概要
本日は、鹿島建設株式会社(以下、鹿島建設)が、秋田県で施工中の成瀬ダム堤体打設工事において、高性能光ファイバを用いて、堤体コンクリートのひび割れ発生要因であるひずみ挙動をリアルタイムに精度よく検知することに、業界で初めて成功というリリースニュースをお届けします。
ひび割れ要因のひずみ挙動をリアルタイムに精度よく見える化
この光ファイバでダム堤体コンクリートのひずみ挙動検知により、ダムの堤体コンクリートのひずみ挙動を連続的に把握することで、ひび割れが、いつ・どの場所で発生するか予測可能になり、ひび割れ制御に有効な対策を事前に打てるようになることが期待されます。
新たな光ファイバ計測は、専用の計測器によって各部位の散乱光を感知、分析することで、ケーブル状の光ファイバセンサに沿ったすべての位置でのひずみ、温度、振動を計測できる。
特に、鹿島建設が開発した新たな光ファイバ計測は、ひずみ精度が1μ（従来は50μ）、計測時間は数秒（従来は数分）で計測を可能にしました。
この高性能の光ファイバ計測を各種の建設工事に採用することで、工事中、供用中に関わらず、地盤や構造物内部のわずかな挙動をリアルタイムに「見える化」でき、効率的かつ合理的な施工管理や維持管理を実現できるという。
開発の背景
今回計測対象としたひび割れ要因であるひずみ挙動は、ダムの堤体上部に打設したコンクリートが反り上がることによって、層状に打設するコンクリートの水平打継部に発生するものです。
コンクリートの反り上がりの発生理由については、温度応力によるところが大きいと言われていますが、発生時期やその規模は工事ごとに異なり、有効な抑制方法もありませんでした。
また、上部に打設したコンクリートが打継面に覆い被さることにより、発生したひび割れの有無が確認できない場合もありました。
計測の概要と結果
今回、コンクリートの反り上がりによるひび割れ要因であるひずみ挙動を、直接的かつリアルタイムに計測するため、各層の水平打継部を貫通するように光ファイバを設置しました。
その計測結果から、光ファイバのひずみが引張側に増大していることが確認できました。
一般に、越冬面の水平打継部のひび割れが大きくなることが知られていますが、その部位でのひずみの増大の時期や増大していく状況が、計測結果から把握できました。
このように、反り上がりによるひび割れの要因であるひずみの増大時期や状況を見える化できたのは、業界初のことです。
今後の展開
今後、ひび割れ発生要因であるひずみ挙動の高精度な計測データを基にひび割れ発生のメカニズムを解明し、より有効な事前のひび割れ制御対策を考案していくことで、将来にわたり安心して使い続けられる優良な社会インフラの整備に貢献していきます。
工事概要
工事名 ： 成瀬ダム堤体打設工事（第1期）
工事場所 ： 秋田県雄勝郡東成瀬村椿川地内
発注者 ： 国土交通省東北地方整備局
施工者 ： 鹿島・前田・竹中土木特定建設工事共同企業体
諸元 ： 台形CSGダム、堤高114.5m、堤頂長755m、堤体積485万m3
工期 ： 2018年5月～2023年3月
資料引用：鹿島建設
おわりに
冒頭の「光ファイバ計測の概要」で記されているように、「工事中、供用中に関わらず、地盤や構造物内部のわずかな挙動をリアルタイムに「見える化」でき、効率的かつ合理的な施工管理や維持管理を実現できる」となれば、災害時の土砂崩れの予知や地震による岩盤挙動も把握できるような転用も可能ではあるまいか?
月の開拓までの未来を見通す鹿島建設。
同社の国土強靭化は続く。
参考・関連情報・お問い合わせなど
□鹿島建設株式会社
リリースニュース：
https://www.kajima.co.jp/news/press/202302/1c1-j.htm
