JP5325588B2 - コンクリート構造物の施工方法及びコンクリート構造物用型枠パネル - Google Patents

Description

本発明は、コンクリート構造物の施工方法とコンクリート構造物に用いられる型枠パネルに関し、ことに薄板金属パネルを型枠パネルとして用いて埋め殺して用いるコンクリート構造物の施工方法とそれに用いられる型枠パネルに関する。

従来、建物工事でコンクリート壁を形成する際には、木製などの型枠パネルを用いて型枠を構築し、その型枠内にコンクリートを打設して養生・硬化させ、硬化後型枠パネルを取り外してコンクリート壁を形成していた。このような型枠は、通常、コンクリート壁面構築後取り外して再使用している。しかしながら、コンクリート型枠の構築並びに取外しは相当の手間を要し、コスト上昇の一因となっている。
これに対して近年では、工数を削減し且つ環境保護に資するために、金属薄板を角波形状に形成した金属製の型枠パネルを用いて型枠を構築し、その型枠パネルをコンクリート硬化後に埋め殺し状態で放置するようにする方法が提案されている。

例えば、コンクリート壁形成時に形枠として機能し、形成後に埋め殺し状態で配設される角波板の型枠パネルであって、角波における凸条が外側に向けて断面幅が大きくなり凹溝が蟻溝形状となる形状に構成された型枠パネルと、これを用いた発泡合成樹脂層を備えたコンクリート壁構造が（特許文献１参照）、また、凹溝と凸条を交互に形成した波形パネルの内面に平坦な内面板を一体に接合した型枠パネルと、該型枠パネルの下端を受け入れるランナーと型枠パネルの上端を受け入れるキャップとからなるコンクリート型枠と、これを用いたコンクリート壁の施工方法（特許文献２参照）が報告されている。
さらに、間隔を設けて組立てられる構築用型枠内にコンクリートを打設し、構築用型枠とコンクリートを一体化するコンクリート建物外壁構造体の構築用型枠であって、断熱材により形成される構築用型枠パネル本体と、該構築用型枠パネル本体の一側面に対し、空隙を設けて形成される網目状部とを備えた構築用型枠パネルと、これを用いたコンクリート外壁の構築方法（特許文献３参照）が報告されている。
さらにまた、建造物の壁の高さに応じて高さ調整できるようにした断熱板に、該断熱板の大きさ及び形状に合わせて枠内に縦に１乃至複数の木桟を配設して外枠を形成した木桟枠を埋め込み、裏面より固着用台座を介在させて釘止めしてなり、前記木桟枠の埋め込み面を外面とする型枠を形成してコンクリートを打設し、釘の頭部を含む前記固着用台座をコンクリート躯体壁に埋め込み固着したコンクリート建造物の壁下地用型枠パネル（特許文献４参照）が報告されている。

しかしながら、これら従来の壁用型枠パネルでは、そのパネルとコンクリート躯体との接合強度が必ずしも充分で無いという問題があった。パネルとコンクリート躯体との接着強度が充分で無いとコンクリートにひび割れができやすく、壁面構造に充分な面内剛性が得られないという問題があった。

特開２００３−３２１８９３号公報 特開２００３−１８４２１１号公報 特開２００４−３６３３３号公報 実登３０４５８０１号公報

以上に述べたように、従来の型枠パネルを埋め殺し状態で用いたコンクリート構造物の例では、型枠パネルとコンクリート躯体との接合強度が必ずしも充分ではないという問題があった。

本発明は、この問題を解決して、埋め殺し状態で用いる型枠パネルにおいて、比較的簡単な手法で型枠パネルとコンクリート躯体との接合強度を高め、コンクリート構造物の面内剛性を向上するとともに、この型枠パネルを用いたコンクリート構造物の施工方法を実現することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明のコンクリート構造物の施工方法は、コンクリート躯体と、そのコンクリート躯体の表面に埋め殺し状態で配設される型枠パネルとを備えたコンクリート構造物の施工方法であって、その長さ方向に伸びる複数の凸条が幅方向に互いに平行に並設され、該凸条の上面に押上げによって複数の正方形状の押上げ片が垂直に立設された１対の型枠パネルを準備し、前記押上げ片が垂直に立設された上面側を、対向する型枠パネル側に向けてコンクリート構造物の厚みに相当する間隔をおいて配設し、前記押上げ片が垂直に押し上げられて形成される孔にセパレータを挿通して対向する型枠パネル同士を固定手段で相互に固定し、前記固定された１対の型枠パネル間にコンクリートを打設し、前記一対の型枠パネルを埋め殺しする、ことを特徴とする。

また、本発明のコンクリート構造物の施工方法は、コンクリート躯体と、そのコンクリート躯体の表面に埋め殺し状態で配設される型枠パネルとを備えたコンクリート構造物の施工方法であって、その長さ方向に伸びる複数の凸条が幅方向に互いに平行に並設された１対の前記型枠パネルを、その上面側を対向する前記型枠パネル側に向けてコンクリート構造物の厚みに相当する間隔をおいて配設し、この配設された１対の前記型枠パネル間にコンクリートを打設して前記型枠パネルを埋め殺し状態にして構成することを特徴とする。

ここで、前記型枠パネルの両端部に、断面コの字型の補助部材を装着することを特徴とする。

上記課題を解決するため、本発明の型枠パネルは、コンクリート構造物の形成時に型枠として機能し、形成後に埋め殺し状態で用いられる金属薄板から成る型枠パネルであって、前記型枠パネルには、その長さ方向に伸びる複数の凸条がその幅方向に互いに平行に並設され、この凸条の上面に押上げによって垂直に立設する複数の正方形状の押上げ片と、前記押上げ片の押上げによって形成されるセパレータを挿通させるための挿通孔と、が設けられていることを特徴とする。

ここで、前記凸条間には、さらにその高さが前記凸条の高さよりも低い複数のリブが前記凸条とほぼ平行にパネル幅方向に並設されていることを特徴とする。

以上のようにすることにより、型枠パネルとコンクリート躯体との接合強度を従来のものに比べて飛躍的に高めることができ、両者を強力に一体化することができる。それによって、コンクリートの収縮ひび割れを低減することができるとともに、コンクリート構造物の面内剛性を高め、コンクリート構造物を強化することができる。

本発明に係る型枠パネルの外観斜視図である。 図１に示す型枠パネルの断面図である。 本発明のコンクリート構造物の施工時の構成を示す断面図である。 図３に示すコンクリート構造物の施工に用いられる型枠パネルの平面図と断面図である。 従来型の型枠工法を用いて作成した試験用コンクリート梁の構成図である。 本発明に類似した型枠工法を用いて作成した参考例の試験用コンクリート梁の構成図である。 実測の参考例で用いられる型枠パネルの外観斜視図である。 従来型の試験用コンクリート梁と参考例の試験用コンクリート梁の荷重−変位曲線の実測値を示す図表である。

以下、図面を参照しつつ本発明に係るコンクリート構造物の施工方法とコンクリート構造物に用いられる型枠パネルについて説明する。なお、以下の説明は発明をより深く理解するためのものであって、特許請求の範囲を限定するためのものではない。

図１は、本発明の建築用の型枠パネル１の一実施の形態の外観を示す斜視図である。また、図２は、本実施の形態におけるその型枠パネル１の断面図であり、図１のＡ−Ａ断面を表している。
以下、これらの図を用いて、本実施の形態における型枠パネル１の構成について説明する。

図に示すように、型枠パネル１は、鋼製の板形状の材質を、正面略方形状かつ断面略角波形状に折り曲げ、切断加工して成形した埋め殺し型の型枠パネルである。
例えば、この型枠パネル１の完成品の大きさは、長さ３００〜７０００ｍｍ、幅６００ｍｍ、厚さ０．３〜０．４ｍｍ程度である。

このように、パネル鋼板を断面略角波形状に折り曲げることで、型枠パネル１には、互いに平行な複数の凸条１１が所定間隔で並設され、パネル１自体の強度を補強している。
また、パネル断面を等辺角波型に成形することで、特に表面又は裏面側からの力に対して優れた強度を発揮する。
なお、本実施の形態においては、この凸条１１の形成方向を型枠パネル１の「長さ方向」とし、型枠パネル１においてその長さ方向に垂直な方向を「幅方向」とする。

図に示すように、その凸条１１は、上面１８と、この上面１８の両幅方向に連設されている２面の側面１９とにより構成されている。
この上面１８の幅方向の長さ及び側面１９の幅方向（奥行き方向）の長さは、１０〜２０ｍｍ程度である。
また、互いに隣接する凸条１１の幅方向の間隔は、１０〜５０ｍｍ程度である。

また、各凸条１１間の凹面には、所定間隔ごとに、複数の幅方向の断面凸状のリブ１２と、幅方向の断面凹状の溝部１６が、凸条１１に平行に繰り返し形成されている。
本実施の形態では、幅方向に凸条１１→溝部１６→リブ１２→溝部１６→リブ１２→……→溝部１６→凸条１１→……というように設けられており、凸条１１の幅方向の両側には、溝部１６が連設されている。
このリブ１２は、幅８〜２０ｍｍ程度、高さ３〜１０ｍｍ程度で、その幅方向断面が例えば半円弧状に形成されている。
また、溝部１６は、幅２〜１０ｍｍ程度に形成されている。

さらに、凸条１１のパネル幅方向の両端、すなわち、リブ１２とそのリブ１２に隣接する溝部１６との間の境界線上には、所定長の切込み１３が、所定間隔で凸条１１と平行に破線状に設けられている。
この破線状の切込み１３列に沿って型枠パネル１を所定の角度に折り曲げることにより、型枠のコーナー部分を形成することができるようになっている。
また、この破線状の切込み１３列に沿って、型枠パネル１を、正逆方向に数回繰り返し折り曲げることにより、型枠パネル１を所望のサイズに容易に切断することができるようになっている。

また、その切込み１３は、微小幅、所定長の型枠パネル１の表裏に貫通した切込みであり、コンクリートやモルタルを打設後に、その切込み１３から液状のコンクリートやモルタルが漏出しないように形成されている。また、そのコンクリートやモルタルに含まれる余分な水分が排出可能な程度に、その切込み１３の幅が形成されている。
例えば、この切込み１３は、幅が０．３〜１ｍｍ程度、長さが１０〜５０ｍｍ程度であり、その切込み１３の長さ方向の間隔が１０〜３０ｍｍ程度の破線状に形成される。

また、切込み１３列の幅方向の間隔は、実質的に凸条１１の幅方向の間隔、又は凸条１１の上面１８の幅方向の長さであるので、この凸条１１のパネル幅方向の形成間隔又は上面１８の幅を適宜調整することにより、切込み１３列の幅方向の間隔を１０〜５０ｍｍ程度の任意な間隔に容易に調整することができる。
このことにより、型枠パネル１の折り曲げ位置を所望の位置に自在に設計することが可能となり、型枠施工時の設計の自由度を大幅に向上させることが可能となる。
さらに凸条１１を重ね合わせて幅方向に重ねて広げ、あるいは、長さ方向にずらすことによって、型枠パネル１を自由な大きさに広げて必要なサイズを実現することができる。

また、凸条１１の上面１８側には、複数の押上げ片１４が設けられている。この押上げ片１４は、正方形の一辺を残して表裏に貫通した切込み２１と、その切込み２１を設けずに残した正方形の一辺である折返部２２とで形成され、この折返部２２に沿って押上げ片１４を折り返すことにより、押上げ片１４が開蓋状態になり、セパレータ挿入孔１５が形成される。本実施の形態では、押上げ片１４はすべて押し上げられて開蓋状態にある。
前述したように、施工時には、型枠パネル１を押上げ片１４のある上面１８側を対向する型枠パネル１側に向けて立設させ、型枠を構成する。そうして、そのセパレータ挿入孔１５にセパレータ３３を挿入して締め金具（商品名：フォームタイ）３１で固定することにより、この対向した型枠パネル１同士を所定の間隔をおいて連結することができる。
上面１８の幅方向の長さを１０〜２０ｍｍ程度とすると、押上げ片１４の一辺の長さは５〜１５ｍｍ程度である。

ここで、この型枠パネル１を用いたコンクリート構造物の施工方法について説明する。
図３に、本発明のコンクリート構造物としての壁面の施工時の構成を示す断面図である。
図に示すように、１対の型枠パネル１を所定の間隔をおいて立設する。押上げ片１４を押し上げた後のセパレータ挿入孔１５を用いて、相互の型枠パネル１間にセパレータ３３を通してセパレータ座金３４で固定し、更に締め金具３１で２本の補強パイプ３２を抱えるようにしてナット等で位置決めし固定する。これによって、１対の型枠パネル１同士を相互に固定するとともに、対向する型枠パネル１間の間隔、すなわち壁厚を決めて保持することができる。

このとき、型枠パネル１の押上げ片１４がある側が、コンクリートを打設する側、すなわち対向する型枠パネル１側になるように両方の型枠パネル１を配置する。また、締め金具３１は、補強パイプ３２を水平方向に保持し、型枠パネル１の変形や型崩れを防止する役割を果たす。
さらに、必要に応じてこの併設された型枠パネル１の上端に、型枠パネル１と同様な薄板金属で形成した断面コの字型のキャップを、その下端には断面コの字型のランナーなどの補助部材を装着するようにしても良い。

このように、型枠パネル１が設置された後に、型枠パネル１で区画される空間内にコンクリートを打設し、養生させ、コンクリートを硬化した後、締め金具３１と補強パイプ３２とを取り外してコンクリート構造物である壁面を形成する。
このように、型枠パネル１を埋め殺し状態で用いることにより、コンクリート躯体と型枠パネル１とが一体化され、構造物全体の数十％程度までの応力負担を型枠パネル１に負わせることが可能になり、せん断強度、曲げ強度、軸方向耐力、耐震強度を向上することができる。また、コンクリート躯体の硬化時に起きる収縮ひび割れを低減する効果がある。

図４に、コンクリート構造物の施工に用いられる型枠パネル１の一例の平面図と断面図とを示す。
この型枠パネル１の実施例では、押上げ片１４の一辺の長さが７．５ｍｍで、セパレータ挿入孔１５は７．５×７．５ｍｍの正方形であり、凸条１１の間隔が５０ｍｍであるのに合わせて、セパレータ挿入孔１５の相互間隔は、５０×５０ｍｍにしている。この孔の寸法はさほど大きなものではなく、開口率は２．３％に過ぎないので、コンクリートのノロの漏出がほとんど無いことが確認できた。一方、水分は充分に通過するので、コンクリートの養生、硬化時に水抜き穴としての効果を備え、コンクリート内の湿気を取り除くことが可能になる。また、型枠パネル１を形成する薄肉金属板の厚みは０．３〜０．４ｍｍと薄く構成した。

次に、本発明に類似した参考例による対荷重変形の実測結果を示す。
図５（ａ）および（ｂ）に比較例として用いた従来型の型枠工法によって作成した試験用コンクリート梁の構成を、図６に本発明に類似した工法によって作成した参考例の試験用コンクリート梁の構成を示す。
いずれも、断面が１２０×２００ｍｍ、長さ２，０００ｍｍの梁であり、長さ方向に伸びる４本の１０ｍｍφの丸パイプを８０×１６０ｍｍに配置して軸にし、４ｍｍφの鉄筋をこの軸に巻きつけて配筋構成とした。そうして、この配筋構成を囲むように型枠を設けてコンクリートを打設し、養生させ、コンクリート硬化後、型枠を除いて試験用梁を構成した。

ここで、図５（ａ）に示す試験梁（従来例１）では、丸パイプに巻きつけた鉄筋の間隔を５０ｍｍに採り、図５（ｂ）に示す試験梁（従来例２）では、鉄筋の間隔を１００ｍｍに採っている。
また、図６に示す参考例の試験梁では、図５（ｂ）に示す試験梁（従来例２）と同じく鉄筋の間隔を１００ｍｍに採った配筋構成に対して、図７に示すような、図１に示した本発明の型枠パネル１で押上げ片１４を設けない構成の型枠パネル２を埋め込み型枠として用い、さらに底面側に同じ型枠パネル２を底面のライナーとして用いてコンクリートを打設し、養生させて試験梁（参考例）を構成した。

この３例の試験梁に、図５及び６で矢印で示した位置に荷重Ｐ（ｋＮ）を加え、試験梁の底面側の変位量δ（ｍｍ）を計測した結果を図８に示す。
図８の図表から分かるように、図５に示した従来型の試験梁（従来例１）では、変位５０ｍｍで、試験梁（従来例２）では変位３８ｍｍで、コンクリート躯体部分に亀裂が入った時点で梁としての構成が崩壊してしまっている。
一方、参考例の試験梁では、埋め込み型枠パネル２の働きによって、コンクリート躯体部分に亀裂が入った後も変位７０ｍｍまで荷重応力に耐えて梁としての構成が維持される。
これにより、この参考例は、例えば地震などに遭遇した際に構造物が完全に崩壊することを防ぐ耐性があることを示す。
本発明の型枠パネル１を用いたコンクリート構造物では、さらに押上げ片１４がコンクリート内に固定される分、さらこの参考例よりも強度、耐力が増えるものと考えられる。

本発明は、以上に述べたように、比較的簡単な構成で、型枠パネルとコンクリート躯体との接合強度を高め、コンクリート構造物の面内剛性を向上し、せん断強度、曲げ強度、軸方向耐力、耐震強度を向上することができる。
以上の説明では、コンクリート構造物として壁面について述べたが、柱、梁、床面などの構造物についても同様に施工することができるのはいうまでも無い。
したがって、土木・建設の広範な分野で広く利用される可能性を有している。

１、２ 型枠パネル
１１ 突条
１２ リブ
１３ 切込み
１４ 押上げ片
１５ セパレータ挿入孔
１６ 溝部
１８ 上面
１９ 側面
２１ 切込み
２２ 折返部
３１ 締め金具
３２ 補強パイプ
３３ セパレータ
３４ セパレータ座金

Claims (4)

1. コンクリート躯体と、そのコンクリート躯体の表面に埋め殺し状態で配設される型枠パネルとを備えたコンクリート構造物の施工方法であって、
   その長さ方向に伸びる複数の凸条が幅方向に互いに平行に並設され、該凸条の上面に押上げによって複数の正方形状の押上げ片が垂直に立設された１対の型枠パネルを準備し、
   前記押上げ片が垂直に立設された上面側を、対向する型枠パネル側に向けてコンクリート構造物の厚みに相当する間隔をおいて配設し、
   前記押上げ片が垂直に押し上げられて形成される孔にセパレータを挿通して対向する型枠パネル同士を固定手段で相互に固定し、
   前記固定された１対の型枠パネル間にコンクリートを打設し、
   前記一対の型枠パネルを埋め殺しする、
   ことを特徴とするコンクリート構造物の施工方法。
2. 前記型枠パネルの両端部に、断面コの字型の補助部材を装着することを特徴とする請求項１に記載のコンクリート構造物の施工方法。
3. コンクリート構造物の形成時に型枠として機能し、形成後に埋め殺し状態で用いられる金属薄板から成る型枠パネルであって、
   前記型枠パネルには、
   その長さ方向に伸びる複数の凸条がその幅方向に互いに平行に並設され、この凸条の上面に押上げによって垂直に立設する複数の正方形状の押上げ片と、
   前記押上げ片の押上げによって形成されるセパレータを挿通させるための挿通孔と、
   が設けられていることを特徴とするコンクリート構造物用型枠パネル。
4. 前記凸条間には、さらにその高さが前記凸条の高さよりも低い複数のリブが前記凸条とほぼ平行にパネル幅方向に並設されていることを特徴とする請求項３に記載のコンクリート構造物用型枠パネル。
   

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