(57)【要約】【課題】  ケーソン躯体沈設の最終段階においてグラウト材を効率良くかつ確実に充填する。【解決手段】  ケーソン躯体１０の外側周面に対して、周方向及び上下方向に設置箇所をそれぞれ異ならせて、ケーソン躯体１０の外側周面上方へ向かう複数の噴射口２１をそれぞれ有する複数の噴射ノズル２０、またはケーソン躯体１０の外側周面の略接線方向に回転可能な噴射ノズル２０を設ける。噴射ノズル２０の噴射口２１からグラウト材を噴射させることにより、当該ケーソン躯体１０の外側周面と地山との間にグラウト材を満遍なく行き渡らせる。噴射ノズル２０から噴射させたグラウト材により、ケーソン躯体１０の外側周面と地山との間に充満する液体中に沈降した砂分を撹拌して、ケーソン躯体１０の外側周面と地山との間にグラウト材を満遍なく行き渡らせる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーソン躯体の外側周面に対して、周方向及び上下方向に設置箇所をそれぞれ異ならせて、ケーソン躯体の外側周面上方へ向かう複数の噴射口をそれぞれ有する複数の噴射ノズルを設け、
前記噴射ノズルの噴射口からグラウト材を噴射させることにより、当該ケーソン躯体の外側周面と地山との間にグラウト材を満遍なく行き渡らせることを特徴とするケーソン躯体沈設におけるグラウト方法。
【請求項２】
前記噴射ノズルに設けた噴射口は、グラウト材の噴射方向がそれぞれ異なるように設けられており、
１つの噴射ノズルから多方向にグラウト材を噴射させることにより、ケーソン躯体の外側周面と地山との間の広範囲にわたってグラウト材を満遍なく行き渡らせることを特徴とする請求項１に記載のケーソン躯体沈設におけるグラウト方法。
【請求項３】
ケーソン躯体の外側周面に対して、周方向及び上下方向に設置箇所をそれぞれ異ならせて、ケーソン躯体の外側周面上方へ向かう噴射口をそれぞれ有する複数の噴射ノズルを設け、
前記噴射ノズルは前記ケーソン躯体の外側周面の略接線方向に回転可能であり、噴射口の向きを変更しながら所定幅でグラウト材を噴射させることにより、当該ケーソン躯体の外側周面と地山との間にグラウト材を満遍なく行き渡らせることを特徴とするケーソン躯体沈設におけるグラウト方法。
【請求項４】
前記噴射ノズルから噴射させたグラウト材により、前記ケーソン躯体の外側周面と地山との間に充満する液体中に沈降した砂分を撹拌して、当該ケーソン躯体の外側周面と地山との間にグラウト材を満遍なく行き渡らせることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のケーソン躯体沈設におけるグラウト方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はケーソン躯体沈設におけるグラウト方法に関するものであり、特にケーソン躯体沈設の最終段階においてグラウト材を効率良くかつ確実に充填することが可能なグラウト方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ケーソン躯体の沈設作業が終了すると、ケーソン躯体が将来的に動かないように、ケーソン躯体の外側周面と地山との間（滑材（滑剤）等が充填されている空間）に、モルタルやセメントミルク等のグラウト材を注入してケーソン躯体の外側周面と地山との摩擦力を高めている。ケーソン躯体の沈設深度が浅い場合には、ケーソン躯体の外側周面と地山との間にグラウト材を注入するための専用配管を挿入し、当該専用配管を用いて地山中にグラウト材を注入することにより、効率的かつ広範囲にグラウト材を行き渡らせることができる。
【０００３】
しかし、ケーソン躯体の沈設深度が深い場合には、グラウト材を注入するための専用配管を地山中に挿入することは現実的ではなく、ケーソン躯体の内部に設けた滑材注入用の配管を用いて、グラウト材を地山中に噴射するのが一般的である。従来、ケーソン躯体の内部に設けた滑材注入用の配管を用いて、グラウト材を地山中に注入する技術が開発されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
特許文献１に記載された技術は、地盤とケーソン躯体の周壁面との間にゲル状充填材を注入しながら沈下させた後に、ゲル状充填材の注入に用いた注入管からグラウト材を注入して、ゲル状充填材とグラウト材とを混合する。これにより、ゲル状充填材とグラウト材の混合物により、ケーソン躯体と地盤とが密着するとしている。
【０００５】
このような手法を用いることにより、ケーソン躯体を沈設する際に周面摩擦を低減することができるとともに、滑材を完全に硬化材に置換することなく、ケーソン躯体と地盤とを密着させることができるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−８７６０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、ケーソン躯体の内部に設けた滑材注入用の配管を介して地山中に滑材を注入する技術では、ケーソン躯体の外側周面から地山へ向かって（直角方向に）滑材を噴射するように、噴射ノズルの噴射口が設けられている。このような形状の噴射ノズルを用いてグラウト材を注入すると、グラウト材は滑材と同様にケーソン躯体の外側周面から地山へ向かって（直角方向に）噴射されることになる。
【０００８】
すなわち、噴射ノズルの近傍ではグラウト材を地山中に注入することはできるが、噴射ノズルから離れた位置では地山中にグラウト材が行き渡らないおそれがある。この場合には、ケーソン躯体の外側周面と地山との間で、グラウト材の充填不足が生じてしまい、ケーソン躯体の外側周面と地山との摩擦力を高めることができずに、地山に対してケーソン躯体が固定されないことが想定される。
【０００９】
本発明は、上述した事情に鑑み提案されたもので、ケーソン躯体沈設の最終段階においてグラウト材を効率良くかつ確実に充填することが可能なケーソン躯体沈設におけるグラウト方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係るケーソン躯体沈設におけるグラウト方法は、ケーソン躯体の外側周面に対して、周方向及び上下方向に設置箇所をそれぞれ異ならせて、ケーソン躯体の外側周面上方へ向かう噴射口をそれぞれ有する複数の噴射ノズルを設けることを前提とする。そして、噴射ノズルの噴射口からグラウト材を噴射させることにより、当該ケーソン躯体の外側周面と地山との間にグラウト材を満遍なく行き渡らせることを特徴とするものである。
【００１１】
また、上述したケーソン躯体沈設におけるグラウト方法において、噴射ノズルは複数の噴射口を備えており、各噴射ノズルに設けた噴射口は、グラウト材の噴射方向がそれぞれ異なるように設けられている。そして、１つの噴射ノズルから多方向にグラウト材を噴射させることにより、ケーソン躯体の外側周面と地山との間の広範囲にわたってグラウト材を満遍なく行き渡らせることが可能である。
【００１２】
また、噴射ノズルはケーソン躯体の外側周面の略接線方向に回転可能とし、噴射口の向きを変更しながら所定幅でグラウト材を噴射させることにより、当該ケーソン躯体の外側周面と地山との間にグラウト材を満遍なく行き渡らせることが可能である。
【００１３】
また、上述したケーソン躯体沈設におけるグラウト方法において、噴射ノズルから噴射させたグラウト材により、ケーソン躯体の外側周面と地山との間に充満する液体中に沈降した砂分を撹拌して、当該ケーソン躯体の外側周面と地山との間にグラウト材を満遍なく行き渡らせることが可能である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係るケーソン躯体沈設におけるグラウト方法では、ケーソン躯体の周面上方へ向かってグラウト材を噴射させることにより、噴射ノズルから離れた位置であっても地山中にグラウト材を到達させることができるので、ケーソン躯体の外側周面と地山との間にグラウト材を満遍なく行き渡らせることができる。
【００１５】
また、噴射ノズルはそれぞれ複数の噴射口を有するため、１つの噴射ノズルから幅広くグラウト材を噴射させることができ、さらに、グラウト材の噴射方向がそれぞれ異なる複数の噴射口を設けることにより、１つの噴射ノズルから噴射させるグラウト材をケーソン躯体の外側周面の広範囲にわたって行き渡らせることができる。これにより、配管系統や噴射ノズルの数を減らすことができるとともに、効率よくケーソン躯体の外側周面に対して広範囲にグラウト材を噴射させることができる。
【００１６】
また、噴射ノズルを回転可能とすることにより、グラウト材の噴射方向を所定範囲で揺動させたり、変更したりして、１つの噴射ノズルから噴射するグラウト材をケーソン躯体の外側周面の広範囲にわたって行き渡らせることができる。これにより、配管系統や噴射ノズルの数を減らすことができるとともに、効率よくケーソン躯体の外側周面に対して広範囲に液体を噴射させることができる。
【００１７】
ところで、ケーソン躯体の外側周面と地山との隙間には、滑材、泥水、地下水が充満している（充満させている）。その中には地山から削り取られた砂分が沈降しており、この沈降した砂分があることによって、ケーソン躯体の外側周面の全体にグラウト材が行き渡らないことがある。本発明に係るケーソン躯体沈設におけるグラウト方法では、噴射ノズルから噴射させたグラウト材により、ケーソン躯体の外側周面と地山との間に充満する液体中に沈降した砂分を撹拌して対流させることができるので、当該ケーソン躯体の外側周面と地山との間にグラウト材を満遍なく行き渡らせることができる。
【００１８】
このように、本発明に係るケーソン躯体沈設におけるグラウト方法によれば、滑材等を噴射する噴射ノズルを用いて、ケーソン躯体の外側周面と地山との間に、広範囲にわたって均質なグラウト材を満遍なく行き渡らせることにより、地山に対してケーソン躯体を確実に固定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態に係るケーソン躯体沈設におけるグラウト方法に用いる噴射ノズルを設けたケーソン躯体の模式図。
【図２】本発明の実施形態に係るケーソン躯体沈設におけるグラウト方法の作用説明図。
【図３】本発明の実施形態に係るケーソン躯体沈設におけるグラウト方法に用いる噴射ノズル及び配管の説明図。
【図４】本発明の実施形態に係るケーソン躯体沈設におけるグラウト方法に用いる噴射ノズルの説明図（１）。
【図５】本発明の実施形態に係るケーソン躯体沈設におけるグラウト方法に用いる噴射ノズルの説明図（２）。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係るケーソン躯体沈設におけるグラウト方法を説明する。図１〜図５は本発明の実施形態に係るケーソン躯体沈設におけるグラウト方法を説明するもので、図１は噴射ノズルを設けたケーソン躯体の模式図、図２は作用説明図、図３は噴射ノズル及び配管の説明図、図４及び図５は噴射ノズルの具体的形状を示す説明図である。なお、図４（ａ）は噴射ノズルを側面から見た状態を示し、図４（ｂ）は噴射ノズルを上面から見た状態を示している。
【００２１】
＜基本的なグラウト方法＞
本発明の実施形態に係るケーソン躯体沈設におけるグラウト方法は、図１に示すように、ケーソン躯体１０の外側周面に対して、周方向及び上下方向に設置箇所をそれぞれ異ならせて設けた複数の噴射ノズル２０を用いて、ケーソン躯体１０と地山との間にグラウト材を噴射させることにより、グラウト材を効率良くかつ確実に充填することが基本となる。各噴射ノズル２０は、複数の噴射口２１を有しており、またはケーソン躯体１０に対して回転可能に設けられている。
【００２２】
このような噴射ノズル２０の噴射口２１からケーソン躯体１０の外側周面上方に向かってグラウト材を噴射することにより、ケーソン躯体１０の外側周面と地山との間に充満する液体（滑材等）中に沈降した砂分が撹拌されるので、ケーソン躯体１０の外側周面と地山との間にグラウト材が満遍なく行き渡る。
【００２３】
なお、本発明の実施形態に係るケーソン躯体沈設におけるグラウト方法は、地盤中にグラウト材を注入することを目的としたものではなく、ケーソン躯体の外側周面と地盤との隙間にグラウト材を充填させることを目的としたものであり、グラウト材を注入する方向はケーソン躯体の外側周面に対して直角方向ではなく、ケーソン躯体の外側周面に対して略平行となっている。
【００２４】
＜噴射ノズル＞
噴射ノズル２０は、図１に示すように、ケーソン躯体１０の外側周面に対して、周方向及び上下方向に設置箇所をそれぞれ異ならせて設けてある。各噴射ノズル２０は、図４に示すように、ケーソン躯体１０の周面上方へ向かう複数の噴射口２１をそれぞれ有している。噴射ノズル２０の基端部は、ケーソン躯体１０内に設けた送出管３０に連通接続されている。また、各噴射ノズル２０には逆止弁（図示せず）を設けることが好ましく、所定圧力以上のグラウト材が送出された場合に、当該噴射ノズル２０からのグラウト材の噴射を許容する。
【００２５】
本実施形態において、ケーソン躯体１０と地山との間に充填されるグラウト材は、モルタルやセメント等である。この場合、グラウト材を単体で噴射してもよいし、複数種類のグラウト材及び補助材を混合して噴射してもよい。
【００２６】
また、本実施形態において、グラウト材を噴射させる噴射ノズルは、ケーソン躯体沈設時に水、ベントナイト泥水、滑材、セメントミルク、空気等を噴射させる噴射ノズルと共用となっている。この点において、配管系等が簡略化され、設備費用やメンテナンス費用を低減することができる。
【００２７】
図３に示すように、各噴射ノズル２０には送出管３０を連通接続してあるが、噴射ノズル２０毎に別個の送出管３０を連通接続してもよいし、複数の噴射ノズル２０に共通の送出管３０を連通接続し、各噴射ノズル２０に開閉弁（図示せず）を設けてもよい。本発明の実施形態で用いる噴射ノズル２０は、図４（ｂ）に示すように、それぞれ複数の噴射口２１を有しているため、噴射ノズル２０の数を減らすことができる。このため、噴射ノズル２０毎に別個の送出管３０を連通接続したとしても、送出管３０の数を減らすことができる。また、図示しないが、送出管３０には、噴射ノズル２０から噴出するグラウト材を混合及び貯留するためのタンク、圧送ポンプ等を取り付けてある。
【００２８】
開閉弁は、例えば、電磁弁からなり、各噴射ノズル２０への送出経路を開閉するための弁であり、この開閉弁を開閉することにより、各噴射ノズル２０からのグラウト材の噴射及び停止を制御することができる。
【００２９】
噴射ノズル２０の各噴射口２１は、噴射するグラウトの噴射量や噴射圧力に応じて適宜な大きさに設定されている。また、図４に示すように、各噴射口２１は、グラウト材の噴射方向がそれぞれ異なるように設けられている。グラウト材の噴射方向は、ケーソン躯体１０の外側周面の接線方向であることが好ましい。すなわち、噴射ノズル２０の各噴射口２１から、ケーソン躯体１０の外側周面の接線方向に沿ってグラウト材が拡がって噴射されるようになっている。これにより、１つの噴射ノズル２０から多方向にグラウト材を噴射させることができる。
【００３０】
図４（ｂ）に示す例では、円筒状のケーソン躯体１０の外側周面を倣うように、噴射口２１を円弧状に並べて設けているが、ケーソン躯体１０の外側周面に沿って適切にグラウト材を噴射することができれば、噴射口２１を設ける位置は適宜変更してもよい。例えば、噴射口２１を同心円状や直線状に並べて設けることができる。また、噴射口２１の数は、ケーソン躯体１０の大きさや形状等に応じて適宜変更することができる。
【００３１】
また、図５に示すように、噴射ノズル２０をケーソン躯体１０の外側周面の略接線方向に回転可能となるように設けてもよい。なお、ケーソン躯体１０の外側周面の略接線方向に回転可能とは、ケーソン躯体１０に対して噴射ノズル２０を取り付ける位置を回動支点として、噴射口２１の方向を変更するように噴射ノズル２０を回転させることである。すなわち、例えば、ケーソン躯体１０が断面四角形の筒状であればケーソン躯体１０の外側周面は平面となり、ケーソン躯体１０の外側周面の接線方向と一致させて噴射ノズル２０を回転させることができる。
【００３２】
しかし、例えば、ケーソン躯体１０が断面円形の筒状であればケーソン躯体１０の外側周面は曲面となり、ケーソン躯体１０の外側周面全体にわたって接線方向と一致するように噴射ノズル２０を回転させるには複雑な機構が必要となる。したがって、ケーソン躯体１０の外側周面が曲面である場合には、ケーソン躯体１０の外側周面の接線方向に近似させて噴射ノズル２０を回転させることが好ましい。本実施形態では、このような構成を、噴射ノズル２０をケーソン躯体１０の外側周面の略接線方向に回転可能となるように設けるとしている。
【００３３】
図示しないが、噴射ノズル２０を回転させるためには、噴射ノズル２０の基端部に設けた回転機構と、回転機構を回転動作させるための回転駆動装置が必要となる。回転機構は、噴射ノズル２０をケーソン躯体１０の外側周面の接線方向に回転させることができれば、どのような機構であってもよく、例えば、噴射ノズル２０の回転軸に取り付けた歯車を用いることができる。また、回転駆動装置は、回転機構を回転動作させることができれば、どのような機構であってもよく、例えば、電動モータ、エアーやオイルで駆動するアクチュエータを用いることができる。
【００３４】
ケーソン躯体１０に対して回転可能に設けた噴射ノズル２０では、噴射口２１の数は１つでもよいし、２つ以上であってもよい。すなわち、噴射ノズル２０を回転させることにより、広範囲に液体を噴射することができる。また、複数の噴射口２１を設けた場合には、さらに広範囲に液体を噴射することができる。
【００３５】
本実施形態のケーソン躯体１０は、図２に示すように、下端部付近にフリクションカット部１１を有しており、ケーソン躯体１０の下端部よりも上方に位置する本体部の外周径が小さくなっている。したがって、ケーソン躯体１０の本体部と地山との間には隙間が生じることになり、この隙間内に噴射させた液体（滑材等）と、液体の噴射により発生した土粒子とが充満する。
【００３６】
この際、何ら対策を施さないと、地山との間に充満する液体中で土粒子（特に砂分）が沈降し、ケーソン躯体１０の本体部と地山との間に詰まってしまい、グラウト材がケーソン躯体１０と地山との間に行き渡らないおそれがある。このような状況では、ケーソン躯体１０を適切に固定することができない。
【００３７】
本実施形態のケーソン躯体沈設におけるグラウト方法では、噴射ノズル２０からケーソン躯体１０の外側周面上方へ向かってグラウト材を噴射することにより、ケーソン躯体１０の外側周面と地山との間に充満する液体中に沈降した土粒子（特に砂分）が撹拌され、ケーソン躯体１０の外側周面と地山との間にグラウト材を広く行き渡らせることができる。
【符号の説明】
【００３８】
１０  ケーソン躯体
１１  フリクションカット部
２０  噴射ノズル
２１  噴射口
３０  送出管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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