JP7399415B2 - コンクリート部材用止栓 - Google Patents

Description

本発明は、コンクリート部材内のグラウト充填式鉄筋継手から延びる連通孔の開口に、取り付けられる止栓に関する。

下記特許文献１には、接合対象部材である下位側コンクリート部材に接合される上位側コンクリート部材が開示されている。上位側コンクリート部材の下端部には、モルタル等のグラウト材を充填する方式の筒形状の鉄筋継手が複数埋め込まれている。各鉄筋継手の上下両端にはその内部空間に連なる開口が形成され、上側開口から内部空間の上半部に上位側コンクリート部材に埋設された鉄筋の下端部が入り込んでいる。各鉄筋継手の下側開口は上位側コンクリート部材の下端面に開放されている。

各鉄筋継手の側壁には、上端部及び下端部にそれぞれグラウト排出口及びグラウト注入口が形成されている。これら排出口及び注入口には、水平に延びる連通管の一端が接続されている。この連通管は、上位側コンクリート部材内に埋設されており、連通管の他端は上位側コンクリート部材の外周面に開口している。

上位側コンクリート部材を下位側コンクリート部材に接合する際には、各鉄筋継手の内部空間の下半部に下側開口から、下位側コンクリート部材から上方に突出する鉄筋の上端部を挿入させるとともに、上位側コンクリート部材の下面と下位側コンクリート部材の上面との間に目地空間となる隙間を形成しその外周縁を閉塞する。この状態で、いずれか一箇所の下側の連通管の開口からグラウト材を連続的に圧入する。

グラウト材が他の連通管から流れ出たことを確認し、確認した連通管の開口をゴム製の止栓で塞ぐ。全ての連通管の開口をゴム栓で塞いでから、グラウト材の注入を終了している。

特開平９－２０９３３４号公報

止栓で塞がれた連通管内では、グラウト材の硬化の過程で収縮によりグラウト材の止栓との接触面がへこみ、止栓の内側に空洞が発生してしまうことがあった。空洞の有無を確認するためには、一つずつ止栓を外して連通管を点検しなければならなかった。空洞が有る場合には、品質不良となるため、空洞を埋める作業が必要となっていた。

本発明は上記課題の少なくとも一つを解決するためになされたものであって、本発明の一態様に係るコンクリート部材用止栓は、
コンクリート部材内のグラウト充填式鉄筋継手のグラウト排出口に一端がつながり他端がコンクリート部材の外面に開口する連通孔の上記開口に嵌め込まれる止栓であって、
上記開口に一端部が嵌め込まれ、一端面から側方に連なる貫通孔が形成された栓本体と、
上記貫通孔に一端部が挿入されたチューブと、を備え、
上記チューブの他端は上記開口より高く配置されることを特徴とする。

上記構成によれば、あらかじめ止栓が連通孔の開口に嵌め込まれた状態でグラウト材が鉄筋継手に充填されることにより、グラウト材はグラウト排出口から連通孔を経てチューブ内に流入する。チューブの他端が連通孔の開口より高く配置されることにより、グラウト材はチューブ内に充填される。グラウト材をチューブ内に充填させた状態で硬化させることで、硬化の過程でグラウト材が収縮してその先端面が後退したとしても、後退分をチューブ内に納めることにより、連通孔内に空洞が発生することを防止できる。

好ましくは、上記チューブは透明である。
上記構成によれば、チューブ内へのグラウト材の充填状態を目視することができる。ひいては、連通管内のグラウト材の充填状態を確認することができる。

好ましくは、上記チューブは上記貫通孔に対して着脱可能である。
上記構成によれば、グラウト材の硬化後に取り外された止栓の栓本体からチューブを引き抜くことにより栓本体を再利用することができる。

好ましくは、上記チューブは柔軟性のある材料で構成され、上記栓本体には上記貫通孔より他端側に、上記貫通孔に挿入されたチューブを支持する突起部が設けられている。
上記構成によれば、水平方向に延びる連通管の開口に、栓本体の側方に連なる貫通孔を上向きにして栓本体を嵌め込んだとき、貫通孔に挿入されたチューブは、突起部に支持され、連通管の開口から遠ざかるにつれ上方に向かう。これにより、チューブの他端を開口より高い位置に保つことができる。

好ましくは、上記チューブの側面には、上記チューブの内部に連なる小孔が形成されている。
上記構成によれば、グラウト材がチューブに流入するとき、空気を排出できるとともに、グラウト材がコンクリート部材内から押し出した不要な液体を排出することができる。

好ましくは、上記栓本体の他端面の面積は、上記栓本体における一端から他端に向かう方向に垂直な断面と同じかそれより大きく形成されている。
上記構成によれば、栓本体の一端部を連通管の開口に嵌め込むために他端面をハンマー打ちするときに、他端面の面積が大きく形成されているので、ハンマーが当たりやすいため叩きやすく、栓本体を嵌め込みやすい。

本発明によれば、コンクリート部材内でグラウト充填式継手から延びてグラウト材が充填された連通孔に、空洞が発生することを防止できる。

本発明の一実施形態に係る止栓が用いられたプレキャストコンクリート柱の縦断面図である。 図１の一部を示す拡大図である。 図２のIII円部を拡大して示す図であって、（Ａ）はグラウト材を充填する前の状態を示し、（Ｂ）はグラウト材を充填した後の状態を示す。 同止栓の正面図である。 同止栓の栓本体を示す図であって、（Ａ）は図４の５Ａ矢視図、（Ｂ）は図５（Ａ）のＢ－Ｂ線に沿う断面図、（Ｃ）は図４の５Ｃ矢視図、（Ｄ）は図４の５Ｄ矢視図である。

以下、本発明の一実施形態をなすコンクリート部材用止栓について、図１～図５を参照して説明する。まず、止栓が用いられるコンクリート部材について説明する。
コンクリート部材として、図１に示すプレキャストコンクリート柱（以下、コンクリート柱と略称する。）１は、下部構成部２に接合される。この下部構成部２の上面とコンクリート柱１の下面との間には、スペーサ３を介して目地空間となる隙間Ｓが形成されている。隙間Ｓの周縁部は全周にわたって型枠４により閉塞されている。

コンクリート柱１と下部構成部２の接合のために、コンクリート柱１の下端部に埋設された複数の鉄筋継手１０が用いられる。
図２に示す鉄筋継手１０は、モルタル等のグラウト材を充填する方式の継手であって、筒形状をなして垂直方向に延びている。鉄筋継手１０は、内部空間１１を有し、上下両端に開口１２，１３を有している。下端開口１３はコンクリート部材１の下端面に開放されている。これにより、各鉄筋継手１０の内部空間１１は上記隙間Ｓを介して互いに連通している。

鉄筋継手１０は、その側壁部の上端部及び下端部にそれぞれグラウト排出口１４及びグラウト注入口１５を有している。グラウト排出口１４及びグラウト注入口１５には、コンクリート柱１に埋設された塩化ビニル等の合成樹脂からなる連通管２０の一端が接続されている。連通管２０は水平に延びて、内部に連通孔２１を有するとともに、他端にコンクリート柱１の側面に開放された開口２２を有している。連通孔２１は、コンクリート柱１に直接形成してもよい。

各鉄筋継手１０の内部空間１１の上半部には上端開口１２から、コンクリート柱１に埋設された鉄筋５の下端部が挿入されている。内部空間１１の下半部には下端開口１３から、下部構成部２の上面から上方に突出する鉄筋６の上端部が挿入されている。

上記構成のコンクリート柱１及び下部構成部２は、これらの間の隙間Ｓ、鉄筋継手１０の内部空間１１、及び連通孔２１にグラウト材が充填されることにより、一体的に接合される。グラウト材としては、本実施形態では、セメント、砂（細骨材）、水、及び必要に応じて混和材料を構成材料とし、これらを練り混ぜたモルタル７（図３（Ｂ）にのみ示す）を用いている。

図１、図２に示すように、モルタル７の充填前に、鉄筋継手１０のグラウト注入口１５に通じる上記複数の連通管２０のうち選択された一つには、その開口２２にモルタル注入のための逆止弁３０が接続される。他の全ての連通管２０の開口２２には、止栓４０が嵌め込まれる。

図３（Ａ）、図４に示すように、止栓４０は、コンクリート柱１の連通管２０の開口２２に一端部が嵌め込まれる栓本体４１と、この栓本体４１の側方から延びるチューブ５０とを有している。

栓本体４１は、任意の材質で構成することができ、例えば塩化ビニル等の合成樹脂によって構成してもよく、適度な強度及び弾性を有するようゴムによって構成してもよい。栓本体４１は細長い形状をなして、一端側の基部４２と、中間部の胴部４３と、他端側の頭部４４とを有している。

基部４２は、円錐台状をなしている。基部４２を、一定の外径を有するストレートな円柱体として形成してもよい。連通管２０の開口２２の内径に対し、基部４２の小径側端部の外径は若干小径に、基部４２の大径側端部の外径は大径に、それぞれ形成されている。したがって、基部４２は、開口２２に対し小径側端部から容易に挿入することができるとともに、基部４２の中間部を開口２２の内周面に嵌合させることができる。

胴部４３は、基部４２の大径側端面４２ｂから延びており、一定の外径を有するストレートな円柱状をなしている。胴部４３は、基部４２とは軸線をずらして設けられ、図３（Ａ）、図４においては下方にずれている。

基部４２から胴部４３にかけては、内部に貫通孔４５が形成されている。図５（Ｂ）、図５（Ｃ）に示すように、貫通孔４５は、基部４２の小径側端面４２ａに開放された開口４５ａを有しており、この開口４５ａは、小径側端面４２ａとは同心をなしている。

貫通孔４５は、開口４５ａから基部４２の軸線方向、胴部４３側に進むにしたがって、上記胴部４３のずれ方向とは反対方向（図５（Ｂ）において上方）に傾斜し、栓本体４１の側方に開放された開口４５ｂを有している。開口４５ｂは、基部４２の大径側端面４２ｂ及び胴部４３の側面に跨って形成されている。

頭部４４は、胴部４３における基部４２と反対側に設けられ、角張った形状を有しており、図５（Ａ）、図５（Ｄ）にそれぞれ示すように、平面視及び側面視において矩形状をなしている。頭部４４は、上記胴部４３のずれ方向とは反対方向（図４、図５（Ｂ）において上方）に突出する突起部４４ａを有している。突起部４４ａは断面台形状をなし、突起部４４ａの胴部４３側は傾斜面４４ｂとなっている。

図５（Ｄ）に示すように、頭部４４の先端面４４ｃ（栓本体４１の他端面）の面積は、上記基部４２の大径側端面４２ｂ及び上記胴部４３の断面４３ａより大きく形成されており、頭部４４の、傾斜面４４ｂより先端面４４ｃ側の断面４４ｄと同じに形成されている。すなわち頭部４４の先端面４４ｃの面積が大きく形成されているため、栓本体４１の基部４２を連通管２１の開口２２に嵌め込むために頭部４４をハンマー打ちするときに、ハンマーが頭部４４の先端面４４ｃに当たりやすいため、頭部４４を叩きやすくなっている。これにより、基部４２を開口２２に嵌め込みやすくなっている。

図３（Ａ）、図４に示すチューブ５０は、柔軟性のある材料として軟質塩化ビニル等の合成樹脂により構成されている。チューブ５０を硬質な合成樹脂により構成してもよい。チューブ５０は透明である。

チューブ５０の基端部（一端部）は上記栓本体４１の貫通孔４５の開口４５ｂから挿入され、チューブ５０の基端面（一端面）は、基部４２の小径側端面４２ａと面一か小径側端面４２ａより貫通孔４５内に奥まるように配置される。チューブ５０は栓本体４１に対して着脱可能である。

チューブ５０は、栓本体４１から分岐するように延びている。図３（Ａ）、図４に示すように突起部４４ａが上側にあるときには、チューブ５０は、突起部４４ａに支持されて先端（他端）に向かうにしたがい上方に延びている。図３（Ａ）、図４に示すチューブ５０は、垂直方向には頭部４４の突起部４４ａを越えて上方に延び、水平方向には頭部４４ａの先端面４４ｃを越えて延びている。すなわち、突起部４４ａを上側にして止栓４０が連通管２０の開口２２に嵌め込まれたとき、チューブ５０の他端（先端）は、開口２２より高い位置にある。

チューブ５０の側壁には、チューブ５０の内部と外部を連通する小孔５０ａが複数形成されている。各小孔５０ａのサイズは、空気、コンクリート柱１内から押し出された雨水、及びモルタル７から分離されたペースト状の液体は通過でき、モルタル７は通過できないように設定されている。本実施形態では、チューブ５０の中間部から先端部にかけて小孔５０ａが形成されているが、小孔５０ａの形成箇所はこれに限定されない。小孔５０ａをチューブ５０の先端部のみ又は全体に形成してもよい。

チューブ５０の先端部（他端部）は、管口栓５１で塞がれている。管口栓５１は比較的軟質な弾性に富む合成樹脂で構成してもよく、ゴムによって構成してもよい。管口栓５１に、スポンジ、発泡ウレタン等を用いて、空気や水を通過できるようにしてもよく、管口栓５１の代わりに、チューブ５０の先端部を折り返してステープラにより針金止めしてもよい。

上記構成の止栓４０は、栓本体４１の頭部４４にある突起部４４ａを上側にして、チューブ５０が上方に傾斜して延びた状態となるように、連通管２０の開口２２に嵌め込まれている。

次に、止栓４０の作用について説明する。
モルタル７の充填によりコンクリート柱１と下部構成部２を一体的に接合するため、上記逆止弁３０にモルタル注入器のノズルを押し当て、圧力をかけながらモルタル７を注入する。モルタル７は、逆止弁３０を接続した連通管２１を介して鉄筋継手１０の内部空間１１内に流入し、目地空間である隙間Ｓ内に流入する。モルタル７は隙間Ｓを満たすと、各鉄筋継手１０の内部空間１１内を上方へ向かって流れ込む。

モルタル７は、逆止弁３０が接続されていないその他の連通管２０に、グラウト注入口１５から流入し、止栓４０内に至る。このとき、これらのグラウト注入口１５は、グラウト排出口として機能している。そして、モルタル７は、各鉄筋継手１０の内部空間１１に充填され、グラウト排出口１４から連通管２０を介して止栓４０内に至る。

各止栓４０では、モルタル７が隙間Ｓ及び鉄筋継手１０内に充填されるにつれて、それらの内部の空気をチューブ５０の小孔５０ａから外部に排出させている。各チューブ５０には、空気の後から、コンクリート柱１内に溜まっていた雨水、モルタル７から分離された液体等の不要な液体が流入し、続いて図３（Ｂ）に示すようにモルタル７が流入する。各チューブ５０では、上方の先端側に液体が溜まり、基端側にモルタル７が溜まるものの、その液体は小孔５０ａから外部に排出される。チューブ５０内にモルタル７が充填されれば、チューブ５０はモルタル７の重みでしなり、モルタル７の充填状態を、透明なチューブ５０を通して目視することができる。

全てのチューブ５０にモルタル７が充填されれば、全ての連通管２０内にもモルタル７が充填されたことになるため、全てのチューブ５０でモルタル７が所定量充填されたことを確認したら、注入作業を終了する。この所定量は、硬化時の収縮によるモルタル先端面の後退分がチューブ５０内に納められる量である。所定量充填の確認は、透明なチューブ５０を介したその内部の目視、及びチューブ５０のしなり度合のうちの一方又は双方を用いることができる。

モルタル７が硬化した後、止栓４０を連通管２０の開口２２から取り外す。この取外しのために、例えば、止栓４０をその短手方向からハンマーで叩いてもよい。これにより、モルタル７は連通管２０内で上記基部４２の小径側端面４２ａで折れ、止栓４０を取り外すことができる。

取り外された止栓４０の栓本体４１から、内部でモルタル７が硬化したチューブ５０を引き抜くことにより、栓本体４１を再利用することができる。

上記構成の止栓４０によれば、コンクリート柱１の接合のためのモルタル７を、連通管２０の外のチューブ５０まで充填させ、その状態でモルタル７を硬化させることで、硬化時の収縮に伴うモルタル７の後退による連通管２０内での空洞の発生を防止できる。よって、連通管２０内の空洞を埋める作業を行う確率は、従来と比べ大幅に低下する。
また、モルタル７を外部にあふれ出させないので、コンクリート柱１の周りで溢出モルタルのための養生及び清掃が不要になる。

また、チューブ５０が透明であるため、チューブ５０内でのモルタルの充填状態、硬化状態、後退状態を一見して確認でき、ひいては連通管２０内での状態を確認できることになる。これにより、従来のような一つずつ止栓を外して各連通管を点検する作業は不要であり、作業性を大幅に向上させることができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
上記実施形態では、コンクリート柱内で連通管が水平方向に延びる場合について説明したが、コンクリート梁等で連通管が垂直方向に延びる場合にも適用可能である。この場合、上向きに開口する連通管に、栓本体の基部を差し込むことにより、チューブは上方に延び、モルタルを溜める機能を果たすことができる。
チューブの先端部を塞ぐ管口栓にスポンジ、発泡ウレタン等を用いた場合には、チューブに小孔を形成しなくてもよい。

本発明は、コンクリート部材内のグラウト充填式鉄筋継手にグラウト材を充填する際に用いられる止栓に適用することができる。

１ プレキャストコンクリート柱（コンクリート部材）
２ 下部構成部
３ スペーサ
４ 型枠
５ 鉄筋
６ 鉄筋
７ モルタル
Ｓ 隙間
１０ 鉄筋継手（グラウト充填式鉄筋継手）
１１ 鉄筋継手の内部空間
１２ 上端開口
１３ 下端開口
１４ グラウト排出口
１５ グラウト注入口（グラウト排出口）
２０ 連通管
２１ 連通孔
２２ 開口
３０ 逆止弁
４０ 止栓
４１ 栓本体
４２ 基部
４２ａ 小径側端面
４２ｂ 大径側端面
４３ 胴部
４３ａ 胴部の断面
４４ 頭部
４４ａ 突起部
４４ｂ 傾斜面
４４ｃ 先端面（栓本体の他端面）
４４ｄ 頭部の断面
４５ 貫通孔
４５ａ 開口
４５ｂ 開口
５０ チューブ
５０ａ 小孔
５１ 管口栓

Claims (5)

1. コンクリート部材内のグラウト充填式鉄筋継手のグラウト排出口に一端がつながり他端がコンクリート部材の外面に開口する連通孔の上記開口に嵌め込まれる止栓であって、
   上記開口に一端部が嵌め込まれ、一端面から側方に連なる貫通孔が形成された栓本体と、
   上記貫通孔に一端部が挿入された透明なチューブと、を備え、
   上記チューブの他端は上記開口より高く配置されることを特徴とするコンクリート部材用止栓。
2. 上記チューブは上記貫通孔に対して着脱可能であることを特徴とする請求項１に記載のコンクリート部材用止栓。
3. 上記チューブは柔軟性のある材料で構成され、
   上記栓本体には上記貫通孔より他端側に、上記貫通孔に挿入されたチューブを支持する突起部が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のコンクリート部材用止栓。
4. 上記チューブの側面には、上記チューブの内部に連なる小孔が形成されていることを特徴とする請求項１～３の何れか１項に記載のコンクリート部材用止栓。
5. 上記栓本体の他端面は、上記栓本体における一端から他端に向かう方向に対して垂直な断面と同じかそれより大きく形成されていることを特徴とする請求項１～４の何れか１項に記載のコンクリート部材用止栓。

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