JP3157813B2 - 閉鎖空間へのコンクリート充填工法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、大部分が閉鎖され
た鋼殻構造体の閉鎖空間へコンクリートを充填する工法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、スランプフローが60cm程度で自己
充填性を有する高流動コンクリートが開発され、大部分
が閉鎖された閉鎖空間への充填に多用されるようになっ
てきている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た高流動コンクリートの使用によれば、高コストの粉体
（セメント）、細骨材（砂）、混和材等を増量しなけれ
ばならないことに加え、製造に長時間を要し、製造コス
トの上昇が避けられないという問題があった。また、こ
の高流動コンクリートの製造には、高度な品質管理が必
要で、その上、ＪＩＳ外品取扱いのための工場（生コン
工場）内生産管理の煩雑化が避けられないという問題も
あった。なお、一部では閉鎖空間に対する低流動コンク
リート（ＪＩＳ型コンクリート）の充填も試みられてい
るが、この場合は、流動性や充填性に劣るため、多数箇
所で強力な振動を加えなければならず、施工自体が極め
て面倒になり、その上、隅々まで充分にコンクリートが
充填される保証もなく、著しく信頼性に欠けるものとな
る。

【０００４】本発明は、上記した従来の問題点を解決す
ることを課題としてなされたもので、その目的とすると
ころは、高流動コンクリート使用に伴うコスト負担の増
大並びに製造性の低下の問題を解決すると共に、ＪＩＳ
型コンクリート使用による施工の面倒さ並びに品質保証
の不安定さを解消し、もって閉鎖空間への充填に向けて
好適なコンクリート充填工法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、スランプフローが30〜55cmのコンクリー
トを、これに補助的な振動を直接加えながら、鋼殻構造
体内の閉鎖空間に充填することを特徴とする。本発明で
用いるコンクリート（以下、本コンクリートという）
は、特に成分組成を問うものではないが、ＪＩＳ規定の
汎用のコンクリート組成に対し、高性能ＡＥ減水剤、増
粘剤等を若干増量させるようにする。また、このコンク
リートは、ブリーディング率が 1.0％以下になるように
成分調整するのが望ましい。

【０００６】本発明は、コンクリートの、Ｕ形充填試験
方法による所定時間内の振動充填高さを施工管理の指針
として用いるようにしてもよい。このＵ形充填試験方法
は、土木学会高流動コンクリート施工指針「充填装置を
用いた間げき通過性試験方法」に準じたもので、その充
填装置は、図５に示すように、途中まで延ばした仕切壁
１により内部をＡ室とＢ室とに分けた所定寸法のＵ形容
器２と複数の丸棒３を所定の間隔で配した流動障害（障
害Ｒ）４とを備え、この流動障害４を仕切壁１の下方の
通過口５に配置し、さらに通過口５を開閉する仕切ゲー
ト６を設けた構造となっている。試験は、前記仕切ゲー
ト６を閉じた状態でＵ形容器２のＡ室にコンクリートを
満杯になるまで充填し、その後、仕切ゲート６を一気に
開き、Ａ室内のコンクリートを流動障害４を通してＢ室
へ流動させ、流動停止になるまでの時間とこの流動停止
状態におけるＢ室内の充填高さ（自己充填高さ）ｈとを
測定するものであるが、本発明では、直径25mmの棒状振
動体７をＡ室に挿入し、振動を加えながらコンクリート
をＡ室からＢ室へ流動させて、所定時間（例えば、30
秒）内の充填高さ（振動充填高さ）も測定する。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。図１および２は、本発明に係
るコンクリート充填工法の適用対象の一つである合成構
造沈埋函を示したものである。この沈埋函１０は、後述
の上床版１１、下床版１２および左右側壁（片側は省
略）１３よりなる函本体１４の内部を鉄筋コンクリート
製中壁１５により左右２室に仕切ると共に、左右２室の
それぞれを隔壁１６により左右２室に仕切り、中壁１５
と左右隔壁１６との間を車道Ｃ，Ｃとして、隔壁１６と
側壁１３との間を歩行または配管のための通路Ｄとして
それぞれ提供する構造となっている。

【０００８】上、下床版１１、１２および左右側壁１３
は、図２によく示されるように、内部に複数の直方体形
状の閉鎖空間（セル）Ｅを形成するように鋼板１７ａ，
１７ｂを組立てた鋼殻構造体１７とこの鋼殻構造体１７
の閉鎖空間Ｅに打設されたコンクリートブロック１８と
からなっている。鋼殻構造体１７の閉鎖空間Ｅの大きさ
は、一例として縦３ｍ，横３ｍ，高さ１ｍとなってい
る。また、この鋼殻構造体１７を構成する上および下側
鋼板１７ａには、コンクリートブロック１８との接合強
度を高めるための複数のシアコネクタ１９が予め固設さ
れている。なお、中壁１５および左右隔壁１６は、ここ
では鉄筋コンクリートにより形成されている。

【０００９】本実施の形態において、上記コンクリート
ブロック１８の打設には、スランプフローが30〜55cmで
かつブリーディング率が 1.0％以下のコンクリート（本
コンクリート）を用いるが、このコンクリートについて
は、特にＵ型充填試験方法による自己充填高さと振動時
間30秒以内での振動充填高さとを規定している。具体的
には、Ｕ型充填試験方法による自己充填高さが15cm以上
または振動充填高さが33cm以上となるように、その成分
組成を調整している。

【００１０】コンクリートブロック１８の打設に際して
は、図２に示すように、予め鋼殻構造体１７の上側鋼板
１７ａの、各閉鎖空間Ｅに対応する部分に複数のコンク
リート注入口２０と空気抜き孔２１とを開けておく。こ
の場合、コンクリート注入口２０は閉鎖空間Ｅの対角線
中央と1/4 位置に相当する部位に、空気抜き孔２１は閉
鎖空間Ｅの４隅に相当する部位に開けておき、先ず中央
のコンクリート注入口２０から閉鎖空間Ｅ内に前記本コ
ンクリートを注入し、この間、該コンクリート注入口２
０からコンクリート充填部位に振動機の棒状振動体（図
示略）を挿入して、補助的に振動を加える。すると、閉
鎖空間Ｅ内に注入されたコンクリートは閉鎖空間Ｅの中
央から速やかにその隅角部へ流動し、これにより閉鎖空
間Ｅ内の全体が次第にコンクリートで満たされる。ただ
し、このコンクリートは、高流動コンクリートと異なっ
て、流動性が低いので、中央のコンクリート注入口２０
からの加振だけでは、閉鎖空間Ｅ内を完全に満たすこと
は困難であるので、中央のコンクリート注入口２０まで
充填が進んだ段階で、棒状振動体による加振位置を閉鎖
空間Ｅの隅角部に偏ったコンクリート注入口２０に移し
て仕上げの充填を行い、これにて閉鎖空間Ｅ内は完全に
コンクリートで満たされるようになる。その後、所定時
間養生させることで、コンクリートブロック１８が完成
するが、本コンクリートのブリーディング率が 1.0％以
下となっているので、前記コンクリートブロック１８
は、鋼殻構造物１７の上鋼板１７ａの背面にも十分に接
合し、このコンクリート打設を上床版１１、下床版１２
および側壁１３の各閉鎖空間Ｅに繰返すことで、強度的
に優れた函本体１４が完成する。

【００１１】

【実施例】実施例１ セメント（Ｃ）、粗骨材（Ｇ）、細骨材（Ｓ）、高性能
ＡＥ減水剤（ＳＰ）、増粘剤（ＶＡ）として、表１に示
す種類・生産地のものを用意し、これらを表２に示すよ
うに配合して、一般的な生コン工場内のミキサを用いて
20〜25℃の環境で練混ぜを行って、増粘剤型、粉体型お
よび併用型の３種類の本コンクリートとＪＩＳ型コンク
リートとを製造した。本コンクリートについては、その
増粘剤型は増粘剤（ＶＡ）を水分（Ｗ）×0.10 ％添加
した配合とし、その粉体型はＪＩＳ型に対してセメント
配合量を425kg/m³まで高めた配合とし、その併用型は粉
体型に対してさらに増粘剤（ＶＡ）をＷ×0.05 ％添加
した配合とした。

【００１２】

【表１】

【００１３】

【表２】

【００１４】そして、上記増粘剤型、粉体型および併用
型の３種類の本コンクリートとＪＩＳ型コンクリートに
ついて練混ぜ後、15分経過時点で各サンプルを採取し、
スランプフロー（スランプ）試験、空気量試験、単位容
積質量測定試験、Ｕ形充填試験、ブリーディング試験の
各種試験を行った。ここで、スランプフロー試験はJSCE
−F503（ JIS− A−1101）に準拠して行い、スランプフ
ローとスランプとを求めた。また、空気量試験は JIS−
A−1128に、単位容積質量測定試験は JIS− A−1116
に、ブリーディング試験は JIS− A−1123にそれぞれ準
拠して行い、それぞれ空気量、単位容積質量およびブリ
ーディング率を求めた。さらに、Ｕ形充填試験は前記土
木学会高流動コンクリート施工指針「充填装置を用いた
間げき通過性試験方法」（図５）に準拠して行い、自己
充填高さと、振動充填高さと充填停止するまでの時間
（振動充填時間）とを求めた。なお、このＵ形充填試験
における加振は、直径25mmの棒状振動体７（図５）を約
14000VPMで振動させる条件とした。これら各試験で得ら
れた結果を表３に一括して示す。

【００１５】

【表３】

【００１６】表３に示す結果より、ＪＩＳ型コンクリー
トのスランプフローが29.5cmであるのに対し、本コンク
リートは増粘剤型、粉体型および併用型共にスランプフ
ローが40cm以上の高値となっている。また、Ｕ形充填試
験の結果では、ＪＩＳ型コンクリートの自己充填高さが
15cm未満であるのに対し、本コンクリートは増粘剤型、
粉体型および併用型共に19cm以上となっており、本コン
クリートが充填性に優れていることが明らかである。一
方、振動充填高さについては、ＪＩＳ型コンクリートと
本コンクリートとの間にはほとんど差がないものの、振
動充填時間を比較すると、ＪＩＳ型コンクリートが45秒
を要しているのに対し、本コンクリートは増粘剤型、粉
体型および併用型共に25秒以下の少ない時間となってお
り、本本コンクリートはわずかの加振で大きく充填性を
向上させることが分かった。なお、本コンクリートのブ
リーディング率は増粘剤型、粉体型、併用型によらず1.
0 ％以下となっており、ＪＩＳ型コンクリートに比べて
著しく小さくなっている。

【００１７】実施例２ 図３に示すように、上記合成構造沈埋函１０（図１、
２）における鋼殻構造体１７の一つの閉鎖空間Ｅの1/4
の容積を有する（Ｈ＝1.0m，Ｗ＝1.5m，Ｌ＝1.5m）鋼殻
モデル２０を鋼板とアクリル板とにより製作し、その上
面の１つの対角線上に３つのコンクリート注入口２１
ａ、２１ｂ、２１ｃを設定すると共に、同じ上面の他の
対角の隅角部に空気抜き孔２２を設定し、主に片側の隅
角部に設けたコンクリート注入口２１ａから鋼殻モデル
２０内に、前記表２に示した配合の本コンクリートとＪ
ＩＳ型コンクリートとを連続注入し、図４に示すように
鋼殻モデル内における充填状況を観察し、併せて注入側
と対角の隅角部における充填高さが全高Ｈの1/4 ，2/4
， 3/4までの到達時間を求めた。なお、この充填に際
しては、コンクリート注入口２１ａ、２１ｂ、２１ｃか
ら直径42mmの棒状振動体２４を挿入し、これを 12000VP
M で適当時間（ 5〜30秒）だけ振動させることを繰り返
した。また、コンクリートの注入は、最初のコンクリー
ト注入口２１ａまでほぼ満杯になった時点で、図４の
（Ｂ）に示すように中央のコンクリート注入口２１ｂに
棒状振動体２４による加振位置を移し、鋼殻モデル２０
内に完全充填するまで注入を続行した。前記各高さまで
の到達時間と完全充填時間とを表４に示す。なお、本鋼
殻モデル２０の対角距離Ｌ′（図４）は2.12ｍとなって
いる。

【００１８】

【表４】

【００１９】図４に示すように、鋼殻モデル２０内に注
入されたコンクリートは、コンクリート注入口２１ａ側
の隅角部から対角側の隅角部２３へ向けて所定の勾配で
下方傾斜するが、増粘剤型、粉体型および併用型の本コ
ンクリートは、何れもＪＩＳ型コンクリートに比べてそ
の勾配は緩やかであった。このことは、表４に示す結果
からも明らかで、本コンクリートはＪＩＳ型コンクリー
トに比べて各高さレベルまでの到達時間が短く、流動
性、充填性に優れていることが明らかとなった。

【００２０】

【発明の効果】 以上、詳細に説明したように、本発明
に係るコンクリート充填工法によれば、ＪＩＳ型コンク
リートに比べて流動性、充填性に優れたコンクリートを
用いることにより、大部分が閉鎖された鋼殻構造体の閉
鎖空間への充填を円滑にかつ効率よく行うことができ
る。また、ここで用いるコンクリートは、スランプフロ
ーが30〜55cmとなっているので、高流動コンクリートに
比べて製造コストが安価であり、さらに品質管理がが容
易であり、本工法のコスト的メリットは大なるものがあ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るコンクリート充填工法の適用対象
の一つである合成構造沈埋函をの構造を示す断面図であ
る。

【図２】図１に示した沈埋函の函本体の構造を、その内
部を開放して示す斜視図である。

【図３】本発明の実施例で用いた鋼殻モデルの構造を模
式的に示す斜視図である。

【図４】図３に示した鋼殻モデルに対するコンクリート
充填状況を示す模式図である。

【図５】Ｕ形充填試験方法に用いる試験装置の構造を示
す断面図である。

【符号の説明】

１４ 合成構造沈埋函の函本体 １７ 鋼殻構造体 ２０ コンクリート注入口 Ｅ 閉鎖空間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (73)特許権者 000172961 佐伯建設工業株式会社 大阪府大阪市中央区備後町２丁目４番６ 号 (73)特許権者 000219406 東亜建設工業株式会社 東京都千代田区四番町５ (73)特許権者 000182030 若築建設株式会社 福岡県北九州市若松区浜町１丁目４番７ 号 (73)特許権者 595138052 財団法人沿岸開発技術研究センター 東京都千代田区隼町３丁目16番地 住友 半蔵門ビル (72)発明者 清宮 理 神奈川県横浜市金沢区並木町３丁目３番 ６−104号 (72)発明者 末岡 英二 大阪府大阪市中央区高麗橋４丁目１番１ 号 東洋建設株式会社内 (72)発明者 田中 英紀 東京都文京区後楽２丁目２番８号 五洋 建設株式会社内 (72)発明者 守分 敦郎 東京都千代田区四番町５ 東亜建設工業 株式会社内 (72)発明者 藤村 貢 東京都目黒区下目黒２丁目23番18号 若 築建設株式会社内 (72)発明者 村上 敏幸 東京都港区北青山１丁目２番３号 佐伯 建設工業株式会社内 (72)発明者 北澤 壮介 東京都千代田区隼町３−16 財団法人沿 岸開発技術研究センター内 (56)参考文献 特開 平６−190808（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B28B 1/00 - 1/54 C04B 28/00 - 28/36 E04G 21/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スランプフローが30〜55cmのコンクリー
   トを、これに補助的な振動を直接加えながら、鋼殻構造
   体内の閉鎖空間に充填することを特徴とする閉鎖空間へ
   のコンクリート充填工法。
2. 【請求項２】 コンクリートのブリーディング率を1.0
   ％以下に設定することを特徴とする請求項１に記載の閉
   鎖空間へのコンクリート充填工法。
3. 【請求項３】 コンクリートの、Ｕ形充填試験方法によ
   る所定時間内の振動充填高さを施工管理の指針として用
   いることを特徴とする請求項１または２に記載の閉鎖空
   間へのコンクリート充填工法。