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(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】2024-09-03
(45)【発行日】2024-09-11
(54)【発明の名称】CFT柱の施工方法
(51)【国際特許分類】
   E04B 1/30 20060101AFI20240904BHJP
   E04B 1/58 20060101ALI20240904BHJP
【FI】
E04B1/30 C
E04B1/58 503M
【請求項の数】 4
(21)【出願番号】P 2021010900
(22)【出願日】2021-01-27
(65)【公開番号】P2022114575
(43)【公開日】2022-08-08
【審査請求日】2023-12-21
(73)【特許権者】
【識別番号】000003621
【氏名又は名称】株式会社竹中工務店
(74)【代理人】
【識別番号】100154726
【弁理士】
【氏名又は名称】宮地 正浩
(72)【発明者】
【氏名】藤井 嵩広
(72)【発明者】
【氏名】熊野 豪人
(72)【発明者】
【氏名】大堀 太志
(72)【発明者】
【氏名】岩清水 隆
(72)【発明者】
【氏名】山田 藍
(72)【発明者】
【氏名】星隈 憲二
(72)【発明者】
【氏名】瀬之口 浩二
(72)【発明者】
【氏名】浦瀬 誠
(72)【発明者】
【氏名】山下 秀行
(72)【発明者】
【氏名】中村 嘉志
【審査官】神尾 寧
(56)【参考文献】
【文献】特開平11-61999(JP,A)
【文献】特開平7-166606(JP,A)
【文献】特開2003-74120(JP,A)
【文献】米国特許出願公開第2015/0113913(US,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
E04B 1/30
E04B 1/58
E04G 21/02
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
上下方向に連続する下方側CFT柱と上方側CFT柱とを構築するCFT柱の施工方法において、
下方側に下方側CFT柱設置空間及び接合空間を確保する状態で上方側鋼管を設置し、その上方側鋼管の内部にコンクリートを充填させて上方側CFT柱を先行して施工する先行工程を行い、
その後、前記下方側CFT設置空間に下方側鋼管を設置し、その下方側鋼管の内部にコンクリートを充填させて下方側CFT柱を施工し、前記接合空間にて前記上方側CFT柱の下端部と前記下方側CFT柱の上端部とを接合する後行工程を行うCFT柱の施工方法。
【請求項2】
前記後行工程では、前記下方側鋼管及び前記接合空間にコンクリートを充填して、前記下方側CFT柱の施工、及び、前記上方側CFT柱の下端部と前記下方側CFT柱の上端部との接合を行うコンクリート充填工程を行い、
そのコンクリート充填工程では、前記上方側鋼管の下端部と前記下方側鋼管の上端部との間に、基準充填動作を行ったときの基準充填量を基準としてそれ以上のコンクリートを充填可能な基準充填空間を予め確保しておき、コンクリートがその基準充填空間に到達するまでコンクリートを圧入充填させる第1圧入工程を行い、
その後、コンクリートが基準充填空間に到達すると、基準充填動作にて基準充填空間にコンクリートを圧入充填させる第2圧入工程を行う請求項1のCFT柱の施工方法。
【請求項3】
コンクリートが基準充填空間に到達したか否かを確認するための第1確認孔部と、基準充填空間に対して充填材を注入するためであり、且つ、基準充填空間の隙間に充填材が注入されたか否かを確認するための第2確認孔部とが備えられている請求項2に記載のCFT柱の施工方法。
【請求項4】
前記後行工程では、前記上方側CFT柱の下端部から下方側に延びる接合部を前記下方側鋼管の上端部に溶接接合して、その接合部にて前記接合空間を覆う溶接接合工程を行い、その後、前記コンクリート充填工程を行う請求項2又は3に記載のCFT柱の施工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、上下方向に連続する下方側CFT柱と上方側CFT柱とを構築するCFT柱の施工方法に関する。
【背景技術】
【0002】
上記のCFT柱の施工方法として、下方側CFT柱と上方側CFT柱とを上下に並べて配設し、下方側CFT柱の上端部と上方側CFT柱の下端部とを溶接した後、下方側CFT柱の上端面と上方側CFT柱の下端面との間の隙間に圧縮力伝達材を充填して硬化させて下方側CFT柱と上方側CFT柱とを接合することで、上下方向に連続する下方側CFT柱と上方側CFT柱とを構築する施工方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
この特許文献1に記載の施工方法では、下方側CFT柱の下方側鋼管、及び、上方側CFT柱の上方側鋼管の夫々に対して、その内部にコンクートを予め充填させた後、下方側CFT柱と上方側CFT柱とを上下に並べて配設している。
【0004】
それに対して、他の施工方法として、下方側CFT柱の下方側鋼管と上方側CFT柱の上方側鋼管とを上下方向に連続する状態で配設した上で、下方側鋼管及び上方側鋼管の内部にコンクリートを充填することで、上下方向に連続する下方側CFT柱と上方側CFT柱とを構築する施工方法も知られている(例えば、特許文献2参照)。
【0005】
この特許文献2に記載の施工方法では、下方側鋼管と上方側鋼管とをその内部同士が連通する状態で接合し、下方側鋼管に備えられた圧入口にコンクリート供給管を接続して、下方側鋼管及び上方側鋼管の内部に下方側から上方側に向かってコンクリートを圧入していくことで、下方側鋼管及び上方側鋼管の内部にコンクリートを充填している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【文献】特許第3322652号
【文献】特許第3518334号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
上記特許文献1、2の何れに記載の施工方法でも、上下方向に連続する下方側CFT柱と上方側CFT柱を施工するに当たり、下方側CFT柱を先行して施工し、その後、上方側CFT柱を施工するという施工順序となっている。
【0008】
しかしながら、例えば、下方側CFT柱の設置箇所に工事の運搬車等の動線を確保しなければならない等、各種の施工条件によっては、先行して施工した下方側CFT柱が邪魔になって、工事用スペースを確保できずに他の工事等が行えなくなるので、そのための対応策が求められている。
【0009】
この実情に鑑み、本発明の主たる課題は、上下方向に連続する下方側CFT柱と上方側CFT柱を施工するに当たり、下方側CFT柱を先行して施工できない状況であっても、その状況に柔軟に対応しながら、下方側CFT柱と上方側CFT柱とを施工することができるCFT柱の施工方法を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明の第1特徴構成は、上下方向に連続する下方側CFT柱と上方側CFT柱とを構築するCFT柱の施工方法において、
下方側に下方側CFT柱設置空間及び接合空間を確保する状態で上方側鋼管を設置し、その上方側鋼管の内部にコンクリートを充填させて上方側CFT柱を先行して施工する先行工程を行い、
その後、前記下方側CFT設置空間に下方側鋼管を設置し、その下方側鋼管の内部にコンクリートを充填させて下方側CFT柱を施工し、前記接合空間にて前記上方側CFT柱の下端部と前記下方側CFT柱の上端部とを接合する後行工程を行う点にある。
【0011】
本構成によれば、まず、先行工程を行うので、上方側CFT柱の下方側に、接合空間を確保するだけでなく、下方側CFT柱設置空間を確保しているので、それらの空間を、工事の運搬車等の動線等の工事用スペースとして確保しながら、上方側CFT柱を施工することができる。そして、先行工程を行った後、後行工程を行うことで、下方側柱設置空間に下方側CFTを施工し、接合空間にて上方側CFT柱と下方側CFT柱とを接合して、上下方向に連続する下方側CFT柱と上方側CFT柱を施工することができる。このように、先行工程、後行工程を順次行うことで、工事の運搬車等の動線等の工事用スペースを確保して、他の工事を行うことができながら、上下方向に連続する下方側CFT柱と上方側CFT柱を好適に施工することができる。
【0012】
本発明の第2特徴構成は、前記後行工程では、前記下方側鋼管及び前記接合空間にコンクリートを充填して、前記下方側CFT柱の施工、及び、前記上方側CFT柱の下端部と前記下方側CFT柱の上端部との接合を行うコンクリート充填工程を行い、
そのコンクリート充填工程では、前記上方側鋼管の下端部と前記下方側鋼管の上端部との間に、基準充填動作を行ったときの基準充填量を基準としてそれ以上のコンクリートを充填可能な基準充填空間を予め確保しておき、コンクリートがその基準充填空間に到達するまでコンクリートを圧入充填させる第1圧入工程を行い、
その後、コンクリートが基準充填空間に到達すると、基準充填動作にて基準充填空間にコンクリートを圧入充填させる第2圧入工程を行う点にある。
【0013】
下方側鋼管及び接合空間にコンクリートを充填するに当たり、コンクリートの充填量や圧入する圧力が過大になると、鋼管が膨れ上がる等の不都合を生じることになる。逆に、コンクリートの充填量が過小になると、隙間を埋めるために充填するグラウト等の充填材の注入量が増大してしまい、手間が掛かる等の施工性の面での不利が生じることになる。
【0014】
そこで、本構成によれば、下方側鋼管及び接合空間にコンクリートを充填するに当たり、まずは、第1圧入工程を行うことで、コンクリートが基準充填空間に到達するまでコンクリートをスムーズに圧入充填させることができる。その後、第2圧入工程を行い、基準充填動作を行うだけで、基準充填空間に対して基準充填量のコンクリートを充填させて、基準充填空間に対しても適切にコンクリートを充填させることができる。
【0015】
このように、第1圧入工程では、コンクリートの充填量が基準充填空間に到達するか否かだけを監視していればよく、第2圧入工程でも、単に、基準充填動作を行うだけでよいので、施工性の面で効果的な向上を図ることができる。しかも、基準充填動作を行ったときの基準充填量は予め把握しておくことができるので、予め把握した基準充填量を基準として基準充填空間の大きさを設定することで、基準充填空間に形成される隙間を無くす又はその隙間の大きさをより小さなものとすることができる。よって、基準充填空間に形成される隙間を無くす又はその隙間も小さくでき、その隙間を埋めるためのグラウト等の充填材を不要とする又はその充填材の注入量を少なくすることができ、この点からも、施工性の向上を図ることができる。
【0016】
本発明の第3特徴構成は、コンクリートが基準充填空間に到達したか否かを確認するための第1確認孔部と、基準充填空間に対して充填材を注入するためであり、且つ、基準充填空間の隙間に充填材が注入されたか否かを確認するための第2確認孔部とが備えられている点にある。
【0017】
本構成によれば、第1圧入工程において、第1確認孔部を用いることで、コンクリートが基準充填空間に到達したか否かを容易に確認することができ、コンクリートの充填量が過大又は過小になることなく、基準充填空間に到達するまでのコンクリートの充填を適切に行うことができる。しかも、第2確認孔部を用いることで、基準充填空間の隙間に対して適切な量のグラウト等の充填材を注入することができる。これにより、下方側鋼管及び接合空間に対して、コンクリートの充填量が過大又は過小となることなく、適切な量のコンクリートを充填することができる。
【0018】
本発明の第4特徴構成は、前記後行工程では、前記上方側CFT柱の下端部から下方側に延びる接合部を前記下方側鋼管の上端部に溶接接合して、その接合部にて前記接合空間を覆う溶接接合工程を行い、その後、前記コンクリート充填工程を行う点にある。
【0019】
本構成によれば、溶接接合工程を行うことで、接合部を用いて、上方側CFT柱の下端部と下方側鋼管の上端部とを溶接に適切に接合することができる。しかも、接合部は、上方側CFT柱の下端部から下方側に延びるので、接合部と下方側鋼管の上端部とを溶接する際に、下方側CFT柱に充填されたコンクリートに熱を与えてしまうのを防止して、そのコンクリートに悪影響が及ぶのを適切に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
図1】上下方向に連続するCFT柱を示す図
図2】先行工程を示す図
図3】溶接接合工程を示す図
図4】第1圧入工程を示す図
図5】第2圧入工程を示す図
図6】隙間埋め工程を示す図
【発明を実施するための形態】
【0021】
本発明に係るCFT柱の施工方法の実施形態について図面に基づいて説明する。
このCFT柱の施工方法は、図1に示すように、上下方向に連続する下方側CFT柱1と上方側CFT柱2とを構築するためのものである。下方側CFT柱1は、下方側鋼管11の内部の中空空間にコンクリート12を充填させたものであり、上方側CFT柱2も、上方側鋼管21の内部の中空空間にコンクリート22を充填させたものである。下方側鋼管11と上方側鋼管21は、同一の断面形状となっており、例えば、矩形状や円形状に形成されている。
【0022】
このようなCFT柱を施工するに当たり、通常、下方側CFT柱1を先行して施工し、その後、上方側CFT柱2を施工するという施工順序とすることが考えられる。しかしながら、例えば、下方側CFT柱1の設置箇所に工事の運搬車等の動線を確保しなければならない等、各種の施工条件によっては、先行して施工した下方側CFT柱1が邪魔になって、工事用スペースを確保できずに他の工事等が行えなくなる可能性がある。
【0023】
そこで、この実施形態では、上方側CFT柱2を先行して施工する先行工程を行い、その後、上方側鋼管21と下方側鋼管11とを接合して下方側CFT柱1を施工する後行工程を行うようにしている。
【0024】
建物等では、上下方向に連続する下方側CFT柱1と上方側CFT柱2とのCFT柱組が、水平方向に間隔を隔てて複数備えられている。そこで、複数のCFT柱組のうちから、工事用スペースを確保するために、適用対象となるCFT柱組を選定し、その選定したCFT柱組を構築するに当たり、上述の先行工程、後行工程を順次行うようにしている。適用対象とするCFT柱組は、1組でもよく、複数組でもよく、確保すべき工事用スペースの大きさや場所に応じて、適用対象とするCFT柱組を選定することができる。
【0025】
以下、先行工程及び後行工程について説明するが、図1に示すように、上下方向に連続する下方側CFT柱1と上方側CFT柱2との1組のCFT柱組を構築する場合について説明する。
【0026】
先行工程では、図2に示すように、下方側に下方側CFT柱設置空間3及び接合空間4を確保する状態で上方側鋼管21を設置し、その上方側鋼管21の内部にコンクリート22を充填させて上方側CFT柱2を先行して施工する。
【0027】
上方側鋼管21において下端部に相当する位置には、プレート等にて内部空間を閉塞する底壁部23が備えられている。上方側鋼管21は、建物の躯体等に連結されたトラス等の仮設材31にて支持されており、上方側鋼管21の底壁部23と下方側CFT柱1を設置する地面等の設置面5との間に、下方側CFT柱設置空間3と接合空間4とを上下方向に並べる状態で確保している。上方側鋼管21の内部へのコンクリート22の充填については、トレミー管またはフレキシブルホース等を用いて、上方側鋼管21の上端部からその内部にコンクリート22を打設する落とし込み工法により、上方側鋼管21の内部にコンクリート22を充填している。
【0028】
後行工程では、まず、図3に示すように、上方側鋼管21の下端部と下方側鋼管11の上端部とを溶接接合する溶接接合工程を行い、その後、図4及び図5に示すように、下方側鋼管11の内部及び接合空間4にコンクリート12を充填するコンクリート充填工程を行っている。
【0029】
溶接接合工程では、図3に示すように、上方側鋼管21の下端部から下方側に延びる接合部41(図2参照)を下方側鋼管11の上端部に溶接接合して、その接合部41にて接合空間4を覆うようにしている。接合部41は、上方側鋼管21と同一の断面形状を有する中空状に形成され、その内部の周囲を覆う状態で下方側に延びる板状体にて構成されている。下方側鋼管11の上端部には、上方側に延びる裏当て部42が備えられ、その裏当て部42を接合部41の内壁部に当接させる状態で、下方側鋼管11の上端部と接合部41の下端部とが溶接接合されている。
【0030】
コンクリート充填工程では、図4及び図5に示すように、下方側鋼管11及び接合空間4にコンクリート12を充填して、下方側CFT柱1の施工、及び、上方側CFT柱2の下端部と下方側CFT柱1の上端部との接合を行っている。このときの下方側鋼管11及び接合空間4へのコンクリート12の充填については、図4及び図5における矢印に示すように、圧送配管47を下方側鋼管11の柱脚部等の圧入口46に接続して、ポンプ車等のコンクリートポンプから圧送配管47及び誘導管48を通してコンクリート12を圧入する圧入工法により、コンクリート12を充填している。
【0031】
接合空間4には、図3に示すように、上方側鋼管21側の上端部位(上方側鋼管21の底壁部23に隣接する部位)に、基準充填空間43が予め確保されている。この基準充填空間43は、圧入工法にて基準充填動作を行ったときの基準充填量を基準としてそれ以上のコンクリート12を充填可能な空間として設定されている。基準充填動作は、例えば、コンクリートポンプにてコンクリート12を圧入する動作を1回行う動作(ワンプッシュ)としている。基準充填動作を行ったときの基準充填量は、実験やコンクリートポンプの能力等により予め求めておくことができる。
【0032】
そこで、基準充填空間43の大きさについては、基準充填空間43に基準充填量のコンクリート12を充填したときに多少の隙間47(図5参照)ができるように、基準充填量に、隙間47を埋めるための充填材46(例えば、グラウト)の充填量分を加えた量に設定されている。このように、予め求めた基準充填量を基準にして基準充填空間43の大きさを設定しているので、充填材46の充填量が大きくなり過ぎるのを防止できるとともに、コンクリート12を充填するための動作としても、基準充填動作を行うだけでよく、施工性の向上を図ることができる。
【0033】
接合空間4における接合部41には、図3に示すように、基準充填空間43の下端部に相当する位置に、コンクリート12が基準充填空間43に到達したか否かを確認するための第1確認孔44が配設されている。図4に示すように、圧入工法によりコンクリート12を充填するので(図4の矢印参照)、下方側から上方側に向けてコンクリート12が充填されていく。よって、第1確認孔44からコンクリート12が噴出することで、基準充填空間43の下端部に相当する位置までコンクリート12が充填されたことを認識することができ、コンクリート12が基準充填空間43に到達したことを確認することができる。
【0034】
接合空間4における接合部41には、図3に示すように、第1確認孔44に加えて、第2確認孔45が備えられている。第2確認孔45は、基準充填空間43の上端部に相当する位置(上方側鋼管21の底壁部23に隣接する位置)に配設されている。第2確認孔45は、図6に示すように、基準充填空間43に対して充填材46を注入するためであり(図6の矢印参照)、且つ、基準充填空間43の隙間47(図5参照)に充填材46が注入されたか否かを確認するために用いられている。図5に示すように、圧入工法により下方側から上方側に向けてコンクリート12が充填されていくので、基準充填空間43の上方側に隙間47が形成される。よって、図6に示すように、基準充填空間43の上端部に相当する位置に配設された第2確認孔45から充填材46を注入することで、基準充填空間43の上方側に形成された隙間47を埋めることができる。また、第2確認孔45から充填材46が噴出することで、基準充填空間43の隙間47に充填材46が注入されたことを確認することができる。
【0035】
このように、接合空間4に基準充填空間43を予め確保しておき、第1確認孔44及び第2確認孔45を接合部41に備えさせた状態において、コンクリート充填工程を行っている。コンクリート充填工程では、第1圧入工程(図4参照)、第2圧入工程(図5参照)の順に行うことで、下方側鋼管11及び接合空間4にコンクリート12を充填しており、最後に、隙間埋め工程(図6参照)を行うことで、基準充填空間43に形成される隙間47を充填材46にて埋めるようにしている。
【0036】
第1圧入工程では、図4に示すように、圧入工法により基準充填空間43に到達するまでコンクリート12を圧入充填させている(図4の矢印参照)。コンクリート12が基準充填空間43に到達したか否かは、第1確認孔44からコンクリート12が噴出するか否かによって確認している。基準充填空間43に到達したことを確認すると、閉塞体等により第1確認孔44を閉塞させる。
【0037】
第2圧入工程では、図5に示すように、圧入工法により基準充填動作にて基準充填空間43にコンクリート12を圧入充填させている(図4の矢印参照)。これにより、第2圧入工程では、単に、基準充填動作を行うだけでよいので、施工性の面で効果的な向上を図ることができる。
【0038】
隙間埋め工程では、図6に示すように、基準充填空間43の上方側に充填材46(例えば、グラウト)を注入して、基準充填空間43の上方側に形成される隙間47(図5参照)を充填材46にて埋めている(図6の矢印参照)。このとき、第2確認孔45を通して基準充填空間43に充填材46を注入することで、隙間47が形成される基準充填空間43の上方側に充填材46を注入することができる。また、基準充填空間43の隙間47に充填材46を注入してその隙間47を埋めることができたか否かは、第2確認孔45から充填材46が噴出するか否かによって確認している。隙間47を埋めることができたことを確認すると、閉塞体等により第2確認孔45を閉塞させる。
【0039】
このようにして、第1圧入工程にて基準充填空間43の下端部までコンクリート12を充填し、第2圧入工程にて基準充填空間43において基準充填量だけのコンクリート12を充填し、隙間埋め工程にて基準充填空間43の上方側の隙間47を充填材46にて埋めている。
【0040】
上下方向に連続する下方側CFT柱1と上方側CFT柱2との1組のCFT柱組を構築する場合を説明したが、複数組のCFT柱組を構築する場合には、例えば、複数組に対して、先行工程及び後行工程の夫々を併行して同時に施工することができる。また、優先順位等に応じて施工順序を設定し、先行工程、後行工程を順次行う形態で設定した施工順序にしたがって施工することもできる。
【0041】
〔別実施形態〕
本発明の他の実施形態について説明する。尚、以下に説明する各実施形態の構成は、夫々単独で適用することに限らず、他の実施形態の構成と組み合わせて適用することも可能である。
【0042】
(1)上記実施形態では、第1圧入工程において、第1確認孔44を用いて、基準充填空間43に到達したことを確認しているが、第1確認孔44に限らず、別途、基準充填空間43に到達したことを確認するための構成を採用することもできる。
【0043】
(2)上記実施形態では、隙間埋め工程において、第2確認孔45を用いて、基準充填空間43の隙間47に充填材46を注入してその隙間47を埋めることができたかを確認しているが、第2確認孔45に限らず、別途、基準充填空間43の隙間47を埋めることができたかを確認するための構成を採用することもできる。
【0044】
(3)上記実施形態では、基準充填空間43の大きさを、基準充填量に充填材46(例えば、グラウト)の充填量分を加えた量に設定して、基準充填量よりも大きく設定している。これに代えて、基準充填空間43の大きさを基準充填量と同一の大きさに設定することもできる。この場合には、第2確認孔45を不要とすることができる。
【符号の説明】
【0045】
1 下方側CFT柱
2 上方側CFT柱
3 下方側CFT柱設置空間
4 接合空間
11 下方側鋼管
12 コンクリート
21 上方側鋼管
22 コンクリート
41 接合部
43 基準充填空間
44 第1確認孔
45 第2確認孔
46 充填材
47 隙間

図1
図2
図3
図4
図5
図6