JP5821116B2 - プレキャストコンクリート基礎梁部材の製造用型枠 - Google Patents

Description

本発明は、一般住宅等の建築物の基礎施工に用いるプレキャストコンクリート基礎梁部材に関して、工場等での生産性を向上できる型枠に関する。

従来、縦断面形状が縦長のコンクリート製の基礎梁部材と縦断面形状が逆Ｕ字状のコンクリート製の基礎梁部接合用部材を予め工場等で大量生産し、これらを施工現場に搬送し、施工現場において一体的に連結することでコンクリートのべた基礎を短期間で構築する施工方法が知られている（特許文献１及び２参照）。
本明細書においては、上記基礎梁部材を「プレキャストコンクリート基礎梁部材」あるいは単に「基礎梁部材」と表記し、上記基礎梁部接合用部材を「プレキャストコンクリート基礎梁部接合用部材」あるいは単に「接合用部材」と表記する。

上記施工方法について詳しく説明すると、まず施工現場において２つのプレキャストコンクリート基礎梁部材を、その長手方向に所定の間隔を空けて配置する。
基礎梁部材には、主筋（構造鉄筋）と剪断補強筋を略格子状に連結して埋設しており、各基礎梁部材の端面から横方向に露出している主筋を跨ぐように逆Ｕ字状のプレキャストコンクリート基礎梁部接合用部材を配置する。そして、接合用部材の上面に設けた開口部等からコンクリートを打設することで、基礎梁部材及び接合用部材からなる立ち上がり部と底版とを一体的に連結し、コンクリート製の強固なべた基礎の施工が完了する。
基礎梁部材と接合用部材を用いることで、従来のように施工現場で鉄筋を組み上げ、これら鉄筋を挟む位置に型枠を固定してコンクリートを打設する施工法とは異なり、施工作業の簡略化、工期短縮、美観向上という効果を得られる。

特開２００８−１７５０３６号公報 特開２０１１−０６４０４７号公報

上記先行技術文献として挙げた特許出願に係る発明は本願発明者のひとりによって成されたものであるが、工場等での基礎梁部材及び接合用部材の生産性向上という観点からはなお改善の余地があった。
すなわち、生産性を向上するためには型枠の組み立て及び脱型作業を可能な限り素早く行う必要がある。
しかし、例えば接合用部材に関していえば、逆Ｕ字状に成形したコンクリートブロックを型枠から取り外す作業が難しく、時間がかかるという問題があった。

また、型枠の側板の所定箇所に複数の開口を設けておき、この開口に鉄筋を通すことで鉄筋を位置決めしながらキャビティ部にコンクリートを打設するのが一般的であるが、脱型時に外部に露出している鉄筋が曲がったり絡まり合うために、側板の開口から鉄筋を抜き取る作業が難しく、時間がかかるという問題があった。
また、基礎梁部材及び接合用部材に埋設する鉄筋の本数、位置及び径の太さは様々である。したがって、工場において基礎梁部材及び接合用部材の種類に応じて開口の数、位置及び径を変更した側板を用意する必要があり、生産性の悪化や型枠製造コストの増大を招くという問題があった。
また、基礎梁部材及び接合用部材にはインサートを埋設しておくのが一般的である。通常はインサートの雌ねじ部に対して、ボルト等の雄ねじをねじ込み、ナットで締結することでインサートを型枠に仮止めした状態でコンクリートを打設する。そして、養生後、脱型することになるが、型枠から仮止め用のボルト、ナット等を取り外す作業に時間がかかる他、雌ねじ部内にコンクリート水溶液が侵入してボルトが固着してしまうという問題があった。
また、例えば型枠の下方や複雑に入り組んだ場所には作業者の手が届きにくいため、ボルト、ナット等を手や工具で回す作業が難しく、時間がかかってしまうという問題があった。
また、施工現場において基礎梁部材をその長手方向に配置し、位置決めを行った上でコンクリートを打設することになるが、重量物である基礎梁部材の位置決めは容易ではなく、施工現場での作業性の悪化を招くという問題があった。

本発明はこのような問題に鑑み、工場等におけるプレキャストコンクリート基礎梁部材の生産性を向上できる型枠を提供することを目的とする。

本発明のプレキャストコンクリート基礎梁部材の製造用型枠は、底板と、当該底板の周縁部から鉛直方向に立ち上がる複数の側板とによって上部が開口した箱型に形成されるキャビティ部を備え、前記複数の側板のうち少なくとも一つの側板が、鉄筋の位置決め用開口を形成するためのアタッチメントと、当該アタッチメントを磁着保持することで当該アタッチメントの前記鉛直方向への移動を制限するベースとを備えることを特徴とする。
また、前記アタッチメントが、前記開口を分割するように２以上の小片に区割りされていることを特徴とする。

本発明のプレキャストコンクリート基礎梁部材の製造用型枠によれば、アタッチメントの開口に鉄筋を通すことで鉄筋を正確に位置決めすることができる。
また、アタッチメントはベースによって鉛直方向への移動が制限されている。したがって、アタッチメントに対して上下方向及び外向きに作用する外力はベースを介して型枠を載置しているテーブル等に伝達されることになる。つまりコンクリート打設時にアタッチメントがベースから脱落するおそれはない。
また、開口の数、位置及び径の太さを変えた複数種類のアタッチメントを用意しておけば、埋設する鉄筋の本数、位置及び径を変更する場合でも、ベースは変更せずに、アタッチメントのみを適当なものに変更すればよいので、基礎梁部材の型枠の製造コスト低減や生産性の向上を図ることができる。
なお、ベースにも鉄筋を通すための開口を設ける必要があるが、この開口のサイズを可能な限り大きくしておくことが、埋設する鉄筋の本数及び位置の変更の自由度を向上させる点から好ましい。

また、アタッチメントはベースに対して磁力で固定されているだけなので、脱型時にアタッチメントをベースから引き離すだけで容易に取り外すことができる。
特に、アタッチメントが開口を分割するように２以上の小片に区割りされている場合には、各小片同士は接合されていないので、脱型時に各小片を分割して容易に取り出すことができる。これにより、鉄筋が側板に固着するような事態を防止し、脱型作業を簡略化できるので生産性が向上する。また、脱型後の側板の清掃作業も容易になる。

プレキャストコンクリート基礎梁部材及びプレキャストコンクリート基礎梁部接合用部材の外観及び施工現場での配置を示す概略図である。 基礎梁部材の製造用型枠を示す平面図（ａ）及び左側面図（ｂ）である。 ベースを示す右側面図（ａ）及び縦断面図（ｂ）、アタッチメントを示す右側面図（ｃ）、アタッチメントの第１及び第２の小片を示す正面図（ｄ）、アタッチメントをベースに取り付けた状態を示す右側面図（ｅ）である。 ベース及びアタッチメントの他の構成例を示す斜視図である。 第２の実施の形態における基礎梁部材の製造用型枠を示す正面図である。 アタッチメントを示す正面図（ａ）、ベースを示す正面図（ｂ）及び平面図（ｃ）、アタッチメントをベースに取り付けた状態を示す正面図（ｄ）である。 アタッチメントとベースを示す斜視図である。 他の構成例のアタッチメントをベースに取り付ける状態を示す正面図（ａ）及び縦断面図（ｂ）である。 接合用部材の製造用型枠を示す縦断面図である。 インサートキットを示す側面図である。 インサートキットの縦断面図である。 インサートキットを側板に取り付けた状態を示す縦断面図である。 プレキャストコンクリート基礎梁部材用位置決め金具を示す斜視図である。 プレキャストコンクリート基礎梁部材用位置決め金具を示す斜視図である。 図１４のＡ-Ａ線矢視図である。 プレキャストコンクリート基礎梁部材用位置決め金具の右側面図である。 位置決め方法を示す斜視図である。

[第一の実施の形態]
本発明のプレキャストコンクリート基礎梁部材の製造用型枠の第一の実施の形態について説明する。
図１はプレキャストコンクリート基礎梁部材１及びプレキャストコンクリート基礎梁部接合用部材２の外観及び施工現場での配置を示す概略図である。詳しい説明は後述するが、基礎梁部材１の上面にはインサートキット６０のキャップ６２が露出しており、脚部３の下面にはプレキャストコンクリート基礎梁部材用位置決め金具７０が取り付けられており、左右の側面から鉄筋（主筋）４が露出している。
図２に示すように、基礎梁部材の製造用型枠１０は底板１１と、底板１１の周縁部から鉛直方向（上下方向）に立ち上がる４枚の側板１２を備えており、コンクリートを打設するキャビティ部はこれら底板１１及び側板１２によって上部が開口したほぼ箱型形状になる。
なお、実際には基礎梁部材１の下側に脚部３を一体成形する必要があるため、図２（ａ）に示す平面視の状態で前側の側板１２は脚部３を成形するための凸部１３が設けられている。

左右両側の側板１２は小口面を形成するための側板にあたる。そして、これら左右の側板１２はそれぞれ図３に示すアタッチメント２０とベース３０とを備える。
なお、図３（ａ）〜（ｅ）にはそれぞれ矢印で前後左右上下方向を示してあるが、この方向は図２に示したアタッチメント２０及びベース３０を型枠１０に取り付けた状態を基準にしている。図４以降の各図も特に指示しない限り同様に図２の状態を基準にした方向を示すものとする。
アタッチメント２０は、基礎梁部材１に埋設する鉄筋（主筋）４を適切な位置に固定するためのいわゆる位置決め用部材であり、鉄等の磁着性を有する金属で成形されている。
具体的には、立設した状態のプレキャストコンクリート基礎梁部材１の上部に２本、下部に３本の鉄筋４を埋設する場合、アタッチメント２０には上部２本の鉄筋４を通すための２つの開口２１と、下部３本の鉄筋４を通すための３つの開口２１が設けられており、さらに、これら５つの開口２１を分割するように３つの小片（第１〜第３の小片２０ａ〜２０ｃ）に区割りされている。

各開口２１の径は、埋設する鉄筋４の径に応じた寸法となるように設定されており、例えば鉄筋４として異形棒鋼を使用する場合には公称直径よりもわずかに大き目の径にするのが好ましい。
また、開口２１の径が異なる複数種類のアタッチメントを用意しておくことで、径が異なる複数種類の鉄筋４に対応した型枠を迅速に用意することが可能となる。

ベース３０は、３つの小片２０ａ〜２０ｃからなるアタッチメント２０を保持するための金属製の部材である。具体的には、アタッチメント２０を格納するためにアタッチメント２０の外形とほぼ同一形状の凹部３１が設けられている。左側の側板１２の場合、凹部３１は図３（ｂ）に示す縦断面視の状態で左側が底となるように窪んだ形状となる。
また、ベース３０には各小片２０ａ〜２０ｃに対応する位置に磁石３２が取り付けられており、更に各鉄筋４を通すための開口３３が設けられている。
したがって、図３（ｅ）に示すように各小片２０ａ〜２０ｃをベース３０の凹部３１に埋め込み、アタッチメント２０の開口２１に鉄筋４を通すことで、アタッチメント２０をベース３０に磁着保持した状態で鉄筋４を位置決めすることができる。

この状態で型枠１０にコンクリートを打設すると、コンクリートからアタッチメント２０に対して主に上下方向（鉛直方向）及び型枠の内側から外側に向かう外力が作用することになるが、アタッチメント２０はその側面がベース３０の凹部３１の内側面に接触した状態で保持されている。つまり、アタッチメント２０はベース３０によって上下方向及び外側への移動が制限されているため、これら上下方向及び外側に向かう外力がアタッチメント２０を介してベース３０に伝達され、更に型枠１０を載置しているテーブル１４等に伝達されることになるため、各小片２０ａ〜２０ｃがベース３０から脱落することはない。
また、アタッチメント２０の開口２１の径は鉄筋４の径よりもわずかに大きい程度であるため、コンクリートがアタッチメント２０の開口２１を通って外部に漏出する量をほぼゼロあるいはごく僅かに抑えることができる。
なお、プレキャストコンクリート基礎梁部材１の小口面に上下２つのシアコッタ５（図１参照）を形成するためにアタッチメント２０及びベース３０の対応箇所にはシアコッタ形成用の台形状の凸部２２（図３（ｄ）参照）及び３４を設けている。
なお、磁石３２を各小片２０ａ〜２０ｃ側に取り付けるものとしてもよく、また、図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、中央に位置決め用の開口２３ａを設けた磁石をアタッチメント２３とし、ベース３５にこのアタッチメント２３が収まる程度の凹部３５ａ及び位置決め用開口２３ａよりも大径の開口３５ｂを設ける構成であってもよい。この場合、開口２３ａの径を変えた複数のアタッチメント２３を用意しておき、適宜ベース３５に付け替えるだけでよいので工場での生産性を向上できる。

[第二の実施の形態]
次に、本発明のプレキャストコンクリート基礎梁部材の製造用型枠の第二の実施の形態について説明するが、上記第一の実施の形態と同一の構成となる箇所についてはその説明を省略する。本実施の形態の型枠はＬ字状に屈曲した鉄筋に特に適している。
図５に示すように、本実施の形態では型枠４０を構成する側板４１のうち前方の側板４１、すなわち立設した状態のプレキャストコンクリート基礎梁部材１の下面を形成するための側板４１に、鉄筋（剪断補強筋）４の位置決め用のアタッチメント４２とベース４３を設けている。

図６（ａ）に示すように、アタッチメント４２は、上下にのびるほぼ長方形状の薄板で構成されており、その上端部に鉄筋４を通すための半円状の開口４２ａを備えている。また、そのほぼ中央部には左側に突出する突起４２ｂが設けられている。
図６（ｂ）に示すように、ベース４３は、左右方向にのびる鉄等の磁着性を有する金属の薄板で構成されており、アタッチメント４２を格納するためにアタッチメント４２の外形とほぼ同一形状の凹部４３ａを備えている。凹部４３ａは図６（ｃ）に示す平面視の状態で後側が底となるように窪んだ形状となる。
また、アタッチメント４２の突起４２ｂに対応する凹部４３ａの位置には磁石４３ｂが取り付けられている。

また、ベース４３は、アタッチメント４２を凹部４３ａに格納した状態で、アタッチメント４２の半円状の開口４２ａに対向する位置に半円状の開口４３ｃを備えている。そして、これらアタッチメント４２の開口４２ａとベース４３の開口４３ｃとで形成されるほぼ円形の開口を鉄筋４の位置決め用開口として利用することになる。
つまり、図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、アタッチメント４２をベース４３の凹部４３ａに埋め込み、円形の開口にＬ字状の鉄筋４を通すことで、アタッチメント４２をベース４３に磁着保持した状態で鉄筋４を位置決めすることができる。
脱型時に、図７（ｂ）に示すように、側板４１を軸Ｌ１を中心に矢印で示す方向に回転させると、アタッチメント４２は鉄筋４によって上方に押されることで磁着が解除されて、凹部４３ａから自然と脱落するので、脱型作業を速やかに完了させることができる。なお、アタッチメント４２を作業者が手作業で取り外してもよい。
また、図８（ａ）及び（ｂ）に示すように、アタッチメント４４の下端部に半円状の開口４４ａを設け、ベース４５には上下方向にのびて下端部が半円形となる開口４５ａを設ける構成であってもよい。この場合も同様に、ベース４５の凹部４５ｂにアタッチメント４４を嵌め込み、アタッチメント４４の半円状の開口４４ａとベース４５の半円状の開口４５ａとで形成されるほぼ円形の開口を鉄筋４の位置決め用開口として利用することができる。

次に、プレキャストコンクリート基礎梁部接合用部材の製造用型枠の実施の形態について説明する。
図９（ａ）に示すように、プレキャストコンクリート基礎梁部接合用部材の製造用型枠５０は外型５１と中型５２を備えている。
外型５１は、底板５１ａと、底板５１ａの周縁部から鉛直方向に立ち上がる４枚の側板５１ｂとによって上部が開口した箱型に形成されている。
中型５２は、底板５１ａに対して鉛直面内で回転可能となるように４枚の側板５１ｂのうち一つの側板５１ｂ（本実施の形態においては後方の側板）に支持されている。
そして、これら外型５１と中型５２とによりキャビティ部５３がほぼＵ字状に形成されており、キャビティ部５３にコンクリートを流し込むことでコンクリートブロック５４を逆Ｕ字状に成形できる。

脱型時には図９（ｂ）に示すように中形５２を上方に回転移動させた状態で、インサートに締結した吊り具等を利用してコンクリートブロック５４を上方（図の矢印方向）に引き抜くことになる。ここで、中型５２は側板５１ｂを介して型枠５０を支持するテーブル５５と一体的に連結する構造となっており、型枠５０及びテーブル５５の自重によってコンクリートブロック５４を下方に引っ張る外力が作用することになるので、コンクリートブロック５４を中型から容易に引き剥がすことができ、これによりプレキャストコンクリート基礎梁部接合用部材２を容易に製造することができる。

次に、インサートキットの実施の形態について説明する。
図１０に示すように、インサートキット６０は本体部６１、キャップ６２及び治具６３から構成される。
図１１に示すように、本体部６１は内周面に雌ねじ穴６１ａを有する筒状の金属部材である。なお、本実施の形態においては本体部６１の側面から後方に向かって延長部材６４として２本の異形棒鋼が接合されている。
キャップ６２は先端に向かって外径がテーパー状に縮径する円筒型の合成樹脂製である。また、また、キャップ６２の後端には係止部６２ａが設けられており、本体部先端の突起６１ｂと係合することで本体部６１の先端外周を水密状態に覆っている。
治具６３は中央に鍔部６３ａ及び段差部６３ｂを有する棒状部材であり、コンクリートブロック成形時にはその前方の端部が型枠の側板に取り付けられ、段差部６３ｂがキャップ６２の開口６２ｂの内周面６２ｃに嵌り込み、さらに後方の端部が本体部６１の雌ねじ穴６１ａの内周面に保持されることになる。

次にインサートキットの使用方法について説明する。
図１２に示すように、作業者は型枠の側板６５の所定位置（例えば、基礎梁部材１の上面や脚部３の底を形成する位置）に設けてある開口を介して、側板６５の内面側（キャビティの内面となる側）から治具６３を挿入し、治具６３の前方の端部をナット６６で側板６５に固定することで、治具６３の後方の端部を側板６５の内面側に突出した状態にしておく。
次に、治具６３の後方の端部をキャップ６２の開口６２ｂから本体部６１内に挿入する。ここで、治具６３の後方の端部は、本体部６１の雌ねじ穴６１ａの内周面を摺動可能となるような寸法に成形されている。また、キャップ６２の先端面は当該キャップ６２の開口６２ｂの中心軸Ｌ２に対して直交するように成形されているため、キャップ６２、本体部６１及び延長部材６４は治具６３を介して側板６５に直交した状態で仮止めされる。

この状態で型枠のキャビティ部内にコンクリートを流し込むと、コンクリートからキャップ６２、本体部６１及び延長部材６４に対して下方に向かう外力が作用し、この外力に起因した剪断応力及びモーメントが発生するが、治具６３の後方の端部が本体部の中間位置にまで及ぶ程度の長さを有しているため、これら剪断応力及びモーメントに対して十分対抗し得る程度の強度を有することになる。
そして、脱型時に側板６５を展開すると、側板６５に固定されている治具６３はその後方の端部が本体部６１内部を前方に摺動していきキャップ６２から抜け出る。したがって、脱型作業の効率性が向上する。

次に、プレキャストコンクリート基礎梁部材用位置決め金具の実施の形態について説明する。
図１３及び図１４に示すように、本位置決め金具７０は、平面視略矩形状の板状の本体部７１と、本体部の左右の周縁部から下方にのびる２本の下垂部７２を備えており、図１５に示すように縦断面形状がコ字状に形成されている。
また、位置決め金具７０は基礎梁部材１と連結するための前後２本の連結用ボルト７３と、基礎梁部材１の上下方向の高さと傾斜度を調節するための前後２本の位置決め用ボルト７４と、本体部７１の四隅に形成され、基礎梁部材１の水平方向の位置を調節するための切り欠き部７５を備えている。

図１６に示すように、位置決め金具７０は連結用ボルト７３を基礎梁部材１の脚部３に埋設されているインサート３ａに挿入することで基礎梁部材１に取り付けられる。なお、図１６は位置決め金具７０の右側面図であり、実際には点線で示したインサート３ａ及び連結用ボルト７３は目視できない。
位置決め金具７０には基礎梁部材１から大きな荷重及びモーメントが作用するため、図１５に示すように、下垂部７２と平行であって切り欠き部７５の近傍にまでのびる補強部としてのリブ７６が形成されている。
また、本体部７１は薄板で形成されているために、位置決め用ボルト７４を挿通するための雌ねじ部７７を本体部の下面から下方に延長して設けている。

基礎梁部材１の上下方向の位置及び傾斜度を微調整する際には、前後２本の位置決め用ボルト７４の先端が鉄板７８に接触している状態で位置決め用ボルト７４を回し、本体部７１の下面側への位置決め用ボルト７４の露出長さを調節することで行う。
また、基礎梁部材１の水平方向（前後左右方向）の位置を微調整する際には、図１７に示すように、切り欠き部７５に工具７９を押し込み、矢印方向に移動させることで行う。図１７は左右方向の位置決めについて示しているが、前後方向の位置決めも同様である。
なお、上記実施の形態で示した構成は本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、基礎梁部材１に埋設する鉄筋（主筋）４の本数を上部２本、下部３本としたが１本以上であればよく、補強用鉄筋４の本数及び配置に応じてアタッチメント２０及びベース３０の構造を適宜変更すればよい。

工場等におけるプレキャストコンクリート基礎梁部材の生産性を向上できる型枠であり、産業上の利用可能性を有する。

１ プレキャストコンクリート基礎梁部材
２ プレキャストコンクリート基礎梁部接合用部材
３ 脚部
４ 鉄筋
１０ 基礎梁部材の製造用型枠
１１ 底板
１２ 側板
１３ 凸部
２０ アタッチメント
２０ａ 第１の小片
２０ｂ 第２の小片
２０ｃ 第３の小片
２１ 開口
２２ 凸部
２３ アタッチメント
２３ａ 開口
３０ ベース
３１ 凹部
３２ 磁石
３３ 開口
３４ 凸部
３５ ベース
３５ａ 凹部
３５ｂ 開口
４０ 型枠
４１ 側板
４２ アタッチメント
４２ａ 開口
４２ｂ 突起
４３ ベース
４３ａ 凹部
４３ｂ 磁石
４３ｃ 開口
４４ アタッチメント
４４ａ 開口
４５ ベース
４５ａ 開口
４５ｂ 凹部
５０ プレキャストコンクリート基礎梁部接合用部材の製造用型枠
５１ 外型
５１ａ 底板
５１ｂ 側板
５２ 中型
５３ キャビティ部
５４ コンクリートブロック
５５ テーブル
６０ インサートキット
６１ 本体部
６１ａ 雌ねじ穴
６１ｂ 突起
６２ キャップ
６２ａ 係止部
６２ｂ 開口
６２ｃ 内周面
６３ 治具
６３ａ 鍔部
６４ 延長部材
６５ 側板
７０ 位置決め金具
７１ 本体部
７２ 下垂部
７３ 連結用ボルト
７４ 位置決め用ボルト
７５ 切り欠き部
７６ リブ
７７ 雌ねじ部

Claims (2)

1. 底板と、当該底板の周縁部から鉛直方向に立ち上がる複数の側板とによって上部が開口した箱型に形成されるキャビティ部を備え、
   前記複数の側板のうち少なくとも一つの側板が、鉄筋の位置決め用開口を形成するためのアタッチメントと、当該アタッチメントを磁着保持することで当該アタッチメントの前記鉛直方向への移動を制限するベースとを備えることを特徴とするプレキャストコンクリート基礎梁部材の製造用型枠。
2. 前記アタッチメントが、前記開口を分割するように２以上の小片に区割りされていることを特徴とする請求項１に記載のプレキャストコンクリート基礎梁部材の製造用型枠。

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