技報 第 5 号（2007 年）

ＰＣウェル（ＰＰＲＣ構造）の施工
くりはら－来原橋－広島支店

土木工事部

崎山義之

広島支店

土木工事部

比山公徳

広島支店

土木工事部

田中寛規

概要：島根県出雲市大津町地内に架設される来原橋（鋼 3 径間連続銘桁橋）の橋脚基礎として，ＰＣウェル（ＰＰＲＣ構造）［以降，ＰＰＲＣウェル］が採用された．当初計画では，場所打ち杭基礎であったが，地下水対策等の比較検討の結果，経済性が同等で，工期短縮が図れ，かつ高品質な基礎構造物を構築できる本工法が採用された．
今回採用されたＰＰＲＣウェルは２基で，形状は河川阻害率及び運搬上の制約からφ3500×4500 の小判型である．ＰＰＲＣウェルの施工は，施工地盤内には岩盤層（軟岩）が含まれていたため，先行掘削（砂置換）を補助工法として採用し，圧入工法で行った．

Key Words：ＰＰＲＣウェル，先行掘削，圧入工法

１．はじめに本工事は，斐伊川放水路事業に伴い，島根県出雲市大津町地内に架設される来原橋の橋脚基礎として，ＰＰＲＣウェルを施工したものである．当初，橋脚基礎としては場所打ち杭基礎で計画されていたが，現場調査の結果，①地盤内に被圧地下水があること，②地下水位が高く，地表面から 10cm 程度の位置に存在すること，③施工基盤面付近の土質条件が軟弱であること等が確認されたため，基礎工の比較検討が実施された．
検討の結果，場所打ち杭工法では，仮設工（締切工）が大規模になることから，経済性が同等で，工期短縮が図れ，かつ高品質な基礎構造が構築できるＰＰＲＣウェル工法が採用された．
また，本橋の地盤条件は施工基盤から数ｍは軟弱層であるが，それ以下は岩盤層（軟岩）であったため，従来の圧入工法では，施工が困難な状況であった．そこで，ＰＰＲＣウェルの施工に先立ち，先行掘削（砂置換）を実施し，その後，圧入工法でＰＰＲＣウェルを構築した．
本稿は，それらの工事内容について，報告するものである．

２．工事概要工事概要を以下に示す．
工事名 ：斐伊川放水路来原橋下部工事（当社施工：Ｐ１及び P2 橋脚基礎）
工事場所：島根県出雲市大津町地内
発注者 ：国土交通省 中国地方整備局

出雲河川事務所

施工期間：平成 17 年 11 月～平成 18 年 2 月（当社施工分）

崎山義之

比山公徳

田中寛規
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上部構造：鋼３径間連続非合成鈑桁橋（橋長 101.2m，有効幅員 7.5m）
下部構造：橋台－逆Ｔ式橋台，橋脚－小判型張出式橋脚
基礎構造：A1 橋台－場所打ち杭基礎，P1・P2 橋脚－ＰＰＲＣウェル，A2 橋台－直接基礎
今回採用されたＰＰＲＣウェルは２基で，形状は河川阻害率及び運搬上の制約から，φ3500×4500 の小判型である．図－１～図－３に橋梁概要図，ＰＰＲＣウェル構造図，地層図を，表－１に土質条件を示す．

図－１ 橋梁概要図

図－２ ＰＰＲＣウェル構造図

図－３ 地層図2/9

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表－１ 土質条件

P1橋脚設計用土質定数
地層名

※1大森層

シルト質粘土
Ac4O-ts5-1 凝灰質砂岩
O-ts5-2 凝灰質砂岩
合 計
※1沖積層

層厚

N値

γｔｍ0.50
7.35
1.65
9.50

回
123125kN/ｍ3 kN/ｍ219.0
14.1
17.0
40
20.0
70

C

変形係数

φ°－3640

EkN/ｍ2
939
9048
74300

常時地震時

3756
36192
2972007512
72384
594400

動的変形係数
EDkN/ｍ237224
1723936914286

P2橋脚設計用土質定数
地層名

層厚

N値

γｔC

φ

変形係数
EkN/ｍ2
700
775
939
9048
77500

常時地震時
ｍ回°kN/ｍ3 kN/ｍ2
119.0
18.8－2800
5600
沖 Ac2※1 シルト質粘土 0.90積Ac3
腐植土
2.20
113.0
31.7－3100
6200
層
シルト質粘土 0.85
Ac4
116.0
24.6－37567512
大O-ts5-1 凝灰質砂岩
2.15
3017.0403636192
72384
森
O-ts5-2 凝灰質砂岩
6.90
133
20.0
70
40
310000 620000
層
合 計13.00※1は地震時の液状化による低減係数DEは、レベル2で「0」、レベル1で「1/6」となる。

動的変形係数
EDkN/ｍ2
37224
25469
31347
2058039657143３．施工概要3.1 施工手順
本工事における施工上の特徴は，軟岩地盤内へＰＰＲＣウェルを構築するために，先行掘削（砂置換）を補助工法として採用したことである．図－４に施工手順を示す．
刃口ロ

各ロ

ット
架設

接着剤
塗布ー

ＰＣ鋼
棒
緊張・
グ
ラ
ウ
ト

掘削・
圧
入・沈設

施
工部
材
製
作部
材
運搬

最終ロットまで繰り返し

図－４ 施工手順

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モル
タル
注入・軸
方
向
鉄筋
挿入

底
版
コン
ク
リ
ト工

コン
タク
ト
グ
ラ
ウ
ト工

中埋め
土充
填工

頂版
コン
ク
リ

ー

ト
据
え付
け

Ｐ
Ｃ
鋼
棒
接続配置ー）

砂置換

反力体
グ
ラ
ウ
ン
ド
アン
カッ（先行
掘削ト工

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3.2 先行掘削（砂置換）
先行掘削は，オーガ掘削工法，ロータリー掘削工法，パーカッショ
ン掘削工法，ケーシング回転掘削工法の４工法を比較した結果，最も実績が多いケーシング回転掘削工法が採用された．
掘削径はφ2000 で，小判形状の全体を網羅するように計 8 本実施
し，中掘りにはハンマグラブバケットを使用した．掘削が完了した後，ケーシング内に良質な砂を投入し，ケーシングを引き抜いた．先行掘削要領を図－５に，先行掘削状況を写真－１に，φ2000：8 本掘削土状況を写真－２に示す．

図－５ 先行掘削要領

掘削土

写真－１ 先行掘削状況

写真－２ 掘削土状況（軟岩）

3.3 部材製作工
ＰＰＲＣウェルの製作は，当社水島工場で行った．製作方法は，接合面の水密性と軸方向鉄筋用シースの鉛直性及び連続性を確保するために，マッチキャスト方式を採用した．標準ロットの１ロット当たりの製作日数は，約３日間である．
3.3.1 鉄筋・シース・型枠組立
ＰＰＲＣウェル工法は，ウェル構築後，軸方向鉄筋を一括挿入することが特徴であるため，軸方向鉄筋用シースの配置及び鉛直精度を確保することが重要である．従って，既設ロットをガイドとする代用パイプを使用し，軸方向鉄筋シースの配置精度の向上を図った．
鉄筋の組立は，別ヤードで仮組し，一括して所定の位置に吊り込んだ．
型枠には，施工性と代用パイプの固定等を踏まえ，内・外枠ともに鋼製型枠を使用した．また，型枠の組数は１組とし，既設ブロック上部のガイドとなる部分だけを残し，他の型枠は転用した．鉄筋・シース組立
状況を写真－３に，型枠組立状況を写真－４に示す．
代用ﾊﾟｲﾌﾟ上部ｶﾞｲﾄﾞ

写真－３ 鉄筋・シース組立状況

写真－４ 型枠組立状況
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3.3.2 コンクリート打設・養生
ＰＰＲＣウェルの配筋状態は，図－２，写真－３に示すように高密度であることから，コンクリートの充填性向上を図るため，スランプ 21cm のコンクリートを使用した（配合４０－２１－２０Ｈ）．
コンクリートの打設は，コンクリートホッパー及びシュートを用いて行い，棒バイブレーター及び型枠バイブレーターで締め固めを行った．
養生方法は蒸気養生とし，脱型時強度 25N／mm2 以上を確認した後，新設ロットを既設ロットから切り離した．コンクリート打設状況及び養生状況を写真－５，写真－６に示す．

写真－５ コンクリート打設状況

写真－６ 養生状況

3.3.3 ＰＰＲＣウェルの運搬
ＰＰＲＣウェルの形状はφ3500×4500 の小判型であるため，写真－７，８に示すように平積みで，低床トレーラーを用いて運搬した．運搬時には，トレーラー前後に誘導車を配備し，交通安全に配慮した．

3500

写真－７ ＰＰＲＣウェル積み込み状況

写真－８

積み込み完了3.4 ＰＰＲＣウェルの構築
ＰＰＲＣウェルの構築は，先行掘削（砂置換）完了後，圧入工法で行った．圧入時の反力体には，グラウンドアンカー（沈設アンカー）を使用した．
3.4.1 グラウンドアンカーの施工
ＰＰＲＣウェル圧入時の反力体として，グラウンドアンカー（４箇所）を使用した．使用したグラウンドアンカーは，ＰＣ鋼より線「SWPR19N S21.8×4 本」／箇所で，残置式とした．グラウンドアンカーの施工完了後，多サイクル試験及び１サイクル試験を実施し，アンカー耐力を確認した．写真－９にグラウンドアンカー施工状況，写真－１０に品質試験状況（多サイクル）を示す．

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写真－９ グラウンドアンカー施工状況

写真－１０ 品質試験状況（多サイクル）

3.4.2 ＰＰＲＣウェルの架設・緊張・グラウト
搬入されたＰＰＲＣウェルは，100t クローラークレーンを用いて架設した．最初に据え付ける刃口ロットは，ＰＰＲＣウェルの構築精度に大きな影響を及ぼすため，特に慎重に架設した．刃口ロットは不陸調整を行った施工地盤上に皿板材（敷板）を敷き，水平に設置した．
刃口ロット据え付け後，各ロットを架設，緊張，グラウトを施して一体化を図る．各ロット間の接合面には，各ロット間のなじみ及び水密性向上を図るため，エポキシ樹脂系接着剤を塗布した．本工事で使用した接着剤は，標準的に使用される１液性のプレキャストブロック接合用接着剤である．また，接着剤が軸方向鉄筋用シース内に混入しないよう，シース周りにはシースシールを設置した．刃口ロット皿板材設置状況を
写真－１１に，架設状況を写真－１２に，接着剤塗布状況を写真－１３に示す．

写真－１１ 刃口ロット皿板材設置状況

写真－１２ ＰＰＲＣウェル架設状況

ｼｰｽｼｰﾙ
写真－１３ 接着剤塗布状況
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ＰＰＲＣウェルにおけるＰＣ鋼棒は，従来のＰＣウェルと異なり，各ロット間を接合する目的で配置される．従って，ＰＣ鋼棒の緊張力は，接着剤のなじみ及び水密性等を考慮し，各ロット接合面に約 1.0N／mm2程度の圧縮応力度が導入できるように決定した．ただし，軸方向鉄筋が降伏する前にＰＣ鋼棒が降伏・破断するのを避けるため，ＰＣ鋼棒の有効緊張力には，軸方向鉄筋の降伏強度以上の余裕を持たせた．ＰＣ鋼棒の緊張は，各ロット接合面に均等に圧縮応力度を導入するため，４本／組として４台のジャッキで行った．
緊張完了後，グラウトを実施した．なお，グラウト完了後は直ちに圧入作業を開始するため，グラウトホースを使用せずに，注入孔に逆止弁を取り付けて注入作業を行った．
ＰＣ鋼棒緊張状況を写真－１４に，グラウト注入状況を写真－１５に示す．

写真－１４ ＰＣ鋼棒緊張状況

写真－１５ グラウト注入状況

3.4.3 ＰＰＲＣウェルの掘削・圧入
ＰＰＲＣウェル内部の掘削には，ハンマグラブバケットφ2000 を使用した．掘削した土は，場内に仮置きし，ウェル構築完了後，ウェル内部に埋め戻した．
圧入沈下装置には，圧入桁，加圧リング，圧入ジャッキ（４台），グリッパーロッドを使用した．
ＰＰＲＣウェル上面に加圧リング，圧入桁を載せ，反力体アンカーと接続したテンションロッド（グリッパーロッド）を介して圧入ジャッキをセットした．圧入作業は掘削している間，連続的に加圧するものとし，ＰＰＲＣウェルが正常に沈下している時は，４台のジャッキに平均的に圧力を加えた．また，何らかの原因で，ＰＰＲＣウェルに傾斜の徴候が確認された場合は，各ジャッキの圧力を調整し，傾斜の修正を図った．
傾斜の確認には，傾斜計を使用し，加圧リングの上に設置した．また，各ロット圧入完了後，下げ振りで鉛直度の確認を行った．ＰＰＲＣウェル圧入状況を写真－１６に，傾斜計設置状況を写真－１７に示す．
また，圧入作業中は，ＰＰＲＣウェル内の水位を観察し，水位の低下が確認された場合は，ボイリング及び掘削壁崩壊を防止するために，地下水位まで注水した．
ｼﾞｬｯｷ
圧入桁

加圧ﾘﾝｸﾞ

ｸﾞﾘｯﾊﾟｰﾛｯﾄﾞ

写真－１６ ＰＰＲＣウェル圧入状況
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傾斜計モニター
傾斜計

加圧リング

写真－１７ 傾斜計設置状況
3.4.4 軸方向鉄筋挿入
ＰＰＲＣウェルを所定の位置まで沈設した後，軸方向鉄筋の挿入を行った．軸方向鉄筋の挿入は，５本程度を同時に吊り込むことで時間短縮を図った．また，スムーズな軸方向鉄筋挿入を行うために，軸方向鉄筋先端には先端キャップを設置した．なお，軸方向鉄筋挿入に先立ち，軸方向鉄筋用シース長の検測を行い，シース内の異物の有無，挿入鉄筋長を確認した．
軸方向鉄筋とＰＰＲＣウェル本体の付着を確保するために，軸方向鉄筋用シース内にはマルチモルタルを注入した．マルチモルタルの注入は，注入ホースをシース下端まで挿入し，最下部から行うこととし，更に，軸方向鉄筋挿入前に実施することで，確実な充填性を確保した．

シース孔

マルチモルタル注入時は，流量計で注入量を管理し，軸方向鉄筋挿入時のオーバーフローが少なくなるように配慮した．使用したマルチモルタルは，プレミックスタイプ（秦野製作所）である．軸方向鉄筋挿注入ホース入状況を写真－１８に，マルチモルタル注入状況を写真－１９に示す．

写真－１８ 軸方向鉄筋挿入状況

写真－１９ マルチモルタル注入状況

3.4.5 コンタクトグラウトの注入
本工事では，先行掘削（砂置換）を行っているため，ＰＰＲＣウェル側壁と地山との間に空隙が生じる恐れがある．従って，ＰＰＲＣウェルと地山との一体化を図る目的で，コンタクトグラウトを実施した．コン
タクトグラウトは，ＰＰＲＣウェル内部から，潜水士により，直接注入する方法を採用した．
注入管理は，グラウトポンプの圧力管理とし，注入不能に達した時点で完了とした．

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４．まとめ
ＰＰＲＣウェル工法は，工場で製作したプレキャスト部材を現場で接合し，橋脚や基礎構造物を構築する工法であり，高品質（高耐久性），工期短縮（現場作業の削減）が図れることが特徴である．今後，到来する高齢化社会，それに伴う建設熟練技能者の減少等を考慮した上で社会資本整備を行うためには，現場での省力化・省人化等が求められ，ＰＰＲＣウェル工法は，社会のニーズに応える工法の一つと考えられる．しかし，現状では，高コストが課題となっており，本工事のような「締切工等の仮設備費が増大する河川内や地下水位の高い場所」，又は「既設構造物に近接している場所」での適用がほとんどである．
今後，ＰＰＲＣウェルの市場拡大のためには，今日までの施工実績を集約し，それぞれの工事で生じた問題点・課題を解明することで，更なるコスト縮減，施工技術の確立及び効率化を図る必要があると考えられる．本工事の完成写真を写真－２０，２１に示す．

RC 橋脚
PPRC ウェル

写真－２０ ＰＰＲＣウェル圧入完了（頂版施工前）

写真－２１

ＰＰＲＣウェル施工完了

参考文献
1) ＰＣウェル工法研究会：ＰＣウェル工法 設計・施工マニュアル －設計編－，2002.3
2) ＰＣウェル工法研究会：ＰＣウェル工法 設計・施工マニュアル －施工編－，2006.3
3) 日本建設機械化協会：大口径岩盤削孔工法の積算，平成 18 年度版

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