JP2002213193A - コンクリート構造体の改修方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 盤下げ工法を併用するような大規模工事とす
ることはなく、しかも安全に改修を行うことのできるコ
ンクリート構造体の改修方法を提供することを目的とす
る。 【解決手段】 コンクリート構造体１の部材主方向に複
数の溝２を形成し、この複数の溝にせん断補強鋼板３を
設置する。せん断補強鋼板間を連結する表面鋼板４をコ
ンクリート構造体の表面に設置して、せん断補強鋼板と
表面鋼板とコンクリート構造体との間に隙間５を形成す
る。隙間に充填材を充填してコンクリート構造体の改修
を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンクリート構造
体の改修方法に関するもので、特にトンネルの覆工や壁
・スラブ等のコンクリート構造体を補修や補強する改修
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、既設トンネルが長期間の使用によ
り劣化したり、耐震補強の観点から改修、補強を必要と
する場合、これを行う工法としてトンネル内壁に鉄筋コ
ンクリートや吹付けコンクリートを内巻きする工法が知
られている。即ち、トンネル内面をはつった後コンクリ
ートで覆工し、その覆工面を改修前のトンネル内面より
内側に張り出して施工するものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
た従来の内巻きする工法は、次のような問題点がある。 ＜イ＞コンクリート構造体を配置したトンネルや建物等
の内空断面積に余裕がない場合は、内巻き厚さによる内
空断面積の減少を避ける必要がある。このため特にトン
ネルの場合は、底盤部をはつって元の内空断面積と同等
にする盤下げ工法が併用されることとなり、大規模工事
となる。内空を侵さないように施工する場合には、壁・
スラブを撤去・新設することとなり、荷重を大規模な支
保工等で受替え実施する必要がある。このため、荷重の
大きな場合、空間が狭く大規模な仮設が難しい場合には
適用し難い。 ＜ロ＞トンネル内に、ハツリ機や覆工装置の搬入を必要
とし、小さな内空断面積のトンネルには適用できず、ま
たコンクリートの覆工に際しては支保工の組み立てや金
網の敷設を要して作業が煩雑となる。 ＜ハ＞また、壁に大きな開口をあける改修工事や補強工
事では、壁や地山が崩壊する等の危険が生じる場合があ
る。 ＜ニ＞せん断耐力の向上、部材のじん性の向上を目的と
してコンクリート部材を鋼板で囲む事例があり、この構
造を既設コンクリート壁に適用できる施工法が求められ
ている。

【０００４】

【発明の目的】本発明は上記したような従来の問題点に
鑑みて考えられたもので、既設のコンクリート構造体を
有効に利用し、既存の内空断面を維持でき、しかも安全
に改修を行うことのできるコンクリート構造体の改修方
法を提供することを目的とする。また本発明は、盤下げ
工法を併用するような大規模工事とすることのないコン
クリート構造体の改修方法を提供することを目的とす
る。本発明は、上記目的のうち少なくとも一つを達成す
るようにしたものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記のような目的を達成
するために、本発明のコンクリート構造体の改修方法
は、コンクリート構造体の改修方法であって、コンクリ
ート構造体の部材主方向に複数の溝を形成し、前記複数
の溝にせん断補強板を設置し、前記せん断補強板間を連
結する表面板をコンクリート構造体の表面に設置し、せ
ん断補強板と表面板とコンクリート構造体との隙間に充
填材を充填して行うことを特徴としている。ここで改修
とは補修と補強を含み、部材主方向とは外力に抵抗する
方向をいい、例えばコンクリート壁では鉛直方向、トン
ネル覆工では円周方向、鉄筋コンクリート製スラブでは
主鉄筋方向がこれに該当する。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下図面を参照しながら、本発明
に係る実施の形態について説明する。

【０００７】＜イ＞コンクリート構造体 本発明の改修方法を行うコンクリート構造体１は、長期
間の使用により老朽化または補強を必要とする既設トン
ネルやコンクリート壁・スラブ等である。ここで改修と
は補修と補強を含むものである。本発明の改修方法は、
老朽化した既設トンネルやコンクリート壁・スラブ等の
主方向に短冊状にカッティングして多数の溝２を形成
し、この溝２にせん断補強板３を設置して更に表面板４
を連結して櫛状に区画し、区画した内部に充填材７を充
填して行うものである。以下はコンクリート壁１ａにつ
いて説明するが、トンネル覆工、鉄筋コンクリート製ス
ラブにおいても同様である。

【０００８】＜ロ＞溝 溝２をコンクリート壁１ａの部材主方向にカッティング
して設ける。ここで部材主方向とは外力に抵抗する方向
をいい、例えばコンクリート壁１ａでは鉛直方向であ
る。また、トンネル覆工では円周方向、鉄筋コンクリー
ト製スラブでは主鉄筋方向がこれに該当する。溝２の幅
は、せん断補強板３を設置することができ、更に充填材
７を充填することができる大きさとする。溝２はコンク
リート壁１ａの上部から下部にわたってカッティング
し、その深さは、コンクリート壁１ａの厚さと略等しく
する。表面板４で両側から挟む場合には、溝２はコンク
リート壁１ａを貫通させる。したがって、溝２の形状は
コンクリート壁１ａの断面形状と一致した大きさに形成
される。溝２を形成することによってコンクリート壁１
ａは短冊状に分割される（図１参照）。尚、溝２の深さ
をコンクリート壁１ａの厚さと等しくする必要はなく、
コンクリート壁１ａの厚さの途中までカッティングして
溝２を形成するようにしてもよい。

【０００９】＜ハ＞せん断補強板及び表面板 本発明の改修方法では、せん断補強板３及び表面板４を
使用する。せん断補強板３及び表面板４は、鋼板、高強
度コンクリート板、繊維強化プラスチック板、鋼繊維強
化コンクリート板等を使用することができる。以下は、
せん断補強板３及び表面板４に鋼板を使用した場合につ
いて説明する。せん断補強鋼板３及び表面鋼板４は、コ
ンクリート壁１ａの寸法に合わせて予め工場で製作した
板状体である。せん断補強鋼板３を溝２に挿入して設置
し、表面鋼板４をコンクリート壁１ａの表面を被うよう
に取り付ける。せん断補強鋼板３は、溝２の形状と略一
致するように矩形に形成されているが、溝２に挿し込ん
で設置した場合、端部３１が溝２から僅かに飛び出るよ
うにせん断補強鋼板３の幅は溝２の深さより大きく形成
する。表面鋼板４は、せん断補強鋼板３の長さと一致し
ているが、幅は隣り合う溝２、２の間隔と等しくする。

【００１０】隣り合うせん断補強鋼板３、３を表面鋼板
４で順次結合して全体として断面櫛状の補強鋼板８を形
成する。隣り合うせん断補強鋼板３の端部３１に表面鋼
板４を結合する方法としては、例えば溶接接合が好まし
い。即ち、せん断補強鋼板３の端部３１と表面鋼板４の
側部４２を一致させた溶接部６に、公知のアーク溶接等
で接合する。また、２枚のせん断補強鋼板３に表面鋼板
４を予め溶接接合して断面コの字形とした補強鋼板８を
形成し、これを溝２に設置してから、順次隣り合う補強
鋼板８同士を溶接接合することもできる。せん断補強鋼
板３と表面鋼板４で形成された補強鋼板８が、コンクリ
ート壁１ａを区画し、内部に隙間５を形成する。

【００１１】表面鋼板４にはスタッドジベル４１等のズ
レ止めを固定して設け、充填材７との付着強度が大きく
なるようにする。必要に応じてせん断補強鋼板３にもス
タッドジベル４１を取り付けることができる。また、ス
タッドジベル４１はせん断補強鋼板３、表面鋼板４が充
填材７との一体化に寄与するだけでなく、強度部材とし
ても設計することができ、改修したコンクリート壁１ａ
はスタッドジベル付き補強鋼板８と充填材７との強固な
剛性構造として構成される。尚、図３のように両面に表
面板（４ａ、４ｂ）を設置する構造のように、コンクリ
ート構造体１が鋼板に拘束される場合には、スタッドジ
ベル４１等のズレ止めが不要な場合もある。

【００１２】＜ニ＞充填材 充填材７はセメントミルク、モルタル、コンクリート等
を使用する。充填材７を補強鋼板８で囲んだ区画の内
部、即ち隙間５に充填する。充填する方法として、例え
ば表面鋼板４に適当な大きさの充填材注入穴４３をあけ
ておき、公知の充填材注入装置のノズルを注入穴４３に
挿し込んで行うことができる。

【００１３】次にコンクリート構造体の改修方法につい
て説明する。

【００１４】＜イ＞チッピング（図２（ａ）） 図２はコンクリート壁１ａの平面を示す。コンクリート
壁１ａを改修するにあたり、先ず公知の方法でチッピン
グ１０してコンクリート壁１ａ表面に凹凸をつける。チ
ッピング１０を実施することによって、老朽化したコン
クリート壁１ａの表面を取り除いたり、充填材７との付
着強度を増すことができる。必要に応じてチッピング１
０の替わりにコンクリート壁１ａの表面を削ることもで
きる。なお、チッピング１０は必ずしも必要ではなく、
場合によっては省略することができる。

【００１５】＜ロ＞カッティング（図２（ｂ）） コンクリート壁１ａは鉛直方向の圧縮力を支えており、
したがって鉛直方向が部材主方向となる。公知のコンク
リートカッター等によりコンクリート壁１ａを上部から
下部、あるいは下部から上部に向けて鉛直方向にカッテ
ィングする。カッティングの幅はせん断補強鋼板３を設
置し、充填材７を充填できるように、また改修時におけ
るコンクリート壁１ａの耐力低下を極力抑制するために
例えば３〜５ｃｍ程度の大きさとする。順次カッティン
グを行い、溝２を所定間隔に多数形成する。溝２によっ
てコンクリート壁１ａは短冊状に分割される。

【００１６】＜ハ＞鋼板の設置（図２（ｃ）） カッティングした溝２にせん断補強鋼板３を挿し込んで
設置する。前記したようにせん断補強鋼板３の板厚より
溝２の幅の方が大きいので、せん断補強鋼板３は溝２と
の間で隙間を有している。また、設置されたせん断補強
鋼板３は、その端部３１が溝２から僅かに飛び出してい
る。

【００１７】＜ニ＞鋼板の溶接（図２（ｄ）） 隣り合う溝２にせん断補強鋼板３を設置したら、端部３
１、３１に表面鋼板４の側部４２を一致させて溶接す
る。せん断補強鋼板３の端部３１は溝２から飛び出てい
るので、端部３１、３１と表面鋼板４の側部４２を合わ
せて簡単に溶接接合することができる。この手順を繰り
返しながら隣接するせん断補強鋼板３を表面鋼板４で連
結し、全体として断面櫛状の補強鋼板８を形成する。
尚、多数のせん断補強鋼板３を溝２に設置してから、表
面鋼板４を隣り合うせん断補強鋼板３の端部３１に順次
溶接接合して、全体として断面櫛状の補強鋼板８を形成
してもよい。せん断補強鋼板３の端部３１が溝２から飛
び出ており、せん断補強鋼板３と溝２との間には隙間を
有しているので、補強鋼板８はコンクリート壁１ａとの
間に隙間５を形成する。即ち、補強鋼板８はコンクリー
ト壁１ａを区画し、内部に隙間５を形成する。

【００１８】＜ホ＞充填材の充填（図２（ｅ）） 補強鋼板８とコンクリート壁１ａとの間の隙間５に充填
材７を充填する。充填材７は、例えば公知の充填材注入
装置のノズルを表面鋼板４の注入穴４３に挿し込んで行
う。充填材７を充填することによって補修されたコンク
リート壁１ａは、充填材７をせん断補強鋼板３で挟んだ
サンドイッチ構造となっている。また、補強鋼板８は充
填材７を充填する際の型枠としての役割を兼用してお
り、充填材７を充填するに際し、別途に型枠の組立、撤
去を行う必要がなく、現場での注入作業が簡単になる。

【００１９】＜ヘ＞作用 本発明で重要なことは、板材（せん断補強鋼板３と表面
鋼板４）がコンクリート構造体１との間に隙間５を形成
することと、この隙間５に充填材７を充填して板材とコ
ンクリート構造体１を一体化した複合構造とすることに
ある。また本発明をトンネル覆工に使用する場合は、ト
ンネル内周面に対して壁表面を鋼板で覆うだけであるか
ら、既設トンネルの内空断面の減少が全くないか、最小
限とし、かつ改修工事期間中のトンネル内通行制限を極
力少なくすることができる。また本発明は溝２をカッテ
ィングし、溝２内に板材を設置し、板材とコンクリート
構造体１との隙間５に充填材７を充填してなる改修方法
であるからスラブにも使用することができる。

【００２０】

【その他の実施例】＜イ＞実施例１ これまで本発明は、隣り合う溝２にせん断補強鋼板３を
設置したら、これに表面鋼板４を順次溶接して、全体と
して断面櫛状の補強鋼板８を形成する実施例を説明した
が、これに限定されることはない。コンクリート構造体
１の形状、寸法は分かっているので、例えば予め工場な
どで補強鋼板８を製作しておき、これを現地でそのまま
設置してもよい。即ち、コンクリート構造体１をカッテ
ィングして溝２を形成しておき、補強鋼板８を溝２に設
置する。補強鋼板８はコンクリート構造体１を囲んで区
画をつくるので、区画内部の隙間５に充填材７を充填す
ることができる。

【００２１】＜ロ＞実施例２ 更に本発明はコンクリート構造体１の表面側に設置する
表面板４ａの他に、裏面側に表面板４ｂの設置が可能な
ら、コンクリート構造体１をせん断補強板３と表面板４
で囲むことができるので、強度を極めて大きくすること
ができる（図３参照）。

【００２２】

【本発明の効果】本発明のコンクリート構造体の改修方
法は、以上説明したようになるから次のような効果を得
ることができる。 ＜イ＞コンクリート構造体の部材主方向にカッティング
した溝に板材を設置して区画をつくり、区画の内部に充
填材を充填して行う改修方法であるから、既設のコンク
リート構造体を有効に利用し、既存の内空断面を維持す
ることができる。 ＜ロ＞カッティングし、鋼板を設置し、充填材を充填し
て行うだけの改修方法であるから、特にトンネルなどに
実施した場合、従来のような盤下げ工法が併用されるこ
とがなく、大規模工事となることがない。また、トンネ
ル内に支保工の組み立てや金網の敷設を要しないので、
作業が極めて簡単である。 ＜ハ＞カッティングするだけで壁に大きな開口をあける
ことがないので、壁が崩壊することがなく、安全に改修
・補強を行うことができる。 ＜ニ＞カッティングの方向が部材の主方向に一致してい
るために曲げ及び軸圧縮耐力の低下が少ないものとな
る。 ＜ホ＞溝のカッティング、せん断板、表面板の設置を一
度に全域に対して実施せず、部分的な施工を繰り返すこ
とにより、応力の急変を避け、より安全な施工が可能と
なる。 ＜へ＞使用する部材が板材と充填材であること、溝のカ
ッティングも小型機材で施工可能であることから資材の
仮置場、施工場所が小規模となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】コンクリート構造体の改修状態の説明図。

【図２】コンクリート構造体の改修の施工手順を示す説
明図。

【図３】コンクリート構造体の他の改修状態を示す説明
図。

【符号の説明】

１・・・コンクリート構造体 ２・・・溝 ３・・・せん断補強鋼板 ４・・・表面鋼板 ５・・・隙間 ７・・・充填材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】コンクリート構造体の改修方法であって、 コンクリート構造体の部材主方向に複数の溝を形成し、 前記複数の溝にせん断補強板を設置し、 前記せん断補強板間を連結する表面板をコンクリート構
   造体の表面に設置し、 せん断補強板と表面板とコンクリート構造体との隙間に
   充填材を充填して行う、 コンクリート構造体の改修方法。