JP4549877B2 - 鉄筋コンクリート構造物の破砕方法 - Google Patents

Description

本発明は、鉄筋コンクリート構造物の破砕方法に関するもので、特に、絶縁体を介して配置された同軸電極の放電による衝撃波により破砕対象物を破砕する放電破砕方法を用いて鉄筋コンクリート構造物を破砕する方法に関する。

従来、大きな岩石などを破砕する方法として、図４に示すように、岩石５０に電極挿入孔５１を形成し、この電極挿入孔５１に水などの電解液５２を注入した後、上記電極挿入孔５１に絶縁体を介して配置された同軸電極６０を挿入し、この同軸電極６０にパルスパワー源７０から大電流を投入して放電させて、上記放電による衝撃波により上記岩石５０を破壊する放電破砕法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。上記同軸電極６０は、詳細には、同軸ケーブル６１及びコネクタ６２を介して、パルスパワー源７０の電源７１により充電される大容量コンデンサ７２の一方の極板に接続される中心電極６３と、絶縁体６４を介して、上記中心電極６３の外周部を取囲むように配置され、上記大容量コンデンサ７２の他方の極板に接続される外周電極６５とを備え、スイッチ７３により、パルスパワー源７０の上記大容量コンデンサ７２に充電された電荷を上記中心電極６３及び外周電極６５間にて放電させるもので、上記放電により、上記電極６３，６５近傍の電解液５２がプラズマ化して衝撃波を発生させ、上記電極６３，６５の周囲の岩石を破壊する。
特開２００３−３２０２６８号公報

ところで、上記放電破砕法は、建造物の基礎などのコンクリートブロックの破砕にも有効であり、ある程度の大きさであれば、図５（ａ）に示すように、無筋コンクリート８０のブロックをそのエッジ部分から順に効率よく破砕することができる。
しかしながら、対象物が鉄筋コンクリートから成る構造物である場合には、上記衝撃のエネルギーが鉄筋に吸収されてしまうため、図５（ｂ）に示すように、鉄筋コンクリート構造物９０のコンクリート９１はある程度破砕することはできるが、無筋コンクリート８０に比べて破砕効率が低下してしまうだけでなく、上記コンクリートの周縁部に網状に配筋されている鉄筋９２は破砕できないため、上記鉄筋９２がそのままの状態で残ってしまい、鉄筋コンクリート構造物９０を容易に解体することが困難であった。

本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、放電破砕法を用いて、鉄筋コンクリートから成る構造物を容易に解体することのできる方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、鉄筋コンクリート構造物においては、一般に、上記鉄筋は構造物の周縁部のみに配筋されていることに注目し、上記構造物の外周面に、上記鉄筋の内部まで到達する切り込み部を設けた後に、上記放電破砕を行うようにすれば、上記構造物を効率よく破砕することができるだけでなく、上記放電破砕の衝撃により上記鉄筋の一部も破断できることを見いだし、本発明に到ったものである。
すなわち、本発明の請求項１に記載の発明は、周縁部に鉄筋が配筋された鉄筋コンクリート構造物を破砕する方法であって、上記構造物の外周面に、鉄筋が配筋されている位置よりも内側まで達する深さの切り込み部を複数形成して、上記鉄筋コンクリート構造物に上記切り込み部により囲まれた複数の領域を設けるとともに、上記切り込み部により囲まれた各領域のコンクリートに電極挿入孔を削孔し、上記電極挿入孔内に、絶縁体を介して配置された同軸電極を挿入して放電させ、上記放電による衝撃波により上記構造物を破砕するようにしたことを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の鉄筋コンクリート構造物の破砕方法において、上記切り込み部が、コンクリートと鉄筋とを離隔するように設けられていることを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の鉄筋コンクリート構造物の破砕方法において、上記切り込み部を設ける際に、鉄筋の一部を破断して上記鉄筋を分断するようにしたことを特徴とする。

本発明によれば、周縁部に鉄筋が配筋された鉄筋コンクリート構造物を破砕する際に、上記構造物の外周面に、鉄筋が配筋されている位置よりも内側まで達する深さの切り込み部を複数設けて放電による衝撃波に対する反射面(自由面)を形成するとともに、上記切り込み部により囲まれた各領域のコンクリートに電極挿入孔を削孔し、上記電極挿入孔内に絶縁体を介して配置された同軸電極を挿入して放電させ、上記放電による衝撃波により上記構造物を破砕するようにしたので、上記コンクリートを効率よく破砕できるとともに、鉄筋の一部も破断することができるので、鉄筋コンクリート構造物を容易に解体することができる。
また、上記切り込み部を設ける際に、鉄筋の一部を破断して上記鉄筋を分断するようにしておけば、更に効率よく、上記鉄筋コンクリート構造物を破砕することができる。

以下、本発明の最良の形態について、図面に基づき説明する。
図１は、本最良の形態に係る鉄筋コンクリート構造物の破砕方法を示す図で、本例では、橋脚１０の本体部１１を支持する基礎部１２を破砕して上記橋脚１０を解体する方法について説明する。ここで、上記基礎部１２は、図２（ａ），（ｂ）に示すように、その横断面において、コンクリート２０の側面１２ｂ，１２ｃ側の周縁部に鉄筋３０が配筋された鉄筋コンクリートにより構成されているものとする（同図では、側面１２ｃ側の鉄筋３０のみを図示した）。
解体に際しては、まず、上記本体部１１の周囲の地盤を掘削して上記基礎部１２を所定の厚さまで地表面から露出させた後、カッター等を用いて上記基礎部１２に切り込み部４０を形成する。上記切り込み部４０は、通常、上記基礎部１２の上面１２ａ及び側面１２ｂ，１２ｃに、上記鉄筋３０が配筋された位置よりも内側まで達する深さまで掘削して設けるが、本例では、上記上面１２ａの面積が広く、また、露出部の厚さが厚いので、上記上面１２ａの中央部にも切り込み部４０を設けるとともに、上記側面１２ｂ，１２ｃの地表面側にも設けるようにしている。このとき、上記基礎部１２のコンクリート２０に配筋された鉄筋３０も、同時に、上記カッターにて切断するようにしているので、鉄筋３０自体も複数の部分に分断される。
次に、上記切り込み部４０により囲まれた部分のコンクリート２０に、同軸電極６０を挿入するための複数の電極挿入孔５１を掘削する。本例では、上記電極挿入孔５１を、約５００ｍｍピッチで削孔し、この電極挿入孔５１に水などの電解液６２を注入した後、上記電極挿入孔５１に同軸電極６０を挿入する。なお、上記同軸電極６０の同軸ケーブルが接続されるパルスパワー源７０は、上記橋脚１０から離れた位置に停車された図示しないトラック等の荷台後部に搭載しておけばよい。

そして、上記同軸電極６０に大電流を投入し、中心電極６３と、この中心電極６３と絶縁体６４を介して配置された外周電極６５間にて放電させて衝撃波を発生させ、上記電極６３，６５の周囲のコンクリート２０を破壊する。上記衝撃波は、切り込み部４０がない場合には、上記電極挿入孔５１の底部を中心から基礎部１２の周辺へ広がって行く過程で徐々に減衰するが、本例では、自由面である切り込み部４０の壁面で反射されて戻されるので、基礎部１２の上部（地表面に露出した部分）の上記切り込み部４０で囲まれた領域１２ｍ，１２ｎは、あたかも、独立したコンクリート塊に内部から衝撃波を作用させた状態となる。すなわち、上記衝撃波が増幅されて、上記領域１２ｍ，１２ｎ全体を振動させることになるので、上記電極６３，６５の周囲のコンクリート２０を効率よく破砕することができる。また、上記鉄筋３０は、カッターにて切断され分断され振動し易くなっているので、上記基礎部１２の周縁部に伝播された上記増幅された衝撃波により、上記鉄筋３０の一部も破断されるので、上記基礎部１２の解体作業を更に容易に行うことができる。

基礎部１２の上部の破砕が完了すると、小型のブレーカ及びパワーシャベル等を用いて、本体部１１と上記破砕された基礎部１２の上部の解体作業を行い、本体部１１及び基礎部１２の上部のコンクリートを撤去する。図３（ａ）は、解体作業後の状態を示す図で、上部が撤去された基礎部１２のコンクリートの周縁部には、破断された鉄筋３０の一部が残っている。上記基礎部１２を全て撤去する必要がない場合には、上記鉄筋３０を破断して撤去し、解体作業を終了する。また、上記基礎部１２を全て撤去する場合には、図３（ｂ）に示すように、上記基礎部１２の周囲の地盤を掘削して上記基礎部１２の残された部分を地表面に露出させた後、上記と同様に、上記基礎部１２の上面１２ａ’と側面１２ｂ’，１２ｃ’に切り込み部４０を設け、上記切り込み部４０により囲まれた部分のコンクリート２０に電極挿入孔５１を掘削して同軸電極６０を挿入し、上記同軸電極６０に大電流を投入して、上記基礎部１２の残された部分を放電破砕する。
なお、橋脚５０の基礎部１２の破砕には、その大きさにもよるが、実際には数段の放電破砕が必要であるが、本例では、説明を簡単にするため、２度の放電破砕法により全て破砕できるものとして説明した。

このように、本最良の形態では、周縁部に鉄筋３０が配筋された橋脚の基礎部１２を破砕する際に、上記基礎部１２に、所定の深さまで、鉄筋３０が配筋されている位置よりも深い切り込み部４０を形成して上記基礎部１２のコンクリート２０と上記鉄筋３０とを離隔するとともに、上記切り込み部４０の内側のコンクリート２０に電極挿入孔５１を削孔し、この電極挿入孔５１に絶縁体を介して配置された同軸電極６０を挿入して放電させ、上記放電による衝撃波により上記基礎部１２を破砕するようにしたので、上記基礎部１２のコンクリート２０を効率よく破砕できるとともに、上記鉄筋３０の一部も破断することができるので、橋脚１０を容易に解体することができる。

なお、上記最良の形態では、放電破砕法により、橋脚１０の基礎部１２を破砕した場合について説明したが、本発明はこれに限るものではなく、ビルの解体工事における地下基礎や都市地下土木工事などにおいて、周縁部に鉄筋が配筋された鉄筋コンクリート構造物を破砕する方法にも適用可能であることはいうまでもない。
また、鉄筋コンクリート構造物への切り込み部の設け方については、上記構造物の形状や強度などにより、様々な位置が考えられるが、原則としては、上記切り込み部により、周縁部の鉄筋と内部のコンクリートとが分離されていればよく、上記鉄筋が切断されていれば、更に好ましい。また、放電箇所の数や配置についても、上記例に限るものではなく、構造物の形状や強度などにより適宜決定されるものである。

以上説明したように、本発明によれば、放電破砕法を用いて、周縁部に鉄筋が配筋されたコンクリート構造物を容易に解体することができるので、橋梁や建造物の基礎部などの解体を容易に行うことができる。

本最良の形態に係る鉄筋コンクリート構造物の破砕方法を示す図である。 本最良の形態に係る切り込み部の形成位置の一例を示す図である。 本最良の形態に係る鉄筋コンクリート構造物の破砕方法を示す図である。 同軸電極を用いた破砕装置の構成を示す図である。 同軸電極を用いたコンクリートの破砕方法を示す図である。

符号の説明

１０ 橋脚、１１ 本体部、１２ 基礎部、２０ コンクリート、３０ 鉄筋、
４０ 切り込み部、５１ 電極挿入孔、５２ 電解液、６０ 同軸電極、
７０ パルスパワー源。

Claims (3)

1. 周縁部に鉄筋が配筋された鉄筋コンクリート構造物を破砕する方法であって、上記構造物の外周面に、鉄筋が配筋されている位置よりも内側まで達する深さの切り込み部を複数形成して、上記鉄筋コンクリート構造物に上記切り込み部により囲まれた複数の領域を設けるとともに、上記切り込み部により囲まれた各領域のコンクリートに電極挿入孔を削孔し、上記電極挿入孔内に、絶縁体を介して配置された同軸電極を挿入して放電させ、上記放電による衝撃波により上記構造物を破砕するようにしたことを特徴とする鉄筋コンクリート構造物の破砕方法。
2. 上記切り込み部は、コンクリートと鉄筋とを離隔するように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の鉄筋コンクリート構造物の破砕方法。
3. 上記切り込み部を設ける際に、鉄筋の一部を破断して上記鉄筋を分断するようにしたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の鉄筋コンクリート構造物の破砕方法。

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