JP2013023921A - コンクリート構造物の分割方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 コンクリート構造物を、低騒音、低振動で、かつ効率良く複数のブロックに分割する。
【解決手段】 コンクリート構造物１を複数のブロック２に分割するコンクリート構造物１の分割方法であって、コンクリート構造物１の表面に、各ブロック２の外形線に沿うように、複数本の溝４を形成する溝形成工程と、各溝４の少なくとも１箇所にそれぞれ孔１４を形成する孔形成工程と、各孔１４を拡大させることにより、各溝４に沿った割れを生じさせる分割工程とを備える。ウォータージェット装置により各溝４を形成し、低騒音型のコンクリートコアドリルにより各孔１４を形成し、拡張手段により、各溝４に沿った割れを生じさせるので、コンクリート構造物１を複数のブロック２に分割する作業を、低騒音、低振動で、かつ効率良く行うことができる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、コンクリート構造物の分割方法に関し、特に、低騒音、低振動のコンクリート構造物の分割方法に関する。

建物等のコンクリート構造物を解体する方法として、重機を用いてコンクリートを潰すことによって解体する方法が知られているが、このような方法は、高騒音、高振動が発生するため、市街地、病院、学校、福祉施設等のように、騒音、振動の発生が制限される地域では適用可能な時間帯等が制限される。

このため、ウォールソーやワイヤーソー等を用いて、コンクリート構造物をブロック状に分割して解体する方法が注目されているが、ウォールソーを用いる解体方法は、騒音、振動を十分に抑制することができない。また、ワイヤーソーを用いる解体方法は、騒音、振動を十分に抑制することができるが、複数の工程を要するために、作業効率が悪い。

上記のような騒音、振動、作業効率の問題に対処するため、本願発明者らは、先に、既設のコンクリート構造物に対して耐震補強等のリニューアル工事を行う場合に、躯体の基層部の上部に積層されている表面層部（仕上げモルタル層等）を、低騒音、低振動で除去する除去方法を提案している（特許文献１参照。）

この除去方法は、コンクリート構造物の除去対象部分を囲むように溝又は孔を形成し、この溝又は孔によって囲まれる除去対象部分の少なくとも１箇所に荷重付与孔を形成し、この荷重付与孔を利用して除去対象部分にコンクリート構造物から引き剥がす方向への荷重を付与することにより、除去対象部分をコンクリート構造物から除去するように構成したものである。このような構成の除去方法によれば、低騒音、低振動で除去対象部分をコンクリート構造物から除去することができる。

しかし、除去対象部分を平面的に除去する方法であるため、対象が水道等の配管を固定しているコンクリートブロック、各種の機械を支持しているコンクリート基礎、基礎梁等のように、体積の大きいコンクリート構造物を複数のブロックに分割して解体するような場合には適用することができない。

特開２０１０−２１６１６０号公報

本発明は、上記のような従来の問題に鑑みなされたものであって、コンクリート構造物を低騒音、低振動で、かつ、効率良く、複数のブロックに分割することができるコンクリート構造物の分割方法を提供することを目的とする。

上記のような課題を解決するために、本発明は、以下のような手段を採用している。
すなわち、本発明は、コンクリート構造物を複数のブロックに分割するコンクリート構造物の分割方法であって、前記コンクリート構造物の表面に、前記各ブロックの外形線に沿うように、複数本の溝を形成する溝形成工程と、該各溝の少なくとも１箇所にそれぞれ孔を形成する孔形成工程と、該各孔を拡大させることにより、前記各溝に沿った割れを生じさせる分割工程とを備えていることを特徴とする。

本発明のコンクリート構造物の分割方法によれば、コンクリート構造物を複数のブロックに分割する場合に、コンクリート構造物の表面に各ブロックの外形線に沿うように溝を形成し、各溝の少なくとも１箇所にそれぞれ孔を形成し、各孔を拡大させて各溝に沿った割れを生じさせることにより、コンクリート構造物を複数のブロックに分割することができる。

さらに、本発明において、前記複数本の溝の交差部の各々に前記孔が形成されていることとしてもよい。

本発明のコンクリート構造物の分割方法によれば、複数本の溝の交差部の各々に形成した孔を拡大させて各溝に沿った割れを生じさせることにより、コンクリート構造物を複数のブロックに分割することができる。

さらに、本発明において、前記複数本の溝の各々の中央部に前記孔が形成されていることとしてもよい。

本発明のコンクリート構造物の分割方法によれば、複数本の溝の各々の中央部に形成した孔を拡大させて各溝に沿った割れを生じさせることにより、コンクリート構造物を複数のブロックに分割することができる。

さらに、本発明において、前記複数本の溝に、異なる３方向を向く３つの前記孔が形成されていることとしてもよい。

本発明のコンクリート構造物の分割方法によれば、複数本の溝に形成した３つの孔を拡大させて、各溝に沿った割れを生じさせることにより、コンクリート構造物を複数のブロックに分割することができる。

さらに、本発明において、ウォータージェット装置により前記各溝を形成し、低騒音型のコンクリートコアドリルにより前記各孔を形成し、拡張手段により前記各溝に沿った割れを生じさせることとしてもよい。

本発明のコンクリート構造物の分割方法によれば、各溝を形成するのにウォータージェット装置を用い、各孔を形成するのに低騒音型のコンクリートコアドリルを用い、各溝に沿った割れを生じさせるのに拡張手段を用いているので、コンクリート構造物を複数のブロックに分割する作業を低騒音、低振動で行うことができる。

以上、説明したように、本発明のコンクリート構造物の分割方法によれば、コンクリート構造物の表面に各ブロックの外形線に沿うように複数本の溝を形成し、各溝の少なくとも１箇所に孔を形成し、各孔を拡大して各溝に沿った割れを生じさせることにより、コンクリート構造物を複数のブロックに分割することができる。従って、コンクリート構造物を複数のブロックに分割する作業を効率良く行うことができる。
また、ウォータージェット装置で各溝を形成し、低騒音型のコンクリートコアドリルで各孔を形成し、拡張手段で各孔を拡大させて各溝に沿った割れを生じさせているので、コンクリート構造物を複数のブロックに分割する作業を低騒音、低振動で行うことができる。

本発明によるコンクリート構造物の分割方法の一実施の形態を示した概略図であって、溝形成工程の概略図である。 孔形成工程の概略図である。 分割工程の概略図であって、上段のブロックに対応して形成した各孔内に先端拡張型ジャッキを挿入した状態を示した概略図である。 図３の部分拡大図であって、先端拡張型ジャッキを作動させた状態を示した概略図である。 コンクリート構造物から上段のブロックを切り離した状態を示した概略図である。 分割工程の概略図であって、中段のブロックに対応して形成した各孔内に先端拡張型ジャッキを挿入した状態を示した概略図である。 コンクリート構造物から中段のブロックを切り離した状態を示した概略図である。 分割工程の概略図であって、下段のブロックに対応して形成した各孔内に先端拡張型ジャッキを挿入した状態を示した概略図である。 コンクリート構造物から下段のブロックを切り離した状態を示した概略図である。 コンクリート構造物から複数のブロックを切り離した状態を示した概略図である。 配管を切断している状態を示した概略図である。 切断した配管を示した概略図である。 拡張手段の系統図である。 先端拡張型ジャッキの概略図である。 ブロックの拘束面と先端拡張型ジャッキの配置位置との関係を示した説明図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
図１〜図１３には、本発明によるコンクリート構造物の分割方法の一実施の形態が示されている。本実施の形態のコンクリート構造物の分割方法は、水道管等の配管を固定しているコンクリートブロック、各種の機械を支持するコンクリート基礎、基礎梁等のコンクリート構造物に適用可能なものである。

本実施の形態のコンクリート構造物の分割方法は、図１に示すように、コンクリート構造物１を作業者が運搬可能な大きさのブロック２（例えば、１辺が約２００ｍｍ、重量が約２０ｋｇ程度の立方体形状のブロック）に分割するのに有効なものであって、溝形成工程と、孔形成工程と、分割工程とを備えている。
以下、各工程について詳しく説明する。

（１）溝形成工程
溝形成工程は、図１に示すように、コンクリート構造物１の表面に、複数のブロック２の各々の外形線に沿うように、溝形成手段６によって複数本の溝４を形成する工程であって、溝形成手段６には、例えば、ウォータージェット装置、高速回転カッター装置等の低騒音、低振動の各種の装置が用いられる。本実施の形態においては、溝形成手段６にウォータージェット装置６を用いている。なお、図中３は、コンクリート構造物１に埋設されている水道管等の配管である。

ウォータージェット装置６は、図１に示すように、例えば、高圧水を発生させるポンプを有するポンプユニット７、ポンプユニットのポンプ７を回転させるモータを有するモータユニット８、ポンプユニットのポンプ７で発生させた高圧水を噴射させるノズル１０を有するノズルユニット９、ノズルユニット９のノズル１０に研磨剤を供給する研磨剤供給ユニット１１、高圧水及び研磨剤を回収する回収ユニッ１２ト等から構成されている。

上記のような構成のウォータージェット装置６によってコンクリート構造物１の表面に複数本の溝４を形成するには、ポンプユニット７、モータユニット８、研磨剤供給ユニット１１、及び回収ユニット１２を作動させ、ポンプユニット７からノズル１０に高圧水を供給し、研磨剤供給ユニット１１からノズル１０に研磨剤を供給し、ノズル１０の噴射口からコンクリート構造物１の表面に向けて高圧水及び研磨剤を噴射させる。

そして、コンクリート構造物１の表面上において、各ブロック２の外形線に沿うように、ノズル１０を縦方向及び横方向に移動させることにより、コンクリート構造物１の表面に所定の幅、深さの複数本の溝４を所定のピッチ（例えば、約２００ｍｍ）で格子状に形成し、各溝４を各ブロック２の外形線上にそれぞれ対応させる。

この場合、溝４の深さは、対象のコンクリート構造物１の強度、鉄筋の配筋状況等に応じて適宜の値に調整する。
また、各種のガイド手段１３（例えば、ｘ−ｙ軸ガイド、ロボットハンド等）を用い、ガイド手段１３によってノズル１０を案内しながら、ノズル１０を縦方向及び横方向に移動させることにより、各溝４の加工精度を一定に保つようにしてもよい。

なお、溝４を形成するために使用した高圧水、研磨剤等は、回収ユニット１２に回収されて処分される。

（２）孔形成工程
孔形成工程は、図２に示すように、溝形成工程において、コンクリート構造物１の表面に、複数のブロック２の各々の外形線に沿うように形成した複数本の溝４の各々の少なくとも１箇所に、孔形成手段１５によって孔１４を形成する工程であって、本実施の形態においては、孔形成手段１５に低騒音型のコンクリートコアドリル１５を用いている。

本実施の形態においては、格子状に形成した複数本の溝４の各交差部５（各ブロック２の角部に対応する部分）に、各ブロック２の各辺に沿って鉛直方向又は水平方向に延びるように、所定の大きさ（後述する拡張手段１６の拡縮部１９を挿入可能な大きさ）、深さの孔１４（各ブロック２の１辺に対応する深さ、約２００ｍｍ）をそれぞれ形成している。

なお、各孔１４は、交差部５に限らず、各溝４の中央部等の任意の箇所に形成してもよいし、交差部５と各溝４の任意の箇所の両方に形成してもよい。

（３）分割工程
分割工程は、図３に示すように、孔形成工程で形成した各孔１４に拡張手段１６を挿入し、拡張手段１６によって各孔１４を拡大させて、各溝４に沿った割れを生じさせることにより、各ブロック２をコンクリート構造物１から分割して切り離す工程である。

拡張手段１６は、例えば、図１３に示すように、先端拡張型ジャッキ１６と、先端拡張型ジャッキ１６に油圧を供給する油圧供給装置２１と、油圧供給装置２１からの油圧を分配する油圧分配器２０と、油圧供給装置２１及び油圧分配器２０を制御する制御部２２とから構成されている。

先端拡張型ジャッキ１６は、図１４に示すように、シリンダ１７、シリンダ１７に進退可能に設けられるロッド１８、ロッド１８の進退に追従してロッド１８の軸線と直交する方向に拡縮可能な拡縮部１９等から構成され、シリンダ１７に配管を介して油圧分配器２０が接続され、油圧分配器２０に配管を介して油圧供給装置２１が接続されている。

コンクリート構造物１を複数のブロック２に分割して解体するには、例えば、最初に図１の右手前の第１列の上段のブロック２ａを分割して切り離し、次に、その下方の中段のブロック２ｂを分割して切り離し、次に、その下方の下段のブロック２ｂを分割して切り離す。

次に、同様に、図１の中央手前の第２列の各ブロック２ａ〜２ｃを順次分割して切り離し、次に、同様に、図１の左手前の第３列の各ブロック２ａ〜２ｃを順次分割して切り離す。

次に、同様に、図１の右奥の第１列の各ブロックを順次分割して切り離し、同様に、図１の中央奥の第２列の各ブロックを順次分割して切り離し、同様に、図１の左奥の第３列の各ブロックを順次分割して切り離す。

具体的には、まず、図３に示すように、図中右手前の第１列の最上段のブロック２ａの角部に対応するように形成した３つの孔１４ａ〜１４ｃ内に、鉛直方向及び水平方向の２方向の３方向から先端拡張型ジャッキ１６の拡縮部１９をそれぞれ挿入する。

そして、図１３に示すように、油圧供給装置２１から油圧分配器２０を介して３つの先端拡張型ジャッキ１６に同時に油圧を供給し、３つの先端拡張型ジャッキ１６の拡縮部１９を同時に拡張させて各孔１４ａ〜１４ｃを拡大させることにより、図４に示すように、コンクリート構造物１側に反力をとって、各先端拡張型ジャッキ１６の拡縮部１９で各溝４に図４中Ａ方向、Ｂ方向、及びＣ方向への荷重を加え、この荷重によって各溝４に沿って割れを生じさせ、この割れを各溝４に沿って成長させることにより、図５に示すように、上段のブロック２ａをコンクリート構造物１から分割して切り離す。

この場合、各先端拡張型ジャッキ１６の拡縮部１９の荷重をフィードバックし、各先端拡張型ジャッキ１６の拡縮部１９の荷重が均等になるように、制御部２２により油圧供給装置２１及び油圧分配器２０を制御（同調制御）する。なお、コンクリート構造物１の一部に弱い面がある場合には、偏り制御などで対応する。

なお、各先端拡張型ジャッキ１６の拡縮部１９で各溝４に荷重を付与する場合、各先端拡張型ジャッキ１６の拡縮部１９で各溝４を一定の力で加圧してもよいし、各先端拡張型ジャッキ１６の拡縮部１９で各溝４をファジー加圧（例えば、最初に弱く、徐々に強くする等の強弱をつけた加圧等）してもよいし、複数の先端拡張型ジャッキ１６を順次作動させて、各溝４を順次連続的に加圧するようにしてもよい（揺動加圧）。

次に、図６に示すように、中段のブロック２ｂの角部に対応するように形成した２つの孔１４ｄ、１４ｅ内に、水平方向の２方向から先端拡張型ジャッキ１６の拡縮部１９をそれぞれ挿入し、２つの先端拡張型ジャッキ１６に同時に油圧を供給し、２つの先端拡張型ジャッキ１６の拡縮部１９を同時に拡張させて、各孔１４ｄ、１４ｅを拡大させることにより、コンクリート構造物１側に反力をとって、各先端拡張型ジャッキ１６の拡縮部１９で各溝４に図中Ｄ方向及びＥ方向への荷重を加え、この荷重によって各溝４に沿って割れを生じさせ、この割れを各溝４に沿って成長させることにより、図７に示すように、中段のブロック２ｂをコンクリート構造物１から分割して切り離す。

次に、図８に示すように、下段のブロック２ｃの角部に対応するように形成した２つの孔１４ｆ、１４ｇ内に、水平方向の２方向から先端拡張型ジャッキ１６の拡縮部１９をそれぞれ挿入し、２つの先端拡張型ジャッキ１６に同時に油圧を供給し、２つの先端拡張型ジャッキ１６の拡縮部１９を同時に拡張させて、各孔１４ｆ、１４ｇを拡大させることにより、コンクリート構造物１側に反力をとって、各先端拡張型ジャッキ１６の拡縮部１９で各溝４に図中Ｆ方向及びＧ方向への荷重を加え、この荷重によって各溝４に沿って割れを生じさせ、この割れを各澪４に沿って成長させることにより、図９に示すように、下段のブロック２ｃをコンクリート構造物１から分割して切り離す。

同様に、図１の手前中央の第２列の各ブロック２ａ〜２ｃ、手前左側の第３列の各ブロック２ａ〜２ｃ、奥右側の第１列の各ブロック、奥中央の第２列の各ブロック、奥左側の第３列の各ブロックの角部に対応するように形成した各孔１４（図３参照）内に先端拡張型ジャッキ１６の拡張部１９をそれぞれ挿入し、各先端拡張型ジャッキ１６の拡張部１９を拡張させて、各孔１４を拡大させて、各溝４に沿って割れを生じさせることにより、各列の各ブロック２ａ〜２ｃをコンクリート構造物１から分割して切り離す。

このようにして、図１０に示すように、コンクリート構造物１を複数のブロック２に分割して切り離すことにより、コンクリート構造物１を解体することができる。

なお、コンクリート構造物１の内部に埋設されている水道管等の配管３は、コンクリート構造物１を複数のブロック２に分割して切り離した後、或いは複数のブロック２に分割して切り離す作業に伴って、例えば、図１１、１２に示すように、配管３をウォータージェット装置６を用いて所定の長さ（作業者が運搬可能な長さ、重量）に切断することにより、作業者が手作業で搬出させることができる。

この場合、配管３の周囲を囲むようにガイドレール等のガイド手段１３を設け、ガイド手段１３に沿ってウォータージェット装置６のノズル１０を移動させるように構成してもよい。

上記のように構成した本実施の形態のコンクリート構造物の分割方法にあっては、ウォータージェット装置６で対象のコンクリート構造物１の各ブロック２の外形線に対応するように複数本の溝４を形成し、低騒音型のコンクリートコアドリル１５で各溝４の少なくとも一箇所（本実施の形態では交差部５）に孔１４を形成し、各孔１４に先端拡張型ジャッキ１６の拡縮部１９を挿入して、拡縮部１９を拡張させて各孔１４を拡大させて各溝４に割れを生じさせることにより、コンクリート構造物１から各ブロック２を分割して切り離すことができる。

従って、ワイヤーソーを用いた分割方法のように、工程数が多くなるようなことはないので、コンクリート構造物１を複数のブロック２に分割して解体する作業を効率良く行うことができる。

また、溝形成手段にウォータージェット装置を用い、孔形成手段に低騒音型のコンクリートコアドリルを用い、拡張手段に先端型拡張型ジャッキを用いているので、低騒音、低振動でコンクリート構造物１を複数のブロック２に分割して解体することができ、騒音、振動が制限される地域においても、作業可能な時間帯が制限されるようなことはない。

なお、前記の説明においては、各溝４の交差部５に孔１４を形成して、各孔１４を介して各溝４に割れを生じさせるように構成したが、各溝４の中央等の任意の１箇所又は複数箇所に孔を形成し、この孔を利用して各溝４に割れを生じさせるように構成してもよい。

さらに、前記の説明においては、自由面が３の上段のブロック２ａに対しては、鉛直方向及び水平方向の直交する２方向の３方向から均等な荷重を加え、自由面が２の中段のブロック２ｂ、及び下段のブロック２ｃに対しては、水平方向の直交する２方向から均等な荷重を加えたが、自由面が１のブロックに対しては、図示はしないが、面に対して垂直となるように複数の先端拡張型ジャッキ１６の拡縮部１９を挿入して、自由面を増加させることにより、対象のブロックをコンクリート構造物から切り離すことができる。

さらに、前記の説明においては、拡張手段に先端拡張型ジャッキを用いたが、これに限定することなく、他の各種の加圧方法を用いてもよい。例えば、セリ矢のような隙間材を孔に挿入して孔を加圧する方法、膨張材のような化学薬剤を孔に充填して孔を加圧する方法、火薬類等の***膨張によって孔を加圧する方法、高電圧による金属昇華に伴う金属蒸気の膨張によって孔を加圧する方法等、各種の加圧方法を用いることができる。要は、低騒音、低振動で孔を加圧することができる方法であればよい。

さらに、前記の説明においては、コンクリート構造物１を立方体形状の複数のブロック２に分割したが、直方体形状のブロックや、その他の多面体形状のブロック等、各種の立体形状のブロックに分割してもよい。

さらに、複数のブロック２に分割する順番は、上記の順番に限らず、上段の各ブロック２を分割した後に、中段の各ブロック２を分割し、その後に下段の各ブロック２を分割する等、他の各種の順番を採用してもよい。

さらに、前記の説明においては、コンクリート構造物１の全体を複数のブロック２に分割する場合に本発明を適用したが、コンクリート構造物１の表面の一部を分割して切り離する場合、コンクリート構造物１の内部を部分的に分割して切り離す場合等に本発明を適用してもよい。

図１５に、ブロック２の拘束面と先端拡張型ジャッキ１６の配置位置との関係を示す。コンクリート構造物１を複数のブロック２に分割する場合、各ブロック２の拘束面に対して１つの先端拡張型ジャッキ１６が必要になるため、各拘束面にそれぞれ１つの孔を形成し、各拘束面の孔１４にそれぞれ先端拡張型ジャッキ１６を挿入する。

例えば、ブロック２の拘束面の数が４の場合には、図１５（ａ）に示すように、各拘束面に対応する各溝４の中央部にそれぞれ孔１４を形成し、各孔１４内に先端拡張型ジャッキ１６を挿入する。或いは、図１５（ｂ）に示すように、各拘束面に対応する溝４の交差部にそれぞれ孔１４を形成し、各孔１４内に先端拡張型ジャッキ１６を挿入する。

また、ブロック２の拘束面の数が３の場合には、図１５（ｃ）、（ｄ）に示すように、各拘束面に対応する各溝４の中央部にそれぞれ孔１４を形成し、各孔１４内に先端拡張型ジャッキ１６を挿入する。

さらに、ブロック２の拘束面の数が２の場合には、図１５（ｅ）に示すように、各拘束面に対応する各溝４の中央部にそれぞれ孔１４を形成し、各孔１４内に先端拡張型ジャッキ１６を挿入する。

さらに、ブロック２の拘束面の数が１の場合には、図１５（ｆ）に示すように、拘束面に対応する溝４の中央部に孔１４を形成し、この孔１４内に先端拡張型ジャッキを挿入する。

１ コンクリート構造物
２、２ａ〜２ｃ ブロック
３ 配管
４ 溝
５ 交差部
６ 溝形成手段（ウォータージェット装置）
７ ポンプユニット
８ モータユニット
９ ノズルユニット
１０ ノズル
１１ 研磨剤供給ユニット
１２ 回収ユニット
１３ ガイド手段
１４、１４ａ〜１４ｇ 孔
１５ 孔形成手段（低騒音型のコンクリートコアドリル）
１６ 拡張手段（先端拡張型ジャッキ）
１７ シリンダ
１８ ロッド
１９ 拡縮部
２０ 油圧分配器
２１ 油圧供給装置
２２ 制御部

Claims (5)

1. コンクリート構造物を複数のブロックに分割するコンクリート構造物の分割方法であって、
   前記コンクリート構造物の表面に、前記各ブロックの外形線に沿うように、複数本の溝を形成する溝形成工程と、該各溝の少なくとも１箇所にそれぞれ孔を形成する孔形成工程と、該各孔を拡大させることにより、前記各溝に沿った割れを生じさせる分割工程とを備えていることを特徴とするコンクリート構造物の分割方法。
2. 前記複数本の溝の交差部の各々に前記孔が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のコンクリート構造物の分割方法。
3. 前記複数本の溝の各々の中央部に前記孔が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のコンクリート構造物の分割方法。
4. 前記複数本の溝に、異なる３方向を向く３つの前記孔が形成されていることを特徴とする請求項請求項１に記載のコンクリート構造物の分割方法。
5. ウォータージェット装置により前記各溝を形成し、低騒音型のコンクリートコアドリルにより前記各孔を形成し、拡張手段により前記各溝に沿った割れを生じさせることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のコンクリート構造物の分割方法。