JP2002273712A

JP2002273712A - オープンサンドイッチ工法

Info

Publication number: JP2002273712A
Application number: JP2001076935A
Authority: JP
Inventors: Noriyuki Hirozawa; 規行広沢; Masato Miyake; 正人三宅; Minoru Nakamura; 稔中村; Masayuki Okimoto; 眞之沖本; Kiyoshi Mitani; 清三谷; Shoichi Fukumori; 省一福盛
Original assignee: Nippon Steel Corp; Kankyo Engineering Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp; Kankyo Engineering Co Ltd
Priority date: 2001-03-16
Filing date: 2001-03-16
Publication date: 2002-09-25

Abstract

(57)【要約】【課題】従来技術の問題を解決したオープンサンドイ
ッチ工法を提供すること。【解決手段】甲殻とコンクリートとからなるオープン
サンドイッチ合成構造を構築する工法において、甲殻内
に打設されたコンクリートスラリー面に真空マットを敷
設した後、真空ポンプでマットとコンクリートスラリー
面との間に、減圧若しくは真空状態を形成して、コンク
リートを初期養生することを特徴とするオープンサンド
イッチ工法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建築、橋梁用床
板、シールドトンネル用セグメント等に用いるオープン
サンドイッチ合成構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、橋梁等の構築においては、水平に
設置した鋼製パネル（底板）の上面にコンクリートスラ
リーを打設充填し、打設面をこて押さえした後、湿潤養
生してコンクリートスラリーを硬化させてオープンサン
ドイッチ合成構造を構築している。このような工法は、
建築床板部でのデッキプレート合成構造や、橋梁床板で
の鋼製パネルを用いたコンクリート合成構造で用いられ
る最もポピュラーで簡易な工法である。

【０００３】

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、デ
ッキプレートや橋梁床板に用いる鋼製パネル上に打設し
たコンクリートスラリーは薄く、養生硬化後に乾燥収縮
を受けやすいことから、硬化後のコンクリートにはひび
割れが入りやすく、鋼製構造床板としての耐力低下だけ
でなく、ひび割れ部からの雨水の浸入により下面のデッ
キプレートや鋼製パネルの腐食に繋がりやすいという問
題がある。

【０００４】特に、デッキプレートや鋼製床板には、図
１に示すように、複雑な配筋や主部材（型鋼）が設置さ
れているケースが多く、このような構造中にコンクリー
トスラリーの充填性を高めるために、流動性の高いコン
クリートスラリーが用いられるが、該スラリーは単位水
量（コンクリートスラリー中の水分量）が多く、硬化後
のコンクリートのひび割れ幅はさらに大きくなり、上記
問題はさらに顕在化する。

【０００５】また、図２に示すような、鋼製底板と、そ
の周辺端部に立設された４個の鋼製仕切り板（側板）で
囲まれた鋼製甲殻を船型に設置し、該甲殻内に、コンク
リートスラリーを打設し、打設面を湾曲面状に形成する
場合には、図３に示すようにコンクリートスラリーを打
設しつつ、人手でバイブレーターを用いてスラリーを充
填し、且つスラリー面を人手でこて押さえした後、コン
クリートを硬化させてオープンサンドイッチ合成構造を
構築している。この工法は、シールドトンネル用合成セ
グメントを用いる簡易なコンクリート施工法である。

【０００６】しかしながら、図３に示すように船型に設
置した湾曲面を有する鋼製甲殻の内部にコンクリートス
ラリーを打設充填し、打設したスラリー面をこて押さえ
しても、鋼製甲殻の両端部が高い位置にあることから、
硬化前のコンクリートスラリーが重力の作用で中央部に
向かってダレ落ちて、こて押さえ形状が崩れると同時
に、両端部の側板との間に隙間ができやすいという問題
がある。

【０００７】さらに鋼製甲殻内に打設したコンクリート
スラリーは薄く、硬化時間及び硬化後に乾燥収縮を受け
やすいことから、硬化したコンクリートにひび割れが入
りやすく、合成セグメントとしての耐力低下だけでな
く、ひび割れ部からの雨水の浸入により、下面の鋼製底
板の腐食に繋がりやすいという問題がある。

【０００８】上記問題の解決策として、図４に示すよう
に、コンクリートスラリー打設面の形状に合わせた載荷
板で、コンクリートスラリーをプレスするプレスコンク
リート法も考えられるが、この工法では載荷反力が、甲
殻部やその支持フレームに集中して甲殻を変形損傷させ
てしまうという問題がある。

【０００９】また、図５に示すように、図２に示す甲殻
を垂直に設置し、該甲殻の側面に、型枠を設置した後に
コンクリートスラリーを打設充填して、コンクリートを
養生硬化させてオープンサンドイッチ合成構造を構築す
る工法も知られている。この工法は、シールドトンネル
用合成セグメントで用いる簡易なコンクリート施工法で
ある。

【００１０】しかしながら、上記の工法では、垂直に設
置した甲殻の上方に位置する側板下部に、コンクリート
スラリーからのブリージング水やエアーが溜まりやす
く、コンクリート硬化後に空洞ができやすく、甲殻内面
とコンクリートとの一体合成構造化に不安が残るという
問題がある。従って、本発明の目的は、上記従来技術の
問題を解決したオープンサンドイッチ工法を提供するこ
とである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的は以下の本発明
によって達成される。即ち、本発明は、甲殻とコンクリ
ートとからなるオープンサンドイッチ合成構造を水平構
築する工法において、甲殻内に打設されたコンクリート
スラリー面に真空マットを敷設した後、真空ポンプでマ
ットとコンクリートスラリー面との間に、減圧若しくは
真空状態を形成して、コンクリートを施工することを特
徴とするオープンサンドイッチ工法を提供する。

【００１２】また、本発明は、甲殻とコンクリートとか
らなるオープンサンドイッチ合成構造を垂直構築する工
法において、甲殻の開放部にコンクリート側面型枠とし
て真空マットを設置した後、甲殻内にコンクリートスラ
リーを打設し、真空ポンプでマットとコンクリートスラ
リーとの間に、減圧若しくは真空状態を形成して、コン
クリートを施工することを特徴とするオープンサンドイ
ッチ工法を提供する。また、本発明は、上記甲殻が、鋼
製板材からなる工法を提供する。また、本発明は、上記
甲殻が、湾曲鋼製底板と、その周辺端部に立設された４
個の鋼製側板で囲まれた鋼製甲殻である工法を提供す
る。また、本発明は、上記甲殻が、シールドトンネル用
セグメントの鋼製甲殻である工法を提供する。

【００１３】

【発明の実施の形態】次に好ましい実施の形態を挙げて
本発明をさらに具体的に説明する。図６は、本発明の水
平オープンサンドイッチ工法を全体的に説明する図であ
る。図６に示すように、本発明では、底板と該底板の周
辺端部から立設されている４個の側板から構成されてい
る甲殻中に、コンクリートスラリーを図３に示す如く注
入充填した後、該スラリー面に、真空マットを敷設した
後、真空マットに着脱可能に設けられた真空ホース、分
岐管、水の分離ドラム、フイルター、サクションホー
ス、真空ポンプ等からなる真空装置（Ａ）を作動させ
て、真空マットとスラリー面との間に減圧若しくは真空
状態を形成する。

【００１４】このようにすると、コンクリートスラリー
上面に６ｔ〜８ｔ／ｍ²の大気圧が作用して、コンクリ
ートスラリー中の余剰水分を吸引除去され、同時にコン
クリートスラリーは、強く締め固められて密実で充填率
が高くなる。また、余剰水分の除去によって、図７に示
すようにコンクリートスラリーの水／セメント比も低下
することから、図８及び図９に示すように、高強度（曲
げ強度及び圧縮強度）で、図１０に示すように、乾燥収
縮の少ないコンクリート硬化体となり、大きな耐力を持
った、ひび割れの少ない耐久性の大きなオープンサンド
イッチ合成構造が構築される。

【００１５】特に本発明の工法によれば、甲殻とコンク
リートとからなるオープンサンドイッチ合成構造では、
甲殻内面に対してコンクリートの強い押付け力が発生す
るので、甲殻とコンクリートとの密着力が高まり、構造
一体性の大きな合成構造体となる。また、コンクリート
スラリー打設面に真空マットを敷設した後、真空ポンプ
でマットとコンクリートスラリー面との間に減圧若しく
は真空状態を形成させることによって、コンクリートス
ラリー内面に負圧が発生し、それと同時にマットと甲殻
の外面に６ｔ〜８ｔ／ｍ²の大気圧が上下から挟み込む
ように均一に作用する。従って図４に示す如き従来のコ
ンクリートスラリーの打設面形状に合わせた載荷板でプ
レスするプレスコンクリート法のように、載荷反力が、
甲殻部やその支持フレームに集中して、甲殻を変形損傷
させてしまうことがない。

【００１６】図１１は、図６の甲殻と真空マットとの関
係をさらに詳しく説明する図である。なお。符号Ａは図
６に示されている真空装置を示している。図１１は、略
水平な底板（鋼製パネル）と不図示の側板からなる鋼製
甲殻内に、図２に示す如き縦リブ、配筋等が設置されて
おり、このような部材を有する甲殻内にコンクリートス
ラリーを打設後、スラリー面に複数の真空マットを並列
設置し、前記と同様にしてコンクリートスラリー中の余
剰水分を除去し、同時にコンクリートスラリーは強く締
め固められて密実で充填率が高くなる。

【００１７】図１２に示す例は、図１１における甲殻が
傾斜している場合であり、この場合も大気圧はコンクリ
ートスラリーの傾斜面に対して均等に作用するので、コ
ンクリートスラリーは傾斜面下部に向かってダレ下がら
ず、余剰水の分離が進展してコンクリートの硬化が進
み、安定した傾斜面の形状を確保できるとともに、前記
と同様な作用効果を奏する。

【００１８】図１３は、船型で略水平に設置された甲殻
を用いて合成構造を施工する工法を示している。甲殻
は、底板とその４辺端部から立設されている側板とから
構成されており、該甲殻内には、図２に示す如き縦リ
ブ、配筋等が設置されている。図３に示す如くコンクリ
ートスラリーを注入充填した後、湾曲したスラリー面に
所定の曲率を有する２個の真空マットを設置し、前記と
同様にしてコンクリートスラリー中の余剰水分を除去
し、同時にコンクリートスラリーを強く締め固めて密実
で充填率が高くなっている。この例でも前記と同等にコ
ンクリート中やその端部に空隙等が生じることなく、高
強度でひび割れ等の生じない合成構造セグメントが構築
される。

【００１９】図１４に示す例は、請求項２の発明を説明
する図であり、図１３に示す甲殻を垂直に設置し、図５
に示す型枠の代わりに、図面上右側に真空マットを設置
し、該甲殻の図面上上方の側板側からコンクリートスラ
リーを注入充填する例を示している。このように甲殻の
型枠として真空マットを兼用設置した場合も、前記と同
様の作用でコンクリートスラリー側面への大気圧の作用
により押し付け力が発生して、コンクリートスラリーを
持ち上げる力が発生すると同時に、余剰水分の除去によ
り甲殻の上部側板の下部にコンクリートのブリージング
水やエアーが溜まりにくく、コンクリート硬化後に空洞
ができず、鋼製甲殻とコンクリートとの一体合成構造化
が可能となる。図１５は、図１４の例においてコンクリ
ートスラリーを充填した後の状態を斜め方向から見た断
面図である。

【００２０】以上のように真空装置での余剰水の分離が
終了した後、図１６に示すように、真空装置及び真空ホ
ースを撤去し、真空マットの表面からバイブレーターを
かけてコンクリートスラリーの表面の不陸を調整する。
続いて図１７に示すように真空マットを撤去し、図１８
に示すように、締め固められたコンクリートスラリーの
面をこて等により平滑にする。その後、図１９に示すよ
うに、養生マットをスラリー面に被せて必要時間養生を
行なって、図２０に示す如き合成構造が完成する。

【００２１】以上の如き本発明で使用する真空マットの
好ましい１例は、図６に示すように、板状のフレームｄ
の周辺端部にエアタイトシーリングｆが設けられ、フレ
ームｄとエアタイトシーリングｆで区画された領域のフ
レームの図面上下面には気密性のカバープレートｃが張
設され、さらに通気性のフイルタークロスａが設けられ
ている。このような構成の真空マットの中央部には吸引
口ｅが設けられ、ここに真空ホースが着脱自在に設けら
れるように構成されている。なお、図６に示す例は本発
明において好ましい１例であり、さらに図１１、図１
３、図１４等に示すように、甲殻内に充填されたコンク
リートスラリーから効率よく水分を分離できる構成であ
れば、いずれの構成の真空マットであってもよい。

【００２２】

【発明の効果】以上の如き本発明によれば、真空装置の
作動によりコンクリートの水／セメント比が低下するこ
とから、高強度で乾燥収縮の少ないコンクリート硬化体
となり、大きな耐力を持ったひび割れの少ない耐久性の
大きなオープンサンドイッチ合成構造を構築できる。ま
た、特に鋼製底板面に打設したコンクリートは乾燥収縮
が少なく、ひび割れが入りにくく、ひび割れ部からの雨
水の浸入により下面の鋼製底板の腐食不安がなくなる。
さらに甲殻とコンクリートからなるオープンサンドイッ
チ合成構造構造では、甲殻に対してコンクリートの強い
押し付け力が発生するので、甲殻とコンクリートとの密
着力が高まり、構造一体性の大きな合成構造体となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のオープンサンドイッチ工法を説明する
図。

【図２】従来のオープンサンドイッチ工法を説明する
図。

【図３】従来のオープンサンドイッチ工法を説明する
図。

【図４】従来のオープンサンドイッチ工法を説明する
図。

【図５】従来のオープンサンドイッチ工法を説明する
図。

【図６】本発明のオープンサンドイッチ工法を説明す
る図。

【図７】水／セメント比と真空施工時間との関係を示
す図。

【図８】真空養生と普通養生の場合における時間と曲
げ強度との関係を示す図。

【図９】真空養生と普通養生の場合における時間と圧
縮強度との関係を示す図。

【図１０】収縮量と材令との関係を示す図。

【図１１】本発明のオープンサンドイッチ工法を説明
する図。

【図１２】本発明のオープンサンドイッチ工法を説明
する図。

【図１３】本発明のオープンサンドイッチ工法を説明
する図。

【図１４】本発明のオープンサンドイッチ工法を説明
する図。

【図１５】本発明のオープンサンドイッチ工法を説明
する図。

【図１６】本発明のオープンサンドイッチ工法を説明
する図。

【図１７】本発明のオープンサンドイッチ工法を説明
する図。

【図１８】本発明のオープンサンドイッチ工法を説明
する図。

【図１９】本発明のオープンサンドイッチ工法を説明
する図。

【図２０】本発明のオープンサンドイッチ工法を説明
する図。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者三宅正人千葉県富津市新富20−１新日本製鐵株式会社技術開発本部内 (72)発明者中村稔東京都千代田区大手町２−６−３新日本製鐵株式会社内 (72)発明者沖本眞之東京都千代田区東神田１−９−８環境エンジニアリング株式会社内 (72)発明者三谷清東京都千代田区東神田１−９−８環境エンジニアリング株式会社内 (72)発明者福盛省一東京都千代田区東神田１−９−８環境エンジニアリング株式会社内Ｆターム(参考） 2D055 EB10 KA04 LA05 LA06 2E162 BA02 BB01 BB07 CA11 CB02 4G058 GA01 GB02 GC01 GF00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】甲殻とコンクリートとからなるオープン
サンドイッチ合成構造を水平構築する工法において、甲
殻内に打設されたコンクリートスラリー面に真空マット
を敷設した後、真空ポンプでマットとコンクリートスラ
リー面との間に、減圧若しくは真空状態を形成して、コ
ンクリートを施工することを特徴とするオープンサンド
イッチ工法。
【請求項２】甲殻とコンクリートとからなるオープン
サンドイッチ合成構造を垂直構築する工法において、甲
殻の開放部にコンクリート側面型枠として真空マットを
設置した後、甲殻内にコンクリートスラリーを打設し、
真空ポンプでマットとコンクリートスラリーとの間に、
減圧若しくは真空状態を形成して、コンクリートを施工
することを特徴とするオープンサンドイッチ工法。
【請求項３】甲殻が、鋼製板材からなる請求項１又は
２に記載のオープンサンドイッチ工法。
【請求項４】甲殻が、湾曲鋼製底板と、その周辺端部
に立設された４個の鋼製側板で囲まれた鋼製甲殻である
請求項１〜３の何れか１項に記載のオープンサンドイッ
チ工法。
【請求項５】甲殻が、シールドトンネル用セグメント
の鋼製甲殻である請求項１〜４の何れか１項に記載のオ
ープンサンドイッチ工法。