(57)【要約】      （修正有）【課題】コンクリートの凍害発生を効率良く防止することができるコンクリートの養生構造および養生方法を提供する。【解決手段】低温地盤１０に面して打設されるコンクリート１１の養生構造１であって、低温地盤１０とコンクリート１１との境界面３１近傍に、コンクリート１１の温度を保持する温度保持手段３３が設けられ、コンクリート１１の温度を所望の温度で保持することができるため、コンクリート１１に凍害が発生するのを防止する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
低温地盤に面して打設されるコンクリートの養生構造であって、
前記低温地盤と前記コンクリートとの境界面近傍に、前記コンクリートの温度を保持する温度保持手段が設けられていることを特徴とするコンクリートの養生構造。
【請求項２】
前記温度保持手段は、前記境界面近傍に配される配管と、前記配管に温水を供給する温水供給装置と、を備えていることを特徴とする請求項１に記載のコンクリートの養生構造。
【請求項３】
前記温度保持手段は、前記温水の温度を計測する温度計測部を備え、該温度計測部により前記境界面近傍を通過する前と後のそれぞれの温度を計測し、計測結果に基づいて前記温水の温度および流量の少なくとも何れか一方を調整可能に構成されていることを特徴とする請求項２に記載のコンクリートの養生構造。
【請求項４】
前記低温地盤と前記コンクリートとの境界面に断熱材が設けられ、前記配管は前記断熱材のコンクリート側に配置されていることを特徴とする請求項２または３に記載のコンクリートの養生構造。
【請求項５】
低温地盤上に断熱材を設置する断熱材設置工程と、
前記断熱材の上面に温水を通流可能な配管を設置する配管設置工程と、
前記配管に前記温水を供給する温水供給装置を設置する温水供給装置設置工程と、
前記配管を覆うように前記低温地盤上にコンクリートを打設するコンクリート打設工程と、
前記配管に前記温水を供給し、前記コンクリートを所定温度に保持するコンクリート温度保持工程と、
を有していることを特徴とするコンクリートの養生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリートの養生構造および養生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、地盤の安定化、防水層の形成などを目的とした防護工として地盤凍結工法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
地盤凍結工法を用いて凍結させた凍結地盤（低温地盤）に隣接してコンクリートを打設する際、打設したコンクリートの熱が凍結地盤に奪われて温度が低下し、コンクリートに凍害が発生することが懸念される。従来は、このような状況において、凍結地盤を断熱材で覆うことで、打設したコンクリートの熱の流出を抑制するとともに、コンクリート自身の水和熱で凍害を防止するようにしていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２６４７１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の方法では、事前に熱伝導解析を実施した後に、断熱材の性能やコンクリートの配合・発熱特性などを決定する必要があるが、成立する条件を見出すことが困難な場合があることや、施工前の段取りが煩雑になるという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、コンクリートの凍害発生を効率良く防止することができるコンクリートの養生構造および養生方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達するために、本発明のコンクリートの養生構造は、低温地盤に面して打設されるコンクリートの養生構造であって、前記低温地盤と前記コンクリートとの境界面近傍に、前記コンクリートの温度を保持する温度保持手段が設けられていることを特徴としている。
【０００８】
このように構成することにより、コンクリートの温度を所望の温度で保持することができるため、コンクリートの熱が低温地盤に奪われてコンクリートに凍害が発生するのを防止することができる。また、低温地盤とコンクリートとの境界面近傍に温度保持手段を設置するだけでよいため、施工前の段取りも煩雑にならず、コンクリートの凍害発生を効率良く防止することができる。
【０００９】
また、前記温度保持手段は、前記境界面近傍に配される配管と、前記配管に温水を供給する温水供給装置と、を備えていることを特徴としている。
【００１０】
このように構成することにより、低温地盤とコンクリートとの境界面近傍に配管を設置し、例えば温水供給装置を当該コンクリートが打設される領域の近傍に設置すれば温度保持手段を構築することができる。したがって、簡易な構成で温度保持手段を実現することができる。
【００１１】
また、前記温度保持手段は、前記温水の温度を計測する温度計測部を備え、該温度計測部により前記境界面近傍を通過する前と後のそれぞれの温度を計測し、計測結果に基づいて前記温水の温度および流量の少なくとも何れか一方を調整可能に構成されていることを特徴としている。
【００１２】
このように構成することにより、温水供給装置から供給する温水の温度と、温水供給装置に戻ってきた温水の温度を比較することで、コンクリートの温度状況を把握することができる。したがって、コンクリートの温度状況に基づいて、温水の温度や流量を調整することで、コンクリートの温度を常に所定温度以上に保持することができる。
【００１３】
また、前記低温地盤と前記コンクリートとの境界面に断熱材が設けられ、前記配管は前記断熱材のコンクリート側に配置されていることを特徴としている。
【００１４】
このように、温水が供給される配管に加えて断熱材を設けることにより、より確実にコンクリートの温度を所定温度以上に保持することができる。
【００１５】
本発明のコンクリートの養生方法は、低温地盤上に断熱材を設置する断熱材設置工程と、前記断熱材の上面に温水を通流可能な配管を設置する配管設置工程と、前記配管に前記温水を供給する温水供給装置を設置する温水供給装置設置工程と、前記配管を覆うように前記低温地盤上にコンクリートを打設するコンクリート打設工程と、前記配管に前記温水を供給し、前記コンクリートを所定温度に保持するコンクリート温度保持工程と、を有していることを特徴としている。
【００１６】
このように構成することにより、コンクリートの温度を所望の温度で保持することができるため、コンクリートの熱が低温地盤に奪われてコンクリートに凍害が発生するのを防止することができる。また、低温地盤とコンクリートとの境界面近傍に温度保持手段を設置するだけでよいため、施工前の段取りも煩雑にならず、コンクリートの凍害発生を効率良く防止することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のコンクリートの養生構造および養生方法においては、コンクリートの温度を所望の温度で保持することができるため、コンクリートの熱が低温地盤に奪われてコンクリートに凍害が発生するのを防止することができる。また、低温地盤とコンクリートとの境界面近傍に温度保持手段を設置するだけでよいため、施工前の段取りも煩雑にならず、コンクリートの凍害発生を効率良く防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態に係るコンクリートの養生構造を示す概略断面図である。
【図２】地盤凍結工法を用いて構築するトンネルの凍結管、測温管の配置の一例を示す図である。
【図３】ブライン冷却設備の一例を示す図である。
【図４】地盤凍結工法を用いた際の凍土の造成段階の説明に用いた図である。
【図５】温水管の配置の一例を示す図である。
【図６】本発明の実施形態に係るコンクリートの養生構造の別の態様を示す概略断面図である。
【図７】本発明の実施形態に係るコンクリートの養生構造のさらに別の態様を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図１から図７を参照し、本発明の一実施形態に係るコンクリートの養生構造および養生方法について説明する。
【００２０】
図１は、地盤凍結工法を用いて凍結させた凍結地盤（低温地盤）に接するようにコンクリートを打設した状態を示す概略断面図である。図１に示すように、地盤凍結工法では、地盤Ｇの所定範囲を凍結させて凍結地盤１０とし、該凍結地盤１０に接するようにコンクリート１１を打設する。図１では、既設構造物１２に連設するようにコンクリート１１を打設している。
【００２１】
コンクリート１１を打設する詳細な構造等を説明する前に、地盤凍結工法を用いて凍結地盤１０を形成する方法について説明する。なお、地盤凍結工法で凍結地盤（凍土壁）１０を形成する方法として、トンネルを構築する際の事例を用いて説明する。
【００２２】
図２に示すように、凍結管７と測温管８を地盤Ｇ内に設置し、凍結管７にブラインを循環供給するための配管設備、ブライン冷却設備（冷凍機設備）を設置し、測温管８に計装設備などを設置する。そして、凍結管７にブラインを循環させて凍土造成（凍結地盤１０の造成）を開始する。このとき、測温管８で地中温度をリアルタイムで計測し、凍土造成の進行状況や凍土の維持状況を捉え、施工管理を行う。
【００２３】
図３に示すように、ブライン冷却設備（冷凍機設備）１５は、ブライン１６を熱交換によって冷却するためのブライン冷却器（熱交換器）１７と、ブライン冷却器１７と凍結管７の間でブライン１６を循環させるブラインポンプ１８と、ブライン冷却器１７に循環供給してブライン１６を冷却するため冷却水１９を冷却するための凝縮器２０、冷却塔２１、冷凍圧縮機２２などを備えて構成されている。
【００２４】
図４に示すように、地盤凍結工法では、凍結管７にブラインを循環させると凍結管７の周囲に凍土が造成されて膨張が生じる（凍土領域２４）。ブライン流通方向上流側の凍土が先行して造成され（凍土領域２５）、次第に下流側の凍土が造成され（凍土領域２６）、凍土が繋がり、止水性能をもつ凍結地盤（凍土壁）が形成される。さらに、必要凍土厚まで凍土造成され、所望の強度性能をもつ凍結地盤（凍土壁）１０が形成される。凍土の維持を図ることにより、さらに凍土が内側、外側に造成され（凍土領域２７、凍土領域２８）、凍結地盤（凍土壁）１０が増厚してゆく。
【００２５】
なお、測温管８による温度計測によって、例えば平均温度−５℃の領域が連続的に形成されれば止水性能を有する（止水性能を確保した）凍土領域２５，２６が形成されたことを検知することができる。また、例えば平均温度−１０℃の領域が連続的に形成されれば、強度性能を有する（所望の強度性能を確保した）凍結地盤（凍土壁）１０が形成されたことを検知することができる。
【００２６】
そして、凍土を維持するようにブラインを循環させ続けると、凍結地盤（凍土壁）１０の増大が進行してしまい、すなわち、計画凍土造成領域（必要凍土壁厚）を超えて凍土が造成されてしまい、さらに大きな凍結膨張圧の発生を招くことになる。
【００２７】
図５には、一例として、必要凍土壁厚の計画凍土造成領域Ｒの外側の所定位置に温水管２３を設置した構成を示す。この場合、温水管２３に温水３０を供給することによって過大に凍土が造成されることを抑止する。
【００２８】
ここで、温水管２３に供給する温水３０は、図３に示すように、ブライン冷却設備１５の冷却水１９を熱交換によって冷却することで発生する廃熱を利用して生成している。この温水３０を温水管２３に供給して凍土の造成制御（凍結膨張圧の制御）を行っている。
【００２９】
次に、図１に戻り、コンクリート１１の養生構造（コンクリート養生構造）１について説明する。凍結地盤１０とコンクリート１１との境界面３１には断熱材３２が敷設されている。そして、断熱材３２の面上には、温水３０が通流可能な配管３３が設置されている。配管３３は、凍結地盤１０とコンクリート１１との境界面３１付近を循環するように設置されている。図３に示すように、配管３３は、温水管２３に温水３０を供給する配管４０から分岐して敷設されており、温水３０が循環できるように構成されている。温水３０を温水管２３に供給するか、配管３３に供給するか、については分岐箇所に切替バルブ（不図示）などを設置することで調節可能に構成されている。
【００３０】
また、配管３３の上流側に温水３０の温度を計測する温度計（温度計測部）３５が取り付けられており、その下流側に温度計（温度計測部）３６が取り付けられている。
そして、断熱材３２および配管３３を覆うようにコンクリート１１が既設構造物１２に連設するように構築されている。
【００３１】
なお、本実施形態では、ブライン冷却設備１５の冷却水１９を熱交換によって冷却することで発生する廃熱を利用して生成した温水３０を配管３３に通流させる温水３０として兼用しているが、配管３３に供給する温水３０は必ずしも兼用する必要は無い。例えば、配管３３に供給する温水３０は、温水供給装置として専用のボイラや温水器などを設置して生成・循環するように構成してもよい。なお、温水３０を生成する設備は配管３３の近傍に設置されることにより、配管長を短くすることができる。その結果、配管内を温水３０が通流している間の温度低下を抑制することができ効率的である。配管長が長くなる場合は、途中の配管において断熱処理などを施すことにより温水３０の温度低下を抑制すればよい。
【００３２】
次に、図１のコンクリートの養生構造の施工方法および養生方法について説明する。
まず、凍結地盤１０上に断熱材３２を設置する（断熱材設置工程）。続いて、断熱材３２の上面に温水３０を通流可能な配管３３を設置する（配管設置工程）。続いて、配管３３に温水３０を供給する温水供給装置（本実施形態では、ブライン冷却設備１５を利用）を設置する（温水供給装置設置工程）。続いて、断熱材３２および配管３３を覆うように凍結地盤１０上にコンクリート１１を打設する（コンクリート打設工程）。そして、配管３３に温水３０を供給し、コンクリート１１を所定温度に保持する（コンクリート温度保持工程）。
なお、コンクリート１１を所定温度に保持するには、温度計３５，３６で温水３０の温度を計測し、その計測結果に基づいて、配管３３に供給する温水３０の温度や流量を調節している。
【００３３】
本実施形態のコンクリートの養生構造および養生方法によれば、凍結地盤１０とコンクリート１１との境界面３１近傍に、コンクリート１１の温度を保持する温度保持手段（配管３３に温水３０を供給する手段）を設けたため、コンクリート１１の温度を所望の温度で保持することができる。したがって、コンクリート１１の熱が凍結地盤１０に奪われてコンクリート１１に凍害が発生するのを防止することができる。また、凍結地盤１０とコンクリート１１との境界面３１近傍に温度保持手段を設置するだけでよいため、施工前の段取りも煩雑にならず、コンクリート１１の凍害発生を効率良く防止することができる。
【００３４】
また、温度保持手段の配管３３は、ブライン冷却設備１５の冷却水１９を熱交換によって冷却することで発生する廃熱を利用して生成された温水３０を循環させる配管４０から分岐して構築した。つまり、凍結地盤１０とコンクリート１１との境界面３１近傍に配管３３を設置し、配管４０に接続することにより配管系統を構築することができる。したがって、簡易な構成で温度保持手段を実現することができる。
【００３５】
また、温度保持手段は、温水３０の温度を計測する温度計３５，３６を備え、温度計３５，３６により境界面３１近傍を通過する前と後のそれぞれの温度を計測することで、コンクリート１１の温度状況を把握することができる。また、コンクリート１１の温度の計測結果に基づいて温水３０の温度および流量の少なくとも何れか一方を調整可能に構成したため、コンクリート１１の温度を常に所定温度以上に保持することができる。
【００３６】
また、凍結地盤１０とコンクリート１１との境界面３１に断熱材３２が設けられ、配管３３が断熱材３２のコンクリート１１側に配置されているため、より確実にコンクリート１１の温度を所定温度以上に保持することができる。
【００３７】
以上、本発明に係るコンクリートの養生構造および養生方法の一実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本実施形態では、温度保持手段として温水３０を供給するように構成したが、例えば、電熱線を凍結地盤１０とコンクリート１１との境界面近傍に設置してもよい。
また、本実施形態では、凍結地盤１０とコンクリート１１との境界面３１に断熱材３２を敷設した場合の説明をしたが、断熱材は無くてもよい。
さらに、本実施形態では、配管３３が断熱材３２のコンクリート１１側の境界面近傍に設置されている事例で説明したが、図６に示すように、配管３３を断熱材３２の凍結地盤１０側に設置してもよく、図７に示すように、配管３３をコンクリート１１の厚さ方向略中心部に設置してもよい。
そして、本実施形態では、凍結地盤１０上にコンクリート１１を打設する場合の養生構造について説明したが、凍結までは温度が低下していない低温地盤において採用してもよい。
【符号の説明】
【００３８】
１    コンクリート養生構造
１０  凍結地盤（低温地盤）
１５  ブライン冷却設備（温水供給装置）
１１  コンクリート
３０  温水
３２  断熱材
３３  配管
３５  温度計（温度計測部）
３６  温度計（温度計測部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2019152041.tif 000008
【図７】
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