(57)【要約】【課題】型枠に充填材を流し込んで形成する構造物の仕上り面の平滑性を高めること。【解決手段】本発明に係る充填材注入方法は、充填材が触れる面に複数の溝４が形成された型枠１を多孔質部材５で覆う工程と、充填材を、多孔質部材５において型枠１と接触している面と反対側の面に触れるように、型枠１で形成された空間の内部に注入する工程とを有する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
充填材が触れる面に複数の溝が形成された型枠を多孔質部材で覆う工程と、
充填材を、前記多孔質部材において前記型枠と接触している面と反対側の面に触れるように、前記型枠で形成された空間の内部に注入する工程と
を有する充填材注入方法。
【請求項２】
充填材が触れる面に断面形状がＶ字型である複数の溝が形成された型枠。
【請求項３】
前記複数の溝の位置において前記型枠の表裏に貫通する穴が形成された
請求項２記載の型枠。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の型枠と、
前記型枠を覆う多孔質部材と
を有する構造体。
【請求項５】
前記多孔質部材は、透気性又は透湿性を有し、且つ、透水性を有しない
請求項４記載の構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、型枠に充填材を流し込んで構造物を形成する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
型枠にコンクリートを流し込んで構造物を形成する場合、構造物の上向きの仕上り面（法線が水平よりも上向きである仕上り面）にアバタと呼ばれる窪みが発生することが知られている。型枠に流し込まれたコンクリートには余剰水や気泡が含まれており、この余剰水や気泡が打設期間中に型枠とコンクリートとの境界まで浮上する。コンクリートの固化が或る程度まで進むと、浮上した余剰水や気泡はそれ以上移動できなくなるため、余剰水や気泡の部分が仕上り面に窪みとなって現れる。このような窪みの発生は、構造物の美観を損ねるとともに、コンクリートの耐久性や密実性が低下する原因となる。
【０００３】
このような窪みの発生を低減するための技術として、特許文献１では、型枠の表裏に貫通した排水孔を設け、型枠のコンクリート打設面に透水層を形成することが開示されている。しかし、特許文献１の技術では、仕上り面に砂すじと呼ばれる排水孔の痕跡が残るという問題がある。この砂すじは美観を損ねるだけでなく、セメント分が排出されるためコンクリートの耐久性が低下する原因となる。またセメント分の排出が透水層を目詰まりさせる原因となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】登録実用新案第３１６５９５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、型枠に充填材を流し込んで形成する構造物の仕上り面の平滑性を高めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、一の態様において、充填材が触れる面に複数の溝が形成された型枠を多孔質部材で覆う工程と、充填材を、前記多孔質部材において前記型枠と接触している面と反対側の面に触れるように、前記型枠で形成された空間の内部に注入する工程とを有する充填材注入方法を提供する。
本発明は、他の観点において、充填材が触れる面に断面形状がＶ字型である複数の溝が形成された型枠を提供する。
好ましい態様において、前記複数の溝の位置において前記型枠の表裏に貫通する穴が形成されている。
本発明は、他の観点において、前記型枠と、前記型枠を覆う多孔質部材とを有する構造体を提供する。
好ましい態様において、前記多孔質部材は、透気性又は透湿性を有し、且つ、透水性を有しない。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、型枠に充填材を流し込んで形成する構造物の仕上り面の平滑性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】型枠１をトンネルの軸に垂直な面で切断した断面図である。
【図２】図１に示す領域Ａの拡大図である。
【図３】図２のＢ−Ｂ’線における断面図である。
【図４】図３の矢印Ｃ方向における型枠１の矢視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
１．実施例
本発明を実施するための形態の一例について説明する。本実施例は、トンネルの覆工を打設するための型枠に本発明を適用した例である。詳細は後述するが、本実施例は、アバタができやすい下半部の型枠に溝と多孔質部材を設けたものである。
図１は、型枠１をトンネルの軸に垂直な面で切断した断面図である。トンネルの掘削後、掘削面には、吹付けコンクリート２が吹き付けられる。続いて、型枠１が設置され、吹付けコンクリート２と型枠１との間の空間にコンクリートが流し込まれることにより、覆工３が形成される。型枠１は、覆工３の養生後に取り外される。
【００１０】
図２は、図１に示す領域Ａの拡大図である。図３は、図２のＢ−Ｂ’線における断面図である。図４は、図３の矢印Ｃ方向における型枠１の矢視図である。型枠１は、例えば、鋼板で作製されている。型枠１のコンクリートに接する面（以下、コンクリート打設面という。）のうち、トンネルの下半に対応する部分には、複数の溝４が形成されている。溝４は、レーザー光の照射、切削、プレスなど、いかなる手法で加工されてもよい。図３、図４の例では、溝４は、断面がＶ字型をなすように形成されている。また、溝４は、トンネルの周方向と平行に形成されており、複数の溝４が互いに平行に形成されている。隣り合う溝４同士の間隔は、２０ｍｍ（ミリメートル）以下が望ましい。また、溝４の深さは、２ｍｍ以上が望ましい。なお、溝４の幅、深さ、形状、溝４同士の間隔は、溝４の加工のしやすさ、型枠１の強度、後述する多孔質部材５との親和性や密着度、発生する気泡の大きさや密度、施工空間の形状などに基づいて決定される。
【００１１】
型枠１には、溝４の位置において型枠１の表裏に貫通する穴６が一つ形成されている。穴６の直径は、溝の幅４よりも小さいことが望ましい。この穴６は、溝４の各々に複数個設けられていることが望ましい。この場合、各穴６の間隔は、例えば、一度に充填するコンクリートの高さに基づいて定めることができる。例えば、コンクリートを５０ｃｍ（センチメートル）ずつ充填する場合、溝４の各々に対して、この５０ｃｍの範囲内に必ず１つ以上の穴６が設けられるように、となりあう穴の間隔を設定することが望ましい。
【００１２】
型枠１のコンクリート打設面のうち、トンネルの下半に対応する部分は、前述の溝４が設けられているとともに、透気性（気体透過性）又は透湿性を有する多孔質部材５で被覆されている。この多孔質部材５は、透気性又は透湿性を有していれば、いかなる材料でもよい。例えば、セラミックスなどの溶射や塗布によって型枠１のコンクリート打設面に被覆を形成してもよいし、透気性又は透湿性を有するシート状の素材を型枠１のコンクリート打設面に貼付することによって被覆を形成してもよい。なお、多孔質部材５の被覆が、溝４の内部にせり出してもよいが、多孔質部材５の被覆が溝４を埋め尽くさないことが望ましい。また、多孔質部材５は、透水性（液体透過性）を有しないことが望ましい。
【００１３】
次に、上記の型枠１を用いた覆工３の施工手順について説明する。なお、型枠１は、予め工場で作製されたものが施工の現場に搬送される。
＜第１工程＞
表面に複数の溝４が形成された型枠１を多孔質部材５で覆う。具体的には、型枠１の溝４が形成された面に対して、セラミックスなどの溶射や塗布、または、透気性又は透湿性を有するシート状の素材を貼付することによって、型枠１に多孔質部材５の被覆を形成する。多孔質部材５としてシート状の素材を使用する場合、シートにしわが入らないように、上下左右の２方向に展張する。
【００１４】
＜第２工程＞
型枠１を吹付けコンクリート２の完了した箇所に設置し、コンクリート（充填材）を、多孔質部材５において型枠１と接触している面と反対側の面に触れるように、型枠１で形成された空間の内部に注入する。具体的には、図２に示す下半において、多孔質部材５と吹付けコンクリート２との間の空間にコンクリートを注入する。なお、図２に示す上半においては、多孔質部材が設置されていないため、型枠と吹付けコンクリートとの間の空間にコンクリートを注入する。コンクリートの養生後、型枠を撤去する。
【００１５】
上記構成の実験結果について説明する。この実験では、溝４のある型枠と溝４のない型枠をアクリル樹脂で作製し、これらの型枠の各々について、型枠とコンクリートとの境界において気泡が１０ｃｍの距離を移動するのに要する時間を測定し、その結果から気泡の移動速度を求めた。溝４は、断面形状Ｖ字型、幅２ｍｍ、深さ２ｍｍであり、溝４同士の間隔は２０ｍｍである。コンクリートの供試体の寸法は、幅３０ｃｍ、奥行３０ｃｍ、高さ７５ｃｍである。コンクリートの配合は、強度１８Ｎ／ｍｍ2、スランプ１５ｃｍ、最大骨材寸法４０ｍｍである（覆工コンクリートで使用する一般的な配合）。コンクリートの打ち込み高は、供試体高さと同じ７５ｃｍである。締固めには、高周波バイブレータを使用した。
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この実験により、気泡の径が５ｍｍ以上１０ｍｍ以下の場合、溝４のある型枠では溝４のない型枠の約１．６倍の速度で気泡が移動することが判明した。また、気泡の径が１０ｍｍ以上２０ｍｍ以下の場合、溝４のある型枠では溝４のない型枠の約１．３倍の速度で気泡が移動することが判明した。このように、型枠に溝４を形成することによってコンクリートに含まれる気泡が排出されやすくなることが確認された。
【００１６】
また、溝の断面形状がＶ字型の場合と箱型の場合とで（両方とも、溝の深さ２ｍｍ）コンクリートの仕上り面の平滑性を比較する実験を行った。その結果、箱型断面の場合は仕上り面に凹凸が見受けられたのに対して、Ｖ字型断面の場合は仕上り面に目立った凹凸は見受けられず、Ｖ字型断面の方が平滑性が優れていることが判った。
【００１７】
トンネルの下半では、覆工の仕上り面が上向き（仕上り面の法線が水平よりも上向き）であるため、コンクリートに含まれる気泡に起因するアバタが発生しやすいが、本実施例によれば、型枠１に流し込まれたコンクリートに含まれる気泡が、多孔質部材５を透過して型枠１の溝４の中に流れ込む。溝４の中に流れ込んだ気泡は、溝４に沿って上昇して排出される。あるいは、穴６を通過して排出される。よって、本実施例によれば、型枠に溝４を設けない場合と比べて、コンクリートに含まれる気泡が排出されやすくなるから、覆工の仕上り面におけるアバタの発生を低減することができる。
また、本実施例では、溝４の断面形状がＶ字型であるから、仕上り面の平滑性を高めることができる。
さらに、本実施例によれば、多孔質部材５が透水性を有しないから、コンクリートに含まれる気体は多孔質部材５を通過しても、コンクリートに含まれる水分その他の液体成分は多孔質部材５を透過しない。従って、セメント成分や水分によって多孔質部材５や溝４や穴６が目詰まりすることも防止される。
【００１８】
２．その他の実施例
上記の実施例では、トンネルの覆工を打設するための型枠に本発明を適用した例を示したが、覆工以外のコンクリート構造物を形成するための型枠に本発明を適用してもよい。例えば、法面にコンクリートを打設する場合の型枠に本発明を適用してもよい。また、コンクリート以外の充填材が注入される型枠に本発明を適用してもよい。なお、上記の実施例でも説明したとおり、気泡が抜けにくいのは、上向きの仕上り面（法線が水平よりも上向きの仕上り面）を有する構造物の場合であるから、上向きの仕上り面に接する型枠に対して、本発明は好適である。
【００１９】
型枠は、金属、木、合成樹脂など、いかなる材料で作製されていてもよい。
溝の断面形状は、いかなる形状でもよい。
溝は、いかなる方向に形成されていてもよいが、トンネルの周方向に対して直角以外の角度をなすように形成されていることが望ましい。
溝の方向は、溝毎に異なっていてもよい。
隣り合う溝同士の間隔は、２０ｍｍ以上でもよい。
溝の深さは、２ｍｍ以下でもよい。
【符号の説明】
【００２０】
１・・・型枠、２・・・吹付けコンクリート、３・・・覆工、４・・・溝、５・・・多孔質部材、６・・・穴
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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