(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水中打設領域に配置された軽量プレキャストコンクリートブロックと、該軽量プレキャストコンクリートブロックの周囲及び相互の間隙に充填されたグラウト材とからなることを特徴とする水中コンクリート構造体。
【請求項２】
前記軽量プレキャストコンクリートブロックを水平方向の相対移動が拘束されるように相互に連結自在に構成した請求項１記載の水中コンクリート構造体。
【請求項３】
水中打設領域に軽量プレキャストコンクリートブロックを配置し、次いで該軽量プレキャストコンクリートブロックの周囲及び相互の間隙にグラウト材を充填することを特徴とする水中コンクリート構造体の構築方法。
【請求項４】
前記グラウト材を充填する際、前記水中打設領域内の水を下方から引き抜きつつ該グラウト材を上方から注入する請求項３記載の水中コンクリート構造体の構築方法。
【請求項５】
水中打設領域にグラウト材を投入し、次いで該グラウト材が硬化する前に軽量プレキャストコンクリートブロックを前記グラウト材内に埋設配置することを特徴とする水中コンクリート構造体の構築方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、橋梁のフーチング、ケーソンといった水中構造物に適用される水中コンクリート構造体及びその構築方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
橋梁のフーチングやケーソン等を構築する際には、いわゆる水中コンクリートを使用することが多いが、構築箇所の地盤が軟弱である場合には、軽量骨材を用いた軽量コンクリートによってフーチングやケーソンといった基礎構造をできるだけ軽量化し、地盤改良工事を小規模に抑えることができるようにするのが望ましい。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、水中コンクリートを打設するにあたってはトレミー管による打込み方法が採用されるため、流動性とフローを確保して充填性を高める必要がある。そのため、軽量骨材を用いて水中コンクリートを打設すると、打設されたフレッシュコンクリートが水中で流動する際、比重の小さな軽量骨材がフレッシュコンクリート内で上昇し、水よりも軽い場合には、フレッシュコンクリートから水中に飛び出して水中を浮上したり、その際にフレッシュコンクリートが水中に飛散し、周辺水域を汚濁するおそれがあるという問題を生じていた。
【０００４】
かかる問題は、通常骨材を用いた水中コンクリートの使用を余儀なくされ、その結果、基礎構造の軽量化を図ることがほとんど不可能になるという事態を招く。
【０００５】
また、軽量骨材の飛び出しを防止できたとしても、軽量骨材がフレッシュコンクリート内で偏在して不均一となるのを防止することができず、品質の面で改善の余地があった。
【０００６】
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、軽量性及び強度等に関する品質の両方を確保可能な水中コンクリート構造体及びその構築方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る水中コンクリート構造体は請求項１に記載したように、水中打設領域に配置された軽量プレキャストコンクリートブロックと、該軽量プレキャストコンクリートブロックの周囲及び相互の間隙に充填されたグラウト材とからなるものである。
【０００８】
また、本発明に係る水中コンクリート構造体は、前記軽量プレキャストコンクリートブロックを水平方向の相対移動が拘束されるように相互に連結自在に構成したものである。
【０００９】
また、本発明に係る水中コンクリート構造体の構築方法は請求項３に記載したように、水中打設領域に軽量プレキャストコンクリートブロックを配置し、次いで該軽量プレキャストコンクリートブロックの周囲及び相互の間隙にグラウト材を充填するものである。
【００１０】
また、本発明に係る水中コンクリート構造体の構築方法は、前記グラウト材を充填する際、前記水中打設領域内の水を下方から引き抜きつつ該グラウト材を上方から注入するものである。
【００１１】
また、本発明に係る水中コンクリート構造体の構築方法は請求項５に記載したように、水中打設領域にグラウト材を投入し、次いで該グラウト材が硬化する前に軽量プレキャストコンクリートブロックを前記グラウト材内に埋設配置するものである。
【００１２】
本発明に係る水中コンクリート構造体においては、水中打設領域に配置された複数の軽量プレキャストコンクリートブロックがグラウト材によって一体化され、構造体として必要な所定の強度を発揮するが、かかる軽量プレキャストコンクリートブロックは、工場や現場プラントにて予め気中で製作することができるため、例えば軽量骨材を用いて製作する場合には、水中打設で要求されるような流動性が不要となり、軽量骨材を偏在させることなく均質な軽量コンクリートを製作することができるし、軽量骨材を使用しないその他の方法によっても高品質な軽量コンクリートの製作が可能である。
【００１３】
すなわち、かかる軽量プレキャストコンクリートブロックを主要部材とすることによって、軽量骨材を用いた水中コンクリート打設方法を採用せずとも、軽量な水中コンクリート構造体を構築することが可能となり、軽量骨材を用いた水中コンクリート打設では避けては通れない軽量骨材の飛び出しや偏在に起因する問題が生じる余地がなくなって高品質の水中コンクリート構造体を構築することが可能となる。
【００１４】
グラウト材は、充填される間隙の大きさ等を考慮してセメントミルク、モルタル等から適宜選択すればよい。
【００１５】
軽量プレキャストコンクリートブロックを製作するにあたり、水中打設領域に多数配置することができるのであれば、その形状や大きさは任意であって例えば通常に段積みできるような直方体状のものが考えられるが、その製作にあたっては、グラウト材を介して多数の軽量プレキャストコンクリートブロックが強固に一体化されるよう、それらの周面に定着用鉄筋を突設して定着強度を確保したり、凹凸を形成して付着強度を高めたりするのが望ましい。
【００１６】
ここで、前記軽量プレキャストコンクリートブロックを水平方向の相対移動が拘束されるように相互に連結自在に構成したならば、グラウト材による一体化作用と相まって水中コンクリート構造体のせん断強度が大幅に向上し、地震や波浪等による水平力に対して十分に抵抗し得る構造体となる。
【００１７】
軽量プレキャストコンクリートブロックの連結構成を具体的にどのようにするかは任意であり、例えば軽量プレキャストコンクリートブロックの下面及び上面のうち、一方に嵌合凹部を他方に該嵌合凹部に嵌まる嵌合凸部を設けることが考えられる。
【００１８】
かかる構成においては、嵌合凹部と嵌合凸部とを互いに嵌合させながら、軽量プレキャストコンクリートブロックを下方から順次積み上げていけばよい。
【００１９】
本発明の水中コンクリート構造体を構築する方法としては、水中打設領域にグラウト材を投入し、次いで該グラウト材が硬化する前に軽量プレキャストコンクリートブロックを前記グラウト材内に埋設配置する、いわばグラウト材先行方式と、水中打設領域に軽量プレキャストコンクリートブロックを配置し、次いで該軽量プレキャストコンクリートブロックの周囲及び相互の間隙にグラウト材を充填する、いわばブロック先行方式の二通りが考えられるが、いずれにしろ、水やグラウト材からの浮力によって軽量プレキャストコンクリートブロックが浮き上がることがないよう、浮上防止対策を適宜講じる。
【００２０】
どのように浮上防止するかは任意であるが、ブロック先行方式では、例えば軽量プレキャストコンクリートブロックを何段か積み上げてはその上面にグラウト材の充填に差し支えないようなグレーチングやネット等を載せ、これを型枠に固定する手順を繰り返す方法や、軽量プレキャストコンクリートブロックをそれぞれ型枠内面に固定する方法が考えられる。また、ブロック先行方式及びグラウト材先行方式のいずれについても、グラウト材の比重を軽量プレキャストコンクリートブロックの比重よりも小さくする方法が考えられる。
【００２１】
ここで、ブロック先行方式において、前記グラウト材を充填する際、前記水中打設領域内の水を下方から引き抜きつつ該グラウト材を上方から注入するようにすれば、比較的比重の大きなグラウト材が上方から注入されるとともに、上方から下方への流体の流れが形成されるため、軽量プレキャストコンクリートブロックの浮上を効果的に防止することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る水中コンクリート構造体及びその構築方法の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。なお、従来技術と実質的に同一の部品等については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００２３】
図１は、本実施形態に係る水中コンクリート構造体の構築方法をケーソンへの水中コンクリート打設に適用する場合について示した施工手順図、図２はそれに使用する軽量プレキャストコンクリートブロックを示した斜視図である。
【００２４】
まず、水中コンクリート構造体の構築に先だって、図１(a)に示すようにケーソン１を設置する。ケーソン１を設置するにあたっては、ケーソン１を現場に曳航するとともに、ケーソン設置箇所を予め平坦に掘削しておき、しかる後、ケーソン１内に注水することによって該ケーソンを海底２に沈設すればよい。
【００２５】
一方、水中コンクリート構造体に用いる軽量プレキャストコンクリートブロック１１を図２に示すように工場や現場プラントで製作しておく。
【００２６】
軽量プレキャストコンクリートブロック１１は、同図に示すように積層可能なプレキャスト版として製作してあり、その側方周面には、後述するグラウト材に定着される定着用鉄筋１２を突設してある。
【００２７】
一方、その上面には嵌合凸部１３を、下面には該嵌合凸部に嵌まる嵌合凹部１４をそれぞれ設けてあり、下段の軽量プレキャストコンクリートブロック１１に形成された嵌合凸部１３を上段の軽量プレキャストコンクリートブロック１１の嵌合凹部１４に嵌め込んで相互連結することにより、軽量プレキャストコンクリートブロック１１、１１の水平方向の相対移動が拘束されるようになっている。
【００２８】
軽量プレキャストコンクリートブロック１１は、主として軽量骨材、特に人工軽量骨材を用いた軽量骨材コンクリートで形成することが考えられるが、これに代えて気泡コンクリートで形成したり、中空部を随所に形成することで軽量化を図るようにしてもかまわない。
【００２９】
次に、図１(b)に示すように、軽量プレキャストコンクリートブロック１１を図示しないクレーンで吊り降ろし、ケーソン１内部の水中打設領域の所定位置に配置する。
【００３０】
ここで、軽量プレキャストコンクリートブロック１１を配置するにあたっては、嵌合凹部１４と嵌合凸部１３とを互いに嵌合させながら、下方から順次積み上げていく。また、水やセメントミルクから受ける浮力で軽量プレキャストコンクリートブロック１１が浮き上がらないよう、例えば何段か積み上げてはその上面にグラウト材の充填に差し支えないようなグレーチングやネット等を載せ、これを型枠に固定するといった手順を繰り返せばよい。
【００３１】
軽量プレキャストコンクリートブロック１１の積層工程が終了したならば、図３に示すように、ケーソン１内を適宜排水しつつ、注入管２２を介して軽量プレキャストコンクリートブロック１１の周囲及び相互の間隙にセメントミルク、モルタル等のグラウト材２１を充填し、図４に示す水中コンクリート構造体３１を構築する。
【００３２】
なお、グラウト材２１は、水と置換しつつ水中に打設されることとなるので、増粘剤を適宜添加することによって水中不分離性のグラウト材としておく。
【００３３】
以上説明したように、本実施形態に係る水中コンクリート構造体３１及びその構築方法によれば、水中打設領域に配置された複数の軽量プレキャストコンクリートブロック１１がグラウト材２１によって一体化され、構造体として必要な所定の強度を発揮するが、かかる軽量プレキャストコンクリートブロック１１は、上述したように工場や現場プラントにて予め気中で製作することができる。
【００３４】
すなわち、軽量プレキャストコンクリートブロック１１を主要部材とすることによって、軽量骨材を用いた水中コンクリート打設方法を採用せずとも、軽量な水中コンクリート構造体３１を構築することが可能となり、軽量骨材を用いた水中コンクリート打設では避けては通れない軽量骨材の飛び出しや偏在あるいはそれに起因する材料分離に関する問題が生じる余地がなくなって強度等の面で高品質の水中コンクリート構造体を構築することができる。また、その結果として水質汚濁を未然に防止することも可能となる。
【００３５】
また、本実施形態に係る水中コンクリート構造体によれば、軽量プレキャストコンクリートブロック１１を水平方向の相対移動が拘束されるように相互に連結自在に構成したので、グラウト材２１による一体化作用と相まって水中コンクリート構造体３１のせん断強度が大幅に向上し、地震や波浪等による水平力に対して十分に抵抗し得る構造体となる。
【００３６】
本実施形態では、グラウト材２１を充填する際、該グラウト材をケーソン１内の下方から充填するようにしたが、これに代えて、水中打設領域内の水を下方から引き抜きつつグラウト材２１を上方から注入するようにすれば、比較的比重の大きなグラウト材２１が上方から注入されるとともに、上方から下方への流体の流れが形成されるため、軽量プレキャストコンクリートブロック１１の浮上を効果的に防止することができる。
【００３７】
また、本実施形態では、本発明の水中コンクリート構造体を構築する方法として、水中打設領域に軽量プレキャストコンクリートブロック１１を配置し、次いで該軽量プレキャストコンクリートブロックの周囲及び相互の間隙にグラウト材２１を充填する、いわばブロック先行方式を採用したが、これに代えて、水中打設領域にグラウト材２１を先行投入し、次いで該グラウト材が硬化する前に軽量プレキャストコンクリートブロック１１をグラウト材２１内に埋設配置する、いわばグラウト材先行方式を採用してもよい。
【００３８】
かかる構成においては、軽量プレキャストコンクリートブロック１１をグラウト材２１内に沈める際、該グラウト材からの浮力で浮き上がることがないよう、例えばグラウト材２１の比重を軽量プレキャストコンクリートブロック１１の比重よりも小さくしておく。
【００３９】
なお、軽量プレキャストコンクリートブロック１１とグラウト材２１の施工手順が逆である点を除き、他の構成や作用効果は上述した実施形態と同様であり、ここではその説明を省略する。
【００４０】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の水中コンクリート構造体及びその構築方法によれば、軽量プレキャストコンクリートブロックを主要部材とすることによって、軽量骨材を用いた水中コンクリート打設方法を採用せずとも、軽量な水中コンクリート構造体を構築することが可能となり、軽量骨材を用いた水中コンクリート打設では避けては通れない軽量骨材の飛び出しや偏在あるいはそれに起因する材料分離に関する問題が生じる余地がなくなって強度等の面で高品質の水中コンクリート構造体を構築することができる。また、その結果として水質汚濁を未然に防止することも可能となる。
【００４１】
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る水中コンクリート構造体の構築方法にしたがってケーソンへの水中コンクリート打設を行う様子を示した施工手順図。
【図２】本実施形態に係る水中コンクリート構造体に用いる軽量プレキャストコンクリートブロック１１の図であり、(a)は斜視図、(b)は断面図。
【図３】引き続き本実施形態に係る水中コンクリート構造体の構築方法にしたがってケーソンへの水中コンクリート打設を行う様子を示した施工手順図であり、(a)は鉛直断面図、(b)はＡ―Ａ線に沿う水平断面図。
【図４】引き続き本実施形態に係る水中コンクリート構造体の構築方法にしたがってケーソンへの水中コンクリート打設を行う様子を示した施工手順図。
【符号の説明】
１１                        軽量プレキャストコンクリートブロック
２１                        グラウト材
３１                        水中コンクリート構造体
【図１】
0003666347.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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