JP2005139730A - 鉄筋コンクリート部材の接合方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 鉄筋コンクリート柱部材とパネルゾーンとなるＰＣａ部材との接合をより効率良く安全に行うことができる鉄筋コンクリート部材の接合方法を提供する。
【解決手段】 上面から鉛直上方に柱主筋１１が突き出ている柱部材１に、鉛直方向に貫通する挿通孔２１が設けられたＰＣａ部材２を、各挿通孔内に対応する各柱主筋を挿通させ、かつ、目地空間３１を設けて設置する。次に、柱部材１とＰＣａ部材２との間の目地空間３１の周囲を止め材３を使用して固定する。そして、作業床７側の挿通孔２１ｂ上方から充填材を注入し、充填材を目地空間３１及び柱主筋１１が挿通している挿通孔２１内を均一に充填する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、鉄筋コンクリート柱部材にプレキャスト鉄筋コンクリート部材を接合する鉄筋コンクリート部材の接合方法に関する。

高層ＲＣ積層工法においては、一般的に、鉄筋コンクリート柱部材と梁部材との接合に際して、作業現場等において高強度鉄筋コンクリートを打設することによって構築した接合部（パネルゾーン）を使用している。また、近年では、そのパネルゾーンとしてプレキャスト鉄筋コンクリート（以下、「ＰＣａ」と略す。）部材を用いて、当該ＰＣａ部材と鉄筋コンクリート柱部材や梁部材を接合することが多い。パネルゾーンとなるＰＣａ部材には鉛直方向に貫通させたシース管等が埋設されており、鉄筋コンクリート柱部材上面から鉛直上方に突き出ている柱主筋が当該シース管を挿通してＰＣａ部材上面から突き出るようにして接合する。

これらの鉄筋コンクリート柱部材及びパネルゾーンであるＰＣａ部材の両部材の接合には、従来からモルタル等の充填材が用いられている。両部材の接合において、従来は、硬練りモルタル等による目地モルタルを施して柱部材とＰＣａ部材とを接合し、目地空間の一部分からポンプ等を用いて当該目地空間と柱主筋挿通後の挿通孔に対して、モルタル等の充填材を注入して硬化させていた。これは、従来用いられてきたモルタル等の充填材の流動性がそれほど高いものではないためである。

すなわち、従来の一般的な充填材を柱主筋挿通孔上方から注入したような場合、充填材とシース管内の空気との置換が順調に進まず、ボイドの発生が生じて、充填材の完全充填が難しいものであった。そして、充填が完全でない場合には、当該部分の部材間接合力が低下することとなった。そこで、充填材を柱主筋挿通孔下方から注入し、充填材の完全充填を行っていたが、その一方で目地空間の一部分からポンプ等を用いて充填材を注入するという大変手間のかかる作業を膨大な数におよぶ接合箇所のそれぞれで行う必要があった。

これに対して、ＰＣａ部材に特殊な加工を施してＰＣａ部材上方から充填材を注入することによって、柱部材とＰＣａ部材とを接合する方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の発明によれば、パネルゾーンとなるＰＣａ部材には柱部材から突き出た軸鉄筋（柱主筋）を挿通させるための挿通孔の他に、充填材をＰＣａ部材上面から注入するための注入孔が設けられている。そして、柱部材とＰＣａ部材との間の目地空間に止め材を設置して、当該注入孔より注入される充填材で目地空間と鉄筋挿通孔内とを充填させて充填材の硬化により両部材が接合される。
特開２００１−１９３１５０号公報

しかしながら、近年では、従来から充填材として使用されてきたモルタルに代わって、より流動性の高いる接合剤であるグラウト材が開発されてきている。このような流動性の高いグラウト材を使用することによって、従来のように、必ずしも挿通孔下方から充填材を注入しなければ、充填材とシース管内の空気との置換が順調に進まないということはなく、ある程度の大きさの注入孔があれば上方から注入した場合であっても、十分に充填材とシース管内の空気との置換が可能である。また、充填材の注入孔から他の挿通孔までの距離にばらつきがあっても、高い流動性のために充填材の上昇速度のばらつきもほとんどない。

しかし、このような流動性の高いグラウト材は従来の充填材やコンクリートと比べて高価なものである。そのため、上記特許文献１に記載の方法等を用いた場合には、注入孔の部分を充填するためにも高価なグラウト材を使用する必要がある。従って、例えば、高層ビル等の建築においてはこのような接合部分が膨大な数にも及び、注入のためだけに必要であって本来の接合という目的を果たさない部分へのグラウト材の使用を減少させることが望まれている。

また、上記特許文献１に記載の方法では、充填材を注入するためだけにＰＣａ部材に専用の注入孔を挿通孔とは別に設ける必要があり、その注入孔が単なるコンクリート孔であっても、ＰＣａ部材を構築するための手間及びコストが余分に必要となるという問題がある。

さらに、鉄筋コンクリート柱部材とＰＣａ部材との接合は、高層ビル建築では高所においても行われ、グラウト材の注入が現場作業員の手作業で行われることを考慮すると、ＰＣａ部材中央部に身を乗り出して作業を行うよりも、作業足場等の作業床上に作業員が立ったまま、当該作業床にもっとも近い注入孔（挿通孔）からグラウト材を注入させるようにした方が安全面でも望まれている。

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、鉄筋コンクリート柱部材とパネルゾーンとなるＰＣａ部材との接合をより効率良く安全に行うことができる鉄筋コンクリート部材の接合方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、鉄筋コンクリート柱部材にプレキャスト鉄筋コンクリート部材を接合する接合方法であって、
上面から鉛直上方に柱主筋が突き出ている前記鉄筋コンクリート柱部材に、鉛直方向に貫通する所定径の挿通孔が設けられた前記プレキャスト鉄筋コンクリート部材を、各挿通孔内に対応する各柱主筋を挿通させ、かつ、目地空間を設けて設置する設置工程と、
前記鉄筋コンクリート柱部材と前記プレキャスト鉄筋コンクリート部材との間の前記目地空間の周囲を止め材を使用して固定する固定工程と、
作業床側の挿通孔上方から所定の充填材を注入し、該充填材を前記目地空間及び前記柱主筋が挿通している前記挿通孔内に均一に充填する充填工程と
を有することを特徴とする。

また、本発明は、鉄筋コンクリート柱部材にプレキャスト鉄筋コンクリート部材を接合する接合方法であって、
前記プレキャスト鉄筋コンクリート部材には、作業床側の側面から下面へ所定経路で貫通させた充填材注入孔が設けられており、
上面から鉛直上方に柱主筋が突き出ている前記鉄筋コンクリート柱部材に、鉛直方向に貫通する挿通孔が設けられた前記プレキャスト鉄筋コンクリート部材を、各挿通孔内に対応する各柱主筋を挿通させ、かつ、目地空間を設けて設置する設置工程と、
前記鉄筋コンクリート柱部材と前記プレキャスト鉄筋コンクリート部材との間の前記目地空間の周囲を止め材を使用して固定する固定工程と、
前記プレキャスト鉄筋コンクリート部材の前記側面から前記充填材注入孔内へ所定の充填材を注入し、該充填材を前記目地空間、前記柱主筋が挿通している前記挿通孔内及び前記充填材注入孔内に均一に充填する充填工程と
を有することを特徴とする。

本発明によれば、鉄筋コンクリート柱部材とパネルゾーンとなるＰＣａ部材との接合をより効率良く安全に行うことができる。

以下、図面を参照して、本発明に係る鉄筋コンクリート部材間の接合方法の実施例について説明する。尚、以下の実施形態では、ＰＣａ柱部材上方に、パネルゾーンとなるＰＣａ部材を接合する方法について説明するが、柱部材がＰＣａ部材ではなく、作業現場で構築された鉄筋コンクリート柱部材であっても同様の接合方法を用いて接合することが可能である。また、接合後のＰＣａ部材（この際のＰＣａ部材は、その上面から鉛直上方に柱主筋が突き出ている。）に、鉛直方向に貫通する所定径の挿通孔が設けられたＰＣａ部材をさらに接合する場合であっても同様の接合方法を用いて接合することが可能である。

図１は、本発明の一実施形態に係るＰＣａ部材間の接合方法を説明するための概要図である。図１に示すように、本実施形態ではＰＣａ部材である柱部材１に、パネルゾーンとなるＰＣａ部材２を接合させる例について説明する。図１に示すように、柱部材１の上面からは複数の柱主筋が鉛直方向に突き出ており、パネルゾーンとなるＰＣａ部材２内にはシース管を埋設して設けられた柱主筋１１を挿通させるための挿通孔２１が貫通している。尚、挿通孔２１はシース管以外の管等を埋めて形成したものであっても、単なるコンクリート孔であってもよい。

尚、本実施形態では、ＰＣａ部材２に形成された複数の挿通孔のうち、少なくとも１つの挿通孔から作業員がグラウト材を注入する。尚、充填材が注入される挿通孔の内径をその他の柱主筋を挿通させるためだけの挿通孔の内径よりもやや大きくしておくとよい。

図２は、図１に示す柱部材１にＰＣａ部材２を接合する第１の実施例を説明するための断面図である。また、図３は、本発明の第１の実施例における柱部材１とＰＣａ部材２との接合手順を説明するためのフローチャートである。

本実施例では、図２に示すように、上面から鉛直方向に柱主筋１１が突き出ている柱部材１上に、鉛直方向に貫通する所定径の挿通孔２１ａ、２１ｂが設けられたパネルゾーンとなるＰＣａ部材２を接合するものである。尚、接合に際しては、まず、挿通孔２１ａ、２１ｂ内に、柱部材１上面から鉛直上方に突き出している柱主筋１１をそれぞれ挿通させ、かつ、所定の目地空間３１を設けて、柱部材１上にＰＣａ部材２を設置する（ステップＳ１１）。

次に、柱部材１上とＰＣａ部材２との間の目地空間３１の周囲を止め材３を使用して、柱部材１とＰＣａ部材２を固定する（ステップＳ１２）。作業現場において、通常、作業員はＰＣａ鋼製スラブ板から成る仮設足場等の作業床７上で作業を行っている。そして、挿通孔２１ｂ上方から高強度グラウト材である充填材を注入し、当該充填材を目地空間３１及び柱主筋１１が挿通している挿通孔２１内を均一に充填させる（ステップＳ１３）。

ここで、充填材を注入する挿通孔について説明する。本実施例では、作業床７上の作業員が高所であっても身を乗り出すことなく安全に注入作業が行えるように、最も内側の挿通孔を充填材注入に用いる。すなわち、外側の挿通孔２１ａではなく、作業床７側の挿通孔２１ｂを充填材注入に用いる。高層ビル建築等では、作業員が数十メートルから数百メートルの高さで作業を行うこととなり、その安全を最大限に考慮すると、ビルの外側近くに形成された（すなわち、作業床か遠い側の）挿通孔から注入するよりも、より内側近くに形成された（すなわち、作業床側の）挿通孔から注入するような作業が好ましいからである。

また、注入される充填材について説明する。本実施例では、充填材として流動性の大きいグラウト材を使用するものとする。この充填材は、例えば、充填材注入治具４を用いて、挿通孔２１ｂ上方から注入する。充填材注入治具４には、充填材を収容する収容タンク５等から充填材を受け取る受取部４１と、挿通孔２１ｂ内に充填材を注入するための所定形状の注入部４２とが備わっている。例えば、注入部４２は、挿通孔と柱主筋との間に挿入されるため、その形状として、挿通孔の内壁面と柱主筋の外面とにフィットするような形状をするとよい。

そして、充填材注入治具４の注入部４２の一部又は全部を挿通孔２１ｂ上方に挿入して、充填材を流し込むことにより、まず目地空間３１に充填され、次いで柱主筋１１が挿通している挿通孔２１内が充填される。その後、目地空間３１及び柱主筋１１が挿通している挿通孔２１内に充填された充填材が硬化することにより、目地の形成と挿通孔２１内での柱主筋１１の定着とが同時に行われる。これによって、両部材の接合処理が終了する。

また、本実施例では充填材の注入を挿通孔２１ｂ上方から行っているが、少なくとも充填材が注入される挿通孔２１ｂの内径をその他の単に柱主筋１１を挿通させるためだけの挿通孔（例えば、挿通孔２１ａ）の内径よりも２０ミリメートルから５０ミリメートル程度大きくしておくことが望ましい。これによって、充填材の挿通孔を介しての注入を通常の狭い内壁との間隔で行わずに済み、他の挿通孔２１への充填材の注入方向を下から上にすることで充填材の注入に伴う空気の排出を順調に行うことができ、ボイドが発生することもない。また、グラウト材を注入する挿通孔だけを大きくすることで、余分なグラウト材の使用もわずかで済む。

もちろん、充填材を注入する挿通孔２１ｂ以外の挿通孔の内径も同様に大きくしておいても良い。尚、充填材の注入に際しては、複数の挿通孔上方から同時に充填材を注入するようにしてもよい。この場合は、上記効果に加えて、さらに迅速に充填材の注入を行うことが可能となる。

図４は、図１に示す柱部材１にＰＣａ部材２を接合する第２の実施例を説明するための断面図である。また、図５は、本発明の第２の実施例における柱部材１とＰＣａ部材２との接合手順を説明するためのフローチャートである。

本実施例では、図４に示すように、上面から鉛直上方に柱主筋１１が突き出ている柱部材１上に、鉛直方向に貫通する従来と同一の内径の挿通孔２１が設けられたパネルゾーンとなるＰＣａ部材２を接合するものである。但し、本実施例におけるＰＣａ部材２には、その側面から下面を貫通して形成された充填材注入孔２２が設けられている。充填材注入孔２２は、充填材を注入するために十分な内径で形成される必要があり、挿通孔２１の内径等との関係もあるが、例えば６０ミリメートル程度の内径を持たせると良い。尚、接合に際しては、上記第１の実施例と同様に、挿通孔２１内に、柱部材１上面から鉛直上方に突き出している柱主筋１１をそれぞれ挿通させ、かつ、目地空間３１を設けて、柱部材１上にＰＣａ部材２を設置する（ステップＳ２１）。

次に、柱部材１上とＰＣａ部材２との間の目地空間３１の周囲を止め材３を使用して、柱部材１とＰＣａ部材２を固定する（ステップＳ２２）。本実施例では、充填材の注入は、ＰＣａ部算２の側面であって、ＰＣａ鋼製スラブ板から成る作業足場等の作業床７の側面から充填材の注入専用に設けられた充填材注入孔２２を介して高強度グラウト材である充填材を注入し、当該充填材を目地空間３１及び柱主筋１１が挿通している挿通孔２１内、並びに充填材注入孔２２内を均一に充填させる（ステップＳ２３）。その後、目地空間３１及び柱主筋１１が挿通している挿通孔２１内に充填された充填材が硬化することにより、目地の形成と挿通孔２１での柱主筋１１の定着及び充填材注入孔２２内の充填材の硬化とが同時に行われる。これによって、両部材の接合処理が終了する。

尚、使用される充填材は、上記第１の実施例と同様の比較的流動性の大きいグラウト材を使用する。この充填材は、例えば、充填材注入治具６を用いて、ＰＣａ部材２側面から充填材注入孔２２に注入する。充填材注入治具６には、充填材を収容する収容タンク５等から充填材を受け取る受取部６１と、充填材注入孔２２内に充填材を注入するための所定形状の注入部６２と、受取部６１と注入部６２とを接続する所定長の誘導部６３とを備えている。例えば、注入部６２の形状として、ＰＣａ部材２側面の充填材注入孔２２の入口部にフィットするような差し込み可能な形状等をするとよい。また、誘導部６２は、金属製の管や、自在に誘導経路の形状を変化させることができるゴムホース等を用いることができる。

また、充填材の注入に際しては、充填材注入治具６の受取部６１の位置（高さ）を、目地空間３１、柱主筋１１が挿通している挿通孔２１内及び充填材注入孔２２内を均一に充填するために十分な高さにするとともに、誘導部６３もそれに応じた長さのものを使用する必要がある。尚、近年の流動性の高いグラウト材を用いれば、この高さとしては当該グラウト材を注入する最高の高さ（すなわちＰＣａ部材２の上面）から約十センチメートル程度高くすれば十分である。また、充填材注入孔２２の内径は、充填材の種類にもよるが、約４０ミリ程度の内径でも十分充填材を効率良く注入することができる。

このように本実施例に係るグラウト材の注入方法を用いれば、高所の作業であっても作業員が作業床７から外側に身を乗り出すことなく、より安全に充填材の注入作業を行うことが可能となる。充填材の注入を従来のように狭い内壁との間隔で行わずに済み、挿通孔２１への充填材の注入方向を下から上にすることで充填材の注入に伴う空気の排出を順調に行うことができ、ボイドが発生することもない。また、１か所からの注入で多数本の挿通孔内への注入を同時に実施することができ、効率の良い充填材の注入が可能である。

上述した第１の実施例の接合方法と第２の実施例の接合方法とを併用して、柱部材１とＰＣａ部材２とを接合するようにしてもよい。また、挿通孔は上述したようにシース管等を埋設してパネルゾーンとなるＰＣａ部材２内に形成してもよいが、単にコンクリート孔であってもよい。さらに、その内壁には硬化する充填材との係合性を高めるための凹凸等を設けててもよい。さらにまた、充填材注入孔２２も同様にシース管等を埋設してパネルゾーン内に形成してもよく、単なるコンクリート孔であってもよい。

尚、目地空間３１の周囲に設置・固定する止め材３としては、例えば、柱頭外周に沿って板又は型枠を押し当てるものや、柱頭周縁内側に沿って硬練りモルタルを帯状にしたもの等を使用することができる。

本発明の一実施形態に係るＰＣａ部材間の接合方法を説明するための概要図である。 図１に示す柱部材１にＰＣａ部材２を接合する第１の実施例を説明するための断面図である。 本発明の第１の実施例における柱部材１とＰＣａ部材２との接合手順を説明するためのフローチャートである。 図１に示す柱部材１にＰＣａ部材２を接合する第２の実施例を説明するための断面図である。 本発明の第２の実施例における柱部材１とＰＣａ部材２との接合手順を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１ 柱部材
２ ＰＣａ部材
３ 止め材
４、６ 充填材注入治具
５ 収容タンク
７ 作業床
１１ 柱主筋
２１、２１ａ、２１ｂ 挿通孔
２２ 充填材注入孔
２３ 空気排出孔
３１ 目地空間
４１、６１ 受取部
４２、６２ 注入部
６３ 誘導部

Claims (5)

1. 鉄筋コンクリート柱部材にプレキャスト鉄筋コンクリート部材を接合する接合方法であって、
   上面から鉛直上方に柱主筋が突き出ている前記鉄筋コンクリート柱部材に、鉛直方向に貫通する所定径の挿通孔が設けられた前記プレキャスト鉄筋コンクリート部材を、各挿通孔内に対応する各柱主筋を挿通させ、かつ、目地空間を設けて設置する設置工程と、
   前記鉄筋コンクリート柱部材と前記プレキャスト鉄筋コンクリート部材との間の前記目地空間の周囲を止め材を使用して固定する固定工程と、
   作業床側の挿通孔上方から所定の充填材を注入し、該充填材を前記目地空間及び前記柱主筋が挿通している前記挿通孔内に均一に充填する充填工程と
   を有することを特徴とする接合方法。
2. 前記プレキャスト鉄筋コンクリート部材には複数の挿通孔が形成されており、前記作業床側に形成された挿通孔のうち少なくとも１つの挿通孔が、他の挿通孔の内径よりも大きな内径で形成されており、
   前記充填工程が、前記他の挿通孔の内径よりも大きな内径が形成されている挿入孔の上方から前記充填材を注入することを特徴とする請求項１に記載の接合方法。
3. 前記他の挿通孔の内径よりも大きな内径が形成されている挿入孔の内径が、挿通される前記柱主筋の外径よりも略２０ミリメートル大きいことを特徴とする請求項２に記載の接合方法。
4. 鉄筋コンクリート柱部材にプレキャスト鉄筋コンクリート部材を接合する接合方法であって、
   前記プレキャスト鉄筋コンクリート部材には、作業床側の側面から下面へ所定経路で貫通させた充填材注入孔が設けられており、
   上面から鉛直上方に柱主筋が突き出ている前記鉄筋コンクリート柱部材に、鉛直方向に貫通する挿通孔が設けられた前記プレキャスト鉄筋コンクリート部材を、各挿通孔内に対応する各柱主筋を挿通させ、かつ、目地空間を設けて設置する設置工程と、
   前記鉄筋コンクリート柱部材と前記プレキャスト鉄筋コンクリート部材との間の前記目地空間の周囲を止め材を使用して固定する固定工程と、
   前記プレキャスト鉄筋コンクリート部材の前記側面から前記充填材注入孔内へ所定の充填材を注入し、該充填材を前記目地空間、前記柱主筋が挿通している前記挿通孔内及び前記充填材注入孔内に均一に充填する充填工程と
   を有することを特徴とする接合方法。
5. 上面から鉛直上方に柱主筋が突き出ているプレキャスト鉄筋コンクリート部材に、鉛直方向に貫通する所定径の挿通孔が設けられたプレキャスト鉄筋コンクリート部材を接合する請求項１から４までのいずれか１項に記載の接合方法。

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