技術紹介

超音波トモグラフィ装置によるコンクリート内埋設物の検出性確認
池津和輝 *1

Ikezu Kazuki

大森征一 *2

Oomori Seiichi

鳩昌洋 *2

Hato Masahiro

鉄筋コンクリート構造物に、支持構造物や吊具などを追加する目的であと施工アンカー穴を穿孔する際には、事前に配筋探査を実施し、コンクリート内部の鉄筋の位置を確認している。探査装置は、電磁波レーダー法を利用しているものが一般的であり、簡便かつ迅速に確認できる利点がある。しかし、測定原理上、非金属製品を検出することは難しく、誤って非金属製電線管などを破損させる事案が発生している。
そこで本稿では、超音波トモグラフィ装置に着目し、鉄筋および合成樹脂製可とう電線（Plastic Flexibleconduit：PF 管）に対する検出性を確認した。配筋探査装置として、一般に使用されている電磁波レーダー装置では検出困難である深さ 350mm に埋設された F 22 および F 28PF 管に対し、超音波トモグラフィ装置では検出可能であった。
キーワード：非金属製埋設物、電磁波レーダー法、超音波トモグラフィ法、配筋探査

金属製品は差が小さいため検出することが難し

1. はじめにい。そのため、あと施工アンカー穴を穿孔する際鉄筋コンクリート構造物において、耐震補強なに誤って非金属製電線管（PF 管など）を破損させどの目的で支持構造物を追加するために、あと施る事案が発生している。そこで本研究では、埋設工アンカー穴穿孔作業が行われる場合がある。穿された PF 管の検出手法として超音波トモグラ孔箇所の選定に際しては、電磁波レーダー法を利フィ法に着目した。超音波トモグラフィ法におけ用した配筋探査装置によりコンクリート内部の鉄る反射波の強度は、埋設物とコンクリートとの音筋の位置を事前に確認することが一般的である。

響インピーダンス差に依存する。音響インピーダ

電磁波レーダー法による配筋探査では、コンクンスは、対象の音速と密度から求められ、比誘電リート内部に電磁波を照射し、コンクリートと埋率よりも PF 管とコンクリートとの差が大きく、位設物との境界面での反射波を検知することで埋設置検出に寄与することが期待できる。

物の位置を確認する。この反射波の強度はコンク以上より、本研究では、鉄筋コンクリート構造物リートと埋設物との比誘電率の差に依存する。比を模した試験体を製作し、電磁波レーダー装置およ

誘電率は、対象の静電容量などから求められ、金び超音波トモグラフィ装置を用いて、コンクリート属製の鉄筋はコンクリートとの差が大きいが、非内に埋設した鉄筋および PF 管の検出性を確認した。

*1：機器装置事業部 メカトロシステム部*2：検査事業部 技術部 NDE グループ

プロジェクトグループ—

17—

IIC REVIEW/2024/04. No.71

48 個（4 × 12 個）配列した超音波トモグラフィ装置

2. 探査装置の検出性確認を使用した。なお、この装置では、各 DPC プロー

2.1 使用する探査装置

ブで受信した波形を開口合成処理することで、断本研究では、図 1（a）に示す超音波トモグラフィ面画像が得られる。

装置（Acoustic Control Systems 社製、型式：A 1040
（1）

2.2 対象とする試験体の製作MIRA） および一般に使用されている電磁波レーダー装置を用いた。超音波トモグラフィ装置は、ド2.1 節に示す探査装置の検出性を確認するため、ライポイントコンタクト（Dry Point Contact：DPC）試験体を製作した。コンクリート仕様および鉄筋

プ ロ ー ブ を 採 用 し て い る。DPC プ ロ ー ブ と は、の径・配置は、コンクリート構造物を模した仕様

図 1（b）に示すように、探査面との接触部が針形とし、コンクリート内に F 22PF 管を埋設した試験状であり、針が振動し超音波（横波）を発生させる体を TP-1、F 28PF 管を埋設した試験体を TP-2 とものである。本研究では、この DPC プローブをした。コンクリート仕様を表 1 に、TP-1 の鉄筋お（a）超音波トモグラフィ装置（b）DPC プローブ

図1（1）

探査装置外観—18—

よび PF 管の配置図を図 2 に、製作時の状況写真

管の径が異なるが鉄筋および PF 管の配置は同様

を図 3 に示す。なお、TP-1、TP-2 は埋設する PFである。

表1B面

TP-1、2 のコンクリート仕様

種別

スランプ値

設計強度

粗骨材の最大寸法

材令日数

普通コンクリート

15cm30N/mm

20mm

30 日

2天側
Φ22PF管

D38鉄筋コンクリート
D13鉄筋

1200
117

169

169

79

A面

C面

地側

200

1000
200200200

200
100 100

1000
200200200

1000

200

100200200

200 100

200 100
200200200

（b）A 面から見た透視図

100

1000

79350

（a）斜視図117（c）B 面から見た透視図（d）C 面から見た透視図

図2

配置図（TP-1）（単位：mm）—

19—

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（a）型枠製作時（b）完成時（試験体 B 面）

図3製作時の状況写真（TP-1）

2.3 検出性の確認結果に、検出可・否の確認結果を表 2 に、測定データの一例を図 6、図 7 に示す。

本研究では、TP-1、2 に埋設した鉄筋および PF管の検出可否を確認した。確認対象物を図 4、図 5117

No.279169

装置設置面（B面）

装置設置面（C面）

No.3,4
No.7

No.5,6

No.1350（a）A 面
No.3

No.2

No.4

No.5

No.1

No.6No.7（b）B 面

図4（c）C 面

確認対象物 No. 1 ～ 7（TP-1）（単位：mm）
—20—

169

117

装置設置面（B面）

装置設置面（C面）

No.8,9

No.13

No.10,11350（a）A 面
No.8

No.9No.10
No.11No.12

（b）B 面

図5（c）C 面

確認対象物 No. 8 ～ 12（TP-2）（単位：mm）

表22

D38 縦・横鉄筋

345

検出可・否

確認対象物

No.
1

検出可・否の確認結果

F 22PF 管6超音波トモグラフィ装置

電磁波レーダー装置

深さ位置 79mm

可可

深さ位置 117mm

可可

深さ位置 117mm
（直線部）

可否

深さ位置 117mm
（斜め部）

可否

深さ位置 169mm
（直線部）

可否

深さ位置 169mm
（斜め部）

可否

7

深さ位置 350mm

可否

8

深さ位置 117mm
（直線部）

可否

9

深さ位置 117mm
（斜め部）

可否

F 28PF 管

深さ位置 169mm
（直線部）

可否

11

深さ位置 169mm
（斜め部）

可否

12

深さ位置 350mm

可否

10—

21—

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x=0117Z=0207xyzx=350No.4電磁波レーダー装置

No.4超音波トモグラフィ装置

（a）装置設置箇所（b）装置設置箇所の xz 断面図x[mm]020040060008001000z(深さ)[mm]z(深さ)[mm]

0x[mm]

2004006000150350550800200400600

800（c）No. 4 電磁波レーダー装置（d）No. 4 超音波トモグラフィ装置
（注）

図6：D38 鉄筋からの反射波：F 22PF 管からの反射波

確認対象物 No. 4（F 22PF 管 深さ 117mm 斜め部）測定データ（単位：mm）困難である PF 管に対し、超音波トモグラフィ装

超音波トモグラフィ装置では、埋設深さ 79mm お置では、深さ 350mm まで検出可能であった。

よび 117mm の D38 鉄筋、埋設深さ 117mm、169mm

このことから、あと施工アンカー穴の穿孔前におよび 350mm の F 22、F 28PF 管がいずれも検出可能であった。

超音波トモグラフィ装置を用いた探査を実施する

一方電磁波レーダー装置では、埋設深さ 79mm

ことで、非金属製電線管の破損防止に期待できおよび 117mm の D38 鉄筋は検出可能だったが、深る。

さ 117mm 以 上 の F 22、F 28PF 管 は 検 出 不 可 で参考文献あった。

（1） 日本マテック株式会社ホームページ：https://3. おわりに

www.matech.co.jp/pdf/acs/a1040new.pdf

本研究で用いた電磁波レーダー装置では、検出—22—

y=0169

Z=035079xy=800yz

No.7電磁波レーダー装置

No.7
超音波トモグラフィ装置

（a）装置設置箇所（b）装置設置箇所の yz 断面図

y[mm]

0200

400

600

400
0800

1000

z(深さ)[mm]z(深さ)[mm]

0y[mm]

200
400
600

600

800

1000

1200

200400600

800（c）No. 7 電磁波レーダー装置（d）No. 7 超音波トモグラフィ装置
（注）

図7：D38 鉄筋からの反射波：F 22PF 管からの反射波

確認対象物 No. 7（F 22PF 管 深さ 350mm）測定データ（単位：mm）

機器装置事業部
メカトロシステム部
プロジェクトグループ

検査事業部
技術部
NDE グループ

池津 和輝

大森 征一

TEL. 045-791-3525
FAX. 045-791-3538

TEL. 045-759-2120
FAX. 045-759-2146

検査事業部
技術部
NDE グループ

鳩昌洋

TEL. 045-759-2120
FAX. 045-759-2146—23—

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