JP7187743B2 - コンクリート打ち分けの確認方法およびコンクリート構造物の構築方法 - Google Patents
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Description
ところが、杭頭部に必要な設計耐力は、その他の部分において必要な設計耐力を大きく上回っている場合がある。そのため、杭頭部に必要なコンクリート強度等で杭全体のコンクリート強度等を設計すると、コスト高になるおそれがある。
そのため、特許文献1では、杭体底部から、杭体中間部、杭体頭部に向かうに従ってコンクリート中のセメント量を増加させることで、部位毎に必要な強度を確保できる場所打ちコンクリート杭が開示されている。特許文献1では、場所打ちコンクリート杭のコンクリートの配合を変化させる計画高さ(例えば、杭体底部と杭体中間部との境界)よりも2mほど下部から配合を変化させたコンクリートを打設している。
また、特許文献2には、安定液で満たされた杭孔内にトレミー管を挿入し、底部側から先行コンクリートを打設した後、先行コンクリートの打設面天端から2mの深さまで挿入したトレミー管から先行コンクリートよりも高強度な後行コンクリートを打設する場所打ちコンクリート杭の施工方法が開示されている。
特許文献1および特許文献2に記載の施工方法では、限られた実験結果に基づき、経験的に先行打設高さ(高強度コンクリートの打設を開始した際の打設上面の位置)からコンクリート打設上面が2m~3m上昇した段階で、コンクリートが切り替わったもの(断面に対して全体が高強度コンクリートに切り替わった)と判断し、トレミー管の挿入深さを2mとしたプロセス管理を行っている。
本発明は、前記の問題点を解決することを目的とするものであり、種類が異なるコンクリートを高さ方向で連続して打設する場合において、打設コンクリートの強度の変化点を合理的に把握することができるコンクリート打ち分けの確認方法およびコンクリート構造物の構築方法を提案することを課題とする。
なお、配合に応じた分銅を使用することを目的として、前記下部コンクリートおよび前記上部コンクリートの試験練りあるいは受け入れ試験の際に、前記沈降分銅の形状および重さを決定するのが望ましい。
本実施形態のコンクリート構造物の構築方法は、図2(a)~(c)に示すように、所定高さ(以下、「先行打設高さHL」という)まで下部コンクリート2を打設する第一工程(図2(a)参照)と、トレミー管5の下端が下部コンクリート2のコンクリート打設上面よりも下方に位置した状態で上部コンクリート3の打設を開始して、トレミー管5の下端が既打設コンクリートのコンクリート打設上面1aの下方に位置した状態で上部コンクリート3を供給して、場所打ちコンクリート杭1の残部を形成する第二工程(図2(b)および(c)参照)とを備えている。
なお、先行打設高さHLは、先行打設高さHLよりも下側に供給した上部コンクリート3と同等の体積の下部コンクリート2が、先行打設高さHLの下側から先行打設高さHLよりも上側のトレミー管5を中心とした環状領域21に移動すると仮定して、環状領域21の上端が切替完了高さH以下に位置するように設定する。
h=V/S
V=V1+V2
S=π/4×(φo 2-φi 2)
V1=πφr 2/4×Δh
V2=2/3×πφr 2/4×Δh0
H :切替完了高さ
h :環状領域の高さ
V :先行打設高さよりも下側に供給した上部コンクリートの体積
V1 :先行打設高さよりも下側に供給した上部コンクリートの円柱部分の体積
V2 :先行打設高さよりも下側に供給した上部コンクリートの先端部分の体積
S :環状領域の断面積
φo :場所打ちコンクリート杭の外径
φi :環状領域の内径
φr :先行打設高さよりも下側に供給した上部コンクリートの円柱部分の直径
Δh :第二工程において下部コンクリートに挿入するトレミー管の深さ
Δh0:第二工程において供給された上部コンクリートの下端からトレミー管先端までの距離である下部流出深さ
また、分銅7は、図5(c)に示すように、底部が下に向かうにしたがって面積が小さくなるような形状を有していてもよい。この分銅7によれば、底部がコンクリート打設上面に挿入されるので、立設状態を維持しやすくなる。
このように、第二工程では、沈降分銅71がコンクリート打設上面1aから沈降することによってコンクリート打設上面1aに面するコンクリートが下部コンクリート2から上部コンクリート3へ切り替わった切替完了実測高さHMを確認することができる。なお、切替完了実測高さHMは、沈降分銅71の底面の深さ位置とする。
切替完了実測高さHMが確認できたら、予め仮定された切替完了高さHと比較する。
また、設計上の切替完了高さの近傍で、コンクリートの切り替えを完了させることができるため、強度が異なるコンクリートを高さ方向で連続して打設する場合において、打設コンクリートの強度の変化点を合理的に設定することが可能となる。その結果、必要な耐力を有した場所打ちコンクリート杭1を経済的に施工することができる。
例えば、前記実施形態では、沈降分銅71と浮遊分銅72との二つの分銅7を使用する場合について説明したが、分銅7の数は限定されるものではなく、例えば、沈降分銅71のみを使用してもよい。なお、沈降分銅71のみを使用する場合には、コンクリート打設中に沈降分銅71の高さ位置に一定時間変化がない場合に、コンクリートが切り替わったと判断することができる。このとき、沈降分銅71の吊材73を自動的に巻き取る巻取り手段を使用している場合には、コンクリートが切り替わったことが確認された段階において、自動的にコンクリート打設を停止するように制御してもよい。
また、沈降分銅71は、上部コンクリート3の打設を開始してからコンクリート打設上面1a上に載置してもよく、必ずしも、下部コンクリート2の打設時から使用する必要はない。
また、前記実施形態では、一本の場所打ちコンクリート杭1に対して、一本のトレミー管5により施工する場合について説明したが、トレミー管5の本数は限定されるものではなく、複数本のトレミー管5を利用してもよい。なお、トレミー管5を二本使用する場合は、トレミー管5ごとに置換部分を考慮して検討する。
前記実施形態では、上部コンクリート3として、下部コンクリート2よりも設計基準強度が高いコンクリートを打設するものとしたが、上部コンクリート3は、例えば、下部コンクリート2よりも流動性が高い等、下部コンクリート2とは種類が異なるコンクリートであれば限定されない。
また、前記実施形態では、トレミー管5を引き上げつつコンクリートを打設する場合について説明したが、コンクリートは必ずしもトレミー管5を引き上げながら打設する必要はなく、トレミー管5を固定した状態で打設してもよい。
実験結果を表1に示す。
第二分銅は、質量が最も大きい1.5kgのときでも、第一コンクリートに対して沈まなかった。一方、第二コンクリートに対しては、質量が0.5kgのときは沈まないが、1.0kgのときに沈む結果となった。なお、第二分銅の質量が0.8kgのときは、5cm沈むのに6.9秒かかるため、第二コンクリートに対して沈むとまで言えなかった。したがって、第二分銅は、質量が0.5kgのときに浮遊分銅72として使用可能で、質量が1.0~1.5kgのときに沈降分銅71として使用可能であるといえる。
第三分銅は、質量が最も大きい1.6kgのときでも、第一コンクリートに対して沈まなかった。第二コンクリートに対しては、質量が1.0kgのときは沈まないが、1.6kgのときに沈む結果となった。なお、第三分銅の質量が1.3kgのときは、5cm沈むのに5.3秒かかるため、第二コンクリートに対して沈むとまでいえなかった。したがって、第三分銅は、質量が1.6kgのときに沈降分銅71として使用可能であり、質量が1.0kgのときに浮遊分銅72として使用可能であるといえる。
なお、場所打ちコンクリート杭1の施工では、泥水内でおいて、コンクリート打設を行うのが一般的である。一方、分銅7を吊持する際には、吊材73に一定の張力(テンション)を作用させる必要があるため、分銅7は泥水内における有効な重量(浮力を差し引いた値)が1kg程度があるのが望ましい。
1a コンクリート打設上面
2 下部コンクリート
3 上部コンクリート
4 鉄筋かご
5 トレミー管
6 掘削孔
7 分銅
71 沈降分銅
72 浮遊分銅
H 切替完了高さ
HM 切替完了実測高さ
HL 先行打設高さ
Claims (4)
- 所定の高さまで下部コンクリートを打設した後、既打設コンクリートのコンクリート打設上面よりも下方から上部コンクリートを打設する際に、
前記下部コンクリートに対しては沈まず前記上部コンクリートに対しては沈む沈降分銅と、前記下部コンクリートおよび前記上部コンクリートに対して沈まない浮遊分銅とを前記コンクリート打設上面に載置し、前記浮遊分銅と前記沈降分銅の高さ位置を比較することにより、前記コンクリート打設上面に面するコンクリートが前記下部コンクリートから前記上部コンクリートへ切り替わったか否かを確認するコンクリート打ち分けの確認方法であって、
前記上部コンクリートは、前記下部コンクリートよりも設計基準強度が高く、かつ、前記下部コンクリートよりも流動性が高いことを特徴とする、コンクリート打ち分けの確認方法。 - 所定の高さまで下部コンクリートを打設した後、既打設コンクリートのコンクリート打設上面よりも下方から上部コンクリートを打設する際に、
前記下部コンクリートに対しては沈まず、前記上部コンクリートに対しては沈む沈降分銅を前記コンクリート打設上面に載置することにより、前記コンクリート打設上面に面するコンクリートが前記下部コンクリートから前記上部コンクリートへ切り替わったか否かを確認するコンクリート打ち分けの確認方法であって、
前記上部コンクリートは、前記下部コンクリートよりも設計基準強度が高く、かつ、前記下部コンクリートよりも流動性が高いことを特徴とする、コンクリート打ち分けの確認方法。 - 前記下部コンクリートおよび前記上部コンクリートの試験練りあるいは受け入れ試験の際に、前記沈降分銅の形状および重さを決定す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打ち分けの確認方法。
- 下部コンクリートの上に前記下部コンクリートよりも設計基準強度が高く、かつ、前記下部コンクリートよりも流動性が高いコンクリートからなる上部コンクリートを打ち継ぐコンクリート構造物の構築方法であって、
前記下部コンクリートから前記上部コンクリートへの切り替えが完了する位置である切替完了高さの下方に前記下部コンクリートの打設が完了する位置である先行打設高さを設定し、当該先行打設高さまで前記下部コンクリートを打設する第一工程と、
トレミー管の下端が既打設コンクリートのコンクリート打設上面の下方に位置した状態で前記上部コンクリートの供給する第二工程と、を備えており、
前記先行打設高さよりも下側に供給した前記上部コンクリートと同等の体積の前記下部コンクリートが、前記先行打設高さの下側から前記先行打設高さよりも上側の前記トレミー管を中心とした環状領域に移動すると仮定して、前記環状領域の上端が前記切替完了高さ以下に位置するように、前記先行打設高さを設定し、
前記第二工程では、前記下部コンクリートに対しては沈まず、前記上部コンクリートに対しては沈む沈降分銅を、前記コンクリート打設上面に載置しておき、前記沈降分銅が前記コンクリート打設上面から沈降するか否かによって前記コンクリート打設上面に面するコンクリートが前記下部コンクリートから前記上部コンクリートへ切り替わった切替完了実測高さを確認し、
前記切替完了実測高さと前記切替完了高さとを比較することを特徴とする、コンクリート構造物の構築方法。
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