JP7003376B2 - 構造物の施工方法 - Google Patents

Description

本発明は、構造物の施工方法に関する。

ハーフプレキャストフーチング上に、上部構造体を支持する柱を立てる構造物の施工方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、トラスで補強された人工地盤の作業穴から、地盤に杭孔を掘削する人工地盤の施工方法を知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００１－３５５２４６号公報 特開２００６－０８３６７３号公報

特許文献１に開示された施工方法では、ハーフプレキャストフーチング上に打設する現場打ちコンクリートと、柱に支持される上部構造体との同時施工が可能になるため、構造物の工期を短縮することができる。

しかしながら、構造物の工期の短縮するためには、さらなる改善の余地がある。

本発明は、上記の事実を考慮し、構造物の工期を短縮することを目的とする。

第１態様に係る構造物の施工方法は、一対の先行柱と、前記一対の先行柱に支持される水平部材と、を有する架構を施工する架構施工工程と、前記先行柱の隣に、前記水平部材を支持する後施工柱を施工する後施工柱施工工程と、を備える。

第１態様に係る構造物の施工方法によれば、架構施工工程において、一対の先行柱と、一対の先行柱に支持される水平部材とを有する架構を施工する。次に、後施工柱施工工程において、先行柱の隣に、水平部材を支持する後施工柱を施工する。

このように本発明では、後施工柱を間引いた架構を先行して施工することにより、例えば、架構の上に施工される上部構造体と、後施工柱とを並行して施工することができる。したがって、構造物の工期を短縮することができる。

第２態様に係る構造物の施工方法は、第１態様に係る構造物の施工方法において、前記架構施工工程の後に、前記後施工柱を支持する後施工杭を施工する後施工杭施工工程を備える。

第２態様に係る構造物の施工方法によれば、架構施工工程の後の後施工杭施工工程において、後施工柱を支持する後施工杭を施工する。これにより、架構の上に施工される上部構造体と、後施工杭及び後施工柱とを並行して施工することができる。したがって、構造物の工期をさらに短縮することができる。

第３態様に係る構造物の施工方法は、第２態様に係る構造物の施工方法において、前記後施工杭施工工程において、前記後施工杭の少なくとも一部を前記水平部材の上から施工する。

第３態様に係る構造物の施工方法によれば、後施工杭施工工程において、後施工杭の少なくとも一部を水平部材の上から施工する。

ここで、例えば、後施工杭が場所打ち杭の場合、水平部材の上からであれば、架構の階高よりも全長が長い鉄筋ユニットを地盤の杭孔に挿入することができる。そのため、鉄筋ユニットの分割数を減らすことができる。したがって、鉄筋ユニットの連結箇所が少なくなるため、後施工杭の施工性が向上する。

以上説明したように、本発明に係る構造物の施工方法によれば、構造物の工期を短縮することができる。

本実施形態に係る構造物の施工方法によって施工された構造物を示す立面図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、先行杭施工工程を説明する立面図である。 （Ａ）は架構施工工程を説明する立面図であり、（Ｂ）は、上部構造体施工工程を説明する立面図である。 上部構造体施工工程と、後施工杭施工工程及び後施工柱施工工程とを説明する立面図である。 後施工杭施工工程を説明する立面図である。 後施工柱施工工程を説明する立面図である。 （Ａ）～（Ｃ）は、スラブの作業開口を示す平面図である。 後施工杭施工工程の変形例を説明する立面図である。 後施工柱施工工程の変形例を説明する立面図である。 後施工杭及び後施工柱の配置の変形例を示す立面図である。 スラブの作業開口の変形例を示す平面図である。 後施工杭及び後施工柱の配置の変形例を示す平面図である。

以下、図面を参照しながら、一実施形態に係る構造物の施工方法について説明する。

（構造物の構成）
先ず、本実施形態に係る構造物の施工方法（以下、単に「施工方法」という）によって施工される構造物の構成について説明する。

図１には、本実施形態に係る施工方法によって施工される構造物１０が示されている。構造物１０は、既存施設２０の下又は周囲に設けられる基礎４０と、基礎４０に支持される架構５０と、架構５０の上に施工される上部構造体６０とを備えている。

（既存施設）
既存施設２０は、一例として、鉄道の駅２２を含んでいる。駅２２は、鉄道車両２４が走行する複数の線路２６と、鉄道車両２４が停車する複数のプラットホーム２８とを有している。複数の線路２６は、地盤Ｇ上に敷設されている。また、複数の線路２６は、並走されており、平面視にて構造物１０を横切っている。さらに、各線路２６の脇には、プラットホーム２８が配置されている。

複数のプラットホーム２８は、線路２６に沿って配置されている。これらの線路２６及びプラットホーム２８の上に、後述する上部構造体６０が配置されている。なお、線路２６は、一本でも良いし、プラットホーム２８も１つでも良い。

（基礎）
基礎４０は、杭基礎とされており、複数の先行杭４２及び後施工杭４４を有している。先行杭４２及び後施工杭４４は、線路２６の脇で、かつ、プラットホーム２８の下の地盤Ｇに設けられている。また、先行杭４２及び後施工杭４４は、例えば、場所打ち杭とされている。

なお、先行杭４２及び後施工杭４４の構造や配置、本数は、適宜変更可能である。したがって、先行杭４２及び後施工杭４４は、例えば、プラットホーム２８の下ではなく、プラットホーム２８の脇に配置されても良い。

（架構）
架構５０は、複数の先行柱５２及び後施工柱５４と、複数の梁５６，５８Ａ，５８Ｂとを有し、既存施設２０の少なくとも一部を跨ぐように配置されている。先行柱５２は、先行杭４２の上に立てられている。また、後施工柱５４は、後施工杭４４の上に立てられている。つまり、構造物１０では、一柱一杭構造が採用されている。これらの先行柱５２及び後施工柱５４は、線路２６の上方（上空）に配置された上部構造体６０を支持しており、上部構造体６０の下に鉄道車両２４が走行可能な走行空間（既存施設用空間）３０を形成している。

梁５６は、隣り合う一対の先行柱５２に架設されており、梁５８Ａ，５８Ｂは、隣り合う先行柱５２と後施工柱５４とにそれぞれ架設されている。これらの先行柱５２、後施工柱５４、及び梁５６，５８Ａ，５８Ｂによって、架構５０が構成されている。また、梁５６，５８Ａ，５８Ｂの上には、スラブ６２（図５参照）が設けられている。さらに、架構５０の上には、上部構造体６０が設けられている。

（上部構造体）
上部構造体６０は、線路２６の上空に設けられる線路上空構造体（既存施設上空構造体）とされている。この上部構造体６０は、例えば、複数階（複数層）からなり、複数の柱６４と、隣り合う柱６４に架設される梁６６と、梁６６に支持される図示しないスラブとを有している。また、上部構造体６０は、例えば、複数のプラットホーム２８間の移動経路等を有している。

（構造物の施工方法）
次に、本実施形態に係る構造物の施工方法について説明する。

（先行杭施工工程）
先ず、先行杭施工工程について説明する。図２（Ａ）には、地盤Ｇに設けられた既存施設２０が示されている。この状態から、図２（Ｂ）に示されるように、プラットホーム２８の下に先行杭４２を施工する。この先行杭４２の施工では、例えば、図示しない掘削機によって地盤Ｇに杭孔を掘削するとともに、掘削した杭孔に図示しない鉄筋かごを挿入し、コンクリートを打設する。これにより、鉄筋コンクリート造の先行杭４２が施工される。

なお、本実施形態では、先行杭４２の準備工事として、図２（Ａ）に示されるように、例えば、線路２６及びプラットホーム２８の下の地盤Ｇに、排泥管やコンクリート供給管等の配管３２を敷設している。この配管３２の大きさや形状、配置、本数は、適宜変更可能である。

（架構施工工程）
次に、架構施工工程について説明する。架構施工工程では、図３（Ａ）に示されるように、先行杭４２の上に、後施工柱５４を間引いた架構（先行架構）５０を施工する。具体的には、複数の先行杭４２の上に先行柱５２をそれぞれ立てるとともに、隣り合う先行柱５２に、水平部材としての梁５６，５８をそれぞれ架設する。

なお、水平部材としては、梁５６，５８に限らず、スラブであっても良いし、梁及びスラブの両方であっても良い。また、架構（先行架構）は、複数の先行柱、すなわち少なくとも２本以上の先行柱と、これらの先行柱に架設される水平部材とで構成することができる。

ここで、架構（先行架構）５０には、前述したように、後施工柱５４が存在していない。そのため、後施工柱５４が後施工されるまでの間、梁５８の支持スパンＬが長くなっている。

（上部構造体施工工程）
次に、上部構造体施工工程について説明する。上部構造体施工工程では、図３（Ｂ）に示されるように、架構５０の上に上部構造体６０を施工する。具体的には、架構５０の梁５６，５８の上に、例えば、鉄筋コンクリート造のスラブ６２（図５参照）を施工する。また、先行柱５２の上に柱６４をそれぞれ立てるとともに、隣り合う柱６４に梁６６をそれぞれ架設する。これにより、図４に示されるように、複数階からなる上部構造体６０を施工する。

ここで、後施工柱５４を施工する前の架構５０では、前述したように、梁５８の支持スパンＬ（図３（Ａ）参照）が長くなっており、梁５８がたわみ易くなっている。この対策として本実施形態では、梁５８を補強部材によって補強している。なお、補強部材は、必要に応じて設ければ良く、適宜省略可能である。

補強部材としては、例えば、梁５８における後施工柱５４との接合部を吊り上げるワイヤー等の吊り材７０やブレース等が挙げられる。また、梁５８の断面積を大きくしても良いし、架構５０の直上階を、梁５６，５８を下弦材としたトラス構造としても良い。

また、吊り材７０には、例えば、梁５８のレベルを調整するためのレベル調整機構を設けても良い。レベル調整機構としては、吊り材７０を緊張させるチェーンブロック７２や、ブレースに内蔵され、ブレースの全長を短くするジャッキ等が挙げられる。

なお、吊り材７０等の補強部材は、本設でも良いし、仮設であっても良い。つまり、吊り材７０は、後施工柱５４の施工後に撤去しても良いし、撤去しなくても良い。また、補強部材は、必要に応じて設ければ良く、適宜省略可能である。

また、図５に示されるように、スラブ６２には、後述する後施工杭４４及び後施工柱５４を施工するための作業開口６２Ａを形成しておく。作業開口６２Ａは、後施工杭４４及び後施工柱５４の上方に配置される。また、作業開口６２Ａは、後施工柱５４と梁５８との柱梁仕口部の上方に配置される。この作業開口６２Ａは、例えば、後施工杭４４及び後施工柱５４の平断面よりも大きな開口とされる。

図７（Ａ）に示されるように、作業開口６２Ａの周辺部は、仮設又は本設の補強梁６８によって補強される。これにより、作業開口６２Ａの周辺部の強度が確保される。なお、補強梁６８は、必要に応じて設ければ良く、適宜省略可能である。

（後施工杭施工工程）
次に、後施工杭施工工程について説明する。図４に示されるように、後施工杭施工工程は、前述した上部構造体施工工程と並行して行う。この後施工杭施工工程では、架構５０の梁５６，５８上に敷設されたスラブ６２の上から、地盤Ｇに後施工杭４４を施工する。つまり、後施工杭施工工程では、スラブ６２を作業台として、地盤Ｇに後施工杭４４を施工する。

具体的には、先ず、スラブ６２の作業開口６２Ａ（図５参照）の周辺部に掘削機（図示省略）を設置し、作業開口６２Ａを介して地盤Ｇを掘削する。これにより、地盤Ｇに、後施工杭４４用の杭孔４６を形成する。なお、本実施形態では、プラットホーム２８の下に後施工杭４４を施工するため、プラットホーム２８にも後施工杭４４を施工するための貫通孔２８Ａ（図５参照）が形成されている。

次に、図５に示されるように、複数に分割された鉄筋かご４８を図示しないクレーン等によって吊り上げ、当該鉄筋かご４８をスラブ６２の上から作業開口６２Ａを介して杭孔４６に挿入する。この際、杭孔４６には、複数の鉄筋かご４８が接合された状態で挿入される。なお、鉄筋かご４８は、鉄筋ユニットの一例である。

次に、スラブ６２の上に図示しないコンクリート打設機を設置し、スラブ６２の上から作業開口６２Ａを介して杭孔４６にコンクリートを打設する。これにより、後施工杭４４が施工される。なお、後施工杭４４の杭頭部には、後述する後施工柱５４の柱脚部が接合される。

（後施工柱施工工程）
次に、後施工柱施工工程について説明する。後施工柱施工工程は、前述した上部構造体施工工程と並行して行う。この後施工柱施工工程では、スラブ６２の上から、後施工杭４４の上に、梁５８を支持する後施工柱５４を施工する。換言すると、スラブ６２を作業台として、隣り合う一対の先行柱５２の間に、梁５８を支持する後施工柱５４を施工する。

具体的には、図６に示されるように、図示しないクレーン等によって後施工柱５４を吊り上げ、当該後施工柱５４をスラブ６２の上から作業開口６２Ａを介して後施工杭４４の上に設置する。この際、後施工柱５４の柱脚部は、プラットホーム２８の貫通孔２８Ａを介して杭孔４６に挿入する。この状態で、杭孔４６及びプラットホーム２８の貫通孔２８Ａにコンクリートを打設し、後施工柱５４の柱脚部を後施工杭４４の柱頭部に固定する。

次に、後施工柱５４の柱梁仕口部に、梁５８を接合する。これにより、先行柱５２、後施工柱５４、及び梁５６，５８によって、架構５０（図１参照）が施工される。また、後施工柱５４によって梁５８（梁５８Ａ，５８Ｂ）が支持されるため、梁５８Ａ，５８Ｂの支持スパンが短くなる。その後、作業開口６２Ａにコンクリートを打設し、作業開口６２Ａを塞ぐ。

（作用及び効果）
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。

図１に示されるように、本実施形態に係る施工方法によれば、構造物１０の上部構造体６０は、既存施設２０の上方（上空）に施工される。ここで、既存施設２０の上方に上部構造体６０を施工する場合、例えば、既存施設２０の稼働時間、すなわち駅２２の営業時間等によって、一日の基礎４０（先行杭４２及び後施工杭４４）の施工時間（工事時間）が制限される。そのため、構造物１０の工期が長期化する可能性がある。

この対策として本実施形態では、先ず、架構施工工程において、後施工杭４４及び後施工柱５４を間引いた架構５０を施工する。次に、上部構造体施工工程と、後施工杭施工工程及び後施工柱施工工程とを並行して行う。つまり、上部構造体６０と、後施工杭４４及び後施工柱５４とを並行して施工する。これにより、後施工杭４４及び後施工柱５４を施工してから、上部構造体６０を施工する場合と比較して、構造物１０の工期を短縮することができる。

また、後施工杭４４は、架構５０の梁５８上に敷設されたスラブ６２の上から地盤Ｇに施工される。ここで、スラブ６２の上からではなく、例えば、プラットホーム２８上から地盤Ｇに後施工杭４４を施工する場合、既存施設２０の稼動時間終了後に、後施工杭４４を施工するための掘削機やコンクリート打設機等をプラットホーム２８の上に設置するとともに、既存施設２０の稼働開始時間に合わせて、掘削機等をプラットホーム２８の上からサイトヤード等に退避させる必要があるため、工期が長期化する可能性がある。

これに対して本実施形態では、スラブ６２の上に掘削機等を設置し、スラブ６２の上から作業開口６２Ａを介して地盤Ｇに後施工杭４４を施工する。そのため、既存施設２０の稼働開始時間に合わせて、掘削機等をスラブ６２の上からサイトヤード等に退避する必要がない。したがって、工期を短縮することができる。

また、例えば、プラットホーム２８の上から杭孔４６に鉄筋かご４８を挿入する場合、鉄筋かご４８が梁５８やスラブ６２と干渉しないように、鉄筋かご４８の全長を架構５０の階高よりも短くする必要がある。

これに対して本実施形態では、図５に示されるように、スラブ６２の上から作業開口６２Ａを介して、杭孔４６に鉄筋かご４８を挿入する。これにより、鉄筋かご４８が梁５８やスラブ６２と干渉しないため、鉄筋かご４８の全長を架構５０の階高よりも長くすることができる。この結果、鉄筋かご４８の分割数を減らすことができる。したがって、鉄筋かご４８の継手箇所や揚重回数が低減されるため、施工性が向上する。

これと同様に、本実施形態では、スラブ６２の上から作業開口６２Ａを介して、後施工柱５４を後施工杭４４の上に設置する。これにより、後施工柱５４が梁５８やスラブ６２と干渉しないため、後施工柱５４を分割せずに、後施工杭４４の上に設置することができる。したがって、後施工柱５４の施工性が向上する。

さらに、本実施形態では、スラブ６２の上から作業開口６２Ａを介して、地盤Ｇに後施工杭４４用の杭孔４６を掘削し、掘削した杭孔４６にコンクリートを打設する。そのため、後施工杭４４の施工には、排泥管やコンクリート供給管等の配管３２（図２（Ａ）参照）を既存施設２０内に設ける必要がない。したがって、配管３２の敷設コスト等を削減することができる。

（変形例）
次に、上記実施形態の変形例について説明する。

スラブ６２に形成する作業開口６２Ａの大きさや形状、配置は、適宜可能である。また、作業開口６２Ａの周辺部の補強構造も適宜変更可能である。例えば、図７（Ｂ）に示される変形例では、略平行する一対の梁５８の間に作業開口６２Ａが形成されている。この一対の梁５８には、作業開口６２Ａの両側の周辺部に沿った補強梁８０がそれぞれ架設されており、これらの補強梁８０によって作業開口６２Ａの周辺部が補強されている。

また、図７（Ｃ）に示される変形例では、後施工柱５４に支持される梁５８Ａ，５８Ｂの端部が、作業開口６２Ａ内へ突出している。一方、後施工柱５４の柱梁仕口部には、各梁５８Ａ，５８Ｂに対応する複数のブラケット８２が設けられている。これらのブラケット８２には、各梁５８Ａ，５８Ｂの端部が接合される。これにより、後施工柱５４の柱梁仕口部に各梁５８Ａ，５８Ｂを容易に接合することができる。

次に、上記実施形態では、架構５０の梁５８上に敷設されたスラブ６２の上から後施工杭４４及び後施工柱５４を施工したが、上記実施形態はこれに限らない。例えば、図８に示されるように、プラットホーム２８の上から、後施工杭４４を施工しても良い。なお、図８に示される例では、プラットホーム２８の上に、コンクリート打設機８４が設置されている。

ここで、図８に示される変形例では、スラブ６２の上から後施工杭４４を施工しないため、後施工杭４４の上方から外れた位置に作業開口６２Ａが配置されている。また、架構５０には、架構施工工程において、後施工柱５４の上部５４Ａが予め施工されている。

この場合は、例えば、図９に示されるように、図示しないクレーンによって、後施工柱５４の柱ユニット５４Ｂを吊り上げ、当該柱ユニット５４Ｂを作業開口６２Ａを介して後施工杭４４と後施工柱５４の上部５４Ａとの間に設置するとともに、柱ユニット５４Ｂの柱脚部を後施工杭４４に接合する。また、後施工柱５４の上部５４Ａと柱ユニット５４Ｂとの隙間を間詰め材８６によって埋め、間詰め材８６を介して後施工柱５４の上部５４Ａと柱ユニット５４Ｂとを接合する。

このように架構施工工程において、後施工柱５４の一部を施工し、後施工柱施工工程において、後施工柱５４の残りの部分を施工することも可能である。

また、上記実施形態では、スラブ６２の上から全ての後施工杭４４を施工したが、上記実施形態はこれに限らない。例えば、スラブ６２の上から後施工杭４４の一部のみを施工し、後施工杭４４の他の部分は、プラットホーム２８の上から施工しても良い。つまり、スラブ６２の上からは、後施工杭４４の少なくとも一部を施工することができる。

なお、後施工柱５４の鉄筋かご４８は、スラブ６２の上から作業開口６２Ａを介して杭孔４６に挿入することが好ましい。前述したように、鉄筋かご４８の全長を架構５０の階高よりも長くし、鉄筋かご４８の分割数等を減らすことができるためである。また、プラットホーム２８上や地盤Ｇ上から、後施工杭４４の少なくとも一部を施工することも可能である。

また、上記実施形態では、スラブ６２の上から全ての後施工柱５４を施工したが、上記実施形態はこれに限らない。例えば、スラブ６２の上から後施工柱５４の一部のみを施工し、後施工柱５４の他の部分は、プラットホーム２８の上から施工しても良い。また、プラットホーム２８上や地盤Ｇ上から、後施工柱５４の少なくとも一部を施工することも可能である。

次に、上記実施形態では、一対の先行柱５２の間に後施工柱５４を施工したが、上記実施形態はこれに限らない。例えば、図１０に示されるように、構造物１０の外周杭及び外周柱を、後施工杭４４及び後施工柱５４としても良い。

具体的には、架構施工工程において、一対の先行柱５２に梁５６を架設して架構５０を施工するとともに、架構５０から跳ね出す跳出し梁９０を施工する。この架構５０では、跳出し梁９０の先端側（自由端側）を支持する後施工柱５４が間引かれており、跳出し梁９０が架構５０に片持ち状態で支持されている。

この場合、後施工杭施工工程では、例えば、図１１に示されるように、跳出し梁９０上に施工されたスラブ６２の作業開口６２Ｂから、後施工杭４４を施工する。この作業開口６２Ｂは、孔ではなく、切り欠き状に形成されている。

なお、図１０に示されるように、跳出し梁９０は、前述した吊り材７０等やブレース９２の補強部材によって適宜補強されている。また、跳出し梁９０に対する補強としては、跳出し梁９０の断面積を大きくしても良い。なお、跳出し梁９０は、水平部材の一例である。

次に、図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）に示されるように、先行杭４２（先行柱５２）及び後施工杭４４（後施工柱５４）の配置は、適宜変更可能である。

また、上記実施形態では、先行杭４２及び後施工杭４４が場所打ち杭とされるが、上記実施形態はこれに限らない。先行杭及び後施工杭は、例えば、既製杭であっても良い。また、後施工杭４４、適宜省略可能であり、例えば、架構５０を施工する前に、全ての杭を施工しても良い。また、上記実施形態では、基礎４０は、杭基礎に限らず、直接基礎であっても良い。

また、先行柱５２及び後施工柱５４の構造は適宜変更であり、例えば、鉄骨造やＣＦＴ造、鉄筋コンクリート造、鉄骨鉄筋コンクリート造であっても良い。

また、上記実施形態では、既存施設２０が駅２２を含むが、上記実施形態はこれに限らない。既存施設としては、例えば、道路や設備、構造物等であって良い。また、架構５０の上に施工される上部構造体は、人工地盤等であっても良い。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に限定されるものでなく、一実施形態及び各種の変形例を適宜組み合わせて用いても良いし、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

１０ 構造物
４４ 後施工杭
５０ 架構
５２ 先行柱
５４ 後施工柱
５８ 梁（水平部材）

Claims (3)

1. 一対の仮設でない先行柱と、前記一対の先行柱に支持される水平部材と、を有し、既存施設の少なくとも一部を跨ぐ架構を施工する架構施工工程と、
   前記先行柱の隣に、前記水平部材を支持する仮設でない後施工柱を施工する後施工柱施工工程と、
   を備える構造物の施工方法。
2. 一対の仮設でない先行柱と、前記一対の先行柱に支持される水平部材と、を有する架構を施工する架構施工工程と、
   前記先行柱の隣に、前記水平部材を支持する仮設でない後施工柱を施工する後施工柱施工工程と、
   を備え、
   前記架構施工工程の後、かつ、前記後施工柱施工工程の前に、前記後施工柱を支持する後施工杭を施工する後施工杭施工工程を備える、
   構造物の施工方法。
3. 前記後施工杭施工工程において、前記後施工杭の少なくとも一部を前記水平部材の上から施工する、
   請求項２に記載の構造物の施工方法。

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