(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーソンを地中に沈下せしめ、このケーソンを利用して所望の構造物を構築する方法であって、前記ケーソン上にして前記構造物を構築する部位以外の部位に固化材を添加した部材を配設し、前記ケーソンを所定深さまで沈下した後、前記固化材を添加した部材を型枠として前記構造物を構築する部位に該構造物を構築することを特徴とする構造物を構築する方法。
【請求項２】
請求項１記載の構造物を構築する方法において、前記ケーソンの外面と前記固化材を添加した部材の外面を面一とすることを特徴とする構造物を構築する方法。
【請求項３】
ケーソンを地中に沈下せしめ、このケーソンを利用して所望の構造物を構築する方法であって、前記ケーソン上にして前記構造物を構築する部位の周囲に固化材を添加した部材を配設して止水壁を形成し、前記ケーソンを所定深さまで沈下した後、前記止水壁の内側空間に前記構造物を構築することを特徴とする構造物を構築する方法。
【請求項４】
請求項３記載の構造物を構築する方法において、前記ケーソンの外面と前記止水壁の外面を面一とすることを特徴とする構造物を構築する方法。
【請求項５】
請求項１〜４いずれか１項に記載の構造物を構築する方法において、前記固化材を添加した部材として現地発生材にセメント、石灰等の固化材を添加した部材を採用したことを特徴とする構造物を構築する方法。
【請求項６】
請求項１〜５いずれか１項に記載の構造物を構築する方法において、前記固化材を添加した部材と地山との間に減摩材を配設することを特徴とする構造物を構築する方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば水の存する地中にケーソンを沈下させ、このケーソンを利用して橋脚などの構造物を構築する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来から、例えば水の存する場所に橋脚や護岸構造物などの構造物を構築する際の工法であって、ケーソンを沈下させ、該ケーソンを利用して構造物を構築するケーソン工法が提案されている。
【０００３】
このケーソン工法とは、図６，７に図示したようにケーソン１より断面積が小さい橋脚２を該ケーソン１上に構築した後、ケーソン１を沈下させながら該ケーソン１上にして橋脚２の周囲（地山４と橋脚２との間に生じる空間）を土砂５で随時埋め戻していく工法（以下、従来法という。）である（本実施例と同一構成部分には同一符号を付した。）。
【０００４】
ところが、この従来法は、埋め戻した土砂５が地山４よりも軟弱であるが故に、埋め戻した土砂５と地山４との間に大きな摩擦抵抗力が生じ、埋め戻した土砂５がケーソン１と一緒に沈下せず空隙Ｓが生じたり（図６参照）、埋め戻した土砂５の途中部位に亀裂ができて空隙Ｓが生じてしまう場合があり（図７参照）、よって、この空隙Ｓが原因となって橋脚２が傾いたり、土砂５荷重が一定でなくなってしまうなどの問題点がある。
【０００５】
橋脚２をケーソン１と同一の形状や寸法にまで大きくすることで、埋め戻す部分を無くしたりごく僅かにするなどの対応策も考えられるが、この場合、橋脚２が大きく（太く）なり過ぎて材料費が増大するなど無駄が生じて不経済であり、しかも、仮にこの橋脚２が河川に構築された場合、該橋脚２が大きくなることによって河積阻害（河川の流れを阻害すること）が大きくなってしまうなどの問題点がある。
【０００６】
更に、従来法は、埋め戻した土砂５が地山４よりも強度が劣るため、この点においても橋脚２が傾いてしまう恐れがあるなどの問題点もある。
【０００７】
本発明は、上述の問題点を解決する画期的な構造物を構築する方法を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。
【０００９】
ケーソン１を地中に沈下せしめ、このケーソン１を利用して所望の構造物２を構築する方法であって、前記ケーソン１上にして前記構造物２を構築する部位以外の部位に固化材を添加した部材３を配設し、前記ケーソン１を所定深さまで沈下した後、前記固化材を添加した部材３を型枠として前記構造物２を構築する部位に該構造物２を構築することを特徴とする構造物を構築する方法に係るものである。
【００１０】
また、請求項１記載の構造物を構築する方法において、前記ケーソン１の外面と前記固化材を添加した部材３の外面を面一とすることを特徴とする構造物を構築する方法に係るものである。
【００１１】
また、ケーソン１を地中に沈下せしめ、このケーソン１を利用して所望の構造物２を構築する方法であって、前記ケーソン１上にして前記構造物２を構築する部位の周囲に固化材を添加した部材３を配設して止水壁14を形成し、前記ケーソン１を所定深さまで沈下した後、前記止水壁14の内側空間14ａに前記構造物２を構築することを特徴とする構造物を構築する方法に係るものである。
【００１２】
また、請求項３記載の構造物を構築する方法において、前記ケーソン１の外面と前記止水壁14の外面を面一とすることを特徴とする構造物を構築する方法に係るものである。
【００１３】
また、請求項１〜４いずれか１項に記載の構造物を構築する方法において、前記固化材を添加した部材３として現地発生材にセメント、石灰等の固化材を添加した部材３を採用したことを特徴とする構造物を構築する方法に係るものである。
【００１４】
また、請求項１〜５いずれか１項に記載の構造物を構築する方法において、前記固化材を添加した部材３と地山との間に減摩材を配設することを特徴とする構造物を構築する方法に係るものである。
【００１５】
【発明の作用及び効果】
本発明は、例えばケーソン１上にして構造物２を構築する部位以外の部位に固化材を添付した部材３を配設し、該ケーソン１を所定深さまで沈下した後、固化材を添加した部材３を型枠として構造物２を構築する部位に該構造物２を構築する。
【００１６】
従って、従来法のように、ケーソン１の沈下時に埋め戻した土砂５に空隙Ｓが生じたりすることはなく、よって、構造物２が傾いたりすることが可及的に防止されることになる。
【００１７】
また、この埋め戻し部分がケーソン１の沈下に必要とされる十分な荷重としても機能するとともに、仮に構造物２が水の存する場所（河川や海など）に施工される橋梁であった場合、この埋め戻し部分は完成後に生じ得る洗掘にも対抗できることになる。
【００１８】
以上、本発明は、従来にない画期的な作用効果を発揮することになる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図面は本発明の一実施例を図示したものであり、以下に説明する。
【００２０】
本実施例は、水（地下水）の存する地中に沈下せしめるケーソン１を利用して橋脚２（この他にも護岸構造物など）を構築する工法である。
【００２１】
ケーソン１は、図１に図示したようにコンクリート製の部材で形成され、その下面周縁には刃部１ａが突設され、ケーソン１を地面９に載置した際、この刃部１ａに囲繞された空間が作業者が掘削作業を行う作業空間10となるように構成されている。
【００２２】
この作業空間10において作業者が掘削作業を行い、ケーソン１を徐々に地中に沈下させていくが、この作業空間10は気密空間に保持され、また、該作業空間10内には圧縮空気が圧送され、作業空間10に地下水が滲み出すことが防止される。
【００２３】
また、この作業空間10への作業者の出入りはケーソン１に立設されたマンロック７により行い、作業空間10からの掘削土砂の排出及び機械器具等の搬入はマテリアルロック８により行われる。
【００２４】
また、ケーソン１の上面には構造物２としての橋脚が地上において構築され、橋脚２構築後にケーソン１の沈下は開始される。
【００２５】
以上の構成からなるケーソン１を使用した橋脚２を構築する方法について説明する。
【００２６】
まず、図１に図示したように地面９に前述した橋脚２が構築されたケーソン１を載置し、続いて、このケーソン１を約２０ｃｍ〜３０ｃｍづつ沈下させ、その後、ケーソン１が地面９よりも没入することで形成される空間（地山４とケーソン１の上面と橋脚２とから成る埋め戻し空間）に適宜な固化材を添加した部材３（埋め戻し部材）を約２０ｃｍ〜３０ｃｍの厚みで充填する。本実施例では、前述した埋め戻し空間に充填する埋め戻し部材３として、現地発生材（掘削土砂）にセメントを添加したものが採用されている。尚、現地発生材の他にも購入材でも良く、また、この埋め戻し部材３として土砂に石灰やモルタルを添加したものを採用したり、或いは、金属、エアバック、分割可能なコンクリート塊など本実施例の特性を発揮する構成であれば適宜採用するものである。
【００２７】
また、埋め戻し部材３を充填する際、先ず、地山４の開口部位４ａには鋼製若しくはコンクリート製のＬ字状ガイドウォール11が形成されるとともに、このガイドウォール11の内面側には仕切り型枠12が配設されており、この仕切り型枠12の内側に埋め戻し部材３を充填する（埋め戻し部材３は地面９より上方まで埋め戻すこともある。）。
【００２８】
埋め戻し部材３が硬化した後、仕切り型枠12を除去することで形成される地山４と埋め戻し部材３との隙間に減摩材（滑材等）を注入する。この減摩材により部材３と地山４との間に生じる摩擦抵抗力が可及的に小さくなり、よって、従来法のように埋め戻した土砂５に空隙Ｓが生じることが可及的に防止されることになる。
【００２９】
この掘削作業及び埋め戻し作業を繰り返してケーソン１を所定の深さまで沈下させ、作業空間10を埋め戻すとともにマンロック７及びマテリアルロック８を撤去し、橋脚２を完成させる（図３，４参照）。尚、本実施例は、ケーソン１を沈下させる前に予め橋脚２の一部を形成し、沈下後完成させる構成としているが、橋脚２を予め完成させた状態でケーソン１を沈下させるようにしても良い。
【００３０】
従って、埋め戻し空間に充填される埋め戻し部材３が単なる土砂ではなく、固化材（セメント、石灰など）を添加したものであり、強度が大きく、しかも、ケーソン１との付着力が大きいため、ケーソン１の沈下時に埋め戻し部材３とケーソン１との間に空隙Ｓが生じることはなく、しかも、埋め戻し部材３の強度は飛躍的に向上し、ケーソン１の沈下時に埋め戻し部材３の途中部位に亀裂などの空隙Ｓが生じたりすることはなく、よって、従来法で問題点とされてきた橋脚２が傾いたり、荷重が不安定となったりすることが可及的に防止されることになる。
【００３１】
また、埋め戻し部材３として地山４以上の強度の高いものを採用することにより、この点においても橋脚２の傾きを防止することができ、しかも、橋脚２を細くしても十分強度のある橋脚２を構築することができる。
【００３２】
また、埋め戻し部材３として現地発生材を使用するから極めてコスト安である。
【００３３】
ところで、従来から、図８に図示したようにケーソン１の上面周縁に鉄筋コンクリート製の止水壁13を立設し、続いて、このケーソン１を所定深さまで沈下させ、続いて、この沈下したケーソン１に橋脚２を構築し（止水壁13により土と水の流入を防いでドライな状態で構築できる。）、続いて、止水壁13を撤去した後、土砂５で埋め戻すという工法（止水壁ケーソン工法）が提案されている。この工法は、ケーソン１沈下後に橋脚２を構築する為、仮に沈下させたケーソン１が傾斜していたとしても、このケーソン１の傾きを考慮して橋脚２を構築することができる為、前述のケーソン工法に比して橋脚２を簡易に垂直状態にすることができる（ケーソン工法は、ケーソン１の上面に橋脚２を構築した状態で沈下させる為、ケーソン１が傾くと橋脚２も傾いてしまうことになる為、ケーソン１の沈下には高度な技術が要求される。）。
【００３４】
ところが、この止水壁ケーソン工法は、この止水壁13の撤去作業が非常に困難であり（河川の橋脚２を止水壁ケーソン工法により構築する場合、止水壁13を完全に撤去できず河川内に障害物として残存してしまう場合がある。）、よって、工期全体が遅くなり、且つ、コスト高であり、しかも、止水壁13の内側は空洞のためケーソン１の沈下荷重が不足がちとなり、そして更に、前述のケーソン工法と同様、埋め戻し部位が土砂５で軟弱なため橋脚２が傾いてしまうなどの問題点がある。尚、止水壁13の撤去に際しては、一旦止水壁13の内側を土砂５で埋め戻して、止水壁13内外の土圧・水圧のバランスを取ってから撤去する。
【００３５】
この点、本出願人は、本実施例に係る固化材を添加した部材３をこの止水壁ケーソン工法に適用した場合にも画期的な効果が得られることを確認している。
【００３６】
即ち、図５に図示したように予め地上にてケーソン１の上面周縁にして橋脚２を構築する部位以外の部位に前述と同様な適宜な固化材を添加した部材３を配設して止水壁14を形成するとともに（ケーソン１の外面と止水壁14の外面を面一にすることで沈下時の地山４との摩擦抵抗を可及的に低減している。）、該止水壁14に囲繞された空間14ａ内にマンロック７及びマテリアルロック８を立設し、続いて、止水壁14の内面に鋼製のライナープレート15を配設し（ライナープレート15は後に撤去できるように止水壁14との間に図示省略の縁切り布が配設される。）、続いて、随時止水壁14とライナープレート15を継ぎ足しながらケーソン１を所定の深さまで沈下させ、続いて、作業空間10を埋め戻すとともにライナープレート15、マンロック７及びマテリアルロック８を撤去し、続いて、止水壁14を型枠代わりとして該止水壁14の内側空間14ａに橋脚２を構築する。尚、止水壁14は後で邪魔となり得る部分に関しては撤去するが、それ以外は撤去しない。
【００３７】
従って、従来のように鉄筋コンクリート製の止水壁13が不要となり、構築や撤去に要する工事費、工事日数を削減することができ、また、適宜な固化材を添加して得られた部材３はケーソン１に一体化するためケーソン１の沈下荷重として確実に機能し、しかも、仮に河川における橋脚２を構築する場合、当該止水壁14が地山４以上の強度を有するため、河川の流れによる河床の洗掘に対抗でき、そして、万一所定区域を止水する為の築島16天端がオーバーフローしても止水壁14として確実に機能して被害を低減でき、更に、この止水壁14を撤去するにしても無筋であるから（鉄筋が無いから）、ウォータージェット等での切断やブレーカ等での壊しや取り除きが容易に行えることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  他実施例の概略動作説明図である。
【図２】  他実施例の概略動作説明図である。
【図３】  他実施例の概略動作説明図である。
【図４】  他実施例の概略動作説明図である。
【図５】  本実施例の概略動作説明図である。
【図６】  従来法の概略動作説明図である。
【図７】  従来法の概略動作説明図である。
【図８】  従来法の概略動作説明図である。
【符号の説明】
１  ケーソン
２  構造物
３  固化材を添加した部材
14 止水壁
14ａ 空間
【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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【図８】
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