JP3528902B2 - コンクリート構造物のひび割れ防止方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、例えば地中連続壁
などのように、打ち継ぎ面を介して互いに隣接配置され
た先行コンクリート構造体と後行コンクリート構造体と
を有するコンクリート構造物の施工に際して適用され
て、このコンクリート構造物内部におけるひび割れの発
生を防止するコンクリート構造物のひび割れ防止方法に
関するものである。 【０００２】 【従来の技術】地中連続壁、ダム等、コンクリートが一
度に大量の塊として打設されるマスコンクリート構造物
においては、セメントの水和熱が蓄積されることにより
内部温度の上昇が生じやすく、その後の冷却によって大
きな引張応力が発生し、これにより温度ひび割れが発生
する心配がある。 【０００３】したがって、このような温度ひび割れを防
止する手法も、各種のものが提案されている。これらの
手法のうち、材料、配合面を考慮したものとしては、セ
メント材料として、高炉セメント、フライアッシュセメ
ント、中庸熱セメントや、ビーライト系セメント等、水
和熱を低く抑えたセメントを使用する手法や、配合設計
時に単位セメント量をできるだけ少なくして、コンクリ
ート構造物内の水和熱の発生を抑制しようとする手法等
が挙げられる。また、施工面を考慮したものとしては、
水や骨材をコンクリート練り混ぜ時に液体窒素により冷
却することによって、コンクリート自体の温度を下げる
手法（プレクーリング）が挙げられる。 【０００４】しかし、上述のように材料および配合のみ
を調整したとしても、コンクリートの厚さが厚い場合、
夏期など気温が高い場合、高強度コンクリートを用いた
場合などにおいて温度ひび割れを防止することは、現状
では困難である。また、上述のプレクーリングによる手
法は、その効果が認められているものの、経済性に欠け
るという問題点を有している。 【０００５】ところで、上述のようなマスコンクリート
構造物においては、コンクリートの打設対象箇所を複数
のブロックに区画するとともに、これらブロック毎に順
次施工を行い、コンクリート構造物を構築していく施工
方法が採用されることが多い。 【０００６】そこで、このような施工方法を積極的に利
用してコンクリート構造物のひび割れを防止する手法が
提案されている。すなわち、上述のようにコンクリート
構造物をブロック毎に施工する際に、先行して形成され
たブロック（先行ブロック）と、その後に形成されるブ
ロック（後行ブロック）との双方にパイプを配設してお
き、さらに、これらパイプを互いに接続して連続配管と
し、この配管中に水を循環させるというものである。 【０００７】上記のようにブロック毎に順次施工を行う
コンクリート構造物の構築方法においては、先行ブロッ
クと後行ブロックとを打ち継ぐ際、後行ブロックにはコ
ンクリートの水和熱が蓄積されつつあるのに対し、先行
ブロックは、すでにある程度冷却されている。したがっ
て、上述のようにパイプを配設して水を循環させること
により、後行ブロックの水和熱を、配管中を循環する水
を介して先行ブロックに対して移動させ、後行ブロック
における温度ひび割れを防止することができる。 【０００８】また、この手法によれば、後行ブロックを
先行ブロックに打ち継ぐ際に発生する打ち継ぎ面を境界
とした温度差を低減することができる。通常、このよう
な温度差を放置しておいた場合、後行ブロックにおける
打ち継ぎ面の近傍の部分に発生する収縮変形が、打ち継
ぎ面を介して先行ブロックにより拘束され、後行ブロッ
ク内部には引張応力が発生することになり、これを原因
としてひび割れが発生することが心配される。しかし、
上述の手法によれば、両者の温度差を減少させるような
作用が得られるため、先行および後行ブロック間の温度
差によるひび割れを防止する効果を併せて期待すること
ができる。 【０００９】このような、後行ブロックから先行ブロッ
クに対してコンクリートの水和熱を移す手法を行うため
の装置としては、例えば、本出願人の出願した図４に示
すものが知られている。 【００１０】図４に示すコンクリート構造物のひびわれ
防止装置１は、特開平７−２１７２１１号公報に記載さ
れたものであり、互いに隣接配置された先行エレメント
（先行コンクリート構造物）２および後行エレメント
（後行コンクリート構造物）３のそれぞれの内部に配置
されるとともに、連続配管とされた冷却管４，５と、こ
れら冷却管４，５を互いに接続する接続管７と、接続管
７の中途に介装された循環ポンプ８とを備えた構成とさ
れている。 【００１１】上記のような構成とされるため、このひび
割れ防止装置１においては、冷却管４，５および接続管
７に水等を循環させて、先行および後行エレメント２，
３間の温度差を低減させることができる。 【００１２】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ひび割れ防止装置１は、以下に示すような点において改
良の余地を有するものであった。まず、上述のひび割れ
防止装置１を、地中連続壁やダム等に適用した場合に
は、先行エレメント２が周辺からその変形を拘束されて
いることが多く、この際には、先行エレメント２の温度
が上昇するのに伴い、先行エレメント２の内部に応力が
生じることになる。したがって、先行エレメント２の内
部に、ひび割れが発生する懸念があった。 【００１３】また、上述のひび割れ防止装置１において
は、先行および後行エレメント２，３間の温度差に起因
するひび割れの発生を防止するためには、先行および後
行エレメント２，３の温度がほぼ一定になるまで運転を
継続する必要があった。途中で運転を終了してしまった
場合には、後行エレメント３内におけるコンクリートの
水和反応が進行中であるのに対して、先行エレメント２
には熱補給がなくなるため、先行エレメント２の温度降
下が進み、先行および後行エレメント２，３の温度差が
大きくなって、ひび割れ防止効果が失われるからであ
る。しかし、このようにひび割れ防止装置１の運転を行
ったのでは、その運転に要する時間が長時間となり、例
えば、同一の現場において複数の箇所で施工作業が行わ
れている場合においては、同一の装置を複数の箇所で順
次使用していくことが難しくなる。その結果、接続管７
や循環ポンプ８を多数用意しなければならず、経済的に
割高なものとなってしまうという問題点があった。 【００１４】本発明は、このような事情に鑑みなされた
ものであり、先行コンクリート構造物の内部における応
力の発生を防止するととともに、従来に比較して、運転
時間を短時間とすることができ、経済的に有利なコンク
リート構造物のひび割れ防止方法を提供することを課題
とする。 【００１５】 【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明においては以下の手段を採用した。すなわ
ち、請求項１記載のコンクリート構造物のひび割れ防止
方法は、打ち継ぎ面を介して互いに隣接配置された先行
コンクリート構造体と後行コンクリート構造体とを備え
て構成されるコンクリート構造物の施工に際して適用さ
れて、該コンクリート構造物内部におけるひび割れの発
生を防止するコンクリート構造物のひび割れ防止方法で
あって、前記先行コンクリート構造体に配置される第一
の水循環部と、前記後行コンクリート構造体に配置され
る第二の水循環部と、該第二の水循環部を循環した水を
前記第一の水循環部に供給する第一の接続管と、前記第
一の水循環部を循環した水を前記第二の水循環部に供給
する第二の接続管とを備え、前記第二の接続管には、そ
の内部を流れる水を冷却する冷却部が設けられているひ
び割れ防止装置を用い、前記先行コンクリート構造体と
後行コンクリート構造体の温度が一致するまで、前記ひ
び割れ防止装置によって水を冷却しつつそれら先行コン
クリート構造体と後行コンクリート構造体との間にわた
って循環させることを特徴とする。 【００１６】上記のような構成とされるために、このコ
ンクリート構造物のひび割れ防止方法によれば、後行コ
ンクリート構造体内部に蓄積された水和熱により温めら
れた水を先行コンクリート構造体に供給することで、両
者の間に発生する温度差を低減することができ、従来に
比較して、後行コンクリート構造体におけるひび割れ発
生の抑制効果を向上させることが可能である。また、ひ
び割れ防止装置によって水を冷却しつつ先行コンクリー
ト構造体と後行コンクリート構造体との間にわたって循
環させることにより、先行および後行コンクリート構造
体の双方の温度上昇を抑制することができるために、従
来に比較して、これら先行および後行コンクリート構造
体の温度が一致するまでの期間を短縮することができ、
装置の運転に要する時間を短縮化できる。 【００１７】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の一例
を、図１ないし３を参照して説明する。図１は、本発明
の一実施の形態であるひび割れ防止方法を、ひび割れ防
止装置１１を用いて地中連続壁（コンクリート構造物）
１２を施工するに際して適用した場合の例を示す図であ
る。 【００１８】地中連続壁１２は、ともに鉄筋コンクリー
ト構造とされた先行エレメント（先行コンクリート構造
体）１３と後行エレメント（後行コンクリート構造体）
１４とを交互に連設することにより構築されたものであ
る。この地中連続壁１２の施工は以下のような手順で行
われる。すなわち、まず、地盤中に複数の先行エレメン
ト１３を間隔をおいて構築する。次いで、これら先行エ
レメント１３間の地盤を掘削し、そこに、後行エレメン
ト１４を構築して、先行エレメント１３および後行エレ
メント１４を一体化させる。上記のような施工方法が採
用されるため、先行エレメント１３および後行エレメン
ト１４間には、打ち継ぎ面１５が形成されることとな
る。 【００１９】一方、ひび割れ防止装置１１は、図中に示
すように、第一および第二の水循環部１６，１７と、こ
れらの間を接続する第一の接続管１９（１９ａ，１９
ｂ，１９ｃ）および第二の接続管２０と、第二の接続管
２０の中間に設けられたポンプＰ、冷却部２１、および
流量計Ｆとから概略構成されている。 【００２０】第一の接続管１９は、地中連続壁１２側に
配置された１９ａと、第二の接続管２０側に配置された
１９ｂおよび１９ｃとからなるものであり、これら１９
ａ，１９ｂ，１９ｃのいずれにおいても、その内部を水
が後行エレメント１４から先行エレメント１３に向かう
方向（図中Ａ方向）に流れる構成とされている。さら
に、１９ｂおよび１９ｃの端部は、第二の接続管２０に
接続されている。一方、第二の接続管２０，２０は、そ
の内部を水が先行エレメント１３ら後行エレメント１４
に向かう方向（図中Ｂ方向）に流れる構成とされてい
る。また、冷却部２１は、図示しない熱発散機構および
送風機構からなるものであり、第二の接続管２０，２０
間を流れる水を熱発散機構内部に循環させ、さらに、そ
れに対して送風機構により強制的に空気を送り込むこと
で、第二の接続管２０，２０間を流れる水を冷却するこ
とが可能な構成とされている。 【００２１】さらに、第一および第二の水循環部１６，
１７は、先行および後行エレメント１３，１４のそれぞ
れに埋設されており、ともに複数の冷却管（配管）２
２，２２，…を備えた構成とされている。 【００２２】これら冷却管２２，２２，…は、先行、後
行エレメント１３，１４を構成する鉄筋かご２３，２３
に対してＬ型鋼２５，２５，…を介して固定されてお
り、なおかつ、第一の接続管１９ａ、１９ｂ，１９ｃ側
に対してフレキシブルホース２６，２６，…を介して接
続されている。 【００２３】図２は、地中連続壁１２を、その延在方向
（図１中ｐ方向）と直交する鉛直断面から見た際の状況
を示す図である。図中に示すように、冷却管２２は、地
中連続壁１２の上端部１２ａから下端部１２ｂを巡り、
再び上端部１２ａに向かう構成とされる。 【００２４】これにより、第一の水循環部１６において
は、第一の接続管１９ａから供給された水が、冷却管２
２内を通り、地中連続壁１２内部を循環して、第一の接
続管１９ｂに流れることとなり、また、第二の水循環部
１７においては、第一の接続管１９ｃから供給された水
が、冷却管２２内を通って、第一の接続管１９ａに対し
て流れることとなる。 【００２５】次に、このひび割れ防止装置１１を用いた
地中連続壁１２に対するひび割れ防止方法について説明
する。コンクリート打設直後の後行エレメント１４にお
いては、コンクリートの水和熱が蓄積されつつあるた
め、その内部に温度上昇が生じる。一方、このとき先行
エレメント１３は、コンクリート打設時から時間が経過
しているため、ある程度冷却されている。したがって、
後行エレメント１４内部の打ち継ぎ面１５近傍において
は、温度勾配が発生する。この温度勾配を放置しておい
たのでは、後行エレメント１４を構成するコンクリート
が収縮して温度ひび割れが発生する原因となるため、ひ
び割れ防止装置１１の運転を開始することとする。 【００２６】ひび割れ防止装置１１の運転によって、後
行エレメント１４によって暖められた水が第二の水循環
部１７から第一の水循環部１６へ供給されることとな
り、さらに、この水は先行エレメント１３において熱を
奪われ、再び後行エレメント１４側に供給されることと
なる。これにより、後行エレメント１４内部の熱が先行
エレメント１３に対して移し替えられ、先行および後行
エレメント１３，１４間の温度差が低減される。また、
このとき、流量計Ｆを参照しながらポンプＰの運転を調
整することによって、第一および第二の水循環部１６，
１７に流れる水の流量が適当なものとなるようにし、先
行および後行エレメント１３，１４の温度差の低減が効
果的に行われるようにする。 【００２７】また、このような水の循環を行うと同時
に、冷却部２１を駆動させて、第一の水循環部１６から
第二の水循環部１７に供給される水を冷却する。これに
より、後行エレメント１４には、冷却された水が供給さ
れ、後行エレメント１４の温度上昇が抑えられることと
なる。 【００２８】また、このように、後行エレメント１４に
冷却された水が供給されるため、後行エレメント１４側
から先行エレメント１３側に供給される水も、当然その
温度が従来に比べて低いものとなり、したがって先行・
後行各エレメント１３，１４の双方の温度上昇が抑制さ
れるために、これらの間に生じる温度差を従来と比較し
て低減することができる。 【００２９】このようなひび割れ防止方法による先行・
後行エレメント１３，１４の温度差の減少効果および先
行エレメント１３の温度上昇の抑制効果を示すのが、図
３のグラフである。図３に示すグラフにおいて、横軸
は、後行エレメント１４に対してコンクリートを打設し
てからの期間を、縦軸は、先行・後行各エレメント１
３，１４内の温度を表している。また、図中において、
実線は後行エレメント１４の温度変化を、二点鎖線は先
行エレメント１３の温度変化を表している。 【００３０】図中、符号１は、後行エレメント１４に対
して何ら配管等を施さなかった場合の温度変化の状況で
あり、符号２は、先に示した従来のひび割れ防止装置１
を上記の地中連続壁１２に対して適用した場合の温度変
化の状況である。さらに、符号３は、上記のひび割れ防
止装置１１を地中連続壁１２に適用した場合の温度変化
である。 【００３１】これらからわかるように、何も措置を施さ
ない場合（符号１）には、先行・後行エレメント１３，
１４間の温度差は最大で３０℃以上、従来のひび割れ防
止装置１を適用した場合（符号２）においても、先行・
後行エレメント１３，１４間の温度差は最大で１０〜１
５℃程度となるのに対し、本実施の形態のひび割れ防止
方法によれば、先行・後行エレメント１３，１４間の温
度差を１０℃以下とすることができる。さらに、従来の
ひび割れ防止装置１においては、先行・後行エレメント
１３，１４の温度を同一とするのに９〜１０日を要する
のに対し、本実施の形態のひび割れ防止方法によれば、
５〜６日で先行・後行エレメント１３，１４の温度を同
一とすることができる。さらに本実施の形態のひび割れ
防止方法によれば、先行エレメント１３の最大温度を従
来のひび割れ防止装置１と比較して、１０℃近く低減す
ることができる。 【００３２】このように、本実施の形態のひび割れ防止
方法によれば、第一の水循環部１６から第二の水循環部
１７へ水を供給する第二の接続管２０，２０間に設けた
冷却部２１により水を冷却しながら循環させるために、
先行・後行エレメント１３，１４の双方における温度上
昇を抑制することができる。これにより、両者の間に発
生する温度差を従来に比較して低減して、後行エレメン
ト１４におけるひび割れ発生を抑制することができる。 【００３３】また、このように先行・後行エレメント１
３，１４の双方の温度上昇を抑制することができるため
に、従来に比較して、先行・後行エレメント１３，１４
の温度が一致するまでの期間を短期間（上記の例では５
〜６日）とすることができ、装置の運転に要する時間を
１／２程度に短縮化できる。これにより、従来に比べ
て、一定の工事期間内において、ひび割れ防止装置１１
を構成するポンプＰ、流量計Ｆ、冷却部２１、および第
一、第二の接続管１９，２０等を、異なった施工箇所に
おいて順次再利用していくことが容易となり、経済的に
有利である。例えば、地中連続壁の掘削・コンクリート
打設のサイクルは、通常ほぼ１０日間程度であるのに対
し、本実施の形態のひび割れ防止方法によれば、その半
分程度の運転期間しか必要としないため、同一現場内に
おいて２箇所で同時に施工を行っていたとしても、ポン
プＰ、流量計Ｆ、冷却部２１、および第一、第二の接続
管１９，２０等を一組用意すれば足りることとなる。こ
のように、施工箇所が複数である場合にも、必ずしも施
工箇所の数に対応した装置を用意する必要がなく、従来
に比較して装置の各構成要素を経済的に活用することが
できる。 【００３４】また、このひび割れ防止方法によれば、上
述のように先行エレメント１３の温度上昇を抑制するこ
とが可能であるため、従来と異なり、先行エレメント１
３の温度上昇による変形が周囲の地盤によって拘束され
ることにより、先行エレメント１３内部に応力やひび割
れ等が発生する心配を無くすことができる。 【００３５】なお、上記実施の形態において、本発明を
主旨を逸脱しない範囲内で、ひび割れ防止装置１１の各
部の構造や、ひび割れ防止装置１１が適用される構造物
等について、他の構成を採用するようにしても構わな
い。 【００３６】例えば、冷却部２１は、上記のように空冷
式のものである必要はなく、冷媒等を使用したものであ
ってもよい。さらに、本発明のひび割れ防止方法は、上
記実施の形態のように地中連続壁の施工に適用するのみ
ならず、ダム等の他のコンクリート構造物の施工に際し
ても適用可能である。 【００３７】 【発明の効果】以上説明したように、本発明のコンクリ
ート構造物のひび割れ防止方法は、第一の水循環部から
第二の水循環部へ水を供給する第二の接続管に冷却部を
設けたひび割れ防止装置を用い、先行コンクリート構造
体と後行コンクリート構造体の温度が一致するまで、ひ
び割れ防止装置によって水を冷却しつつそれら先行コン
クリート構造体と後行コンクリート構造体との間にわた
って循環させるようにしたので、先行および後行コンク
リート構造体の双方における温度上昇を抑制することが
できる。これにより、両者の間に発生する温度差を低減
することができ、従来に比較して、後行コンクリート構
造体におけるひび割れ発生の抑制効果を向上させること
が可能である。また、このように先行および後行コンク
リート構造体の双方の温度上昇を抑制することができる
ために、従来に比較して、これら先行および後行コンク
リート構造体の温度が一致するまでの期間を短縮するこ
とができ、装置の運転に要する時間を短縮化できる。こ
れにより、一定の工事期間内において、ひび割れ防止装
置の各構成要素を異なった施工箇所で順次再利用してい
くことが容易となり、従来に比較して装置を経済的に活
用できる。また、上述のように先行コンクリート構造体
の温度上昇を抑制できるため、従来と異なり、先行コン
クリート構造体の温度上昇による変形が周囲の地盤によ
って拘束され、先行コンクリート構造体の内部に応力や
ひび割れ等が発生することがない。したがって、従来に
比較してより優れたひび割れ防止効果が得られることと
なる。

【図面の簡単な説明】 【図１】 本発明の一実施の形態を模式的に示す図であ
って、ひび割れ防止装置、およびこの装置が適用された
地中連続壁（コンクリート構造物）の概略構成を示す平
面図である。 【図２】 図１に示したひび割れ防止装置および地中連
続壁（コンクリート構造物）を地中連続壁の延在方向と
直交する断面で見た際の状況を示す立断面図である。 【図３】 本発明の一実施の形態であるひび割れ防止方
法による先行・後行エレメント（先行・後行コンクリー
ト構造体）の温度差の減少効果を示すためのグラフであ
る。 【図４】 本発明の従来の技術であるコンクリート構造
物のひび割れ防止装置を示す斜視図である。 【符号の説明】 １１ ひび割れ防止装置 １２ 地中連続壁（コンクリート構造物） １３ 先行エレメント（先行コンクリート構造体） １４ 後行エレメント（後行コンクリート構造体） １５ 打ち継ぎ面 １６ 第一の水循環部 １７ 第二の水循環部 １９ａ，１９ｂ，１９ｃ 第一の接続管 ２０ 第二の接続管 ２１ 冷却部 ２２ 冷却管（配管）

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 打ち継ぎ面を介して互いに隣接配置され
   た先行コンクリート構造体と後行コンクリート構造体と
   を備えて構成されるコンクリート構造物の施工に際して
   適用されて、該コンクリート構造物内部におけるひび割
   れの発生を防止するコンクリート構造物のひび割れ防止
   方法であって、 前記先行コンクリート構造体に配置される第一の水循環
   部と、前記後行コンクリート構造体に配置される第二の
   水循環部と、該第二の水循環部を循環した水を前記第一
   の水循環部に供給する第一の接続管と、前記第一の水循
   環部を循環した水を前記第二の水循環部に供給する第二
   の接続管とを備え、前記第二の接続管には、その内部を
   流れる水を冷却する冷却部が設けられているひび割れ防
   止装置を用い、 前記先行コンクリート構造体と後行コンクリート構造体
   の温度が一致するまで、前記ひび割れ防止装置によって
   水を冷却しつつそれら先行コンクリート構造体と後行コ
   ンクリート構造体との間にわたって循環させることを特
   徴とするコンクリート構造物のひび割れ防止方法。