JP6255298B2 - コンクリート構造物の施工方法 - Google Patents

Description

本発明は、コンクリート構造物の施工方法に関し、さらに詳しくは、既設コンクリートに接合してコンクリート構造物を構築する際に、既設コンクリートの冷熱の影響を小さくして、既設コンクリートに隣接して打設される材料の特性を確保できるコンクリート構造物の施工方法に関するものである。

冷凍倉庫などの既設コンクリート構造物に隣接して新設のコンクリート構造物などを構築する場合、例えば、互いの構造物を間隔をあけて配置して独立構造物とする方法がある。この場合は、新設構造物は、既設コンクリート構造物の冷熱の影響を受けることなく構築することができる。しかしながら、互いの構造物の間隔をあけた分、土地を有効利用できないという問題がある。

そこで、土地を有効利用するために、新設構造物をエキスパンションジョイントを介して既設コンクリート構造物に接合して構築する方法が考えられる。この場合、新設構造物にはエキスパンションジョイントに対応させて壁面を設ける必要があるので、新設構造物のスパン割りが悪くなる（適切なスパンになる位置に壁面を配置できない）という問題がある。

そのため、エクスパンションジョイントを用いることなく、新設構造物を既設コンクリート構造物と一体化して構築すれば、土地が有効利用できるとともに新設構造物のスパン割りを最適することが可能になる。しかしながら、この場合、新設構造物の既設コンクリート構造物に接合する部位には、既設コンクリートの冷熱が伝わる。新設構造物を構築する際に打設される材料（例えばグラウト材）には、低温状態では十分な機能を発揮しない部材もあるため、この冷熱の影響を排除する工夫が必要になる。

本発明の目的とは異なるが、打設したコンクリートの凍結を防止して養生を行なうためのネットヒータが提案されている（特許文献１参照）。しかし、このようなネットヒータでは、加熱対象となるコンクリートとの接触面積が小さく、また、多くの熱エネルギーが気中に拡散するので、熱エネルギーを効率よくコンクリートに伝達するには不利な構造である。それ故、ある程度の低温状態（例えば氷点下）になっている既設コンクリートの冷熱を打ち消すには不十分である。

特開２００３−２６８９７６号公報

本発明の目的は、既設コンクリートに接合してコンクリート構造物を構築する際に、既設コンクリートの冷熱の影響を小さくして、既設コンクリートに隣接して打設される材料の特性を確保できるコンクリート構造物の施工方法を提供することにある。

上記目的を達成するため本発明のコンクリート構造物の施工方法は、既設コンクリートに接合してコンクリート構造物を構築するコンクリート構造物の施工方法において、前記既設コンクリートの前記構築するコンクリート構造物との接合面の裏面の近傍範囲の表面に、加熱装置を構成するコンクリート板の下面を接触させて載置し、このコンクリート板の少なくとも上面を断熱材により覆った状態でこのコンクリート板に埋設されたヒータ線から熱を発してこのコンクリート板を通じて前記既設コンクリートに伝熱させてこの既設コンクリートを所定温度に加熱した状態にして、次いで、前記既設コンクリートに隣接して材料を打設して前記コンクリート構造物を構築することを特徴とする。

本発明によれば、加熱装置を構成するコンクリート板を既設コンクリートに載置してコンクリート板に埋設されるヒータ線から熱を発してこのコンクリート板を通じて、既設コンクリートに伝熱させるので、既設コンクリートが低温状態であっても適度な所定温度に加熱した状態にすることができる。それ故、この既設コンクリートに接合して構造物を構築する際には、既設コンクリートの冷熱の影響が小さくなり、既設コンクリートに隣接して打設される材料の特性を確保することが可能になる。しかも、コンクリート板の下面と既設コンクリートの表面とが接触するので、互いは同材質であり熱膨張率は同じになる。したがって、加熱による熱変形によって両者の接触面積が小さくなるという不具合を回避するには有利になる。また、コンクリート板の少なくとも上面が断熱材により覆われるので、ヒータ線から発せられる熱エネルギーを既設コンクリートの加熱に有効に用いることができる。加熱されたコンクリート板は蓄熱体として機能するので、熱エネルギーを安定して既設コンクリートに伝達するにも有利である。さらに、本考案の加熱装置を用いることにより、既設コンクリートにより構成されている部分の通常使用を妨げない、或いは、通常使用の妨げを最小限に抑えることも可能になる。

本発明に用いる加熱装置の概要を例示する説明図である。 図１のコンクリート板を例示する平面図である。 本発明による施工状況を縦断面で例示する説明図である。 図３のＡ−Ａ断面図である。

以下、本発明のコンクリート構造物の施工方法を実施形態に基づいて説明する。

本発明の施工方法には、図１、図２に例示する既設コンクリートの加熱装置１（以下、加熱装置１という）を用いる。この加熱装置１は、コンクリート板２と、このコンクリート板２に埋設されるヒータ線３と、コンクリート板２の少なくとも上面を覆う断熱材４とを備えている。ヒータ線３には、ヒータ線３に熱を供給する熱供給源６が接続される。

コンクリート板２は少なくとも下面が平坦であり、平面視は例えば四角形状である。コンクリート板２は、その下面が既設コンクリート構造物７を構成する既設コンクリート８の表面に接触してその既設コンクリート８に載置される。この実施形態では、取扱性（移動や設置の容易性）を向上させるために、コンクリート板２の上面に把手５が突設されている。

コンクリート板２の大きさは、取扱性等を考慮して設定され、その厚さは例えば５０ｍｍ以上２００ｍｍ以下、好ましくは３０ｍｍ以上１５０ｍｍ以下である。その長さは例えば３００ｍｍ以上１５００ｍｍ以下であり、好ましくは５００ｍｍ以上１０００ｍｍ以下である。ヒータ線３が埋設されたコンクリート板２の重量は例えば１０ｋｇ以上１２０ｋｇ以下であり、好ましくは２０ｋｇ以上６０ｋｇ以下である。

ヒータ線３はコンクリート板２の平面範囲のなるべく広い範囲を網羅するように埋設されることが好ましく、この実施形態ではヒータ線３が曲りくねって配設されている。ヒータ線３としては例えば電熱線が用いられる。この場合の熱供給源６は電源となる。加熱流体を流通させる流体用パイプを、ヒータ線３として用いることもできる。加熱流体として例えば水を使用し、この場合は熱供給源６は加熱水供給装置（ポンプ）となる。ヒータ線３は例えばコンクリート板２の下面から５０ｍｍ以内の深さ距離に埋設される。

コンクリート板２の長手方向側面にはヒータ線３の接続端部３ａが設けられている。この接続端部３ａを介して、ヒータ線３と熱供給源６とが接続される。また、複数のコンクリート板２を互いの長手方向側面を対向させて隣接配置した際に、互いのコンクリート板２に埋設されるヒータ線３どうしが接続端部３ａを介して連結される構成になっている。

断熱材４は、コンクリート板２の少なくとも上面を覆う。この実施形態では、コンクリート板２の上面と幅方向一方端面が断熱材４によって覆われている。断熱材４としては、例えば住宅建材として用いられる種々の断熱材など、周知のものを用いることができる。

次に、この加熱装置１を使用して冷凍倉庫などの既設コンクリート構造物７（既設コンクリート８）に接合してコンクリート構造物を構築する場合を例にして本発明のコンクリート構造物の施工方法を説明する。

図３、図４に例示するように、既設コンクリート構造物７は、既設コンクリート８（床部８ａ、柱部８ｂ、梁部８ｃ、壁部８ｄ）を主要構造材として形成されている。既設コンクリート８の表面は適宜、断熱材８ｅにより被覆されている。壁部８ｄにはカプラー９や機械式鉄筋継手１３が埋設されている。

既設コンクリート８の壁部８ｄに接合して新設コンクリート構造物１０を構築する際に、カプラー９や機械式鉄筋継手１３には、新設コンクリート構造物１０を形成する新設コンクリート１１に埋設される金属製チューブ内蔵のＰＣケーブル（プレコンプレッションケーブル）１２や鉄筋１４および床板１５を接続する。ＰＣケーブル１２は強固に安定して一体化するために、内蔵されている金属製チューブ内部にはグラウト材Ｇを打設、注入する。また、床板１５には壁部８ｄと一体化を図るためにコンクリート材Ｃを打設する。

このように既設コンクリート８に隣接して打設されるグラウト材Ｇやコンクリート材Ｃは、一般的に低温（例えば０℃以下）では流動性が低下し、また本来の特性を発揮できない。即ち、グラウト材Ｇやコンクリート材Ｃは、低温状態にしないで打設する必要がある。そこで、本発明では、既設コンクリート８を加熱装置１によって加熱する。具体的には、コンクリート板２を床部８ａに載置して熱供給源６からヒータ線３に熱源を供給する。これにより、ヒータ線３から熱が発せられ、この発せられた熱エネルギーはコンクリート板２を加熱し、コンクリート板２を通じて既設コンクリート８に伝わる。

コンクリート板２は、加熱が必要な既設コンクリート８の範囲に配置する。そこで、加熱範囲の広さに応じて、複数のコンクリート板２を互いの長手方向側面を対向させて隣接配置して、互いのコンクリート板２に埋設されるヒータ線３どうしを接続端部３ａを介して連結する。

既設コンクリート構造物７が冷凍倉庫の場合は、既設コンクリート８は例えばマイナス２５℃以下低温状態であるが、加熱装置１を稼働させることによって０℃超の適度な温度（例えば２℃〜２０℃）に加熱する。これにより、ＰＣケーブル１２に内蔵されている金属製チューブや鉄筋１４および壁部８ｄも０℃超（例えば２℃〜２０℃）に加熱される。

このように、構築する新設コンクリート構造物１０と接合する既設コンクリート８（壁部８ｄ）の裏面の近傍範囲の表面に、加熱装置１のコンクリート板２の下面を接触させて載置して、既設コンクリート８の必要な範囲を所定温度（例えば２℃〜２０℃）に加熱した状態にする。そして、この加熱状態の既設コンクリート８に隣接してグラウト材Ｇやコンクリート材Ｃを打設するので、グラウト材Ｇやコンクリート材Ｃを低温状態にしないでＰＣケーブル１２の金属製チューブ内部や床板１５に打設することができる。これにより、既設コンクリート８の冷熱の影響を小さくしてグラウト材Ｇの流動性を確保ししつ、グラウト材Ｇの本来の特性を発揮させることができる。

本発明によれば、コンクリート板２の下面と既設コンクリート８（床部８ａ）の表面とが接触するので、互いは同材質（コンクリート）であり熱膨張率は同じになる。そのため、加熱による熱変形によってコンクリート板２と既設コンクリート８（床部８ａ）の接触面積が小さくなるという不具合を回避するには有利になる。また、コンクリート板２の少なくとも上面が断熱材４により覆われるので、ヒータ線３から発せられる熱エネルギーが気中に拡散することが抑制されるので、既設コンクリート８の加熱に有効に用いることができる。さらには、加熱されたコンクリート板２は蓄熱体として機能するので、熱エネルギーを安定して既設コンクリート８に付与には有利である。

そして、順次、コンクリート板２を加熱が必要な既設コンクリート８の範囲に配置して上述のように既設コンクリート８を加熱する。このように本発明では、加熱装置１を既設コンクリート構造物７の通常使用には実質的に支障を生じない位置に配置して使用する。それ故、既設コンクリート８に接合して新設コンクリート構造物１０を構築する際には、既設コンクリート構造部７の通常使用を妨げない、或いは、通常使用の妨げを最小限に抑えることができる。

ヒータ線３がコンクリート板２の下面から５０ｍｍ以内の深さ距離に埋設されていると、ヒータ線３から発せられる熱エネルギーを既設コンクリート８に伝達し易くなるので、既設コンクリート８を早期に所定温度まで加熱するには有利になる。

このコンクリート板２の上面には把手５が突設されているので、作業者は、この把手５を掴んでコンクリート板２の移動や配置作業を行なうことができ、作業効率が向上する。或いは、把手５に吊りロープを係止してクレーン等を用いてコンクリート板２を移動等させることもできる。

ヒータ線３が埋設された１枚のコンクリート板２は、１人〜２人の作業者の人力で移動できることが望ましいので、コンクリート板２の大きさおよび重さは上述した範囲内でより小さくすることが好ましい。

１ 加熱装置
２ コンクリート板
３ ヒータ線
３ａ 接続端部
４ 断熱材
５ 把手
６ 熱供給源
７ 既設コンクリート構造物
８ 既設コンクリート
８ａ 床部
８ｂ 柱部
８ｃ 梁部
８ｄ 壁部
８ｅ 断熱材
９ カプラー
１０ 新設コンクリート構造物
１１ 新設コンクリート
１２ 金属製チューブ内蔵のＰＣケーブル
１３ 機械式鉄筋継手
１４ 鉄筋
１５ 床板
Ｃ コンクリート材
Ｇ グラウト材

Claims (9)

1. 既設コンクリートに接合してコンクリート構造物を構築するコンクリート構造物の施工方法において、
   前記既設コンクリートの前記構築するコンクリート構造物との接合面の裏面の近傍範囲の表面に、加熱装置を構成するコンクリート板の下面を接触させて載置し、このコンクリート板の少なくとも上面を断熱材により覆った状態でこのコンクリート板に埋設されたヒータ線から熱を発してこのコンクリート板を通じて前記既設コンクリートに伝熱させてこの既設コンクリートを所定温度に加熱した状態にして、次いで、前記既設コンクリートに隣接して材料を打設して前記コンクリート構造物を構築することを特徴とするコンクリート構造物の施工方法。
2. 前記コンクリート板として、前記ヒータ線が下面から５０ｍｍ以内の深さ距離に埋設されているコンクリート板を用いる請求項１に記載のコンクリート構造物の施工方法。
3. 前記コンクリート板として、厚さが５０ｍｍ以上２００ｍｍ以下、長さが３００ｍｍ以上１５００ｍｍ以下のコンクリート板を用いる請求項１または２に記載のコンクリート構造物の施工方法。
4. 前記コンクリート板として、前記ヒータ線が埋設された状態で重量が１０ｋｇ以上１２０ｋｇ以下のコンクリート板を用いる請求項１〜３のいずかに記載のコンクリート構造物の施工方法。
5. 前記コンクリート板として、上面に把手が突設されたコンクリート板を用いる請求項１〜４のいずかに記載のコンクリート構造物の施工方法。
6. 前記ヒータ線として、電熱線を用いる請求項１〜５のいずれかに記載のコンクリート構造物の施工方法。
7. 前記ヒータ線として、加熱流体を流通させる流体用パイプを用いる請求項１〜５のいずれかに記載のコンクリート構造物の施工方法。
8. 前記コンクリート板として、前記ヒータ線の接続端部が側面に設けられたコンクリート板を用いて、複数のコンクリート板を互いの前記側面を対向させて隣接配置して、互いのコンクリート板に埋設される前記ヒータ線どうしを前記接続端部を介して連結させた状態にする請求項１〜７のいずれかに記載のコンクリート構造物の施工方法。
9. 前記既設コンクリートに隣接して打設する材料がグラウト材であり、このグラウト材を、前記既設コンクリートに埋設されたカプラーに取り付けられて前記構築されるコンクリート構造物に埋設されるＰＣケーブルの内蔵金属チューブの内部に打設する請求項１〜８のいずれかに記載のコンクリート構造物の施工方法。

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