JP2017025490A - コンクリートの打設装置、及びコンクリートの打設方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、水中に打設されたコンクリートを十分に締め固めることができると共に、硬くて品質が良いコンクリートを水中で用いることができ、陸上と同等の品質を確保することができるコンクリートの打設装置及び打設方法を提供する。
【解決手段】打設装置は、水中Ｗに打設されるコンクリートＣを通すトレミー管と、トレミー管を通って水中Ｗに打設されたコンクリートＣに埋め込まれる振動部３ａ、及び振動部３ａを有し、コンクリートＣの天端面Ｔの上昇と共に上昇するバイブレータ３と、水中Ｗでバイブレータ３の上昇移動をガイドすると共に、振動部３ａの振動によってコンクリートＣから発生した空気Ｋを回収するガイド管４と、を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、水中にコンクリートを打設する際に用いられるコンクリートの打設装置、及びコンクリートの打設方法に関する。

特開昭６３−１１７１７号公報には、ベントナイトで安定化された孔壁を有する掘削孔に鉄筋かごを配置し、この掘削孔内にコンクリートを打設するコンクリートの打設工法が記載されている。この打設工法では、打設されたコンクリートに埋設されるバイブレータ装置と、地表からバイブレータ装置を巻き取る巻取装置とが用いられる。バイブレータ装置によってコンクリートを振動させることにより、鉄筋等にコンクリートが回り込み、また、巻取装置によってバイブレータ装置が上下に移動する。

特公平２−２９８１０号公報には、トレミー管を用いて水中にコンクリートを打設する打設方法が記載されている。この打設方法では、先に打設して硬化した先行地中壁に隣接して水中掘削された掘削溝に、トレミー管を挿入してコンクリートを打設している。掘削溝内は、安定液で満たされており、鉄筋かごが挿入されている。また、この打設方法では、地上のリールから繰り出される吊ワイヤーによって昇降可能に吊り下げられた耐水圧型バイブレータが用いられており、この耐圧型バイブレータでコンクリートを振動させることによって、コンクリートに流動性が与えられスライムの巻き込みが防止される。

特開昭６３−１１７１７号公報 特公平２−２９８１０号公報

前述したようにコンクリートを打設する場合には、コンクリートの打設に伴ってコンクリートから空気が発生することがある。このように空気が発生すると、コンクリート中に気泡が入ってコンクリートの比重が小さくなり、例えば孔壁が崩れやすくなる等、コンクリートの品質の劣化が懸念される。また、水中に打設されるコンクリートとして、スランプ値が小さく硬いコンクリートを用いた場合、水中で分離したり水中に均等に充填されなかったりすることがあるので、コンクリートの打設を均等に行うことが難しい。従って、水中に打設されるコンクリートとしては、そのスランプ値が高く軟らかいコンクリートが用いられる。しかしながら、スランプ値が高いコンクリートは軟らかく、軟らかいコンクリートは、硬いコンクリートと比較して品質が劣ると言われている。このため、陸上と同じように、スランプ値が小さく硬いコンクリートを水中で使用することが求められている。

本発明は、コンクリートの打設を均等に行うことによって硬く品質が良いコンクリートを水中で用いることができ、陸上と同等の品質を確保することができるコンクリートの打設装置及び打設方法を提供することを目的とする。

本発明に係るコンクリートの打設装置は、水中に打設されるコンクリートを通すコンクリート移送管と、コンクリート移送管を通って水中に打設されたコンクリートに埋め込まれる振動部を有し、コンクリートの天端面の上昇と共に上昇するバイブレータと、水中でバイブレータの上昇移動をガイドすると共に、振動部の振動によってコンクリートから発生した空気を回収する空気回収管と、を備える。

本発明に係るコンクリートの打設装置では、コンクリートに埋め込まれる振動部を備えたバイブレータが設けられており、このバイブレータによってコンクリートを振動させている。従って、バイブレータの振動によって、水中に打設されたコンクリートを十分に締め固めて密実化させると共に、コンクリートの打設を均等に行うことができる。また、本発明に係る打設装置では、空気回収管がコンクリートからの空気を回収しているので、安定液のみかけ比重が小さくなるのを抑制することができ、孔壁が崩れる等の問題を回避することができる。従って、水中でコンクリートを均等に充填して十分に締め固めて密実化させることができると共にコンクリートからの空気の回収も行える。よって、硬くて品質が良いコンクリートを水中で用いることができ、陸上と同等の品質を確保することができる。

また、天端面に対する振動部の深さを検出するセンサを備えてもよい。この場合、センサで振動部の深さを検出することによって、打設されたコンクリートの天端面に対する振動部の深さを適切な値に維持することができる。従って、最適な深さでコンクリートに振動を与えることができるので、コンクリートの密実化を一層良好に行うことができる。

また、コンクリートのスランプ値が１２ｃｍ以下であってもよい。前述したように、本発明の打設装置では、バイブレータによってコンクリートを振動させると共に、空気回収管がコンクリートからの空気を回収している。従って、スランプ値が１２ｃｍ以下といった一般的に硬いと言われているコンクリートを用いることができる。このように、硬くて品質が良いコンクリートを水中で用いることが可能となり、陸上と同等の品質を確保することができる。

また、コンクリート移送管は、筒状部と、筒状部の下部に位置して筒状部よりも扁平した扁平部と、を有する扁平ホースであり、扁平部の断面形状がコンクリートの圧送圧力によって変化してもよい。この場合、扁平部の断面形状がコンクリートの圧送圧力によって変化するので、コンクリートに適度な締め付け力を与えることができる。よって、コンクリートの骨材等が先に移送されてしまう等の材料分離を抑えることができると共に、コンクリート移送管内でコンクリートが詰まる事態を回避することができる。従って、コンクリートをコンクリート移送管内でスムーズに移送することができる。

本発明に係るコンクリートの打設方法は、水中にコンクリート移送管を降ろす工程と、コンクリート移送管にコンクリートを通して水中にコンクリートを打設する工程と、水中に打設されたコンクリートにバイブレータの振動部を埋め込んで振動部によってコンクリートを振動させる工程と、振動部の振動によってコンクリートから発生した空気を空気回収管で回収する工程と、コンクリートの天端面の上昇に伴ってコンクリート移送管、バイブレータ及び空気回収管を所定高さ上昇させる工程と、を備え、コンクリートを打設する工程と、コンクリートを振動させる工程と、空気を空気回収管で回収する工程と、上記所定高さ上昇させる工程と、を順次繰り返す。

本発明に係るコンクリートの打設方法によれば、バイブレータの振動部の振動によってコンクリートを振動させ、コンクリートから発生した空気は空気回収管によって回収される。従って、バイブレータの振動によって、水中に打設されたコンクリートを十分に締め固めて密実化させると共に、コンクリートの打設を均等に行うことができる。また、空気回収管による空気の回収により、安定液のみかけ比重が小さくなるのを抑制することができ、孔壁が崩れる等の問題を回避することができる。従って、水中でコンクリートを締め固めてコンクリートを均等に充填することができると共に空気の回収も行えるので、硬く品質が良いコンクリートを水中で用いることができ、陸上と同等の品質を確保することができる。

また、コンクリートを振動させる工程では、複数の振動部を埋め込むと共に、天端面に対する振動部の深さを検出する複数のセンサを振動部毎に配置して、コンクリートを振動させる工程の後に、複数のセンサによって得られた複数の振動部の深さの差が所定範囲内になったことを確認することにより、天端面が平坦化されたことを確認する工程を更に備えてもよい。この場合、バイブレータとセンサとがコンクリートの複数箇所に配置され、天端面に対する振動部の深さが複数箇所で検出される。そして、複数のセンサで検出された複数の振動部の深さの差が所定範囲内でない場合には、各箇所で振動部の深さが異なるということなので、平坦化が不十分であるとわかる。一方、複数のセンサで検出された複数の振動部の深さの差が所定範囲内である場合には、各箇所で振動部の深さが概ね一定になっているということなので、平坦化が十分であることがわかる。このように平坦化が十分であるか否かを検出することができる。

また、コンクリートのスランプ値が１２ｃｍ以下であってもよい。このように、本発明に係るコンクリートの打設方法でも、スランプ値が１２ｃｍ以下といった硬いコンクリートを用いることができる。このように、硬くて品質が良いコンクリートを水中で用いることが可能となり、陸上と同等の品質を確保することができる。

また、コンクリート移送管は、筒状部と、筒状部の下部に位置して筒状部よりも扁平した扁平部と、を有する扁平ホースであり、コンクリートを打設する工程では、コンクリートの圧送圧力によって扁平部の断面形状が変化してもよい。この場合、扁平部の断面形状がコンクリートの圧送圧力によって変化するので、コンクリートに適度な締め付け力を与えることができる。従って、コンクリートの骨材等が先に移送されてしまう等の材料分離を抑えることができると共に、コンクリートをコンクリート移送管内でスムーズに移送することができる。

本発明によれば、コンクリートの打設を均等に行うことによって硬くて品質が良いコンクリートを水中で用いることができ、陸上と同等の品質を確保することができる。

本実施形態に係るコンクリートの打設装置が適用される掘削孔の一例を示す断面図である。 複数のガイド管を接続するフレーム部材が含まれた図１のII−II線断面図である。 打設されたコンクリート、ガイド管及びバイブレータを示す断面図である。 ガイド管、バイブレータ及び移動部材を示す断面図である。 本実施形態に係るトレミー管の一例を示す正面図である。 図５のトレミー管の側面図である。 （ａ）は図５のVIIa −VIIa線に沿った線断面図である。（ｂ）は図５のVIIb−VIIb線に沿った線断面図である。 コンクリートの天端面が平坦化された状態を示す断面図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明に係るコンクリートの打設装置、及びコンクリートの打設方法について詳細に説明する。

図１〜図３に示されるように、本実施形態に係るコンクリートの打設装置１は、例えば場所打ち杭又は地中連続壁におけるコンクリートＣの打設に用いられ、掘削孔１１に挿入されることによって用いられる。水平面上において、掘削孔１１を形成する孔壁１２は例えば長方形状となっており、この掘削孔１１に打設装置１と鉄筋かごＦとが挿入される。また、掘削孔１１の内部には、ベントナイト泥水等の掘削液（安定液とも称される）が収容されており、この掘削液の比重は水の比重よりも大きくなっているため、孔壁１２の安定性が維持されている。打設装置１は、前記掘削液等が満たされた水中Ｗに打設されるコンクリートＣを通すトレミー管（コンクリート移送管）２と、トレミー管２を通って水中Ｗに打設されたコンクリートＣに埋め込まれてコンクリートＣの打設に伴う上昇が可能となっているバイブレータ３と、バイブレータ３の上昇をガイドするガイド管（空気回収管）４とを備えている。

バイブレータ３は、コンクリートＣに埋め込まれる振動部３ａと、振動部３ａから上方に伸びるエア供給ホース３ｂとを備えている。振動部３ａは、コンクリートＣの天端面Ｔからの深さが所定深さとなるように埋め込まれる。エア供給ホース３ｂは、その一端が振動部３ａに連結されており、振動部３ａが設けられる部分から上方に伸び、エア供給ホース３ｂの他端は地上Ｇを超える高さにまで延在する。

バイブレータ３では、そのエア供給ホース３ｂの他端から振動部３ａに向かって圧縮された空気を供給することが可能となっており、この振動部３ａへの空気の供給によって振動部３ａは振動する。振動部３ａをコンクリートＣの中で振動させることにより、コンクリートＣの密実性を高めることができ、コンクリートＣを密実化させてコンクリートＣを締め固めることが可能となる。上記のように、バイブレータ３は、空気を振動の動力としており、空気を振動部３ａに送り込んで振動部３ａを振動させることによってコンクリートＣに振動を与える空気式のバイブレータである。

なお、空気式のバイブレータ３に代えて、例えば電気式のバイブレータを使用することも可能である。ただし、電気式のバイブレータを用いる場合、水圧高による漏電を考慮すると共にバイブレータに水が入り込まない工夫が必要となるため、コストが高くなる懸念がある。この点、空気式のバイブレータ３では、上記のように漏電を考慮する必要がない上に水が入り込まない工夫も必要ないため、コストを安くできると共に長期的に安定して使用することが可能となる。また、空気式のバイブレータ３に代えて、油圧式のバイブレータ（例えばダムで用いられるバイバック（登録商標）等）を使用することも可能である。

ガイド管４は、水中Ｗでエア供給ホース３ｂを通してエア供給ホース３ｂの上昇移動をガイドする。ガイド管４は、その長手方向の一端に拡張部４ａを有する。拡張部４ａは、例えばラッパ状に拡径している。ガイド管４は、その拡張部４ａを下に向けた状態で水中Ｗに挿入され、拡張部４ａは、水中Ｗに打設されたコンクリートＣに対面する。このようにガイド管４の拡張部４ａを下に向けて拡張部４ａをコンクリートＣに対面させることにより、拡張部４ａから多くの空気Ｋを回収することが可能となる。なお、拡張部４ａを有するガイド管４に代えて、別の形状のガイド管を使用することも可能であり、ガイド管の形状は適宜変更可能である。

上記のように、ガイド管４は、コンクリートＣにおける拡張部４ａの周辺から発生した空気Ｋを回収する。この空気Ｋは、元々コンクリートＣに混ざり込んでいた空気、及びコンクリートＣの打設の過程でコンクリートＣに混ざり込んだ空気を含んでいる。例えば、水中ＷへのコンクリートＣの打設を行って振動部３ａでコンクリートＣを振動させるときに、空気ＫはコンクリートＣの天端面Ｔから抜けてくる。

ガイド管４を、その長手方向に直交する面で切断したときの断面形状は、円形となっている。しかしながら、この断面形状は、円形でなくてもよく適宜変更可能である。すなわち、ガイド管４の断面形状は、例えば楕円状又は多角形状となっていてもよい。また、ガイド管４の断面の面積についても適宜変更可能であり、例えば掘削孔１１の形状に合わせて長方形状に広くしてもよい。

拡張部４ａの下端はコンクリートＣの天端面Ｔに接触しておらず、ガイド管４の高さは、拡張部４ａの下端とコンクリートＣの天端面Ｔとの距離が同一となるように保持されている。すなわち、拡張部４ａの下端とコンクリートＣの天端面Ｔとの間には、微小な高さの隙間Ｓが均等に空いている。このように隙間Ｓの高さを微小とすることにより、空気Ｋがガイド管４外に漏れるのを抑制することができ、空気Ｋをより広い範囲で網羅的に回収することが可能となる。

ガイド管４の長手方向の他端は、地上Ｇを超える高さにまで延在している。拡張部４ａから回収された空気Ｋは、拡張部４ａから上昇してガイド管４の他端にまで到達する。従って、地上Ｇにいる作業者は、ガイド管４で上昇する空気Ｋを視認することができるので、目視でコンクリートＣからの空気Ｋを確認することができる。

ガイド管４は、その内側でバイブレータ３のエア供給ホース３ｂを収容しており、ガイド管４の拡張部４ａ側の端部からバイブレータ３の振動部３ａが露出している。このように、ガイド管４とバイブレータ３のエア供給ホース３ｂとによって二重管構造となっており、ガイド管４がエア供給ホース３ｂを収容することにより、ガイド管４でバイブレータ３の上下移動がガイドされている。

また、図２に示されるように、掘削孔１１の内部には、２本のトレミー管２と、１４本のバイブレータ３及びガイド管４とが配置される。図２に示される例では、それぞれのトレミー管２の両側（図２の紙面の上下）に一対のバイブレータ３及びガイド管４が隣接して配置されている。バイブレータ３及びガイド管４は、トレミー管２とは別体となっており、コンクリートＣの打設に伴うトレミー管２の上昇と、バイブレータ３及びガイド管４の上昇と、は別々に行われる。なお、トレミー管２、バイブレータ３及びガイド管４の数や配置態様は、掘削孔の大きさや形状によって適宜変更することができる。また、ガイド管４は、隣接するガイド管４とフレーム部材６ａ，６ｂによって連結されている。

水平面上において、フレーム部材６ａは、鉄筋かごＦを外側から囲む長方形状となっており、それぞれの長辺の途中に２本のガイド管４が連結されており、それぞれの隅部にもガイド管４が連結されている。また、水平面上において、フレーム部材６ｂは、鉄筋かごＦの内側に配置される長円状となっており、それぞれの長辺の途中に３本のガイド管４が連結されている。水平面上におけるフレーム部材６ｂの長辺の両端は、トレミー管２の外側で半円状に湾曲した形状となっている。

このように、本実施形態では、フレーム部材６ａ，６ｂによって複数のガイド管４及びバイブレータ３が一体的に連結されている。このように複数のガイド管４及びバイブレータ３を連結させることによって、複数のガイド管４及びバイブレータ３を一体として上下移動させることができる。また、水平面上において、ガイド管４及びバイブレータ３は、鉄筋かごＦの外側及び内側の両方に配置されるので、バイブレータ３の振動によってコンクリートＣを鉄筋かごＦに十分に回り込ませることができると共にガイド管４による空気Ｋの回収を十分に行うことができる。また、鉄筋かごＦの付近にガイド管４及びバイブレータ３を配置することにより、上記の効果を一層高めることができる。

なお、前述のフレーム部材６ａ，６ｂとは異なる形状のフレーム部材を用いてもよい。また、フレーム部材６ａ，６ｂを用いずに、ガイド管４及びバイブレータ３を連結しない構成を採用することも可能である。

また、図４に示されるように、ガイド管４及びバイブレータ３は、一対に設けられる移動部材７を用いることによって、掘削孔１１内で水平方向に移動可能となっている。移動部材７は、例えばコンクリート躯体に支持されており、一対の移動部材７でガイド管４を挟み込むことにより、ガイド管４及びバイブレータ３をスライド移動可能となっている。

このようにガイド管４及びバイブレータ３をスライド移動させることによって、バイブレータ３の振動を掘削孔１１全体に伝達させることができると共に、ガイド管４による空気回収も掘削孔１１全体で行うことができる。また、ガイド管４及びバイブレータ３を掘削孔１１内で縦横にスライド移動させることによって、コンクリートＣを一層容易に平坦化させることができる。更に、ガイド管４及びバイブレータ３を移動させる場合には、掘削孔１１の内部に配置するガイド管４及びバイブレータ３の数を減らすことも可能となる。なお、上記の移動部材７とは異なる形状の移動部材を用いてもよいし、移動部材自体を用いなくてもよい。

図３に示されるように、バイブレータ３のエア供給ホース３ｂには、天端面Ｔに対する振動部３ａの深さを検出するセンサ５が設けられている。センサ５は、例えば上下一対にエア供給ホース３ｂの２箇所に設けられる熱電対５ａ，５ｂである。下方に位置する振動部３ａ側の熱電対５ａがコンクリートＣ中に埋め込まれるのに対し、上方に位置する振動部３ａの反対側の熱電対５ｂは水中Ｗに位置する。すなわち、下側の熱電対５ａの高さはコンクリートＣの天端面Ｔの高さよりも低く、上側の熱電対５ｂの高さはコンクリートＣの天端面Ｔの高さよりも高い。

また、コンクリートＣ中と水中Ｗとでは温度差がある。具体的には、コンクリートＣではセメントが水和反応で発熱するため、水中ＷよりもコンクリートＣ中の方が温度が高くなる。熱電対５ａ，５ｂ間では、熱電対５ａがコンクリートＣ中に位置して熱電対５ｂが水中Ｗに位置するときには、上記の温度差によって電圧が発生する。しかしながら、熱電対５ａ，５ｂが共にコンクリートＣ中に位置する場合、又は熱電対５ａ，５ｂが共に水中Ｗに位置する場合には、熱電対５ａ，５ｂ間では電圧が生じない。

前述のように、センサ５では、熱電対５ａ，５ｂ間で生じる電圧の有無によって、振動部３ａの高さ位置が適切であるか否かを検出可能となっている。そして、トレミー管２から水中ＷへのコンクリートＣの打設を行うと、天端面Ｔの上昇に伴ってバイブレータ３及びガイド管４が上昇するが、このとき天端面Ｔの高さは上側の熱電対５ｂの高さにまで到達する。

すると、熱電対５ｂがコンクリートＣ中に入り込んで熱電対５ａ，５ｂ間で電圧が生じなくなるので、センサ５は振動部３ａの上下位置が低すぎることを検出し、バイブレータ３及びガイド管４を上昇させる。バイブレータ３及びガイド管４を上昇させると、上側の熱電対５ｂが再び水中Ｗに位置し、熱電対５ａ，５ｂ間で電圧が生じるので、センサ５は振動部３ａの上下位置が適切であることを検出する。

また、バイブレータ３及びガイド管４を上昇させすぎた場合には、熱電対５ａ，５ｂが共に水中Ｗに位置することになるので、熱電対５ａ，５ｂ間で電圧が生じなくなる。これにより、センサ５は振動部３ａの上下位置が高すぎることを検出する。この場合には、振動部３ａの上下位置が適切となるようにバイブレータ３及びガイド管４を下降させる。

なお、熱電対５ａ，５ｂを備えるセンサ５に代えて、別の種類のセンサを用いることも可能である。例えば、コンクリートＣのｐＨ値は水のｐＨ値よりも高いので、センサ５に代えて、上下一対に設けられるｐＨセンサを用いることも可能である。更に、コンクリートＣ中で伝搬される音と水中Ｗで伝搬される音とは異なるので、センサ５に代えて、上下一対に設けられる音センサを用いることも可能である。これらのセンサを用いる場合、例えば水温が高くコンクリートＣ中の温度と水中Ｗの温度とがあまり変わらない場合でも、高精度にバイブレータ３及びガイド管４の上下位置を検出することができる。また、センサ５は、バイブレータ３のエア供給ホース３ｂ以外の場所に設けられていてもよく、例えばバイブレータ３から離れた別の場所に設けられていてもよい。

前述したようにコンクリートＣは、地上Ｇからトレミー管２によって水中Ｗにまで移送されて打設される。図５、図６に示されるように、トレミー管２は、例えばコンクリートＣの打設用の扁平ホースである。トレミー管２は、弾性を有する材料で構成されており、例えばゴム製である。トレミー管２は、その長手方向の一端が扁平となっている。トレミー管２は、筒状部２ａと、筒状部２ａの下方に位置して筒状部２ａよりも扁平した扁平部２ｂとを有する。筒状部２ａと扁平部２ｂとの間には、筒状部２ａから扁平部２ｂに向かうに従って徐々に扁平となるテーパ部２ｃが設けられており、このテーパ部２ｃを介して筒状部２ａ及び扁平部２ｂは連続している。

図７（ａ）及び図７（ｂ）に示されるように、例えば、トレミー管２の長手方向で切断したときの筒状部２ａの断面形状は円形状となっており、扁平部２ｂの断面形状は長円状となっている。扁平部２ｂの断面形状は、内部を通るコンクリートＣの圧送圧力によって変化する。具体的には、扁平部２ｂは、その内部を通るコンクリートＣの圧力が高まることによって膨らむと共に、コンクリートＣに対する締め付け効果を有する。扁平部２ｂの断面形状は、具体的には、左右に延びる上下一対の直線部２ｄ，２ｅと、直線部２ｄ，２ｅの一端同士を連結させる半円弧状の曲線部２ｆと、直線部２ｄ，２ｅの他端同士を連結させる半円弧状の曲線部２ｇとによって形成される。

なお、扁平ホースであるトレミー管２に代えて、形状がトレミー管２とは異なるトレミー管を用いることも可能である。すなわち、コンクリートＣを移送するコンクリート移送管の形態は適宜変更することが可能である。

トレミー管２で移送するコンクリートＣの性状は、ＪＩＳ Ａ１１０１（２００５）で定められたコンクリートのスランプ試験で求められるスランプの値（スランプ値）を１２ｃｍ以下とすることができる。従って、例えば土木で一般的に硬いと言われているスランプ値が８ｃｍ以下のコンクリートを用いることも可能である。

次に、コンクリートＣを掘削孔１１内に打設する打設方法について説明する。この打設方法は、例えば前述した打設装置１を用いて行うことができる。まず、図１に示されるように、掘削によって掘削孔１１を形成し掘削孔１１の内部に掘削液を入れてから、吊り治具等を用いて鉄筋かごＦを掘削孔１１の内部に挿入する。そして、クレーン等によってトレミー管２を吊り上げ、吊り上げたトレミー管２を掘削孔１１の内部に吊り降ろす（水中にコンクリート移送管を降ろす工程）。

トレミー管２を降ろした後には、地上ＧからコンクリートＣをトレミー管２の内部に圧送して水中ＷにコンクリートＣを打設する（コンクリートを打設する工程）。また、このコンクリートＣの打設と並行して、複数のバイブレータ３及び複数のガイド管４を掘削孔１１の内部に吊り降ろす。そして、図３に示されるように、コンクリートＣの天端面Ｔの下部にバイブレータ３の振動部３ａを埋め込み、この振動部３ａによってコンクリートＣを振動させる（コンクリートを振動させる工程）。

コンクリートＣを振動させると、コンクリートＣの天端面Ｔから空気Ｋが発生するので、この空気Ｋをガイド管４によって回収する（空気をガイド管で回収する工程）。また、コンクリートＣを振動させた後には、例えば図８に示されるように、複数のセンサ５によって得られた複数の振動部３ａの深さの差が所定範囲内になったことを確認することにより、天端面Ｔが平坦化されたことを確認する（天端面が平坦化されたことを確認する工程）。

その後は、トレミー管２を所定高さまで引き上げ、バイブレータ３及びガイド管４についても振動部３ａの高さが適切となるように所定高さ引き上げる（所定高さ上昇させる工程）。後は、前述した水中ＷへのコンクリートＣの打設、振動部３ａによるコンクリートＣの振動、ガイド管４による空気Ｋの回収、天端面Ｔが平坦化されたことの確認、並びにトレミー管２、バイブレータ３及びガイド管４の所定高さの引き上げ、を繰り返すことによって、掘削孔１１の内部へのコンクリートＣの打設を行っていく。そして、コンクリートＣの打設が地上Ｇまで到達したときに本実施形態に係る打設方法が完了する。

以上、本実施形態の打設装置１では、コンクリートＣに埋め込まれる振動部３ａを有するバイブレータ３が設けられており、このバイブレータ３によってコンクリートＣを振動させている。従って、バイブレータ３の振動によって、水中Ｗに打設されたコンクリートＣを十分に締め固めて密実化させると共に、コンクリートＣの打設を均等に行うことができる。

また、水中でコンクリートを打設するときには、コンクリート内から空気が生じることがあり、この空気によりコンクリートの比重が見かけ上小さくなることがある。このように空気の発生でコンクリートの比重が小さくなることにより、例えば孔壁が崩れる事態が想定されうる。しかしながら、本実施形態に係る打設装置１では、ガイド管４がコンクリートＣからの空気Ｋを回収しているので、安定液の見かけ比重が小さくなるのを抑制することができ、孔壁１２が崩れる等の問題を回避することができる。従って、水中ＷでコンクリートＣを均等に充填して十分に締め固めて密実化させることができると共に空気Ｋの回収も行える。よって、硬くて品質が良いコンクリートＣを水中Ｗで用いることができ、陸上と同等の品質を確保することができる。

また、打設装置１は、天端面Ｔに対する振動部３ａの深さを検出するセンサ５を備えている。このセンサ５で振動部３ａの深さを検出することによって、打設されたコンクリートＣの天端面Ｔに対する振動部３ａの深さを適切な値に維持することができる。従って、最適な深さでコンクリートＣに振動を与えることができるので、コンクリートＣの密実化を一層良好に行うことができる。

また、本実施形態では、コンクリートＣのスランプ値を１２ｃｍ以下とすることができる。前述したように、打設装置１では、バイブレータ３によってコンクリートＣを振動させると共に、ガイド管４がコンクリートＣからの空気Ｋを回収している。従って、スランプ値が１２ｃｍ以下といった一般的に硬いと言われているコンクリートＣを用いることができる。このように、硬くて品質が良いコンクリートＣを水中で用いることが可能となり、陸上と同等の品質を確保することができる。

また、本実施形態では、バイブレータ３及びガイド管４でコンクリートＣの振動と空気Ｋの回収とを行うことによって、鉄筋かごへの回り込みが良好でないと言われるスランプ値が１５ｃｍのコンクリートＣを用いることもできる。更に、スランプ値が１５ｃｍより大きいコンクリートＣを用いることも当然可能である。

また、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示されるように、トレミー管２は、筒状部２ａと、筒状部２ａの下部に位置して筒状部２ａよりも扁平した扁平部２ｂと、を有する扁平ホースであり、扁平部２ｂの断面形状がコンクリートＣの圧送圧力によって変化する。このように扁平部２ｂの断面形状がコンクリートＣの圧送圧力によって変化するので、コンクリートＣに適度な締め付け力を与えることができる。従って、コンクリートＣの骨材等が先に移送されてしまう等の材料分離を抑えることができると共に、トレミー管２内でコンクリートＣが詰まる事態を回避することができる。従って、コンクリートＣをトレミー管２内でスムーズに移送することができる。

また、本実施形態に係る打設方法では、図８に示されるように、バイブレータ３とセンサ５とをコンクリートＣの複数箇所に配置して、複数のセンサ５によって得られた複数の振動部３ａの深さの差が所定範囲内になったことを確認することにより、天端面Ｔが平坦化されたことを確認する。従って、複数のセンサ５で検出された深さの差が所定範囲内でない場合には、各箇所で振動部３ａの深さが異なるということなので、平坦化が不十分であるとわかる。一方、複数のセンサ５で検出された深さの差が所定範囲内である場合には、各箇所で振動部３ａの深さが概ね一定になっているということなので、平坦化が十分であることがわかる。このように、平坦化が十分であるか否かを検出することができる。

以上、本発明に係る実施形態について説明したが、本発明は前述の実施形態に限定されない。すなわち、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形及び変更が可能であることは、当業者によって容易に認識される。

１…打設装置、２…トレミー管（コンクリート移送管）、２ａ…筒状部、２ｂ…扁平部、３…バイブレータ、３ａ…振動部、３ｂ…エア供給ホース、４…ガイド管（空気回収管）、４ａ…拡張部、５…センサ、５ａ，５ｂ…熱電対、６ａ，６ｂ…フレーム部材、７…移動部材、１１…掘削孔、１２…孔壁、Ｃ…コンクリート、Ｇ…地上、Ｋ…空気、Ｓ…隙間、Ｔ…天端面、Ｗ…水中。

Claims (8)

1. 水中に打設されるコンクリートを通すコンクリート移送管と、
   前記コンクリート移送管を通って前記水中に打設された前記コンクリートに埋め込まれる振動部を有し、前記コンクリートの天端面の上昇と共に上昇するバイブレータと、
   前記水中で前記バイブレータの上昇移動をガイドすると共に、前記振動部の振動によって前記コンクリートから発生した空気を回収する空気回収管と、
   を備えるコンクリートの打設装置。
2. 前記天端面に対する前記振動部の深さを検出するセンサを備える、
   請求項１に記載のコンクリートの打設装置。
3. 前記コンクリートのスランプ値が１２ｃｍ以下である、
   請求項１又は２に記載のコンクリートの打設装置。
4. 前記コンクリート移送管は、筒状部と、前記筒状部の下部に位置して前記筒状部よりも扁平した扁平部と、を有する扁平ホースであり、
   前記扁平部の断面形状が前記コンクリートの圧送圧力によって変化する、
   請求項１〜３のいずれか一項に記載のコンクリートの打設装置。
5. 水中にコンクリート移送管を降ろす工程と、
   前記コンクリート移送管にコンクリートを通して前記水中に前記コンクリートを打設する工程と、
   前記水中に打設された前記コンクリートにバイブレータの振動部を埋め込んで前記振動部によって前記コンクリートを振動させる工程と、
   前記振動部の振動によって前記コンクリートから発生した空気を空気回収管で回収する工程と、
   前記コンクリートの天端面の上昇に伴って、前記コンクリート移送管、前記バイブレータ及び前記空気回収管を所定高さ上昇させる工程と、
   を備え、
   前記コンクリートを打設する工程と、前記コンクリートを振動させる工程と、前記空気を空気回収管で回収する工程と、前記所定高さ上昇させる工程と、を順次繰り返すコンクリートの打設方法。
6. 前記コンクリートを振動させる工程では、複数の前記振動部を埋め込むと共に、前記天端面に対する前記振動部の深さを検出する複数のセンサを前記振動部毎に配置して、
   前記コンクリートを振動させる工程の後に、複数の前記センサによって得られた複数の前記振動部の深さの差が所定範囲内になったことを確認することにより、前記天端面が平坦化されたことを確認する工程を更に備える、
   請求項５に記載のコンクリートの打設方法。
7. 前記コンクリートのスランプ値が１２ｃｍ以下である、
   請求項５又は６に記載のコンクリートの打設方法。
8. 前記コンクリート移送管は、筒状部と、前記筒状部の下部に位置して前記筒状部よりも扁平した扁平部と、を有する扁平ホースであり、
   前記コンクリートを打設する工程では、前記コンクリートの圧送圧力によって前記扁平部の断面形状が変化する、
   請求項５〜７のいずれか一項に記載のコンクリートの打設方法。

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