(57)【要約】【課題】工期が短期間でコストダウンを図ることができ、しかも水の汚染を招来する虞のないセル基礎構造及びセル基礎構造の施工方法を提供する。【解決手段】セル５は、軟弱地盤層１，３に圧入した際に、下端側が複数の軟弱地盤層１，３のうち水底から最も離反した側の軟弱地盤層３の地盤改良層４に埋設可能であり且つセル５の内部には所定高さまで上面が水底に接する軟弱地盤層１の地盤改良層６が充填されるようになっており、セル５内部の地盤改良層６上側には、上部に橋脚９が立設されるフーチング８を設け得るよう構成した。【選択図】　　　　図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水底下の軟弱地盤層の地盤改良層及び該地盤改良層よりも上部に位置する地盤改良されていない軟弱地盤層に装入可能な金属製のセルを備えたことを特徴とするセル基礎構造。
【請求項２】
複数の軟弱地盤層のうち水底から離反した側の軟弱地盤層の地盤改良層と、下端が前記地盤改良層に埋設されるよう、軟弱地盤層に装入される金属製のセルと、該セルを前記軟弱地盤層に装入した際にセル内部の所定高さまで充填される上面が水底に接する軟弱地盤層の地盤改良層と、前記セル内部の地盤改良層上部に形成され且つ上部に橋脚が立設されるフーチングを備えたことを特徴とするセル基礎構造。
【請求項３】
セルの下端側が複数の軟弱地盤層のうち、水底から離反した側の軟弱地盤層の地盤改良層に埋設されると共にセル上端部が水面上に突出するよう、前記セルを軟弱地盤層に装入する工程と、前記セルを軟弱地盤層に装入した際にセル内部に所定高さまで充填された軟弱地盤層を改良して地盤改良層を形成する工程と、前記セル内の地盤改良層上方にある水を排出してドライアップする工程と、前記セル内の地盤改良層の上面に上部に橋脚を立設させるためのフーチングを形成する工程とを経ることを特徴とするセル基礎構造の施工方法。
【請求項４】
セルのフーチングよりも上部を切断する工程を経る請求項３に記載のセル基礎構造の施工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はセル基礎構造及びセル基礎構造の施工方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
橋脚を建造するために水中の軟弱地盤に適用される基礎の施工例として、近年鋼管矢板井筒基礎の施工例が増加している（例えば非特許文献１参照）。又、護岸や岸壁、防波堤等に使用される工法として、根入れ式鋼板セル工法がある（例えば非特許文献２参照）。
【０００３】
【非特許文献１】
橋梁と基礎　８月号（１９９９年８月１日発行）　第２０頁　図１０
仮締切り兼用方式鋼管矢板基礎の施工順序
【非特許文献２】
日経コンストラクション　２００２年８月９日号　第２３頁　根入れ式鋼板セル工法の施工例
【０００４】
非特許文献１に示す基礎の施工法においては、水底の軟弱地盤に多数の鋼管を円形状或は楕円形状に並ベ打ち込んで井筒を形成すると共に、隣合う鋼管を継手処理し、井筒内の地盤を掘削して、露出した地盤上面に砂利等を敷き、底盤にコンクリートを打設し、井筒内に支保工を設置して当該井筒内をドライアップし、駆体構築後、支保工を撤去し、井筒上部の仮締め切り部を切断することにより基礎を完成させている。
【０００５】
非特許文献２に示す根入れ式鋼板セル工法においては、鋼板を加工して溶接した円筒形のセルを上部が海中から突出するよう海底の地盤に打ち込み、セル内部に砂や割栗石を詰め、コンクリートで蓋をして仕上げている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の非特許文献１に示す施工法では、多数の鋼管を水底の地盤に打ち込む必要があるため、施工に時間が掛かり、工期が長くなる。
【０００７】
又、非特許文献２に示す施工法では、橋梁基礎には適用された例はないうえ、セル内部に大量の砂や割栗石が必要であるため、材料費が嵩んでコストアップを招来し、更に、軟弱地盤に採用する場合には表層部まで地盤改良が必要である。
【０００８】
而して、軟弱地盤の地盤改良を行う場合には、通常、基礎構造物を支える地盤として、基礎構造物下面まで改良を行う必要があり、この改良にモルタル等のスラリー状の固化材を使用する固結法を採用した場合には、地盤固結のためのモルタルが海洋中に流出し、しかも表層地盤を乱すため、海洋汚染の原因となる。
【０００９】
本発明は、上述の実情に鑑み、工期が短期間でコストダウンを図ることができ、しかも水の汚染を招来する虞のないセル基礎構造及びセル基礎構造の施工方法を提供することを目的としてなしたものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１のセル基礎構造は、水底下の軟弱地盤層の地盤改良層及び該地盤改良層よりも上部に位置する地盤改良されていない軟弱地盤層に装入可能な金属製のセルを備えたものである。
【００１１】
請求項２のセル基礎構造は、複数の軟弱地盤層のうち水底から離反した側の軟弱地盤層の地盤改良層と、下端が前記地盤改良層に埋設されるよう、軟弱地盤層に装入される金属製のセルと、該セルを前記軟弱地盤層に装入した際にセル内部の所定高さまで充填される上面が水底に接する軟弱地盤層の地盤改良層と、前記セル内部の地盤改良層上部に形成され且つ上部に橋脚が立設されるフーチングを備えたものである。
【００１２】
請求項３のセル基礎構造の施工方法は、下端側が複数の軟弱地盤層のうち、水底から離反した側の軟弱地盤層の地盤改良層に埋設されると共にセル上端部が水面上に突出するよう、前記セルを軟弱地盤層に装入する工程と、前記セルを軟弱地盤層に装入した際にセル内部に所定高さまで充填された軟弱地盤層を改良して地盤改良層を形成する工程と、前記セル内の地盤改良層上方にある水を排出してドライアップする工程と、前記セル内の地盤改良層の上面に上部に橋脚を立設させるためのフーチングを形成する工程とを経るものである。
【００１３】
請求項４のセル基礎構造の施工方法は、セルのフーチングよりも上部を切断する工程を経るものである。
【００１４】
上記手段によれば、工期が短期間でコストダウンを図ることができ、しかも地中内部の軟弱地盤の地盤改良を行うと共に、セル内において軟弱地盤層の地盤改良を行っているため、固化材が水中に流出せず、且つ、軟弱地盤層の表層が乱されず、従って、水の汚染を招来することがなくて環境負荷が小さい。
【００１５】
又、上記手段によれば、セル内の土はセルにより拘束されているため、三軸圧縮状態となって基礎構造の強度増強が期待でき、現場の土砂の改良で済むため、他から土砂を持ってくる必要がなく経済的であり、セルとフーチングとを一体化させることにより、剛性を向上させることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。
図１〜図７は本発明を実施する形態の一例である。
図中、１は水中２の底部にある軟弱地盤層、３は軟弱地盤層１の下部にある軟弱地盤層、４は軟弱地盤層３の一部を改良して形成した地盤改良層、５は上部が水中２から上方へ突出するよう、軟弱地盤層１及び軟弱地盤層３の地盤改良層４に装入された鋼板製で円筒形のセル、６は軟弱地盤層１のセル５内に位置する部分を改良して形成した地盤改良層、７はセル５内において地盤改良層６の上面に形成した止水コンクリート、８はセル５内において止水コンクリート７の上部に形成したフーチング、９はフーチング８の上面に立設、形成した橋脚である。
【００１７】
次に、セル基礎を施工する手順について説明する。
先ず、軟弱地盤層１よりも下方に位置する軟弱地盤層３の地盤改良を行う。地盤改良は、例えば、セメントや石灰等の粉粒体若しくはスラリー状の固化材を軟弱地盤層３に注入しつつ、軟弱地盤層３の土砂を撹拌し、軟弱地盤層３を固化させて図１の点線イで包囲される範囲の地盤改良を行い、地盤改良層４を形成させる。
【００１８】
次に、クレーン等で吊り上げたセル５を水中に下降させ、図２に示すごとく、セル５の下端側を軟弱地盤層３の地盤改良層４内に埋設させると共に、セル５の上端側が水面２ａに突出するよう、セル５を軟弱地盤層３の地盤改良層４及び軟弱地盤層１に圧入する。圧入は、セル５の下端を若干軟弱地盤層１に沈降させた状態でセル５を蓋で覆い、セル５内を真空ポンプにより減圧し、大気圧とセル５内圧との差圧によりセル５を沈降させることにより行う。
【００１９】
セル５が軟弱地盤層３の地盤改良層４に対し所定状態に圧入されたら、セル５内の軟弱地盤層１の地盤改良を行う。地盤改良は、図２の場合と同様、セメントや石灰等の粉粒体若しくはスラリー状の固化材をセル５内の軟弱地盤層１に注入しつつ、セル５内の軟弱地盤層１の土砂を撹拌し、軟弱地盤層１を固化させ、図３の点線ロで包囲されるセル５内の軟弱地盤層１の地盤改良を行い、地盤改良層６を形成させる。
【００２０】
セル５内の軟弱地盤層１の地盤改良を行い、地盤改良層６が形成されたら、セル５内の地盤改良層６の上面に、図４に示すように、止水コンクリート７を打設し、セル５内にある水を排出して図５に示すようにドライアップを行う。
【００２１】
図５に示すように、セル５内上部のドライアップが終了したら、セル５内の止水コンクリート７上部空間に設けた形枠内にコンクリートを打設してフーチング８を形成し、フーチング８の上方にコンクリートを打設して橋脚９を形成する（図６参照）。なお、フーチング８及び橋脚９を形成するためにコンクリートを打設する際には、形枠内には適宜鉄筋を組み込んでおく。又、フーチング８の上面はセル５の上端よりも下方に位置し、橋脚９の上端は水面上方へ突出する高さとする。
【００２２】
フーチング８及び橋脚９が形成されたら、セル５のフーチング８上面よりも上端部を図７に示すように切断除去することにより、セル基礎構造が完成する。
【００２３】
本図示例では、工期が短期間でコストダウンを図ることができ、しかも地中内部の軟弱地盤層３の地盤改良を行うと共に、セル５内において軟弱地盤層１の地盤改良を行っているため、固化材が水中に流出せず、且つ、軟弱地盤層１の表層が乱されず、従って、水の汚染を招来することがなく、環境負荷が小さい。
【００２４】
又、セル５内の土はセル５により拘束されているため、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向の三軸圧縮状態となって基礎構造の強度増強が期待でき、更に、現場の土砂の改良で済むため、他から土砂を持ってくる必要がなく経済的であり、セル５とフーチング８とを一体化させることにより、基礎構造の剛性を向上させることができる。
【００２５】
なお、本発明のセル基礎構造及びセル基礎構造の施工方法においては、セルは鋼板製とする場合について説明したが、金属製なら鋼板に限らず実施可能なこと、セルの形状は円筒形に限らず、楕円形状、多角形状であっても実施可能なこと、軟弱地盤層は２層の場合について説明したが、複数層なら何層であっても実施可能なこと、軟弱地盤層から水が流出しない場合には止水コンクリートは設けなくても実施可能なこと、海洋、河川、湖沼の何れにおいても適用可能なこと、セルを軟弱地盤層に装入する手段としては、圧入の他、打ち込み等適宜の手段を用いることができること、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００２６】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明の請求項１〜４に記載のセル基礎構造及びセル基礎構造の施工方法によれば、工期が短期間でコストダウンを図ることができ、しかも地中内部の軟弱地盤の地盤改良を行うと共に、セル内において軟弱地盤層の地盤改良を行っているため、固化材が水中に流出せず、且つ、軟弱地盤層の表層が乱されず、従って、水の汚染を招来することがなくて環境負荷が小さく、又、セル内の土はセルにより拘束されているため三軸圧縮状態となって基礎構造の強度増強が期待でき、更に現場の土砂の改良で済むため、他から土砂を持ってくる必要がなく経済的であり、セルとフーチングとを一体化させることにより、基礎構造の剛性を向上させることができる、等種々の優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のセル基礎構造及びセル基礎構造の施工方法の実施の形態の一例を示し、地中の軟弱地盤の地盤改良を行って地盤改良層を形成した状態を示す断面図である。
【図２】本発明のセル基礎構造及びセル基礎構造の施工方法の実施の形態の一例を示し、セルを軟弱地盤層に圧入して、セルの下端側を地中の軟弱地盤層の地盤改良層に埋設させた状態を示す断面図である。
【図３】本発明のセル基礎構造及びセル基礎構造の施工方法の実施の形態の一例を示し、セルの内部にある軟弱地盤層を改良して改良地盤層を形成した状態を示す断面図である。
【図４】本発明のセル基礎構造及びセル基礎構造の施工方法の実施の形態の一例を示し、セルの内部にある軟弱地盤の改良地盤層の上面に止水コンクリートを打設した状態を示す断面図である。
【図５】本発明のセル基礎構造及びセル基礎構造の施工方法の実施の形態の一例を示し、セルの内部にある水を排水し、ドライアップした状態を示す断面図である。
【図６】本発明のセル基礎構造及びセル基礎構造の施工方法の実施の形態の一例を示し、セルの内部に、フーチングと橋脚を形成した状態を示す断面図である。
【図７】本発明のセル基礎構造及びセル基礎構造の施工方法の実施の形態の一例を示し、セルのフーチングよりも上部を切断した状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１　　軟弱地盤層
２ａ　　　　　　　　水面
３　　軟弱地盤層
４　　地盤改良層
５　　セル
６　　地盤改良層
８　　フーチング
９　　橋脚
【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】
2004137791.tif 000007
【図６】
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【図７】
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