JP5866255B2 - 複数の円筒材よりなる型枠、基礎コンクリート、複数の円筒材よりなる型枠の施工方法及び杭基礎の施工方法 - Google Patents

Description

本発明は、長方形に近い平面形状の基礎コンクリートを施工することのできる複数の円筒材よりなる型枠、その型枠を用いて施工した基礎コンクリート、及び杭基礎の施工方法に関するものである。

一般に、基礎コンクリートを構築する場合には、平板状の型枠を建て込み、その中にコンクリートを打設することで構築している。その際、型枠はコンクリートの側圧により変形（はらみ出し）しないように補強材を用いて補強している。そのため、施工手間や工期がかかる問題があった。

そこで、特許文献１には、施工手間や工期がかかる型枠補強をあまり必要としない基礎構築方法が開示されている。この方法では、杭頭部が中心位置となるように円弧状型枠を配置して捨てコンクリート上に固定保持すると共に、円弧状型枠の縁部を、隣接する型枠の側端部に連結して、基礎コンクリート用型枠を組み立て、型枠内に基礎コンクリートを打設して、基礎コンクリートを構築するというものである。この方法では、円弧状型枠を使用することで、コンクリート側圧を円弧状型枠の円周方向引張力に変換することができるので、薄板材で型枠を構成しながら、特別な型枠補強が必要なくなるという利点が得られる。

特開平４−３６８５６６号公報

しかし、基礎コンクリートに所定以上の曲げモーメントが作用するような場合には、基礎コンクリートの平面形状を長方形に近い形状にするのが合理的であり、円形に近い基礎形状を構築することが前提の上記特許文献１の技術では、長方形に近い平面形状の基礎コンクリートを構築することはできない。また、２本の杭頭を連結する場合にも長方形の平面形状の基礎コンクリートが必要となるが、その場合にも対応が難しい。

本発明は、上記事情を考慮し、長方形に近い平面形状の基礎コンクリートを施工することのできる複数の円筒材よりなる型枠、その型枠を用いて施工した基礎コンクリート、及び杭基礎の施工方法を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するために、以下の手段を採用する。
即ち、請求項１の発明に係る複数の円筒材よりなる型枠は、複数の円筒材と、前記複数の円筒材の各周壁の一部に１８０°未満の中心角θの範囲で設けられた切り欠きにより形成された開口部を互いに合わせた状態で、前記複数の円筒材の周壁同士を前記開口部の両側縁で接続し、前記複数の円筒材の内部空間を前記開口部を通して相互に連通させる接続部と、前記開口部の両側縁に位置して互いに対向する前記周壁同士の前記接続部を連結し、前記開口部を横断するテンションバーと、を備え、前記開口部を通して相互に連続させた前記円筒材の内部空間が、コンクリートの打設空間であることを特徴とする。
また、請求項８に係る複数の円筒材よりなる型枠の施工方法は、複数の円筒材の各周壁の一部を１８０°未満の中心角θの範囲で切り欠き、その切り欠きにより形成された開口部を互いに合わせた状態で、前記複数の円筒材の周壁同士を前記開口部の両側縁で接続し、それにより、前記複数の円筒材の内部空間を前記開口部を通して相互に連通させ、前記開口部の両側縁に位置して互いに対向する前記周壁同士の接続部を、前記開口部を横断するテンションバーで連結し、前記開口部を通して相互に連続させた前記円筒材の内部空間をコンクリートの打設空間としたことを特徴とする。
この構成により、特別な型枠補強をせずに、長方形に近い平面形状の基礎コンクリートを構築することができる。従って、複数本の杭頭を連結する場合にも対応が可能となる。

請求項２の発明に係る複数の円筒材よりなる型枠は、請求項１に記載の構成において、前記各開口部の両側縁に外向きに突設され、互いに平行をなす連結リブを備え、前記接続部は、これら連結リブを相互接続することで、前記円筒材の周壁同士を前記開口部の両側縁で接続し、前記テンションバーは、前記開口部を挟んで対向する連結リブ間を連結したことを特徴とする。
また、請求項８に係る複数の円筒材よりなる型枠の施工方法は、請求項８に記載の構成において、前記各開口部の両側縁に、互いに平行をなす連結リブを外向きに突設して、これら連結リブを相互接続することで、前記円筒材の周壁同士を前記開口部の両側縁で接続し、前記開口部を挟んで対向する連結リブ間を前記テンションバーで連結したことを特徴とする。
この構成により、円筒材の周壁同士の開口部の両側縁の連結が容易にできる。

請求項３の発明に係る複数の円筒材よりなる型枠は、請求項２に記載の構成において、前記複数の円筒材が同径のものであり、各円筒材の中心間距離が該円筒材の半径以上に設定され、前記各円筒材の周壁の一部を切り欠く範囲の中心角θが６０°〜１２０°に設定されていることを特徴とする。
この構成により、基礎コンクリートの平面形状を、テンションバーで連結した位置での外周の凹み（円筒材の周壁同士の接続部に生じる凹み）を小さくしながら、長方形に近い形状にすることができる。

請求項４の発明に係る複数の円筒材よりなる型枠は、請求項３に記載の構成において、前記円筒材が２個設けられており、前記コンクリートの打設空間の平面視形状が２つの円の一部を重ねた形状をなしていることを特徴とする。
この構成により、長方形に近い８字型の平面形状の基礎コンクリートを構築することができる。

請求項５の発明に係る複数の円筒材よりなる型枠は、請求項３に記載の構成において、前記円筒材が３個以上配列されており、配列方向の両端の円筒材は、周壁の周方向の１箇所に前記開口部が形成され、中間の円筒材は、中心を挟んで対向する周壁の周方向の２箇所に前記開口部が形成されていることを特徴とする。
この構成により、壁状の基礎コンクリートを構築することができる。

請求項６の発明に係る複数の円筒材よりなる型枠は、請求項１〜５のいずれかに記載の構成において、前記円筒材が薄板鋼板で構成されていることを特徴とする。
この構成により、簡単な構造で、コンクリート側圧に耐える強度を保ちながら、軽量化を図ることができる。

請求項７の発明に係る基礎コンクリートは、請求項６に記載の複数の円筒材よりなる型枠を捨型枠として、その内部に鉄筋を配筋してコンクリートを充填固化させたことを特徴とする。
この構成により、型枠による締め付け効果を発揮でき、コンクリートの強度向上に寄与することができる。

請求項１０の発明に係る杭基礎の施工方法は、複数の杭体の頭部に請求項１〜６のいずれか一項に記載の複数の円筒材よりなる型枠、または請求項８もしくは９に記載の施工方法により形成された複数の円筒材よりなる型枠を配置し、且つ、該複数の円筒材よりなる型枠の前記各円筒材の中心を前記各杭体の中心軸線とを一致させ、その状態で、前記複数の円筒材よりなる型枠の内部にコンクリートを打設することで、杭体の頭部を相互連結する基礎コンクリートを構築することを特徴とする。
この構成により、杭頭部を連結する長方形に近い平面形状の基礎コンクリートを杭頭部と一体に構築することができる。

請求項１１の発明に係る杭基礎の施工方法は、請求項１０に記載の構成において、前記複数の円筒材よりなる型枠の内部に、アンカーボルトを上端に有するアンカーフレームを配置し、その状態で、前記複数の円筒材よりなる型枠の円筒材よりなる型枠の内部にコンクリートを打設することにより、前記基礎コンクリートの上面に前記アンカーボルトを突出させることを特徴とする。
この構成により、基礎コンクリートの上面に突出するアンカーボルトを使用して構造物を立設することができる。

請求項１、８の発明によれば、コンクリート打設空間の平面形状を、１個の円筒材や円弧状型枠を使った場合と違って、長方形に近い形状にすることができ、例えば、長方形に近い平面形状の基礎コンクリートを構築することができる。しかも、コンクリート打設時のコンクリート側圧を円筒材の円周方向引張力に変換すると共に、強度上の弱部である開口部の近辺に作用するコンクリート側圧をテンションバーによって支持するので、特別な型枠補強を施さないでも、コンクリート側圧を利用して型枠を所定形状に維持することができ、コンクリート側圧による型枠のはらみ出しを防止することができる。従って、設計寸法通りの基礎コンクリートを構築することができる。また、そのテンションバーは、そのまま鉄筋の一部として利用することができる。

請求項２、９の発明によれば、円筒材の周壁同士の開口部の両側縁の連結が容易にできて、連結状態を安定に保つことができる。また、連結リブの長さを調節することによって、円筒材の径を変えずに、円筒材の中心間距離を変えることができる。

請求項３の発明によれば、基礎コンクリート（あるいはコンクリート打設空間）の平面形状を、テンションバーで連結した位置での外周の凹み（円筒材の周壁同士の接続部に生じる凹み）を小さくしながら、長方形に近い形状にすることができる。例えば、２つの円筒材を連結する場合を例にとると、２つの円筒材の中心間距離を小さくすると、平面形状が円に近くなるが、中心間距離を大きくしていくと、開口部の幅がだんだん小さくなり、テンションバーで連結した位置での外周の凹みが大きくなっていく。しかし、各円筒材の周壁の一部を切り欠く範囲の中心角θを６０°〜１２０°に設定していることで、テンションバーで連結した位置での外周の凹みを小さくしながら、基礎コンクリート（あるいはコンクリート打設空間）の平面形状を長方形に近い形状にすることができる。

請求項４の発明によれば、長方形に近い８字型の平面形状の基礎コンクリートを構築することができる。

請求項５の発明によれば、壁状の基礎コンクリートを構築することができる。

請求項６の発明によれば、簡単な構造で、コンクリート側圧に耐える強度を保ちながら、軽量化を図ることができる。

請求項７の発明によれば、型枠による締め付け効果を発揮でき、コンクリートの強度向上に寄与することができる。

請求項１０の発明によれば、杭頭部を連結する長方形に近い平面形状の基礎コンクリートを杭頭部と一体に構築することができる。

請求項１１の発明によれば、基礎コンクリートの上面に突出するアンカーボルトを使用して構造物を立設することができる。

本発明の一実施形態の構成図で、（ａ）は２本の杭頭部を一体に連結する基礎コンクリートを構築するために、実施形態の型枠を配置した状態を示す斜視図、（ｂ）は同型枠を簡素化して示す平面図である。 図１（ａ）の状態に配置した型枠の内部にコンクリートを打設して構築した基礎コンクリートの斜視図である。 図２の基礎コンクリートの上部に突出したアンカーボルトを使用して構造物を立設した状態を示す斜視図である。 本発明の別の実施形態の型枠の概略構成を示す平面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は実施形態の構成図で、（ａ）は２本の杭頭部を一体に連結する基礎コンクリートを構築するために型枠を配置した状態を示す斜視図、（ｂ）は同型枠を簡素化して示す平面図である。

型枠１は、２個の同径の薄板鋼板よりなる円筒材１０の各周壁１１の一部を１８０°未満の中心角θの範囲で切り欠き、その切り欠きにより形成された開口部１２を互いに合わせた状態で、２つの円筒材の周壁１１同士を開口部１２の両側縁で接続し、それにより、２つの円筒材１０の内部空間を開口部１２を通して相互に連通させ、開口部１２の両側縁に位置して互いに対向する周壁１１同士の接続部を、開口部１２を横断するテンションバー２０で連結し、開口部を通して相互に連続させた円筒材１０の内部空間をコンクリートの打設空間１８としたものである。

ここでは、各開口部１２の両側縁に、互いに平行をなす連結リブ１３を外向きに突設して、これら連結リブ１３を相互接続することで、円筒材１０の周壁１１同士を開口部１２の両側縁で接続し、開口部１２を挟んで対向する連結リブ１３間をテンションバー２０で連結している。

また、円筒材１０の中心間距離は円筒材１０の半径以上に設定してあり、円筒材１０の周壁の一部を切り欠く範囲の中心角θを６０°〜１２０°に設定している。特に図示例では、θ＝９０°に設定してあり、円筒材１０の中心間距離は、円筒材１０の径の１．５倍程度に設定してある。このように設定することにより、コンクリートの打設空間１８の平面視形状が、中心の位置を互いにずらした２つの円の一部を重ねた８字形状になっている。

２本の杭体３０の頭部を一体に連結する基礎コンクリートを構築するに当たり、上記構成の型枠１を２本の杭体３０の頭部に、図示略の捨てコンクリートに固定保持した状態で配置する。この際、型枠１の各円筒材１０の中心を各杭体３０の中心軸線とを一致させ、杭体３０の鉄筋３１を型枠１内に挿入させる。また、型枠１の内部に必要量の鉄筋１７を配筋すると共に、アンカーボルト４１を上端に有するアンカーフレーム４０を配置する。なお、テンションバー２０も鉄筋の一部として機能する。

この状態で、図２に示すように、型枠１の内部にコンクリート５１を打設することで、杭体３０の頭部を相互連結すると共に上面にアンカーボルト４１を突出させた基礎コンクリート５０を構築することができる。従って、図３に示すように、基礎コンクリート５０の上面に突出するアンカーボルト４１を使用して構造物６０を立設することができる。なお、型枠１は、捨型枠として残してあり、これにより内部のコンクリート５１を締め付けて、コンクリート５１の強度向上に寄与している。

以上のように、円筒材１０を２つ合わせた形状の型枠１を使用したことにより、コンクリート打設空間１８の平面形状を、１個の円筒材や円弧状型枠を使った場合と違って、長方形に近い形状にすることができるので、長方形に近い平面形状の基礎コンクリート５０を構築することができ、曲げモーメントに対する耐力を高めることができる。しかも、コンクリート打設時のコンクリート側圧を円筒材１０の円周方向引張力に変換すると共に、強度上の弱部である開口部１２の近辺に作用するコンクリート側圧をテンションバー２０によって支持するので、特別な型枠補強を施さないでも、コンクリート側圧を利用して型枠１を所定形状に維持することができ、コンクリート側圧による型枠のはらみ出しを防止することができる。従って、設計寸法通りの基礎コンクリート５０を施工手間や工期をあまりかけずに構築することができる。

また、連結リブ１３を円筒材１０の開口部１２の両側縁に形成し、これら連結リブ１３を接続することで、円筒材１０の周壁１１同士の開口部１２の両側縁を連結しているので、連結が容易にできて、連結状態を安定に保つことができる。また、連結リブ１３の長さを調節することによって、円筒材１０の径を変えずに、円筒材１０の中心間距離を変えることができる。

また、中心間距離とθを上記のように設定することによって基礎コンクリート５０（あるいはコンクリート打設空間１８）の平面形状を、テンションバー２０で連結した位置での外周の凹み（円筒材１０の周壁１１同士の接続部に生じる凹み）１９を小さくしながら、長方形に近い形状にすることができる。例えば、本実施形態のように、２つの円筒材１０を連結する場合を例にとると、２つの円筒材１０の中心間距離を小さくすると、平面形状が円に近くなるが、中心間距離を大きくしていくと、開口部１２の幅がだんだん小さくなり、テンションバー２０で連結した位置での外周の凹み１９が大きくなっていく。しかし、各円筒材１０の周壁１１の一部を切り欠く範囲の中心角θを６０°〜１２０°に設定していることで、テンションバー２０で連結した位置での外周の凹み１９を小さくしながら、基礎コンクリート５０（あるいはコンクリート打設空間１８）の平面形状を長方形に近い８字型にすることができる。

また、この実施形態では、薄板鋼板よりなる型枠１を補強無しで使用するので、簡単な構造で、コンクリート側圧に耐える強度を保ちながら、軽量化を図ることができる。

なお、上記実施形態では、２個の円筒材１０を繋げた場合を示したが、図４に示すように、円筒材１０を３個以上配列して繋げることで型枠１００を構成してもよい。その際、配列方向の両端の円筒材１０は、周壁１１の周方向の１箇所に開口部１２を形成し、中間の円筒材１０は、中心を挟んで対向する周壁１１の周方向の２箇所に開口部１２を形成する。また、配列の仕方は、図４に示すように、円筒材１０の中心が直線上に並ぶように配列してもよいし、曲線、例えば円弧上に並ぶように配列してもよい。このように、３個以上の円筒材１０を配列することにより、壁状の基礎コンクリートを構築することができる。

また、上記実施形態では、使用する円筒材１０の径を同一径に揃えた場合を示したが、径違いの円筒材１０を用いることも可能である。

１，１００ 型枠
１０ 円筒材
１１ 周壁
１２ 開口部
１３ 連結リブ
１８ コンクリート打設空間
２０ テンションバー
４０ アンカーフレーム
４１ アンカーボルト
３０ 杭体
５１ コンクリート

Claims (11)

1. 複数の円筒材と、
   前記複数の円筒材の各周壁の一部に１８０°未満の中心角θの範囲で設けられた切り欠きにより形成された開口部を互いに合わせた状態で、前記複数の円筒材の周壁同士を前記開口部の両側縁で接続し、前記複数の円筒材の内部空間を前記開口部を通して相互に連通させる接続部と、
   前記開口部の両側縁に位置して互いに対向する前記周壁同士の前記接続部を連結し、前記開口部を横断するテンションバーと、を備え、
   前記開口部を通して相互に連続させた前記円筒材の内部空間が、コンクリートの打設空間であることを特徴とする複数の円筒材よりなる型枠。
2. 前記各開口部の両側縁に外向きに突設され、互いに平行をなす連結リブを備え、
   前記接続部は、これら連結リブを相互接続することで、前記円筒材の周壁同士を前記開口部の両側縁で接続し、
   前記テンションバーは、前記開口部を挟んで対向する連結リブ間を連結したことを特徴とする請求項１に記載の複数の円筒材よりなる型枠。
3. 前記複数の円筒材が同径のものであり、各円筒材の中心間距離が該円筒材の半径以上に設定され、前記各円筒材の周壁の一部を切り欠く範囲の中心角θが６０°〜１２０°に設定されていることを特徴とする請求項２に記載の複数の円筒材よりなる型枠。
4. 前記円筒材が２個設けられており、前記コンクリートの打設空間の平面視形状が２つの円の一部を重ねた形状をなしていることを特徴とする請求項３に記載の複数の円筒材よりなる型枠。
5. 前記円筒材が３個以上配列されており、配列方向の両端の円筒材は、周壁の周方向の１箇所に前記開口部が形成され、中間の円筒材は、中心を挟んで対向する周壁の周方向の２箇所に前記開口部が形成されていることを特徴とする請求項３に記載の複数の円筒材よりなる型枠。
6. 前記円筒材が薄板鋼板で構成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の複数の円筒材よりなる型枠。
7. 請求項６に記載の複数の円筒材よりなる型枠を捨型枠として、その内部に鉄筋を配筋してコンクリートを充填固化させたことを特徴とする基礎コンクリート。
8. 複数の円筒材の各周壁の一部を１８０°未満の中心角θの範囲で切り欠き、その切り欠きにより形成された開口部を互いに合わせた状態で、前記複数の円筒材の周壁同士を前記開口部の両側縁で接続し、それにより、前記複数の円筒材の内部空間を前記開口部を通して相互に連通させ、前記開口部の両側縁に位置して互いに対向する前記周壁同士の接続部を、前記開口部を横断するテンションバーで連結し、前記開口部を通して相互に連続させた前記円筒材の内部空間をコンクリートの打設空間としたことを特徴とする複数の円筒材よりなる型枠の施工方法。
9. 前記各開口部の両側縁に、互いに平行をなす連結リブを外向きに突設して、これら連結リブを相互接続することで、前記円筒材の周壁同士を前記開口部の両側縁で接続し、前記開口部を挟んで対向する連結リブ間を前記テンションバーで連結したことを特徴とする請求項８に記載の複数の円筒材よりなる型枠の施工方法。
10. 複数の杭体の頭部に請求項１〜６のいずれか１項に記載の複数の円筒材よりなる型枠、または請求項８もしくは９に記載の施工方法により形成された複数の円筒材よりなる型枠を配置し、且つ、該複数の円筒材よりなる型枠の前記各円筒材の中心を前記各杭体の中心軸線とを一致させ、その状態で、前記複数の円筒材よりなる型枠の内部にコンクリートを打設することで、杭体の頭部を相互連結する基礎コンクリートを構築することを特徴とする杭基礎の施工方法。
11. 前記複数の円筒材よりなる型枠の内部に、アンカーボルトを上端に有するアンカーフレームを配置し、その状態で、前記複数の円筒材よりなる型枠の内部にコンクリートを打設することにより、前記基礎コンクリートの上面に前記アンカーボルトを突出させることを特徴とする請求項１０に記載の杭基礎の施工方法。

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