JP6960082B2 - コンクリート吹付けによる躯体構築方法 - Google Patents

Description

本発明は、コンクリート吹付けによる躯体構築方法に関する。

従来、例えば、ボックスカルバートなど頂版を有する構造物においては、当該頂版を構築する際に、足場を設置し、型枠支保工を設置して鉄筋の組み立てを行い、現場打ちコンクリートにて頂版の躯体コンクリートを打設するという施工方法が一般的に採用されていた。

また、工期の短縮や施工性の観点から、ボックスカルバートをプレキャストコンクリートによって構成し、頂版ブロックを揚重機によって吊り上げ、側壁ブロックの上に載置するという施工方法も採用されていた。（特許文献１参照）

特許第４９１７５７６号公報

しかし、上記従来の施工方法においては、頂版を構築する際に、足場の設置や型枠支保工の設置など、仮設工事に要する時間や手間による、工期やコストに及ぼす影響が非常に大きかった。

また、上記特許文献１に記載されているようなプレキャストコンクリート製の頂版ブロックを載置する方法においては、揚重機の揚重能力によって、頂版ブロック１基当りの重さは制限を受けることから、当該頂版ブロックの縦断方向の長さを小さくせざるを得ず、施工延長の長いボックスカルバートでは、返って工期を短縮することができない場合もある。

さらに、１０ｍを超えるような大きなスパンを有する頂版を構築するような場合は、プレキャストコンクリート製にすると非常に大きな重量となってしまうことから、揚重機による頂版ブロックの設置は現実的に困難である。

そこで、本願発明は、足場や型枠支保工を設置することなく、従来の躯体構築方法に比べて大幅に工期の短縮を可能とする、コンクリート吹付けによる躯体構築方法を提供することを目的とする。

（１）吹付けコンクリート（吹付けコンクリート３）を吹き付けて躯体（頂版１０、床スラブ、梁１０Ａ）を構築する、コンクリート吹付けによる躯体構築方法であって、前記躯体の所定方向に複数の補強材（補強材１）を所定の間隔で配置するとともに、当該複数の補強材に渡って格子状の繋ぎ材（繋ぎ材２）を結束し、前記繋ぎ材に対して、下方および上方から前記吹付けコンクリートを吹き付けて前記躯体を構築することを特徴とするコンクリート吹付けによる躯体構築方法。

上記（１）の構成によれば、従来のような足場の設置や型枠支保工の設置を行うことなく、吹付けコンクリート３を吹き付けることによって頂版１０、床スラブ、梁１０Ａなどの躯体を構築することができるので、工期を大幅に短縮して経済的に躯体を構築することが可能となる。すなわち、吹付けコンクリート３を吹き付ける際、格子状の繋ぎ材２が型枠代わりとなり、当該繋ぎ材２に対して下方および上方から吹付けコンクリート３を付着させ、所定の構造断面を有する躯体を短期間で構築することが可能である。

（２）吹付けコンクリート（吹付けコンクリート３）を吹き付けて躯体（頂版１０、床スラブ、梁１０Ａ）を構築する、コンクリート吹付けによる躯体構築方法であって、前記躯体の所定方向に複数の補強材（補強材１）を所定の間隔で配置するとともに、当該複数の補強材に渡って格子状の繋ぎ材（繋ぎ材２）を結束し、前記繋ぎ材に対して、下方から前記吹付けコンクリートを吹き付けて、上方からは現場打ちコンクリートを打設して前記躯体を構築することを特徴とするコンクリート吹付けによる躯体構築方法。

上記（２）の構成によれば、従来のような足場の設置や型枠支保工の設置を行うことなく、吹付けコンクリート３を吹き付けることによって頂版１０、床スラブ、梁１０Ａなどの躯体を構築することができるので、工期を大幅に短縮して経済的に躯体を構築することが可能となる。すなわち、吹付けコンクリート３を吹き付ける際、格子状の繋ぎ材２に対して下方から吹付けコンクリート３を付着させて躯体下部を構築し、さらに、躯体上部に現場打ちコンクリートを打設することによって、所定の構造断面を有する躯体を短期間で構築することが可能である。

（３）前記躯体は、頂版（頂版１０）または床スラブである（１）または（２）に記載のコンクリート吹付けによる躯体構築方法。

上記（３）の構成によれば、足場の設置や型枠支保工の設置作業に多くの手間や資機材を必要とする頂版（頂版１０）または床スラブを構築する場合、上記（１）または（２）に記載した構成によって得られる効果を、より顕著に得ることが可能である。

（４）前記補強材（補強材１）と前記繋ぎ材（繋ぎ材２）とのうち少なくとも前記補強材は、炭素繊維強化プラスチックまたはアラミド繊維強化プラスチックにて成形されて成る（１）〜（３）のいずれかに記載のコンクリート吹付けによる躯体構築方法。

上記（４）の構成によれば、補強材（補強材１）と繋ぎ材（繋ぎ材２）とのうち少なくとも上記補強材は、炭素繊維強化プラスチックまたはアラミド繊維強化プラスチックにて成形されている。つまり、通常使用される鉄筋に比べて非常に高強度かつ軽量であるので、補強材（補強材１）および繋ぎ材（繋ぎ材２）の組立て作業をより効率的に行うことが可能となる。

（５）前記補強材（補強材１）と前記繋ぎ材（繋ぎ材２）とを地組みする（１）〜（４）のいずれかに記載のコンクリート吹付けによる躯体構築方法。

上記（５）の構成によれば、前記補強材（補強材１）と前記繋ぎ材（繋ぎ材２）とを地組みして、揚重機によって躯体の構築場所に設置するので、構築場所における足場の設置を最小限とすることができる。さらに、上記補強材や上記繋ぎ材が炭素繊維強化プラスチックまたはアラミド繊維強化プラスチックにて成形されている場合、地組みされた上記補強材や上記繋ぎ材は非常に軽いので、大きく地組みすることが可能となり、さらに工期を短縮することが可能となる。

本発明の実施例における、ボックスカルバートの一例を示す模式断面図である。 本発明の実施例における、コンクリート吹付けによる頂版の施工フローの一例が示されている。 本発明における、地組ガイドの設置態様および断面図の一例を示す図である。 本発明における、補強材および繋ぎ材の組み立て態様の一例を示す図である。 本発明における、地組みされた補強材および繋ぎ材の側壁上への設置態様の一例を示す図である。 本発明における、吹付けコンクリートの吹き付け手順の一例を示す図である。 本発明の別実施例における、梁の一例を示す模式断面図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明のコンクリート吹付けによる躯体構築方法において、実施例として頂版の構築方法について説明する。

本発明のコンクリート吹付けによる躯体構築物の一例として、図１（ａ）にはボックスカルバート１００の全体模式断面図が示されている。図示された実施例では、アーチ形状の頂版１０がピン接合に近い態様で左右の側壁２０に架設されている。なお、本発明のコンクリート吹付けによる躯体構築方法は、図１（ａ）に示された実施例に限定されるものではなく、直線形状の頂版の他、様々な形状の頂版、さらに床スラブや梁にも適用が可能である。また、頂版の接合方法はピン接合の他、剛結接合であっても同様に適用が可能である。

また、図１（ａ）および（ｂ）には頂版１０の模式断面図が示されており、頂版１０内には、横断方向（短辺方向）に配置される補強材１が所定の間隔で配置され、さらに当該補強材１の上部に格子状の繋ぎ材２が結束されて配置されている。すなわち、上記補強材１は主筋の役割を、上記繋ぎ材２は配力筋の役割を担っている。

そして、格子状の繋ぎ材２に対し、下方から下側吹付けコンクリート３ａが、上方からは上側吹付けコンクリート３ｂが吹付けられて頂版１０が構築されている。

（使用材料）
本実施例で使用される補強材１は、炭素繊維強化プラスチック（所謂ＣＦＲＰ）を中空円筒形状に成形したものであり、軽量で強度の高い材料である。なお、軽量かつ強度が高いという観点から、アラミド繊維強化プラスチックを使用して補強材１を成形することも可能である。さらに、カーボン製のロッド・パイプを補強材１とすることも可能である。

また、補強材１の形状は上記した中空円筒形状に限られず、中実のロッド形状やＨ型、Ｉ型、多角形状など他の形状とすることが可能であり、頂版１０の形状、寸法などに応じて形状を変更することが可能である。例えば、頂版１０の断面形状がアーチ状である場合は、補強材１を設置する際に、当該補強材１をアーチ状に変形する必要があることから、中空円筒形状とするのが好ましい。また、頂版１０の形状が直線形状であれば、Ｈ型やＩ型とすることで架設時に撓み難くすることが可能である。

本実施例で使用される格子状の繋ぎ材２は、炭素繊維強化プラスチック（所謂ＣＦＲＰ）により成形された網材であり、約２ｃｍ四方のグリッドが形成され、軽量で強度が高く、腐食に強い材料となっている。なお、繋ぎ材２は、吹付けコンクリート３の型枠としても機能するものであるため、グリッドの形状、寸法については上記したものに限られず、吹付けコンクリート３が適切に付着するものであればよい。

また、軽量かつ強度が高いという観点から、アラミド繊維によって構成されたメッシュシートを繋ぎ材２とすることも可能であり、炭素繊維によるものに比べてコストの低減を図ることが可能である。またこれに限られず、鋼製の溶接金網やラス金網を繋ぎ材２として利用することも可能である。

本実施例で使用される吹付けコンクリート３は、骨材の最大粒径を１５ｍｍとし、混和剤として急結剤が配合されており、初期強度の発現速度が極めて速い材料となっている。なお、骨材の最大粒径や配合される混和剤等は上記したものに限られず、要求される初期強度および長期強度、上記繋ぎ材２への付着性や施工性などを考慮して、吹付けコンクリート３の配合設計を行うことが必要である。

（施工手順）
次に、本実施例における、コンクリート吹付けによる頂版の施工手順について、図２のフローに従って各図を参照しながら以下に説明する。

［地組ガイドの設置（Ｓ１００）］
図３には、補強材１および繋ぎ材２を地組みするための地組ガイド４の設置態様およびその断面図が示されている。図３（ａ）に示されるように、頂版１０の形状、寸法に応じ、横断方向（図示Ｂの方向）の両端部にＬ型の地組ガイド４を地上に設置する。さらに、頂版１０の寸法に対応して地組ガイド４同士の間隔を維持、固定するため、少なくとも、当該地組ガイド４の縦断方向（図示Ａの方向）の両端部に地組ガイド固定部材５を設置する。

なお、本実施例では、図３（ａ）に示されるように上記地組ガイド固定部材５として平鋼を使用しているが、これに限られるものではなく、地組ガイド４の間隔を固定することが可能であれば、棒鋼やアングル、ワイヤ等を使用してもよい。このような構成により、直線形状の補強材１を上方に曲げて地組ガイド４に配置する場合であっても、当該補強材１が元の直線形状に戻ることを防ぎ、頂版１０の形状に対応して補強材１および繋ぎ材２を地上で組み立てることができる。

また、図３（ｂ）には地組ガイド４への補強材１の設置態様が示されているが、本実施例では、地組ガイド４に中空円筒形状の補強材１を所定の位置に配置するための固定突起６が所定の間隔で設けられている。なお、当該固定突起６を地組ガイド４に設けることなく、補強材１を地組ガイド４に配置することも可能ではあるが、上記固定突起６など、補強材１を所定の間隔で配置するための何らかの位置決め部材を地組ガイド４に設けることで、補強材１の配置作業の作業性を向上させることが可能となる。

［補強材の組立て（Ｓ１１０）］
図３（ｂ）に示されるように、本実施例では、地組ガイド４上に、頂版１０の形状に応じて補強材１を曲げながら上記固定突起６に挿入し、当該補強材１を所定の位置に配置する。その後、軸方向（図３（ａ）のＡの方向）に、各補強材１の間隔を維持、固定する軸方向繋ぎ材７を設置して、各補強材１と結束材８によって結束する。上記軸方向繋ぎ材７は、鉄筋や炭素繊維強化プラスチックなど、補強材１同士の間隔を維持、固定できるものであればよい。

続いて、図３（ｂ）および図４（ｂ）に示されるように、横断方向（図３（ａ）のＢの方向）の両端部に設置された上記軸方向繋ぎ材７間にタイワイヤ９を張る。このような構成により、地組みが完了した補強材１および繋ぎ材２が吊り上げられて、地組ガイド４から離脱した後であっても、補強材１および繋ぎ材２の組立て形状（本実施例ではアーチ形状）が保持されることとなる。

［繋ぎ材の設置、結束（Ｓ１２０）］
図４（ａ）および（ｂ）に示されるように、地組ガイド４に配置された補強材１の上部に格子状の繋ぎ材２を配置し、当該繋ぎ材２を結束線等を用いて補強材１に結束する。

［地組み補強材、繋ぎ材の揚重設置（Ｓ１３０）］
図５には、地組ガイド４上において組み立てられた補強材１および繋ぎ材２を吊り上げて、頂版１０の構築箇所に設置する態様が示されている。地組ガイド４上において補強材１および繋ぎ材２の組み立てが完了した後、図５（ａ）および（ｂ）に示されるように、軸方向繋ぎ材７に玉掛けワイヤ４０を取り付け、クレーンなどの揚重機５０によって組み立てられた補強材１および繋ぎ材２を吊り上げて、頂版１０の構築箇所まで移動して側壁２０上部の設置箇所に設置する。

側壁２０上部の設置箇所への設置が完了したら、玉掛けワイヤ４０を外すとともに、補強材１の組立て形状を保持するために張られていたタイワイヤ９を撤去する。なお、頂版１０と側壁２０とを剛結接合する場合には、側壁２０上部から定着用鉄筋（図示略）を露出させておき、当該定着用鉄筋（図示略）と補強材１とを結束する作業を行うこととなる。

［吹付けコンクリートの吹き付け（Ｓ１４０）］
図６には側壁２０の上部に架設された補強材１および繋ぎ材２に対する吹付けコンクリート３の吹き付け態様が段階的に示されている。まず、図６（ａ）に示されるように、頂版１０の下方から吹付けコンクリート３を繋ぎ材２に対して吹き付け、図６（ｂ）に示されるように所定の設計厚さとなるまで吹き付けを行って下側吹付けコンクリート３ａを構築する。

次に、図６（ｃ）に示されるように、繋ぎ材２の上面側に所定の設計厚さとなるまで吹付けコンクリート３を吹き付け、上側吹付けコンクリート３ｂを構築する。なお、上面側の上側吹付けコンクリート３ｂの部分は、吹き付けによる方法に限定されるものではなく、既に構築された下側吹付けコンクリート３ａにコンクリートを打ち足すように、ポンプ圧送等によってコンクリートを現場打ちして頂版１０を構築することも可能である。その際、既に構築された下側吹付けコンクリート３ａ上に作業員が立ち入る必要があるので、当該下側吹付けコンクリート３ａがそれに耐え得る強度を有していることが必要となる。

［養生（Ｓ１５０）］
吹付けコンクリートの吹き付けが完了すると、所定の期間の養生を行う。

以上、本実施例における施工手順を説明したが、補強材１および繋ぎ材２を組み立てる際に使用した地組ガイド４および地組ガイド固定部材５、タイワイヤ９は再利用することができるので、当該地組ガイド４および地組ガイド固定部材５、タイワイヤ９を使用し、繰り返し、補強材１および繋ぎ材２の組立てに利用することが可能である。

また、上記した施工手順の説明は、頂版の形状をアーチ形状とした実施例にもとづいているが、平坦形状の頂版を構築する場合や、予め、補強材１をアーチ形状に成形するような場合は、必ずしもタイワイヤ９を必要とするものではない。

（その他の実施例）
前述の実施例では、主にアーチ形状の頂版における、コンクリート吹付けによる頂版の構築方法について説明したが、梁や床スラブなどの躯体をコンクリート吹付けによって構築することも可能である。例えば、図７の梁１０Ａの模式断面図に示されているように、まず、横断方向に補強材１を配置するとともに、格子状の繋ぎ材２を補強材１に図示されるように結束する。

そして、下方から吹付けコンクリート３を繋ぎ材２に吹き付けて下側吹付けコンクリート３ａを構築する。その後、上方から梁１０Ａ内部に吹き付けを行って上側吹付けコンクリート３ｂを構築する。なお、上側吹付けコンクリート３ｂの部分は、吹き付けによる方法に限定されるものではなく、既に構築された下側吹付けコンクリート３ａにコンクリートを打ち足すように、ポンプ圧送等によってコンクリートを現場打ちし、梁１０Ａを構築することも可能である。

以上、本発明の実施形態について図面にもとづいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものではない。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。また、上記実施例に記載された具体的な材質、寸法形状等は本発明の課題を解決する範囲において、変更が可能である。

１ 補強材
２ 繋ぎ材
３ 吹付けコンクリート
１０ 頂版
１０Ａ 梁

Claims (5)

1. 吹付けコンクリートを吹き付けて架設される躯体を構築する、コンクリート吹付けによる躯体構築方法であって、
   前記躯体が接合されて支持される方向に、直線又は曲線形状を有する補強材を所定の間隔で並行して配置するとともに、該補強材を前記躯体の架設方向に架け渡し、
   前記吹付けコンクリートが付着可能な平面格子状の繋ぎ材を、並行して配置された複数の前記補強材に渡って面状に配置するとともに、該繋ぎ材を前記補強材に結束し、
   前記繋ぎ材の一方の面に対して、架設される前記躯体の下方側から前記吹付けコンクリートを吹き付け、その後、前記繋ぎ材の他方の面に対して、架設される前記躯体の上方側から前記吹付けコンクリートを吹き付けて、架設される前記躯体を構築する
   ことを特徴とするコンクリート吹付けによる躯体構築方法。
2. 吹付けコンクリートを吹き付けて架設される躯体を構築する、コンクリート吹付けによる躯体構築方法であって、
   前記躯体が接合されて支持される方向に、直線又は曲線形状を有する補強材を所定の間隔で並行して配置するとともに、該補強材を前記躯体の架設方向に架け渡し、
   前記吹付けコンクリートが付着可能な平面格子状の繋ぎ材を、並行して配置された複数の前記補強材に渡って面状に配置するとともに、該繋ぎ材を前記補強材に結束し、
   前記繋ぎ材の一方の面に対して、架設される前記躯体の下方側から前記吹付けコンクリートを吹き付け、その後、前記繋ぎ材の他方の面に対して、架設される前記躯体の上方側から現場打ちコンクリートを打設して、架設される前記躯体を構築する
   ことを特徴とするコンクリート吹付けによる躯体構築方法。
3. 架設される前記躯体は、頂版または床スラブである
   請求項１または２に記載のコンクリート吹付けによる躯体構築方法。
4. 前記補強材と前記繋ぎ材とのうち少なくとも前記補強材は、炭素繊維強化プラスチックまたはアラミド繊維強化プラスチックにて成形されて成る
   請求項１〜３のいずれかに記載のコンクリート吹付けによる躯体構築方法。
5. 前記補強材と前記繋ぎ材とを地組みする
   請求項１〜４のいずれかに記載のコンクリート吹付けによる躯体構築方法。
   
   

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