【ブログ】現場体験取材2～建物耐震診断調査編～

2021/09/21光本榛名ブログ

普段は内業をしている私がオフィスを飛び出して、現場に行ってきました。
第2回となる今回は社会基盤マネジメント部の「建物耐震診断調査」の現場をご紹介します！

耐震診断って？

耐震診断とは・・・
耐震診断とは既存の建築物で旧耐震基準で設計され耐震性能を保有していない建物を、現行の構造基準（新耐震基準）で耐震性の有無を確認することです。
引用：一般財団法人　日本耐震診断協会

この業務で重要になってくるのが耐震基準ですが、地震大国である日本には、地震で甚大な被害が出るたびに耐震基準が改正されてきた歴史があります。
その中でも特に1978年（昭和53年）の宮城県沖地震を受けて、1981（昭和56）年に耐震基準が大きく変わりました。
この改正以前の耐震基準は「旧耐震基準」、以降の耐震基準は「新耐震基準」と呼ばれています。

旧耐震基準は、「中規模地震（震度5程度）で倒壊しない建物であること」が基準になっている一方で、新耐震基準は「大規模地震（震度6強～7）でほとんど損傷しない建物であること」が基準となっています。
つまり、この2つの基準の大きな違いとしては震度６以上の地震を想定しているかどうかという部分にあります。

耐震基準改正を理由に、これまでは1981年以前の建物の調査が多かったそうですが、今では1981年以降の建物の耐震診断も増えています。建物の耐震診断は、構造設計をして耐震補強をするための材料として依頼されることが多いようです。

今回の業務概要について

今回耐震診断の対象となる建物は、1981年以降に建てられた４階建て鉄筋コンクリート造の建物です。
設計事務所から土木管理総合試験所に依頼がありました。

※鉄筋コンクリートって？

鉄筋とコンクリートはとても相性がいい材料です。

	引張	圧縮
鉄筋	〇	×
コンクリート	×	〇

上表のように、鉄筋は引張には強いですが、圧縮には弱くすぐに曲がってしまいます。反対にコンクリートは圧縮には強いですが、引張には弱くすぐに割れてしまいます。
この両者の弱点を補うために、コンクリートの中に鉄筋を配置したものが鉄筋コンクリートです。鉄筋コンクリートは強度の高い優れた構造になっています。
また鉄筋はとても錆びやすい材料ですが、強アルカリ性のコンクリートで覆うことで不動態被膜ができ、錆びを抑制できるというメリットもあります。

今回の業務の流れは以下の通りです。

コアを中性化試験と圧縮強度試験にかけ、その結果が構造設計を行うにあたっての材料になります。

鉄筋探査とは・・・
コンクリートの中にある鉄筋の切断を防ぐために、構造物を壊さずにその位置を確認する作業です。主に電磁波レーダ法と電磁誘導法の２種類の方法があります。

コア抜きとは・・・
ドリルなどでコンクリートに穴を開けることです。コア抜きは今回のようにコンクリートに対して試験を行う場合や、改修工事などで配管を追加する場合などに行われます。

中性化試験とは・・・
コンクリートが表面から中性化している深さを調べる試験です。
コンクリートは本来強アルカリ性ですが、年数が経ち大気中の二酸化炭素が侵入すると中性に近づいていきます。これがコンクリートの中性化です。
中性化が進むと、強アルカリ性により生成されていた鉄筋の不動態被膜が破壊され、鉄筋の腐食が進みます。鉄は腐食すると体積が増えるので、コンクリートを内部から圧迫し、ひび割れや剥離を発生させます。発生したひび割れや剥離の箇所からさらに中性化が進み、コンクリートを破壊してしまいます。

圧縮強度試験とは・・・
コンクリートの圧縮に対する耐力を調べる試験です。構造物から採取したコアを圧縮破壊させて求めます。

今回は上記の流れの中から、現地での鉄筋探査とコア抜きに同行しました。

現場レポート（鉄筋探査～コア抜き）

鉄筋探査

鉄筋探査は電磁波レーダ式鉄筋探査機を使用して行います。
電磁波レーダ式鉄筋探査機は、電磁波をコンクリート内に放射し、内部の鉄筋に当たることで跳ね返ってきた電磁波から鉄筋の場所を探査します。探査された鉄筋を避けてコア抜きを行う場所を決定します。
こちらは鉄筋探査の様子です。

鉄筋探査機には車輪がついていて、コンクリート壁の上を転がして移動できるようになっています。移動させると、内部の鉄筋が波形になって画像としてモニターに表示されます。
大きな山形の波形で表示されている場所に鉄筋があるそうです。

実は当日は業務にあたる技術員とは別で現場に向かったのですが、私が到着したころにはこの鉄筋探査は終了してコア抜きを始めるところでした。とてもスムーズな作業に感動しました。

コア抜き

今回コア抜きは1フロア3本ずつの12本と、階段横1本の計13本行います。
鉄筋探査で決定した場所に、ダイヤモンドコアドリルという機械を使って穴を開けていきます。
こちらが実際に使用していたダイヤモンドコアドリルです。

ダイヤモンドコアドリルは壁にアンカーを打ち込むことで固定して使用します。
ダイヤモンドビット（先端に工業用ダイヤモンドを混ぜた刃を持つ円形鋼製チューブ）という先端工具が取り付けられており、この部分が回転してコア抜きができるようになっています。

コア抜きには水を使用する湿式穿孔と水を使用しない乾式穿孔があります。一般的には湿式穿孔が多く、今回も湿式タイプのコアドリルを使用しています。
水を使用すると、粉塵が舞わない、摩擦熱を抑えられる、高精度な穿孔ができるなどのメリットがあるそうです。

ダイヤモンドコアドリルはコンクリート壁に円形に切り込みを入れることができます。その後は手作業でコンクリートを折り取るようなイメージで壁からコアを抜きます。

コア抜きは２人体制で作業していましたが、１人が作業する間、もう１人が機械を片付けるなどとても連携が取れていて素早い作業でした。

図面上で壁の厚みは確認できますが、コアを抜く長さは実際に現場を見て検討するそうです。
コンクリート壁は手前数センチがモルタルという仕上げ材になっていますが、実際に試験に使用するのはその奥のコンクリート部分になります。試験に使用するのに必要な長さのコアを抜かなければならないので、壁を壊さないように何センチの穴を開けるかの決定はとても重要です。

コアを抜いた後は、穴を補修する作業に入ります。

内部にはコンクリート。

表面はモルタルで仕上げます。

この作業を13か所繰り返します。採取し直しなどもなく順調に終了し、手際の良さに驚きました。現場で採取したコアは、試験センターで中性化試験、圧縮強度試験を行うため、湿らせて持ち帰ります。（コンクリートは外部の影響を受けやすく乾燥するとひび割れが生じたり耐久性を失ったりするため、湿らせる必要があるそうです。）

さいごに

今回は、社会基盤マネジメント部の建物耐震診断調査の現場に同行しました。
鉄筋探査、コア抜きともに実際に見るのは初めてだったので、どんな機械を使用しているか、どのような作業手順なのかなど大変勉強になりました。今回技術員の方々の手際の良さが特に印象的でした！
人々の命を守ることに直結する耐震に関わることができるということは本当に素晴らしいことだと思います。

今回の現場で作業されていた技術員の皆様をご紹介します。