(57)【要約】【課題】大型のケーソンの軽量化を図ると共に、ケーソンの刃先下の地盤を掘削して、ケーソンの円筒内の土砂を排出することなくケーソンを沈設し、沈下作業の容易化を図ると共に排土の減少を図る。【解決手段】ケーソン１０の側壁を複数のセグメント１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄに分割すると共に、分割したセグメントの肉厚内に上下貫通する軸方向中空部１２を形成し、中空部１２にオーガドリルを挿通して側壁より下方の地盤を掘削し、ケーソン１０を順次上下接続しながら地中に沈下させ、沈設終了後中空部１２下端に底版コンクリート３２を打設し、次いで、中空部１２に鋼材を配設してコンクリートを打設し、沈設を完了する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーソンの側壁を複数のセグメントに分割すると共に、分割したセグメントの肉厚内に上下に貫通する軸方向中空部を形成しておき、側壁下端に刃先を設け、前記セグメントを沈設位置で組立て、前記中空部にオーガドリルを挿通して刃先下方の地盤を掘削し、ケーソンを順次積重しながら地中に沈下させ、次いで、前記中空部に鋼材を配設してコンクリートを打設することを特徴とするケーソンの沈設方法。
【請求項２】
前記沈下終了後、前記中空部を通ってケーソン側壁下方の地盤に、高圧グラウトの注入を行い、地盤の改良を行うことを特徴とする請求項１記載の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、ケーソンの沈設方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プレキャストコンクリート部材からなる中空円筒状のケーソンを水底や地中に沈設して橋脚等の基礎を形成する技術がある。従来、このようなプレキャストコンクリート部材からなるケーソンは、下端に刃口金物を備えた最下端コンクリートブロック上にプレキャストコンクリートブロックを順次積重しながら、ケーソン内の地盤をハンマーグラブバケットやクラムシェルバケット等により掘削し、ケーソンを重量および圧入工法によって地中に沈下させる。ケーソンの基底部（下端）が支持地盤に到達したら、底版コンクリートを打設し、構築を行っていた。
【０００３】
近時、このようなプレキャストコンクリート部材からなるケーソンは大口径化し、直径４ｍ以上のケーソンもある。このようなケーソンでは運搬時の制限により、側壁を周方向に複数に分割したセグメントを製作し、現地で組立てて沈下施工する構造となっている。また、部材の質量が大きくなるため、揚重機の能力も大きくする必要があり、コスト増加の原因となっている。また、硬質地盤が出現した場合には、ケーソンの刃先下の掘削が難しくなり、ケーソンの沈下が困難になる。
【０００４】
現場打ちプレキャストオープンケーソンを吊り込んで施工する場合に、ケーソンの質量軽減を図る技術がある（例えば、非特許文献１参照。）。この技術の例として、図３にプレキャストオープンケーソン４０の吊り込み時の縦断面を示した。また、図３のＡ矢視、Ｂ矢視、Ｃ矢視、Ｄ矢視、Ｅ矢視断面を図４に示した。図３に示す縦断面は、向って左側の断面は図４のＦ−Ｆ断面を示し、向って右側の断面は図４のＧ−Ｇ断面を示すものである。
【０００５】
図３、図４に示すように、ケーソン４０は下端に刃先（掘削刃）３１を設けた円筒状で、側壁４１に予め鋼管４２、４４を埋設して中空部を形成し、吊り込み時のケーソン４０の質量を小さくする。鋼管４２はコルゲートパイプの例であり、また、鋼管４４は、その外周にジベル４５を設けてコンクリート４１中に埋設し、吊り込み時の吊り手４３を鋼管４４の上端に設けた例を示している。このようなケーソンは、沈設後、鋼管４２、４４の内部にコンクリートを充填する等の手段が採用されている。
【０００６】
【非特許文献１】
（社）地盤工学会  地盤工学、実務シリーズ１  「大型基礎の調査・設計から施工まで」  平成８年８月２０日発行（第１０６頁、図２−３８）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述のように、ケーソンが大型化している実状に鑑み、大型のケーソンの軽量化を図ると共に、ケーソンの刃先下の地盤を掘削して、ケーソンの沈設を容易にし、また、ケーソンの円筒内の土砂を排出することなくケーソンを沈設し、沈下作業の容易化を図ると共に、排土の減少を図る技術を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために開発されたもので、その技術手段は、ケーソンの側壁を複数のセグメントに分割すると共に、分割したセグメントの肉厚内に上下に貫通する軸方向中空部を形成しておき、側壁下端に刃先を設け、前記セグメントを沈設位置で組立て、前記中空部にオーガドリルを挿通して刃先下方の地盤を掘削し、ケーソンを順次積重しながら地中に沈下させ、次いで、前記中空部に鋼材を配設してコンクリートを打設することを特徴とするケーソンの沈設方法である。
【０００９】
上記沈設方法において、前記沈下終了後、必要に応じて、前記中空部を通ってケーソン側壁下方の地盤に、高圧グラウトの注入を行い、地盤の改良を行って、鉛直力を確実に支持できる基底部構造を形成すると好適である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００１１】
図１は実施例の平面図、図２はその縦断面図である。図１に示すように、ケーソン１０は側壁を複数のセグメント１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄに分割されている。
【００１２】
分割したセグメント１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの肉厚内に上下貫通する軸方向中空部１２が形成されている。この軸方向中空部１２は図１ではケーソン１０の半径方向寸法（幅）１３が一定な円弧状の中空部１２を示しているが、この形状は限定されない。しかし、後述のように、この軸方向中空部１２を通って、オーガドリルを垂下し、ケーソンの壁体下方を掘削するので、オーガドリルを挿通することができる寸法を有すること、オーガドリルをケーソン壁体に沿う多数の位置で使用することができるように、できるだけ円周方向に分散していることが好ましい。
【００１３】
この中空部１２の壁１４、１５が変形に対して十分な強度を持つように構成することが必要であり、中空部１２内にリブを設けてもよい。
【００１４】
分割されたセグメント１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ同士を円筒形に連結するために、円周継手目地部１６に、せん断キー部１７を設けると共に、連結水平ＰＣ鋼棒１８で連結したり、図１のＡ部に示すように、せん断キー部１７内に鋼管１９を挿入し、それを避けた位置に連結水平ＰＣ鋼棒１８を配置して、セグメントを一体化するようになっている。
【００１５】
最下端のケーソン２０は、下端に刃先（掘削刃）３１を備えたものとする。前記セグメント１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄをケーソンの沈設位置上方で組み立てて一周分のリング状のケーソン１０を形成する。この組み立てたリング状のケーソン１０を沈設位置上方に吊り上げ、リング連結用鉛直ＰＣ鋼棒２３を用いて連結し、順次積層しながら、地中に沈下させる。
【００１６】
ケーソンの沈下工程では、図２に示しているようにオーガドリル２２によって、刃先３１より下方の地中を掘削する。このオーガドリル２２は、図示省略しているが、中空部１２中に挿入され、上方で、回転駆動する。オーガドリル２２の下端の掘削刃は拡縮自在に形成されている。この中空部１２を通って地盤まで挿通するオーガドリルの掘削範囲の円径２１を図１に示している。ケーソン１０の壁厚を越える直径の円形２１の孔の掘削を行うことができる。
【００１７】
この掘削によりケーソン１０は、ケーソン円筒内の地盤の土砂２６を排土することなく、地中に沈下させることができる。ケーソン１０を地中に沈下させ、沈下終了後、底版コンクリート３２を打設するが、必要に応じて、底版コンクリート３２の打設前に、中空部１２の下方に高圧グラウトを注入し、地盤改良部３３を形成し、鉛直力を確実に支持できる構造とする。
【００１８】
次いで、中空部１２をドライアップし、その中に鋼材を配設してコンクリート２５を打設する。また、この中空部１２に図１に示すように、鋼管４２を挿入してコンクリートを打設し、中空部１２内に、鋼管４２と鉄筋とをコンファインドした鉄筋コンクリート構造を形成してもよい。
【００１９】
本発明方法によって構築されるケーソンは、ケーソン円筒内の地盤の土砂を排土しない。図６に示すように、従来のＰＣウエル工法では、ケーソン１０の円筒内の地盤を掘削して底版コンクリート５１を施工するので、鉛直支持力として躯体外周の周面摩擦５２を考慮していた。これに対して図５に示すように、本発明方法によって構築されたケーソン１０は鉛直支持力として外周の周面摩擦５２に加えて躯体内周の周面摩擦５３を考慮することができる。従って、従来、鉛直支持力を確保するためにケーソン１０の躯体長さ５４を長くしていたのに対し、本発明方法によって構築するケーソン１０ではケーソン１０の躯体長さ５５を低減することができ、経済性も向上する。
【００２０】
本発明のケーソンの沈設方法は、次の工程から構成されている。
【００２１】
（ａ）ケーソン沈下工程
ケーソン１０の側壁の中空部１２を通ってオーガドリルを地中まで挿通し、壁の肉厚部分の下方の地盤を掘削し、ケーソン１０のセグメントリングを積重し、連結水平ＰＣ鋼棒１８によりリング化し、次に連結鉛直ＰＣ鋼棒２３により下段リングと一体化する。その後ケーソン１０を沈下させる。オーガドリル２２は、中空孔１２を通り、地中で拡径し、ケーソン１０の側壁の厚さより少し大きな径の孔を掘削する。掘削は、ケーソンの側壁に沿う多数の位置で行う。本発明では、ケーソン円筒内の土砂２６の掘削は行わず、ケーソン内に残置する。従って、排土量が著しく減少する。
【００２２】
（ｂ）コンクリート打設工程
ケーソン１０の壁の肉厚内に上下貫通して設けた中空部１２の底面に底版コンクリート３２を打設する。また、必要に応じ、底版コンクリート３２打設前に、高圧グラウト注入により、地盤改良部３３を形成し、刃先下の地盤改良を行う。
【００２３】
（ｃ）ドライアップ工程
ケーソンの壁の中空部をドライアップする。
【００２４】
（ｄ）配筋工程
中空部に主筋を配設する。主筋としては、Ｈ形鋼、鋼管、鉄筋等を用いる。
【００２５】
（ｅ）中空部内コンクリート打設工程
最後に、中空部内にコンクリート２５を打設して、ケーソン１０の沈設を完了する。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、大型のケーソンを施工する場合に、ケーソンの側壁の肉厚の部分の下端を掘削してケーソンを沈下させるので、ケーソンの沈設施工速度が向上すると共に、ケーソンの内部の土砂を掘削排土しないので排土量が大幅に減少する。
【００２７】
また、ケーソンの側壁の肉厚内に上下貫通する中空部を設け軽量化を図ったので、運搬等が容易となると共に、沈設作業用の重機を小さくすることができる。
【００２８】
ケーソンの下端ブロックの壁体の刃先下を直接掘削するので、硬質地盤に対しても沈設が容易である。さらに、刃先下の地盤をグラウト注入によって改良することにより、ケーソンの地盤からの支持力を確実に確保することができる。
【００２９】
さらに、鉛直支持力として、従来のケーソンの躯体外周の周面摩擦に加えて、躯体内周の周面摩擦を考慮することができるので、ケーソンの躯体長さを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の平面図である。
【図２】実施例の縦断面図である。
【図３】従来技術の縦断面図である。
【図４】図３のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ矢視図である。
【図５】実施例のケーソンの周面摩擦を示す断面図である。
【図６】従来のケーソンの周面摩擦を示す断面図である。
【符号の説明】
１０    ケーソン
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ    セグメント
１２    軸方向中空部
１３    半径方向寸法（幅）
１４、１５    壁
１６    円周継手目地部
１７    せん断キー部
１８    連結水平ＰＣ鋼棒
１９    鋼管
２０    ケーソン
２１    円形
２２    オーガドリル
２３    リング連結用鉛直ＰＣ鋼棒
２５    コンクリート
２６    土砂
３１    刃先（掘削刃）
３２    底版コンクリート
３３    地盤改良部
４０    ケーソン
４１    コンクリート
４２、４４    鋼管
４３    吊り手
４５    ジベル
５１    底版コンクリート
５２    周面摩擦（外周）
５３    周面摩擦（内周）
５４    躯体長さ
５５    躯体長さ
【図１】
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【図２】
2004316118.tif 000004
【図３】
2004316118.tif 000005
【図４】
2004316118.tif 000006
【図５】
2004316118.tif 000007
【図６】
2004316118.tif 000008