JPH0694656B2

JPH0694656B2 - コンクリ−ト施工法

Info

Publication number: JPH0694656B2
Application number: JP12243786A
Authority: JP
Inventors: 勲田中; 高男武; 信雄鈴木; 康一立花; 哲也田丸; 祥一打越
Original assignee: Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Corp
Priority date: 1986-05-28
Filing date: 1986-05-28
Publication date: 1994-11-24
Anticipated expiration: 2009-11-24
Also published as: JPS62280417A

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」この発明は、泥水工法が適用される場所打ち杭、地中連
続壁等を構築するためのコンクリート施工法に関する。

「従来の技術」場所打ち杭、地中連続壁等を地中に構築する際、これら
地中連続壁等が構築されるべき地盤に地中孔を掘削しつ
つ、この地中孔中に泥水を充満させ、掘削壁面の安定を
図りながら、この泥水により掘削土砂を運搬する、いわ
ゆる泥水工法と呼ばれる工法が知られている。この泥水
工法においては、所定の地中孔が掘削された後、補強用
の鉄骨、鉄筋がこの地中孔内に挿入され、さらにこの地
中孔の底部からコンクリートが打設され、前記泥水と置
換される形でこの地中孔内にコンクリートが充填される
ことで、場所打ち杭、地中連続壁等が構築される。

前記泥水は、一例として、ベントナイト及び水を主成分
とし、この場合粘性等の改良剤としてCMC（カルボキシ
メチルセルロースの略称）が、またセメント成分や塩分
による劣化を防止する目的でヘキサメタリン酸ソーダ等
の分散剤が混合されるのが一般的である。

従来、この泥水工法においては、地中孔掘削後、泥水中
に浸漬される形で挿入された前記鉄骨、鉄筋の表面にベ
ントナイトが吸着し、このため後に打設されるコンクリ
ートとこれら鉄骨、鉄筋との付着力が低下する、という
現象が発生していた。即ち、泥水中に浸漬された鉄骨や
鉄筋の表面からは、ミルスケールと呼ばれる表面の酸化
膜の剥離部分や腐食部分から鉄イオンFe²⁺が容易に溶出
され、このため負電荷を有するベントナイト粒子が接近
すると、この部分で前記鉄イオンとベントナイト粒子と
が互いに電気的に中和され、これにより鉄骨、鉄筋の鉄
イオン溶出部分にベントナイト粒子が凝集、吸着する。
さらに、このベントナイト粒子の凝集、吸着に連れて、
この部分に鉄イオン、ベントナイト粒子、及び泥水中の
溶解酸素、遊離水素イオンH⁺からなる局部電池が形成さ
れ、このため鉄骨、鉄筋の腐食反応がこの部分で促成さ
れ、鉄イオンの溶出がより盛んとなる。そして、この鉄
イオンの供給によりさらに多量のベントナイト粒子が鉄
骨、鉄筋の表面に凝集、吸着する結果となる。

この、鉄骨、鉄筋表面へのベントナイト粒子吸着を防止
する方法として、これら鉄骨、鉄筋を常時負方向に分極
させ、電気的反発力によりベントナイト粒子の吸着を防
止するような方法が提案されている（例えば特公昭47-1
8691号）。この方法によれば、泥水中に浸漬された鉄
骨、鉄筋に、これら鉄骨、鉄筋を負極として第９図に示
すように常時一定の直流電流を付加し、これにより鉄
骨、鉄筋を負方向に分極させて、ベントナイト粒子の鉄
骨、鉄筋への吸着を防止することができる。

「発明が解決しようとする問題点」ところで、前記従来のベントナイト粒子吸着防止方法
（以下、直流通電法と称する）は、鉄骨、鉄筋に常時一
定の直流電流を付加し、これによりベントナイト粒子の
吸着を防止するような方法であるので、溶接部分や発錆
部分における鉄骨、鉄筋表面の電位が他の部分の電位と
異なり、従って鉄骨、鉄筋全体に亙って一定のベントナ
イト吸着防止効果を得るのが困難であった。また、ベン
トナイト吸着防止のために鉄骨、鉄筋に付加する直流電
流が大電流となるため、その安全性、経済性にも問題が
あった。さらに、前記直流通電法では、正極にもベント
ナイト粒子が多量に吸着され、このため一定の直流電流
を鉄骨、鉄筋に付加するのが阻害される、という問題も
あった。

この発明は、鉄骨、鉄筋へのベントナイト粒子の吸着を
防止しつつコンクリートを打設するコンクリート施工法
において、これら鉄骨、鉄筋全体に亙って一定のベント
ナイト吸着防止効果を得ることが可能であると共に、正
極へのベントナイト吸着を抑えることができ、更に安全
かつ経済的なコンクリート施工法を如何にして実現する
かを問題にしている。

「問題点を解決するための手段」この発明は、粘土泥水中に挿入した鉄骨や鉄筋を断続的
に負方向に分極させることで、ベントナイト等粘土粒子
の前記鉄骨や鉄筋への吸着を防止しつつ鉄骨、鉄筋コン
クリートを構築するようなコンクリート施工法を構成し
て、前記問題点を解決している。

この場合、前記鉄骨や鉄筋を複数個のブロックに分割
し、これらブロックの各々を所定の順序で負方向に分極
させることが好ましい。また、前記鉄骨や鉄筋の表面電
位を検知し、この電位が所定の電位以上に維持されるよ
うに前記鉄骨や鉄筋を分極させるのも好ましい。

「作用」この発明では、鉄骨や鉄筋を断続的に負方向に分極させ
るので、分極のための鉄骨や鉄筋、また正極への通電時
間が短縮される。また、前記鉄骨や鉄筋を複数個のブロ
ックに分割し、このブロック毎に順次分極させた場合、
分極用の電源に大容量の電源を必要とせず、またこの電
源を効率的に使用することができる。そして、この鉄骨
や鉄筋の表面電位を一定の電位以上に維持した場合、鉄
骨や鉄筋の表面電位が全体に亙って一定になる。

「実施例」以下、この発明の実施例について図面を参照して説明す
る。

第１図はこの発明の一実施例であるコンクリート施工法
に使用される装置を示す図である。第１図において、場
所打ち杭、地中連続壁等が構築される地盤Ｇには、その
所定位置に地中孔１が掘削されている。地中孔１内に
は、ベントナイトを主成分とする泥水２が充満され、ま
た補強用の篭状の鉄筋３が挿入されている。地中孔１内
には、対極4a、4b、…4dが、その挿入深度を違えて複数
個（図示例では４個）挿入されている。この対極4a、
…、4dには、前記鉄筋３の表面電位を検知するための銀
−塩化銀電極からなる電極5a、…、5dがそれぞれ取り付
けられている。即ち、電極5a、…5dは、各対極4a、…、
4dに対応する深度の鉄筋３の部分3a、…3dの表面電位を
モニタすることになる。

前記鉄筋３には、定電流直流電源６が接続されると共
に、対極4a、…には、それぞれこの直流電源６が、その
通電間隔を自在に制御できるタイムコントローラ７、及
び前記電極5a、…から得られる鉄筋３表面電位をモニタ
する定電位装置８を介して接続されている。

次に、第１図に示す装置を使用して、この発明の一実施
例であるコンクリート施工法について説明する。

まず、地中孔１内に直流電源６に接続された鉄筋３を挿
入すると共に、その挿入深度を違えて同様に直流電源６
に接続された複数個の対極4a、4b、…、4dを挿入する。
次に、電極5a、…及び定電位装置８により鉄筋３の表面
電位をモニタしつつ、この鉄筋３を負極とし、また対極
4a、…のうちいずれかの対極（例えば最上部の対極4a）
を正極として、鉄筋３の表面電位がベントナイト粒子吸
着を防止しうるだけの電位以上に維持されるように、直
流電源６及びタイムコントローラ７により一定時間断続
的に鉄筋３及び対極4aに通電する。この時、正極として
は、例えば対極4aにしか通電されていないため、鉄筋３
は主に対極4aに対応する深度の部分3aの電位が上昇さ
れ、従ってこの部分3aのベントナイト粒子吸着が主に防
止されることとなる。そして、通電されていない対極4
b、…の電極5b、…においても常時鉄筋３の表面電位を
モニタし、この表面電位がベントナイト粒子吸着を防止
しうる電位以下に低下しないように、順次対極4a、…、
4dに通電する。これにより、鉄筋３には常時ベントナイ
ト粒子吸着防止に必要な電位が一定して与えられると共
に、各対極4a、…に通電する時間は、前記従来の直流通
電法に比較して格段に短縮され、よって対極4a、…に吸
着されるベントナイト粒子の量を抑えることが可能にな
ると共に、通電に必要な直流電源６に大掛かりな設備の
電源を必要としない。従って、鉄骨、鉄筋全体に亙って
一定のベントナイト吸着防止効果を得ることが可能であ
ると共に、正極へのベントナイト吸着を抑えることがで
き、更に安全かつ経済的なコンクリート施工法を実現す
ることができる。

以上説明した鉄筋３へのベントナイト粒子吸着防止法
は、前記地中孔１内にコンクリートが打設される寸前ま
で行なわれる。そして、トレミー管等により、前記泥水
２と置換される形で地中孔１の底部よりコンクリートが
充填、打設され、よって地盤Ｇ内に場所打ち杭、地中連
続壁等が構築される。

次に、本発明者等が行った実験結果により、本発明によ
るベントナイト粒子吸着防止方法（以下、パルス通電法
と称する）と前記従来の直流通電法による方法との比
較、及びベントナイト粒子吸着防止のための鉄筋表面電
位の検討を行う。

第２図は、今回の実験に使用した装置を示す図である。
この装置の基本構成は、前記第１図に示した装置とほぼ
同一であり、ただ正極である対極４が１個のみ設けられ
ている点が異なる。以下、第２図に示した装置による実
験結果について説明する。ここで、今回の実験の仕様は
第１表に示す通りである。

まず、前記従来の直流通電法によるベントナイト粒子吸
着防止の効果について検討した。検討項目は、１）吸着
防止のための電流密度、２）対極４へのベントナイト吸
着量、である。実験方法を以下に示す。

１）吸着防止のための電流密度発錆させた鉄筋３を泥水中に浸漬させる一定の電流密度−Ａ（10mA/m²〜1000mA/m²）で36時間
通電する（第９図参照）鉄筋の重量増加分からベントナイト吸着量（mg/cm²）
を算出する通電しない場合の吸着量を100％としての値と比較
する２）対極４へのベントナイト吸着量ベントナイト吸着量を１）、に準じて算出する以上の方法に従って得られた実験結果を第３図ないし第
４図に示す。第３図は、直流通電法における電流密度と
鉄筋３への吸着量との関係を示す図である。第３図にお
いて、電流密度の増加に従って、吸着量は減少し、電流
密度が250mA/m²以上でほぼ平衡値に達している。これに
より、電流密度が250mA/m²以上であれば、ベントナイト
吸着防止効果を期待しうることが理解できる。また、第
４図は、直流通電法における電流密度と対極４への吸着
量との関係を示す図である。電流密度の増加に従って、
吸着量は直線的に増加していることが理解できる。

以上の結果より、直流通電法においては、電流密度250m
A/m²において、ベントナイト粒子吸着を防止することが
可能であるが、実際の現場での大量の鉄筋３を対象にし
た場合、大容量の電力を必要とし、かつ対極４へのベン
トナイト粒子吸着量が大きいため、定電流制御が困難で
あることが判明した。

次に、本発明によるベントナイト粒子吸着防止方法、即
ちパルス通電法による吸着防止効果について検討した。
検討項目は、１）パルス通電法の分極特性、２）パルス
幅と吸着量との関係、である。実験方法を以下に示す。

１）パルス通電法の分極特性発錆させた鉄筋３を泥水中に浸漬させる銀−塩化銀電極５を鉄筋に接するように固定する電流密度250mA/m²、パルス幅20分、パルス繰り返し周
期50分のパルス通電を18時間行う（第８図参照）通電停止後の鉄筋３及び対極４の電位変化を記録する２）パルス幅と吸着量との関係発錆させた鉄筋３を泥水中に浸漬させる通電しない間隔を30分、電流密度を250mA/m²とし、パ
ルス幅を５、10、20、30分と変化させて、通電を18時間
行う直流通電法の場合と同様にベントナイト吸着量を算出
する以上の方法に従って得られた結果を第５図ないし第６図
に示す。第５図は、パルス通電法の分極特性を通電停止
後の時間の関数として示した図である。第５図で、対極
４においては、通電停止後急激な電位の低下が認められ
るが、鉄筋３においては比較的緩慢な電位の上昇（絶対
値的には低下）が認められる。即ち、通電停止後におい
ても、鉄筋３は卑な電位に長時間維持されるため、前記
従来の直流通電法の如く常時鉄筋３に通電せずとも、ベ
ントナイト吸着防止の効果を得ることができる。そこ
で、既往の知見及び今回の実験結果で得られた分極特性
より、ベントナイトが鉄筋３に吸着する限界の鉄筋３表
面電位を−760mVと仮定し、これより卑な電位で鉄筋３
を分極すればベントナイト粒子吸着を防止しうることが
判明した。

次に、第６図は、パルス幅と鉄筋３及び対極４へのベン
トナイト粒子吸着量との関係を示す図である。参考のた
め、直流通電法におけるベントナイト粒子吸着量も併記
した。第６図において、パルス幅が増長するに連れて、
鉄筋３へのベントナイト吸着量は減少し、パルス幅20分
以上であれば直流通電法とほぼ同等の効果を得ることが
できる。なお、図示しないが、この時の所要電力量は、
前記直流通電法の場合に比較して1/2以下である。ま
た、パルス通電法では、直流通電法に比較して対極４へ
のベントナイト吸着量をおよそ2/5に抑制することがで
きる。

更に、第７図は、パルス幅と鉄筋３の表面電位変化との
関係を、通電開始後の時間の関数として示した図であ
る。第７図に示すように、パルス幅20分以上であれば直
流通電法とほぼ同等の効果を得ることができる。

以上示した実験結果より、パルス通電法は、対極４への
ベントナイト吸着を抑制し、また大容量の直流電源６を
必要としないため、安全かつ経済的に鉄筋へのベントナ
イト吸着を防止しうる方法であることが判明した。ま
た、今回の実験に従えば、ベントナイトが鉄筋３に吸着
しうる限界の鉄筋３表面電位が測定できる。よって、こ
の結果より常時鉄筋３の表面電位を電極５によりモニタ
し、この電位以上に鉄筋３の表面電位を維持するように
通電すれば、鉄筋３へのベントナイト吸着を確実にかつ
均一に防止することができる。そして、第１図に示した
装置の如く、鉄筋３を複数個のブロックに分割し、前記
条件に従って各ブロック毎に順次通電すれば、直流電源
６の効率的活用を図ることが可能である。

なお、この発明であるコンクリート施工法は、前記実施
例に限定されない。例えば、鉄筋３に通電されていない
間隔中に、対極４に吸着したベントナイト粒子の泥水２
中への遊離を促進する目的で、この対極４を負方向に分
極させても良い。また、前記実施例に示したパルス幅等
は一例であり、その数値等は適宜施工条件等により決定
されればよい。

「発明の効果」以上詳細に説明したように、この発明によれば、粘土泥
水中に挿入した鉄骨や鉄筋を断続的に負方向に分極させ
ることで、ベントナイト等粘土粒子の前記鉄骨や鉄筋へ
の吸着を防止しつつ鉄骨、鉄筋コンクリートを構築する
ようなコンクリート施工法を構成したので、前記鉄骨や
鉄筋及び正極に通電する時間は、従来のベントナイト粒
子吸着防止方法に比較して格段に短縮され、よって正極
として泥水中に挿入される対極に吸着されるベントナイ
ト粒子の量を抑えることが可能になると共に、その所要
電力が低減される。

また、前記鉄骨や鉄筋を複数個のブロックに分割し、こ
れらブロックの各々を所定の順序で負方向に分極させた
場合、分極用の電源に大容量の電源を必要とせず、また
この電源の効率的活用を図ることが可能である。そし
て、前記鉄骨や鉄筋の表面電位を検知し、この電位が所
定の電位以上に維持されるように前記鉄骨や鉄筋を分極
させた場合、前記所定の電位を鉄骨や鉄筋へのベントナ
イト吸着限界時の電位に設定すれば、この鉄骨や鉄筋に
は常時ベントナイト粒子吸着防止に必要な電位が与えら
れるため、鉄骨、鉄筋全体に亙って一定のベントナイト
吸着防止効果を得ることが可能となる。

従って、以上説明したコンクリート施工法によれば、鉄
骨、鉄筋全体に亙って一定のベントナイト吸着防止効果
を得ることが可能であると共に、正極へのベントナイト
吸着を抑制し、更に安全かつ経済的なコンクリート施工
法を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例であるコンクリート施工法
に使用される装置を示す概略図、第２図はこの発明の効
果を検討する実験装置を示す概略図、第３図は従来のベ
ントナイト粒子吸着防止法における電流密度と鉄筋への
ベントナイト吸着量との関係を示す図、第４図は同防止
法における電流密度と対極へのベントナイト吸着量との
関係を示す図、第５図はこの発明の一実施例であるコン
クリート施工法における鉄筋及び対極の分極特性を示す
図、第６図は同通電のパルス幅とベントナイト吸着量と
の関係を示す図、第７図は同通電のパルス幅と鉄筋の表
面電位変化との関係を通電開始後の時間の関数として示
した図、第８図はこの発明の一実施例であるコンクリー
ト施工法における鉄骨や鉄筋への通電方法を示す図、第
９図は従来のベントナイト粒子吸着防止法における鉄骨
や鉄筋への通電方法を示す図である。２……泥水、３……鉄筋。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者立花康一東京都中央区京橋２丁目16番１号清水建設株式会社内 (72)発明者田丸哲也東京都中央区京橋２丁目16番１号清水建設株式会社内 (72)発明者打越祥一東京都中央区京橋２丁目16番１号清水建設株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】粘土泥水中に挿入した鉄骨や鉄筋を断続的
に負方向に分極させることで、ベントナイト等粘土粒子
の前記鉄骨や鉄筋への吸着を防止しつつ鉄骨、鉄筋コン
クリートを構築することを特徴とするコンクリート施工
法。
【請求項２】前記鉄骨や鉄筋を複数個のブロックに分割
し、これらブロックの各々を所定の順序で負方向に分極
させることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のコ
ンクリート施工法。
【請求項３】前記鉄骨や鉄筋の表面電位を検知し、この
電位が所定の電位以上に維持されるように前記鉄骨や鉄
筋を分極させることを特徴とする特許請求の範囲第２項
記載のコンクリート施工法。