2022.09.19

工期を35％も短縮！？PPCa施工法について詳しく解説します！

人手不足や工期短縮に対応するPPCaボックスカルバート。プレキャスト化による効率的な施工と高い耐震性を両立し、都市部インフラの新たな解決策として注目されています。施工手順や特長を詳しく解説します。

建設業界では、現場の人手不足や作業効率の向上といった課題が深刻化しています。とくに都市部や交通インフラに関わる工事では、安全性とスピードが両立する工法が求められています。こうした背景から注目されているのが「プレキャスト化」です。中でも「PPCaボックスカルバート」は、従来の現場打ち工法の弱点を補い、施工期間の大幅短縮を実現する新たな工法として注目を集めています。この記事では、PPCaボックスカルバートの特徴や施工手順、従来工法との違いについてわかりやすく解説します。

プレキャスト化が進む背景とPPCaボックスカルバートの登場

プレキャスト化は、建設業界の抱える人手不足と生産性の低下といった課題に対する具体的な解決策として、国を挙げて推進されている取り組みの一つです。とくに国土交通省が提唱するi-Constructionなどの政策により、プレキャスト製品の導入が積極的に進められています。現場での作業を減らし、工場での効率的な製造を活用することで、施工の安全性や品質を高めつつ、全体の工期を短縮できる点が評価されています。

建設現場の人手不足と生産性向上の必要性

日本の建設業界は、就業者の高齢化と若手人材の不足により、深刻な人手不足に直面しています。このままでは、大規模なインフラ整備や維持管理が困難になると懸念されています。こうした状況を背景に、作業員の人数や経験値に頼らずに品質を確保できる技術の導入が求められており、プレキャスト化はその有力な手段とされています。工場での一括製造により品質のばらつきを抑えつつ、現場作業の効率化を図れることが、その大きな利点です。

従来のボックスカルバート施工における課題

従来のボックスカルバートは、現場で型枠を組み、鉄筋を配置してコンクリートを打設する、いわゆる「場所打ち工法」が主流でした。しかし、この方法は現場ごとの気象条件や作業スペース、搬入経路の制限などに大きく左右されやすく、工期や品質の安定性に課題がありました。また、鉄筋の組立てや型枠の設置、支保工の確保などに多くの時間と人手が必要となる点も施工現場にとって大きな負担でした。

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PPCaボックスカルバートの開発とその目的

こうした課題を受けて開発されたのが、部分的にプレキャスト部材を導入するPPCaボックスカルバートです。この工法は、ボックスカルバートの構造の中でも特に施工に手間がかかる側壁と頂版の一部をプレキャスト化することで、工期の短縮と省力化を実現しています。PPCaは、従来のプレキャストボックスカルバートが抱えていた「大型化の難しさ」や「運搬・設置機器の制約」を克服し、大型インフラにも適用できるよう設計された点が特徴です。結果として、場所打ち工法と同等以上の構造性能を持ちながら、現場での作業量を大幅に減らすことが可能となりました。

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PPCaボックスカルバートの構造と施工手順

PPCaボックスカルバートは、プレキャスト部材と現場打ちコンクリートを組み合わせた構造で、施工現場の制約に対応しつつ効率的な施工を可能にする設計となっています。この工法は、特に大型のボックスカルバートにおいて有効であり、従来の完全プレキャスト工法では対応できなかった課題を克服しています。

プレキャスト部材の構成と特徴

PPCaボックスカルバートの特徴は、側壁と頂版の一部をプレキャスト部材としてあらかじめ工場で製造し、現場にて組み立てる点にあります。側壁には、内外壁を一体化したユニット部材（プレキャスト側壁部材①）を使用し、頂版には門型のプレキャスト部材を採用しています。これらの部材には、軸方向鉄筋、配力鉄筋、幅止め鉄筋が内蔵されており、部材同士はモルタル充填継手やスリーブ圧着ねじ継手といった機械式継手を用いて接合します。これにより、構造的な一体性を保ちながら、現場での作業を簡略化しています。また、プレキャスト部材の最上段には頂版との接合を考慮した形状が施されており、施工の連続性が確保されるよう工夫されています。

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施工手順と各ステップのポイント

施工は以下の順序で行われます：

5.unnamed (54).png 底版構築： まず現場打ちコンクリートで底版を構築し、プレキャスト部材設置のための準備を整えます。

6.unnamed (55).png プレキャスト側壁の設置： プレキャスト側壁部材①を順次積層し、モルタルを用いて接合します。内部に配力鉄筋を設置しながら、所定の高さまで施工を進めます。

7.unnamed (56).png 8.unnamed (57).png 9.unnamed (60).png 10.unnamed (61).png 11.unnamed - 2022-06-14T134740.937.png 中詰コンクリートの打設： 側壁の型枠としての役割を果たすプレキャスト部材内に、中詰め用のコンクリートを打設します。

12.unnamed (63).png プレキャスト門型部材の設置： 頂版の下側を構成するプレキャスト門型部材を設置し、側壁との接合を行います。

13.unnamed (64).png 14.unnamed (65).png 15.unnamed (66).png 16.unnamed - 2022-06-14T135015.748.png 17.unnamed (68).png 頂版鉄筋の組立とコンクリート打設： 上側鉄筋を配置後、型枠を組み、中詰コンクリートを打設して完成させます。

18.unnamed (69).png 19.unnamed (70).png それぞれのステップで省力化が意識されており、特に支保工が不要になる点は、施工の安全性とスピードに大きく寄与します。

耐震性能と施工性の実証結果

PPCaボックスカルバートの構造性能は、実大載荷試験（正負交番載荷試験）によって検証されています。この試験により、従来の場所打ち工法と比較して同等以上の耐力と変形性能を持つことが確認されました。また、塑性ヒンジを含む部位に継手を設けても構造上の問題がないという結果も得られており、柔軟な設計が可能です。

20.unnamed (71).png 21.unnamed (72).png 施工性の面では、型枠・鉄筋・支保工の削減により、全体の工期を35％短縮することが実証されています。この成果は、技術審査証明という公的な評価にも裏付けられており、高い信頼性を持つ工法であることがわかります。

22.unnamed (73).png 23.東急バナー (3).png
建設現場の人手不足や生産性の向上が求められる中で、PPCaボックスカルバートは大きな可能性を秘めた工法として注目されています。側壁や頂版の一部をプレキャスト化することで、従来の現場打ち工法に比べて作業の効率化が図れ、工期を大幅に短縮することが可能になります。また、耐震性や施工性の面でも場所打ちと同等以上の性能が実証されており、設計変更なしで導入できる点も大きな魅力です。今後は、都市部のインフラ整備や大型トンネルなど、施工条件が厳しい現場においても、PPCa工法が有効な選択肢となるでしょう。私たちは、こうした革新的な施工法の活用を通じて、より効率的で安全な社会インフラの構築に貢献していきます。