JP5577741B2 - コンクリート部材の製造方法、孔形成部材 - Google Patents

Description

本発明は、貫通孔を有するコンクリート部材の製造方法及びこの方法で用いられる孔形成部材に関する。

従来より、工期短縮を目的としてＰＣ部材を用いて建物を構築することが行われている。このようなＰＣ部材により建物の柱梁架構を構築する方法として、例えば、図１０に示すように、下方の階の柱を構成する下方のＰＣ柱部材４３０の柱筋４３１の上部にスリーブ継手４３２を埋設し、柱梁仕口部とこの柱梁仕口部に接続される梁とが一体に構成されたＰＣ梁・仕口部材４２０の柱梁仕口部に相当する部分に上下方向に延びるように貫通孔４２１を形成し、上方の階の柱を構成する上方のＰＣ柱部材４１０の柱筋４１１の下端を部材下面から突出させておき、下方のＰＣ柱部材４３０の上方にＰＣ梁・仕口部材４２０を建て込み、上方のＰＣ柱部材４１０を、その柱筋４１１がＰＣ梁・仕口部材４２０の貫通孔４２１を挿通し、下方のＰＣ柱部材４３０のスリーブ継手４３２内に挿入されるように建て込むことによりこれらＰＣ部材を接続する方法が用いられている。

これまでＰＣ梁・仕口部材の貫通孔は、シース管を埋設することにより形成してきた。しかしながら、この方法ではシース管が異物として内部に残置されることとなり構造上好ましくなく、また、シース管を再利用することができないために、コスト高となってしまう。
そこで、例えば、特許文献１には、ＰＣ部材を製作するにあたり、コンクリートを打設する前に、型枠内の貫通孔に相当する位置にゴム製の長尺な袋体を配置しておき、この袋体内に加圧流体を充填した状態でコンクリートを打設し、コンクリートが硬化した後、袋体から内部の流体を排出して袋体を縮径させて、撤去する方法が記載されている。かかる方法によれば、ＰＣ部材内に異物を残置することなく、貫通孔を形成することができ、また、袋体を再利用することができる。

特開２００９―１８４２３５号公報

ここで、上記の方法を用いて、ＰＣ部材に長尺な貫通孔を形成しようとすると、袋体として長尺なものを用いる必要がある。しかしながら、長尺な袋体の先端まで確実に内部の流体を加圧することは困難であるため、この方法は長尺な貫通孔を形成する場合には適さない。
また、シース管を用いた場合には、貫通孔の内周面に凹凸が形成されるため、内部に注入されるグラウトとの付着力が確保できるが、袋体を用いる方法では貫通孔の内周面に凹凸を形成することができない。

本発明は、上記の問題に鑑みなされたものであり、その目的は、ＰＣ部材に長尺かつ内周面に凹凸が形成された貫通孔を形成することができるようにすることである。

本発明のコンクリート部材の製造方法は、孔が形成されたコンクリート部材を製造する方法であって、前記コンクリート部材を構築するための型枠内の前記孔に相当する位置に、スパイラル筋と、当該スパイラル筋と一体となった筒状のシート材とにより構成される孔形成部材を配置し、前記孔形成部材の内部に前記孔形成部材の内周の径よりも小径の柱状の部材を配置する孔形成部材配置ステップと、前記コンクリート部材を構成するコンクリートを前記型枠内に打設し、コンクリートの打設圧により前記シート材を前記孔形成部材の中心に向かって撓ませてその凹んだ部分を前記柱状の部材の外周面に当接させることにより、内周面に凹凸のある前記孔を形成するコンクリート打設ステップと、コンクリートが硬化した後に前記孔形成部材及び前記柱状の部材を撤去する孔形成部材撤去ステップと、を備えることを特徴とする。

本発明のコンクリート部材の製造方法は、孔が形成されたコンクリート部材を製造する方法であって、前記コンクリート部材を構成する鉄筋を配筋する配筋ステップと、前記コンクリート部材を構築するための型枠を前記コンクリート部材の外周面に相当する位置に配置する型枠配置ステップと、前記型枠内の前記孔に相当する位置に、スパイラル筋と、当該スパイラル筋と一体となった筒状のシート材とにより構成される孔形成部材を配置し、前記孔形成部材の内部に前記孔形成部材の内周の径よりも小径の柱状の部材を配置し、前記孔形成部材と前記柱状の部材とを前記型枠に設けた貫通孔から突出させる孔形成部材配置ステップと、前記コンクリート部材を構成するコンクリートを前記型枠内に打設し、コンクリートの打設圧により前記シート材を前記孔形成部材の中心に向かって撓ませてその凹んだ部分を前記柱状の部材の外周面に当接させることにより、内周面に凹凸のある前記孔を形成するコンクリート打設ステップと、コンクリートが硬化した後に、前記孔形成部材及び前記柱状の部材を、前記貫通孔を通して撤去する孔形成部材撤去ステップと、を備えることを特徴とする。
また、本発明のコンクリート部材の製造方法は、孔が形成されたコンクリート部材を製造する方法であって、前記コンクリート部材を構築するための型枠内の前記孔に相当する位置に、スパイラル筋と、当該スパイラル筋と一体となった筒状のシート材とにより構成される孔形成部材を配置する孔形成部材配置ステップと、前記コンクリート部材を構成するコンクリートを打設するコンクリート打設ステップと、コンクリートが硬化した後に前記孔形成部材を撤去する孔形成部材撤去ステップと、を備え、前記シート部材は、前記スパイラル筋に沿うように前記スパイラル筋に取り付けられた帯状シートからなり、前記孔形成部材の軸方向に隣接する前記帯状シートの縁同士が接続されてなることを特徴とする。

また、前記孔形成部材撤去ステップでは、前記スパイラル筋の端部を引っ張ることで、前記孔形成部材を撤去してもよい。

また、本発明の孔形成部材は、孔を有するコンクリート部材を製造する場合において、前記コンクリート部材を構成するコンクリートを打設する際に前記孔に相当する位置に配置される孔形成部材であって、スパイラル筋と、当該スパイラル筋を内外から挟み込み内側と外側とが接着されることにより当該スパイラル筋と一体となった筒状のシート材とにより構成されることを特徴とする。

本発明によれば、スパイラル筋によりコンクリートの圧力を支持しており、スパイラル筋はその長さ及び位置に係わらず、確実にコンクリートの圧力に抵抗することができるため、長尺な貫通孔であっても形成することができる。また、スパイラル筋に相当する部分が凹部として、シート部材に相当する部分がコンクリートの圧力により撓んで凸部となるため、貫通孔内に凹凸を形成することができる。

本実施形態の貫通孔の形成方法に用いられる孔形成部材を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は鉛直断面図である。 図１（Ｂ）におけるＩ部の拡大図である。 孔形成部材を製造する様子を示す全体図である。 ポリエステル樹脂フィルムを接続する手順を拡大して示す図である。 孔形成部材内に鋼管を挿入した様子を示す断面図である。 コンクリートを打設した際の図５におけるＩ部の拡大断面図である。 スパイラル筋を引っ張り出す様子を示す図である。 一枚の帯状のポリエステル樹脂フィルムにより筒状シートを構成する様子を示すポリエステル樹脂フィルムの接続部の拡大図である。 筒状シートとスパイラル筋との接続部の拡大図である。 ＰＣ部材を用いて柱梁架構を構築する方法の一例を示す図である。

以下、本発明のコンクリート部材の貫通孔の形成方法の一実施形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本実施形態の貫通孔の形成方法に用いられる孔形成部材１０を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は鉛直断面図である。また、図２は、図１（Ｂ）におけるＩ部の拡大図である。図１に示すように、孔形成部材１０は、円筒状の部材であり、スパイラル筋２０と、スパイラル筋２０と一体となった円筒状の筒状シート３０とにより構成される。

スパイラル筋２０は螺旋状に成形された鋼線により構成される。本実施形態では、スパイラル筋２０として、鋼線の径が０．８ｍｍ、螺旋の内径が５７ｍｍであるものを用いている。ただし、スパイラル筋２０としては、これに限らず、貫通孔の径及びコンクリートを打設する際に作用する圧力に応じて適宜なものを選択すればよい。

筒状シート３０は一対の帯状のポリエステル樹脂フィルム３１がスパイラル筋２０に沿って、スパイラル筋２０を内外から挟みこむように接着されてなる。図２に示すように、孔形成部材１０の軸方向断面において、孔形成部材１０の軸方向に並ぶ各列の一対のポリエステル樹脂フィルム３１は、その左側の端部において、図中左側に隣接する列のポリエステル樹脂フィルム３１の右側の端部を、一対のポリエステル樹脂フィルム３１の間に挟みこんだ状態で接着されている。これにより、各列の一対のポリエステル樹脂フィルム３１が孔形成部材の軸方向に接続されて、円筒状の筒状シート３０を構成している。

スパイラル筋２０は長手方向に収縮可能であるとともに容易に屈曲させることができる。また、筒状シート３０は柔軟に変形可能である。このため、孔形成部材１０は、中間部を屈曲させるなど、適宜形状を変更することができ、また、軸方向に収縮させることができる。このため、孔形成部材１０は、適宜屈曲させることで、屈曲した貫通孔を形成する場合に用いることができ、さらに、軸方向に収縮させることでコンパクトになり、現場への搬入に手間がかからず、狭隘な場所でも資材を保管することができる。

図３は、孔形成部材１０を製造する様子を示す図である。また、図４は、ポリエステル樹脂フィルム３１を接続する手順を拡大して示す図である。図３に示すように、孔形成部材１０は、鋼線２０を挟んで一対の帯状のポリエステル樹脂フィルム３１を接着しながら、鋼線２０を螺旋状に成形することで製造される。なお、図４（Ｂ）及び（Ｃ）のＩ部に示すように、ポリエステル樹脂フィルム３１を接着する際に、孔形成部材１０のすでに成形が完了した部分の筒状シート３０の端部の縁を挟みこむように一対のポリエステル樹脂フィルム３１を接着させることで、これら一対のポリエステル樹脂フィルム３１を孔形成部材１０の軸方向に接続することができる。

以下、かかる孔形成部材１０を用いたＰＣ部材の貫通孔の成形方法を説明する。
まず、ＰＣ部材を構成する鉄筋を配筋するとともに、貫通孔に相当する位置に孔形成部材１０を配置する。この際、図５に示すように、孔形成部材１０内に鋼管４０を挿入しておく。なお、鋼管４０としては、孔形成部材１０の内周の径よりもわずかに小径のもの（本実施形態では、５４ｍｍ）を用いる。

次に、ＰＣ部材の外周面に相当する位置に型枠を配置する。なお、型枠の貫通孔に相当する位置には開口を設け、孔形成部材１０及び鋼管４０を型枠外部まで進出させておくとよい。

次に、型枠内にコンクリート５０を打設する。図６は、コンクリート５０を打設した状態の図５におけるＩ部の拡大断面図である。同図に示すように、型枠内にコンクリート５０を打設すると、孔形成部材１０には外周からコンクリート５０の打設圧が作用する。しかしながら、スパイラル筋２０は鋼線からなるため、コンクリート５０の打設圧に抵抗することができ、変形することはない。一方、スパイラル筋２０の間に張られた筒状シート３０は圧力により孔形成部材１０の中心に向かって撓み、筒状シート３０の撓んだ部分は鋼管４０の外周面に当接する。これにより、鋼管４０がコンクリート５０の圧力を負担することとなり、筒状シート３０がコンクリート５０の圧力で破損するのを防止できる。

また、コンクリート５０を打設した際に、鋼管４０が孔形成部材１０内の中心に位置していない場合には、コンクリート５０から鋼管４０に作用する圧力は、筒状シート３０の鋼管４０に当接する面積が異なるため、不均一になる。例えば、鋼管４０が下方にずれて位置する場合には、鋼管４０の下面の方が上面に比べて樹脂フィルムの当接する面積が大きくなり、コンクリート５０から作用する圧力は鋼管４０の下部に大きく作用することとなるため、鋼管４０は中心に向かって移動する。このようにして、コンクリート５０から作用する圧力が均一になるように、鋼管４０は孔形成部材１０の中心に位置することとなる。

次に、コンクリート５０が硬化した後、鋼管４０を孔形成部材１０の内部から撤去する。この際、孔形成部材１０の型枠から突出した部分のスパイラル筋２０の端部を引っ張る。これにより、図７に示すように、スパイラル筋２０は引き伸ばされながら引っ張り出される。また、スパイラル筋２０が引き伸ばされることで一対のポリエステル樹脂フィルム３１の間の接着がはがれて、スパイラル筋２０に付着した状態で引っ張り出される。このため、孔形成部材１０を容易に撤去することができ、また、製作したＰＣ部材の内部に異物が残置されることがない。

このようにして、製造したＰＣ部材は孔形成部材１０が配置されていた部分が貫通孔となる。そして、この貫通孔の内周面は、スパイラル筋２０が位置していた部分が凹むとともに、筒状シート３０が中心に向かって撓んだ部分が突出することとなり、内周面に凹凸を形成することができる。

本実施形態によれば、孔形成部材１０を貫通孔に相当する位置に配置した状態でコンクリート５０を打設することで貫通孔を形成しており、孔形成部材１０のスパイラル筋２０はその長さ及び位置に係わらず、確実にコンクリート５０の圧力に抵抗することができるため、長尺な貫通孔であっても形成することができる。

また、コンクリート５０の硬化後に、スパイラル筋２０を引っ張ることで、スパイラル筋２０を引き伸ばした状態で引っ張り出すことができるとともに、筒状シート３０もスパイラル筋２０とともに撤去できる。このため、ＰＣ部材の内部に異物を残置することなく、貫通孔を形成することができる。特に、本実施形態では、一対の帯状のポリエステル樹脂フィルム３１を、スパイラル筋２０を挟み込むように接着して、筒状の筒状シート３０を形成しているため、スパイラル筋２０と同様にポリエステル樹脂フィルム３１を容易に撤去することができる。

なお、本実施形態では、一対の帯状のポリエステル樹脂フィルム３１をスパイラル筋２０に沿って螺旋状に連続させることで、筒状の筒状シート３０を形成することとしたが、これに限らず、例えば、一枚の帯状のポリエステル樹脂フィルムを用いることもできる。かかる場合には、図８のポリエステル樹脂フィルムの接続部の拡大図に示すように、一枚の帯状のポリエステル樹脂フィルム２３１を幅方向の中央で折り曲げ、スパイラル筋２０を間に挟みこみながら、折り曲げた内側の面を接着し、スパイラル筋２０に沿って螺旋状に配置する。この際、同図（Ｂ）及び（Ｃ）のＩ部に示すように、左側に隣接する列のポリエステル樹脂フィルム２３１の折り曲げた側の端部を、ポリエステル樹脂フィルム２３１の右側の端部の間に挟む。これにより、孔形成部材の軸方向に隣接する各列のポリエステル樹脂フィルム２３１が接続されて、筒状の筒状シート３０を構成することができる。

また、必ずしも帯状のポリエステル樹脂フィルム３１を螺旋状に巻き付けることで、樹脂フィルムを構成する必要なく、一体の筒状のフィルムを用いてもよい。かかる場合には、図９の筒状シート１３０とスパイラル筋１２０との接続部の拡大図に示すように、スパイラル筋１２０の内側に切り込み１２０Ａを形成しておき、スパイラル筋１２０の内側に筒状の筒状シート１３０を配置し、切り込み１２０Ａに筒状シート１３０を挟みこませることで孔形成部材を形成することができる。

また、本実施形態では、樹脂フィルムとしてポリエステル樹脂のフィルムを用いることとしたが、これに限らず、コンクリートから剥がし易いシート部材であれば用いることができる。

また、本実施形態では、ＰＣ部材を構築する際に、孔形成部材１０の内部に鋼管４０を配置することとしたが、鋼管４０に限らず、円柱状の部材であれば用いることができる。さらに、必ずしも、鋼管４０を配置する必要はなく、孔形成部材１０がコンクリートの圧力に抵抗することができる場合には、鋼管４０を省略してもよい。

また、本実施形態では、柱梁架構を構築する際に用いられるＰＣ部材を製造する場合を例として説明したが、これに限らず、プレストレスコンクリートを製造するための貫通孔を有するＰＣ部材を製造する場合であっても本発明を適用できる。また、現場打ちで貫通孔を有するコンクリート部材を形成する場合にも本発明を適用できる。

また、本実施形態では、貫通孔を形成する場合について説明したが、これに限らず、少なくとも一方の端部が表面に開口していればよい。また、上記実施形態では、断面円形の孔を形成する場合について説明したが、断面形状はこれに限らず、楕円形等の孔を形成することもでき、その断面形状は問わない。また、孔の形状は直線状に限らず、適宜湾曲させることもできる。なお、一方の端部のみが開口している孔を形成する場合には、筒状部材の開口していない側の端部を閉鎖しておく必要がある。

１０ 孔形成部材
２０、１２０ スパイラル筋（鋼線）
３０、１３０ 筒状シート
３１ ポリエステル樹脂フィルム
４０ 鋼管
５０ コンクリート

Claims (5)

1. 孔が形成されたコンクリート部材を製造する方法であって、
   前記コンクリート部材を構築するための型枠内の前記孔に相当する位置に、スパイラル筋と、当該スパイラル筋と一体となった筒状のシート材とにより構成される孔形成部材を配置し、前記孔形成部材の内部に前記孔形成部材の内周の径よりも小径の柱状の部材を配置する孔形成部材配置ステップと、
   前記コンクリート部材を構成するコンクリートを前記型枠内に打設し、コンクリートの打設圧により前記シート材を前記孔形成部材の中心に向かって撓ませてその凹んだ部分を前記柱状の部材の外周面に当接させることにより、内周面に凹凸のある前記孔を形成するコンクリート打設ステップと、
   コンクリートが硬化した後に前記孔形成部材及び前記柱状の部材を撤去する孔形成部材撤去ステップと、を備えることを特徴とするコンクリート部材の製造方法。
2. 孔が形成されたコンクリート部材を製造する方法であって、
   前記コンクリート部材を構成する鉄筋を配筋する配筋ステップと、
   前記コンクリート部材を構築するための型枠を前記コンクリート部材の外周面に相当する位置に配置する型枠配置ステップと、
   前記型枠内の前記孔に相当する位置に、スパイラル筋と、当該スパイラル筋と一体となった筒状のシート材とにより構成される孔形成部材を配置し、前記孔形成部材の内部に前記孔形成部材の内周の径よりも小径の柱状の部材を配置し、前記孔形成部材と前記柱状の部材とを前記型枠に設けた貫通孔から突出させる孔形成部材配置ステップと、
   前記コンクリート部材を構成するコンクリートを前記型枠内に打設し、コンクリートの打設圧により前記シート材を前記孔形成部材の中心に向かって撓ませてその凹んだ部分を前記柱状の部材の外周面に当接させることにより、内周面に凹凸のある前記孔を形成するコンクリート打設ステップと、
   コンクリートが硬化した後に、前記孔形成部材及び前記柱状の部材を、前記貫通孔を通して撤去する孔形成部材撤去ステップと、を備えることを特徴とするコンクリート部材の製造方法。
3. 孔が形成されたコンクリート部材を製造する方法であって、
   前記コンクリート部材を構築するための型枠内の前記孔に相当する位置に、スパイラル筋と、当該スパイラル筋と一体となった筒状のシート材とにより構成される孔形成部材を配置する孔形成部材配置ステップと、
   前記コンクリート部材を構成するコンクリートを打設するコンクリート打設ステップと、
   コンクリートが硬化した後に前記孔形成部材を撤去する孔形成部材撤去ステップと、を備え、
   前記シート部材は、前記スパイラル筋に沿うように前記スパイラル筋に取り付けられた帯状シートからなり、前記孔形成部材の軸方向に隣接する前記帯状シートの縁同士が接続されてなることを特徴とするコンクリート部材の製造方法。
4. 請求項３記載のコンクリート部材の製造方法であって、
   前記孔形成部材撤去ステップでは、前記スパイラル筋の端部を引っ張ることで、前記孔形成部材を撤去することを特徴とするコンクリート部材の製造方法。
5. 孔を有するコンクリート部材を製造する場合において、前記コンクリート部材を構成するコンクリートを打設する際に前記孔に相当する位置に配置される孔形成部材であって、
   スパイラル筋と、当該スパイラル筋を内外から挟み込み内側と外側とが接着されることにより当該スパイラル筋と一体となった筒状のシート材とにより構成されることを特徴とする孔形成部材。