JP2020094395A - 構造物の補強構造及び構造物の補強方法 - Google Patents

Abstract

【課題】塀等の構造物の補強を容易に行う。【解決手段】補強構造９０は、塀基礎２０に支持されたコンクリートブロック塀５０と、ブロック塀５０の頂部５１から塀基礎２０内に到る孔１０２に挿入され塀基礎２０とブロック塀５０とに跨って配置された鋼管１００と、鋼管１００及び孔１０２に充填されたモルタル３２と、を備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、構造物の補強構造及び構造物の補強方法に関する。

特許文献１には、組積造壁の補強工法及び組積造構造物に関する技術が開示されている。この先行技術では、既設のレンガ壁の基礎に横穴を形成すると共にレンガ壁の上端と下端との間を貫通する貫通孔を形成する。そして、形成した貫通孔にＰＣ鋼棒を挿通させて、横穴からＰＣ鋼棒の下端部に定着板を取り付けたのち、横穴に早強コンクリートを充填し、定着板を固定する。そして、ＰＣ鋼棒に緊張力を付与し、レンガ壁に圧縮力を付与している。

特開２０１０−２８１０３３号公報

特許文献１の技術では、レンガ壁の上端から下端に到る貫通孔に加え、レンガ壁の基礎に横穴を形成する必要があり、施工性の観点から改善の余地がある。

本発明は、上記事実に鑑み、塀等の構造物の補強を容易に行うことが目的である。

第一態様は、支持部に支持された構造物と、前記構造物の外面から前記支持部内に到る孔に挿入され、前記支持部と前記構造物とに跨って配置された管部材と、少なくとも前記管部材の外面と前記孔の内面との間に充填された充填材と、を備えた構造物の補強構造である。

第一態様では、支持部と構造物とに跨って管部材が孔に配置され、少なくとも管部材の外面と孔の内面との間には充填材が充填され、支持部及び構造物と管部材とが一体化されている。これにより、構造物に作用する地震力等の水平力の一部を管部材が負担する。よって、構造物の補強を容易に行うことができる。

第二態様は、前記支持部は、塀基礎であり、前記構造物は、組積造塀であり、前記管部材及び前記孔は、前記組積造塀の頂部から前記塀基礎内に到る、第一態様に記載の構造物の補強構造である。

第二態様では、組積造塀及び塀基礎と鋼管とが一体化されることで、組積造塀に作用する面外方向の地震力等の一部を鋼管が負担する。更に、管部材及び孔は組積造塀の頂部から塀基礎内に到るので、組積造壁の一体性を高めることができる。また、組積造塀に控え壁や鋼材フレーム等を追加して補強する場合よりも省スペースである。

第三態様は、支持部に支持された構造物の外面から前記支持部内に到る孔を形成し、前記孔に前記支持部と前記構造物とに跨るように管部材を挿入する工程と、充填材を、前記管部材の前記外面側の端部の開口部から注入し、前記支持部側の端部の開口部から吐出させ、前記管部材及び前記孔に前記充填材を充填する工程と、を備えた構造物の補強方法である。

第三態様では、充填材を管部材における外面側の端部の開口部から注入し、支持部側の端部の開口部から吐出させることで、管部材の外面と孔の内面との間に充填材が充填されていく。そして、充填材が孔から溢れると、充填材の管部材及び孔への充填が完了する。よって、構造物の補強を容易に行うことができる。

本発明によれば、構造物の補強を容易に行うことができる。

本発明の補強構造が適用されたブロック塀のＸ方向（面外方向）に沿った縦断面図である。 鋼管及び孔にモルタルを充填している状態のブロック塀を支持する塀基礎部の拡大縦断面図である。 図１のブロック塀の水平断面図である。 鋼管を挿入して補強する前の既設のブロック塀の水平断面図である。

＜実施形態＞
本発明の一実施形態の構造物の補強構造について説明する。なお、水平方向の直交する二方向をＸ方向及びＹ方向とし、それぞれ矢印Ｘ及び矢印Ｙで示す。また、Ｘ方向及びＹ方向と直交する鉛直方向をＺ方向とし、矢印Ｚで示す。

［構造］
先ず、本実施形態の構造物の補強構造が適用された補強されたブロック塀の構造について説明する。なお、本実施形態では、既存のブロック塀に後から後述する鋼管を挿入して一体化することで、耐震補強されている。

図１に示すように、本実施形態の補強構造９０は、コンクリートブロック塀５０と、鋼管１００と、鋼管１００及び孔１０２に充填されたモルタル３２と、を備えている。組積造塀の一例としてのコンクリートブロック塀５０（以降は「ブロック塀５０」と記す）は、地盤１０に設けられた支持部の一例としての鉄筋コンクリート造の塀基礎２０に支持されている（図２も参照）。なお、Ｘ方向がブロック塀５０の面外方向である（図３も参照）。

ブロック塀５０は、建築用空洞が形成されたコンクリートブロック６０（図３も参照）を積層し一体化した構造である。ブロック塀５０内には、縦筋７０（図３参照）と横筋（図示略）とがＸ方向（面外方向）から見て格子状に配筋されている。縦筋７０（図３参照）の下端部は、塀基礎２０に定着されている。なお、本実施形態では、ブロック塀５０の上端には、笠木材５５が設けられている。

図３に示すように、ブロック塀５０には、建築用空洞で形成された複数の鉛直方向の孔６２、６３、６４、６５が形成されている。そして、そのうちの孔６２に前述した縦筋７０が挿入されている。縦筋７０が挿入された孔６２には、モルタル３０が充填されている。また、縦筋７０が挿入された孔６２とは別の孔６４には、管部材の一例としての鋼管１００が挿入されている。鋼管１００及び孔６４（及び後述する孔２２）には、充填材の一例としてのモルタル３２が充填されている。なお、本実施形態では、縦筋７０及び鋼管１００のいずれも挿入されていない孔６３、６５には、モルタルは充填されていない。

図１に示すように、鋼管１００が挿入された孔６４は、塀基礎２０に形成された孔２２と連続している。また、孔２２にもモルタル３２が充填されている。なお、ブロック塀５０の孔６４と塀基礎２０の孔２２とで孔１０２と記すことがある（図２も参照）。別の観点から説明すると、孔１０２は、ブロック塀５０の頂部５１から塀基礎２０に到るように形成され、この孔１０２には鋼管１００が挿入されている。そして、鋼管１００及び孔１０２には、モルタル３２が充填されている。

［施工方法］
次に、既設のブロック塀５０に鋼管１００を挿入して一体化し、耐震補強する施工方法の一例について説明する。

図１に示す既設のブロック塀５０の上端の笠木材５５を撤去又は破壊し、図４に示すブロック塀５０の孔６４を露出させる。露出した孔６４に掘削ロッド等の掘削部材を挿入し、塀基礎２０に図１及び図２に示す孔２２を形成する。これにより、図１に示すブロック塀５０の頂部５１から塀基礎２０に到る孔１０２が形成される。

ブロック塀５０の孔１０２の頂部５１側の開口から鋼管１００を、図２に示すように塀基礎２０に到るように挿入する。

図１に示す鋼管１００の上端部の開口部１０４からモルタル３２を注入する。鋼管１００の上端部の開口部１０４から注入されたモルタル３２は、図２に示すように下端部の開口部１０６から吐出される。鋼管１００の下端部の開口部１０６から吐出されたモルタル３２は、鋼管１００の外面１００Ａと孔１０２の内面１０２Ａとの間を上昇していく。そして、モルタル３２が図１に示す孔１０２（孔６４）の上端部まで達し溢れると、鋼管１００の上端部の開口部１０４からのモルタル３２の注入を停止する。これにより、鋼管１００内と、鋼管１００の外面１００Ａと孔１０２の内面１０２Ａとの間と、にモルタル３２が充填される。つまり、鋼管１００及び孔１０２へのモルタル３２の充填が終了する。モルタル３２が固化したのち、ブロック塀５０の上端に笠木材５５を設ける。

［作用及び効果］
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。

鋼管１００は孔１０２に塀基礎２０とブロック塀５０とに跨って配置され、鋼管１００及び孔１０２にモルタル３２が充填されることで、塀基礎２０及びブロック塀５０と鋼管１００とが一体化されている。これにより、ブロック塀５０に作用する地震力等の水平力の一部を鋼管１００が負担する。更に、鋼管１００はブロック塀５０の頂部５１から塀基礎２０内に到っているので、ブロック塀５０の一体性が高められる。

このように、鋼管１００をブロック塀５０の頂部５１から塀基礎２０内に到るように配置し、モルタル３２を充填して一体化することで、ブロック塀５０の補強を容易に行うことができる。また、ブロック塀５０の横に、控え壁や鋼材フレーム等を設けて補強する場合よりも省スペースである。

また、モルタル３２を鋼管１００における上端部の開口部１０４から注入し、下端部の開口部１０６から吐出させることで、鋼管１００及び孔１０２にモルタル３２が充填される。そして、モルタル３２が孔１０２（孔６４）から溢れると、モルタル３２の鋼管１００及び孔１０２への充填が完了する。よって、鋼管１００及び孔１０２へのモルタル３２の充填が容易である

＜その他＞
尚、本発明は、上記実施形態に限定されない。

上記実施形態では、ブロック塀５０の補強に本発明を適用したが、これに限定されない。例えば、ブロック塀５０以外の組積造塀、例えばレンガ造塀や石垣等に本発明を適用してもよい。更に、組積造塀以外の塀にも本発明を適用できる。更に塀以外の構造物、例えば壁、柱、梁及びスラブ等にも本発明を適用可能である。また、構造物の支持部は、例えば、基礎等である。

また、鋼管１００を挿入する孔１０２は、構造物の外面から支持部に到るように掘孔して形成してもよい。

また、上記実施形態では、鋼管１００を挿入する孔１０２は鉛直方向であったが、これに限定されない。鋼管１００を挿入する孔の方向は、斜め方向又は水平方向であってもよい。

また、上記実施形態では、管部材として鋼管１００を用いたが、これに限定されない。管部材は、鋼製以外の金属製の管部材であってもよいし、金属以外の材料、例えば繊維強化樹脂であってもよい。なお、管部材は、構造物（ブロック塀５０等）に作用する地震力等の一部を負担することが可能な剛性を有することが望ましい。

また、管部材は、構造物と支持部とに跨って配置されていればよい。また、充填材は、少なくとも管部材の外面と孔の内面との間に充填されていればよい。

また、管部材が挿入される孔の一部に拡径部が形成されていてもよい。なお、拡径部は、支持部に設けられる。そして、孔の一部に拡径部を形成することで、充填材が拡径部にも充填される。よって、管部材に引き抜き方向の力が作用した際に拡径部に充填された充填材が引っ掛かるので、拡径部が形成されていない場合に比較して、管部材の引き抜き耐力を向上させることができる。なお、例えば、掘削ロッド等の掘削部材を移動させながら、掘削部材から刃部等の第二掘削部を外側に突出させることで、孔の一部に拡径部を形成することができる。

また、上記実施形態では、充填材はモルタル３２であったが、これに限定されない。モルタル以外の充填材、例えばコンクリート、繊維強化コンクリート、石膏、グラウト及び繊維強化樹脂等であってもよい。

更に、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得る。また、複数の実施形態及び変形例等は、適宜、組み合わされて実施可能である。

２０ 塀基礎（支持部の一例）
３２ モルタル
５０ コンクリートブロック塀（構造物の一例）
１００ 鋼管（管部材の一例）
１００Ａ 外面
１０２ 孔
１０２Ａ 内面
１０４ 開口部
１０６ 開口部

Claims (3)

1. 支持部に支持された構造物と、
   前記構造物の外面から前記支持部内に到る孔に挿入され、前記支持部と前記構造物とに跨って配置された管部材と、
   前記管部材の外面と前記孔の内面との間に充填された充填材と、
   を備えた構造物の補強構造。
2. 前記支持部は、塀基礎であり、
   前記構造物は、組積造塀であり、
   前記管部材及び前記孔は、前記組積造塀の頂部から前記塀基礎内に到る、
   請求項１に記載の構造物の補強構造。
3. 支持部に支持された構造物の外面から前記支持部内に到る孔を形成し、前記孔に前記支持部と前記構造物とに跨るように管部材を挿入する工程と、
   充填材を、前記管部材の前記外面側の端部の開口部から注入し、前記支持部側の端部の開口部から吐出させ、前記管部材及び前記孔に前記充填材を充填する工程と、
   を備えた構造物の補強方法。