り外し、残留物を除去して空洞３５を充填する工程と
によってコンクリート充填を検知する。
【実施例１】
【００１５】
図１ないし図３において、地盤１５の中に杭を打ち込み、その上に基礎コンクリート１１を形成し、その基礎コンクリート１１の上に構造物１０が設けられ、さらに、構造物１０の上に梁部材１２を設け、この梁部材１２の上に主桁１４を介して床版１３が載せられる。また、補強しようとする構造物１０の外周に必要に応じて鉄筋（図示せず）を組み込み、その外周に補強板１７を取り付ける。この工程は、従来と変わるところはない。従来例（図８、図９）と同一部分は同一符号を付す。
【００１６】
前記補強板１７には、縦横それぞれに約１ｍ間隔で内外を貫通した孔が開けられており、この孔には、内側にねじ溝のついたナット２７が溶接されてコンクリート注入管連結部１８を構成している。このコンクリート注入管連結部１８には、通常は、図３（ｄ）に示すようなねじ蓋２８が螺合されている。このねじ蓋２８には、内側に円形の凹部２９が形成され、この凹部２９の反対側には、スパナ等でねじ込んだり、外したりするときの頭部３０が形成されている。
【００１７】
本発明では、補強板１７の孔に着脱自在に螺合した前記コンクリート注入管連結部１８を利用したものである。さらに詳しくは、このコンクリート注入管連結部１８には、例えば、１つ置きにねじ蓋２８を外してナット２７にコンクリート圧送管１９が取り付けられ、また、残りのコンクリート注入管連結部１８のナット２７には、図３（ａ）（ｂ）に示すようなセンサ付きねじ蓋２８が螺合される。このねじ蓋２８には、振動素子からなる充填検知センサ２２が取り付けられ、この充填検知センサ２２付きのねじ蓋２８は、ねじ蓋２８の頭部３０にリード線取り出し孔３１をドリルなどで貫通穿設する。このリード線取り出し孔３１に充填検知センサ２２のリード線２４を差し込み、また、充填検知センサ２２の検知面２５がねじ蓋２８の内側の凹部２９から大半が突出するようにして、凹部２９に充填したシリコンゴムなどのシール材３３で取り付け面２６側を固定的に取り付ける。このとき、検知面２５側は全面が露出した状態とする。頭部３０から突出したリード線２４はシール材３３でシールされるとともに、頭部３０にゴムキャップ３２が被せられる。
各充填検知センサ２２から導出されたリード線２４は、補強板１７の外側を経て図示しない判定制御回路を得てディスプレイに接続される。
このようにして、図２に示すように、補強板１７に設けられたコンクリート注入管連結部１８に、梁部材１２とコンクリート圧送管１９が交互に配されて取り付けられる。
【００１８】
図３（ａ）（ｂ）に示す例では、図３（ｃ）に示すように充填検知センサ２２が４角形をなしているため、充填検知センサ２２の検知面２５がねじ蓋２８の凹部２９から大半が突出するようにして凹部２９に充填したシリコンゴムなどのシール材３３で充填検知センサ２２の取り付け面２６側を固定的に取り付けた。
これに限られるものではなく、図４（ａ）（ｂ）に示すように充填検知センサ２２が円盤形をなし、後面からリード線２４が導出しているようなものである場合には、検知面２５が外側を向くようにして円形の凹部２９に嵌め込みシール材３３で固定するようにしてもよい。
【００１９】
以上のような構成において、コンクリート２０の注入前に、最下端のコンクリート圧送管１９に取り付けた各充填検知センサ２２にて検出した信号は、補強板１７の外側のリード線２４を経て図示しない判定制御回路に送られ、ディスプレイに表示される。図５（ｂ）にて点線で示すように、コンクリート２０の打ち込み前に検知面２５が空気に接している場合には、例えば、１０ｋＨｚにピークを持つ空気であることを示す曲線が表示され、コンクリート２０が打ち込まれていないことを表示している。コンクリート２０の打ち込み前に検知面２５が水１６に接している場合には、水１６における特有のピークを持つ曲線が表示され、コンクリート２０が打ち込まれていないことを表示する。
【００２０】
つぎに、最下端の他のコンクリート注入管連結部１８に連結したコンクリート圧送管１９から、構造物１０と補強板１７との間に高さが約１ｍとなるまでコンクリート２０を注入し、締め固める。この状態で最下端のコンクリート圧送管１９に取り付けた各充填検知センサ２２にて検出した信号は、補強板１７の外側のリード線２４を経て図示しない判定制御回路に送られ、ディスプレイに表示される。図５（ａ）に示すように、充填検知センサ２２の検知面２５がコンクリート２０によって空洞３５なく密着している状態では、図５（ｂ）にて実線で示すようなコンクリート２０が密着して打ち込まれたことを表す特性曲線（例えば、５〜７ｋＨｚにピークを持つコンクリート２０であることを示す曲線）が表示される。
【００２１】
ところが、コンクリート２０の中の骨材３４が多すぎたり、締め固めが不十分であったりしたときには、図６（ａ）に示すように、充填検知センサ２２の検知面２５の回りに空洞３５が発生する。このようにコンクリート２０が検知面２５に密着していない状態では、図６（ｂ）にて実線で示すようにコンクリート２０の打ち込み前の点線で示す特性曲線と同様の曲線（例えば、１０ｋＨｚにピークを持つ空気であることを示す曲線）が表示される。このような特性曲線の場合には、空洞３５がなくなるように注入したコンクリート２０の締め固め等の処理を行う。
【００２２】
以下同様にして、最下端から２段目、３段目とコンクリート２０の注入締め固めを行う。
コンクリート２０が充分固まったらコンクリート注入管連結部１８から連結していたコンクリート圧送管１９を外す。また、充填検知センサ２２を取り付けていたコンクリート注入管連結部１８を、頭部３０にスパナ等をかけて回して補強板１７から取り外す。
コンクリート注入管連結部１８を外した後に、内部のコンクリート２０に充填検知センサ２２やシール材３３などの残留物がないかどうかを確認する。ねじ切れた充填検知センサ２２の一部やシール材３３が残っているときには、図７（ａ）のようにすべての残留物を取り除く。何もないことを確認した後に、図７（ｂ）に示すように補強板１７の表面が平らになるようにモルタル等の空洞３５を充填する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明によるコンクリート充填の検知方法及びその装置の一実施例を示す縦断面図である。
【図２】図１における横断面図である。
【図３】本発明によるコンクリート充填の検知方法及びその装置におけるコンクリート注入管連結部１８とねじ蓋２８の詳細を示すもので、（ａ）は、縦断面図、（ｂ）は、左側面図、（ｃ）は、充填検知センサ２２の斜視図、（ｄ）は、ねじ蓋２８の斜視図である。
【図４】本発明によるコンクリート充填の検知方法及びその装置におけるコンクリート注入管連結部１８とねじ蓋２８の他の実施例を示すもので、（ａ）は、縦断面図、（ｂ）は、充填検知センサ２２の斜視図である。
【図５】（ａ）は、充填検知センサ２２にコンクリート２０が隙間なく密着している状態の縦断面図、（ｂ）は、コンクリート２０の打設前と正常な打設後の特性曲線図である。
【図６】（ａ）は、充填検知センサ２２にコンクリート２０が隙間をもって充填されている状態の縦断面図、（ｂ）は、コンクリート２０の打設前と正常でないコンクリート２０の打設時の特性曲線図である。
【図７】（ａ）は、ナット２７からねじ蓋２８を外し、残留物を除去した空洞３５の状態の縦断面図、（ｂ）は、空洞３５に充填材３６を充填した状態の縦断面図である。
【図８】従来のコンクリート充填の検知方法及びその装置を示す縦断面図である。
【図９】図８における横断面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１０…構造物、１１…基礎コンクリート、１２…梁部材、１３…床版、１４…主桁、１５…地盤、１６…水、１７…補強板、１８…コンクリート注入管連結部、１９…コンクリート圧送管、２０…コンクリート、２１…センサ支持棒、２２…充填検知センサ、２３…作業台、２４…リード線、２５…検知面、２６…取り付け面、２７…ナット、２８…ねじ蓋、２９…凹部、３０…頭部、３１…リード線取り出し孔、３２…ゴムキャップ、３３…シール材、３４…骨材、３５…空洞、３６…充填材。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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