JP5705891B2 - コンクリート函体の可撓性ジョイント形成方法 - Google Patents

Description

本発明は、市街地に上下水道、地下道等の地下構造物を施工するオープンシールド工法やその他の工法で、ジャッキ推力の反力を受けるコンクリート函体の可撓性ジョイント形成方法に関するものである。

オープンシールド工法は開削工法（オープンカット工法）とシールド工法の長所を生かした合理性に富む工法である。図１１、図１２にその概略を示すと、図中１はオープンシールド機で、これは左右の側壁板とこれら側壁板に連結する底板とからなる前面、後面及び上面を開口したシールド機である。

該オープンシールド機１は、機体を前後方向で複数に分割し、フロント部１ａとしての前方の機体の後端にテール部１ｂとしての後方の機体の前端が嵌入して、相互の嵌合部で屈曲可能としている。

フロント部１ａは主として掘削を行うもので、前端と上面を開放面としてあり、機体内で後部に後方へ向けて中折ジャッキ２を左右によせて、また上下複数段に配設している。これに対してテール部１ｂはコンクリート函体４の設置を行うもので、機体内で前部に後方へ向けて推進ジャッキ(シールドジャッキ)３を左右によせて、また上下複数段に配設している。図中６はフロント部１ａの前端に設けた可動刃口、７はこの可動刃口のスライドジャッキ、８はテール部１ｂの後端に設けた土留板、９は隔壁、１０はプレスバー（押角）である。

図示は省略するが、発進立坑内にこのオープンシールド機１を設置して、オープンシールド機１の推進ジャッキ３を伸長して発進坑内の反力壁に反力をとってオープンシールド機１を前進させ、地下構造物を形成する第１番目のコンクリート函体４をクレーン等の揚重機１４により上方から吊り降し、オープンシールド機１のテール１ｂ部内で縮めた推進ジャッキ３の後方にセットする。

ショベル等の掘削機１１でオープンシールド機１の前面又は上面から土砂を掘削しかつ排土する。この排土工程と同時またはその後に推進ジャッキ３を伸長してオープンシールド機１を前進させる。

そして前記第１番目のコンクリート函体４の前に第２番目のコンクリート函体４をオープンシールド機１のテール部１ｂ内に吊り降す。以下、同様の排土工程、前進工程、コンクリート函体４のセット工程を適宜繰り返して、順次コンクリート函体４をオープンシールド機１の前進に伴い縦列に地中に残置し、さらにこのコンクリート函体４の上面に埋戻し１２を施す。

なお、コンクリート函体４をオープンシールド機１のテール部１ｂ内に吊り降す際には、コンクリートブロック等による高さ調整材をコンクリート函体４下に配設し、このテール部１ｂ内でコンクリート函体４の左右および下部の空隙にグラウト材を充填して一次注入を行い、さらに、オープンシールド機１の前進後、二次注入として、コンクリート函体４の内側からグラウトホールにより、外側に裏込注入材１３を充填する。

このようにして、オープンシールド機１が到達坑まで達したならばこれを撤去して工事を完了する。

このようなオープンシールド工法では、前記のごとくコンクリート函体４は、オープンシールド機１のテール部１ｂ内に吊り降され、オープンシールド機１の前進とともに該テール部１ｂから出て地中に残されていくものである。そして、コンクリート函体４は鉄筋コンクリート製のもので、図１３に示すように左側板４ａ、右側板４ｂと上床板４ｃと下床板４ｄとからなるもので、前後面が開口として開放されている。

コンクリート函体４同士の接続は、コーナー部に前後方向の貫通孔を設け、長ボルト等のＰＣ鋼棒の緊結をもって縦列に並ぶものを接続していく。図中４ｅはナット締結用の箱抜き部である。

また、図示は省略するが、カラーと称せられるリング状で断面Ｔ字形の継手を前後位置のコンクリート函体４、４の間に介装し、このカラーで前後のコンクリート函体４を接続することもある。

ところで、かかるコンクリート函体４による地中構造物では、地震等の耐震対策や軟弱地盤における地盤沈対策として、コンクリート函体４同士の接続を可撓継手とすることが要求される。

かかるコンクリート函体の可撓継手に関しては例えば、下記特許文献のようなものがある。
特開平９−６００９９号公報 特開２００１−２９５２５１号公報

前記特許文献１は、中央に空間部を有する閉鎖断面のボックスカルバートを多数連結して設置することで、共同溝や下水道等を構築する時において、前記各ボックスカルバートの連結部に用いる可撓性連結構造であり、前記各ボックスカルバートの空間部周囲における各ボックスカルバートどうしの連結部には止水板が設けられていると共に、各ボックスカルバートの連結はＰＣ鋼棒によって行われており、前記止水板は、設置地盤の軟弱化および地震等で生じる、前記各ボックスカルバートの設置位置の変位に対して、前記連結部の止水効果を維持しながら追従できるように構成されており、前記ＰＣ鋼棒は、前記止水板の設計変位量を越えた場合に、その変位を抑えて前記止水板の破損を防ぐことができると共に、自身の定着状態も前記止水板の設計変位に追従可能な定着部によって維持できるように構成されていることを特徴とするボックスカルバートにおける可撓性連結構造である。

特許文献２は、一対のコンクリート函体と、このコンクリート函体の各接合端面同士を接続した接合部からなるプレキャストカルバートの可撓継手構造において、前記接合部は、前記各接合端面の内部に各端部が埋設された固体型可撓性連結部材と、前記各接合端面同士の隙間に充填された可撓性部材と、前記一対のコンクリート函体の接合部の外周面および／または内周面に形成された凹部に充填された、充填時に液状で硬化後にゴム弾性機能を持つ充填型可撓性部材とから構成されていることを特徴とするプレキャストカルバートの可撓継手構造である。

コンクリート函体の可撓継手においては、地震等の耐震対策として、筒状構造体同士の接合部において、引っ張り力がかかる可能性のある部分は伸びることが可能な構造とし、曲げ力がかかる可能性のある部分は曲がることが可能な構造とすることが求められている。

そのためには、目地を設ける必要があるが、前記特許文献を含めて、目地の確保についての先行技術文献は存在しない。特に、オープンシールド工法等のジャッキ推力の反力を受けるコンクリート函体では、反力を受ける時には目地がない方がよい。

本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、ジャッキ推力の反力を受ける場合でもコンクリート函体間の目地を簡単に確保できるコンクリート函体の可撓性ジョイント形成方法を提供することある。

請求項１記載の本発明は前記目的を達成するため、左側壁板、右側壁板と上床板と下床板とからなり、前後端面が開口として開放されているコンクリート函体で、縦列に並べられ、ジャッキ推力の反力を受けるコンクリート函体であって、コンクリート函体の端面同士の間にボルト貫通孔を上部に並べて有する横長の金属製プレートを隙間保持材プレートとして配置してコンクリート函体を並べ、この隙間保持材プレートは後で脱着ボルトを有する脱着装置で、ネジジャッキ作用によりコンクリート函体内側から抜き取ることを要旨とするものである。

請求項１記載の本発明によれば、ジャッキ推力の反力を受ける時にはコンクリート函体間には隙間保持材プレートが存在して隙間のない状態となり、その後、隙間保持材プレートは後でコンクリート函体内側から抜き取ることで、目地が確保できる。

また、脱着ボルトを有する脱着装置で引き抜くことが可能であり、この脱着装置をコンクリート函体の内側にセットすることで、コンクリート函体の内側から簡単に引き抜くことができる。

請求項２記載の本発明は、ジャッキ推力の反力は、左右側壁板の内側に推進ジャッキを配設し、前面、後面及び上面を開口したオープンシールド機の前面又は上面開口より前方の土砂を掘削排土する工程と、推進ジャッキを伸長してコンクリート函体を反力にしてシールド機を前進させる工程と、シールド機のテール部内で縮めた推進ジャッキの後方に新たなコンクリート函体を上方から吊り降してセットする工程とを適宜繰り返してコンクリート函体を縦列に順次埋設するオープンシールド工法によることを要旨とするものである。

請求項２記載の本発明によれば、このコンクリート函体の可撓性ジョイント形成方法はオープンシールド工法に適用するのに最適である。

請求項３記載の本発明は、隙間保持材プレートは、表面に緩衝材を貼設したことを要旨とするものである。

請求項３記載の本発明によれば、簡単端面に作用する推進反力を緩衝材が縮小することにより、緩衝させ、コンクリート函体の端面のひび割れを防止できる。

以上述べたように本発明のコンクリート函体の可撓性ジョイント形成方法は、ジャッキ推力の反力を受ける場合でもコンクリート函体間の目地を簡単に確保できるものである。

以下、図面について本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明のコンクリート函体の可撓性ジョイント形成方法の１実施形態を示す縦断側面図、図２は同上縦断正面図で、図中４はコンクリート函体である。

コンクリート函体４は、図１３にも示したように、左側板４ａ、右側板４ｂと上床板４ｃと下床板４ｄとからなるもので、前後面が開口として開放されている。

本実施形態では、コンクリート函体４は相互に印ろう継ぎとなるように、前後面を雌部４ｆと雄部４ｇとして形成した。

本発明は、図５、図６に示すように、コンクリート函体４の端面同士の間に隙間保持材プレート１５を配置してコンクリート函体４を並べ、この隙間保持材プレート１５は後でコンクリート函体４の内側から抜き取るものとした。

コンクリート函体４間での隙間保持材プレート１５の配置は、コンクリート函体４の左側板４ａ、右側板４ｂと上床板４ｃと下床板４ｄとの四周について行う。

隙間保持材プレート１５は、横長の金属製プレートで、例えば、鋼板、アルミニューム合金板等で、上辺には台形状の引抜用フランジ部１５ａを形成し、ここにボルト貫通孔１６を間隔を存して並べて設ける。

隙間保持材プレート１５の下辺は、尖り刃状に形成した。図５に示すように、隙間保持材プレート１５の横方向の長さは、コンクリート函体４の内側の径にほぼ近いもの、もしくは複数（図示では二分割）するような長さに近いものである。

この隙間保持材プレート１５はむくでもよいが、他の実施形態として、本体部の両面に発泡樹脂製緩衝材１８を貼り付けた。緩衝材としては、発泡樹脂製緩衝材１８の他に合成ゴム製緩衝材等も採用できる。

例えば、前記図１１、図１２で説明したオープンシールド工法を行う時に、コンクリート函体４間に隙間保持材プレート１５をセットし、目地αを確保する。

オープンシールド工法は、ショベル等の掘削機１１でオープンシールド機１の前面又は上面から土砂を掘削しかつ排土する。この排土工程と同時またはその後に推進ジャッキ３を伸長してオープンシールド機１を前進させる。

そして前記第１番目のコンクリート函体４の前に第２番目のコンクリート函体４をオープンシールド機１のテール部１ｂ内に吊り降す。以下、同様の排土工程、前進工程、コンクリート函体４のセット工程を適宜繰り返して、順次コンクリート函体４をオープンシールド機１の前進に伴い縦列に地中に残置し、さらにこのコンクリート函体４の上面に埋戻し１２を施すものであるが、コンクリート函体４をオープンシールド機１のテール部１ｂ内に吊り降して既設のコンクリート函体４と接続する際に、前記隙間保持材プレート１５を挟み込むものである。

なお、ずれ止めとして、図４に示すように、アングル材による鉄板固定部品２５を挟み込んだ隙間保持材プレート１５の上側突出部の両側に配置し、ボルト・ナット２６で固定する。

図４において、２７はスペーサーにグリースを塗布した函体端面保護材、２８は止水ゴムであるが、これらをコンクリート函体４に配置することも可能である。

このようにして推進ジャッキ３を伸長してオープンシールド機１を前進させる時に、ジャッキ推力の反力を受ける時にはコンクリート函体４間には隙間保持材プレート１５が存在して隙間のない状態となる。

オープンシールド機１の完了後、隙間保持材プレート１５を抜き取るには、脱着装置２０をコンクリート函体４の内側で、コンクリート函体４間に跨るように装備する。

脱着装置２０は、図３に示すように、相互にボルト・ナット２２で締め付け可能な分割体２１ａからなるベース部２１に、上下に貫通する高力ボルトである脱着ボルト２３を設け、その突出端を脚として使用するため脚片２４を取り付けた。分割体２１ａ同士の間には、隙間保持材プレート１５を挟めるもので、装備の際に、ボルト・ナット２２は左右に間隔を存して配置され、これが隙間保持材プレート１５のボルト貫通孔１６を貫通する。

このような脱着ボルトである高力ボルト２３を有する脱着装置で、高力ボルト２３のネジジャッキ作用により、コンクリート函体４を反力として隙間保持材プレート１５を引き抜く。

以上の実施形態は、コンクリート函体４は相互に印ろう継ぎとなるように、前後面を雌部４ｆと雄部４ｇとして形成したものを使用する場合であるが、図９に示すように前後面が平坦のコンクリート函体４の場合でも同様に本発明を使用することができる。

なお、コンクリート函体４は前記のようにＰＣ鋼棒３０またはＰＣ鋼線で締結する場合、隙間保持材プレート１５を配して可撓性ジョイントを形成するのは、所定ピッチの継手毎でよい。

また、可撓ゴム３１を止水材としてコンクリート函体４に配設することもある。図３２は詰材である。

可撓ゴム３１は、中央の中空部と左右両端の係止部からなり、この両端係止部がコンクリート函体４、４の接合端部に埋設される。

本発明のコンクリート函体の可撓性ジョイント形成方法の１実施形態を示す縦断側面図である。 本発明のコンクリート函体の可撓性ジョイント形成方法の１実施形態を示す縦断正面図である。 本発明のコンクリート函体の可撓性ジョイント形成方法の脱着装置の設置状態の側面図である。 本発明のコンクリート函体の可撓性ジョイント形成方法のずれどめ状態を示す側面図である。 本発明のコンクリート函体の可撓性ジョイント形成方法の他の実施形態を示す縦断正面図である。 本発明のコンクリート函体の可撓性ジョイント形成方法の他の実施形態を示す縦断側面図である。 本発明のコンクリート函体の可撓性ジョイント形成方法の他の実施形態を示す要部の縦断側面図である。 本発明のコンクリート函体の可撓性ジョイント形成方法の他の実施形態を示す隙間保持材プレート設置の正面図である。 本発明のコンクリート函体の可撓性ジョイント形成方法の他の実施形態を示す隙間保持材プレート設置の側面図である。 本発明のコンクリート函体の可撓性ジョイント形成方法の他の実施形態を示す隙間保持材プレート設置の要部の側面図である。 オープンシールド工法の概要を示す横断平面図である。 オープンシールド工法の概要を示す縦断側面図である。 コンクリート函体の斜視図である。

１…オープンシールド機 １ａ…フロント部
１ｂ…テール部 ２…中折ジャッキ
３…推進ジャッキ(シールドジャッキ)
４…コンクリート函体 ４ａ…左側板
４ｂ…右側板 ４ｃ…上床板
４ｄ…下床板 ４ｅ…箱抜き部
４ｆ…雌部 ４ｇ…雄部
６…可動刃口 ７…スライドジャッキ
８…土留板 ９…隔壁
１０…プレスバー（押角） １１…掘削機
１２…埋戻し １３…裏込注入材
１４…揚重機 １５…隙間保持材プレート
１６…ボルト貫通孔 １８…発泡樹脂製緩衝材
２０…脱着装置 ２１…ベース部
２１ａ…分割体 ２２…ボルト・ナット
２３…高力ボルト ２４…脚片
２５…鉄板固定部品 ２６…ボルト・ナット
２７…函体端面保護材 ２８…止水ゴム
３０…ＰＣ鋼 ３１…可撓ゴム
３２…詰材

Claims (3)

1. 左側壁板、右側壁板と上床板と下床板とからなり、前後端面が開口として開放されているコンクリート函体で、縦列に並べられ、ジャッキ推力の反力を受けるコンクリート函体であって、コンクリート函体の端面同士の間にボルト貫通孔を上部に並べて有する横長の金属製プレートを隙間保持材プレートとして配置してコンクリート函体を並べ、この隙間保持材プレートは後で脱着ボルトを有する脱着装置で、ネジジャッキ作用によりコンクリート函体内側から抜き取ることを特徴としたコンクリート函体の可撓性ジョイント形成方法。
2. ジャッキ推力の反力は、左右側壁板の内側に推進ジャッキを配設し、前面、後面及び上面を開口したオープンシールド機の前面又は上面開口より前方の土砂を掘削排土する工程と、推進ジャッキを伸長してコンクリート函体を反力にしてシールド機を前進させる工程と、シールド機のテール部内で縮めた推進ジャッキの後方に新たなコンクリート函体を上方から吊り降してセットする工程とを適宜繰り返してコンクリート函体を縦列に順次埋設するオープンシールド工法による請求項１記載のコンクリート函体の可撓性ジョイント形成方法。
3. 隙間保持材プレートは、表面に緩衝材を貼設した請求項１または請求項２に記載のコンクリート函体の可撓性ジョイント形成方法。

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