西松建設技報

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きのこながだき
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Confirmation of the measures effect to improve the durable quality of concrete at U type retaining wall 永津学中桐 Manabu Nagatsu 峯尾 Hideo Nakagiri 裕喜椎名貴快 Hiroki Mineo 要秀雄 Takayoshi Shiina 約掘割式 U

1 Confirmation of the measures effect to improve the durable quality of concrete at U type retaining wall 永津学中桐 Manabu Nagatsu 峯尾 Hideo Nakagiri 裕喜椎名貴快 Hiroki Mineo 要秀雄 Takayoshi Shiina 約掘割式 U 型擁壁の築造工事において躯体コンクリートのひび割れ防止および品質向上を目的として幾つかの施工対策を講じた具体的には側壁に着目してひび割れ誘発目地の増設や型枠脱型後の養生対策を実施した本報では施工時に講じた対策技術の概要や現場計測によって得られた効果について報告するまたコンクリートの品質管理技術についても併せて記した目次工事名圏央道桶川地区改良工事 1 はじめに発注者国土交通省関東地方整備局 2 工事概要工事場所埼玉県桶川市上日出谷地先 3 提案技術の概要工 4 効果確認施工形態西松単独 5 おわりに工事内容期平成 23 年 12 月 6 日平成 25 年 3 月 31 日工事延長 1 はじめに本工事は桶川市上日出谷地先の約 160 m の区間に圏 L 161 m 躯体延長 L 122 m 構造物掘割式 U 型擁壁 7 ブロック 20 m/ブロック防水工改質アスファルト系塗膜防水土留壁柱列式連続地中壁 ECW 工法央道首都圏中央自動車連絡道を構築するものである土留工道路構造は掘割式 U 型擁壁であり施工は①仮桟橋工仮桟橋切梁腹起し 2 段支保工幅 8 m 延長 120 m ②掘削土留工 ③防水工 ④躯体構築工の手順で行った躯体コンクリートの品質向上を目的に施工上の工夫としてひび割れ誘発目地の増設型枠脱型後のコンクリート養生技術うるおいの採用単位水量の連続モニタリング管理などを実施した本報では当該技術の概要および現場での計測結果から得られた結果について報告する 2 工事概要本工事は桶川市上日出谷地先の約 160 m 区間に圏央道首都圏中央自動車連絡道を新設する工事である以下に工事概要を示す図 1 写真 1 2 参照関東土木支桶川改良出土木設計部設計課技術研究所土木技術グループ西松技報2014.indb 1 図 1 工事概要

3 2 ⑴ ひび割れ誘発目地使用目的先行打設コンクリートである底版の外部拘束による側壁下端部の温度ひび割れ対策として原設計と同様にひび割れ誘発目地を設置する目地間隔は原設計の半分の間隔とする原設計 10 m 提案 5 m 目地材は躯体内部に A 部材と B 部材図 2 写真 3

原設計の課題写真 3 ひび割れ誘発目地設置状況土木工事における躯体コンクリートの品質管理は発 ⑵ 注者の工事共通仕様書や特記仕様書に基づいて行われて事前解析おり特別な事情入札時の技術提案等がない限りコ 3 次元温度応力解析を行い原設計と提案ひび割れスト面の問題から

4 合施工者側の責任で補修しているのが現状である解析手法 3 次元 FEM 解析当該工事においては原設計の段階で先行打設コンクリートである底版の拘束による側壁下端部の温度ひび割環境温度埼玉県久喜市の月平均気温図 5 れ対策としてひび割れ誘発目地が 1 ブロック延長 L コン配合

0 程度で壁表 1 厚 800 mm と厚いため経験上温度ひび割れの発生が懸念されたまたブロックによっては 12 月初旬に側壁コンクリート打設を予定しており通常の型枠脱型およびコンクリセメント種類 σck BB 27 ート養生を行った場合コンクリート表面からの急激な W/C

2 3 2 ⑴ ひび割れ誘発目地使用目的先行打設コンクリートである底版の外部拘束による側壁下端部の温度ひび割れ対策として原設計と同様にひび割れ誘発目地を設置する目地間隔は原設計の半分の間隔とする原設計 10 m 提案 5 m 目地材は躯体内部に A 部材と B 部材図 2 写真 3 を設置し表面にはシール材で止水を行う仕様が一般的であるが型枠脱型後の止水作業等の後施工が不要で後々の脱落の心配が無い埋込化粧目地を設けた写真 1 工事全景仮桟橋土留工図 2 ひび割れ誘発目地詳細部材部材写真 2 工事全景Ｕ型擁壁構築完了 3 提案技術の概要 3 1 原設計の課題写真 3 ひび割れ誘発目地設置状況土木工事における躯体コンクリートの品質管理は発 ⑵ 注者の工事共通仕様書や特記仕様書に基づいて行われて事前解析おり特別な事情入札時の技術提案等がない限りコ 3 次元温度応力解析を行い原設計と提案ひび割れスト面の問題から記述以上の品質管理や対策は行われ誘発目地の追加設置側壁型枠脱型後にうるおいで側壁ていないしかしながら仕様書等に基づく品質管理をを 7 日間養生におけるひび割れ指数を算出した解析条件行ったとしても有害なひび割れや漏水等が発生した場検討断面 U 型擁壁壁厚 800 mm 図 3 4 合施工者側の責任で補修しているのが現状である解析手法 3 次元 FEM 解析当該工事においては原設計の段階で先行打設コンクリートである底版の拘束による側壁下端部の温度ひび割環境温度埼玉県久喜市の月平均気温図 5 れ対策としてひび割れ誘発目地が 1 ブロック延長 L コン配合 BB 表 1 20 m に対して中央部の 1 箇所に設けられていたしかし打設工程 10 月 2 月表 2 目地間隔 L 側壁リフト高 H が最大 3.0 程度で壁表 1 厚 800 mm と厚いため経験上温度ひび割れの発生が懸念されたまたブロックによっては 12 月初旬に側壁コンクリート打設を予定しており通常の型枠脱型およびコンクリセメント種類 σck BB 27 ート養生を行った場合コンクリート表面からの急激な W/C s/a 51.5 表 2 乾燥や温度降下により収縮ひび割れの発生や表面部で部位の水和反応の停滞による緻密性の低下など耐久性に悪影時期響が及ぶ可能性があったコンクリート配合条件底版 44.6 単位量 kg/m 3 W C S G Ad コンクリート打設スケジュール側壁① 側壁② 高覧① 10 月中旬 11 月中旬 12 月中旬 1 月中旬高覧② 2 月初旬 2 西松技報2014.indb 2

解析結果提案で追加した誘発目地表 4 に原設計と提案の温度応力解析結果を示す同表より提案条件の方が側壁下端の温度ひび割れ指数が 1.15 から 1.

写真 4 を用いたコンクリート養生技術である型枠を脱型した後コンクリート表面に養生パネルを密着するように一定期間設置することでコンクリート表面からの急激な乾燥や温度降下を防止できる写真 5 は現場での U 型擁壁の側壁部コンクリート内面側における養生パネルの使用状況である

写真 5 表 3 一般的な配筋の構造物における標準的なひび割れ発生確率と安全係数 γcr の参考値対応所見確率 γcr ひび割れを防止したい場合 5 1.75 以上ひび割れの発生をできるだけ制限したい場合 25 1.

3 解析結果提案で追加した誘発目地表 4 に原設計と提案の温度応力解析結果を示す同表より提案条件の方が側壁下端の温度ひび割れ指数が 1.15 から 1.51 に向上するひび割れ発生確率は 65 から 17 に低下ことを確認した図 6 表 3 この結果はひび割れ誘発目地の増設による効果が大きいと考える 3 3 ⑴ 原設計の誘発目地図 3 うるおい技術の概要うるおいとは保温性や湿潤保持性の高い独自の養生 U 型擁壁縦断図パネル写真 4 を用いたコンクリート養生技術である型枠を脱型した後コンクリート表面に養生パネルを密着するように一定期間設置することでコンクリート表面からの急激な乾燥や温度降下を防止できる写真 5 は現場での U 型擁壁の側壁部コンクリート内面側における養生パネルの使用状況であるパネルの固定はさん木を用いて足場を控えに固定した月平均気温図 4 U 型擁壁横断図埼玉県久喜市過去３年間の平均月図 5 久喜市の月平均気温観測値写真 4 うるおい養生パネル山留壁側壁うるおい養生パネル図 6 さん木を用いて足場で固定定 1 安全係数とひび割れ発生確率写真 5 表 3 一般的な配筋の構造物における標準的なひび割れ発生確率と安全係数 γcr の参考値対応所見確率 γcr ひび割れを防止したい場合以上ひび割れの発生をできるだけ制限したい場合以上 ⑵ 壁コンクリート部におけるうるおい養生パネルの使側用状況養生効果うるおい養生の適用により保温性や湿潤性といった養生効果を得られコンクリート内外温度差に起因した内部拘束による温度ひび割れや乾燥収縮によるひび割れの発生防止を期待できるまたセメントの水和反応ひび割れの発生を許容するがひび割れ幅が過以上大とならないように制限したい場合を促進し強度増進や表層コンクリートの緻密化を促すため中性化抵抗性の向上も確認している 3 西松技報2014.indb 3

4 表 4 温度応力解析結果の比較検討 U 型擁壁原設計誘発目地箇所提案標準養生誘発目地箇所うるおいで側壁を日間養生解析モデル指数分布温度分布 ④高欄指数経時変化 ⑤高欄温度経時変化 ④高欄 ④高欄 ⑤高欄 ⑤高欄 4 西松技報2014.indb 4

4 2 4 効果確認 ⑴ 4 1 計測概要計測結果発生応力度図 8 に側壁部下端で測定した全ひずみの値から推定温度ひび割れ対策と品質向上を目的として提案した技した発生応力度拘束応力の結果を示すなお同図術の効果確認を行うため表 5 に示す計測工を行い事には事前解析の結果も併せて示す前解析で行った温度応力解析結果との比較検討を行ったひび割れ誘発目地の増設により

0N/mm 程度引張計測期間は 1 ヶ月で計測頻度定した写真 6 7 応力の約 50 であったなお解析値と測定値は材齢は 1 時間毎の自動計測である初期で若干乖離した結果となっておりこの理由として表 5 計測項目温度全ひずみ湿度計測機器温度解析における熱伝達境界の設定やひずみ成分から応計測項目一覧計測位置備力成分に換算する過程での自由ひずみ成分の算定精度な

5 4 2 4 効果確認 ⑴ 4 1 計測概要計測結果発生応力度図 8 に側壁部下端で測定した全ひずみの値から推定温度ひび割れ対策と品質向上を目的として提案した技した発生応力度拘束応力の結果を示すなお同図術の効果確認を行うため表 5 に示す計測工を行い事には事前解析の結果も併せて示す前解析で行った温度応力解析結果との比較検討を行ったひび割れ誘発目地の増設により目地間隔が当初案 10 計測位置は図 7 に示した側壁部下端で底版面より高 m の半分となったことで発生応力度の値は引張応力にさ 500 mm の位置とし温度湿度および全ひずみを測対して小さい値となり最大でも 1.0N/mm 程度引張計測期間は 1 ヶ月で計測頻度定した写真 6 7 応力の約 50 であったなお解析値と測定値は材齢は 1 時間毎の自動計測である初期で若干乖離した結果となっておりこの理由として表 5 計測項目温度全ひずみ湿度計測機器温度解析における熱伝達境界の設定やひずみ成分から応計測項目一覧計測位置備力成分に換算する過程での自由ひずみ成分の算定精度な考熱電対内側鉄筋位置部材中央位置コンクリート打設時ひずみ計内側鉄筋位置コンクリート打設時内側表面脱型後うるおいと同時湿度計 2 どにやや課題があったと推定されるしかしながら応力挙動は解析値と測定値で概ね等しいため事前解析による応力再現ができていたと考える引張応力応力度側壁解析値測定値底版材齢図 7 図 8 計測設置位置 1 断面あたり ⑵ 日発生応力度の計測値と解析値コンクリート温度と表面湿度図 9 に側壁の中心部と表面近傍部との差分温度内熱電対箇所ひずみ計外温度差の測定結果を示す型枠を脱型した材齢 12 日箇所目以降うるおい養生パネルを材齢 19 日まで 7 日間設置したなお養生パネルを当該時期に設置した理由は事前解析の結果表 4 から温度ひび割れ指数の値が最も小さくなる材齢がコンクリート打込み完了後およそ 12 日経過した型枠脱型以降であったためであるつひずみ計と熱電対の設置状況写真 7 側壁部の内外温度差写真 6 湿度計の設置状況うるおい養生期間湿度以上養生効果による温度差の低減図 9 側壁部内外温度差の測定結果 5 西松技報2014.indb 5

まり脱型に伴うコンクリート表面温度の急激な低下と密度計表面の乾燥により内部拘束および外部拘束による影響水分計が現れて指数が低下したと推定した測定の結果

90 以上を保持しており高い湿潤効果も得られた以上より養生パネルの設置による保温湿潤効果がひび割れ発生リスクの低減につながったと考える ⑶ コンクリート仕上がり状況写真

良好な状態を保持していた写真 8 写真 9 連続式 RI コンクリート水分計による単位水量測定管理写真 10 明樹脂型枠による褄部コンクリートの充てん確認状透況写真 11

れ発生を防止し品質を向上させることを目的に施工上ひび割れ誘発目地の増設や型枠脱型後の養生対策を講じた結果一定の効果を確認できたまたこの他にも

おける充填状況可視化のための透明樹脂型枠写真 10 の使用などを採用したさらに積算温度による強度管理や模擬ブロック供試体 800 mm 800 mm を用いた養生効果の検証

6 まり脱型に伴うコンクリート表面温度の急激な低下と密度計表面の乾燥により内部拘束および外部拘束による影響水分計が現れて指数が低下したと推定した測定の結果うるおい養生期間中の内外温度差の値は 2 以下となり養生パネルの保温養生効果により温度差が小さくなったと推定されるまた養生パネル設置期間中のコンクリート表面部における湿度は 90 以上を保持しており高い湿潤効果も得られた以上より養生パネルの設置による保温湿潤効果がひび割れ発生リスクの低減につながったと考える ⑶ コンクリート仕上がり状況写真 8 に側壁コンクリートの仕上がり状況を示す高欄部にひび割れが確認されたものの側壁部においては打込み完了後 3 ヵ月目におこなったクラック調査でも有害なひび割れの発生は確認されず良好な状態を保持していた写真 8 写真 9 連続式 RI コンクリート水分計による単位水量測定管理写真 10 明樹脂型枠による褄部コンクリートの充てん確認状透況写真 11 擬ブロック供試体 800 mm 800 mm を用い模たコンクリート品質確認 U 型擁壁側壁部の仕上がり状況 5 おわりに本現場では U 型擁壁におけるコンクリートのひび割れ発生を防止し品質を向上させることを目的に施工上ひび割れ誘発目地の増設や型枠脱型後の養生対策を講じた結果一定の効果を確認できたまたこの他にもコンクリートの品質管理としてポンプ車のブームに取り付けた連続式 RI コンクリート水分計写真 9 による単位水量の連続監視や側壁褄部の止水板周辺における充填状況可視化のための透明樹脂型枠写真 10 の使用などを採用したさらに積算温度による強度管理や模擬ブロック供試体 800 mm 800 mm を用いた養生効果の検証写真 11 なども実施しコンクリート品質の向上に努めた謝辞現場計測の実施にあたり国土交通省関東地方整参考文献備局大宮国道事務所のご理解を賜ったここに記して謝 1 土木学会コンクリート標準示方書設計編 2007 意を表します年制定 6 西松技報2014.indb 6

西松建設株式会社

西松建設株式会社 Application of Pipe Cooling Method in Side Wall of Caissons * Tomoki Ito ** Kuniyoshi Yamashita 1.5 m 1 3 4 5 15.5 m 1.5 m 1.5 m 33.75 m σ ck=4 N/mm * 1 ** ( ) ( )( : ( )) パイプクーリングの計画と予測解析 1 パイプクーリングの計画