グラウト施工の方法・やり方・手順や使い方

グラウト施工の方法・やり方・手順や使い方

グラウトとは、建設工事において空洞や隙間などを埋めるために注入する、流動性の液体のことをさします。セメント系(モルタル)、ガラス系、合成樹脂などが用いられ、グラウチング、薬液注入とも呼ばれています。また流動性に優れているため施工が容易であり、構造物との一体化が図れます。また十分な耐久力をもっていることや、高温や低温でも品質が高いまま保持できるなどの特徴があります。用途は幅広く、耐震補強で既存コンクリート部分と補強材の間を埋めるために使用されたり、コンクリート建物のひび割れの補修や、鉄骨の柱のベース下充填にも用いられます。

グラウト施工の方法概要

グラウトとは一体何のことを言うのでしょうか。最も有名なものは、水を貯めるために山間部に作るダムに行う工事のことが一般的です。ダムを作る場合、岩盤を露出させてコンクリートと隙間がないように作っていますが、岩盤にはクラックと呼ばれる狭い隙間がたくさんあることが一般的です。それなので、ダム本体を作って水を貯めても、周囲の岩盤の隙間から水が逃げていき水が堪らないだけでなく、最悪の場合にダム本体が崩壊してしまう恐れがあります。そのために、ダム周囲の岩盤をセメントを水で溶かしたセメントミルクを注入して岩盤の隙間を埋めていくことで、水の逃げ道をふさいでいくことをグラウチングといいます。

グラウト施工の手順・方法01

ダム以外でもグラウチングは行われています。防空壕や地下採掘現場などの大きな空洞を閉塞することを目的とした場合、使わなくなった水道管を充填するために行う場合、既設杭などを設置するために掘削した孔と杭の周囲を固めるために行う場合、波の侵食により空洞が生じた護岸の背面を充填する目的とした場合、下水管や地下鉄を構築に伴い生じた空隙を充填する場合、道路陥没が発生した箇所を充填する場合などの空隙を充填する場合がある。その他にも、地下を掘削する時に地盤を強化する目的で、工事の一工程として実施することが多く、これは地下掘削を行うに当たり周囲に影響を及ぼさないために行われています。

グラウト施工の手順・方法02

東日本大震災では強烈な揺れに伴って、海岸部においては液状化による被害が多数見られた。特に海岸部で工場や港湾施設が影響を受け、地震後も長期にわたる補修工事や対策で工場の稼動が長期間行えない事態が発生した。海岸部の場合、地下には厚い砂層があり、地下水位や砂の粒度分布によって、液状化が発生する危険性が昔から指摘されていたが、東日本大震災により大きく表面化した。国や地方自治体では港湾施設や堤防などの液状化対策、民間企業では備蓄タンクや工場などでの液状化対策を一気に進めているが、その一つの工法としてグラウトが行われている。

グラウト施工の手順・方法03

ダムなどの岩盤クラックの充填に用いられる材料はセメントが多く、セメントを水で溶かしたセメントミルクが一般的であるが、クラックの幅が狭い場合には、粒子が小さい微粒子セメントや超微粒子セメントを用いる場合があるが、非常に高価なため限定的です。大きい空洞で流出の危険が少ない場合には、空気の泡を混入させてボリュームを大きくして費用を安くできるエアモルタルなどが用いられることが多い。空洞があっても、範囲外への流出や水がある場合(車が通行しているトンネルの空洞など)にはセメントが固まる時間を短く調整した可塑性エアモルタルなどがよく用いられています。

グラウト施工の手順・方法04

地盤強化や液状化対策のグラウトの場合には、充填する空洞は大きなものではなく、砂粒子の間に存在する空気や水を置き換えながら注入していくため、セメントなどの粒子が大きいものでは困難です。また、地下水の流れなどがあるため、固まる時間が数秒から数時間と容易に調整できる必要があります。地盤強化のために一般的な材料は水ガラスという液体と硬化剤を組み合わせた注入材料が利用されています。この水ガラスは硬化剤と化学反応を起こし、規定された時間で硬化しますが、数年の時間を経ることで分解をしていきます。液状化防止の場合には、この水ガラスを特殊加工して恒久的に効果が発揮できるようにされています。

グラウト施工の手順・方法05

グラウトの施工方法は工法により様々と規定されていますが、一般的な手順は説明することができます。特に材料の使い方は、対象とする地盤により大きく変わっていくので注意が必要です。大きい空洞の充填を目的とした場合には、充填する材料を現場で製造し、ポンプで規定に位置まで送り込んで行き、硬化させることとなります。地盤の小さな空隙にグラウトする場合は、ボーリングマシンにより地下に孔を掘り、注入管を設置します。その注入管を通して注入材料を地盤内に送り込み、土中の空隙や水と注入材料を置き換えていく方法があります。この場合、注入する圧力を監視しておかないと地盤隆起などの影響が発生する恐れがあります。

グラウト施工の考察

グラウトとはグラウチングとか薬液注入とか呼ばれ、建設工事において空洞になったところや空隙、隙間などを流動性のある薬液を注入することを言います。目的は土地の地盤改良であったり鉄骨・鉄筋の充填剤、補修材料として使われる場合も多いものです。材料はモルタル・セメントとかガラス系のもの、あるいは合成樹脂等が使われます。ダム工事などの施工では水圧によって岩盤の裂け目などから水がダムの直下へ流れるのを防止するために使われることがあり、グラウチングと呼ばれています。トンネル掘削の際にはロックボルト定着や隙間の充填に用いられます。

グラウト施工のまとめ01(使い方や注意点など)

清水建設株式会社はすでに開発し実用化した既設トンネルの覆工背面空洞充填工事で施工しているアクアグラウト工法のコストを従来の性能を維持したまま最大で約3割削減できる事を確認しました。本工法は漏水やひび割れなどがある老朽化したトンネルでも確実に背面空洞を充填できる事を特長としていますがより一層の普及の為には更なるコストダウンが求められていました。そこで清水建設株式会社ではこれまでの経験を踏まえ使用材料と工法の両面から様々な改良を重ね充填材としての優れた性能を維持しつつ大幅なコストダウンを達成しました。

グラウト施工のまとめ02(使い方や注意点など)

グラウトとは何かというと建設工事を行う時に隙間や空洞をうめるときに使う液体のことを言います。これは流動性を持っています。ですから細かい隙間に入りこtんで補強をすることが可能となっています。主な材料としてはセメントを使ったり、ガラス系の材料を使います。合成樹脂などが使われることもあり素材は様々です。具体的にどのような部分に使われるかというと、ダム建設の時に役立ちます。ダムは水圧を支えなければならないものですが、小さなひび割れがあると底から水が漏れてしまいます。それを補強するために施工されることになります。

グラウト施工のまとめ03(使い方や注意点など)

地盤改良工事の際にグラウト施工を行うと、建築物の基礎を恒久的に補強することができ、地盤沈下や地震による建物の倒壊を防ぐことができます。埋立地では液状化現象を防ぐことができ、地震による地盤の液状化の被害を未然に防げます。工事の方法は、急速浸透注入工法や広範囲浸透固結工法などによって行われます。急速浸透注入法で工事を行うと、工事期間を大幅に短縮することができ、コストを低く抑えることにもつながります。広範囲浸透固結工法は大規模建築物の地盤改良工事に最適な工法で、広範囲の地盤改良工事をすることが可能です。

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