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【発明の名称】 |
場所打ちコンクリートの圧縮強度推定方法及びシールド工法 |
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【氏名】田中 博一
【氏名】栗田 守朗 |
【課題】コア試料を採取する方式ではなく、供試体を用いる方式において、正確に覆工コンクリートの圧縮強度を推定することのできる方法を得る。
【解決手段】トンネルの一次覆工を場所打ちコンクリートで行うシールド工法において、覆工コンクリートの硬化時の温度履歴を測定する工程Ｓ１と、測定した温度履歴を与えながら養生させることでコンクリートの供試体を作成し、該供試体に対し圧縮強度試験を行う工程Ｓ２と、試験結果により積算温度と圧縮強度の関係を求める工程Ｓ３と、以降の施工の際は、覆工コンクリートの打設後の温度履歴を測定して積算温度を算出する工程Ｓ４と、該算出した積算温度と、先に供試体を用いて求めた積算温度と圧縮強度との関係より、現在養生中の覆工コンクリートの圧縮強度を推定する工程Ｓ５とを有する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 場所打ちコンクリートの硬化時の温度履歴を測定し、測定した温度履歴を与えながら養生させることでコンクリートの供試体を作成し、該供試体に対し圧縮強度試験を行うことにより積算温度と圧縮強度の関係を求め、以降の施工の際は、養生中の場所打ちコンクリートの打設後の温度履歴を測定して積算温度を算出し、該算出した積算温度と、先に供試体を用いて求めた積算温度と圧縮強度との関係より、現在養生中の場所打ちコンクリートの圧縮強度を推定することを特徴とする場所打ちコンクリートの圧縮強度推定方法。
【請求項２】 トンネルの一次覆工を場所打ちコンクリートで行うシールド工法において、覆工コンクリートの硬化時の温度履歴を測定し、測定した温度履歴を与えながら養生させることでコンクリートの供試体を作成し、該供試体に対し圧縮強度試験を行うことにより積算温度と圧縮強度の関係を求め、以降の施工の際は、覆工コンクリートの打設後の温度履歴を測定して積算温度を算出し、該算出した積算温度と、先に供試体を用いて求めた積算温度と圧縮強度との関係より、現在養生中の覆工コンクリートの圧縮強度を推定し、推定した圧縮強度に基づいて工程を進めることを特徴とするシールド工法。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、場所打ちコンクリートの圧縮強度推定方法及び場所打ちコンクリートにより一次覆工を行うシールド工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】シールドトンネルの一次覆工は、セグメントあるいは場所打ちコンクリートを用いて構築される。覆工体の品質を把握するためには、覆工体の圧縮強度を把握することが重要である。セグメントは工場で製造されるため圧縮強度を容易に把握できる。一方、ＥＣＬ工法（場所打ちコンクリートをセグメントの代わりに施工し、硬化後にジャッキでシールドを推進させる工法）では、場所打ちコンクリートを用いて覆工体を構築するため、打ち込まれた覆工コンクリートの圧縮強度を直接把握することは非常に難しい。そのため、何らかの方法で圧縮強度を推定する必要がある。特に、ＥＣＬ工法では、型枠を脱型する材齢１、２日程度の初期材齢の圧縮強度を把握することが重要である。
【０００３】しかし、現状では、ＥＣＬ工法の施工実績は少なく、ＥＣＬ工法で施工した覆工コンクリートの圧縮強度を推定する方法は確立されていない。コンクリートの圧縮強度を推定する従来技術には、標準養生あるいは現場養生した供試体を用いる方法、覆工コンクリートよりコア試料を採取する方法などがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの方法を、ＥＣＬ工法で施工した覆工コンクリートに適用するには、以下に示す種々の問題がある。
【０００５】（１）標準養生あるいは現場養生した供試体を用いる方法の問題点：・ＥＣＬ工法で施工した覆工コンクリートは高温度履歴を持つが、図５に示すように、高温度履歴を持つ覆工コンクリートと、標準養生（２０℃）あるいは現場養生（３０℃）で得た供試体とでは、初期材齢の圧縮強度が大きく異なり、そのため標準養生あるいは現場養生による供試体では、覆工コンクリートの圧縮強度を正確には推定できない。
・標準養生した供試体の初期材齢における強度は、高温度履歴を受けた場合より小さいので、標準養生した供試体を用いれば、覆工コンクリートの圧縮強度を安全側に評価することはできるが、標準養生した供試体の強度を基に配合設計すると、過大評価となるため、不経済な配合となりやすい。
【０００６】（２）覆工コンクリートよりコア試料を採取する方法の問題点：・脱型するまでコアボーリングができないので、脱型するまでの圧縮強度を把握することはできない。・破壊試験であるため、構造物（覆工コンクリート）を傷付けることになる。
・高水圧下では、コアボーリング後に生ずる穴を復旧するのが大変困難である（漏水の防止等）。
・１回の試験に非常に大きな時間と手間を要する。
【０００７】本発明は、上記事情を考慮し、コア試料を採取する方式ではなく、供試体を用いる方式において、正確に覆工コンクリートの圧縮強度を推定することのできる推定方法、及び、その方法で推定した圧縮強度を考慮して工程を進めるシールド工法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、場所打ちコンクリートの硬化時の温度履歴を測定し、測定した温度履歴を与えながら養生させることでコンクリートの供試体を作成し、該供試体に対し圧縮強度試験を行うことにより積算温度と圧縮強度の関係を求め、以降の施工の際は、養生中の場所打ちコンクリートの打設後の温度履歴を測定して積算温度を算出し、該算出した積算温度と、先に供試体を用いて求めた積算温度と圧縮強度との関係より、現在養生中の場所打ちコンクリートの圧縮強度を推定することを特徴とする。
【０００９】請求項２の発明は、トンネルの一次覆工を場所打ちコンクリートで行うシールド工法において、覆工コンクリートの硬化時の温度履歴を測定し、測定した温度履歴を与えながら養生させることでコンクリートの供試体を作成し、該供試体に対し圧縮強度試験を行うことにより積算温度と圧縮強度の関係を求め、以降の施工の際は、覆工コンクリートの打設後の温度履歴を測定して積算温度を算出し、該算出した積算温度と、先に供試体を用いて求めた積算温度と圧縮強度との関係より、現在養生中の覆工コンクリートの圧縮強度を推定し、推定した圧縮強度に基づいて工程を進めることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。ここではトンネルの一次覆工を場所打ちコンクリートで施工するＥＣＬ工法において、覆工コンクリートの強度を推定する方法について述べる。
【００１１】図１は圧縮強度試験を行うための供試体を作成するシステムの構成図である。このシステムは、覆工体（場所打ちコンクリート）の温度履歴を測定する測定部１と、制御ユニット２と、コンクリートの供試体１０を作成する養生水槽３とを有している。養生水槽３の温度は加熱ユニット４により制御され、制御ユニット２は加熱ユニット４を制御して、養生水槽３の温度を、温度履歴測定部１の測定した温度履歴となるようにコントロールする。
【００１２】図２は本発明の実施形態の強度推定方法の工程の流れを示す。この方法では、まず、型枠内にコンクリートを打ち込んだ後、覆工コンクリート内に熱電対等を埋設して、覆工コンクリートの硬化時の温度履歴を測定する（工程Ｓ１）。図３は実測した覆工コンクリートの硬化時の温度履歴を示す。温度履歴として、ここでは高温度履歴１及び高温度履歴２の二種類を測定した。
【００１３】次に、図１のシステムを用いて、測定した温度履歴を与えながら養生させることによりコンクリートの供試体１０を作成し、所定の材齢で供試体に対し圧縮強度試験を実施する（工程Ｓ２）。そして、積算温度と圧縮強度の関係を求める（工程Ｓ３）。積算温度Ｍ（℃・ｈｒ）は次式により算出する。
【００１４】Ｍ＝Σ（Ａ＋１０）ΔＴ但し、Ａ ＝ΔＴ時間中のコンクリート温度（℃）
ΔＴ＝時間（ｈｒ）
【００１５】図４は積算温度と圧縮強度の関係を示す図で、（ａ）は積算温度２１６０℃・ｈｒ以下の場合、（ｂ）は積算温度２１６０℃・ｈｒ以上の場合を示す。高温度履歴を受けた供試体の材齢初期における圧縮強度は、標準養生あるいは現場養生した供試体とは大きく異なる。図４（ａ）より、積算温度２１６０℃・ｈｒ以下では、積算温度と圧縮強度の関係がほぼ１つの直線で表せる。一方、図４（ｂ）より、積算温度２１６０℃・ｈｒ以上では、標準養生及び現場養生の場合と、高温度履歴養生の場合とは、異なる直線で表せる。
【００１６】以上のように供試体の強度試験により積算温度と圧縮強度の関係を求めたら、次の施工からは、覆工コンクリートの打設後の温度履歴を熱電対等で測定して積算温度を算出し（工程Ｓ４）、算出した積算温度と、先に供試体を用いて求めた積算温度と圧縮強度との関係（図４の関係）より、現在養生中の覆工コンクリートの圧縮強度を割り出す。
【００１７】このように、打設した覆工コンクリートの温度履歴を測定すれば、圧縮強度試験を行わずに、積算温度のみで任意の材齢の覆工コンクリートの圧縮強度を推定することができる。従って、その推定結果を利用して以降の工程を進めることで合理的なシールド工法を実施することができる。
【００１８】なお、本発明はシールド工法に限らず、場所打ちコンクリートで施工する工法に広く適用することができる。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば次の効果を奏する。
（１）場所打ちコンクリート（覆工コンクリート）の硬化時の温度履歴を与えた供試体を用いて圧縮強度を推定するので、標準養生あるいは現場養生する場合より、現実に施工した場所打ちコンクリート（覆工コンクリート）の圧縮強度に近い強度を推定することができる。
（２）実際の圧縮強度に近い強度を推定できるため、強度に関して現状よりも合理的で経済的な配合を設計することができる。つまり、標準養生で設計した配合と比較して、セメント量の低減、セメントの種類の変更等が可能となる。
（３）供試体を用いて推定するので、場所打ちコンクリート（覆工コンクリート）を傷付けることなく、コンクリートの圧縮強度を非破壊的な方法で簡易に推定することができる。
（４）コンクリートの初期材齢の強度発現性状を的確に把握できるため、型枠脱型時期を合理的に判断できる。したがって、安全な作業ができるとともに工期短縮に寄与することができる。
（５）打込み直後からのコンクリートの圧縮強度発現性状が把握できる。
（６）積算温度と圧縮強度の関係を求めれば、温度履歴を測定するだけで、圧縮強度試験を行わずに、積算温度のみを用いて、打ち込まれたコンクリートの任意の材齢の圧縮強度を推定することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００２２９９
【氏名又は名称】清水建設株式会社
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| 【出願日】 |
平成１０年（１９９８）３月２３日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】志賀 正武 （外３名）
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| 【公開番号】 |
特開平１１−２７１３０１ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）１０月８日 |
| 【出願番号】 |
特願平１０−７４３９９ |
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