コラム

ビルや工場、橋梁、インフラ施設など、日々の維持管理を担当する皆様にとって、「構造物の安全性の維持」は最も重要な責務の一つです。

「見た目には大きな問題がなさそうだが、構造物の内部は大丈夫だろうか」

「改修や補強工事の前に、構造物の正確な現状把握を行いたい」

こうした悩みを解決するのが「構造物の調査・診断」です。本記事では、構造物調査の基礎知識や、建物を大きく壊さずに内部の状態を調べる検査手法のポイントを解説します。

構造物調査・診断とは？

「構造物調査・診断」とは、人間でいう「健康診断・精密検査」にあたる作業です。

建物や土木構造物は、時間の経過とともに雨風、日光、中性化、地震の揺れ、荷重負荷などの影響を受け、徐々に劣化が進行します。見た目には小さなひび割れ一つでも、コンクリート内部では鉄筋の腐食が進行しているケースは少なくありません。

調査・診断を行う主な目的

・老朽化・劣化度の正確な把握： 構造物の現在のコンディションを確認

・予防保全： 重篤な不具合が起きる前に対策を講じる

・耐震診断・改修のための基礎データ取得： 設計図書との照合や補強方針の立案

・第三者被害の防止： 外壁タイルの剥落や天井落下事故などのリスク回避

 

主な構造物調査・診断手法

構造物調査では、対象の構造（例：鉄筋コンクリート、鉄骨）や使用目的に応じて最適な手法を組み合わせて使用します。ここでは代表的な調査技術をご紹介します。

1. コンクリート内部の鋼材・配筋調査（鉄筋探査） 

コンクリートの内部にある鉄筋の位置、かぶり厚さ（深さ）、鉄筋径などを非破壊で調査します。

• 電磁波レーダ法： 電磁波の反射を利用し、コンクリート内部の配筋や埋設物の状況を確認
• 電磁誘導法： 磁気の変化を利用し、鉄筋の位置・本数・かぶり厚さ（深さ）・鉄筋径を高い精度で測定
• X線透過撮影法： コンクリート内部をX線写真として画像化し、配筋状態や高密度の埋設物を視覚的に確認

2. コンクリートのひび割れ・空洞・劣化度調査 

コンクリートの表層から内部にかけての変状を確認するための調査手法です。

• ひび割れ幅・深さ調査： 目視・クラックスケールによる幅測定に加え、超音波・弾性波レーダを用いてひび割れの深さを特定
• 衝撃弾性波測定： 衝撃波をコンクリートに与え、その反射波・伝播速度から部材の厚さや内部の変状・空洞の有無、強度を推定
• ファイバースコープ調査： 既存の小孔や削孔部からファイバースコープを挿入し、構造物内部やトンネル覆工背面の空洞・損傷を調査

3. コンクリートの強度・耐久性試験 

構造体コンクリートが所定の強度や耐久性を維持しているか判定します。

• コアボーリング法：鉄筋コンクリートからφ80～100mm程度の円柱状にくり抜いたコアを採取し、圧縮強度試験を行う
• ソフトコアリング： 従来のコア（φ80～100mm程度）に比べ、構造物への影響がより小さい小径コア（φ25mm程度の円柱状）を採取し、圧縮強度試験を行う。過密鉄筋のコンクリートでも鉄筋切断のリスクが少なく、採取・補修が容易などのメリットがある
• 中性化試験： コンクリートの内部は本来アルカリ性であるが、時間の経過で空気中の二酸化炭素を吸収して中性化が進むと内部鉄筋の腐食が進みやすくなる。そのため、採取したコアや削孔部にフェノールフタレイン溶液を散布し、コンクリートの中性化深さを測定

4. その他の調査 

• PCグラウト充填調査： プレストレストコンクリート（PC）構造物の鋼材を保護するグラウト（セメント系充填材）の充填度を、X線や衝撃弾性波を用いて調査
• レンガ構造物調査： 歴史的建造物や古いトンネル・橋梁等のレンガ構造物において、壁厚、目地の劣化度、内部空洞の有無を各種調査で診断
• 外壁仕上材剥離調査： 赤外線サーモグラフィーや打音調査による外壁・外壁仕上材（例：レンガ）剥離チェック
• 建物の変型調査：測量器を用いた建物の傾斜・沈下・たわみ測定

 

調査・診断の流れ

構造物の調査・診断を依頼する場合、一般的に以下のようなステップで進められます。

(1) 予備調査： 設計図書や補修履歴等の確認、構造物の現況の事前調査

(2) 調査・診断の計画： 予備調査をもとに構造物の種類や環境、調査目的に合わせた調査項目・診断内容の提案を行い、調査計画書を作成

(3) 現地調査： 調査計画に基づいて、構造物の調査・診断を実施

(4) 調査内容の確認・評価： 現地調査から得られたデータをまとめ、健全度・耐久性を判定

(5) 補修・補強方針の立案：健全度・耐久性等のデータをもとに、必要であれば補修・補強方針を提案

まとめ：構造物の調査・診断が施設資産を守る

構造物の劣化は目に見えないところで静かに進行します。だからこそ、定期的な点検や、改修前の適切な調査・診断が不可欠です。

非破壊探査や微破壊検査（例：小径コア）などの最新技術を活用することで、構造物への負担を最小限に抑えながら、正確に内部状態を把握することが可能です。

鉄筋コンクリート造や鉄骨造施設の安全性維持や修繕計画立案でお悩みの際は、国土工営コンサルタンツ構造技術事業部へお気軽にお問い合わせください。