07節 スタッド溶接及びデッキプレート溶接
7.7.1 適用範囲
(a) スタッド溶接にはその熱源の違いにより図7.7.1に示すようにいくつかの種類があるが、鉄骨工事で主として使用されるのはアークスタッド溶接であり、「標仕」でもこの溶接法を適用している。
図7.7.1 スタッド溶接法の分類
(b) アークスタッド溶接は、アークシールドと呼ぶセラミックスの保護筒内で母材とスタッド間にアークを発生させ、その発熱により母材及びスタッドを溶融し、一定時間後、スタッドを母材面上に形成された溶融池に圧入して接合する溶接法である。鉄骨工事では、合成梁や柱脚のシャーコネクターとして多用されている。
7.7.2 スタッド溶接作業における技能資格者
「標仕」では、スタッド溶接技能資格者は、JASS 6付則4[スタッド溶接技術検定試験]に基づく技量を有する者としている。この技量の証明として(一社)スタッド協会が実施している「スタッド溶接技術検定試験」がある。この検定試験における技能者の資格の種別には基本級であるA級と専門級であるB級があり、A級はスタッド軸径22mmΦ以下の下向き溶接、B級は16mmΦ以下の横向きと上向き及び22mmΦ以下の下向き溶接を作業範囲と定めている。
7.7.3 スタッドの仕上り精度
(a) 適正に溶接されたスタッドの高さは溶接前の高さよりスタッド径に応じて3〜6mm減少し、所定の仕上り高さに納まる。一方、電源容量の不足等の原因でアークの発生が不十分な場合には、所定の仕上り高さより高くなり、逆にアークの発生が過度な場合には、所定の仕上り高さより低くなる。また、適正に溶接されたスタッドは、傾きのないものが得られる。
このように、スタッド溶接の溶接後の仕上り高さと頻きは溶接部の品質や施工条件の良否と密接な関係があり、これらの項目を確認することにより、溶接部の品質の良否が判定できる。
(b) 母材及びスタッド材軸部に深さ0.5mmを超えるアンダーカットが発生すると所定の強度が得られないので不合格とする。
7.7.4 スタッド溶接施工
(a) スタッド溶接は、原則として下向きで行うべきであるが、やむを得ず横向きとする場合はフラッシュがスタッド全周に回らないことが多いので注意する。
なお、横向き溶接を行う場合の技能者は、7.7.2に示す「スタッド溶接技術検定試験」のB級とするが16mmφを超える場合は横向きの技量付加試験を行うなど技量の確認が必要である。
(b) スタッド溶接は、大電流の溶接法であり、十分な溶接品質を確保するために専用電源を用いることを原則とする。やむを得ずほかの電源と併用する場合は必要な容量を用意する。
(c) 午前と午後の作業開始前に適切な溶接条件を設定するために試験溶接を行う。試験溶接は、スタッドの径ごとに2本以上のスタッド溶接を行い、30度の曲げ試験を行って溶接条件の適否を確認する。
なお、キャプタイヤケープルが発熱すると抵抗値が上がり、設定条件が変わるので注意する。
(d) 鋼板端部でスタッド溶接する場合、磁気吹き(磁力線の影響でアークが鋼板の内側に引かれる現象)の影響を受けると欠陥となりやすいので鋼板の端側に別の鋼板を置くなどの処置が必要となる場合がある。
(e) スタッドの溶接面に水分・著しい錆・塗料・亜鉛めっき等が介在すると健全な溶接が得られないことがあるため、グラインダー等によりこれらを除去して溶接を行う。
(f) デッキプレート等を貫通して行うスタッド溶接は、工事に使用されるものと同一の材料及び条件で試験溶接を行い、適正な溶接ができることを確認する必要がある。また、施工に当たってはデッキプレートと溶接母材との間の清掃に特に注意して水分やごみ等の介在物がないことを確認することが必要である。
7.7.5 スタッド溶接後の試験
(a) スタッド溶接完了後、良好な施工品質が確保されているか否かを調べるため、次に示す項目についてあらかじめ受注者等に試験をさせ、その後に監督職員の検査を行う。
(1) 外観試験
(i) アンダーカットの試験は、全数目視により行う。
(ii) 仕上り高さと傾きの試験は「標仕」に定める抜取試験により行う。仕上り高さの測定は、金属製直尺又はコンベックスルールを用いて行う。傾きは目視によりチェックし、疑わしい場合は限界ゲージ(85°)を用いて最大領斜の位置に合わせてチェックする。
(2) 打撃曲げ試験
打撃曲げ試験は、ハンマーでスタッドに打撃曲げを加えこれによって溶接部で破断したり、溶接部に割れその他の欠陥が入らないことを確認する試験法である。割れその他の欠陥の確認は通常は目視により行う。
(b) 不良スタッドについては、要求される強度が確保できないため、7.7.6に定める方法により補修を行う。
7.7.6 不合格スタッド溶接の補修
(a) 母材又はスタッド材軸部に深さ0.5mmを超えるアンダーカットが発生した場合は、50 〜 100mm程度の隣接部に打直しを行う。そのうち、母材に生じたアンダーカットは、母材強度の低下を招くので予熱をして補修溶接を行う。
(b) 仕上り寸法の不良なスタッド材や割れ又は折損の生じたスタッド材は、隣接部に打直しを行うが、欠陥が母材に及んでいる場合は、母材強度の低下を招くのでこれらを除去してグラインダーで母材表面を平滑に仕上げる必要がある。
(c) 打撃曲げ試験で合格したものは、曲がったままでも力学的な支障は少ないので、そのままとしてよい。
7.7.7 気温等による処置
(a) 鋼材の表面温度が低いと溶接部の冷却速度が速いため溶接部に割れが生じやすいことは、スタッド溶接の場合でも同様である。そのため、気温が 0℃以下では原則としてスタッド溶接を行わないこととしている。溶接部の回りを加熱してスタッド溶接を行う場合の加熱温度の 36℃とは、手で触って温かく感じる程度の温度である。
(b) 鋼材表面がぬれた状態で溶接すると、湿気によって溶接部に欠陥が発生したり感電災害の原因にもなる。やむを得ず小雨の中で溶接を行わなければならない場合は、溶接作業区域をテント等で雨養生を行い、ガスバーナー等で溶接する鋼材の表面を加熱し乾媒させた状態でスタッド溶接を行う必要がある。しかし、工事現場施工におけるスタッド溶接は作業範囲が広いので、これらの準備作業は多大な労力と時間を要するため、雨中や0℃以下の低温下でのスタッド溶接は極力避けるべきである。(7.6.8 (c)参照)
7.7.8 デッキプレートの溶接
(a) デッキプレートを鉄骨部材に溶接する場合は特記に基づいてデッキプレートの使用目的に応じた溶接方法を採らなければならない。
デッキプレートを用いた床構法には次の3種類がある。
(1) デッキプレートとコンクリートとのデッキ合成スラブ
(2) デッキプレートと鉄筋コンクリートとのデッキ複合スラブ
(3) デッキプレートをそのまま構造体としたデッキ構造スラブ
いずれの場合もデッキプレートを鉄骨部材に溶接する場合はデッキプレートを梁に密着させ、通常は床スラブから伝達される面内せん断力に対し十分耐えられるように焼抜き栓溶接を行っている(図7.7.2参照)。ただし、鉄骨梁の設計をデッキ合成スラブの効果を考慮した合成梁として行い、スタッドをデッキプレートを貫通して溶接することが特記されている場合は、焼抜き栓溶接は不要とされている。この場合16mmφ以上のスタッドを使い、デッキプレートを梁に密着させて溶接する。
なお、この場合でもデッキプレートが敷込み後に強風や突風によって飛散しないように、敷込みと同時に仮留めとしてアークスポット溶接若しくは隅肉溶接を行う必要がある。
図 7.7.2 焼抜き栓溶接の施工方法の例
(b) 溶接技能資格者
(1) 溶接技能資格者は、原則として、7.6.3に解説する溶接技能資格の有資格者とする。スタッド溶接に従事できる溶接技能資格者としては、作業姿勢、スタッド呼び名に応じた(一社)スタッド協会「スタッド溶接技術検定試験」に合格した有資格者がいる。
(2) 焼抜き栓溶接には、被覆アーク溶接棒を使用する手動方法と、炭酸ガスシールド溶接を使用する自動焼抜栓溶接機による方法がある。
前者の場合はJIS Z 3801(手溶接技術検定における試験方法及び判定基準)における基本となる級以上の有資格者、後者の場合は、JIS Z 3841(半自動溶接技術検定における試験方法及び判定基準)における基本となる級以上の有資格者とする。
いずれの場合も焼抜き栓溶接について十分な知識と技量を有している溶接技能者に従事させる。
7章 鉄骨工事 9節 耐火被覆
09節 耐火被覆
7.9.1 適用範囲
本節は、建築基準法で要求される鉄骨に対する耐火構造を満足するために適用する耐火被覆を対象としている。
7.9.2 耐火被覆の種類及び性能
(a) 以前の建築基準法においては、耐火構造をはじめとする防火関係の基準は、構造や材料等を画ー的に指定する仕様規定を主体としていた。しかし、平成10年6月12日公布(平成12年6月1日施行)の同法では近年における技術的な知見の集積等を踏まえたうえで各基準に必要とされる性能を明確化するとともに各々の性能に対応する技術的な基準を定めることにより性能規定化を図っている。この法改正に伴う性能規定化によって、耐火構造の定義は「壁、柱、床その他の建築物の部分の構造のうち、耐火性能(通常の火災が終了するまでの間に当該火災による建築物の倒壊及び延焼を防止するために当該建築物の部分に必要とされる性能)に関して政令で定める技術的基準に適合する鉄筋コンクリート造、れんが造その他の構造で、国土交通大臣が定めた構造方法を用いるもの又は国土交通大臣の認定を受けたもの」とされた。
(b) 建築基準法施行令第107条では、耐火構造を必要とする建築物の壁、柱、床、はり、屋根及び階段の各部分が通常の火災による火熱を所定の時間加えられた場合に、構造耐力上支障のある変形、溶融、破壊その他の損傷を生じないことを規定している。
(c) 「標仕」では、耐火材の吹付け工法、耐火板の張付け工法、耐火材の巻付け工法、ラスモルタルの左官工法等を採用しており、その種類及び建築基準法第2条第七号による耐火性能を特記することとしている。
(d) 一般的に用いられている耐火被覆工法を施工法に準じて分類すると、表7.9.1のようになる。
表7.9.1 耐火被覆工法の分類
7.9.3 耐火被覆の品質
耐火被覆は、国土交通大臣が指定又は認定した仕様に規定されている材料及び工法を用いて、指定又は認定された仕様に準じた施工をした場合に、所定の耐火性能が確保できるものである。
7.9.4 耐火材吹付け
(a) 吹付け工法に用いられる材料には、吹付けロックウール、吹付けモルタル、水酸化アルミニウム混入湿式吹付けモルタル、耐火塗料等がある。
耐火被覆材にアスベストを含有する材料を使用することは、中皮腫や肺がんを誘発するおそれがあるため、禁止されている。(7.1.6(d)参照)
(b) 施工上の留意点
(1) 鉄骨表面に浮き錆が発生している場合は、耐火被覆材の付着性を阻害するおそれがあるため、耐火被覆施工に先立ちワイヤブラシ等の適切な手工具を使用して、除去しておかなければならない。ただし、耐火塗料の場合の素地調整は(e)(3)を参照する。
(2) 吹付け機械は、資材搬入の動線等を考慮して適切な場所に設置する。
(c) 貫通部や取付け金物等は、主要鉄骨と同様に所定の耐火被覆が施されなければならない。
(d) 吹付けロックウール
(1) 現在の鉄骨造建築物に対する耐火被覆材料として最も普及しているのは、吹付けロックウールである。この吹付け工法には、現場配合のセメントスラリーによる半乾式工法と工場配合による乾式工法がある。これらの工法の特徴を表7.9.2 に示す。
表7.9.2 ロックウール吹付け工法の特徴
(2) 天井裏を空調チャンバーとして使用する場合には、特記により梁等の耐火被覆材の表面にセメントスラリーを吹き付けて塵あいの発生を防止する必要がある。
(e) 耐火塗料
(1) 耐火塗料は、耐火性とともに一般塗料と同様な意匠性、施工性や耐久性を期待できる耐火被覆材である。通常、1~ 3mm程度の硬化膜厚の厚さで火災(加熱)時に雰囲気温度が250℃程度に上昇すると、数十倍の容積に発泡して断熱層を形成し、火災時における構造用鉄骨の耐力低下を抑制するもので、一般的には1時間耐火であり、一部2時間耐火も市販されている。従来の耐火塗料は、旧建築基準法第38条の特別認定に基づいて限られた用途のみしか適用できなかったが、基準法の改正に伴いほかの耐火被覆材と同様に、一般の耐火構造認定を取得することが可能となっている。
(2) 耐火塗料は、①発泡剤(ポリりん酸アンモニウム、りん酸アンモニウム、りん酸メラミン、メラミン、尿素) ②炭化剤(多価アルコール、デキストリン、糖類)③樹脂(アクリル樹脂.エポキシ樹脂、ウレタン樹脂) ④顔料(白色顔料、酸化チタン、着色顔料) ⑤溶媒(有機溶剤、水)から構成されている。耐火塗料の硬化塗膜が熱を受けると、発泡剤から放出されるりん酸と炭化剤とが結合して炭化層を形成する。更に、樹脂が溶けると同時に二酸化炭素、アンモニア、水蒸気等のガスが発生し、泡状樹脂となって炭化層を膨張させる。
(3) 塗装仕様は、素地調整、下塗り(錆止め旅料)、耐火塗料塗り、上塗りによって構成され、素地調整にはブラスト、下塗りにはジンクリッチプライマーと2液形エポキシ樹脂プライマー又は変性工ポキシ樹脂プライマー、上塗りには耐候性塗料が適用される。
(4) 耐火塗料は、認定取得企業若しくはその指定工事業者が施工しなければならない。また.塗料が乾燥したのちには電磁膜厚計によって乾燥膜厚を測定して、認定条件である塗膜厚さを確保する必要がある。上塗りは屋外で暴露されると、その種類や使用環境等により劣化が生じる。塗膜の劣化が耐火塗料の塗膜層まで進行しないうちに、上塗りの補修又は増塗りを実施することにより、耐火塗料の耐火性を長期間にわたり維持することができる。したがって、日常点検によって維持管理に努めることが重要である。
7.9.5 耐火板張り
(a) 無機繊維混入けい酸カルシウム板等の成形板耐火被覆材を釘、かすがい及び接着剤(水ガラス系)で張り付ける工法であり、塗装による化粧仕上げも可能である。
(b) 施工上の留意点
(1) あらかじめ成形板耐火被覆材の揚重計画を作成し、揚重量の軽減や揚重回数の減少等を図る。
(2) ストック場所、切断加工場、張付け用仮設足場計画等の検討が必要である。
(3) 耐火被覆成形板の切断くず等廃材の処理を検討しておく必要がある。
(4) 施工速度に制約があるため、全体工程の中でクリテイカルパスとなることが多い。
(5) この成形板耐火被覆材を鉄骨に直接張り付けることは、鉄骨面が平滑でない場合や添え板を使用して高カボルト接合をする場合、これらの接合部の突出部が段違いとなって現れるので見苦しい外観となる。したがって、この成形板耐火被覆材を化粧用として使用するためには鉄骨ウェブ部に捨板を取り付けて浮かし張りとするのが有効である。
(6) 接着剤のみに頼ると施工後の時間経過に伴い耐火被覆成形板のはく落を生じるおそれがあるので、釘やかすがい等の金物で機械的に十分緊結することが重要である。
(7) 耐火被覆成形板は一般に吸水性が大きいため、建築物の外周部に当たる鉄骨架構の耐火被覆に使用する場合には、施工時に雨水が掛らないような養生をする必要がある。
(8) 接着剤は、水ガラス系(NaSiO3)成分を主体とする材料が多いので水溶性であり耐水性は劣る。建築物の外周部に当たる柱や梁の耐火被覆材を接着する場合には、施工時に雨水が掛からないような養生をしておく必要がある。
(c) 繊維混入けい酸カルシウム板二種の直張り工法及び箱張り工法の一例を図7.9.1 に示す。
図7.9.1 耐火板張付け工法の例
(d) ALCパネルや軽量コンクリート板等で耐火被覆する場合には.構造体の動きに追従できるような接合部の詳細について検討することが重要である。
(e) 強化せっこうボードは.鋼製下地材に小ねじ留めをする。
7.9.6 耐火材巻付け
(a) 高耐熱ロックウール、セラミックファイバーブランケット又はそれらを複合したものを鉄骨に巻付け、ワッシャー付き鋼製の固定ピンを鉄骨に現場でスポット溶接して留め付ける工法であり化粧仕上げも可能である。
なお、固定ビンを構造体にスポット溶接することから、構造体への影響や施工上の配慮事項等について施工の前に設計担当者と打合せを行う。
(b) 施工上の留意点
(1) 搬入された材料がそれぞれの認定に適合していること及び厚さや数量が指定どおりであることを確認する。物性の確認は検査成績書等で代用する。
(2) 材料は,あらかじめ工場でプレカットしたもの又は標準品を搬入し,現場で鉄骨の周長に合わせて切断する。
(3) 材料は屋内で雨水の掛からないところに保管する。その回りには安全通路を確保し,他の作業に支障のないようにする。
(4) 施工に支障を来すおそれのある浮き錆及び油等は、施工に先立ち十分に除去する。
(5) 取付けに際しては、材料のたるみ、ピンの溶接の不具合、各目地部の突合せの隙間等が生じないように注意する。施工した状態の断面図の例を図7.9.2に示す。
(6) 雨水が掛かる場合の施工は避ける。
(7) 必要に応じて.衝撃が掛からないように養生する。
図7.9.2 耐火材巻付け工法の施工例
7.9.7 ラス張りモルタル塗り
鋼材を下地として鉄網を巻き、モルタル又はパーライトモルタルを所定の厚さに塗り付けた工法が、「耐火構造の構造方法を定める件」(平成12年5月30日建設省告示第1399号)で一般指定されている。施工の速度は吹付け工法より劣る。また,下地の形状に左右されずに適用可能であるが、乾燥に伴うひび割れが発生しやすく、屋外ではモルタル内部に水が浸入して、鋼材が腐食していても気付くことが遅れやすいので、注意する。
7.9.8 試 験
(a) 耐火被覆の施工
耐火被覆の施工は、一般指定及び「耐火性能検証法に関する算出方法等を定める件」(平成12年5月31日建設省告示第1433号)に基づく吹付けロックウール及び繊維混入けい酸カルシウム板の材料工法を除き、個別認定取得者又は個別認定取得者が指定した施工業者のみが実施できるものである。監督職員は認定条件に基づいて施工されていることを確認することが重要である。
(b) 吹付け工法
吹付け工法による耐火被覆は、要求される耐火性能に対応した吹付け厚さ及びかさ密度の最低値が指定されているが、現場施工においては、そのばらつきを避けることができない。したがって、適切な方法で試験して性能の確認を行わなければならない。
ロックウール吹付け工法(半乾式 ・乾式工法)について、次に示す。
(ⅰ) 平成12年6月施行の改正建築基準法において、ロックウール工業会が取得していた通則認定が廃止され、各社の連名個別認定とされた。認定条件は各社共通であり、品質管理方法も共通的に作成された施工品質管理指針を遵守することとしている。
施工現場での監理等に当たっては、ロックウール工業会により作成された、施工品質管理指針を参考にするとよい。
(ii) 建設省住指発第208号(昭和62年7月1日)では、ロックウール工業会が指定した図7.9.3に示すような厚さ測定器を用いて吹付け面積5m2ごとに1箇所以上の厚さを確認しながら、吹付け施工をすることが示されている。
なお、この通達は建築基準法の改正に伴いその効力を失っているが品質管理の参考として有効なものである。
実施工では所定の密度を確保するため、計算で求めた施工面積に対する必要な材料使用量の管理だけでなく、未乾燥状態でのかさ密度を測定することにより管理を行う。
建設省住指発第208号では、厚さ確認ピンの差込みは柱1面に各1本、梁は 6mにつき3本としている。「標仕」においてもこの原則に準拠してスラブ及び壁面については2m2程度につき1箇所以上、柱は1面に各1箇所以上、梁は1本当たり、ウェブ両側に各1本、下フランジ下面に1本、下フランジ端部両側に各1本と確認の箇所数を規定している。
(iii) 材料は自然乾燥において一般に5〜7日で必要強度に達し、約3週間で気乾状態になる。また,寒冷時には吹付け直後に凍結防止対策を講ずる必要がある。
図7.9.3 厚さ測定器の例(単位:mm)
(iv) あらかじめ吹付け厚さを測定したのち、図7.9.4に示すようなかさ密度測定用切取り器で直径 8cmの円筒状にロックウールを切り取り、一定質量になるまで乾燥器に入れて乾燥させる。測定された質量を用いて次式に基づき、かさ密度を求める。
図7.9.4 かさ密度測定用切取り器(単位:mm)
(c) 耐火板張り工法
(1) 現場搬入された材料が、所定の厚さと密度を満足していることを確認する。
(2) 成形板が鉄骨あるいは隣接する成形板と接着剤及び金物で確実に留め付けられており、耐火性能を阻害するおそれのないことを検査する。特に成形板のはく落を防止するために、釘やかすがい等の金物が適切に施工されていることを確認する。
7.9.9 耐火表示
国土交通大臣認定の条件では、施工面への表示は義務付けられていない。しかし.「標仕」では「点検可能な部分に適切な表示を行う。」こととしており.施工面に認定取得者等が定めた耐火性能等を示す表示を行う必要がある。
7章 鉄骨工事 10節工事現場施工
10節 工事現場施工
7.10.1 適用範囲
(a) ここでいう工事現場施工とは、鉄骨製作工場で加工・製作されたのち、工事現場に搬入された各部材の仕分け・建方及び部材相互の接合によって、鉄骨工事が完了するまでに要する作業並びにこれらに関する仮設工事を対象とする。
(b) 工事現場施工は、鉄骨製作工場での鉄骨製作と異なり受注者等が直接施工管理を行うものである。
(c) 工事現場においては受注者等は、必要に応じて受注者等の鉄骨工事担当技術者(以下、担当技術者という。)を別に定めて、担当業務とその責任を明確にするよう指導する。
担当技術者には、(一社)日本鋼構造協会の「建築鉄骨品質管理機構」が認定登録している「鉄骨工事管理責任者」(7.1.4 (c)参照)の有資格者等が参考となる。
(d) 計画に際し、担当技術者は、設計図書をはじめ工事現場状況や制約条件を調査・確認し、各種検査の計画を立案したうえで施工計画書を作成し、監督職員はこれを検討し品質計画について承諾をする。
(e) 担当技術者は、計画に基づいて、鉄骨工事の各工程で検査及び確認を行い、設計図書に示された品質を確保する。
(f) 受注者等が工事現場で行う検査の項目は、次のとおりである。
なお、監督職員は、受注者等が行った管理、検査の結果について報告を受けたのち、必要に応じて検査を実施する。
(1) アンカーボルトの埋込み
(位置・出の高さ、モルタル面の精度)
(2) 搬入された鉄骨製品の外観
(曲がり・傷の有無、塗装部の傷の有無等)
(3) 建方
(建入れ精度・接合部の精度)
(4) 高カボルト接合
(一次締め、マーキング、ピンテールの破断状態、
とも回り・軸回りの有無、締付け後のナット回転量、余長等)
(5) 工事現場溶接接合
(開先部の精度、溶接外観、表面欠陥、内部欠陥)
(6) デッキプレート工事
(焼抜き栓溶接、アークスポット溶接の外観、母材への影響)
(7) スタッド工事
(溶接外観、打撃曲げ試験結果、母材への影響)
(8) 他工事との関連溶接
(ビード外観、溶接位置・長さ)
(9) 工事現場塗装
(素地ごしらえ、塗膜厚、外観)
(10) 耐火被覆
(下地処理、厚さ、かさ比重)
7.10.2 建方精度
(a) 建方精度の確保は、接合部の耐力確保と並んで工事現場施工の品質管理のかなめである。本接合完了後の建方精度を確保するためには、アンカーボルトの据付け精度、工事現場接合部の精度確保が前提となる。
(b) アンカーボルトの据付け精度は、JASS 6付則6[鉄骨精度検査基準]付表5[工事現場]による( 7.13.1参照)。
(c) 高カボルト接合部の精度はJASS 6付則6付表2[高カボルト]により、工事現場溶接接合部の精度は、JASS 6付則6付表1[工作および組立て]による。
(d) 本接合完了後、建方精度の測定を行う。その精度はJASS 6付則6付表5[工事現場]による。
特に建物外周部の柱の倒れは外装仕上げ材の納まり、SRC造での鉄筋の納まり等に影響が出る場合があるので関連工事に反映させる。なお、建方精度の測定に当たっては、温度の影響を考慮する。
7.10.3 アンカーボルト等の設置
(a) アンカーボルト
(1) 適用範囲
アンカーボルトによって鉄骨骨組(鉄骨鉄筋コンクリート造の鉄骨も含む。)を鉄筋コンクリート造部分(RC造)に接合し、固定することを定着という。
一般には、鉄骨柱とRC造の基礎との接合部すなわち柱脚を指すことが多い。
ここでは定着の代表的な部位として柱脚を取り扱うが、図7.10.1に示すようなほかの定着部位についても準用できる。
図7.10.1 定着部位の例
(2) アンカーボルトの役割
柱脚の形式は、骨組の規模柱からの応力伝達の条件により多岐にわたるが、基本的には、(イ)露出形式、(ロ)根巻き形式、(ハ)埋込み形式 の3つに分けることができる。その例を図7.10.2に示す。
一方、アンカーボルトに要求される役割は、次の2種に分けられる。
① 建方用アンカーボルト
躯体工事完了後は構造耐力を負担しないアンカーボルトで、主に建方の手段として用いる。
② 構造用アンカーボルト
躯体工事完了後も構造耐力を負担するアンカーボルトで、引張カ・せん断力及びこれらの組合せ力を負担する。
アンカーボルトの施工に当たっては、上の役割について留意する必要がある。
図7.10.2 柱脚の形式
(3) アンカーボルトの形状・寸法及び品質
(i) アンカーボルトの形状・寸法及び品質は7.2.4による。
(ii) アンカーボルトの形状の一例を図7.10.3に示す。
図7.10.3 アンカーボルトの形状の例
(4) 「鉄骨造の柱の脚部を基礎に緊結する構造方法の基準を定める件」を次に示す。
(平成12年5月31日 建設省告示第1456号、最終改正平成19年9月27日)
建築基準法施行令(昭和25年政令第338号)第66条の規定に基づき、鉄造の柱の脚部を基礎に緊結する構造方法の基準を次のように定める。
建築基準法施行令(以下「令」という。)第66条に規定する鉄骨造の柱の脚部は、次の各号のいずれかに定める構造方法により基礎に緊結しなければならない。ただし、第一号(ロ及びハを除く。)、第二号(ハを除く。)及び第三号の規定は、令第82条第一号から第三号までに規定する構造計算を行った場合においては、適用しない。
一、露出形式柱脚にあっては、次に適合するものであること。
イ.アンカーボルトが当該柱の中心に対して均等に配置されていること。
ロ.アンカーボルトには座金を用い、ナット部分の溶接、ナットの二重使用その他これらと同等以上の効力を有する戻り止めを施したものであること。
ハ.アンカーボルトの基礎に対する定着長さがアンカーボルトの径の20倍以上であり、かつ、その先端をかぎ状に折り曲げるか又は定着金物を設けたものであること。ただし、アンカーボルトの付着力を考慮してアンカーボルトの抜け出し及びコンクリートの破壊が生じないことが確かめられた場合においては、この限りでない。
二.柱の最下端の断面積に対するアンカーボルトの全断面積の割合が20%以上であること。
ホ.鉄骨柱のベースプレートの厚さをアンカーボルトの径の1.3倍以上としたものであること。
ヘ.アンカーボルト孔の径を当該アンカーボルトの径に5 mmを加えた数値以下の数値としかつ、縁端距離(当該アンカーボルトの中心軸からベースプレートの縁端部までの距離のうち最短のものをいう。以下同じ。)を次の表に掲げるアンカーボルトの径及びベースプレートの縁端部の種類に応じてそれぞれ次の表に定める数値以上の数値としたものであること。
![建告1456号ベースプレートの縁端部.jpeg](/archicome/file/E5BBBAE5918A1456E58FB7E38399E383BCE382B9E38397E383ACE383BCE38388E381AEE7B881E7ABAFE983A8.jpeg)
二、根巻き形式柱脚にあっては次に適合するものであること。
イ.根巻き部分(鉄骨の柱の脚部において鉄筋コンクリートで覆われた部分をいう。以下同じ。)の高さは、柱幅(張り間方向及びけた行方向の柱の見付け輻のうち大きい方をいう。第三号イ及びハにおいて同じ。)の2.5倍以上であること。
ロ.根巻き部分の鉄筋コンクリートの主筋(以下「立上り主筋」という。)は4本以上とし、その頂部をかぎ状に折りげたものであること。この場合において、立上り主筋の定着長さは、定着位置と鉄筋の種類に応じて次の表に掲げる数値を鉄筋の径に乗じて得た数値以上の数値としなければならない。ただし、その付着力を考慮してこれと同等以上の定着効果を有することが確かめられた場合においては、この限りでない。
![根巻き形式柱脚の鉄筋の種類.jpeg](/archicome/file/E6A0B9E5B7BBE3818DE5BDA2E5BC8FE69FB1E8849AE381AEE98984E7AD8BE381AEE7A8AEE9A19E.jpeg)
ハ.根巻き部分に令第77条第二号及び第三号に規定する帯筋を配置したものであること。ただし、令第3章第8節第1款の2に規定する保有水平耐力計算を行った場合においては、この限りでない。
三、埋込み形式柱脚にあっては次に適合するものであること。
イ.コンクリートヘの柱の埋込み部分の深さが柱幅の2倍以上であること。
口.側柱又は隅柱の柱脚にあっては、径9 mm以上のU字形の補強筋その他これに類するものにより補強されていること。
ハ.埋込み部分の鉄骨に対するコンクリートのかぶり厚さが鉄骨の柱幅以上であること。
鉄骨造の柱の脚部を基礎に緊結する構造方法の基準を定める件
(5) アンカーボルトの位置と高さ
(i) アンカーボルトの埋込み精度は、ボルトの平面的な位置とボルト頭部の突出し寸法が主なポイントである。また、柱建方時にアンカーボルトがベースプレートの孔に無理なく挿入でき、ナット締付け時のベースプレートとの密着度を高めるために、長さ方向の垂直度を正確に保つことも大切である。
(ii) ボルト頭部の出の高さは、二重ナット締めを行っても外にねじが3山以上出ることを標準とする。
(b) 構造用アンカーボルト及びアンカーフレーム
構造用アンカーボルト及びアンカーフレームの形状並びに寸法は、特記によることとしている。
(c) 建方用アンカーボルトの保持及び埋込み
(1) アンカーボルトの保持は、あらかじめアンカーボルトに振れ止め等を溶接し組み立てたものを、取付け場所に固定する。
組立に際しては、型板を用い正確に組み立てる。また、取付け場所に固定する場合にも、図7.10.4のように型板を用い通り心に正しく合わせる。
(2) アンカーボルトの保持及び埋込みの工法
(i) アンカーボルトの埋込み方法には、図7.10.4に示す方法があるが、上部の移動を止めるだけでなく、下部のコンクリートの流れによる移動も確実に止めなければならない。
(ii) 簡単なものではアンカーボルトの下部を基礎の鉄筋に鉄線で緊結する程度であるが、重要なものでは、下部のコンクリートに金物を埋め込んでおき、これに溶接する方法、鉄筋あるいは鉄骨を用いてフレームを作り、これを固定しておきアンカーボルトと緊結する方法がある。
「標仕」表7.10.1の工法を図示すると図7.10.4のようになる。このうち、A種は(イ)、B種は(ロ)、 C種は(ハ)である。
なお、「標仕」のC種はアンカーボルトの台直しを考慮した方法であるが、台直しは引張力の低下を招くなど構造的には好ましくないため、事前に設計担当者と打ち合わせておく。
台直しのために薄鉄板を用いた漏斗状のラッパを用いるが、ラッパはコンクリートの硬化後取り外すことになる。取り外したのちは、直ちに布等を詰め、ごみ等の入らないようにする。また、ラッパの外側のコンクリートは、厚さが薄くなると割れるおそれがあるので注意が必要である。この方法によるアンカーボルトの位置の修正は、一般に、ラッパの径の 1/4~1/5 程度とされている。ラッパの代わりにポリスチレンフォーム保温材等を用いることがあるが、あとの処置がうまくいかないので注意する。
図7.10.4 アンカーボルトの埋込み方法
(iii) その他の方法
① 箱抜き方法
アンカーボルト位置に塩化ビニルパイプ、紙パイプ、スパイラルチューブ等を埋め込み、 コンクリート硬化後にそのあなにアンカーボルトを挿入し、グラウト材を入れて固定する(図7.10.5参照)。この時ベースプレート下面の密着を兼ねてグラウトする方法もある。図7.10.4の(イ)~(ハ)と比較して精度については、良好な結果が期待できる。ただし、塩化ビニルパイプ、紙パイプはグラウト前に取り除いておかなければならない。
埋込み型の柱脚の場合は、柱全体について箱抜きをする場合もある。
図7.10.5 箱抜き方法
② あと施工アンカー(接着系アンカー)
基礎コンクリートの打込み・硬化後に所定の位置にドリルであなをあけ、アンカーボルトをエポキシ樹脂等で固定する。使用できるボルト軸径と長さ、許容引張力、基礎鉄筋との関係について確認しておくことが必要である。これと似た方法として、エポキシ樹脂の代わりにグラウト材を使うこともできるが、この場合はあな径がやや太くなる。
③ アンカーボルトを2つに分ける方法(特許工法)
図7.10.6 のようにコンクリートに埋め込まれる部分と、あとから溶接する部分の2つに分ける方法で、コンクリート打込み・硬化後、ボルトを溶接する。引張り耐力を期待することも可能ではあるが、その場合、ロッドとボルトの心ずれ・プレート板厚により許容耐力が決められているので注意が必要である。
図7.10.6 アンカーボルト溶接方法
(d) 養生
アンカーボルトは、コンクリートに埋め込む前に、ねじ部に打ち傷や錆がないことを、埋め込まれる部分には油類がついていないことを確認する。
また、露出部は埋め込まれてから建方までの間に、錆の発生、ねじ山の損傷、コンクリートの付着等が生じないように、布、ビニルテープ等で養生しておく。
(e) 柱底均しモルタル
(1) ベースプレートは、この下面に施工される柱底均しモルタルにより支持される。
ベースプレートが小さい場合は、全面モルタル塗りを行い仕上げるが、ベースプレートが大きい場合は、モルタルとの密着性に問題が出ることがあるため、あと詰め中心塗り工法が普通である。中心塗りモルタルは大きさ 200~300mmの角形あるいは円形とする。塗厚は特記されるが、「標仕」表7.10.2の A種の場合は50mm、B種の場合は30mmが一般的である。
(2) モルタル途りに当たっては、コンクリート面のレイタンス等を取り除き、モルタルとコンクリートが一体となるように施工する。
(3) モルタルの調合は「標仕」7.2.9による。充填する場合は、空隙の生じないよう入念に詰める。しかし、このモルタル充填は面倒な作業であるうえに、充填が不完全であると構造上問題となるため慎重な施工が必要である。構造上重要でベースプレートが大きい場合は、充填が困難なので、流動性の良い無収縮モルタルを用いるのがよい。
(4) 柱底均しモルタルの一般的な工法の例を図7.10.7に示す。「標仕」表7.10.2の工法のA種は(イ)、B種は(イ)又は(ハ)である。このほか(イ)の一種である(ロ)全面あと詰め工法がある。「標仕」では特記がなければA種としている。
なお、「標仕」ではグラウトに使用するモルタルは、A種の場合は無収縮モルタルとし、B種の場合は硬練りモルタルでもよいこととしている。また、無収縮モルタルを使用する場合の工法は、特許等の関係もあり、製造所の仕様によることとしている。
図7.10.7 ベースプレートの支持方法
(f) ナットの締付け
(1) ナットの締付けは、建入直し完了後、アンカーボルトの張力が均ーになるようレンチ等で緩みのないように行う。
(2) ナットは、 コンクリートに埋め込まれる場合を除き二重ナットを用いて戻止めを行う。
(3) アンカーボルトの締付け力及び締付け方法はナット回転法で行い、ナットの密着を確認したのち 30゜回転させる。
(g) 柱脚部鉄筋の処理
柱脚部分が鉄骨鉄筋コンクリート造の場合は、建方の際柱脚の周囲にある鉄筋が障害になることが多いが、この鉄筋をなるべく傷めないように取り扱うことが必要である。曲げた鉄筋は再び元の位置に戻すので、なるべく緩やかに曲げるのがよい。鉄筋を曲げたり、元の位置に戻したりする場合、850〜900℃に加熱して曲げるのが望ましい。温度管理をせずに適当に加熱すると、低温域で曲げることになり、鉄筋がもろくなり折れることもあるので行ってはならない。
なお、鉄筋を曲げる場合の角度は30°以下が望ましい(図7.10.8参照)。
ベースプレートと鉄筋が当たる場合は、この角度が守れなくなるので、そのようなことにならないよう、鉄骨工事着手前に検討する必要がある。
図7.10.8 柱脚鉄筋の納まり
7.10.4 搬入及び建方準備
(a) 建方計画
(1) 建方は、効率の良い建方順序を選定するとともに、建方途中の構造の不安定な状態での事故のないように、十分な検討をする。また、建方用機械の取扱いに無理がないようにし、作業員の安全、周辺に対する安全等災害予防に十分な処置が必要である。
(2) 建方計画書の記載事項は、おおむね次のとおりである。
① 工程表
(準備開始時期、各節ごとの組立及び接合時期、完了時期)
② 施工管理体制
③ 組立順序(図面に表すのがよい)
④ 吊り足場等の仮設材や二次部材等で地組みするものの有無(図示する)
⑤ 吊上げの方法
⑥ 主な部材の質量表(部材の質量は平面図に記入するのが分かりやすい)
⑦ 建方用機械の種類、性能(吊上げ能力、作業範囲、設置位置及び保安上の注意事項)
⑧ 建方途中の建入れ測定方法及びその修正方法
⑨ 建方完了時の建入れ測定方法及びその修正方法
⑩ 部材集積場所及び集積方法
⑪ 建入れ検査の合否の基準
⑫ 建方中の強風に対する補強の方法及び仮ボルトの本数等
⑬ 接合作業の手順及び検査方法
⑭ 安全管理及び養生の方法
(3) 建方時の強風等に対する補強には、次のようなものがある。
(i) 鉄骨鉄筋コンクリート造の鉄骨には、コンクリートが打ち込まれるまでは、十分な耐力を発揮できないものがある。特にこのようなものは設計担当者と打ち合わせ、必要な補強をする。
(ii) 鉄骨に重量物を載せたり、土圧をかけたり、通常の構造設計で考えていない大きな荷重を負担させる場合には、計算書を提出させ、設計担当者と打ち合わせて安全を確認する必要がある。
(4) 鉄骨の建方では特記により技能士(とび)が適用される。(「標仕」1.5.2)
(b) 建方機械
建方機械の機種と台数は、最大荷重、作業半径、作業能率等により決定する。この際、建方機械及び建方機械を設置する構造体、架台、路盤、構台等が、自重、風圧力、地震力、クレーン運転時の衝撃力等に対して安全であることを確認する。
(c) 搬入・仕分け
(1) 製品の受入れ
受注者等の製品の受入れに際しては、鉄骨製作工場の送り状と照合し、製品の数量及び変形・損傷の有無等を確認させる。
(2) 製品の取扱い
製品の取扱いに当たっては、部材を適切な受台の上に置き、変形・損傷を防ぐ。部材に変形・損傷が生じた場合は建方前に修正させる。
7.10.5 建方
(a) 地組み
地組みを行うときは、適切な架台・治具等を使用し、地組み部材の寸法精度を確保する。
(b) 建方用設備・器具
建方に使用するワイヤロープ、シャックル、吊金物等は、許容荷重範囲内で正しく使用する。また、定期的に点検し、損傷のあるものは使用しない。
(c) 建入れ直し
(1) 建入れ直しのために加力するときは、加力部分を養生し、部材の損傷を防ぐ。
(2) ワイヤロープの取付け用ビースはあらかじめ鉄骨本体に取り付けられた強固なものとする。
(3) ターンバックル付き筋かいを有する構造物においては、その筋かいを用いて建入れ直しを行ってはならない。
(4) 建入れ直しは、本接合終了後の精度を満足できるように考慮して行う。
(5) 架構の倒壊防止用ワイヤロープを使用する場合、このワイヤロープを建入れ直しに兼用してもよい。
(6) 筋かい補強作業は必ず建方当日に行うこととし、翌日に持ち越してはならない。
(d) 仮ボルトの締付け
建方作業における部材の組立に使用し、本締め又は溶接までの間、予想される外力に対して架構の変形及び倒壊を防ぐためのボルトを仮ボルトと呼ぶ。仮ボルトは普通ボルト等を用い、ボルト1群に対して、高カボルト継手では1/3以上、2本以上、混用接合及び併用継手では1/2以上、かつ、2本以上をバランスよく配置し、締め付ける。仮ボルトのボルト1群を図7.10.9に示す。図7.4.8に示す高カボルトの1 群とは異なる。これを適用しないときは、風荷重、地震荷重及び積雪に対して接合部の安全性の検討を行い、適切な措置を施す。また、溶接継手におけるエレクションピース等に使用する仮ボルトは高力ボルトを使用して全数締め付ける(図7.10.10 参照)。
図7.10.9 仮ボルトにおける1群の考え方
図7.10.10 エレクションピースの仮ボルト
(e)建方補助部材等の工夫
建方の際に、作業を円滑に進めるために補助部材を取り付けることがよく行われる。しかし、これら取り付けられた補助部材により超音波探傷検査が不可能になったり、これらの取付けのために本来望ましくない溶接が行われるケースもある。例えば、前者の例としては、工事現場溶接する大梁を設置する際に使用する「梁受」がある。また後者の例としては、大梁フランジと柱を溶接する際の裏当て金取付けのための開先内の母材断面内での組立溶接がこれに当たる。
しかしこれらは、工事現場での工夫により回避することもできる。「梁受」を回避する工夫の例としては、図7.10.11のような梁受け治具の使用等が挙げられる。また、開先内での溶接を回避する例としては、図7.10.12のような裏当て金取付け治具の使用が挙げられる
従来より慣用的に行われている方法についても、品質管理上の問題点に意識をもち、問題点を回避する工夫を行うことが工事現場施工では重要である。
図7.10.11 梁受け治具
図7.10.12 裏当て金取付け治具
7.10.6 工事現場施工検査
(a) 施工者は、本接合に先立ち、ひずみを修正し、建入れ検査を行い。施工管理記録を作成する。また、必要な場合は、監督職員が検査を行う。
(b) 建入れ直しは建方時の誤差、すなわち柱の倒れ・出入り等を修正し、建方精度を確保するために行うものであるが、建方がすべて完了してから行ったのでは十分に修正できない場合が多い。したがって建方の進行とともに、できるだけ小区画に区切って建入れ直しと建入れ検査を行うことが望ましい。
(c) 日照による温度の影響を避けるために早朝一定時間に計測するなどの考慮を払わなければならない。また、長期間にわたって鉄骨工事が続く場合は、気候も変わるので測定器の温度補正を行わなければならない。
7.10.7 工事現場接合
(a) 高カボルト
高カボルト接合は、4節による。
(b) 工事現場溶接
工事現場溶接は、6節によるほか、次による。
(i) 溶接方法
工事現場溶接には、一般に、被覆アーク溶接、ガスシールドアーク溶接、セルフシールドアーク溶接及びスタッド溶接が用られる。
(ii) 溶接技能資格者
工事現場溶接に従事する溶接技能資格者は、7.6.3によるほか、工事現場溶接に関し十分な知識と技量を有する者とする。
(iii) 溶接機器及び溶接材料
溶接機器は工事現場溶接に適したもので、溶接技能資格者に対して取扱いを習熟させておかなければならない。
(iv) 溶接施工
① 施工順序は、溶接ひずみの建方精度への影響を考慮して決定する(図 7.10.13参照)。
図 7.10.13 平面的にみた溶接順序
② 施工時の天候については7.6.8による。
(v) 検査及び補修
工事現場溶接における検査及び補修は、特記のない場合7.6.10〜12による。
(c) 混用接合
ウェブを高カボルト接合、フランジを工事現場溶接接合とするなどの混用接合は、原則として、高カボルトを先に締め付け、その後溶接を行う。
(d) 併用継手
高カボルトと溶接との併用継手は、原則として高力ボルトを先に締め付け、その後溶接を行う。
(e) その他
増築・改築・修繕あるいは模様替え等において、既存建築物の鉄骨に溶接する場合は、あらかじめ周囲の状況を調査し、特に既存鉄骨について、その溶接性を確かめる。
7.10.8 その他の工事現場施工検査
(a) デッキプレートの種類と形状寸法については、7.2.7による。デッキプレートの敷設に伴う施工上の留意事項と検査項目は、7.7.8による。
(b) 頭付きスタッドの溶接施工の留意事項と検査項目は7節による。
(c) 仮設、鉄筋、カーテンウォール、電気・機械設備等のため、金物、その他を鉄骨部材にあと付け溶接する場合は、母材にアンダーカット、ショートビード等の悪影響を与えるような溶接を行ってはならない。
鉄骨に溶接を行う場合は、鋼材の種類・溶接方法等について7.6.9によればよい。
(d) 工事現場接合部分及び工場塗装の損傷した部分を塗装する場合は、8節により、工場塗装に対応した仕様で検査完了後に行う。
(e) 耐火被覆の施工上の留意事項と検査項目は、9節による。
7章 鉄骨工事 11節 軽量形鋼構造
11節 軽量形鋼構造
7.11.1 適用範囲
この節は、冷間成形された軽量形鋼を使用する場合を対象としており、この節に規定されていないものは、1節から10節まで及び12節によればよい。
以前は、軽量形鋼によるラチス構造等が広く用いられていた。しかし、最近では二次部材として使用することが一般的である。
7.11.2 施 工
(a) 材 料
(1) 鋼 材
(i) JIS G 3350(一般構造用軽量形鋼)は、建築その他の構造物に用いる冷間成形の軽量形鋼であり、種類はSSC400 1種類で、断面形状による名称には、軽溝形鋼、軽Z形鋼、軽山形鋼、リップ溝形鋼、リップZ形鋼、ハット形鋼がある。
(ii) 鋼材の品質を試験により証明する場合は、7.2.10による。
(2) アーク溶接棒は、JIS Z 3211 (軟鋼、高張力鋼及び低温用鋼用被覆アーク溶接棒)を参照する。アーク溶接棒の棒径は4.0mm以下で、かつ、板厚に見合ったものを選ぶ必要がある。炭酸ガスシールドアーク半自動溶接を用いる場合には、溶落ちしないように適切な溶接条件を選定する。
(3) 高カボルトは7.2.2を、普通ボルトは7.2.3を参照する。
(b) 施 工
(1) 切 断
軽量形鋼部材は薄くて複雑な形状であるため、切断に際しては、一般の鋼材と比べて特別な注意が必要である。
① 部材の切断面は、特に図面で指定されたもの以外は軸線に垂直でなければならない。これは、以後の加工・組立・溶接の工程においてすべてこの断面が基準となるためである。また、切断の際、断面形状を損なわないように注意する必要がある。機械切断によって生じたまくれは、やすり等を用いて取り除かなければならない。
② 部材の切断は機械切断とする。①に述べたように、切断面は加工の基準となるものであり、正確さを必要とするためである。
手動ガス切断は、断面が不正確に切断されるため、避けなければならない。不正確に切断された断面をグラインダー等で正確に仕上げることは実際には無理で、体裁だけの補修になってしまうためである。
(2) 防錆
(i) 軽量形鋼構造に用いられる部材は、板厚が薄いので腐食に対する安全性が一般の鋼構造より低く、十分な防錆処置を要する。
(ii) 鋼材に防錆処理を施した場合でも、錆びにくい環境をつくり出すよう努め、足りないところを塗装で補うという考え方が大切である。また、設計上の配慮によって解決される点も多い。その場合の留意点を次に示す。
① 雨水にふれても水が滞留せず、常に乾燥するよう通風を良くする。雨水が滞留するおそれのある部材、例えばリップ溝形鋼の横架材等は、適切な水抜き孔をあけて雨水の排出を考慮する。
② 雨水の掛かる箇所では、再塗装のできない構造を避ける。特に、管形断面の部材では、必要に応じて、端部に同質材のふたをする。また、鋼板挟みの二丁合わせで閉鎖形の断面になるような部材は、隙間を密閉しなければ建築物の外回りへ露出させてはならない。
③ 錆の発生を点検できるような構造とし、再塗装が容易なように考慮する。
④ 防錆上の弱点となりやすい部位には、防ぎ得ない錆を予想し、あらかじめ断面の割増し等肉厚の大きい鋼材の仕様も考慮するとよい。
(iii) 再塗装の困難な建築物の部分及び錆の発生しやすい環境にある建築物の部分の防錆は、亜鉛めっきとするのが望ましい。亜鉛めっきに関しては12節を参照する。
(3) 高力ボルト・ボルト接合
「標仕」ではボルト接合は、特記によるとしている。孔は、組合せ材片を正しく接合するために精度良くあけるとともに、各材片の孔心を一致させるよう工作することが重要である。ドリルあけのまくれやポンチあけの変形は、組み合わせた材片間に隙間を生じてボルトの締付けや摩擦力に支障を来すので、必ず取り除かなければならない。まくれを取るにはグラインダー等で軽く取り除くのがよいが、部材を削り過ぎないよう注意を要する。
軽量形鋼構造に高カボルトを用い、設計上のすべり係数を0.23としている場合、摩擦面は、脱脂等の処理を行ったうえで、堅固な黒皮表面とすることができる。ただし.浮き錆、塵あい、油、塗料等摩擦力を低下させるものを除去する必要がある。脱脂した黒皮表面は、赤錆を発生させた表面に比べてすべり係数が低下する。しかし、軽量形鋼構造に用いられる部材は板厚が薄く形状も複雑なので.黒皮を除去するため薄く削り過ぎたりグラインダーやショットブラストが掛けられないこともあるため、堅固な黒皮は除去しなくてもよい。その場合の摩擦面は.黒皮を除去し赤錆を発生させた場合のすべり係数の1/2 (0.23)以上を確保できるようにしておかなければならない。
高力ボルト接合を行う部材は、その接触面が正確に密着するよう留意する必要がある。特に、軽量形鋼部材は、板厚が薄く、ひずみ・反り・曲がり等が生じやすい部材なので必ず矯正するか、又はフィラー鋼板を挿入するなどしてこれらを補う必要がある。
(4) 高力ボルト及び普通ボルトのピッチ、へりあき等は.7.3.2(c)による。
(5) 「標仕」では、普通ボルトの孔径の限度はボルト径+0.5mmとなっている。ただし「標仕」では、母屋、胴縁類の取付け用ボルトの場合、ボルト径+1.0mmとしている。
(6) 普通ボルトには戻止めが必要であるが、通常次のような工法がある。
(i) 二重ナット
ナットを二重にする(図7.11.1参照)。一般に戻止め用のナットは本ナットと同じ厚さのもの(2種)が用いられるが(7.2.3(b)参照)、やや厚さの薄いもの(3種)でもよい。二重ナットの締付けは、7.5.2 (3)を参照する。
図7.11.1 二重ナット
(ii) スプリングワッシャー
特殊なスプリングになっている座金を用いる。
(iii) 溶接
ナットとボルトを溶接する。この際はボルトの全周にわたり溶接する。この方法は簡易な構造物で、かつ、見ばえに支障のない箇所以外には用いてはならない。
(7) せん断ボルト
せん断ボルトとは、図7.11.2の力Pをせん断力により伝達するボルトであり、ほとんどの普通ボルトはせん断ボルトである。このボルトの耐力は鋼板の側圧で決まる場合があるので、ねじ部分がグリップ(締付け厚さ)に掛かってはならない。このためには厚い座金が必要になる。また、強度上は必ずしも必要ではないが、材料精度等を考えると、完全なねじ山が3山以上ナットの外に出ているようにするのがよい。
図7.11.2 せん断ボルト
7章 鉄骨工事 13節 鉄骨工事の精度
13節 鉄骨工事の精度
7.13.1 一般事項
(a) 「鉄骨造の継手又は仕口の構造方法を定める件」(平成12年5月31日建設省告示第1464号)により,表7.13.1に示す項目について限界値が規定された。①の限界値は、JASS 6付則6[鉄骨精度検査基準]における限界許容差と同じであるが、②の通しダイアフラムと梁フランジの関係は、JASS 6付則6では規定されていない。また、③は、JASS 6付則6よりも厳しい規定となっているので、注意が必要である。表7.13.1に示す項目についての検査方法補強方法等については、鉄骨製作管理技術者登録機構「突合せ継手の食い違い仕口のずれの検査・補強マニュアル」を参考にするとよい。
表7.13.1 溶接部の形状・寸法
(b) 「標仕」7.3.3及び「標仕」7.10.2で、鉄骨の製作精度及び建方等の工事現場施工の精度は、JASS 6付則6によることとしている。次にその抜粋を示す。
この基準は、一般の構造物の主要な鉄骨の製作ならびに施工に際しての寸法精度の許容差を定めたものである。許容差は、限界許容差と管理許容差に区別して定めた。限界許容差は、これを超える誤差は原則として許されない最終的な個々の製品の合否判定のための基準値である。一方、管理許容差は、95%以上の製品が満足するような製作または施工上の目安として定めた目標値であり、寸法精度の受入検査では、検査ロットの合否判定のための個々の製品の合否判定値として用いられる。
寸法精度の受入検査において、個々の製品が限界許容差を超えた場合には不良品として、再製作することを原則とする。ただし、再製作できない場合にはそれに相当する補修を行い再検査に合格しなければならない。また、個々の製品が管理許容差を超えても限界許容差内であれば補修・廃棄の対象とはならない。管理許容差を合否判定値として抜取検査を行う場合、検査ロットが不合格となった場合は、当該ロットの残りを全数検査する。ただし、検査ロットの合否にかかわらず限界許容差を超えたものについては、工事監理者と協議して補修または再製作等の必要な処置を定める。
なお、本基準は以下に示すものには適用しない。
(1) 特記による場合または工事監理者の認めた場合
(2) 特に精度を必要とする構造物あるいは構造物の部分
(3) 軽微な構造物あるいは構造物の部分
(4) 日本産業規格で定められた鋼材の寸法許容差
(5) その他、別に定められた寸法許容差
付表1 工作および組立て
![付表1_工作および組立て1.jpeg](/archicome/file/E4BB98E8A1A81_E5B7A5E4BD9CE3818AE38288E381B3E7B584E7AB8BE381A61.jpeg)
![付表1_工作および組立て2.jpeg](/archicome/file/E4BB98E8A1A81_E5B7A5E4BD9CE3818AE38288E381B3E7B584E7AB8BE381A62.jpeg)
![付表1_工作および組立て3.jpeg](/archicome/file/E4BB98E8A1A81_E5B7A5E4BD9CE3818AE38288E381B3E7B584E7AB8BE381A63.jpeg)
付表2 高力ボルト
![付表2_高力ボルト1.jpeg](/archicome/file/E4BB98E8A1A82_E9AB98E58A9BE3839CE383ABE383881.jpeg)
付表3 溶 接
![付表3_溶接1.jpeg](/archicome/file/E4BB98E8A1A83_E6BAB6E68EA51.jpeg)
![付表3_溶接2.jpeg](/archicome/file/E4BB98E8A1A83_E6BAB6E68EA52.jpeg)
![付表3_溶接3.jpeg](/archicome/file/E4BB98E8A1A83_E6BAB6E68EA53.jpeg)
付表4 製 品
![付表4_製品1.jpeg](/archicome/file/E4BB98E8A1A84_E8A3BDE593811.jpeg)
![付表4_製品2.jpeg](/archicome/file/E4BB98E8A1A84_E8A3BDE593812.jpeg)
![付表4_製品3.jpeg](/archicome/file/E4BB98E8A1A84_E8A3BDE593813.jpeg)
![付表4_製品4.jpeg](/archicome/file/E4BB98E8A1A84_E8A3BDE593814.jpeg)
付表5 工事現場
![付表5_工事現場1.jpeg](/archicome/file/E4BB98E8A1A85_E5B7A5E4BA8BE78FBEE5A0B41.jpeg)
![付表5_工事現場2.jpeg](/archicome/file/E4BB98E8A1A85_E5B7A5E4BA8BE78FBEE5A0B42.jpeg)
![付表5_工事現場3.jpeg](/archicome/file/E4BB98E8A1A85_E5B7A5E4BA8BE78FBEE5A0B43.jpeg)
![付表5_工事現場4.jpeg](/archicome/file/E4BB98E8A1A85_E5B7A5E4BA8BE78FBEE5A0B44.jpeg)
7章 鉄骨工事 14節 資 料
14節 資 料
7.14.1 溶接用語
JIS Z 3001-1(溶接用語一第1部:一般)
JIS Z 3001-2(溶接用語一第2部:溶接方法)
JIS Z 3001-4(溶接用語一第4部:溶接不完全部)
の抜枠を次に示す。
なお、JIS Z 3001-3(溶接用語一第3部:ろう接)は省略する。
4.1 共通
4.1.1 基本
![JIS_Z3001-1_4.1.1_基本.jpeg](/archicome/file/JIS_Z3001-1_4.1.1_E59FBAE69CAC.jpeg)
4.1.2 溶接部の性質
![JIS_Z3001-1_4.1.2_溶接部の性質.jpeg](/archicome/file/JIS_Z3001-1_4.1.2_E6BAB6E68EA5E983A8E381AEE680A7E8B3AA.jpeg)
![JIS_Z3001-1_4.1.2_溶接部の性質(溶着金属,溶融部,ボンド部).jpeg](/archicome/file/JIS_Z3001-1_4.1.2_E6BAB6E68EA5E983A8E381AEE680A7E8B3AA28E6BAB6E79D80E98791E5B19E2CE6BAB6E89E8DE983A82CE3839CE383B3E38389E983A829.jpeg)
4.2 試験
4.2.1 試験一般
![JIS_Z3001-1_4.2.1_試験一般.jpeg](/archicome/file/JIS_Z3001-1_4.2.1_E8A9A6E9A893E4B880E888AC.jpeg)
4.4 アーク溶接
4.4.3 溶接継手
![JIS_Z3001-1_4.4.3_溶接継手.jpeg](/archicome/file/JIS_Z3001-1_4.4.3_E6BAB6E68EA5E7B699E6898B.jpeg)
![JIS_Z3001-1_4.4.3_溶接継手(すみ肉のサイズ等).jpeg](/archicome/file/JIS_Z3001-1_4.4.3_E6BAB6E68EA5E7B699E6898BEFBC88E38199E381BFE88289E381AEE382B5E382A4E382BAE7AD89EFBC89.jpeg)
4.4.4 溶接姿勢
![JIS_Z3001-1_4.4.4_溶接姿勢.jpeg](/archicome/file/JIS_Z3001-1_4.4.4_E6BAB6E68EA5E5A7BFE58BA2.jpeg)
4.6 特殊の溶接
4.6.5 ロボット溶接
![JIS_Z3001-1_4.6.5_ロボット溶接.jpeg](/archicome/file/JIS_Z3001-1_4.6.5_E383ADE3839CE38383E38388E6BAB6E68EA5.jpeg)
4.7 ガス溶接及び熱切断
4.7.1 溶接・切断方法
![JIS_Z3001-1_4.7.1_溶接・切断方法.jpeg](/archicome/file/JIS_Z3001-1_4.7.1_E6BAB6E68EA5E383BBE58887E696ADE696B9E6B395.jpeg)
JIS Z 3001-1 : 2013
4. 用語及び定義
4.3 融接
4.3.3 アーク溶接
![JIS_Z3001-2_4.3.3_アーク溶接1(アーク溶接等).jpg](/archicome/file/JIS_Z3001-2_4.3.3_E382A2E383BCE382AFE6BAB6E68EA5128E382A2E383BCE382AFE6BAB6E68EA5E7AD8929.jpg)
![JIS_Z3001-2_4.3.3_アーク溶接2(サブマージアーク溶接等).jpg](/archicome/file/JIS_Z3001-2_4.3.3_E382A2E383BCE382AFE6BAB6E68EA5228E382B5E38396E3839EE383BCE382B8E382A2E383BCE382AFE6BAB6E68EA5E7AD8929.jpg)
![JIS_Z3001-2_4.3.3_アーク溶接3(アークスタッド溶接).jpg](/archicome/file/JIS_Z3001-2_4.3.3_E382A2E383BCE382AFE6BAB6E68EA5328E382A2E383BCE382AFE382B9E382BFE38383E38389E6BAB6E68EA529.jpg)
4.3.6 エレクトロスラグ溶接
![JIS_Z3001-2_4.3.6_エレクトロスラグ溶接.jpeg](/archicome/file/JIS_Z3001-2_4.3.6_E382A8E383ACE382AFE38388E383ADE382B9E383A9E382B0E6BAB6E68EA5.jpeg)
4.4 アーク溶接の施工
4.4.1 溶接施工
![JIS_Z3001-2_4.4.1_溶接施工1(パス、ビード等).jpeg](/archicome/file/JIS_Z3001-2_4.4.1_E6BAB6E68EA5E696BDE5B7A5128E38391E382B9E38081E38393E383BCE38389E7AD8929.jpeg)
![JIS_Z3001-2_4.4.1_溶接施工2(溶込み等).jpeg](/archicome/file/JIS_Z3001-2_4.4.1_E6BAB6E68EA5E696BDE5B7A5228E6BAB6E8BEBCE381BFE7AD8929.jpeg)
![JIS_Z3001-2_4.4.1_溶接施工3(クレータ,止端,ウィービング等).jpeg](/archicome/file/JIS_Z3001-2_4.4.1_E6BAB6E68EA5E696BDE5B7A5328E382AFE383ACE383BCE382BF2CE6ADA2E7ABAF2CE382A6E382A3E383BCE38393E383B3E382B0E7AD8929-b4a1a.jpeg)
4.4.2 溶接施工管理
![JIS_Z3001-2_4.4.2_溶接施工管理.jpeg](/archicome/file/JIS_Z3001-2_4.4.2_E6BAB6E68EA5E696BDE5B7A5E7AEA1E79086.jpeg)
4.4.3 溶接補助材
![JIS_Z3001-2_4.4.3_溶接補助材1(始端タブ、終端タブ).jpeg](/archicome/file/JIS_Z3001-2_4.4.3_E6BAB6E68EA5E8A39CE58AA9E69D90128E5A78BE7ABAFE382BFE38396E38081E7B582E7ABAFE382BFE3839629.jpeg)
![JIS_Z3001-2_4.4.3_溶接補助材2(裏当て).jpeg](/archicome/file/JIS_Z3001-2_4.4.3_E6BAB6E68EA5E8A39CE58AA9E69D90228E8A38FE5BD93E381A629.jpeg)
JIS Z 3001-2:2013
4. 用語及び定義
4.2 溶接不完全部一般
![JIS_Z3001-4_4.2_溶接不完全部一般.jpeg](/archicome/file/JIS_Z3001-4_4.2_E6BAB6E68EA5E4B88DE5AE8CE585A8E983A8E4B880E888AC.jpeg)
4.4 空洞
![JIS_Z3001-4_4.4_空洞.jpg](/archicome/file/JIS_Z3001-4_4.4_E7A9BAE6B49E.jpg)
4.5 介在物
![JIS_Z3001-4_4.5_介在物.jpeg](/archicome/file/JIS_Z3001-4_4.5_E4BB8BE59CA8E789A9.jpeg)
4.6 融合不良・溶込不良
![JIS_Z3001-4_4.6_融合不良・溶込不良.jpeg](/archicome/file/JIS_Z3001-4_4.6_E89E8DE59088E4B88DE889AFE383BBE6BAB6E8BEBCE4B88DE889AF.jpeg)
4.7 形状不良
![JIS_Z3001-4_4.7_形状不良、4.8_その他の不完全部.jpeg](/archicome/file/JIS_Z3001-4_4.7_E5BDA2E78AB6E4B88DE889AFE380814.8_E3819DE381AEE4BB96E381AEE4B88DE5AE8CE585A8E983A8.jpeg)
JIS Z 3001-4:2013
7.14.2 建築構造用鋼材の品質証明ガイドライン
(a) 「建築構造用鋼材の品質証明ガイドライン」が.これまでの「建築構造用鋼材の新しい品質証明方式」に代わり,2009年12月に(-社)日本鋼構造協会 建築鉄骨品質管理機構から発行された。本ガイドラインの骨子を次に示す。
(1) 鋼材等の品質確認は、書類による品質確認と現物の品質確認で行われる。
(2) 規格品証明書の原本を保有する工程(会社)が使用した鋼材の規格品証明料の内容をリスト化し,原品証明書(用紙C)を作成発行する。
(3) 用紙Cに基づき鉄骨製作業者は鉄骨工事使用鋼材等報告書(用紙B)を作成する。
(4) 用紙B、Cの表紙として用紙A1、A2を作成する。
(5) ミルシート及びその写しの提出を不要とする。
(6) ミルシートを提出する従来方式の場合によるか本方式によるかは事前に合意しておく。
(b) 「建築構造用鋼材の品質証明ガイドライン」(2009年12月25日1版)の抜粋を次に示す。
なお、実際の工事に適用する場合は、ガイドライン本文を参照する必要がある。
1.2 本ガイドラインの活用の前提
1.2.1 自工程管理に基づく品質管理
施工者は鉄骨製作に必要な設計図書を設計者から受理して後、鉄骨製作業者へ支給する。その仕様に基づき鉄骨製作業者が材料を発注する。鉄骨製作業者が製作した鉄骨製品は施工者の受入検査を経て工事現場へ搬入され,工事現場で組立て、接合され鉄骨が完成する。そして施工者は建物完成後、施主へ引き渡す。このように鉄骨工事においては、施主と施工者、施工者と鉄骨製作業者という2段階の契約関係があり、施工者は建築工事の元請けとして鉄骨製品の品質についても責任を有する。
建築基準法で鋼材類(鋼板、形鋼)はJIS規格適合であることが規定されている。また、鋼材類は初期(製造出荷)段階でJIS規格適合も含む製品の個別識別がなされている。その鋼材類は、製造メーカーから鉄骨製作工場へ直接、あるいは切断などの中間加工をされて納入される。いずれの場合も初期段階で特定された鋼材類が、工程の各段階で間違いなく流通しなければならない。
鋼材類の流通過程の各段階で使用されている鋼材類の品質を確認し、その結果を書類に残し次の工程へ渡すことで結果として流通段階で間違い無く使用されたことが証明できる。
鋼材等の品質確認は「書類確認」と「現物確認」によって行われる。そして「書類確認」については、「規格品証明書の確認」がポイントとなる。(注1)
鉄骨の品質は関連する全ての工程で作りこむという自工程責任による自主管理を尊重することで過度の費用が発生しないようにする事ができる。本ガイドラインは特に鋼材類の流通や各工程段階での自主管理を明確に打ち出したものと考えることができる。
施工者は鉄骨製作業者を通して提出される書類の内容を確認することで材料管理の証しとすることになる。そのため、書類の内容について施主や行政機関に説明ができるように鉄骨製作業者の材料管理体制・方法や鉄骨製作業者から材料の切断などの発注を受ける中間加工業者の管理体制を把握しておくことも重要である。
なお、規格品証明書の記載内容(機械的性質、化学成分)のレベル(例えば、化学成分値の多少など)や実際に使用された鋼材類から試験片を採取して、機械試験や化学成分分析を行って記載内容と照合を行うなどは考えていない。但し、当事者間の協議などで化学成分値を試験する場合、携帯型分析器で分析したり鋼材から試験片を採取して分析する方法がある。なお携帯型分析器には機械によって分析可能な成分に違いがあったり、シールドガスが必要となるなど特徴があるので使用にあたっては注意が必要である。
本ガイドラインでは、流通過程で切断などの工程がある「鋼材類」を主に対象とする。但し、証明書には溶接材料、高力ボルトなどを含むため呼称は「鋼材等」としている。
(注1)
規格品証明書の定義はJASS6による。JASS6では、規格証明書について「JIS、その他の団体などの公的に認知された規格があり、その報告規定に基づいて製造業者が発行する証明書。もしくは、国土交通大臣認定品に適合することを証明する書類で、社名・捺印のあるものを言う。」と規定されている。
1.2.2 裏書ミルシートに代わる原品証明書の採用
本ガイドラインで提案されている鋼材品質証明の方法は、いわゆるミルシート提出方式に代わるものである。結果としてミルシートの提示・提出が不要となるものである。一見、管理レベルが下がったかのように思われるが実際に切断を行う業者にとっては材料の出所を明確にし、記録に残すことが求められ、本ガイドラインによって原品証明書を作成・管理するのは、むしろ厳しい管理方法である。また、作成した書類が最終的に使用材料のJIS適合証明の証拠となるものであり責任も重くなる。
したがって、原品証明書の採用にあたっては、提出方法、保管方法、保管期間、業務対価等について事前に工事関係者で文書合意しておくこととする。
また、ミルシートについては提出を義務としないこととしているが、本ガイドラインによる証明方法へ移行するまでの間、鋼材の品質確認を”原品証明書による”のか”規格品証明原本、裏書きミルシートの提出による”のかについても、事前に工事関係者の合意により決定しておく。(注2)
(注2)
ミルシート提出方式においては、いわゆる紐付き材について、材料と工事名を紐付け管理するために、規格品証明書に需要家名として材料を購入した会社名でなく、部材を使用する需要家・工事名称を記載する場合がある。
切板会社やファブリケーターの在庫材についてはミルシートの需要家名や工事名が異なっていても、トレーサビリティが確保されていれば使用に問題はない。
今後、原品証明書方式を基本とすることから、原則として需要家名は材料購入会社名を記載することとし、材料の取り扱い(他工事への使用など)は購入会社の自由裁量とする。
1.2.3 証明コストの負担と発注仕様への明示
本ガイドラインに沿って.鋼材の加工業者等が使用した鋼材について証明書の作成を行うために必要な作業や記録の保全については、一定のコストが生じることは事実である。このため、建築の施工者は鉄骨製作業者等に対して、証明書の作成.提出を発注仕様書に明示する等により契約業務として明確化しその費用を支払う必要があり、鉄骨製作業者は.その前段の鋼材の流通、加工、生産業者に対して同様の対応をとる必要がある。
こうしたコストは、最終的に建築費の一部となり建築主が負担することになるが、建築用鋼材の品質は建物利用者の生命等の安全に直結するものでありかつ、万一鋼材が誤用されたときの被害の大きさに鑑みれば、建築主においては、使用鋼材等が明らかにされていない建築物の受け渡しを受けるべきでなく、コスト削減を名目に省略されてはならない不可欠な負担であることを理解する必要がある。さらに建築主は、建築主事等による検査受検の申請者として、使用鋼材等が法令に適合していることに関する書類等を提出する立場にもある。
このため、建築主に対する意識啓発について行政も含め建築界全体として取り組む必要があるとともに、施工者においては、建築主との個別の契約において、本ガイドラインに沿った報告書等の提出を業務内容とする必要がある。
なお、鋼材を使用したそれぞれの工程で使用鋼材を明らかにする本ガイドラインの方法は、施工者が施工現楊における成分検査により使用鋼材を事後的に特定するなどの他の方法よりも合理的で、全体としての証明コストが低いことは明らかである。
2. 鋼材等の品質確保のフロー
2.1 書類による品質確認
書類による品質確認の流れの概略を以下に示す。
(1) 各工程(会社)が行った品質確認の結果は原品証明書(用紙C)にとりまとめ次の工程(会社)へ提出する。
この原品証明書は鋼材等の規格品証明書原本(ミルシート)を保有し加工を行った工程が作成する。この会社には一般流通業者(問屋)で自社保有材を少量販売する会社も含まれる。
原品証明書を取りまとめた工程は、その鋼材等の品質を確認した結果について保証する責任を負う。但し、規格品証明書の記載内容に関して保証責任は無い。
(2) 原品証明書を作成する工程は、原品証明書から規格品証明書原本へ遡れることが可能な仕組みを構築しなければならない。
(3) 鉄骨製作業者は.使用した鋼材等の品質を確認した結果を「鉄骨工事使用鋼材等報告書」(用紙B)にまとめ、用紙Cとともに施工者に提出する。(注3)
なお、鉄骨製作業者の確認は前工程(会社)の発行した原品証明書を確認する方法と自社工程を確認する方法の二つがある。
また,鉄骨製作業者の会社様態によっては、製作を担当する製作工場が行う場合もある。
(4) 施工者は.書類および現物の確認後その結果を「鉄骨工事使用鋼材等報告書」(用紙A2を表紙として、用紙B、Cとともに)として工事監理者に提出する。
(5) 工事監理者は、内容を確認し発注者である施主に報告する。その後、施主の代理として中間検査・完了検査時に特定行政庁、建築主事ないしは、確認検査機関に提出または提示する。(用紙A1を表紙として、用紙A2,用紙B, Cとともに)鉄骨工事における鋼材、確認書類の流れ、関連関係者の行為については、付録aも参照。
(注3) JASS6では、鉄骨工事の元請けとして施工者(ゼネコン)、鉄骨製作の受注者を鉄骨製作業者(ファブリケータ)としている。本書でも、定義はこれに倣う。
2.2 現物の品質確認
(1) 本ガイドラインでは鋼材類の現物での確認方法を原則、塗色識別によることとしている。従ってSS・SM材のようなプリントマークの無いSN鋼材以外にも適用できる。
現物確認の方法としてSN材でのプリントマーク、形鋼類でのラベル確認も有効であるが、保管期間、取扱い不備で消える、読み難い、剥がれるなどが懸念される。このような不具合が無く明瞭に識別可能な場合にはSN材でのプリントマーク、形鋼類でのラベル確認も適用できる。なお、鋼材の識別表示は原則、付録bに示す日本鋼構造協会規格(JSS I 02 2004)による。また、鋼材のマーキング、ラベル表示例を付録c、高力ボルトヘッドマーク一覧表を付録d、溶接材料の原品表示例を付録 e、およびアンカーボルトの表示例を付録 f に示す。(注4)
(注4)
原品の識別方法として、切断部材に部材番号を記入する場合がある。規格識別の番号記入や多桁数の番号記入など要求仕様は様々であり、また番号記入ができない小物部材等もあり、部材番号記入については、事前に記入方法、作業費用等につき文書合意しておくこととする。
3. 本ガイドラインで使用される書類について
3.1 原品証明書〈用紙C〉
(1) 規格品証明原本を保有し最初に作業する工程(会社)は保有する規格品証明書原本内容をリスト化し、原品証明書を作成・発行する。(注5)
原品証明書の発行タイミングは、工事の節・工区などの単位に纏めて発行することを基本とし、事前に関係者にて取り決めておくこととする。
これ以降の工程は直前工程の発行した原品証明書から必要項目を転記し、原品証明書を作成する。
(2) 規格品証明書原本、規格品証明書原品のコピー、原品証明書は適切な期間保有する。保管期間が過ぎた場合は破棄できる。
保行期間が法令で定められた場合、あるいは設計図書の特記のような別規定がある場合はそれに従う。改正建設業法において、「営業に関する図書の保存が引渡し後、10年」と定められた。これに準拠して保存期間を定める施主、施工者などもあると考えられるので工事開始前に関係者で保存の方法・期間・管理費用等について文書合意しておくことが重要である。なお、鉄鋼メーカーにおいては規格品証明書の現物やデータの保存期間は、各社の判断となっている(今後JIS認証制度等において保存期間を定めることも提案されている)。
なお、通常の商行為で使用する納品書などの扱いについてはここでは関与しない。
一般流通業者(問屋)が自社保有材料を少量販売する場合、規格品証明書原本、原本相当規格品証明書、原品証明書に対応する鋼材類が全て使用された場合は、保管期間の間はファイルする必要がある。
また、鉄骨製作業者は、一般流通業者や切板会社への発注の際には、発注先の会社がトレーサビリティーをとれているところかどうかを留意して選定する必要がある。
(3) 原品証明書を受け取る工程(会社)は、原品証明書を発行する工程(会社)の発行に関わる管理が適切に行われているかの確認を適時行う義務がある。
特に、残材(端材)の管理方法(ラベル、ステンシルが残されているか、あるいは転記されているか。切断報告書にこれらの記載があるか等)に留意する必要がある。
なお、その確認の頻度は特に定めないが、ISO認証の有無などを考慮して当事者間で協議する。
(4) 使用鋼材が発注仕様に適合していることの説明責任(立証責任)は鉄骨製作業者他、鋼材を調達した者が負う。従って、鉄骨製作業者の材料管理責任者は、原品証明書から規格品証明書原本へ遡ることが可能かどうかなどを確認しなければならない。
(5) 原品証明書の記載事項は以下の通りとする。
・日付、当該業者名、責任者名、署名あるいは捺印
・整理番号
・部材・部品あるいは記号:柱・梁(フランジ・ウェブ)、ブレース、アンカーボルト、ダイアフラム
・規格、種類:JIS規格、国土交通大臣認定
・寸法、数量(重量)
・メーカー名:鉄鋼メーカー、中間加工業者
・証明書番号、製品番号
製品番号:規格品証明書原本において個々の製品を特定できる項目名とする。
スプライスプレート、リブプレート、ガセットプレートについては.記載項目は、部位・部材、規格、メーカー名のみとする。
なお、納品書、送り状など既に使用している帳票を利用する場合で、上記項目で鋼板番号等の不足な項目がある場合は別途、同帳票に追記し、原品証明書とすることもできる。
(記載スペースが無い、価格が表示されているなどで当事者外への提出が難しい場合は規格品証明書原本をリスト化した原品証明書を作成する)。
(6) 原品証明書以外の添付書類は原則不要とする。
添付書類の提出を求める場合は、必ず事前に書類内容、提出方法、対価等につき関係者の合意により決定しておくこととする。
(注5)
JASS 6では、「原品証明書とは、規格品証明書(原本相当規格品証明書を含む)のついている鋼材の切断・切削・孔あけなど中間加工を施す業者、あるいは一般流通業者(問屋)が少量販売する鋼材に付して発行する証明書」と定義しているが、本ガイドラインでは規格品証明再原本を保有する鉄骨製作業者が作成する証明書も加える。
3.2 鉄骨工事使用鋼材等報告書〈用紙B〉
(1) 鉄骨製作業者は、製作の元請けとして原品証明書に基づき「鉄骨工事使用鋼材等報告書」を作成する。
記載項目は以下の通りとする。
・日付、鉄骨製作業者名、材料管理責任者名・捺印、鉄骨製作管理技術者登録番号
・部位・部材:柱・梁(フランジ、ウェブ)、ブレース、アンカーボルト、ダイアフラム、溶接材料、高カボルト、スプライスプレート、リブなど
・規格、種類:JIS規格、国土交通大臣認定
・品種、形状:鋼板、鋼管、切板、H形鋼・・
・納入者 :鉄鋼メーカー、中間加工業者
・規格確認方法:現物・書類確認の方法
・証明書ページ:原品証明書の検索用
(2) 書類構成
表紙、鉄骨工事使用鋼材等証明書、原品証明書
・添付科類について
原則として添付書類は不要とする。
(3) 作成対象とする部位・部材を以下に示す。
下記の部位・部材を対象とする。但し、別途指示がある場合はそれによる。
柱:柱体、仕口内スチフナー、ダイアフラム、フランジ ・ウェブ
大梁、小梁:フランジ ・ウェブ
ブレース、アンカーボルト、スプライスプレート、リブプレートなど
3.2. 補 鉄骨工事使用鋼材等証明書作成時の対象部位・部材について
![ガイドライン_3.2.補_鉄骨工事使用鋼材等証明書作成時の対象部位・部材について.jpeg](/archicome/file/E382ACE382A4E38389E383A9E382A4E383B3_3.2.E8A39C_E98984E9AAA8E5B7A5E4BA8BE4BDBFE794A8E98BBCE69D90E7AD89E8A8BCE6988EE69BB8E4BD9CE68890E69982E381AEE5AFBEE8B1A1E983A8E4BD8DE383BBE983A8E69D90E381ABE381A4E38184E381A6.jpeg)
![ガイドライン_3.2.補_鉄骨工事使用鋼材等証明書作成時の対象部位・部材について2.jpeg](/archicome/file/E382ACE382A4E38389E383A9E382A4E383B3_3.2.E8A39C_E98984E9AAA8E5B7A5E4BA8BE4BDBFE794A8E98BBCE69D90E7AD89E8A8BCE6988EE69BB8E4BD9CE68890E69982E381AEE5AFBEE8B1A1E983A8E4BD8DE383BBE983A8E69D90E381ABE381A4E38184E381A62.jpeg)
3.3 鉄骨工事使用鋼材等報告書〈用紙A2〉
施工者が工事監理者に提出する際に作成するもの。前記の原品証明書、鉄骨工事使用鋼材等証明書を確認した上、これらの表紙として用紙A2を作成する。
3.4 鉄骨工事使用鋼材等報告書〈用紙A1〉
工事監理者が建築主事等に提出する際に作成するもの。前記の原品証明書、鉄骨工事使用鋼材等証明書、施工者が発行した鉄骨使用鋼材等報告書を確認した上、これらの表紙としてA1を作成する。
4. 鋼材類と報告書の流れ例
鋼材類と報告書の流れをいくつかのケースに分けて示す。これらは代表的な流通過程のモデル化である。この他にも流通形態があると思われるが、本ガイドラインの主旨を理解して適用することが必要である。
また、流通過程で関与する商社など一部の機能は省略している。
このフローで示している「納品書、送り状」は、加工された製品に関するものを指している。
【 ケース1 】
規格品証明書原本は鉄骨製作業者が保有する場合。
ケース 1-1
鉄骨製作業者がロール発注し、鋼材、規格品証明書原本がメーカーから鉄骨製作業者へ送られる場合。
![ガイドライン_4.鋼材類と報告書の流れ(ケース1-1).jpeg](/archicome/file/E382ACE382A4E38389E383A9E382A4E383B3_4.E98BBCE69D90E9A19EE381A8E5A0B1E5918AE69BB8E381AEE6B581E3828CEFBC88E382B1E383BCE382B91-1EFBC89.jpeg)
ケース 1-2
鉄骨製作業者がロール発注する。鋼材は中間加工業者で切断などの加工をされ鉄骨製作業者へ送られる。規格品証明書原本は中間加工業者を経由しないで、メーカーから鉄骨製作業者へ送られる場合。
![ガイドライン_4.鋼材類と報告書の流れ(ケース1-2).jpeg](/archicome/file/E382ACE382A4E38389E383A9E382A4E383B3_4.E98BBCE69D90E9A19EE381A8E5A0B1E5918AE69BB8E381AEE6B581E3828CEFBC88E382B1E383BCE382B91-2EFBC89.jpeg)
なお、コラムについてはケース4、BH業者、B-BOX業者についてはケース5に示している。
【 ケース2】
規格品証明書原本は問屋または中間加工業者が保有する場合。
ケース2-1
1次問屋または中間加工業者は自社保有の材料を使用して鉄骨製作業者からの発注書に基づいた加工を行い、用紙Cを作成し、提出する。納品書、送り状を添え、加工済鋼材類を納入する。
ケース2-2
鉄骨製作業者には、1次の中間加工業者から納入される。1次の中間加工業者へは2次問屋または中間加工業者から鋼材等が納入される。
鉄骨製作業者と売買を行う1次中間加工業者は鉄骨製作業者からの発注書に基づいた加工を行い、2次問屋または中間加工業者の発行した原品証明書、納品書、送り状を基に用紙Cを作成し、納品書、送り状を添え、加工済鋼材類を納入する。
【 ケース3】
鉄骨製作業者が手持ちの余材を使用した場合。
ケース3-2 ケース2の場合の余材:ケース2の方法による。
5.2 書 式
5.2.1 用紙A1表紙
5.2.2 用紙A2表紙
5.2.3 用紙B:鉄骨工事使用鋼材等報告書
5.2.4 用紙C:ケース1-1, 1-2 鉄骨製作業者が証明書を作成する場合
ケース1の場合の余材の時はケース1に、ケース2の場合の余材の時はケース2に倣う。
5.2.5 用紙C:ケース2 中間加工業者が証明書を作成する場合
【用紙C】
建築構造用鋼材の品質証明ガイドライン
7.14.3 SN鋼材材質識別表示記号・位置及び鋼材の識別表示標準
(a)「SN鋼材材質識別表示記号・位置」(新しい建築構造用鋼材より)を次に示す。
![7.14.3_SN鋼材材質識別表示記号・位置及び鋼材の識別表示標準.jpeg](/archicome/file/7.14.3_SNE98BBCE69D90E69D90E8B3AAE8AD98E588A5E8A1A8E7A4BAE8A898E58FB7E383BBE4BD8DE7BDAEE58F8AE381B3E98BBCE69D90E381AEE8AD98E588A5E8A1A8E7A4BAE6A899E6BA96.jpeg)
(b) 日本鋼構造協会規格JSS I 02(鋼材の識別表示標準)の抜粋を次に示す。
表 – 1 識別色および塗色方法
![JSS_Ⅰ_02-2004_表-1_識別色および塗色方法.jpeg](/archicome/file/JSS_E285A0_02-2004_E8A1A8-1_E8AD98E588A5E889B2E3818AE38288E381B3E5A197E889B2E696B9E6B395.jpeg)
参考文献
3章 土工事 1節 一般事項
01節 一般事項
3.1.1 適用範囲
(a) この章は、建築物の建設工事に伴う根切りや地下掘削後の埋戻し、建物周辺の盛土等の土工事並びに山留め工事を対象とするもので、大規模な敷地造成工事等は対象としていない。
(b) 作業の流れを図3.1.1に示す。
図3.1.1 土工事の作業の流れ
(c) 施工計画書の記載事項は、おおむね次のとおりである。
なお、赤文字を考慮しながら品質計画を作成する。
① 工程表(山留め設置、根切り、埋戻し、山留め撤去等の時期)
② 山留めの工法及び安全を確認できる構造計算書(荷重、振動等に対する安全性の確認等)
③ 根切りの工法(順序、掘削機の種類と能力、予定搬出土量等)
④ 残土の処理方法(場外処理の場合は、地番、距離、処分地の種類等)
⑤ 法勾配並びに法面の養生方法及び法面の滑動のおそれがある場合の観測方法
⑥ 排水計画(排水溝の位置、釜場の位置、地下水の状況、揚水ポンプ能力と台数、台風あるいは停電時の対策、揚水停止時期の検討、流末の処置)
⑦ 埋戻し土の種類、締固め方法及び余盛り高さ
⑧ 安全管理対策(3.1.3の具体的実施方法及び関連対策等)
⑨ 公害対策(3.1.3の具体的実施方法等)
⑩ 作業のフロー、管理の項目・水準、方法、品質管理体制・管理責任者、品質記録文書の書式とその管理方法等
3.1.2 基本要求品質
(a) 一般に根切りの寸法や形状については設計図書に示されることはないが、法面の勾配等は、その掘削深さや土質等によって労働安全衛生法等によって定められている。したがって「形状及び寸法が所定のもの」としては、これらに基づき安全性を確保できるように、具体的な工法や安全対策等を提案させ、これによって施工させるようにする。
また、床付け面より下を深掘りしたり掘削機の刃先で乱したりして、地盤をかく乱すると、上部構造に沈下等の悪影響を与えるおそれがある。このため、掘削に当たっては床付け面をいかにかく乱しないような工法を採用するのか、また、もし万一床付け面を乱した場合の処置方法も含めて品質計画として提案させるようにするとよい。ここで床付け地盤が設計時に想定した条件と異なる場合は、設計担当者と打ち合わせて、処理方法を検討し、必要に応じて「標仕」1.1.8による協議を行い処理する。
(b) 埋戻しや盛土の材料は、一般に天然のものであり、「標仕」表3.2.1による種別の同じものが指定されていても、工事現場により材料の品質性状は異なったものとなる場合が多い。
一般に、土の場合は、その種類や含水状態によって、適切な締固めの方法や使用する機器等が異なる。したがって最も適切な締固めの方法及び管理の基準や方法等を品質計画で定め、それに従って管理したことが分かるようにしておく。
3.1.3 災害及び公害の防止
(a) 災害防止のために、特に注意する必要のある事項は、次のとおりである。
(1) 周囲の建物等の安全の確保
(2) 地中埋設物等に対する確認及び処置
(3) 土砂の崩壊による危険防止のための次の観測、測定等
なお、危険箇所については、常時巡視する態勢が必要である。
① 周辺地盤、法面に発生するひび割れ
② 周辺地盤の沈下、移動
③ 湧き水、漏水
④ 山留めの土圧、変形
(4) 法面保護
法面保護の方法には、通常次のようなものがある。
① メッシュ入りモルタル吹付け
② モルタル吹付け
③ 短期間及び大雨に対してはシートによる覆い
④ 吹付けは種
(b) 公害防止のために、特に注意する必要のある事項は、次のとおりである。
(1) 騒音、振動の防止
生活環境の保全と建設工事の円滑化を図るため、住居が集合している地域、病院又は学校周辺の地域等で、設計図書に、低騒音型・低振動型建設機械を使用するよう指定された場合は、「低騒音型・低振動型建設機械の指定に関する規程」(平成9年7月31日建設省告示第1536号)により指定された建設機械を使用する必要がある。
(2) 建設副産物の処理
建設副産物については.1.3.8を参考に適切に処理する。
(3) 土壌汚染対策については.1.3.11(a)による。
(4) 近隣の水位の低下並びに油滴、塵あいの飛散による汚れの防止等の調査及び防護、養生の検討
(5) 工事現場以外(運搬途中、敷地周辺)の道路、排水路の土砂、泥水による汚れ等の防止及び堆積しておく埋戻し土の雨による流出るの防止
(6) 連搬車の事故防止
(i) 土砂等を運搬する車両は、交通事故の防止対策等からダンプカー協会に加入している車両を優先的に使用する(土砂等を運搬する大型自動車による交通事故の防止等に関する特別措置法(昭和42年法律第131号))。
(ⅱ) 工事現場へ出人りする際の事故防止に努める。
3章 土工事 2節 根切り及び埋戻し
02節 根切り及び埋戻し
3.2.1 根切り
(a) 根切りの留意点
根切りに先立ち処置する必要のある事項は、おおむね次のとおりである。
(i) 地盤調査の結果による地層及び地下水の状況把握
(ii) 近接した建物等への影響の有無(2.2.1 (a)(iii)参照)
(iii) 地中埋設物(2.2.1(a)(ii)参照)で根切りに掛かるもの及び周辺にあるものの移設養生等の処置
(iv) 山留めの安全性の確認(建設工事公衆災害防止対策要綱(建築工事編)(平成5年1月12日建設省経建発第1号)では、根切り深さ1.5 mを超える場合には、原則として山留めを設けるとしている(同要綱第45参照)。)
(v) 機械掘削を行う場合の転倒、転落の防止
(vi) 構台を架設した場合の荷重、振動に対する安全性の確認
(b) 根切りの概要
(1) 根切りの種類
(i) 総掘り :地下室等がある場合に建物全面を掘る。
(ii) 布掘り :連続基礎等の場合に帯状に掘る。
(iii) つぼ掘り:独立基礎等の場合、角形又は丸形に掘る。
(2) 根切り深さ
根切り深さは、砂利地業等の突固めによるくい込み量〈突代、突べり〉(土質等により0 ~ 30mm位まで)を見込んだ深さとする。
(3) 根切り範囲の計画
根切り範囲を定めるには、山留め、コンクリート型枠の組立、取外し等の作業がある場合においても作業が十分できるよう、山留めと型枠組立材料との間に作業者が入れる間隔を見込んでおく。その間隔は、通常の場合は図3.2.1のように、布掘りでは基礎幅から300~600mm、総掘りの場合は 1m 程度とする。ただし、除去の必要のないラス型枠材料等による場合や、連続地中壁やソイルセメント壁による山留め壁を直接外型枠として使用する場合等ではこの限りではない。
(イ)布掘りの場合
(ロ)総掘りの場合(外型枠が必要な場合)
(ハ)総掘りの場合(外型枠がない場合)
図 3.2.1 根切り範囲
(4) 根切り工事の計画
根切り工事では、掘削と山留め支保エの架設がバランスよく、かつ、 タイミングよく行われることが非常に大切である(図3.2.2参照)。また、掘削の実施においては、山留めの設計条件を十分に確認し、設計条件に合致した方法により施工を行うとともに安全を確認して工事を実施する必要がある。
(イ) バランスのとれた掘削方法
(ロ) バランスがくずれやすい掘削方法
図3.2.2 掘削方法
(5) 根切り底の施工
根切り底は、水平にしなければならないのは当然のことであるが、機械掘削をする場合には所定の深さより深く掘り過ぎないこと及び地盤面を乱さない(荒らさない)ことに注意する必要がある。深く掘り過ぎたり、乱したりした場合は、砂地盤の場合には、ローラー等による転圧や締固めによって自然地盤と同程度の強度にする。シルトや粘性土等の場合には、自然地盤以上の強度をもつ状態に戻すということは非常に困難なので、砂質土と置換して締め固め、自然地盤と同程度の強度にする処置が必要となる。また、砂質土による置換では強度の回復が困難と判断される場合は、セメント、石灰等の改良材を用いて地盤の改良を行う方法もあるので、地盤強度の確保の方法等について設計担当者と打ち合わせる。
一般的なバケットを用いた機械掘削では、通常床付け面より300~500mmの位置より手掘りとするか、バケットに平板状の特殊なアタッチメント(鋼板等)を取り付けたもので、根切り底が乱されるおそれのないものとして、機械を後退させながら施工する(図 3.2.3参照)。杭間ざらいでは、杭体に損慟を与えることや地盤の乱れを生じることのないよう、小型の機械に変更するなどし、十分に注意して施工を行う。
また、地下水処理が十分でない場合、根切り底が乱されるため、地下水の処理は十分に行う。
図 3.2.3 機械掘削の例
(6) 根切り底の検査
根切り底は、レベルチェック及び地盤状態の検査をしたのちに、捨コンクリートや基礎スラプの施工にかからなければならない。レベルチェックは、レベルを用いたり、遣方に水糸を張りスケールを用いるなどして行う。測定部分の大きさにもよるが、つぼ掘りは周囲4点と中央1点、布掘りは2 ~ 3 mごとに1点、総掘りは 4mごとに1点程度を目安として実施することが望ましい。地盤の状態(根切り底の乱れ及び地層の種類・強さ等)に関する検査は、通常、床付け地盤が設計図書、地盤調査報告書に示された地層、地盤に合致していることを土質試料等を参考に目視によって確認するが、その確認が難しい場合には「標仕」1.1.8の規定に基づき土質試験や原位置試験等の適切な試験によって確認する。
参考として地盤の状態の簡易判別法を示す(表 3.2.1 参照)。
表 3.2.1 地盤の状態の簡易判別法( JASS 3(一部修正)より)
(c) 掘削深さと法面の勾配
(1) 法面の勾配
法付けオープンカット工法により掘削を実施する場合、法面の勾配は、土の安息角や粘着力により決まるが、特に粘着力は土の含水量によっても変化する。切土における法面勾配の目安として表 3.2.2 が示されている。法面の勾配は、規模が大きくなれば安定計算によって安全を確かめて決定する。また、法面及び法尻は安定勾配以下であっても、降雨・乾燥のくり返しにより崩れやすくなるので、存置期間中に異常を生じないように、排水・養生を行う。地下水位が浅い場合は、排水溝、集水桝等による地下水処理を行う(図 3.2.4参照)。
(イ)ウェルポイントによる地下水位の低下
(ロ)法面の崩壊防止
(ハ)砂粒子の流出防止
(ニ)法面の養生
図 3.2.4 法面の排水、養生の例( JASS 3より)
表3.2.2 切土に対する標準法面勾配(山留め設計施工指針より)
(2) 手掘り掘削時の規定
手掘りとする場合は、労慟安全衛生規則に勾配と高さが定められているので、これらを基に安全性を確保しながら掘削する(表 3.2.3参照)。
表3.2.3 手掘りによる掘削作業での掘削面の勾配の基準(労例安全衛生規則)
(d) 寒冷期における施工時の注意
(1) 施工上の留意点
寒冷地の冬期施工に当たって、特に注意をしなければならないものに凍結現象がある。凍結した土は強度的にみて良質な地盤と間違えやすいが、氷が溶けると体積が減少し、沈下現象に結びつく。したがって、凍結させないような施工管理が必要である。
(2) 凍結時の対策
床付け地盤が凍結した場合、この土は乱された土と同様に扱い、良質土と置換するなどの処置を行う。
(e) 土工事用機械
土工事に用いられる主な使用機械を、表 3.2.4に示す。また、根切り用の掘削機械の種類を図 3.2.5に示す。
施工に用いる機械については、近接住民の生活環境の保全の必要性のある場合について、昭和51年に「建設工事に伴う騒音振動対策技術指針」(昭和62年全面改正)が定められているので、これによって施工する。
表 3.2.4 土工事作業と主な使用機械
図 3.2.5 根切り用掘削機械の種類
3.2.2 排 水
(a) 地下水処理工法の概要
地下水処理工法には、大別して排水工法、止水工法、リチャージ工法があり、図 3.2.6 に示すようにそれぞれ多くの種類がある。工法の選定に当たっては、必要とする揚水量・排水を行う地下水の深度等の目的に対する適合性・施工性・工期・コストのほか、揚水による地下水位低下に伴う井戸枯れや地盤沈下等の周辺への影響を考慮しなくてはならない。多くの場合、止水工法は山留め工法に直接かかわるため地下水処理工法と山留め工法は同時に検討すべきである。
また、最近では周辺の井戸枯れや地盤沈下防止等を目的にリチャージ工法を採用することもある。
図 3.2.6 地下水処理上法の種類(山留め設計施工指針より)
(b) 排水工法
排水工法は、地下水の揚水によって水位を掘削工事に必要な位置まで低下させる工法で、地下水位の低下量は揚水量や地盤の透水性等によって決まり、通常、透水係数が 10-4cm/s程度より大きい地盤(帯水層)に適用される。
土粒子の径と排水工法の適用範囲を図 3.2.7に示す。
図 3.2.7 土粒子の径と排水工法の適用範囲(根切り工事と地下水より)
この排水工法を集水原理で分ければ、ウェル等の排水設備に流入する水を揚水する重力排水工法と、負圧等を利用して強制的に水を流入させ排水する強制排水工法とがある。現在よく用いられる工法は、釜場工法、ディープウェル工法、ウェルポイント工法及びバキュームディープウェル工法であり、工法は排水の実施位置及び必要とする揚水量等を考慮し決定する。
(c) 各種排水工法の特徴と注意点は次のとおりである。
(1) 釜場工法
根切り部へ浸透・流水してきた水を、釜場と称する根切り底面よりやや深い集水場所に集め、ポンプで排水する最も単純で容易な工法である(図 3.2.8参照)。釜場は、根切りの進行に合わせて下げるとよい。
また、この工法の注意点は次のとおりである。
① 湧水に対して安定性の低い地盤への適用は、ボイリングを発生させ地盤を緩めることにつながるので好ましくない。
② 主として、雨水を処理する場合は、根切り底に排水溝(明きょ)を設けるなどして雨水を集水桝に集めてポンプで排出する。この場合、集水桝は 図 3.2.9 のように基礎に影響を与えない場所に設ける。
③ べた基礎のように上部構造の応力を地盤に伝えるために設けた基礎スラプ下の地盤は、その影評範囲を地下水で乱してはならない。床付け地盤面に地下水が流入する場合には適当な排水処置をとり、地下水により基礎スラプ下の床付け地盤の支持力が低下しないようにしなければならない。
④ 釜場にはフィルターを設け、地盤中の砂分を揚げないようにしなければならない。
図 3.2.8 釜場工法
図 3.2.9 集水枡の位置
(2) ディープウェル工法
根切り部内あるいは外部に径500~1,000mmで帯水層中に削孔し、径300~600 mmのスクリーン付き井戸管を設置してウェルとし、水中ポンプあるいは水中モーターポンプで帯水層の地下水を排水する工法である(図 3.2.10 参照)。砂層や砂礫層等、透水性のよい地盤の水位を低下させるのに用いられる。この工法は、ウェル1本当たりの揚水量が多く、また、深い帯水層の地下水位を大きく低下させることが可能であるなどの特徴があるが、(4)のウェルポイント工法等に比べて設置費用が多額である。したがって、必要排水量が非常に多い場合、対象帯水層が深い場合、帯水層が砂礫層であるなどによりウェルポイント工法では処理できない場合、ウェルポイントの設置によってだめ工事(手直し工事)が多くなる場合等に採用すると有効である。
また、ディープウェル工法による揚水は、周辺地下水位も大きく低下させることが多く.周辺の井戸枯れや地盤沈下等を生じるおそれがあるので、採用に当たってはこの点を考慮しなくてはならない。
図 3.2.10 ディープウェル工法
(3) 明きょ・暗きょ工法
明きょ工法は排水溝により集水し、暗きょ工法は地中に設置した暗きょにより集水し、排水する方法をいう。
(4) ウェルポイント工法
根切り部に沿ってウェルポイントという小さなウェルを多数設置し、真空吸引して揚排水する工法であり( 図 3.2.11参照)、透水性の高い粗砂層から低いシル卜質細砂層程度の地盤に適用される。可能水位低下深さはヘッダーパイプより4~6m程度である。1本当たりの揚水量は土質によって異なるが、通常10~20ℓ/min程度、場合によっては50ℓ/minになることもある。
また、この工法の注意点は次のとおりである。
① 地下水位低下により、周囲地盤が多少とも沈下するため、計画時にその影響を調査・検討する。
② 地下水をくみ上げるため、周囲の井戸水等の水位低下や井戸枯れを生じることもあるので事前に調査する必要がある。
③ ポンプが故障した場合、水位の上昇により山留め崩壊等の大事故になるおそれがあるので、予備ポンプの設置が必要である。
④ 排水により、根切り底・法面・掘削面に異常が起こらないように排水処理を確実に行う。
⑤ ウェルポイントの排水を停止する場合は、地下水位の上昇により、建物、地中埋設物等の浮上がりによる破壊、損傷等を起こさないように、排水停止時期について十分に検討する。
⑥ 気密保持が重要であり、パイプの接続箇所で漏気が発生しないようにする。
図 3.2.11 ウェルポイント工法
(5) バキュームディープウェル工法
ディープウェルに真空ポンプを組み合わせた排水工法で、帯水層の透水性が低い場合やディープウェルの設置方法が悪いため、水位低下しにくい場合に採用することが多い。ウェル内を負圧にして地下水を吸引するため、ウェルの気密性を保つ必要がある。
(d) 止水工法
止水工法は、図 3.2.12 に示すように、根切り部周囲に止水性の高い壁体等を構築し根切り部への地下水の流入を遮断する工法で、大別すると地盤固結工法・止水壁工法及び圧気工法がある。
盤ぶくれ防止のために被圧帯水層を遮断したり、山留め背面地盤に砂質土層があってこれを止水する必要のある場合や、地下水の低下によって周辺の井戸枯れや地盤沈下、あるいは地下水塩水化等が問題になり排水工法が適用できない場合等に、止水工法が採用される。更に、下水道・水路等の放流場所がない場合や、放流場所の可能放流(排水)量が小さく排水工法が採用できない場合、下水道料金や排水工法の設備設置費のために止水工法を採用した方が低コストで済む場合等にも採用される。また、現場条件やコスト等から止水工法と排水工法を併用する場合もある。
止水工法としてよく用いられるのは、止水壁工法と地盤固結工法であり、工法選定の際の主な注意点は次のとおりである。
① 止水壁は山留め堅としても用いることが大部分であり、設計の際はこの点を考慮しなくてはならない。
② 工法によって施工深度や適用地盤等が異なり、また、敷地条件によって採用できない場合がある。
③ 一般には仮設であるが、止水矢板工法を除き撤去できない。
図 3.2.12 止水工法による地下水処理
(e)リチャージ工法
リチャージ工法は復水工法ともいい、ディープウェル等と同様の構造のリチャージウェル(復水井)を設置して、そこに排水(揚水)した水を入れ、同一のあるいは別の帯水層にリチャージする工法である(図 3.2.13参照)。この工法は、周辺の井戸枯れや地盤沈下等を生じるおそれがある場合の対策として有効な工法である。
本工法の注意点を次に示す。
① 同一帯水層にリチャージする場合、排水工法だけを採用する場合に比べて必要排水(揚水)量が増加するので、ディープウェル等の排水設備も増える。その程度はリチャージウェルが揚水井に近いほど多くなる。したがって、リチャージウェルは揚水井とできるだけ離す方が効果的である。
② 山留め壁の根入れ以浅の帯水層けリチャージする場合、山留め壁への側圧(水圧)が増加するので検討が必要となる。
③ リチャージ量は、水中の鉄分、細粒分のほか、バクテリア等によって目詰りし、次第に減少する。したがって、必要に応じてリチャージウェルの洗浄が必要である。
図 3.2.13 リチャージ工法の例(根切り工事と地下水より)
3.2.3 埋戻し及び盛土
(a) 埋戻しに当たっては、埋戻しが不十分な場合沈下が生じ、建物周辺の外構や埋設管等に影響を及ぼす可能性がある。
施工に当たっては、埋戻し材料の選定と締固め管理が重要となる。
(b) 埋戻し部の型枠材等の撤去
埋戻しに先立ち、埋戻し部の型枠材等を撤去したのち、埋戻し作業を実施する。これは、型枠材を存置すると腐食により地盤の沈下を生ずる場合があるためである。なお、腐食に伴う沈下の発生のおそれのない型枠材としてはラス型枠材料等があり、これを使用した場合には撤去の必要はない。
(c) 材料及び工法等
(1) 埋戻し及び盛土の種別等
「標仕」では、埋戻し及び盛土の種別を、土の種類とそれに適した工法の組合せとして「標仕」表 3.2.1のように区分し、その種別を特記することとしている。
このうちA種は、山砂で一般的には水締めのきく砂質土を想定している((3)参照)。
また、B種は、当該現場で発生した根切り土の中で、有機物、コンクリート塊等を含まない良質土を想定しているが、このような良質の発生土が埋戻し等に必要な量として不足する場合は、設計担当者と打ち合わせ、必要に応じて「標仕」 1.1.8による協議を行う。
C及びD種については、建設発生材の有効活用が社会的命題であり、積極的に使用することが望ましい。
国土交通省では、建設工事に伴い副次的に発生する建設汚泥の処理に当たって、基本方針、具体的実施手順等を示すことにより、建設汚泥の再生利川を促進し、最終処分場への搬出量の削減、不適正処理の防止を図る目的から、「建設汚泥の再生利用に関するガイドライン」(平成18年6月12日)を作成した。
このガイドラインは、国土交通省所管の直轄事業に適用するとともに、その他の事業においてもガイドラインに準拠して建設汚泥を取り扱うことを期待しているものであるが、環境基本法に基づく土壌汚染対策法に定める特定有害物質の含有量基準に適合しない建設汚泥は対象外としている。
なお、上記以外として「標仕」には規定されていないが、最近では、建設発生土に水や泥水を加えて泥状化したものに固化材を加えて混練した流動化処理土が用いられる場合がある( JASS 4参照)。
(2) 埋戻し土の性状
埋戻し土には腐食土や粘性土の含有量が少なく、透水性の良い砂質土を用いるのがよい。また、均等係数が大きいものを選ぶ。均等係数の算定は土の粒度試験結果の片対数用紙の対数目盛に粒径を、算術目盛に通過質量百分率をとって、図 3.2.14のような粒径加積曲線として描く。そしてその性質を定量的に示す係数として、均等係数 Ucと曲率係数 U’c を次式から求める。
図 3.2.14 粒径加積曲線
(3) 埋戻し及び盛土材料の粒度組成
山砂、川砂及び海砂の粒度組成の一般的な比較は表 3.2.5のようになり、埋戻し土には山砂が最も適している。これは埋戻し土としては、分離作用を強く受けて均一粒子となっている砂(海砂等)よりも砂に適度の礫やシルトが混入された方が大きい締固め密度が得られるからである。
また、使用する埋戻し土については、必要に応じて粒度試験等を実施するのが望ましい。表 3.2.6 に埋戻しに適した材料の粒度と性質を示す。
表 3.2.5 山砂、川砂及び海砂の一般的な粒度特性
表 3.2.6 埋戻しに適する材料の粒度と性質( 山留め設計施工指針より)
(4) 土質と締固め方法
締固めは、川砂及び透水性のよい山砂の類の場合は水締めとし、透水性の悪い山砂の類及び粘土質の場合はまき出し厚さ約300mm程度ごとにローラー、ランマー等で締め固めながら埋め戻すのが原則である。埋戻し時には、建物躯体のコンクリートが締固めを行うのに必要な強度を発現していることを確認する。建築物周囲の深い根切りの部分は、機械で締め固めるのは困難なことが多いので、整地後の地盤沈下を防止するには、川砂又は透水性のよい山砂の類を使用し、水締めをする必要がある。設計屈瞥の指定が適当でないと思われる場合は、設計担当者と打合せを行い決定する。
(5) 土の含水と締固め
土は、ある適当な含水比のとき最もよく締め固まり、締固め密度を最大にすることができる。このような含水比を最適含水比という。
(6) 寒冷期の施工時の注意
凍結土を埋戻し、盛土や地均しの材料として使用すると、凍結土が浴けた際に、地表面に凹凸・舗装面や犬走りにひび割れ等が発生しやすくなるので、使用してはならない。
(d) 余盛り
埋戻し及び盛土には、土質による沈み代を見込んで余盛りを行う。余盛りの適切 な標準値はなく、表 3.2.7 は一つの参考値であるが、これにより推定することは容易でない。通常の埋戻し( 地下2階で幅 1m程度 )において、砂を用い十分な水締めを行う場合 50~100mm、粘性土を用い十分な締固めを行う場合、100~150mm程度が余盛りの目安と考えられるが、重要な盛土では、試験により余盛りを決めるのがよい。
表 3.2.7 余盛りの参考値
3.2.4 地 均 し
地均しは、均しを行う地表面の不陸を修正し、草木の除去及び清掃をして、一様にかき均したのち、仕上げ面を一様になじみ起こしをして、良質土をまきかけ、歩行に耐えうる程度に締め固める。ここで、地表面は施工時に工事車両の走行や作業通路として締め固められており、地均し面の不陸の発生要因となるため、なじみ起こしは確実に実施する。また、寒冷期の施工に当たっては、凍結土を使用しないようにする。
3.2.5 建設発生土の処理
(a) 建設発生土処理についての注意事項
建設発生土を搬出する際、工事用車両の作業所出入口には、標識・点滅灯等を設置し、第三者に工事用車両の出入りを明示するほか、車両誘導員を配置して人身事故の防止及び作業所周辺道路に交通渋滞を生じさせないよう努力する必要がある。
また、建設発生土の運搬に当たっては過積載防止に努めるとともに、運搬中に土砂がこぼれ落ちないようにシート等を掛けて養生する。タイヤに付着した泥土は作業所内で洗浄し、通行する逍路を汚損しないようにする。
なお、平成14年に制定された土穣汚染対策法により、「その土地が特定有害物質によって汚染されており、当該土地の形質の変更をしようとするときの届出をしなければばらない区域」として都道府県知事が指定した区域内で土工事等を行う場合は、施行方法等の計画を事前に知事に届け出ることとされているので注意する (1.3.11 (a)参照)。
(b) 建設発生土処理に関する法規
建設発生土の運搬は、「土砂等を運搬する大型自動車による交通事故の防止等に関する特別措置法」に基づき、地方運輸局長から表示番号の指定を受けたトラックとする必要がある。また、「廃棄物の処理及び清掃に関する法律」並びに各地方公共団体による規制・指導に基づき建設発生土処理計画を作成し、これに従って適切に処理する。
なお、これらのほかに、(一財)土木研究センターの「建設発生土利用技術マニュアル」等が参考となる。
(c) 建設発生土の再利用
国土交通省が推進している「建設発生土情報交換システム」により、近隣地域での建設発生土や購入希望土等の情報がデータベース化されている。これを活用することにより、建設発生土の再利用を図ることが望ましい。
また、建設発生土の再利用については、平成3年建設省令第19号に技術基準が示されている。その抜粋を次に示す。
(平成3年10月25日 建設省令第19号 最終改正 平成13年3月29日)
(建設発生土の利用)
第4条
建設工事事業者は、建設発生土を利用する場合において、別表第1の上欄に掲げる区分に応じ、主として下欄に掲げる用途に利用するものとする。
2 前項の場合において、建設工事事業者は、建設発生土の品質等に関する技術的知見に基づき、建設工事の施工又は完成後の工作物(建築物を含む。以下同じ。)の機能に支障が生じないよう、適切な施工を行うものとする。
3 建設工事事業者は、建設発生土の利用に当たって、あらかじめ建設発生土の発生又は利用に係る必要な情報の収集又は提供に努めるものとする。
![](https://1st-construction-toranomaki.com/wp-content/uploads/2023/12/建設省令第19号別表第1第4条関係.jpeg)
3章 土工事 3節 山留め
3節 山留め
3.3.1 山留めの設置
(a) 山留めの計画及び施工
(1) 山留めの概要
山留めは、地下構造物、埋設物等の施工中、掘削の側面を保護して周囲地盤の崩壊や土砂の流出を防止するためのもので、敷地に余裕のある場合、あるいは掘削が簡易な場合は、掘削部周辺に安定した斜面を残し、山留め壁等を設けない工法(図3.3.1 法付けオープンカット工法)とするのが一般的である。建築現場の周囲の状況、掘削の規模、地盤の状態等により、前記工法ができない場合は、山留め壁又は支保工による山留めを設置する。
山留めにかかる荷重としては、土圧、水圧、載荷荷重等があるが、それらを仮定するには、土質、地下水位、周辺の建築物や地盤上の荷重、周辺の状況等により異なり、種々の計算方法がある。
図3.3.1 法付けオープンカット工法〈索掘り、空掘り〉
(2) 山留めの種類
(i) 山留め工法の分類
山留めの種類には自立式,切張り式地盤アンカー式等種々のものがある。山留め工法の種類と特徴を表3.3.1に示す。
表3.3.1 山留め工法の種類と特徴(その1)(山留め設計施工指針 JASS 3(一部修正)より)
表3.3.1 山留め工法の種類と特徴(その2)(山留め設計施工指針・JASS 3(一部修正)より)
(ii) 山留め壁の種類
建築工事で用いられる山留め壁は、図3.3.2に示すように多くの種類がある。適切な工法を選択するためには地盤条件、掘削の規模、山留め壁に要求される剛性・止水性、振動・騒音等の公害、工期・工費等を総合的に検討する必要がある。これらの条件と山留め壁の選定基準の目安を表3.3.2に示す。山留め壁の種類と特徴をまとめたものを表3.3.3に示す。
図3.3.2 建築工事で多用される山留め壁の種類(山留め設計施工指針より)
表3.3.2 与条件に対する山留め壁選定基準の目安(山留め設計施工指針より)
表3.3.3 山留め壁の種類と特徴(山留め設計施工指針より)
従来、山留め壁としては、親杭横矢板壁、鋼矢板壁くシートパイル>等の打込み式によるものが一般的であった。しかし、近年では、振動・騒音、周辺地盤の沈下等の山留め壁の施工に伴う公害の防止や、掘削工事に伴う周辺地盤・構造物等への影響を防止するため、公害が少なく、また、比較的山留め壁の剛性・止水性に優れたソイルセメント柱列壁等が多く用いられるようになった。
ソイルセメント柱列壁工法は、注入液として用いるセメント系注入液を原位置土と混合・かくはんし、オーバーラップ施工した掘削孔にH形鋼等の心材を適切な間隔で挿入することにより柱列状に設置した山留め壁である。
なお、心材は、山留め壁の設計条件に応じ挿入間隔を決定する。
オーガーの形状や軸数は種々あるが、軸数が多ければ遮水性能の確保が有利であり、施工効率も上げられるなどの特徴もある。
心材としては、H形鋼・I 形鋼・鋼管等が用いられる。ソイルセメント柱列壁では通常450~550mm径のものが多く用いられる。また、大深度の掘削工事においては、1m程度の径を有するものが用いられることもある。ソイルセメント柱列壁の特徴を次に示す。
1) 騒音・振動が少ない。
2) かくはん翼のラップ施工により構築されるので、止水性が高い。
3) 泥水処理が不要で、排出泥土も他のRC山留め壁に比べて少ない。
4) 注入液の調合については、固化強度のばらつきが大きく、混合試験による事前検討が必要である。圧縮強度は、一般的に粗粒土になるほど大きいが、粒度分布・コンシステンシー・有機物含有量等により影響されるので十分注意する必要がある。
5) 掘削に伴う周辺地盤の緩みが少ないため、近接構造物に与える影響が少ない。
(iii) 山留め支保工の種類
山留め支保工は、掘削時に山留め壁に作用する土圧・水圧を安全に支えるとともに、山留め壁の変形をできるだけ小さくして周辺地盤並びに構造物に有害な影響を及ぼさないことを目的として架設する。したがって、山留め支保工の選定に当たっては、土圧・水圧の大きさのみならず、山留め壁との適切な組合せや、施工条件等を十分考慮しなくてはならない。通常の掘削工事において用いられる山留め支保工の種類を図 3.3.3に示す。また、これらの特徴を表 3.3.4に示す。
図 3.3.3 山留め支保工の種類と分類
表 3.3.4 山留め支保工の種類と特徴(山留め設計施工指針(一部修正)より)
① 鋼製支保工
鋼製支保工は、山留め壁に作用する土圧・水圧を鋼製腹起し、切張りの水平材で支える工法であり、市街地の掘削工事では最も実施例が多く信頼性が高いオーソドックスな方法である。現在ではほとんどリース材で施工されており、また、どの種類の山留め壁とも組合せが可能で、適用範囲が広い(図 3.3.4参照)。
図 3.3.4 鋼製支保工による山留め架構(山留め設計施工指針(一部修正)より)
② 地盤アンカー
地盤アンカー工法は、切張り工法では安全性に問題があるような不整形な掘削平面の場合、敷地の高低差が大きくて偏土圧が作用する場合、掘削面積が大きい場合、山留め変形を極力少なく抑えたい場合等には有効である。
地盤アンカー工法は、一般に切張りで支えている土圧や水圧を、山留め壁背面の地盤中に設けた地盤アンカーで支える工法である(図 3.3.5参照)。アンカーとなるPC鋼材を背面土にどのように定着させるかによって、工法が異なってくる。図 3.3.6に親杭横矢板工法の場合の地盤アンカー用腹起しの例を示す。
図 3.3.5 地盤アンカー工法の使用例(建築地盤アンカー設計施工指針・同解説より)
図 3.3.6 地盤アンカー用腹起し例(建築地盤アンカー設計施工指針・同解説より)
地盤アンカー工法の特徴と注意点等を次に示す。
1) 切張りがないため大型機械を使用することができ、施工効率が上がる。
2) 傾斜地等で片側土圧(偏土圧)となる場合の処理が容易である。
3) アンカーの設置に使用する機械は、地質調査に使用される程度の小型機であり、作業スペースが狭い所でも施工できる。
4) 山留め壁の背面地盤が軟らかい粘性土地盤の場合は、耐力があまり期待できず、定着長さが長くなり施工上の問題が発生しやすくなるので注意する。
5) 地中埋設物に十分注意して施工する必要がある。
6) 山留め壁は敷地境界近くに設置される場合が多いため、敷地から外にアンカ一部分がでる場合もある。この場合は、事前に隣地管理者等関係者の了解が必要となるので注意する。
7) 地盤アンカーの引抜き耐力は、全数について設計アンカーカの1.1倍以上であることを確認する(一般に山留め様にはプレストレスを導入する場合が多いので、この時点で耐力の確認が行われている)。
8) 山留め壁には鉛直力が作用するので、山留め壁は十分な鉛直支持性能を有する地盤に支持させる必要がある。
(iv) 薬液注入工法
薬液注入工法は、地盤の止水性又は強度増大を目的として、建築の山留め工事では主に補助工法として用いられる。小型のボーリングマシンで施工可能なため、施工場所の制約や地中障害物との干渉等の理由により止水壁の施工が困難な部分や、止水壁欠捐部の補修等に適用されている。薬液注入工法を用いる場合は、薬液による水質汚染のおそれがあるので注意しなくてはならない。また、山留め壁には注入圧が作用し、山留め壁が変位することもあるので注意する。
なお、薬液注入工法については、「薬液注入工法による建設工事の施工に関する暫定指針について」(昭和49年7月10日 建設省官技発第160号)、「薬液注入工法の管理について」(昭和52年4月21日 建設省官技発第157号)、「薬液注入工事に係る施工管理について」(平成2年4月24日 建設省技調発第110号の1)及び「薬液注入工事に係る施工管理等について」(平成2年9月18日 建設省技調発第188号の1)が定められているので、これに基づき施工及び管理を行うようにする。
(3) 山留め支保工(切張り式)の架設
山留め支保工の架設に当たっては、次の点に留意し施工を行うようにする。
① 支保工の架設は、施工図に基づき確実に行う。架設材の安全率は低くとってあるので、施工に当たっては組立順序、工法等に十分注意する。
② 支保工の架設、法面養生作業と掘削速度は,均衡を図りながら作業を進める。
③ 1段目の支保工架設前は、山留め壁の倒れに注意する。
④ 2段目の支保工を架けたら、1段目の腹起しと山留め壁の間に隙間ができていないか点検し、隙間があれば、くさび〈キャンバー〉をかうなどして外力が切張りに均等に加わるようにする。
⑤ 根切り面積の広いところでは、切張りが座屈しないよう水平精度に留意し、中間を適当な間隔の支柱で安全に支持する。
⑥ 支保工にできるだけ衝撃を与えないように工事を進める。特に、横からの衝撃は、座屈の原因となるので注意する。
⑦切張り、腹起しの曲がり、ねじれ、接合部及び交差部のUボルト、当て板溶接等による緊結状態に十分注意する。
⑧ 地下水の湧水量の増減に常時注意し、工事に支障のある場合は、関係者と協議し、工事の安全及び進捗を図る。
⑨ 山留め及び支保工は、常時巡回点検し、異状の発見に努める(3.3.2 (b)参照)。また、異常が発見された場合は、速やかに対策をとるとともに、関係者と協議する。
⑩ 切張りにプレロード(事前に側圧に対抗する力を切張りに導入しておくこと。図 3.3.7 ~9 参照)を導入する場合は、地盤条件、荷重条件、山留め設計図書及び山留め壁の応カ・変形、切張り軸力の計測結果等を総合的に検討し適切なプレロード量を設定する。また、プレロードの導入に際しては、切張り材の日射等による温度変化から生じる温度応力についても事前に検討し、切張り耐力の安全性を確認しておくことが望ましい。
次に、プレロードの加圧時には、軸力が平面的に均等に加わるように注意し、山留め壁の応カ・変形、切張り軸力等を計測するとともに、異状がないか点検する。特に、多段切張りによる支保工を用いる場合は、上段に架設されたり切張りの軸力が著しく低下しないよう留意する。
図3.3.7 切張りジャッキ施工例
図3.3.8 ジャッキ補強ピース施工例
図3.3.9 プレロード導入のための加圧装置の例
(b) 山留めの構造
山留めの構造は、掘削工事に伴う崩壊あるいは過大な変形が発生することがないよう、掘削工事時に作用する側圧に対し安全な構造とし、十分な強度と剛性を有するものとする。
山留め構造の計画は、(一社)日本建築学会「山留め設計施工指針」に設計及び評価方法が示されているので参考にするとよい。
(i) 山留めに作用する側圧
① 山留めに作用する側圧は、土質及び地下水位に応じ設定する。
②切張り及び腹起しの断面算定に当たっては、支保工の状態に応じて分布形を設定し、断面の算定を行う。
③ 構造物やその他の積載物に近接した山留めを計両する際には、①②のほかに、これらの近接物の影響を考慮した側圧評価を行い、山留めの検討を実施する。
④ 山留め壁、切張り、腹起し等は、強度及び変形量に対して、構造条件に適合した方法で検討するとともに、継手及び仕口部は、部材応力を無理なく伝達できる構造とする。
(ii) 山留め壁の許容応力度
山留め壁の材料の許容応力度は、各材料に対して設定された許容応力度を用いる。山留め壁に用いる材料の許容応力度は、「山留め設計施工指針」及び(一社)日本建築学会「建築地盤アンカー設計施工指針・同解説」に示されているので参考にするとよい。
3.3.2 山留めの管理
(a) 点検・計測管理
(1) 点検・計測管理の目的と要点
点検・計測管理の目的は、周辺地盤、隣接構造物、地中埋設物の沈下・移動及び土圧・水圧、山留め架構の応力、変形等を測定し、計画上の諸条件と比較検討して、周辺地盤の防害、隣接構造物の領斜・転倒、地中埋設物の損傷、ヒービング、ボイリング、山留めの傾斜・崩壊等の危険を事前に把握して、速やかに対処することである。
点検とは、目視及びスケール等による確認行為、計測とは、機械式,光学式測定機器を使用する簡易計測及び電気式測定機器を使用する計器計測による確認行為である。
点検・計測管理の計画で最も重要なことは、点検・計測結果に対して、適切な判断をすることであり、あらかじめ限界となる値を定めておき、その値に近づいてきたとき、対策又は具体的な措置がとれるよう準備しておくことである。
(2) 点検・計測について
(i) 点検・計測の対象項目.方法期間及び頻度
点検・計測の対象、項目及び方法の例を表 3.3.5に、また、点検・計測の期間及び頻度の例を表 3.3.6に示す。点検・計測には労力と経費を要することは当然であるが、工事の規模や地盤条件、周辺の状況等を考慮して、どの程度の点検・計測を行う必要があるかを検討し、山留め計画の一部として点検・計測管理の計画を立てておくことが望ましい。
表3.3 5 点検・計測の対象項目及び方法の例( JASS 3(一部修正)より)
表3.3.6 点検・計測の期間及び頻度の例( JASS 3(一部修正)より)
(ii) 計測の方法
山留めの計測方法には、電気的なセンサーとデータ収録・処理装骰等を用いた電気的計測と、ダイヤルゲージ、レベル、トランシット、盤圧計等を用いた機械的・光学的計測とがある。
1) 電気的計測は比較的大規模な工事や重要度・難易度の高い工事で採用されることが多く、手動計測から自動計測まで種々のシステムがある。計測システムは測定の目的、測点数、経費等に応じて選定される。
2) 機械的・光学的計測は、前記以外の工事において採用されるほか、電気的計測を行う工事での補助的な計測としても用いられる。一般的な現場で実施されている計測の概要は次のとおりである。
まず、掘削周辺の地盤の動きを測るために地上の適切な場所に測点を設置し、この点の垂直、水平の動きをトランシット、レベル、スケール等を用いて測る。山留め壁の変形は、壁の頂点に各通りごとに、何箇所か測点を設け、事前に設置した不動点を通してトランシットとスケール、又はピアノ線とスケールを使い山留め壁の面外への変位を計測する(図 3.3.11参照)。
土圧の計測には、これを直接測る方法も取られているが、一般的には山留め切張りにかかる軸力を図3.3.10に示すような盤圧計(ブルドン管形式)で測り安全性を確認している。設置箇所は掘削平面形状が単純な矩形で、周辺も特殊な条件がない場合、切張り各段ごとにX方向、Y方向に各1箇所ずつが一般的である。
図 3.3.10 切張り軸力計測の盤圧計取付け部例
図3.3.11 トランシットによる山留め変形測定の例
(iii) 盤圧計の設置方法
① 腹起しと切張りの接合部に設置する場合
火打材を用いない山留め支保工の場合に適し、盤圧計を取り付けても山留め支保工の安全にはほとんど影響を与えない。この場合は、火打材を入れると火打材に作用する力は測定できない(図3.3.12(イ)参照)。
② 火打材の基部に設置する場合
この場合は、切張りにかかる全荷重を測定することができるが、山留め支保工の安全性を阻害するおそれがあるので図 3.3.12(ロ)のような位置に必ず支柱を配置するなど、十分に注意する必要がある。盤圧計の取付け実施例を図 3.3.13に示す。
③ 切張りの中央に設置する場合
この場合は、腹起しから盤圧計位置までの距離が長いので、その間で荷重がつなぎ材や直角方向の切張り等に吸収されてしまい、全荷重を示さない。また、山留め支保工の安全から望ましくない(図 3.3.12(ハ)参照)。
図 3.3.12 盤圧計の設置方法
図 3.3.13 盤圧計の取付け実施例
(iv) 温度による影響
切張り材に鋼材を用いた場合は、温度変化の影響を考慮しなければならない。したがって、土圧を測定するときは気温も同時に測定するとともに、鋼材の膨張による応力変化を考慮する必要がある。
(3) 管理方法
計測結果を効果的に工事にフィードバックするには、迅速なデータ整理と計測結果の的確な評価、並びに安全性を損なう事態が発生した場合の対処方法について、計画時点で明確にしておく必要がある。管理計画においては、計測結果の検討方法や評価基準を明確にするとともに、異状時の対処についても管理体制を明確にしておくことが必要である。
計測結果の検討法の一例を図 3.3.14に示す。測定値はこの図のフローに従って検討する。
図中に示した管理基準値は測定値の評価基準となるものであり、設計条件や周辺環境条件から定められる。管理基準値は、計測項目によって異なるが、基本的な考え方として「一次管理値」、「二次管理値」、「限界値」というように細分化しておくと使用しやすい。例えば、「一次管理値」は設計計算値の80%、「二次管理値」は設計計算値、「限界値」はこれを超えると山留め架構の崩壊や周辺に障害が発生する値といった要領である。この場合、「一次管理値」は工事の努力目標、あるいはこれを超えると要注意といった注意信号であり、「二次管理値」は赤信号でこれを超えると抜本的な対策が必要という考え方である。
計測結果を評価することにより、計測時点の安全性を確認できるとともに、その後の推測もある程度可能であり、計測管理を工事ヘフィードバックしていることになる。最近では、更に一歩進めて計測時点の安全性はもちろんその後の挙動予測を行い安全性の確認,過大設計の修正に役立てようという試みがなされている。これは「情報化施工」あるいは「観測施工法」等と呼ばれている方法である。
なお、「限界値」の目安を表 3.3.7に示す。
図 3.3.14 測定値の検討フロー例(山留め設計施工指針より)
表 3.3.7 限界値の例(山留め設計施工指針(一部修正)より)
(b) 山留め設置期間中の異状
(1) 異状の発見及び観測
(i) 周辺地盤の沈下及びひび割れ
(ii) 山留め壁の変形:山留め壁頭部の移動量をトランシット、下げ振り等により測定する(図 3.3.11参照)。
(iii) 山留め支保工の変形
(iv) 切張りに作用する側圧測定
(v) 山留め壁からの漏水
(vi) 山留め壁背面土の状態(親杭横矢板工法の場合)
①横矢板をたたいて背面土の状態を点検
②横矢板の配列の乱れ
(2) 特殊な異状現象
(i) ヒービング
軟弱粘性土地盤を掘削するとき、山留め壁背面の土の重量によって掘削底面内部に滑り破壊が生じ、底面が押し上げられてふくれ上がる現象(図 3.3.15参照)。
(ii) ボイリング、クイックサンド、パイピング
上向きの水流のため砂地盤の支持力がなくなる現象、つまり砂地盤が水と砂の混合した液状になり、砂全体が沸騰状に根切り内に吹き上げる現象をボイリングといい(図 3.3.16参照)、このような砂の状態をクイックサンドという。
また、山留め壁の下部内側にクイックサンドが起きると山留め壁の上部外側からも土砂が運ばれてパイプ状の水みちができる。このような現象をパイピングという。
図 3.3.15 ヒービングの説明図
図 3.3.16 ボイリングの説明図
(iii) 盤ぶくれ
掘削底面下方に、被圧地下水を有する帯水層がある場合、被圧帯水層からの揚圧力によって、掘削底面の不透水性土層が持ち上げられる現象(図 3.3.17参照)。
図 3.3.17 被圧地下水による盤ぶくれの説明図
(c) 建築基準法施行令及び労働安全衛生規則に定められている災害防止関係の規定の概要を次に示す。
(1) 建築基準法施行令第136条の3(根切り工事、山留め工事等を行う場合の危害の防止)
(i) 地下埋設物(ガス管、ケーブル、水道管及び下水道管)の損壊による危害の発生を防止する措置を講じなければならない。
(ii) 建築工事等における地階の根切り工事その他の深い根切り工事(これに伴う山留め工事を含む。)は、地盤調査による地層及び地下水の状況に応じて作成した施工図に基づいて行わなければならない。
(iii) 建築物その他工作物に近接して根切り工事や掘削工事を行う場合は、当該エ作物の傾斜、倒壊による危害の発生を防止するための措置を講じなければならない。
(iv) 深さ1.5m以上の根切り工事を行う場合で、地盤が崩壊するおそれ及び周辺の状況により危害防止上支障があるときは、山留めを設けなければならない。
(v) 山留めの切ばり、矢板、腹起しその他の主要な部分は、構造計算により安全である構造としなければならない。
(vi) 工事施工中必要に応じて点検を行い、山留めを補強し、排水を適当に行うなど、安全な状態に維持するための措置を講ずるとともに,矢板等の抜取りに際しては、周辺の地盤の沈下による危害を防止するための措置を講じなければならない。
(2) 労慟安全衛生規則第368条~第375条(掘削作業等における危険の防止(土止め支保工))
(i) 土止め支保工の材料については、著しい損傷、変形又は腐食があるものを使用してはならない。
(ii) 土止め支保工の構造については、土止め支保工を設ける箇所の地山に係る形状、地質、地層.き裂,含水,湧水,凍結及び埋設物等の状態に応じた壁固なものとしなければならない。
(iii) 土止め支保工を組み立てるときは、矢板、くい、背板、腹おこし、切りばり等の部材の配置、寸法及び材質並びに取付けの時期及び順序を示した組立図を作成しなければならない。
(iv) 部材の取付け等の注意事項
① 切りばり及び腹おこしは、脱落を防止するため、矢板、くい等に確実に取り付ける。
② 圧縮材(火打ちを除く。)の継手は、突合せ継手とする。
③ 切りばり又は火打ちの接続部及び切りばりと切りばりとの交さ部は、当て板をあててボルトにより緊結し,溶接により接合する等の方法により堅固なものとする。
④ 中間支持柱を備えた土止め支保工にあっては、切りばりを中間支持柱に確実に取り付ける。
⑤切りばりを建築物の柱等部材以外の物により支持する場合にあっては、当該支持物は、これにかかる荷重に耐えうるものとする。
(v) 土止め支保工を設けたときは、その後7日をこえない期間ごと、中震以上の地震の後及び大雨等により地山が急激に軟弱化するおそれのある事態が生じた後に、次の事項を点検し、異常を認めたときは、直ちに補強又は補修しなければならない。
① 部材の損傷、変形、腐食、変位及び脱落の有無及び状態
② 切りばりの緊圧の度合
③部材の接続部、取付け部及び交さ部の状態
(vi) 土止め支保工の切りばり又は腹おこしの取付け及び取りはずしの作業については、土止め支保工作業主任者技能講習を修了した者のうちから、土止め支保工作業主任者を選任しなければならない。
3.3.3 山留めの撤去
(a) 山留め架構の撤去方法
山留め架構の撤去は、一般に地下躯体の構築に伴い所定の強度が発現したのち、側圧を躯体で受け直し、支保工を順次解体する(図 3.3.18参照)。
この際、上記支保工の設置深さを、地下躯体の構築過程を考慮して決める必要がある。また、支保工解体によって、上部の支保工に、解体以前に比較して大きな荷重が加わることになるので注意する。地下躯体にも荷重が加わるので、躯体強度についても確認して工事を進める。
施工条件によっては、切張り地盤アンカー、腹起しといった支保工を残したまま、地下躯体を1階床まで構築し、躯体強度が十分に発現したのち、山留め壁に作用する側圧を、地下外壁で受け直して支保工を撤去することもあるが、切張り工法の場合、だめ穴が発生し,漏水の可能性が高くなるため注意する。
なお、側圧の地下外堅への受直しで、各階床間の地下外壁に盛替え切張りを用いる場合(図 3.3.19参照)で、地下外壁に補強が必要な場合の補強例を表 3.3.8に示す。
図 3.3.18 山留め架構の撤去方法(JASS 3(一部修正)より)
図 3.3.19 盛枠え切張りの例(JASS 3(一部修正)より)
表 3.3.8 躯体の補強例(JASS 3(一部修正)より)
(b} 山留め壁の撤去
鋼矢板や親杭等を引き抜くと、周囲の土もともに抜き取ってしまい、大きな地盤沈下を引き起こすこともあるので、沈下量をなるべく少なくするよう直ちに抜き跡を砂等で充填する。また、鋼矢板や親杭等の引抜きにより、近隣に支障を与えるおそれがある場合は、山留め壁の存置等について設計担当者と打ち合わせ、適切に処理する。
(c) 切張り、地盤アンカー、腹起し等の撤去
切張り、地盤アンカーには大きな荷重が作用している。このため、軸力の解放時に金物類等が飛び出す危険がある。
また、地盤アンカーの鋼線が跳ね上がることもある。したがって、軸力の解放は適切な方法で行う。軸力の急激な解放を避け、解放時に、山留めや構造体に支障が起きていないか注意する。
支柱の引抜きは、構造体に支障を及ぼさないよう適切に行う。構造体に支障があったり、引抜きが困難な場合は、支柱の切断について設計担当者と打ち合わせ、適切に処理する。
参考文献
2章 仮設工事 1節 共通事項
1節 共通事項
2.1.1 一般事項
(1) 仮設については、公共工事標準請負契約約款に基づく工事請負契約書第1条第3項において、「仮設、施工方法その他工事目的物を完成するために必要な一切の手段については、この契約書及び設計図書に特別の定めがある場合を除き、受注者がその責任において定める。」と規定しており、受注者がその責任において履行することができる。
したがって、「標仕」2章では、工事の施工に当たり発注者として示すべき最低限の事項について規定している。
(2) 仮設工事計画に当たっては、仮設物によって建物の品質を損なうことなく、安全で効率的な作業を行えるよう検討する必要がある。また、現場近隣の環境保全に配慮するとともに、仮設資材の有効活用も省資源対策上必要である。
(3) (1)で述べたとおり仮設計画は監督職員の承諾事項ではないが、参考までに工事の総合仮設をまとめた施工計画書の記載事項を示すと、概ね次のようになる。
① 工事目的物の位置と敷地との関係(配置と高低)
② 仮囲いの位置、構造及び主要部材の種類
③ 材料運搬経路と主な作業動線
④ 仮設物等の配置(監督職員事務所、受注者事務所、休憩所、危険物貯蔵所、材料置場、下小屋、廃棄物分別置場等)
⑤ 排水経路、工事用電力並びに水道の引込み位置及び供給能力
⑥ 足場並びに仮設通路の位置、構造及び主要部材の種類
⑦ 揚重機(リフト、クレーン、エレベーター、ゴンドラ等)の種類及び配置
⑧ 作業構台の位置、構造及び主要部材の種類
⑨ 墜落防止及び落下物防止並びに感電防止の施設
⑩ 近隣の安全に対する処置(近隣使用道路の配置計画図等)
2.1.2 仮設材料
(1) 一般事項
仮設に使用する材料は、それぞれの用途に応じ、品質、性能等が適正でなければならない。一般に仮設材料は、工事現場において長期間にわたり、かつ、繰り返し使用されることから、品質の確認が容易で性能の低下が生じにくいものでなければならない。
また、仮設材料には、その品質又は使用方法等について労働安全衛生法、消防法、 JIS (日本産業規格)、その他団体等の定める基準による規制等を受けるものがあるので、これらについてあらかじめ検討・確認しておくことが必要である。
特に、足場を構成する仮設機材については、長期間繰り返して使用されるうちにその強度が低下し倒壊事故等重大な災害につながるところから、労働安全衛生法令及び厚生労慟大臣が定める規格に規定される要件を具備するものを使用することが必要である。また、生産、流通段階での安全性の確保を図るために、(-社)仮設工業会では仮設機材に対し、材科、構造及び強度等を規定した認定基準を定めている。
さらに、経年仮設機材(現場で一度でも使用されたことのある仮設機材)が、繰り返し使用されている間の品質、性能等確保のために、原生労働省から経年仮設機材の適正な管理のための通達「経年仮設機材の管理指針」(平成8年4月4日労働省基発第223号の2)(以下、この章では「管理指針」という。)が示されている。
(2) 仮設機材の強度等の確認及び適正な管理
作業現場の安全確保には、仮設機材の製造時における強度等の確認・保証及び経年仮設機材の適正な管理が重要である。仮設機材の強度等の確認・保証について、(-社)仮設工業会では、製造時における足場用機材は、厚生労働大臣が定める規格及び認定基準に適合する旨を、刻印等により機材の全数に表示することを行っている。その表示等は、機材の種類により表2.1.1のとおりである。
なお、足場用機材の規格等に定めるもの以外のものの使用に当たっては、当該機材の製造者あるいは使用者により強度等について確認されたものであることが必要である。
現在製造されている主要な仮設機材は、防錆処理としてめっき、特に、浴融亜鉛めっきが施されているため、錆による肉厚の減少の懸念が少なくなった一方で、より長期にわたって使用される傾向となっており、経年による性能低下がないように適正に管理された仮設機材の使用が必要となる。仮設機材は、変形(曲がり、へこみ、反り等)及び損傷(亀裂、摩耗等)が直接性能低下の要因となるので、経年仮設機材の適正な管理は欠かすことができない。
このことから、厚生労働省の管理指針で規定している経年仮設機材に対して行う管理は、各機材ごとに定められた部位及び項目ごとに変形、損傷、錆等の程度による「選別」、経年仮設機材をいつでも使用できる状態に保持するための「整備」、機材を再使用可能な状態に復元する「修理」(部品交換を含む。)、さらに、性能試験、廃棄及び表示にわたるまで一連の管理基準等が明らかにされている。管理指針に基づき、(-社)仮設工業会では、仮設機材の整備、修理等を行っている機材センター等に対し、「適用工場制度」により、管理が適正である工場を認定し、経年仮設機材が適正な管理のもとに作業現場に提供されるようにしている。
表2.1.1 主な仮設機材とその表示