JP2016166498A - 壁体構築方法および壁体 - Google Patents

Abstract

【課題】高効率かつ高品質な壁体を構築できる壁体構築方法等を提供する。【解決手段】開口部２０を残した状態で、LNGタンクの防液堤２をコンクリートにより形成し、防液堤２の開口部２０にコンクリート製のプレキャストブロック１０を配置して開口部２０を閉塞する。このプレキャストブロック１０には、両端をプレキャストブロック１０に定着した縦方向PC鋼材１２により、開口部２０への配置前に予めプレストレスが導入されている。【選択図】図４

Description

本発明は、壁体を構築する壁体構築方法および壁体に関する。

LNG（液化天然ガス）、LPG（液化石油ガス）などの低温の液体を貯留する設備として、PC(プレストレストコンクリート)タンクが用いられることがある。

図１０は、PCタンクとして、LNGを貯留するLNGタンク１００の例を示したものである。LNGタンク１００は、地盤７中の杭４で支持された底版５上に防液堤６を固定し、その内側に鋼板等による内槽３ａと外槽３ｂを設置したものである。LNGは内槽３ａにて貯留し、内槽３ａと外槽３ｂの間に断熱材を配置して保冷を行う。

防液堤６は、内槽３ａが破損した場合にLNGの外部への液漏れを防ぐために設けられるコンクリート製の筒状の壁体であり、通常円筒状である。防液堤６はLNGの液圧に耐え得る構造とする必要があり、そのために周方向や縦方向の緊張材（不図示）によるプレストレスが導入される。

防液堤６は、図１１（ａ）に示すように工事用の開口部６０を底部に設けた状態で形成されることがある（特許文献１、２等参照）。開口部６０は、内槽用の資材搬入、その他の工事用の小型資機材の搬入、作業員の出入り等に用いられる。これにより、内槽３ａの工事等を防液堤６の構築と並行して効率良く行うことができる。

開口部６０は内槽３ａの工事が概ね終わった段階で図１１（ｂ）に示すように閉塞され、その後緊張材によるプレストレスが防液堤６に導入される。

特開昭58-62253号公報 特開2011-84960号公報

周方向の緊張材によって防液堤に周方向のプレストレスを導入することで前記した液圧に抵抗できるが、防液堤は、常時はタンク内部から液圧がかかっていない状態にある。このため、防液堤には周方向のプレストレスによる鉛直面内の曲げモーメントが加わり、曲げひび割れ等の原因となる恐れがある。これを抑制するため、大きな曲げモーメントが加わる防液堤の底部で縦方向の緊張材を別に設け、追加のプレストレスを導入して補強を行うことがある。

図１２（ａ）は、この場合の防液堤６内の緊張材の配置を示したものである。防液堤６では緊張材として周方向PC鋼材３１と縦方向PC鋼材３２が防液堤６の全高さに渡って設けられるほか、上記した補強用の緊張材として防液堤６の底部に縦方向PC鋼材３３が設けられる。縦方向PC鋼材３３は、その上端部の定着位置ａまで防液堤６を形成した段階で緊張し、上端部を定着位置ａにて防液堤６に定着すればよく、これにより防液堤６の底部にプレストレスを導入できる。

一方、図１２（ｂ）は防液堤６の開口部６０に対応する部分を示したものであるが、防液堤６の底部に開口部６０を空ける場合、上記と同様に補強用の緊張材を設け、これを緊張、定着することができない。そのため、防液堤６を頂部まで形成して開口部６０を閉塞した後、縦方向PC鋼材３４を防液堤６の全高さに渡って配置して緊張し、上端部を防液堤６の頂部に定着する。こうして前記した縦方向PC鋼材３２、３３を合わせた量のプレストレスを防液堤６に導入する。

しかしながら、この場合、開口部６０の上方の部分では余分にプレストレスを導入することになり効率が悪く、また開口部６０の側方の他の部分に比べ強いプレストレスが導入されるのでせん断ひび割れ等の原因になる恐れがある。

本発明は、上記の課題を鑑みてなされたもので、高効率かつ高品質な壁体を構築できる壁体構築方法等を提供することを目的とする。

前述した課題を解決するための第１の発明は、開口部を残した状態で形成された壁体の前記開口部にコンクリート製のプレキャストブロックを配置して、前記開口部が閉塞された壁体を構築し、前記プレキャストブロックには、両端を前記プレキャストブロックに定着した縦方向の緊張材により、前記開口部への配置前に予めプレストレスが導入されていることを特徴とする壁体構築方法である。

本発明では、開口部を残した状態で壁体を形成し、その後、予め縦方向の緊張材によるプレストレスを導入したプレキャストブロックを配置して開口部を閉じる。この場合、開口部に対応する部分のみで緊張材の配置ができ、前記したように開口部の上方で余分にプレストレスを導入することもなく、開口部の側方の他の部分とのプレストレス力の差も生じないので、高効率で高品質の壁体が構築できる。また開口部をプレキャストブロックを用いて閉じるので手間もかからない。

前記開口部の上方の壁体と前記プレキャストブロックには、別の縦方向の緊張材を通すための縦方向のシース管が設けられ、前記開口部の上方の壁体と前記プレキャストブロックの前記縦方向のシース管に通して配置した前記別の縦方向の緊張材により、縦方向のプレストレスを導入することが望ましい。
これにより、プレキャストブロックによる開口部の閉塞後、開口部に対応する部分で縦方向の緊張材を配置し、縦方向のプレストレスを壁体に導入できる。

また、前記壁体は筒状であり、前記開口部の側方の壁体と前記プレキャストブロックには、周方向の緊張材を通すための周方向のシース管が設けられ、前記開口部の側方の壁体と前記プレキャストブロックの前記周方向のシース管に通して配置した前記周方向の緊張材により、周方向のプレストレスを導入することが望ましい。
これにより、プレキャストブロックによる開口部の閉塞後、開口部に対応する部分で周方向の緊張材を配置し、周方向のプレストレスを壁体に導入できる。

また、前記プレキャストブロックが、前記底版に設けた溝の上に配置されることが望ましい。
これにより、前記の曲げモーメントが最大となる底版上面に当たる位置にプレキャストブロックの縦方向の緊張材が配置された状態とでき、壁体の耐力を高めることができる。

また、前記底版は、外縁部の高さが前記外縁部の内側に比べ低くなっており、前記プレキャストブロックを前記底版の外縁部に配置した後、前記プレキャストブロックの外側で前記底版の外縁部上にコンクリート部を形成することも望ましい。
これにより、プレキャストブロックの配置を容易に行うことができる。

前記プレキャストブロックと前記開口部の外周との間の隙間に、充填材を充填することも望ましい。また前記プレキャストブロックと前記壁体とを連結材により連結することも望ましい。
これにより、開口部にてブロックを強固に固定できる。

前記プレキャストブロックが、前記開口部において左右に複数並べて配置されることも望ましい。
これにより、開口部の幅に合わせた数のプレキャストブロックを配置し、開口部を閉じることができる。

第２の発明は、コンクリート製のプレキャストブロックを配置することにより開口部が閉塞された壁体であって、前記プレキャストブロックには、両端を前記プレキャストブロックに定着した縦方向の緊張材によりプレストレスが導入されていることを特徴とする壁体である。

本発明により、高効率かつ高品質な壁体を構築できる壁体構築方法等を提供することができる。

防液堤２の構築方法を示す図 プレキャストブロック１０を示す図 ブロック１０による開口部２０の閉塞について示す図 ブロック１０による開口部２０の閉塞について示す図 連結材３５、縦方向PC鋼材３２ａおよびプレキャストブロック１０’を示す図 ブロック１０による開口部２０の閉塞について示す図 ブロック１０による開口部２０の閉塞について示す図 防液堤２ａとプレキャストブロック１０ａを示す図 防液堤２ｂとプレキャストブロック１０ｂを示す図 LNGタンク１００を示す図 防液堤６の構築方法を示す図 緊張材の配置を示す図

以下、図面に基づいて本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。

[第１の実施形態]
まず、本発明の第１の実施形態に係る壁体構築方法について説明する。本実施形態では、壁体として、図１０で説明したLNGタンク１００の防液堤を構築する例を説明する。前記したように、防液堤は底版５上に固定して設けられるコンクリート製の筒状の壁体であり、通常円筒状である。

（１．防液堤２の構築）
図１（ａ）に示すように、本実施形態でも、底部に開口部２０を残した状態で防液堤２が頂部まで形成される。前記したように、開口部２０は内槽用の資材搬入、その他の工事用の小型資機材の搬入、作業員の出入り等に用いられ、これにより内槽３ａの工事等を防液堤２の構築と並行して効率良く行うことができ、LNGタンク１００の施工時の全体工程の短縮につながる。

防液堤２は現場打ちコンクリートやコンクリート製のプレキャストブロックにより底版５上に形成される。また本実施形態では、開口部２０に相当する位置の底版５には溝５ａを設ける。

防液堤２には、後述する周方向PC鋼材３１（図４（ｂ）参照）を通すためのシース管２１が埋設される。また、後述する縦方向PC鋼材３２（図４（ｂ）参照）を通すためのシース管も同じく埋設される（図３（ａ）のシース管２２）。底版５にも縦方向PC鋼材３２を通すためのシース管５１が埋設され、開口部２０の外周にはこれらのシース管の端部が露出している。

本実施形態では、図１（ｂ）に示すように、プレキャストブロック１０（以下、ブロックということがある）を開口部２０に配置することで開口部２０が閉塞され、その後防液堤２にプレストレスを導入することで防液堤２の構築が完了する。

ブロック１０は、開口部２０の幅に合わせて左右に複数（図の例では３つ）並べて配置され、ブロック１０と開口部２０の外周の間の隙間、および隣り合うブロック１０間に無収縮コンクリート、膨張コンクリート、モルタル等による充填材３０が充填される。

（２．プレキャストブロック１０）
図２は開口部２０の閉塞に用いるプレキャストブロック１０を示す図であり、ブロック１０の厚さ方向の断面構成を示したものである。

プレキャストブロック１０は、縦長の矩形板状のコンクリート製の本体に、前記した防液堤２の補強用の緊張材として縦方向PC鋼材１２（縦方向の緊張材）を配置し、縦方向PC鋼材１２によるプレストレスを開口部２０への配置前に予め導入したものである。

縦方向PC鋼材１２は本体内部で縦方向に配置される。縦方向PC鋼材１２の上端部は、本体上面の凹部１１に定着体等の定着部１３で定着される。縦方向PC鋼材１２の下端部は、本体下面の凹部１１に定着部１３で定着される。こうして縦方向PC鋼材１２の両端がブロック１０に定着される。

ブロック１０の本体内部にはシース管１８、１９も設けられる。これらは後述する周方向PC鋼材３１（周方向の緊張材）、縦方向PC鋼材３２（別の縦方向の緊張材）を通すために用いられる。なお、ブロック１０の本体の幅方向（図２の紙面法線方向に対応する）は、防液堤２の径に応じて若干反った形となっている。

（３．プレキャストブロック１０による開口部２０の閉塞）
前記したように、本実施形態では防液堤２の開口部２０にブロック１０を配置し、開口部２０を閉塞する。

ブロック１０の配置時には、図３（ａ）の矢印Ａに示すように、ブロック１０を防液堤２の外側から内側に向けて開口部２０まで移動させ、その後ブロック１０を降ろして、図３（ｂ）に示すように溝５ａの上に配置する。なお、溝５ａの幅はブロック１０の厚さよりも大きい。

続いて、図４（ａ）に示すように、ブロック１０のシース管１９の上端部を、開口部２０の上方の防液堤２内に設けられたシース管２２と接続する。同様に、シース管１９の下端部を底版５に設けられたシース管５１と接続する。なお、前記したように開口部２０では複数のブロック１０が左右に並べて配置され、ブロック１０のシース管１８と開口部２０の側方の防液堤２内に設けられたシース管２１（図１（ａ）参照）、および左右に隣り合うブロック１０のシース管１８同士も相互に接続される。

こうしてシース管の接続を行った後、ブロック１０と開口部２０の外周との間の隙間に充填材３０を充填する。充填材３０は、上記した隣り合うブロック１０の間にも充填される。

その後、図４（ｂ）に示すように縦方向PC鋼材３２を前記したシース管２２、１９、５１に通して配置し、縦方向PC鋼材３２を緊張して防液堤２に縦方向のプレストレスを導入する。縦方向PC鋼材３２の下端部は底版５内の定着部５２に定着され、上端部は防液堤２の頂部で定着部（不図示）により定着される。

また、周方向PC鋼材３１を前記したシース管２１、１８に通して配置し、周方向PC鋼材３１を緊張して防液堤２に周方向のプレストレスを導入する。図示は省略するが、周方向PC鋼材３１の両端は防液堤２に設けたピラスターで定着部により定着される。

こうしてブロック１０により開口部２０を閉塞し、プレストレスを導入することで防液堤２の構築が完了する。内槽３ａなど他の必要な工事も終えると、図１０に示したLNGタンク１００が構築される。

このように、本実施形態では、開口部２０を残した状態で防液堤２を形成し、その後、予め縦方向PC鋼材１２によるプレストレスを導入したブロック１０を配置して開口部２０を閉じる。この場合、開口部２０に対応する部分のみで緊張材の配置ができ、前記したように開口部２０の上方で余分にプレストレスを導入することもなく、開口部２０の側方の他の部分とのプレストレス力の差も生じないので、高効率で高品質の防液堤２が構築できる。また開口部２０をブロック１０を用いて閉じるので手間もかからない。加えて、ブロック１０は工場で管理して製作できるので、これも防液堤２の品質向上に寄与する。

また、ブロック１０にはシース管１８、１９が設けられるので、これを利用して、ブロック１０による開口部２０の閉塞後、開口部２０に対応する部分で周方向PC鋼材３１、縦方向PC鋼材３２を配置し、これらの緊張材によるプレストレスを防液堤２に導入できる。

また、ブロック１０は底版５に設けた溝５ａの上に配置するので、前記した曲げモーメントが最大となる底版上面に当たる位置に縦方向PC鋼材１２が配置された状態となり、防液堤２の耐力を高めることができる。

さらに、ブロック１０は開口部２０において左右に複数並べて配置され、ブロック１０と開口部２０の外周との間の隙間に充填材３０を充填するので、開口部２０の幅に合わせた数のブロック１０を配置し、ブロック１０を強固に固定して開口部２０を閉じることができる。なお、開口部２０の幅やブロック１０のサイズによっては１つのブロック１０で開口部２０を閉じることも可能である。

しかしながら、本発明はこれに限らない。例えば、本実施形態では壁体としてLNGタンク１００の防液堤２を構築する例を挙げて説明したが、これに限ることはない。本発明は、開口部を残して壁体を形成する場合であれば、LPGを貯留するLPGタンクなどのPCタンクを始め各種のタンクの壁体に適用可能であり、またタンクの壁体に限らずその他の壁体に適用することも可能である。

さらに、図５（ａ）に示すように防液堤２や底版５とブロック１０とを連結材３５により連結することも可能であり、これによりブロック１０をさらに強固に固定できる。

また、本実施形態では前記した縦方向PC鋼材３２を直線状に設けているが、これに限ることはない。例えば図５（ｂ）は防液堤２の周方向（図の左右方向に対応する）の縦方向PC鋼材３２ａの配置を示したものであるが、この縦方向PC鋼材３２ａのように、底版５内でＵ字状に折り返すように配置してもよい。なお、図５（ｂ）では縦方向PC鋼材３２ａ以外の緊張材やシース管等の図示を省略している。

この場合、Ｕ字状の縦方向PC鋼材３２ａの両端（上端部）が防液堤２の頂部で定着される。また縦方向PC鋼材３２ａの下端部は定着部によって定着されず、底板５内のシース管（不図示）内で連続した折り返し部となる。

またブロックの構成も、縦方向PC鋼材１２によるプレストレスが予め導入されていればよく、前記したものに限らない。例えば図５（ｃ）に上面を示すプレキャストブロック１０’のように、縦方向PC鋼材１２とシース管１９が本体の幅方向に並ぶような配置も可能である。

以下、本発明の別の例について第２〜第４の実施形態として説明する。各実施形態は第１の実施形態と異なる構成について説明し、同様の構成については図等で同じ符号を付すなどして説明を省略する。また、第１の実施形態も含め、各実施形態の構成は必要に応じて組み合わせて用いることが可能である。

［第２の実施形態］
図６、７を参照して本発明の第２の実施形態に係る壁体構築方法について説明する。

第２の実施形態では、図６（ａ）に示すように底版５の外縁部５ｂの高さがその内側より低くなっており、ブロック１０の配置時には、矢印Ｂに示すようにブロック１０を防液堤２の外側から内側に向けて開口部２０まで移動させ、図６（ｂ）に示すように外縁部５ｂの上に配置できる。

その後、図７（ａ）に示すようにブロック１０の外側で外縁部５ｂの上にコンクリート部５ｃを形成し、これによりブロック１０が底版５の溝の上に配置された状態となる。以降は前記の図４（ａ）、（ｂ）で説明した手順と同様であり、これにより図７（ｂ）に示すように開口部２０を閉塞して周方向PC鋼材３１と縦方向PC鋼材３２によるプレストレスを導入でき、第１の実施形態と同様の効果が得られる。また第２の実施形態では、開口部２０へのブロック１０の移動が容易になる利点もある。

［第３の実施形態］
第３の実施形態は、図８（ａ）に示すように防液堤２ａの開口部２０ａの高さが高い場合の例であり、この例では、図８（ｂ）に示すように上下複数段（図の例では２段）のプレキャストブロック１０ａを一体とし、これを用いて開口部２０ａを閉塞する。

本実施形態では、上下のブロック１０ａに渡って配置された縦方向PC鋼材１２により、上下のブロック１０ａに予めプレストレスが導入される。縦方向PC鋼材１２の上端部は、上段のブロック１０ａ−１の本体上面の凹部１１に定着部１３で定着される。縦方向PC鋼材１２の下端部は、下段のブロック１０ａ−２の本体下面の凹部１１に定着部１３で定着される。

本実施形態では、例えば、上段のブロック１０ａ−１、下段のブロック１０ａ−２を現場まで運んだ後、現場にてブロック１０ａ−１、１０ａ−２を上下に配置して上記したように縦方向PC鋼材１２によるプレストレスを導入し、一体化して用いることができる。ブロック１０ａ−１、１０ａ−２の本体内部には、縦方向PC鋼材１２を通すための縦方向のシース管（不図示）を設けておく。

このブロックを第１の実施形態と同様にして用い、開口部２０ａの閉塞、および周方向PC鋼材３１と縦方向PC鋼材３２によるプレストレスの導入を行うことができる。こうして上下複数段のブロック１０ａ（１０ａ−１、１０ａ−２）を一体化して用いることで、開口部２０ａの高さが高い場合にも対応でき、第１の実施形態と同様の効果が得られる。

[第４の実施形態]
第４の実施形態では、図９（ａ）に示すように防液堤２ｂの底部に拡幅部２３が設けられる。拡幅部２３は、その上方の厚さ一定の部分に対して外側に拡幅した形状となっている。拡幅部２３の外側側面は、下方に行くにつれ外側へと向かうように、鉛直方向に対して直線状に傾斜している。

図９（ｂ）に示すように、本実施形態のプレキャストブロック１０ｂの形状は、拡幅部２３を含む防液堤２ｂの底部形状に対応したものとなっており、上部は厚さ一定であるが、これに対して下部は外側に拡幅している。下部の外側側面は、上記した拡幅部２３の外側側面と同様、下方に行くにつれ外側へと向かうように、鉛直方向に対して直線状に傾斜している。

縦方向PC鋼材１２の上端部は定着部１３によってブロック１０ｂの上面の凹部１１で定着される。縦方向PC鋼材１２の下端部は定着部１３によってブロック１０ｂの下面の凹部１１で定着される。縦方向PC鋼材１２は、ブロック１０ｂの上部において鉛直方向に配置されるが、途中で外側に屈曲し、ブロック１０ｂの下部では、ブロック１０ｂの外側側面の傾斜に沿って、下に行くにつれ外側に向かうように鉛直方向に対して直線状に傾斜する。

このブロック１０ｂも、第１の実施形態と同様にして用い、開口部２０ｂの閉塞、および周方向PC鋼材３１と縦方向PC鋼材３２によるプレストレスの導入を行うことができ、第１の実施形態と同様の効果が得られる。このように、ブロックの形状は防液堤あるいは開口部の形状等に応じて様々に定めることができる。

以上、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されない。当業者であれば、本願で開示し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。

２、２ａ、２ｂ、６；防液堤
３ａ；内槽
３ｂ；外槽
４；杭
５；底版
５ａ；溝
５ｂ；外縁部
５ｃ；コンクリート部
７；地盤
１０、１０’、１０ａ、１０ａ−１、１０ａ−２、１０ｂ；プレキャストブロック
１１；凹部
１２、３２、３３、３４；縦方向PC鋼材
１３、５２；定着部
１８、１９、２１、２２、５１；シース管
３１；周方向PC鋼材
２０、２０ａ、２０ｂ、６０；開口部
３０；充填材
１００；LNGタンク

Claims (9)

1. 開口部を残した状態で形成された壁体の前記開口部にコンクリート製のプレキャストブロックを配置して、前記開口部が閉塞された壁体を構築し、
   前記プレキャストブロックには、両端を前記プレキャストブロックに定着した縦方向の緊張材により、前記開口部への配置前に予めプレストレスが導入されていることを特徴とする壁体構築方法。
2. 前記開口部の上方の壁体と前記プレキャストブロックには、別の縦方向の緊張材を通すための縦方向のシース管が設けられ、
   前記開口部の上方の壁体と前記プレキャストブロックの前記縦方向のシース管に通して配置した前記別の縦方向の緊張材により、縦方向のプレストレスを導入することを特徴とする請求項１記載の壁体構築方法。
3. 前記壁体は筒状であり、
   前記開口部の側方の壁体と前記プレキャストブロックには、周方向の緊張材を通すための周方向のシース管が設けられ、
   前記開口部の側方の壁体と前記プレキャストブロックの前記周方向のシース管に通して配置した前記周方向の緊張材により、周方向のプレストレスを導入することを特徴とする請求項１または請求項２記載の壁体構築方法。
4. 前記プレキャストブロックが、前記底版に設けた溝の上に配置される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壁体構築方法。
5. 前記底版は、外縁部の高さが前記外縁部の内側に比べ低くなっており、
   前記プレキャストブロックを前記底版の外縁部に配置した後、前記プレキャストブロックの外側で前記底版の外縁部上にコンクリート部を形成することを特徴とする請求項４記載の壁体構築方法。
6. 前記プレキャストブロックと前記開口部の外周との間の隙間に、充填材を充填することを特徴とする請求項１または請求項５のいずれかに記載の壁体構築方法。
7. 前記プレキャストブロックと前記壁体とを連結材により連結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壁体構築方法。
8. 前記プレキャストブロックが、前記開口部において左右に複数並べて配置されることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の壁体構築方法。
9. コンクリート製のプレキャストブロックを配置することにより開口部が閉塞された壁体であって、
   前記プレキャストブロックには、両端を前記プレキャストブロックに定着した縦方向の緊張材によりプレストレスが導入されていることを特徴とする壁体。

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