(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤中に沈設されるケーソンの上端部に設けられて、該ケーソンの過沈下を防止するケーソン過沈下防止装置であって、
前記ケーソンの上端部に設けられ、かつ該ケーソンの軸方向に長尺な複数の支持柱と、前記支持柱の上端部間に亙って設けられて、端部がケーソンより外側に突出しているストッパビームとを備え、
前記ストッパビームの上面には、過重ブロックを載置するための載置部が設けられ、
前記ケーソンの上端部には、筒状をなす筒壁が前記ケーソンとほぼ同軸に設けられ、
前記支持柱は前記筒壁の内側に配置され、かつ前記筒壁の上端から突出しており、
前記ケーソンの周囲の地盤上には、前記ストッパビームを地盤表面で支持するためのリングビームが、前記ケーソンを外側から囲むようにして設けられていることを特徴とするケーソン過沈下防止装置。
【請求項２】
請求項１に記載のケーソン過沈下防止装置を用いてケーソンを地盤中に沈設するケーソン沈設方法であって、
まず、前記ケーソンの上端部に前記ケーソン過沈下防止装置を設置するとともに前記載置部に過重ブロックを載置する一方、前記ケーソンの周囲の地盤上に前記リングビームを設けておき、
次いで、前記ケーソン過沈下防止装置のストッパビームが地盤表面に当接するまで、前記ケーソンを地盤中に沈下させていってなり、
前記筒壁はケーソンの沈下とともに地盤中に沈下していき、該筒壁の上端は前記ストッパビームが地盤表面に当接した際に、地盤表面とほぼ面一になることを特徴とするケーソン沈設方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オープンケーソン工法におけるケーソン過沈下防止装置及びケーソン沈設方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
大深度立坑の構築工法の一つとして、オープンケーソン工法がある。
このオープンケーソン工法は、橋梁の基礎や地下室などに用いられる鉄筋コンクリート製の中空筒状または函状の構造物（ケーソン）の内部ないし下部を掘削することでケーソンを自重により地中に沈下させ、この沈下したケーソンの上にケーソンを継ぎ足すように形成するといった作業を順次繰り返すことで、ケーソンを必要な根入れ深さまで構築する工法である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ケーソンの沈下は、前記の通り、主にケーソンの自重による自然沈下により行われているため、地盤のゆるみ等の原因によりケーソンが過剰に沈下してしまうという問題点があった。
このため、従来では、このような過剰沈下を防止するために、慎重に地盤を掘削せざるを得ず、作業に非常に手間がかかっていた。
【０００４】
上記事情に鑑み、本発明の課題は、オープンケーソン工法において、ケーソンの過剰沈下を容易に防止することができるケーソン過沈下防止装置及びケーソン沈設方法を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決すべく本発明のケーソン過沈下防止装置は、地盤１中に沈設されるケーソン５の上端部に設けられて、該ケーソン５の過沈下を防止するケーソン過沈下防止装置１０であって、前記ケーソン５の上端部に設けられ、かつ該ケーソン５の軸方向に長尺な複数の支持柱１２・・・と、前記支持柱１２・・・の上端部間に亙って設けられて、端部１３ａ・・・がケーソン５より外側に突出しているストッパビーム１３・・・とを備えたことを特徴とする。
【０００６】
ここで、前記ケーソン地盤中に沈設する方法としては、複数のケーソンを順次上から継ぎ足しつつ地盤中に沈下させることでこれらケーソンを順次沈設する方法や、大型の一つのケーソンを地盤中に沈設する方法がある。
そして、複数のケーソンを継ぎ足しつつ地盤中に沈下させる場合、前記過沈下防止装置は最後のケーソンに設置するようにする。
また、前記支持柱及びストッパビームとしては、例えばＨ形鋼を使用することができる。
【０００７】
本発明のケーソン過沈下防止装置は、前記ケーソンの上端部に設けられ、かつ該ケーソンの軸方向に長尺な複数の支持柱と、前記支持柱の上端部間に亙って設けられて、端部がケーソンより外側に突出しているストッパビームとを備えているので、ケーソンを地盤中に沈設するに際し、ケーソンの上端部にこの過沈下防止装置を設置しておくことで、ストッパビームが地盤表面に当接するまで、前記ケーソンを地盤中に沈下させることができる。言い換えれば、前記ストッパビームが地盤表面に当接することで、前記ケーソンの沈下を停止させ、前記ケーソンがそれ以上沈下することを防止することができる。したがって、前記ケーソンの過沈下を防止することができる。
【０００８】
また、本発明のケーソン過沈下防止装置は、上記のケーソン過沈下防止装置１０において、前記ストッパビーム１３・・・の上面には、過重ブロック１５・・・を載置するための載置部が設けられていることを特徴とする。前記載置部は、ストッパビームの上面としてもよいし、ストッパビームの上面に載置台等を設け、この載置台としてもよい。
【０００９】
本発明のケーソン過沈下防止装置においては、前記ストッパビームの上面には、過重ブロックを載置するための載置部が設けられているので、ケーソンを地盤中に沈設するに際し、ケーソンの上端部にこの過沈下防止装置を設置し、さらに、前記載置部に過重ブロックを載置することで、ケーソンに下方に過重をかけることができる。したがって、ケーソンを地盤中に沈下させ易くすることができる。
【００１０】
また、本発明のケーソン過沈下防止装置は、上記のケーソン過沈下防止装置において、前記ケーソン５の上端部には、筒状をなす筒壁１６が前記ケーソン５とほぼ同軸に設けられており、前記支持柱１２・・・は前記筒壁１６の内側に配置され、かつ前記筒壁１６の上端から突出していることを特徴とする。ここで、前記筒壁１６の側壁面は、前記ケーソン５の側壁面とほぼ面一になっていることが望ましい。
【００１１】
本発明のケーソン過沈下防止装置においては、前記ケーソンの上端部には、筒状をなす筒壁が前記ケーソンとほぼ同軸に設けられており、前記支持柱は前記筒壁の内側に配置され、かつ前記筒壁の上端から突出しているので、前記ケーソンの上端部にこのケーソン過沈下防止装置を設置し、前記ケーソンをストッパビームが地盤表面に当接するまで、前記ケーソンを地盤中に沈下させるに際し、前記筒壁が前記ケーソンの沈下とともに地盤中に沈下することで、前記ケーソンが地盤中に沈下している際に、前記筒壁によって前記支持柱をケーソン上方にある地盤の土砂から保護することができる他、前記ケーソン上方にある地盤の土砂がケーソン内部に崩れ落ちてくることを防止することができる。
【００１２】
また、本発明のケーソン沈設方法は、上記のケーソン過沈下防止装置１０を用いてケーソン３，４，５を地盤１中に沈設するケーソン沈設方法であって、まず、前記ケーソン５の上端部に前記ケーソン過沈下防止装置１０を設置しておき、次いで、前記ケーソン過沈下防止装置１０のストッパビーム１３・・・が地盤１表面に当接するまで、前記ケーソン３，４，５を地盤中に沈下させていくことを特徴とする。
【００１３】
本発明のケーソン沈設方法においては、前記過沈下防止装置のストッパビームが地盤表面に当接するまで、前記ケーソンを地盤中に沈下させていくので、言い換えれば、前記ストッパビームが地盤表面に当接した後は、前記ケーソンの沈下が停止し、該ケーソンがそれ以上沈下することを防止することができる。したがって、前記ケーソンの過沈下を防止することができる。
【００１４】
また、本発明のケーソン沈設方法は、上記のケーソン過沈下防止装置１０を用いてケーソン３，４，５を地盤１中に沈設するケーソン沈設方法であって、まず、前記ケーソン５の上端部に前記ケーソン過沈下防止装置１０を設置するとともに前記載置部に過重ブロック１５・・・を載置しておき、次いで、前記ケーソン過沈下防止装置１０のストッパビーム１３・・・が地盤１表面に当接するまで、前記ケーソン３，４，５を地盤１中に沈下させていくことを特徴とする。
【００１５】
本発明のケーソン沈設方法においては、まず、前記ケーソンの上端部に前記ケーソン過沈下防止装置を設置するとともに前記載置部に過重ブロックを載置しておき、次いで、前記過沈下防止装置のストッパビームが地盤表面に当接するまで、前記ケーソンを地盤中に沈下させていくので、前記ケーソンに下方に過重をかけつつ、前記ケーソンを沈下させることができる。したがって、前記ケーソンを地盤中に沈下させ易くすることができる。
【００１６】
また、本発明のケーソン沈設方法は、上記のケーソン過沈下防止装置１０を用いてケーソン３，４，５を地盤１中に沈設するケーソン沈設方法であって、まず、前記ケーソン５の上端部に前記ケーソン過沈下防止装置１０を設置しておき、次いで、前記ケーソン過沈下防止装置１０のストッパビーム１３・・・が地盤１表面に当接するまで、前記ケーソン３，４，５を地盤中に沈下させていってなり、前記筒壁１６はケーソン３，４，５の沈下とともに地盤１中に沈下していき、該筒壁１６の上端は前記ストッパビーム１３・・・が地盤１表面に当接した際に、地盤１表面とほぼ面一になることを特徴とする。
【００１７】
本発明のケーソン沈設方法においては、前記筒壁はケーソンの沈下とともに地盤中に沈下していき、該筒壁の上端は前記ストッパビームが地盤表面に当接した際に、地盤表面とほぼ面一になるので、前記ケーソンが地盤中に沈下している際に、前記筒壁によって前記支持柱をケーソン上方にある地盤の土砂から保護することができる他、前記ケーソン上方にある地盤の土砂がケーソン内部に崩れ落ちてくることを防止することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
本実施の形態においては、図１〜図３に示すように、ケーソン３，４，５を地盤中に順次沈設するに際して本発明を使用している。そこで、まず、ケーソン３，４，５の構造について図１に基づいて説明する。図１は、ケーソン３，４，５を地盤中に沈下させている態様を示した縦断面図であり、図２は、図１の一部を拡大した断面図であり、図３は、図１における平面図である。
【００１９】
ケーソン３，４，５は、鉄筋コンクリート等で構成された圧肉の円筒形状部材であり、ケーソン３の下端には、下方に向かって鋭角な刃口３ａが形成されている。そして、これらケーソン３，４，５は予め工場で製造されるか、あるいは現場でコンクリートを打設することで製造される。
【００２０】
つぎに、ケーソン３，４，５を地盤中の必要な根入れ深さまで沈設する方法について図１に基づいて説明する。
すなわち、まずケーソン３を地盤１上に設置する。一方、地盤１上に、刃口３ａを外側から囲むようにして、リングビーム１７を設ける。このリングビーム１７は、地盤１の開口縁部を補強するとともに、該開口縁部の土砂がケーソン３，４，５内部に崩れ落ちてくることを防止し、かつ、後述するストッパビーム１３・・・が地盤１の表面に当接してケーソン３，４，５が停止している間、ストッパビーム１３・・・を確実に支えておくために使用されるものである。
そして、前記ケーソン３の内部に泥水２０を流し込んで水中掘削することにより、前記ケーソン３を自重により地盤１中に沈下させる。
【００２１】
前記ケーソン３の上端部が地盤１上に突出している間に、ケーソン３の上にケーソン４を継ぎ足すように設置し、再び、ケーソン３内部を水中掘削することにより、ケーソン３，４を自重によりさらに地盤１中に沈下させる。
【００２２】
ついで、ケーソン４の上端部が地盤１上に突出している間に、ケーソン４の上にケーソン５を継ぎ足すように設置するが、この際に、図１〜３に示すように、Ｈ形鋼である支持柱１２・・・と、同じくＨ形鋼であるストッパビーム１３・・・と、筒壁１６とを備えたケーソン過沈下防止装置１０をケーソン５の上端部に設置する。
すなわち、前記筒壁１６を、ケーソン躯体５の上端部に、ケーソン２とほぼ同軸にかつその側壁面がケーソン２の側壁面とほぼ面一になるようにして設ける。そして、この筒壁１６の内側に、８本の支持柱１２・・・を、ケーソン２の軸方向に長尺になるように、かつ、前記筒壁１６の上端から突出するようにして設ける。
ここで、支持柱１２・・・の長さと、ケーソン３，４，５の長さ（深さ）とを足した長さは、必要な根入れ長さ（深さ）となっている。
【００２３】
なお、支持柱１２・・・及び筒壁１６は、以下の方法によりケーソン５に固定される。
すなわち、予めケーソン５の上端部に、該上端部から上方に突出する複数のボルトを設けておき、これら複数のボルトを、支持柱１２・・・及び筒壁１６の下端部に形成された複数の図示しない取付部に挿通し、該ボルトをナットで締め付けることで、前記支持柱１２・・・及び筒壁１６はケーソン２の上端部に固定される。
【００２４】
そして、支持柱１２・・・の上端部に亙って、４本のストッパビーム１３・・・を、その端部１３ａ・・・がケーソン２より外側に突出するようにして設ける。
ここで、前記ストッパビーム１３・・・は、前記支持柱１２・・・と前記ストッパビーム１３・・・との当接部分全てを溶接することにより、前記支持柱１２・・・に固定されるが、工場等で予め固定しておいてもよいし、現場で固定してもよい。
【００２５】
また、前記ストッパビーム１３・・・の、前記支持柱１２・・・との接合部分に対応する部位には、複数の補剛板材１４・・・が、ストッパビーム１３・・・の上下のフランジ間において、該フランジとウェブに固定されている。この補剛板材１４・・・は、接合部分を補強するために用いられるものである。そして、前記ストッパビーム１３・・・の上面（載置部）に、過重ブロック１５・・・を、ケーソン３，４，５が円滑に沈下するのに必要な数だけ載置する。
【００２６】
ついで、ケーソン３内部を水中掘削することで、ケーソン３，４，５を、前記ストッパビーム１３・・・が地盤１の表面に当接するまで地盤１中に沈下させる。この際、前記筒壁１６はケーソン３，４，５とともに沈下する。
ケーソン３，４，５の沈下が終了したら、ケーソン３，４，５内部の底に図示しない水中コンクリートを打設し、ケーソン２内部の泥水２０を排水し、前記水中コンクリートの上に底盤コンクリートを打設することで、ケーソン３，４，５の沈設が終了する。
【００２７】
以上により、本実施の形態においては、複数の支持柱１２・・・と、支持柱１２・・・の上端部間に亙って設けられて、端部がケーソン３，４，５より外側に突出しているストッパビーム１３・・・とを備えたケーソン過沈下防止装置１０をケーソン５の上端部に設置しておき、ついで、ストッパビーム１３・・・が地盤上に当接するまでケーソン３，４，５を地盤中に沈下させたので、前記ストッパビーム１３・・・が地盤１表面に当接した後は、ケーソン３，４，５の沈下が停止し、ケーソン３，４，５がそれ以上沈下することを防止することができる。したがって、前記ケーソンの過沈下を防止することができる。
【００２８】
また、前記ストッパビーム１３・・・の上面に過重ブロック１５・・・を載置したので、該過重ブロック１５・・・により、ケーソンに下方に過重をかけつつ、ケーソン３，４，５を沈下させることができる。したがって、ケーソン３，４，５を地盤１中に沈下させ易くすることができる。
【００２９】
さらに、前記ケーソンの上端部には、筒状をなす筒壁１６がケーソン２とほぼ同軸にかつその側壁面がケーソン２の側壁面とほぼ面一になるようにして設け、る。そして、この筒壁１６の内側に、支持柱１２・・・を、前記筒壁１６の上端から突出するようにして設けたので、筒壁１６がケーソン３，４，５の沈下とともに地盤１中に沈下することで、ケーソン３，４，５が地盤１中に沈下している際に、筒壁１６によって支持柱１２・・・をケーソン３，４，５上方にある地盤１の土砂から保護することができる他、ケーソン３，４，５上方にある地盤１の土砂がケーソン３，４，５内部に崩れ落ちてくることを防止することができる。
【００３０】
なお、以上の実施の形態においては、複数のケーソン３，４，５を順次地盤中に沈設するものとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、大型の一つのケーソンを地盤中に沈設するに際して本発明を用いても良い。
また、過重ブロック１５・・・をストッパビーム１３・・・の上面に載置するものとしたが、ストッパビーム１３・・・の上面に載置台等を設け、この載置台上に過重ブロックを載置してもよい。
【００３１】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係るケーソン過沈下防止装置によれば、ケーソンを地盤中に沈設するに際し、ケーソンの上端部にこの過沈下防止装置を設置しておくことで、ストッパビームが地盤表面に当接するまで、前記ケーソンを地盤中に沈下させることができる。言い換えれば、ケーソンの上端部にこの過沈下防止装置を設置し、前記ストッパビームが地盤表面に当接することで、前記ケーソンの沈下を停止させ、前記ケーソンがそれ以上沈下することを防止することができる。したがって、前記ケーソンの過沈下を防止することができる。
【００３２】
本発明に係るケーソン過沈下防止装置によれば、ケーソンを地盤中に沈設するに際し、ケーソンの上端部にこの過沈下防止装置を設置し、さらに、前記載置部に過重ブロックを載置することで、ケーソンに下方に過重をかけることができる。したがって、ケーソンを地盤中に沈下させ易くすることができる。
【００３３】
また、本発明に係るケーソン過沈下防止装置によれば、前記ケーソンの上端部にこのケーソン過沈下防止装置を設置し、前記ケーソンをストッパビームが地盤表面に当接するまで、前記ケーソンを地盤中に沈下させるに際し、前記筒壁が前記ケーソンの沈下とともに地盤中に沈下することで、前記ケーソンが地盤中に沈下している際に、前記筒壁によって前記支持柱をケーソン上方にある地盤の土砂から保護することができる他、前記ケーソン上方にある地盤の土砂がケーソン内部に崩れ落ちてくることを防止することができる。
【００３４】
また、本発明に係るケーソン沈設方法によれば、前記過沈下防止装置のストッパビームが地盤表面に当接するまで、前記ケーソンを地盤中に沈下させていくので、言い換えれば、前記ストッパビームが地盤表面に当接した後は、前記ケーソンの沈下が停止し、該ケーソンがそれ以上沈下することを防止することができる。したがって、前記ケーソンの過沈下を防止することができる。
【００３５】
また、本発明に係るケーソン沈設方法によれば、前記ケーソンに下方に過重をかけつつ、前記ケーソンを沈下させることができる。したがって、前記ケーソンを地盤中に沈下させ易くすることができる。
【００３６】
また、本発明に係るケーソン沈設方法によれば、前記ケーソンが地盤中に沈下している際に、前記筒壁によって前記支持柱をケーソン上方にある地盤の土砂から保護することができる他、前記ケーソン上方にある地盤の土砂がケーソン内部に崩れ落ちてくることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明をケーソンに適用した一例を示した縦断面図である。
【図２】図１を一部拡大して示した縦断面図である。
【図３】図１に示した状態の平面図である。
【符号の説明】
１      地盤
３，４，５      ケーソン
１０    ケーソン過沈下防止装置
１２    支持柱
１３    ストッパビーム
１３ａ  側縁部
１６    筒壁
【図１】
0004317632.tif 000002
【図２】
0004317632.tif 000003
【図３】
0004317632.tif 000004