(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、上記従来技術では、充填材を細長い孔に充填するため、充填の際に充填材に混入した空気を抜くことが難しく、孔に充填された充填材には部分的に隙間が生じる場合がある。
孔に充填された充填材に隙間が生じた状態で硬化すると、補強部材とコンクリート壁との結合強度が低下するため、コンクリート壁の補強強度を確保する上で改善の余地がある。
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、その目的は、補強強度を確保する上で有利なコンクリート壁の補強工法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上述の目的を達成するため、本発明は、
鉄道用の地下トンネルを構成するボックスカルバートの側壁をなすコンクリート壁に孔を削孔する削孔工程と、前記孔に充填材を充填する充填工程と、前記孔に補強部材を挿入する挿入工程と、前記充填工程、挿入工程の後に、前記孔に充填された充填材を圧縮する圧縮工程を備える
鉄道用の地下トンネルを構成するボックスカルバートの側壁をなすコンクリート壁の補強工法であって、前記補強部材を、直線状に延在しその基部に雄ねじが設けられた直線部と、前記基部と反対側の前記直線部の先部に設けられ前記直線部の延在方向と直交する方向に位置する
U字状のフック部とで構成し、
前記U字状のフック部を、前記先部と同軸上を延在する第1直線部と、前記第1直線部と離れた箇所で前記第1直線部と平行して延在する第2直線部と、前記雄ねじが設けられた前記基部と反対側に位置する前記第1直線部の端部と前記第2直線部の端部とを接続する前記雄ねじが設けられた前記基部と反対方向に凸の半円状に湾曲された湾曲部とで構成し、前記コンクリート壁に削孔する孔を、前記直線部よりも長い直線部分と、前記直線部分の底面から前記直線部分の延在方向と直交する方向に延在し前記
U字状のフック部を収容し
前記U字状のフック部が係止可能な凹部とで構成し、前記孔に挿入可能で前記孔を閉塞する大きさの閉塞板と、前記閉塞板の中心に形成され前記雄ねじに螺合可能な雌ねじとを有する充填材圧縮用部材を設け、前記挿入工程で、前記雌ねじに前記雄ねじを螺合させ、前記充填材圧縮用部材を前記孔の開口側で前記孔の内部に位置させると共に、前記
U字状のフック部を前記凹部に係止させ、前記圧縮工程を、前記閉塞板を回転させることで、前記充填材圧縮用部材を前記直線部の軸方向に沿って前記孔の奥部側に移動させることで行なうことを特徴とする。
また、本発明は、
鉄道用の地下トンネルを構成するボックスカルバートの側壁をなすコンクリート壁に孔を削孔する削孔工程と、前記孔に充填材を充填する充填工程と、前記孔に補強部材を挿入する挿入工程と、前記充填工程、挿入工程の後に、前記孔に充填された充填材を圧縮する圧縮工程とを備える
鉄道用の地下トンネルを構成するボックスカルバートの側壁をなすコンクリート壁の補強工法であって、前記補強部材を、直線状に延在しその基部に雄ねじが設けられた直線部と、前記基部と反対側の前記直線部の先部に設けられ前記直線部の延在方向と直交する方向に位置する
U字状のフック部とで構成し、
前記U字状のフック部を、前記先部と同軸上を延在する第1直線部と、前記第1直線部と離れた箇所で前記第1直線部と平行して延在する第2直線部と、前記雄ねじが設けられた前記基部と反対側に位置する前記第1直線部の端部と前記第2直線部の端部とを接続する前記雄ねじが設けられた前記基部と反対方向に凸の半円状に湾曲された湾曲部とで構成し、前記コンクリート壁に削孔する孔を、前記直線部よりも長い直線部分と、前記直線部分の底面から前記直線部分の延在方向と直交する方向に延在し前記
U字状のフック部を収容し前記
U字状のフック部が係止可能な凹部とで構成し、前記孔に挿入可能で前記孔を閉塞する大きさを有しその中心に前記直線部が挿通される挿通孔が形成された閉塞板と、前記雄ねじに螺合可能な雌ねじが形成された雌ねじ部材とを有する充填材圧縮用部材を設け、前記挿入工程で、前記挿通孔に前記直線部を挿通させて前記閉塞板を前記孔の開口側で前記孔の内部に位置させ、かつ、前記閉塞板よりも前記孔の開口側で前記雌ねじを前記雄ねじに螺合させて前記雌ねじ部材を位置させると共に、前記
U字状のフック部を前記凹部に係止させ、前記圧縮工程を、前記雌ねじ部材を回転させることで、前記閉塞板を前記直線部の軸方向に沿って前記孔の奥部側に移動させることで行なうことを特徴とする。
【発明の効果】
【0006】
本発明によれば、充填工程、挿入工程の後に、孔に充填された充填材を圧縮するようにした。
したがって、充填材を圧縮することにより、充填材に部分的に生じていた隙間が解消されるため、充填材の充填率を高めることができる。
そのため、補強部材とコンクリート壁との結合強度を高めることができ、コンクリート壁の補強強度を確保する上で有利となる。
【発明を実施するための形態】
【0008】
(第1の実施の形態)
以下、本発明の実施の形態を図面にしたがって説明する。
本実施の形態では、コンクリート壁が、地中に埋設されることにより鉄道用の地下トンネルを構成するボックスカルバートの側壁である場合について説明する。
なお、本発明は、掘割道路、擁壁や橋梁アバットなどの従来公知の様々なコンクリート構造物を構成する側壁や底壁、天井壁などの壁部に適用可能である。
【0009】
まず、
図1(A)に示すように、穿孔装置を用いてボックスカルバートの側壁10の外側面12から側壁10に厚さ方向に延在する孔14を、側壁10の延在方向に間隔をおいて複数削孔する(削孔工程)。
削孔される孔14の直径は、後述する補強部材16が挿入可能な大きさとされ、孔14の長さは、補強部材16の全長よりも若干大きい寸法とされる。
穿孔装置としては、ドリル装置、コアボーリング装置、ウォータジェット穿孔装置など従来公知の様々な装置が使用可能である。
【0010】
側壁10に孔14が削孔されたならば、
図1(B)に示すように、各孔14に、孔14の長さ方向にわたって延在する補強部材16を挿入する(挿入工程)。
補強部材16は、直線状に延在する棒状の鉄筋1602と、充填材18(
図1(C))に定着する定着部材1604とを備えている。
鉄筋1602は、孔14に挿入される側の先部と反対に位置する基部16Aに雄ねじ1610が形成されている。
本実施の形態では、鉄筋1602として、予め全長にわたって雄ねじ1610が形成されたねじ節鉄筋を用いている。
定着部材1604は、鉄筋1602の先部に設けられ、鉄筋1602の断面形状よりも大きく、かつ、孔14に挿入可能な断面形状を有している。
【0011】
定着部材1604としては、鉄筋1602の先部に取着された円板状や矩形板状の金属板が使用可能である。あるいは、鉄筋1602の先部の雄ねじ1610に螺合したナットを定着部材1604として使用することもできる。
補強部材16は、その先部が孔14の奥部に当接した状態で、その基部16Aは孔14の内部で開口14A寄りに位置している。
【0012】
次に、
図1(C)に示すように、孔14に挿入された補強部材16と孔14の内周面との間の隙間に、補強部材16と側壁10(コンクリート壁)とを一体的に結合する充填材18を充填する(充填工程)。
充填材18としては、コンクリート、モルタル、あるいは、接着剤が使用可能である。
なお、充填材18の孔14への充填は、上述したように補強部材16を孔14に挿入したのちに行っても良いし、補強部材16を孔14に挿入する前に充填材18を孔14に充填しておき、次いで、補強部材16を充填材18が充填された孔14に挿入するようにしてもよい。
【0013】
次に、
図2(A)に示すように、孔14の開口14A側で孔14の内部に位置させて充填材圧縮用部材20を補強部材16の基部16Aに取り付ける。
図3に示すように、充填材圧縮用部材20は、本実施の形態では、孔14に挿入可能で孔14を閉塞する大きさの外径の閉塞板21で構成されている。
閉塞板21の中心に鉄筋1602の雄ねじ1610と螺合する雌ねじ2102が設けられている。
したがって、充填材圧縮用部材20の補強部材16の基部16Aへの取り付けは、充填材圧縮用部材20の雌ねじ2102を鉄筋1602の雄ねじ1610に螺合することでなされる。
【0014】
充填材圧縮用部材20は、硬化していない段階の可塑性を有する軟らかい充填材18を圧縮するに足る剛性を有するものであればよく、充填材圧縮用部材20を構成する材料として、合成樹脂、ゴム、鉄などの従来公知の様々な材料が使用可能である。
【0015】
雌ねじ2102と雄ねじ1610を螺合することで閉塞板21により孔14が閉塞され、次に、
図2(B)に示すように、閉塞板21を回転させ、閉塞板21を鉄筋1602の軸方向で孔14の奥部側に移動させることで孔14に充填された充填材18を圧縮する(圧縮工程)。
なお、充填材圧縮用部材20は、上述のような
図3に示す閉塞板21で構成されていてもよいし、あるいは、
図4、
図5に示す充填材圧縮用部材20であってもよい。
【0016】
図4に示す充填材圧縮用部材20は、孔14に挿入可能で孔14を閉塞する大きさの外径を有しその中心に補強部材挿通孔2202が形成された閉塞板22と、雄ねじ1610に螺合可能な雌ねじ2402を有する雌ねじ部材24とで構成されている。
このように充填材圧縮用部材20が2つの部材で構成されている場合、圧縮工程において、閉塞板22の補強部材挿通孔2202に補強部材16が挿通され、雌ねじ部材24は閉塞板22の孔14の開口14A側に配置されて雌ねじ2402が雄ねじ1610に螺合され、雌ねじ部材24を回転させることで閉塞板22を補強部材16の軸方向に沿って孔14の奥部側に移動させる。
【0017】
図5に示す充填材圧縮用部材20は、
図4に示す充填材圧縮用部材20の閉塞板22に充填材充填用孔2220を設けたものであり、充填材充填用孔2220の雌ねじとキャップ2222の雄ねじが結合し、充填材充填用孔2220はキャップ2222により閉塞可能である。
図5に示す充填材圧縮用部材20は、圧縮工程において、雌ねじ部材24を回転させることで閉塞板22を補強部材16の軸方向に沿って孔14の奥部側に移動させることは
図4に示す充填材圧縮用部材20と同様であるが、
図5に示す充填材圧縮用部材20では、充填材充填用孔2220を有するため、挿入工程の前に充填材圧縮用部材20を予め補強部材16に組み付けておくことができる。
【0018】
すなわち、充填材圧縮用部材20が組み付けられた補強部材16を孔14に挿入後、充填材充填用孔2220から充填材18を孔14に充填でき、圧縮工程の前に充填材充填用孔2220をキャップ2222で閉塞する。
この閉塞板22に充填材充填用孔2220を設ける構成は、
図3に示す充填材圧縮用部材20にも適用可能である。
何れの場合も、圧縮工程において充填材圧縮用部材20の移動に伴い補強部材16が孔14から出る方向に変位すると、充填材18に対して作用する圧力が低下してしまう。
【0019】
したがって、不図示の治具を用いて、補強部材16を孔14に対して押さえつけるか、あるいは、充填材圧縮用部材20を孔14に対して押さえつける。これにより、充填材圧縮用部材20の鉄筋1602の軸方向に沿った移動により充填材18に対して圧力を確実に加えることができる。
充填材18を圧縮することにより、充填材18に混入していた空気が抜けて充填材18に部分的に生じていた隙間が解消され、充填材18の充填率が高まる。
【0020】
圧縮工程後、開口14A側で孔14の内部Sに補強部材16の基部16Aおよび充填材圧縮用部材20が露出した状態となっている。
そこで、
図2(B)に示すように、開口14A側の孔14の内部Sに、
図2(C)に示すように、修復材26を充填することで補強部材16の基部16Aおよび補強部材16を埋設する(修復工程)。
このように修復材26で補強部材16の基部16Aおよび充填材圧縮用部材20を埋設すると、補強部材16の基部16Aおよび充填材圧縮用部材20の劣化や腐食の防止を図る上で有利となる。
また、側壁10の外側面12の孔14が埋設され平坦面とされることで、外側面12の美観の向上を図る上で有利となる。
修復材26としては、エポキシ樹脂を用いることができる。エポキシ樹脂は防水性に優れているため、補強部材16を構成する鉄筋1602の腐食、劣化を防止する上で有利となる。
また、修復材26として、コンクリートやモルタルを用いても良い。コンクリートやモルタルは耐熱性、耐火性に優れているため、火災が想定される環境下において耐久性を確保する上で有利となる。
【0021】
以上説明したように、本実施の形態によれば、側壁10に削孔した孔14に充填材18を充填すると共に補強部材16を挿入したのち、充填材圧縮用部材20を回転させることで孔14に充填された充填材18を圧縮するようにした。
したがって、充填材18を圧縮することにより、充填材18に部分的に生じていた隙間が解消されるため、充填材18の充填率が高められた状態で充填材18が硬化する。
そのため、補強部材16と側壁10との結合強度を高めることができ、側壁10の補強強度を確保する上で有利となる。
また、以上の効果を補強部材16にねじ結合された充填材圧縮用部材20を設けるといった簡単な構成により確実に達成でき、側壁10の補強強度を低コストで向上させる上で有利となる。
【0022】
(第2の実施の形態)
次に、
図6、
図7を参照して第2の実施の形態について説明する。なお、以下の実施の形態においては、第1の実施の形態と同様の部分、部材については第1の実施の形態と同様の符号を付してその説明を省略する。
第2の実施の形態は、補強部材16として先部に半円状に湾曲されたフック部1620Bを有する鉄筋1620を用いると共に、鉄筋1620に対応した孔14を削孔する点が第1の実施の形態と異なっている。
すなわち、
図6(B)に示すように、補強部材16は、直線状に延在する直線部1620Aと、直線部1620Aの先部に設けられたフック部1620Bとを備える鉄筋1620で構成され、フック部1620Bは、充填材18に定着する定着部として機能する。
【0023】
なお、フック部1620Bの形状は、半円状に限定されるものではなく、鉄筋1620の直線部1620Aの先端から直線部1620Aと直交する方向に屈曲された形状でもよく、要するにフック部が定着部として機能すれば、どのような形状であってもよい。
【0024】
まず、
図6(A)に示すように、穿孔装置を用いてボックスカルバートの外側面12から側壁10にその厚さ方向に延在する孔14を、側壁10の延在方向に間隔をおいて複数削孔する(削孔工程)。
その際、補強部材16の全長よりも若干長い寸法の孔14を直線状に削孔したのち、孔14の底面から孔14の延在方向と直交する方向にフック部1620Bを収容する凹部28を削孔する。
【0025】
凹部28は、
図6(B)に示すように、フック部1620Bの中間部が孔14の底面に当接した状態で、フック部1620Bの先端が凹部28に収容される形状、大きさとなるように削孔する。
直線状の孔14の削孔は、第1の実施の形態と同様に、ドリル装置、コアボーリング装置、ウォータジェット削孔装置など従来公知の様々な削孔装置を用いて行なうことができる。
また、凹部28の削孔は、孔14の延在方向と直交する方向に高圧水を噴射する噴射部を有するウォータジェット削孔装置を用いて行なうことができる。
【0026】
側壁10に凹部28を有する孔14が削孔されたならば、
図6(B)に示すように、各孔14に、孔14の長さ方向にわたって延在する補強部材16を挿入する(挿入工程)。
より詳細には、補強部材16をフック部1620Bから孔14に挿入し、フック部1620Bの中間部が孔14の底面に当接したならば、フック部1620Bが凹部28に収容されるように補強部材16を直線部1620Aの周方向に回転して位置決めする。
【0027】
次に、
図6(C)に示すように、孔14に挿入された補強部材16と孔14の内周面との間の隙間に、補強部材16と側壁10(コンクリート壁)とを一体的に結合する充填材18を充填する(充填工程)。
なお、この第2の実施の形態でも充填工程後に挿入工程を行なっても良い。
【0028】
次に、
図3に示すように、第1の実施の形態と同様に、雄ねじ1610に雌ねじ2102を螺合させて充填材圧縮用部材20を補強部材16の基部16Aに取り付ける。これにより
図7(A)に示すように、充填材圧縮用部材20で孔14は閉塞される。
【0029】
次に、
図7(B)に示すように、充填材圧縮用部材20を回転させ、充填材圧縮用部材20を鉄筋1620の軸方向で孔14の奥部に移動させることで孔14に充填された充填材18を圧縮する(圧縮工程)。
充填材18を圧縮することにより、充填材18に混入していた空気が抜けて充填材18に部分的に生じていた隙間が解消され、充填材18の充填率が高まる。
【0030】
なお、フック部1620Bおよび凹部28を、フック部1620Bの先端が凹部28のうち孔14の延在方向と交差する方向に延在する壁面2802(
図7(A)参照)に係止するように構成しておくと、圧縮工程において、フック部1620Bの先端が凹部28の壁面2802に係止することで補強部材16の開口14A側への移動が規制されるため、作業性の向上を図る上で有利となる。
【0031】
圧縮工程後、開口14A側で孔14の内部Sに補強部材16の基部16Aおよび充填材圧縮用部材20が露出した状態となっている。
そこで、
図7(B)に示すように、開口14A側の孔14の内部Sに、
図7(C)に示すように、修復材26を充填することで補強部材16の基部16Aおよび補強部材16を埋設する(修復工程)。
このように修復材26で補強部材16の基部16Aおよび充填材圧縮用部材20を埋設すると、補強部材16の基部16Aおよび充填材圧縮用部材20の劣化や腐食の防止を図る上で有利となる。
【0032】
以上説明したように、第2の実施の形態によれば、第1の実施の形態と同様の効果が奏されることは無論のこと、補強部材16としてフック部1620Bを有する鉄筋1620を用いたので、鉄筋1620の先部に定着部材を設ける必要がなくなり、補強部材16の構成の簡素化を図れ、コストの低減を図る上で有利となる。
また、フック部1620Bの先端を凹部28の壁面2802に係止するように構成しておくと、圧縮工程において、補強部材16の開口14A側への移動が規制されるため、作業性の向上を図る上で有利となる。