JP2020020218A - 型枠、基礎、及び基礎の施工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】円筒材を複数組み合わせて形成される型枠の構造を簡易にしつつ、型枠の内部に配置される構造物の施工を容易にすることができる型枠、基礎、及び基礎の施工方法を提供することを目的とする【解決手段】本発明の型枠は、板材で構成された筒状体と、筒状体の一方の端縁のうち２箇所を接続する少なくとも１つの拘束材と、を備える。筒状体は、地盤に対し当該筒状体の中心軸を立てて配置され、当該筒状体と前記地盤とにより囲まれた充填空間を形成する。【選択図】図１

Description

本発明は、建築物の基礎を施工するための型枠の構造に関し、特に薄板を型枠材とした型枠、型枠を用いて形成される基礎、及び基礎の施工方法に関する。

従来、建築物の基礎を構築する場合には、木材により型枠を形成し、コンクリート充填時の側圧に対抗するために型枠の側面にパイプサポートを設置している。パイプサポートは、型枠の外周面から外側に突出して設置されているため、現場において大きなスペースが必要になる。また、型枠に使用する材料も多く必要となる。

このような従来の木材により形成された型枠に対し、パイプサポートを必要としない型枠として、薄板を円筒状に形成した型枠が知られている（例えば、特許文献１）。基礎に曲げモーメントが作用する場合には、基礎の平面形状を長方形に近い形状にするのが合理的である。薄板を円筒状に形成した型枠は、平面視において２つの円筒を組み合わせた形状に形成されることにより、平面視において長方形に近い形状に基礎を形成することができる。

特許第５８６６２５５号公報

特許文献１に開示されている型枠においては、２つの円筒材の各周壁の一部に１８０°未満の中心角θの範囲で切り欠きにより形成された開口部が設けられている。その開口部を互いに合わせた状態で、２つの円筒材の周壁同士が開口部の両側縁で接続され、接続部を形成している。２つの円筒材の内部空間は、開口部を通して相互に連通している。そして、開口部の両側縁に位置して互いに対向する接続部を連結するテンションバーを備えている。このような型枠においては、開口部にテンションフレームが配置されているため、型枠の内側の空間に配置するアンカーフレーム及び鉄筋を配置する際に作業を阻害するという課題があった。

本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、円筒材を複数組み合わせて形成される型枠の構造を簡易にしつつ、型枠の内部に配置される構造物の施工を容易にすることができる型枠、基礎、及び基礎の施工方法を提供することを目的とする。

本発明に係る型枠は、板材で構成された筒状体と、前記筒状体の一方の端縁のうち２箇所を接続する少なくとも１つの拘束材と、を備え、前記筒状体は、地盤に対し当該筒状体の中心軸を立てて配置され、当該筒状体と前記地盤とにより囲まれた充填空間を形成するものである。

本発明に係る基礎は、上記の型枠の前記充填空間にコンクリートを充填して形成されたものである。

本発明に係る基礎の施工方法は、板材の端部同士を接続して筒状体を形成する工程と、前記筒状体の一方の端縁のうち２箇所に拘束材の両端部に設けられた固定部を取り付ける工程と、前記拘束材が取り付けられた前記筒状体の前記一方の端縁を地盤側に向けて配置する工程と、前記筒状体と前記地盤により形成される充填空間にコンクリートを充填する工程と、を備えるものである。

本発明に係る型枠、基礎、及び基礎の施工方法によれば、板材を筒状体にし、その筒状体の端縁の２箇所を接続する拘束材を備えることにより、平面視において型枠を任意の形状にでき、型枠の内部にコンクリートを充填した場合においても拘束材により筒状体の形状を保持することができる。また、筒状体の内部の空間を横断する部材が無いため、型枠内部に設置されるアンカーフレームや鉄筋などの構造の設置作業が効率化する。

実施の形態１に係る型枠の斜視図である。 図１の型枠の平面図である。 図１の型枠の内側の空間にコンクリートを充填した状態の斜視図である。 実施の形態２に係る型枠の斜視図である。 図４の型枠の平面図である。 実施の形態２に係る型枠の変形例である型枠の平面図である。 実施の形態３に係る型枠の平面図である。 実施の形態３に係る型枠の変形例である型枠の平面図である。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。各図において、同一の符号を付した部位については、同一の又はこれに相当する部位を表すものであって、これは明細書の全文において共通している。また、明細書全文に表れている構成要素の形態は、あくまで例示であって、本発明は明細書内の記載のみに限定されるものではない。特に構成要素の組み合わせは、各実施の形態における組み合わせのみに限定するものではなく、他の実施の形態に記載した構成要素を別の実施の形態に適用することができる。さらに、添字で区別等している複数の同種の部位について、特に区別したり、特定したりする必要がない場合には、添字を省略して記載する場合がある。また、図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る型枠１０の斜視図である。図２は、図１の型枠１０の平面図である。図２においては、筒状体１１の内部の空間１４に配置されているアンカーフレーム５０及び鉄筋５１を省略して表示している。実施の形態１に係る型枠１０は、建築物の基礎に用いられるものである。基礎は、例えば、地盤８０の上に形成される直接基礎である。型枠１０は、１枚の薄い鋼板の端部同士を接続して筒状体１１を形成し、地盤８０上に配置したものである。筒状体１１を形成する鋼板は、例えば０．６ｍｍの厚さで形成されている。筒状体１１の内側の空間１４には、地盤８０上に設置されたアンカーフレーム５０及び鉄筋５１が配置されている。実施の形態１においては、筒状体１１は、円筒形状に形成されている。

筒状体１１は、地盤８０側の端縁１３に拘束材２０が取り付けられている。拘束材２０は、薄い帯状の鋼材であり、例えば０．６ｍｍの厚さで形成されている。拘束材２０は、筒状体１１の地盤８０側を向いた端縁１３の２箇所を接続するものである。実施の形態１においては、筒状体１１の地盤８０側を向いた端縁１３に２つの拘束材２０が固定されている。拘束材２０の両端部には固定部２１a、２１ｂが設けられている。拘束材２０と筒状体１１の端縁１３とは、例えばブラインドリベット２２で固定されている。固定部２１ａ、２１ｂは、ブラインドリベット２２が貫通しており、筒状体１１の端縁１３と一体となっている。なお、拘束材２０と筒状体１１との固定は、ブラインドリベット２２のみに限定されるものではなく、ビスやその他の固定手段であってもよい。

型枠１０に取り付けられた２つの拘束材２０は、互いに交差するように取り付けられている。また、２つの拘束材２０のそれぞれの固定部２１ａ、２１ｂは、筒状体１１の外周においてほぼ均等に配置されている。なお、実施の形態１においては、筒状体１１に取り付けられた拘束材２０は２本であるが、更に多くの拘束材２０が取り付けられていてもよい。固定部２１ａ、２１ｂは、筒状体１１の側面に接して固定されている。拘束材２０は、筒状体１１の端縁１３を下方から覆う様にして配置されており、拘束材２０の端部は、筒状体１１の端縁１３よりも筒状体１１の軸方向の外側に位置している。

次に、図１及び図２に示される型枠１０を用いて形成される基礎１００の施工方法について説明する。まず、型枠１０の筒状体１１は、１枚の帯状の鋼板の端部１５同士を接続し、筒状にして形成される。この工程を筒状体形成工程と呼ぶ。帯状の鋼板は、端部１５同士を板面を平行にして重ね合わされて、例えばブラインドリベット２２により一体に接続される。なお、帯状の鋼板の端部１５同士の接続は、ブラインドリベット２２に限定されず、例えばビスやその他の固定手段であってもよい。また、筒状体１１を形成する帯状の鋼板は、複数枚であってもよい。２枚以上の鋼板により筒状体１１を形成する場合は、筒状体１１の外周面に複数の連結部１６が形成される。

筒状体１１が形成された後は、筒状体１１の一方の端縁１３に拘束材２０を取り付ける。この工程を拘束材取り付け工程と呼ぶ。拘束材２０は、帯状の鋼板であり、端部がＬ字形に直角に曲げられている。拘束材２０の端部においてＬ字状に折り曲げられて形成された固定部２１ａ、２１ｂは、筒状体１１の外周面に沿って配置され、固定部２１ａ、２１ｂの板面および筒状体１１の外周面にブラインドリベット２２を貫通させて固定される。実施の形態１においては、固定部２１ａ、２１ｂは、筒状体１１の中心に対し対称な位置に配置されている。

拘束材２０が筒状体１１に取り付けられた後は、筒状体１１は、拘束材２０が取り付けられた端縁１３を地盤８０側に向けて地盤８０の上に配置される。この工程を筒状体配置工程と呼ぶ。筒状体１１は、例えば捨てコンクリートを打設した地盤８０上に中心軸を立てて配置される。拘束材２０は、帯状に形成されているため地盤８０に沿うように配置され、筒状体１１の地盤８０側の端縁１３と地盤８０との間の隙間の大きさを抑えることができる。

筒状体１１が地盤８０上に配置された後は、筒状体１１の内側の空間１４にアンカーフレーム５０及び鉄筋５１が設置される。この工程を内部構造設置工程と呼ぶ。実施の形態１においてアンカーフレーム５０は、筒状体１１の平面視において中央部に設置される。また、鉄筋５１も、筒状体１１の内側の空間１４内に配置される。鉄筋５１は、コンクリートブロックの上に載置される等の手段により所定の位置に配置される。

図３は、図１の型枠１０の内側の空間１４にコンクリート６０を充填した状態の斜視図である。アンカーフレーム５０及び鉄筋５１が配置された後は、型枠１０と地盤８０とに囲まれた空間１４にコンクリートが充填される。この工程を打設工程と呼ぶ。コンクリート６０は、型枠１０の端縁１２側から流し込まれ、表面が平坦になるようにならしながら打設される。コンクリート６０が凝結した後は、型枠１０を基礎１００の外周にそのままの状態で使用することができる。このように、型枠１０を埋め殺しにすることにより型枠１０の解体作業を不要にすることができ、工期を短縮することができる。

実施の形態１に係る型枠１０によれば、板材で構成された筒状体１１と、筒状体１１の一方の端縁１３のうち２箇所を接続する少なくとも１つの拘束材２０と、を備える。筒状体１１は、地盤８０に対し当該筒状体１１の中心軸を立てて配置され、筒状体１１と地盤８０とにより形成された充填空間１４を形成する。
この構成により、型枠１０は、筒状体１１の外側に形状を保持するための構造を必要とせずに基礎１００を形成することができる。また、筒状体１１は、端縁１３の筒状体１１外側への変位が拘束されるため、筒状体１１の内側の空間１４にコンクリート６０が充填された後においても型枠１０の形状が安定する。

また、拘束材２０は、筒状体１１の地盤８０側に位置する端縁１３に取り付けられる。
この構成により、特に端縁１３が外側に変位するのを抑制することができるため、コンクリート６０が空間１４に充填された際に最も圧力が掛かる型枠１０の地盤８０側の端縁１３の形状が安定し、コンクリート６０が凝結するまでの型枠１０の形状を保持することができる。そのため、型枠１０を用いて形成された基礎１００の精度が安定する。

また、拘束材２０は、筒状体１１の端縁１３に複数設置される。
この構成により、筒状体１１と地盤８０とにより囲まれる空間１４に充填されるコンクリート６０の量が多く、型枠１０に大きな圧力が掛かる場合においても型枠１０の形状を保持することができる。

また、拘束材２０は、帯状の鋼板で形成される。
この構成により、筒状体１１の地盤８０側の端縁１３に拘束材２０が取り付けられていても、筒状体１１の端縁１３と地盤８０との間の隙間を最小限に抑えることができる。そのため、筒状体１１の内側にコンクリート６０を充填した際に、コンクリート６０の漏れを抑えることができる。また、拘束材２０が薄くても拘束材２０の長手方向に引っ張られる力に対しては十分な強度を持っているため、筒状体１１の変形を抑えつつ、型枠１０の施工の際の作業者の負担も抑えることができる。

実施の形態２．
次に実施の形態２に係る型枠２１０及び基礎２００について説明する。実施の形態２に係る型枠２１０は、実施の形態１に係る型枠１０の形状を変更したものである。実施の形態２では、実施の形態１に対する変更点を中心に説明する。実施の形態２に係る型枠２１０及び基礎２００の各部については、各図面において同一の機能を有するものは実施の形態１の説明で使用した図面と同一の符号を付して表示するものとする。

図４は、実施の形態２に係る型枠２１０の斜視図である。図４の型枠２１０は、実施の形態１と同様に１枚の薄い鋼板の端部１５同士を接続して筒状体２１１を形成し、地盤８０上に配置したものである。筒状体２１１の内側の空間２１４には、アンカーフレーム５０及び鉄筋５１が配置されている。

図５は、図４の型枠２１０の平面図である。型枠２１０は、平面視において中央部がくびれており、そのくびれた部分に拘束材２０が取り付けられている。１枚の薄い鋼板の端部１５同士を接続し、地盤８０上に中心軸を立てて置いた場合、筒状体２１１は略円筒形になる。しかし、実施の形態２においては、筒状体２１１に拘束材２０を付けない状態の略円筒形状の直径よりも短い拘束材２０を地盤８０側に位置する端縁１３に取り付けることにより、図４及び図５に示される様なくびれた形状の筒状体２１１が形成される。つまり、筒状体２１１を形成する薄い鋼板の長手方向の長さを長さｌとし、連結部１６として重ね合わされる部分の幅を幅ｗとしたときに、拘束材２０の長さＬは、「ｌ−ｗ」の周長を持つ円の直径Ｄよりも小さい。

拘束材２０の一方の固定部２１ａは、筒状体２１１の端縁１３の一部に固定され、他方の固定部２１ｂは、固定部２１ａと共に筒状体２１１の端縁１３が形成する円弧の周長を半分にする部位に固定される。このように拘束材２０を固定することにより、筒状体２１１は、左右に一部が切り欠かれた円弧形状２１６が配置され、その２つの円弧形状２１６を接続した形状に形成される。

また、図４に示される様に、実施の形態２においては、筒状体２１１の他方の端縁１２にも拘束材２０が取り付けられている。端縁１２に取り付けられた拘束材２０は、図５に示される平面視において他方の端縁１３に取り付けられた拘束材２０と同じ位置に取り付けられている。このように構成されることにより、一方の端縁１３と他方の端縁１２との両方で筒状体２１１の形状が保持されるため、地盤８０上に配置して空間２１４にコンクリート６０が充填された際においても筒状体２１１の形状が安定する。

他方の端縁１２に取り付けられた拘束材２０は、筒状体２１１の内側の空間２１４にアンカーフレーム５０及び鉄筋５１が設置された後に取り付けられる。このように構成することにより、筒状体２１１の内側にアンカーフレーム５０及び鉄筋５１の設置する際の作業を阻害することがない。

実施の形態２に係る型枠２１０によれば、筒状体２１１は、当該筒状体２１１の中心軸に沿った方向から見た時に複数の２１６円弧形状を備える。拘束材２０は、複数の円弧形状２１６のうち隣合って位置する２つの円弧形状２１６を接続する接続部に取り付けられる。
このように構成されることにより、型枠２１０は、少ない部品点数で構成しつつ、平面視において長方形に近い形状の基礎を形成することができる。また、筒状体２１１の２つの端縁１２、１３の両方に拘束材２０を取り付けることにより、空間２１４にコンクリート６０を流し込んだ状態においても型枠２１０の形状を保持することができる。

図６は、実施の形態２に係る型枠２１０の変形例である型枠２１０ａの平面図である。型枠２１０ａの地盤８０側に位置する端縁１３に取り付けられる拘束材２０は、複数取り付けられていてもよい。型枠２１０ａにおいては、平面視において型枠２１０ａの中央部の左右に配置されている円弧形状のそれぞれの中心で交差するように２本の拘束材２０が取り付けられている。さらに、型枠２１０ａの中央部の左右に配置されている２つの円弧形状の中心を通り、一方の固定部２１ａを右側の円弧形状に、他方の固定部２１ｂを左側の円弧形状に固定するように拘束材２０が取り付けられている。

実施の形態２に係る変形例の型枠２１０ａにおいては、複数の拘束材２０のそれぞれの固定部２１ａ、２１ｂのうち隣合う固定部２１ａ、２１ｂ同士を仮想線で繋いで形成される仮想多角形２７０の重心は、筒状体２１１ａの中心部に位置する。
このように構成されることにより、変形例の型枠２１０ａも型枠２１０と同様な効果を有する。なお、型枠２１０ａにおいて、拘束材２０は、一方の端縁１３にのみ取り付けられていてもよいし、他方の端縁１２にも一方の端縁１３と同様に取り付けられていてもよい。又は、型枠２１０ａにおいて、拘束材２０は、一方の端縁１３に図６に示すように取り付けられ、他方の端縁１２に図５に示されるように取り付けられていてもよい。拘束材２０は、型枠２１０ａに充填されるコンクリート６０の量、即ち型枠２１０ａの高さ寸法及び平面視における幅寸法に応じて適宜取り付ける数量を変更しても良い。

実施の形態３．
次に実施の形態３に係る型枠３１０及び基礎３００について説明する。実施の形態３に係る型枠３１０は、実施の形態１に係る型枠１０の形状を変更したものである。実施の形態３では、実施の形態１に対する変更点を中心に説明する。実施の形態３に係る型枠３１０及び基礎３００の各部については、各図面において同一の機能を有するものは実施の形態１の説明で使用した図面と同一の符号を付して表示するものとする。

図７は、実施の形態３に係る型枠３１０の平面図である。型枠３１０は、平面視において３つの同じ大きさの円弧形状３１６を組み合わせた形状になっている。型枠３１０は、実施の形態１と同様に１枚の薄い鋼板の端部１５同士を接続して筒状体３１１を形成し、地盤８０上に配置したものである。筒状体３１１の内側の空間３１４には、アンカーフレーム５０及び鉄筋５１が配置されている。

型枠３１０は、平面視において３つの凹み部３１８ａ、３１８ｂ、３１８ｃが形成されており、その凹み部３１８ａ、３１８ｂ、３１８ｃにおいて３つの同じ大きさの円弧形状３１６が接続されている。型枠３１０の筒状体３１１の端縁１３には３つの拘束材２０ａ、２０ｂ、２０ｃが取り付けられている。以下、３つの拘束材２０ａ、２０ｂ、２０ｃをまとめて拘束材２０と呼ぶ場合がある。凹み部３１８ａには、３つの拘束材２０のうちの拘束材２０ａの一方の固定部２１ａと拘束材２０ｂの固定部２１ｂとが取り付けられている。凹み部３１８ｂには、３つの拘束材２０のうちの拘束材２０ｂの一方の固定部２１ａと拘束材２０ｃの固定部２１ｂとが取り付けられている。凹み部３１８ｃには、３つの拘束材２０のうちの拘束材２０ｃの一方の固定部２１ａと拘束材２０ａの固定部２１ｂとが取り付けられている。

拘束材２０ａ、２０ｂ、２０ｃは、それぞれ同じ長さＬに形成されている。実施の形態３において、長さＬは、少なくとも筒状体３１１を平面視したときの周長「ｌ−ｗ」を持つ円の直径Ｄよりも小さい。そして、拘束材２０ａ、２０ｂ、２０ｃは、周長「ｌ−ｗ」を３等分する点に固定されている。つまり、複数の拘束材２０のそれぞれの固定部２１ａ、２１ｂのうち隣合う固定部２１ａ、２１ｂ同士を仮想線で繋いで形成される仮想多角形３７０の重心は、筒状体３１１の中心部に位置している。
このように構成されることにより、型枠３１０は、実施の形態１及び実施の形態２における型枠１０、２１０、２１０ａと同様の効果有し、かつ図７に示されるような三角形状に近い形状の基礎３００を形成することができる。

図８は、実施の形態３に係る型枠３１０の変形例である型枠３１０ａの平面図である。型枠３１０ａは、型枠３１０に対し拘束材２０の取り付け位置を変えて形状を変更したものである。図８に示される様に、型枠３１０ａの筒状体３１１ａの地盤８０側の端縁１３には、４本の拘束材２０ｄ、２０ｅ、２０ｆ、２０ｇが取り付けられている。拘束材２０ｄと拘束材２０ｅ及び２０ｇとは直交するように配置されている。また、拘束材２０ｇと拘束材２０ｄ及び２０ｆとも、直交するように配置されている。拘束材２０ｄと拘束材２０ｆとは互いに平行に配置されている。また、拘束材２０ｅと拘束材２０ｇとも互いに平行に配置されている。また、拘束材２０ｄと拘束材２０ｆとの間隔と拘束材２０ｅと拘束材２０ｇとの間隔とは、同じ距離に設定されている。

変形例である型枠３１０ａにおいても、複数の拘束材２０のそれぞれの固定部２１ａ、２１ｂのうち隣合う固定部２１ａ、２１ｂ同士を仮想線で繋いで形成される仮想多角形３７０ａの重心は、筒状体３１１ａの中心部に位置している。
このように構成されることにより、型枠３１０ａは、実施の形態１及び実施の形態２における型枠１０、２１０、２１０ａと同様の効果有し、かつ図８に示されるような矩形に近い形状の基礎３００ａを形成することができる。

１０ 型枠、１１ 筒状体、１２ 端縁、１３ 端縁、１４ （充填）空間、１５ 端部、１６ 連結部、２０ 拘束材、２０ａ 拘束材、２０ｂ 拘束材、２０ｃ 拘束材、２０ｄ 拘束材、２０ｅ 拘束材、２０ｆ 拘束材、２０ｇ 拘束材、２１ａ 固定部、２１ｂ 固定部、２２ ブラインドリベット、５０ アンカーフレーム、５１ 鉄筋、６０ コンクリート、８０ 地盤、１００ 基礎、２００ 基礎、２１０ 型枠、２１０ａ 型枠、２１１ 筒状体、２１１ａ 筒状体、２１４ 空間、２１６ 円弧形状、２７０ 仮想多角形、３００ 基礎、３００ａ 基礎、３１０ 型枠、３１０ａ 型枠、３１１ 筒状体、３１１ａ 筒状体、３１４ 空間、３１６ 円弧形状、３１８ａ 凹み部、３１８ｂ 凹み部、３１８ｃ 凹み部、３７０ 仮想多角形、３７０ａ 仮想多角形。

Claims (9)

1. 板材で構成された筒状体と、
   前記筒状体の一方の端縁のうち２箇所を接続する少なくとも１つの拘束材と、を備え、
   前記筒状体は、
   地盤に対し当該筒状体の中心軸を立てて配置され、当該筒状体と前記地盤とにより囲まれた充填空間を形成する、型枠。
2. 前記拘束材は、
   前記筒状体の前記地盤側に位置する前記端縁に取り付けられる、請求項１に記載の型枠。
3. 前記筒状体は、
   平面視において複数の円弧形状を備え、
   前記拘束材は、
   前記複数の円弧形状のうち隣合って位置する２つの円弧形状の間を接続する接続部に取り付けられる、請求項１又は２に記載の型枠。
4. 前記拘束材は、
   前記筒状体の前記端縁に複数設置される、請求項１又は２に記載の型枠。
5. 前記拘束材は、
   両端部に前記筒状体に固定される固定部を備え、
   複数の前記拘束材のそれぞれの前記固定部のうち隣合う前記固定部同士を仮想線で繋いで形成される仮想多角形の重心は、
   前記筒状体の中心部に位置する、請求項４に記載の型枠。
6. 前記拘束材の長さは、
   前記筒状体を形成する前記板材の長さから前記板材の端部の重ね合わせ部の幅を引いた寸法を周長とする仮想円の直径Ｄよりも短い、請求項１〜５の何れか１項に記載の型枠。
7. 前記拘束材は、
   帯状の鋼板で形成される、請求項１〜５の何れか１項に記載の型枠。
8. 請求項１〜６の何れか１項に記載の型枠の前記充填空間にコンクリートを充填して形成された、基礎。
9. 板材の端部同士を接続して筒状体を形成する工程と、
   前記筒状体の一方の端縁のうち２箇所に拘束材の両端部に設けられた固定部を取り付ける工程と、
   前記拘束材が取り付けられた前記筒状体の前記一方の端縁を地盤側に向けて配置する工程と、
   前記筒状体と前記地盤により形成される充填空間にコンクリートを充填する工程と、を備える、基礎の施工方法。

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