JP2020111941A - コンクリート構造物の施工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】生産性の高い鉄筋コンクリート構造物の施工方法を提供する。【解決手段】未硬化状態の繊維入りモルタル３０を付加製造装置４０から押し出し、モルタル枠を形成する。続いて、未硬化状態のフレッシュコンクリートをモルタル枠の内側の空間に打ち込み、該空間を満たすコンクリート芯を形成する。【選択図】図２

Description

本発明は、コンクリート構造物の施工方法に関する。

一般に、橋脚等の鉄筋コンクリート構造物を施工する際には、先ず、足場を組み立て、基礎に鉄筋を組み立て、鉄筋を囲むように型枠を組み立て、型枠内にコンクリートを打ち込み、コンクリートの養生、硬化後に型枠を解体する（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１−２１４２９０号公報

しかしながら、鉄筋コンクリート構造物を施工するにあたり、型枠の組み立て及び解体は、煩雑な作業であり、鉄筋コンクリート構造物の施工における生産性向上を妨げる一因であった。

本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、生産性の高いコンクリート構造物の施工方法を提供する。

本発明のコンクリート構造物の施工方法は、少なくとも鉄筋を組み立てる鉄筋組み立て工程と、前記鉄筋の周囲に未硬化状態の第１のコンクリートを付加製造装置から押し出し、モルタル枠を形成するモルタル枠形成工程と、未硬化状態の第２のコンクリートを前記モルタル枠の内側の空間に打ち込み、前記空間を満たすコンクリート芯を形成するコンクリート芯形成工程と、を備えることを特徴とする。

本発明のコンクリート構造物の施工方法によれば、モルタル枠形成工程で型枠を用いずに、付加製造装置を用いてモルタル枠を形成するので、従来のように型枠の組み立て及び解体が不要になり、コンクリート構造物の生産性が高まる。

本発明のコンクリート構造物の施工方法では、前記第１のコンクリートは、未硬化状態のモルタル材料に複数の繊維を混入させた繊維入りモルタルであることが好ましい。

本発明のコンクリート構造物の施工方法によれば、モルタル枠が繊維入りモルタルで構成されるので、モルタル枠が良好な靭性を発揮する。このことによって、地震等の発生時にコンクリート構造物に強振動が入力されても、強振動に対してモルタル枠が抵抗し、コンクリート構造物の過度なひび割れの発生、モルタル枠の剥離、及びコンクリートの圧壊や鉄筋の座屈を抑制できる。その結果、コンクリート構造物の耐震性及び復旧性が向上する。

本発明のコンクリート構造物の施工方法では、前記繊維の直径は、０．００５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であることが好ましい。
また、本発明のコンクリート構造物の施工方法では、前記繊維の平均長さは、３ｍｍ以上５０ｍｍ以下であることが好ましい。
また、本発明のコンクリート構造物の施工方法では、前記繊維入りモルタルにおける前記繊維の含有量は、０．１容量％以上５．０容量％以下であることが好ましい。

本発明のコンクリート構造物の施工方法によれば、モルタル枠が優れた靭性を発揮する。

本発明のコンクリート構造物の施工方法によれば、コンクリート構造物の生産性を高くすることができる。

本発明の一実施形態の鉄筋コンクリート構造物の施工方法を説明するための側面図であり、一部を破断した断面図である。 本発明の一実施形態の鉄筋コンクリート構造物の施工方法を説明するための側面図であり、一部を破断した断面図である。 本発明の一実施形態の鉄筋コンクリート構造物の施工方法を説明するための側面図であり、一部を破断した断面図である。 図３に示す構成の平面図である。 本発明の一実施形態の鉄筋コンクリート構造物の施工方法を説明するための側面図であり、一部を破断した断面図である。 図５に示す構成の平面図である。

以下、本発明のコンクリート構造物の施工方法の実施形態について、図面を参照して説明する。

本実施形態のコンクリート構造物の施工方法は、新設のコンクリート構造物を施工する方法であって、鉄筋組み立て工程と、モルタル枠形成工程と、コンクリート芯形成工程と、を備える。以下、各工程について説明する。

［鉄筋組み立て工程］
鉄筋組み立て工程では、図１に示すように、コンクリート構造物の施工現場の接合部Ｓ上に少なくとも鉄筋１０を組み立てる。鉄筋１０は、複数の軸方向鉄筋１２と、複数のせん断補強鉄筋１４と、を備える。複数の軸方向鉄筋１２は、コンクリート構造物の大きさ及び平面視形状に沿って並ぶように平面視において所定の間隔をあけて配置され、各々の軸方向鉄筋１２の長手方向が鉛直方向に沿う状態で立ち上がっている。それぞれの軸方向鉄筋１２は、接合部Ｓを貫通している。本工程では、部材の大きさによって、長手方向に沿って不図示の基礎から立ち上がっている軸方向鉄筋の上端と軸方向鉄筋１３の下端とを接合する、或いは軸方向鉄筋１３の上端と別の軸方向鉄筋１３の下端とを互いに接合し、所定の長さを有する軸方向鉄筋１２を構築する場合がある。なお、図１では、鉄筋継手を省略し、軸方向鉄筋１３同士の境界部分のみを簡略化して示している。

続いて、複数の軸方向鉄筋１２を束ねてせん断補強鉄筋１４を設ける。複数のせん断補強鉄筋１４は、高さ方向において所定の間隔をあけて設ける。

［モルタル枠形成工程］
モルタル枠形成工程では、図２に示すように、鉄筋１０の周囲に未硬化状態の繊維入りモルタル（第１のコンクリート）３０を付加製造装置４０から押し出し、図３及び図４に示すモルタル枠２０を形成する。繊維入りモルタル３０は、未硬化状態のモルタル材料３２に複数の繊維３４を混入させたものである。モルタル材料３２は、例えば建築材料として一般的に用いられるモルタル又はコンクリートであるが、公知のものであってもよく、未硬化状態で適度な流動性及び形状保持性を有することが好ましい。モルタル材料３２は、適切に積層造形されるように、チキソトロピー性を有し、短時間で硬化して高い強度を発揮する材料であることが好ましい。

繊維３４は、金属繊維又は合成繊維を数ミリから数センチに短く切った短繊維である。硬化後の繊維入りモルタル３０の靭性を高めるためには、繊維３４の直径は、０．００５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であることが好ましい。複数の繊維３４の平均長さは、３ｍｍ以上５０ｍｍ以下であることが好ましい。なお、後述するノズル４２の押出口（図示略）の内径に対して繊維３４が長いほうが、繊維３４が繊維入りモルタル３０を押し出す方向に沿い、整列しやすくなる。繊維入りモルタル３０における繊維３４の含有量は、０．１容量％以上５．０容量％以下であることが好ましい。但し、硬化後の繊維入りモルタル３０の靭性を高めることができれば、繊維３４の直径、複数の繊維３４の平均長さ、繊維入りモルタル３０における繊維３４の含有量を適切に調整できる。

モルタル枠形成工程では、繊維入りモルタル３０を付加製造装置４０に供給し、付加製造装置４０のノズル４２から鉄筋１０の周囲に押し出す。付加製造装置４０は、ノズル４２と、リフター部４４と、自走部４６と、を備える。リフター部４４は、ノズル４２及びノズル４２に未硬化状態の繊維入りモルタル３０を供給する供給部４８を支持し、ノズル４２を所定の高さまで昇降させる。自走部４６は、リフター部４４と接続されており、鉄筋１０の周囲を自走し、リフター部４４と連動してノズル４２を繊維入りモルタル３０の押し出し位置に移動させる。

図２に示すように、ノズル４２から繊維入りモルタル３０を押し出しつつ、ノズル４２を鉄筋１０の周囲でコンクリート構造物の輪郭をなぞるように周回させ、最下層の繊維入りモルタル体３１−１を施工する。繊維入りモルタル３０は前述のように形状保持性を有するので、接合部Ｓの上に押し出された形状を保持して硬化し始める。続いて、硬化した繊維入りモルタル体３１−１の高さと同程度にノズル４２を上昇させ、繊維入りモルタル体３１−１をなぞるように周回させ、２層目の繊維入りモルタル体３１−２を施工する。最上層の繊維入りモルタル体３１−ｋが所定の高さに到達するまで、同様の作業を繰り返す。ｋは、任意の自然数である。繊維入りモルタル体３１−ｋ，３１−（ｋ＋１）をなす繊維入りモルタル３０は、互いに同じ材料で構成され、接しているので、効果時には良好に一体化する。繊維入りモルタル体３１を完全に硬化させ、図３に示すようにモルタル枠２０を形成する。

［コンクリート芯形成工程］
コンクリート芯形成工程では、未硬化状態のフレッシュコンクリート（第２のコンクリート）６２をモルタル枠２０の内側の空間５０に打ち込み、空間５０を満たすコンクリート芯６０を形成する。具体的には、昇降装置６６を用いてフレッシュコンクリート６２の供給管６８を鉄筋１０の内側の空間５０に挿入して、供給管６８の先端から空間５０にフレッシュコンクリート６２を供給しつつ、供給管６８を適宜上昇させる。フレッシュコンクリート６２をモルタル枠２０の上端と同じ高さまで空間５０に充填し、養生して硬化させ、図６に示すようにコンクリート芯６０を形成する。このようにして、鉄筋１０とモルタル枠２０とコンクリート芯６０とを備えたコンクリート構造物７０を施工できる。図６では、鉄筋１０を省略している。

［作用効果］
以上説明した本実施形態のコンクリート構造物の施工方法は、上述の鉄筋組み立て工程、モルタル枠形成工程及びコンクリート芯形成工程を備える。本実施形態のコンクリート構造物の施工方法では、型枠を用いずに、付加製造装置４０を用いてモルタル枠２０を形成し、モルタル枠２０を型枠としてモルタル枠２０の内側にフレッシュコンクリート６２を打ち込むことができる。本実施形態のコンクリート構造物の施工方法によれば、従来のように型枠の組み立て及び解体が不要になり、コンクリート構造物７０の生産性を高めることができる。

本実施形態のコンクリート構造物の施工方法では、モルタル枠形成工程において用いる第１のコンクリートとして、未硬化状態のモルタル材料３２（又はコンクリート材料）に複数の繊維３４を混入させた繊維入りモルタル３０を用いる。モルタル枠２０が繊維入りモルタル３０で構成されるので、モルタル枠２０に良好な靭性を発揮させることができる。このことによって、地震等の発生時にコンクリート構造物７０に強振動が入力されても、強振動に対してモルタル枠２０が抵抗し、コンクリート構造物７０の過度なひび割れの発生、モルタル枠２０の剥離及びコンクリート芯６０の圧壊や鉄筋１０の座屈を抑制できる。その結果、コンクリート構造物７０の耐震性及び復旧性を向上させることができる。

本実施形態のコンクリート構造物の施工方法では、複数の繊維３４の長さ方向がモルタル枠２０の輪郭に沿いやすくなる。このことによって、空間５０にフレッシュコンクリート６２を打ち込んだ後、図６に矢印で示すフレッシュコンクリート６２の側圧によって生じる引張力に対してモルタル枠２０が良好に抵抗し、コンクリート構造物７０の崩壊を回避できる。

本実施形態のコンクリート構造物の施工方法では、繊維３４の直径は、０．００５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であることが好ましい。繊維３４の平均長さは、３ｍｍ以上５０ｍｍ以下であることが好ましい。繊維入りモルタル３０における繊維３４の含有量は、０．１容量％以上５．０容量％以下であることが好ましい。本実施形態のコンクリート構造物の施工方法によれば、繊維入りモルタル３０の流動性及び形状保持性を適度に保ちつつ、モルタル枠２０の良好な靭性を発揮させることができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変更が可能である。

例えば、本発明のコンクリート構造物の施工方法における第１のコンクリートは、モルタル枠２０に靭性を発揮させる点では上述のように繊維入りモルタル３０であることが好ましいが、付加製造方法を適用できる程度に流動性及び形状保持性を有し、コンクリート芯６０の側圧によって生じる引張力に抵抗できれば、繊維入り３０に限定されない。

また、本発明のコンクリート構造物の施工方法における第２のコンクリートは、上述の実施形態で説明したフレッシュコンクリート６２に限定されず、通常のコンクリート構造物の施工方法において木製等の従来の型枠の内側に打ち込み可能なコンクリート材料を全て含む。

また、上述の実施形態のコンクリート構造物の施工方法では、鉄筋１０が軸方向鉄筋１２及びせん断補強鉄筋１４で構成されている例を説明したが、平面視において複数の軸方向鉄筋１２で囲まれる領域の中心を挟んで両側の軸方向鉄筋１２，１２を囲う鉄筋がさらにあってもよい。即ち、鉄筋１０の構成は、上述の実施形態で説明した構成に限定されない。
また、接合部Ｓは基礎であってもよい。

また、上述の実施形態のコンクリート構造物の施工方法では、鉄筋組み立て工程の後に、モルタル枠形成工程を行ったが、鉄筋組み立て工程及びモルタル枠形成工程を行う順番は特に限定されない。即ち、モルタル枠形成工程の後に、鉄筋組み立て工程を行ってもよい。その場合は、例えば上述したようにモルタル枠２０を形成した後に、鉄筋かごをクレーンで吊り上げ、モルタル枠２０の内側に挿入することができる。なお、鉄筋かごは、複数の鉄筋を地組みして、番線などで固定し、一体化させたものである。

さらに、上述の実施形態のコンクリート構造物の施工方法では、鉄筋組み立て工程において、接合部Ｓに鉄筋１０のみを組み立てたが、先ず接合部Ｓに鉄骨を立て、鉄骨の周囲に鉄筋１０を組み立ててもよい。即ち、本発明のコンクリート構造物の施工方法は、上述の鉄筋コンクリート造（ＲＣ造）のコンクリート構造物７０だけではなく、鉄筋鉄骨コンクリート造（ＳＲＣ造）のコンクリート構造物の施工時にも用いることができる。

１０ 鉄筋
２０ モルタル枠
３０ 繊維入りモルタル（第１のコンクリート）
３２ モルタル材料
３４ 繊維
４０ 付加製造装置
６０ コンクリート芯
６２ フレッシュコンクリート（第２のコンクリート）

Claims (5)

1. 少なくとも鉄筋を組み立てる鉄筋組み立て工程と、
   前記鉄筋の周囲に未硬化状態の第１のコンクリートを付加製造装置から押し出し、モルタル枠を形成するモルタル枠形成工程と、
   未硬化状態の第２のコンクリートを前記モルタル枠の内側の空間に打ち込み、前記空間を満たすコンクリート芯を形成するコンクリート芯形成工程と、
   を備えることを特徴とするコンクリート構造物の施工方法。
2. 前記第１のコンクリートは、未硬化状態のモルタル材料に複数の繊維を混入させた繊維入りモルタルである、
   請求項１に記載のコンクリート構造物の施工方法。
3. 前記繊維の直径は、０．００５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下である、
   請求項２に記載のコンクリート構造物の施工方法。
4. 前記繊維の平均長さは、３ｍｍ以上５０ｍｍ以下である、
   請求項２または３に記載のコンクリート構造物の施工方法。
5. 前記繊維入りモルタルにおける前記繊維の含有量は、０．１容量％以上５．０容量％以下である、
   請求項２から４の何れか一項に記載のコンクリート構造物の施工方法。

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