JP4964032B2 - 側壁及び側壁の構築方法 - Google Patents

Description

本発明は、ＬＮＧ地下タンクや立坑などの大規模鉄筋コンクリート地下構造物の側壁の施工において、短期間に施工可能であり、また、コンクリートの打設時に生じる打ち継目が少なく又は形成されず、打ち継目に起因するクラックが少なく又は生じないため、水密性に優れた側壁の構築方法及びこれにより構築された側壁に関するものである。

従来、大深度の地下構造物は、地中連続壁の構築後、内部の土砂を掘削し、底版を構築した後に側壁が構築される。側壁は、１ロットの高さを６〜８ｍとし、ロット毎に鉄筋組み立て、型枠組み立て、コンクリート打設、養生作業を順次繰り返すことによって施工される。ロットの高さは、鉄筋が下のロットのコンクリートに支持され、座屈することなく自立することができる高さとして６〜８ｍとなっている。図１１は、従来の側壁の施工方法を示す図である。

図１１（ａ）に示すように、まず、地中連続壁４０内に底版４１を施工し、底版４１に埋め込まれた底版埋込鉄筋４３には、外側鉄筋網４７ａ、内側鉄筋網４９ａを重ね継手等で接合し、更に外側鉄筋網４７ａと内側鉄筋網４９ａの間にせん断鉄筋５１ａを配置する。型枠５３ａは、外側鉄筋網４７ａ及び内側鉄筋網４９ａに対して地中連続壁４０とは反対側（遠い側）に設けられ、型枠５３ａと地中連続壁４０とで、外側鉄筋網４７ａ及び内側鉄筋網４９ａを挟み込むような位置に設けられる。

ここで、外側鉄筋網４７ａ及び内側鉄筋網４９ａの長さは、外側鉄筋網及び内側鉄筋網が座屈することなく自立可能な長さとしてロット長さ５５が決定される。前述の通り、通常、ロット長さ５５は６〜８ｍである。次に、図１１（ｂ）に示すように、型枠５３ａと地中連続壁４０との間にコンクリート５７を打設する。コンクリート５７が固化した後、外側鉄筋網４７ａ及び内側鉄筋網４９ａの上部に外側鉄筋網４７ｂ及び内側鉄筋網４９ｂを重ね継手等で接合し、同様に外側鉄筋網４７ｂ及び内側鉄筋網４９ｂの間にせん断鉄筋５１ｂを配置する。更に型枠５３ａ上部には型枠５３ｂを接合し、型枠５３ｂと地中連続壁４０との間にコンクリート５７を打設する。以上の工程を繰り返し、図１１（ｃ）に示すように、地面４５までコンクリート５７を打設して、側壁を施工する。その過程で、コンクリート５７の打設の継目には、打ち継目５９が形成される。

また、例えば内型枠を取り付けたトラス梁を順次上昇させていき、トラス梁の上方からコンクリートを打設して側壁を構築する側壁構築方法がある（特許文献１）。
特開２００３−１１９８０６号公報

しかし、いずれの方法における側壁構築方法でも、前述したように１ロット当たりのコンクリート高さに制限があるため、大規模な地下構造物の側壁の施工には多くの工数を要するという問題がある。例えば２０万ＫＬクラスのＬＮＧ地下タンク等の場合、深さが３０〜４０ｍとなり、また、１ロット分の施工に約１〜１．５ヶ月程度を要するため、側壁の施工には約１２ヶ月程度が必要となり、また、３０万ＫＬクラスの場合は１５ヶ月程度が必要となる。さらに、コンクリートの打ち継目が生じ、打ち継目には縦方向のクラックが出やすいため、ロット数が多ければ多いほど打ち継目箇所が多くなり、水密性の低いコンクリート構造物となるという問題がある。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、ＬＮＧ地下タンクや立坑などの大規模鉄筋コンクリート地下構造物の側壁の施工において、短期間に施工可能であり、また、コンクリートの打設時に生じる打ち継目が少なく又は形成されず、打ち継目に起因するクラックが少なく又は生じないため、水密性に優れた側壁の構築方法及びこれにより構築された側壁を提供することを目的とする。

前述した目的を達成するため、第１の発明は、壁体を設ける工程（ａ）と、前記壁体に鉄筋支持架台を設ける工程（ｂ）と、下段の鉄筋の上部を前記鉄筋支持架台に吊り下げ、上段の鉄筋の下部と前記鉄筋支持架台に吊り下げられた前記下段の鉄筋の上部とを接合し、接合された状態の前記下段の鉄筋と前記上段の鉄筋を吊り下ろして前記上段の鉄筋の上部を前記鉄筋支持架台に吊り下げる工程（ｃ）と、前記鉄筋支持架台に吊り下げられた最下段の鉄筋の下部を底版に埋め込まれた底版埋込鉄筋に接合する工程（ｆ）と、前記鉄筋の外側に型枠を設ける工程（ｄ）と、前記型枠と前記壁体の間にコンクリートを打設する工程（e）と、を具備することを特徴とする側壁の構築方法である。

前記壁体は既設構造物の側壁や地中連続壁などの山留め構造物による壁体であってもよく、前記鉄筋は鉄筋網であってもよい。また、前記工程（ｃ）は、複数の鉄筋網を接合しつつ吊り下げながら設置してもよく、更に前記鉄筋網は、複数段設置されてもよい。また、前記型枠は、埋設型枠であってもよく、仮設型枠であってもよい。更に、前記工程（ｅ）において、コンクリートの打設を一度に行っても良い。

第１の発明によれば、鉄筋網を吊り下げながら設置するため、鉄筋が座屈することがなく、一度に長い鉄筋網を設置することができ、このためコンクリートの打設をロット長さごとに複数回に分けて行う必要がなく、施工期間を著しく短縮でき、更にコンクリートの打ち継目が少なく又は形成されることがないため、打ち継目に起因するクラックが少なく又は発生せず、水密性に優れた側壁の構築方法を提供することができる。

第２の発明は、第１の発明の側壁の構築方法によって構築された側壁である。

第２の発明によれば、鉄筋網を吊り下げながら設置するため、鉄筋が座屈することがなく、一度に長い鉄筋網を設置することができ、このためコンクリートの打設をロット長さごとに複数回に分けて行う必要がないため、コンクリートの打ち継目が少なく又は形成されず、打ち継目に起因するクラックが少なく又は発生せず、水密性に優れた側壁を提供することができる。

本発明によれば、ＬＮＧ地下タンクや立坑などの大規模鉄筋コンクリート地下構造物の側壁の施工において、短期間に施工可能であり、また、コンクリートの打設時に生じる打ち継目が少なく又は形成されず、打ち継目に起因するクラックが少なく又は生じないため、水密性に優れた側壁の構築方法及びこれにより構築された側壁を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、地中連続壁１内を掘削し、底版３が設けられ、地中連続壁１の上部に外側鉄筋支持架台９が設置された状態を示す図であり、図１（ａ）は全体を示す図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ部を拡大した図である。

地中連続壁１及び底版３は予め地下構造物の大きさに応じて設けられる。底版３には、側壁の施工位置に底版埋込鉄筋５が埋め込まれており、その一部が底版３より露出している。地中連続壁１の上部には、外側鉄筋支持架台９が設置されている。外側鉄筋支持架台９は、Ｈ形鋼で形成され、ボルト１１によって地中連続壁１に接合されており、端部が地中連続壁１内の掘削孔側に突出している。

図２は、外側鉄筋支持架台９が設けられた地中連続壁１を上方より見た図である。外側鉄筋支持架台９は、地中連続壁１の上部に一定の間隔で設置される。なお、外側鉄筋支持架台９の大きさは後述する外側鉄筋網のサイズや重量等に応じて決められ、外側鉄筋支持架台９の設置間隔は、設置する外側鉄筋網の幅によって決められる。

次に側壁の施工方法を説明する。図３〜６は、側壁の施工方法において外側鉄筋網１５の施工方法を示した図で、図３（ａ）は、外側鉄筋網１５ａをクレーン１３で吊り上げた状態を示す図、図３（ｂ）は、外側鉄筋網１５ａを外側鉄筋支持架台９に吊り下げた状態を示す図である。

外側鉄筋網１５は予め加工場等で製造される。外側鉄筋網１５のサイズは、構造物のサイズ以外にも、運搬時の制約やクレーン１３の能力等によっても決められる。まず、外側鉄筋網１５ａをクレーン１３で吊り上げ（図３（ａ））、外側鉄筋網１５ａの上部を外側鉄筋支持架台９に吊り下げる（図３（ｂ））。

図４は外側鉄筋網１５が外側鉄筋支持架台９に吊り下げられた状態を示す図であり、図４（ａ）は正面から見た図、図４（ｂ）は側方より見た図である。外側鉄筋網１５の上部には、支持プレート１７が設けられる。支持プレート１７は板状の部材であり、例えば鋼材製のものが使用でき、溶接等によって外側鉄筋網１５と接合されている。

支持プレート１７を外側鉄筋支持架台９に引っ掛けることで、外側鉄筋網１５が外側鉄筋支持架台１５に吊り下げられる。なお、支持プレート１７には予め穴が設けられており、クレーン１３にて外側鉄筋網１５を吊り下げる際には、シャックル等の吊り治具を支持プレート１７の穴に通すことで、外側鉄筋網１５の変形やこれによる外側鉄筋網１５の落下等の事故を防ぐことができ、吊り下げ作業等を安全に行うことができる。

次に、図５（ａ）に示すように、外側鉄筋網１５ｂをクレーン１３で吊り下げ、外側鉄筋網１５ｂの下部と外側鉄筋支持架台９に吊り下げられた状態の外側鉄筋網１５ａの上部とを接合する。図６は、外側鉄筋網１５ａと１５ｂとの接合状態を示す図である。外側鉄筋網１５ａと１５ｂとの接合は、数本の縦方向鉄筋２１同士を機械継手１９で接合し、その他の縦方向鉄筋２１は重ね継手で接合される。機械継手１９で接合される縦方向鉄筋２１の本数は、接合して吊り下げられる外側鉄筋網１５ａの重量に応じて、決定される。

外側鉄筋網１５ａと１５ｂの接合後、図５（ｂ）に示すように、接合された状態の外側鉄筋網１５ａ、１５ｂをクレーン１３で吊り下ろし、外側鉄筋網１５ｂの上部に設けられた支持プレート１７を外側鉄筋支持架台９に引っ掛けることで、接合された外側鉄筋網１５ａ、１５ｂが外側鉄筋支持架台９に吊り下げられる。

次に、外側鉄筋網１５ｃをクレーン１３で吊り上げ、外側鉄筋網１５ｃの下部と外側鉄筋支持架台９に吊り下げられている外側鉄筋網１５ｂの上部とを接合する。接合方法は、外側鉄筋網１５ａと１５ｂとの接合方法と同じであるが、外側鉄筋網１５ｃの下には外側鉄筋網１５ａ、１５ｂが吊り下げられるだけの接合強度を要する。

以上の作業を繰り返すことで、図５（ｃ）に示すように、地中連続壁１の深さに応じた外側鉄筋網１５が外側鉄筋支持架台９に吊り下げられ、吊り下げられた外側鉄筋網１５ａの下部は、底版埋込鉄筋５と重ね継手等で接合される。以上の作業を地中連続壁１の全周にわたり行い、地中連続壁１の全周、全深さ方向への外側鉄筋網１５の吊り下げが終了すると、外側鉄筋網１５の施工が終了する。

次に、内側鉄筋網の施工方法を説明する。図７は内側鉄筋支持架台２５を側方より見た図であり、図８は地中連続壁１を上方から見た図である。内側鉄筋支持架台２５は、Ｈ形鋼により形成され、ボルト１１で地中連続壁１の上面と接合される。

内側鉄筋網２７は、外側鉄筋網１５の内側（地中連続壁１から遠い側）に設けられるため、内側鉄筋支持架台２５は、外側鉄筋支持架台９よりも長く、地中連続壁１から突出している。このため吊り下げられる内側鉄筋網２７の重量に耐えるために、強度的に必要な場合には内側鉄筋支持架台２５は方杖により補強され、地中連続壁１の内面にもボルト１１によって接合される。

図８に示すように、内側鉄筋支持架台２５は地中連続壁１上部において、外側鉄筋支持架台９および外側鉄筋網１５と干渉しない位置に一定間隔で設けられる。

内側鉄筋網２７の施工方法は、外側鉄筋網１５の施工方法と同じである。すなわち、上部に支持プレート１７が接合された内側鉄筋網２７ａを内側鉄筋支持架台２５に吊り下げ、クレーン１３にて吊り下げられた内側鉄筋網２７ｂの下部と内側鉄筋網２７ａの上部とを機械継手１９および重ね継手で接合し、接合された状態の内側鉄筋網２７ａ、２７ｂをクレーン１３で吊り下ろし、接合された内側鉄筋網２７ａ、２７ｂを内側鉄筋支持架台２５に吊り下げる。

以上を繰り返し、地中連続壁１全長に渡る内側鉄筋網２７を内側鉄筋支持架台２５に吊り下げ、下部を底版埋込鉄筋５と重ね継手等で接合することで、内側鉄筋網２７が施工される。図９（ａ）は、内側鉄筋網２７ａ、２７ｂ、２７ｃが接合され、内側鉄筋支持架台２５に吊り下げられた状態を示す図である。

次に、図９（ｂ）に示すように、外側鉄筋網１５と内側鉄筋網２７の間にせん断鉄筋２９を配置する。なお、係る配置作業においては、図示しない作業床が既に配置されたせん断鉄筋２９の上に仮設され、せん断鉄筋２９は下から上に向かって順次配置される。

次に、図９（ｃ）に示すように、接合された外側鉄筋網１５及び内側鉄筋網２７の外側（鉄筋網に対して、地中連続壁１よりも遠い側）に型枠３１が設けられる。型枠３１は、地中連続壁１にそって、全周、全長にわたり設けられる。型枠３１の材質は特定しないが、一般の仮設型枠であってもよく、また、プレキャストコンクリート製や繊維強化ボードなどを用い、埋設型枠として使用することもできる。コストや作業性等の関係からは、埋設型枠を用いる方が望ましい。

次に、図９（ｄ）に示すように、型枠３１と地中連続壁１との間にコンクリート３３を打設する。コンクリート３３の打設は、型枠３１に大きな偏荷重がかからぬように、地中連続壁１の周方向に数箇所同時に流し込む方が望ましい。また、コンクリート３３打設時の打ち継目をなくすためには、一度にコンクリート３３の打設を終えることが望ましいが、コンクリートの製造能力などの施工条件から、２回に分けて打設してもよい。

ここで、コンクリート３３を連続打設した場合に、コンクリート３３より型枠３１が受ける側圧は、構造物の規模にもよるが、打設後４〜５時間でピークをむかえ、それ以降は減少していく。よって、打設速度が所定範囲内であれば、型枠３１は通常用いられるものを使用でき、特別な側圧対策等は不要である。

コンクリート３３の打設速度と側圧との関係は、構造物の規模にもよるが、具体的には、５０〜１００ｃｍ／ｈ程度の打ちあがり速度であれば、型枠３１が受ける最大側圧は、２〜４ｔ／ｍ^２程度であり、通常の型枠３１を使用できる。なお、高流動コンクリートなどの特殊なコンクリートを使用する場合は、側圧に従った型枠３１の選定やセパレータの設計が必要となる。

以上説明してきたように、本実施の形態にかかる地下構造物の側壁施工方法によれば、ＬＮＧ地下タンクや立坑などの大規模鉄筋コンクリート地下構造物の側壁の施工において、鉄筋網を吊り下げながら設置するため、鉄筋網が座屈することがなく、大深度の側壁を一括に施工することが可能である。

また、一度に長い鉄筋網を設置することができるため、工期を短縮することができる。一度に長い鉄筋網と型枠３１を施工できるため、コンクリート３３の打設回数を減らす事ができる。

特に、コンクリート３３を一度に打設すれば、工期を大幅に短縮できる。例えば、通常の工法で１２〜１５ヶ月を要していた工期が、本施工方法では６〜８ヶ月程度に短縮することができる。

また、コンクリート３３の打設ロットを少なくすることができるため、コンクリート３３の打設時に生じる打ち継目を少なくすることができ、特に、コンクリート３３を一度に打設すれば、打ち継目が形成されることがない。このため、打ち継目に起因するクラックが少なく又は生じず、水密性に優れた側壁を得ることができる。

次に第２の実施の形態にかかる外側鉄筋支持架台３５について説明する。ここで、本実施の形態において、外側鉄筋支持架台９と同一の機能を奏する構成要素については図１と同一の記号を付し、重複した説明を避ける。

図１０は、第２の実施の形態にかかる外側鉄筋支持架台３５を示す図であり、図１０（ａ）は、外側鉄筋支持架台３５を側方より見た図、図１０（ｂ）は、外側鉄筋支持架台３５に外側鉄筋網１５ａが支持された状態を正面より見た図である。

外側鉄筋支持架台３５は、固定部３７、支持部３９、リブ３８とから構成される。板状の固定部３７と板状の支持部３９は直角に接合される。固定部３７と支持部３９との間はリブ３８が配される。なお、固定部３７、支持部３９、リブ３８は例えば鋼材が使用でき、これらの接合は溶接等によって行われる。

固定部３７はボルト穴が空けられており、地中連続壁１の内面にボルト１１で固定される。地中連続壁１内部に突出した支持部３９には、支持プレート１７が接合された外側鉄筋網１５ａが吊り下げられる。外側鉄筋支持架台３５に吊り下げられた外側鉄筋網１５ａに、順次外側鉄筋網１５ｂ、１５ｃを接合しながら吊り下ろし、外側鉄筋網１５の施工を行う。その後、前述した同様の方法で、内側鉄筋網２７、せん断鉄筋２９、型枠３１施工後、コンクリート３３の打設を行い、側壁を構築する。

第２の実施の形態による外側鉄筋支持架台３５によれば、第１の実施の形態に係る外側鉄筋支持架台９と同様の効果を奏する。

また、地中連続壁１の上部に接合せず、内面に接合ができるため、地中連続壁１への接合位置を調整することができる。

以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、本実施の形態において、鉄筋網の接合には、機械継手１９を用いたが、溶接継手であっても構わず、また、鉄筋網の施工は３分割して行ったが、３分割には限られない。特に、構造物の深さ、クレーン１３の能力や支持架台の強度等によっては、分割せずに一度に鉄筋網を鉄筋支持架台に吊り下げることもできる。また、本実施の形態においては、外側鉄筋網１５と内側鉄筋網２７とを２段に施工したが、構造物によっては１段であっても３段以上設けてもよい。

また、外側鉄筋支持架台９、３５、内側鉄筋支持架台２５の構造は、強度要件を満たせば同一の構造のものでも構わない。また、本実施の形態においては、支持架台の設置は、円形の地中連続壁１を用いたが、角型であっても良く、更に地中連続壁に限らず通常の山留めや隣接構造物を用いることもできる。

地中連続壁１内を掘削し、底版３が設けられ、地中連続壁１の上部に外側鉄筋支持架台９が設置された状態を示す図であり、（ａ）は全体を示す図、（ｂ）は（ａ）のＡ部を拡大した図。 外側鉄筋支持架台９が設けられた地中連続壁１を上方より見た図。 側壁の施工方法において外側鉄筋網１５の施工方法を示した図で、（ａ）は、外側鉄筋網１５をクレーン１３で吊り上げた状態を示す図、（ｂ）は、外側鉄筋網１５を外側鉄筋支持架台９に吊り下げた状態を示す図。 外側鉄筋網１５が外側鉄筋支持架台９に吊り下げられた状態を示す図であり、（ａ）は正面から見た図、（ｂ）は側方より見た図。 側壁の施工方法において外側鉄筋網１５の施工方法を示した図で、（ａ）は外側鉄筋支持架台９に吊り下げた外側鉄筋網１５ａにクレーン１３で吊り上げた外側鉄筋網１５ｂを接合した状態を示す図、（ｂ）は外側鉄筋支持架台９に接合された外側鉄筋網１５ａ、１５ｂが吊り下げられ、新たに外側鉄筋網１５ｃがクレーン１３で吊り上げられた状態を示す図、（ｃ）は外側鉄筋網１５ａ、１５ｂ、１５ｃが、外側鉄筋支持架台９に吊り下げられた状態を示す図。 外側鉄筋網１５ａと１５ｂとの接合状態を示す図。 内側鉄筋支持架台２５を側方より見た図。 内側鉄筋支持架台２５が設けられた地中連続壁１を上方から見た図。 内側鉄筋網２７ａ、２７ｂ、２７ｃが接合され、内側鉄筋支持架台２５に吊り下げられた状態を示す図。 外側鉄筋網１５と内側鉄筋網２７の間にせん断鉄筋２９が配置された状態を示す図。 鉄筋網の外側に型枠３１が設けられた状態を示す図。 型枠３１と地中連続壁１との間にコンクリート３３を打設した状態を示す図。 第２の実施の形態にかかる外側鉄筋支持架台３５を示す図で、（ａ）は外側鉄筋支持架台３５を側方より見た図、（ｂ）は外側鉄筋網１５が外側鉄筋支持架台９に吊り下げられた状態を正面から見た図。 従来の側壁の施工方法を示す図であり、（ａ）はロット長さの鉄筋網及び型枠５３ａを設置した状態を示す図、（ｂ）はコンクリート４９を打設後、上方にさらにロット長さの鉄筋網及び型枠５３ｂを設置した状態を示す図、（ｃ）は、地中連続壁４０上方まで鉄筋網、型枠５３、コンクリート４０を施工した状態を示す図。

符号の説明

１………地中連続壁
３………底版
５………底版埋込鉄筋
７………地面
９………外側鉄筋支持架台
１１………ボルト
１３………クレーン
１５………外側鉄筋網
１７………支持プレート
１９………機械継手
２１………縦方向鉄筋
２３………横方向鉄筋
２５………内側鉄筋支持架台
２７………内側鉄筋網
２９………せん断鉄筋
３１………型枠
３３………コンクリート
３５………外側鉄筋支持架台
３７………固定部
３８………リブ
３９………支持部
４０………地中連続壁
４１………底版
４３………底版埋込鉄筋
４５………地面
４７………外側鉄筋網
４９………内側鉄筋網
５１………せん断鉄筋
５３………型枠
５５………ロット長さ
５７………コンクリート
５９………打ち継目

Claims (6)

1. 壁体を設ける工程（ａ）と、
   前記壁体に鉄筋支持架台を設ける工程（ｂ）と、
   下段の鉄筋の上部を前記鉄筋支持架台に吊り下げ、上段の鉄筋の下部と前記鉄筋支持架台に吊り下げられた前記下段の鉄筋の上部とを接合し、接合された状態の前記下段の鉄筋と前記上段の鉄筋を吊り下ろして前記上段の鉄筋の上部を前記鉄筋支持架台に吊り下げる工程（ｃ）と、
   前記鉄筋支持架台に吊り下げられた最下段の鉄筋の下部を底版に埋め込まれた底版埋込鉄筋に接合する工程（ｆ）と、
   前記鉄筋の外側に型枠を設ける工程（ｄ）と、
   前記型枠と前記壁体の間にコンクリートを打設する工程（e）と、を具備することを特徴とする側壁の構築方法。
2. 前記壁体は、既設構造物の側壁や地中連続壁などの山留め構造物による壁体であることを特徴とする請求項１記載の側壁の構築方法。
3. 前記鉄筋は鉄筋網であることを特徴とする請求項１記載の側壁の構築方法。
4. 前記工程（ｃ）は、
   複数の鉄筋網を接合しつつ吊り下げながら設置することを特徴とする請求項３記載の側壁の構築方法。
5. 前記鉄筋網は、複数段設置されることを特徴とする請求項３記載の側壁の構築方法。
6. 請求項１記載の側壁の構築方法によって構築された側壁。

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