報文

グラウト施工の新手法— 充てん管理の「見える化」 —渡部

寛文＊1・西條龍＊2・横山勝裕＊3

ポストテンション方式で製造される PC 構造物は，PC 鋼材の緊張後にグラウトを注入するのが一般的である。グラウトの目的は，プレストレスをコンクリート部材に確実に伝達することと，PC 鋼材自身を腐食から保護することであり，そのためにはグラウトがシース内に完全に満たされていることが不可欠である。本報告ではこのグラウトに関し，より確実な充てんを達成するための材料や注入方法の工夫について紹介する。
キーワード：グラウト，自然流下，内視鏡

1．は じ め に

グラウト注入（ポンプ圧入）

PC 桁橋や PC 床版橋に連続構造が採用される場合，PC曲げ下がり部（先流れ→空隙発生）
中間排気口

鋼材の配置は支間部で下面側に，支点部で上面側に偏心して配置される。この PC 鋼材にグラウトを施すには，従来よりグラウトポンプを用いた圧入が行われてきた。通常はPC 鋼材の端部より一方向に連続的に注入している。このPC 鋼材方式では，グラウトの先端が中間支点上を通り越して下り中間支点（従来方式）始める箇所（曲げ下がり部）において先流れを起こし，シース内部に残留空気が生じ，充てん不良となることが懸念される。

タンク

タンク

この問題を解決する方法として，中間排気口

グラウト注入（自然流下）① 曲げ下がり部の中間排気口より残留空気を排出する。
② 先流れの起こりにくいグラウト材料を使用する。

グラウト注入（自然流下）③ 先流れを起こさない注入方法を採用する。
といったことがあげられる。① と ② については，「PC グ
ラウト＆プレグラウト PC 鋼材施工マニュアル（改訂版）

PC 鋼材2006 1 ）」にも紹介されており，広く知られた技術である。

中間支点（自然流下方式）

本稿ではとくに ③ に着目し，超低粘性グラウトをステッ

図- 1プに分けて注入し，各ステップにおけるグラウトの位置をグラウト注入方式

ビデオ内視鏡で観測するという方法（以下，自然流下方式）について，これまでに得られた知見をまとめ，管理手らタンクのグラウトを注入していく。グラウトの液面は最法として報告する。

低部から支点上の最高部へ下から上に向かって移動し，シース内の空気は順次最高部の排気口へ導かれる。グラウト

2．グラウトの注入方式
2.1の注入流量はグラウトの水頭差（タンク液面高－シース内自然流下方式の原理液面高）のほか，グラウトの粘性にも依存する。スムーズ

この方式の名前になっている「自然流下」とは，注入圧な注入のために，自然流下方式で用いるグラウトは原則と力をポンプの機械的な力によらず，グラウトの水頭差よりして超低粘性型である。なお，グラウトをタンクへ送り込得られる自然な圧力を用いることを意味する。図 - 1 にむためにポンプを用いるので，本方式によりポンプが不要

示すとおり，橋面上に足場材などでやぐらを組み，その上となるわけではない。また，グラウトをタンクに一時貯留にタンクを設置してグラウトを貯留しておく。注入用のグすることは，グラウト練混ぜ時に巻き込まれた空気を解放

ラウトホースは各支間の PC 鋼材最低部に接続し，ここかするという効果もある。

＊1
＊2
＊3

Hirofumi WATANABE：川田建設 ㈱ 技術部 技術課 課長
Ryu SAIJO：協立エンジ ㈱ 技術部 技術課 課長
Katsuhiro YOKOYAMA：川田建設 ㈱ 東日本統括支店 事業推進部 工事課 工事長

66

プレストレストコンクリート

報文
2.2

ステップ注入による先流れの防止

3．注入ステップの管理手法

自然流下方式であっても，グラウトの液面が最高部到達

3.1

後も注入し続ければ，支点を通り越して先流れを起こして最高部到達の検出方法しまう。グラウトは，最高部到達と同時に注入を一旦停止

PC 鋼材の最高部は通常コンクリート中にあり，外部かし，先流れを防止する必要がある。この最低部から最高部ら見ることができない。グラウトの到達を感知するセンサまでの注入過程を 1 ステップとし，各支間ごとにステップ等も実用化されているが，本方式ではグラウトの動きを連を踏まえつつ，排気口へ空気を追い出しながらシース内を続的かつ正確に把握する目的で，ビデオ内視鏡（写真グラウトで満たしていく。自然流下方式では各支間ごとに- 1）を最高部付近に設けた観測口よりシース内に挿入し，タンクを設置，それぞれで注入ステップを実施して最高部グラウト液面を直接視認する方法をとっている。ここで使に到達後，最終的に排気口まで注入することにより，効率用するビデオ内視鏡は，先端の CCD 撮像素子を手元の操的な注入作業を行うことができる。中間支点 1 箇所に着目作部で角度調節できるタイプのものである。画像は操作部

したステップ注入の手順を図 - 2 に示す。ステップ 3 では，の液晶画面で確認でき，内蔵のメモリに動画・静止画ファ支間長や縦断勾配などを考慮してグラウトを注入する支間イルとして記録することができる。

を決定する。
排気操作部

グラウト先端が到達したら一旦停止

床版上面

撮像素子

グラウト注入PC 鋼材最高部

写真 - 1ステップ 1 ：左側支間の最低部よりグラウトを注入し，支点上の最高部で一旦停止する。

ビデオ内視鏡の例ところで，グラウト液面の先端が最高部に到達した様子

排気は，ビデオ内視鏡を用いても実は見ることができない。最高部付近のシース内では PC 鋼材が下側にあり，グラウトグラウト先端が到達したら一旦停止先端の到達位置を隠してしまうからである（図 - 3）
。そのため，グラウトの先端ではなく，後端の位置をビデオ内床版上面視鏡で観測する必要がある。ただし，最高部付近のシースは勾配が小さく，グラウト液面の先端～後端距離が長くなり，後端位置の把握が困難となる。そこで，シース内の液PC 鋼材最高部面後端位置を示すマークを，あらかじめシース組立て時に取り付けておき，グラウトがこのマークに接した時点を最グラウト注入

ステップ 2 ：右側支間の最低部よりグラウトを注入し，支点上の最高部で一旦停止する。

高部到達と見なし，観測者の合図により注入を一旦停止することとした。

排気排気口までグラウトを満たす挿入

排気観測口（ビデオ内視鏡を挿入）

床版上面

床版上面
PC 鋼材

グラウト低速注入PC 鋼材最高部

ステップ 3 ：左右どちらか（または両方）からグラウトを低速で空気を追い出しながら注入し，排気口（管）をグラウトで満たす。

図- 2Vol.54, No.3, May 2012

グラウト液面後端（マーク取付け）ステップ注入の手順

図- 367

グラウト液面先端（PC 鋼材で見えない）

最高部付近の PC 鋼材位置とグラウト液面

報文
3.2

表- 1

マークの形状と取付け位置の検討

シースが黒色ポリエチレン製や金属製の場合，シース内マークからの距離部は完全な遮光状態にあり，ビデオ内視鏡に内蔵されたLED 照明のみにより周囲が照らされる。その照射範囲はマークの視認性の判定結果
形状 A

形状 B

形状 C

10 cm

○○

○

内視鏡という性質上 10 ～ 20 cm 程度なので，マークとビ20 cm△○○

デオ内視鏡との距離は近い方がよい。一方，グラウト液面30 cm

×△○とシース上面とのクリアランスが少ないと，グラウト到達

40 cm××○

時にビデオ内視鏡がグラウトを浴びてしまい，視認できな

50 cm

××

○

くなるおそれがあるので，ビデオ内視鏡の観測位置をマー

60 cm××○

クからある程度離す必要がある。

【記号】○：視認可，△：視認難，×：視認不可

これら二つの条件を満たすような，マークの形状とビデ
オ内視鏡の観測位置について検討を行った。マークの材料

以上の結果より，マークの形状は視認性に優れた形状 Cとして，六角ボルト M8 を使用し，下記のような加工を施を，観測口は液面とのクリアランスを 15 mm 以上確保でし 3 種類の形状とした（写真 - 2）。

きる最短距離として，マークより 30 cm の位置に設定し形状 A：加工なし

た。

形状 B：先端部をねじ径の半分まで平面切削実施工におけるマークの取付けタイミングは，PC 鋼材

形状 C：B の平面部に反射シールを貼付をシース内に挿入，配置が完了した後となる。取付けの際は，シースにドリルで孔をあけ，治具を用いてマークを固定する。コンクリート打設時，マークと孔のすき間からノロがシース内に浸入しないよう，シール材などで止水処理ABを行っておく。なお，シースの配置は鉄筋等が輻輳する中Cにあり，ビデオ内視鏡の挿入性とマークの視認性をコンクリート打設前に確認しておくとよい。とくに，PC 鋼材を複数本まとめて配置する場合，観測用のホースが折れやすいので注意が必要である。観測口とマークの配置例を写真- 4 に示す。

反射シール
観測口

写真 - 2

マーク用ボルト

これらマークと観測口の付いたジョイントをシースに取り付け（観測口の取付け角度は 30ﾟ，マークの取付けには専用の治具を用いる（写真 - 3）），ビデオ内視鏡の観測位置をマークから 10 ～ 60 cm で動かしながら，マークの視マーク認性を比較した。その結果を表 - 1 および写真 - 5（マークから 10 ～ 40 cm）に示す。

写真 - 410~60 cm3.3

観測口とマークの配置例

実施工の内視鏡画像

2.2 に示した注入ステップに従い，実橋（写真 - 6 および図 - 4）のグラウト施工時に観測したビデオ内視鏡の画像を図 - 5 に示す。この橋梁の概要は下記のとおりで，観測口

1.5 ～ 2.5 径間を 1 ブロックとした分割施工が行われ，グマーク

ラウト注入時は 1 台のグラウトプラント（ミキサ＋ポンプ）と，2 台のタンクを使用した自然流下方式を採用した。
図 - 4 で，注入口 ① はタンク ① より，注入口 ② および③ はタンク ② よりグラウトホースを延長して注入した。

写真 - 3

観測口とマーク（検討用）

68

プレストレストコンクリート

報文
形状 A（加工なし）

形状 B（先端部切削）

形状 C（反射シール貼付）

マークから
10 cm

マークから
20 cm

マークから
30 cm

マークから
40 cm

写真 - 5マークの形状と視認性

タンク橋

長：167.000 m

支間：27.1 m＋28.0 m＋2@29.0 m＋28.0 m＋24.1 m

所 在 地：千葉県
3.4

観測された画像の出力

各注入ステップにおいて，グラウトの画像はビデオ内視注入口（足場の向こう側）鏡を操作する観測者が視認・記録する（写真 - 7）。ビデ
オ内視鏡を単体で使用する場合，その画像を観測者以外の人は見ることができない。立会者や他の作業者も画像をリアルタイムで見ることができるように，ビデオ内視鏡の外部出力端子から信号を取り出し，外部出力モニタに映し出した（写真 - 8）。

観測者

外部出力のケーブルについては，径間数が多くなるとステップを終えるたびに観測位置を移動するため，その都度

写真 - 6

自然流下方式の施工例

ケーブルを引き回すのは手間がかかり，ケーブルを痛める原因にもなる。そこで，ビデオ内視鏡とモニタの間に映像用無線送受信機を挿入し，中間のケーブルを不要にした。

橋梁概要

この送受信機は 2.4 GHz の電波帯を使用し，見通し距離で構造形式：6 径間連続 PRC 2 主版桁

Vol.54, No.3, May 2012

69

報文
A1P1

P2

第 1 施工部↓26 994
10 14527 89410 000
タンク ①

排気口 ①

注入口 ①

9 373

8 454

観測口 ①

排気口 ②
観測口 ②
注入口 ②

プラント

施工目地
5 800

10 00010 439

2 577

タンク ②
観測口 ③

排気口 ③

観測口 ④
注入口 ③

1 600

1.22 %

ステップ 3
充てん範囲

ステップ 1 充てん範囲

図- 4ステップ 2 充てん範囲

ステップ 3
充てん範囲

ステップ 2
充てん範囲

グラウト設備配置例

ステップ 1
内視鏡
マーク

床版上面

グラウト注入注入開始

グラウト接近到達・一旦停止

注入開始

グラウト接近到達・一旦停止

注入開始

液面上昇中

シース内充てん完了

ステップ 2
内視鏡
床版上面

マーク

グラウト注入ステップ 3内視鏡

床版上面

グラウト低速注入

図- 5

写真 - 7

内視鏡画像

観測状況

写真 - 870

外部出力モニタの画像（マークが映っている）

プレストレストコンクリート

報文
テレビモニタビデオ内視鏡
VJ‑ADV
VJ‑30

無線伝送

送信機

受信機

15-2400

15‑2400部

100V

内ース

シ

信号
ケーブル

信号
ケーブル
100V

100V
橋面100V

100V（ウエストバッグ収納）100V

橋面作業立会確認席

図- 6

画像システム約 100 m の性能を有している。システム構成を図 - 6 に本方式の実用化に際しご協力いただいた各位に対し，心よ示す。

り感謝申し上げる。

4．お わ り に

参考文献

グラウト施工の新しい手法として，超低粘性グラウトを

1 ）プレストレストコンクリート建設業協会：PC グラウト & プレグラウト PC 鋼材施工マニュアル（改訂版）2006，平成 18 年 6

自然流下方式により，ステップごとのグラウト液面位置を月

ビデオ内視鏡で観測しながら注入する方法を紹介した。今2 ）岩瀬祐二，高久英彰，及川俊介，横山勝裕：自然流下方式によ後，確実なグラウト施工を約束するものとして，本手法がる PC グラウトの施工報告（仮称桂橋 PC 上部工工事），第 20 回数多くの現場で採用されることに期待し，本報告を終えプレストレストコンクリートの発展に関するシンポジウム論文る。なお，自然流下方式に関する特許を，東日本高速道路

集，2011.10㈱ および協立エンジ ㈱ の共同で出願中である。最後に，【2012 年 3 月 18 日受付】

刊行物案内

PC 斜張橋・エクストラドーズド橋維持管理指針
平成 23 年 4 月
定
価 4,800 円／送料 500 円
会員特価 4,000 円／送料 500 円

社団法人 プレストレストコンクリート技術協会

Vol.54, No.3, May 201271