JP6204842B2

JP6204842B2 - 補強スラブの施工方法

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Publication number: JP6204842B2
Application number: JP2014010287A
Authority: JP
Inventors: 安永　正道; 正道安永
Original assignee: Kajima Corp
Current assignee: Kajima Corp
Priority date: 2014-01-23
Filing date: 2014-01-23
Publication date: 2017-09-27
Anticipated expiration: 2034-01-23
Also published as: JP2015137500A

Description

本発明は、補強スラブの施工方法に関する。

従来、下方に空間が形成されるスラブを備える既設構造物として、例えば特許文献１に示されるものが知られている。特許文献１に示す既設構造物は、地下に埋設されるボックスカルバートであり、天井スラブ（スラブ）と、天井スラブの下方に設けられる床スラブと、天井スラブ及び床スラブ同士を両端側で連結する側壁部と、を備えており、内部に空間が形成されるように矩形断面状に構成されている。

特開平１１−３３６３７１号公報

ここで、既設構造物の上方からの荷重が増加する場合、上述のような既設構造物に対して、上側のスラブの上面側に補強スラブを設ける場合がある。この場合、スラブの上面と補強スラブとの間に隙間を空けておくことで、上側のスラブに、補強スラブの荷重が作用することを抑制することが要請される。しかしながら、既設構造物の上側のスラブと補強スラブとの間の隙間は狭く、且つ広い範囲に形成されるため、このような隙間を形成することが困難であるという問題がある。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、既設構造物のスラブの上面と補強スラブとの間の隙間を容易に形成することができる補強スラブの施工方法を提供することを目的とする。

本発明に係る補強スラブの施工方法は、下方に空間が形成されているスラブを備える既設構造物に対して、スラブの上面との間に隙間を空けた状態で、スラブの上面側に補強スラブを設ける補強スラブの施工方法であって、スラブの上面側に、流体の供給によって高さが高くなる閉鎖空間を形成可能な閉鎖空間形成部材を配置する配置工程と、配置工程よりも後に、スラブの上面側であって、閉鎖空間形成部材より上側に補強スラブを打設する打設工程と、打設工程よりも後に、閉鎖空間形成部材によって形成された閉鎖空間に流体を供給して補強スラブを上昇させる流体供給工程と、流体供給工程によって補強スラブを上昇させている間に、スラブと補強スラブとの間に支持部材を設ける支持部材形成工程と、を備える。

本発明に係る補強スラブの施工方法では、スラブ（以下、「上側のスラブ」と称して説明する）の上面側であって、補強スラブの下側に、閉鎖空間が形成されるため、閉鎖空間に流体を供給して閉鎖空間の高さを高くすることで、補強スラブを容易に上昇させることができる。上昇した補強スラブが、支持部材により支持されるため、補強スラブが上昇した分の領域が、上側のスラブの上面と補強スラブとの間の隙間として形成される。以上によって、既設構造物の上側のスラブの上面と補強スラブとの間の隙間を容易に形成することができる。

本発明に係る補強スラブの施工方法において、流体供給工程よりも前に、流体供給工程における補強スラブの上昇の位置を規制する規制手段を設ける規制手段設置工程を更に備えてよい。補強スラブの上昇は規制手段による規制の位置で停止するため、流体供給工程によって上昇する補強スラブの停止位置を、予め所定の高さに設定することができる。これにより、所定の高さの隙間を容易に形成することができる。

本発明に係る補強スラブの施工方法において、閉鎖空間形成部材は、内側に流体を供給可能な管状体であってよい。これによれば、補強スラブが支持されることによってスラブの上面と補強スラブとの間に隙間が形成された後に、支持部材が設けられ、当該隙間から閉鎖空間形成部材を引き出すことができるため、閉鎖空間形成部材を容易に回収することができる。

本発明に係る補強スラブの施工方法において、閉鎖空間形成部材は、気密性を有する部材であり、スラブ及び補強スラブに密着することで、閉鎖空間形成部材、スラブ及び補強スラブによって閉鎖空間を形成してよい。これによれば、上昇させる対象である補強スラブ自体が閉鎖空間の一部を形成するため、流体供給工程において安定して補強スラブを上昇させることができる。

本発明によれば、既設構造物のスラブの上面と補強スラブとの間の隙間を容易に形成することができる補強スラブの施工方法を提供することができる。

補強スラブによって補強された既設構造物の一実施形態を示す断面図である。（ａ）及び（ｂ）は、第１の実施形態に係る補強スラブの施工方法を示す断面図である。（ａ）及び（ｂ）は、第１の実施形態に係る補強スラブの施工方法を示す断面図である。図２（ｂ）の平面図である。（ａ）及び（ｂ）は、第１の実施形態に係る補強スラブの施工方法を示す断面図である。（ａ）及び（ｂ）は、第２の実施形態に係る補強スラブの施工方法を示す断面図である。（ａ）及び（ｂ）は、第２の実施形態に係る補強スラブの施工方法を示す断面図である。図６（ｂ）の平面図である。（ａ）及び（ｂ）は、第２の実施形態に係る補強スラブの施工方法を示す断面図である。他の実施形態に係る補強スラブの施工方法を示す断面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。また、「上」、「下」の語は、鉛直方向の上方、下方にそれぞれ対応するものである。

［第１の実施形態］
まず、図１を参照して、補強スラブ２で補強された既設構造物１の構成について説明する。本実施形態では、既設構造物１として、地下に埋設されるボックスカルバートを採用した場合の例について説明する。既設構造物１は、上側に配置されて側壁の上部を構成する天井スラブ（スラブ）３と、下側に配置されて側壁の下部を構成する床スラブ４と、既設構造物１の幅方向における両端側に配置されて天井スラブ３と床スラブ４とを連結する側壁部６，７と、を備えている。既設構造物１は、断面矩形状に構成されており、内部に空間ＳＰが形成されている。すなわち、天井スラブ３の下方に空間ＳＰが形成される。なお、本明細書において、「スラブ」とは板状に構成された構造部材のことを意味するものとする。既設構造物１の上下方向の大きさは５０００〜７０００ｍｍ、幅方向の大きさは７０００〜１００００ｍｍ、長さ方向（図１における紙面前後方向）の大きさは１００００〜１５０００ｍｍに設定されることが多い。また、スラブ３，４及び側壁部６，７の厚さは８００〜１５００ｍｍに設定されることが多いが、実際の寸法は設計によって決められている。

補強スラブ２は、例えば既設構造物１の上方の地上Ｇに新たに車や電車を走行させ、荷重が増加する際などに、補強のために既設構造物１の上側に設けられるスラブである。補強スラブ２は、既設構造物１の天井スラブ３の上面３ａとの間に隙間ＳＴを空けた状態で、当該天井スラブ３の上面３ａ側に設けられる。本実施形態では、補強スラブ２の幅方向の大きさ及び長さ方向の大きさは天井スラブ３と略同一に設定されているが、補強を必要とする範囲に限定される場合もある。補強スラブ２の厚さは設計によって決められる。

補強スラブ２は、天井スラブ３の上面３ａに配置された補強スラブ支持部材８，９によって、補強スラブ２の下面２ａが天井スラブ３の上面３ａから離間するように支持されている。補強スラブ支持部材８，９は、天井スラブ３のうち、載荷点ＦＥに対応する位置に配置されている。ここで、載荷点ＦＥとは、天井スラブ３が他の部材によって下方で支えられている領域である。本実施形態では、天井スラブ３のうち側壁部６，７で支持されている領域が載荷点ＦＥに該当し、天井スラブ３のうち下方に空間ＳＰが形成されている領域は載荷点ＦＥには該当しない。本実施形態では、天井スラブ３は幅方向における両端部において側壁部６，７で支持されているため、載荷点ＦＥは天井スラブ３の幅方向における両端部に形成される。従って、補強スラブ支持部材８，９は、天井スラブ３の上面３ａの幅方向における両端部において、長さ方向に延びるように配置されており、補強スラブ２の下面２ａの幅方向における両端部を支持している。なお、補強スラブ支持部材８，９の材質は特に限定されず、補強スラブ２と同様にコンクリートを打設することによって形成してもよく、ゴムなどの弾性材料、金属製の支承等によって形成されていてもよい。

以上のような構成により、隙間ＳＴは、天井スラブ３の上面３ａと、補強スラブ２の下面２ａと、補強スラブ支持部材８，９の幅方向内側の側面と、によって囲まれる領域に形成される。隙間ＳＴは、天井スラブ３及び補強スラブ２の長さ方向における両端側で開口しているため、長さ方向に延びる貫通領域として構成される。隙間ＳＴの上下方向の大きさは１００〜２００ｍｍ、幅方向の大きさは既設構造物１と略同じに設定されてよい。このように設定することで、補強スラブ２が下方へ撓んだ場合であっても、補強スラブ２の下面２ａが天井スラブ３の上面３ａに当接して、補強スラブ２を介して荷重が天井スラブ３（載荷点ＦＥ以外の部分）に作用することを防止できる。

次に、図２〜図５を参照して、本実施形態に係る補強スラブ２の施工方法について詳細に説明する。

本実施形態に係る補強スラブ２の施工方法は、閉鎖空間形成部材としての管状体１２を配置する配置工程と、補強スラブの上昇の位置を規制する規制手段としてのストッパ１７を設ける規制手段設置工程と、管状体１２より上側に補強スラブ２を打設する打設工程と、管状体１２によって形成された閉鎖空間ＳＣ１に流体を供給して補強スラブ２を上昇させる流体供給工程と、上昇させた補強スラブ２を支持する補強スラブ支持部材８，９を設ける支持部材形成工程と、を備える。配置工程の前に、図２（ａ）に示すように、盛り土等を取り除き、施工前の状態における既設構造物１の天井スラブ３の上面３ａに何も載せられていない状態とする工程が行われる。露出した天井スラブ３の上面３ａの全面には、縁切り材としての縁切りシート１１が敷設される（図５（ａ）参照）。縁切りシート１１には、ビニールシート等のように、既設構造物１の天井スラブ３と新たに打設される補強スラブ２の下面２ａが付着しないものが用いられる。

続いて行われる配置工程は、天井スラブ３の上面３ａ側に、流体の供給によって高さが高くなる閉鎖空間ＳＣ１を形成可能な管状体１２を配置する工程である。図２（ｂ）及び図４に示されるように、管状体１２は、既設構造物１の幅方向に対して所定の間隔で配置されるものであり、天井スラブ３の長さ方向に沿って延びるように配置される。管状体１２の一端１２ａは、内側に流体を供給できるように開口しており、他端１２ｂは流体が透過できないように閉鎖されている。これにより、管状体１２によって閉鎖空間ＳＣ１が形成可能となっている。管状体１２は、内側の閉鎖空間ＳＣ１に流体が供給されていない状態では高さの低い扁平な断面形状をなし、閉鎖空間ＳＣ１に流体が供給されると流体の圧力によって高さが高くなり、断面円形状となる。本実施形態では、４本の管状体１２が天井スラブ３の上面３ａ側において略等間隔に配置される。そのため、管状体１２は天井スラブ３の幅方向の中心を基準として、左右にそれぞれ２本ずつ配置される。また、図５に示されるように、管状体１２は、上面３ａに敷設された縁切りシート１１の上面１１ａに対して配置されるものである。なお、配置工程では、未だ閉鎖空間ＳＣ１に流体が供給されていないため、管状体１２は断面扁平状となっている。ここでは、管状体１２は、例えば消防用ホースのような所定の内部圧に耐え得る構成となっている。

続いて行われる規制手段設置工程は、天井スラブ３の上面３ａに、補強スラブ２の上昇の位置を規制する規制手段としてのストッパ１７を設ける工程である。図２（ｂ）及び図４に示されるように、本実施形態では、配置工程によって配置された各管状体１２の幅方向両側において、複数のストッパ１７が、長さ方向に所定の間隔で配置される。図５に示されるように、ストッパ１７は、丸鋼の両端にねじ切りがされた棒状のボルト体１３と、このボルト体１３に対応する円盤状のナット体１４と、によって構成されている。天井スラブ３の上面３ａ側の所定位置には、ボルト体１３に連結可能な埋込ナット１５が埋め込まれており、この埋込ナット１５に対してストッパ１７のボルト体１３が固定される。このとき、ボルト体１３は縁切りシート１１を貫通する。そして、ボルト体１３よりも短い鞘管１６がボルト体１３の周囲を囲むように配置され、鞘管１６の上端から突出したボルト体１３の上端側にナット体１４が固定される。円筒状に形成された鞘管１６の内径は、ボルト体１３の外径より大きく形成されている。そのため、鞘管１６とボルト体１３との間には、ボルト体１３を中心として円筒状の空間１６ｃが形成される。また、鞘管１６の外径はナット体１４の外径より小さく形成されている。そのため、鞘管１６の内側にナット体１４が入り込むことはない。ここで、鞘管１６の上端１６ａからナット体１４の下面１４ａまでの距離は、天井スラブ３の上面３ａと補強スラブ２との隙間ＳＴの厚さとなる。そのため、鞘管１６の上端１６ａからナット体１４の下面１４ａまでの距離がすべてのストッパ１７で同じになるように、ナット体１４の高さ位置が調整される。なお、規制手段設置工程は、配置工程よりも前または同時に行われてもよい。

続いて行われる打設工程は、天井スラブ３の上面３ａ側であって、縁切りシート１１及び管状体１２よりも上側にコンクリートを打設して補強スラブ２を形成する工程である。まず、図２（ｂ）及び図４に示されるように、補強スラブ２の側面を形成するための側型枠部材１８が配置される。側型枠部材１８は、既設構造物１の側壁部６，７の幅方向における外面と天井スラブ３の長さ方向における両端面との上端部から上方へ延びるように設けられる。側型枠部材１８の上端部は、打設されるコンクリートの上面より高い位置となっているため、側型枠部材１８の外にコンクリートが流出することはない。天井スラブ３の上面３ａ側が、補強スラブ２の下面を形成するための下型枠部材の代わりとなるため、下型枠部材の設置は不要である。次に、縁切りシート１１の上面１１ａの所定位置にモルタルスペーサが配置され、モルタルスペーサの上に鉄筋が配置される（不図示）。そして、図３（ａ）に示されるように、側型枠部材１８の内側にコンクリートが流し込まれる。本実施形態では、鞘管１６の高さを補強スラブ２の高さに合わせてあるため、図５（ａ）において二点鎖線で示されるように、コンクリートは鞘管１６の上端１６ａの位置まで流し込まれる。このとき、天井スラブ３の上面３ａ側に配置されている管状体１２は、コンクリートによって押し潰されることになる。

続いて行われる流体供給工程は、管状体１２によって形成された閉鎖空間ＳＣ１に流体を供給して、補強スラブ２を上昇させる工程である。この工程は、打設工程によって打設されたコンクリート（補強スラブ２）の強度が、上昇に必要な所定の強度に到達してから行われる。まず、図３（ａ）に示されるように扁平な状態の管状体１２に対して、管状体１２の開口から高圧空気（流体）が供給される。これにより、閉鎖空間ＳＣ１内の圧力が高まり、扁平な状態であった管状体１２が膨らむことで、管状体１２の高さが高くなる。ここで、天井スラブ３と補強スラブ２との間は、縁切りシート１１によって分離されており、ストッパ１７と補強スラブ２との間は鞘管１６によって分離されている。すなわち、補強スラブ２は、何かに固定されることなく、天井スラブ３の上面３ａ側に載置された状態となっている。そのため、図５（ｂ）に示されるように、補強スラブ２は、管状体１２の高さが高くなるにつれて、管状体１２に押し上げられるようにして上昇する。これにより、天井スラブ３の上面３ａと上昇した補強スラブ２の下面との間に隙間ＳＴが形成される。本実施形態のように複数本の管状体１２によって補強スラブ２を上昇させる場合には、全ての管状体１２に対して均等になるように流体を供給することで、補強スラブ２を安定して上昇させることができる。また、複数の管状体１２が、補強スラブ２の幅方向の中心を基準として左右にそれぞれ配置されることで、補強スラブ２を安定して上昇させることができる。

続いて行われる支持部材形成工程は、流体供給工程によって補強スラブ２を上昇させている間に、天井スラブ３と補強スラブ２との間に補強スラブ支持部材（支持部材）を設ける工程である。まず、図５（ｂ）に示されるように、管状体１２の高さが所定の高さに到達して、補強スラブ２の上面２ｂが全てのナット体１４の下面１４ａに当接するまで、管状体１２への高圧空気の供給が継続される。補強スラブ２の上昇位置がストッパ１７によって規制されるため、補強スラブ２を所定の高さ位置に安定して上昇させておくことができる。次いで、補強スラブ２の上面２ｂがナット体１４の下面１４ａに当接した状態が維持されたまま、天井スラブ３の上面３ａと補強スラブ２との間であって、天井スラブ３の幅方向における両端部に、長さ方向に沿ってコンクリートが打設される。これにより、図３（ｂ）に示されるように、補強スラブ支持部材８，９が形成される。補強スラブ支持部材８，９によって補強スラブ２が支持されることで、天井スラブ３の上面３ａと補強スラブ２との間に所定の隙間ＳＴが構築される。なお、補強スラブ支持部材８，９は、ゴムなどの弾性材料、金属製の支承等によって形成されていてもよい。

続いて、管状体１２への高圧空気の供給が停止され、閉鎖空間ＳＣ１内の空気が抜かれてから、管状体１２は潰れた状態で回収される。管状体１２は、一端１２ａ側あるいは他端１２ｂ側から引き抜かれることで、容易に回収することができる。そして、ボルト体１３が埋込ナット１５から外されることで、ストッパ１７が撤去される。その後、鞘管１６の内側の空間１６ｃがコンクリートによって間詰めされ、図１に示される補強スラブ２の施工が完了する。

次に、本実施形態に係る補強スラブ２の施工方法の作用・効果について説明する。

既設構造物１の上方からの荷重が増加する場合、既設構造物１に対して、上側の天井スラブ３の上面３ａ側に補強スラブ２が設けられる。この場合、天井スラブ３の上面３ａと補強スラブ２との間に隙間ＳＴを空けておくことで、下方に空間ＳＰが形成される天井スラブ３に、補強スラブ２の荷重が作用することを抑制することが要請される。しかしながら、既設構造物１の天井スラブ３と補強スラブ２との間の隙間ＳＴは狭く、且つ広い範囲に形成されるため、このような隙間ＳＴを形成することが困難であるという問題がある。

例えば、比較例に係る補強スラブ２の施工方法として、砂を敷き詰めて支保工とする施工方法について説明する。このような施工方法においては、天井スラブ３の上面３ａに支保工として砂が敷き詰められ、その上に下型枠としての合板が敷かれ、合板上にシートが敷かれる。次に、シートの上に鉄筋が組み立てられると共にコンクリートが流し込まれることによって、補強スラブ２が形成される。補強スラブ２の打設後は、敷砂の除去及び下型枠の撤去が行われる。ここで、敷砂は、吸引器で吸い込まれることによって隙間から除去されるか、ジェット水等によって押し出されることによって隙間ＳＴから除去される。敷砂が除去された後、下型枠は天井スラブ３の上面３ａに落下し、隙間から引き抜かれる。

このような施工方法においては、下型枠の設置、鉄筋組立、コンクリートの打設の際に敷砂が変形し易く、下型枠が安定しない場合がある。このため、補強スラブ２の底面精度の確保が難しく、凸凹が生じやすいという問題が生じる。また、シートを確実に接続しておかなくては、コンクリートのモルタルが敷砂の中に流れ出し、補強スラブ２の下面２ａに強度の低いコンクリートの塊が形成される場合がある。この場合、吸引器での吸い込みやジェット水による押出し除去が困難になるという問題がある。また、天井スラブ３の面積が小さければ砂の除去は容易であるが、広い面積で、且つ隙間ＳＴの厚さが小さい場合は、砂を除去することが困難であり、取り残しが生じやすいという問題がある（すなわち、所定の大きさの空間を確保し難い）。また、下型枠に段差や凸凹が形成され易いため、コンクリートが下型枠に食い込み易くなる。従って、下型枠を完全に撤去することが困難であるという問題がある。

また、他の比較例に係る補強スラブ２の施工方法として、発泡スチロールを支保工とする施工方法について説明する。このような施工方法においては、天井スラブ３の上面３ａに支保工として発泡スチロールが敷き詰められ、その上にシートが敷かれる。次に、シートの上に鉄筋が組み立てられると共にコンクリートが流し込まれることによって、補強スラブ２が形成される。補強スラブ２の打設後は、オレンジ精油（リモネン）の散布によって、発泡スチロールが溶けることで、当該発泡スチロールの撤去が行われる。

このような施工方法においては、発泡スチロールが用いられている。発泡スチロールが溶接の火花によって発火し易く、また、石油などで溶解等することにより、鉄筋の組み立て時における溶接作業に最大限の注意が必要となる。また、リモネンで発泡スチロールを溶かすと、２〜３％の滓が残り、その除去を行うことが難しいという問題がある。また、予めスプレーノズルを配置しておき、確実に発泡スチロールにリモネンをかけなくては溶け残りが生じるため、空間の形成が不十分になるという問題がある。また、発泡スチロールは一度の施工中に溶けてなくなるため、転用することができずコストアップになるという問題がある。

本実施形態に係る補強スラブ２の施工方法は、閉鎖空間形成部材である管状体１２の配置工程よりも後に、天井スラブ３の上面３ａ側であって、管状体１２より上側に補強スラブ２を打設する打設工程と、打設工程よりも後に、管状体１２によって形成された閉鎖空間ＳＣ１に高圧空気を供給して閉鎖空間ＳＣ１によって補強スラブ２を上昇させる流体供給工程と、補強スラブ２を上昇させている間に、天井スラブ３と補強スラブ２との間に補強スラブ支持部材８，９を設ける支持部材形成工程と、を備える。これにより、閉鎖空間ＳＣ１が補強スラブ２の下側に形成されるため、閉鎖空間ＳＣ１に高圧空気を供給して閉鎖空間の高さを高くすることで、補強スラブ２を容易に上昇させることができる。上昇した補強スラブ２が、補強スラブ支持部材８，９により支持されるため、補強スラブ２が上昇した分の領域が、天井スラブ３の上面３ａと補強スラブ２との間の隙間ＳＴとして形成される。以上によって、既設構造物１の上面３ａと補強スラブ２との間の隙間を容易に形成することができる。

また、前述のような敷砂を用いた施工方法とは異なり、本実施形態に係る施工方法では、天井スラブ３の上面３ａ側が、補強スラブ２の下面を形成するための下型枠部材の代わりとなっている。天井スラブ３の上面３ａ側は砂のように変形することなく安定しているため、補強スラブ２の底面精度を確保することができ、凸凹の発生を抑制することができる。また、砂のようにコンクリートのモルタルが染み出すことがないため、補強スラブ２の下面２ａ側にコンクリートの塊が形成されることも抑制できる。

また、前述のような発泡スチロールを用いた施工方法とは異なり、溶接作業による発火、溶解等の問題が生じないため、鉄筋の組み立て時の溶接作業を容易に行うことができる。

本実施形態に係る補強スラブの施工方法において、流体供給工程よりも前に、流体供給工程における補強スラブ２の上昇の位置を規制するストッパ１７を設ける規制手段設置工程を更に備えている。補強スラブ２の上昇はストッパ１７におけるナット体１４の位置で停止するため、流体供給工程によって上昇する補強スラブ２の停止位置を、予め所定の高さに設定することができる。ストッパ１７の規制の位置をナット体１４の位置調整によって変更することにより、隙間ＳＴの高さを容易に調整することができる。

本実施形態に係る補強スラブの施工方法において、閉鎖空間形成部材は、内側に流体を供給可能な管状体１２によって構成されている。これによれば、補強スラブ２が支持されることによって天井スラブ３の上面３ａと補強スラブ２との間に隙間ＳＴが形成された後に、隙間ＳＴから管状体１２を潰すことにより引き出すことができるため、管状体１２を容易に回収することができる。このように、管状体１２を隙間ＳＴから撤去する際に、砂のように吸引器やジェット水を用いる必要がなく、引き抜くだけでよいため、隙間が広く小さい場合であっても、確実に管状体１２を撤去することができる。また、管状体１２は、複数の施工において繰り返し転用することが可能である。

［第２の実施形態］
本実施形態において施工される補強スラブ２２は、図１に示されるように、第１の実施形態と同様である。以下、図６〜図９を参照して、本実施形態による補強スラブの施工方法について説明する。なお、本実施形態は、閉鎖空間形成部材として、第１の実施形態における管状体１２に代えてシート状の空気遮断膜４２を用いるものである。

本実施形態に係る補強スラブ２２の施工方法は、閉鎖空間形成部材としての空気遮断膜４２を配置する配置工程と、補強スラブ２２の上昇の位置を規制するストッパ３７ａ，３７ｂを設ける規制手段設置工程と、空気遮断膜４２より上側に補強スラブ２２を打設する打設工程と、空気遮断膜４２によって形成された閉鎖空間ＳＣ２に流体を供給して補強スラブ２２を上昇させる流体供給工程と、上昇させた補強スラブ２２を支持する補強スラブ支持部材８，９を設ける支持部材形成工程と、を備える。第１の実施形態と同様に、配置工程の前に、図６（ａ）に示すように、既設構造物１の天井スラブ３の上面３ａにおける盛り土等が取り除かれる。露出した天井スラブ３の上面３ａにおいて、空気遮断膜４２が配置される位置の内側及び外側に縁切りシート１１を敷設する（図５（ａ）参照）。

続いて行われる配置工程は、天井スラブ３の上面３ａ側に、流体の供給によって高さが高くなる閉鎖空間ＳＣ２を形成可能な空気遮断膜４２を配置する工程である。図８に示されるように、空気遮断膜４２は、所定の幅及び長さをもった矩形状に形成されており、長さ方向の両端が重なるように、天井スラブ３の上面側の外周に沿って環状に配置される。

図９（ａ）に示されるように、空気遮断膜４２の幅方向の一端４２ｂ側は、天井スラブ３の上面３ａ側から空気遮断膜４２、ゴム板４３、鉄板４４の順で重ねられ、鉄板４４側から天井スラブ３まで到達する埋込ボルト４５によって天井スラブ３に固定される。ゴム板４３は空気遮断膜４２の配置に合わせた環状をなしており、その上側に配置される鉄板４４によって押圧される。これによって、空気遮断膜４２と天井スラブ３との間からの漏気が抑制される。鉄板４４は、全周に亘ってゴム板４３を押圧することができれば、ゴム板４３と同様に環状をなしていてもよいし、複数のパーツを配置することで環状を形成してもよい。

空気遮断膜４２の幅方向の他端４２ａ側は、複数のモルタルブロック４６の下面４６ａ側から空気遮断膜４２、ゴム板４７、鉄板４８の順で重ねられ、鉄板４８側からモルタルブロック４６まで到達する埋込ボルト４９によってモルタルブロック４６に固定される。ゴム板４７は空気遮断膜４２の配置に合わせた環状をなすものであり、ゴム板４３より外周が小さくなっている。すなわち、ゴム板４７はゴム板４３の内側に収まる形状となっている。複数のモルタルブロック４６は、ゴム板４７の形状に合わせて環状をなすように配置される。また、鉄板４８は、ゴム板４７と同様に環状をなしているか、複数のパーツを配置することで環状を形成している。これにより、鉄板４８側からモルタルブロック４６側に、埋込ボルト４９によってゴム板４７を押圧することで、空気遮断膜４２とゴム板４７との間からの漏気が抑制される。また、さらに漏気を抑制するために、空気遮断膜４２と天井スラブ３及びモルタルブロック４６との間に接着剤を塗布したり、ゴム板を設けたりすることができる。また、配置工程において空気遮断膜４２が配置されたとき、空気遮断膜４２の内側及び外側に敷設された縁切りシート１１は、空気遮断膜４２の下側に入り込むようにして空気遮断膜４２と重なり合っている。これにより、天井スラブ３の上面３ａは、全面に亘って、少なくとも空気遮断膜４２又は縁切りシート１１によって覆われていることになる。ここで、空気遮断膜４２は、所定の気密性及び引張強度を備えたシート体であり、例えば内側にゴムシートをコーティングした土木用帆布である。

続いて行われる規制手段設置工程は、天井スラブ３の上面３ａに、補強スラブ２２の上昇の位置を規制する規制手段としてのストッパ３７ａ，３７ｂを設ける工程である。本実施形態では、図８に示されるように、配置工程によって配置された空気遮断膜４２の幅方向両側において、複数のストッパ３７ａ，３７ｂが、長さ方向に所定の間隔で配置される。これにより、環状に配置された空気遮断膜４２の内側及び外側にそれぞれ複数のストッパ３７ａ，３７ｂが配置されることになる。図９（ａ）に示されるように、外側に配置されるストッパ３７ａは、第１の実施例同様、ナット体１４と鞘管１６に囲まれたボルト体１３とによって構成されており、埋込ナット１５に対して固定されている。内側に配置されるストッパ３７ｂは、ナット体１４と鞘管１６に囲まれたボルト体１３とによって構成されており、埋込ナット１５に対して固定されている。そして、ストッパ３７ｂはさらに、鞘管１６の内側の空間１６ｃに筒状又はドーナツ状のゴムリング３８を備えている。ゴムリング３８の内径はボルト体１３の外形と略同程度であり、ゴムリング３８の外径は鞘管１６の内径と略同程度である。なお、規制手段設置工程は、配置工程よりも前または同時に行われてもよい。

続いて行われる打設工程は、天井スラブ３の上面３ａ側であって、縁切りシート１１及び空気遮断膜４２の上側にコンクリートを打設して補強スラブ２２を形成する工程である。まず、第１の実施形態同様、天井スラブ３の上面３ａ側が補強スラブ２２の下面２２ａを形成するための下型枠部材の代わりとなるため、側型枠部材１８のみ設けられる。次に、縁切りシート１１の上面の所定位置にモルタルスペーサが置かれ、モルタルスペーサの上に鉄筋が配置される（不図示）。この際、空気遮断膜４２が固定されているモルタルブロック４６の一部もモルタルスペーサとして利用することができる。そして、側型枠部材１８の内側にコンクリートが流し込まれる。本実施形態では、鞘管１６の高さが補強スラブの高さに合わせてあるため、図９（ａ）において二点鎖線で示されるように、コンクリートは鞘管１６の上端１６ａの位置まで流し込まれる。このとき、図７（ａ）に示されるように、天井スラブ３の上面３ａ側に配置されている空気遮断膜４２は、コンクリートによって押圧されている。

続いて行われる流体供給工程は、空気遮断膜４２によって形成された閉鎖空間ＳＣ２に流体を供給して、補強スラブ２２を上昇させる工程である。この工程は、打設工程によって打設されたコンクリート（補強スラブ２２）の強度が、上昇に必要な所定の強度に到達してから行われる。コンクリートの強度が所定の強度になると、空気遮断膜４２が固定されるモルタルブロック４６とコンクリートとが一体化して、補強スラブ２２が形成される。ここで、図９（ｂ）に示されるように、天井スラブ３の上面３ａと補強スラブ２２の下面２２ａとの間における、空気遮断膜４２で囲まれた範囲によって閉鎖空間ＳＣ２が形成される。この閉鎖空間ＳＣ２は、空気遮断膜４２の長さ方向の両端が重なる部分を開口４２ｃとして（図８参照）、開口４２ｃから高圧空気が供給されることで高さが高くなる。

図９（ｂ）に示されるように、流体供給工程は、まず、天井スラブ３の上面３ａ、補強スラブ２２の下面２２ａ及び空気遮断膜４２によって形成された閉鎖空間ＳＣ２に対して、開口４２ｃから高圧空気が供給される。このとき、空気遮断膜４２の内側に配置されている鞘管１６の内側の空間１６ｃにはゴムリング３８が設けられているため、閉鎖空間ＳＣ２内から鞘管１６を介して漏気することが抑制される。これにより、閉鎖空間ＳＣ２内の圧力が高まることで、閉鎖空間ＳＣ２の高さが高くなる。ここで、天井スラブ３と補強スラブ２２との間は、縁切りシート１１又は空気遮断膜４２によって分離されており、ストッパ３７ａ，３７ｂと補強スラブ２２との間は鞘管１６によって分離されている。そのため、閉鎖空間ＳＣ２の高さが高くなるにつれて、補強スラブ２２は閉鎖空間ＳＣ２に押し上げられるようにして上昇する。これにより、天井スラブ３の上面３ａと上昇した補強スラブ２２の下面２２ａとの間に隙間ＳＴが形成される。本実施形態のように天井スラブ３の上面３ａ、補強スラブ２２の下面２２ａ及び空気遮断膜４２によって形成された閉鎖空間ＳＣ２を利用して補強スラブ２２を上昇させる場合には、天井スラブ３の外周に沿って環状となるように空気遮断膜４２を配置することで、閉鎖空間ＳＣ２を広く設けることができ、補強スラブ２２を安定して上昇させることができる。

続いて行われる支持部材形成工程は、流体供給工程によって補強スラブ２２を上昇させている間に、天井スラブ３と補強スラブ２２との間に補強スラブ支持部材８，９を設ける工程である。まず、補強スラブ２２の上面２２ｂが全てのストッパ３７ａ，３７ｂによって規制されるまで、閉鎖空間ＳＣ２に対する高圧空気の供給を継続する。そして、図７（ｂ）に示されるように、補強スラブ２２の上昇位置がストッパ３７ａ，３７ｂによって規制された状態が維持されたまま、隙間ＳＴの幅方向における両端部に、長さ方向に沿ってコンクリートが打設される。これにより、補強スラブ支持部材８，９が形成される。補強スラブ支持部材８，９によって補強スラブ２２が支持されることで、天井スラブ３の上面３ａと補強スラブ２２との間に所定の隙間ＳＴが構築される。

続いて、閉鎖空間ＳＣ２への高圧空気の供給が停止され、閉鎖空間ＳＣ２の開口４２ｃが開放される。そして、ストッパ３７ａ，３７ｂが撤去されてから、鞘管１６の内側の空間１６ｃがコンクリートによって間詰めされ、図１に示される補強スラブ２２の施工が完了する。なお、補強スラブ２２の下面２２ａ側に空気遮断膜４２が残るものの、隙間ＳＴは確実に確保される。

次に、本実施形態に係る補強スラブ２２の施工方法の作用・効果について説明する。

本実施形態に係る補強スラブ２２の施工方法は、閉鎖空間形成部材である空気遮断膜４２の配置工程よりも後に、天井スラブ３の上面３ａ側であって、空気遮断膜４２より上側に補強スラブ２２を打設する打設工程と、打設工程よりも後に、空気遮断膜４２によって形成された閉鎖空間ＳＣ２に高圧空気を供給して閉鎖空間ＳＣ２によって補強スラブ２２を上昇させる流体供給工程と、補強スラブ２２を上昇させている間に、天井スラブ３と補強スラブ２２との間に補強スラブ支持部材８，９を設ける支持部材形成工程と、を備える。これにより、閉鎖空間ＳＣ２が補強スラブ２２の下側に形成されるため、閉鎖空間ＳＣ２に高圧空気を供給して閉鎖空間ＳＣ２の高さを高くすることで、補強スラブ２２を容易に上昇させることができる。上昇した補強スラブ２２が、補強スラブ支持部材８，９により支持されるため、補強スラブ２２が上昇した分の領域が、天井スラブ３の上面３ａと補強スラブ２２との間の隙間ＳＴとして形成される。以上によって、既設構造物１の上面３ａと補強スラブ２２との間の隙間ＳＴを容易に形成することができる。

また、前述のような敷砂を用いた施工方法とは異なり、本実施形態に係る施工方法は、天井スラブ３の上面３ａ側が、補強スラブ２２の下面２２ａを形成するための下型枠部材の代わりとなっている。天井スラブ３の上面３ａ側は砂のように変形することなく安定しているため、補強スラブ２２の底面精度を確保することができ、凸凹の発生を抑制することができる。また、天井スラブ３に対して、砂のようにコンクリートのモルタルが染み出すことがないため、補強スラブ２２の下面２２ａ側にコンクリートの塊が形成されることも抑制できる。また、前述のような発泡スチロールを用いた施工方法とは異なり、溶接作業による発火、溶解等の問題が生じないため、鉄筋の組み立て時の溶接作業を容易に行うことができる。

本実施形態に係る補強スラブ２２の施工方法において、流体供給工程よりも前に、流体供給工程における補強スラブ２２の上昇の位置を規制するストッパ３７ａ，３７ｂを設ける規制手段設置工程を更に備えている。補強スラブ２２の上昇は、ストッパ３７ａ，３７ｂによる規制の位置で停止するため、流体供給工程によって上昇する補強スラブ２２の停止位置を、予め所定の高さに設定することができる。また、ストッパ３７ａ，３７ｂの規制の位置をナット体１４の位置調整によって変更することにより、隙間ＳＴの高さを容易に調整することができる。

本実施形態に係る補強スラブ２２の施工方法において、閉鎖空間形成部材は、気密性を有する部材である空気遮断膜４２によって構成される。空気遮断膜４２が天井スラブ３及び補強スラブ２２に密着することで、空気遮断膜４２、天井スラブ３及び補強スラブ２２によって閉鎖空間ＳＣ２を形成することができる。これによれば、上昇させる対象である補強スラブ２２自体が閉鎖空間ＳＣ２の一部を形成するため、流体供給工程において安定して補強スラブ２２を上昇させることができる。

以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で設計変更等を行ってもよい。

例えば、既設構造物１としてボックスカルバートを一例として示したが、これに限定されない。既設構造物は、下方に空間が形成されるスラブを備えるものであればどのような構成を有していてもよく、例えば、スラブの下面側を部分的に棒状の柱などで支持するような既設構造物であってもよい。また、既設構造物が地下に配置されている例を示したが、地上や上空に配置されているものであってもよい。

また、縁切り材としての縁切りシート１１が敷設される例を示したが、これに限定されない。例えば、縁切りシート１１の敷設に代えて、既設構造物の上面に対する剥離剤の塗布や、補強スラブ下面に対する埋設型枠の設置など、既設構造物と補強スラブとが接着しないものであればよい。

また、管状体１２として消防用ホースを利用する例を示したがこれに限定されない。閉鎖空間形成部材としての管状体は、内部に流体を供給することができればよく、素材等は１本の管状体に加わる圧力によって決められるものである。例えば、補強スラブの補強スラブの厚さが薄い場合には、耐圧が７．１〜２０．４ｋｇｆ／ｃｍ^２の消防ホースに代えて、耐圧が３．１〜５．１ｋｇｆ／ｃｍ^２であるサニーホース（登録商標）を利用してもよい。このように、補強スラブの厚さが薄く、質量が小さい場合には耐圧を小さくすることができる。

また、管状体１２が４本である例を示したがこれに限定されない。例えば、管状体は３本以下であっても、５本以上であってもよい。管状体を複数本設ける場合には、天井スラブの幅方向の中心を基準として左右に少なくともそれぞれ１本配置することで、より安定的に補強スラブを上昇させることができる。また、１本の管状体を往復（蛇行）させて配置してもよい。

また、空気遮断膜４２として、内側にゴムシートをコーティングした土木用帆布を利用する例を示したがこれに限定されない。管状体と同様に、空気遮断膜に必要な引張強度は、補強スラブの厚さに応じた上昇時の空気圧や、空気遮断に流体を供給した際の形状等によって決められるものである。そこで、空気遮断膜は土木用帆布（引張強度が例えば２８３ｋｇｆ／ｃｍ程度）の他、テント生地等必要な引張強度と気密性を有したものであればよい。例えば、補強スラブの厚さが２ｍ（圧力が０．４８ｋｇｆ／ｃｍ^２程度）の場合、空気遮断膜内を０．５〜０．６ｋｇｆ／ｃｍ^２程度の空気圧とすることができれば、補強スラブを上昇させることができる。

また、流体供給工程において、流体として空気を利用する例を示したがこれに限定されない。例えば、空気以外の気体や水等の液体を利用してもよい。

また、ストッパ１７が天井スラブ３に埋め込まれた埋込ナット１５に対して固定されている例を示したが、これに限定されない。ストッパは、上昇する補強スラブを所定の高さで規制することができればよく、例えば図１０に示されるように、既設構造物１の側壁部６，７の外面に固定されるストッパ５７としてもよい。ストッパ５７は、上端側が補強スラブ２の上方に向かって断面Ｌ字状に屈曲しているため、上端部側が補強スラブと当接することで補強スラブの上昇を規制することができる。

１…既設構造物、２、２２…補強スラブ、３…天井スラブ（スラブ）、３ａ…上面、４…床スラブ、６，７…側壁部、８，９…補強スラブ支持部材、１１…縁切りシート、１２…管状体（閉鎖空間形成部材）、１７，３７ａ，３７ｂ…ストッパ（規制手段）、１８…側型枠部材、４２…空気遮断膜（閉鎖空間形成部材）、ＳＣ１，ＳＣ２…閉鎖空間、ＳＰ…空間、ＦＥ…載荷点、ＳＴ…隙間。

Claims

下方に空間が形成されているスラブを備える既設構造物に対して、前記スラブの上面との間に隙間を空けた状態で、前記スラブの上面側に補強スラブを設ける補強スラブの施工方法であって、
前記スラブの上面側に、流体の供給によって高さが高くなる閉鎖空間を形成可能な閉鎖空間形成部材を配置する配置工程と、
前記配置工程よりも後に、前記スラブの上面側であって、前記閉鎖空間形成部材より上側に前記補強スラブを打設する打設工程と、
前記打設工程よりも後に、前記閉鎖空間形成部材によって形成された前記閉鎖空間に流体を供給して補強スラブを上昇させる流体供給工程と、
前記流体供給工程によって前記補強スラブを上昇させている間に、前記スラブと前記補強スラブとの間に支持部材を設ける支持部材形成工程と、を備える補強スラブの施工方法。
前記流体供給工程よりも前に、前記流体供給工程における補強スラブの上昇の位置を規制する規制手段を設ける規制手段設置工程を更に備える請求項１記載の補強スラブの施工方法。
前記閉鎖空間形成部材は、内側に前記流体を供給可能な管状体である請求項１又は２記載の補強スラブの施工方法。
前記閉鎖空間形成部材は、気密性を有する部材であり、前記スラブ及び前記補強スラブに密着することで、閉鎖空間形成部材、前記スラブ及び前記補強スラブによって前記閉鎖空間を形成する請求項１又は２記載の補強スラブの施工方法。