寒中コンクリート施工における型枠および支保エについて

冬の厳しい寒さが施工現場にもたらす影響は、ただ肌を刺す寒さ以上のものです。

コンクリートを扱う際には、低温環境が材料の挙動を変え、品質に重大な影響を及ぼす可能性があります。

だからこそ、寒中コンクリート施工は単なる作業ではなく、計画と知識が要求される専門技術なのです。

どのようにして厳しい自然のテストをパスし、最高の成果を確実に得ることができるのでしょうか？

このブログでは、寒中施工の重要性を理解し、基本原則に則った確かな施工方法を提案します。

冬期における型枠の選定は、単に形を作るだけでなく、保温性をも高める役割を担います。

木製型枠と鋼製型枠、それぞれの特性を理解し、どのように環境に応じた選択をするべきか、その具体的な対策を含め、経験豊富なプロの視点から解説していきます。

また、コンクリートが硬化する際に型枠に作用する側圧を適切に管理することは、安全な施工管理の基礎です。

コンクリートの温度と側圧の関係を正確に把握し、側圧設定のための計算基準についても詳しく見ていくことで、施工の精度を高めることができます。

地盤対策においても、凍上・融解リスクへの適切な対応は欠かせません。

支保工の基礎知識に加え、杭打ち基礎がもたらす利点を、実際の案件をもとにご紹介。

さらに、型枠取外しの方法とタイミングを決定する上での温度管理の戦略や、温度差によるひび割れを防ぐためのアプローチを、現場での成功例とともにご説明します。

この記事を通じて、寒中施工の知識を深め、実践に活かせる情報を得ることができます。

施工管理者とって、冬場の施工技術の向上に役立つ内容をお届けすることでしょう。

どうぞ最後までご覧になり、寒中施工のプロとしての知識を深めてください。

この記事を書いた人

当サイト『ゲンプラ』の運営者：ランメイシ

現場監督と家庭（プライベート）の両立を応援するために、土木工事の施工管理をやっている現役の現場監督（歴16年）が当サイトを運営しています。施工管理業務の悩みに全力でサポートします！ご安全に！

保有資格：1級土木施工管理技士、河川点検士

主な工事経験：河川の築堤・護岸工事、道路工事、橋梁下部工事

プロフィール詳細/Twitter/お悩み相談所/最悪な現場監督生活からの転機

この記事を書いた人

当サイト『ゲンプラ』の運営者：ランメイシ

現場監督と家庭（プライベート）の両立を応援するために、土木工事の施工管理をやっている現役の現場監督（歴16年）が当サイトを運営しています。施工管理業務の悩みに全力でサポートします！ご安全に！

保有資格：1級土木施工管理技士、河川点検士

主な工事経験：河川の築堤・護岸工事、道路工事、橋梁下部工事

プロフィール詳細/Twitter/お悩み相談所/最悪な現場監督生活からの転機

寒中コンクリート施工の概要

寒中におけるコンクリート施工は、低温が硬化を遅らせるため、特別な配慮が必要です。

低温下でのコンクリートの品質を確保するためには、保温措置の施された型枠の選定、設置、および管理が重要となります。

寒中施工の重要性と基本原則

寒中施工時には、保温性の良い型枠の使用と、適切な取り扱いが不可欠です。

保温性能が高い型枠は、コンクリートの初期硬化を適切に進め、低温による品質低下を防ぐために重要です。

土木学会の「コンクリート標準示方書」では、型枠の保温材選定基準や保温方法に関して明確なガイドラインが提供されています。

これらは、低温環境下でのコンクリート硬化過程に対する具体的な指示を含んでいます。

木製型枠を利用した保温措置の一例として、発泡樹脂との組み合わせが挙げられます。

これにより、断熱効果を高め、温度保持が可能になります。

実際に、北海道の建設現場では、冬季でもコンクリート施工を行うために、型枠内に保温材を挿入し、温度管理を徹底しています。

適切な保温措置は、寒中コンクリート施工の成功にとって決定的です。国土交通省の指針に則り、施工管理を行うことで、建設物の品質と安全性を保ちます。

施工管理者は、最新の情報を常にチェックし、現場での応用を心がけるべきです。

型枠の選定と保温性

冬季にコンクリートを施工する際、型枠はコンクリートの保温に重要な役割を果たします。

その選定には、熱伝導率と保温性の観点から適材適所の原則が求められます。

木製型枠と鋼製型枠の比較

木製型枠は鋼製型枠よりも保温性に優れ、冬期のコンクリート施工に推奨されます。

木材の熱伝導率は金属に比べて低く、断熱性が高いため、コンクリートの保温に効果的です。

冷気に弱い鋼製型枠は、外気温の影響を受けやすく、保温材との併用が必要とされます。

北陸地方の雪深い地域で採用された木製型枠の事例では、凍結防止効果が顕著に表れ、施工後の品質も良好でした。

寒冷地でのコンクリート施工には、保温効果が高い木製型枠を活用し、環境変化に弱い鋼製型枠の使用時には追加の保温措置を施すことが肝要です。

保温対策と断面の温度管理

コンクリート断面の厚さに応じた保温対策と温度管理は、製品強度と耐久性の確保に直結します。

厚い断面は内部で発生する水和熱により中心部の温度が高くなります。

そのため、型枠を外すタイミングには慎重な温度管理が必要です。

寒冷地での施工では、地盤の凍結や融解を考慮した基礎の設計も重要です。

ある都市部の高層ビル建設プロジェクトでは、発泡樹脂と組み合わせた型枠を用いることで、断面ごとの温度管理に成功しました。

断面の厚さに適した保温対策を施し、計画的な型枠取外しを行うことで、寒冷期におけるコンクリートの均一な品質を保つことができます。

型枠に作用する側圧の管理

型枠への適切な側圧の管理は、安全な施工環境の確保と施工後の構造物の品質に影響を与える重要な要素です。

型枠が破損することなく適切に機能するためには、コンクリートの打設に伴う圧力を正確に把握し、それに耐える設計が求められます。

コンクリート温度と側圧の関係

コンクリートの温度が高いほど、硬化過程で発生する側圧は強まり、これには厳密な管理が必要です。

コンクリートは硬化する際に熱を発生させるため、温度が上昇します。

この時、水和反応により発生する圧力が型枠にかかる側圧となります。

型枠設計に関するJIS規格や国土交通省の指導基準では、コンクリート温度を要因とした側圧の考慮が強調されています。

最近の高層ビルの基礎工事で、コンクリート温度上昇による側圧が想定を超えた事例があり、再設計が行われたケースがあります。

施工計画時には、コンクリートの配合設計における温度上昇を予測し、それに基づいて型枠の側圧耐力を算定することが肝要です。

側圧設定のための計算基準

側圧の計算には、コンクリートの種類や流動性、打設速度などの変数を考慮する必要があります。

側圧の計算は、コンクリートの密度や流動性、打設高さ、内部温度など多岐にわたる要因を考慮した複雑なものです。

側圧の管理については、日本コンクリート工学会などの学術団体から提供される推奨計算式や、国土交通省の定める施工基準が参考になります。

一般的な高層ビルの柱や壁の型枠工事で、計算された側圧に基づき設計された型枠が、実際に安全に機能した実績が多数報告されています。

事故を未然に防ぐため、側圧の計算と型枠の強度設計は、最新の規格に基づいて慎重に行うべきです。

型枠の安全性を高めるためには、設計段階での正確な計算と、施工時の綿密な検証が不可欠です。

具体的な計算方法に関しては、「型枠の計画と施工の手引き」や「型枠工事の安全な施工に関する指針」などの文献があります。

支保工の設置と地盤対策

支保工は、建設現場において地盤を安定させ、施工時の安全を保つために不可欠な構造物です。

地盤の凍上や融解は施工上のリスクを高めるため、これらの状況に適した支保工の設計と施工が求められます。

支保工の基礎と地盤の凍上・融解対策

凍上や融解を経験する地盤には、適切な支保工が必要であり、その設計と設置は地盤の安定と作業の安全に直結します。

地盤の凍上により発生する力は、建築物や構造体に予期せぬ影響を及ぼす可能性があります。

国土交通省の調査データによると、凍土地域での建設事故の多くは凍上対策の不備に起因しています。

対策としては、断熱材の使用や加温方法、さらには地盤改良技術が推奨されています。

北海道での大規模ショッピングモール建設プロジェクトでは、厳冬期に対応した支保工として、特殊な断熱材を用いた事例が報告されています。

凍土地域における支保工の設計は、地盤の物理的特性を理解し、適切な材料選定と工法の適用が不可欠です。

このような条件下での建設は、専門的な知識と経験を有するプロフェッショナルによる管理が求められます。

杭打ち基礎の適用とその利点

杭打ち基礎は、不安定な地盤や負荷分散が求められる場合に、建築物の安全を確保する効果的な手法です。

杭打ち基礎は、地盤の持つ支持力を増大させ、建築物にかかる荷重をより深い堅固な地層に伝達します。

地盤工学会や国土交通省の技術基準においても、その利用が推奨されており、特に不均一な地盤条件下での建設においてその価値が認められています。

東京湾岸エリアにおける高層ビルの建設では、杭打ち基礎を用いることで、軟弱地盤上に安全に構造物を築くことが可能でした。

杭打ち基礎は、構造の安定性を高めるだけでなく、施工の効率性も向上させるため、多くの建設プロジェクトで選択されています。

地盤環境に応じた適切な基礎設計がプロジェクトの成功に不可欠です。

型枠取外しの方法とタイミング

型枠の取外し作業は、コンクリートが適切な強度に達したことを確認してから行う必要があります。

取外しのタイミングは、コンクリートの硬化具合と気象条件に左右され、取外し作業が早すぎるとコンクリートに不必要なひび割れや変形を引き起こすリスクがあるため、慎重な判断が求められます。

コンクリートの硬化は温度に依存するため、低温環境下では硬化が遅れがちです。

一般的に、コンクリートは型枠内での温度が5℃以上で3日間保持されることが、取外しのひとつの基準とされています。

公共工事などで用いられる各種ガイドラインでは、コンクリートの養生期間や硬化状況に応じた取外しタイミングの基準が示されています。

実際に、北海道の冬期に建設されたある橋梁工事では、コンクリートに内蔵された温度センサーで硬化状況をリアルタイムでモニタリングし、規定の強度が得られたことを確認後、型枠の取外しを行いました。

これにより、低温下での施工における品質保証と安全性が確保されました。

型枠の取外しは、コンクリートの強度発現と外気温度に基づく慎重な計画が必要です。

正確な温度管理と適切なタイミングで行うことによって、安全で品質の高い施工を実現します。

また、温度差が原因でのひび割れを防ぐため、型枠取外しの際には温度変化に特に注意を払い、緩やかな温度移行を促すような取り組みが必要となります。

温度管理による型枠取外しの戦略

型枠の取外しは、コンクリートが一定の強度に達した後で行わなければなりません。

適切なタイミングは、コンクリートの硬化状況と温度管理に基づいて決定します。

コンクリートは、低温時には硬化が遅れるため、寒中の施工では特に慎重な判断が必要です。

北海道の建設プロジェクトでは、外気温が低い場合には、型枠取外しを遅らせ、必要に応じて保温カバーを使用して温度を一定以上に保つ措置が取られています。

型枠の取外しは、コンクリートの強度発現と外部環境を考慮して慎重に行うべきで、冬季などの寒冷時には保温措置と温度監視が特に重要です。

温度差によるひび割れ防止策

コンクリートの急激な温度変化はひび割れを引き起こす原因となるため、温度差を緩和することがひび割れ防止に効果的です。

コンクリートは温度変化に敏感であり、特に冷却時の収縮により内部に応力が生じやすくなります。

こうした情報は、国土交通省が発表する技術基準などで明確にされており、具体的な対策が推奨されています。

ある都市の大型商業施設建設において、昼夜の温度差が大きい秋口に施工された際、徐々に型枠を取り外し、適切なアフターケアによりひび割れを防止したケースがあります。

温度管理は型枠取外しの際にひび割れを防ぐためのキーコントロールポイントです。

計画的な取外しスケジュールと追跡監視によって、品質を確保することが大切です。

支保工取外しの判断基準

支保工の取り外しの判断基準は、コンクリート供試体の強度が設計強度の70%以上に達した時点で適切とされることが多いです。

この基準は安全性の保証と工期短縮のバランスを取るために設けられています。

ちなみに型枠取り外しの判断基準は、下記の表に基づきコンクリート供試体の強度が14.0N/mm2以上に達した時点で適切とされます。

型枠および支保工を取り外してよい時期のコンクリート圧縮強度の参考値

型枠取り外しのタイミングは、供試体のコンクリート強度に基づくことが多く、構造物の安全性を確保するための重要な判断基準です。

この基準には具体的な数値の目安が設けられており、安全な作業進行と工期管理に不可欠です。

ただし、具体的な判断は、現場の状況や使用されるコンクリートの種類、気象条件など複数の要因を考慮して行われるべきです。

供試体強度に基づく適切な取外し時期

供試体のコンクリート強度が設計強度の70%以上に達した時点で、支保工の取外しが適切とされます。

コンクリート構造物の安全性を確保するためには、供試体を利用して強度発現を確認することが一般的です。

この基準は、日本建設情報総合センターの公表資料に基づきます。

高速道路の橋脚建設現場では、強度が標準値に達するまでの間、取外しを控えると共に、供試体検査を継続的に実施しています。

支保工取り外しは、供試体による強度検証後に慎重に行い、安全基準を満たすことが施工管理上、極めて重要です。

積算温度と推定強度を用いた判断基準

積算温度法を使用して推定される強度が目安となり、この基準に達して初めて支保工の取外しが行われるべきです。

積算温度はコンクリートの硬化速度に影響を及ぼす主要な因子です。

これに基づく推定強度は科学的なデータに基づくもので、国土交通省のガイドラインにも明記されています。

地方自治体が行う下水道管の施工では、この方法を用いて施工時の気温変動を考慮した強度管理が行われており、その結果、効率的かつ安全な支保工取り外しが実現されています。

積算温度を用いた推定強度計算は、安全で信頼性の高い支保工取り外しのために不可欠です。

これにより、施工管理の精度が向上し、施工リスクが低減されます。

まとめ

冬の厳しい寒さの中でのコンクリート施工は、一年を通じて建設活動が行われる我々にとって避けて通れない課題です。

寒中コンクリート施工では、材料の選定、温度管理、型枠の適切な取り扱いが重要となります。

この記事では、型枠選定から型枠取外しまでのベストプラクティスを紹介します。

型枠については、木製か鋼製かを選ぶことが出発点となります。

木製型枠は経済的で取り扱いやすい反面、鋼製型枠は再利用性と精度の高さで優れています。

保温性を考慮すると、コンクリートの養生期間中に型枠が保温材としての役割を果たせるかがポイントです。

地盤対策では、支保工の設置がキーとなります。

凍上や融解の可能性がある土壌では、適切な支保工と基礎設計が不可欠です。

特に、杭打ち基礎は、凍土対策として高い効果を発揮し、建設現場でよく見受けられる方法の一つです。

温度管理と側圧の管理も無視できません。

コンクリートの硬化過程で生じる熱は型枠への側圧として現れるため、適切な計算と監視が求められます。

冬期には側圧が予測よりも低くなる場合がありますが、ここでも緻密な温度管理が施工品質を左右します。

最終的には型枠取外しのタイミングが、全体の工程において大きな影響を及ぼします。

温度管理に基づいて型枠を取り外すことで、ひび割れのリスクを軽減することができます。

寒冷地での経験則によれば、外気温が極端に低いときは、保温カバーを活用し、適切な温度が保たれるまで型枠を残しておくのが賢明です。

寒中施工においては、経験に裏打ちされた知識と現代の建設技術が融合し、適切な対策を立てることで、冬でも品質を確保しつつ効率的に作業を進めることができます。

寒冷地での施工は、日本のような四季の変動が大きい国では特に重要な技術です。

建設現場での適切な管理は、これらの条件を克服し、より良い構造物を生み出すための基盤を築きます。

Q&A

寒中コンクリート施工において、型枠の選定はどのように行うべきですか？

寒中コンクリート施工での型枠選定では、以下の点を考慮する必要があります。

• 材質の選択: 木製型枠は経済的で取り扱いやすいですが、鋼製型枠は再利用可能で精度が高いです。
• 保温性: 型枠が保温材としての機能を果たせるかどうかを確認します。保温カバーや加熱ブランケットの使用を検討することが重要です。

コンクリートの養生期間中の温度管理の重要性は何ですか？

養生期間中の温度管理はコンクリートの品質保持に直接関わるため、極めて重要です。適切な温度が確保されていないと、コンクリートは十分に硬化せず、耐久性や強度が落ちてしまう可能性があります。

型枠を取り外すタイミングはどのように決定すればよいですか？

型枠取外しのタイミングは、以下の条件を基に決定します。

• コンクリート供試体の圧縮強度試験:フーチングの側面は3.5N/mm2、柱、壁、はりの側面は5.0N/mm2、スラブ、はりの底面、アーチの内面は14.0N/mm2（コンクリート標準示方書より）
• 温度条件: 型枠を取り外す前に、コンクリートと外気温との間に大きな温度差がないことを確認する必要があります。保温カバーの使用や緩やかな加熱で温度を管理します。