(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【背景技術】
【0002】
従来より、コンクリート製の土木構築ブロック(構築材)を積み上げて、擁壁や護岸のような土木構築物を構築する方法が知られている。具体的には、施工現場の一定の施工区間において、下段から所望の高さまで、順次に、土木構築ブロックを設置して所定の裏込め材料(例えば、胴込めコンクリートや裏込めコンクリート、土砂、砕石等)を充填することを繰り返すことにより、土木構築物を構築する。
【0003】
このような土木構築物に用いられる構築材は、典型的には、複数の壁面パネルが鉄筋を介して横断方向に連結されることによって一体的に構成され、これら壁面パネルの少なくとも一部の背面に控え柱が一体的に突出形成されている。そして、構築材を段積みする際には、控え柱どうしが上下に重なるように設置される(特許文献1及び2)。
【0004】
また、土木構築物においては、壁面パネルの背面に充填されるコンクリートが、所望の厚さとなるように管理する必要がある。このため、充填すべきコンクリートの厚さに応じた長さを有する位置規制部材が背面に設けられた構築材が提案されている(特許文献3)。土木構築物の施工に際しては、このような構築材を、位置規制部材の端部が型枠に当接するように設置して、コンクリートを充填するための所望の厚さの空間を壁面パネルの背面に確保する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
土木構築物の施工に際して、従来は、コンクリートの充填前に、設置した土木構築ブロック(構築材)が動かないようにするために、土木構築ブロックの背面に鉄筋を配設して、これらを溶接する工程が必要であった。かかる溶接工程は、熟練の溶接工が当たる必要がある一方で、非常に煩雑な作業であり、さらには、降雨時は作業ができないという問題があり、工期の短縮を図る上で一つの障害となっていた。このため、コンクリート充填前の土木構築ブロックの固定に溶接を行う従来の施工方法では、施工コストが嵩んでしまうという問題があった。
【0007】
そこで、本発明は、土木構築物の構築に用いられる土木構築ブロックを、効率よく、確実に設置できるようにする技術を提供することを目的とする。
【0008】
具体的には、本発明は、土木構築ブロックを安定的に設置するための固定部材を提供することを目的とする。
【0009】
また、本発明は、溶接作業を全く必要としないか、あるいは最小限の溶接作業により、土木構築ブロックを設置することができる土木構築物の施工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】
【0010】
上記課題を解決するための本発明は、以下に示す発明特定事項乃至は技術的特徴を含んで構成される。
【0011】
すなわち、ある観点に従う発明は、接合面を有し、当該接合面が土木構築ブロックの背面に接合可能に構成される接合部と、前記接合部に連接され、前記接合面と反対側で、柱筋を係合可能に構成される係合部と、を備える、固定部材である。
【0012】
ここで、前記係合部は、前記接合部に連接される基部と、前記基部の両縁部のそれぞれから、前記接合面と反対方向に立ち上がる壁部と、前記壁部の端部に設けられた爪部と、備え、前記壁部と前記爪部とが、前記柱筋を受け入れる可能な空間を形成し得る。
【0013】
また、前記係合部は、前記柱筋の長軸方向に対応する方向に沿って複数設けられ得る。
【0014】
また、前記壁部及び前記爪部が湾曲状に形成され得る。
【0015】
また、ある観点に従う発明は、所定の壁面勾配を有する土木構築物の構築に用いられる土木構築ブロックであって、壁面パネルと、前記壁面パネルの少なくともいくつかの背面に、前記壁面パネルと一体に設けられた控え柱と、前記控え柱の背面に設けられた固定部材と、を備え、前記固定部材は、接合面を有し、当該接合面を介して前記控え柱に接合する接合部と、前記接合部に連接され、前記接合面と反対側で、柱筋を係合可能に構成される係合部と、を備える、土木構築ブロックである。
【0016】
ここで、前記固定部材は、前記柱筋の長軸方向に沿って複数設けられ得る。
【0017】
また、ある観点に従う発明は、所定の壁面勾配を有する土木構築物を構築する方法であって、背面に固定部材を備える土木構築ブロックを少なくとも1つ準備する工程と、前記所定の壁面勾配に沿うように、所定の長さの柱筋を設置する工程と、
少なくとも1つの前記土木構築ブロックを、前記所定の壁面勾配を形成するように、設置する工程と、設置された前記少なくとも1つの土木構築物の背面に、コンクリートを充填する工程と、含み、前記土木構築ブロックを設置する工程は、前記固定部材を前記柱筋に嵌め合わせる工程を含む、方法である。
【0018】
ここで、前記土木構築ブロックを設置する工程及び前記コンクリートを充填する工程を繰り返し得る。
【発明の効果】
【0019】
本発明によれば、土木構築物の構築に用いられる構築材を、効率よく、確実に設置できるようにする技術を提供できる。
【0020】
具体的には、本発明によれば、構築材を安定的に固定するための固定部材を提供できる。
【0021】
また、本発明によれば、溶接作業をまったく必要としないか、あるいは最小限の溶接作業により、構築材を設置することができる土木構築物の施工方法を提供できる。
【0022】
本発明の他の技術的特徴、目的、及び作用効果乃至は利点は、添付した図面を参照して説明される以下の実施形態により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【
図1】本発明の一実施形態に係る土木構築物の一例を示す概略側面図である。
【
図2A】本発明の一実施形態に係る土木構築ブロックの一例を示す正面図である。
【
図2B】本発明の一実施形態に係る土木構築ブロックの一例を示す平面図である。
【
図2C】本発明の一実施形態に係る土木構築ブロックの一例を示す右側面図である。
【
図2D】本発明の一実施形態に係る土木構築ブロックの一例を示す背面図である。
【
図3A】本発明の一実施形態に係る固定部材の一例を示す正面図である。
【
図3B】本発明の一実施形態に係る固定部材の一例を示す平面図である。
【
図3C】本発明の一実施形態に係る固定部材の他の例を示す平面図である。
【
図3D】本発明の一実施形態に係る固定部材の他の例を示す平面図である。
【
図4】本発明の一実施形態に係る固定部材の取り付け状態を説明するための図である。
【
図5】本発明の一実施形態に係る土木構築物の構築方法を説明するフローチャートである。
【
図6】本発明の一実施形態に係る土木構築物の構築方法を説明するための図ある。
【
図7】本発明の一実施形態に係る土木構築物の構築方法を説明するための図ある。
【
図8】本発明の一実施形態に係る土木構築物の構築方法を説明するための図ある。
【
図9】本発明の一実施形態に係る土木構築物の構築方法を説明するための図ある。
【
図10】本発明の一実施形態に係る土木構築物の構築方法を説明するための図ある。
【発明を実施するための形態】
【0024】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。ただし、以下に説明する実施形態は、あくまでも例示であり、以下に明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変形(例えば各実施形態を組み合わせる等)して実施することができる。また、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付して表している。図面は模式的なものであり、必ずしも実際の寸法や比率等とは一致しない。図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることがある。
【0025】
図1は、本発明の一実施形態に係る土木構築物の一例を示す概略側面図である。同図に示すように、擁壁として構成された土木構築物1は、擁壁や護岸等を形成する構築物であって、基礎10の上に、複数の土木構築ブロック20が段積みされることにより構築される。本例の土木構築物1では、所定の法勾配を有する裏込め材30に沿って設置された土木構築ブロック20の背面に、胴込めコンクリートないしは裏込めコンクリート40が打設され、また、その最上部には天端コンクリート50が打設されている。土木構築ブロック20は、施工時、該土木構築ブロック20の固定部材60を介して裏込め材30の前面に配された柱筋70に連結され、これにより、土木構築ブロック20の安定的な設置が可能になっている。なお、胴込めコンクリートと裏込めコンクリートとは厳密には異なるものであるが、本明細書では、両者を区別する特段の意義がない限り、単に、これらを裏込めコンクリート40というものとする。
【0026】
基礎10は、例えば、床堀された地面80に基礎砕石11が敷設され、その上に基礎コンクリート12が打設されることにより構成される。基礎コンクリート12の上端部は、例えば、法面82側に傾斜する傾斜面12aを有し、これにより、土木構築ブロック20を、所定の壁面勾配を形成するように段積みできるようになっている。
【0027】
土木構築ブロック20は、例えば、護岸等として十分に耐え得る厚みを有する、コンクリート製のブロック本体を含む構築材である。土木構築ブロック20の形状及び大きさは、適宜に選択され得る。土木構築ブロック20の表面(すなわち、壁面を構成する面)は、例えば、見かけ上、複数の擬石ブロックが設けられたように形成されていても良いし、幾何学的テクスチャが形成されていても良い。あるいは、自然環境により調和するように、その表面に、例えば自然石が埋め込まれたものであっても良い。本例の土木構築ブロック20は、複数のコンクリートのブロックが一体的に連結され構成されている。また、本例の土木構築ブロック20は、柱筋70と連結するための固定部材60を含んでいる。土木構築ブロック20の詳細については後述する。
【0028】
柱筋70は、打設される裏込めコンクリート40を補強するための例えば鉄製の筋材である。本例では、柱筋70には、固定部材60を介して土木構築ブロック20が取り付けられる。柱筋70は、例えば、その一端が基礎コンクリート12内に固定される。この際、柱筋70は、図示しないアンカーが取り付けられた一端を、打設した基礎コンクリート12に穴あけて打ち込むことにより固定されて良い。あるいは、柱筋70は、基礎コンクリート12にインサートナットが埋め込まれて形成された取り付け孔に、その一端が挿入されることで固定されて良く、又は、基礎コンクリート12を構成するコンクリートが未硬化の段階で、その一端を埋め込むことにより固定されて良い。また、柱筋70は、例えば、高ナットないしは連結ナットを介して互いに連結され、裏込め材30の法勾配に沿って、所定の高さまで立ち上げられ得る。さらに、柱筋70には、裏込めコンクリート40のかぶり厚を確保するためにスペーサ72が取り付けられ得る。柱筋70の断面形状は任意のものを選択可能であり、また、コンクリート付着率を高めるために、表面に凹凸形状を有していても良い。
【0029】
固定部材60は、土木構築ブロック20と柱筋70とを連結する部材である。固定部材60は、例えば鉄やステンレス合金等の金属からなるが、これに限られず、例えば繊維強化樹脂等からなるものであっても良い。固定部材60は、例えば、土木構築ブロック20の背面に予め取り付けられている。施工時、土木構築ブロック20は、固定部材60により柱筋70に仮固定され、これにより、土木構築ブロック20の自立の安定性を向上させ、充填された裏込めコンクリート40との一体性を確保することができる。固定部材60の詳細については後述する。
【0030】
裏込めコンクリート40は、設置した土木構築ブロック20の背面空間、つまり、土木構築ブロック20の背面と裏込め材30の前面との間に形成される空間に打設されるコンクリートである。裏込めコンクリート40の打設に際しては、例えば裏込め材30の前面に
図5に示されるような抜き型枠90が配置される。
【0031】
図2は、本発明の一実施形態に係る土木構築ブロックの一例を示す図であり、具体的には、同
図Aは、土木構築ブロックの正面図であり、同
図Bは、その平面図であり、同
図Cは、その側面図であり、及び同
図Dは、背面図である。これらの図に示されるように、土木構築ブロック20は、例えば、パネル連結体21と、控え柱22と、固定部材60とを含み構成される。なお、
図2Dにおいては、固定部材60を取り外した状態を示している。
【0032】
パネル連結体21は、壁面パネル23と、連結部材24と、定着用アンカー25とを含み構成される。パネル連結体21は、例えば、5つの壁面パネル23が連結部材24を介して、横断方向に連結され形成されている。
【0033】
壁面パネル23は、その表面に、例えば自然環境に調和するような凹凸形状のテクスチャを有し得る。例えば、壁面パネル23は、擬石状に形成されたコンクリートブロックであり得る。あるいは、壁面パネル23は、幾何学的テクスチャが形成されたものでも良い。壁面パネル23の大きさは、例えば、縦が250mm前後、横が400mm前後、厚さが100mm前後である。
【0034】
連結部材24は、
図2Aに示されるように、一列に並べられた壁面パネル23内部を連通し、壁面パネル23どうしを連結する例えば鉄製の筋材である。本例では、5つの壁面パネル23が、並行する2本の連結部材24によって、一体的に連結されている。このような構成により、一連の壁面パネル23は、その連結部分において自由に曲げられ、湾曲部分を有するパネル連結体21とすることができる。このようなパネル連結体21を構成する場合には、例えば、連結部分に目地材が注入される。
【0035】
定着用アンカー25は、パネル連結体21の背面から後方に延出する例えば鉄製の筋材である。本例では、定着用アンカー25は、遠端部が下方に屈曲することで、全体として側面視L字状に形成されている。定着用アンカー25は、任意の方法で壁面パネル23に取り付けられ得る。例えば、定着用アンカー25は、壁面パネル23を構成するコンクリートが未硬化の段階で、壁面パネル23の背面にその一端部を埋め込むことにより取り付けられてもよい。あるいは、定着用アンカー25は、壁面パネル23の背面にインサートナットが埋め込まれて形成された取り付け孔に、その一端部をねじ込むことで取り付けられても良い。定着用アンカー25は、例えば、後述する控え柱22が設けられた壁面パネル23以外の壁面パネル23に設けられる。
【0036】
控え柱22は、
図2B及びDに示されるように、パネル連結体21を構成する壁面パネル23のうちの一部に設けられたブロック体である。本例では、5つの壁面パネル23のうち、左右端からそれぞれ2番目に位置する壁面パネル23の背面に設けられている。控え柱22は、壁面パネル23を成形する際に、コンクリートを用いて該壁面パネル23と一体に成形される。控え柱22は、壁面パネル23の高さと略同一の高さを有し、壁面パネル23の背面から後方に所定の長さだけ突出したような、全体として略角柱状の部分として認識される。控え柱22の後方への突出長(すなわち、奥行き長さ)は、例えば250mm前後であり、定着用アンカー25の延出長よりも長くなるように設定される。
【0037】
また、控え柱22の背面には、
図2Dに示されるように、固定部材60を取り付けるための取り付け孔26が形成されている。取り付け孔26には、例えば、図示しない樹脂筒(例えばABS樹脂製)が嵌着された図示しないインサートナットが埋設されている。なお、樹脂筒及びインサートナットは、位置精度よく配置するために、コンクリートにより控え柱22及び壁面パネル23を一体成形する際に、控え柱22内へ埋設されても良い。
【0038】
また、控え柱22の上面及び底面は、図示しない固定ピン用の孔を設けてもよい。固定用ピンの孔は、土木構築ブロック20を所定の壁面勾配を形成するように段積みするために利用される。具体的には、土木構築ブロック20の控え柱22の上面に設けた固定ピン用の孔に図示しない固定用ピンの一端を挿入する。そして、該土木構築ブロック20に対して別の土木構築ブロック20を積み上げる際、その控え柱22の底面に設けた固定ピン用の孔に、前述の固定用ピンの他端が挿入されるようにする。このようにすることで、所望する壁面勾配となるように土木構築ブロック20を積み上げることができる。なお、固定ピン用の孔は、土木構築ブロック20の壁面勾配に対応して複数設け、所望する土木構築ブロック20の壁面勾配に応じて使い分けるようにしてもよい。
【0039】
固定部材60は、
図2B及びCに表れるように、控え柱22の背面に取り付けられる。固定部材60の詳細は後述する。
【0040】
図3は、本発明の一実施形態に係る固定部材の一例を示す図である。具体的には、同
図Aは、固定部材の正面図であり、また、同
図Bは、その平面図である。固定部材60は、これらの図に表されるように、例えば、接合部61と、係合部62とを含み、柱筋70の長軸方向に対応する仮想軸aに対して左右対称に形成される。固定部材60は、典型的には、鉄やステンレス合金等の金属部材であるが、これに限られず、繊維強化樹脂部材であっても良い。例えば、鉄製の固定部材60であれば、所定の厚さの鉄板から抜き加工により所定の形状の板材に型抜きし、さらに、折り曲げ加工により係合部62を形成することにより、固定部材60が作製される。
【0041】
接合部61は、接合面61aを有し、例えば、仮想軸aに対して左右対称に、プレート状に形成され、土木構築ブロック20の背面に接合される部分である。接合部61には、例えば、仮想軸aを中心に左右それぞれにボルト等の締結具27(
図4参照)が挿通される開口部63が形成されている。固定部材60を土木構築ブロック20の背面に取り付ける際、開口部63は、土木構築ブロック20の背面の取り付け孔26に位置決めされる。本例では、開口部63は、様々な間隔の取り付け孔26に適合し得るように、スリット状に形成されている。
【0042】
係合部62は、柱筋70に係合し、これによって、固定部材60と柱筋70とを結合する部分であって、例えば、基部64と、壁部65と、爪部66とを含み構成される。基部64は、例えば、仮想軸aに沿って接合部61から上下方向にそれぞれ延在している部分である。基部64の両側縁部は、所定の高さだけ立ち上がり、壁部65を形成し、さらに、壁部65の先端は、仮想軸aへの方向(すなわち内側)に折り曲げられて、爪部66を形成する。係合部62は、このようにして形成される空間に、柱筋70を受け入れることを可能にし、爪部66により、受け入れた柱筋70が脱離することを防止する。なお、本例では、壁部65ないし爪部66は、直線状に形成されているが(
図3B参照)、これに限られるものでない。例えば、
図3Cに示すように、柱筋70を受け入れる空間が湾曲状になるように壁部65を形成しても良い。あるいは、
図3Dに示すように、壁部65を湾曲上に形成し、爪部66の先端を折り返して外側に広がるように形成しても良い。
【0043】
図4は、本発明の一実施形態に係る固定部材の取り付け状態を説明するための図である。同図に示すように、固定部材60は、接合面61aを土木構築ブロック20の控え柱22の背面に接合させて、締結具27を介して結合されている。これにより、固定部材60は、土木構築ブロック20と一体化されて、該土木構築ブロック20の一部を構成することとなる。この場合、係合部62は、控え柱22の後方を向くように位置することになる。この状態で、係合部62が、柱筋70に押し当てられると、壁部65が外側に撓んで、柱筋70を受け入れ、保持し、これにより、固定部材60は、土木構築ブロック20と柱筋70とを連結する。
【0044】
なお、上記の例では、1つの控え柱22に対して1つの固定部材60を取り付けて、柱筋70に連結するように構成しているが、これに限られるものでなく、1つの控え柱22に対して複数の固定部材60を取り付けて柱筋70に連結するように構成しても良い。
【0045】
次に、本実施形態の土木構築ブロックを用いた土木構築物の施工方法について説明する。
図5は、本発明の一実施形態に係る土木構築物の構築方法を説明するフローチャートである。本例では、土木構築ブロック20を複数段ずつ積み上げていくものとする。
【0046】
まず、基礎10を形成する基礎工を行う(S501)。本工程では、床堀された地面80に基礎砕石11が敷設され、その上に基礎コンクリート12が打設される。このとき、柱筋70は、例えばその一端が基礎コンクリート12に埋設されて固定される。
【0047】
続いて、柱筋70が必要な高さまで立ち上げられる(S502)。
図6は、本工程を説明する図である。柱筋70は、基礎コンクリート12に埋設された端部と反対側の端部を図示しない高ナットを用いて、筋材を連結することで必要な高さまで立ち上げられる。柱筋70の立ち上げ高さは、後述するS503にて積み上げる土木構築ブロック20の段数に応じた高さで良く、土木構築物1として最終的に必要な高さまで立ち上げる必要はない。
【0048】
図5に戻り、次に、基礎コンクリート12上に、土木構築ブロック20を積み上げて据え付け位置を調整し、固定部材60を柱筋70に押し当てて嵌め込み、これにより、土木構築ブロック20を柱筋70に連結する(S503)。
図7は、本工程を説明する図である。ここでは、基礎コンクリート12の傾斜面12a上に、土木構築ブロック20を2段積み上げているが、一段ずつでも良いし、あるいは、より多段に土木構築ブロック20を積み上げても良い。なお、土木構築ブロック20の積み上げの際、下段側の土木構築ブロック20の控え柱22の上面に設けた固定ピン用の孔に固定用ピンの一端を挿入した上で、上段側の土木構築ブロック20の固定ピン用の孔に、前述の固定用ピンの他端が挿入されるようにしても良い。このようにすることで、所望する壁面勾配となるように土木構築ブロック20を積み上げることができる。
【0049】
図5に戻り、次に、抜き型枠90を設置する(S504)。
図8は、本工程を説明する図である。抜き型枠90は、柱筋70と法面82との間の所定の位置に設置される。また、柱筋70と抜き型枠90との間には、裏込めコンクリート40のかぶり厚を確保するためにスペーサ72が配置される。なお、本工程に先立ち、図示しない水抜きパイプを設置してもよい。
【0050】
図5に戻り、次に、裏込め材30を法面82と抜き型枠90の間に敷設し、締め固める(S505)。
図9は、本工程を説明する図であり、法面82と抜き型枠90との間には、裏込め材30が充填されている。
【0051】
図5に戻り、次に、土木構築ブロック20と抜き型枠90との間の空間にコンクリートを充填して裏込めコンクリート40を打設した後、抜き型枠90を撤去する(S506)。
図10は、本工程を説明する図であり、裏込めコンクリート40が打設されている。同図に示されるように、典型的には、裏込めコンクリート40は、上段の土木構築ブロック20の定着用アンカー25が隠れる程度(例えば、土木構築ブロック20の高さの2/3程度)まで打設する。
【0052】
図5に戻り、続いて、予定段数の土木構築ブロック20の積み上げが終了したか否かが判断される(S507)。予定段数の土木構築ブロック20の積み上げが終了していない場合は(S507のNo)、S502に戻り、土木構築物1の構築を続行する。一方、予定段数の土木構築ブロック20の積み上げが終了している場合は(S507のYes)、天端コンクリート50を打設し(S508)、土木構築物1の構築を終了する。
【0053】
上記各実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明をこれらの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。本発明は、その要旨を逸脱しない限り、さまざまな形態で実施することができる。
【0054】
例えば、本明細書に開示される方法においては、その結果に矛盾が生じない限り、ステップ、動作又は機能を並行して又は異なる順に実施しても良い。説明されたステップ、動作及び機能は、単なる例として提供されており、ステップ、動作及び機能のうちのいくつかは、発明の要旨を逸脱しない範囲で、省略でき、また、互いに結合させることで一つのものとしてもよく、また、他のステップ、動作又は機能を追加してもよい。
【0055】
また、本明細書では、さまざまな実施形態が開示されているが、一の実施形態における特定のフィーチャ(技術的事項)を、適宜改良しながら、他の実施形態に追加し、又は該他の実施形態における特定のフィーチャと置換することができ、そのような形態も本発明の要旨に含まれる。