(57)【要約】【課題】Ｎ値が大きい地盤であっても簡易な構造でケーソンを沈下させることができるケーソン及びケーソンの沈下方法を提供する。【解決手段】ケーソン１０の下端に配設されるケーソン刃口１３の内周面１３ｂに、高圧流体を地盤Ｇに向けて噴射可能な噴射孔１５ａが設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下端にケーソン刃口が配設されたケーソンであって、
前記ケーソン刃口の内周面に、高圧流体を地盤に向けて噴射可能な噴射孔が設けられていることを特徴とするケーソン。
【請求項２】
前記地盤の形状を測定可能な超音波測定器を備えていることを特徴とする請求項１に記載のケーソン。
【請求項３】
前記噴射孔が前記ケーソン刃口の刃先に沿って複数設けられ、一部の噴射孔毎に前記高圧流体の噴射状態を調整する噴射調整部を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載のケーソン。
【請求項４】
ケーソンのケーソン刃口を地盤に設置し、前記ケーソン刃口の内側及び下方の地盤を掘削して前記ケーソンを沈下させるケーソンの沈下方法であって、
前記ケーソン刃口の内周面に設けられた噴射孔から高圧流体を前記ケーソン刃口の内側及び下方の地盤に向けて噴射することで前記地盤を砕いて掘削し、前記ケーソンを沈下させる工程を有していることを特徴とするケーソンの沈下方法。
【請求項５】
前記地盤の形状を測定して該地盤の掘り残し部の有無を判定する工程と、
前記地盤の掘り残し部が有った場合、該地盤の掘り残し部に対して前記高圧流体を噴射して前記地盤の掘り残し部を砕いて掘削する工程を有していることを特徴とする請求項４に記載のケーソンの沈下方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ケーソン及びケーソンの沈下方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、オープンケーソン工法においてケーソン躯体を沈下させるには、ケーソン躯体の下端における刃口下の地盤を掘削することにより沈下させている。また、Ｎ値の大きい地盤（例えば、粘性土であればＮ値１０以上）の場合、突き矢を用いて地盤を掘削するなどによりケーソン躯体を沈下させている。
【０００３】
特許文献１では、ケーソン工法によりケーソン躯体（沈設躯体）を沈下する方法として、沈設躯体にジャッキを介して固定した刃口を、振動機により振動させながら掘削及び圧入することで沈設躯体を沈下させる方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０５−１１８０４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら従来のケーソン工法では、Ｎ値が特に大きい地盤などでは、ケーソン躯体を沈下させることが困難な場合がある。また刃口を振動させながら掘削及び圧入する特許文献１のような方法では、複数に分割した刃口を設けてブロック毎に振動させたり加圧したりして沈下させるため、十分な剛性及び耐久性を有する複雑な構造を設けなければならなかった。
【０００６】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、Ｎ値が大きい地盤であっても簡易な構造で効率良く沈下させることができるケーソン及びケーソンの沈下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】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に係るケーソンは、下端にケーソン刃口が配設されたケーソンであって、前記ケーソン刃口の内周面に、高圧流体を地盤に向けて噴射可能な噴射孔が設けられていることを特徴としている。
【０００８】
本発明のケーソンでは、ケーソン刃口の内周面に高圧流体を地盤に向けて噴射可能な噴射孔が設けられているため、ケーソン刃口の下方にＮ値の大きい地盤があったとしても、該地盤に対して高圧流体を噴射することで容易に砕くことができる。その結果、地盤の掘削を効率良く、かつ、確実に進めることができ、ケーソンの沈下を好適に促進できる。
【０００９】
その際、噴射孔が高圧流体を内向きに噴射可能であるため、高圧流体により生じた流れや砕かれた地盤の土砂等はケーソンの内側に案内される。これにより、ケーソンの外周囲の地盤に対する影響を抑えることができ、効率よくケーソンの沈下を促進できる。
【００１０】
さらに、ケーソン刃口に所定の噴射孔を設けて高圧流体を供給するだけの簡易な構造で実現することができる。
したがって、Ｎ値が大きい地盤であっても簡易な構造で効率良く沈下させることができるケーソンを提供できる。
【００１１】
本発明に係るケーソンでは、前記地盤の形状を測定可能な超音波測定器を備えていることを特徴としている。
本発明では、地盤の形状を測定可能な超音波測定器を備えることにより、掘削時や掘削後に地盤の形状を容易に測定することができる。また、地盤の形状を測定した結果、地盤の掘り残し部の有無を判定することができる。地盤に掘り残し部が有る場合には、該掘り残し部に対して高圧流体を噴射することで、当該箇所の地盤のみを砕いて掘削することができる。結果として、効率よく、かつ、確実にケーソンを沈下させることができる。
【００１２】
本発明に係るケーソンでは、前記噴射孔が前記ケーソン刃口の刃先に沿って複数設けられ、一部の噴射孔毎に前記高圧流体の噴射状態を調整する噴射調整部を備えていることを特徴としている。
本発明では、複数の噴射孔のうちの一部の噴射孔毎に高圧流体の噴射状態を噴射調整部により調整できる。そのためケーソン刃口の下方の地盤に不均一な形状の部分などが生じた場合、それぞれの部分に対応する噴射孔から噴射する高圧流体の流量や流速等を増減するなど、噴射状態を局部的に調整することで、ケーソンをより確実、かつ、均等に沈下させることができる。
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明に係るケーソンの沈下方法は、ケーソンのケーソン刃口を地盤に設置し、前記ケーソン刃口の内側及び下方の地盤を掘削して前記ケーソンを沈下させるケーソンの沈下方法であって、前記ケーソン刃口の内周面に設けられた噴射孔から高圧流体を前記ケーソン刃口の内側及び下方の地盤に向けて噴射することで前記地盤を砕いて掘削し、前記ケーソンを沈下させる工程を有していることを特徴としている。
【００１４】
本発明のケーソンの沈下方法によれば、ケーソン刃口の内周面から高圧流体を地盤に向けて噴射することで地盤を砕いて掘削を進めることができる。その結果、ケーソンの沈下を効率良く促進することができる。また、高圧流体を噴射することにより、Ｎ値の大きい地盤であってもケーソン刃口の下方の地盤を砕いて掘削を進めることができ、ケーソンの沈下を好適に促進できる。
【００１５】
その際、高圧流体を内向きに噴射して地盤を砕くため、高圧流体により生じた流れや砕かれた地盤の土砂等がケーソンの内側に案内される。これにより、ケーソンの外周囲の地盤に対する影響を小さく抑えることができ、効率よくケーソンの沈下を促進できる。
したがって、Ｎ値が大きい地盤であっても簡易な構造で効率良く沈下させることができるケーソンの沈下方法を提供できる。
【００１６】
本発明に係るケーソンの沈下方法では、前記地盤の形状を測定して該地盤の掘り残し部の有無を判定する工程と、前記地盤の掘り残し部が有った場合、該地盤の掘り残し部に対して前記高圧流体を噴射して前記地盤の掘り残し部を砕いて掘削する工程を有していることを特徴としている。
本発明では、地盤の形状を測定して地盤の掘り残し部の存在を判定し、該掘り残し部に高圧流体を噴射して地盤を砕いて掘削するため、ケーソンを均等に沈下させることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のケーソン及びケーソンの沈下方法によれば、Ｎ値が大きい地盤であっても簡易な構造で効率良く沈下させることができるケーソン及びケーソンの沈下方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態に係るケーソン刃口を備えたケーソンの縦断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係るケーソンの沈下方法を説明する図で、ケーソンの縦断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係るケーソンの沈下方法を説明する図で、図２のＡ−Ａ断面に相当する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態によるケーソンおよびケーソンの沈下方法（オープンケーソン工法）について、図面に基づいて説明する。
【００２０】
図１に示すように、本実施形態ではオープンケーソン工法を用いてケーソン１０を構築する。ケーソン１０は、地盤Ｇを掘削しつつ環状体（ケーソン躯体）１１を順次沈下させて筒状に連結することで地中に構築されている。複数の環状体１１はケーソン１０の側壁部１２として構成され、その内側には水が貯留されている。
このケーソン１０は、複数の環状体１１が連結した側壁部１２と、下端に設けられて地盤Ｇに対向配置されたケーソン刃口１３と、を備えている。
ケーソン刃口１３は、内周面１３ｂが下端の刃先１３ａに向けて拡開したテーパ形状を有している。
【００２１】
側壁部１２には、上下方向に延びる潤滑剤流路１４と高圧流体流路１５とが、それぞれ全周に複数本分散して設けられている。
潤滑剤流路１４は、ケーソン１０の外周面１０ａと周囲の地盤Ｇとの間に潤滑剤を供給するための配管である。潤滑剤流路１４は平面視で複数形成されている。ケーソン１０の外周面１０ａには複数の吐出口１４ａが形成されており、該吐出口１４ａは潤滑剤流路１４と連通している。潤滑剤流路１４の上端開口１４ｂから潤滑剤を供給することにより、地盤Ｇと側壁部１２との間に潤滑剤を供給することができるようになっている。
潤滑剤は、ケーソン１０の沈下時に外周面１０ａと周囲の地盤Ｇとの間の摩擦抵抗を軽減できる材料であればよい。
【００２２】
高圧流体流路１５は、ケーソン刃口１３の内周面１３ｂから高圧流体を噴射させるための配管である。高圧流体流路１５は平面性で複数形成されている。ケーソン刃口１３の内周面１３ｂには複数の噴射孔１５ａが形成されており、該噴射孔１５ａは高圧流体流路１５と連通している。高圧流体流路１５の上端開口１５ｂから高圧流体を供給することにより、対向する地盤Ｇに対して高圧流体を噴射することができるようになっている。
本実施形態ではケーソン刃口１３の上下方向の複数位置に間隔を開けて複数の噴射孔１５ａが形成され、さらに刃先１３ａに沿って周方向に間隔を開けて複数の噴射孔１５ａが設けられている。
【００２３】
各噴射孔１５ａは、高圧流体をケーソン刃口１３の内周面１３ｂから内向きに地盤Ｇに向けて噴射可能に配置されている。また、一つ又は複数の噴射孔１５ａ毎に噴射調整部１６が設けられている。噴射調整部１６は、各噴射孔１５ａの噴射方向、噴射量、噴射速度等の噴射状態を調整可能に構成されている。例えば、噴射調整部１６には電動バルブなどが配されていればよい。
高圧流体は、地盤Ｇに向けて噴射されることで地盤Ｇを砕くことが可能な程度の圧力を有する流体であり、例えば加圧空気や高圧水などであればよい。
【００２４】
このケーソン１０では、内周面１０ｂに、周方向に間隔を開けて複数の超音波測定器１７が設けられている。超音波測定器１７は、ケーソン刃口１３の内側における地盤Ｇの形状を三次元的に測定可能となっている。
【００２５】
本実施形態では、各超音波測定器１７の測定結果に基づいて、一部の噴射孔１５ａの噴射状態を調整するように、各噴射調整部１６を制御する制御部（不図示）が設けられている。図２及び図３に示すように、ケーソン刃口１３の下方において局部的に地盤Ｇが盛り上がった掘り残し部１８が存在すると判定された場合、掘り残し部１８近傍の噴射孔１５ａから高圧流体を掘り残し部１８に向けて噴射し、他の噴射孔１５ａからは噴射しないように制御することができる。
また、別の制御方法としては、掘り残し部１８が有る場合に、該掘り残し部１８に噴射する高圧流体の流量や流速を増加させると同時に、掘り残し部１８以外の箇所に噴射する高圧流体の流量や流速を減少させたりしてもよい。
【００２６】
次に、ケーソン１０を構築する方法（ケーソン１０の沈下方法）について説明する。
ケーソン刃口１３を有するケーソン１０を沈下させつつ構築するには、地盤Ｇを掘削して予め地上で作製した環状体１１を順次沈下させ、複数の環状体１１を筒状に連結して側壁部１２を構築する。
掘削時には、図２に示すように、ケーソン刃口１３を地盤Ｇに設置し、ケーソン１０の内側に水を貯留した状態で、ケーソン刃口１３の内側及び下方の地盤Ｇをクレーン１９で支持したクラムシェル等により掘削し、順次ケーソン１０（ケーソン刃口１３および環状体１１）を沈下させる。
【００２７】
例えばＮ値が大きい地盤Ｇがあると、図２及び図３に示すように、ケーソン１０の内側においてケーソン刃口１３の下方に地盤Ｇが局部的に残留して、地盤Ｇの掘り残し部１８が発生する場合がある。このとき、超音波測定器１７により地盤Ｇの形状が測定された際、各超音波測定器１７の測定結果に基づき、ケーソン刃口１３の下方において局部的に地盤Ｇが盛り上がった掘り残し部１８が存在することが判定される。
【００２８】
制御部では、各噴射調整部１６を制御することで、噴射孔１５ａの噴射状態を調整する。例えば、噴射調整部１６により掘り残し部１８付近の噴射孔１５ａの噴射方向、噴射量、噴射速度等の噴射状態を調整する。高圧流体を内向きにケーソン刃口１３の内側及び下方の掘り残し部１８に向けて噴射することで、掘り残し部１８の地盤Ｇを砕いて掘削する。これによりケーソン１０（ケーソン刃口１３および環状体１１）を沈下させることができる。
このような掘削及びケーソン１０の沈下を繰り返しつつ環状体１１を連結することで、オープンケーソン工法を用いた地中構造物を構築することができる。
【００２９】
以上のようなケーソン１０及びケーソンの沈下方法によれば、ケーソン刃口１３に高圧流体を地盤Ｇに向けて噴射可能な噴射孔１５ａを備えているため、ケーソン刃口１３の下方の地盤Ｇに高圧流体を噴射して砕くことで掘削を容易に進めることができる。その結果、ケーソン１０の沈下を促進できる。また、Ｎ値の大きい地盤Ｇであってもケーソン刃口１３の下方の地盤Ｇに高圧流体を噴射して砕いて掘削を進めることができ、ケーソン１０の沈下を好適に促進できる。
【００３０】
その際、噴射孔１５ａが高圧流体を内向きに噴射可能であるため、高圧流体により生じた流れや砕かれた地盤Ｇの土砂等はケーソン１０の内側に保たれる。これによりケーソン１０の外周囲の地盤Ｇに対する影響を抑えることができ、例えばケーソン１０の沈下時の共下がりなどを抑制でき、効率よくケーソン１０の沈下を促進できる。
【００３１】
しかもケーソン刃口１３の内周面１３ｂに所定の噴射孔１５ａを設けて高圧流体を供給するだけであり、ケーソン刃口１３を分割して動作させるような複雑な構造は不要であり、簡易な構造で実現することができる。
そのためＮ値が大きい地盤Ｇであっても簡易な構造でケーソン１０を容易に沈下させることができる。
【００３２】
本実施形態のケーソン１０では、地盤Ｇの形状を測定可能な超音波測定器１７を備えているため、掘削時や掘削後に地盤Ｇの形状を測定することができる。その結果、地盤Ｇの掘り残し部１８の有無を容易に判定できる。そのため掘り残し部１８に高圧流体を噴射して砕くことで効率よくケーソン１０を沈下させることができる。
【００３３】
本実施形態のケーソン１０では、複数の噴射孔１５ａのうちの一部の噴射孔１５ａ毎に高圧流体の噴射状態を噴射調整部１６により調整できる。そのためケーソン刃口１３の下方の地盤Ｇに不均一な掘り残し部１８などが有る場合、それに対応する部位の噴射孔１５ａから噴射する高圧流体の流量や流速等を増大するなど、噴射状態を局部的に調整することで、ケーソン１０を均等に沈下させることができる。
【００３４】
本実施形態では、地盤Ｇの形状を測定して地盤Ｇの掘り残し部１８の存在を判定し、掘り残し部１８に高圧流体を噴射して砕くため、ケーソン１０を均等に沈下させることができる。
【００３５】
以上、本発明によるケーソン及びケーソンの沈下方法について一実施形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、上記実施形態では、噴射調整部１６や超音波測定器１７を設置したが、噴射調整部や超音波測定器は無くてもよい。
また、上記実施形態では、潤滑剤流路１４および高圧流体流路１５について上下方向（鉛直方向）に複数の流路を設けるようにしたが、吐出口１４ａおよび噴射孔１５ａの直近において、周方向に連通した流路を形成し、上下方向に延びる流路は１箇所だけ形成してもよい。
また、上記実施形態では、超音波測定器１７により測定された地盤Ｇの形状に基づいて、制御部により各噴射調整部１６を制御する例について説明したが、超音波測定器１７により測定された地盤Ｇの形状に基づいて、手動により各噴射孔１５ａの噴射状態を調整する構成にしてもよい。
【符号の説明】
【００３６】
１０  ケーソン
１１  環状体
１２  側壁部
１３  ケーソン刃口
１３ａ  刃先
１３ｂ  内周面
１４  潤滑剤流路
１４ａ  吐出口
１５  高圧流体流路
１５ａ  噴射孔
１６  噴射調整部
１７  超音波測定器
１８  掘り残し部
Ｇ  地盤
【図１】
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【図２】
2018178471.tif 000004
【図３】
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