四国電力，四国総合研究所
研究期報１１１ (2019年12月)
１－４

送電鉄塔の基礎コンクリート深部におけるひび割れ診断および補修技術について㈱四国総合研究所 電力技術部
山口新居㈱四国総合研究所 電力技術部㈱四国総合研究所 電力技術部（現：四国電力㈱） 藤川松島
香川大学 創造工学部
山本
香川大学 創造工学部

キーワード：

基礎コンクリート
ひび割れ診断
小口径
カメラ
補修
せん断耐力
鉄筋

Key Words：

純司
浩治
真人
学
翔大Concrete foundation
Cracking
Diagnosis
Small bore
CameraRepairShear capacity
Reinforcement

The cracking diagnosis and repair for the deep part of concrete foundation of transmission tower
Shikoku Research Institute, Inc., Electric Power Technology Department
Junji Yamaguchi, Kouji Nii, Masato Fujikawa
Kagawa University, Faculty of Engineering and Design
Manabu Matsushima, Syouta Yamamoto
Abstract
The concrete foundation of transmission towers is used reactive aggregates. And, some concrete foundations oftransmission towers exist at high ground water level. So, the foundations are easy to occur Alkali Silica Reaction, it
is concerned that cracking is occurred by Alkali Silica Reaction. To diagnose and repair the cracking for the deeppart of the concrete foundation, it is necessary to dig the ground around the foundation. This time, the proposed
diagnosis and repair methods doesn’t need that digging the ground.
The proposed diagnosis method obtains a concrete core by boring of small bore, and observes the inner wall of theborehole with a camera. As a result of applying the method to the foundation of transmission tower, this method
was able to accurately diagnose the condition of the deep part of concrete foundation. The proposed repair method
inserts a reinforcement using the borehole for diagnosis. This method can repair the unreinforced concrete
foundation. And is effective particularly thick base foundation. As a result of tensile experiment on the concrete
foundation of transmission tower of one-sixth the scale, the shear capacity of the concrete foundation increased 1020％ by inserting two or more reinforcements.

－ 1 －送電鉄塔の基礎コンクリート深部におけるひび割れ診断および補修技術について

1. はじめに①基礎天端から深部へ
小口径ボーリングでコンクリートコアを採取

送電鉄塔では、基礎コンクリート深部（地中埋設部）において、アルカリシリカ反応による骨材基礎天端
地 上周囲の生成ゲルが吸水膨張することによって、ひG.L.

地中び割れが生じる場合がある。このひび割れは基礎昇降用ハンドル
原動機（モーター）

小口径ボーリング

地下水の地表部でも確認されることがあり、耐力を維持給水スタンドするためには基礎コンクリート深部のひび割れの基礎体

コアチューブアンカー
水ダイヤモンドビット

ボーリング装置

診断および補修が必要となっている。
しかし、基礎コンクリート深部のひび割れを診断および補修するためには、基礎周辺の土砂を掘削する必要があり、大掛かりな土木工事が必要となる。
今回、周辺土砂の掘削を不要とした基礎コンクリート深部のひび割れ診断および補修技術として、小口径のコンクリートコア採取およびコア孔の空洞内撮影方法(診断技術)ならびに、診断に用いたコア孔に鉄筋を挿入してせん断耐力を補強する方法(補修技術)を提案する。
2. 診断技術
基礎コンクリート深部のひび割れ診断技術とし

図 1 基礎コンクリート深部のひび割れ診断技術て、図 1 に示す基礎天端部から深部へ小口径ボーリングでコンクリートコアを採取するとともに、現地の送電鉄塔の基礎に対して、提案する診断孔内の壁をカメラで直接確認し、コアと合わせて技術を実施した例を図 2 に示す。採取コア 4.4m 付評価する方法を提案する。

近の割れについて、採取コアだけではコア採取時一般的なコンクリートコア採取はφ100 ㎜が使の外力による割れなのか、劣化による割れなのか、用されているが、鉄塔基礎の形状では鉄塔材や鉄評価が困難であった。ここに孔壁のカメラ画像を筋などを損傷する恐れがあるため、コンクリート用いることで、孔壁のコンクリートにひび割れをコアが採取可能な最小のφ25 ㎜を採用した。しか発見し、外力による割れではないことが分かり、し、コンクリートコアが細くなるため、コア採取コンクリートの劣化を正確に診断できた。

時にカッターなどの外力でコンクリートコアに割れが生じる可能性が高い。そこで、小口径のコンクリートコアを採取した後に，孔内の壁をカメラで撮影することで，基礎コンクリート深部のひび割れなど劣化状況が直接確認でき，採取コアと合わせることでより詳細なコンクリートの状態評価が可能となる。

図2－ 2 －

採取コアと孔壁画像

送電鉄塔の基礎コンクリート深部におけるひび割れ診断および補修技術について

3. 補修技術
3.1 補修方法の検討
基礎深部にひび割れが見られるコンクリートのコアを採取するとその多くにアルカリシリカ反応が確認できる。これによりコンクリートや鉄筋の床板厚さHが薄い
曲げ耐⼒＜せん断耐⼒
曲げ破壊

床板厚さHが厚い
曲げ耐⼒＞せん断耐⼒

引揚⼒

引揚⼒

せん断破壊

強度が低下し、曲げ破壊やせん断破壊を起こす恐れがある。これらの補修方法としては、既設床板の上部に新基礎を設置する方法が考えられるが、基礎床板までの掘削を要することから、費用が高HHくなる。

図4

床板部の形状による破壊様相の種類

ここで、劣化が少なくコンクリートや鉄筋の強度低下が小さい基礎であれば、診断に用いた小口

3.3 試験体の引張実験

径コア孔から破壊面を抑える方向に補強鉄筋を挿せん断補強鉄筋による補修方法の有効性を確認

入する補修方法により、掘削せずに低下した強度するため、送電用鉄塔基礎の 1/6 スケール試験体分を回復することが期待できる。

3 体の引張実験を行った。

今回、図 3 に示す基礎床板のせん断耐力低下を補修する方法について、実験を行い、その有効性(1) 試験体を確認した。

試験体のサイズには、引張実験装置に設置できる寸法である送電用鉄塔基礎の 1/6 スケール縦500 ㎜×横 500 ㎜とした。試験体の構造を図 5 に示す。せん断補強鉄筋の本数によるせん断耐力の増加効果を確認するため、3 体の試験体（せん断補強鉄筋 1、2、4 本）を準備した。
平面図500㎜

D150㎜

図3500㎜

断面図

せん断補強鉄筋による補修方法

BL50×6AC
せん断補強鉄筋

3.2 せん断補強鉄筋による補修方法の対象基礎

本数

設置位置

1本

図 4 に示すように基礎床板が破壊する様相には、曲げ破壊とせん断破壊があり、本補修方法は

図5A

2本

A,B4本

A,B,C,D

試験体の構造せん断破壊によって壊れる基礎を対象としている。せん断補強鉄筋による補修方法の適応の可否(2) 実験方法

は基礎個別に検討を要する。鉄筋基礎はせん断破

図 6 に示す引張実験装置（島津製作所、油圧式

壊面上に既に鉄筋が配置されており、せん断破壊サーボパルサ EHF-UG35-70L）を用いて、固定しが生じにくいため適用対象となりにくい。また、た試験体のいかり材を引張り、試験体の最大耐力

基礎床板の厚さが薄い基礎では床板部の曲げ破壊(せん断耐力)を求める。試験体のいかり材はＬ型が先行しやすい傾向がある。

から平板に溶接加工のうえ実験装置に取り付け以上から、本補修方法が適用可能となる基礎の特徴としては、無筋基礎で床板厚さが厚い基礎でた。また、試験体を固定する引張実験装置の土台に合わせた架台を製作した。

あることがあげられる。

－ 3 －

送電鉄塔の基礎コンクリート深部におけるひび割れ診断および補修技術について(4)実験の評価
本実験において、2 本以上のせん断補強鉄筋を挿入することで、せん断耐力を 1～2 割増加させることが確認できた。しかし、せん断補強鉄筋が分担するせん断耐力は、計算値と比較して半分以下の値であった。これは、せん断破壊面の状況からせん断補強鉄筋が十分に荷重のかかる位置に配置されていなかったためと考えられ、より効果があるせん断補強鉄筋の配置検討が今後の課題である。
図6

実験装置・いかり材構造

4. まとめ基礎コンクリート深部のひび割れ診断技術とし(3) 実験結果て、小口径コア採取後の孔壁面をカメラ撮影・目せん断補強鉄筋による補修方法を施した送電用視観察する方法を現地適用した結果、コア採取と鉄塔基礎の 1/6 スケール試験体 3 体について、引孔壁のカメラ画像を併用することで、コンクリー張実験を行った結果を図 7 に示す。

トのひび割れを発見でき、コンクリートの状態を正確に診断できた。

120110

せん断補強鉄筋が分担するせん断耐⼒Ps

せん断耐⼒Pc+Ps(kN)

100
9080
7060

計算値
78.7kN

計算値
89.0kN

実験値
78.0kN
Ps=20.6kN
実験値
Ps=9.6kN
Ps=10.3kN
63.9kN(14％)増Ps=4.5kN(7％)減無筋基礎コンクリート深部の補修技術として、

計算値
109.7kN

診断に用いたコア孔にせん断補強鉄筋を挿入する方法を検討し、1/6 スケールで引張実験を行った。

Ps=41.3kN 実験値
83.4kN

この結果、2 本以上のせん断補強筋を挿入するこ

Ps=15.0kN(22％)増とでせん断耐力を 1～2 割増加できたことから、ひび割れによってせん断耐力が低下した基礎コンク5040

リートの補修に有効であることが確認できた。

コンクリートが分担する耐⼒Pc=68.4kN

302010［謝辞］

01本

図72本

せん断補強鉄筋本数

本研究は、四国電力㈱送配電カンパニー送変電4本

部殿より委託を受け実施したもので、ご協力いた各試験体の引張実験結果だいた関係各位に深く感謝いたします。

せん断補強鉄筋 1 本(図 5 の位置Ａ)を挿入した
場合、せん断耐力は 63.9kN となり、コンクリートが分担する耐力の計算値 68.4kN より 4.5kN（▲7%）低い値であった。せん断補強鉄筋 2 本(図 5 の位置Ａ，Ｂ)を挿入した場合、せん断耐力は 78.0kN となり、コンクリートが分担する耐力の計算値 68.4kN より 9.6kN (＋14％) 大きい値であった。また、せん断補強鉄筋 4 本(図 5 の位置Ａ～Ｄ)を挿入した場合、せん断耐力の計算値は 83.4kN となり、コンクリートが分担する耐力値 68.4kN より 15.0kN (＋22％)大きい値であった。

－ 4 －