(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】2024-07-16
(45)【発行日】2024-07-24
(54)【発明の名称】堤体構築方法
(51)【国際特許分類】
E02B 7/00 20060101AFI20240717BHJP
【ＦＩ】
E02B7/00 Z
【請求項の数】
4
(21)【出願番号】P 2021033743
(22)【出願日】2021-03-03
(65)【公開番号】P2022134557
(43)【公開日】2022-09-15
【審査請求日】2023-08-03
(73)【特許権者】
【識別番号】000001373
【氏名又は名称】鹿島建設株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002468
【氏名又は名称】弁理士法人後藤特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】尾口 佳丈
(72)【発明者】
【氏名】松本 孝矢
(72)【発明者】
【氏名】安田 和弘
(72)【発明者】
【氏名】尾村 大輔
(72)【発明者】
【氏名】川中 勲
(72)【発明者】
【氏名】増田 健吾
(72)【発明者】
【氏名】坂井 吾郎
(72)【発明者】
【氏名】小林 聖
【審査官】佐久間 友梨
(56)【参考文献】
【文献】特開２０２０－１７６４４９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－１４５７０４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０８－３１２１３９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０２－２１０１５５（ＪＰ，Ａ）
【文献】登録実用新案第３２３７８８６（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開昭６３－０８９７８０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０５－１０６３３９（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開平０６－０１６６１０（ＪＰ，Ｕ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｅ０２Ｂ ７／００
Ｅ０２Ｂ ３／０４－３／１４
Ｅ０４Ｇ ９／１０
Ｅ０４Ｇ ２１／００－２１／１０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１コンクリート構造体と、前記第１コンクリート構造体に接合された第２コンクリート構造体と、を備える堤体を構築する堤体構築方法であって、前面と前記前面とは反対側の背面とを有する型枠を立設し、前記前面によって画定される第１領域にコンクリートを打設して前記第１コンクリート構造体を構築する第１打設工程と、
保温材を前記型枠の前記背面に設置する保温材設置工程と、
前記第１打設工程の後に前記保温材を前記背面から撤去し、前記背面によって画定される第２領域に新たなコンクリートを打設して前記第２コンクリート構造体を構築し、前記第１コンクリート構造体と前記第２コンクリート構造体の間に前記型枠を埋設する第２打設工程と、を備える、
堤体構築方法。
【請求項2】
前記型枠として鋼製型枠を用い、前記保温材として樹脂製保温材を用いる、請求項１に記載の堤体構築方法。
【請求項3】
前記保温材設置工程では、光を遮る遮光材を前記保温材に設置する、請求項１又は２に記載の堤体構築方法。
【請求項4】
前記第１打設工程では、前記型枠の前記前面に雌ねじ部材を設けた状態でコンクリートを打設し、前記保温材設置工程では、前記雌ねじ部材と螺合可能に形成された締結部材を前記型枠及び前記保温材に貫通させ、前記締結部材を前記雌ねじ部材に螺合させることにより前記保温材を前記型枠に締結する、
請求項１から３のいずれか１項に記載の堤体構築方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、堤体構築方法に関する。
【背景技術】
【0002】
ダムや堤防等におけるコンクリート製の堤体の構築では、堤体の壁面を成形する型枠が用いられる。特許文献１には、コンクリートの打設と、型枠の上昇と、を繰り返して堤体を下から順に構築する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開平５－１００２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
コンクリート製の堤体の構築において、堤体の一部となる第１コンクリート構造体をまず構築し、その後、第１コンクリート構造体の壁面に隣接するように第２コンクリート構造体を構築することがある。特許文献１に開示される方法を用いて第１コンクリート構造体を構築すると、第２コンクリート構造体が構築されるまで第１コンクリート構造体の壁面が露出することになる。その結果、第１コンクリート構造体の壁面に乾燥及び温度低下によるひび割れが生じ、堤体の品質が低下するおそれがある。
【0005】
本発明は、堤体の品質を向上させ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、第１コンクリート構造体と、第１コンクリート構造体に接合された第２コンクリート構造体と、を備える堤体を構築する堤体構築方法であって、前面と前面とは反対側の背面とを有する型枠を立設し、前面によって画定される第１領域にコンクリートを打設して第１コンクリート構造体を構築する第１打設工程と、保温材を型枠の背面に設置する保温材設置工程と、第１打設工程の後に保温材を背面から撤去し、背面によって画定される第２領域に新たなコンクリートを打設して第２コンクリート構造体を構築し、第１コンクリート構造体と第２コンクリート構造体の間に型枠を埋設する第２打設工程と、を備える。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、堤体の品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図2】本発明の実施形態に係る方法に用いられる型枠養生ユニットの分解斜視図である。
【図3】本発明の実施形態に係る堤体構築方法を説明するための図であり、第１コンクリート構造体を構築するまでの手順を示す。
【図4】本発明の実施形態に係る堤体構築方法を説明するための図であり、第２コンクリート構造体を構築するまでの手順を示す。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本発明の実施形態に係る堤体構築方法について、図面を参照して説明する。
【0010】
まず、図１を参照して、本実施形態により構築される堤体１００の概略を説明する。図１（ａ）は、堤体１００の概略を示す平面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示すＩＢ－ＩＢ線に沿う断面図である。ここでは、堤体１００がダムである場合について説明するが、堤体１００は、セメント系固化材を含む材料により構築される構造物であって、堤防であってもよい。
【0011】
図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、堤体１００は、上流側から見て左側に構築される左岸側コンクリート構造体１０と、右側に構築される右岸側コンクリート構造体２０と、を備えている。右岸側コンクリート構造体２０は、左岸側コンクリート構造体１０の右壁面１０ａに接合されており、左岸側コンクリート構造体１０と右岸側コンクリート構造体２０とが一体となって水を堰き止める。
【0012】
本実施形態では、まず、左岸側コンクリート構造体１０を構築し、その後、十分な時間が経過した後（例えば３年後）、右岸側コンクリート構造体２０の構築を開始する。左岸側コンクリート構造体１０の構築では、右岸から間隔を空けて下方から上方にコンクリートを順次打設する。右岸側コンクリート構造体２０の構築では、右岸と左岸側コンクリート構造体１０の右壁面１０ａとの間に下方から上方にコンクリートを順次打設し、右岸側コンクリート構造体２０を構築する。なお、右岸側コンクリート構造体２０を構築した後に、左岸側コンクリート構造体１０を構築してもよい。
【0013】
ところで、堤体１００となるコンクリートは、セメント系の固化材を含む材料であり打設後に水和反応により発熱する。そのため、右岸側コンクリート構造体２０を構築するまで左岸側コンクリート構造体１０の右壁面１０ａを露出しておくと、左岸側コンクリート構造体１０の水和熱が右壁面１０ａから放出される。その結果、温度低下によるひび割れが左岸側コンクリート構造体１０の右壁面１０ａに生じるおそれがある。また、右岸側コンクリート構造体２０を構築するまで、左岸側コンクリート構造体１０の水分が右壁面１０ａから散逸する。その結果、乾燥によるひび割れが左岸側コンクリート構造体１０の右壁面１０ａに生じるおそれがある。このように左岸側コンクリート構造体１０の右壁面１０ａにひび割れが生じることにより、堤体１００の品質が低下するおそれがある。
【0014】
本実施形態では、図２に示す型枠養生ユニット３０を用いて、左岸側コンクリート構造体１０の右壁面１０ａからの放熱を軽減すると共に水分の散逸を軽減する。したがって、温度低下によるひび割れを防止することができると共に乾燥によるひび割れを防止することができ、堤体１００の品質を向上させることができる。
【0015】
図２は、型枠養生ユニット３０の分解斜視図である。図２に示すように、型枠養生ユニット３０は、コンクリートの打設領域を画定する型枠４０と、型枠４０に重ねて設置される保温材５０と、保温材５０に重ねて設置される遮光材６０と、保温材５０及び遮光材６０を型枠４０に締結する複数の締結部材７０と、を備えている。
【0016】
型枠４０は、鋼製であり、打設されたコンクリートの圧力に耐えられる強度を有している。型枠４０は、板状に形成されており、前面４０ａと、前面４０ａとは反対側の背面４０ｂと、を有している。型枠４０には、前面４０ａと背面４０ｂとの間を貫通する孔４０ｃが複数形成されている。型枠４０の前面４０ａには、複数の雌ねじ部材４０ｄが例えば溶接により接合される。雌ねじ部材４０ｄは、雌ねじ部材４０ｄの内部空間が孔４０ｃと連続するように型枠４０の前面４０ａに配置される。雌ねじ部材４０ｄは、例えば袋ナットである。
【0017】
保温材５０は、樹脂製であり、型枠４０よりも高い断熱性を有する。保温材５０に用いられる樹脂は、好ましくは発泡スチロール製であり、より好ましくはポリスチレンフォーム製である。保温材５０には、型枠４０と同様に、孔５０ｃが複数形成されている。保温材５０を型枠４０の背面４０ｂに設置した状態では、型枠４０の孔４０ｃと保温材５０の孔５０ｃとが連続する。
【0018】
遮光材６０は、光を遮断可能に形成されている。遮光材６０は、例えば、金属樹脂複合板である。金属樹脂複合板は、紫外線に対する耐劣化性が樹脂よりも高いため、樹脂製の遮光材６０を用いる場合と比較して、日光に曝されても遮光性を長期間維持することが可能である。
【0019】
金属樹脂複合板の構造を簡単に説明すると、金属樹脂複合板は、樹脂製の芯材と、芯材を挟み込む一対の金属製の面材と、を備えている。芯材は、好ましくはポリエチレン製であり、面材は、好ましくはアルミニウム製である。面材には表面処理が施されていてもよい。
【0020】
遮光材６０には、型枠４０及び保温材５０と同様に、孔６０ｃが複数形成されている。遮光材６０を保温材５０に設置した状態では、保温材５０の孔５０ｃと遮光材６０の孔６０ｃとが連続する。
【0021】
締結部材７０は、型枠４０の孔４０ｃ、保温材５０の孔５０ｃ及び遮光材６０の孔６０ｃに挿通可能に形成された軸部材７０ａと、軸部材７０ａの一方の端部近傍の外周に螺合するナット７０ｂと、を備えている。軸部材７０ａの他方の端部近傍における外周には、雌ねじ部材４０ｄと螺合する雄ねじが形成されている。軸部材７０ａが遮光材６０の孔６０ｃ、保温材５０の孔５０ｃ及び型枠４０の孔４０ｃに挿通した状態で軸部材７０ａを雌ねじ部材４０ｄに螺合させると共にナット７０ｂを締めると、保温材５０及び遮光材６０が型枠４０に締結される。
【0022】
ナット７０ｂは、押え板部材８０を介して遮光材６０を押さえる。押え板部材８０は、２つの軸部材７０ａの間に渡って設けられる。そのため、遮光材６０における２つの孔６０ｃの間の全体を押え板部材８０で押さえることができる。したがって、型枠４０と保温材５０との間、及び保温材５０と遮光材６０との間に隙間ができるのを防止することができる。
【0023】
なお、軸部材７０ａ及びナット７０ｂに代えて、軸部にヘッド部が一体的に設けられたボルトを締結部材７０として用いてもよい。また、型枠養生ユニット３０は、締結部材７０を複数備えていなくてもよく、締結部材７０は１つであってもよい。
【0024】
図３及び図４は、堤体構築方法を説明するための図であり、図１に示すＩＩＩ部に対応して示す。以下では、左岸側コンクリート構造体１０の最下層を「第１左岸層１１」とし、第１左岸層１１の直上の層を「第２左岸層１２」とする。また、右岸側コンクリート構造体２０の最下層を「第１右岸層２１」とし、第１右岸層２１の直上の層を「第２右岸層２２」とする。左岸側コンクリート構造体１０の第１左岸層１１の構築及び養生に用いる型枠養生ユニット３０を「第１型枠養生ユニット３１」する。第１型枠養生ユニット３１の型枠４０、保温材５０、遮光材６０及び締結部材７０をそれぞれ「第１型枠４１」、「第１保温材５１」、「第１遮光材６１」及び「第１締結部材７１」とする。同様に、左岸側コンクリート構造体１０の第２左岸層１２の構築及び養生に用いる型枠養生ユニット３０を「第２型枠養生ユニット３２」とし、第２型枠養生ユニット３２の型枠４０、保温材５０、遮光材６０及び締結部材７０をそれぞれ「第２型枠４２」、「第２保温材５２」、「第２遮光材６２」及び「第２締結部材７２」とする。
【0025】
まず、図３（ａ）に示すように、地盤上に第１型枠４１を立設し、その後、第１型枠４１の前面４０ａによって画定される第１領域にコンクリートを打設して、左岸側コンクリート構造体１０の第１左岸層１１を構築する（第１打設工程）。
【0026】
第１型枠４１の立設する手順を簡単に説明すると、まず、地盤に第１差筋９１ａを打ち込む。次に、第１型枠４１を、前面４０ａが左岸側を向くように地盤上に立てる。その後、第１鉄筋９１ｂを介して第１差筋９１ａと第１型枠４１とを連結し、第１型枠４１を立てた状態で保持する。以上により、第１型枠４１の立設が完了する。
【0027】
第１左岸層１１となるコンクリートは、雌ねじ部材４０ｄを第１型枠４１の前面４０ａに設けた状態で打設する。これにより、雌ねじ部材４０ｄは、第１左岸層１１に埋設される。第１型枠４１の前面４０ａへの雌ねじ部材４０ｄの設置は、第１型枠４１を地盤上に立設する前に行ってもよいし、第１型枠４１を地盤上に立設した後に行ってもよい。
【0028】
次に、図３（ｂ）に示すように、第１型枠４１の背面４０ｂに第１保温材５１を設置すると共に第１保温材５１に第１遮光材６１を設置し、第１型枠養生ユニット３１を組立てる（保温材設置工程）。
【0029】
具体的には、第１型枠４１の背面４０ｂに第１保温材５１を重ね、第１保温材５１に第１遮光材６１を重ねる。第１締結部材７１の軸部材７０ａを第１遮光材６１の孔６０ｃ、第１保温材５１の孔５０ｃ及び第１型枠４１の孔４０ｃに通し、軸部材７０ａを雌ねじ部材４０ｄに螺合させる。押え板部材８０に軸部材７０ａを通して第１締結部材７１のナット７０ｂを軸部材７０ａに螺合させることにより、第１保温材５１及び第１遮光材６１を第１型枠４１に締結する。以上により、第１保温材５１及び第１遮光材６１の設置が完了する。
【0030】
なお、型枠４０を地盤上に立設する前に保温材５０を型枠４０に設置してもよいし、型枠４０を地盤上に立設する前に遮光材６０を保温材５０に設置してもよい。つまり、第１打設工程の前に保温材設置工程を行ってもよい。
【0031】
次に、図３（ｃ）に示すように、第１型枠４１上に第２型枠４２を立設し、その後、第１左岸層１１の上にコンクリートを打設して左岸側コンクリート構造体１０の第２左岸層１２を構築する。また、第２型枠４２に第２保温材５２を設置すると共に第２保温材５２に第２遮光材６２を設置し、第２型枠養生ユニット３２を組立てる。第２型枠４２を立設する際には、第１左岸層１１に打ち込まれた第２差筋９２ａと、第２差筋９２ａに連結された第２鉄筋９２ｂと、が用いられる。
【0032】
第２型枠４２を立設する作業は、第１左岸層１１の上で行われる。すなわち、第１左岸層１１は、第２型枠４２を立設する作業の足場として用いられる。第２型枠４２へ第２保温材５２及び第２遮光材６２を設置する作業は、例えば、クレーンの先端から吊り下げられたゴンドラ上で行われる。
【0033】
型枠４０の立設と、左岸側コンクリート構造体１０となるコンクリートの打設と、保温材５０及び遮光材６０の設置と、を上方に繰り返すことにより、左岸側コンクリート構造体１０の構築が完了する。
【0034】
左岸側コンクリート構造体１０の構築が完了した後、図４（ａ）に示すように、第１遮光材６１を第１保温材５１から撤去すると共に第１保温材５１を第１型枠４１の背面４０ｂから撤去する。第１型枠４１の背面４０ｂによって画定される第２領域にコンクリートを打設して、右岸側コンクリート構造体２０の第１右岸層２１を構築する（第２打設工程）。第２打設工程は、第１型枠４１が残存した状態で行われるため、第１型枠４１は、右岸側コンクリート構造体２０の第１右岸層２１と、左岸側コンクリート構造体１０の第１左岸層１１と、の間に埋設される。
【0035】
埋設された第１型枠４１は、第１右岸層２１及び第１左岸層１１の膨張及び収縮を吸収する目地として機能する。
【0036】
なお、第１遮光材６１及び第１保温材５１を撤去した後、第１型枠４１の孔４０ｃ及び雌ねじ部材４０ｄの内部を例えばモルタルで埋め、その後、第１右岸層２１となるコンクリートを打設してもよい。
【0037】
次に、図４（ｂ）に示すように、第２遮光材６２を第２保温材５２から撤去すると共に第２保温材５２を第２型枠４２の背面４０ｂから撤去する。第２型枠４２の背面４０ｂによって画定される第２領域にコンクリートを打設して、右岸側コンクリート構造体２０の第２右岸層２２を構築する。
【0038】
第２型枠４２から第２保温材５２及び第２遮光材６２を撤去する作業は、第１右岸層２１の上で行われる。すなわち、第１右岸層２１は、第２保温材５２及び第２遮光材６２を撤去する作業の足場として用いられる。
【0039】
保温材５０及び遮光材６０の撤去と、右岸側コンクリート構造体２０となるコンクリートの打設と、を上方に繰り返すことにより、右岸側コンクリート構造体２０の構築が完了する。以上により、堤体１００の構築が完了する。
【0040】
以上の実施形態によれば、以下に示す作用効果を奏する。
【0041】
本実施形態では、第１打設工程の後に保温材５０を型枠４０の背面４０ｂから撤去する。そのため、第１打設工程にて構築された左岸側コンクリート構造体１０の右壁面１０ａは、保温材５０が撤去されるまで、保温材５０が設置された型枠４０により覆われる。したがって、左岸側コンクリート構造体１０の右壁面１０ａからの放熱を軽減することができ、温度低下によるひび割れを防止することができる。
【0042】
また、保温材５０を型枠４０の背面４０ｂから撤去し、第２領域に新たなコンクリートを打設して右岸側コンクリート構造体２０を構築し、左岸側コンクリート構造体１０と右岸側コンクリート構造体２０の間に型枠４０を埋設する。そのため、右岸側コンクリート構造体２０が構築されるときには、左岸側コンクリート構造体１０の右壁面１０ａは、保温材５０が撤去された型枠４０によって覆われる。したがって、左岸側コンクリート構造体１０の右壁面１０ａからの水分散逸を軽減することができ乾燥によるひび割れを防止することができると共に、左岸側コンクリート構造体１０と右岸側コンクリート構造体２０との間に保温材５０が残存することを防止することができる。
【0043】
このように、本実施形態では、温度低下及び乾燥によるひび割れを防止することができると共に保温材５０が堤体１００の内部に残存することを防止することができるため、堤体１００の品質を向上させることができる。
【0044】
また、型枠４０は鋼製である。鋼は、コンクリートと同程度の耐劣化性を有する。そのため、左岸側コンクリート構造体１０と右岸側コンクリート構造体２０との間に埋設された型枠４０がコンクリートに比して劣化するのを防止することができる。したがって、堤体１００の品質をより向上させることができる。
【0045】
また、保温材５０は、樹脂製である。樹脂は、鋼も高い断熱性を有するため、樹脂製の保温材５０を用いることにより、左岸側コンクリート構造体１０の右壁面１０ａからの放熱をより軽減することができ、温度低下によるひび割れをより防止することができる。したがって、堤体１００の品質をより向上させることができる。
【0046】
また、保温材設置工程では、光を遮る遮光材６０を保温材５０に設置する。そのため、保温材５０は、遮光材６０により日光から保護される。したがって、日光による保温材５０の劣化を防止することができ、左岸側コンクリート構造体１０の右壁面１０ａからの放熱をより軽減することができる。これにより、温度低下によるひび割れをより防止することができ、堤体１００の品質をより向上させることができる。
【0047】
また、第１打設工程では、型枠４０の前面４０ａに雌ねじ部材４０ｄを設けた状態でコンクリートを打設し、保温材設置工程では、締結部材７０の軸部材７０ａを保温材５０及び型枠４０に貫通させ、軸部材７０ａを雌ねじ部材４０ｄに螺合させることにより保温材５０を型枠４０に締結する。そのため、雌ねじ部材４０ｄは、左岸側コンクリート構造体１０に埋設され、軸部材７０ａは、左岸側コンクリート構造体１０に雌ねじ部材４０ｄを介して固定される。したがって、軸部材７０ａにより保温材５０を型枠４０に強固に締結することができ、保温材５０の脱落を防止することができる。これにより、左岸側コンクリート構造体１０の右壁面１０ａからの放熱をより軽減することができ、堤体１００の品質をより向上させることができる。
【0048】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
【0049】
雌ねじ部材４０ｄは、袋ナットには限られないが、雌ねじ部材４０ｄが袋ナットである場合には、第１打設工程においてコンクリートが型枠４０の孔４０ｃに流入することを防ぐことができる。したがって、締結部材７０の軸部材７０ａを型枠４０に容易に貫通させることができ、堤体１００を容易に構築することができる。
【0050】
本発明は、既存堤体の能力を向上させるために新たに堤体を構築する場合にも適用可能である。
【0051】
上記実施形態では、図３（ｂ）に示すように、第１保温材５１及び第１遮光材６１を第１型枠４１に設置した状態で第２左岸層１２となるコンクリートを打設している。第１保温材５１及び第１遮光材６１を第１型枠４１に設置する前に、第２左岸層１２となるコンクリートを打設してもよい。
【0052】
上記実施形態では、図４（ａ）に示すように、第２保温材５２及び第２遮光材６２を第２型枠４２に設置した状態で第１右岸層２１となるコンクリートを打設している。第１右岸層２１となるコンクリートを打設する前に、第２保温材５２及び第２遮光材６２を第２型枠４２から撤去してもよい。
【0053】
第１右岸層２１となるコンクリートを打設する前に第２保温材５２及び第２遮光材６２を第２型枠４２から撤去する場合には、第２型枠４２から第２保温材５２及び第２遮光材６２を撤去する作業は、例えば、クレーンの先端から吊り下げられたゴンドラ上で行われる。
【符号の説明】
【0054】
１００・・・堤体
１０・・・左岸側コンクリート構造体（第１コンクリート構造体）
１０ａ・・・右壁面（壁面）
２０・・・右岸側コンクリート構造体（第２コンクリート構造体）
４０・・・型枠
４０ａ・・・前面
４０ｂ・・・背面
４０ｄ・・・雌ねじ部材
５０・・・保温材
６０・・・遮光材
７０・・・締結部材
１０・・・左岸側コンクリート構造体（第１コンクリート構造体）
１０ａ・・・右壁面（壁面）
２０・・・右岸側コンクリート構造体（第２コンクリート構造体）
４０・・・型枠
４０ａ・・・前面
４０ｂ・・・背面
４０ｄ・・・雌ねじ部材
５０・・・保温材
６０・・・遮光材
７０・・・締結部材
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】