JP4388708B2 - コンクリートの施工方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、ダム工事等において採用される、コンクリートの施工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ダム工事におけるコンクリート打設には、特開平０５−０１７９２３号公報に記載された、いわゆるＲＣＤ（Roller Compacted Concrete for Dam）工法と呼ばれる施工方法が採用されている。これは、セメント量の少ない超固練りのコンクリートをバッチャープラントで製造し、前記コンクリートをダンプトラック等で打設箇所まで運搬する。そして前記コンクリートをブルドーザで平坦に敷均し、振動ローラ等で締固めることにより、コンクリート構造物を形成する工法である。上記の工法により、従来からの工法に比べて、セメント量の低減、水和熱を抑えたことによるクーリングパイプの設置工程の省略等、工費の低減、工期の短縮等が図れる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ダム工事現場等、市中のコンクリートプラントから所定時間内にコンクリートを入手することが困難な現場においては、打設するコンクリートを製造するための大規模なバッチャープラントを現場に建設する必要がある。それは前記ＲＣＤ工法においても例外ではなく、大きな設備投資を余儀なくされている。
本発明の課題は、バッチャープラントを現場に建設することなく、コンクリート構造物を形成することが可能となる、コンクリートの施工方法を提供しようとするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、例えば図１に示すように、骨材１（例えば、砕石）を平坦に敷均し、この敷均した骨材１に、セメントが所定量混入された流動物３（例えば、セメントミルク）を打設して、前記骨材１どうしの隙間を前記流動物３で満たし、さらに、前記骨材１どうしの隙間が前記流動物３で満たされた部分を転圧して締め固めることを特徴としている。
【０００５】
本発明によれば、敷均した骨材どうしの間には、必然的に隙間が生じるが、前記骨材に、前記流動物を打設することにより、骨材どうしの隙間に前記流動物が入り込む。さらに、前記骨材どうしの隙間が前記流動物で満たされた部分を転圧して締め固めることにより、微細な前記隙間に前記流動物が入り込む。そして、前記流動物が固化することにより、該流動物と前記骨材とが一体化するため、コンクリート構造物を形成することができる。
【０００６】
また、従来、ダム工事等において打設されるコンクリートは、超固練りのコンクリート、すなわち水和熱を抑えるためにセメントの使用量が抑えられ、砕石等の骨材が大部分を占めるコンクリートである。したがって、前記のようなセメント量が抑えられた超固練りのコンクリートをバッチャープラントにおいて配合する際に必要となるセメント量と、骨材を敷均し、この骨材どうしの隙間を満たす際に必要となるセメント量とは、大差がないことになる。しかも、一般にダム等は巨大な構造物でありながら、コンクリートの単位面積当たりの応力が大きくならないように設計されている。すなわち、本発明の方法によって得られるコンクリート構造物の強度は、バッチャープラントにおいて配合されたコンクリートを打設することによって得られるコンクリート構造物の強度に比べても大きく劣らず、設計強度上全く問題ない。
【０００７】
以上により、ダム工事等においてコンクリート構造物を形成する際、バッチャープラントにてコンクリートを配合する工程を経ることなく、コンクリート構造物を形成できる。したがって、大規模なバッチャープラントを建設する施工費および施工工程、バッチャープラントでのコンクリートの配合工程を省くことができ、大幅な工費の低減、大幅な工期の短縮を図ることができる。
【０００８】
なお、前記流動物には、例えば、セメント、水、混和剤等が所定量混入されたセメントミルクがある。また、ここで用いるセメントは、中庸熱ポルトランドセメントや混合セメント等、低発熱型のセメントが望ましい。さらに、骨材にセメントを充填させるためには、セメントに適度な流動性が要求される。そのため、単位水量を多くすることも考えられるが、構造強度を一定以上確保する必要上、限界が生じる。したがって、減水剤やＡＥ減水剤等の混和剤を添加して、その界面活性作用により、単位水量を抑えながら、セメントミルクの流動性を確保する方法がある。
また、前記骨材は、砕石等を工事現場以外の場所から運んできてもよいし、いわゆるＣＳＧ（Cemented Sand and Gravel）工法のように、工事現場近辺で採取できる砂礫等を骨材として使用してもよい。さらに、特にＣＳＧ工法においては、骨材のアルカリ骨材反応等の化学的安定性のチェックもしておいた方が望ましい。
また、前記骨材どうしの隙間が前記流動物で満たされた部分を転圧して締め固めるためには、例えば、ローラを備えた施工機械を前記部分の上面で走行させればよい。
【０００９】
また、本発明は、上記のコンクリートの施工方法において、前記骨材１（例えば、砕石）どうしの隙間を前記流動物３（例えば、セメントミルク）で満たす作業を行う前に、前記骨材１に散水を行うことを特徴としている。
【００１０】
本発明によれば、骨材に散水することにより、水が気化する際の気化熱で前記骨材が冷却される。これにより、前記流動物が硬化する際の水和熱の発生を抑えることができるため、前記流動物硬化後の自己収縮によるひび割れ発生をより確実に防止できる。また、本発明によれば、前記骨材どうしの隙間を前記流動物で満たす際に、散布した水に前記流動物が一部溶解することにより、前記流動物の流動性がより高まる。これにより、前記流動物を前記骨材どうしのより微細な前記隙間に、確実に入り込ませることができ、前記流動物と前記骨材とを、より確実に一体化させることができる。以上により、耐久性に優れたコンクリート構造物を形成することができる。
【００１１】
本発明は、上記のコンクリートの施工方法において、前記骨材１（例えば、砕石）どうしの隙間が前記流動物３（例えば、セメントミルク）で満たされた部分を転圧して締め固める作業を、散水しながら行うことを特徴としている。
【００１２】
本発明によれば、前記流動物が硬化する際の水和作用において必要となる水分を、散水することによって十分に確保することができる。したがって、耐久性により優れたコンクリート構造物を形成することができる。
【００１３】
また、本発明は、上記のコンクリートの施工方法において、前記骨材１（例えば、砕石）どうしの隙間が前記流動物３（例えば、セメントミルク）で満たされた部分を転圧して締め固める作業を、振動を与えながら行うことを特徴としている。
【００１４】
本発明によれば、前記骨材どうしの隙間が前記流動物で満たされた部分を転圧して締め固める作業を行う際に、前記部分に振動が与えられることにより、前記流動物が前記骨材どうしの細部の隙間に入り込む効果が増大する。これにより、前記流動物を前記骨材どうしのさらに微細な前記隙間に、確実に入り込ませることができ、前記流動物と前記骨材とを、さらに確実に一体化させることができる。したがって、耐久性にさらに優れたコンクリート構造物を形成することができる。
【００１５】
なお、前記骨材どうしの隙間が前記流動物で満たされた部分に振動を与えるためには、例えば、振動を与える装置を備えた振動ローラ、を前記部分上面で走行させればよい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るコンクリートの施工方法について、ダム工事を例に、詳細に説明する。図１において、符号１は骨材である砕石を示す。
先ず、ダンプトラックによって砕石１（骨材）を現場に運び込む。便宜上、施工現場は所定ブロックに分けられるが、数ブロックまとめて施工を行う。施工箇所において、砕石を所定箇所に分けてダンプトラックから積み下ろす。積み下ろした砕石１を、図１（ａ）に示すように、ブルドーザ２によって平坦に、所定厚さ、例えば約７５ｃｍに敷均す。
次に、砕石１に、散水車から接続された散水管から散水を行う。なお、砕石１の大きさは、概ね０〜８０ｍｍである。これは、通常のダム工事で用いられる砕石１の大きさである０ｍｍ〜１５０ｍｍよりも小さくなっている。このように砕石１の大きさを０ｍｍ〜８０ｍｍにすることによって、砕石１の材料分離を防止するとともに、セメントミルク３（セメントが所定量混入された流動物）と砕石１の一体化をより強化することができる。これにより、セメントミルク３中の水分が分離して、上部表面へ移動するブリージングが防止され、耐久性に優れたコンクリート層が形成される。
【００１７】
次に、ミキシングプラントにてセメントミルク３を製造する。前記ミキシングプラントは、バッチャープラントに比べて、はるかに小規模でありながら、一日中連続施工が可能となる性能を備えるものである。セメントには、水和熱の発生を抑えるため、低発熱型のセメントである中庸熱ポルトランドセメントを用いる。また、適度な流動性を確保するために、ＡＥ減水剤を所定量混入する。そして、製造したセメントミルク３をポンプにより打設箇所まで圧送する。
なお、セメントミルク３の打設現場までの搬送には、その他、ケーブルクレーン、インクライン、ジブクレーン等を施工状況に応じて用いればよい。
【００１８】
次に、図１（ｂ）に示すように、圧送されたセメントミルク３を、打設管４から前記敷均した砕石１に打設して、砕石１どうしの隙間にセメントミルク３を充填する。この際、前記散水管により、前記打設管４の後方から適宜散水を行う。また、前記打設管４を、砕石１上で複数回周回させることによって、逐次、コンクリート層が形成されるようにする。これによって、セメントミルク３が、施工箇所全ての部分に下から万遍なく充填される。その後、一定期間の養生を行う。
【００１９】
次に、各ブロックの区切りに、鉄板を振動目地切り機によって圧入して収縮目地を形成する。前記収縮目地によって、セメント硬化後、コンクリート層に自己収縮等による変形が生じた場合に、前記変形を前記収縮目地に集中させ、コンクリート層全体にひび割れが発生することを防止することができる。
【００２０】
次に、図１（ｃ）に示すように、振動ローラ５を走行させ、砕石１を転圧して締め固める。なお、同じ場所で複数回、前記振動ローラ５を走行させることにより、十分にコンクリート層を締め固めることができるが、例えば、５０ｃｍリフトで３往復、７５ｃｍリフトで６往復など、形成するコンクリート層の高さに応じて適切に設定すればよい。
【００２１】
そして、図１（ａ）〜図１（ｃ）に示す工程を繰り返し行い、所定高さまでコンクリート層を積層していく。この際、前工程で形成した層表面には、レイタンスと呼ばれる脆弱層が形成される場合がある。そのため、新たなコンクリート層を形成する工程に入る前に、前工程のコンクリート層表面のレイタンスをモータスイーパ等で除去し、高圧水により洗浄を行う。さらに、前工程のコンクリート層表面に、所定厚さ、例えば１．５ｃｍの敷モルタルを形成する。前記の補修工程を経ることによって、コンクリート層どうしの境目部分の、強度が低下したり、品質が劣化したりすることを防止することができる。
以上により、コンクリートダムを形成することができる。
【００２２】
以下、本実施の形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
▲１▼敷均した砕石１にセメントミルク３を打設することにより、前記砕石１どうしの隙間にセメントミルク３が入り込む。さらに、前記隙間が前記セメントミルク３で満たされた部分を転圧して締め固めることにより、微細な前記隙間に前記セメントミルク３が入り込む。そして、セメントミルク３が固化することにより、前記セメントミルク３と前記砕石１とが一体化したコンクリート構造物を形成することができる。
また、本実施の形態における施工方法により得られるコンクリート構造物は、バッチャープラントにて配合したコンクリートを打設することによって得られるコンクリート構造物の強度に比べても大きく劣らず、設計強度上全く問題ない。以上により、バッチャープラントにてコンクリートを配合する工程を経ることなくコンクリート構造物を形成できるため、大規模なバッチャープラントを建設する施工費および施工工程、バッチャープラントでのコンクリートの配合工程を省くことができ、大幅な工費の低減、大幅な工期の短縮を図ることができる。
【００２３】
▲２▼砕石１に散水することにより、水の気化熱で砕石１が冷却され、セメントが硬化する際の水和熱の発生を抑えることができるため、セメントミルク３の自己収縮によるひび割れ発生を防止できる。また、セメントミルク３が、散布した水に一部溶解して流動性がより高まることにより、セメントミルク３が砕石１どうしのより微細な隙間に確実に入り込み、セメントミルク３と砕石１とが、より確実に一体化する。以上により、耐久性に優れたコンクリート構造物を形成することができる。
【００２４】
▲３▼散水することによって、セメントが硬化する際の水和作用において必要となる水分を、十分に確保できるため、耐久性により優れたコンクリート構造物を形成することができる。
【００２５】
▲４▼前記砕石１どうしの隙間が前記セメントミルク３で満たされた部分に振動が与えられることにより、セメントミルク３が前記砕石１どうしの細部の隙間に入り込む効果が増大する。これにより、前記セメントミルク３を前記砕石１どうしのさらに微細な隙間に、確実に入り込ませることができ、前記セメントミルク３と前記砕石１とを、さらに確実に一体化させることができる。したがって、耐久性にさらに優れたコンクリート構造物を形成することができる。
【００２６】
なお、本実施の形態においては、砕石１を工事現場以外の場所から運んできているが、前記したＣＳＧ（Cemented Sand and Gravel）工法のように、工事現場近辺で採取できる砂礫や、工事現場近辺に堆積している土石堆積物等を、骨材として用いてもよい。
【００２７】
また、本実施の形態においては、施工機械を有人操作することを基本としているが、例えば岩石の崩落が懸念されるダム工事現場や、火山活動地域等で作業員に危険が及ぶ可能性があると考えられる現場においては、無人操作とすることもできる。すなわち、望遠カメラやＧＰＳ（Global Positioning System）等を利用し、遠隔操作によって、無人の、ブルドーザ、振動ローラ、散水車等をそれぞれ駆動させて工事を行い、作業員への被害を回避することができる。
【００２８】
また、本実施の形態においては、ダム工事を例に記載している。しかし、本発明は、いわゆるＲＣＣ（Roller Compacted Concrete）工法を用いる他の工事、すなわち、発生する引張応力が小さく、鉄筋を配筋する必要のない、超硬練のコンクリートを用いる工事、に適用できる。前記のようなコンクリート工事には、例えば、大規模発電所などの置換えコンクリート工事、道路のコンクリート舗装工事、砂質土を使用した急勾配盛土工事等がある。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、打設した前記流動物が骨材どうしの隙間に入り込み、さらに、前記骨材を転圧して締め固めることにより、微細な前記隙間に前記流動物が入り込むため、前記流動物と前記骨材とが一体化したコンクリート構造物を形成することができる。すなわち、大規模なバッチャープラントを建設することなく、設計強度上問題ないコンクリート構造物を形成することができる。したがって、大幅な工費の低減、大幅な工期の短縮を図ることができる。
【００３０】
また、本発明によれば、骨材に散水することにより、水の気化熱で骨材が冷却され、セメントが硬化する際の水和熱の発生を抑えることができるため、前記流動物の自己収縮によるひび割れを防止できる。また、前記流動物が、散布した水に一部溶解して流動性がより高まることにより、前記流動物が骨材どうしのより微細な隙間に確実に入り込み、前記流動物と前記骨材とが、より確実に一体化する。以上により、耐久性に優れたコンクリート構造物を形成することができる。
【００３１】
また、本発明によれば、散水することによって、セメントが硬化する際の水和作用において必要となる水分を、十分に確保できるため、耐久性により優れたコンクリート構造物を形成することができる。
【００３２】
また、本発明によれば、前記骨材に振動が与えられることにより、前記流動物が前記骨材どうしの細部の隙間に入り込む効果が増大し、前記流動物を前記骨材どうしのさらに微細な前記隙間に、確実に入り込ませることができるので、前記流動物と前記水とを、さらに確実に一体化させることができ、耐久性にさらに優れたコンクリート構造物を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のコンクリートの施工方法における工程を示す図であり、（ａ）はブルドーザによって、砕石を一定高さに敷均している工程を示す図、（ｂ）はセメントミルクを打設している工程を示す図、（ｃ）は振動ローラによって転圧して締め固めを行っている工程を示す図である。
【符号の説明】
１ 砕石（骨材）
３ セメントミルク（セメントが所定量混入された流動物）

Claims (2)

1. 骨材を平坦に敷均し、この敷均した骨材に、散水した後、セメントが所定量混入された流動物を打設して、前記骨材どうしの隙間を前記流動物で満たし、
   さらに、前記骨材どうしの隙間が前記流動物で満たされた部分を転圧して締め固める作業を、振動を与えながら行うことを特徴とするコンクリートの施工方法。
2. 請求項１記載のコンクリートの施工方法において、
   前記骨材どうしの隙間が前記流動物で満たされた部分を転圧して締め固める作業を、散水しながら行うことを特徴とするコンクリートの施工方法。

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