JP2021130910A - 壁モジュールによる構造物の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】防火壁を短期間で施工できる製造方法を提供する。【解決手段】複数の壁モジュール１１を有する構造物１の製造方法である。複数の壁モジュール１１の各々は、直立した壁部２０と、壁部の幅方向に延びた基礎部３０であって、壁部の幅方向に沿った第１の方向９の長さＷ１が壁部の幅Ｗ２より短い基礎部とを有し、基礎部の第１の方向の側面３１ａおよび３１ｂは、少なくとも一部に、上側に対し下側が側方に出た部分６０を含む。基礎部が搭載される基礎コンクリート５１を施工した後、基礎コンクリート５１の上に、複数の壁モジュール１１を壁部が隣接するように配置し、隣接する基礎部の側面同士の間７０を含めた領域にコンクリート製の接続層を施工する。【選択図】図４

Description

本発明は、壁および基礎を有する壁モジュールおよびそれを有する構造物に関するものである。

特許文献１の防火壁構造は、敷地に埋設されたコンクリート製の基礎と、基礎の上端に固定された固定台と、所定間隔毎に基礎の上端に起立された支柱と、支柱間に挿入される複数の防火壁板と、支柱の上端及び複数の防火壁板の上端間を連結する連結部材とから構成されている。３枚の防火壁板を凹部と突部とが嵌合させた連結状態のまま傾斜状態から垂直状態に移動させる。これにより、防火壁構造は、防火壁板を組み合わせた状態のまま同時に固定台に組付けることができるので、組み立て時間を短縮して施工現場での作業効率を高めることが可能になる。

特開２００５−２０７１５３号公報

防火壁などの壁体構造物をさら容易に構築できるようにすることが要望されている。

本発明の一態様は、複数の壁モジュールを有する構造物の製造方法である。複数の壁モジュールの各々は、直立した壁部と、壁部の幅方向に延びた基礎部とを有する。基礎部は、壁部の幅方向に沿った第１の方向の長さが壁部の幅より短く、基礎部の第１の方向の側面は、少なくとも一部に、上側に対し下側が側方に出た部分を含む。製造方法は、基礎部が搭載される基礎コンクリートを施工することと、基礎コンクリートの上に、複数の壁モジュールを壁部が隣接するように配置することと、隣接する基礎部の側面同士の間を含めた領域にコンクリート製の接続層を施工することとを含む。

この製造方法においては、壁部より幅方向（第１の方向）が短い基礎部を有する壁モジュールを壁部が隣接するように並べて、防火壁などの構造物を施工する際に、基礎部の側面同士の間に隙間が形成されることを利用し、側面にコンクリートと係合あるいは噛み合うような、上側に対し下側が側方に出た（突き出た）部分を設け、側面同士の間にコンクリートを打設して接続層を施工し、基礎部の側面を引き抜きあるいは転倒に対抗する力を得るために利用可能とする。また、接続層により、壁モジュール同士を接続するとともに、基礎コンクリートと基礎部とを一体化する効果が得られるようにしてもよい。

基礎コンクリートを施工することは、隣接する基礎部の側面同士の間となる位置に、接続層に埋設されるアンカーボルトまたは鉄筋を、基礎コンクリートから突き出るように埋設することを含んでもよい。接続層と基礎コンクリートとをより強固に接続でき、接続層を介して基礎部を基礎コンクリートにより強固に接続でき、複数の壁モジュールにより施工される防火壁などの構造物の強度を向上できる。

この製造方法においては、複数の壁モジュールに囲われた領域に、基礎部を巻き込んだ土間コンクリートを施工してもよく、土間コンクリートの代わりに、砂利、砂、土、ポーラスコンクリートなどを含む透水性の床を施工してもよい。

本発明の他の態様の１つは、直立した壁部と、壁部の幅方向に沿った第１の方向に延びた基礎部とを有するコンクリート製の壁モジュールである。基礎部は、第１の方向の長さが壁部の幅より短く、第１の方向の側面に、上側に対し下側が側方に出た部分を含む。側方に出た部分は、上側に対し下側が出た斜面、上側に対し下側が出た段差、凹凸、および側面から突き出た鉄筋の少なくともいずれかを含んでもよい。基礎部の両側の側面は、壁部の両端より内側に位置してもよい。基礎部の側面は、壁部に対し、斜め前方に延びていてもよい。

本発明の他の態様の１つは、壁モジュールを複数含む構造物である。構造物は、さらに、複数の壁モジュールの基礎部が搭載された基礎コンクリートと、複数の壁モジュールの、隣接する基礎部の側面同士の間を含めた領域に施工されたコンクリート製の接続層とを有する。構造物は、隣接する基礎部の側面同士の間となる位置に、基礎コンクリートから突き出るように埋設され、接続層に埋設された複数のアンカーボルトまたは鉄筋をさらに有してもよい。

複数の壁モジュールにより防火壁を施工する様子を示す図。 防火壁を、基礎部を中心に拡大して示す図。 防火壁を、断面を用いて拡大して示す図。 本例の複数の壁モジュールにより防火壁を施工する様子を示す図。 壁モジュールを基礎コンクリートの上に設置した状態を、基礎部を中心に拡大して示す図。 防火壁を施工した状態を、基礎部を中心に拡大して示す図。 防火壁を、断面を用いて拡大して示す図。 異なる壁モジュールを用いて防火壁を施工した状態を、基礎部を中心に示す図。 さらに異なる壁モジュールを用いて防火壁を施工した状態を、基礎部を中心に示す図。 さらに異なる壁モジュールを用いて防火壁を施工した状態を、基礎部を中心に示す図。 さらに異なる壁モジュールを用いて防火壁を施工した状態を、基礎部を中心に示す図。 さらに異なる壁モジュールを用いて防火壁のコーナー部分を施工する様子を示す図。

図１に、壁体を有する構造物の一例として、ガスステーション、水素ステーションなどの周囲に設けられる防火壁を製造する様子を示している。この防火壁１は、複数のコンクリート製の壁モジュール１０を接続して施工（製造）される。壁モジュール１０は、直立した壁部２０と、壁部２０を下側から支持するように壁部２０の幅方向（第１の方向）９に延びた基礎部３０とを有する。壁モジュール１０はコンクリート製の工場でプレハブ（プレキャスト）されたコンクリートブロックであり、防火壁１の施工現場において、予め施工された基礎コンクリート５１の上に壁部２０が隣り合うように並べられて、防火壁１を構成する。

各々の壁モジュール１０の壁部２０は上下に長い長方形の平板状であり、全体として平坦な外面２５および内面２６を含む。基礎部３０は、壁部２０の下側に接続するように、壁部２０の幅方向９に延びた板状の部分であり、幅方向（第１の方向）９の両側に側面３１ａおよび３１ｂを含む。基礎部３０の幅方向（第１の方向）９の長さＷ１は、壁部２０の幅Ｗ２に対して短く、基礎部の両側の側面３１ａおよび３１ｂが、壁部２０の両端（両側の側面）２１ａおよび２１ｂより内側に位置するように形成されている。防火壁用の壁モジュール１０のサイズの一例は、基礎部３０の底面３３から壁部２０の上端面（天場）２２までの距離（高さ）ｈが２８００ｍｍ、壁部２０の幅Ｗ２が２０００ｍｍ、壁部２０の厚みｔが１００ｍｍである。基礎部３０のサイズの一例は、幅Ｗ１が１８００ｍｍ、壁部２０の外面から基礎部３０の先端（内側の端）３６までの距離Ｌ１が４５０ｍｍである。壁モジュール１０のサイズはこれに限定されない。

壁モジュール１０の基礎部３０は、壁部２０の直下を含む少なくとも３か所に、高さ調整用に下側（底面）３３に出入りするようにボルトを取り付けるための埋め込みナット４１を含む。具体的には、埋め込みナット４１の１つは、基礎部３０の先端３５の近傍の長手方向の中央に配置されており（埋め込まれており）、他の２つは、壁部２０の直下に配置されている。壁部２０と基礎部３０との境界には、これらの埋め込みナット４１にボルトを設置して操作するための開口４３が設けられている。埋め込みナット４１の数は４以上であってもよい。少なくとも３つの埋め込みナット４１を基礎部３０に配置し、ボルトを通して基礎部３０の高さを制御することにより、基礎部３０の傾きを自由に調整でき、これにより壁部２０の傾きを自由に調整できる。したがって、隣接して配置される複数の壁モジュール１０を、それらの壁部２０が相互に隙間がない状態に近接または接し、さらに、壁部２０の外面２５が相互に面一になるように壁モジュール１０の姿勢を微調整することができる。この際、壁部２０の基礎部３０から左右に突き出た下面２３をジャッキアップのために使用することが可能であり、姿勢制御をより簡易に行うことができる。

さらに、壁モジュール１０の基礎部３０は、ほぼ中央に設けられた開口部４５を含む。この開口部４５は、壁モジュール１０を現場で基礎コンクリート５１に固定するためのアンカーを設置するために用いられる。また、この開口部４５を介してモルタルを注入することにより、姿勢（高さ）の調整が終了した基礎部３０の底面３３と基礎コンクリートとの間の隙間をモルタルで埋め、壁モジュール１０の姿勢を基礎コンクリートに対して安定させることができる。

壁モジュール１０の壁部２０は、さらに、隣接する壁モジュール１０の壁部２０と連結するために埋め込まれたインサート４９を含む。インサート４９は、壁部２０の内面２６からねじ止めできるように埋め込まれており、連結用のプレートをインサート４９に固定することにより隣接する壁部２０同士を固定することができる。

図２および図３に、複数の壁モジュール１０により製造（施工）された構造物、本例においては防火壁１を、基礎部３０を中心として示している。図２は防火壁１を内側（内面２６の方向）から見た様子を示し、図３は、断面により示している。まず、防火壁１を設置する領域５０に基礎コンクリート（ベースコンクリート）５１を施工する。その際、壁モジュール１０の基礎部３０の開口４５に対応する位置に、Ｕ型アンカーボルト５２を埋め込む。次に、基礎コンクリート５１の上に壁モジュール１０を、クレーンを用いて設置する。壁モジュール１０の姿勢調整（レベル調整）は、３か所の埋め込みナット４１に取り付けられた高さ調整ボルト４２を用いて行う。この調整と前後して、チャンネル５３を、開口部４５を貫通したＵ型アンカーボルト５２に取り付け、アンカーボルト５２を介して基礎部３０をベースコンクリート５１に固定し、転倒を未然に防止する。隣接する壁モジュール１０が設置されると、壁部２０同士を、連結プレート４８により、壁部２０に埋め込まれたインサート４９を用いて固定する。

次に、基礎部３０の開口部４５からモルタル５４を、基礎部３０の底面３３に回るように充填して基礎部３０を補強する。さらに、必要に応じて鉄筋ホールアンカー５５で補強し、所定の高さまで、防火壁１に囲まれた領域５に土間コンクリート５６を施工する。

以上のような工程により、コンクリート製で、壁部２０と基礎部３０とが工場プレハブされた壁モジュール１０を用いて防火壁１を施工することにより、現場で型枠を組んだりする必要がなく、短時間および低コストで防火壁１を製造できる。

図４に、本発明に係る壁モジュール１１を用いた防火壁１を施工する様子を示している。壁モジュール１１は、上述した壁モジュール１０と同様に、直立した壁部２０と、壁部２０の幅方向に沿った第１の方向９に延びた基礎部３０とを有する。本例の壁モジュール１１の基礎部３０は、第１の方向の長さＷ１が壁部の幅Ｗ２より短く、さらに、第１の方向９の側面３１ａおよび３１ｂに、上側に対し下側が側方に出た部分（突き出た部分）６０を含む。本例の、突き出た部分６０は、上側６１に対し下側６２が側方に出た段差部６３を含む。壁モジュール１１のその他の構成は、壁モジュール１０と共通する。

さらに、壁モジュール１１により施工される構造物である防火壁１は、隣接する基礎部３０の側面同士、すなわち、側面３１ａおよび３１ｂの間７０に、基礎コンクリート５１から突き出るように埋設されたアンカーボルト７２を含む。すなわち、基礎コンクリート５１には、基礎部３０の中央の開口部４５に対応した位置に埋設されたアンカーボルト５２に加え、基礎部３０の間となる位置にアンカーボルト７２が埋設されている。アンカーボルト７２は鉄筋であってもよく、異形鉄筋であってもよく、逆Ｕ字型またはＴ字型に組み合わされたものであってもよい。

図５に、防火壁１の設置領域５０に基礎コンクリート５１を施工した後、基礎コンクリート５１の上に、複数の壁モジュール１１が、壁部２０が隣接するように配置された様子を示している。基礎コンクリート５１を施工する際に、隣接する基礎部３０の側面同士、すなわち、側面３１ａおよび３１ｂの間７０となる位置に、後述する接続層７５に埋設されるアンカーボルト７２が、基礎コンクリート５１から突き出るように埋設されている。

図６に、基礎部３０の側面３１ａおよび３１ｂの間７０を含めた領域７１にコンクリート（モルタル）５４を注入して接続層７５を施工した状態を示している。コンクリート製の接続層７５は、基礎コンクリート５１に埋設されたアンカーボルト７２が内部に埋設されるように施工されるので、基礎コンクリート５１と高い強度で接続される。また、基礎部３０のそれぞれの側面３１ａおよび３１ｂには、コンクリートと噛み合うように上側６１に対し下側６２が側方に出た部分６０である段差部６３が設けられているので、側面３１ａおよび３１ｂの間７０に施工されたコンクリート製の接続層７５を介して、基礎部３０が基礎コンクリート５１に高い強度で接続される。したがって、防火壁１においては、壁モジュール１１が壁部２０より幅が狭い基礎部３０を備えており、基礎部３０の間に隙間７０が形成されることを利用して、基礎部３０を強固に基礎コンクリート５１に接続することができる。このため、それぞれの壁モジュール１１を基礎コンクリート５１に対して強固に固定でき、安定した防火壁１を施工できる。

接続層７５を形成することにより、それぞれの壁モジュール１１は安定する。このため、開口４５に取り付けられた一時固定用のチャンネル５３を取り外し、開口４５をモルタル５４で埋めてもよい。開口４５をモルタル５４により埋めることにより、アンカーボルト５２を介して壁モジュール１１をさらに強固に基礎コンクリート５１に固定できる。

図７に、壁モジュール１１により防火壁１が施工された状態を断面図により示している。図６に示すように、防火壁１を構成する複数の壁モジュール１１は、基礎部３０の両側の側面３１ａおよび３１ｂが壁部２０の側面２１ａおよび２１ｂに対し内側に位置しており、基礎部３０の側面３１ａおよび３１ｂとの間７０に隙間が形成されることを利用し、その間７０を含む領域７１に接続層７５を施工することにより、基礎部３０と基礎コンクリート５１とを強固に接続できる。したがって、基礎部３０に加えて基礎コンクリート５１を壁モジュール１１の基礎として使用できる。このため、防火壁１の内側、すなわち、複数の壁モジュール１１に囲われた領域５に、図３と同様に土間コンクリートを施工してもよく、土間コンクリートの代わりに、砂利や、砂、土などにより、透水性の床６を施工してもよい。透水性のポーラスコンクリートにより床６を施工してもよい。

ガソリンや軽油などを取り扱うガスステーションにおいては、床面を防水性として排水を、油水分離槽を介して排出する必要があった。他の用途、例えば、水素を取り扱う水素ステーションにおいては、排水に油分の混入はほとんどなく、一方、地下タンクから万一、水素の漏れ出したときに地下に溜まる危険を防止するために透水性の床であってもよい。本例の壁モジュール１１は、基礎部３０の側面３１ａおよび３１ｂに基礎コンクリート５１に対する結合力を増強する機能を設けることにより、防火壁１の内側の領域５の利用形態を様々なアプリケーションに拡大することができる。特に、基礎コンクリート５１と一体化することにより、基礎部３０のサイズを小さくできるので、基礎部３０の内側、または複数の壁モジュール１１（壁１）の基礎部３０により囲われたスペースを配管埋設用などに有効活用できる。また、壁モジュール１１に囲われた領域５に十分な浸透面積を確保できるので、緑地として使用したりすることも可能となる。

図８に、異なる壁モジュール１１ａを用いて製造（施工）された防火壁１を、基礎部３０を中心に示している。この壁モジュール１１ａは、基礎部３０の側面３１ａおよび３１ｂに、上側６１に対して下側６２が側方に出る部分６０として、下側６２が側方に広がった斜面（テーパ部分）６４を含む。隣接する基礎部３０の側面３１ａおよび３１ｂが対峙した間７０を含む領域７１に、コンクリート５４により基礎コンクリート５１から伸びたアンカーボルト７２を含むように接続層７５を形成する。この接続層７５に対し、基礎部３０の側面３１ａおよび３１ｂの斜面６４は壁モジュール１１ａが転倒する方向に対して逆テーパとなり、壁モジュール１１ａを基礎コンクリート５１の上に安定して維持できる。さらに、接続層７５は、アンカーボルト７２を介して基礎コンクリート５１と強固に連結されるので、壁モジュール１１ａを、基礎コンクリート５１と強固に接続でき、壁モジュール１１ａを一層安定させることができる。このように、壁モジュール１１ａに基礎部３０の側面３１ａおよび３１ｂに基礎コンクリート５１と接続する機能を付与することができ、基礎コンクリート５１の上に、複数の壁モジュール１１ａにより安定した防火壁１を製造できる。

図９に、さらに異なる壁モジュール１１ｂを用いて製造（施工）された防火壁１を、基礎部３０を中心に示している。この壁モジュール１１ｂは、基礎部３０の側面３１ａおよび３１ｂに、上側６１に対して下側６２が側方に出る部分６０として、側面３１ａおよび３１ｂに形成された凹部６５を含む。隣接する基礎部３０の側面３１ａおよび３１ｂが対峙した間７０を含む領域７１に、基礎コンクリート５１から伸びたアンカーボルト７２を含むようにコンクリート製の接続層７５を形成することにより、壁モジュール１１ｂを、アンカーボルト７２を介して基礎コンクリート５１に強固に連結できる。したがって、基礎コンクリート５１の上に、複数の壁モジュール１１ｂにより安定した防火壁１を製造できる。側面３１ａおよび３１ｂに形成される形状としては、凹部６５の代わりに、あるいはともに、凸部であってもよく、凹凸が連続した形状であってもよい。基礎部３０の中央の開口４５の側面に凹凸４６などのコンクリート５４と噛み合う形状、すなわち、上側に対して下側が広がった形状を設けることにより、基礎部３０と基礎コンクリート５１との連結をさらに強化できる。

図１０に、さらに異なる壁モジュール１１ｃを用いて製造（施工）された防火壁１を、基礎部３０を中心に示している。この壁モジュール１１ｃは、基礎部３０の側面３１ａおよび３１ｂに、上側６１に対して下側６２が側方に出る部分６０として、側面３１ａおよび３１ｂに差し込まれた鉄筋またはボルト６６を含む。鉄筋またはボルト６６は、基礎部３０が形成されるときに設けられてもよく、基礎部３０を形成する際にインサートを埋設しておき、現場でインサートに鉄筋またはボルト６６を取り付けてもよい。隣接する基礎部３０の側面３１ａおよび３１ｂが対峙した間７０を含む領域７１に、基礎コンクリート５１から伸びたアンカーボルト７２に加え、側面３１ａおよび３１ｂから突き出たボルト６６を含むようにコンクリート製の接続層７５を形成することにより、壁モジュール１１ｂを基礎コンクリート５１に強固に連結できる。したがって、基礎コンクリート５１の上に、複数の壁モジュール１１ｃにより安定した防火壁１を製造できる。

図１１に、壁モジュール１１を用いて製造（施工）された防火壁１の異なる例を示している。この防火壁１の施工では、Ｔ字型に組み合わされた鉄筋７２ａが用いられている。すなわち、隣接する基礎部３０の側面３１ａおよび３１ｂが対峙した間７０を含む領域７１に、基礎コンクリート５１に埋設されたＴ字型の鉄筋７２ａが突き出ており、接続層７５の強度をさらに向上するとともに、基礎コンクリート５１との結合力（接続強度）を確保できる。さらに、Ｔ字型の鉄筋７２ａを側面３１ａおよび３１ｂの段差部６３と係合するように配置することにより、基礎部３０と接続層７５との接続強度も向上できる。

図１２に、さらに異なる壁モジュール１１ｄを用いて製造（施工）された防火壁１のコーナー部分２を示している。壁モジュール１１ｄは、直立した壁部２０と、壁部２０の幅方向に沿った第１の方向９に延びた基礎部３０とを有する。基礎部３０の側面３１ａおよび３１ｂは、壁部２０に対して斜め前方に先端３６が狭まるように突き出ており、本例では４５度をなすように延びている。さらに、側面３１ａおよび３１ｂに、上側に対し下側が側方に出た部分（突き出た部分）６０として段差部６３を含む。この壁モジュール１１ｄは、２つの壁モジュール１１ｄを、基礎部３０が干渉しないように、一方の壁モジュール１１ｄの壁部（壁体）２０の内面２６に、他方の壁部２０の側面２１ａを当てた（付けた）状態で９０度をなすように組み合わせることが可能である。さらに、９０度のコーナー部分２を施工した状態で、基礎部３０同士の側面３１ｂおよび３１ａの間７０にコンクリート（モルタル）５４を注入する領域７１を確保でき、接続層７５を形成することにより、アンカーボルト７２を介して壁モジュール１１ｄを基礎コンクリート５１と強固に接続できる。

なお、上記に示した壁モジュール１１〜１１ｄは、左右対称な形状を例に説明しているが、非対称な形状であってもよく、例えば、壁部２０に対して基礎部３０は中央ではなく、左右いずれか一方に近づいた状態で配置されていてもよく、壁部２０の左右一方の側面と基礎部３０の左右一方の側面とが直線状に配置されていてもよい。また、壁モジュール１１〜１１ｄの壁部２０の外面２５および内面２６は平板状であるが、適当な模様また補強のための構造が含まれていてもよい。また、壁体を含む構造物（構造体）は、防火壁１に限定されることはなく、特定の領域を区切るあるいは仕切る壁を含む構造物であればよい。

１０、１１〜１１ｄ 壁モジュール、 ２０ 壁部、 ３０ 基礎部

Claims (9)

1. 複数の壁モジュールを有する構造物の製造方法であって、
   前記複数の壁モジュールの各々は、直立した壁部と、前記壁部の幅方向に延びた基礎部であって、前記壁部の幅方向に沿った第１の方向の長さが前記壁部の幅より短い基礎部とを有し、前記基礎部の前記第１の方向の側面は、少なくとも一部に、上側に対し下側が側方に出た部分を含み、
   前記基礎部が搭載される基礎コンクリートを施工することと、
   前記基礎コンクリートの上に、前記複数の壁モジュールを前記壁部が隣接するように配置することと、
   隣接する前記基礎部の前記側面同士の間を含めた領域にコンクリート製の接続層を施工することとを含む、製造方法。
2. 請求項１において、
   前記基礎コンクリートを施工することは、前記隣接する基礎部の前記側面同士の間となる位置に、前記接続層に埋設されるアンカーボルトまたは鉄筋を、前記基礎コンクリートから突き出るように埋設することを含む、製造方法。
3. 請求項１または２において、
   前記複数の壁モジュールに囲われた領域に透水性の床を施工することを含む、製造方法。
4. 直立した壁部と、前記壁部の幅方向に沿った第１の方向に延びた基礎部とを有するコンクリート製の壁モジュールであって、
   前記基礎部は、前記第１の方向の長さが前記壁部の幅より短く、前記第１の方向の側面に、上側に対し下側が側方に出た部分を含む、壁モジュール。
5. 請求項４において、
   前記出た部分は、上側に対し下側が出た斜面、上側に対し下側が出た段差、凹凸、および側面から突き出た鉄筋の少なくともいずれかを含む、壁モジュール。
6. 請求項４または５において、
   前記基礎部の両側の前記側面が前記壁部の両端より内側に位置する、壁モジュール。
7. 請求項６において、
   前記基礎部の前記側面は、前記壁部に対し、斜め前方に延びている、壁モジュール。
8. 請求項４ないし７のいずれかに記載の複数の壁モジュールと、
   前記複数の壁モジュールの前記基礎部が搭載された基礎コンクリートと、
   前記複数の壁モジュールの、隣接する前記基礎部の前記側面同士の間を含めた領域に施工されたコンクリート製の接続層とを有する、構造物。
9. 請求項８において、
   前記隣接する基礎部の前記側面同士の間となる位置に、前記基礎コンクリートから突き出るように埋設され、前記接続層に埋設された複数のアンカーボルトまたは鉄筋をさらに有する、構造物。

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