JP2023039480A - せん断補強鉄筋のかぶり厚確保用スペーサ、既設コンクリート構造物のせん断補強方法 - Google Patents

Abstract

【課題】せん断補強工法に用いられるせん断補強鉄筋のかぶり厚の確保の用途に適したスペーサを提供する。
【解決手段】このスペーサは、第一面と、スペーサが埋設される削孔部の深さ方向に関して第一面と反対側に位置する第二面と、第一面と第二面とを削孔部の深さ方向に連絡する側面と、側面のうち、少なくとも深さ方向に見て最も外径の大きい第一領域に位置する側面上に実質的に深さ方向に沿って形成された溝部とを備える。少なくとも第一領域に位置するスペーサの側面は、削孔部の深さ方向と実質的に平行な方向に延在している。
【選択図】図２

Description

本発明は、せん断補強鉄筋工法の実施の際に切削孔に挿入されるせん断補強鉄筋に対して、所定のかぶり厚を確保させるためのスペーサに関する。また、本発明は、このスペーサを用いて行われる既設コンクリート構造物のせん断補強方法に関する。

従来、既設コンクリート構造物に対する耐震補強方法として、せん断補強鉄筋工法が知られている。せん断補強鉄筋工法とは、既設構造物の表面に孔を形成し、その内部に鋼材を埋め込むことで、せん断応力を高める方法である（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。

特開２０１４－１８１４７３号公報 特開２０１５－２１８４６５号公報

せん断補強工法を実施する際には、既設コンクリート構造物に設けられた切削孔に、補強用の鋼材としての鉄筋が挿入される場合が多い。しかし、鉄筋が外気に接触する状態に置かれると、錆等による腐食が進行する。このため、鉄筋の端部が露出することのないよう、鉄筋の全体を切削孔内に完全に位置させた上で、所定の充填材（補修材）が充填される。

ところで、耐震補強のために既設構造物に対してせん断補強工法を行うに際しては、既設構造物の大きさによっては、構造物に対して数百本以上の補強用鉄筋を挿入することがある。このため、全ての箇所に補強用鉄筋を適切に挿入させるためには、補強用鉄筋のかぶり厚を簡易な方法で確保できることが好ましい。

本発明者らは、この観点から、せん断補強工法を行うに際して、せん断補強鉄筋に対するかぶり厚を確保するために、スペーサを利用することを新たに検討した。この検討の結果、せん断補強工法の実施にスペーサを利用するにあたっては、コンクリート構造物を新設する際に鉄筋のかぶり厚を確保する目的でスペーサを利用する場合とは異なる新たな課題を着想するに至った。より詳細には、スペーサの形状や構造によっては、補修材の硬化過程でスペーサの位置が変動し、場合によってはスペーサの端部が構造物の壁面から突出したり、スペーサが補修材に対して十分に密着できない事象が起こり得ることを新たに突き止めた。

本発明は、上記の課題に鑑み、特にせん断補強工法に用いられるせん断補強鉄筋のかぶり厚の確保の用途に適したスペーサを提供することを目的とする。また、本発明は、このようなスペーサを用いた、既設コンクリート構造物のせん断補強方法を適用することを目的とする。

本発明は、せん断補強鉄筋のかぶり厚確保用スペーサであって、
第一面と、
前記スペーサが埋設される削孔部の深さ方向に関して前記第一面と反対側に位置する第二面と、
前記第一面と前記第二面とを、前記削孔部の前記深さ方向に連絡する側面と、
前記側面のうち、少なくとも前記深さ方向に見て最も外径の大きい第一領域に位置する前記側面上に、実質的に前記深さ方向に沿って形成された溝部とを備え、
少なくとも前記第一領域に位置する前記側面は、前記削孔部の前記深さ方向と実質的に平行な方向に延在していることを特徴とする。

スペーサの最も外径の大きい箇所（第一領域）の側面を、削孔部の深さ方向と実質的に平行とすることで、補修材の硬化過程で埋設されたスペーサが削孔部内で移動しにくくなる。ここで、実質的に平行であるとは、削孔部の深さ方向と、スペーサの第一領域の側面の延在方向とがなす角度が、±１０°以内である場合を指すものとしてよく、±７°以内であればより好ましく、±５°以内であれば特に好ましい。

更に、上記のスペーサによれば、最も外径の大きい第一領域内の側面には、深さ方向に沿った溝部が形成されている。このため、仮にスペーサの第一領域における外径が、削孔部の内径に限りなく近い場合であっても、補修材をこの溝部に沿って深さ方向に浸透させることができ、補修材とスペーサの密着性が高められる。更に、この溝部が設けられることで、当該溝部内に留められた補修材によって、スペーサと削孔部との密着性が高められる。

前記深さ方向に見たときに、前記第一領域の外径は、前記削孔部の内径の０．７倍～０．９８倍であるのが好ましい。

このような寸法で形成されたスペーサを削孔部内に埋設させることで、補修材の硬化過程でスペーサの位置が削孔部内で移動するという現象が、更に生じにくくなる。

前記スペーサは、前記深さ方向に見たときに、前記第一領域は、周方向に離間した３以上の箇所で、前記削孔部の内壁面に向かって突出する突出部を有し、
前記溝部は、少なくとも前記突出部に形成されているものとしても構わない。

上記構成によれば、少なくとも３箇所において削孔部の内側面とスペーサの外周面とを近接させることができる。このため、補修材の硬化過程においても、削孔部内でスペーサの位置を安定化させる作用が高められる。

前記スペーサは、前記深さ方向に関して前記第一領域に隣接した第二領域に、前記深さ方向の位置に応じて外径が逓減するテーパ部を有し、
前記第一領域は、前記第一面を含む領域であり、
前記第一領域の外径は、前記深さ方向の位置に応じて実質的に均一であるものとしても構わない。

上記構成によれば、スペーサがテーパ部を有していることで、スペーサを削孔部内に挿入する際の作業が容易化される。また、スペーサの外径が大きい第一領域は、テーパ部が形成されている領域（第二領域）に対して深さ方向に隣接した位置であって、この第一領域は、深さ方向の位置に応じて実質的に均一となっている。つまり、スペーサの外側面と、削孔部の内側面とが最も近接している領域が、深さ方向に関して一定距離以上確保される。この結果、補修材の硬化過程においても、削孔部内でスペーサの位置を安定化させる作用が高められる。

なお、上記において、第一領域の外径が深さ方向の位置に応じて実質的に均一であるとは、変動幅が外径の５％未満程度の微小な変動が許容される意図である。

スペーサがテーパ部を備える場合、テーパの向き、すなわち外径が逓減する方向は、コンクリート構造物の壁面側（手前側）に向かっていても構わないし、コンクリート構造物の内部側（奥側）に向かっていても構わない。

つまり、第一の態様として、テーパ部が形成されている第二領域に隣接した位置である第一領域に属する面（前記第一面）が、せん断補強鉄筋に対して直接又は治具を介して接触される面であっても構わない。この場合、テーパの向きすなわち外径が逓減する方向は、コンクリート構造物の壁面側（手前側）に向かう。

また、第二の態様として、テーパ部が形成されている第二領域に属する面（前記第二面）が、せん断補強鉄筋に対して直接又は治具を介して接触される面であっても構わない。この場合、テーパの向きすなわち外径が逓減する方向は、既設コンクリート構造物の内部側（奥側）に向かう。

なお、第一の態様の場合は、切削孔内にスペーサを埋設した後に、補修材を充填させるのが好適である。これにより、補修材がテーパ部の側面と切削孔との間の空間を通じて深さ方向に関して、既設コンクリート構造物の内部に浸透しやすくなる。

一方、第二の態様の場合は、切削孔内に補修材を充填させた後にスペーサを埋設するのが好適である。これにより、スペーサが埋設されることで、すでに充填された補修材がテーパ部の側面と切削孔との間の空間を通じて押し出され、深さ方向に関して既設コンクリート構造物の壁面側（手前側）に浸透しやすくなる。

前記スペーサは、リーダ又はリーダライタとの間で通信可能なＩＣタグが内蔵されているものとしても構わない。

補修材が充填された後は、せん断補強鉄筋は完全にコンクリート構造物内に埋設されているため、その内部を確認することができない。しかし、上記のように、ＩＣタグが内蔵されたせん断補強鉄筋のかぶり厚確保用スペーサが利用されることで、せん断補強作業の施工後に、コンクリート構造物に対してリーダ又はリーダライタを近づけてＩＣタグを読み取ることで、せん断補強鉄筋に適切なかぶり厚が確保されていることを容易に確認でき、管理の利用に供することができる。

本発明に係る既設コンクリート構造物のせん断補強方法は、
上述したせん断補強鉄筋のかぶり厚確保用スペーサを準備する工程（ａ）と、
既設コンクリート構造物を深さ方向に切削して削孔部を形成する工程（ｂ）と、
前記削孔部の内底を含む領域に定着材を充填する工程（ｃ）と、
前記深さ方向に関して前記削孔部の開口面よりも前記内底側に完全に収容されるように、前記開口面から前記内底に向かって、前記深さ方向にせん断補強鉄筋を挿入する工程（ｄ）と、
前記工程（ｂ）～（ｄ）の実行後に、前記工程（ａ）で準備された前記せん断補強鉄筋のかぶり厚確保用スペーサを、前記削孔部内の前記せん断補強鉄筋と前記開口面との間の領域に位置させる工程（ｅ）と、
前記工程（ｂ）～（ｄ）の実行後であって、前記工程（ｅ）の実行前又は実行後に、前記削孔部内の前記せん断補強鉄筋と前記開口面との間の領域に補修材を充填する工程（ｆ）とを有することを特徴とする。

上記方法によれば、スペーサを削孔部内の所望の位置で安定的に保持しつつ、せん断補強鉄筋に対して適切なかぶり厚を確保できる。

本発明によれば、簡易な方法で、せん断補強鉄筋に対して適切なかぶり厚を確保できる。

既設コンクリート構造物に対してせん断補強を行う手順を模式的に示す概念図である。 既設コンクリート構造物に対してせん断補強を行う手順を模式的に示す概念図である。 定着用治具が付設されたせん断補強鉄筋を、スペーサと共に模式的に図示した図面である。 定着用治具が付設されていないせん断補強鉄筋を、スペーサと共に模式的に図示した図面である。 せん断補強鉄筋のかぶり厚を説明するための図面である。 スペーサに内蔵されたＩＣタグと、リーダライタとの通信状態を模式的に示す図面である。 ＩＣタグを内蔵したスペーサの製造方法の一例を模式的に示す図面である。 ＩＣタグを内蔵したスペーサの製造方法の一例を模式的に示す図面である。 スペーサの第一実施形態の形状を模式的に示す斜視図である。 スペーサの第一実施形態の形状を模式的に示す平面図である。 スペーサに形成された溝部の形状の一例を模式的に示す断面図である。 スペーサに形成された溝部の別の形状の一例を模式的に示す断面図である。 スペーサに形成された溝部の更に形状の一例を模式的に示す断面図である。 スペーサの外径と削孔部の内径との関係を説明するための図面である。 スペーサの第二実施形態の形状を模式的に示す平面図である。 スペーサの第三実施形態の形状を模式的に示す斜視図である。 スペーサの第三実施形態の形状を模式的に示す平面図である。 スペーサの第四実施形態の形状を模式的に示す平面図である。 削孔部内に埋設されるスペーサの向きを説明するための図面である。 削孔部内に埋設されるスペーサの向きを説明するための別の図面である。 実施例１及び実施例２のスペーサが埋設されたコンクリート供試体の模式的な上面図である。 参考例１のスペーサが埋設されたコンクリート供試体の模式的な上面図である。 実施例１及び実施例２のスペーサが埋設されたコンクリート供試体の模式的な断面図である。 参考例１のスペーサが埋設されたコンクリート供試体の模式的な断面図である。

本発明に係る、せん断補強鉄筋のかぶり厚確保用スペーサ、及び既設コンクリート構造物のせん断補強方法の実施形態につき、以下において図面を参照しながら説明する。ただし、以下の図面は模式的に図示されたものであり、実際の寸法比と図面上の寸法比は必ずしも一致しておらず、図面間においても寸法比は必ずしも一致していない。

図１～図２は、既設コンクリート構造物に対してせん断補強を行う手順を模式的に示す概念図である。図１～図２に示すように、以下では、既設コンクリート構造物１（以下、「既設構造物１」と略記する。）に対して挿入されるせん断補強鉄筋５の延伸方向をＸ方向とし、既設構造物１の高さ方向（典型的には鉛直方向）をＹ方向とする。

以下の説明では、方向を表現する際に正負の向きを区別する場合には、「＋Ｘ方向」、「－Ｘ方向」のように、正負の符号を付して記載される。また、正負の向きを区別せずに方向を表現する場合には、単に「Ｘ方向」と記載される。すなわち、本明細書において、単に「Ｘ方向」と記載されている場合には、「＋Ｘ方向」と「－Ｘ方向」の双方が含まれる。

［せん断補強方法］
まず、本発明に係るせん断補強方法の実施形態について、図面を参照して説明する。その後、本発明に係るせん断補強鉄筋のかぶり厚確保用スペーサの実施形態について、図面を説明する。

（ステップＳ１）
本発明に係るせん断補強方法の実行に際しては、図６Ａ～図１２を参照して後述される、せん断補強鉄筋のかぶり厚確保用スペーサ１０（以下、単に「スペーサ１０」と略記する。）が利用される。このため、せん断補強を行う対象となる既設構造物１（図１参照）に対する作業を行う前に、予めスペーサ１０が準備される。

なお、本実施形態のスペーサ１０は、図５を参照して後述するように、リーダ又はリーダライタ（以下、「リーダライタ４０」と総称する）との間で通信可能なＩＣタグ３０が内部に内蔵されている。

このステップＳ１が工程（ａ）に対応する。

（ステップＳ２）
既設構造物１に対してせん断補強を行うに際しては、まず、図１に示すように、既設構造物１に対して壁面１ａ側から深さ方向（Ｘ方向）に向かう、有底の削孔部３を形成する。削孔部３の形成に際しては、コアドリル等の穿孔装置や、ウォータージェット等の高圧水噴射装置を利用することができる。

削孔部３は、その後にせん断補強鉄筋５を埋設する目的で設けられる。そのため、既設構造物１内に設けられている主筋や配力筋を避けた場所に削孔部３を形成する必要がある。したがって、削孔部３を形成する前に、例えばＲＣレーダ等の電磁波を利用した鉄筋探査装置によって、主筋や配力筋の設置箇所を事前に把握しておくのが好ましい。

なお、削孔部３を形成する際には、壁面１ａに近い位置、すなわち開口面に近い箇所の削孔部３の内径を広くする拡幅処理を行ってもよい。また、削孔部３の形成後には、必要に応じてエアコンプレッサ等を用いて高圧空気を削孔部３内に送り込み、削孔部３内の削孔屑等の異物を除去するものとしてもよい。

このステップＳ２が工程（ｂ）に対応する。

（ステップＳ３）
次に、図２に示すように、削孔部３内に、後からせん断補強部材としてのせん断補強鉄筋５が挿入された状態においても、削孔部３の開口面を通じて外側に溢れ出ない程度の量の定着材（グラウト材）７を注入する。この工程により、定着材７は、削孔部３内の内底３ａを含む所定の領域に充填される。定着材７としては、モルタル、セメントミルク（セメントと水の混練体）、又は樹脂が好適に利用でき、この中ではモルタルが特に好ましい。後のステップＳ４において、定着材７が内部に注入された状態の削孔部３内にせん断補強鉄筋５を挿入するため、定着材７としては、硬化前の状態では流動性が高く、その後の時間経過と共に硬化される性質を有する材料が用いられる。

このステップＳ３が工程（ｃ）に対応する。

（ステップＳ４）
次に、図２に示すように、削孔部３内に＋Ｘ方向の向きにせん断補強鉄筋５を挿入する。せん断補強鉄筋５は、ステップＳ３で注入された定着材７を押しのけながら、削孔部３内を＋Ｘ方向に侵入する。

なお、図２の例では、せん断補強鉄筋５の長手方向の両端に定着用の治具（５ａ，５ｂ）が付設されている構造が示されているが、図３Ａ～図３Ｂを参照して後述されるように、この治具（５ａ，５ｂ）の有無は任意である。せん断補強鉄筋５は、－Ｘ側の端部（治具５ａが付設されている場合には治具５ａ）が、削孔部３内に完全に収容される位置まで挿入される。より詳細には、次のステップＳ５においてせん断補強鉄筋５の－Ｘ側に隣接した位置にスペーサ１０を完全に埋設するための空間を確保できる位置まで、せん断補強鉄筋５は深さ方向（＋Ｘ方向）に挿入される。

このステップＳ４が工程（ｄ）に対応する。

（ステップＳ５）
次に、図２に示すように、削孔部３内にスペーサ１０を挿入する。このスペーサ１０は、上述したステップＳ１において準備されたものである。

スペーサ１０は、せん断補強鉄筋５の－Ｘ側の端部（治具５ａが付設されている場合には治具５ａ）に当接されるまで、スペーサ１０が挿入される。このスペーサ１０は、－Ｘ側の端部が既設構造物１の壁面１ａ側に露出することのないように挿入される。

図３Ａに示すように、せん断補強鉄筋５に治具（５ａ，５ｂ）が付設されている場合には、スペーサ１０の＋Ｘ側の端面（第一面１１）が、治具５ａに当接される。また、図３Ａに示すように、せん断補強鉄筋５に治具（５ａ，５ｂ）が付設されていない場合には、スペーサ１０の＋Ｘ側の端面（第一面１１）が、せん断補強鉄筋５の－Ｘ側の端部に当接される。

図９を参照して後述されるように、スペーサ１０は、深さ方向（Ｘ方向）に直交する面方向の最大外径が、削孔部３の同方向の内径に対してある程度の比率を有するような形状である。好ましくは、スペーサ１０の前記最大外径は、削孔部３の内径の０．７倍～０．９８倍であり、より好ましくは、０．８倍～０．９８倍である。言い換えれば、スペーサ１０が削孔部３内に挿入されると、スペーサ１０の外径の最も大きい箇所は、削孔部３の内壁に極めて近接した状態である。

このステップＳ５が工程（ｅ）に対応する。

（ステップＳ６）
次に、図２に示すように、削孔部３内の残りの空間に補修材８を充填し、削孔部３の開口面を既設構造物１の壁面１ａと連続させることで、開口面を塞ぐ。補修材８は、定着材７と同じ材料であっても異なっていても構わない。ただし、補修材８は、定着材７とは異なり、既設構造物１の壁面１ａとの連続性を確保する目的で注入されるため、その一部が外に露出される。かかる観点から、大気に接触しても安定的な性質を示す材料であることが好ましい。好適には、モルタル又はセメントミルクが利用される。

なお、特に補修材８として、定着材７と共通の材料が用いられる場合には、図２において、補修材８と定着材７とは一体化されているものとして構わない。

このステップＳ６が工程（ｆ）に対応する。

なお、スペーサ１０を埋設させるステップＳ５と、補修材８を注入するステップＳ６とは、その順序を逆転させても構わない。つまり、補修材８を先に注入してからスペーサ１０を削孔部３内に埋設させてもよい。この場合、スペーサ１０を深さ方向（Ｘ方向）に侵入させることで、補修材８の一部が押し出されて、スペーサ１０と削孔部３との間の空間を通じて既設構造物１の壁面１ａ側（すなわち削孔部３の開口面側）に向かう。これにより、補修材８が削孔部３の開口面を覆い、補修される。なお、削孔部３の外側に位置する既設構造物１の壁面１ａ上に付着した一部の補修材８は、露出量に応じて適切に除去されるものとして構わない。

上記ステップＳ１～Ｓ６を経て、既設構造物１内に、鉛直方向（Ｙ方向）とは異なる方向（ここではＸ方向）にせん断補強鉄筋５が挿入されるため、既設構造物１に対するせん断耐力が上昇し、耐震性が高められる。

また、ステップＳ５においてスペーサ１０が埋設されているため、せん断補強鉄筋５は、少なくともスペーサ１０のＸ方向に係る長さ分だけ、かぶり厚が確実に確保される。作業の際には、ステップＳ５において、スペーサ１０を埋設するための長さ分だけせん断補強鉄筋５を挿入し、その後のステップＳ６においてスペーサ１０を埋設するだけでよい。このため、複雑な作業は不要である。

なお、せん断補強鉄筋５のかぶり厚とは、施工後における、せん断補強鉄筋５の既設構造物１の、壁面１ａに近い側（－Ｘ側）の端部と、既設構造物１の壁面１ａとの距離Ｌ５である（図４参照）。なお、図４に示すように、せん断補強鉄筋５の端部に治具（５ａ，５ｂ）が付設されている場合には、この治具の－Ｘ側の端面と既設構造物１の壁面１ａとの距離Ｌ５をもって、せん断補強鉄筋５のかぶり厚として構わない。また、せん断補強鉄筋５の端部に治具（５ａ，５ｂ）が付設されていない場合には、せん断補強鉄筋５の自体の－Ｘ側の端面と既設構造物１の壁面１ａとの距離Ｌ５をもって、せん断補強鉄筋５のかぶり厚として構わない。

（ステップＳ７）
更に、本実施形態のように、スペーサ１０がＩＣタグ３０を備えることで、せん断補強鉄筋５が適切なかぶり厚が確保された状態で埋設されていることを、既設構造物１の壁面１ａの外側から容易に確認できる。

すなわち、図５に示すように、ステップＳ１～Ｓ６の作業が完了した後、リーダライタ４０を既設構造物１の壁面１ａに近づける。既設構造物１内に、上記ステップＳ１～Ｓ６の手順を経てせん断補強鉄筋５が埋設されている場合には、スペーサ１０に内蔵されたＩＣタグ３０との間で通信Ｗ１が可能となる。この結果、ＩＣタグ３０に記載された情報がリーダライタ４０によって読み取られ、適切なかぶり厚が確保された状態でせん断補強鉄筋５が埋設されていることを確認できる。

かかる観点から、ＩＣタグ３０には、予めかぶり厚、せん断補強鉄筋５の仕様、埋設位置、作業日等に関する情報等が記載されているものとしても構わない。なお、ＩＣタグ３０に記載される情報は、管理に利用可能な情報であれば上記の例に挙げた情報以外のものを含んでも構わないし、上記の例に挙げた情報の一部を含むものとしても構わない。

なお、このステップＳ７は、上記のステップＳ１～Ｓ６に係るせん断補強作業が完了した直後に、確認のために行われるものとしても構わないし、上記作業が完了してから所定の日数が経過した後に、点検等を目的として行われるものとしても構わない。

［せん断補強鉄筋のかぶり厚確保用スペーサ］
次に、上記せん断補強方法で利用されるスペーサ１０の構造について、図面を参照して説明する。

図６Ａ～図６Ｂは、スペーサ１０がＩＣタグ３０を内蔵する場合における、スペーサ１０の製造方法の一例を模式的に示す図面である。

スペーサ１０の本体は、モルタル、セラミックス、又はプラスチック等で形成され、モルタル又はセラミックスであるのが好ましい。スペーサ１０の本体をモルタルで形成する場合には、高強度モルタルが好適に利用される。スペーサ１０の本体をセラミックスで形成する場合には、Ａｌ₂Ｏ₃やＺｒＯ₂が好適に利用される。

スペーサ１０の形状については、柱状体、柱状体と錐台体とが結合された形状等が利用可能である。スペーサ１０の詳細な形状については、後述される。

スペーサ１０を製造するに際しては、例えば、図６Ａに示すように２つの部分スペーサ（１０Ａ，１０Ｂ）を接着する方法が利用できる。一方の部分スペーサ１０Ａの一方の面１０ａ側に、ＩＣタグ３０を埋め込むための孔部３１を設けておき、この孔部３１内にＩＣタグ３０を設置する。その後、他方の部分スペーサ１０Ｂの面１０ｂと、部分スペーサ１０Ａの面１０ａとを例えばモルタル等を介して接着させる。これにより、図６Ｂに示すように、ＩＣタグ３０が内蔵されたスペーサ１０が得られる。

ＩＣタグ３０としては公知のものを利用でき、リーダライタ４０（図５参照）を用いて、電源供給と同時にメモリへの書込みと読取りが行えるものであればよい。ＩＣタグ３０によって送受信される電波の周波数帯は、一般的な数百ｋＨｚ～３ＧＨｚを利用できる。

ＩＣタグ３０は、不図示のアンテナを内蔵しており、このアンテナによってリーダライタ４０からの電波を受信する。図５を参照して上述したように、スペーサ１０に内蔵されたＩＣタグ３０は、既設構造物１の壁面１ａの外側に位置するリーダライタ４０から、電波を受信する。このため、受信に必要な電波感度を確保する観点から、既設構造物１の壁面１ａに近い側、すなわち図６Ｂにおける第二面１２からの、ＩＣタグ３０の埋設深さｄ３０はある程度の範囲内に制限される。好適には、削孔部３の深さ方向（すなわちＸ方向）と平行な方向に係るスペーサ１０の長さをｄ１０とすると、ＩＣタグ３０の埋設深さｄ３０は、ｄ３０＜０．６×ｄ１０に設定されるのが好ましい。また、ｄ３０＜０．２×ｄ１０の場合には、スペーサ１０自体の強度が小さくなるおそれがある。よって、ＩＣタグ３０の埋設深さｄ３０は、０．２×ｄ１０＜ｄ３０＜０．６×ｄ１０と設定されるのが好ましい。

また、受信感度を高める観点から、ＩＣタグ３０の受信面は、削孔部３の開口面（図１参照）と実質的に平行となるように設置されるのが好ましい。より詳細には、第一面１１又は第二面１２とほぼ平行な面上にＩＣタグ３０が内蔵された状態のスペーサ１０が、第一面１１又は第二面１２に直交する方向に沿って削孔部３内に挿入されるのが好ましい。

［第一実施形態］
図７Ａ～図７Ｂは、スペーサ１０の第一実施形態の形状を模式的に示す図面であり、図７Ａは斜視図、図７Ｂは平面図に対応する。なお、図７Ｂは、スペーサ１０を異なる２方向から見たときの平面図が併記されている。図７Ｂにおいて、（ａ）は、図２に示す図面と同じ方向からスペーサ１０を見たときの平面図であり、側面図に対応する。また、図７Ｂにおいて、（ｂ）は、削孔部３の深さ方向すなわちＸ方向からスペーサ１０を見たときの平面図であり、上面図に対応する。

図７Ａ～図７Ｂに示すスペーサ１０は、ほぼ円柱形状を呈している。すなわち、Ｘ方向の位置によらずその外径はほぼ共通である。したがって、スペーサ１０を削孔部３の深さ方向（Ｘ方向）に見たときに、その外径が最も大きい領域（「第一領域２１」という。）は、Ｘ方向に関してスペーサ１０の全域に対応している。

スペーサ１０は、第一領域２１内において、Ｘ方向に沿って延伸する溝部１４がスペーサ１０の側面１３に設けられている。上述したように、図７Ａ～図７Ｂに示すスペーサ１０の場合、第一領域２１は、Ｘ方向に係るスペーサ１０の全域に対応するため、溝部１４はＸ方向の全域にわたって設けられている。ただし、この溝部１４は、スペーサ１０の周方向に関しては離間した位置に複数形成されている（図７Ｂ参照）。

溝部１４の形状は、任意である。例えば、図８Ａに示すように溝部１４の底面及び内側面が全体的に曲面であっても構わないし、図８Ｂに示すように一部の側面が平面状であっても構わないし、図８Ｃに示すように溝部１４の底面及び内側面が全体的に平面であっても構わない。また、溝部１４の幅も任意であるが、典型的な一例としては１ｍｍ～３ｍｍ程度である。後述される第二実施形態以下においても同様である。

図９は、削孔部３の内径とスペーサ１０の外径の関係を説明するための図であり、スペーサ１０を削孔部３に埋設させたときの様子を、深さ方向（Ｘ方向）に見たときの図面に対応する。ただし、図９では、説明の都合上、定着材７や補修材８の図示が省略されている。

スペーサ１０の第一領域２１における外径Ｄ２１は、削孔部３の内径Ｄ３に対して、好ましくは０．７倍～０．９８倍であり、より好ましくは、０．８倍～０．９８倍である。つまり、スペーサ１０の外径が最も大きい箇所では、削孔部３の内側面に対してほぼ近接しつつも、一部の空間が確保されている。よって、この空間を通じて補修材８の一部がＸ方向に移動することができる。

更に、図７Ｂ（ｂ）に示すように、スペーサ１０の第一領域２１においては、側面１３上に、Ｘ方向に延伸する溝部１４が形成されている。このため、溝部１４を通じて補修材８の一部がＸ方向に侵入・移動しやすい。そして、この溝部１４内にも補修材８が留められるため、スペーサ１０と削孔部３の内壁との間が、補修材８を介して安定的に固着される。

［第二実施形態］
図１０は、第二実施形態のスペーサ１０を、図７Ｂにならって図示したものである。本実施形態のスペーサ１０は、側面１３上の周方向に離間した複数の位置において、径方向に突出する突出部１５が形成されている。この場合、突出部１５が形成されている位置におけるスペーサ１０の外径Ｄ２１が、削孔部３の内径Ｄ３に対して、好ましくは０．７倍～０．９８倍である。突出部１５は、周方向に離間した３箇所以上の位置に設けられているのが好ましい。

図１０に示す形状の場合には、この突出部１５が形成されている箇所のスペーサ１０の側面１３上に、Ｘ方向に延伸する溝部１４が形成されている。

図１０に示す形状の場合、突出部１５が形成されていない箇所においては、スペーサ１０の側面１３と削孔部３の内壁との間に空間が確保される。このため、この空間を通じて補修材８の一部がＸ方向に移動できる。そして、図１０（ｂ）に示すように、スペーサ１０の側面１３と削孔部３の内壁とが最も近接する位置に対応する突出部１５には、その側面１３上にＸ方向に延伸する溝部１４が形成されている。このため、溝部１４を通じて補修材８の一部がＸ方向に侵入・移動しやすい。そして、この溝部１４内にも補修材８が留められるため、スペーサ１０と削孔部３の内壁との間が、補修材８を介して安定的に固着される。

［第三実施形態］
図１１Ａ～図１１Ｂは、スペーサ１０の第三実施形態の形状を模式的に示す図面であり、図７Ａ～図７Ｂにならって図示したものである。すなわち、図１１Ａはスペーサ１０の斜視図に対応し、図１１Ｂはスペーサ１０の平面図に対応する。なお、図１１Ｂは、スペーサ１０を異なる２方向から見たときの平面図が併記されており、その図示方法は、図７Ｂと共通である。

図１１Ａ～図１１Ｂに示すスペーサ１０は、ほぼ円柱形状を呈した第一領域２１と、この第一領域２１に隣接して外径が逓減する第二領域２２とを有する。つまり、スペーサ１０の側面１３は、Ｘ方向の位置にかかわらず外径がほぼ均一な柱状側面部１３ａと、Ｘ方向の位置に応じて外径が逓減するテーパ部１３ｂとを有している。

この実施形態のスペーサ１０の場合、柱状側面部１３ａを有する第一領域２１は、深さ方向（Ｘ方向）に見て最も外径の大きい領域であり、テーパ部１３ｂを有する第二領域２２は、第一領域２１よりも外径が縮小されている。テーパ部１３ｂの最小外径は任意だが、スペーサ１０の強度維持の観点から、最大外径（柱状側面部１３ａの外径）の５０％以上であるのが好ましい。なお、図１１Ａに示す例では、ＩＣタグ３０がスペーサ１０の第二領域２２内に埋設されている場合が図示されているが、第一領域２１と第二領域２２のそれぞれのＸ方向に係る長さを適切に設定することで、スペーサ１０の第一領域２１内に埋設させることも可能である。

本実施形態のスペーサ１０は、第一領域２１内において、Ｘ方向に沿って延伸する溝部１４がスペーサ１０の側面１３に設けられている。一方、スペーサ１０の第二領域２２内には側面１３に溝部１４が形成されてない。ただし、本実施形態において、第二領域２２内の側面１３に溝部１４を形成する構成を排除するものではない。

本実施形態のスペーサ１０の場合、第二領域２２においては第一領域２１よりも外径が縮小されている。このため、第二領域２２内においては、スペーサ１０の側面１３と削孔部３の内壁との間に空間が確保されている。よって、この空間を通じて補修材８の一部がＸ方向に移動することができる。

一方、スペーサ１０の外径の大きい領域である第一領域２１においては、側面１３上、すなわち柱状側面部１３ａ上に、Ｘ方向に延伸する溝部１４が形成されている。このため、溝部１４を通じて補修材８の一部がＸ方向に侵入・移動しやすい。そして、この溝部１４内にも補修材８が留められるため、スペーサ１０と削孔部３の内壁との間が、補修材８を介して安定的に固着される。

スペーサ１０の外径の大きい領域である第一領域２１は、図１２（ａ）に示すように、Ｘ方向に関して一定程度の距離が確保されている。このため、削孔部３内においてスペーサ１０の外側面と削孔部３の内壁との間が近接する箇所が、Ｘ方向に関してある程度の領域にわたって確保される。よって、本実施形態のスペーサ１０のように、側面１３がテーパ部１３ｂを有する形状であっても、第一実施形態や第二実施形態のスペーサ１０と同様に、削孔部３内における移動自由度は極めて低い。

［第四実施形態］
図１２は、第四実施形態のスペーサ１０を、図１０にならって図示したものである。本実施形態のスペーサ１０は、第三実施形態のスペーサ１０と同様に、ほぼ円柱形状を呈した第一領域２１と、この第一領域２１に隣接して外径が逓減する第二領域２２とを有する。更に、本実施形態のスペーサ１０は、第二実施形態のスペーサ１０と同様に、周方向に離間した複数の位置に突出部１５が形成されている。ただし、この突出部１５が第二領域２２内には形成されていない点が、第二実施形態とは異なる。

本実施形態のスペーサ１０においても、第三実施形態と同様に、第二領域２２においては第一領域２１よりも外径が縮小されている。このため、第二領域２２内においては、スペーサ１０の側面１３と削孔部３の内壁との間に空間が確保されている。よって、この空間を通じて補修材８の一部がＸ方向に移動することができる。

そして、第一領域２１のうち、突出部１５が形成されていない箇所においては、スペーサ１０の側面１３と、削孔部３の内壁との間には空間が確保される。このため、この空間を通じて形成されている。補修材８の一部がＸ方向に移動することができる。

更に、図１２（ｂ）に示すように、第一領域２１のうち、スペーサ１０の側面１３と削孔部３の内側面とが最も近接する位置に対応する突出部１５には、その側面１３上にＸ方向に延伸する溝部１４が形成されている。このため、溝部１４を通じて補修材８の一部がＸ方向に侵入・移動しやすい。そして、この溝部１４内にも補修材８が留められるため、スペーサ１０と削孔部３の内壁との間が、補修材８を介して安定的に固着される。

なお、第三実施形態及び第四実施形態のスペーサ１０のように、外径がほぼ均一な第一領域２１と、外径が逓減する第二領域２２を有する場合、ステップＳ５において、第一領域２１がせん断補強鉄筋５側となるようにスペーサ１０を挿入しても構わないし（図１３Ａ参照））、逆に、第二領域２２がせん断補強鉄筋５側となるようにスペーサ１０を挿入しても構わない（図１３Ｂ参照）。

ただし、図１３Ａの向きにスペーサ１０を埋設させる場合には、スペーサ１０を埋設させるステップＳ５の実行後に、補修材８を注入するステップＳ６を実行するのが好ましい。これにより、補修材８がスペーサ１０の第二領域２２の側面（テーパ部１３ｂ）と削孔部３の内壁との間の空間を通じて、せん断補強鉄筋５側に向かって侵入しやすくなる。

一方、図１３Ｂの向きにスペーサ１０を埋設させる場合には、補修材８を注入するステップＳ６を実行した後に、スペーサ１０を埋設させるステップＳ５を実行するのが好ましい。図１３Ｂの向きにスペーサ１０を埋設させた場合には、削孔部３の内壁とスペーサ１０の外壁とが最も近接した箇所が、既設構造物１の壁面１ａに近い箇所となるため、スペーサ１０を埋設させた後に補修材８を注入すると、補修材８が＋Ｘ方向に係る奥まで侵入しにくい可能性があるためである。一方で、先に補修材８を注入しておき、後にスペーサ１０を挿入することで、スペーサ１０によって押し出された補修材８の一部が、スペーサ１０のテーパ部１３ｂと削孔部３の内壁との間の空間を通じて露出面側（－Ｘ方向）に進みやすい。これによって、削孔部３内において、スペーサ１０よりも－Ｘ側の位置にも補修材８を浸透させることができる。

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

（実施例１）
実施例１のスペーサ１０を作製した。このスペーサ１０は、上述した第一実施形態のスペーサ１０と同形状であり、外径が３．５ｃｍ、Ｘ方向に係る長さが５．０ｃｍであった。また、スペーサ１０に内蔵されているＩＣタグ３０の位置は、第一面１１からの深さ位置が２．５ｃｍの箇所とされた。

（実施例２）
外径が４．９ｃｍである点を除いて、実施例１と同様の条件で実施例２のスペーサ１０を作製した。

（参考例１）
外径が３．０ｃｍである点を除いて、実施例１と同様の条件で参考例１のスペーサ７０を作製した。

［検証方法］
底面及び上面が直径１０ｃｍ四方の矩形状で高さが４０ｃｍの、柱形状のコンクリート供試体を準備し、上面の中央に直径５ｃｍで深さ２０ｃｍの削孔部３を設けた。この削孔部３内に、直径１３ｍｍ×長さ１５ｃｍの異型鉄筋を、その一端が削孔部３の底部に当接するまで挿入した後、定着材７としてのモルタルを、前記鉄筋の他端が隠れない程度にまで充填した。

次に、鉄筋の他端に上記実施例１、実施例２、及び参考例１のそれぞれのスペーサ（１０，１０，７０）を当接させた後、補修材８としてのモルタルで削孔部３内を充填させた。その後、２８日養生した。

２８日経過後に、実施例１、実施例２、及び参考例１のスペーサ（１０，１０，７０）が埋設された各コンクリート供試体に対して、それぞれ以下の確認作業を行った。

（確認１）
コンクリート供試体の施工部表面の状態を観察した。実施例１及び実施例２の場合、スペーサ１０は、その外側面が、削孔部３の内壁面に対してほぼ同等の離間を有した状態で位置していた（図１４Ａ参照）。これに対し、参考例１の場合、スペーサ７０は削孔部３内においてＹ方向に関して移動した状態で固定されていた（図１４Ｂ参照）。

更に、参考例１の場合、スペーサ１０の一部がコンクリート供試体の壁面１ａ（上面に対応）から－Ｘ方向に突出していた（図１５Ｂ参照）。これに対し、実施例１及び実施例２の場合、スペーサ１０は、削孔部３内に留まった状態で保持されていた（図１５Ａ参照）。

（確認２）
実施例１、実施例２、及び参考例１のスペーサ（１０，１０，７０）が埋設された各コンクリート供試体に対して、図５と同様にリーダライタ４０を近付けて通信させた。この結果、いずれの場合もスペーサ１０に内蔵されたＩＣタグ３０との間で正常に通信が行え、ＩＣタグ３０に記載された情報が読み取られた。

（確認３）
実施例１、実施例２、及び参考例１のスペーサ（１０，１０，７０）が埋設された各コンクリート供試体を、ＸＹ平面に平行な面で切断し、切断面を観察した。この結果、参考例１の場合には、図１５Ｂに示すように、スペーサ７０が傾いた状態で固定されていることが確認された。また、削孔部３の内壁とスペーサ７０の外側面の間には一部の空隙が確認された。これに対し、実施例１及び実施例２の場合には、図１５Ａに示すように、スペーサ１０が削孔部３の深さ方向（Ｘ方向）にほぼ平行な状態を維持したまで固定されていることが確認された。

この結果から、外径が、削孔部３の内径の０．６倍と比較的小さいスペーサ７０を用いた参考例１の場合、モルタルの硬化過程でスペーサ７０が削孔部３内で移動したものと推察される。これに対し、外径が削孔部３の内径の０．７倍のスペーサ１０を用いた実施例１、外径が削孔部３の内径の０．９８倍のスペーサ１０を用いた実施例２の場合には、スペーサ１０の外壁と削孔部３の内壁との間の空間が比較的狭いことから、モルタルの硬化過程でもスペーサ７０が削孔部３内で移動しにくく、硬化前の状態で保持されたものと推察される。

［別実施形態］
上記実施携帯では、スペーサ１０がＩＣタグ３０を内蔵する場合について説明した。しかし、本発明は、スペーサ１０がＩＣタグ３０を内蔵しない場合を排除するものではない。

１ ：既設コンクリート構造物
１ａ ：壁面
３ ：削孔部
３ａ ：内底
５ ：せん断補強鉄筋
５ａ，５ｂ ：治具
７ ：定着材
８ ：補修材
１０ ：せん断補強鉄筋のかぶり厚確保用スペーサ
１０Ａ，１０Ｂ ：部分スペーサ
１１ ：第一面
１２ ：第二面
１３ ：側面
１３ａ ：柱状側面部
１３ｂ ：テーパ部
１４ ：溝部
１５ ：突出部
２１ ：第一領域
２２ ：第二領域
３０ ：ＩＣタグ
３１ ：孔部
４０ ：リーダライタ
７０ ：参考例のスペーサ

Claims (8)

1. せん断補強鉄筋のかぶり厚確保用スペーサであって、
   第一面と、
   前記スペーサが埋設される削孔部の深さ方向に関して前記第一面と反対側に位置する第二面と、
   前記第一面と前記第二面とを、前記削孔部の前記深さ方向に連絡する側面と、
   前記側面のうち、少なくとも前記深さ方向に見て最も外径の大きい第一領域に位置する前記側面上に、実質的に前記深さ方向に沿って形成された溝部とを備え、
   少なくとも前記第一領域に位置する前記側面は、前記削孔部の前記深さ方向と実質的に平行な方向に延在していることを特徴とする、せん断補強鉄筋のかぶり厚確保用スペーサ。
2. 前記深さ方向に見たときに、前記第一領域の外径は、前記削孔部の内径の０．７倍～０．９８倍であることを特徴とする、請求項１に記載のせん断補強鉄筋のかぶり厚確保用スペーサ。
3. 前記深さ方向に見たときに、前記第一領域は、周方向に離間した３以上の箇所で、前記削孔部の内壁面に向かって突出する突出部を有し、
   前記溝部は、少なくとも前記突出部に形成されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載のせん断補強鉄筋のかぶり厚確保用スペーサ。
4. 前記深さ方向に関して前記第一領域に隣接した第二領域に、前記深さ方向の位置に応じて外径が逓減するテーパ部を有し、
   前記第一領域は、前記第一面を含む領域であり、
   前記第一領域の外径は、前記深さ方向の位置に応じて実質的に均一であることを特徴とする、請求項１～３のいずれか１項に記載のせん断補強鉄筋のかぶり厚確保用スペーサ。
5. 前記第一面は、せん断補強鉄筋に対して直接又は治具を介して接触される面であることを特徴とする、請求項４に記載のせん断補強鉄筋のかぶり厚確保用スペーサ。
6. 前記第二面は、せん断補強鉄筋に対して直接又は治具を介して接触される面であることを特徴とする、請求項４に記載のせん断補強鉄筋のかぶり厚確保用スペーサ。
7. リーダ又はリーダライタとの間で通信可能なＩＣタグが内蔵されていることを特徴とする、請求項１～６のいずれか１項に記載のせん断補強鉄筋のかぶり厚確保用スペーサ。
8. 請求項１～７のいずれか１項に記載のせん断補強鉄筋のかぶり厚確保用スペーサを準備する工程（ａ）と、
   既設コンクリート構造物を深さ方向に切削して削孔部を形成する工程（ｂ）と、
   前記削孔部の内底を含む領域に定着材を充填する工程（ｃ）と、
   前記深さ方向に関して前記削孔部の開口面よりも前記内底側に完全に収容されるように、前記開口面から前記内底に向かって、前記深さ方向にせん断補強鉄筋を挿入する工程（ｄ）と、
   前記工程（ｂ）～（ｄ）の実行後に、前記工程（ａ）で準備された前記せん断補強鉄筋のかぶり厚確保用スペーサを、前記削孔部内の前記せん断補強鉄筋と前記開口面との間の領域に位置させる工程（ｅ）と、
   前記工程（ｂ）～（ｄ）の実行後であって、前記工程（ｅ）の実行前又は実行後に、前記削孔部内の前記せん断補強鉄筋と前記開口面との間の領域に補修材を充填する工程（ｆ）とを有することを特徴とする、既設コンクリート構造物のせん断補強方法。

Images