(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水中の既設建造物を補強する水中コンファインド工法における軸鉄筋定着方法において、水と研磨材とを含む研磨材スラリーのジェット噴射を用い、コンクリートを削孔可能としかつ鉄筋を切断不能とする条件にて前記既設建造物の対象箇所に対して軸鉄筋用の定着孔を削孔する工程と、前記定着孔に軸鉄筋を挿入し定着材により固定する工程とを有し、前記削孔する工程において前記ジェット噴射により前記定着孔の孔壁面に凹凸が形成されることを特徴とする水中コンファインド工法における軸鉄筋定着方法。
【請求項２】
前記既設建造物の対象箇所に対して軸鉄筋用の定着孔を削孔する工程に先立ち、前記条件を決定するための削孔試験データを予め取得する工程をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の水中コンファインド工法における軸鉄筋定着方法。
【請求項３】
前記条件として前記ジェット噴射のジェット圧力及びジェットノズル回転数を少なくとも含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の水中コンファインド工法における軸鉄筋定着方法。
【請求項４】
前記軸鉄筋がエポキシ樹脂塗装鉄筋でありかつ前記定着材がエポキシ樹脂接着剤であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の水中コンファインド工法における軸鉄筋定着工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水中の既設構造物の補強工法の１つである水中コンファインド工法に関連し、特に当該工法の一工程として位置付けられる軸方向補強鉄筋の定着方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンファインド工法は、主として既設橋脚の耐震性強化を目的とした補強工法の１つである。本発明は特に、橋脚が水底から立設しフーチング部分が水中に在る場合における耐震補強工法、すなわち水中コンファインド工法に関連するため、先ず従来の当該工法の代表例を簡単に説明する。
【０００３】
図４は、従来の代表的な水中コンファインド工法による施工後の橋脚２０の概略的な側面図である。水中コンファインド工法では、フーチング２２上に橋脚２０の周囲を取り囲むようにプレキャストコンクリートパネル４６を組み立て水中５０に沈設した後、橋脚２０とプレキャストコンクリートパネル４６の間隙にコンクリートを充填することにより両者を一体化する。この工法においては、プレキャストコンクリートパネル４６内に水平方向に挿通した複数の帯鉄筋（ＰＣ鋼材）を緊張させることによりコンファインド（拘束）効果を強化する。
【０００４】
図５は、上記工法の施工途中における橋脚２０の概略的断面図である。橋脚２０とプレキャストコンクリートパネル４６の間隙４４には、橋脚の曲げ耐力を増すために複数の軸方向補強鉄筋すなわち軸鉄筋４２が設置されている。施工手順としてこれらの軸鉄筋４２は、プレキャストコンクリートパネル４６の組み立てに先立って、既設フーチングに対してアンカー定着させる必要がある。
【０００５】
図６は、軸鉄筋４２のフーチング２２への固定部における軸方向の概略的断面図である。施工においては、先ずフーチング２２に対して軸鉄筋４２の定着孔１０の削孔を行う。従来、この削孔は専らダイヤモンドコアドリルを用いたコアボーリング技術により行われていた。削孔後軸鉄筋４２を挿入して定着材（一種の接着剤）で固定する。水中から立設する橋脚２０の場合、これは水中での作業となる。その後、橋脚２０を取り囲んでプレキャストコンクリートパネル４６を組み立て沈設し、間隙４４の土砂や水を排出してコンクリートを充填する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記の通り、軸鉄筋４２の定着孔１０の削孔は水中での作業となることから、種々の問題がある。第１に、通常、フーチング２２の内部には既設鉄筋が存在するが、定着孔１０の削孔に先立って、既設鉄筋の場所を探査する必要がある。これらの既設鉄筋を避けて軸鉄筋４２を配置しなければならないからである。しかしながら、水中における鉄筋探査の施工実績は少なく、探査機械の選定、センサの防水処理方法、探査精度等、未だ十分な技術が確立されていない。
【０００７】
第２に、不十分な探査に基づいてダイヤモンドコアドリルによるコアボーリングを行うと、仮にその場所に既設鉄筋があった場合、既設鉄筋は簡単に切断されてしまうという問題がある。従って、既設鉄筋の非破壊鉄筋探査機の使用が不可能な場合は、コアボーリングによる削孔はできないこととなる。
【０００８】
第３に、コアボーリングによる削孔では、孔壁が滑らかで凹凸が少ないため、軸鉄筋を挿入して定着材で固定した場合、引抜耐力が不足するという問題がある。
【０００９】
以上の問題点に鑑み本発明は、水中コンファインド工法において既設鉄筋を確実に避けて補強用の軸鉄筋を強固に定着させる方法、特に既設鉄筋を避けるための削孔方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
（１）本発明による、水中の既設建造物を補強する水中コンファインド工法における軸鉄筋定着方法は、少なくとも次の工程を有する。
(a)水と研磨材とを含む研磨材スラリーのジェット噴射を用い、コンクリートを削孔可能としかつ鉄筋を切断不能とする条件にて前記既設建造物の対象箇所に対して軸鉄筋用の定着孔を削孔する工程
(b)前記定着孔に軸鉄筋を挿入し定着材により固定する工程
そして、上記(a)の削孔する工程において前記ジェット噴射により前記定着孔の孔壁面に凹凸が形成される。
【００１１】
（２）上記（１）の軸鉄筋定着方法において好適には、(a)の既設建造物の対象箇所に対して軸鉄筋用の定着孔を削孔する工程に先立ち、(c)前記条件を決定するための削孔試験データを予め取得する工程をさらに有する。
【００１２】
（３）上記（１）又は（２）の軸鉄筋定着方法において、前記条件として前記ジェット噴射のジェット圧力及びジェットノズル回転数を少なくとも含むことが好適である。
【００１３】
（４）上記（１）〜（３）のいずれかの軸鉄筋定着方法においてさらに好適には、前記軸鉄筋がエポキシ樹脂塗装鉄筋でありかつ前記定着材がエポキシ樹脂接着剤である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図３を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明による水中コンファインド工法における軸鉄筋定着方法を用いた施工時の概略的配置構成図である。本発明では、高圧ポンプによる高圧流体噴射いわゆるウォータージェット技術を用いて削孔を行うことを特徴とする。特に、研磨材と水を混合したスラリーを高圧ポンプにより加圧噴射させる直接加圧式アブレシブジェット技術を用いる。図１に示すように、水タンク３２からの水と、研磨材タンク３３からの研磨材をミキサー３４で混合して研磨材スラリーを形成し、この研磨材スラリーを高圧スラリーポンプ３５へ送出する。高圧スラリーポンプ３５は、孔管ロッド３１を通してその先端に設けたジェットノズル３０へ高圧の研磨材スラリーを送出する。そしてジェットノズル３０から研磨材スラリーが直接噴射される。
【００１５】
孔管ロッド３１は、削孔マシン（図示せず）により支持されかつ前進後退及び回転するべく駆動される。これによりジェットノズル３０が前進後退及び回転することができる。また、本発明では水中削孔を行うので、削孔効率を高めるためにエアーコンプレッサ３６により高圧エアーをジェットノズル３０まで送出し、研磨材スラリーと共に噴射する。従ってこの場合、孔管ロッド３１は、研磨材スラリー用通路と高圧エアー用通路とを具備する２孔管ロッドである。本発明による方法は、これらの各装置を含む研磨材スラリージェットシステムにより実施することができる。
【００１６】
研磨材スラリーの高圧噴射は、比較的低圧でも大きな加工能力をもつ噴流を形成することが可能である。また圧力を制御することにより広範な適用範囲を有する。例えば、剥離・洗浄等の構造物の表面処理から、切断・削孔等の構造部物の改造解体処理まで可能であり、コンクリート削孔にも好適である。
【００１７】
図２は、本発明による水中コンファインド工法における軸鉄筋定着方法の実施フローを概略的に示す流れ図である。
【００１８】
・ステップ１０１：先ず、施工対象とする既設橋脚の水中における既設鉄筋の探査が可能か否かを判断する。実際に、水中における橋脚内部鉄筋の水中探査試験を行うことにより判断する。
【００１９】
・ステップ１０２：前述の通り、水中における信頼性のある鉄筋探査はほとんどの場合不可能である。従って、この場合、コアボーリングによる削孔はできない。そこで本発明では、施工対象の橋脚への実際の施工に先立って、研磨材スラリージェット削孔試験を行う。図３は、本発明における研磨材スラリージェット削孔試験方法を示す概略構成図である。先ず、供試体６０を用意する。供試体６０は、コンクリート製であり施工対象である橋脚フーチング等の既設構造物と同条件のコンクリートであることが好適である。供試体６０の内部には、試験用鉄筋６３が配置されている。試験用鉄筋６３もまた、施工対象である既設構造物内部の既設鉄筋と同条件であることが好適である。さらに、供試体６０の上面は、貯水壁６１内に試験用水６２が張られている。この試験用水６２に覆われた上面に対して、実際の施工に用いる研磨材スラリージェットシステムを用いて削孔試験を行う。すなわち孔管ロッド３１の先端のジェットノズル３０から研磨材スラリーをジェット噴射して、供試体６０を削孔することにより、種々のデータを収集する。
【００２０】
削孔試験において取得すべき主要なデータは、次の通りである。
(1)コンクリートのみを削孔するときのジェット圧力及びジェットノズル回転数と、削孔径、削孔時間との関係。
(2)鉄筋を切断するときのジェット圧力及びジェットノズル回転数と、切断時間の関係。
(3)削孔時の水の汚濁状況（目視確認）。
(4)コンクリートの削孔壁面の状態。
(5)削孔後、定着材により定着させた鉄筋の引抜耐力。
上記のうち少なくとも(1)及び(2)は、研磨材スラリーのジェット噴射により鉄筋を切断することなくコンクリートのみを削孔する条件を決定する上で必須のデータである。これらの削孔試験データにより研磨材スラリージェット噴射の適用性を確認することができる。
【００２１】
尚、実際の施工に先立って行う削孔試験は、必ずしも全ての既設構造物の施工について毎回行う必要はなく、既に得られた削孔試験データをそのまま適用できる場合は既存の削孔試験データを転用してもよい。例えば、複数の既設構造物の各々がほぼ同条件で建造されている場合である。
【００２２】
・ステップ１０３：ステップ１０２の削孔試験でデータを得た後、実際に水中コンファインド工法による施工を実施する。すなわち、研磨材スラリージェットにより橋脚フーチング等の既設構造物の対象箇所に対し軸鉄筋用定着孔の削孔を行う。このとき、予め取得した削孔試験データに基づき、コンクリートのみを削孔可能としかつ鉄筋を切断不能とする条件を決定する。このような条件（通常、一定の許容範囲がある）としては、例えば、ジェット圧力とジェットノズル回転数、あるいは少なくともこれらのいずれか一方である。このような条件に設定して削孔を行うと、たとえ削孔途中に既設鉄筋に当たったとしてもその鉄筋を切断することはなく、削孔不能（ジェットノズルが進行不能）となることでその位置に鉄筋があることを感知することができる。既設鉄筋に当たった場合は、その位置を避けて別の場所に削孔する。削孔後、軸鉄筋を定着孔に挿入し、定着材で固定する。好適例では、定着材として水中硬化型エポキシ樹脂接着剤を用い、軸方向鉄筋としてエポキシ樹脂塗装鉄筋を用いた場合に、定着材と鉄筋の付着性が良好であった。また、コアボーリングによる削孔と比較すると、本発明の研磨材スラリージェット噴射により削孔された定着孔の孔壁面は滑らかではなく、適度の凹凸があるため、軸鉄筋定着後の引抜耐力が大きい。
【００２３】
・ステップ１０４：尚、上記ステップ１０１において、施工対象とする既設橋脚の水中における既設鉄筋の探査が可能であると判断された場合は、従来通りのコアボーリングを行うことが可能である。しかしながら、既設鉄筋探査が可能な場合であっても、本発明の方法によれば強固な軸鉄筋の定着力が得られるので、本発明による方法を行ってもよい。
【００２４】
【発明の効果】
本発明による水中コンファインド工法における軸鉄筋定着方法は、研磨材スラリージェット噴射についてコンクリートのみを削孔可能としかつ鉄筋を切断不能とする条件（ジェット圧力やジェットノズル回転数）を含む削孔試験データを取得し、前記削孔試験データに基づきコンクリートのみを削孔しかつ鉄筋を切断しないような条件により橋脚フーチング等の既設建造物の対象箇所に定着孔を削孔する。これにより、既設鉄筋に当たっても当該鉄筋を切断することなく、既設鉄筋に当たることにより削孔不能となることで、既設鉄筋の存在を感知できる。従って、既設鉄筋に損傷を与えることなく、既設鉄筋の無い場所に補強用の軸鉄筋を配置定着させることができる。
【００２５】
さらに、研磨材スラリージェット噴射による削孔では孔壁に適度の凹凸が形成されることから定着材と孔壁との間の強固な付着力が得られ、この結果、軸鉄筋の引抜耐力が向上する。さらに、エポキシ樹脂塗装鉄筋とエポキシ樹脂系定着材を用いた場合には、最も強固な引抜耐力が実現される。
【００２６】
本発明は、水中コンファインド工法の一工程である軸鉄筋定着工程における種々の問題点を解決したものであるが、上記の通り強固に定着した軸鉄筋が実現されることから、水中コンファインド工法全体としての効果すなわち水中建造物の耐震性強化に対しても多大に寄与する方法である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による水中コンファインド工法における軸鉄筋定着方法を用いた施工時の概略的配置構成図である。
【図２】本発明による水中コンファインド工法における軸鉄筋定着方法の実施フローを概略的に示す流れ図である。
【図３】本発明における研磨材スラリージェット削孔試験方法を示す概略構成図である。
【図４】従来の代表的な水中コンファインド工法による施工後の橋脚の概略的な側面図である。
【図５】図４に示した橋脚の施工途中における概略的断面図である。
【図６】図５に示した軸鉄筋のフーチングへの固定部における軸方向の概略的断面図である。
【符号の説明】
１０  軸鉄筋定着孔
２０  橋脚
２２  フーチング
３０  ジェットノズル
３１  ２孔管ロッド
３２  水タンク
３３  研磨材タンク
３４  ミキサー
３５  高圧スラリーポンプ
３６  エアーコンプレッサ
４０  既設鉄筋
４２  軸方向補強鉄筋
４４  コンクリート充填空間
４６  プレキャストパネル
５０  水
６０  供試体
６１  貯水壁
６２  試験用水
６３  試験用鉄筋
【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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