JP4644646B2

JP4644646B2 - ポーラスコンクリート擁壁の構築方法

Info

Publication number: JP4644646B2
Application number: JP2006256293A
Authority: JP
Inventors: 誠一長岡
Original assignee: Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Priority date: 2006-09-21
Filing date: 2006-09-21
Publication date: 2011-03-02
Anticipated expiration: 2026-09-21
Also published as: JP2008075345A

Description

本発明は、斜面勾配が１：１．０以上の急な法面におけるポーラスコンクリート擁壁の構築方法に関する。

ポーラスコンクリートは、ほぼ一定の粒度に調整した粗骨材をセメントペーストと所定の配合で練り混ぜ、型枠で成形し、養生することで得られる連続空隙を有する多孔質のコンクリートである。
ポーラスコンクリートは、水や空気が連続空隙を自由に通過できる性質を有するため、高い透水性を有し、自動車交通の安全性向上のため排水性のある舗装として利用され、音を吸収する特性を有することから自動車が走行する際の騒音を吸収する吸音材として利用されてきた。また、道路用コンクリートとして、現場打ちのポーラスコンクリートの他、歩道等のインターロッキングコンクリートブロックなどにポーラスコンクリート成形体が用いられている。
さらに、近年では、治水安全度を保ちつつ、生態系の保護を図るため、河川の護岸用にポーラスコンクリート擁壁が実用化されている。

かかるポーラスコンクリー卜は、骨材としてほとんど粗骨材のみを使用しているため、斜面勾配が１：１．０以上の法面にポーラスコンクリート擁壁を構築しようとした場合には、硬化するまで擁壁の形状が保てない、あるいは表層部の崩落が著しい等の問題が起こる。従って、ポーラスコンクリートを用いて勾配が急な土地に擁壁を構築することは困難であった。

近年、かかる問題を解決するものとして、アンカー、縦方向鉄筋、横方向鉄筋、金網部材などを配置し、斜面と金網部材との空間部にポーラスコンクリート材料を吹き付けることで、急斜面にポーラスコンクリート擁壁を造成する方法が提案されている。（特許文献１参照）

しかしながらこの構築方法では、アンカー、縦方向鉄筋、横方向鉄筋、金網部材などを配置しなければならないため、施工が煩雑になると共にコストアップとなる。
また、土地の斜面と、それと離間するように設置された網状部材との間の空間部にポーラスコンクリート層を造るため、ポーラスコンクリートを十分に締固めることができず、ポーラスコンクリートの十分な強度発現が期待できない。

特開２００６−９３１１号公報

本発明は、上記のような従来技術の実情に鑑み、斜面勾配が１：１．０以上の法面におけるポーラスコンクリート擁壁の構築方法であって、低コストかつ簡便な施工で十分な強度を発現できるポーラスコンクリート擁壁の構築方法を提供することを目的とする。

本発明者は鋭意検討を行った結果、油圧ショベルに装着した法面バケットの底面を、型枠の一面として、かつ、ポーラスコンクリートを締固めるための加圧具として利用し、さらに締固めたポーラスコンクリートに法面バケット底面に取付けたノズルから急結剤を噴霧することで斜面勾配が急な法面にポーラスコンクリート擁壁部が形成でき、法面バケットを順次上下左右に移動させ同様な操作を繰り返すことでポーラスコンクリート擁壁を形成することができることを見出し、本発明を完成した。

すなわち、本発明は、斜面勾配が１：１．０以上の法面において、法面下端にて油圧ショベルに装着した法面バケットを、底面を法面に向けて法面地盤から離間して配置し、該法面バケットの左右両端には封止材料を配置することで形成された空間にポーラスコンクリートを流し込み、法面バケットを用いて該ポーラスコンクリートを加圧または振動加圧して締固めてから、法面バケット底面に取付けたノズルから急結剤を噴霧することで下端の擁壁部を形成し、その後、法面バケットの位置を移動し、同様にして順次上方並びに側方の擁壁部を形成してゆくことを特徴とするポーラスコンクリート擁壁の構築方法を提供するものである。

本発明のポーラスコンクリート擁壁の構築方法によれば、斜面勾配が１：１．０以上の法面においても、低コストかつ簡便な施工で十分な強度を発現できるポーラスコンクリート擁壁を構築することができる。

以下、添付の図面を参照しつつ、本発明について詳細に説明する。

（１）ポーラスコンクリート材料の混練
生コンクリート工場にて、混練機によりセメント系粉体、粗骨材、水および減水剤を練混ぜてポーラスコンクリートを調製する。あるいは、生コンクリート工場ではセメントペーストのみを練混ぜて、該セメントペーストを打設現場まで輸送し、アジテータ車を用いてコンクリート廃材などの粗骨材と混練することでポーラスコンクリートを調製することもできる。

本発明に使用するセメント系粉体としては、特に制限されることなく、例えば普通、早強、超早強、中庸熱、低熱、耐硫酸塩等の各種ポルトランドセメント、高炉、フライアッシュ、シリカ等の混合セメント等を使用することができる。

本発明で使用する粗骨材としては、砕石、砂利、再生骨材またはこれらの混合物、軽量骨材等が利用できる。本発明における粗骨材の粒径範囲は、ポーラスコンクリート成形体の用途に応じて適宜決まり、特に制限はないが、一般的に５〜２０mm程度である。
ポーラスコンクリート中の粗骨材の配合量はセメント系粉体１００重量部に対して３００〜８００重量部であり、好ましくは４００〜７００重量部である。８００重量部以上であると強度が過小となり、３００重量部未満であると空隙率が小さくなり連続空隙が確保できなくなる。
また、必要に応じて、砕砂、川砂、海砂、珪砂等の細骨材も配合することができる。

水の配合量は、セメント系粉体の種類、減水剤の種類や量によって異なるが、おおよそセメント系粉体１００重量部に対して１２〜４５重量部である。４５重量部以上であるとペーストが軟らかくなりすぎてだれてしまい、ポーラスコンクリート層中でセメントペーストの分布が不均一となり、局所的にセメントペーストが多すぎて粗骨材間の空隙を埋めてしまったり、セメントペーストが不足して強度が低下したりする。また、１２重量部未満であるとペーストが硬すぎて振動を与えても流動せず、この場合も強度を確保することができなくなる。

減水剤としては、公知の高性能減水剤、ＡＥ減水剤、高性能ＡＥ減水剤等を通常の添加量で用いることができ、その添加量はセメント１００重量部に対して０．２５〜５重量部程度である。

混練機としては、特に限定されず通常のコンクリート用の混練機を使用することができ、例えば、二軸強制練りミキサ、パン型強制練りミキサ、オムニタイプミキサ等が挙げられる。

混練方法は、ポーラスコンクリート材料を混練機に投入し混練する。混練時間は０．５分〜３分程度であり、粗骨材にセメントペーストが被覆した状態の互いに独立した粒体が形成されるまで混練する。

（２）法面バケットおよび封止材料の配置
打設現場で、油圧ショベルに取付けた法面バケットを、図１に示すように法面地盤下端にて法面地盤から離間して、底面を法面に向けて配置し、さらに該法面バケットの左右両端に封止材料を配置することで、ポーラスコンクリートを流し込むための空間部を形成した。

封止材料は特に限定されないが、例えば薄手の鉄板、アルミ板、コンパネ等が挙げられるが、取扱いの容易さ、価格、入手の容易さの面でコンパネが好ましい。また、側方に既に構築された擁壁部があれば、これも封止材料として利用できる。

油圧ショベルは特に限定されず、あらゆる油圧ショベルが使用できる。

法面バケットも特に限定されず、施工現場の状況に応じた適用クラス（大きさ）の法面バケットを使用することができる。そして、本発明で用いる法面バケットには、底面に急結剤噴霧用のノズルを差し込む穴が設けてある。

法面バケットと法面地盤の間隔は特に限定されないが、この間隔は即ちポーラスコンクリート擁壁の厚みであり、一般的には１５ｃｍ〜３０ｃｍ程度が好ましい。

本発明により擁壁を構築する法面の勾配は１：１．０以上、好ましくは１：１．０以上１：０．２以下、更に好ましくは１：１．０以上１：０．３以下、最も好ましくは１：１．０以上１：０．４以下である。

（３）ポーラスコンクリートの流し込み及び締固め
さらに図２に示すように、法面バケットと、法面地盤と、封止材料によって形成された空間にアジテータ車からポーラスコンクリートを流し込み、図３に示すように法面バケットによりポーラスコンクリートを加圧するか、または法面バケットに設置した振動機により振動加圧してポーラスコンクリートの締固めを行う。

アジテータ車からポーラスコンクリートを流し込む方法は特に限定されないが、打設現場の状況に応じて、標準バケットや法面バケット等を装着した油圧ショベル、ベルトコンベア、車載型ベルトコンベア（テレベルト）、ホッパーを装着したクレーン等を用いて行うことができるが、標準バケットを装着した油圧ショベルを用いて流し込む方法が簡便性の点から好ましい。
標準バケット等は特に限定されず、施工現場の状況に応じた適用クラス（大きさ）や形状のものを使用することができる。

本発明におけるポーラスコンクリートの加圧とは、油圧ショベルの力で法面バケットを地盤方向に押し付けることで行う。

また、振動加圧の際の振動機やその設置方法は特に限定されず、例えば一般的な型枠バイブレータを法面バケットの内側に取付けて使用することで振動加圧を行うことができる。

（４）急結剤噴霧および次工程への移行
そして、図４に示すように締固めたポーラスコンクリートに法面バケットの底面に取付けたノズルから液状急結剤を噴霧することにより擁壁部を安定化（表面のポーラスコンクリートの崩落を防止）させる。引き続いて、法面バケットの位置を移動して、ポーラスコンクリートの流し込み、締固め、安定化を繰り返し、順次擁壁を構築してゆく。

急結剤を噴霧するノズルとしては、一流体ノズル、二流体ノズルのどちらを使用してもよいが、取扱い易さの点で一流体ノズルが好ましく、広角に噴霧できるノズルであることが望ましい。

法面バケット底面における噴霧ノズルの設置位置（高さ、方向）および設置数は、使用する法面バケットの適用クラス（大きさ）、使用する粗骨材の最大粒径、法面の傾斜等により異なるが、少なくとも法面バケットの１／２の高さに２ヶ所設けることが好ましく、法面バケットの適用クラスが大きくなるほど設置数を増やすことが好ましい。

ノズルへの急結剤の供給は、例えば塗料の吹き付けと同様に、コンプレッサを用いて液体急結剤をエア圧送することで、ノズルより噴霧させることができる。

急結剤としては、セメントペーストを急結させることができるものであれば特に種類は制限されず、無機塩系、セメント鉱物系、天然鉱物系、有機質系等を使用することができ、好ましくは「土木学会規準（ＪＳＣＥ−Ｄ１０２−２００１：吹付けコンクリート用急結剤品質基準）」を満足するものである。
液状の急結剤がノズル部の掃除等、取扱いの容易さの点で優れるので好ましい。粉体系急結剤の場合、水と混練してミルク状として使用することが好ましい。
また、急結剤の全噴霧量は、法面バケットの適用クラス、ノズルの設置数、ノズルの噴霧角、急結剤の種類等によって異なるが、例えば前述の基準を満足する急結剤であれば、１００〜３００ｃｃ／ｍ²程度で十分な効果が得られ、法面バケットによる押さえを取除いた際に表層のポーラスコンクリートが崩落しない。

急結剤の噴霧は、法面バケットをポーラスコンクリートに押し付けた状態で行われ、噴霧の完了から５〜１０秒程度で法面バケットを離すことができる。その後すぐ、図５に示すように、隣接する上方の擁壁部の形成を行っても下方の擁壁部はその重みに耐えることができる。

本発明において用いられる油圧ショベルは、一般的には法面下部の近傍に配置され下から擁壁を構築するが、地理的条件によっては法面頂部に油圧ショベルを配置し、下から擁壁を構築していくこともできる。また、法面下部近傍および頂部に油圧ショベルを配置して両方から擁壁を構築することもできる。

本発明によって構築できるポーラスコンクリート擁壁の高さの限界は、使用する油圧ショベルの作業範囲に限られるが、例えば用いられる油圧ショベル、法面バケット、法面の勾配等の諸条件によって変わり、ロングアームを用いることで油圧ショベルの作業範囲を広げることもできる。
本発明においては、油圧ショベルの作業範囲とは加圧成形ができる範囲であり、例えば１：１．０の勾配の法面において、法面下部のみに一般的な油圧ショベルを配置して、ロングアームを用いない場合の作業範囲は、標準機の最大型を使用した場合、法面長さで１０ｍ程度である。

以下に本発明の実施例を挙げて、さらに詳しく本発明を説明する。
（使用原材料および使用機器）
実施例および比較例で用いた原材料および使用機器は以下の通りである。
＜ポーラスコンクリート擁壁の原材料＞
粗骨材：砕石４０２０および砕石２０１３（大阪府高槻産）
セメント：普通ポルトランドセメント（住友大阪セメント株式会社製）
減水剤：高性能ＡＥ減水剤「マイティー３０００Ｓ」（商品名）（花王株式会社製）
水：水道水
急結剤：水溶性アルミニウム塩を主成分とした液状急結剤「メイコＳＡエコショット」（商品名）（株式会社エヌエムビー製）
＜使用機器＞
二軸強制練りミキサ：ＫＢＰ−ＢＨＳ３０００ＥＦ型ミキサ（光洋機械産業株式会社製）容量３．０ｍ³
油圧ショベル：ＰＣ２００−８（コマツ株式会社製）２台（１台に法面バケット、もう１台には標準バケットを装着）
法面バケット：ＫＮ２００（コマツ株式会社製）（幅２０００mm、高さ８００mm、奥行き１０００mm）
急結剤噴霧ノズル：広角扇形ノズル（株式会社いけうち製）（噴霧角度：１４０°、噴霧圧力：０．１５MPa、噴霧流量：１０Ｌ／min、ノズル位置：図６参照）

（ポーラスコンクリートの混練）
生コンクリート工場のバッチャ−プラントにて、ポーラスコンクリート材料を１バッチにつき粗骨材：２７８８kg、セメント：５０６kg、水１５２kg、減水剤：７．０８kgの割合（２ｍ³分）で混練機に投入し、２分間混練した。そして、２バッチ分のポーラスコンクリートをアジテータ車に積込み、施工現場まで搬送した（搬送時間：約３０分）。

実施例１
斜面勾配が１：１．０の法面において、現場に搬送されたポーラスコンクリートをアジテータ車から標準バケットを装着した油圧ショベルで受け、法面地盤と法面バケットの間に流し込んだ。なお、法面バケットの左右両端は、流し込んだポーラスコンクリートがこぼれ出ないようにコンパネを用いて型枠とした。

ポーラスコンクリート流し込み完了後法面バケットにより加圧成形し、急結剤をノズルから３秒間噴霧して、約１０秒後に法面バケットを取除いた。

実施例２〜５
それぞれ表１に示す斜面勾配の法面において、実施例１と同様にしてポーラスコンクリート擁壁を構築した。

比較例１〜３
表１記載の傾斜の法面において、急結剤を噴霧しなかった以外は実施例１と同様にしてポーラスコンクリート擁壁を構築した。

実施例１〜５および比較例１〜３につき、ポーラスコンクリート擁壁表層部の崩落状況を目視により以下の基準で評価した。
〇：全く落下が認められなかった
△：若干落下が認められた
×：形状が保てないほど多量に落下が認められた

表１の結果から、実施例の方法では法面の傾斜が１：０．４でも表層部のポーラスコンクリートを全く崩落させずに擁壁の構築ができ、法面の傾斜が１：０．２でも若干の崩落で構築できたが、比較例の方法では法面の傾斜が１：１．０でも表層部のポーラスコンクリートが若干崩落し、法面の傾斜が１：０．６になると形状が保てず擁壁の構築ができないことが分かる。

法面バケットを配置した状態を示す図である。ポーラスコンクリートを流し込んでいる状態を示す図である。ポーラスコンクリートを加圧成形している状態を示す図である。急結剤を噴霧している状態を示す図である。下端の擁壁部の構築に続いて、隣接する上方の擁壁部を形成している状態を示す図である。急結剤噴霧ノズルを取付けた法面バケットの底面を示す図である。

符号の説明

１法面バケット
２法面地盤
３ポーラスコンクリート
４急結剤噴霧ノズル

Claims

斜面勾配が１：１．０以上の法面において、法面下端にて油圧ショベルに装着した法面バケットを、底面を法面に向けて法面地盤から離間して配置し、該法面バケットの左右両端には封止材料を配置することで形成された空間にポーラスコンクリートを流し込み、法面バケットを用いて該ポーラスコンクリートを加圧または振動加圧して締固めてから、法面バケット底面に取付けたノズルから急結剤を噴霧することで下端の擁壁部を形成し、その後、法面バケットの位置を移動し、同様にして順次上方並びに側方の擁壁部を形成してゆくことを特徴とするポーラスコンクリート擁壁の構築方法。