JP5388785B2

JP5388785B2 - コンクリート構造物の施工方法

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Publication number: JP5388785B2
Application number: JP2009232899A
Authority: JP
Inventors: 昭彦西村; 礼夫木村; 秀朋星; 晋士郎大本; 靖広大越; 省二島崎; 朝実小平; 義行村田; 典男田中
Original assignee: Neturen Co Ltd; Kajima Corp; Kumagai Gumi Co Ltd
Current assignee: Neturen Co Ltd; Kajima Corp; Kumagai Gumi Co Ltd
Priority date: 2009-10-06
Filing date: 2009-10-06
Publication date: 2014-01-15
Anticipated expiration: 2029-10-06
Also published as: JP2011080240A

Description

本発明は、コンクリート構造物の打ち継ぎ面のずれ防止効果が高いコンクリート構造物の施工方法に関する。

上端面から下方に向けて設けた孔内に補強部材を挿入し、孔と補強部材との間に充填材を注入硬化させた構造のコンクリート構造物としての橋脚が知られている（例えば、特許文献１など参照）。

特開２００７−２４７３０２号公報

しかしながら、上述したコンクリート構造物のコンクリートは、プレストレスコンクリートに形成されていない。したがって、コンクリート構造物の打ち継ぎ面同士の摩擦力が弱く、コンクリート構造物に地震力が加わった場合にコンクリート構造物の打ち継ぎ面同士がずれやすいという問題点があった。
本発明は、コンクリート構造物の打ち継ぎ面のずれ防止効果が高いコンクリート構造物の施工方法を提供する。

本発明のコンクリート構造物の施工方法は、コンクリートを複数回に分けて打ち継いだ打ち継ぎコンクリート構造体に対し、打ち継ぎコンクリート構造体の外面から打ち継ぎコンクリート構造体の打ち継ぎ面を貫通するように孔を形成し、打ち継ぎ面を貫通するように孔内に補強体を設置し、補強体を設置した孔内に充填材を充填して充填材が固化してから補強体を緊張させることにより打ち継ぎコンクリート構造体のコンクリートに圧縮力を加えたので、プレストレスの導入により打継ぎ面同士の摩擦力が大きくなり、コンクリート構造物の打ち継ぎ面のずれ防止効果が高いコンクリート構造物を施工できる。
予め補強体に緊張力を導入し、打ち継ぎ面を貫通するように孔内にこの補強体を設置し、補強体を設置した孔内に充填材を充填して充填材が固化してから緊張力を開放することで打ち継ぎコンクリート構造体のコンクリートに圧縮力を加えたので、施工が簡単であり、施工現場での緊張管理を不要とすることができる。

橋脚を示す断面図（実施形態１）。アンボンド鋼材を用いた橋脚を示す断面図（実施形態２）。鋼管を用いた橋脚を示す断面図（実施形態４）。鋼管を用いた橋脚を示す断面図（実施形態５）。鋼管を用いた橋脚の施工方法を示す図（実施形態４）。鋼管を用いた橋脚の施工方法を示す図（実施形態５）。鋼管を用いた場合の橋脚の施工方法を示す図（実施形態６）。

実施形態１
図１に示すように、コンクリート構造物としての橋脚１は、基礎部２と、橋脚本体３と、孔４と、補強体５と、充填材６と、定着部材５６とにより形成される。

基礎部２は例えばフーチング基礎であり、地盤１０に設けられる。
橋脚本体３は、基礎部２上に、コンクリートを複数回に分けて打ち継いで形成される。橋脚本体３の高さは例えば２〜３ｍ以上である。
基礎部２及び橋脚本体３は、コンクリートを複数回に分けて打ち継いで形成された打ち継ぎコンクリート構造体１４を構成する。打ち継ぎコンクリート構造体１４は、鉄筋コンクリート構造、又は、無筋コンクリート構造である。当該コンクリート構造体は、水平断面形状が、例えば、円形状又は矩形状又は多角形状に形成される。
孔４は、打ち継ぎコンクリート構造体１４の外面に開口した有底孔である。例えば、孔４は、打ち継ぎコンクリート構造体１４の上端面７から基礎部２に延長するように形成され、橋脚本体３中に形成された１つ以上の打ち継ぎ面２１及び基礎部２の上面８と橋脚本体３との境界である打ち継ぎ面２２を貫通するように設けられた一端有底で他端開口の有底孔により形成される。
補強体５は、すべての打ち継ぎ面２１；２１，２２；２２を貫通するように孔４内に設置される。補強体５としては、緊張材が用いられる。緊張材としては、ＰＣ鋼材、炭素繊維により形成された緊張材等が用いられる。ＰＣ鋼材としては、例えば、ＰＣ鋼棒（直径１０ｍｍ以上の高強度鋼）、ＰＣ鋼より線（直径８ｍｍ以下の高強度鋼であるＰＣ鋼線をより合わせたもの）などが用いられる。
定着部材５６は、補強体５の一端部に取付けられる一端側定着部材５７と、補強体５の他端部に取付けられる他端側定着部材５８とにより構成される。一端側定着部材５７は、補強体５の一端部の周面より突出する突出体により形成される。突出体は、例えば補強体５の一端部の周面に形成された図外のねじ部に螺着されて当該補強体５の一端部に固定されるナット部材により形成される。他端側定着部材５８は、孔４の他端開口４１を覆うように打ち継ぎコンクリート構造体１４の上端面７に設置されるプレート５８ａと、プレート５８ａの中央に形成された貫通孔５８ｂを貫通する補強体５の他端部の周面に形成された図外のねじ部に螺着されて当該補強体５の一端部に固定されるナット部材５８ｃとにより形成される。
充填材６は、打ち継ぎコンクリート構造体１４の打ち継ぎ面２１；２１，２２；２２を貫通するように孔４内に設置された補強体５と孔４の内壁９との間に充填される。充填材６としては、高流動性、無収縮性等を有したモルタルやセメントミルクなどを用いる。

補強体５の設置された孔４内に充填材６を充填して、孔４外に突出する補強体５の他端部にプレート５８ａの貫通孔５８ｂを通すとともにナット部材５８ｃを螺着し、充填材６が固化した後に補強体５の他端を図外の引張装置により引張った状態でナット部材５８ｃをプレート５８ａに締結することにより、打ち継ぎコンクリート構造体１４のコンクリートは、圧縮力が加えられて打ち継ぎ面２１；２１，２２；２２同士の摩擦力が増加したプレストレスコンクリートに形成される。

図１に基づいて具体的に説明する。
橋脚本体３は、例えば、コンクリートを３回に分けて打ち継いで形成される。まず、基礎部２の上面８にコンクリートを打ち継いで所定高さの第１コンクリート層１１を形成した後に１日以上放置してから第１コンクリート層１１の上に同様に第２コンクリート層１２を形成する。以後同様に、第２コンクリート層１２の上に第３コンクリート層１３を形成する。つまり、水平方向に延長する打ち継ぎ面２１；２１，２２；２２が、上下方向に所定の間隔を隔てて３箇所に設けられる。孔４の形成場所は施工条件により決め、孔４の個数は設計に基づき決めればよい。例えば、孔４は、橋脚本体３の上端面７から下方に鉛直に延長し、３箇所の打ち継ぎ面２１；２１，２２；２２を貫通するように形成される。
そして、一端側定着部材５７を取付けた補強体５を一端側から孔４内に挿入し、補強体５の一端を孔４の孔底２０に接触させて補強体５の他端部を孔４の他端開口４１より孔４外に突出させた状態で、当該補強体５が挿入された孔４内に充填材６を充填する。充填材６は、孔４の内壁９と孔４内に設置された補強体５及び一端側定着部材５７の外周面との間に充填される。つまり、充填材６は、一端側定着部材５７を取付けた補強体５が挿入された孔４内全体に充填される。尚、孔４内への充填材６の充填は実施形態４で説明する充填装置４２を用いて行えばよい。そして、孔４外に突出する補強体５の他端部にプレート５８ａの貫通孔５８ｂを通すとともにナット部材５８ｃを螺着する。充填材６が固化した後に、補強体５の他端部に図外の引張装置を取付けて補強体５を引張った状態でナット部材５８ｃをプレート５８ａに締結する。これにより、充填材６が補強体５の一端部に取付けられた一端側定着部材５７によって圧縮され、この圧縮力が充填材６と孔４の内壁９との付着部を介して打ち継ぎコンクリート構造体１４のコンクリートに伝達される。よって、打ち継ぎコンクリート構造体１４は、上記圧縮力が加えられて打ち継ぎ面２１；２１，２２；２２同士の摩擦力が増加したプレストレスコンクリートに形成されることになる。

実施形態１の橋脚１によれば、プレストレスの導入により打ち継ぎコンクリート構造体１４の打継ぎ面２１；２１，２２；２２同士の摩擦力が大きくなり、コンクリート構造体の打ち継ぎ面のずれ防止効果が高い橋脚１となる。
孔４を打ち継ぎコンクリート構造体１４の上端面７に開口した有底孔により形成したので、孔４の形成が容易となり、また、孔４及び補強体５を鉛直又は鉛直に近い状態に設置できるようになるので、地震力に対する剪断耐力や曲げ耐力、じん性がより向上する橋脚１となる。さらに、一端側定着部材５７を取付けた補強体５が挿入された孔４内全体に充填材６を容易に充填することができるようになり、作業性を向上できる。
また、一端側定着部材５７を取付けた補強体５が挿入された孔４内全体に充填材を充填したので、補強体５の定着が安定し、また、地震力が加わった場合、孔４内に空間がある場合に比べて補強体５のずれ防止効果が向上する。

尚、後述するスペーサ兼吊り部２３と同様の図外のスペーサを補強体５の外周面に取り付けておけば、孔４内に補強体５を設置した場合に補強体５の中心軸と孔４の中心軸とを一致させることができ、補強体５が傾いて孔４内に設置されることを防止できて好ましい。図外のスペーサは、少なくとも、補強体５の一端部の外周面と補強体５の他端部の外周面とに設けておけば、補強体５が傾いて孔４内に設置されることを効果的に防止できて好ましい。

実施形態２
図２に示すように、ＰＣ鋼材としてアンボンド鋼材６９を用いてもよい。アンボンド鋼材６９としてはアンボンド鋼棒、アンボンド鋼より線等が用いられる。
アンボンド鋼材６９は鋼材とコンクリートとの付着を絶つための鋼材の周囲に被覆を施した鋼材であって、ＰＣ棒体７０と、被覆部７５とを備える。被覆部７５はＰＣ棒体７０の周面７６に塗布した塗布材、あるいは、ＰＣ棒体７０の周面７６に被覆した被覆材によって形成される。塗布材は、例えば、アスファルト系ポリマーが用いられる。被覆材は、防錆材とポリプロピレンとポリエチレンシース等が用いられる。被覆材はＰＣ棒体７０の周面に巻きつけられる。

実施形態２によれば、実施形態１の効果に加えて、以下の効果が得られる。アンボンド鋼材６９を用いた場合、被覆部７５によってＰＣ棒体７０と充填材６とが縁切りされるので、ＰＣ棒体７０の中間部が充填材６に付着せず、図外の引張装置でＰＣ棒体７０を容易に引っ張ることができるので、容易にＰＣ棒体７０に緊張力を加えることができる。また、硬化した充填材６とＰＣ棒体７０との付着を防止できるので、ＰＣ棒体７０を引張って緊張させる場合において、硬化した充填材６が破壊しにくくなり、品質の良い橋脚１となる。また、アンボンド鋼材６９をアンボンドとすることによりプレストレスコンクリート造のシース、グラウト工を省略でき、施工を簡単にすることができる。

実施形態３
また、ＰＣ鋼材に予め緊張力を導入してもよい。
予め補強体５に緊張力を導入し、打ち継ぎ面２１；２１，２２；２２を貫通するように孔４内にこの補強体５を設置し、補強体５を設置した孔４内に充填材６を充填して充填材６が固化してから緊張力を開放することで打ち継ぎコンクリート構造体１４のコンクリートに圧縮力を加える。
これによれば、プレストレス力の導入は、施工現場において、緊張力を開放するだけであるので、施工が簡単であり、施工現場での緊張管理を不要とすることができる。

実施形態４
図３に示すように、補強体５として管体を用いる。管体として鋼管１５を用いる場合は、打ち継ぎコンクリート構造体１４にプレストレスを導入しない。鋼管１５は、孔４の径よりも外径が小さく、かつ、孔４の長さよりも短い全長の鋼管１５を用いる。鋼管１５の外周面には、孔４内に鋼管１５を設置した場合に鋼管１５の中心軸と孔の中心軸とを一致させるためのスペーサ兼吊り部２３が溶接されて設けられる。このスペーサ兼吊り部２３は、少なくとも、鋼管１５の一端部の外周面と鋼管１５の他端部の外周面とに設けておけば、鋼管１５が傾いて孔４内に設置されることを効果的に防止できて好ましい。

実施形態４の橋脚１を施工する方法は、打ち継ぎコンクリート構造体１４を形成した後に、図５（ａ）に示すように、橋脚本体３の上端面７に鋼管支持台２５を設け、鋼管支持台２５より吊るした吊り具２６を孔４内に設置される鋼管１５のスペーサ兼吊り部２３に取付けることで鋼管１５を孔４内に吊るす。即ち、鋼管１５の下端１６が孔底２０から離れた状態に維持される。そして、充填装置４２を用いて孔４内に充填材６を充填する。充填装置４２は、注入管２４、第１連結管１７、開閉弁装置２７、第２連結管１８、ポンプ２８、第３連結管１９、充填材貯蔵部２９を備える。

充填装置４２を用いた充填方法について説明する。鋼管１５内に可撓性を有した注入管２４の一端側を挿入し、注入管２４の下端１６を孔底２０から離れた状態に維持させ、注入管２４の他端は孔４の一端開口４１より上方に突出させた状態とする。第１連結管１７の一端が注入管２４の他端に着脱可能に繋げられ、第１連結管１７の他端が開閉弁装置２７の出口に繋げられる。第２連結管１８の一端が開閉弁装置２７の入口に繋げられ、第２連結管１８の他端がポンプ２８の吐出し口に繋げられる。第３連結管１９の一端がポンプ２８の吸込み口に繋げられ、第３連結管１９の他端が充填材貯蔵部２９の出口に繋げられる。開閉弁装置２７の開閉弁を開いてポンプ２８を駆動することで、充填材６が、充填材貯蔵部２９から第３；２；１連結管１９；１８；１７及び注入管２４を経由して注入管２４の下端開口３０から鋼管１５の外周面と孔４の内壁９との間に充填される。充填材６が橋脚３の上端面７まで到達したら、図５（ｂ）に示すように、第１連結管１７の一端を注入管２４よりはずし、孔４の一端開口４１より上方に突出させた注入管２４の他端を切断する。以上により、充填材６が、孔４の内壁９と鋼管１５の外周面との間、及び、鋼管１５の管内に充填された橋脚１が完成する（図３；図５（ｃ）参照）。

実施形態４の橋脚１によれば、孔４を打ち継ぎコンクリート構造体１４の上端面７に開口した有底孔により形成したので、孔４の形成が容易となり、また、孔４及び補強体５を鉛直又は鉛直に近い状態に設置できるようになるので、地震力に対する剪断耐力や曲げ耐力、じん性がより向上する橋脚１となる。
さらに、鋼管１５の管内経由で孔４内全体に充填材６を速く容易に充填することができるようになり、作業性を向上できる。

実施形態５
図４に示すように、補強体５としての管体として下端側の周壁に管の充填材排出口３１を備えた鋼管３５を用いた橋脚１とした。鋼管３５は、充填材排出口３１を備える他は上記鋼管１５と同じである。充填材排出口３１は、例えば、図６（ｃ）に示すように、鋼管３５の下端部における周壁の一部を除去することにより形成される。
実施形態５の橋脚１を施工する方法は、まず、図６（ａ）に示すように、橋脚１の上端面７から孔４内に鋼管３５を挿入し、鋼管３５の下端３６を孔底２０に突付ける。そして、上述した充填装置４２を用いて孔４内に充填材６を充填することにより、充填材６が、鋼管３５の管内及び充填材排出口３１を経由して孔４の内壁９と鋼管３５の外周面との間に充填される。よって、鋼管１５の管内及び孔４の内壁９と鋼管３５の外周面との間に充填材が充填された橋脚１が完成する（図３；図６（ｂ）参照）。

実施形態５によれば、実施形態４の効果に加えて、吊り具２６が不要となるので、作業性が向上する。
尚、鋼管３５の外周面に上述と同様のスペーサを設けておけば、孔４内に鋼管３５を設置した場合に鋼管３５の中心軸と孔４の中心軸とを一致させることができ、鋼管３５が傾いて孔４内に設置されることを効果的に防止できて好ましい。

充填材排出口３１は、鋼管３５の下端の周壁に管の内外に貫通する貫通孔により形成してもよい。また、充填材排出口３１は、鋼管３５の下端部に鋼管３５の下端より突出する突出部を設けることによって突出部の下端を鋼管３５の下端３６として孔底２０に突付ける場合には、鋼管３５の下端（突出部の下端）３６と孔底２０との間に形成される空間により形成される。

実施形態６
上述したように、鋼管１５；３５を用いる場合は、図７に示すように短尺な鋼管１５ａや図外の鋼棒を継ぎ足していくようにしてもよい。
実施形態６によれば、実施形態４の効果に加えて、鋼管１５ａや図外の鋼棒を孔４内に挿入する作業が容易となる。

補強体５として孔４の長さと同程度の全長の鋼管を用いてもよい。当該鋼管を用いる場合には、鋼管の下端（一端）３６を孔底２０に突付けて鋼管を孔４内に設置する。そして、孔４内に設置された補強体５と孔４の内壁９との間と、鋼管の管内とに充填材６を充填させればよい。

尚、本発明は、複数回のコンクリートの打継ぎにより施工されるコンクリート構造物に適用でき、橋脚以外に、橋台、擁壁のようなコンクリート構造物にも適用できる。

１コンクリート構造物（橋脚）、４孔、５補強体、６充填材、
７上端面、１４打ち継ぎコンクリート構造体、２１；２２打ち継ぎ面、
６９アンボンド鋼材。

Claims

コンクリートを複数回に分けて打ち継いで打ち継ぎコンクリート構造体を形成し、打ち継ぎコンクリート構造体に対し外面から打ち継ぎコンクリート構造体の打ち継ぎ面を貫通するように孔を形成し、打ち継ぎ面を貫通するように孔内に補強体を設置し、補強体を設置した孔内に充填材を充填して充填材が固化してから補強体を緊張させることにより打ち継ぎコンクリート構造体のコンクリートに圧縮力を加えたことを特徴とするコンクリート構造物の施工方法。
予め補強体に緊張力を導入し、打ち継ぎ面を貫通するように孔内にこの補強体を設置し、補強体を設置した孔内に充填材を充填して充填材が固化してから緊張力を開放することで打ち継ぎコンクリート構造体のコンクリートに圧縮力を加え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。