特許 7376315 コンクリート移送構造、コンクリート打設装置、及びコンクリート打設方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-10-30

(45)【発行日】2023-11-08

(54)【発明の名称】コンクリート移送構造、コンクリート打設装置、及びコンクリート打設方法

(51)【国際特許分類】

   E02D 15/06 20060101AFI20231031BHJP

   E04G 21/02 20060101ALI20231031BHJP

【ＦＩ】

E02D15/06

E04G21/02 103Z

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2019196159

(22)【出願日】2019-10-29

(65)【公開番号】P2021070923

(43)【公開日】2021-05-06

【審査請求日】2022-04-15

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000001373

【氏名又は名称】鹿島建設株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】390002233

【氏名又は名称】ケミカルグラウト株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100122781

【弁理士】

【氏名又は名称】近藤 寛

(74)【代理人】

【識別番号】100223424

【弁理士】

【氏名又は名称】和田 雄二

(74)【代理人】

【識別番号】100208524

【弁理士】

【氏名又は名称】小曳 満昭

(72)【発明者】

【氏名】山野辺 慎一

(72)【発明者】

【氏名】小河 宗之

(72)【発明者】

【氏名】山口 健一

(72)【発明者】

【氏名】島村 淳

【審査官】亀谷 英樹

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１２－２４６７５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／１６３８０１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】実開昭５８－０３３５４４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２００８－０４５３３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０３－０５８３３８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】韓国公開特許第１０－２００５－０１１２９５７（ＫＲ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０２Ｄ １５／００－１５／１０

Ｅ０２Ｄ ５／２２－５／８０

Ｅ０４Ｇ ２１／００－２１／１０

Ｅ０１Ｂ １／００－２６／００

Ｅ０１Ｂ ２７／００－３７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

水中に打設される生コンクリートを通過させるコンクリート移送管と、
外袋体と、前記外袋体の内部に充填された充填物と、を有し、前記コンクリート移送管の内壁面の全周に接触して前記コンクリート移送管内に保持され、前記コンクリート移送管の上流側から前記生コンクリートが供給されたときに、前記コンクリート移送管の下流側に押し動かされる栓体と、
前記コンクリート移送管の下流側の端部に設けられ、前記コンクリート移送管の内側に向かって片持ちで延び、尖った先端側が前記コンクリート移送管の上流に向かって突出するように折り曲げられた丸鋼を有し、前記外袋体を破壊するとともに前記外袋体の残骸を引っ掛けるための外袋体破壊部と、を備え、
前記外袋体破壊部には、前記丸鋼の外周面から径方向に突出する返し部が形成されている、コンクリート移送構造。

【請求項2】

前記充填物が気体である、
請求項１に記載のコンクリート移送構造。

【請求項3】

前記充填物が経時硬化性材料である、
請求項１に記載のコンクリート移送構造。

【請求項4】

請求項１～３のいずれか一項に記載のコンクリート移送構造と、
前記コンクリート移送管の上流側の端部に接続され、前記生コンクリートを前記コンクリート移送管に圧送するコンクリート圧送機構と、を備える、
コンクリート打設装置。

【請求項5】

前記コンクリート移送管は、前記コンクリート移送管内の空気を抜くためのバルブを有し、
前記栓体が前記バルブよりも下流側の前記コンクリート移送管の内壁面の全周に接触して前記コンクリート移送管内に保持された状態にて、前記コンクリート移送管への前記生コンクリートの圧送が開始される、
請求項４に記載のコンクリート打設装置。

【請求項6】

水中に打設される生コンクリートを通過させるためのコンクリート移送管を配置する第１工程と、
前記コンクリート移送管内に栓体を装填する第２工程と、
前記コンクリート移送管内に前記生コンクリートを供給する第３工程と、
前記コンクリート移送管を撤去する第４工程と、を備え、
前記栓体は、外袋体と、前記外袋体の内部に充填された充填物と、を有しており、
前記コンクリート移送管の下流側の端部には、前記コンクリート移送管の内側に向かって片持ちで延び、尖った先端側が前記コンクリート移送管の上流に向かって突出するように折り曲げられた丸鋼と前記丸鋼の外周面から径方向に突出する返し部とを有し、前記外袋体を破壊するとともに前記外袋体の残骸を引っ掛けるための外袋体破壊部が設けられており、
前記第３工程では、前記コンクリート移送管の内壁面の全周に接触して前記コンクリート移送管内に保持された前記栓体が、前記コンクリート移送管の上流側から供給された前記生コンクリートによって前記コンクリート移送管の下流側に押し動かされ、前記外袋体破壊部が前記外袋体を破壊するとともに前記外袋体の残骸を引っ掛け、
前記第４工程では、前記外袋体破壊部に引っ掛かった前記残骸が前記コンクリート移送管の撤去に伴って打設後の前記生コンクリートから排出される、コンクリート打設方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、コンクリート移送構造、コンクリート打設装置、及びコンクリート打設方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、生コンクリートを移送するためのトレミー管を用いて、水中に生コンクリートを打設する技術が記載されている。トレミー管を用いた生コンクリートの打設においては、トレミー管の下端を打設中の生コンクリート中に挿入した状態でトレミー管内に生コンクリートを供給して打設箇所まで生コンクリートを移送する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平９－２１７３５２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

トレミー管を用いた生コンクリートの打設においては、生コンクリートの供給開始時にトレミー管内に水が存在する場合がある。そのような場合、トレミー管内において、生コンクリートに先流れ現象が生じると、生コンクリート内に水が混入することによって生コンクリートに材料分離が生じ、当該生コンクリートが硬化して構成される構造物の品質低下につながるおそれがある。このため、トレミー管への生コンクリートの供給開始時において、トレミー管内の生コンクリートへの水の混入を回避することが望まれている。

【0005】

ここで、たとえばスポンジボール等によってトレミー管内に栓をした状態にて生コンクリートを供給することにより、トレミー管内の生コンクリートへの水の混入を回避することも考えられる。しかしながら、スポンジボール等がコンクリート内に異物として残存してしまうと、硬化したコンクリートの強度を低下させ、当該コンクリートによって構成される構造物の品質を低下させるおそれがある。

【0006】

本発明は、コンクリートによって構成される構造物の品質低下を抑制可能なコンクリート移送構造、コンクリート打設装置、及びコンクリート打設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】

本発明の一側面に係るコンクリート移送構造は、水中に打設される生コンクリートを通過させるコンクリート移送管と、外袋体と、外袋体の内部に充填された充填物と、を有し、コンクリート移送管の内壁面の全周に接触してコンクリート移送管内に保持され、コンクリート移送管の上流側から生コンクリートが供給されたときに、コンクリート移送管の下流側に押し動かされる栓体と、コンクリート移送管の下流側の端部に設けられ、外袋体を破壊するための外袋体破壊部と、を備える。

【0008】

このコンクリート移送構造においては、充填物が気体であってもよい。この構成では、コンクリート移送管の上流側から生コンクリートが供給されたときに、栓体が下流側に押し動かされる。栓体は、コンクリート移送管の内壁面の全周に接触してコンクリート移送管内に保持されているので、生コンクリートが、栓体によって水と隔離された状態のままコンクリート移送管内を通過する。これにより、コンクリート移送管内において、生コンクリートへの水の混入が抑制される。また、栓体が、外袋体と当該外袋体の内部に充填された気体とを有し、コンクリート移送管の下流側の端部には外袋体を破壊するための外袋体破壊部が設けられている。例えば、外袋体破壊部によって外袋体が穿孔されるように破壊された場合には、穿孔箇所から排出された気体が外部空間に放出されて、栓体のうち外袋体が潰されたシート状の残骸が生コンクリート内に残存し得る。あるいは、外袋体破壊部によって外袋体が切り裂かれるように破壊された場合には、気体を保持できなくなった外袋体から分離した気体が外部空間に放出されて、外袋体の破片であるシート状の残骸が生コンクリート内に残存し得る。このように、打設された生コンクリート内には、ほぼ外袋体だけの体積に相当する（ほぼ厚みを持たない）シート状の残骸のみが異物として残存し得るので、硬化したコンクリートの強度低下が抑制される。以上により、コンクリートによって構成される構造物の品質低下を抑制できる。

【0009】

このコンクリート移送構造においては、充填物が経時硬化性材料であってもよい。この構成では、コンクリート移送管の上流側から生コンクリートが供給されたときに、栓体が下流側に押し動かされる。栓体は、コンクリート移送管の内壁面の全周に接触してコンクリート移送管内に保持されているので、生コンクリートが、栓体によって水と隔離された状態のままコンクリート移送管内を通過する。これにより、コンクリート移送管内において、生コンクリートへの水の混入が抑制される。また、栓体が、外袋体と当該外袋体の内部に充填された経時硬化性材料とを有し、コンクリート移送管の下流側の端部には外袋体を破壊するための外袋体破壊部が設けられている。外袋体が穿孔され、あるいは切り裂かれて外袋体と経時硬化性材料とが分離された場合には、外袋体は、潰される等によってシート状の残骸となる。また、経時硬化性材料は、生コンクリート内で経時的に硬化することにより強度を発揮する。あるいは、仮に、外袋体が破壊され損ねた場合には、生コンクリート内で外袋体の内部に充填されたまま、経時硬化性材料が経時的に硬化することにより栓体が強度を発揮する。このように、打設された生コンクリート内には、ほぼ外袋体だけの体積に相当する（ほぼ体積を持たない）シート状の残骸と、強度を発揮する硬化後の経時硬化性材料と、のみが異物として残存し得るので、硬化したコンクリートの強度低下が抑制される。以上により、コンクリートによって構成される構造物の品質低下を抑制できる。

【0010】

外袋体破壊部は、コンクリート移送管の縁からコンクリート移送管の内側に向かって片持ちで延び、コンクリート移送管の上流に向かって突出していてもよい。この場合、外袋体が破壊されることで生じる残骸が外袋体破壊部に引っ掛かりやすくなるので、コンクリート移送管の撤去に伴って、外袋体の残骸を当該コンクリート移送管ごと排出し得る。

【0011】

本発明の他の側面に係るコンクリート移送構造は、水中に打設される生コンクリートを通過させるコンクリート移送管と、外袋体と、外袋体の内部に充填された経時硬化性材料と、を有し、コンクリート移送管の内壁面の全周に接触してコンクリート移送管内に保持され、コンクリート移送管の上流側から生コンクリートが供給されたときに、コンクリート移送管の下流側に押し動かされる栓体と、を備える。

【0012】

本発明の一側面に係るコンクリート打設装置は、上記のいずれかのコンクリート移送構造と、コンクリート移送管の上流側の端部に接続され、生コンクリートをコンクリート移送管に圧送するコンクリート圧送機構と、を備える。

【0013】

このコンクリート打設装置においては、生コンクリートが圧送によって供給されるので、栓体によって生コンクリートと水とを隔離した状態にて、コンクリート移送管に生コンクリートを通過させやすい。この場合、生コンクリートの圧送前の栓体は、コンクリート移送管内の所定位置に留まる必要がある。しかし、コンクリート圧送機構が存在することにより、コンクリート移送管の上流側は開放されていないので、上流側から吊る等して栓体を留めることは困難である。これに対し、本コンクリート移送構造においては、栓体がコンクリート移送管の内壁に保持されるので、生コンクリートの圧送前の栓体をコンクリート移送管内の所定位置に留めることができる。したがって、生コンクリートが圧送によって供給される構成において特に有利である。

【0014】

コンクリート移送管は、コンクリート移送管内の空気を抜くためのバルブを有し、栓体がバルブよりも下流側のコンクリート移送管の内壁面の全周に接触してコンクリート移送管内に保持された状態にて、コンクリート移送管への生コンクリートの圧送が開始されてもよい。この場合、圧送される生コンクリートと栓体との間に存在していた空気をバルブによってコンクリート移送管外に抜くことができるので、生コンクリートへの空気の混入が低減される。したがって、生コンクリートの材料分離がさらに抑制され、当該生コンクリートが硬化したコンクリートによって構成される構造物の品質低下をさらに抑制できる。

【0015】

本発明の一側面に係るコンクリート打設方法は、水中に、生コンクリートを通過させるためのコンクリート移送管を配置する第１工程と、コンクリート移送管内に栓体を配置する第２工程と、コンクリート移送管内に生コンクリートを供給する第３工程と、を備え、栓体は、外袋体と、外袋体の内部に充填された充填物と、を有しており、コンクリート移送管の下流側の端部には、外袋体を破壊するための外袋体破壊部が設けられており、第３工程では、コンクリート移送管の内壁面の全周に接触してコンクリート移送管内に保持された栓体が、コンクリート移送管の上流側から供給された生コンクリートによってコンクリート移送管の下流側に押し動かされる。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、コンクリートによって構成される構造物の品質低下を抑制可能なコンクリート移送構造、コンクリート打設装置、及びコンクリート打設方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】図１は、第１実施形態に係るコンクリート打設装置の構成を示す概略側面図である。

【図2】図２は、図１のコンクリート移送管の内部を拡大して示す部分断面図である。

【図3】図３は、図１の外袋体破壊部を示す斜視図である。

【図4】図４は、第１実施形態に係るコンクリート打設方法の各工程を示す概略側面図である。

【図5】図５は、第１実施形態に係るコンクリート打設方法の各工程を示す概略側面図である。

【図6】図６は、第１実施形態に係るコンクリート打設方法の各工程を示す概略側面図である。

【図7】図７は、第２実施形態に係るコンクリート打設装置の構成を示す概略側面図である。

【図8】図８は、図７のコンクリート移送管の内部を拡大して示す部分断面図である。

【図9】図９は、外袋体破壊部の変形例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、図面において、同一または同等の要素には同じ符号を付し、重複する説明を省略する。

【0019】

［第１実施形態］
はじめに、第１実施形態に係るコンクリート打設装置について説明する。図１は、第１実施形態に係るコンクリート打設装置の構成を示す概略側面図である。図１に示すコンクリート打設装置１Ａは、たとえば、建設現場においてコンクリート杭（いわゆる場所打ち杭）を構築するために用いられる。コンクリート杭の直径は、たとえば１．０ｍ～数ｍである。コンクリート杭の長さは、たとえば１０ｍ～４０ｍである。コンクリート杭は、地盤Ｇを掘削して形成された掘削孔Ｈ内に構築される。掘削孔Ｈの地盤表層部の孔壁Ｈａには、口元管Ｋが設けられている。口元管Ｋの上端には、たとえばＨ形鋼等の横架材Ｓが架け渡されている。また、掘削孔Ｈ内には、孔壁Ｈａに作用する地盤からの側方荷重に対し、孔壁Ｈａを支持するための水Ｗ（いわゆる安定液）が収容されている。水Ｗは、たとえばベントナイト泥水である。水Ｗの水位は、たとえば地下水よりも高い水位に維持されている。なお、掘削孔Ｈ内には、鉄筋かご（不図示）等がさらに配置されていてもよい。

【0020】

コンクリート杭は、水Ｗが満たされた掘削孔Ｈ内に生コンクリートＣ（図６（ｂ）を参照）が打設されることによって構築される。コンクリート打設装置１Ａは、水Ｗ中に生コンクリートＣを打設するための装置である。コンクリート打設装置１Ａは、コンクリート圧送機構２と、コンクリート移送構造３と、を備える。

【0021】

コンクリート圧送機構２は、コンクリート移送構造３に生コンクリートＣを供給する。コンクリート圧送機構２は、生コンクリートＣが収容された収容部２１と、収容部２１に収容された生コンクリートＣをコンクリート移送構造３に圧送する圧送部２２と、を備える。収容部２１は、たとえばコンクリートミキサー車である。圧送部２２は、たとえば、コンクリートポンプ車である。圧送部２２は、収容部２１（たとえば、コンクリートミキサー車のドラム）に接続された配管（不図示）を介して生コンクリートＣを受け取るとともに、ポンプの吐出圧力により、コンクリート移送構造３（具体的には、後述するコンクリート移送管５のテーパー管５３）に接続された配管（不図示）を介してコンクリート移送構造３に生コンクリートＣを圧送する。

【0022】

コンクリート移送構造３は、掘削孔Ｈ内に打設される生コンクリートＣを移送する。コンクリート移送構造３は、生コンクリートＣを通過させるコンクリート移送管５と、コンクリート移送管５内に配置されたボール７（栓体）と、コンクリート移送管５の端部に設けられた外袋体破壊部９と、を備える。

【0023】

コンクリート移送管５は、トレミー管５１と、エルボ管５２と、テーパー管５３と、を有する。トレミー管５１は、鋼製のパイプ（いわゆる鉛直管）であって、掘削孔Ｈ内において、掘削孔Ｈの延在方向（たとえば鉛直方向）に沿うように配置される。トレミー管５１は、掘削孔Ｈ内において水Ｗ中に挿入されている。具体的には、トレミー管５１は、下流側の一部を水Ｗ中に挿入させている。トレミー管５１の下流側の端部は、掘削孔Ｈの底面よりも上方（たとえば０．２ｍ～０．３ｍ上方）に位置している。トレミー管５１の上流側の端部は、掘削孔Ｈの開口よりも上方に突出している。

【0024】

トレミー管５１は、トレミー管用パイプ５１ａを有する。本実施形態において、トレミー管５１は、複数のトレミー管用パイプ５１ａを有しており、当該複数のトレミー管用パイプ５１ａが掘削孔Ｈの延在方向に連結されることによってトレミー管５１が構成されている。複数のトレミー管用パイプ５１ａは、互いに同じ内径を有する。各トレミー管用パイプ５１ａの内径は、２００ｍｍ（呼び径８インチ）であってもよいし、２５０ｍｍ（呼び径１０インチ）であってもよい。トレミー管用パイプ５１ａの数は、たとえば掘削孔Ｈの深さ（構築されるコンクリート杭の長さ）に応じて適宜設定される。トレミー管用パイプ５１ａは、生コンクリートＣを通す本体管５１ｂと、本体管５１ｂの軸方向の両端部に設けられたフランジ５１ｃと、を有する。各フランジ５１ｃは、たとえば溶接等によって本体管５１ｂの端部に接続されている。本実施形態において、本体管５１ｂとフランジ５１ｃとの接続箇所には、補強のためのリブ５１ｄが接続されている。フランジ５１ｃには、ボルトを挿通させる複数のボルト孔５１ｈ（図３を参照）が設けられている。掘削孔Ｈの延在方向に隣り合う２つのトレミー管用パイプ５１ａは、フランジ５１ｃ同士をボルト及びナットによって締結させることで互いに連結されている。また、最上段のトレミー管用パイプ５１ａの上流側の端部に設けられたフランジ５１ｃは、横架材Ｓ上に載置されている。これにより、トレミー管５１が横架材Ｓによって吊り支持されている。

【0025】

エルボ管５２及びテーパー管５３は、トレミー管５１とコンクリート圧送機構２（具体的には、圧送部２２に接続された配管）とを連結する。エルボ管５２は、Ｌ型のパイプである。エルボ管５２は、トレミー管５１の上流側の端部に接続されている。エルボ管５２の内径は、たとえばトレミー管５１の内径（すなわち、トレミー管用パイプ５１ａの内径）と同じである。

【0026】

エルボ管５２は、生コンクリートＣを通す本体管５２ａと、本体管５２ａの軸方向の両端部に設けられたフランジ５２ｂと、本体管５２ａの中間部に設けられたバルブ５２ｃと、を有する。各フランジ５２ｂは、たとえば溶接等によって本体管５２ａの端部に接続されている。エルボ管５２とトレミー管５１（最上段のトレミー管用パイプ５１ａ）とは、フランジ５２ｂとフランジ５１ｃとをボルト及びナットによって締結させることで互いに連結されている。バルブ５２ｃは、コンクリート移送管５内の空気を抜くために用いられる。バルブ５２ｃは、開状態とすることによりエルボ管５２の内部を外部空間に連通させるとともに、閉状態とすることによりエルボ管５２の内部を外部空間から遮断する。

【0027】

テーパー管５３は、エルボ管５２とコンクリート圧送機構２（具体的には、圧送部２２に接続された配管）とを連結する。テーパー管５３は、円錐状に先細りしたパイプである。テーパー管５３の下流側の端部の内径は、エルボ管５２の内径と同じである。テーパー管５３の上流側の端部の内径は、圧送部２２に接続された配管の内径と同じである。テーパー管５３は、エルボ管５２から離れるにつれて（換言すると、コンクリート圧送機構２に近づくにつれて）徐々に内径が狭くなっている。

【0028】

テーパー管５３は、生コンクリートＣを通す本体管５３ａと、本体管５３ａの軸方向の両端部に設けられたフランジ５３ｂと、を有する。各フランジ５３ｂは、たとえば溶接等によって本体管５３ａの端部に接続されている。テーパー管５３とエルボ管５２とは、フランジ５３ｂとフランジ５２ｂとをボルト及びナットによって締結させることで互いに連結されている。

【0029】

ボール７は、コンクリート移送管５の内壁面の全周に接触してコンクリート移送管５内に保持されている。図２は、図１のコンクリート移送管の内部を拡大して示す部分断面図である。ボール７は、コンクリート移送管５内の栓として機能する。ボール７は、外袋体７１と、外袋体７１の内部に充填された気体７２（充填物）と、を有する。外袋体７１は、伸縮可能な材質によって構成されている。外袋体７１の材質の例としては、ゴム及び樹脂等が挙げられる。膨らんだ状態の外袋体７１の形状は、たとえば球形状である。外袋体７１の直径は、膨らんだ状態において、トレミー管５１の内径よりも若干大きい。ただし、外袋体７１の直径は、膨らんだ状態において、トレミー管５１の内径と同じであってもよい。外袋体７１は、内部に気体７２を充填した状態で密閉されている。

【0030】

本実施形態において、気体７２はたとえば空気である。気体７２は、外袋体７１の内部に圧入されている。気体７２は、充填圧によって外袋体７１に対して内圧を作用させる。この気体７２の充填圧（内圧）により、ボール７がコンクリート移送管５の内壁面の全周に接触してコンクリート移送管５内に保持されている。また、図２に示されるように、ボール７は、コンクリート移送管５の上流側から生コンクリートＣが供給されたときに、コンクリート移送管５の下流側に押し動かされる。ボール７は、コンクリート移送管５の内壁面の全周に接した状態で、コンクリート移送管５内を移動する。ボール７は、生コンクリートＣに下流側に向けて押されることにより、コンクリート移送管５内の水Ｗを下流側に押し出しながらコンクリート移送管５内を移動する。

【0031】

ボール７の例としては、バレーボール用のボール（以下、単に「バレーボール」という。）が挙げられる。バレーボールのうち、外袋体７１としてのゴムチューブ及び表皮を有する２層構造のものをボール７として用いてもよいし、当該２層構造のものから表皮を除去したものをボール７として用いてもよい。あるいは、バレーボールのうち、外袋体７１としてのカバーゴムを有する１層構造のものをボール７として用いてもよい。たとえば、トレミー管５１のトレミー管用パイプ５１ａの内径が２００ｍｍである場合（すなわち、トレミー管用パイプ５１ａとして、呼び径８インチのものを用いる場合）、バレーボールのうち、５号のボールをボール７として用いてもよいし、４号のボールを用いてもよい。５号のボールの直径は、２０７ｍｍ～２１３ｍｍである。４号のボールの直径は、１９７～２０４ｍｍである。ボール７として、たとえばソフトビニールボール（玩具）等のバレーボール以外のものが用いられてもよい。

【0032】

外袋体破壊部９は、コンクリート移送管５の下流側の端部に設けられている。図３は、図１の外袋体破壊部を示す斜視図である。外袋体破壊部９は、ボール７の外袋体７１を破壊（破損）するための部材である。外袋体破壊部９は、本体部９１と、固定部９２と、本体部９１と固定部９２とを連結する連結部９３と、を有する。

【0033】

本体部９１は、トレミー管５１の下流側の端部の縁からトレミー管５１の内側に向かって片持ちで延び、トレミー管５１の上流側に向かって突出している。本体部９１は、トレミー管５１の上流側を向くように形成された刃を有している。本体部９１の先端は、トレミー管５１の下流側の端部よりも上方に位置していてもよい。固定部９２は、フランジ５１ｃに沿うように延びる矩形平板状の部分である。固定部９２には、厚み方向に貫通するボルト孔９２ｈが設けられている。外袋体破壊部９は、フランジ５１ｃと固定部９２とをボルトＢ及びナットＮによって締結させることで、トレミー管５１（最下段のトレミー管用パイプ５１ａ）に取り付けられている。本実施形態においては、鋼板を折り曲げ加工及び刃付け加工することによって外袋体破壊部９が形成されている。

【0034】

次に、第１実施形態に係るコンクリート打設方法について説明する。図４～図６は、第１実施形態に係るコンクリート打設方法の各工程を示す概略側面図である。本実施形態においては、まず、図４（ａ）に示されるように、地盤Ｇを掘削することによって掘削孔Ｈを形成する。具体的には、口元管Ｋを地盤Ｇ内に圧入し、構築されるコンクリート杭に応じた規定深さまで口元管Ｋの内部を掘削する。その際、孔壁Ｈａの崩壊を防止するために、掘削孔Ｈに水Ｗを注入する。

【0035】

次に、図４（ｂ）に示されるように、掘削孔Ｈ内の水Ｗ中に、コンクリート移送管５を配置する（第１工程）。具体的には、トレミー管５１を配置する。このとき、配置されるトレミー管５１には、エルボ管５２及びテーパー管５３がまだ接続されていない。トレミー管５１を配置する前に、掘削孔Ｈ内に鉄筋かごを配置してもよい。掘削孔Ｈ内に鉄筋かごを配置した場合には、鉄筋かご内にトレミー管５１を挿入する。ここでは、トレミー管５１を掘削孔Ｈの上方から吊り下ろすことによって、掘削孔Ｈ内の水Ｗ中に、トレミー管５１を配置する。

【0036】

次に、図４（ｃ）に示されるように、コンクリート移送管５内にボール７を装填する（第２工程）。具体的には、ボール７を、バルブ５２ｃよりも下流側においてエルボ管５２の内壁面の全周に接触させて、エルボ管５２内にボール７が保持された状態とする。ここでは、エルボ管５２の内部に外袋体７１（しぼんだ状態の外袋体７１）を配置した状態で外袋体７１の内部に気体７２（ここでは、空気）を充填してもよいし、外袋体７１の内部に気体７２を充填した状態でボール７をエルボ管５２の内部に装填してもよい。ボール７は、エルボ管５２の内壁面と外袋体７１との摩擦力によってエルボ管５２内の所定の位置に保持される。

【0037】

ここで、外袋体７１の内部に気体７２を充填する際の充填圧について詳細に説明する。図５は、充填圧について説明するための図である。図５（ａ）は、コンクリート移送構造３の全体を示し、図５（ｂ）は、図５（ａ）のコンクリート移送管５（トレミー管５１）の一部を拡大して示している。図５に示されるように、充填圧ｐの気体７２を有するボール７が、生コンクリートＣの供給中にコンクリート移送管５内の鉛直方向に距離Ｘだけ移動した瞬間を考える。このとき、ボール７に生コンクリートＣから作用する水頭圧Ｐだけではボール７が移動しない（ボール７が生コンクリートＣを支持可能である）ためには、ボール７の外袋体７１とコンクリート移送管５（ここでは、トレミー管５１）の内壁との摩擦抵抗力Ｆが当該位置における水頭圧Ｐよりも大きいことが求められる。すなわち、下式（１）で表される水頭圧Ｐと、下式（２）で表される摩擦抵抗力Ｆと、が下式（３）を満たすことが求められる。本実施形態では、第２工程において、この式（３）を満たす充填圧ｐ（ここでは、空気圧）を導出し、導出した充填圧ｐにてボール７に気体７２が充填されるように充填圧ｐを調整する（充填圧調整工程）。

【0038】

【数1】

【数2】

【数3】

ｗ ：生コンクリートＣの単位体積重量
Ｘ ：距離（すなわち、ボール７より上部に供給される生コンクリートＣの高さ）
φ ：コンクリート移送管５（ここでは、トレミー管５１）の内径
μ ：ボール７の外袋体７１とトレミー管５１の内壁との摩擦係数
ｐ ：ボール７の外袋体７１に気体７２を充填する際の充填圧
ｄ ：トレミー管５１内に配置された状態のボール７の外径
ｌ ：ボール７とトレミー管５１の内壁との接触幅

【0039】

このとき、距離Ｘとして、コンクリート移送管５内において、生コンクリートＣに先流れ現象が生じない値を設定してもよい。距離Ｘは、コンクリート移送管５の頂部（エルボ管５２の頂面）と水Ｗの水面との距離（たとえば２～３ｍ）であってもよいし、コンクリート移送管５の鉛直方向の全長であってもよい。また、たとえばボール７として汎用のバレーボールを用いた場合、充填圧（ｐ）がバレーボールの競技用の適正内圧よりも所定の大きさだけ大きくなるように、ボール７の外袋体７１に気体７２が充填されてもよい。

【0040】

エルボ管５２の内部にボール７を装填した後、エルボ管５２とトレミー管５１とを互いに連結する。また、エルボ管５２とテーパー管５３とを互いに連結する。その状態で、テーパー管５３とコンクリート圧送機構２（図１を参照）とを接続したら、コンクリート移送構造３への生コンクリートＣの供給を開始する（第３工程）。具体的には、バルブ５２ｃを開状態にするとともに、ボール７がバルブ５２ｃよりも下流側のエルボ管５２の内壁面の全周に接触してエルボ管５２内に保持された状態にて、コンクリート圧送機構２によってコンクリート移送管５への生コンクリートＣの圧送を開始する。

【0041】

そして、エルボ管５２内におけるバルブ５２ｃが設けられた位置を生コンクリートＣが通過したら、バルブ５２ｃを閉状態に切り替える。エルボ管５２内におけるバルブ５２ｃが設けられた位置を生コンクリートＣが通過したか否かは、たとえばバルブ５２ｃからの空気の抜ける音等によって判断される。これにより、圧送される生コンクリートＣがボール７に到達した状態で、生コンクリートＣがコンクリート移送管５内を通過する。生コンクリートＣの供給（圧送）により、図６（ａ）に示されるように、ボール７がコンクリート移送管５の下流側に押し動かされる。

【0042】

その後、図６（ｂ）に示されるように、コンクリート移送管５の下流側の端部において、ボール７の外袋体７１が外袋体破壊部９によって破壊（破損）されるとともに、生コンクリートＣの圧力によって外袋体７１が潰される。外袋体７１の内部の気体７２は、外袋体７１から排出され、水Ｗ中を通って外部空間に放出される。これにより、ボール７が栓として機能しなくなり、生コンクリートＣがコンクリート移送管５内から掘削孔Ｈの底部に排出される。

【0043】

掘削孔Ｈ内においては、常に、コンクリート移送管５（トレミー管５１）の下流側が所定長さ（たとえば２ｍ）だけ生コンクリートＣ内に埋まった状態で生コンクリートＣが打設される。具体的には、水Ｗの水面の高さを常に計測し、水Ｗの水面の高さの変化値を、コンクリート移送管５の下流側のうち生コンクリートＣ内に埋まっている長さの変化値とみなして、打設状況を管理する。そして、トレミー管５１における生コンクリートＣに埋まった部分が所定長さを超えたら、コンクリート圧送機構２による生コンクリートＣの圧送を一時中断し、トレミー管５１の一部を引き抜いて、最上段のトレミー管用パイプ５１ａを撤去する（最上段のトレミー管用パイプ５１ａとエルボ管５２との連結、及び最上段のトレミー管用パイプ５１ａとその下段のトレミー管用パイプ５１ａとの連結をそれぞれ解除する）。このとき、口元管Ｋの一部もトレミー管５１とともに引き抜かれ撤去されてもよい。

【0044】

以後、第２工程及び第３工程を繰り返し実行し、掘削孔Ｈ内に生コンクリートＣが充填されたら、生コンクリートＣの打設が完了する。なお、コンクリート移送管５の下流側の端部において、ボール７の外袋体７１が外袋体破壊部９によって破壊された際に、潰れた外袋体７１の残骸が外袋体破壊部９に引っ掛かった場合には、最下段のトレミー管用パイプ５１ａの撤去に伴って当該残骸を掘削孔Ｈ内から排出する。そして、打設完了した生コンクリートＣの硬化によってコンクリート杭が構築される。

【0045】

［作用効果］
第１実施形態に係るコンクリート移送構造３及びコンクリート打設方法においては、コンクリート移送管５の上流側から生コンクリートＣが供給されたときに、ボール７が下流側に押し動かされる。ボール７は、コンクリート移送管５の内壁面の全周に接触してコンクリート移送管５内に保持されているので、生コンクリートＣが、ボール７によって水Ｗと隔離された状態のままコンクリート移送管５内を通過する。これにより、コンクリート移送管５内において、生コンクリートＣへの水Ｗの混入が抑制される。また、ボール７が、外袋体７１と当該外袋体７１の内部に充填された気体７２とを有し、コンクリート移送管５の下流側の端部には外袋体７１を破壊するための外袋体破壊部９が設けられている。例えば、外袋体破壊部９によって外袋体７１が穿孔されるように破壊された場合には、穿孔箇所から排出された気体７２が外部空間に放出されて、ボール７のうち外袋体７１が偏平に潰されたシート状の残骸が生コンクリートＣ内に残存し得る。あるいは、外袋体破壊部９によって外袋体７１が切り裂かれるように破壊された場合には、気体７２を保持できなくなった外袋体７１から分離した気体７２が外部空間に放出されて、外袋体７１の破片であるシート状の残骸が生コンクリートＣ内に残存し得る。このように、打設された生コンクリートＣ内には、ほぼ外袋体７１だけの体積に相当する（ほぼ厚みを持たない）シート状の残骸のみが異物として残存し得るので、硬化したコンクリートの強度低下が抑制される。以上により、コンクリートによって構成される構造物の品質低下を抑制できる。

【0046】

また、外袋体破壊部９の本体部９１は、コンクリート移送管５の縁からコンクリート移送管５の内側に向かって片持ちで延び、コンクリート移送管５の上流に向かって突出している。この構成により、外袋体７１が破壊されることで生じる残骸が外袋体破壊部９（本体部９１）に引っ掛かりやすくなるので、コンクリート移送管５の撤去に伴って、外袋体７１の残骸を当該コンクリート移送管５ごと排出し得る。

【0047】

ここで、水中にコンクリート杭等のコンクリート構造物を構築する他の方法として、プランジャ式のトレミー工法が知られている。このトレミー工法においては、掘削孔内に打設される生コンクリートを移送するために、掘削孔内において、掘削孔の延在方向（たとえば鉛直方向）に沿うように配置されるトレミー管と、トレミー管の上端に接続されたホッパーと、トレミー管の内部に装填されるプランジャと、を備えたコンクリート移送構造が用いられる。プランジャは、シート状の樹脂によって形成され、上方に開口した容器である。プランジャは、トレミー管の内部において、生コンクリート内に水が混入することを防ぐために用いられる。プランジャ式のトレミー工法においては、このプランジャによって生コンクリートに材料分離が生じることを抑制する。

【0048】

プランジャ式のトレミー工法においては、プランジャに針金を接続し、トレミー管の上方から当該針金を作業員が吊り支持した状態で、トレミー管の内部に生コンクリートが比較的静かに流し込まれる。そして、トレミー管の内部におけるプランジャの上方に生コンクリートが十分に溜まるまで（たとえば、トレミー管の内部におけるプランジャより２～３ｍ上方に生コンクリートが満たされるまでであって、掘削孔内の水面にプランジャが接するまで）、プランジャは、針金を介して作業員に保持される。これにより、トレミー管内の生コンクリートに空隙等が形成されることを抑制している。換言すると、トレミー管内の生コンクリートに先流れ現象が生じにくくしている。トレミー管の内部に生コンクリートが十分に溜まった後、作業員が針金を放して生コンクリートがプランジャを押し下げ、トレミー管の下端からのプランジャの排出とともに掘削孔の底部への生コンクリートの打設が開始される。

【0049】

しかしながら、たとえば狭隘な場所で作業する際にトレミー管として比較的大きい内径を有するものを用いると、内径の大きさに比例してトレミー管の重量も大きくなるので、トレミー管の運搬及び設置等が困難であり、作業性が損なわれる場合がある。また、トレミー管として比較的小さい内径を有するものを用いると、トレミー管の内部におけるプランジャより２～３ｍ上方まで生コンクリートが満たされた状態であっても、プランジャを押し下げるための生コンクリートの水頭圧が足りずに、生コンクリートが流れていかない場合がある。

【0050】

そこで、トレミー管内に生コンクリートを圧送することにより、生コンクリートの水頭圧が足りない場合であっても、ポンプの吐出圧力によって生コンクリートがプランジャを押し下げることができると考えられる。一方で、生コンクリートの圧送前のプランジャは、トレミー管内の所定位置に留まる必要がある。しかし、生コンクリートを圧送する場合、圧送のための機構が存在することにより、トレミー管の上流側は開放されていないので、上流側から吊る等してプランジャを留めることは困難である。さらに、プランジャに代えてスポンジボールを用いれば、トレミー管の上流側が開放されていない構成においても採用し得るが、スポンジボールが生コンクリート内に異物として残存してしまうと、硬化したコンクリートの強度を低下させ、当該コンクリートによって構成される構造物の品質を低下させるおそれがある。

【0051】

これに対し、第１実施形態に係るコンクリート打設装置１Ａは、上記のコンクリート移送構造３と、コンクリート移送管５の上流側の端部に接続され、生コンクリートＣをコンクリート移送管５に圧送するコンクリート圧送機構２と、を備える。このコンクリート打設装置１Ａにおいては、生コンクリートＣが圧送によって供給されるので、ボール７を上記プランジャのように機能させ、ボール７によって生コンクリートＣと水Ｗとを隔離した状態にて、コンクリート移送管５に生コンクリートＣを通過させやすい。また、コンクリート移送構造３においては、ボール７がコンクリート移送管５の内壁に保持されるので、生コンクリートＣの圧送前のボール７をコンクリート移送管５内の所定位置に留めることができる。したがって、生コンクリートＣが圧送によって供給される構成においても採用し得る。さらに、上述したように、ボール７の外袋体７１が破壊されて生じた残骸が打設された生コンクリートＣ内に異物として残ったとしても、硬化したコンクリートの強度低下が抑制されるので、例えばスポンジボールが用いられた場合と比較して特に有利である。

【0052】

また、コンクリート打設装置１Ａは、コンクリート杭の構築に用いられる。コンクリート杭は、たとえば防波堤等と比較して、単位長さ（深さ）あたりの体積が小さいため、異物等の残存によって強度が低下しやすい。一方で、コンクリート杭においては、支持力確保の観点から強度低下の抑制がより求められている。コンクリート打設装置１Ａによれば、ほぼ外袋体７１だけの体積に相当する（ほぼ厚みを持たない）シート状の残骸のみが異物として残存し得るので、コンクリート杭の構築においても、硬化したコンクリートの強度低下が十分に抑制される。

【0053】

コンクリート移送管５は、コンクリート移送管５内の空気を抜くためのバルブ５２ｃを有し、ボール７がバルブ５２ｃよりも下流側のコンクリート移送管５（エルボ管５２）の内壁面の全周に接触してコンクリート移送管５に保持された状態にて、コンクリート移送管５への生コンクリートＣの圧送が開始される。この構成により、圧送される生コンクリートＣとボール７との間に存在していた空気をバルブ５２ｃによってコンクリート移送管５外に抜くことができるので、生コンクリートＣへの空気の混入が低減される。したがって、生コンクリートＣの材料分離がさらに抑制され、当該生コンクリートＣが硬化したコンクリートによって構成されるコンクリート杭の品質低下をさらに抑制できる。

【0054】

第１実施形態に係るコンクリート打設方法は、第２工程において、生コンクリートＣの供給中にコンクリート移送管５内の鉛直方向に距離Ｘだけ移動したとき、ボール７に生コンクリートＣから作用する水頭圧Ｐだけではボール７が移動しないように、外袋体７１に気体７２を充填する充填圧ｐを調整する充填圧調整工程を備える。この距離Ｘとして、コンクリート移送管５内において、生コンクリートＣに先流れ現象が生じない値を設定することにより、ボール７の栓としての機能をより確実に確保できるので、生コンクリートＣへの水Ｗの混入及びこれに伴う生コンクリートＣの材料分離をより確実に抑制できる。

【0055】

第１実施形態に係るコンクリート打設方法のボール７による栓としての機能について、上述した式（１）～（３）に基づいて検討した。ボール７としては、汎用のバレーボールを用いた。各値を以下のとおりとした。なお、充填圧ｐは、ボール７がコンクリート移送管５の内壁面の全周に接触してコンクリート移送管５内に保持されることが可能な程度の充填圧の一例として、バレーボールの競技用の適正内圧とした。ボール７の外袋体７１とトレミー管５１の内壁との摩擦係数μは、ゴムと鋼板との摩擦係数とした。
単位体積重量ｗ ：２３．００ｋＮ／ｍ^３
トレミー管５１の内径φ ：０．２０ｍ
距離Ｘ ：３．００ｍ
摩擦係数μ ：０．７５
充填圧ｐ ：０．０３００Ｎ／ｍｍ^２～０．０３２５Ｎ／ｍｍ^２
ボール７の外径ｄ ：２００ｍｍ
接触幅ｌ ：５０ｍｍ～１００ｍｍ

【0056】

上述した式（１）により算出した水頭圧Ｐは、２．２ｋＮであった。上述した式（２）により算出した摩擦抵抗力Ｆは、０．７ｋＮ～１．４ｋＮであった。したがって、上述した式（３）を満たさないことがわかった。すなわち、バレーボールの競技用の適正内圧のまま（充填圧ｐを調整しないまま）では、トレミー管５１の内径φが０．２０ｍである場合に、コンクリート移送管５内の鉛直方向に３．００ｍだけ移動したボール７が水頭圧Ｐだけで移動する可能性があることがわかった。一方で、式（１）により算出した水頭圧Ｐと式（２）により算出した摩擦抵抗力Ｆとが互いに近い値であるともいえる。本検討により、充填圧ｐがバレーボールの競技用の適正内圧よりも大きくなるように（たとえば、０．０５００Ｎ／ｍｍ^２～０．０６００Ｎ／ｍｍ^２）、ボール７の外袋体７１に気体７２を充填するだけで、トレミー管５１の内径φが０．２０ｍである場合に、コンクリート移送管５内の鉛直方向に３．００ｍだけ移動したボール７が水頭圧Ｐだけでは移動しない構成を実現できることがわかった。

【0057】

なお、生コンクリートＣが、ボール７によって水Ｗと隔離された状態のまま（ボール７を下流側に押し動かしながら）コンクリート移送管５を移動するためには、水頭圧Ｐと生コンクリートＣが圧送されることによる圧力との合力が摩擦抵抗力Ｆよりも大きいことが求められる。圧送部２２がスクイーズ式のコンクリートポンプ車である場合のポンプの吐出圧力が２．５ＭＰａ（低速）～１．４ＭＰａ（高速）であるため、この場合の圧送の圧力は、４４．０ｋＮ～７８．５ｋＮとなる。したがって、生コンクリートＣが圧送されることによる圧力が摩擦抵抗力Ｆよりも十分に大きいので、生コンクリートＣが、ボール７によって水Ｗと隔離された状態のままコンクリート移送管５を十分に移動できることがわかった。換言すると、ボール７がコンクリート移送管５内に保持されていても圧送に支障が生じにくいことがわかった。以上により、ボール７の外袋体７１に気体７２が充填する際には、上述した式（３）を満たすように充填圧ｐを調整すれば足りるといえる。

【0058】

上述したプランジャ式のトレミー工法においては、施工基準（社団法人日本建設機械化協会・編「場所打ち杭設計・施工ハンドブック（第二版）」、社団法人日本建設機械化協会、技報堂出版、１９８４年１１月発行、「３．６（２）プランジャ式」Ｐ６８）により、トレミー管の内部におけるプランジャの１ｍ上方に生コンクリートが満たされるまで、プランジャが作業員に保持されればよいことが規定されている。このため、コンクリート移送管５内にて、コンクリート移送管５内の鉛直方向に３．００ｍだけ移動したボール７が水頭圧Ｐだけでは移動しない構成が実現されるように充填圧（ｐ）を調整することにより、コンクリート移送管５内の生コンクリートＣに空隙等が形成されることが十分に抑制されると考えられる。したがって、コンクリート移送管５内の生コンクリートＣに先流れ現象が生じることを十分に抑制できる。

【0059】

さらに、距離Ｘを所望の値（たとえば、コンクリート移送管５の鉛直方向の全長）に設定した場合にも、設定した距離Ｘに応じて充填圧ｐを調整でき、種々の状況に応じて、ボール７による栓としての機能をより確実に発揮させることが可能となる。

【0060】

［第２実施形態］
次に、第２実施形態に係るコンクリート打設装置について説明する。図７は、第２実施形態に係るコンクリート打設装置の構成を示す概略側面図である。図７に示すコンクリート打設装置１Ｂは、コンクリート移送構造３に代えてコンクリート移送構造４を備える点でコンクリート打設装置１Ａと相違し、その他の点においてコンクリート打設装置１Ａと同様に構成されている。コンクリート移送構造４は、ボール７に代えてボール８を備える点でコンクリート移送構造３と相違している。また、コンクリート移送構造４は、外袋体破壊部９を備えていない。コンクリート移送構造４は、その他の点において、コンクリート移送構造３と同様に構成されていてよい。以下、主に相違点について説明する。

【0061】

ボール８は、コンクリート移送管５内に装填されている。図８は、図７のコンクリート移送管の内部を拡大して示す部分断面図である。ボール８は、コンクリート移送管５内の栓として機能する。ボール８は、外袋体８１と、外袋体８１の内部に充填された経時硬化性材料８２（充填物）と、を有する。外袋体８１は、たとえばボール７の外袋体７１と同様に構成されている。外袋体８１は、内部に経時硬化性材料８２を充填した状態で密閉されている。

【0062】

本実施形態において、経時硬化性材料８２は、たとえば、経時的に硬化することにより生コンクリートＣが硬化した状態と同程度以上の強度及び弾性力を発揮することが可能な材料である。経時硬化性材料８２の例としては、セメントペースト、モルタル、生コンクリート、及びエポキシ樹脂等が挙げられる。本実施形態において、経時硬化性材料８２は、生コンクリートＣである。すなわち、経時硬化性材料８２は、掘削孔Ｈ内に構築されるコンクリート杭と同じ材料であってもよい。経時硬化性材料８２は、外袋体８１の内部に圧入されている。経時硬化性材料８２は、充填圧によって外袋体８１に対して内圧を作用させる。この経時硬化性材料８２の充填圧（内圧）により、ボール８がコンクリート移送管５の内壁面の全周に接触してコンクリート移送管５内に保持されている。

【0063】

図８に示されるように、ボール８は、コンクリート移送管５の上流側から生コンクリートＣが供給されたときに、コンクリート移送管５の下流側に押し動かされる。ボール８は、コンクリート移送管５の内壁の全周に接した状態で、コンクリート移送管５内を移動する。ボール８は、生コンクリートＣに下流側に向けて押されることにより、コンクリート移送管５内の水Ｗを下流側に押し出しながらコンクリート移送管５内を移動する。また、上述したように、コンクリート移送構造４は外袋体破壊部９を備えていないので（図７参照）、ボール８は、コンクリート移送管５の下流側の端部に到達すると、破壊されることなく、コンクリート移送管５から排出される。

【0064】

第２実施形態に係るコンクリート打設方法においては、第１実施形態に係るコンクリート打設方法と同様に行うことができる。ただし、第２実施形態に係る打設方法においては、上述した第１工程、第２工程及び第３工程を行った後、コンクリート移送管５の下流側の端部において、ボール８の外袋体８１が破壊されずにコンクリート移送管５からボール８が排出される。これにより、ボール８が栓として機能しなくなり、生コンクリートＣがコンクリート移送管５内から掘削孔Ｈの底部に排出される。ボール８は、掘削孔Ｈ内において、生コンクリートＣに埋設される。

【0065】

［作用効果］
第２実施形態に係るコンクリート打設装置１Ｂのコンクリート移送構造４及びコンクリート打設方法においては、コンクリート移送管５の上流側から生コンクリートＣが供給されたときに、ボール８が下流側に押し動かされる。ボール８は、コンクリート移送管５の内壁面の全周に接触してコンクリート移送管５内に保持されているので、生コンクリートＣが、ボール８によって水Ｗと隔離された状態のままコンクリート移送管５内を通過する。これにより、コンクリート移送管５内において、生コンクリートＣへの水Ｗの混入が抑制される。また、ボール８が、外袋体８１と当該外袋体８１の内部に充填された経時硬化性材料８２とを有する。このため、コンクリート移送管５の下流側の端部から破壊されることなく排出されたボール８は、外袋体８１の内部に充填された経時硬化性材料８２が経時的に硬化することにより強度を発揮する。あるいは、仮に、外袋体８１が穿孔され、あるいは切り裂かれて外袋体８１と経時硬化性材料８２とが分離された場合には、外袋体８１は、潰される等によってシート状の残骸となる。また、経時硬化性材料８２である生コンクリートＣは、打設された生コンクリートＣに同化し、打設された生コンクリートＣとともに経時的に硬化することにより強度を発揮する。このように、打設された生コンクリートＣ内には、ほぼ外袋体８１だけの体積に相当する（ほぼ体積を持たない）シート状の残骸と、強度を発揮する硬化後の経時硬化性材料８２と、のみが異物として残存し得るので、硬化したコンクリートの強度低下が抑制される。以上により、コンクリートによって構成される構造物の品質低下を抑制できる。

【0066】

第２実施形態に係るコンクリート打設装置１Ｂは、上記のコンクリート移送構造４と、コンクリート移送管５の上流側の端部に接続され、生コンクリートＣをコンクリート移送管５に圧送するコンクリート圧送機構２と、を備える。このコンクリート打設装置１Ｂにおいては、生コンクリートＣが圧送によって供給されるので、ボール８を上記プランジャのように機能させ、ボール８によって生コンクリートＣと水Ｗとを隔離した状態にて、コンクリート移送管５に生コンクリートＣを通過させやすい。また、コンクリート移送構造４においては、ボール８がコンクリート移送管５の内壁に保持されるので、生コンクリートＣの圧送前のボール８をコンクリート移送管５内の所定位置に留めることができる。したがって、生コンクリートＣが圧送によって供給される構成においても採用し得る。さらに、上述したように、コンクリート移送管５から排出されたボール８が生コンクリートＣ内に異物として残ったとしても、硬化したコンクリートの強度低下が抑制されるので、例えばスポンジボールが用いられた場合と比較して特に有利である。

【0067】

また、コンクリート打設装置１Ｂは、コンクリート杭の構築に用いられる。コンクリート杭は、たとえば防波堤等と比較して、単位長さ（深さ）あたりの体積が小さいため、異物等の残存によって強度が低下しやすい。一方で、コンクリート杭においては、支持力確保の観点から強度低下の抑制がより求められている。コンクリート打設装置１Ｂによれば、ほぼ外袋体８１だけの体積に相当する（ほぼ厚みを持たない）シート状の残骸と、強度を発揮する硬化後の経時硬化性材料８２と、のみが異物として残存し得るので、コンクリート杭の構築においても、硬化したコンクリートの強度低下が十分に抑制される。

【0068】

第２実施形態に係るコンクリート打設方法は、第１実施形態に係るコンクリート打設方法と同様に、第２工程において、生コンクリートＣの供給中にコンクリート移送管５内の鉛直方向に距離Ｘだけ移動したとき、ボール８に生コンクリートＣから作用する水頭圧Ｐだけではボール８が移動しないように、外袋体８１に経時硬化性材料８２を充填する充填圧ｐを調整する充填圧調整工程を備える。この距離Ｘとして、コンクリート移送管５内において、生コンクリートＣに先流れ現象が生じない値を設定することにより、ボール８の栓としての機能をより確実に確保できるので、生コンクリートＣへの水Ｗの混入及びこれに伴う生コンクリートＣの材料分離をより確実に抑制できる。

【0069】

［変形例］
以上、本発明の実施形態について詳細に説明されたが、本発明は、上記実施形態に限定されない。

【0070】

たとえば、上記第１実施形態に係るコンクリート打設装置１Ａでは、コンクリート移送構造３のボール７が、外袋体７１の内部に充填された気体７２を有していたが、外袋体７１の内部に充填される充填物は気体７２以外であってもよい。ボール７は、気体７２に代えて、外袋体７１の内部に充填された経時硬化性材料８２を有していてもよい。

【0071】

この構成においても、コンクリート移送管５の上流側から生コンクリートＣが供給されたときに、ボール７が下流側に押し動かされる。ボール７は、コンクリート移送管５の内壁面の全周に接触してコンクリート移送管５内に保持されているので、生コンクリートＣが、ボール７によって水Ｗと隔離された状態のままコンクリート移送管５内を通過する。これにより、コンクリート移送管５内において、生コンクリートＣへの水Ｗの混入が抑制される。また、ボール７が、外袋体７１と当該外袋体７１の内部に充填された経時硬化性材料８２とを有し、コンクリート移送管５の下流側の端部には、外袋体７１を破壊するための外袋体破壊部９が設けられている。外袋体破壊部９によって外袋体７１が穿孔され、あるいは切り裂かれて外袋体７１と経時硬化性材料８２とが分離された場合には、外袋体７１は、潰される等によってシート状の残骸となる。また、生コンクリートＣである経時硬化性材料８２は、打設された生コンクリートＣに同化し、打設された生コンクリートＣとともに経時的に硬化することにより強度を発揮する。あるいは、仮に、外袋体７１が破壊され損ねた場合には、生コンクリートＣ内で外袋体７１の内部に充填されたまま、経時硬化性材料８２が経時的に硬化することによりボール７が強度を発揮する。このように、打設された生コンクリートＣ内には、ほぼ外袋体７１だけの体積に相当する（ほぼ体積を持たない）シート状の残骸と、強度を発揮する硬化後の経時硬化性材料８２と、のみが異物として残存し得るので、硬化したコンクリートの強度低下が抑制される。以上により、コンクリートによって構成されるコンクリート杭の品質低下を抑制できる。

【0072】

また、上記第１実施形態に係るコンクリート打設装置１Ａにおいて、ボール７は、外袋体７１の内部に充填された気体７２及び経時硬化性材料８２を有していてもよい。あるいは、上記第２実施形態に係るコンクリート打設装置１Ｂにおいて、ボール８は、外袋体８１の内部に充填された気体７２及び経時硬化性材料８２を有していてもよい。換言すると、ボールの外袋体の内部には、気体と経時硬化性材料とを含む充填物が充填されていてもよい。あるいは、ボールの外袋体の内部には、気体及び経時硬化性材料のみからなる充填物が充填されていてもよい。

【0073】

また、外袋体破壊部９の構成は、上記第１実施形態に係る構成に限定されない。図９は、外袋体破壊部の変形例を示す図である。図９に示される外袋体破壊部９Ａは、外袋体破壊部９と同様に、コンクリート移送管５の下流側の端部に設けられる。図９（ａ）は、外袋体破壊部９Ａを斜め上方から見た図であり、図９（ｂ）は外袋体破壊部９Ａを斜め下方から見た図である。外袋体破壊部９Ａは、本体部９１Ａと、固定部９２Ａと、を有する。

【0074】

本体部９１Ａは、トレミー管５１の下流側の端部の縁からトレミー管５１の内側に向かって片持ちで延び、トレミー管５１の上流側に向かって突出している（図３を参照）。本変形例においては、先端が尖った丸鋼が折り曲げ加工されることで本体部９１Ａが形成されている。先端が尖った丸鋼としては、たとえば鉄釘が用いられる。鉄釘の例としては、比較的太径のもの（たとえば軸径５．２ｍｍ、軸方向の全長１５０ｍｍのもの）が挙げられる。本体部９１Ａの先端は、トレミー管５１の下流側の端部よりも上方に位置していてもよい。

【0075】

また、図９（ａ）に示されるように、本体部９１Ａの中間部には、返し部９４が形成されている。返し部９４は、本体部９１Ａの先端の向きと異なる向きに突出している。固定部９２Ａは、フランジ５１ｃに沿うように延びる矩形平板状の鋼材である。図９（ｂ）に示されるように、固定部９２Ａの裏面に本体部９１Ａが溶接（たとえばフレアー溶接）によって取り付けられて外袋体破壊部９Ａが形成されている。固定部９２Ａには、厚み方向に貫通するボルト孔９２ｇが設けられている。外袋体破壊部９Ａは、フランジ５１ｃと固定部９２ＡとをボルトＢ及びナットＮ（図３を参照）によって締結させることで、トレミー管５１（最下段のトレミー管用パイプ５１ａ）に取り付けられている。

【0076】

外袋体破壊部９Ａによれば、本体部９１Ａに、返し部９４が形成されているので、外袋体７１が破壊されることで生じる残骸が、外袋体破壊部９Ａ（返し部９４）に引っ掛かりやすい。このため、コンクリート移送管５の撤去に伴って、外袋体７１の残骸を当該コンクリート移送管５ごと排出しやすくなる。

【0077】

なお、外袋体破壊部９，９Ａの本体部９１，９１Ａは、トレミー管５１の上流側に向けて突出していなくてもよい。また、外袋体破壊部９，９Ａは、トレミー管５１の下流側の端部にボルトＢ及びナットＮによって締結されている場合に限定されない。たとえば、外袋体破壊部９，９Ａは、トレミー管５１の下流側の端部に溶接等によって固定されていてもよい。

【0078】

また、コンクリート移送管５の下流側の端部と外袋体破壊部９との間に、外袋体７１が破壊されることで生じる残骸を挟持する挟持部（たとえばヒンジクリップ）が設けられていてもよい。

【0079】

また、ボール７及びボール８において、外袋体７１，８１の材質は上述したものに限定されない。たとえば、外袋体７１の材質として、破損したときに水風船のように丸く縮みやすいものが用いられてもよい。あるいは、外袋体７１の材質として、破損箇所が広がりにくいもの（たとえば繊維を含むもの）が用いられてもよい。これらの場合、コンクリート移送管５の下流側の端部において、ボール７の外袋体７１が外袋体破壊部９，９Ａによって破壊された際、潰れた外袋体７１の残骸が本体部９１，９１Ａに引っ掛かりやすい。このため、コンクリート移送管５の撤去に伴って、外袋体７１の残骸を当該コンクリート移送管５ごと排出し得る。

【0080】

また、ボール７及びボール８において、膨らんだ状態の外袋体７１，８１の形状は、球形状以外の形状であってもよい。コンクリート移送構造３及びコンクリート移送構造４は、ボール７，８以外の栓体を備えていてもよい。

【0081】

また、トレミー管５１、エルボ管５２、及びテーパー管５３の構成はそれぞれ一例であって、上記実施形態に係る構成に限定されない。たとえば、トレミー管５１、エルボ管５２、及びテーパー管５３は、フランジ５１ｃ,５２ｂ，５３ｂをそれぞれ有していなくてもよい。トレミー管５１とエルボ管５２と及びテーパー管５３とが、たとえば溶接等によって互いに連結されていてもよい。

【0082】

また、コンクリート移送構造３及びコンクリート移送構造４では、コンクリート移送管５がトレミー管５１とエルボ管５２とテーパー管５３とを有していたが、コンクリート移送管５の構成はこれに限定されない。たとえば、コンクリート移送管５がエルボ管５２とテーパー管５３とを有していなくてもよい。コンクリート移送管５においては、トレミー管５１の上流側の端部が外部空間に開放されていてもよい。この場合、コンクリート移送管５は、トレミー管５１の上流側の端部に設置されたホッパー（不図示）をさらに有していてもよい。コンクリート打設装置１Ａ及びコンクリート打設装置１Ｂにおいて、生コンクリートＣは、コンクリート移送管５に圧送されなくてもよい。生コンクリートＣは、たとえば、収容部２１（コンクリートミキサー車）に接続された配管を通ってホッパーからトレミー管５１に流し込まれてもよいし、圧送部２２に接続された配管を通ってホッパーからトレミー管５１に流し込まれてもよい。

【0083】

また、本発明は、コンクリート杭を構築する場合以外であっても適用可能である。たとえば防波堤等の水中コンクリート構造物を構築する場合に本発明が適用されてもよい。

【符号の説明】

【0084】

１Ａ，１Ｂ…コンクリート打設装置、２…コンクリート圧送機構、３，４…コンクリート移送構造、５…コンクリート移送管、５２ｃ…バルブ、７，８…ボール（栓体）、７１，８１…外袋体、７２…気体（充填物）、８２…経時硬化性材料（充填物）、９，９Ａ…外袋体破壊部、Ｃ…生コンクリート、Ｗ…水。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】