JP4524756B2 - 地下タンクの側壁施工方法 - Google Patents

Description

本発明は、たとえばＬＮＧ地下式貯蔵タンクのような大規模な鉄筋コンクリート造の地下タンクの構築に際して、その側壁を効率的に施工するための方法に関する。

この種の地下タンクの構築に際しては一度の多量のコンクリートを広範囲にわたって打設する必要があることから、従来一般には地上部に配置したポンプ車から打設箇所までコンクリートを圧送するための打設管路を予め設置しておき、打設管路に接続した鉛直ホースを取り回しつつ順次引き上げていってコンクリートを層状に打設していくことが一般的である。そのような施工法としては、型枠を段階的に順次上方に盛り替えていく在来工法の他、型枠を連続的に上昇させつつコンクリートを連続的に打設していくいわゆるスリップフォーム工法も知られている。さらに、たとえば特許文献１には、作業足場やコンクリート打設管、内型枠を取り付けたトラス梁を順次上昇させていくことで側壁施工に関わる各種作業を行うという工法が提案されている。
特開２００３−１１９８０６号公報

いずれにしても、大規模な地下タンクの側壁を施工するに際して地上部から地下に向かってコンクリートを打設する場合、一般には１ロットの打設高さを可及的に大きくした方が、打設工事のみならず配筋工事や型枠工事、さらには打ち継ぎ部の処理についても効率的であると考えられるが、実際上は打設高さをあまり大きく設定すると鉛直ホース内における材料分離や閉塞を生じる懸念があって施工品質や施工効率がかえって低下してしまう場合があることから、従来においてはいずれの工法であっても１ロット当たりのコンクリート打設高さをあまり大きく設定できず、通常では８．５ｍから最大でも１０ｍ程度とすることが限界とされている。

図９は在来工法による場合の一具体例を示す。これは、山留めおよび止水壁として先行施工した地中連続壁１の内側を掘削して底版２を施工した後、地中連続壁１の内面側にたとえば全高が４２ｍにも及ぶような大規模な側壁３を施工する場合の適用例であって、図示しているようにまず側壁３の下部に対して打設高さを３ｍ程度に設定した２ロット（♯１ロットおよび♯２ロット）の打設を行った後、打設高さを限界に近い８〜９ｍ程度に設定して４ロット（♯３ロット〜♯６ロット）の打設を順次行い、最後に頂部（♯７ロット）を打設するようにしている。つまり、この場合は、側壁３の底部や頂部の特殊部位に対しては独立にコンクリート打設を行うことは止むを得ないとしても、単なる中間部の施工についても打設高さの限界から４ロットものコンクリート打設を必要とするものであり、したがって打ち継ぎ部も全体で６カ所にも及ぶものであった。

このように、従来においては大規模な側壁３の施工に際してのコンクリート打設のロット数が多くならざるを得ないことから、打設作業のみならず配筋作業や型枠作業、打ち継ぎ部の処理も含めて側壁施工に関わる全ての作業に多大の手間と費用を要するものであり、そのことがこの種の地下タンクの構築に際しての施工性改善を阻む一因ともなっている。

上記事情に鑑み、本発明は地下タンクの構築における側壁コンクリートの打設に際して１ロットの打設高さを支障なく大きく設定でき、それにより施工性を改善し得る有効適切な工法を提供することを目的としている。

本発明は、鉄筋コンクリート造の地下タンクの構築に当たって地上部からコンクリートを打設して側壁を形成するための地下タンクの側壁施工方法であって、１ロットのコンクリート打設領域に対する配筋作業を行う際には、その打設領域全体を下段打設領域と上段打設領域とに区分して、それら下段打設領域と上段打設領域の境界部で上段打設領域の最底部に対しては配筋の一部を後施工することとしてそこにコンクリート打設作業のための作業スペースを確保しておき、当該打設領域全体に対してコンクリートを打設するに際しては、当該打設領域の最下部に上昇型枠装置を上昇可能に設置する一方、下段打設領域に対してコンクリートを打設するための下段打設管路を地表部から前記作業スペースに配置した下段打設管路としての水平管路を通して下段打設領域まで設置するとともに、上段打設領域に対してコンクリートを打設するための上段打設管路を地表部から上段打設領域の最上部に配置した上段打設管路としての水平管路を通して上段打設領域まで予め設置しておき、上昇型枠装置を上昇させつつ下段打設管路により下段打設領域に対するコンクリート打設を行った後、下段打設管路を撤去するとともに作業スペースに対する配筋の後施工を行い、引き続いて上昇型枠装置をさらに上昇させつつ上段打設管路により上段打設領域に対するコンクリート打設を行うことを特徴とする。

作業スペースに対して後施工により配筋する鉄筋としては、端部に定着頭部もしくはフック部を一体に形成した定着筋を用い、その定着筋を剪断補強筋として作業スペースに配筋すれば良い。

施工するべき側壁内に埋め込まれる鋼製の埋め込み足場を採用し、該埋め込み足場を使用して配筋作業を行うとともに、下段打設管路および上段打設管路を埋め込み足場に支持して設置すると良い。

本発明によれば、１ロットの打設領域を上下に区分してそれらの間に作業スペースを確保して、双方の打設領域に対してコンクリートを独立に打設するための下段打設管路および上段打設管路を予め設置しておくとともに、それら下段打設管路および上段打設管路の途中にそれぞれ水平管路を設けておくので、打設作業の途中で一時的に作業を中断して作業スペースからの打設管路の撤去とそこへの配筋作業を行う必要はあるものの、実質的に打設領域全体に対するコンクリート打設を連続的にほぼ一気に行うことが可能であり、それにより１ロット当たりの打設高さを従来よりも十分に大きく設定することが可能であって格段に効率的な施工が可能であり、工期短縮と工費削減を実現することができる。

特に、作業スペースに後施工する配筋として定着頭部もしくはフック部を有する定着筋を用いることにより、作業スペースにおける配筋作業を迅速に行うことができる。また、側壁内にそのまま埋め込まれる鋼製の埋め込み足場を用いることにより、配筋作業を効率的に行い得るし、打設配管を埋め込み足場によって安定に支持して容易に設置することができる。

図１〜図８は本発明の施工方法の実施形態を示すものである。本実施形態は図９に示したものと同規模の地下タンクにおける側壁３を施工するに際し、コンクリート打設を全５ロット（♯１ロット〜♯５ロット）で行うようにしたものであり、特に側壁３の底部と頂部を除く中間部に対する打設は３ロット（♯２ロット〜♯４ロット）のみで行うようにしたものである。すなわち、図９に示した従来一般の施工方法による場合には、中間部に対しては１ロット当たりの打設高さを８〜９ｍ程度に制限して４ロットに分けて行う必要があったのに対し、本実施形態では１ロット当たりの打設高さを１０ｍ〜１４ｍ程度に設定することで中間部におけるロット数を従来よりも削減したものである。

但し、１ロット当たりの打設高さを単にそのように大きくしたのでは、上述したように打設に際しての鉛直ホース内で材料分離や閉塞を生じる懸念があるので、それを回避するべく、本実施形態では以下のような工程を採用している。

すなわち、本実施形態においても基本的には従来と同様にコンクリート打設の各ロットに対応して配筋作業をロット単位で行うものであり、したがってたとえば♯２ロットに対するコンクリート打設に先だって♯２ロット全体に対する配筋作業を実施するのであるが、本実施形態ではその際に♯２ロット全体をさらに下段打設領域（♯２−１）と上段打設領域（♯２−２）とに区分し、後述するようにその境界部に対する配筋の一部を後施工することとしてそこにコンクリート打設作業のための作業スペース４を一時的に確保するものとしている。同様に、♯３ロット全体に対する配筋作業の際には♯３ロット全体をさらに下段打設領域（♯３−１）と上段打設領域（♯３−２）とに区分し、♯４ロット全体に対する配筋作業の際には♯４ロット全体をさらに下段打設領域（♯４−１）と上段打設領域（♯４−２）とに区分し、それらの境界部に対する配筋の一部を後施工することとしてそこに作業スペースを一時的に確保するものとしている。

また、本実施形態では♯２ロット〜♯４ロットのコンクリート打設に際してはスリップフォーム工法を採用しており、そのために図２〜図３に示す上昇型枠装置２０を用いるようにしている。その上昇型枠装置２０は、型枠２１を有するとともに作業足場を兼用する環状のトラスフレーム２２を主体とするもので、施工済みの側壁３の内側に上下方向に設置したガイドロッド２３に対してトラスフレーム２２を上昇可能に設置し、ガイドロッド２３を順次上方に延長していきつつ油圧ジャッキ２４を操作することによってガイドロッド２３から反力を取ってトラスフレーム２２の全体をそれ自身で上昇可能としたものであり、それにより型枠２１を順次上昇させてコンクリート打設を実質的に連続的に行い得るものである。なお、上記のガイドロッド２３は施工済みの側壁３に対して支持部材２５を介して強固に固定する必要があるので、側壁３の施工に際しては支持部材２５を側壁中の配筋に連結するか、あるいは地中連続壁１もしくは側壁内に設置されてそのまま埋め込まれる埋め込み足場１０（後述）に対して連結すると良い。

本実施形態の施工方法の具体的な作業工程を図４〜図８を参照して説明する。本実施形態は、基本的には図９に示した従来の工法による場合と同様に、先行施工した地中連続壁１の内側を掘削し、底版２を先行施工するとともに、側壁３の最底部を底版２と一体となるように♯１ロットにより施工した後、上記のように側壁３の中間部を♯２ロット〜♯４ロットとして上記の上昇型枠装置２０を用いてコンクリート打設を行うことにより順次施工していくものである。また、側壁３の施工に際しては側壁３の壁厚内に鋼製の埋め込み足場１０（図４では図示略）を設置し、それを作業足場として内外の配力筋と主筋６とそれらを連結する剪断補強筋７を主体とする配筋を行い、その埋め込み足場１０に後述する打設管路１１（１１Ａ、１１Ｂ）を支持して設置するようにしている。

図４は♯３ロットに対してコンクリートを打設する直前の状態、すなわち♯３ロット全体に対する配筋作業が終了し、上昇型枠装置２０をその最下部に設置し、コンクリートを打設するための打設管路１１（１１Ａ、１１Ｂ）を設置した状態を示している。この状態では、上述したように♯３ロット全体が下段打設領域（♯３−１）と上段打設領域（♯３−２）とに区分されていて、その境界部である上段打設領域（♯３−２）の最底部においては２段の剪断補強筋７が配筋されずに残されることにより、この時点ではその位置に作業員が通行できる程度の作業スペース４が確保されている。

また、♯３ロット全体に対する打設管路１１としては、下段打設領域（♯３−１）に対する下段打設管路１１Ａと、上段打設領域（♯３−２）に対する上段打設管路１１Ｂとが予め独立に設置されている。各打設管路１１（１１Ａ、１１Ｂ）は、いずれも、地表部に配置されるポンプ車１２に接続される主管路１３と、その主管路１３に接続されて打設領域内に水平に配置される水平管路１４と、その水平管路１４に接続されて取り回される鉛直ホース１５からなるもので、これら各打設管路１１（１１Ａ、１１Ｂ）はいずれも上記の埋め込み足場１０に支持されて設置されている。そして、上段打設管路１１Ｂにおける水平管路１４は通常のように♯３ロット全体の最上部（つまり♯３−２ロットの最上部）に配置されているが、下段打設管路１１Ａにおける水平管路１４は上記の境界部（♯３−２ロットの最底部）に確保された上記の作業スペース４内に配置されており、これによりその作業スペース４を利用して下段打設領域（♯３−１）に対するコンクリート打設作業を支障なく行うことができるようになっている。

本実施形態の工法により♯３ロット全体に対してコンクリートを打設するには、図４に示すように、作業スペース４の部分を残して♯３ロット全体に対する配筋を行い、下段打設管路１１Ａと上段打設管路１１Ｂの双方を予め設置し、♯３ロットの最下部に上昇型枠装置２０を設置し、上昇型枠装置２０を上昇させつつ、まず下段打設管路１１Ａを通して下段打設領域（♯２−１）に対するコンクリート打設を行う。すなわち、下段打設領域（♯２−１）に対して、ポンプ車１２から下段打設管路１１Ａを通してコンクリートを圧送し、作業員が鉛直ホース１５を取り回しつつ順次引き上げていき、それに同期して上昇型枠装置２０を上昇させていって、コンクリートを層状に打設充填していく。

そのようにして、図５に示すように下段打設領域（♯３−１）に対するコンクリート打設が完了したら、図６に示すように下段打設管路１１Ａの全てを速やかに撤去するとともに、図７に示すように作業スペース４に対して配筋の後施工を速やかに行う。すなわち、作業スペース４を確保するために配筋せずに残しておいた２段の剪断補強筋７を配筋する。この場合、剪断補強筋７としては通常の鉄筋を用いることでも良いが、端部に定着頭部１６ａを一体に形成した定着筋１６を２本１組として使用して、それを内外の主筋６の間に配筋すればその配筋作業を容易にかつ迅速に行うことができる。

以上のようにして♯３ロット全体のうち下段打設領域（♯３−１）に対するコンクリート打設と、下段打設管路１１Ａの撤去、作業スペース４に対する配筋作業を行ったら、引き続き上昇型枠装置２０を上昇させていきつつ、上段打設管路１１Ｂを通して上段打設領域（♯３−２）に対して通常のようにコンクリート打設を行う。♯３ロット全体に対するコンクリート打設が完了したら♯４ロットに対する作業に移行して同様の手順を繰り返す。

なお、作業スペース４に対する配筋は、上記のような定着筋１６を２本１組として用いることに代えて、たとえば図８（ａ）に示すように端部にフック部１７ａを形成した定着筋１７を２本１組として用いたり、あるいは同図（ｂ）に示すように定着頭部１６ａを形成した定着筋１６と、フック部１７ａを形成した定着筋１７とを組み合わせて用いることでも良い。

本実施形態の工法によれば、１ロットのコンクリート打設工程の途中で一時的に打設作業を中断して下段打設管路１１Ａの撤去と一部の配筋の後施工を行う必要はあるものの、実質的に１ロットの打設領域全体に対するコンクリート打設を連続的にほぼ一気に行うことが可能であり、それにより１ロット当たりの打設高さを従来の限界よりも大きく設定し得て効率的な施工が可能となり、工期短縮と工費削減を実現することができる。勿論、打設高さを大きく設定するとはいっても、下段打設管路１１Ａには上段打設領域（♯３−２）の最底部の作業スペース４内に水平管路１４を配置するとともに、上段打設管路１１Ｂには上段打設領域（♯３−２）の最上部に水平管路１４を配置して、それら水平管路１４を介してコンクリート打設を行うことにより、下段打設領域（♯３−１）と上段打設領域（♯３−２）のそれぞれにおいては打設高さを従来と同程度の範囲で行うことにより鉛直ホース１５での材料分離や閉塞が生じることもなく、単に打設高さを大きくする場合のような施工効率や施工品質の低下が懸念されることもない。

以上で本発明の実施形態を説明したが、上記実施形態はあくまで好適な一例であって本発明は上記実施形態に限定されるものでは勿論なく、たとえばコンクリート打設のためのロット数の設定やその工程の詳細、上昇型枠装置の構成やその操作手順、側壁における配筋や埋め込み足場の具体的な構成、地中連続壁の要否、その他に関しては、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において施工するべき地下タンクの規模や形態、用途に応じて適宜の設計的変更が可能である。

本発明の実施形態を示すもので、タンク側壁に対するコンクリート打設工程のロット設定を示す図である。 同、上昇型枠装置の概要を示す平面図である。 同、上昇型枠装置の概要を示す立面図である。 同、♯３ロットに対するコンクリート打設直前の状況を示す図である。 同、♯３ロットにおける下段打設領域に対するコンクリート打設が完了した状態を示す図である。 同、下段打設配管を撤去した状態を示す図である。 同、作業スペースに配筋を後施工した状態の一例を示す図である。 同、作業スペースに配筋を後施工した状態の他の例を示す図である。 従来一般のタンク側壁に対するコンクリート打設工程のロット設定を示す図である。

符号の説明

１ 地中連続壁
２ 底版
３ 側壁
４ 作業スペース
６ 主筋
７ 剪断補強筋
１０ 埋め込み足場
１１ 打設管路
１１Ａ 下段打設管路
１１Ｂ 上段打設管路
１２ ポンプ車
１３ 主管路
１４ 水平管路
１５ 鉛直ホース
１６ 定着筋
１６ａ 定着頭部
１７ 定着筋
１７ａ フック部
２０ 上昇型枠装置
２１ 型枠
２２ トラスフレーム
２３ ガイドロッド
２４ 油圧ジャッキ
２５ 支持部材

Claims (3)

1. 鉄筋コンクリート造の地下タンクの構築に当たって地上部からコンクリートを打設して側壁を形成するための地下タンクの側壁施工方法であって、
   １ロットのコンクリート打設領域に対する配筋作業を行う際には、その打設領域全体を下段打設領域と上段打設領域とに区分して、それら下段打設領域と上段打設領域の境界部で上段打設領域の最底部に対しては配筋の一部を後施工することとしてそこにコンクリート打設作業のための作業スペースを確保しておき、
   当該打設領域全体に対してコンクリートを打設するに際しては、当該打設領域の最下部に上昇型枠装置を上昇可能に設置する一方、下段打設領域に対してコンクリートを打設するための下段打設管路を地表部から前記作業スペースに配置した下段打設管路としての水平管路を通して下段打設領域まで設置するとともに、上段打設領域に対してコンクリートを打設するための上段打設管路を地表部から上段打設領域の最上部に配置した上段打設管路としての水平管路を通して上段打設領域まで予め設置しておき、
   上昇型枠装置を上昇させつつ下段打設管路により下段打設領域に対するコンクリート打設を行った後、下段打設管路を撤去するとともに作業スペースに対する配筋の後施工を行い、引き続いて上昇型枠装置をさらに上昇させつつ上段打設管路により上段打設領域に対するコンクリート打設を行うことを特徴とする地下タンクの側壁施工方法。
2. 請求項１記載の地下タンクの側壁施工方法であって、
   作業スペースに対して後施工により配筋する鉄筋として、端部に定着頭部もしくはフック部を一体に形成した定着筋を用い、その定着筋を剪断補強筋として作業スペースに配筋することを特徴とする地下タンクの側壁施工方法。
3. 請求項１または２記載の地下タンクの側壁施工方法であって、
   施工するべき側壁内に埋め込まれる鋼製の埋め込み足場を採用し、該埋め込み足場を使用して配筋作業を行うとともに、下段打設管路および上段打設管路を埋め込み足場に支持して設置することを特徴とする地下タンクの側壁施工方法。

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