配筋探査業務

配筋探査業務

「配筋探査」を通して、構造物の長寿命化に寄与する。

 

 

● 電磁波レーダー法による配筋探査(探査深度 約450㎜)

(高性能探査機によるコンクリート構造物の鉄筋かぶり厚測定、

配筋状況探査(3D映像可能)、内部空洞等)

 

電磁波をコンクリート内に入射して、比誘電率の異なる 鉄筋から反射して戻ってくるまでの時間を測定すること によって、かぶり厚さ等を測定します。

ストラクチャースキャン SIR-EZ 電磁波レーダー法

電磁誘導法による配筋探査 道路、橋の上部工他、建築分野などで一般的に用いられます。

 

鉄測 EM-01A(アイゼンプロスペクター)…電磁誘導法 

電磁誘導の原理を利用し、コイルを巻いたセンサーにより誘導電流を検知して、かぶり厚さ、鉄筋径をもとめます。

地中レーダー探査

地中レーダー探査状況

地中探査用電磁波レーダーは、地中を一定速度で直進透過する電磁波が、埋設物等の表面で反射する性質を利用したものである。インパルス方式を用いた地中探査用電磁波レーダーは送信アンテナから輻射された電磁波が、埋設物等で反射し、受信アンテナで受信されるまでの往復時間Tを測定し、その片道時間1/2Tに速度Vを乗じることにより、地表面から反射物までの距離Dを求めます。

 

 

iTECS法(衝撃弾性波法)

写真-1.1 弾性波速度測定状況 図-1.1 室内実験で求めた弾性波速度と圧縮強度との関係 図-1.2 iTECSによる推定圧縮強度と コアサンプリングから求められる圧縮強度との関係

コンクリート圧縮強度の推定

測定対象のコンクリートの内部を伝搬する弾性波の速度を測定することでコンクリートの圧縮強度を推定します。

コンクリート内部を伝搬する弾性波速度とコンクリートの圧縮強度との間には、同一配合であれば強い相関関係があります。つまり、この相関関係を利用して、iTECSにより測定した弾性波速度からコンクリートの圧縮強度を推定します。

 

◎推定手順

1、コンクリート打設時に円柱供試体を複数作成し、これら供試体における圧縮強度と弾性波速度の関係から強度換算(あるいは推定)式を求めておく(図-1.1)。

2、コンクリート構造物の任意の場所において、iTECSにより弾性波速度を計測する(写真-1.1)。

3、図-1.1のように構造物で求めた弾性波速度と強度換算式から強度を推定する。

 

◎推定精度

新設コンクリート構造物でiTECSにより推定した圧縮強度と、コア採取による圧縮試験結果を比較した結果は、図-1.2のとおりです。図-1.2より、iTECSを用いた場合、概ね±15%以内の誤差で強度推定が可能となります。

 

※本測定内容は国土交通省「微破壊・非破壊によるコンクリート建造物の強度測定試行要領(案)」に基づきiTECS法として試行導入されています。

(iTECS技術協会サイトより引用)

 

ひび割れの深さの測定

ひび割れ付近での弾性波と測定波形 ひび割れ付近での弾性波と測定波形

図-2.1 ひび割れ付近での弾性波と測定波形

ひび割れ深さ測定結果例

写真-2.1 ひび割れ深さ測定結果例

コンクリート表面にひび割れが確認される場合に、そのひび割れの深さをiTECSにより測定します。

 

◎測定原理:

ひび割れ付近で発生する弾性波について

ひび割れ部の近傍でコンクリート表面をインパクターにより打撃すると、コンクリート内部を伝搬し、ひび割れ先端を回折する弾性波が発生し、表面に最も速く到達します。 表面に最も速く到達する弾性波の種類は、ひび割れ先端を回折するときの角度θによって変化します。急に変化する境界を「臨界」といいます。ひび割れ先端から回折する波は、ある角度で性質の異なる波に変化します。このときの角度を「臨界角」と呼び、角度θ<臨界角の場合には引張波、θ>臨界角の場合には圧縮波となります。コンクリートの臨界角は約90°です。 また、コンクリート表面に設置したセンサーで、表面に最も速く到達する弾性波を測定すると(図-2.1)、引張波は下に凸形状(図-2.2の左図)、圧縮波は上に凸形状(図-2.2の右図)と測定波形は変化します。 以上の性質から、センサーの測定波形の第1波に着目すれば、以下のとおり判断できます。 ●下に凸形状⇒θ<臨界角 ●上に凸形状⇒θ>臨界角

 

 

コンクリートの厚さ、内部状況の測定

内部欠陥探査測定状況

測定の対象となるコンクリートにおいて弾性波の反射時間を測定することにより、コンクリートの厚さを測定します。 コンクリート内部に欠陥等が無い健全なコンクリートは、コンクリート背面までの往復反射時間が測定され、厚さを求めることができます(図-3.1左図)。 しかしながら、コンクリート内部に空洞等が存在すると、コンクリート内部を伝搬する弾性波は空洞面で反射するため、反射時間が短くなり、iTECSによる測定厚さは薄く測定されます(図-3.1中央図)。一方、コンクリート内部にジャンカ等の脆弱部が存在すると、弾性波の伝搬速度が低下するため、反射時間が長くなり、iTECSによる測定厚さは見かけ上厚く測定されます(図-2.1右図)。 これらの性質を利用して、測線上におけるiTECSによる測定厚さの変化から、コンクリート内部に存在する欠陥等の範囲・位置を推定することが可能となります。

 

各コンクリート状況での弾性波の伝搬模式図

図-3.1 各コンクリート状況での弾性波の伝搬模式図 (iTECS技術協会サイトより引用)

 

防護柵根入れ長の測定

測定状況例(iTECS技術協会資料より)

非破壊試験による鋼製防護柵の根入れ長測定要領(案)(平成24年6月 国土交通省大臣官房技術調査課)に従い、防護柵(ガードレール)支柱の根入れ長を測定いたします。

弊社では、衝撃弾性波(iTECS法)を用いた測定を実施したいします。対象となる支柱は、土中埋め込み式によるものとし、コンクリート埋め込み式やコンクリと巻き立て式には対応しておりません。詳細につきましては、ご相談頂きますようお願い致します。

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