皆さんこんにちは。
エンタです。
前回からパッカーの圧力について書いています。
パッカー加圧の限界値を測定してみた！（その5）シュミレーター
今回は、セメントミルクを注入した際にどれだけ底面（定着部）に圧力が掛かっているかを考えてみようと思います。
削孔角度30度、孔の半分に材料（アンカー）が入ると言う事で計算します。
計算条件
- 削孔角度：30度（水平から）
- PC鋼より線を控除
- セメントミルクの単位重量：18 kN/m³（比重約1.8、一般的な値）
- 各径：90mm、115mm、130mm、削孔長10m
削孔長10m、30度傾斜なので：
- 鉛直高さ H = 10 × sin(30°) = 5.0 m
- 充填長 = 10m × 0.5 = 5m（孔の半分）
- 充填部の鉛直高さ = 5 × sin(30°) = 2.5 m
| 項目 | φ90mm | φ115mm | φ130mm |
|---|---|---|---|
| 削孔断面積（cm²） | 63.6 | 103.9 | 132.7 |
| PC鋼より線4本（cm²） | 5.07（共通） | ||
| 実質充填断面積（cm²） | 58.5 | 98.8 | 127.6 |
| セメントミルク体積（L） | 58.5 | 98.8 | 127.6 |
| 底面重量（kg） | 105.3 | 177.9 | 229.7 |
| 底面重量（N） | 1,033 | 1,745 | 2,253 |
| 水頭圧（kPa）※共通 | 90.0 kPa ＝ 18 × 5.0m（鉛直高さ） | ||
| 側面圧力・最大（孔底） | 90.0 kPa ＝ 0.918 kgf/cm² ※径によらず共通 | ||
※削孔長10m・角度30°・全長充填 / PC鋼より線12.7mm×4本を考慮 / 単位重量18kN/m³
底面のセメントミルクの重量は結構有りますよね。
そして、その側圧は下記の通り。
| 孔口からの距離 z（m） | 底面からの距離（m） | 側面圧力（MPa） | 側面圧力（kgf/mm²） |
|---|---|---|---|
| 7.0 m | 3.0 m（上端） | 0.0630 | 0.00643 |
| 7.5 m | 2.5 m | 0.0675 | 0.00688 |
| 8.0 m | 2.0 m | 0.0720 | 0.00734 |
| 8.5 m | 1.5 m | 0.0765 | 0.00780 |
| 9.0 m | 1.0 m | 0.0810 | 0.00826 |
| 9.5 m | 0.5 m | 0.0855 | 0.00872 |
| 10.0 m | 0 m（孔底） | 0.0900 | 0.00918 |
※ 側面圧力 P = γ × z × sin30° （γ = 18 kN/m³、削孔角度30°）
※ 単位変換：1 MPa = 1,000 kPa ／ 1 kgf/mm² = 9.807 MPa
削孔長が10mを越えれば常に加圧コンクリート状態って事です。
上記表は定着長3ｍとしてその側面に掛かる圧力を現しています。
硬化するまで圧力は一定なので除荷される事は有りません。
ココで何が言いたいかと言うと、加圧の必要性ですｗ
私は昔から言っていたと思いますが、加圧が上手く行かずとも問題は無いという事。
個人的には必要無いって認識ですが、書籍に書いて有る以上は求められる可能性があるので・・・（写真は撮るｗ）
※絵がなんかおかしいのですが、もう治せなかったですｗ（AI言うこと聞かずｗ）
と言っても表から見てもわかる様に、セメントミルクの重量があるので圧力掛かって当然です。
実際の話で加圧0.2Mpaも必要ないと言うことが分かりますよね。
何が何でも加圧をする必要が有るかというと、そうでも無いという事です。
仮に定着部を0.2Mpa以上加圧注入しても最後は重量分しか圧力は掛かりません。（除圧するので）
圧力を維持しつつ硬化させるのであれば話は変わりますが、物理的に出来ませんよね？
定着部の加圧はそれ程気にしなくて良いと言う事です。
それではまた。
