JP4947650B2 - Ｐｃウェル構造物の構築方法 - Google Patents

Description

本発明は、ＰＣウェル構造物の構築方法に関する。

都市圏における交通の円滑化を図るため、交差点の立体化が進められている。都市圏における工事では、作業帯が狭く、急速施工が要求されるため、高架構造物の基礎を構築するためにＰＣウェル工法が採用されることがある。

ＰＣウェル工法は、最下端に配置される基準ブロックに刃口を取付け、基準ブロック上に環状プレキャストブロックを積み重ねてＰＣ鋼棒で順次連結し、環状プレキャストブロック内の排土と環状プレキャストブロックの積み重ねとを繰り返しながらブロック積重体を地中に圧入し、支持基盤まで到達するＰＣウェル構造物を構築するものである。

しかしながら、構築しようとするＰＣウェル構造物の直径が大きなものになると、これを構成する環状プレキャストブロックも大きくなるため、環状プレキャストブロックを生産工場から工事現場まで搬送することは、搬送上の制限により不可能である。また施工ヤードが狭小である場合には、環状プレキャストブロックを工事現場付近で製作することも不可能である。

以上のような課題を解決するため、特許文献１では、円環が二以上に分割された形状の弧状プレキャストブロックを形成し、弧状プレキャストブロックの複数を接合部材で連結することに短円筒体を形成し、この短円筒体の複数を軸方向に連接して長尺筒状のＰＣウェル構造物を構築する方法を提案している。
そして、特許文献１では、接合部材が、弧状プレキャストブロックの両端部内側及び外側に表面を露出させた状態に埋設された平板状の埋設プレートからなり、隣接する弧状プレキャストブロックの両埋設プレートに平板状の連結プレートを掛け渡してそれぞれに接続させることにより、弧状プレキャストブロックどうしを連結している。
特開２００４−１４３７８５号公報

特許文献１のＰＣウェル構造物において、一対の埋設プレートに掛け渡した平板状の連結プレートは、その両端を隅肉溶接で埋設プレートに固定するものであるため、溶接量が比較的多くなり、溶接作業の手間が煩雑であった。

以上のような現状を鑑みて本発明の課題は、円周方向に隣接するプレキャストブロック間に相対的な位置ずれが生じ難く、接合部材を連結する作業を比較的迅速に実施することができるＰＣウェル構造物の構築方法を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明では、短円筒体が径方向に複数に分割された形状のプレキャストブロックの複数を、先行して組み立てた刃口ブロックの上に環状に配置する第一工程と、先行して環状に配置されたプレキャストブロックの上に更に複数のプレキャストブロックを環状に配置する第二工程と、当該第二工程を繰り返すことにより環状配置で所定高さに積み上げられたプレキャストブロックを軸方向にＰＣ鋼棒で連結する第三工程と、プレキャストブロック同士を円周方向に連結する第四工程とを備え、前記第一工程及び前記第二工程では、円周方向に隣り合うプレキャストブロック同士に生じる相対的な位置関係の誤差を抑制するため、各プレキャストブロックを棒状部材と、プレキャストブロックの所定位置に設けられた貫通孔とからなる位置決め手段により導いて所定位置に配置し、前記第二工程では、先行して組み立てられた所定の短円筒体上に前記棒状部材を立設し、プレキャストブロックの貫通孔に前記棒状部材を挿通させながら所定位置に配置し、プレキャストブロックからなる短円筒体を所定数だけ積み重ねた後に、棒状部材を抜き取り、前記第四工程では、各プレキャストブロックの円周方向両端の内周及び外周に表面が露出するように予め設けられた金属製の板体の先端を対向させ、完全溶込み開先溶接により金属製板体同士を連結し、複数のプレキャストブロックを円周方向に連結することを特徴とするＰＣウェル構造物の構築方法が提供される。

ここで、前記位置決め手段は、棒状部材と、プレキャストブロックの所定位置に設けた貫通孔とから構成することが可能であり、前記第二工程では、先行して組み立てられた所定の短円筒体上に前記棒状部材を立設し、プレキャストブロックの貫通孔に前記棒状部材を挿通させながら所定位置に配置し、プレキャストブロックからなる短円筒体を所定数だけ積み重ねた後に、棒状部材を抜き取るようにしても良い。

前記貫通孔は、その内径を前記棒状部材の外径よりも大きく形成し、これら内径と外径の差を3.0ｍｍ以下にすることが好ましい。

本発明のＰＣウェル構造物の構築方法では、短円筒体を径方向に複数に分割して弧形状に形成したプレキャストコンクリートブロックを使用し、各プレキャストブロックを位置決め手段により高い精度で所定位置に設置するものであるため、円周方向に隣り合うプレキャストブロック間の相対的な位置関係の誤差を抑制することが可能になった。これにより、プレキャストブロックの円周方向両端の内周及び外周に予め設けた金属製板体の先端同士にも、相対的な配置誤差がほとんど発生せず、したがって、従来は位置ずれなどにより困難であった、金属製板体同士の完全溶込み開先溶接による連結が可能になった。

以下、本発明の実施の形態を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

本発明のＰＣウェル構造物の構築方法では、短円筒体が径方向に複数に分割された形状のプレキャストコンクリートブロックを使用する。図１（ａ）はプレキャストブロック１０の平面図、図１（ｂ）はプレキャストブロック１０を内周側から見た立面図であり、また図１（ｃ）はプレキャストブロック３０の平面図、図１（ｄ）はプレキャストブロック３０を内周側から見た立面図である。なお、本発明の実施形態では、短円筒体を径方向に三つに分割したプレキャストブロックを例示するが、幾つに分割するかは、施工条件に応じて任意に選択可能である。
プレキャストブロック１０，３０には、鉛直鉄筋１１（図３（ｃ）参照）を建て込むための複数のシース管１２、及びＰＣ鋼棒１３（図３（ｃ）参照）を建て込むための複数のシース管１４がそれぞれ鉛直方向に埋設され、プレキャストブロック１０，３０の円周方向端部には凹部１５が形成されている。シース管１２，１４は、その内径が、それぞれ鉛直鉄筋１１及びＰＣ鋼棒１３の外径よりも比較的大きなものが使用される。これは、鉛直鉄筋１１及びＰＣ鋼棒１３をシース管１２，１４に挿入し易くするためである。したがって、シース管１２，１４に鉛直鉄筋１１及びＰＣ鋼棒１３を挿入するだけでは、プレキャストブロック１０，３０を所定位置に高精度で位置決めすることはできない。
ここで、図２（ａ）はプレキャストブロック１０，３０を円周方向端部で接合したときの断面図であり、これに示したように、プレキャストブロック１０，３０の内側及び外側の円周方向には帯筋１６が埋設され、帯筋１６の端部１６ａに金属製の板体１７が取り付けられている。この金属製板体１７は、プレキャストブロックの生産工場で予めフレア溶接等により一体に取り付けられるものである。
プレキャストブロック１０の上下面には、例えば、図１（ａ）（ｂ）に示したようにダボ孔１８ａ,１８ｂが形成され、またプレキャストブロック３０には、図１（ｃ）（ｄ）に示したように貫通孔３１が形成される。プレキャストブロック１０とプレキャストブロック３０は、これらダボ孔１８ａ,１８ｂと貫通孔３１とが異なるものの、これ以外の他の構成は共通する。ダボ孔１８ａ,１８ｂと貫通孔３１は、所定長に切断された一般構造用鋼管をコンクリート中に埋設して形成することができる。
ダボ孔１８ａ,１８ｂには、図４（ｅ）に示したようにダボ１９が挿入され、このダボ１９はテーパ１９ａと円柱部１９ｂとを有するものである。ダボ１９は、ダボ孔１８ａに挿入されたとき、円柱部１９ｂの上端が僅かにダボ孔１８ａから上方に出ている。円柱部１９ｂとダボ孔１８ａ,１８ｂとの間にはほとんど隙間がないことが好ましく、例えば、ダボ孔１８ａ,１８ｂの内径とダボ１９の円柱部１９ｂの外径との差は3.0ｍｍ程度以下にすることが好ましい。
また貫通孔３１は、後述する丸鋼棒３２を挿入するものであり、同様に、貫通孔３１の内径と丸鋼棒の外径との差は3.0ｍｍ程度以下にすることが好ましい。
なお、図１（ａ）（ｂ）及び図２（ａ）には、プレキャストブロック１０，３０の円周方向の端面が平らに形成されたものを例示したが、図２（ｂ）の断面図のプレキャストブロック４０のように、一方の円周方向の端面に凸接合部４１を形成し、他方の円周方向の端面に凹接合部４２を形成し、相互に嵌合可能なせん断キーとしても良い。

次に、ＰＣウェル構造物の構築方法について説明する。
最初に、下端に刃口を有する環状の刃口ブロック（図示せず）を所定位置に設ける。刃口ブロックは場所打ち施工により構築するか、又は工場等により分割して製作されたものを施工現場で組み立てて構築する。このように構築した刃口ブロックの上にプレキャストブロック１０，３０を環状に配置し、これを所定段数積み上げることにより、ＰＣウェル構造物を構築する。
ここで、図３（ａ）〜（ｄ）は、先行ロットの上にプレキャストブロック１０，３０を環状に配置し、これを積み重ねて所定段からなる一ロット分を形成する工程を斜視図で示したものである。このプレキャストブロック１０，３０を一ロット分、積み重ねる工程は、刃口ブロックの上においても同様に実施されるものであるため、以下、図３（ａ）〜（ｄ）、図４、図５−１及び図５−２を参照して、本発明の請求項１に記載した第一工程から第四工程について説明する。
また以下の説明では、プレキャストブロック１０，３０と併記するが、ＰＣウェル構造物は、全てプレキャストブロック１０から構成するか、あるいは全てプレキャストブロック３０から構成するものである。

先行して構築した刃口ブロック又は先行ロットの上面には、鉛直鉄筋１１及びＰＣ鋼棒１３を連結するための継手２０を設ける。図３（ａ）（ｂ）では理解し易くするために一部の継手２０のみを示したが、鉛直鉄筋のための継手２０は、環状に配置されたプレキャストブロック１０，３０の内周及び外周の全長に設け、それら内周及び外周の継手間にＰＣ鋼棒１３のための継手（図示せず）を円周方向全長に設ける。これら継手２０に連結することより、鉛直鉄筋１１及びＰＣ鋼棒１３を環状配置のプレキャストブロック１０，３０の円周方向全長に突出した状態で設置する。
さらに、先行ロットがプレキャストブロック１０で構成される場合には、図４（ｂ）（ｅ）に示したように、ダボ孔１８ａにダボ１９を挿入し、一方、先行ロットがプレキャストブロック３０で構成される場合には、図５−１（ａ）に示したように、貫通孔３１に丸鋼棒３２を挿入して立設する。

次に、先行ロットのプレキャストブロック１０，３０の表面に接着剤を塗布し、プレキャストブロック１０，３０をクレーン車等の重機により吊り上げて、図３（ｂ）に示したように鉛直鉄筋１１及びＰＣ鋼棒１３をそれぞれシース管１２，１４に挿通させる。
このとき、先行ロットがプレキャストブロック３０で構成される場合には、図５−１（ｂ）に示したように丸鋼棒３２を貫通孔３１に挿入するようにプレキャストブロック３０を吊り降ろす。シース管１２,１４とそれぞれ鉛直鉄筋１１及びＰＣ鋼棒１３との間には比較的大きな隙間があるが、貫通孔３１と丸鋼棒３２との間には図５−１（ｃ）に示したように、ほとんど隙間がなく、上方から吊り下ろされるプレキャストブロック１０，３０は、これら貫通孔３１と丸鋼棒３２により導かれて、所望の位置から外れず、ほとんど誤差なく設置される。
一方、先行ロットがプレキャストブロック１０で構成される場合、図４（ｃ）（ｄ）に示したように、ダボ孔１８ｂがダボ１９に環装されるように、プレキャストブロック１０を吊り降ろす。図４（ｅ）に示したように、ダボ孔１８ａ,１８ｂとダボ１９の円柱部１９ｂとの間にはほとんど隙間がない一方で、ダボ１９のテーパ１９ａ先端とダボ孔１８ｂとの間には若干の隙間があるため、上方から吊り降ろされたプレキャストブロック１０は、その下面のダボ孔１８ｂが比較的容易にテーパ１９ａの先端に環装され、ダボ孔１８ｂがテーパ１９ａに導かれて、プレキャストブロック１０は所望の位置から外れず、ほとんど誤差なく設置される。
したがって、隣り合うプレキャストブロック１０，３０の円周方向の端部に取り付けられた金属製板体１７は、隣り合うもの同士がほとんど隙間なく突き合わされる。
同様に、プレキャストブロック１０，３０を重機で吊り上げて、先に設置したプレキャストブロック１０，３０の円周方向の両端にそれぞれ隣接するように、プレキャストブロック１０，３０を吊り降ろす工程を繰り返し、３つのプレキャストブロック１０，３０からなる短円筒体を形成する。そして、この短円筒体の上面に接着剤を塗布し、同様に、プレキャストブロック１０，３０をクレーン車等の重機により吊り上げて、３つのプレキャストブロック１０，３０からなる短円筒体を、例えば、図３（ｃ）に示したように４段に積み重ねる。

以上のように一ロット分のプレキャストブロック１０，３０を積み上げ終えたら、ＰＣ鋼棒１３の上端に緊張ジャッキ（図示せず）を取り付けて、ＰＣ鋼棒１３に緊張力を導入する。全てのＰＣ鋼棒１３に緊張力を導入し終わったら、４段に積み重ねたプレキャストブロック１０，３０は鉛直方向に一体化される。
次に、図３（ｃ）及び図２（ａ）に示したように、円周方向に隣り合うプレキャストブロック１０，３０の端部にそれぞれ取り付けられた金属製板体１７を溶接により一体化する。このとき、隣り合う金属製板体１７は、図６（ａ）の拡大図に示したように、先端辺同士がほとんど当接した状態で向き合っており、先端辺の裏側に裏当て金物２３を点溶接した後に、鋼板完全溶込み開先溶接により連結する。この溶接部分２４は、のど厚２４ａが金属製板体１７の厚さとほぼ同じであり、隅肉溶接に比べて溶接量は極めて少ないものになる。参考までに、隅肉溶接による従来例を図６（ｂ）に示したが、これは、帯筋４０に取り付けられた一対の埋設プレート４１に連結プレート４２を掛け渡し、連結プレート４２の両端を隅肉溶接４３で埋設プレート４１に固定するものであるが、隅肉溶接４３では、のど厚４３ａを図示のように取るものであるため、図６（ａ）の本発明のものと比べると、溶接量が多くなり（溶接サイズ1.4倍、溶接長２倍）、溶接作業の手間が煩雑になってしまう。
一ロット分の全てのプレキャストブロック１０，３０で金属製板体１７同士の溶接工程が終了したら、プレキャストブロック３０を使用している場合には、図５−２（ｅ）に示したように、クレーン等により丸鋼棒３２を貫通孔３１から抜き取る。
そして、図３（ｄ）に示したように、円周方向に隣り合うプレキャストブロック１０，３０同士の接合部の凹部１５を覆うように型枠プレート２１を取り付けて、この凹部１５に無収縮モルタル等のグラウト２２を充填する。また鉛直鉄筋１１が建て込まれたシース管１２や、ＰＣ鋼棒１３が建て込まれたシース管１４にそれぞれ無収縮モルタル等のグラウト（図示せず）を充填し、さらに、図５−２（ｄ）（ｆ）に示したように、貫通孔３１にそれぞれ無収縮モルタル等のグラウト３３を充填すれば、一ロット分のプレキャストブロック１０，３０を積み重ねて一体化する工程は終了する。

以上のようにして、一ロット分のプレキャストブロック１０，３０を刃口ブロックの上に積み重ねて一体化したら、刃口ブロック内を掘削して地盤内に圧入する。そして、さらに一ロット分のプレキャストブロック１０，３０を先行ロットの上に構築し、地盤を掘削して圧入する工程を所定回繰り返すことにより、支持地盤に到達するＰＣウェル構造物を構築することが可能になる。

（ａ）はプレキャストブロックの平面図、（ｂ）はその立面図である。（ｃ）（ｄ）は、それぞれ（ａ）（ｂ）とは異なる形態のプレキャストブロックの平面図及び立面図である。 （ａ）はプレキャストブロックを円周方向端部で接合したときの断面図であり、（ｂ）は（ａ）とは異なる形態のプレキャストブロックを接合した断面図である。 （ａ）〜（ｄ）は、先行ロットの上にプレキャストブロックを環状に配置し、これを積み重ねて所定段からなる一ロット分を形成する工程を斜視図で示したものである。 図１（ａ）のプレキャストブロックを積み重ねる際の位置決め手段について説明するための図である。 図１（ｃ）のプレキャストブロックを積み重ねる際の位置決め手段について説明するための図である。 図１（ｃ）のプレキャストブロックを積み重ねる際の位置決め手段について説明するための図である。 （ａ）は本発明における隣り合うプレキャストブロックの金属性板体どうしを鋼板完全溶込み開先溶接により連結する工程を説明するため、帯筋、金属性板体、裏当て金物、溶接部のみを示した断面図であり、（ｂ）は隅肉溶接による従来例を説明する断面図である。

符号の説明

１０ プレキャストブロック
１１ 鉛直鉄筋
１２ シース管
１３ ＰＣ鋼棒
１４ シース管
１５ 凹部
１６ 帯筋
１７ 金属製の板体
１８ａ,１８ｂ ダボ孔（位置決め手段）
１９ ダボ（位置決め手段）
３０ プレキャストブロック
３１ 貫通孔（位置決め手段）
３２ 丸鋼棒（位置決め手段）

Claims (2)

1. 短円筒体が径方向に複数に分割された形状のプレキャストブロックの複数を、先行して組み立てた刃口ブロックの上に環状に配置する第一工程と、先行して環状に配置されたプレキャストブロックの上に更に複数のプレキャストブロックを環状に配置する第二工程と、当該第二工程を繰り返すことにより環状配置で所定高さに積み上げられたプレキャストブロックを軸方向にＰＣ鋼棒で連結する第三工程と、プレキャストブロック同士を円周方向に連結する第四工程とを備え、
   前記第一工程及び前記第二工程では、円周方向に隣り合うプレキャストブロック同士に生じる相対的な位置関係の誤差を抑制するため、各プレキャストブロックを棒状部材と、プレキャストブロックの所定位置に設けられた貫通孔とからなる位置決め手段により導いて所定位置に配置し、
   前記第二工程では、先行して組み立てられた所定の短円筒体上に前記棒状部材を立設し、プレキャストブロックの貫通孔に前記棒状部材を挿通させながら所定位置に配置し、プレキャストブロックからなる短円筒体を所定数だけ積み重ねた後に、棒状部材を抜き取り、
   前記第四工程では、各プレキャストブロックの円周方向両端の内周及び外周に表面が露出するように予め設けられた金属製の板体の先端を対向させ、完全溶込み開先溶接により金属製板体同士を連結し、複数のプレキャストブロックを円周方向に連結することを特徴とするＰＣウェル構造物の構築方法。
2. 前記貫通孔の内径は、前記棒状部材の外径よりも大きく、相互の差が3.0ｍｍ以下に形成されるものである請求項１に記載のＰＣウェル構造物の構築方法。

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