(57)【要約】【課題】ケーソン沈降時の振動を抑制しジャッキが掘削作業の障害にならない様にする。【解決手段】この方法では、ケーソン躯体１の天井スラブ１２に油圧ジャッキ３００をヒンジ機構３１０により取り付けて、ケーソン躯体１を沈降させるときは油圧ジャッキ３００を定位置Ｐ１で地盤Ｇに向けて伸長させケーソン躯体１を支持した状態から油圧ジャッキ３００を少しずつ縮めてケーソン躯体１を徐々に沈下させ、ケーソン躯体１の作業室１３内で掘削機械１８により定位置Ｐ１の油圧ジャッキ３００下部の地盤Ｇを掘削するときは油圧ジャッキ３００を定位置Ｐ１から退避位置Ｐ２に移動して当該地盤Ｇを掘削する。【選択図】図３
2015074942.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーソン躯体の下部作業室内の天井スラブに油圧ジャッキをヒンジ機構を介して前記天井スラブ側から地盤に向けて伸長させる定位置と前記定位置から離れた退避位置との間を移動可能に取り付けて、
ニューマチックケーソン工法により、前記ケーソン躯体を地盤に所定のストロークずつ圧入沈降させて所定の深さまで沈設する工程の中で、
前記ケーソン躯体を沈降させるときは、前記油圧ジャッキを前記定位置で地盤に向けて伸長させ地盤に押し付けて前記ケーソン躯体を支持した状態から、前記油圧ジャッキを少しずつ縮めて前記ケーソン躯体を徐々に沈下させ、
前記ケーソン躯体の作業室内で掘削機械により前記定位置の油圧ジャッキの下部の地盤を掘削するときは、前記油圧ジャッキを前記定位置から前記退避位置に移動して、当該油圧ジャッキの下部の地盤を掘削する、
ことを特徴とするニューマチックケーソンの沈設方法。
【請求項２】
油圧ジャッキを天井スラブにヒンジ機構を介して水平方向に回動可能に取り付けて、前記油圧ジャッキを定位置と前記定位置から水平方向に離れた退避位置との間をスライド式に移動させる請求項１に記載のニューマチックケーソンの沈設方法。
【請求項３】
油圧ジャッキを天井スラブにヒンジ機構を介して垂直方向に回動可能に取り付けて、前記油圧ジャッキを定位置と前記定位置から垂直方向に離れた退避位置との間を折り畳み式に移動させる請求項１に記載のニューマチックケーソンの沈設方法。
【請求項４】
ヒンジ機構にモータ、油圧シリンダを含む動力源を備え、油圧ジャッキを前記動力源を用いて回動させる請求項１乃至３のいずれかに記載のニューマチックケーソンの沈設方法。
【請求項５】
ヒンジ機構に動力源を備えず、油圧ジャッキを作業室内の掘削機械により回動させる請求項１乃至３のいずれかに記載のニューマチックケーソンの沈設方法。
【請求項６】
油圧ジャッキに一定以上の荷重が載荷された場合に油圧がリリースされるリリーフ弁若しくは圧力調整弁付き油圧ジャッキを使用する請求項１乃至５のいずれかに記載のニューマチックケーソンの沈設方法。
【請求項７】
油圧ジャッキの先端に支圧板を備え、前記支圧板は前記油圧ジャッキの先端に前記支圧板側又は前記油圧ジャッキ側の一方に備える球座と他方に備える前記球座に回転可能に嵌合可能な球体との結合により連結する請求項１乃至６のいずれかに記載のニューマチックケーソンの沈設方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ニューマチックケーソン工法においてケーソン躯体を地盤に静的に沈設するためのニューマチックケーソンの沈設方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ニューマチックケーソン工法は、周知のとおり、ケーソン躯体の下端刃口の内部に気密性を有する作業室を設け、この作業室に圧縮空気を送り込んで、水の浸入を防ぎつつ地盤の掘削作業を行い、ケーソン躯体を地盤に所定のストロークずつ圧入沈降させて所定の深さまで沈設するものである。
この工法による工事では、工事現場が硬質の地盤の場合、ケーソン躯体の沈下時の衝撃によって大きな振動が発生するため、工事現場周辺に住宅などがある場合はこの振動で多大な迷惑を掛けることなり、従来から、ケーソン躯体の静的沈設方法が求められている。
【０００３】
この種のケーソン躯体の沈設方法が例えば特許文献１、２により提案されている。
特許文献１のニューマチックケーソンの沈設方法は、ケーソン躯体の作業室の天井スラブに油圧ジャッキを固定し、この油圧ジャッキを地盤に向けて伸長させてケーソン躯体を支持し、ケーソン躯体の沈下時に、油圧ジャッキを微速縮小させ、ケーソン躯体を微速で沈下させていく工法である。
特許文献２のニューマチックケーソンの沈下方法は、ケーソン躯体の作業室の天井スラブに油圧ジャッキを埋設し、硬質の地盤に対して、油圧ジャッキを伸ばし油圧ジャッキ先端の支圧板を押し付けた状態で、作業室内で掘削機械により地盤を掘削し刃口下部の地盤を掘削して、油圧ジャッキに沈下荷重を預けながら、油圧ジャッキを少しずつ縮めてケーソン躯体を徐々に沈下させていく工法である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−  ４６９０２号公報
【特許文献２】特開２０１１−２５６６５２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、上記従来のニューマチックケーソンの沈設方法では、前者の場合、油圧ジャッキが固定式で、天井スラブに固定されて、地盤に向けて垂下されるため、作業室内で掘削機械により地盤を掘削する際に、油圧ジャッキの下部を掘削するときに油圧ジャッキが障害になる、という問題がある。また、後者の場合、ケーソン躯体の天井スラブに油圧ジャッキが埋設されるため、天井スラブの構造上弱点となる欠損を作ることになって好ましくなく、また、油圧ジャッキに天井スラブからの長いストローク長が必要となり、大きな荷重を受けることが難しい、という問題がある。
また、いずれの方法の場合でも、油圧ジャッキに所定圧以上の荷重がかかったときの対処方法や、不陸のある地盤面への受圧方法が不明である、という問題がある。
【０００６】
本発明は、上記従来の問題を解決するものであり、この種のニューマチックケーソンの沈設方法において、ケーソン躯体の作業室内で掘削機械により地盤を掘削する際に油圧ジャッキが障害にならないこと、また、油圧ジャッキを天井スラブへ取り付けるに当たり、天井スラブに欠損を作らないこと、天井スラブから長いストローク長が必要とならず、大きな荷重でも受けられること、油圧ジャッキに所定圧以上の荷重がかかっても、ケーソン躯体の緩やかな沈降を促すこと、不陸のある地盤面への受圧を可能とすること、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に、本発明のニューマチックケーソンの沈設方法は、ケーソン躯体の下部作業室内の天井スラブに油圧ジャッキをヒンジ機構を介して前記天井スラブ側から地盤に向けて伸長させる定位置と前記定位置から離れた退避位置との間を移動可能に取り付けて、ニューマチックケーソン工法により、前記ケーソン躯体を地盤に所定のストロークずつ圧入沈降させて所定の深さまで沈設する工程の中で、前記ケーソン躯体を沈降させるときは、前記油圧ジャッキを前記定位置で地盤に向けて伸長させ地盤に押し付けて前記ケーソン躯体を支持した状態から、前記油圧ジャッキを少しずつ縮めて前記ケーソン躯体を徐々に沈下させ、前記ケーソン躯体の作業室内で掘削機械により前記定位置の油圧ジャッキの下部の地盤を掘削するときは、前記油圧ジャッキを前記定位置から前記退避位置に移動して、当該油圧ジャッキの下部の地盤を掘削する、ことを要旨とする。
この方法では、油圧ジャッキを天井スラブにヒンジ機構を介して水平方向に回動可能に取り付けて、前記油圧ジャッキを定位置と前記定位置から水平方向に離れた退避位置との間をスライド式に移動させることが好ましい。また、この油圧ジャッキを天井スラブにヒンジ機構を介して垂直方向に回動可能に取り付けて、前記油圧ジャッキを定位置と前記定位置から垂直方向に離れた退避位置との間を折り畳み式に移動させるようにしてもよい。
この方法では、ヒンジ機構にモータ、油圧シリンダを含む動力源を備え、油圧ジャッキを前記動力源を用いて回動させることが好ましい。また、ヒンジ機構に動力源を備えず、油圧ジャッキを作業室内の掘削機械により回動させるようにしてもよい。
この方法では、油圧ジャッキに一定以上の荷重が載荷された場合に油圧がリリースされるリリーフ弁若しくは圧力調整弁付き油圧ジャッキを使用することが好ましい。
この方法では、油圧ジャッキの先端に支圧板を備え、前記支圧板は前記油圧ジャッキの先端に前記支圧板側又は前記油圧ジャッキ側の一方に備える球座と他方に備える前記球座に回転可能に嵌合可能な球体との結合により連結することが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のニューマチックケーソンの沈設方法によれば、上記により、次のような本発明独自の格別な効果を奏する。
（１）ケーソン躯体の作業室内で掘削機械により地盤を掘削する際に、定位置の油圧ジャッキの下部の地盤を掘削するときは、油圧ジャッキを定位置から退避位置に移動して、当該油圧ジャッキの下部の地盤を掘削するので、ケーソン躯体の作業室内で掘削機械により地盤を掘削する際に、油圧ジャッキが障害にならない。
（２）ケーソン躯体の下部作業室内の天井スラブに油圧ジャッキをヒンジ機構を介して天井スラブ側から地盤に向けて伸長させる定位置とこの定位置から離れた退避位置との間を移動可能に取り付けるので、油圧ジャッキを天井スラブへ取り付けるに当たり、天井スラブに欠損を作ることがなく、また、天井スラブから長いストローク長が必要とならず、大きな荷重でも確実に受けることができる。
（３）ケーソン躯体を沈降させるときは、油圧ジャッキを定位置で地盤に向けて伸長させ地盤に押し付けてケーソン躯体を支持した状態から、油圧ジャッキを少しずつ縮めてケーソン躯体を徐々に沈下させるので、ケーソン躯体を緩やかに静的に沈降させることができる。また、この場合、油圧ジャッキにリリーフ弁若しくは圧力調整弁付きのものを採用することで、油圧ジャッキに所定圧以上の荷重がかかっても、ケーソン躯体の緩やかな沈降を促すことができる。
（４）油圧ジャッキの先端に支圧板を、支圧板側又は油圧ジャッキ側の一方に備える球座と他方に備える球体との結合により連結するので、支圧板の底面を任意の方向に向けることができ、不陸のある地盤面への受圧が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施の形態によるニューマチックケーソンの沈設方法を要部を拡大して示す正面側から見た図
【図２】本発明の第２の実施の形態によるニューマチックケーソンの沈設方法を要部を拡大して示す正面側から見た図
【図３】本発明の第３の実施の形態によるニューマチックケーソンの沈設方法を要部を拡大して示す正面側から見た図（（ａ）は油圧ジャッキを定位置に移動した状態を示す（ｂ）は油圧ジャッキを退避位置に移動した状態を示す）
【図４】一般的なニューマチックケーソン工事を示す正面側から見た図
【図５】同ニューマチックケーソン工事に適用する本発明が採用する油圧ジャッキのレイアウトを示す図
【図６】同ニューマチックケーソン工事に適用する本発明のケーソン躯体の沈設方法の、特にケーソン躯体の下部の掘削作業を示す図
【図７】同ニューマチックケーソン工事に適用する本発明のケーソン躯体の沈設方法の、特にケーソン躯体の押し込み作業を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次に、この発明を実施するための形態について図を用いて説明する。
図１に第１の実施の形態を示している。
図１に示すように、このニューマチックケーソンの沈設方法では、ケーソン躯体１の下部作業室１３内の天井スラブ１２に、油圧ジャッキ１００を、ヒンジ機構１１０を介して、天井スラブ１２側から地盤Ｇに向けて伸長させる所定の定位置Ｐ１とこの定位置Ｐ１から離れた退避位置Ｐ２との間を移動可能に取り付ける。この場合、油圧ジャッキ１００には一定以上の荷重が載荷された場合に油圧がリリースされる手動式又は自動式のリリーフ弁若しくは圧力調整弁付き油圧ジャッキを採用し、油圧ジャッキ１００の先端に支圧板１０１を取り付ける。また、この油圧ジャッキ１００は後述するように天井スラブ１２に直接取り付けないため、油圧ジャッキ１００の基端部側に天井スラブ１２を支持するための支持プレート１０２を併せて設けている。ヒンジ機構１１０は、作業室１３の天井スラブ１２に地盤Ｇに向けて略垂直に取付固定され、天井スラブ１２から天井スラブ１２と地盤Ｇとの間の中間所定の高さまで延びる柱状の取付ベース１１１と、この取付ベース１１１の外周面の下半部側の面に上下に対にして水平方向に突状に形成される軸受１１２と、油圧ジャッキ１００の周囲に装着される保持部材１１３と、この保持部材１１３の外面に略垂直方向に向けて略筒状に形成され、取付ベース１１１の軸受１１２に嵌合される軸挿通部１１４と、取付ベース１１１の軸受１１２と保持部材１１３の軸挿通部１１４とを連結するための軸（ヒンジ軸）１１５とにより構成し、取付ベース１１１を天井スラブ１２に油圧ジャッキ１００の定位置Ｐ１に近接して、また、下半部側の軸受１１２を油圧ジャッキ１００の定位置Ｐ１に対向させて設置固定し、油圧ジャッキ１００に保持部材１１３を装着してこの保持部材１１３の軸挿通部１１４を取付ベース１１１の軸受１１２に軸１１５により取り付ける。そして、ヒンジ機構１１０にモータ又は油圧シリンダなどの動力源（図示省略）を備え、この動力源を用いて保持部材１１３を軸１１５の回りで回転駆動させる形式にして、このヒンジ機構１１０により、油圧ジャッキ１００を軸１１５の回りで回動させて定位置Ｐ１とこの定位置Ｐ１から水平方向に離れた退避位置Ｐ２との間をスライド式に移動させるようにする。なお、油圧ジャッキ１００を伸縮動作させる油圧ジャッキ１００の操作及びヒンジ機構１１０を駆動するヒンジ機構１１０の操作は地上の操作室で遠隔操作により行う。
このようにしてニューマチックケーソン工法により、ケーソン躯体１を地盤Ｇに所定のストロークずつ圧入沈降させて所定の深さまで沈設する工程の中で、ケーソン躯体１を沈降させるときは、油圧ジャッキ１００の定位置Ｐ１で油圧ジャッキ１００の基端部の支持プレート１０２を天井スラブ１２に当接させて、油圧ジャッキ１００を天井スラブ１２側から地盤Ｇに向けて伸長させ地盤Ｇに押し付けてケーソン躯体１を支持し、この状態から、油圧ジャッキ１００を少しずつ縮めてケーソン躯体１を徐々に沈下させる。この場合に、油圧ジャッキ１００に一定以上の荷重が載荷されたときは、油圧ジャッキ１００の油圧を手動又は自動により徐々にリリースすることで、ケーソン躯体１を緩やかに沈降させる。そして、ケーソン躯体１の作業室１３内で掘削機械により地盤Ｇを掘削する際に、定位置Ｐ１の油圧ジャッキ１００の下部の地盤Ｇを掘削するときは、油圧ジャッキ１００を定位置Ｐ１から退避位置Ｐ２にスライド移動して、当該油圧ジャッキ１００下部の地盤Ｇを掘削する。
【００１１】
図２に第２の実施の形態を示している。
図２に示すように、このニューマチックケーソンの沈設方法では、ケーソン躯体１の下部作業室１３内の天井スラブ１２に、油圧ジャッキ２００を、ヒンジ機構２１０を介して、天井スラブ１２側から地盤Ｇに向けて伸長させる所定の定位置Ｐ１とこの定位置Ｐ１から離れた退避位置Ｐ２との間を移動可能に取り付ける。この場合、油圧ジャッキ２００には一定以上の荷重が載荷された場合に油圧がリリースされる手動式又は自動式のリリーフ弁若しくは圧力調整弁付き油圧ジャッキを採用し、油圧ジャッキ２００の先端に支圧板２０１を取り付ける。また、この油圧ジャッキ２００は後述するように天井スラブ１２に直接取り付けないため、油圧ジャッキ２００の基端部側に天井スラブ１２を後述する取付ベース２１１を介して支持するための支持ブロック２０２を併せて設けている。ヒンジ機構２１０は、作業室１３の天井スラブ１２に取付固定され、天井スラブ１２から所定の厚さで突出される平板状の取付ベース２１１と、この取付ベース２１１の一側面に前後に対にして水平方向に突状にかつ取付ベース２１１の下面よりも下方へ少し延びる縦長に形成される軸受２１２と、油圧ジャッキ２００の周囲に装着される保持部材２１３と、この保持部材２１３の外面の上部に略水平方向に向けて略筒状に形成され、取付ベース２１１の軸受２１２に嵌合される軸挿通部２１４と、取付ベース２１１の軸受２１２と保持部材２１３の軸挿通部２１４とを連結するための軸（ヒンジ軸）２１５とにより構成し、取付ベース２１１を天井スラブ１２に油圧ジャッキ２００の定位置Ｐ１で設置固定し、油圧ジャッキ２００に保持部材２１３を装着してこの保持部材２１３の軸挿通部２１４を取付ベース２１１の軸受２１２に軸２１５により取り付ける。そして、ヒンジ機構２１０にモータ又は油圧シリンダなどの動力源（図示省略）を備え、この動力源を用いて保持部材２１３を軸２１５の回りで回転駆動させる形式にして、このヒンジ機構２１０により、油圧ジャッキ２００を軸２１５の回りで回動させて定位置Ｐ１とこの定位置Ｐ１から垂直方向に離れた退避位置Ｐ２との間を折り畳み式に移動させるようにする。なお、油圧ジャッキ２００を伸縮動作させる油圧ジャッキ２００の操作及びヒンジ機構２１０を駆動するヒンジ機構２１０の操作は地上の操作室で遠隔操作により行う。
このようにしてニューマチックケーソン工法により、ケーソン躯体１を地盤Ｇに所定のストロークずつ圧入沈降させて所定の深さまで沈設する工程の中で、ケーソン躯体１を沈降させるときは、油圧ジャッキ２００の定位置Ｐ１で油圧ジャッキ２００の基端部の支持ブロック２０２を天井スラブ１２に取付固定された取付ベース２１１に当接させて、油圧ジャッキ２００を天井スラブ１２側から地盤Ｇに向けて伸長させ地盤Ｇに押し付けてケーソン躯体１を支持し、この状態から、油圧ジャッキ２００を少しずつ縮めてケーソン躯体１を徐々に沈下させる。この場合に、油圧ジャッキ２００に一定以上の荷重が載荷されたときは、油圧ジャッキ２００の油圧を手動又は自動により徐々にリリースすることで、ケーソン躯体１を緩やかに沈降させる。そして、ケーソン躯体１の作業室１３内で掘削機械により地盤Ｇを掘削する際に、定位置Ｐ１の油圧ジャッキ２００の下部の地盤Ｇを掘削するときは、油圧ジャッキ２００を定位置Ｐ１から退避位置Ｐ２に折り畳み移動して、当該油圧ジャッキ２００下部の地盤Ｇを掘削する。
【００１２】
図３に第３の実施の形態を示している。
図３に示すように、このニューマチックケーソンの沈設方法では、ケーソン躯体１の下部作業室１３内の天井スラブ１２に、油圧ジャッキ３００を、ヒンジ機構３１０を介して、天井スラブ１２側から地盤Ｇに向けて伸長させる所定の定位置Ｐ１とこの定位置Ｐ１から離れた退避位置Ｐ２との間を移動可能に取り付ける。この場合、油圧ジャッキ３００には一定以上の荷重が載荷された場合に油圧がリリースされる手動式又は自動式のリリーフ弁若しくは圧力調整弁付き油圧ジャッキを採用し、油圧ジャッキ３００の先端に支圧板３０１を取り付ける。この支圧板３０１は油圧ジャッキ３００の先端に支圧板３０１側又は油圧ジャッキ３００側の一方に備える球座３０３と他方に備える球座３０３に回転可能に嵌合可能な球体３０４との結合により連結する。また、この油圧ジャッキ３００は後述するように天井スラブ１２に直接取り付けないため、油圧ジャッキ３００の基端部側に天井スラブ１２を後述する取付ベース３１１を介して支持するための支持プレート３０２を併せて設けている。なお、この場合、取付ベース３１１の下面に凹部３１６を有し、支持プレート３０２の上面に凸部３１７を有し、取付ベース３１１（の下面）と支持プレート３０２（の上面）とを凹部３１６と凸部３１７を係合させて当接可能にしている。ヒンジ機構３１０は、作業室１３の天井スラブ１２に地盤Ｇに向けて略垂直に取付固定され、天井スラブ１２から天井スラブ１２と地盤Ｇとの間の中間所定の高さまで延びる柱状の取付ベース３１１と、この取付ベース３１１の外周面の下半部側の面に前後に対にして水平方向に突状に形成される軸受３１２と、油圧ジャッキ３００の周囲に装着される保持部材として支持プレート３０２の縁部に接合されて下方斜めに延びるレバー３１３と、このレバー３１３の支持プレート３０２側の一端に略水平方向に向けて略筒状に形成され、取付ベース３１１の軸受３１２に嵌合される軸挿通部３１４と、取付ベース３１１の軸受３１２とレバー３１３の軸挿通部３１４とを連結するための軸（ヒンジ軸）３１５とにより構成し、取付ベース３１１を天井スラブ１２に油圧ジャッキ３００の定位置Ｐ１で設置固定し、油圧ジャッキ３００のレバー３１３の軸挿通部３１４を取付ベース３１１の軸受３１２に軸３１５により取り付ける。そして、ヒンジ機構３１０にモータ又は油圧シリンダなどの動力源を備えて、この場合は油圧シリンダ３１８を用い、油圧シリンダ３１８の基端部を天井スラブ１２に取付ベース１１１に近接して枢着し、この油圧シリンダ３１８の作動ロッド先端を油圧ジャッキ３００のレバー３１３の他端部に枢着して、レバー３１３を軸３１５の回りで回転駆動させる形式にして、このヒンジ機構３１０により、油圧ジャッキ３００を軸３１５の回りで回動させて定位置Ｐ１とこの定位置Ｐ１から垂直方向に離れた退避位置Ｐ２との間を折り畳み式に移動させるようにする。なお、油圧ジャッキ３００を伸縮動作させる油圧ジャッキ３００の操作及びヒンジ機構３１０を駆動するヒンジ機構３１０の操作は地上の操作室で遠隔操作により行う。
このようにしてニューマチックケーソン工法により、ケーソン躯体１を地盤Ｇに所定のストロークずつ圧入沈降させて所定の深さまで沈設する工程の中で、ケーソン躯体１を沈降させるときは、図４（ａ）に示すように、油圧ジャッキ３００の定位置Ｐ１で油圧ジャッキ３００の基端部の支持プレート３０２を天井スラブ１２に取付固定された取付ベース３１１に当接させ両者間の凹部３１６と凸部３１７とを係合させて、この油圧ジャッキ３００を天井スラブ１２側から地盤Ｇに向けて伸長させ地盤Ｇに押し付けてケーソン躯体１を支持し、この状態から、油圧ジャッキ３００を少しずつ縮めてケーソン躯体１を徐々に沈下させる。この場合に、油圧ジャッキ３００に一定以上の荷重が載荷されたときは、油圧ジャッキ３００の油圧を手動又は自動により徐々にリリースすることで、ケーソン躯体１を緩やかに沈降させる。また、この場合、油圧ジャッキ３００の先端に支圧板３０１を支圧板３０１側又は油圧ジャッキ３００側の一方に備える球座３０３と他方に備える球体３０４との結合により連結するので、支圧板３０１の底面を任意の方向に向けることができ、不陸のある地盤面への受圧が可能である。そして、ケーソン躯体１の作業室１３内で掘削機械により地盤Ｇを掘削する際に、定位置Ｐ１の油圧ジャッキ３００の下部の地盤Ｇを掘削するときは、油圧ジャッキ３００を定位置Ｐ１から退避位置Ｐ２に折り畳み移動して、当該油圧ジャッキ３００下部の地盤Ｇを掘削する。
【００１３】
図４乃至図７に一般のニューマチックケーソン工事に適用する本発明のニューマチックケーソンの沈設方法の具体例を示している。
図４に示すように、ニューマチックケーソン工事では、ケーソン躯体１は、上下方向に矩形の側壁１０が形成されて、この側壁１０の下端に刃口１１が形成され、また、この側壁１０の内部の下部側に天井スラブ１２が形成されてその下方の刃口１１の内部に作業室１３が設けられる。このケーソン躯体１内に、気圧調整及び土砂の搬出に使用するマテリアルシャフト１４及びマテリアルロック１５、作業員の昇降に使用するマンシャフト１６及びマンロック１７など、地上側にケーソン躯体１を構築するのに使用するクローラクレーン１８、土砂を搬出するのに使用するスケータークレーン１９など、地下側になる下部の作業室１３内に、ケーソン躯体１下部の地盤を掘削するのに使用する天井走行式の掘削機械２０など、ケーソン躯体１の各部にそれぞれ、各種の設備が配置される。
【００１４】
そして、図５に示すように、このケーソン躯体１の上部全周縁に複数のケーソン押し込み用の油圧ジャッキＪ１を均等に設置し、下部天井スラブ１２の全周縁に複数のケーソン受け用の油圧ジャッキＪ２（既述の油圧ジャッキ１００、２００、３００）を均等に設置する。この場合、ケーソン躯体１の下部天井スラブ１２の全周縁は、図５に示すように、４方向の各縁部を２つのブロックに分けて、全体として８ブロックに区分し、ケーソン受け用の油圧ジャッキＪ２を各ブロックに同数ずつ均等に設置する。また、ブロック毎に比例リリーフ弁を設置し、さらに、ストローク計、圧力検出器、傾斜計などを設置する。各ブロックの油圧ジャッキＪ２は同じ油圧ユニットで制御し、油圧ジャッキＪ２毎に伸縮動作を可能にする。
このようにしてこのケーソン躯体１下部の作業室１３に圧縮空気を送り込み、水の浸入を防ぎつつ地盤の掘削作業を行い、ケーソン躯体１を地盤に所定のストロークずつ圧入沈降させて、所定の深さまで沈設する。
【００１５】
図６にこのケーソン躯体下部の掘削作業を示している。
図６において、このケーソン躯体１下部の掘削作業の開始時点では、ケーソン躯体１は刃口及び揚圧力と周面摩擦で現状を維持し、下降しない状態にある。なお、この時点で各油圧ジャッキＪ２は定位置に配置し、地盤に向けて伸長した状態になっている。傾斜計によりケーソン躯体１の傾きが無いことを確認して、作業室内で掘削機械２０によりケーソン躯体１の下部の掘削を開始する。この場合、まず、掘削機械２０を駆動して、各ブロックの各油圧ジャッキＪ２の下部を除く各油圧ジャッキＪ２の周辺を掘削する。全油圧ジャッキＪ２周辺の地盤の掘削の完了が近づいた時点で、各ブロックで予め定めた最初の油圧ジャッキＪ２を「縮」動作させ、この油圧ジャッキＪ２の退避準備を行う。全油圧ジャッキＪ２周辺の掘削が完了した時点で、各ブロックの最初の油圧ジャッキＪ２を定位置からスライド式又は折り畳み式の移動により退避位置へ移動し、当該油圧ジャッキＪ２の定位置の下部を掘削可能状態にする。当該油圧ジャッキＪ２が退避位置に移動した後、当該油圧ジャッキＪ２の定位置の下部を掘削する。当該油圧ジャッキＪ２の定位置の下部の掘削完了後、退避位置の当該油圧ジャッキＪ２を元の定位置へ移動する。当該油圧ジャッキＪ２の定位置への移動後、当該油圧ジャッキＪ２の「伸」動作を行い、切羽に油圧ジャッキＪ２を押し付けて、「伸」動作を停止する。続いて、各ブロックの予め定めた次の油圧ジャッキＪ２について同じ要領で実施し、次の油圧ジャッキＪ２下部の掘削と当該油圧ジャッキＪ２の「伸」動作を行う。すべてのブロックの油圧ジャッキＪ２下部の地盤の掘削と各油圧ジャッキＪ２の張り出しを完了して、ケーソン躯体１の押し込み作業へ移行する。
【００１６】
図７にこのケーソン躯体の押し込み作業を示している。
図７において、ケーソン躯体１の押し込み作業は、ケーソン躯体１上部のケーソン押し込み用の各油圧ジャッキＪ１をスイッチ「ＯＮ」して、開始する。なお、このときに、ケーソン躯体１の各位置の傾斜計値を記憶する。押し込み用の各油圧ジャッキＪ１の「押」動作により、ケーソン躯体１を押圧する。このとき、傾斜計によりケーソン躯体１の傾きを監視する。続いて、このケーソン押し込み用の各油圧ジャッキＪ１の「押」動作と連動してケーソン受け用の油圧ジャッキＪ２のリリーフ圧力を（手動ボリューム又は自動により）徐々に下げていき、ケーソン躯体１を徐々に下降（沈下）する。なお、ケーソン躯体１を押下し所定のストローク（この場合、約２０ｃｍ）下降するまでの間に各計測器により異常を検出した場合は、インターロックが作動する。例えば、ケーソン受け用の油圧ジャッキＪ２のリリーフ圧が一気に下がった場合、ケーソン押し込み用の油圧ジャッキＪ１の「押」動作を停止する。また、傾斜計が許容値以上に傾いた場合は、下がりが早い方のケーソン押し込み用の油圧ジャッキＪ１の「押」動作を停止する。そして、下がりが早い方のジャッキリリーフ圧を調整する。傾斜計値が許容範囲に入れば、停止中のケーソン押し込み用の油圧ジャッキＪ１の「押」動作を再開し、ケーソン躯体１を押圧する。このようにしてケーソン躯体１が所定のストローク（この場合、約２０ｃｍ）まで下降した時点で、ケーソン押し込み用の油圧ジャッキＪ１の「押」動作を停止し、ケーソン受け用の油圧ジャッキＪ２のリリーフ圧の変化指令を停止する。これによりケーソン躯体１の刃口が切羽に食い込んだ状態になり、ケーソン躯体１の所定のストロークの沈下を完了する。そして、このケーソン躯体１を所定の深さに沈設するまで、ケーソン載せ作業を行い、既述のケーソン躯体１の下部の掘削作業及びケーソン躯体１の押し込み作業を繰り返し、このケーソン躯体１を所定の深さまで沈設した時点ですべてが完了し、作業を終了する。
【００１７】
以上説明したように、このニューマチックケーソンの沈設方法によれば、ケーソン躯体１の作業室１３内で掘削機械２０により地盤Ｇを掘削する際に、定位置Ｐ１の油圧ジャッキ１００、２００、３００の下部の地盤Ｇを掘削するときは、油圧ジャッキ１００、２００、３００を定位置Ｐ１から退避位置Ｐ２にスライド式又は折り畳み式にして移動し、当該油圧ジャッキ１００、２００、３００の下部の地盤Ｇを掘削するので、ケーソン躯体１の作業室１３内で掘削機械２０により地盤Ｇを掘削する際に、油圧ジャッキ１００、２００、３００が障害にならない。
また、ケーソン躯体１の下部作業室１３内の天井スラブ１２に、油圧ジャッキ１００、２００、３００をそれぞれ、ヒンジ機構１１０、２１０、３１０を介して、天井スラブ１２側から地盤Ｇに向けて伸長させる定位置Ｐ１と定位置Ｐ１から水平方向又は垂直方向に離れた退避位置Ｐ２との間を移動可能に取り付けるので、油圧ジャッキ１００、２００、３００を天井スラブ１２へ取り付けるに当たり、天井スラブ１２に欠損を作ることがなく、また、天井スラブ１２から長いストローク長が必要とならず、大きな荷重でも受けることができる。
さらに、ケーソン躯体１を沈降させるときは、油圧ジャッキ１００、２００、３００を定位置Ｐ１で地盤Ｇに向けて伸長させ地盤Ｇに押し付けてケーソン躯体１を支持した状態から、油圧ジャッキ１００、２００、３００を少しずつ縮めてケーソン躯体１を徐々に沈下させるので、ケーソン躯体１を緩やかに静的に沈降させることができる。また、この場合、油圧ジャッキ１００、２００、３００にリリーフ弁若しくは圧力調整弁付きのものを使用したので、油圧ジャッキ１００、２００、３００に所定圧以上の荷重がかかっても、ケーソン躯体１の緩やかな沈降を促すことができる。
またさらに、油圧ジャッキ３００の先端に支圧板３０１を備え、この支圧板３０１を油圧ジャッキ３００の先端に支圧板３０１側又は油圧ジャッキ３００側の一方に備える球座３０３と他方に備える球体３０４との結合により連結するので、支圧板３０１の底面を任意の方向に向けることができ、不陸のある地盤面への受圧が可能である。
【００１８】
なお、第１の実施の形態では、油圧ジャッキ１００をモータ又は油圧シリンダ駆動のヒンジ機構１１０により軸１１５の回りに回動させるようにして、油圧ジャッキ１００を水平方向にスライド移動させるようにしたが、これに代えて、油圧ジャッキ１００を作業室１３内の掘削機械２０により軸１１５の回りに回動させてスライド移動させるようにしてもよい。このようにしても第１の実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。また、第２、第３の各実施の形態においても、掘削機械２０に油圧ジャッキ２００、３００を軸回りに回動させる手段を併せて備えることにより、油圧ジャッキ２００、３００を同様に掘削機械２０により軸２１５、３１５の回りで回動させて折り畳み移動させることができ、このようにしても同様の作用効果を得ることができる。
さらに、第３の実施の形態では、支圧板３０１を油圧ジャッキ３００の先端に支圧板３０１側又は油圧ジャッキ３００側の一方に備える球座３０３と他方に備える球体３０４との結合により連結したが、第１、第２の実施の形態の支圧板１０１、２０１についても同様の構成を備えることができ、このようにすることで第３の実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００１９】
１  ケーソン躯体
１０  側壁
１１  刃口
１２  天井スラブ
１３  作業室
１４  マテリアルシャフト
１５  マテリアルロック
１６  マンシャフト
１７  マンロック
１８  クローラクレーン
１９  スケータークレーン
２０  掘削機械
Ｇ  地盤
１００  油圧ジャッキ
１０１  支圧板
１０２  支持プレート
１１０  ヒンジ機構
１１１  取付ベース
１１２  軸受
１１３  保持部材
１１４  軸挿通部
１１５  軸（ヒンジ軸）
２００  油圧ジャッキ
２０１  支圧板
２０２  支持ブロック
２１０  ヒンジ機構
２１１  取付ベース
２１２  軸受
２１３  保持部材
２１４  軸挿通部
２１５  軸（ヒンジ軸）
３００  油圧ジャッキ
３０１  支圧板
３０２  支持プレート
３０３  球座
３０４  球体
３１０  ヒンジ機構
３１１  取付ベース
３１２  軸受
３１３  レバー（保持部材）
３１４  軸挿通部
３１５  軸（ヒンジ軸）
３１６  凹部
３１７  凸部
３１８  油圧シリンダ
Ｐ１  定位置
Ｐ２  退避位置
【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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【図６】
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【図７】
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