JP7008989B2 - 路盤コンクリート打設のための組立構造物、コンクリート圧入器及び路盤コンクリートの打設方法 - Google Patents
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Description
コンクリートを、ポンプ車からのホース81を移動させて、型枠内隅々に充填しつつ、振動機82にてジャンカが出ないように均一に締固める。その上で、木鏝83やトンボ84にて表面を粗仕上げする。
RC構造物の劣化は、鉄筋の被り部11の表面から始まる。表面から侵入する劣化因子12には、塩化物イオン、二酸化炭素、酸素、水分などがある。それらの侵入速度の決定要因としては、セメントの種類や骨材の吸水率などのほか、この鉄筋16の被り部11の空隙の状態、すなわち緻密性が影響する。劣化因子12の侵入後における鉄筋の錆の進捗は、鉄筋とコンクリートとの密着の状態、すなわち密実性が影響する(図10の右側の図を参照)。
特許文献1に記載の技術は、打設するコンクリート表面に金網を活用するもので、建築分野の屋根のような薄層の急勾配コンクリートの仕上げ方法に関するものである。鉄筋の表面に亀甲金網を配し、亀甲金網より下方部分をまず充填し、その後亀甲金網の上方部分を仕上げる。急勾配にも拘わらず、コンクリートの垂れを解決するのに、好適な工法である。
1)亀甲金網は、下方部分を充填時コンクリートの揚圧力がかかるため、剥離するか固定する鉄筋ごとに位置ずれを起こす。
2)鉄筋の表面に、壁筋などの立ち上げ鉄筋や機械基礎などを固定する金物がある場合、亀甲金網を配置することができない。
4)亀甲金網は、拘束する下方部分のコンクリートの局部的な垂れを防ぐが、全体的な円弧滑りを伴う側方流動を起こす場合、剛性がないからそれを防ぐことが難しい。
6)亀甲金網は、鉄筋の被り部に配置するので異物となり、塩化物イオン、二酸化炭素、酸素、水分などの劣化因子が表面から侵入することを助長し、耐久性を損なう。
8)薄層の急勾配の仕上げ技術であるため、コンクリートの層が肉厚である「高速道路ランプの路盤面」や「ダムの副堤の水路面」などの場合、コンクリートのチクソトロピー性に起因する力学挙動には対応できない。
9)網体は、下方内部を充填時に、上方の1辺からの1方向の充填となり、充填経路が長く骨材が分離しセメントペーストのみが先走る。したがって、均一なコンクリートが打設できない。
11)網体には剛性がなく、鉄筋に多頻度箇所の固定が必要となるため、施工が煩雑となる。
13)網体は、鉄筋の被り部に配置することから異物となり、この被り部の表面から塩化物イオン、二酸化炭素、酸素、水分などの劣化因子が侵入することを増長させ、耐久性を損なう。
15)振動機が使用できないので、締固めが不要であるが高価なノンブリージングタイプの高流動コンクリートが必要となるため、工費を増大させる。
17)上筋表面に、壁筋などの立ち上げ鉄筋や機械基礎などを固定する金物がある場合には、上部から鋼製型枠で覆うことができない。
18)現場打設による工法に比べて運搬費用(運賃)が嵩むため、工費を増大させる。
20)用いるプレキャスト部材は、運搬重量上の制約があるため、適用できる現場が限られる。
帯状で細長の少なくとも1以上の平面を有する複数の網体を備え、上筋を成す第1の縦横の棒鋼と下筋を成す第2の縦横の棒鋼との狭隘に、複数の網体の軸方向を前記水勾配の方向と概直交させ、少なくとも網体が有する平面の1つは、スターラップ筋を成す第3の棒鋼の概鉛直のいずれかの棒鋼部分に面してあるいは第1の縦横の棒鋼の下面に面して配置され、断面視で少なくとも網体が有する平面の1つの端部は、第1の縦横の棒鋼の下面に面して前記水勾配の方向の縦断面視で勾配を持って配置される網体構造物と
から構成されることを特徴とする。
1)網体は、上筋の下面に面することから、
・コンクリート充填時に発生する揚圧力においても上筋に拘束されるので、浮き上がり剥離することはない。
・路盤鉄筋の上筋表面に壁筋などの立ち上がる鉄筋や機械基礎などを固定する金物がある場合でも、支障がない。
・鉄筋の被り部に網体などの異物を配さないから、被り部の表面からの劣化因子(塩化物イオン、二酸化炭素、酸素、水分など)の侵入を最小化し、耐久性が向上する。
2)網体は、帯状細長の軸方向を路盤の水勾配の方向と概直交させることから、コンクリートの充填上昇に伴い断面視同時に下から包含でき、位置ずれを起こしにくい。
3)網体は、軸方向を水勾配の方向と概直交方向とし、平面視で離隔を設け間欠に固定する。このため、間欠に空く離隔部において、コンクリート充填に伴いここより表面に吹き出そうとするコンクリートは、離隔をおいて向かい合う網体間に形成される粗骨材のアーチング効果により低減し、十分に締固めてタンピングを施すことができる(図17のステップ5に示すアーチング効果77を参照)。
4)網体として、金属板に切込みを入れ、引き延ばした網目を持つラス網またはエキスパンドメタルを採用すれば、セメントペーストの透過率は大きくなる。したがって、タンピングの際、網体下方から必要なセメントペーストが容易に上方へ供給されるので、鉄筋直上の割れや鉄筋直下の空隙を逸散させ鉄筋の付着性能が向上する。
5)網体として、鉄にクロムまたはクロムとニッケルを含む、錆びにくい合金鋼であるステンレス仕様のラス網またはエキスパンドメタルを採用することにより、密着する鉄筋との異種材料間に発生するガルパニック腐食(異種金属接触腐食)を最小化する。
6)網体として、FRP(FIber ReInforced PLastIcs)などの繊維強化プラスチックを格子状、概ハニカム状又は水玉状などに成型した有孔板を加工して採用することにより、エキスパンドメタルのステンレス仕様の場合と同様の効果を得つつ、さらに軽量化し設置も簡便化できる。
7)網体の網に空く孔は、例えばφ30~50mmの円形を必要最小限に包含する。そうすると、φ25~40mmの粗骨材の透過は許さないから側方流動を抑止でき、φ28mmの小径バイブレータにてここを貫通させつつ上下一体に締固められる。したがって、密実かつ均一なコンクリートを打設することができる。
8)上述の効果は、露天、トンネル内を問わず、カント勾配を有し、路盤面の水勾配に位置付けられる横断勾配を距離程方向に連続的に変化させる、「高速道路ランプの路盤面」や「高速新幹線の路盤面」においても、同様の効果を得ることができる。
9)概格子状の上筋及び下筋を構成するいずれかの棒鋼は、水勾配の方向に概直交するから、ここにスターラップ筋を組み付ければ、容易にスターラップ筋を構成する概鉛直の棒鋼は、水勾配の方向に概直交して林立する。したがって、この林立するスターラップ筋を構成する概鉛直の棒鋼に面して網体を配置すれば、網体は水勾配の方向に概直交する配置となり、上述した網体としての必要機能を容易に実現できる。
図2は、実施例1として、路盤コンクリート勾配5度の場合の打設であり、図3は、実施例2として、路盤コンクリート勾配10度の場合の打設であり、図4は、実施例3として、路盤コンクリート勾配15度の場合の打設である。
1)上筋24
概格子状に組む直線状の棒鋼の縦横の面の向きが、路盤上面1の向きと概合致し、縦横いずれかの棒鋼の方向が路盤上面1の水勾配3の方向に概直交し、路盤上面1から所定の被り部11を空けて配置する。なお、図2~4に示す実施例1~3では、上筋24の棒鋼の端部はフック状であるが、この端部をコの字に屈曲して下筋側に定着しても差し支えない(図示せず)。
概格子状に組む直線状の棒鋼の縦横の面の向きが、路盤下面2の向きと概合致し、縦横の棒鋼の方向が上筋24の縦横の棒鋼の方向に概合致し、路盤下面2から所定の被り部11を空けて配置する。なお、図2~4に示す実施例1~3では、下筋25の棒鋼の端部はフック状であるが、この端部をコの字に屈曲して上筋側に定着しても差し支えない(図示せず)。
両端にフック部を有し、自らの概門型の棒鋼の形状にて、上筋24と下筋25とを、片方から他方に互いに両者を拘束するように、∩(キャップ)状に被せるかあるいは∪(カップ)状に抄う。また、自らの概門型の棒鋼の中央の辺26(37)を、上筋24又は下筋25を成す片方の棒鋼に押し付け、先端のフック部を上筋24又は下筋25を成す他方の棒鋼に引っ掛ける態様にて配置する。
また、概門型の中央の棒鋼の辺37が、水勾配と直交方向に、また、上筋24(32)及び下筋25の水勾配と直交方向の棒鋼の水勾配の高位側となる面に面して配筋する。
細長の軸方向を路盤の水勾配の方向3と概直交させて、断面視で少なくとも各面54の内のいずれかの端部55は、上筋24の下面に面するよう、水勾配の方向3の縦断面視で勾配を持って配置する。
さらに、少なくとも概鉛直に配置する面は、スターラップ筋26の両側の辺26(38)の棒鋼の水勾配の高位側となる面に面して配置する。
スターラップ筋26を上記3)のように配筋すると、スターラップ筋26の概門型の両側の辺26(38)の棒鋼の水勾配の高位側の面に概鉛直面を面する網体が、その高位側の面に受けるコンクリートの各側圧は、スターラップ筋26の結束箇所の結束強度に依存することなく、各スターラップ筋26を通じ上筋24と下筋25にスムーズに伝達されるので、配筋の結束箇所のずれや外れが生じない。
例えば、「高速道路ランプの路盤面」のように、路盤面の水勾配に位置付けられる横断勾配を距離程方向に連続的に変化させる場合の適用では、水勾配の方向3が短辺となり、この方向に貫通するセパレーター用棒鋼(貫通用)64は短くて済み、効率よく強固に組み立てられる。
続いて、上筋24の下面側に面する勾配打設範囲97については、低位側5から高位側4に向かってd~hの順に打設する。この際に、水勾配の低位側5のI状網体(縦配置)51または逆L状網体53の概鉛直の面とその水勾配の高位側4のI状網体(縦配置)51または逆L状網体53の概鉛直の面との狭隘の空間において、少なくとも低位側5のI状網体(縦配置)51または逆L状網体53の概鉛直の面の上筋24の下面に面する一端まで打設し、勾配を上がるように狭隘の空間に対し所定回数繰り返し打設する。
・各網体の概鉛直の面の上筋24の下面に面する一端まで、低位5から高位4に向かう勾配に打設するから、低位5の打設箇所から順に水和反応が進み硬化しつつ上方に積み上げるように充填する。このため、落差のある段状の打設においても円弧滑りを伴う側方流動を低減し、各段に十分に締め固めることができる。
・I状網体(縦配置)51は、概鉛直の態様にて、上筋24と下筋25との狭隘に細長の軸方向を路盤の水勾配の方向3と概直交させる。また、その一面は概門型のスターラップ筋26の両側の辺38のいずれかの棒鋼に面し、少なくとも一端は上筋24の下面に面するように、配置する。
・平面視で網体の離隔部57を間欠に空けて配置し、水勾配の方向3の縦断面視で勾配を持って配置する。
・勾配5度の場合、施工条件によって異なるが、コンクリートは塑性流動体に近い側方流動性のある挙動をするため、網体は、I状網体(縦配置)51とし、側面がスターラップ筋26の門型の両側の辺38の棒鋼に面するように、上筋24の下面に配置すればよい。そうすることにより、下方において累進する各側圧は、個別にスターラップ筋26を介し上筋24及び下筋25にて保持できる。よって、垂れを低減しタンピングに支障がない。
・網体51は、軸方向を水勾配の方向3と概直交方向とし、離隔を設け水平方向に間欠に固定するため、間欠に空く平面視網体の離隔部57は、コンクリートポンプのホース81及び振動機82の挿入口として、スムーズに充填し頻度細かく締め固めることができる。
・逆L状網体53は、L字の上下逆さの態様にて、上筋24と下筋25との狭隘に細長の軸方向を路盤の水勾配の方向3と概直交させる。また、その一面は概門型のスターラップ筋26の両側の辺38のいずれかの棒鋼に面し、残る一面は上筋24の下面に面するように、配置する。
・少なくとも一部の概格子状の上筋24の路盤の水勾配の方向3に概合致する棒鋼は、当該鉄筋自体、あるいは当該鉄筋に沿わせて固定するセパレーター用棒鋼69をPコン(プラスチックコーン)66(図15、参照)を介し、路盤の水勾配の方向3において高位側4の側面型枠を貫通させ、その背面で箱金物65にて固定する。
・勾配10度の場合、施工条件によって異なるが、コンクリートは、塑性流動体として円弧滑りを伴う側方流動性の挙動を示すため、網体は、この揚圧力に対抗するべく逆L状網体53とし、各面が上筋24の下面とスターラップ筋26の両側の辺に面するように配置すればよい。
・逆L状網体53を、実施例2(「路盤コンクリート勾配10度の打設」)と同様に配置する。続いて、I状網体(横配置)52を、水平の態様にて、上筋24と下筋25の狭隘に細長の軸方向を、路盤の水勾配の方向3と概直交させ、水平面は、上筋24の下面に面するように、逆L状網体53の平面視で網体の離隔部57に配置する。
・少なくとも一部の概格子状の上筋24の路盤の水勾配の方向3に概合致する棒鋼は、当該鉄筋自体、あるいは当該鉄筋に沿わせて固定するセパレーター用棒鋼69をPコン66(図15、参照)を介し、路盤の水勾配の方向3において高位側4の側面型枠を貫通させ、その背面で箱金物65にて固定する。
・続いて、ポンプホース挿入孔76が開口するI状網体(横配置)52に組み合わせるコンクリート圧入器71によって、ポンプホース81を上筋24下方に挿入してコンクリートを圧入する。
コンクリート圧入器71は、図6~図8に示すように、概格子状の上筋24より下方に下がるポンプホース81のガイド管72、ガイド管72を概格子状の上筋24の概矩形の開口に配置する少なくとも2列から成る固定桁74及び固定桁74同士の間にガイド管72を挟み両者を接続する接続材75、から構成される。そして、図5、図6に示すように、上筋24下方に予めポンプホース挿入孔76を有するI状網体52を横に配置し、このポンプホース挿入孔76を貫通するガイド管72を通じてコンクリートを所定圧で圧入する。
・勾配15度の場合、施工条件によって異なるが、コンクリートは、液性の流動体として円弧滑りを伴う側方流動性の高い挙動を示すため、揚圧力も増大する。そこで、網体は、逆L状網体53を、実施例2と同様に平面視網体の離隔部57を空けて間欠に配置し、その離隔部に、I状網体(横配置)52を水平の態様にて配置する。揚圧力や液圧に耐荷するために、両者を上筋24の下面全域に配置すれば、タンピングに支障がない。
上述したように、実施例2におけるコンクリートは、塑性流動体として円弧滑りを伴う側方流動性の挙動を示し、その際に、高位側に比して低位側は、さらに側方流動性が卓越する。
以上により、全体的な円弧滑りを伴う側方流動を、効果的に抑止でき、タンピングに支障がない。
水平の打設範囲Iは、上筋24の下側に水平に位置する。そこで、低位側5から高位側4に向かってa~hの順に、ポンプホース(充填)81による打設、振動機による締固め82を効率よく行う。なお、I状網体(横配置)52が障害する箇所は、局部的に結束をはずしてずらせばよい(図示せず)。
勾配の打設範囲IIは、上筋24の下面側に面する。そこで、低位側の網体の概鉛直の面と高位側の網体の概鉛直の面との狭隘の空間に対して、勾配を上がるように所定回数打設を繰り返し、低位側5から高位側4に向かってa~cの順に、ポンプホース(充填)81による打設、振動機による締固め82を行う。網体の下方への振動機の挿入は、予め網体に小径の挿入孔(図示せず)を設けて貫通させても、網体自体の網目を貫通させてもよい。
水平の打設範囲IIIでは、間欠に配置する逆L状網体53の平面視網体の離隔部57から、ポンプホース(充填)81によって、効率よく打設し、振動機による締固め82を行う。
残る勾配の打設範囲IVでは、間欠に配置する逆L状網体53の平面視網体の離隔部57から、ポンプホース(充填)81にて、低位側の網体の概鉛直の面と高位側の網体の概鉛直の面との狭隘の空間に対して、勾配を上がるように所定回数打設を繰り返し、低位側5から高位側4に向かってd~hの順に、ポンプホース(充填)81による打設、振動機による締固め82を行う。網体の下方への振動機の挿入も、逆L状網体53の平面視網体の離隔部57から効率よく行う。
仕上げ面の打設範囲Vは、残る上筋24の上面側を含む。そこで、仕上げ面の打設範囲Vでは、路盤上面の仕上げ面まで、水勾配の高い方から、順に勾配を下るように、ポンプホース(充填)81による打設、振動機による締固め82、木鏝による粗仕上げ83を行った上で、所定のタイミングにて人力タンパーによるタンピング85を行う。
仕上げ面の打設範囲Vに対して、金鏝による最終仕上げ88を行う。
上述したように、実施例2では、コンクリートは、塑性流動体として円弧滑りを伴う側方流動性の挙動を示し、高位側に比して低位側は、さらに側方流動性が卓越する。
実施例2のステップ2~4(Step2~4)及びステップ5(Step5)に対して、無対策の従来工法で行った場合を対比する。実施例2が対象とする勾配10度の場合、上述したように、コンクリートは、塑性流動体として円弧滑りを伴う側方流動性21の挙動を示すが、高位側に比して低位側は、さらに揚圧力22が増大し側方流動性21が卓越する。そのため、十分に締固めてタンピングをすることができない。しかし、本発明によれば、上述したとおり、十分に締固めてタンピングをすることができる。
11 被り部、12 劣化因子、13 鉄筋直上の割れ、14 鉄筋直下の空隙、
15 水筋、16 鉄筋、17 ブリージング沈降、20 鉄筋の滑動、
21 側方流動(円弧滑り)、22 揚圧力、23 反力、24 上筋、25 下筋、
26 スターラップ筋(概門型)、31 上筋(水勾配の方向の棒鋼)、
32 上筋(水勾配と概直交方向の棒鋼)、33 下筋(水勾配の方向の棒鋼)、
34 下筋(水勾配と概直交方向の棒鋼)、35 スターラップ筋(被せ)、
36 ターラップ筋(抄い)、37 門型の中央の辺、38 門型の両側の辺、
39 門型の両側の辺の棒鋼の水勾配の高位側の面、40 フック部、41 端部筋、
51 I状網体(縦配置)、52 I状網体(横配置)、53 逆L状網体、
54 網体の各面、55 網体の各端、57 平面視網体の離隔部、
58 上筋の上面側を含む打設範囲、59 上筋の下面側に面する打設範囲、
60 コンパネ、61 側面型枠、62 横端太材、63 縦端太材、
64 セパレーター用棒鋼(貫通用)、65 箱金物、
66 Pコン(プラスチックコーン)、67 既設コンクリート、
68 アンカー用棒鋼(スターラップ筋26固定用)、
69 セパレーター用棒鋼(上筋31固定用)、70 基礎コンクリート、
71 コンクリート圧入器、72 ガイド管、73 ガイド管の下端、74 固定桁、
75 接続材、76 網体のポンプホース挿入孔、77 粗骨材のアーチング効果、
79 かしめ材、80 かしめ用ピン、81 ポンプホース(充填)、
82 振動機(締固め)、83 木鏝(粗仕上げ)、84 トンボ(粗仕上げ)、
85 人力タンパー(タンピング)、86 エンジンタンパー(タンピング)、
87 振動体、88 金鏝(最終仕上げ)、89 トロウェル(最終仕上げ)、
90 回転体、91 打設順序、92 打設範囲I、93 打設範囲II、
94 打設範囲III、95 打設範囲IV、95 打設範囲V、96 水平打設範囲、
97 勾配打設範囲、98 スターラップ筋(棒型)、
99 フック部(先端プレート型)
Claims (4)
- 路盤コンクリート打設のための組立構造物であって、
概格子状に組む直線状の第1の縦横の棒鋼が形成する面の向きが路盤コンクリートの上面の向きと概合致し、前記第1の縦横の棒鋼のいずれかの棒鋼の方向が前記上面の水勾配の方向に概直交し、前記上面から所定の被り部を空けて配置される前記第1の縦横の棒鋼から成る上筋と、
概格子状に組む直線状の第2の縦横の棒鋼のいずれかの棒鋼の方向が前記第1の縦横の棒鋼の前記水勾配の方向に概直交する棒鋼の方向に概合致する構造を有し、前記路盤コンクリートの下面から所定の被り部を空けて配置される前記第2の縦横の棒鋼から成る下筋と、
前記上筋と前記下筋に対して両者の離隔を拘束する態様として、前記上筋を成す前記第1の縦横の棒鋼と前記下筋を成す前記第2の縦横の棒鋼のいずれかの棒鋼を、自らの両端にフック部を有し自らを概門型あるいは棒型に成す第3の棒鋼の当該フック部にて引っ掛ける構造を有して配置されるスターラップ筋と
を備える路盤鉄筋と、
帯状で細長の少なくとも1つ以上の平面を有する複数の網体を備え、
前記上筋を成す前記第1の縦横の棒鋼と前記下筋を成す前記第2の縦横の棒鋼との狭隘に、前記複数の網体の軸方向を前記水勾配の方向と概直交させ、少なくとも前記網体が有する前記平面の1つは、前記スターラップ筋を成す前記第3の棒鋼の概鉛直のいずれかの棒鋼部分に面してあるいは前記第1の縦横の棒鋼の下面に面して配置され、断面視で少なくとも前記網体が有する前記平面の1つの端部は、前記第1の縦横の棒鋼の下面に面して前記水勾配の方向の縦断面視で勾配を持って配置される網体構造物と
から構成される組立構造物。 - 請求項1に記載の組立構造物であって、
前記水勾配の方向の高位側に配置する側面型枠を更に有し、
前記上筋を成す前記第1の縦横の棒鋼の前記水勾配の方向に概合致する棒鋼自体、あるいは、前記第1の縦横の棒鋼の前記水勾配の方向に概合致する棒鋼に沿わせて固定するセパレーター用棒鋼が、前記側面型枠の背面で固定される
ことを特徴とする組立構造物。 - 請求項1または2に記載の組立構造物に着脱するコンクリート圧入器であって、
コンクリートのポンプホースを挿入し前記上筋より下方に突出する下向きのガイド管と、
前記ガイド管を前記上筋を成す前記第1の縦横の棒鋼の概矩形の開口に配置する少なくとも2列から成る固定桁と、
前記固定桁の前記2列の間に前記ガイド管を挟み当該2列を接続する接続材と
から構成されるコンクリート圧入器。 - 請求項1又は2に記載の組立構造物への路盤コンクリートの打設方法であって、
前記上筋の下面側に面する打設範囲に対しては、前記水勾配の低位側に配置する前記網体の概鉛直の面と前記水勾配の高位側に隣接して配置する前記網体の概鉛直の面との狭隘の空間に、少なくとも前記低位側に配置する前記網体の概鉛直の面で前記上筋の下面に面する一端まで路盤コンクリートを打設する工法を、順次勾配を上げて前記狭隘の空間に対して所定回数繰り返す第1の工程と、
続いて、前記上筋の上面側を含む打設範囲に対しては、路盤上面の仕上げ面まで、前記水勾配の高い方から順次勾配を下げて路盤コンクリートを打設する第2の工程と
を有する路盤コンクリートの打設方法。
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