(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーソンを地盤に沈設する方法において、
ケーソンを構築すると共に、
ケーソンの外周地盤に配置されるように支持体を設置し、
前記支持体の内側にケーソンを沈降させ、
最終沈降した状態において、ケーソン上部の外周面に設けた突起部を前記支持体の上端に位置させると共に、
前記突起部に設けた拘束具により前記支持体の上端を拘束したことを特徴とする、
ケーソンの沈設方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地盤に沈設して橋梁等の基礎や地下タンク等に使用するケーソンの沈設方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
地上で構造物を構築して、構造物の自重や付加荷重等の重力によって地盤に構造物を沈設するケーソンａの沈設が従来からおこなわれている。
ケーソン工法には、圧入ケーソン工法、オープンケーソン工法、ニューマチックケーソン工法等があり、工法により掘削方法、荷重の載荷方法などが異なる。
いずれの工法によってケーソンａを沈設するにしても、軟弱地盤などのような柔らかい地盤中にケーソンを沈設する場合、ケーソンａの刃口部ｂを支持地盤に着底させないで沈設を完了することがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記した従来のケーソンの沈設方法にあっては、次のような問題点がある。
＜イ＞ケーソンａの沈降中又は沈設直後は、ケーソンａの外周面と地盤ｄの摩擦係数が、静止摩擦係数よりも小さい動摩擦係数になっている。このため、ケーソンａを支持するのに必要な周面摩擦抵抗を得ることができず、ケーソンａの沈降が予想以上に大きくなる場合やケーソンａの沈降が収まらずに継続する場合がある。ケーソンが設計深度より深い位置に設置されると、ケーソンを構築するための費用が増加する。
＜ロ＞底版ｃを構築するために底ざらい掘削をおこなうと、支持面積の狭い刃口部ｂでケーソンaを支持することになり、一旦沈降が収まっていた場合でも再び沈降が始まる場合がある。ケーソンａが移動中であれば、底版ｃの構築も困難になる。
【０００４】
【発明の目的】
本発明は上記したような従来の問題を解決するためになされたもので、沈降を制御できるケーソンの沈設方法を提供することを目的とする。特に、計画した深度以上にケーソンを沈降させることのないケーソンの沈設方法を提供することを目的とする。
また、安全かつ容易に底版の構築がおこなえるケーソンの沈設方法を提供することを目的とする。
本発明は、これらの目的の少なくとも一つを達成するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記のような目的を達成するために、本発明のケーソンの沈設方法は、ケーソンを地盤に沈設する方法において、ケーソンを構築すると共に、ケーソンの外周地盤に配置されるように支持体を設置し、前記支持体の内側にケーソンを沈降させ、最終沈降した状態において、ケーソン上部の外周面に設けた突起部を前記支持体の上端に位置させると共に、前記突起部に設けた拘束具により前記支持体の上端を拘束したことを特徴とする方法である。ここで、外周面に設ける突起部は、環状に繋がっていても、断続的に配置されていてもよい。
【０００６】
ここで、ケーソンと支持体は、公知の連結具を使用して連結することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
【０００８】
＜イ＞ケーソン
本発明により構築するケーソン１は、橋梁等の基礎や地下タンク等に使用する公知のケーソンである。
例えば断面形状が、円形、矩形、小判形、多角形、楕円形、扇形などをしたケーソン１が使用できる。
ケーソン１は、所定の高さ毎に構築と沈設を繰り返して段階的に構築していくことができる。また、地上で一度に構築して、一度に沈設することも可能である。
【０００９】
＜ロ＞突起部
突起部３は、ケーソン１の外周から外側に突出するように設ける部材である。突起部３は、例えばケーソン１の最上部１３として構築した枠体の上部外周面に設ける。突起部３は、最上部１３と一体に構築しても、最上部１３に後から取り付けてもよい。
また、突起部３は、ケーソン１の外周に沿って環状に形成することも、必要な箇所にのみ断続的に配置することもできる。
突起部３の高さ方向の位置は、沈設完了時におけるケーソン１の上端の位置と、支持体２の突出量によって任意に決めることができる。図１では突起部３をケーソン１の上端に配置しているが、必ずしもこの高さに限定されるわけではなく、最上部１３外周面の途中に設けることもできる。
【００１０】
＜ハ＞支持体
支持体２は、ケーソン１の計画した深度以上の沈降を阻止するために配置する。支持体２には、例えば鋼管杭や既製コンクリート杭等の杭体、鋼矢板、地中連続壁、Ｈ型鋼などが使用できる。支持体２にＨ型鋼などを使用する場合は、地表に近い部分にのみ横矢板などを配置して、置換砂７用の土留壁にすることができる。支持体２は、地盤中で摩擦支持させることができる。このため、必要とする支持力が得られる場合は、支持体２の長さはケーソン１より短くてもよい。また、ケーソン１の着底位置より深い位置にある支持層まで構築して支持させることもできる。支持体２は、ケーソン１外周の周面摩擦力が回復したり、底版６の構築によってケーソン１の先端支持力が増加したりするまでの仮設であってもよい。また、ケーソン１との複合構造物と考えて、ケーソン１とともに支持体２を供用するように構成することもできる。ケーソン１は、上述した突起部３を介して支持体２で支持させることができる。また、ケーソン１と支持体２を公知の連結具を用いて連結してもよい。
【００１１】
＜ニ＞拘束具
拘束具８は、ケーソン１を確実に支持体２で支持させるための装置である。ケーソン１の沈降が始まると周辺地盤が変形し、支持体２が傾斜したり、不等沈下を起こしたりして、支持体が移動状態になることがある。このため、支持体２の頭部の移動範囲を拘束具８で制限することによって、突起部３を確実に支持体２に設置することができる。拘束具８は、例えばＨ型鋼を並列に配置することで構成することができる（図２参照）。並列に配置されたＨ型鋼の間に支持体２の頭部が収まるようにすればよい。また、Ｈ型鋼を外側にのみ配置して、Ｈ型鋼とケーソン１の外周面の間に支持体２の頭部が収まるように構成することもできる。
【００１２】
以下、ケーソンの沈設方法について説明する。
【００１３】
＜イ＞支持体の設置
ケーソン１を沈設する位置の外周に支持体２を設置する。
例えば支持体２にＨ型鋼を使用する場合、間隔をおいて複数のＨ型鋼をケーソン１の沈設予定位置の外周に打設する。Ｈ型鋼は所定の深さまで打設する。
地表面近くの地盤４の地耐力が不足する場合は、刃口部１１を設置する前に地盤を掘削して良質の置換砂７と置き換える。刃口部１１の支持力を確保する方法には、置換砂７を使用する方法の他に、表層の地盤改良をおこなう方法も採用できる。
地表近くのＨ型鋼の間には横矢板を設置して土留壁を構築すれば、置換砂７と置き換えるときの土留壁として使用できる。
なお、支持体２はケーソン１の沈降を開始した後に設置することもできる。また、予めある程度の深さまで支持体２を構築しておき、ケーソン１の構築と並行して順次構築していくこともできる。
【００１４】
＜ロ＞ケーソンの構築
置換砂７の上に皿板などを並べて、皿板の上に刃口部１１を設置する。
刃口部１１の内側の置換砂７及び地盤４をグラブバケットなどで掘削すると、刃口部１１が自重で沈降し始める。
所定の深さまで刃口部１１が沈降した後に、上部に中間部１２を継ぎ足す。引き続き刃口部１１の内側の地盤４をグラブバケットなどで掘削して刃口部１１及び中間部１２を沈降させる。
所定の数だけ中間部１２の構築及び沈降を繰り返した後に、ケーソン１の上端を形成する最上部１３を構築する。
【００１５】
＜ハ＞最上部の構築及び沈降
最上部１３の上部外周には突起部３を設ける。例えば、最上部１３の上端にケーソン１の外側に向けて突出する突出部３を設ける（図１参照）。
最上部１３を所定の深さまで沈降させると、地表から突出した支持体２の上端に突起部３が接触してケーソン１の沈降が停止する。
ケーソン１が支持体２で支持された状態で、底版を構築するための底ざらい掘削をおこなう。ケーソン１は支持体２で支持されているため、掘削によって沈降を再開することはない。
最後に底版６構築用のコンクリートを打設してケーソン１の沈設を完了する。上記した方法によれば、支持層のない軟弱地盤であっても、ケーソン１を所定の位置に沈設させることができる。
【００１６】
＜ニ＞その他の実施例
上記した実施例では、ケーソン１の最終的な沈降位置でケーソン１を停止させる例について説明したが、沈降を制御する目的でケーソン１の沈設途中においても支持体２を活用することができる。例えば、一度に予想以上にケーソン１が沈降するのを防ぐ目的で、ある深さ以深までケーソン１が沈降した場合のストッパーとして支持体２を使用する。この場合、沈降を再開するには、支持体２の上部を切断するなどして支持体２の上端と突起部３の間に隙間を設ければよい。また、支持体２を設置せずに、突起部３を地盤４で支持することによってケーソン１の計画した深度以上の沈降を阻止することもできる。地盤で支持するとは、突起部が直接に地表の地盤で支持された場合や置換砂等の下方の地盤で支持される場合を含むものである。
【００１７】
【発明の効果】
本発明のケーソンの沈設方法は以上説明したようになるから次のような効果を得ることができる。
＜イ＞支持体又は地盤によってケーソンの上部を支持する構成である。このため、ケーソンの沈降を所定の位置で止めることができる。設計深度にケーソンを設置できればケーソンの構築費用は増加しない。
＜ロ＞ケーソンの上部が支持されているので、底版用の掘削をおこなっても再びケーソンが沈降し始めることがない。このため、安全かつ容易に底版を構築することができる。
＜ハ＞支持体を設置する場合は、置換砂用の土留壁を別途設ける必要がない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のケーソンの沈設方法の実施例の断面図。
【図２】突起部に拘束具を配置した実施例の斜視図。
【図３】支持体を設置しない場合のケーソンの沈設方法の実施例の断面図。
【図４】従来のケーソンの沈設方法の実施例の断面図。
【符号の説明】
１・・・ケーソン
２・・・支持体
３・・・突起部
４・・・地盤
８・・・拘束具
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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