JPH0377328B2

JPH0377328B2 -

Info

Publication number: JPH0377328B2
Application number: JP58213804A
Authority: JP
Inventors: Kunimitsu Yamada; Iwao Mino; Kiminobu Ashida
Original assignee: Denki Kagaku Kogyo KK
Current assignee: Denka Co Ltd
Priority date: 1983-11-14
Filing date: 1983-11-14
Publication date: 1991-12-10
Also published as: JPS60105710A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、場所打ち杭，地下連続壁あるいは地
下止水壁等の地下構造物の構築方法およびそれに
使用されるコンクリートブロツクに関するもので
ある。〔従来技術〕コンクリート部材にプレストレスを導入するこ
とは構造部材としての曲げ性質を向上させ、破壊
に至るまでの変形を大きくし勒性に富んだ部材な
らしめたり、断面積を縮小してコンパクトな部材
とすることができる等の数々の利点があるが、従
来場所打ち杭，地下連続壁，地下止水壁等の地下
構造物にはプレストレス工法が用いられていなか
つた。その理由としては、地盤掘削孔中には掘削面保持のためペントナ
イト溶液等の泥水が注入されているため、その
中へコンクリートを打設する際に泥水とコンク
リートが混合し、コンクリートの品質が安定せ
ず、プレストレスを導入するだけの高い強度が
得られない。場所打ち工法で泥水と置換して形成されたコ
ンクリート部材は周囲の土と直接接触している
ため、プレストレスを導入してもコンクリート
と周囲の土との摩擦により均一な緊張力を与え
ることができない。プレストレスを導入する場合はポストテンシ
ヨン工法を採用することとなるが、基礎構造物
の場合シース先端から地下まで10〜数10mにま
で及ぶためグラウトの施工が困難であるまた、PC杭，AC杭等の既製のプレストレス
トコンクリート部材を使用する場合には、施工
時に打ち込むために騒音による環境破壊が起こ
つたり、これらの既製部材はかなり長大である
ため、工場から現場までの運搬に問題があつ
た。さらに、地中構造物としてのPC部材は地
盤や支持機構の変更等により初期に設定した曲
げモーメントの分布形が変化することが通常で
ある。そのためコンクリートに発生する圧縮応
力が初期のプレストレス力に加算され、コンク
リートには非常に大きな圧縮力が作用すること
となる。従つてこの圧縮力に耐えうる強度を有
するコンクリートが要求される。〔発明の目的〕本発明は前記事情に鑑み創案されたもので、プ
レストレス工法を採用し、曲げ力に対して変形量
が大きく従つて破壊されにくい地下構造物に構築
する構築方法を提供し、またその構築方法に使用
するのに有効的な形状および素材よりなるコンク
リートブロツクを提供することを目的とする。〔発明の構成〕本発明は、泥水で満たされた地盤掘削孔中にお
いて、PC鋼材貫通孔を有するコンクリートブロ
ツクを所定の数端部に固定装置を有するPC鋼材
に挿嵌して積み重ね、PC鋼材を緊張し、複数の
コンクリートブロツクを一体化して形成したプレ
ストレストコンクリート構造物をグラウト材によ
り地盤に固定して地下構造物を構築する地下構造
物の構築方法である。また、上記方法において使用されるコンクリー
トブロツクは、一面からそれと対向する他面に貫
通するPC鋼材貫通孔を有し、該PC鋼材貫通孔の
長手方向に平行な平面を二面以上有する柱状で、
積み重ねられた際に互いに接合し合う面の一面は
球状の凸面であり、他面は該凸面と嵌合し密着可
能な形状を有する球状の凹面でかつこの凹面の外
周部に沿つて凹面と逆方向に湾曲する湾曲面を設
けたことを特徴とするコンクリートブロツクであ
る。さらにこのコンクリートブロツクは、セメン
ト100重量部に対し、平均粒径1μ以下の超微粉を
２〜50重量部、高性能減水剤を１〜10重量部配合
し、水セメント比0.3以下で混練したコンクリー
トからなるコンリートブロツクである。〔実施例〕以下この発明を図示する一実施例に基づき詳細
に説明する。〔〕コンクリートブロツクコンクリートブロツク（以下ブロツクと略す）
１は中央にPC鋼材貫通孔２を有し、該PC鋼材貫
通孔２の長手方向に平行な平面６を六つ有する断
面正六角形状の柱状ブロツクである。第１図ｂに
示すブロツク１の縦断面図を元に、このブロツク
１の形状を具体的に説明する。 PC鋼材貫通孔２の開口する一面には球状の凹
部４が形成されている。その球状の凹面４ａは、
中心線ｍ上の点O₂を中心とし点Ｂを通る半径R₄
の円弧をもつ球面であり、凹部４の半径はR₂と
なる。また前記凹部４と、PC鋼材貫通孔２を挾んで
対向する他面には球状の凸部３が形成されてい
る。その球状の凸面３ａは、点O₂からＬだけ離
れた中心線ｍ上の点O₃を中心とする半径R₄の円
弧をもつ球面であり、凸部３の半径はR₁となる
ように形成されている。このようにして凸部３と
凹部４とは互いに嵌合し密着可能な形状を有する
接合面となつている。また、凹部４の外周部に沿つてこの凹部４と逆
方向に湾曲する湾曲面５が設けられているが、こ
れは線分BCよりも突出する弧BCをもつ湾曲面で
ある。湾曲面５よりも外部にある接合面の端部ｔには
5゜〜30゜の面取りを施し、こばかけ等を防止する。
また、このブロツク１を積み重ねたとき凹部４の
端部にかかる力でこの部分が剪断破壊されないよ
うにθ₁は45゜〜90゜，θ₂は0゜〜45゜とするのが好ま
し
いブロツク１は以上述べたように形成されてお
り、第２図に示す形状をなしているのであるが、
これに限られるものではなく、第３図に示すよう
に横断面が正三角形状のもの、二平面が切り欠か
れた円柱あるいは楕円柱のもの等が考えられる。
また、ブロツクが大型化する場合には、PC鋼材
貫通孔を中央部に複数個設けてもよい。〔〕地下構造物の構築方法次に、前記ブロツク１を用いて場所打ち杭を構
築する構築方法について順次説明する。地盤掘削孔７内は掘削面保持のためベントナイ
ト溶液等の泥水８で満たされている。（第４図）
この掘削孔７中に、端部に固定装置９を有しシー
スｓ内に挿通されたPC鋼材ｌを入れ、PC鋼材ｌ
の先端を掘削孔７の開口部に突出させる。（第５
図）このPC鋼材ｌはアンポンドPC鋼材であり、
PCストランド、亜鉛めつき線等が考えられる。このPC鋼材ｌに、前記したブロツク１の凸部
３を下方にしてPC鋼材貫通孔２にPC鋼材ｌを貫
通させて所定の数挿嵌し、掘削孔７の最下部から
開口部にまで至るコンクリート柱を形成する。
（第６図）このとき、各々のブロツクは上下に位
置するブロツクのそれぞれの凸面と凹面が嵌合し
合つている。（第７図）このように形成されたコンクリート柱の中央を
貫通するPC鋼材ｌをジヤツキ等で緊張し、アン
カー１０で固定させてプレストレストコンクリー
ト柱Ａを形成する。（第８図）さらに、このプレ
ストレストコンクリート柱Ａと掘削孔７との間隙
に膨張性のグラウト材１１を注入し、地盤に固定
する。（第９図）このとき使用されるグラウト材
１１は、周囲の地盤の土程度の強度でよい。下記に示したのは、本工法において地滑り抑止
杭を施工した試験工事の概要である。この工事に
おいては、長さ2m，中空径15cmのユニツトブロ
ツクを10個用いて杭を構築したものである。杭の長さ 20m 杭の径 50cm 削孔径
60cm（削孔方式：泥水使用リバースサーキユレ
ーシヨン）地盤０〜7m土砂，７〜9m砂礫，９〜20m土丹削孔時間５時間 PCアンボンドケーブルの挿入および設置
５分間ブロツク沈設の段取 15分間 10ブロツクの沈設時間（１ユニツト５分〜10分
間）１時間10分周辺グラウト注入１時間計約７時間30分以上が１本当りの施工サイクル時間となるが、
これは試験施工であるため多少時間が余分にかか
つているものであり、本工事において施工した場
合にはさらに時間短縮が図られると考えられる。
このように、ブロツク沈設が想定したより容易
で、削孔壁の崩壊もなく施工において問題の生じ
ないことが確認されている。以上のようにして場所打ち杭を構築するのであ
るが、前記プレストレストコンクリート柱Ａを複
数個横に並べて使用すると地下連続壁，地下止水
壁となる。その際には、ブロツク１の側面にある
平面部６が長手方向に連続するようにブロツクを
積み上げ、互いに隣接するコンクリート柱の平面
部６が密着するようにコンクリート柱を並設して
いく。（第１０図）このように、本発明による地下構造物は個々の
独立したコンクリートブロツクをPC鋼材の緊張
力で締めつけて一体化したものを単位として構築
されているため、横方向からの力に対し柔軟性の
ある構造となり、曲げモーメントに対する変形能
力が大きい。通常、地中に埋め込まれた構造物は
土圧による曲げモーメントを受けるが、構造物全
体に同等の曲げモーメントを受けるのではなく、
構造物の各部によつて異なるものである。従つ
て、絶対値の大きな曲げモーメントを受ける部分
はよりフレキシブルな構造とすることが望まし
い。そこで、本発明においてブロツク１の長さを
構造物に作用する曲げモーメントの大きさに応じ
て使い分けることが考えられる。すなわち、大き
な曲げモーメントを受ける部分には短尺のブロツ
クを、曲げモーメントの小さい部分あるいは全く
曲げモーメントを受けない部分には長尺のブロツ
クを使用するのである。このようにすれば非常に
合理的に構築作業をすることができる。（第１１
図）〔〕コンクリートブロツクの組成ところで、本発明の地下構造物は導入されるプ
レストレスが大きければ大きいほど、構造部材と
しての性能が向上するので、大きなブレストレス
を導入できる高強度なコンクリートブロツクが要
求される。そこで、本発明のコンクリートブロツ
クはセメント100重量部に対し、平均粒径1μ以下
の超微粉を２〜50重量部、高性能減水剤を１〜10
重量部の割合で配合し、水セメント比0.3以下で
混練したコンクリートによつて形成することによ
り高強度なものとすることができる。超微粉としては、シリコンまたはシリカ質ダス
トが特に好適であり、その他フライアツシユ，炭
酸カルシウム，シリカゲル，酸化チタン，酸化ア
ルミニウム等の水溶性の低い超微粉が使用でき
る。超微粉の使用量はセメント100重量部に対し50
重量部以下、好ましくは２〜40重量部である。50
重量部を越えると混練物の流動性が著しく低下し
成形することが困難となり、かつ強度発現も不充
分となる。高性能減水剤としては、メラミンスルホン酸ホ
ルムアルデヒド縮合物の塩、ナフタレンスルホン
酸ホルムアルデヒド縮合物の塩、高分子リグニン
スルホン酸塩、ポリカルボン酸塩などを主成分と
するものがあげられる。高性能減水剤の標準使用量はセメントに対して
0.3〜1.0重量部であるが、本発明ではそれ以上添
加することが好ましく、セメント100重量部に対
して10重量部以下、好ましくは２〜５重量部であ
る。高性能減水剤は混練物を低水セメント比で得
るためには不可欠であり、10重量部より多いと減
水効果が添加量の増大に伴なわなくなり、かえつ
て硬化に悪影響を与える。さらに高い強度が必要な場合、前記組成に、セ
メント100重量部に対して、硫酸カルシウムの二
水塩、または無水塩の内少なくとも１種を１〜20
重量部添加して混練りしたコンクリートが使用で
き、さらに増して、より高い強度が必要な場合、
前記コンクリートの骨材を硬質なもの、好ましく
はモース硬度６以上のものを用いることができ
る。また該コンクリートブロツクの養生は、一般
の普通養生でも良いが実用上、蒸気養生等の促進
養生を行なうのがよい。さらに、硫酸カルシウム
を添加して促進養生を行なえば、より一層高い強
度が安定的に得られる。また、不慮の事態に備えて上記コンクリートを
鉄筋やスチールフアイバー，グラスフアイバー，
木毛等の繊維あるいはワイヤーメツシユ，金網等
で補強してもよい。〔発明の効果〕本発明にかかる地下構造物の構築方法は、 (1) 既に十分な強度のあるコンクリートブロツク
を泥水中に入れるため、コンクリートと泥水が
混合することがなくブレストレス導入可能な安
定したコンクリート強度が得られる。また、泥
水中においてコンクリートブロツクを積み重ね
これをPC鋼材の緊張により締め付けるため土
との摩擦によるブレストレス力の損失がなく、
均一なブレストレスを導入することができる。 (2) このように地下構造物の場所打ちにブレスト
レスト工法が採用できるため、打ち込みによる
騒音等の問題を起こすことなく曲げ性能の高い
勒性に富んだ地下構造物を構築することができ
る。 (3) さらに、本工法で使用されるコンクリートブ
ロツクは個々独立しているため、運搬が容易で
あるばかりでなく、古い構造物の基礎部の補強
などの際には上部構造物を破壊せずにすむ。 (4) 個々独立したコンクリートブロツクを緊張力
により一体化して形成された構造物は曲げ力に
対して柔軟性が高く局所破壊が起こりにくいた
め、性能のよい杭，地下連続壁等を構築するこ
とができる。また、本発明に使用されるコンクリートブロツ
クは、 (1) ブロツクとブロツクの接合面が互いに密着す
る球状の凸面および球状の凹面であるため、接
合面にかかるPC鋼材の緊張力が均一に分散さ
れ、接合面の破損がおこりにくい。また、この
ブロツクを積み重ねて形成された構造物が第１
２図に示す矢印の方向から圧縮力を受けた場合
でも、接合面が球面であるため接合面圧縮側に
かかる力が分散され、接合面の破損が起こりに
くい。 (2) 凹部の外周部に沿つて湾曲面を設けたことに
より、この部分の強度が増し構造物の受ける曲
げモーメントでブロツク端部が局部支圧を受け
たときにも剪断破壊されにくい。 (3) このブロツクにより形成されたコンクリート
柱を横方向に並べて地下連続壁等を形成する場
合には、側面に設けられた平面部が互いに隣接
するブロツクの平面部と当接するため止水性が
高く、外力の伝達も行われやすい。また、本発明のコンクリートブロツクは別に添
付した表１に示すような組成により、すぐれた強
度を発揮するものであることが明らかになつてい
る。【表】

【図面の簡単な説明】

第１図ａは本発明のコンクリートブロツクの平
面図、第１図ｂは第１図ａのＡ−Ａ線断面図、第
２図は第１図のコンクリートブロツクの斜視図、
第３図はコンクリートブロツクの他の実施例を示
す平面図、第４図〜第６図および第８図，第９図
は本発明の構築方法を示す図、第７図はコンクリ
ートブロツク接合面の拡大断面図、第１０図ａは
地下連続壁を示す図、第１０図ｂ，ｃ，ｄは第１
０図ａの平面図、第１１図は長さの違うブロツク
を使用した実施例を示す図、第１２図はコンクリ
ート柱の断面図である。１……コンクリートブロツク、２……PC鋼材
貫通孔、３……凸部、３ａ……凸面、４……凹
部、４ａ……凹面、５……湾曲面、６……平面
部、７……掘削孔、８……泥水、９……固定装
置、１０……アンカー、１１……グラウト材、Ａ
……ブレストレストコンクリート柱、ｌ……緊張
材、ｓ……シース。

Claims

【特許請求の範囲】１地盤掘削孔中において、PC鋼材貫通孔を有
するコンクリートブロツクを所定の数PC鋼材に
挿嵌して積み重ね、PC鋼材を緊張し、複数のコ
ンクリートブロツクを一体化して形成したプレス
トレストコンクリート構造物を地盤に固定して地
下構造物を構築する地下構造物の構築方法。２一面からそれと対向する他面に貫通するPC
鋼材貫通孔を有し、該PC鋼材貫通孔の長手方向
に平行な平面を二面以上有する柱状のコンクリー
トブロツクであつて、接合面の一面は球状の凸面
であり、他面は該凸面と嵌合し密着可能な形状を
有する球状の凹面でかつこの凹面の外周部に沿つ
て凹面と逆方向に湾曲する湾曲面を設けたことを
特徴とするコンクリートブロツク。