JP4130810B2 - 水域構造物の施工方法 - Google Patents

Description

本発明は、護岸や岸壁、防波堤等の水域構造物の施工方法に関する。

この種の水域構造物として、特許文献１に根入れ式のラーメン構造によるものが開示されている。これは、鋼製矢板からなる矢板壁の前方に、鋼管杭からなる前方杭を水底地盤に根入れしてその上部を水面上に突出せしめ、矢板壁の上端部から水底地盤に向かって斜め下方に斜材（いわゆる水中ストラット部材）を設けてその先端部を水底付近で前方杭に結合するとともに、前方杭の上端部と矢板壁の上端部とをコンクリートスラブによって連結することにより、それら矢板壁と前方杭、斜材、コンクリートスラブとによって全体として頑強なラーメン構造の水域構造物を構成するというものであり、いわゆる水中ストラット工法と称されて広く普及する気運にある。
特開平３−１４７９０８号公報

ところで、上記のような水域構造物においては、前方杭と矢板壁の上端部どうしを連結するコンクリートスラブが重要な構造部材として機能するものであるから、そのコンクリートスラブは充分に頑強なものとする必要があり、必然的にその厚さはかなり大きなものとなる。しかし、そのようなコンクリートスラブの施工に際しては水面上での作業となることが通常であるのでその施工は必ずしも容易ではなく、その施工のための有効適切な手法は未だ確立されていないのが実情である。

上記事情に鑑み、本発明はこの種の水域構造物の施工に際して、矢板壁や前方杭等の下部工の上端部どうしを構造的に連結するための上部工を効率的に施工し得る有効適切な施工方法を提供することを目的としている。

本発明は、水底地盤に根入れされて上部が水面上に突出している杭体または壁体からなる下部工の上端部どうしを、コンクリート造の梁およびスラブからなる上部工により構造的に連結することにより、それら下部工と上部工とによる根入れ式ラーメン構造の水域構造物を施工するに際して適用される水域構造物の施工方法であって、上部工の施工に際しては、格子状の梁を先行施工してそれらの梁により下部工の上端部どうしを縦横に連結した後、それらの梁上に一体にスラブを施工するようにしたものである。

本発明において梁を施工するに際しては、施工するべき梁の相互間における梁上の位置に仮設の桁材を設置して、それら桁材からの吊り支持により梁相互間における梁底の位置に吊支保工を配置し、隣接配置した吊支保工の間にそれら吊支保工により支持して梁型枠を組み立て、その状態でコンクリートを打設して梁を格子状に形成した後、それら梁の間の開口部を通して吊支保工および解体した梁型枠を上方に撤去する。そのため、吊支保工としては、施工するべき梁の相互間隔に対応して予め製作したフレーム状の大引きユニットを採用し、その大引きユニットには桁材から吊り支持するためのロッドの下端部を予め連結して自立させておき、その大引きユニットを施工するべき梁の間の開口部の位置にロッドにより吊り支持して配置するとともに、隣接配置した大引きユニットどうしを下部工の位置で振れ止めとしての連結材により連結し、隣接配置した大引きユニットの間にそれら大引きユニットにより支持して梁型枠を組み立てる。
また、大引きユニットの配置間隔および大引きユニットと下部工との間に残される形状に対応する根太ユニットを予め製作しておいて、その根太ユニットを大引きユニットにより支持して下部工の周囲に配置することが良い。
また、隣接配置された大引きユニット間に角材からなる根太を密に架け渡し、それら根太上に合板からなる堰板を敷き込むことで梁型枠を組み立てると良い。

さらに、本発明においてスラブを施工するに際しては、梁を先行施工する際にその梁の側部にアンカーを予め埋設しておき、それらアンカーにより梁側部にブラケットを取り付け、格子状の梁の間の開口部を塞ぐ床型枠をそれらブラケットにより支持して組み立てると良い。

本発明によれば、矢板壁や前方杭等の下部工の上端部どうしを構造的に連結するための上部工を、単なるコンクリートスラブではなくコンクリート造の梁とスラブとにより構成することとして、その上部工の施工に際しては、まず梁のみを格子状に先行施工した後、その上部にスラブを施工して梁に一体化させることにより、それら梁とスラブの全体を一括して同時に施工する場合に比較して作業が単純化され、効率的な施工が可能となる。

特に、梁の施工に際しては、施工するべき梁の間の開口部の位置に吊支保工としての大引きユニットを吊り支持して梁底の位置に配置し、隣接配置した大引きユニットどうしを下部工の位置で振れ止めとしての連結材により連結し、梁型枠をそれら大引きユニットにより支持してそれらの間に設置することにより、水面上における梁型枠の設置作業を支障なく容易に行うことができるし、コンクリート打設後には大引きユニットおよび梁型枠を梁の間の開口部を通して上方に支障なく撤去することができる。

また、吊支保工としての大引きユニットと下部工との間の隙間には予め製作した根太ユニットを採用してそれを大引きユニットにより支持して設置することにより、梁型枠における大引きと根太の設置に係わる現場作業を軽減できて効率的な作業が可能である。さらに、隣接配置した大引きユニット間に角材からなる根太を密に架け渡してそれら根太上に合板からなる堰板を敷き込むことにより、梁底部の型枠の組み立て作業を吊支保工を足場として容易にかつ安全に行うことができる。

さらに、スラブを施工するに際しては、先行施工した梁の開口部の位置に床型枠を梁により支持して設置することにより、その作業を梁を足場として梁上からの作業のみで容易に行うことができるし、床型枠を解体する必要もない。

本発明の一実施形態を図面を参照して説明する。本実施形態は、上述したいわゆる水中ストラット工法による根入れ式ラーメン構造の水域構造物を構築するに際し、図１に示すような下部工１の上部に図３に示すような上部工２を施工する場合の適用例である。

本実施形態における下部工１は、鋼製矢板からなる壁体である後方矢板壁１１の前方に、鋼管杭からなる杭体である前方杭１２を設置して、それら後方矢板杭１１と前方杭１２とを鋼材や鋼管からなるつなぎ材１３および水中ストラット部材１４により連結し、かつ前方杭１２のさらに前方にも後方矢板壁１１と同様の前方矢板壁１５を設置したものである。

また、本実施形態における上部工２は、それら後方矢板壁１１、前方杭１２、前方矢板壁１５の上端部どうしを構造的に連結して全体としてラーメン架構を構成するためのもので、本実施形態ではその上部工２を頑強なコンクリート造の格子状の梁２１とスラブ２２とにより構成するものとしている。そして、本実施形態では上部工２の施工に際してはその全体を一括して施工するのではなく、まず図２に示すように梁２１のみを格子状に先行施工し、その後に梁２１上に一体となるようにスラブ２２を施工することとしている。

なお、本実施形態における上部工２は、図２（ａ）に示すように各梁２１と下部工１（つまり後方矢板壁１１、前方杭１２、前方矢板壁１３）との接合部に水平ハンチ部２３が形成され、また図３（ｂ）に示すように、後施工されるスラブ２２の下面側には梁２１との接合部に垂直ハンチ部２４が形成されるものであって、この上部工２は梁２１が格子状に施工されるばかりでなくそれら水平ハンチ部２２や垂直ハンチ部２３を有して全体として複雑な形状とされていることから、そのような複雑な形状の上部工２を効率的に施工するべく、本実施形態では上部工２の施工に際して以下のような資材の採用と以下のような手順を採用している。

まず、本実施形態では、梁２１を先行施工するに際して、図４〜図５に示すような吊支保工としての大引きユニット３０（３０ａ）と、図６に示すような根太ユニット４０（４０ａ、４０ｂ）を用いる。

大引きユニット３０は、施工するべき格子状の梁２１の相互間に形成される開口部の位置で吊り支持されて梁底の位置に配置されることにより梁型枠５０を支持するためのものであり、図示例のものはＨ形鋼等の鋼材が矩形フレーム状に組まれて予め工場製作され、その四隅部付近には各４本ずつのロッド３１（長尺の吊りボルトが好適に採用可能である）がそれらの下端部を連結されて自立状態で予め取り付けられているものである。符号３２はこの大引きユニット３０をクレーンによって吊り上げる際に使用する吊りフック、３３はこの大引きユニット３０上に設置される足場板や足場ネットを支持するためのアングル材からなる横架材である。なお、このような大引きユニット３０の形状や寸法はそれが配置される位置における梁相互間隔に対応するように設定されるものであって、本実施形態では図４に示す形状の大引きユニット３０ａを基本として、後述するように図８〜図１０において両側部に配置される小幅の大引きユニット３０ｂや、図９、図１３〜図１６において先端部に配置される段差を有する大引きユニット３０ｃ、３０ｄ等を併用している。

根太ユニット４０は、小断面の角形鋼管やチャンネル材、アングル材等の軽量鋼材が組まれて予め工場製作されたもので、後述するように隣接配置された大引きユニット３０により支持されて下部工の周囲に配置されるものである。この根太ユニット４０の形状、寸法は、大引きユニット３０の配置間隔とそれら大引きユニット３０と下部工との間に残される形状に対応して設定されるものであり、図６に示している２種の他、その配置位置に応じて最適な形状、寸法のものを製作して使用すれば良い。

それら大引きユニット３０と根太ユニット４０を用いて梁型枠５０を組み立てるには、図７〜図８に示すように梁上の位置に仮設の桁材６０を設置し、それら桁材６０から大引きユニット３０をロッド３１により吊り支持して梁相互間における梁底の位置に配置し、図９に示すように隣接配置した大引きユニット３０どうしを前方矢板壁１５や前方杭１２、水中ストラット部材１４の位置で振れ止めとしての連結材６１により適宜連結する。

そして、図７および図１０に示すように、隣接配置した大引きユニット３０間に角材からなる根太５１を密に架け渡すととともに、後方矢板壁１１、前方杭１２、前方矢板壁１５の周囲には上記の根太ユニット４０ａ、４０ｂを大引きユニット３０により支持して配置し、図７〜図８に示すようにそれら根太５１および根太ユニット４０の上に梁底面の堰板５２となる合板を敷き込んで梁底部の梁型枠５０を組み立てる。その作業は大引きユニット３０を作業足場とすることで容易にかつ安全に行うことができる。

以上のようにして梁底部の梁型枠５０を組み立てた後、梁鉄筋を配筋し、梁側部の型枠を組み立て、その内部にコンクリートを打設し、養生後に全ての型枠と大引きユニット３０を解体撤去すれば図２に示すような格子状の梁２１が施工される。

以上の梁２１の施工手順を図１１〜図１６を参照してより具体的に説明する。まず、図１１に示すように、後方矢板壁１１、前方杭１２、前方矢板壁１５の上部に適宜間隔で柱材６２を設置し、それら柱材６２上に桁材６３（図８参照）を架設する。

図１２に示すように、大引きユニット３０にワイヤ６４を掛けて吊材６５を介して吊り上げ、その吊り材６５を桁材６３により仮支持することで大引きユニット３０を梁底よりもやや下方位置に仮配置する。

図１３に示すように、桁材６３上に上記の桁材６０（図７〜図８参照）を架設し、大引きユニット３０を引き上げて各ロッド３１の上端をその桁材６０に連結する。ロッド３１の桁材６０に対する連結は、図７に示したように桁材６０に予め形成しておいた挿通孔にロッド３１の上端部を通してボルト締結することで行えば良いが、その際には各ロッド３１の上端の位置を揃えておかないで上下に若干ずらしておくことにより、大引きユニット３０を徐々に引き上げながら各ロッド３１を１本ずつ順次挿通孔に通すことができるので効率的である。

図１４に示すように、大引きユニット３０間に角材からなる根太５１を密に配置するとともに根太ユニット４０を設置し、その上に堰板５２を敷き込んで梁底部の梁型枠５０を組み立て、引き続いて梁鉄筋の配筋や梁側部の型枠を組み立てる。

そして、型枠内にコンクリートを打設し、所定の養生を行った後、図１５に示すように大引きユニット３０をワイヤ６４により吊り支持し、ロッド３１の上端部の桁材６０に対する締結を解除あるいは切断し、大引きユニット３０を若干降下させる。

図１６に示すように、大引きユニット３０を傾斜させて梁相互間の開口部から上方に吊り上げて撤去する。それに相前後して根太５１、根太ユニット４０、合板５２を解体し、それらを同様に吊り上げて開口部を通して上方に撤去するか、あるいは前方杭１２や前方矢板壁１５の間の隙間を通して前方に送って撤去する。

以上のようにして梁２１を先行施工した後、桁材６０，６３や柱材６２を撤去し、引き続いてスラブ２２を施工する。スラブ２２の施工に際しては、本実施形態では図１７に示すようにそのための床型枠７０を施工済みの梁２１により支持して設置することとしている。すなわち、上記のようにして梁２１を先行施工する際にはその側部に予めアンカー７１を埋設しておき、スラブ２２の施工に際してはそれらのアンカー７１により支持して梁側面にブラケット７２を取り付け、それらのブラケット７２により支持してスラブ２２を形成するための堰板７３を垂直ハンチ部２４を形成するように組み立て、その上に所定厚さのコンクリートを打設してスラブ２２を形成する。これによれば、床型枠７０の組み立て作業を施工済みの梁２１上からの作業のみで容易にかつ安全に行い得るし、その床型枠７０として鋼製デッキプレート等を使用した打込型枠とすることで解体の必要もない。なお、床型枠７０やブラケット７２を解体する必要がある場合には、スラブ２２下で解体作業を行って解体物を前方杭１２や前方矢板壁１５の間の隙間を通して前方に送って搬出すれば良い。

以上のように本実施形態の施工方法によれば、梁２１を格子状に先行施工してからその上部にスラブ２２を一体に後施工することとし、特に梁２１の施工に際しては吊支保工としての大引きユニット３０を使用して梁型枠５０を組み立て、スラブ２２の施工に際しては床型枠７０を施工済みの梁２１からブラケット７２を介して支持して組み立てることにより、複雑な形態の上部工２を水面上に施工するにも拘わらずその作業を充分に効率的に行うことが可能である。

ところで、上記のようにして施工される上部工２には係船柱等の各種の付属工が設置され、一般にはそれらは上部工２の施工後に後付けされるのであるが、本実施形態では梁２１およびスラブ２２の施工に際して係船柱を一体に打ち込むようにしている。すなわち、図１８に示すように係船柱８０に予めアンカー８１を取り付けておき、大引きユニット３０を配置した段階でその係船柱８０を吊り架台８２により上記の桁材６０から吊り支持してそれを設置するべき位置に配置する。その状態で上記のようにして梁２１を施工することによりまずアンカー８１の下部が梁２１に埋設され、さらにスラブ２２を施工することによりアンカー８１の全体と係船柱８０の下部がスラブ２２に埋設され、それにより係船柱８０を上部工２に対して確実強固に定着した状態で設置することができる。

なお、以上の実施形態は水中ストラット工法による水域構造物への適用例であるが、本発明はそのような構造の水域構造物に限らず、鋼管杭等の杭体や矢板壁等の壁体の上部どうしをコンクリート造の梁とスラブとによる上部工によって連結する構造のものであれば、水中ストラット部材を有しない一般の水域構造物に対しても同様に適用することができるし、施工するべき水域構造物の構造や形態、規模に応じて各工程やその手順、使用する資材等は様々に変更可能である。

たとえば、上記実施形態では、梁型枠の解体に際しては大引きユニット３０をロッド３１とともに吊り上げて撤去するようにしたが、その際にロッド３１が邪魔になるような場合にはロッド３１を切断して撤去してから大引きユニット３０を吊り上げることでも勿論良い。また、大引きユニット３０を撤去するに際しては、大引きユニット３０をワイヤ等により梁２１に一時的に仮支持し、その状態で桁材６０を撤去して上方空間を大きく開放してから大引きユニット３０を吊り上げて撤去するような工程としても良い。
さらに、梁型枠を支持するための吊支保工としての大引きユニットは、施工するべき梁の相互間隔に対応して予め製作したフレーム状として、その大引きユニットには桁材から吊り支持するためのロッドの下端部を予め連結して自立させた構成とし、かつ、施工するべき梁の間の開口部の位置にロッドにより吊り支持して配置可能であり、隣接配置された大引きユニットどうしが下部工の位置で振れ止めとしての連結材により連結可能であり、隣接配置した大引きユニットの間にそれら大引きユニットにより支持して梁型枠を組み立て可能なものであれば良いのであって、その限りにおいて施工するべき上部工の形態や規模に対応する最適な形状、構成の大引きユニットを製作して使用すれば良い。

本発明の施工対象である水域構造物における下部工の一例を示す図である。 同、梁を施工した状態を示す図である。 同、スラブを施工して上部工を完成させた状態を示す図である。 本発明の実施形態において使用する大引きユニットの一例を示す斜視図である。 同、大引きユニットの構成例を示す図である。 本発明の実施形態において使用する根太ユニットの例を示す図である。 本発明の実施形態である施工方法における梁底部の型枠の組み立て状態を示す斜視図である。 同、正面図である。 同、大引きユニットを配置した状態を示す平面図である。 同、根太および根太ユニットを配置した状態を示す平面図である。 本発明の実施形態である施工方法を工程順に示すもので、仮設の柱材と桁材を設置した状態を示す図である。 同、大引きユニットを仮支持した状態を示す図である。 同、大引きユニットを桁材から吊り支持して配置している状態を示す図である。 同、梁型枠を組み立てた状態を示す図である。 同、コンクリート打設後に解体を開始した状態を示す図である。 同、大引きユニットを撤去している状態を示す図である。 同、スラブを施工するための床型枠を組み立てた状態を示す図である。 同、係船柱を上部工に打ち込む状態を示す図である。

符号の説明

１ 下部工
２ 上部工
１１ 後方矢板壁（壁体）
１２ 前方杭（杭体）
１３ つなぎ材
１４ 水中ストラット部材
１５ 前方矢板壁（壁体）
２１ 梁
２２ スラブ
２３ 水平ハンチ部
２４ 垂直ハンチ部
３０（３０ａ，３０ｂ,３０ｃ，３０ｄ） 大引きユニット（吊支保工）
３１ ロッド
３２ 吊りフック
３３ 横架材
４０（４０ａ，４０ｂ） 根太ユニット
５０ 梁型枠
５１ 根太（角材）
５２ 堰板（合板）
６０ 桁材
６１ 連結材
６２ 柱材
６３ 桁材
６４ ワイヤ
６５ 吊り材
７０ 床型枠
７１ アンカー
７２ ブラケット
７３ 堰板
８０ 係船柱
８１ アンカー
８２ 吊り架台

Claims (4)

1. 水底地盤に根入れされて上部が水面上に突出している杭体または壁体からなる下部工の上端部どうしを、コンクリート造の梁およびスラブからなる上部工により構造的に連結することにより、それら下部工と上部工とによる根入れ式ラーメン構造の水域構造物を施工するに際して適用される水域構造物の施工方法であって、
   上部工の施工に際しては、格子状の梁を先行施工してそれらの梁により下部工の上端部どうしを縦横に連結した後、それらの梁上に一体にスラブを施工し、
   梁の施工に際しては、施工するべき梁の相互間における梁上の位置に仮設の桁材を設置して、それら桁材からの吊り支持により梁相互間における梁底の位置に吊支保工を配置し、隣接配置した吊支保工の間にそれら吊支保工により支持して梁型枠を組み立て、その状態でコンクリートを打設して梁を格子状に形成した後、それら梁の間の開口部を通して吊支保工および解体した梁型枠を上方に撤去するべく、
   前記吊支保工として、施工するべき梁の相互間隔に対応して予め製作したフレーム状の大引きユニットを採用し、その大引きユニットには桁材から吊り支持するためのロッドの下端部を予め連結して自立させておき、該大引きユニットを施工するべき梁の間の開口部の位置に前記ロッドにより吊り支持して配置するとともに、隣接配置した大引きユニットどうしを前記下部工の位置で振れ止めとしての連結材により連結し、隣接配置した大引きユニットの間にそれら大引きユニットにより支持して梁型枠を組み立てることを特徴とする水域構造物の施工方法。
2. 請求項１記載の水域構造物の施工方法において、
   大引きユニットの配置間隔および大引きユニットと下部工との間に残される形状に対応する根太ユニットを予め製作しておき、その根太ユニットを大引きユニットにより支持して下部工の周囲に配置することを特徴とする水域構造物の施工方法。
3. 請求項１または２記載の水域構造物の施工方法において、
   隣接配置された大引きユニット間に角材からなる根太を密に架け渡し、それら根太上に合板からなる堰板を敷き込むことで梁型枠を組み立てることを特徴とする水域構造物の施工方法。
4. 請求項１，２または３記載の水域構造物の施工方法において、
   スラブを施工するに際しては、梁を先行施工する際にその梁の側部に予めアンカーを埋設しておき、それらアンカーにより梁側部にブラケットを取り付け、格子状の梁の間の開口部を塞ぐ床型枠をそれらブラケットにより支持して組み立てることを特徴とする水域構造物の施工方法。

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