JP3936435B2 - 壁状コンクリート構築物の構築方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、迅速な施工の要求される小規模ダムや重力擁壁等の壁状コンクリート構築物の構築方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
小規模なダムや重力擁壁等のような壁状コンクリート構築物の施工には、従来、例えば図６又は図７に示すような工法が採用されている。このうち、図６に示す工法では、まず（Ａ）のように、基礎コンクリート１０１の上に適当な高さの木製あるいは鋼製の第一段目の型枠１０２_１をセパレータ１０３_１や支保工（図示省略）によって組み立て、次に（Ｂ）のように、前記型枠１０２_１によって画成された空間Ｓ_１にコンクリート１０４を打設する。そしてこのコンクリート１０４が所定の強度になるまで硬化したら、前記型枠１０２_１を解体して、（Ｃ）のように前記コンクリート１０４の上に更にコンクリートを打ち継ぐための第二段目の型枠１０２_２を、上述と同様にセパレータ１０３_２や支保工によって組み立て、この型枠１０２_２によって画成された空間Ｓ_２にコンクリートを打設するといった作業を繰り返すことによって、（Ｄ）のような壁状コンクリート構築物１０４’が構築される。
【０００３】
また図７に示す工法では、まず（Ａ）のように、基礎コンクリート２０１の上に、プレキャストコンクリートからなる適当な高さの第一段目のＰＣａ型板２０２_１を鉄筋等からなる支保工２０３_１により支保して組み立て、次に（Ｂ）のように、前記ＰＣａ型板２０２_１によって画成された空間Ｓ_１にコンクリート２０４を打設する。ＰＣａ型板２０２_１は打設後経時的に硬化するコンクリート２０４と一体接合状態になる。コンクリート２０４が所定の強度になるまで硬化したら、（Ｃ）のように、その上に更にコンクリートを打ち継ぐための第二段目のＰＣａ型板２０２_２を上述と同様に支保工２０３_２によって支保して組み立て、前記ＰＣａ型板２０２_２によって画成された空間Ｓ_２にコンクリートを打設するといった作業を繰り返すことによって、（Ｄ）のような壁状コンクリート構築物２０４’が構築される。ＰＣａ型板２０２_１，２０２_２・・・は硬化するコンクリート２０４と一体接合状態になり、壁状コンクリート構築物２０４’の表層部となる。
【０００４】
更に、図６（Ｄ）に示す壁状コンクリート構築物１０４’を鉛直方向複数に分割した形状のプレキャストコンクリートブロックを積み上げて、その上下面同士をコンクリートの打設によって接合するといった工法もある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来工法においては、次のような問題が指摘される。
すなわち、例えば山間部における土石流等をくい止める砂防ダム等を構築する場合、その施工は危険な山間部の斜面での作業となるため、迅速な施工が要求されるが、図６に示すような工法では、危険な現場での型枠１０２の組立や解体作業に多くの時間を必要とする。そしてその点、図７に示す工法は、コンクリート成形品であるＰＣａ型板２０２_１，２０２_２・・・が、後打ちされたコンクリート２０４と一体化されて構築物２０４’の表層部となるものであるため、型枠の解体作業がなくなってその分だけ工期が短縮されるが、ＰＣａ型板２０２₁，２０２_２，・・・ の組立・支保作業になお多くの時間がかかる。しかも、コンクリート２０４の養生期間中に、日照によって最上段のＰＣａ型板２０２_３が外側へ僅かに反ることによって、あるいは日向側と日陰側の熱膨張差によって、前記コンクリート２０４の天端部との間に僅かな亀裂が発生すると、そこから浸透した雨水が冬期に凍結して膨張したり、日照と夜間冷却に伴う膨張・収縮の繰り返しによって、プレキャスト部と後打ちコンクリート部が剥離してしまうといった現象をもたらす。したがって、構築物２０４’の天端面２０４ａにはプレキャスト部と後打ちコンクリート部との境界に沿って目地を形成し、この目地にエポキシ樹脂等のシール材２０５を充填するといった防水作業も必要になる。
【０００６】
また、プレキャストコンクリートブロックによる工法は、プレキャストコンクリートブロックの据え付けとその接合のためのコンクリート打設のみの作業となるが、ブロック一部材あたりの重量が大きいため、その据え付けに大型の揚重機が必要になり、このような大型機械を狭隘な山間部の斜面等に搬入するのが困難なことが多い。
【０００７】
本発明は上記のような事情のもとになされたもので、その主な技術的課題は、現場での型枠の組立及び解体作業を排除して一層の工期短縮を図り、現場での施工の容易化を図ることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述した技術的課題は、本発明によって有効に解決することができる。
すなわち本発明に係る壁状コンクリート構築物の構築方法は、厚さ方向に互いに対向配置される一対のＰＣａ型板を支保体を介して互いに連結した型枠を製作し、この型枠を現場に搬入して所定の施工箇所に設置し、前記両ＰＣａ型板の間の空間にコンクリートを打設してこのコンクリートと前記型枠を一体化するものである。そして前記支保体は、前記両ＰＣａ型板間に介在される枠状ＰＣａウェブ板と、前記両ＰＣａ型板の内側面から互いに対向する方向へ突設された螺子軸と、この双方の螺子軸に螺合する螺子継手を備えるターンバックルとからなり、前記型枠を製作する工程では、前記ターンバックルの両螺子軸に対する緊張力によって前記枠状ＰＣａウェブ板の両端面に前記両ＰＣａ型板の内側面を圧接固定させることを特徴としている。なお、ここでいう「壁状コンクリート構築物」とは、砂防ダムや小規模ダムの堤体あるいは重力擁壁等を総称するものであり、「ＰＣａ」とはプレキャストコンクリートの略称であって工場等で予め成形されたコンクリート製品をいう。
【０００９】
本発明によれば、ＰＣａ型板は、コンクリート打設の際の型板であると共に、打設後経時的に硬化するコンクリートと接合一体化されてコンクリート構築物の表層部となるものであるため、コンクリート打設後に前記ＰＣａ型板を解体する必要がない。また、一対のＰＣａ型板を支保体を介して互いに連結することによる型枠の製作は現場以外の箇所で行われるので、現場では完成した型枠を搬入・設置した後に直ちにコンクリートの打設を行うことができる。したがって本発明の構築方法は、危険な山間部での砂防ダムの構築のように、現場での滞在時間をできる限り短縮する必要がある場合に極めて有用である。
【００１０】
支保体は、両側のＰＣａ型板を所定の間隔に保持した状態に固定して後打ちコンクリートの打設空間を形成するものであり、両ＰＣａ型板間に介在される枠状ＰＣａウェブ板と、前記両ＰＣａ型板の内側面から互いに対向する方向へ突設された螺子軸及びこの双方の螺子軸に螺合する螺子継手を備えるターンバックルとからなるため、両ＰＣａ型板間に枠状ＰＣａウェブ板を介在させると共にターンバックルを連結し、このターンバックルの螺子継手を締め付け方向に回転させて螺子軸に緊張力を与えて、前記枠状ＰＣａウェブ板の両端面に前記両ＰＣａ型板の内側面を圧接固定させることによって、型枠を容易に製作することができる。なお、ＰＣａウェブ板を「枠状」としたのは、ＰＣａ型板間に打設された後打ちコンクリートがＰＣａウェブ板によって堰き止められることがないようにするためである。
【００１１】
【００１２】
また、本発明において一層好ましくは、壁状コンクリート構築物の天端部における後打ちコンクリートを、両ＰＣａ型板の上端部の上側の高さまで打設する。このようにすれば、両ＰＣａ型板の上端部が後打ちコンクリートによって上から包み込まれた接合構造となるので、日照によるＰＣａ型板の反り及びこれに伴う後打ちコンクリートとの境界に沿った亀裂が発生せず、前記境界へ雨水が浸透することがない。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係る壁状コンクリート構築物の構築方法を例えば砂防ダムの構築に適用した実施形態を工程順に示すものである。この実施形態においてはレディミクストコンクリートの打設による工法、すなわちモルタルと骨材とを予め所定の比率で混練したコンクリート（いわゆる生コン）を打設する方法を採用し、また、高さ方向にいくつかの施工リフトに分けて順次施工して行く方法を採用したものである。
【００１４】
図１において、参照符号Ｇは山間部の斜面における砂防ダムの構築予定箇所を堆積土砂や礫の除去や地盤の切削等により略水平に整地した施工基盤、参照符号１はこの施工基盤Ｇに打設された基礎コンクリートである。基礎コンクリート１の上には、まず図１（Ａ）に示すようにクレーン３によって第一段目の型枠２（２_１）を吊り込んで搬入し、前記山間部を堰き止めるように、図示の断面と直交する方向に延在された状態に設置する。
【００１５】
型枠２は、厚さ方向に互いに対向しかつ上部ほど対向間隔が小さくなるように互いに傾斜した状態に配置された一対のＰＣａ型板２１，２１と、このＰＣａ型板２１，２１を互いに強固に連結している支保体２２とからなる。このうち、ＰＣａ型板２１，２１は、工場あるいは現場近くの安全なエリアで生産され、十分な硬化・収縮が行われた板状のプレキャストコンクリート製品であって、後打ちされるコンクリートの側圧に対する十分な強度を有するものである。また支保体２２としては、図２又は図３に示すような構造のものが採用される。
【００１６】
【００１７】
図２に示す型枠２は、支保体２２が、ＰＣａ型板２１，２１間の水平方向中間部に略鉛直に介在される枠状ＰＣａウェブ板２２２と、その両側位置で前記ＰＣａ型板２１，２１を互いに連結するターンバックル２２３とからなる。枠状ＰＣａウェブ板２２２は、中央に大きな窓部２２ｂを有する台形状に成形された板状のプレキャストコンクリート（鉄筋コンクリートあるいは無筋コンクリート）製品もしくは鋼材等で形成された製品である。また、ターンバックル２２３は良く知られた構造であって、ＰＣａ型板２１，２１の内側面からそれぞれ互いに対向する方向へ突設された螺子軸２２３ａ，２２３ｂと、両螺子軸２２３ａ，２２３ｂに螺合する螺子継手２２３ｃを備え、両螺子軸２２３ａ，２２３ｂは互いに逆螺子となっている。なお、枠状ＰＣａウェブ板２２２の窓部２２ｂは、ＰＣａ型板２１，２１間に打設されるコンクリートの流れが堰き止められることがないように形成されたものである。
【００１８】
すなわち、ＰＣａ型板２１，２１は、各ターンバックル２２３における両螺子軸２２３ａ，２２３ｂと螺子継手２２３ｃを螺合させると共にこの螺子継手２２３ｃを締め付け方向に回転させることによって、前記ＰＣａ型板２１，２１の内側面が、その間に介在させたＰＣａウェブ板２２２における左右の斜辺状の両端縁に圧接・固定状態となり、これによって型枠２が組み立てられる。
【００１９】
図３に示す型枠２は、基本的には図２と同様の構造であるが、支保体２２が、複数の枠状ＰＣａウェブ板２２２と、その間の位置でＰＣａ型板２１，２１を互いに連結するターンバックル２２３とからなる。
【００２０】
【００２１】
上述したいずれの型枠２も、工場で製作されるか、あるいは現場近くの安全な場所で組み立てられてから現場に搬入され、クレーン３によって吊り込んで設置される。また、支保体２２は、型枠２をクレーンで吊り上げた時に容易に変形せず、かつ後打ちされるコンクリートの側圧に対してＰＣａ型板２１，２１をしっかり保持できる強度を有するように設けられる。
【００２２】
説明を図１に戻すと、基礎コンクリート１の上に上述した図２又は図３のような構成を備える第一段目の型枠２_１を設置し適当な金具等によって簡単に固定したら、図１（Ｂ）に示すように、型枠２_１のＰＣａ型板２１，２１間のコンクリート打設空間Ｓ_１に、モルタルと骨材が適当な比率で配合され混練されたコンクリート４を、図示されていないコンクリートポンプによって、前記型枠２_１の上端近傍の高さまで打設する。このコンクリート４は、図示されていないバイブレータ等によって適宜に締め固める。
【００２３】
打設されたコンクリート４は経時的に硬化して行き、これに伴って、基礎コンクリート１及び第一段目の型枠２_１と一体化される。すなわち、コンクリート４の打設時に堰板として機能するＰＣａ型板２１，２１は、コンクリート４の所定の養生期間が経過した後に取り外されるものではなく、そのままコンクリート表面に残されて砂防ダム表層部となるものであるため、コンクリート４の水和反応による硬化（養生）が充分に行われる。なお、ＰＣａ型板２１，２１の裏面は、前記コンクリート４との接合性を向上させるために、好ましくは刷毛引きや洗い出しによる粗面加工が施され、あるいはジベル筋やコッタ等が設けられる。
【００２４】
コンクリート４に適当な強度が発現されたら、図１（Ｃ）に示すように、第一段目の型枠２_１の上に第二段目の型枠２_２をクレーン３によって吊り込んで設置する。この第二段目の型枠２_２におけるＰＣａ型板２１，２１は、第一段目の型枠２_１におけるＰＣａ型板２１，２１と連続した斜面を形成するように、支保体２２によって連結されている。そしてこの第二段目の型枠２_２におけるＰＣａ型板２１，２１の下端部は、図４（Ａ）又は（Ｂ）に示すような金具５及びこれに挿通されるボルト６を介して、硬化した後打ちコンクリート部４_１の両側の表層部２１’，２１’（第一段目の型枠２_１におけるＰＣａ型板２１，２１）の上端部に仮固定される。また好ましくは図５（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、ＰＣａ型板２１，２１の上端面と、その上段に設置される型枠のＰＣａ型板２１，２１の下端面のうち一方に突条２１ｂ，２１ｂを形成し他方にこの突条と嵌合可能な溝２１ｃ，２１ｃを形成することによって、上段の型枠をその下段の型枠に対して確実に位置決めすると共に、コンクリートの打設時の漏れ防止を図る。
【００２５】
第二段目の型枠２_２の設置・固定が終わったら、そのＰＣａ型板２１，２１の間であって硬化した後打ちコンクリート部４’の上のコンクリート打設空間Ｓ_２に、図１（Ｂ）と同様にしてコンクリート４を打設する。そしてこのコンクリートは、図１（Ｄ）に示すように、打設後経時的に硬化して行くことによってその下側の後打ちコンクリート部４’と一体的に接合されると共に、第二段目の型枠２_２におけるＰＣａ型板２１，２１と一体的に接合される。
【００２６】
以下、上述のような工程を所要回数繰り返して行うことによって、後打ちコンクリート部４’とその両側の表層のプレキャスト部２１’，２１’からなる所定高さの砂防ダムが構築される。
【００２７】
砂防ダムの天端部の施工においては、図１（Ｄ）に示すように、最上段の型枠２_ｎにおけるＰＣａ型板２１，２１の上端部外側面にこの型枠２_ｎの上方へ突出する木製、鋼材製あるいは合成樹脂製の型板７，７を取り付け、コンクリート４を、前記型枠２_ｎにおけるＰＣａ型板２１，２１の上側の高さ、すなわち前記型板７，７間の空間に達するまで打設する。このようにすれば、ＰＣａ型板２１，２１の上端部が後打ちコンクリートによって上から包み込まれた接合構造となるので、砂防ダムの天端部に最上段のＰＣａ型板２１，２１の反りによる亀裂が発生せず、この亀裂からの雨水の浸透による表層プレキャスト部２１’の剥離が発生しない。また、最上段の型枠２_ｎにおけるＰＣａ型板２１，２１の上端部を支保体２２の一部である剥離防止用の鉄筋２２４で互いに連結した構造とすることも、前記亀裂の発生を防止する手段として有効である。なお、型板７，７は、最上段に打設したコンクリート４が硬化した後で取り外される。
【００２８】
【００２９】
【００３０】
【００３１】
【００３２】
【００３３】
なお、本発明は、図示の実施形態によって限定的に解釈されるものではない。例えば、後打ちコンクリート４の打設には、プレパックドコンクリートによる方法、すなわち粗骨材の投入後にモルタルを注入するといった工法を採用することもできる。
【００３４】
また、上述の実施形態は砂防ダムを構築する場合について説明したが、本発明は、このような砂防ダムのほか、小規模なダムや重力擁壁等の構築にも適用することができる。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によると、次のような効果が実現される。
(1)請求項１に係る発明によれば、型枠を現場以外の箇所で容易に組み立てることができ、この型枠を現場に設置してコンクリートを打設し、打設後は前記ＰＣａ型板を解体する必要がないので、危険な現場での作業員の滞在時間を著しく短縮して安全性を有効に高めることができる。
(2)請求項２に係る発明によれば、請求項１による効果に加え、ＰＣａ型板の上端部を後打ちコンクリートで上から包み込むことによって、ＰＣａ型板と後打ちコンクリートとの境界に沿った亀裂が発生せず、前記境界へ雨水が浸透することがないので、天端面への防水工事が不要になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る壁状コンクリート構築物の構築方法を砂防ダムの構築に適用した実施形態を工程順に示す説明図である。
【図２】 上記実施形態において使用される型枠の他の例を示す斜視図である。
【図３】 上記実施形態において使用される型枠の他の例を示す斜視図である。
【図４】 上記実施形態における上下の型枠の連結に使用される金具を例示した説明図である。
【図５】 上記実施形態における上下の型枠のＰＣａ型板同士の嵌合構造を例示した説明図である。
【図６】 従来技術による壁状コンクリート構築物の構築方法の一例を工程順に示す説明図である。
【図７】 従来技術による壁状コンクリート構築物の構築方法の他の例を工程順に示す説明図である。
【符号の説明】
２，２_１〜２_ｎ 型枠
２１ ＰＣａ型板
２２ 支保体
４ コンクリート
７ 型板

Claims (2)

1. 厚さ方向に互いに対向配置される一対のＰＣａ型板を支保体を介して互いに連結した型枠を製作する工程と、
   この型枠を現場に搬入して所定の施工箇所に設置する工程と、
   前記両ＰＣａ型板の間の空間に後打ちコンクリートを打設してこのコンクリートと前記型枠を一体化する工程と、
   からなり、
   前記支保体が、前記両ＰＣａ型板間に介在される枠状ＰＣａウェブ板と、前記両ＰＣａ型板の内側面から互いに対向する方向へ突設された螺子軸と、この双方の螺子軸に螺合する螺子継手を備えるターンバックルとからなり、
   前記型枠を製作する工程では、前記ターンバックルの両螺子軸に対する緊張力によって前記枠状ＰＣａウェブ板の両端面に前記両ＰＣａ型板の内側面を圧接固定させることを特徴とする壁状コンクリート構築物の構築方法。
2. 壁状コンクリート構築物の天端部における後打ちコンクリートを、両ＰＣａ型板の上端部の上側の高さまで打設することを特徴とする請求項１に記載の壁状コンクリート構築物の構築方法。

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