(57)【要約】【課題】刃口構造体の損傷等が生じた際に、補修作業を容易に行うことが可能となる刃口構造体、刃口ピース、及び刃口補修方法を提供する。【解決手段】ケーソン躯体１０の下端部の外周に沿って設けられた刃口構造体２０であって、ケーソン躯体１０の底版１２に一体に設けられ、この底版１２の外周縁から下方に向けて突出したコンクリート造の刃口本体２１と、刃口本体２１の少なくとも先端部２１ａを全周にわたって覆うとともに、周方向に複数に分割された刃口ピース２２と、を備え、刃口ピース２２は、刃口本体２１に対して内周側から被締結部材４及び締結部材５を用いて着脱自在に装着されている。【選択図】図２
2018044333.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーソン躯体の下端部の外周に沿って設けられた刃口構造体であって、
前記ケーソン躯体の底版に一体に設けられ、該底版の外周縁から下方に向けて突出したコンクリート造の刃口本体と、
前記刃口本体の少なくとも先端部を全周にわたって覆うとともに、周方向に複数に分割された刃口ピースと、
を備え、
前記刃口ピースは、前記刃口本体に対して内周側から固定治具を用いて着脱自在に装着されていることを特徴とする刃口構造体。
【請求項２】
前記固定治具は、
前記刃口本体の内周面における前記刃口ピース毎に対応する位置に埋設された被締結部材と、
前記刃口ピースに設けられ、前記被締結部材に着脱自在に締結される締結部材と、
を備えていることを特徴とする請求項１に記載の刃口構造体。
【請求項３】
前記刃口ピースは、前記底版を貫通して該底版の下方の作業室から上方に向けて延在するマテリアルシャフト内を通過可能な大きさに形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の刃口構造体。
【請求項４】
ケーソン躯体の下端部の外周に沿って設けられ、前記ケーソン躯体の底版に一体に設けられ、該底版の外周縁から下方に向けて突出したコンクリート造の刃口本体に装着される刃口ピースであって、
前記刃口本体の少なくとも先端部を全周にわたって覆うとともに、周方向に複数に分割され、該分割された前記刃口本体に対して内周側から着脱自在に装着されていることを特徴とする刃口ピース。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の刃口構造体の損傷時に前記刃口ピースを交換することによる刃口補修方法であって、
装着されている前記刃口ピースを前記刃口本体から取り外す工程と、
その取り外した位置に、前記底版の下方に位置する作業室内に搬入された別の刃口ピースを前記固定治具を用いて装着する工程と、
を有することを特徴とする刃口補修方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、刃口構造体、刃口ピース、及び刃口補修方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ニューマチックケーソン工法などに使用されるケーソン躯体には、ケーソン躯体の底版に一体に設けられ、底版の外周に沿って設けられ底版の外周縁から下方に向けて突出したコンクリート造の刃口構造体が備えられている。刃口構造体としては、例えば、特許文献１に示されるように、刃口本体の下端縁に装着された刃口金物を備えている。
このようなニューマチックケーソン工法では、底版と地盤との間に画成される作業室内を圧気して、ケーソン躯体の外方の圧力よりも高い圧力環境とすることで地下水の浸入を防ぎながら地盤を掘削することで、刃口を順次、沈下させてケーソン躯体を沈設している。
【０００３】
ケーソン躯体を沈設する際には、ケーソン躯体の下端部に設けられた刃口はケーソン躯体の荷重が負荷されて地盤に進入する部位であり、さらに下端縁側へ向けて厚みが漸減したテーパ形状に形成されている。そのため刃口には損傷が生じ易く、各種の基準書等では、刃口肩幅を広くすること、刃口鉄筋の間隔を狭くすること、テーパ形状の刃口の先端縁部分に刃口金物を設置すること、刃口のコンクリートを高強度にすること、などが推奨されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０９−２４２０８３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、従来の場合には、ケーソン躯体を硬質地盤や玉石混じり砂礫など地盤に沈設する際に、地盤の崩壊や急激に沈下などにより、刃口は大きな荷重を局部的に受けることが多い。このような場合、刃口金物が刃口構造体の先端縁部分に装着されていても、コンクリート造の刃口構造体の各部では損傷が生じていた。
刃口構造体に損傷が生じて拡大すると、例えば地下水が作業室内に流入したり、ケーソン躯体が傾斜する。そのため掘削作業が困難になり、補修が必要となる。さらに補修は高圧状態の作業室内で行うため、火気が使用できず、また作業室内に搬入できる補修材料や工具のサイズがマテリアルシャフト等により制約があり、補修作業に手間を要していた。
【０００６】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、刃口構造体の損傷等が生じた際に、補修作業を容易に行うことが可能な刃口構造体、刃口ピース、及び刃口補修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、本発明に係る刃口構造体は、ケーソン躯体の下端部の外周に沿って設けられた刃口構造体であって、前記ケーソン躯体の底版に一体に設けられ、該底版の外周縁から下方に向けて突出したコンクリート造の刃口本体と、前記刃口本体の少なくとも先端部を全周にわたって覆うとともに、周方向に複数に分割された刃口ピースと、を備え、刃口ピースは、前記刃口本体に対して内周側から固定治具を用いて着脱自在に装着されていることを特徴としている。
【０００８】
また、本発明に係る刃口ピースは、ケーソン躯体の下端部の外周に沿って設けられ、前記ケーソン躯体の底版に一体に設けられ、該底版の外周縁から下方に向けて突出したコンクリート造の刃口本体に装着される刃口ピースであって、前記刃口本体の少なくとも先端部を全周にわたって覆うとともに、周方向に複数に分割され、該分割された前記刃口本体に対して内周側から着脱自在に装着されていることを特徴としている。
【０００９】
また、本発明に係る刃口補修方法は、上述した刃口構造体の損傷時に前記刃口ピースを交換することによる刃口補修方法であって、装着されている前記刃口ピースを前記刃口本体から取り外す工程と、その取り外した位置に、前記底版の下方に位置する作業室内に搬入された別の刃口ピースを前記固定治具を用いて装着する工程と、を有することを特徴としている。
【００１０】
本発明では、複数の刃口ピースを刃口本体に沿って互いに隣接する位置に着脱自在に装着されるため、ケーソン躯体を沈設する際に刃口ピースに損傷が生じたときでも、損傷を受けた刃口ピースだけを刃口本体の内周側から固定治具によって取り外して、別の刃口ピースに交換することが可能である。すなわち、本発明では、ケーソン躯体の底版の下面側に設けられる作業室から刃口ピースの着脱作業を行うことができる。
また、例えばコンクリート造の刃口本体が損傷した場合でも、その損傷箇所に対応して覆う刃口ピースのみを取り外した後、刃口本体の損傷箇所を修復し、再び刃口ピースを固定治具を用いて装着することで補修作業を容易に行うことができる。
さらに、本発明では、刃口ピースは刃口本体に対して固定治具によって着脱される構成であるから、火気を用いることなく着脱作業を行うことが可能となり、各刃口ピースの交換作業を容易に行うことができる。
【００１１】
また、本発明に係る刃口構造体は、前記固定治具は、前記刃口本体の内周面における前記刃口ピース毎に対応する位置に埋設された被締結部材と、前記刃口ピースに設けられ、前記被締結部材に着脱自在に締結される締結部材と、を備えていることを特徴としていてもよい。
【００１２】
このような刃口構造体によれば、刃口本体に埋設された被締結部材に対して刃口ピースに設けられた締結部材を締結することにより、刃口ピースを刃口本体に装着することができる。例えば、被締結部材を定着ボルトとし、締結部材を前記定着ボルトに締結されるナットとした場合には、ボルトナットによる簡単な締結構造を実現することができる。
【００１３】
また、本発明に係る刃口構造体は、前記刃口ピースは、前記底版を貫通して該底版の下方の作業室から上方に向けて延在するマテリアルシャフト内を通過可能な大きさに形成されていることが好ましい。
【００１４】
この場合には、交換用の刃口ピースを予め作業室内に搬入しておく必要がなく、交換時に交換用の刃口ピースをマテリアルシャフト内を通過させてケーソン躯体の外部から作業室内に搬入し、さらに取り外した使用済みの刃口ピースもマテリアルシャフト内を通過させてケーソン躯体の外部へ搬出することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の刃口構造体、刃口ピース、及び刃口補修方法によれば、刃口構造体の損傷等が生じた際に、補修作業を容易に行うことが可能となる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態によるニューマチックケーソンを示す概略断面図である。
【図２】刃口構造体を示す部分拡大断面図である。
【図３】図２に示すＡ−Ａ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態による刃口構造体、刃口ピース、及び刃口補修方法について、図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１に示すように、本実施の形態のケーソン躯体１０は、例えば水中に構築される橋脚などの構造物をニューマチックケーソン工法で施工する際に用いられる鉄筋コンクリート造の構造体であって、下端部を地盤Ｇ中に配置させ、その躯体の自重や、場合によっては躯体中に注水して躯体と水の重量で沈下させつつ、側壁１１の上端に環状の躯体ブロックを設置することで順次、沈設される。
【００１９】
ケーソン躯体１０の下端部には、外周に沿った環状の刃口構造体２０が設けられている。
刃口構造体２０は、内周面が下端側に向けて拡開したテーパ形状に形成されている。ケーソン躯体１０は、刃口構造体２０の下端縁２０ａが地盤Ｇに圧接した状態となっている。すなわち、底版１２の下側には、刃口構造体２０によって囲まれた空間（以下、作業室１３という）が設けられ、この作業室１３内の圧力をケーソン躯体１０の外側の地下水圧よりも高く保つことで、施工中には地盤Ｇに対してケーソン躯体１０の自重と作業室１３の圧力とをバランスされた状態を保ちつつ、刃口構造体２０の下端縁２０ａの下部の地盤Ｇを作業室１３側から掘削することで、ケーソン躯体１０をその自重や、場合によっては躯体中に注水して躯体と水の重量で沈下させる構成となっている。
【００２０】
上述したように刃口構造体２０の内周側における底版１２と地盤Ｇとの間の空間が、掘削作業を行う作業室１３となっている。作業室１３内は、ケーソン躯体１０の周囲の地下水圧に抗するように空気圧で加圧されている。そして、作業室１３には、底版１２を貫通して略鉛直方向に設けられたマテリアルロック１４ａを有するマテリアルシャフト１４と、マンロック１５ａを有するマンシャフト１５と、が設けられている。
【００２１】
図２に示すように、刃口構造体２０は、ケーソン躯体１０の底版１２に一体に設けられ、底版１２の外周縁から下方に向けて突出したコンクリート造の刃口本体２１と、刃口本体２１の先端部２１ａ及び内周面２１ｂを全周にわたって覆うとともに、周方向に複数に分割された鋼製の刃口ピース２２と、を備えている。
【００２２】
刃口本体２１は、底版１２と一体に形成され、下方に向けて突出している。刃口本体２１は、側壁１１より薄く下端側へ厚みが漸減した形状となっており、先端部２１ａは厚さ方向に平坦になっている。刃口本体２１の内周面２１ｂには、分割された刃口ピース２２毎に対応する位置に被締結部材４（固定治具）が埋設された状態で定着されている。被締結部材４は、刃口ピース２２を着脱自在に固定するための固定治具であり、１つの刃口ピース２２に対して、複数箇所に設けられている（図３参照）。図２では、被締結部材４が上下方向に間隔をあけて３箇所に設けられ、図示しないが周方向にも複数箇所に配置されている。
【００２３】
被締結部材４は、刃口本体２１内部に埋設された定着プレート４１と、定着プレート４１に固定されて刃口本体２１の内周面２１ｂから突出した定着ボルト４２と、を備えている。
【００２４】
刃口ピース２２は、刃口本体２１に対して内周側から締結部材５（固定治具）を用いて着脱自在に装着されている。複数の刃口ピース２２が周方向に隙間なく隣接した状態で配置されている。刃口ピース２２は、刃口本体２１の内周面２１ｂに沿って湾曲した側板部２３と、刃口本体２１の先端部２１ａの平坦面に沿う底板部２４と、を備えている。側板部２３の上端は、底版１２の下面に当接していてもよい。なお、刃口ピース２２は、底版１２を貫通して底版１２の下方の作業室１３から上方に向けて延在するマテリアルシャフト１４内を通過可能な大きさに形成されている。
【００２５】
刃口ピース２２には、被締結部材４に対して着脱自在に締結される締結部材５が設けられている。
側板部２３には、定着ボルト４２に対応する位置において、厚さ方向に貫通するボルト挿通孔２３ｂが形成され、このボルト挿通孔２３ｂにスリーブ５１が嵌入されている。スリーブ５１内に定着ボルト４２が挿通される。側板部２３は、内周面２３ａにおいてボルト挿通孔２３ｂの位置に凹部２３ｃが形成されている。刃口本体２１に刃口ピース２２を配置した状態で、スリープ５１内に挿通された定着ボルト４２の先端が凹部２３ｃに突出し、この凹部２３ｃ内で定着ボルト４２にナット５２が締め付けられている。
【００２６】
次に、上述した刃口構造体、刃口ピース、及び刃口補修方法の作用について、図面に基づいて詳細に説明する。
図２に示すように、本実施の形態では、複数の刃口ピース２２を刃口本体２１に沿って互いに隣接する位置に着脱自在に装着されるため、ケーソン躯体１０を沈設する際に刃口ピース２２に損傷が生じたときでも、損傷を受けた刃口ピース２２だけを刃口本体２１の内周面２１ｂ側から締結部材５によって取り外して、別の刃口ピース２２Ａに交換することが可能である。すなわち、本実施の形態では、ケーソン躯体１０の底版１２の下面側に設けられる作業室１３から刃口ピース２２の着脱作業を行うことができる。
【００２７】
また、コンクリート造の刃口本体２１が損傷した場合でも、その損傷箇所に対応して覆う刃口ピース２２のみを取り外した後、刃口本体２１の損傷箇所を修復し、再び刃口ピース２２を被締結部材４や締結部材５を用いて装着することで補修作業を容易に行うことができる。
さらに、本実施の形態では、刃口ピース２２は刃口本体２１に対して被締結部材４や締結部材５によって着脱される構成であるから、火気を用いることなく着脱作業を行うことが可能となり、各刃口ピース２２の交換作業を容易に行うことができる。
【００２８】
また、本実施の形態の刃口構造体２０によれば、刃口本体２１に埋設された被締結部材４に対して刃口ピース２２に設けられた締結部材を締結することにより、刃口ピース２２を刃口本体２１に装着することができる。本実施の形態のように被締結部材４を定着プレート４１及び定着ボルトとし、締結部材５をスリーブ５１及び定着ボルト４１に締結されるナット５２とした場合には、ボルトナットによる簡単な締結構造を実現することができる。
【００２９】
また、本実施の形態では、交換用の刃口ピース２２を予め作業室内に搬入しておく必要がなく、交換時に交換用の刃口ピース２２をマテリアルシャフト１４及びマテリアルロック１４ａを通過させてケーソン躯体１０の外部から作業室１３内に搬入し、さらに取り外した使用済みの刃口ピース２２もマテリアルシャフト１４内を通過させてケーソン躯体１０の外部へ搬出することができる。
【００３０】
上述のように本実施の形態による刃口構造体、刃口ピース、及び刃口補修方法では、刃口構造体２０の損傷等が生じた際に、補修作業を容易に行うことが可能となる。
【００３１】
以上、本発明による刃口構造体、刃口ピース、及び刃口補修方法の実施の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、本実施の形態では、刃口ピース２２の形状として側板部２３が刃口本体２１の内周面２１ｂの全面にわたって設けられているが、これに限定されることはない。例えば、刃口ピース２２の側板部２３が底板部２４から刃口本体２１の高さ方向の中間部までの領域に設けられる構成であってもよい。
【００３２】
また、本実施の形態では、複数設けられる刃口ピース２２の大きさがマテリアルシャフト１４を通過できる形状としているが、この大きさに制限されることはない。例えば、予め作業室１３内に予備の刃口ピース２２を搬入した状態でケーソンの沈設作業を行うようにしておく場合には、刃口ピース２２の大きさ、形状がマテリアルシャフト１４の通過可能なものに制限されることはない。
【００３３】
さらに、固定治具は、上述した実施の形態に限定されることはない。すなわち、本実施の形態では、刃口本体２１に定着ボルト４２を設けた例について説明したが、刃口本体２１に雌ねじ部材を埋設した被締結部材とし、その雌ねじ部材に螺合する締結ボルトを締結部材として刃口ピース２２に設ける構成であっても構わない。また、ボルトナットによる締結構造に限定されず、ピン構造等の固定治具を適用することも可能である。
【００３４】
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。
【符号の説明】
【００３５】
４  被締結部材（固定治具）
５  締結部材（固定治具）
１０  ケーソン躯体
１１  側壁
１２  底版
１３  作業室
１４  マテリアルシャフト
１４ａ  マテリアルロック
１５  マンシャフト
１５ａ  マンロック
２０  刃口構造体
２１  刃口本体
２１ａ  先端部
２１ｂ  内周面
２２  刃口ピース
２３  側板部
２３ａ  内周面
２３ｂ  ボルト挿通孔
４１  定着プレート
４２  定着ボルト
５１  スリーブ
５２  ナット
Ｇ  地盤
【図１】
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【図２】
2018044333.tif 000004
【図３】
2018044333.tif 000005