(57)【要約】【課題】耐揚圧強度を高め、揚圧による破壊を防止することができるマンホールブロックを提供する。【解決手段】上端に開口を有するプレキャストコンクリート製の筒状のブロック本体１１と、ブロック本体１１の上部に周方向に間隔をあけて埋設され、マンホール受枠３を固定するためのアンカー部材１２と、ブロック本体１１の上部に周方向に沿って埋設された環状の補強部材３１と、を備えており、補強部材３１は、アンカー部材１２とは別体で構成され、当該アンカー部材１２と径方向に間隔をあけて配置されるとともに、揚圧によるブロック本体１１の破断領域Ａを横切って配置されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上端に開口を有するプレキャストコンクリート製の筒状のブロック本体と、
前記ブロック本体の上部に周方向に間隔をあけて埋設され、マンホール受枠を固定するためのアンカー部材と、
前記ブロック本体の上部に周方向に沿って埋設された環状の補強部材と、を備えており、
前記補強部材は、前記アンカー部材とは別体で構成され、当該アンカー部材と径方向に間隔をあけて配置されるとともに、揚圧による前記ブロック本体の破断領域を横切って配置されていることを特徴とするマンホールブロック。
【請求項２】
前記ブロック本体の上部の肉厚寸法は、前記破断領域の平面範囲を示す円の直径よりも小さい、請求項１に記載のマンホールブロック。
【請求項３】
前記補強部材は、前記アンカー部材の径方向内側に配置されている、請求項１又は２に記載のマンホールブロック。
【請求項４】
前記補強部材は、鉄筋からなる請求項１又は２に記載のマンホールブロック。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のマンホールブロックを即時脱型方式により製造する方法であって、
型枠内に補強部材をセットする工程と、
前記型枠内にフレッシュコンクリートを充填し、振動を付与する工程と、
前記型枠内のフレッシュコンクリートにアンカー部材を挿入し、当該フレッシュコンクリートを圧縮する工程とを含む、マンホールブロックの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレキャストコンクリート製のマンホールブロック、及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
道路に埋設されるマンホール設備は、地中の下水管やケーブル配線用の横孔に繋がる縦孔である。このマンホール設備は、上端に開口を有する円筒状のプレキャストコンクリート製のマンホールブロックと、このマンホールブロックの上端面に連結された鋳鉄製のマンホール受枠とを備え、マンホール受枠には、地表面と略面一となるようにマンホール蓋が設けられている。
マンホールブロックの上端面には、複数個のアンカーナットが埋設され、各アンカーナットには、アンカーボルトが螺合されている。マンホール受枠は、アンカーボルトと、これに螺合される固定ナットとによってマンホールブロックに固定される。
【０００３】
上記のようなマンホール設備においては、台風に伴う豪雨等により下水道設備の処理能力以上の下水が流入すると、内部の水圧や気圧の上昇によってマンホール設備内に大きな揚圧が付与されることがある。このような大きな揚圧が付与されると、アンカーナットの周囲のコンクリート部分に破壊が生じ、アンカーナットごとマンホール受枠が上方に浮上してマンホールブロックから離脱してしまうおそれがある。
【０００４】
このような問題を解決する方法として、マンホール内に所定以上の揚圧が付与されると、マンホール蓋を僅かに開放して揚圧を逃がす技術（例えば、特許文献１参照；以下、従来例１という）、アンカーボルトに加え、補強ボルトによってマンホール受枠をマンホールに固定する技術（特許文献２参照；以下、従来例２という）、及びマンホールの上部に環状のリングプレートを埋設することによって補強する技術（特許文献３参照；以下、従来例３という）等が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３３６９９４号公報
【特許文献２】特開２００７−２３９４２８号公報
【特許文献３】特開２００５−６１１５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来例１は、所定の大きさの揚圧が付与されるまではマンホール蓋が浮上しない設計となっているので、マンホールブロックの強度が十分でないとマンホール蓋が浮上するまでにマンホールブロックに破壊が生じてしまう可能性がある。
また、従来例２は、マンホール受枠を固定するために多くのボルトが必要となるので、製造や設置に要する時間が増大し、製造コストや施工コストが高騰化するという欠点がある。
【０００７】
一方、従来例３のマンホールは、張硬練りのフレッシュコンクリートを振動させながら締固め、なおかつ上方から圧縮することによって成形する即時脱型方式（振動加圧製法又はバイコン製法ともいう）により製造される。この製法の場合、型枠には強い振動が付与されるので、取付位置に精度が求められるアンカーナットを予め型枠内に挿入しておくことができず、型枠内にフレッシュコンクリートを充填した後、ある程度締め固められた状態でアンカーナットを挿入する必要がある。しかし、従来例３では、アンカーナットにリングプレートが一体に固定されているので、リングプレートも同時にフレッシュコンクリート内に押し込まなければならず、その作業が極めて困難となる。
【０００８】
本発明は、上記の問題点に鑑み、耐揚圧強度を高めることによって揚圧による破壊を防止することができるマンホールブロック及びその製造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】
【０００９】
本発明におけるマンホールブロックは、
上端に開口を有するプレキャストコンクリート製の筒状のブロック本体と、
前記ブロック本体の上部に周方向に間隔をあけて埋設され、マンホール受枠を固定するためのアンカー部材と、
前記ブロック本体の上部に周方向に沿って埋設された環状の補強部材と、を備えており、
前記補強部材は、前記アンカー部材とは別体で構成され、当該アンカー部材と径方向に間隔をあけて配置されるとともに、揚圧による前記ブロック本体の破断領域を横切って配置されているものである。
【００１０】
上記構成により、補強部材がブロック本体の破断を抑制し、マンホールブロックの耐揚圧強度を高めることができる。また、補強部材は、アンカー部材と別体で当該アンカー部材と径方向に間隔をあけて配置されているので、マンホールブロックを即時脱型方式により成形する場合に、予め補強部材を型枠内にセットし、フレッシュコンクリートを充填した後にアンカー部材のみを挿入して成形することができ、補強部材を備えていない従来と略同様の製造工程で容易に製造することができる。
【００１１】
上記の本発明は、前記ブロック本体の上部の肉厚寸法は、前記破断領域の平面範囲を示す円の直径よりも小さい場合により有効である。これは、ブロック本体の上部の肉厚寸法が、破断領域の平面範囲を示す円の直径よりも小さい場合には、コンクリート自体の耐揚圧強度を高めるのが困難で、より破断しやすくなるからである。
【００１２】
前記補強部材は、前記アンカー部材の径方向内側に配置されていることが好ましい。
また、前記補強部材は、鉄筋からなることが好ましい。
このような構成によって補強部材を簡素な構造で構成することができる。
【００１３】
本発明は、前記マンホールブロックを即時脱型方式により製造する方法であって、
型枠内に補強部材をセットする工程と、
前記型枠内にフレッシュコンクリートを充填し、振動を付与する工程と、
前記型枠内のフレッシュコンクリートにアンカー部材を挿入し、当該フレッシュコンクリートを圧縮する工程とを含むものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、耐揚圧荷重を高め、マンホールブロックの破壊を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係るマンホールブロックを備えたマンホール設備を示す断面図である。
【図２】マンホールブロックとマンホール受枠との取り付け関係を示す組み立て斜視図である。
【図３】マンホールブロックの上部の平面図である。
【図４】マンホールブロックの上部の一部を拡大して示す縦断面図である。
【図５】補強筋を示す斜視図である。
【図６】マンホールブロックの製造方法を示す断面説明図である。
【図７】マンホールブロックの製造方法を示す断面説明図である。
【図８】マンホールブロックの製造方法を示す断面説明図である。
【図９】比較例に係るマンホールブロックの一部を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るマンホールブロック１を備えたマンホール設備Ｍを示す断面図である。図２は、マンホールブロック１とマンホール受枠３との取り付け関係を示す組み立て斜視図である。
なお、このマンホール設備Ｍは、下水道施設の上部構造を構成するものであり、複数のマンホールブロック１が同心状に上下に積み上げられて構成されている。また、マンホール設備Ｍは、地中数メートルまで達しており、例えば現場打ちのインバートコンクリートによって底部が閉塞されている。そして、同マンホール設備Ｍの側壁下部には下水管が接続されている。
【００１７】
図１及び図２に示されるように、マンホール設備Ｍは、舗装道路Ｒに埋設され、上部１Ａに開口を有する筒状のマンホールブロック１と、マンホールブロック１上に当該マンホールブロック１と同心状に設けられた高さ調整のためのリング部材２と、このリング部材２の上側でマンホールブロック１と同心状に設けられた円筒状のマンホール受枠３とを備えている。このマンホール受枠３には、その上端面３ａと面一に鋳鉄製円板状のマンホール蓋４が設けられている。
【００１８】
マンホールブロック１は、上部１Ａに開口を有する筒状のブロック本体１１と、上端面がブロック本体１１の天端面１１ａと面一となるように埋設されたアンカー部材１２とを備えている。
ブロック本体１１は、例えばプレキャストコンクリートからなるもので、超硬練り（水セメント比が３５％程度）のコンクリート材料を振動させながら締固め、さらに圧縮することによって成形し、即時に脱型することでコンクリート製品として成形するいわゆる即時脱型方式によって製造されたものである。この即時脱型方式によって製造されたコンクリート製品は、流動性を有するフレッシュコンクリートの流し込み製法と比較して、高い強度と耐久性とを容易に得ることができ、製造に要する時間も短縮化し、大量生産に適している。
【００１９】
また、本実施形態のマンホールブロック１は、マンホール設備Ｍの最上部分に配置され、ブロック本体１１の側壁が上方に向かうに従って先細り状に形成されている。
アンカー部材１２は、例えば内部にアンカーボルトＢを螺入可能な複数のアンカーナットから構成されている。複数のアンカーナット１２は、ブロック本体１１の上部１Ａに周方向に所定の間隔をおいて配置されている。
【００２０】
リング部材２は、平面視で円形リング状のプレキャストコンクリートよりなるもので、マンホールブロック１の上部１Ａと同一の断面幅を有している。
リング部材２には、アンカーボルトＢが挿通される複数のアンカー孔１５が形成されている。アンカー孔１５は、アンカーナット１２と周方向で合致する位置に形成されている。このリング部材２は、ブロック本体１１の天端面１１ａに載置されることで、マンホール受枠３の設置高さを調整するためのスペーサの役割を果たしている。
【００２１】
マンホール受枠３は、鋳鉄製であり、その上端面３ａが地表面と面一となるように設けられている。このマンホール受枠３は、円形短筒状の側周壁１６と、リング部材２の上面に当接するように側周壁１６の下端に設けられた取付フランジ１７と、側周壁１６の外周面１６ａと取付フランジ１７の上面１７ａとの間を繋ぐ多数の補強リブ１８（図２参照）とを備えている。
【００２２】
取付フランジ１７には、上記のアンカーボルトＢが挿通された複数のボルト挿通孔２０が形成されている。ボルト挿通孔２０は、アンカーナット１２及びアンカー孔１５と周方向で合致する位置に形成されている。
本実施形態のマンホール受枠３には、マンホール蓋４が自然に又は人為的に開放されるのを防止するロック装置（図示せず）が設けられている。ただし、マンホール内の水圧や気圧の上昇によって所定以上の揚圧が付与された場合には、マンホール蓋４のわずかな開放が許容され、揚圧を逃がすことによってマンホールブロック１の破断を防止するように構成されている。
【００２３】
リング部材２とマンホール受枠３との間には、ゴム製のスペーサや調整モルタルを介在させることがある。また、当該リング部材２そのものを現場打ちの早強コンクリートで構築することにしてもよい。
【００２４】
マンホール受枠３をマンホールブロック１に連結するには、まず、マンホールブロック１の上部１Ａの天端面１１ａにリング部材２を載置した後、このリング部材２の上面にマンホール受枠３を載置して、これらを互いに同軸心状に位置合わせする。その後、アンカー孔１５及びボルト挿通孔２０にアンカーボルトＢを挿入してその下端部をアンカーナット１２に螺合させてから、アンカーボルトＢの上端部にワッシャＷを介してロックナットＮを螺合させ、図示しない回動工具でこのロックナットＮを締め付ければよい。
なお、アンカーボルトＢは、リング部材２及びマンホール受枠３を設置する前に、アンカーナット１２に螺合させておいてもよい。
【００２５】
図３は、マンホールブロック１の上部の平面図である。図４は、マンホールブロック１の上部の一部を拡大して示す縦断面図である。
マンホールブロック１の上部には、環状の補強筋（補強部材）３１が埋設されている。この補強筋３１は、断面円形状の鉄筋からなり、アンカーナット１２の径方向内側に間隔をあけて配置されている。
【００２６】
補強筋３１は、アンカーナット１２の下端部から斜め上方へ角度θで延びる破断面（破断線）Ｓの上方領域に配置されている。この破断面Ｓは、マンホール設備Ｍ内にマンホールブロック１のコンクリート強度を超える揚圧が付与された場合に、破断（コーン破壊）すると想定される面であり、この破断面Ｓよりも上側の領域が、当該揚圧によって破断される「破断領域Ａ」となる。
【００２７】
なお、マンホールブロック１のコンクリート強度は、成形時のフレッシュコンクリートの状態（水セメント比等）や周囲の環境（気温等）のバラツキによって変化するため、これに応じて破断面Ｓの位置も変化し得る。そのため、破断面Ｓの角度θは、製造するマンホールブロック１のコンクリート強度に応じて適宜設定することができる。破断面Ｓの角度θは、例えば３０°とすることができ、あるいは３０°〜４５°の範囲内で設定することができる。図４に示す例においては、角度θが４５°に設定されている。
【００２８】
また、破断領域Ａは、図３に示されるように、マンホールブロック１の天端面１１ａにおいてアンカーナット１２を中心とした円形状の平面範囲を有している。本実施形態では、破断領域Ａの平面範囲を示す円の直径がマンホールブロック１の肉厚寸法ｔよりも大きくなっている。したがって、破断領域Ａの平面範囲を示す円はマンホールブロック１からはみ出すように配置される。このようにマンホールブロック１の肉厚寸法ｔが、破断領域Ａの平面範囲を示す円の直径よりも小さい場合、マンホールブロック１のブロック本体１１のみによる耐揚圧強度が低くなる。
【００２９】
補強筋３１は、図３に示されるように平面視において破断領域Ａを横切って配置されている。したがって、補強筋３１は、破断領域Ａとそれ以外の領域とに跨って配置され、破断面Ｓに生じるせん断力に抗するように機能する。したがって、補強筋３１によってマンホールブロック１が破断面Ｓにおいて分断されるのを抑制することができる。
また、補強筋３１は、マンホール設備Ｍ内の揚圧を逃がすためにマンホール蓋４を自然開放させる際の最大の揚圧が作用した場合に、マンホールブロック１の破断を防止できる耐揚圧強度を確保するものとされている。本実施形態では、マンホール蓋４が自然開放するときの揚圧荷重の最大値を１０６ｋＮと想定し、この荷重がマンホールブロック１に作用しても破断しない耐揚圧強度が補強筋３１によって確保されている。
【００３０】
なお、図４に示される例では、補強筋３１は、アンカーナット１２の下端よりも上方で、特にアンカーナット１２の上下中央部の高さに略対応して配置されている。また、アンカーナット１２が、マンホールブロック１の厚さ方向の中央部よりも若干径方向外側に配置されているのに対して、補強筋３１は、当該中央部よりも若干径方向内側に配置されている。また、補強筋３１は、例えばＤ８〜Ｄ２２のサイズ（断面径）のものを利用することができる。
【００３１】
図６〜図８は、マンホールブロック１の製造工程を示す断面説明図である。
本実施形態のマンホールブロック１は、前述したように即時脱型方式（振動加圧製法又はバイコン製法）によって成形される。
マンホールブロック１を成形するための型枠４１は、図６に示されるように、内型４２と外型４３とを備えている。この内型４２及び外型４３は、地面Ｇに形成されたピット内に設けられている。そして、外型４３は上下方向に昇降可能に構成されている。
【００３２】
外型４３には、複数の支持ブラケット４４が周方向に間隔をあけて設けられている。この支持ブラケット４４は、径方向に移動可能に設けられ、外型４３内に突出する態様と、外型４３外に退避する態様とに切り換えることができる。そして、支持ブラケット４４は、外型４３内に突出することによって、補強筋３１を支持することが可能となっている。
補強筋３１には、図５に示されるように、複数の脚部３２が一体に設けられている。この脚部３２は、補強筋３１よりも細い線材（例えば、φ６ｍｍ）により形成されている。そして、脚部３２を支持ブラケット４４上に載せることによって、補強筋３１が型枠４１内の所定位置に位置付けられる。
【００３３】
補強筋３１がセットされた型枠４１内には、図７に示されるように超硬練りのフレッシュコンクリートＦが充填される。そして、このフレッシュコンクリートＦが充填されるときに型枠４１（例えば内型４２）を強く振動させることによって、フレッシュコンクリートＦが締固められる。そして、型枠４１内に所定の高さまでフレッシュコンクリートＦが充填されると、型枠４１の上部からアンカーナット１２が挿入され、さらに圧縮機４５によってフレッシュコンクリートＦが上方から圧縮される。
【００３４】
以上の工程によってマンホールブロック１が成形されると、その直後に、図８に示されるように外型４３を上昇させて成形後のマンホールブロック１を脱型する。以上により、マンホールブロック１が製造される。
【００３５】
以上の製造工程では、型枠４１内にフレッシュコンクリートＦを充填する前に、予め補強筋３１が型枠４１内にセットされるので、型枠４１内で振動により締固められたフレッシュコンクリートＦ内に補強筋３１を押し込むような作業は不要となる。したがって、マンホールブロック１の製造を容易に行うことができる。
【００３６】
一方、アンカーナット１２は、型枠４１内にフレッシュコンクリートＦが充填された後に挿入される。これは、予めアンカーナット１２を型枠４１内にセットしたとすると、振動によってアンカーナット１２の位置がずれ、マンホール受枠３を連結するための位置精度が得られなくなるからである。
したがって、本実施形態においては、補強筋３１を容易にマンホールブロック１内に埋設することが可能にしながら、アンカーナット１２の位置精度も好適に維持することができる。
【００３７】
以下に示す表は、図４に示される本実施形態の場合（ケース３）と、補強筋３１を埋設していない場合（ケース１，２）と、補強筋３１の位置が破断領域Ａ外にある場合（ケース４）とについて、その耐揚圧強度を求めるための試験を行った結果である。
【００３８】
【表１】
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【００３９】
また、図９は、本実施形態を除く他のケース（比較例）におけるマンホールブロックの一部を示す縦断面図である。特に、図９（ａ）〜（ｃ）は、上の表に示すケース１，２，及び４のマンホールブロックを図示したものである。図９（ｄ）は、上の表には示されていないケース５のマンホールブロックを図示したものである。
【００４０】
ケース１のマンホールブロック１は、アンカーナット１２の長さが本実施形態よりも短く、約半分に形成されたものである。ケース２のマンホールブロック１は、アンカーナット１２の長さが本実施形態と同じとされたものである。これらのケース１及び２では、いずれも補強筋が設けられていないので、ケース３（本実施形態）よりも耐揚圧強度が小さくなっている。特に、ケース１及び２においては、その耐揚圧強度が、揚圧を逃がすためにマンホール蓋４を自然開放させる荷重の最大値である１０６ｋＮよりも小さいので、マンホール蓋４の開放によって揚圧が逃がす前にマンホールブロックが破断してしまうおそれがある。
【００４１】
また、ケース４のマンホールブロックは、補強筋３１が、破断領域Ａよりも下方の、アンカーナット１２の下端部近傍に配置されたものである。したがって、ケース４では、補強筋３１の上方のコンクリートの厚み（かぶり量）がケース３よりも若干大きくなっている。また、ケース４の補強筋３１の断面径はケース３と同じＤ１６であるが、補強筋３１の環状の直径は、ケース３よりも若干大きくなっている。
【００４２】
ケース４の場合、補強筋３１によって若干耐揚圧強度が高められているものの、マンホール蓋４を自然開放させる最大荷重（１０６ｋＮ）よりも小さいので、ケース１及び２と同様にマンホールブロック１が破断してしまうおそれがある。
これに対して、本実施形態のケース３においては、耐揚圧強度が１４７．５ｋＮと高められており、マンホール蓋４が揚圧によって自然開放される前にマンホールブロック１が破断してしまうことはない。
【００４３】
なお、図９（ｄ）に示されるケース５は、破断領域Ａ内に補強筋３１が配置されているので、ケース３と同様に耐揚圧強度を高めることが可能である。しかしながら、アンカーナット１２に補強筋３１が接触した状態となっているので、上述したような即時脱型方式によってマンホールブロック１を製造することが極めて困難となる。これは、型枠４１内に予めセットした補強筋３１が振動によって位置ズレし、アンカーナット１２を挿入したときに補強筋３１に干渉する可能性が極めて高くるからである。
【００４４】
これに対して、ケース３（図４）に示すマンホールブロック１では、アンカーナット１２とは径方向内側に間隔をあけて補強筋３１が配置されているので、アンカーナット１２を挿入したときに補強筋３１に干渉することはほとんどなく、即時脱型方式によって好適にマンホールブロック１を製造することができ、なおかつ耐揚圧強度を好適に高めることができる。
【００４５】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内において変更することが可能である。
例えば、補強筋３１の径についても特に限定されるものではなく、マンホールブロック１の破断を防止するのに必要な強度を備えていればよい。
補強筋３１は、アンカーナット１２の径方向外側に配置されていてもよい。
また、補強部材は、鉄筋からなる補強筋に限らず、帯状の板材を環状に形成したものによって構成されていてもよい。
本発明は、側壁が先細り状（傾斜状）に形成されたマンホールブロックに限らず、上下方向に沿った直壁により構成されたマンホールブロックにも適用することができる。
また、上記実施形態では、図３に示されるように、破断領域Ａの平面範囲が、マンホールブロック１の径方向幅（厚さ）から径方向両側にはみ出した例について示しているが、径方向片側にはみ出した形態であってもよい。
【符号の説明】
【００４６】
１  ：マンホールブロック
３  ：マンホール受枠
１１：ブロック本体
１２：アンカーナット（アンカー部材）
３１：補強筋（補強部材）
４１：型枠
Ａ  ：破断領域
Ｂ  ：アンカーボルト
Ｆ  ：フレッシュコンクリート
ｔ  ：肉厚寸法
θ  ：角度
【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】
2015161114.tif 000009
【図７】
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【図８】
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【図９】
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