JP6678060B2 - コンクリート充填方法およびコンクリート充填構造 - Google Patents

Description

本発明は、コンクリート充填方法およびコンクリート充填構造に関する。

免震改修工事として既存の上下の構造物の間に免震装置を設置する場合、上部構造物をジャッキアップして下部構造物の上に免震装置の下部基礎を構築し、下部基礎の上に免震装置を設置した後、免震装置と上部構造物の間に上部基礎を構築する。

図６はこうして構築された免震構造１００の例であり、下部構造物２の上に下部基礎１０２が設けられ、下部基礎１０２の上に免震装置１０１が設置される。免震装置１０１は上下にフランジ１０１ａ、１０１ｂを有し、下部基礎１０２の上面に設けられたプレート１０４に下部のフランジ１０１ａが取付けられる（例えば、特許文献１−４等）。

一方、上部構造物３の下面には上部基礎１０３が設けられ、上部基礎１０３の下面にプレート１０５が設けられる。プレート１０５には免震装置１０１の上部のフランジ１０１ｂが取付けられる。

上部基礎１０３はコンクリートを用いて構築するが、上部基礎１０３には図示しない基礎配筋や太径の補強梁主筋、機械式継手などが密に配されるため、コンクリートの密実な充填が必要である。

特開2014-105444号公報 特開2010-127033号公報 特開2008-308847号公報 特開2010-242332号公報

上部基礎１０３の構築時には、図示しない型枠内でコンクリートを打ち上げるが、コンクリートの充填が不十分になり、既存の上部構造物３の下面に空隙１０３ａが生じ易い。空隙１０３ａが生じると上部構造物３からの荷重が免震装置１０１にうまく伝達されず、構造上の不具合となる恐れがある。

そのため、コンクリートが十分に充填されているかを確認することが重要になるが、コンクリートは型枠の内側で充填されるので、充填状態を外側から確認するのは難しい。例えば特開2011-21368号公報のように、既存のスラブ下にコンクリートを充填して増厚する際に当該スラブに孔を設けておき、孔からコンクリートから流出したことにより充填確認を行う例もあるが、上記のように免震装置１０１と上部構造物３の間でコンクリートの充填を行うものとは異なり、また上部構造物３には上記のような孔を形成するのが困難なものも多い。

本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、コンクリートの充填確認が容易なコンクリート充填方法等を提供することを目的とする。

前述した課題を解決するための第１の発明は、上部部材と下部部材の間にコンクリートを充填するコンクリート充填方法であって、前記上部部材の下面に凸部を形成するとともに、型枠の外周部の上端が前記凸部の下端より上に位置し、且つ型枠の外周部の上端と前記上部部材の下面との間に隙間ができるように、前記下部部材の上の前記凸部を囲む位置に型枠を設置する工程と、前記型枠の内側に、前記隙間からコンクリートが溢れ出すまでコンクリートを充填する工程と、を有し、前記凸部は、前記上部部材の下面において、前記型枠の外周部に対応する箇所を除去することで形成されることを特徴とするコンクリート充填方法である。
第２の発明は、上部構造物と下部部材である免震装置の間にコンクリートを充填するコンクリート充填方法であって、前記上部構造物の下面から突出するように、モルタルまたはコンクリートで凸部を新たに形成する工程と、型枠の外周部の上端が前記凸部の下端より上に位置し、且つ型枠の外周部の上端と前記上部構造物の下面との間に隙間ができるように、前記下部部材の上の前記凸部を囲む位置に型枠を設置する工程と、前記型枠の内側に、前記隙間からコンクリートが溢れ出すまでコンクリートを充填する工程と、を有し、前記凸部を新たに形成したモルタルまたはコンクリートは、前記型枠の内側に充填したコンクリートのコンクリート強度と同じかそれより高い強度であることを特徴とするコンクリート充填方法である。

本発明では、上部部材と下部部材の間にコンクリートを充填する際に、上部部材の下面の凸部と型枠によるコンクリートの吐出溝を形成し、型枠の上端と上部部材の間の隙間からコンクリートが吐出されるようにする。この隙間からコンクリートが溢れ出ることにより、コンクリートが十分に充填されたことがわかり、コンクリートの充填確認が容易になって不十分な充填による空隙の発生を防止できる。この際少なくとも凸部の周囲にはコンクリートが充填されているので、構造上の不具合も防ぐことができる。

第２の発明では、前記凸部が、モルタルまたはコンクリートを前記上部部材の下面に設けることで形成される。あるいは、前記上部部材の下面において、前記型枠の外周部に対応する箇所を除去することで形成されてもよい。
前者の場合、上部部材の剥落等が生じることなく、凸部を上部部材の下面に容易に設けることができる。後者の場合、モルタル等の材料を用いることなく凸部を形成できる。

前記凸部の下面は、外側に向かって斜め上方に傾斜する傾斜面を有することが望ましい。
これにより、コンクリートが傾斜面に沿って型枠と上部部材の間の隙間へと流動しやすくなり、空隙の発生を防ぐことができる。

前記下部部材を免震装置とし、本発明の手法により既存構造物等の上部部材と免震装置の間に上部基礎を構築することで、上部部材からの荷重を免震装置に確実に伝達することができる。

第３の発明は、上部部材と下部部材の間にコンクリートが充填されたコンクリート充填構造であって、前記上部部材の下面に凸部が形成され、前記コンクリートに前記凸部が埋設され、前記凸部は、前記上部部材の下面において、前記コンクリートの外周部に対応する箇所にある溝部に隣接して形成されたものであることを特徴とするコンクリート充填構造である。
前記凸部の下面は、外側に向かって斜め上方に傾斜する傾斜面を有することが望ましい。
前記下部部材は例えば免震装置である。

本発明により、コンクリートの充填確認が容易なコンクリート充填方法等を提供することができる。

免震構造１を示す図 上部基礎１３におけるコンクリート充填方法を示す図 上部基礎１３におけるコンクリート充填方法を示す図 凸部３ａおよび上部基礎１３’を示す図 型枠２０、凸部１３ａ’、１３ｂ、およびアンカー１７ａの例を示す図 免震構造１００を示す図

以下、図面に基づいて本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。

（１．免震構造１）
図１は、本発明の実施形態に係るコンクリート充填構造を有する免震構造１を示す図である。免震構造１は、既存建物の免震改修工事において、既存の下部構造物２と上部構造物３（上部部材）の間に構築される。

下部構造物２および上部構造物３は特に限定されず、例えばそれぞれ既存のコンクリート基礎、コンクリート柱などとできる。

免震構造１は、下部基礎１２の上に免震装置１１を設置し、免震装置１１（下部部材）の上に上部基礎１３を構築したものである。本発明のコンクリート充填構造は、この上部基礎１３に適用される。

免震装置１１は、鋼板等によるフランジ１１ａ、１１ｂの間でゴムと鋼板とを交互に積層した既知のものを使用することができるが、これに限ることはない。

下部基礎１２は、型枠（不図示）内にコンクリートを充填することで下部構造物２の上面に構築され、既存の下部構造物２と一体化される。

下部基礎１２の上面には、鋼板等によるプレート１４が設置される。プレート１４には、免震装置１１の下部のフランジ１１ａが取付けられる。フランジ１１ａおよびプレート１４にはそれぞれアンカー１６ａ、１６ｂが設けられており、これらのアンカー１６ａ、１６ｂは下部基礎１２に埋設される。アンカー１６ａは、プレート１４を貫通して下部基礎１２内に延びるように設けられる。なお、本実施形態においてプレート１４は矩形板状のものであるが、これに限らない。例えばリング状のものとすることもできる。

上部基礎１３（コンクリート充填構造）は、型枠（不図示）内にコンクリートを充填することで上部構造物３の下面に構築され、既存の上部構造物３と一体化される。

上部基礎１３には、上部構造物３の下面から突出した凸部１３ａが埋設されている。凸部１３ａはモルタル（無収縮モルタル）やコンクリートを上部構造物３の下面に設けることで形成される。

上部基礎１３の下面には、鋼板等によるプレート１５が設置される。プレート１５には、免震装置１１の上部のフランジ１１ｂが取付けられる。フランジ１１ｂおよびプレート１５にはそれぞれアンカー１７ａ、１７ｂが設けられており、これらのアンカー１７ａ、１７ｂが上部基礎１３に埋設される。アンカー１７ａは、プレート１５を貫通して上部基礎１３内に延びるように設けられる。プレート１５は、前記のプレート１４と同様矩形板状のものであるが、これに限らない。例えばリング状のものとすることもできる。

（２．上部基礎１３におけるコンクリート充填方法）
次に、免震構造１を構築する際の上部基礎１３におけるコンクリート充填方法について説明する。

免震構造１の構築時には、前記したように上部構造物３をジャッキアップして下部構造物２の上に下部基礎１２を構築し、下部基礎１２の上に免震装置１１等を設置した後、免震装置１１と上部構造物３の間に上部基礎１３を構築する。本実施形態に係るコンクリート充填方法は、上部基礎１３の構築時に用いられる。

すなわち、上部基礎１３の構築時には、図２（ａ）に示すように、先に設置した免震装置１１と上部構造物３との間で、上部構造物３の下面に前記した凸部１３ａを形成する。

凸部１３ａは上部構造物３の下面から下方に例えば５０ｍｍ程度突出するように設ける。凸部１３ａには前記したように無収縮モルタルやコンクリート等が用いられ、その強度（圧縮強度）は、例えば後に充填するコンクリートの強度と同程度かそれより高いものとする。また、凸部１３ａの下面は、平面の中央部から外側に向かって斜め上方に傾斜する傾斜面を有する。

次に、上部基礎１３のコンクリートの充填空間において必要な配筋（不図示）等を行うとともに、免震装置１１の上で、図２（ｂ）に示すように型枠２０を設置する。型枠２０は、平面において凸部１３ａおよび当該充填空間を囲む位置に配置され、型枠２０の外周部の上端と上部構造物３の下面との間に隙間２１が形成されるようにする。なお、本実施形態では免震装置１１の上部のフランジ１１ｂ上にプレート１５を載置した状態で作業を行っており、当該プレート１５が底枠として用いられている。

前記の凸部１３ａは、上部構造物３の下面において、上部基礎１３のコンクリートの充填空間の平面中央部にあたる位置に設けられており、型枠２０の外周部との間に一定の距離がある。また凸部１３ａの厚さは隙間２１の幅より大きく、型枠２０の外周部の上端は、凸部１３ａの下端より上に位置する。

その後、図３（ａ）に示すように、型枠２０の外周部に設けた充填孔（不図示）などから型枠２０の内側にコンクリート１３０を充填する。コンクリート１３０の充填は、ポンプ等による圧入によって行うことができる。

コンクリート１３０は下方から上方へと順に充填され、凸部１３ａの下端に達した後は凸部１３ａの傾斜面に沿って流動し、凸部１３ａと型枠２０の間から前記の隙間２１の外側へと溢れ出る。この状態を図３（ｂ）に示す。

作業者は、隙間２１からコンクリート１３０が溢れ出たことにより、コンクリート１３０が十分に充填されたことがわかる。隙間２１は凸部１３ａの下端より上にあるので、この際少なくとも凸部１３ａの周囲にコンクリート１３０が充填されており、設計面では、凸部１３ａとこれに接触するコンクリート１３０を介した荷重の伝達が期待できるので、これを考慮して凸部１３ａの平面の大きさ、形状等を構造上の不具合が生じないように適切に設定すればよい。

本実施形態では、隙間２１からコンクリート１３０が溢れ出るまでコンクリート１３０の充填を行い、コンクリート１３０が隙間２１から溢れ出たのを確認すると、コンクリート１３０の充填を終了する。隙間２１付近で上部構造物３の下面近傍にコンクリート１３０の未充填部分があるときは、その側方からモルタル等のグラウト材を未充填部分に充填してもよい。コンクリート１３０の硬化後、型枠２０を取り外すと、図１等で説明した免震構造１が構築される。

以上説明したように、本実施形態によれば、上部構造物３と免震装置１１の間にコンクリート１３０を充填する際に、上部構造物３の下面の凸部１３ａと型枠２０によるコンクリートの吐出溝を形成し、型枠２０の上端と上部構造物３の間の隙間２１からコンクリートが吐出されるようにする。この隙間２１からコンクリート１３０が溢れ出ることにより、コンクリートが十分に充填されたことがわかり、コンクリート１３０の充填確認が容易になって不十分な充填による空隙の発生を防止できる。この際少なくとも凸部１３ａの周囲にはコンクリート１３０が充填されているので、構造上の不具合も防ぐことができる。

このような手法により免震装置１１と既存の上部構造物３の間に上部基礎１３を構築することで、上部構造物３からの荷重を免震装置１１に確実に伝達することができる。

また、凸部１３ａは、モルタルまたはコンクリートを上部構造物３の下面に設けることで容易に形成できる。

凸部１３ａの下面は、外側に向かって斜め上方に傾斜する傾斜面を有するので、コンクリート１３０が傾斜面に沿って型枠２０と上部構造物３の間の隙間２１へと流動しやすくなり、空隙の発生を防ぐことができる。

しかしながら、本発明はこれに限らない。例えば、凸部１３ａを形成する材料はモルタルやコンクリートに限らず、適当な強度を有するものであれば樹脂や鋼材、木材などでもよい。また複数の凸部１３ａを設けることも可能である。さらに、本発明の手法は、上部構造物３と免震装置１１の間にコンクリートを充填する場合以外にも、各種の上部部材、下部部材の間でコンクリートを充填するケースに適用できる。場合によっては、前記した下部基礎１２の構築時に適用することも可能である。

また、モルタル等により上部構造物３の下面に凸部１３ａを形成する代わりに、図４（ａ）に示すように、上部構造物３の下面の型枠２０の外周部に対応する箇所を５０ｍｍ程度切込んで除去して溝部３ｂを形成することで、５０ｍｍ程度の厚みを有する凸部３ａが上部構造物３の下面に形成されるようにしてもよい。その他の点は前記と同様であり、型枠２０の内側にコンクリートを充填することで図４（ｂ）の免震構造１’に示すように上部基礎１３’が構築できる。前記の溝部３ｂは上部基礎１３’のコンクリートの外周部に対応する箇所にあり、凸部３ａは溝部３ｂに隣接して形成される。

この例では、凸部３ａを設ける際にモルタル等の材料が不要になる。ただし、上部構造物３の切込みの際に、上部構造物３の下面の他の部分が剥落する恐れがある。この点では前記した実施形態のようにモルタル等で凸部１３ａを形成する方が有利であり、上部構造物３の剥落の恐れはない。

また、前記の実施形態では隙間２１を型枠２０の外周部全周に渡って形成しているが、図５（ａ）に示すように、型枠２０の外周部の一部のみで隙間２１を形成することも可能である。この場合、コンクリート１３０の充填は当該外周部の他の部分から行い、充填されたコンクリート１３０が最終的に隙間２１から溢れ出るようにするとよい。また凸部１３ａ’の下面の形状は、この隙間２１の方向へと外側に向かって斜め上方に傾斜した傾斜面を有するものとできる。

その他、凸部の形状は、その下端が型枠２０の上端より下にあれば特に限定されず、例えば図５（ｂ）の凸部１３ｂに示すように、凸部１３ｂの下面が傾斜面を有さず、水平な面のみで構成されていてもよい。

また、前記のアンカー１７ａの構成として、例えば図５（ｃ）の左図に示すように、プレート１５に金具１５ａを設けるなどしてコンクリート１３０の侵入しない空間をプレート１５の孔１５０およびフランジ１１ｂの孔１１０と連通するように形成し、当該空間にネジ孔を有するカプラー１７２を配置し、このカプラー１７２の一端にネジ筋１７１を螺合させて金具１５ａからコンクリート１３０の充填空間内に突出するように設けておくことも可能である。コンクリート１３０の充填後、右図に示すようにカプラー１７２を回転させて所定位置まで引き出し、当該カプラー１７２の他端に免震装置１１の上部のフランジ１１ｂ側からボルト１７３を締め込んでアンカー１７ａとすることができる。

以上、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１、１’、１００；免震構造
２；下部構造物
３；上部構造物
３ａ、１３ａ、１３ａ’、１３ｂ；凸部
３ｂ；溝
１１、１０１；免震装置
１１ａ、１１ｂ、１０１ａ、１０１ｂ；フランジ
１２、１０２；下部基礎
１３、１３’、１０３；上部基礎
１４、１５、１０４、１０５；プレート
１６ａ、１６ｂ、１７ａ、１７ｂ；アンカー
２０；型枠
２１；隙間
１０３ａ；空隙
１３０；コンクリート

Claims (7)

1. 上部部材と下部部材の間にコンクリートを充填するコンクリート充填方法であって、
   前記上部部材の下面に凸部を形成するとともに、型枠の外周部の上端が前記凸部の下端より上に位置し、且つ型枠の外周部の上端と前記上部部材の下面との間に隙間ができるように、前記下部部材の上の前記凸部を囲む位置に型枠を設置する工程と、
   前記型枠の内側に、前記隙間からコンクリートが溢れ出すまでコンクリートを充填する工程と、
   を有し、
   前記凸部は、前記上部部材の下面において、前記型枠の外周部に対応する箇所を除去することで形成されることを特徴とするコンクリート充填方法。
2. 前記凸部の下面は、外側に向かって斜め上方に傾斜する傾斜面を有することを特徴とする請求項１に記載のコンクリート充填方法。
3. 前記下部部材は免震装置であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のコンクリート充填方法。
4. 上部構造物と下部部材である免震装置の間にコンクリートを充填するコンクリート充填方法であって、
   前記上部構造物の下面から突出するように、モルタルまたはコンクリートで凸部を新たに形成する工程と、
   型枠の外周部の上端が前記凸部の下端より上に位置し、且つ型枠の外周部の上端と前記上部構造物の下面との間に隙間ができるように、前記下部部材の上の前記凸部を囲む位置に型枠を設置する工程と、
   前記型枠の内側に、前記隙間からコンクリートが溢れ出すまでコンクリートを充填する工程と、
   を有し、
   前記凸部を新たに形成したモルタルまたはコンクリートは、前記型枠の内側に充填したコンクリートのコンクリート強度と同じかそれより高い強度であることを特徴とするコンクリート充填方法。
5. 上部部材と下部部材の間にコンクリートが充填されたコンクリート充填構造であって、
   前記上部部材の下面に凸部が形成され、前記コンクリートに前記凸部が埋設され、
   前記凸部は、前記上部部材の下面において、前記コンクリートの外周部に対応する箇所にある溝部に隣接して形成されたものであることを特徴とするコンクリート充填構造。
6. 前記凸部の下面は、外側に向かって斜め上方に傾斜する傾斜面を有することを特徴とする請求項５に記載のコンクリート充填構造。
7. 前記下部部材は免震装置であることを特徴とする請求項５または請求項６に記載のコンクリート充填構造。

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