特許 7503512 水上構造物の施工方法

(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】2024-06-12

(45)【発行日】2024-06-20

(54)【発明の名称】水上構造物の施工方法

(51)【国際特許分類】

   E04G 3/00 20060101AFI20240613BHJP

   E02B 17/04 20060101ALI20240613BHJP

【ＦＩ】

E04G3/00 F

E02B17/04 A

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2021025836

(22)【出願日】2021-02-22

(65)【公開番号】P2022127702

(43)【公開日】2022-09-01

【審査請求日】2023-03-22

(73)【特許権者】

【識別番号】000206211

【氏名又は名称】大成建設株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001807

【氏名又は名称】弁理士法人磯野国際特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】新井 秀幸

(72)【発明者】

【氏名】浦崎 宣行

(72)【発明者】

【氏名】江草 弘章

【審査官】山口 敦司

(56)【参考文献】

【文献】特開平１１－３２４３０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０１６１４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１８０５２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－２６４５１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭６１－１７７１５６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開昭６３－２３３１１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０３８２４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－０１７６４３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０４Ｇ ３／００

Ｅ０４Ｇ １／３６

Ｅ０４Ｇ ３／２４

Ｅ０２Ｂ １７／００

Ｅ０２Ｂ １７／０２

Ｅ０２Ｂ １７／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

水底に立設した杭にブラケットを取り付けるブラケット取付工程と、
前記ブラケットに枠状の仮設足場を載置する足場載置工程と、
前記杭の頭部にプレキャストコンクリート部材を架設する架設工程と、
前記仮設足場を撤去する足場撤去工程と、を備える水上構造物の施工方法であって、
前記仮設足場は、前記プレキャストコンクリート部材を挿通可能な大きさの開口部を有しており、
前記足場撤去工程では、前記開口部に前記プレキャストコンクリート部材を挿通させながら、前記仮設足場を上方に引き上げることを特徴とする、水上構造物の施工方法。

【請求項2】

前記プレキャストコンクリート部材には、前記杭の位置に対応して箱抜きが形成されているとともに、補強部材として埋設された補強鉄骨が前記箱抜き内に露出していて、
前記架設工程では、前記杭の頭部を前記箱抜きに挿入するとともに、前記杭の頭部に形成した係合部に前記補強鉄骨を係合させた状態で前記杭の頭部に載置させた後、前記箱抜きにコンクリートを打設することを特徴とする、請求項１に記載の水上構造物の施工方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、水上構造物の施工方法に関する。

【背景技術】

【0002】

海や河川等の水域において水上構造物を構築する場合に、水底に立設した杭を基礎として構築する場合がある。このような水上構造物を施工する際には、杭に足場を固定した状態で作業を行うのが一般的である。例えば、特許文献１には、杭に固定されたブラケットに支保工および型枠を設置し、型枠内に打設したコンクリートが硬化した後、支保工と型枠を撤去する水上構造物の施工方法が開示されている。特許文献１では、支保工と、型枠と、足場とが一体化されたユニットの分割体をブラケットに上載するとともに分割体同士を連結することにより支保工と型枠を構築し、撤去する際には、分割体同士の連結を解除してから横移動させて撤去する。
特許文献１の水上構造物の施工方法では、水上において分割体同士の接合および解体を行う必要があり、その作業に手間と費用がかかる。また、支保工、型枠および足場を構築する際または撤去する際には、別途足場を確保する必要があるため、この足場の設置および撤去にも手間と費用がかかる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０２０－１６１４０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明は、水上構造物を構築する際に、簡易に設置および撤去することができる仮設足場を利用した水上構造物の施工方法を提案することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

前記課題を解決するための本発明の水上構造物の施工方法は、水底に立設した杭にブラケットを取り付けるブラケット取付工程と、前記ブラケットに枠状の仮設足場を載置する足場載置工程と、前記杭の頭部にプレキャストコンクリート部材を架設する架設工程と、前記仮設足場を撤去する足場撤去工程とを備えている。前記仮設足場は、前記プレキャストコンクリート部材を挿通可能な大きさの開口部を有しており、前記足場撤去工程では、前記開口部に前記プレキャストコンクリート部材を挿通させながら、前記仮設足場を上方に引き上げる。
かかる水上構造物の施工方法によれば、仮設足場を撤去する際に、仮設足場の開口部内にプレキャストコンクリート部材を位置させながら仮設足場を上昇させるため、仮設足場を解体する必要がない。そのため、仮設足場の設置時および撤去時において、仮設足場の組み立ておよび解体に要する手間を省略でき、工期短縮化および費用の低減化を図ることができる。
なお、前記プレキャストコンクリート部材に前記杭の位置に対応して箱抜きが形成されているとともに補強部材として埋設された補強鉄骨が前記箱抜き内に露出している場合には、前記架設工程において前記杭の頭部を前記箱抜きに挿入するとともに前記杭の頭部に形成した係合部に前記補強鉄骨を係合させた状態で前記杭頭部に載置させた後、前記箱抜きにコンクリートを打設する。かかる水上構造物の施工方法によれば、コンクリート打設時のプレキャストコンクリート部材を支持するための支保工を省略あるいは削減できる。その結果、施工時の手間およびコストの低減化を図ることができる。

【発明の効果】

【0007】

本発明の水上構造物の施工方法によれば、水上構造物を構築する際に必要となる足場を、簡易に設置および撤去することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本実施形態の水上構造物を示す斜視図である。

【図2】本実施形態の水上構造物の施工方法を示すフローチャートである。

【図3】水上構造物の各工程を示す斜視図であって、（ａ）はブラケット取付工程、（ｂ）は足場載置工程、（ｃ）は架設工程、（ｄ）足場撤去工程である。

【図4】ブラケットを示す図であって、（ａ）は側面図、（ｂ）は係止部の拡大斜視図である。

【図5】ブラケットの取付部を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。

【図6】仮設足場を示す平面図である。

【図7】（ａ）は連結部材の設置状況を示す斜視図、（ｂ）は拡大図である。

【図8】斜杭の杭頭位置調整状況を示す側面図であって、（ａ）は杭間隔が広い場合、（ｂ）は杭間隔が狭い場合である。

【図9】杭頭処理工程においてブラケットの一部を撤去する状況を示す斜視図である。

【図10】杭頭処理工程を示す側面図である。

【図11】架設工程を示す側面図である。

【図12】プレキャストコンクリート部材を斜杭との接合部を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は部分拡大斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

本実施形態では、水底に杭を打設して水上構造物１を構築する場合について説明する。図１に水上構造物１を示す。水上構造物１は、図１に示すように、複数（本実施形態では４本）の斜杭２，２，…と、斜杭２，２，…の頭部に形成されたコンクリート製の構造体３とを備えている。斜杭２は、下に向かうにしたがって他の斜杭２と離れるように傾斜した状態で、水底に打設されている。本実施形態の斜杭２は、鋼管杭からなる。
本実施形態の構造体３は、直方体状を呈していて、複数の斜杭２，２，…の頭部に横架された状態で形成されている。構造体３は、プレキャスト部材を斜杭２の頭部に固定することにより形成されている。

【0010】

以下、本実施形態の水上構造物１の施工方法について説明する。図２に本実施形態の水上構造物の施工方法を示す。水上構造物は、図２に示すように、杭打設工程Ｓ１、ブラケット取付工程Ｓ２、足場載置工程Ｓ３、杭頭処理工程Ｓ４、架設工程Ｓ５および足場撤去工程Ｓ６を実施することにより構築する。図３（ａ）～（ｄ）に水上構造物１の施工方法の各工程を示す。
杭打設工程Ｓ１は、鋼管杭を水底に打設して、所定の位置に斜杭２を形成する工程である。本実施形態では、図３（ａ）に示すように、４本の鋼管杭を、下に向かうにしたがって離間するように、傾斜させた状態で打設する。斜杭２は、他の斜杭２と間隔をあけて打設するものとし、隣り合う一対の斜杭２，２は正面視でハ字状を呈している。斜杭２を構成する鋼管杭の寸法は、構造体３の形状、重量や、水上構造物の用途等に応じて適宜決定する。

【0011】

ブラケット取付工程Ｓ２では、図３（ａ）に示すように、斜杭２にブラケット５を取り付ける。斜杭２に構造体３を形成（設置）する際には、図３（ｃ）に示すように、斜杭２に仮設足場４を設置した状態で行う。仮設足場４は、図３（ｂ）に示すように、斜杭２に取り付けられたブラケット５と、ブラケット５に上載された枠体６と、枠体６上に固定された足場材７とを有している。枠体６には、構造体３を挿通可能な大きさ（構造体３の平面形状よりも大きな平面形状）の開口部６１が形成されている。
図４にブラケット５を示す。ブラケット５は、仮設足場５を斜杭２に設置するための支持部材であって、各斜杭２に取り付けられている。ブラケット５は、図４（ａ）に示すように、斜杭２の外面に添接されるベース部５１と、台座を構成する本体部５２と、斜杭２の頭部に係止される係止部５３と、斜杭２の外周面に添接される取付部５４とを備えている。
ベース部５１は、斜杭２の上端から下方に向けて斜杭２の外面に沿って延設されている。本実施形態のベース部５１は、鋼材（例えば、Ｈ形鋼や溝形鋼等）からなる。本実施形態のベース部５１は、下部部材５１ａと上部部材５１ｂとが連結されることにより所定の長さに形成されている。ベース部５１は、各斜杭２の外面において、４本の斜杭２，２，…の中心の反対側（各斜杭２の中心軸を結んで形成される矩形状の仮想領域の外側）に添接する。

【0012】

本体部５２は、足場の一部を構成する枠体を載置するための台座である。本体部５２は、ベース部５１から横方向（水平あるいは略水平）に張り出す受部５２ａと受部５２ａを支持するための斜材５２ｂとを備えている。受部５２ａの形状は部材（仮設足場４）を載置することが可能であれば限定されるものではないが、本実施形態では平板状を呈している。斜材５２ｂは、一端が受部５２ａの下面に固定されていて、他端がベース部５１に固定されている。本体部５２は、斜杭２の頭部に構造体３を形成した状態で、受部５２ａの上面から構造体３の下面までの間に所定の間隔が確保できる高さ位置に設けられている。また、受部５２ａは、平面視した状態で、構造体３の側面よりも外側に張り出す長さを有している。

【0013】

係止部５３は、ベース部５１の上端に固定された鉤型部材である。図４（ｂ）に示すように、係止部５３は、ベース部５１の上端に固定された第一部材５３ａと、第一部材５３ａの先端部に形成された第二部材５３ｂとを備えている。本実施形態の第一部材５３ａは、溝形鋼からなり、ベース部５１の先端から斜杭２の中心側に張り出すように設けられている。第二部材５３ｂは、第一部材５３ａの下面に固定された鋼板であって、斜杭２の内空に挿入される。第二部材５３ｂを斜杭２に挿入することで、ベース部５１と第二部材５３ｂとの間に斜杭２を構成する鋼管の一部が挿入された状態で、斜杭２の上端にブラケット５が係止される。なお、本実施形態では、クランプや万力等の挟締治具５１ｃによりベース部５１を杭２に取り付ける。

【0014】

取付部５４は、斜杭２の外面に周設される部材であって、ベース部５１に固定されている。図５（ａ）および（ｂ）に取付部を示す。本実施形態の取付部５４は、係止部５３と本体部５２との間の高さ位置において、ベース部５１に固定されている。取付部５４は、図５（ａ）に示すように、斜杭２の外面形状に応じて弧状断面（平面視Ｕ字状）に形成された板材からなり、斜杭２を囲むように斜杭２の外面に添接することで、ブラケット５（ベース部５１の横方向のずれを抑制する。取付部５４の端部には、フランジ５４ａが形成されている。フランジ５４ａは、斜杭２の外面から側方に張り出すように形成されている。フランジ５４ａは、取付部５４を構成する板材を折り曲げることにより形成してもよいし、取付部５４の端部に板材を固定することにより形成してもよい。本実施形態では、ベース部５１の下端部にも取付部５４を設けている。

【0015】

足場載置工程Ｓ３は、図３（ｂ）に示すように、斜杭２に足場を形成する工程である。
足場載置工程Ｓ３では、ブラケット５に枠体６および足場材７（枠状の仮設足場）を載置する。図６に枠体６および足場材７を示す。図６に示すように、枠体６は、鋼材を組み合わせることにより、構造体３挿通可能な大きさの開口部６１を有した枠状に形成されている。枠体６は、クレーン等の揚重機を利用して、４本の斜杭２の頭部を開口部６１に挿通させた状態でブラケット５に上載する。枠体６をブラケット５に載置したら、斜杭２同士の間において、枠体６を構成する対向する一組の鋼材同士の間に補強鋼材６２を横架させる。本実施形態では、２本の補強鋼材６２を平行に配設する。次に、枠体６上に足場材７を載置する。すなわち、４本の斜杭２，２，…の周囲に足場材７を配置する。また、本実施形態では、一対の補強鋼材６２同士の間にも足場材７を横架する。なお、本実施形態では、作業員の昇降スペースとして、枠体６の四隅のうちの一つの角部において足場材７を省略している。

【0016】

杭頭処理工程Ｓ４は、斜杭２の杭頭処理を行う工程である。杭頭処理工程でＳ４では、図７（ａ）に示すように、まず、取付部５４同士を連結部材５５により連結する。図７は、連結部材５５の設置状況を示す図である。連結部材５５は、斜杭２同士の間に横架されている。本実施形態では、前後方向、左右方向、対角線方向に配設された連結部材５５を斜杭２同士の間に横架することにより、４本の斜杭２，２，…を連結する。連結部材５５の両端は、図７（ｂ）に示すように、斜杭２の外面に固定された弧状板材５６に固定する。弧状板材５６は、図５（ａ）および（ｂ）に示すように、斜杭２の外面形状に対応する形状の板材により構成されていて、端部にフランジ５６ａが形成されている。フランジ５６ａは、斜杭２の外面から側方に張り出すように形成されている。フランジ５６ａは、弧状板材５６を構成する板材を折り曲げることにより形成してもよいし、弧状板材５６の端部に板材を固定することにより形成してもよい。弧状板材５６は、フランジ５６ａを取付部５４のフランジ５４ａに重ねた状態で、両フランジ５４ａ，５６ａを貫通するボルト５６ｃにナットを定着することにより、取付部５４に固定する。弧状板材５６には、連結部材５５の端部を固定するための取付板５６ｂが形成されている。連結部材５５は、揚重機等により吊下させた状態で、図７（ｂ）に示すように、端部を弧状板材５６の取付板５６ｂに挟締治具５６ｄを介して固定することにより、斜杭２同士の間に横架する。すなわち、各斜杭２，２，…に固定されたブラケット５同士を、取付部５４（弧状板材５６）同士の間に横架された連結部材５５を介して連結する。斜杭２同士の間に連結部材５５を横架すると、ブラケット５の上下移動が阻止されるようになる。なお、杭が直杭である場合には、杭の外周面に取り付けた支持部材等により連結部材５５（ブラケット５）を支持する。

【0017】

なお、杭頭処理工程Ｓ４では、必要に応じて杭頭位置の調整を行う。図８は、斜杭２の杭頭位置調整状況を示す図である。斜杭同士の間隔が大きい場合には、図８（ａ）に示すように、調整装置５７（例えばチェーンブロック）を利用して、斜杭２同士の間隔を調整する。斜杭２に固定された弧状板材５６同士の間に、ワイヤー５７ａが連結された調整装置５７を横架した状態で、調整装置５７を操作することにより斜杭２を引き寄せる。一方、斜杭２同士の間隔が小さい場合には、図８（ｂ）に示すように、斜杭２を押し広げる調整装置（例えばジャッキ）５７及び鋼材５７ｂを斜杭２同士の間に介材させて、調整装置５７を操作することにより斜杭２を押し広げる。連結部材５５は、杭頭位置の調整後に斜杭２同士の間に横架させる。

【0018】

次に、図９に示すように、杭２の上端に係止されたブラケット５のベース部５１の上部部材５１ｂおよび係止部５３を撤去する。上部部材５１ｂは、下部部材５１ａとの連結を解除した状態で、クレーンなどの揚重機で吊り上げる。なお、ベース部５１が１本の鋼材により形成されている場合には、ベース部５１を連結部材５５の上方において切断する。

【0019】

続いて、図１０に示すように、斜杭２の杭頭処理を行う。図１０は、杭頭処理状況を示す図である。斜杭２の杭頭処理は、斜杭２の上端に水平面が形成されるように、斜杭２の上端部２２を切断する。杭頭処理は、仮設足場４上において、作業員が斜杭２の上端を切断することにより、斜杭２の杭頭の位置を調整する。このとき、係合部２１として、杭頭に突起を残置させた状態で、斜杭２の上端部２２を切断する。

【0020】

架設工程Ｓ５では、斜杭２の頭部に構造体３を形成する。図１１に架設工程Ｓ５を示す。構造体３は、図１１に示すように、プレキャストコンクリート部材３１を４本の斜杭２，２，…の頭部に架設することにより形成する。プレキャストコンクリート部材３１は、揚重機Ｃを利用して、斜杭２の上端に載置する。図１２に斜杭２とプレキャストコンクリート部材３１の接合部を示す。図１２（ａ）に示すように、プレキャストコンクリート部材３１には、斜杭２の位置に対応して箱抜き３２が形成されている。箱抜き３２内には、プレキャストコンクリート部材３１に補強部材として埋設された補強鉄骨３３が露出している。プレキャストコンクリート部材３１を斜杭２の頭部に設置する際には、斜杭２の頭部を箱抜き３２に挿入するとともに、補強鉄骨３３を斜杭２の頭部に載置する。このとき、図１２（ｂ）に示すように、斜杭２の頭部に形成した係合部２１に補強鉄骨３３を係合させた状態で斜杭２の頭部にプレキャストコンクリート部材３１を載置させる。本実施形態では、箱抜き３２内において、補強鉄骨３３が十字状に配設されている。係合部２１は、補強鉄骨３３同士の角部に挿入することで、補強鉄骨３３に係止する。

【0021】

プレキャストコンクリート部材３１を斜杭２の上端に載置させたら、箱抜き３２の下側に型枠を設置して、箱抜き３２にコンクリートを打設（充填）する。このとき、箱抜き３２内に、必要な鉄筋を配筋する。また、斜杭２の内部には、底蓋を設置しておく。底蓋を設置するタイミングは、コンクリートを打設する前であれば限定されるものではなく、例えば、杭頭処理工程において行ってもよい。

【0022】

足場撤去工程Ｓ６は、図２（ｄ）に示すように、仮設足場４を撤去する工程である。
仮設足場の撤去は、まず、補強鋼材６２と、補強鋼材６２に架設された足場材７を撤去する。このとき、枠体６に載置した足場材７も必要に応じて撤去する。
次に、揚重機を利用して、開口部６１に構造体３（プレキャストコンクリート部材３１）を挿通させながら、枠体６を上方に引き上げることにより仮設足場４を撤去する。仮設足場４を撤去したら、ブラケット５を撤去する。

【0023】

本実施形態の水上構造物の施工方法によれば、仮設足場２を撤去する際に、仮設足場４（枠体６）の開口部６１内にプレキャストコンクリート部材を位置させながら仮設足場４を上昇させるため、仮設足場４を解体する必要がない。そのため、仮設足場４の設置時および撤去時において、仮設足場４の組み立ておよび解体に要する手間を省略でき、工期短縮化および費用の低減化を図ることができる。
また、プレキャストコンクリート部材に斜杭２の位置に対応して箱抜きが形成されているため、箱抜きに斜杭の頭部を挿入した状態で箱抜きにコンクリートを打設することで、斜杭２と構造体３とが一体に接合される。また、箱抜き内には、プレキャストコンクリート部材に補強部材として埋設された補強鉄骨が露出していて、杭の頭部に形成した係合部を補強鉄骨に係合させるため、プレキャストコンクリート部材の位置決めが容易である。

【0024】

また、本実施形態の仮設足場によれば、構造体３の構築後に、枠体の開口部内に構造体を位置させながら枠体を上昇させることができるため、枠体を解体することなく枠体を撤去できる。そのため、仮設足場の設置時および撤去時において、仮設足場の組み立ておよび解体に要する手間を省略でき、工期短縮化および費用の低減化を図ることができる。
また、仮設足場の支持部材としてのブラケットは、簡易に杭に取り付けることが可能となるので、ブラケット取付時の手間を低減できる。
また、前記構造体が複数の前記杭の頭部に横架された状態で形成される場合には、前記枠体は前記開口部に複数の前記杭の杭頭部を挿通させた状態で前記ブラケットに上載され、複数の前記杭に固定されたブラケット同士は前記取付部同士の間に横架された連結部材を介して連結されているのが望ましい。ブラケットを介して複数の杭を連結すると、水流などの影響によって杭が揺れることを抑制できるので、施工時の安定性を向上させることができる。

【0025】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、前述の実施形態に限られず、前記の各構成要素については本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
前記実施形態では、杭が斜杭２の場合について説明したが、杭は必ずしも傾斜している必要はなく鉛直であってもよい。また、杭は、必ずしも鋼管杭である必要はなく、例えば、コンクリート杭であってもよい。また、水上構造物が有する杭の本数は、４本に限定されるものではなく、例えば、３本や５本以上であってもよい。
前記実施形態では、ブラケット４のベース部４１を１本の鋼材により構成するものとしたが、ベース部４１を構成する材料は限定されるものではなく、例えば、複数本の鋼材であってもよし、鋼板であってもよい。なお、ベース部４１を鋼板により構成する場合には、杭の外面形状に応じて加工するのが望ましい。

【符号の説明】

【0026】

１ 水上構造物
２ 斜杭（杭）
３ 構造体
４ ブラケット
４１ ベース部
４２ 本体部
４３ 係止部
４４ 取付部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】