JPH11107541A - 既設コンクリート造建築物の躯体の補強方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低騒音で、好ましくはさらに低振動で躯体を
補強するための方法を提供すること。 【解決手段】 躯体の補強のため、まず、躯体(12)の表
面を覆うモルタル層(14)にその表面に開放する複数の開
口を設け、各開口に膨張剤を充填し、膨張剤の体積膨張
により躯体(12)からモルタル層(14)を剥離する。次に、
躯体の表面に開放する複数の穴をあけ、各穴にアンカー
(24)を差し込み、各アンカーを躯体(12)に固定する。次
いで、躯体の表面に相対する鉄筋組立体(26)を配置し、
鉄筋組立体を取り巻く型枠(28)を配置し、その後、型枠
と躯体との間にコンクリート(36)を打設する。好ましく
は、開口および穴の形成について、超音波切削加工を適
用して行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、既存または既設の
コンクリート造建築物の躯体である柱、梁、壁等の補強
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】既設コンクリート造建築物の躯体を補強
するため、該躯体の厚さ寸法を増大することが行われて
いる。

【０００３】従来、前記躯体の補強は次の工程を経て行
われている。すなわち、躯体表面の不陸調整、仕上等を
目的として前記躯体の表面にモルタル層が塗り付けられ
ている場合、前記モルタル層を引き剥がし、その後、前
記躯体にその表面に開口する複数の穴を設け、各穴にア
ンカー部材を植え込み、さらに、前記躯体表面の面前に
前記アンカー部材と交差する鉄筋組立体を配置し、鉄筋
組立体を取り巻く型枠を配置した後、前記躯体と前記型
枠とが規定する空間にコンクリートを打設することによ
り行われている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記モルタ
ル層は、これを例えばブレーカで突き崩すことにより引
き剥がし、また、前記躯体への穿孔は例えばドリルを使
用して行われている。しかし、前記モルタル層の剥離作
業には大きな騒音または振動の発生を伴う。このため、
供用中の建物の居住者や利用者は肉体的および精神的苦
痛を強いられ、また、建物内の設備や機器の作動あるい
はこれらの操作に重大な悪影響が及ぶことがある。特
に、ホテル、病院等の建物では顕著である。このことか
ら、前記従来の補強方法ではその作業時間が制約され、
あるいは、躯体の補強作業を行うことが実質的に不可能
の場合があった。

【０００５】本発明の目的は、低騒音で、好ましくはさ
らに低振動で躯体を補強するための方法を提供すること
にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】躯体の補強のため、ま
ず、前記躯体の表面を覆うモルタル層にその表面に開放
する複数の開口を形成し、各開口に膨張剤を充填し、前
記膨張剤の体積膨張により前記躯体から前記モルタル層
を剥離する。次に、前記躯体にその表面に開放する複数
の穴を形成し、各穴にアンカーを植え込む。次いで、前
記躯体の表面に相対する鉄筋組立体を配置し、前記鉄筋
組立体を取り巻く型枠を配置し、その後、前記型枠と前
記躯体との間にコンクリートを打設する。好ましくは、
前記開口は、前記モルタル層に超音波切削加工を施すこ
とにより、また、前記穴は前記躯体に超音波切削加工を
施すことにより形成する。前記躯体が前記モルタル層で
覆われていない場合は、超音波切削加工により、前記躯
体にその表面に開放する複数の穴を形成し、その後、各
穴へのアンカー部材の植え込み、前記躯体の表面に相対
する鉄筋組立体の配置、前記鉄筋組立体を取り巻く型枠
の配置、および前記型枠と前記躯体との間へのコンクリ
ートの打設を行う。

【０００７】

【作用および効果】本発明にあっては、躯体表面のモル
タル層の剥離を前記モルタル層に設けられた各開口への
膨張剤の充填により行う。前記膨張剤は経時的に静かに
体積膨張し、その間、膨張圧が前記開口の周壁面に対し
直角な方向に及び、これにより、前記開口相互間におい
て前記モルタル層が浮き上がりまた該モルタル層に亀裂
（クラック）が生じる。その結果、前記モルタル層が前
記躯体から剥がれる。このことから、騒音及び振動をほ
とんど生じさせることなく、前記躯体から前記モルタル
層の全部を剥離することができる。前記開口の形成およ
び前記アンカーの植え込み用の穴の形成について、これ
らを超音波切削加工によって行うときは、いずれも騒音
および振動をほとんど生じさせることなしに行うことが
できる。その結果、躯体の補強を、より一層、低騒音及
び低振動下において行うことができる。また、前記躯体
が打放しコンクリートからなる場合には、前記アンカー
植え込み用穴の形成を超音波切削加工により行い、これ
により、前記躯体の補強を静粛に、また、ほとんど無振
動下で行うことができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１を参照すると、本発明に係る
補強方法が適用される既存のまたは既設のコンクリート
造建築物１０の躯体の一例として、壁１２が示されてい
る。本発明が適用される前記躯体としては、壁１２のほ
か、柱、梁等がある。

【０００９】コンクリート造建築物の壁すなわちコンク
リート製の壁１２は、その表面１４及びこれに相対する
他の表面１６がそれぞれこれに塗り付けられたモルタル
層１８，２０で覆われている。図示の例では、本発明が
壁１２の一方の表面１４に関して適用されている。

【００１０】各モルタル層１８，２０は約30mm程度の平
均的厚さ寸法を有する。なお、一方のモルタル層１８
は、壁１２の一方の表面１４のほか、さらに壁１２に連
なる梁２２の表面をも覆っている。

【００１１】壁１２の補強すなわち壁１２の厚さの増大
（増厚）を図るため、まず、壁１２からモルタル層１８
を引き剥がす。

【００１２】モルタル層１８の剥離のため、まず、モル
タル層１８にその表面１４に開放する複数の開口（図示
せず）を形成する。前記開口は、モルタル層１８を貫通
する貫通孔、モルタル層１８をその厚さの大部分にわた
って伸びる穴、縦横に伸びる溝等の形態を有する。前記
貫通孔の並び方および前記穴の並び方は、それぞれ、規
則的であると不規則的であるとを問わない。また、前記
貫通孔と前記穴とが混在し、あるいは、直径の異なる貫
通孔または穴が混在していてもよい。さらに、前記貫通
孔および前記穴は、それぞれ、その伸長方向を問わな
い。すなわち、これらの軸線が水平および非水平のいず
れでもよく、あるいはこれらの軸線が壁１２の表面１４
に対して直交するものおよび直交しないもののいずれで
もよい。

【００１３】前記開口は、壁１２に超音波切削加工等を
施すことにより形成することができる。すなわち、砥石
が設けられた先端部を有するスピンドルや砥石が設けら
れた周面を有するホイールをそれぞれの軸線の周りに回
転させて前記砥石の切削力を壁１４に及ぼし、かつ、こ
の間に前記スピンドルおよび前記ホイールにそれぞれ超
音波振動させることにより、形成することができる。

【００１４】前記超音波の振動付与方向は、前記スピン
ドルについてはその軸方向であり、また、前記ホイール
についてはその放射方向である。このときの超音波の周
波数および振幅は、それぞれ、例えば20kHz および５５
μm に設定する。前記超音波振動の付与により、前記砥
石の切削抵抗が大幅に低減される。このため、前記開口
の形成時に生じる騒音レベルおよび振動を著しく低減す
ること、より詳細には、数メートル離れると切削音また
は研削音が聞き取れない程度およびほぼ無振動のものと
することができる。

【００１５】前記開口を形成するための具体的な装置と
して、例えば、実用新案登録第3019063 号公報に記載さ
れた「手持ち形回転工具」を利用することができる。こ
の工具にあっては、外装ケース内に回転駆動可能に支持
された超音波振動子の先端部にホーンが取り付けられ、
さらに、前記ホーンの先端部に砥石が取り付けられてい
る。前記超音波振動子をその軸線の周りに回転駆動する
と、前記ホーンおよび砥石がこれらの軸線の周りに回転
する。また、前記超音波振動子を作動させることによ
り、前記ホーンの軸線方向に超音波振動を生じさせるこ
とができる。前記砥石を壁１２の表面１４に押し当てて
前記砥石を回転させかつ該砥石に超音波振動を与えるこ
とにより、騒音および振動をほとんど生じさせることな
く、前記開口を形成することができる。

【００１６】前記開口については、後記膨張剤の膨張圧
が有効に及ぶ範囲または距離的限界、すなわち、後記ク
ラックが生じ得る範囲または距離的限界を考慮して、こ
れらの開口の形状、方向、相互間隔、大きさ、深さ等を
設定することができる。

【００１７】前記開口は、超音波振動が重畳されない例
えばドリルによる切削加工により形成することができ
る。但し、前記ドリルによる切削加工による場合、前記
超音波切削加工による場合と比べて、発生する騒音およ
び振動のレベルは高い。

【００１８】次に、形成された各開口に膨張剤を充填す
る。前記膨張剤は、好ましくは、生石灰および珪酸塩を
主体とする無機化合物を主成分とする薬剤（例えば、株
式会社小野田製の「ブライスター」）に水を混ぜて練っ
たものからなり、前記薬剤が水と反応（水和反応）する
ことにより、その体積が経時的に膨張する性質を有す
る。

【００１９】前記膨張剤の他の例として、仮焼ドロマイ
ト系、マグネシア系、普通ポルトランドセメント−高炉
スラグ−ボーキサイト−石膏系、アルミナセメント−石
灰−石膏系等がある。

【００２０】前記各開口内での前記膨張剤の体積膨張に
より、各開口の周壁面がこれに直角な方向（前記貫通孔
または穴にあってはその半径方向）に膨張圧を受ける。
この膨張圧のため、モルタル層１８の前記開口相互間部
分が盛り上がりかつ該部分にクラックが生じる。その結
果、壁の表面１４からモルタル層１８が剥離する。

【００２１】前記クラックが発生した部分は自然にまた
は比較的小さい外力を加えることにより、多数の破砕片
として壁の表面１４から崩れ落ちる。モルタル層１８の
剥離は前記膨張剤の経時的な静的膨張作用によるため、
騒音および振動の発生をほとんど伴わない。

【００２２】モルタル層１８の剥離後、鉄筋探査機（図
示せず）を用いて壁１２内の鉄筋の配置位置を確認す
る。次に、前記鉄筋が配置されていない壁１２の複数箇
所に複数の穴２３を形成し、各穴にアンカー部材２４を
植え込む（図２）。すなわち、各穴にアンカー部材２４
を部分的に挿入し、例えば合成樹脂製の接着剤を用いて
各アンカー部材２４を壁１２に固定する。その結果、壁
１２の表面１４から複数のアンカー部材２４が突出す
る。複数の穴２３は規則的に配列されることが望まし
い。

【００２３】穴２３は、モルタル層１４に前記開口を設
けるのと同様の方法、すなわち前記超音波切削加工法を
用いて形成することができる。これにより、穴２３の形
成を、騒音をほとんどたてず、また、振動をほとんど生
じさせることなく行うことができる。前記開口の形成に
おけると同様、穴２３の形成につき、超音波振動を伴わ
ない前記ドリルの切削加工によることができる。但し、
この場合もまた、前記超音波切削加工による場合と比べ
て、発生する騒音および振動のレベルは高い。

【００２４】次に、壁の表面１４の面前に、縦横に伸び
る複数の鉄筋からなる鉄筋組立体２６をアンカー部材２
４と交差するように配置する（図３）。次いで、鉄筋組
立体２６を取り巻くように、図示の例では、壁の表面１
４から間隔をおいてこれと平行にかつ鉄筋組立体２６か
らわずかな間隔をおいて、型枠２８を配置する（図
４）。

【００２５】図示の型枠２８は、鉄筋組立体２６と相対
する堰板３０と、上下方向に互いに間隔をおいて配置さ
れ堰板３０に接する複数対の横端太３２と、各対の横端
太３２に固定された一端部と、堰板３０を貫通して壁の
表面１４に向けて伸び、一部のアンカー部材２４（図の
煩雑をさけるため、符号を省略した。）に螺合により接
続された複数のフォームタイ３４とからなる。

【００２６】その後、型枠２８と、壁の表面１４との間
にコンクリート（図５の符号３６で示す固化コンクリー
ト参照）を打設する。図示の例では、コンクリートの投
入空間を規定するため、堰板３０の頂部が上方へ向けて
末広がりに形成されている。符号３８は、前記コンクリ
ートの投入空間から型枠２８と壁の表面１４との間にコ
ンクリートを供給するためのホースを示す。

【００２７】打設された前記コンクリートが固化した
後、型枠２８を撤去し、固化後のコンクリート３６と梁
２２との間に残る空間にモルタル４０を注入し、前記空
間を型枠用板４２で閉鎖する。

【００２８】その結果、躯体の一つである壁１２の厚さ
が増大され、壁１２の補強が図られる。図示の例では、
壁１２の厚さが梁２２と同じ厚さに増大されている。

【００２９】また、図示の例では、後に施される仕上、
リニューアル等を考慮して、さらに、梁２２の側面４４
およびその下面４６を覆うモルタル層４８が梁２２のこ
れらの面４４，４６から剥離されている。モルタル層４
８の剥離についても、モルタル層１８についての剥離と
同様にして、低騒音および低振動下で行うことができ
る。

【００３０】ところで、前記躯体はこれが前記モルタル
層で覆われていない打放しコンクリートからなる場合が
ある。この場合の前記躯体のコンクリート打増しによる
補強は、前記アンカー部材の植込み用穴の形成について
これを超音波切削加工のみにより行うことを除いて、前
記モルタル層の剥離後における工程と同一の工程を実施
することにより行う。前記打放しコンクリートからなる
躯体の補強における騒音源である該躯体への穴の形成を
前記超音波切削加工により行うことにより、この補強も
また静粛にかつほとんど無振動下で行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】コンクリート造建築物の躯体の一部である壁お
よび梁の概略的な縦断面図である。

【図２】アンカーの植え込み途中にある壁の部分断面図
である。

【図３】鉄筋組立体が配置された状態の壁および梁の概
略的な縦断面図である。

【図４】型枠が配置された状態の壁および梁の概略的な
縦断面図である。

【図５】コンクリートが打ち増しされた壁の一部と、梁
の一部とを示す部分縦断面図である。

【符号の説明】

１０ コンクリート造の建築物 １２ 壁 １４ 壁の表面 １８ モルタル層 ２４ アンカー部材 ２６ 鉄筋組立体 ２８ 型枠 ３６ コンクリート

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 既設コンクリート造建築物の躯体の補強
   方法であって、前記躯体の表面を覆うモルタル層にその
   表面に開放する複数の開口を形成すること、各開口に膨
   張剤を充填し、前記膨張剤の体積膨張により前記躯体か
   ら前記モルタル層を剥離すること、前記躯体にその表面
   に開放する複数の穴を形成すること、各穴にアンカー部
   材を植え込むこと、前記躯体の表面に相対する鉄筋組立
   体を配置すること、前記鉄筋組立体を取り巻く型枠を配
   置すること、前記型枠と前記躯体との間にコンクリート
   を打設することを含む、躯体の補強方法。
2. 【請求項２】 前記モルタル層に超音波切削加工を施す
   ことにより前記開口を形成する、請求項１に記載の方
   法。
3. 【請求項３】 前記躯体に超音波切削加工を施すことに
   より前記穴を形成する、請求項１または２に記載の方
   法。
4. 【請求項４】 既設コンクリート造建築物の躯体の補強
   方法であって、超音波切削加工により、前記躯体にその
   表面に開放する複数の穴を形成すること、各穴にアンカ
   ー部材を植え込むこと、前記躯体の表面に相対する鉄筋
   組立体を配置すること、前記鉄筋組立体を取り巻く型枠
   を配置すること、前記型枠と前記躯体との間にコンクリ
   ートを打設することを含む、躯体の補強方法。