JP2015166538A - 型枠設置方法、型枠および水中構造物 - Google Patents

Abstract

【課題】水中作業の軽減が可能であり、型枠が容易に自立可能な型枠設置方法等を提供する。【解決手段】水底２１に掘削孔９を形成して、掘削孔９に鞘管１１を設置する。そして、隣り合う型枠パネル３を鋼管杭５で連結した型枠１を、鞘管１１内に鋼管杭５の杭部５ｂを挿入して配置する。また、型枠パネル３に設けた金網２７、２９を広げ、型枠１と水底２１の間の隙間、型枠１と堤体２の壁面との間の隙間を塞ぐ。さらに、鋼管杭５の内部からコンクリート７を注入し、杭部５ｂの孔１５と鞘管１１の孔１３を介して、掘削孔９にコンクリート７を充填して根固めを行う。【選択図】図５

Description

本発明は、水中に型枠を設置する型枠設置方法、型枠および水中構造物に関する。

水中構造物を構築する際、水中に型枠を設置しコンクリートを打設する。型枠の設置方法としては、鋼管杭を水底の岩盤に打設し、隣り合う鋼管杭の間に鋼製型枠を設置することが一般的である（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−４０６３０号公報

しかしながら、水底に杭を打設して鋼製型枠を設置する方法は、水中で型枠を形成することになるためダイバーによる水中作業の工程が多くなり負担が大きい。また型枠全体の剛性も弱くなりがちであり、コンクリートの打設時などに自立が困難で型枠の内部に支保工を必要とすることも多い。

本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、水中作業の軽減が可能であり、型枠が容易に自立可能な型枠設置方法等を提供することである。

前述した目的を達成するための第１の発明は、隣り合う型枠パネル同士を、柱部および杭部を有する管体の前記柱部により連結して形成されたプレキャスト型枠を、水底の掘削孔に前記杭部を挿入して配置することを特徴とする型枠設置方法である。

本発明では、予め型枠パネルと管体により組み立てたプレキャスト型枠を、管体の杭部を水底の掘削孔に挿入して設置することでダイバーによる水中作業の軽減が可能である。プレキャスト型枠は型枠パネルと管体により強固に組み立てることができ、杭部の長さを適切に定めることで、容易に自立させることが可能である。

前記杭部は、側面に孔を有し、前記管体の内部からコンクリートを注入し、前記掘削孔内にコンクリートを充填することが望ましい。
杭部を介してコンクリートを掘削孔に充填することで、プレキャスト型枠の根固めを行い確実に自立させることができる。

前記柱部の下端部に仮受け治具が設けられ、前記掘削孔に、側面に孔を有する鞘管が配置され、前記鞘管は、前記水底から上端部が突出し、前記プレキャスト型枠の設置時に、前記杭部を前記鞘管に挿入し、前記仮受け治具を前記鞘管で支持することが望ましい。
これにより、鞘管で仮受け治具を支持してプレキャスト型枠を位置決めし、水底に不陸がある場合にも水平に設置できる。また鞘管により掘削孔を保護でき、杭部の挿入も容易である。

前記型枠パネルにスカート材が設けられ、前記プレキャスト型枠の設置時に、前記型枠と前記型枠の設置面との間の隙間を前記スカート材により塞ぐことが望ましい。
これにより、プレキャスト型枠と設置面との間に隙間が形成される場合でも、この隙間をスカート材により塞ぎ、型枠内部にコンクリートを好適に打設できる。

前記型枠パネルは、鋼板に補強材を取り付けたものであることが望ましい。
これにより、型枠パネルの剛性を高めることができる。

前記プレキャスト型枠を、緊締材を用いて側方の設置面に緊締することが望ましい。
緊締材により、コンクリートの打設時などに型枠に作用する水平力を分散させ、設置面に負担させることができる。

前記管体の上端部に、皿状部と、前記皿状部の上の前記皿状部より径の小さい筒状部とが設けられ、前記プレキャスト型枠の上に、隣り合う型枠パネル同士を、下端部の内部に受け具を有する管体により連結して形成されたプレキャスト型枠を、前記筒状部で前記受け具を支持して設置し、前記皿状部と、前記筒状部の外側とに充填材を充填することが望ましい。
これにより、必要な高さに応じてプレキャスト型枠を積み上げて設置でき、上部のプレキャスト型枠の位置固定も容易にできる。

第２の発明は、水中に設置するプレキャスト型枠であって、隣り合う型枠パネル同士を、柱部および杭部を有する管体の前記柱部により連結して形成されたことを特徴とするプレキャスト型枠である。

前記杭部は、側面に孔を有することが望ましい。
前記柱部の下端部に、前記管体から外側に突出する仮受け治具が設けられることが望ましい。
前記型枠パネルにスカート材が設けられることが望ましい。
前記型枠パネルは、鋼板に補強材を取り付けたものであることが望ましい。
前記管体の上端部に、皿状部と、前記皿状部の上の前記皿状部より径の小さい筒状部とが設けられることが望ましい。

第３の発明は、隣り合う型枠パネル同士を、柱部および杭部を有する管体の前記柱部により連結して形成されたプレキャスト型枠が、水底の掘削孔に前記杭部を挿入して配置され、前記プレキャスト型枠内にコンクリートが打設されたことを特徴とする水中構造物である。

本発明によれば、水中作業の軽減が可能であり、型枠が容易に自立可能な型枠設置方法等を提供することができる。

型枠１を示す図 受け部５ｃを示す図 型枠設置方法を示す図 型枠設置方法を示す図 型枠設置方法を示す図 型枠設置方法を示す図 型枠設置方法を示す図 型枠１ａを示す図 受け具４１を示す図 型枠設置方法を示す図 台座１０を示す図 型枠１の緊締を示す図

以下、図面に基づいて、本発明の実施形態について説明する。

（１．型枠１）
図１に、本発明の実施形態に係る型枠１（プレキャスト型枠）を示す。図１（ａ）は型枠１の側面を見た図、図１（ｂ）は図１（ａ）の線Ａ−Ａによる断面図である。図１（ｃ）は型枠１を上から見た図である。

この型枠１は、ダムの堤体の工事を行う際に、堤体近傍の水底に大規模なコンクリート構造物である台座（水中構造物）を構築するため設置するものとする。上記の台座は、堤体の工事箇所を周囲の水域から締め切る仮締切用の構造体を設置するために用いられる。

型枠１は、コの字型の平面形状を有し、型枠パネル３、鋼管杭５（管体）、金網２７、２９（スカート材）等からなる。

型枠パネル３は、鋼板３ｂに水平方向の型鋼３ａ（補強材）を取付けて補強したものである。型鋼３ａは例えばＨ型鋼とするが、これに限らず、例えばＩ型鋼などでもよい。本実施形態では複数の型枠パネル３をコの字型に並べて配置する。隣り合う型枠パネル３は、鋼管杭５によって連結される。

型枠１のコの字型平面の両端部では、型枠パネル３の側端部が、後述する型枠１の設置時に堤体の壁面に近接するように形成される。ただし、型枠パネル３の側端部は直線状に形成され、壁面の不陸等とは完全に一致しない。

鋼管杭５は、柱部５ａと杭部５ｂを上下に有する管体である。柱部５ａには上記の型枠パネル３が連結される。杭部５ｂの先端は尖っており、側面には孔１５が設けられる。柱部５ａの下端部には、鋼管杭５の外側に突出する仮受け治具１７が設けられる。

鋼管杭５の上端部には受け部５ｃが設けられる。図２は受け部５ｃの断面を示す図である。受け部５ｃは、鋼管杭５よりも径が大きい皿状部３９ｂの上に、皿状部３９ｂおよび鋼管杭５よりも径が小さい筒状部３９ａを設けたものである。

金網２７、２９は型枠１に設けられるスカート材である。金網２７は型枠パネル３の下端部に設けられる。金網２９は、型枠１のコの字型平面の両端部に対応する型枠パネル３の側端部に設けられる。金網２７、２９には例えば亀甲金網が用いられ、ロール状に巻いた状態で型枠１の内側に取り付けられる。

（２．型枠設置方法）
次に、本実施形態の型枠設置方法について説明する。本実施形態では、図３に示すように、まず堤体２近傍の水底２１の岩盤の適切な位置に掘削孔９を先行して掘削し、掘削孔９に鞘管１１を配置する。掘削孔９の平面位置は、型枠１の各鋼管杭５の位置に対応する。

鞘管１１は側面に孔１３を有する管体であり、上端部を水底２１から突出させる。この突出長さは、水底２１の不陸の状態に応じたものとし、各鞘管１１の上端の高さが等しく、かつ鞘管１１の上端の高さが型枠１の設置箇所で最も水底２１が高い箇所以上となるようにする。

次いで、水上の台船等にて型枠パネル３と鋼管杭５を組み立てて形成した型枠１を、クレーン等の揚重機（不図示）で吊下ろし、図４に示すように堤体２に沿って水底２１に設置する。

型枠１の設置時には、掘削孔９内の鞘管１１に鋼管杭５の杭部５ｂを挿入し、鞘管１１で仮受け治具１７を支持して型枠１を位置決めし、水平に配置する。前記したように、鞘管１１の上端部は、掘削孔９から水底２１の不陸の状態に応じた量だけ突出しているため、型枠パネル３の下端部が水底２１にぶつかることなく型枠１を配置できる。なお、型枠１の吊下ろし時には鋼管杭５の位置を掘削孔９に合わせるためダイバーによって誘導を行い、この際鋼管杭５の視認性を高めるため杭部５ｂの先端に白等の着色を施すようにしてもよい。

この後、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、ダイバー作業により金網２７を型枠１の外側に広げ、型枠１と水底２１との間の隙間に配置する。また同じく金網２９を型枠１の外側に広げ、型枠１のコの字型平面の両端部と堤体２の壁面との間の隙間に配置する。こうして、型枠１と型枠１の設置面（水底２１および堤体２の壁面）との間の隙間を金網２７、２９で塞ぐ。

次に、鋼管杭５の内部にトレミー管を挿入し、鋼管杭５の内部からコンクリートを注入して掘削孔９に充填し、根固めを行う。

図６（ａ）、（ｂ）は掘削孔９の水平方向の断面を示す。上記のようにコンクリートを注入すると、図６（ａ）に示す掘削孔９では、コンクリートが杭部５ｂの孔１５、および鞘管１１の孔１３を通って外側に滲出し、図６（ｂ）に示すように掘削孔９にコンクリート７が確実に充填される。この状態を図７に示す。なお、杭部５ｂの孔１５、鞘管１１の孔１３の径は、コンクリート７の最大骨材径よりも大きくしておく。また、コンクリート７としては例えば水中不分離性コンクリートを用いるが、これに限ることはない。

本実施形態では、以上のようにして１段目の型枠１を設置した後、その上に、さらに図８に示す型枠１ａ（プレキャスト型枠）を積み上げる。図８（ａ）は型枠１ａの側面を見た図、図８（ｂ）は型枠１ａを上から見た図である。

型枠１ａは、型枠パネル３と鋼管杭５により型枠１と同様に形成されるが、鋼管杭５の杭部５ｂや仮受け治具１７が省略される点で型枠１と異なる。鋼管杭５の下端部は型枠パネル３の下方に若干突出し、その内部に図９に示す受け具４１が設けられる。受け具４１は、鋼管杭５の内面から内側に突出する。なお、型枠１ａでは、前記の金網２７も省略される。

上記の型枠１ａも予め水上の台船等にて形成しておき、型枠１の上方からクレーン等の揚重機（不図示）で吊下ろし、図１０（ａ）に示すように型枠１に積み重ねる。前記と同様、金網２９を広げて型枠１ａのコの字型平面の両端部と堤体２の壁面との間の隙間を塞ぐ。

型枠１ａの設置時には、図１０（ｂ）に示すように、型枠１の鋼管杭５の受け部５ｃの筒状部３９ａを型枠１ａの鋼管杭５の下端部に挿入し、当該鋼管杭５の受け具４１を筒状部３９ａで支持する。型枠１ａの鋼管杭５の下端は皿状部３９ｂの内側に位置する。

次いで、皿状部３９ｂおよび筒状部３９ａの外側に充填材として水中不分離性モルタル等のグラウト材４３を充填する。本実施形態ではまず皿状部３９ｂにグラウト材４３を充填し、その後、型枠１ａの鋼管杭５の側面に設けた開閉可能な孔（不図示）を介して筒状部３９ａの外側にグラウト材４３を充填する。

本実施形態では、上記のようにして型枠１ａが型枠１に固定される。ただし、固定方法はこれに限らない。例えば、型枠１の鋼管杭５の受け部５ｃに替えて、鋼管杭５の上端部に外側に突出するフランジを設け、また型枠１ａの鋼管杭５の受け具４１に替えて、鋼管杭５の下端部に同じく外側に突出するフランジを設ける。これらのフランジにはボルト孔を形成しておく。この場合、ボルト孔の位置を合わせてフランジ同士を重ね、ボルトを用いてフランジ同士を接合することで型枠１ａを型枠１に固定できる。

こうして型枠１、１ａを設置した後、型枠１、１ａ内にコンクリートを打設する。コンクリートには例えば水中不分離性コンクリートを用いるが、これに限ることはない。

コンクリートが硬化すると、水底２１に台座が構築される。図１１は型枠１、１ａ内にコンクリート２３を打設して構築した台座１０を上から見た図である。本実施形態では型枠１、１ａは撤去せず、埋設型枠とする。必要に応じて各型枠１、１ａの鋼管杭５の内部にコンクリートを充填してもよい。

このように、本実施形態によれば、予め型枠パネル３と鋼管杭５により組み立てた型枠１を、鋼管杭５の杭部５ｂを水底２１の掘削孔９に挿入して設置することでダイバーによる水中作業の軽減が可能である。型枠１は型枠パネル３と鋼管杭５により強固に組み立てることができ、杭部５ｂの長さを適切に定めることで、容易に自立させることが可能である。また型枠パネル３としては、鋼板３ｂに補強材である型鋼３ａを取り付けて用いるので剛性も高く、これらにより型枠内部の支保工を省略することができ、型枠内部のコンクリートの打設も容易になる。

また、杭部５ｂは側面に孔１５を有し、鋼管杭５の内部からコンクリートを注入して掘削孔９内にコンクリートを充填することで、型枠１の根固めを行い確実に自立させることができる。

また、型枠１の設置時には、型枠１の鋼管杭５の仮受け治具１７を水底２１から突出した鞘管１１で支持するので、水底２１に不陸があっても型枠１を水平に設置できる。また、鞘管１１によって掘削孔９を保護して掘削孔９の崩壊等を防ぐことができ、杭部５ｂの挿入も容易である。

また、型枠１と設置面との間の隙間は金網２７、２９により塞ぐので、型枠１を設置面の不陸等に追従させ型枠内部にコンクリートを好適に打設できる。また、金網２７、２９は型枠１の外側に広げるので、コンクリートの断面欠損も生じない。

なお、スカート材としては金網２７、２９の代わりに繊維等によるジオグリッドやジオテキスタイルなども用いることができる。ただし、金網２７、２９は適度な剛性を有するので、水中での設置等が容易にできる利点がある。

さらに、本実施形態では、型枠１の上に型枠１ａを積み上げ、この際、前記のように型枠１ａの鋼管杭５の受け具４１を型枠１の鋼管杭５の筒状部３９ａで支持し、皿状部３９ｂおよび筒状部３９ａの外側にグラウト材４３を充填する。こうして、必要な高さに応じて型枠１ａを積み上げて設置でき、かつボルト接合時のような高精度の型枠１ａの位置合わせも不要で型枠１ａの位置固定が容易にできる。

なお、本実施形態では、コの字型平面の型枠１を例示したが、型枠の形状はこれに限ることはなく、水中構造物の形状や設置箇所に応じて適切に定めることができる。また、型枠１の適用対象も、上記した台座１０の構築時に限らず、各種の水中構造物の構築時に適用できる。その例として、水底の橋脚基部や、海岸から離れて設置する離岸堤の基部等の構築時にコンクリートを打設するようなケースにも適用できる。

また、本実施形態では型枠１、１ａを２段に積み上げたが、これに限ることはない。前記と同様にして型枠１ａを順次積み上げることで、必要な高さまで型枠を任意の複数段積み上げることが可能である。あるいは１段目の型枠１のみ設置するようなケースも考えられる。最上段の型枠については前記の受け部５ｃを省略することも可能である。

さらに、必要に応じて、図１２に示すように堤体２の壁面にアンカ４５を設け、該アンカ４５に連結したターンバックル４７（緊締材）の端部を型枠１に取り付けて型枠１を堤体２に緊締してもよい。図では１段目の型枠１を緊締する例を示したが、２段目以降の型枠１ａも同様にして緊締可能である。これにより、コンクリートの打設時などに型枠に作用する水平力を分散させ、堤体２に負担させることができる。

以上、添付図を参照しながら、本発明の実施形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１、１ａ………型枠
２………堤体
３………型枠パネル
３ａ………型鋼
３ｂ………鋼板
５………鋼管杭
５ａ………柱部
５ｂ………杭部
７………コンクリート
９………掘削孔
１１………鞘管
１３、１５………孔
１７………仮受け治具
２１………水底
２７、２９………金網

Claims (14)

1. 隣り合う型枠パネル同士を、柱部および杭部を有する管体の前記柱部により連結して形成されたプレキャスト型枠を、
   水底の掘削孔に前記杭部を挿入して配置することを特徴とする型枠設置方法。
2. 前記杭部は、側面に孔を有し、
   前記管体の内部からコンクリートを注入し、前記掘削孔内にコンクリートを充填することを特徴とする請求項１に記載の型枠設置方法。
3. 前記柱部の下端部に仮受け治具が設けられ、
   前記掘削孔に、側面に孔を有する鞘管が配置され、
   前記鞘管は、前記水底から上端部が突出し、
   前記プレキャスト型枠の設置時に、前記杭部を前記鞘管に挿入し、前記仮受け治具を前記鞘管で支持することを特徴とする請求項２に記載の型枠設置方法。
4. 前記型枠パネルにスカート材が設けられ、
   前記プレキャスト型枠の設置時に、前記型枠と前記型枠の設置面との間の隙間を前記スカート材により塞ぐことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の型枠設置方法。
5. 前記型枠パネルは、鋼板に補強材を取り付けたものであることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の型枠設置方法。
6. 前記プレキャスト型枠を、緊締材を用いて側方の設置面に緊締することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の型枠設置方法。
7. 前記管体の上端部に、皿状部と、前記皿状部の上の前記皿状部より径の小さい筒状部とが設けられ、
   前記プレキャスト型枠の上に、
   隣り合う型枠パネル同士を、下端部の内部に受け具を有する管体により連結して形成されたプレキャスト型枠を、
   前記筒状部で前記受け具を支持して設置し、
   前記皿状部と、前記筒状部の外側とに充填材を充填することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の型枠設置方法。
8. 水中に設置するプレキャスト型枠であって、
   隣り合う型枠パネル同士を、柱部および杭部を有する管体の前記柱部により連結して形成されたことを特徴とするプレキャスト型枠。
9. 前記杭部は、側面に孔を有することを特徴とする請求項８記載のプレキャスト型枠。
10. 前記柱部の下端部に、前記管体から外側に突出する仮受け治具が設けられたことを特徴とする請求項８または請求項９に記載のプレキャスト型枠。
11. 前記型枠パネルにスカート材が設けられたことを特徴とする請求項８から請求項１０のいずれかに記載のプレキャスト型枠。
12. 前記型枠パネルは、鋼板に補強材を取り付けたものであることを特徴とする請求項８から請求項１１のいずれかに記載のプレキャスト型枠。
13. 前記管体の上端部に、皿状部と、前記皿状部の上の前記皿状部より径の小さい筒状部とが設けられたことを特徴とする請求項８から請求項１２のいずれかに記載のプレキャスト型枠。
14. 隣り合う型枠パネル同士を、柱部および杭部を有する管体の前記柱部により連結して形成されたプレキャスト型枠が、水底の掘削孔に前記杭部を挿入して配置され、
    前記プレキャスト型枠内にコンクリートが打設されたことを特徴とする水中構造物。

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