(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下方に設けられた連通開口を介して複数の仕切り区画が互いに連通するように内部を隔壁で仕切るとともに前記連通開口に該連通開口を開閉するゲートを設けてなるケーソン等の中空構造物を水中に設置し、該ゲートを閉じた状態にて前記複数の仕切り区画のうち、所定の仕切り区画を打設区画として該打設区画を排水しながらその内部に水中コンクリートを打設し、該水中コンクリートの天端が所定の高さに到達した後、前記打設区画の内部をドライにして該打設区画への気中コンクリートの打設を開始し、該打設開始と同時又は所定時間経過後に前記ゲートを開くとともに前記打設区画に連通する他の仕切り区画を排水しながら前記気中コンクリートの打設を継続して行うことを特徴とする中空構造物内への水中コンクリート打設方法。
【請求項２】
前記気中コンクリートが前記打設区画から前記他の仕切り区画へ下方から送り込まれるように前記打設区画の面積を前記他の仕切り区画の面積よりも相対的に小さくする請求項１記載の中空構造物内への水中コンクリート打設方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ケーソン等の中空構造物内に水中コンクリートを打設する場合のコンクリート打設方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
設置ケーソン工法は、沈下掘削を伴わないケーソン基礎工法の一種であり、短期間に水中基礎を構築することができるため、海峡を跨ぐような大型橋梁の下部工などに広く採用されている。
【０００３】
ここで、設置ケーソン工法においてケーソンを設置するにあたっては、上部が解放された鋼製若しくはコンクリート製のケーソンを現場に曳航するとともに、ケーソン設置箇所を予め平坦に掘削しておき、しかる後、ケーソン内に注水することによって該ケーソンを海底に沈設し、次いでケーソン内に水中コンクリートを打設するのが一般的な施工手順である。
【０００４】
一方、水中コンクリートを打設するにあたってはトレミー管による打込み方法が採用されるため、流動性とフローを確保して充填性を高めなければならないとともに、水中等での材料分離を少なくすべく、セルロース、アクリルなどの増粘剤を用いて粘性を高くする必要がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、上述した増粘剤の添加は、水中コンクリートの品質を高める上で不可欠ではあるが、その反面、普通コンクリートよりも単位容量当たりのコストが高くなり、設置ケーソン工法のように大量のコンクリートを打設する場合には、コンクリート工事の費用が非常に高くなるという問題を生じていた。
【０００６】
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、水中コンクリートの所要量を低減することが可能な中空構造物内への水中コンクリート打設方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る中空構造物内への水中コンクリート打設方法は請求項１に記載したように、下方に設けられた連通開口を介して複数の仕切り区画が互いに連通するように内部を隔壁で仕切るとともに前記連通開口に該連通開口を開閉するゲートを設けてなるケーソン等の中空構造物を水中に設置し、該ゲートを閉じた状態にて前記複数の仕切り区画のうち、所定の仕切り区画を打設区画として該打設区画を排水しながらその内部に水中コンクリートを打設し、該水中コンクリートの天端が所定の高さに到達した後、前記打設区画の内部をドライにして該打設区画への気中コンクリートの打設を開始し、該打設開始と同時又は所定時間経過後に前記ゲートを開くとともに前記打設区画に連通する他の仕切り区画を排水しながら前記気中コンクリートの打設を継続して行うものである。
【０００８】
また、本発明に係る中空構造物内への水中コンクリート打設方法は、前記気中コンクリートが前記打設区画から前記他の仕切り区画へ下方から送り込まれるように前記打設区画の面積を前記他の仕切り区画の面積よりも相対的に小さくするものである。
【０００９】
本発明に係る中空構造物内への水中コンクリート打設方法においては、まず、下方に設けられた連通開口を介して複数の仕切り区画が互いに連通するように内部を隔壁で仕切るとともに前記連通開口に該連通開口を開閉するゲートを設けてなるケーソン等の中空構造物を水中に設置する。
【００１０】
かかる中空構造物を設置するにあたっては、例えば工場製作されたものを現場まで曳航するとともに、設置箇所を予め平坦に掘削しておき、しかる後、中空構造物内に注水することによって該中空構造物を海底等に沈設すればよい。
【００１１】
次に、ゲートを閉じた状態にて前記複数の仕切り区画のうち、所定の仕切り区画を打設区画として該打設区画を排水しながらその内部に水中コンクリートを打設する。排水とコンクリート打設とは同時進行であるか間欠作業であるかは問わない。
【００１２】
このようにすると、打設した水中コンクリートは、連通開口を介して他の仕切り区画に流れ込むことなく、打設区画内で天端上昇し、やがて打設区画内の水を完全排水しても隔壁が水圧を十分支持できる高さとなるので、水中コンクリートの天端がかかる高さに到達したならば、打設区画の内部を完全排水してドライにし、該打設区画への気中コンクリートの打設を開始する。どの時点で打設区画をドライにするか、すなわち、水中コンクリートの天端がどの程度まで高くなったら打設区画をドライにするかは、中空構造物の強度と水圧との関係を考慮して適宜定めればよい。
【００１３】
次に、気中コンクリートの打設開始と同時又は所定時間経過後にゲートを開き、かかる状態で上述の打設区画に連通する他の仕切り区画を排水しながら気中コンクリートの打設を継続して行う。排水と気中コンクリート打設とは同時進行であるか間欠作業であるかは問わない。
【００１４】
このようにすると、打設された気中コンクリートは、その自重と他の仕切り区画内での排水による上載荷重の減少とによって、先行打設された水中コンクリートを押し下げ、該水中コンクリートは、打設区画の下方から該打設区画に連通する他の仕切り区画へと流れ込む。
【００１５】
ここで、前記気中コンクリートが前記打設区画から前記他の仕切り区画へ下方から送り込まれるように前記打設区画の面積を前記他の仕切り区画の面積よりも相対的に小さくするならば、中空構造物内の気中コンクリートの占有率を大幅に高めることが可能となり、コンクリート工事を飛躍的にコストダウンすることができる。
【００１６】
中空構造物は、主としてケーソンを対象とするが、内部に水中コンクリートが打設されるのであれば、どのような構造物でもかまわない。また、鋼製であるかコンクリート製であるかといった材質についても問わない。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る中空構造物内への水中コンクリート打設方法の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。なお、従来技術と実質的に同一の部品等については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００１８】
（第１実施形態）
【００１９】
図１は、本実施形態に係る中空構造物内への水中コンクリート打設方法の手順を示したフローチャートである。同図でわかるように、本実施形態に係る中空構造物内への水中コンクリート打設方法においては、まず、図２に示す中空構造物としてのケーソン１を図３(a)に示すように海中に設置する（ステップ１０１）。
【００２０】
ケーソン１は、図２でわかるように全体として箱状をなし、下方に設けられた連通開口２２を介して複数の仕切り区画３ａ、３ｂが互いに連通するように内部を隔壁４で仕切ってあるとともに、連通開口２２には該連通開口を開閉するゲート２１を設けてある。
【００２１】
ゲート２１は、例えば本実施形態のように昇降動作によって連通開口２２を開閉する鋼製ゲートとして構成することができる。また、ケーソン１は、例えば鋼材や鉄筋コンクリートで製造することができる。
【００２２】
かかるケーソン１を設置するにあたっては、例えば工場製作されたものを現場まで曳航するとともに、設置箇所を予め平坦に掘削しておき、しかる後、ケーソン１内に注水することによって該ケーソンを図３(a)に示すように海底５に沈設すればよい。
【００２３】
次に、ケーソン１内の複数の仕切り区画３ａ、３ｂのうち、仕切り区画３ａを打設区画とし、図３(b)に示すように該打設区画を排水しながらその内部に水中コンクリート６を打設する（ステップ１０２）。このとき、ゲート２１は閉じておく。
【００２４】
このようにすると、打設した水中コンクリート６は、連通開口２２を介して他の仕切り区画３ｂに流れ込むことなく、打設区画３ａ内で天端上昇し、やがて打設区画３ａ内の水を完全排水しても水圧を十分支持できる高さとなる。
【００２５】
水中コンクリート６の天端がかかる高さに到達したならば、打設区画３ａの内部をドライにする、すなわち完全に排水して水が残らないようにし（図３(c)）、次いで、打設区画３ａへの気中コンクリート７の打設を開始する（ステップ１０３）。どの時点で打設区画３ａをドライにするか、すなわち、水中コンクリート６の天端がどの程度まで高くなったら打設区画３ａをドライにするかは、ケーソン１の強度と水圧との関係を考慮して適宜定めればよい。
【００２６】
次に、気中コンクリート７の打設開始と同時又は所定時間経過後にゲート２１を開き、かかる状態で打設区画３ａに連通する他の仕切り区画３ｂを排水しながら気中コンクリート７の打設を継続して行う（ステップ１０４）。
【００２７】
このようにすると、打設された気中コンクリート７は、その自重と他の仕切り区画３ｂ内での排水による上載荷重の減少とによって、先行打設された水中コンクリート６を押し下げ、水中コンクリート６は、図３(d)に示すように打設区画３ａの下方から該打設区画に連通する他の仕切り区画３ｂへと流れ込む。
【００２８】
ゲート２１をどの時点で開くか、またどの程度の開き量とするかは、打設区画３ａへの気中コンクリート７の投入速度、打設区画３ｂからの排水速度等を考慮しながら、ケーソン１に作用する圧力差が許容範囲に収まるように設定し、例えば、気中コンクリート７が打設される打設区画３ａの上載荷重が他の仕切り区画３ｂの上載荷重をある程度上回るまでゲート２１を閉じておき、上載荷重の差が所定の値に達したとき、ゲート２１を開き、以降、その一定量が維持されるようにゲート２１の開き量を調整することが考えられる。ここで、所定の値は、先行打設された水中コンクリート６が他の仕切り区画３ｂにスムーズに流れ込むようかつ流れ込む速度が速すぎて打設区画３ａ側でのコンクリート天端が大きく降下することがないように調整すればよい。
【００２９】
なお、かかる作業の後、必要に応じて打設区画３ａ及び他の仕切り区画３ｂに気中コンクリート７を追加打設し、天端高さを調整するようにしてもよい。天端高さを調整するにあたっては、図４(a)に示すように水中コンクリート６及び気中コンクリート７が硬化してから他の仕切り区画３ｂ内をドライにし、次いで打継面となる水中コンクリート６及び気中コンクリート７の天端を清掃した後、図４(b)に示すようにそれぞれに気中コンクリート７ａ、７ｂを打設するようにしてもよいし、水中コンクリート６及び気中コンクリート７の硬化を待たずに気中コンクリート７ａ、７ｂを打設するようにしてもよい。
【００３０】
以上説明したように、本実施形態に係る中空構造物内への水中コンクリート打設方法によれば、ゲート２１で連通開口２２を塞ぐことによって、他の仕切り区画３ｂへの水中コンクリート６の流入を防ぎつつ、打設区画３ａでの水中コンクリート６の天端を、該区画内をドライにしてもケーソン１が水圧に耐えられる程度まで上昇させて気中コンクリート７を打設可能な状態（図３(c)）にすることが可能となる。
【００３１】
したがって、ケーソン１内を占有する気中コンクリート７の割合を、従来方法（図４(c)）で行った場合のものよりも高めることが可能となり、その結果、割高な水中コンクリート６の使用割合を減らしてコンクリート工事全体をコストダウンすることができる。
【００３２】
（第２実施形態）
【００３３】
次に、第２実施形態について説明する。なお、上述の実施形態と実質的に同一の部品等については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００３４】
本実施形態に係る中空構造物内への水中コンクリート打設方法においては、まず、ステップ１０１と同様、図５に示す中空構造物としてのケーソン１１を図６(a)に示すように海中に設置する。
【００３５】
ケーソン１１は図５でよくわかるように、全体として箱状をなす外殻１６と、該外殻内部のほぼ中央に配置された円筒壁１４と、該円筒壁の周面から外殻１６まで放射状に延びる４つの鉛直壁１５とからなり、ケーソン１１の内部空間は、隔壁として機能する円筒壁１４及び鉛直壁１５によって複数の仕切り区画１３ａ〜１３ｅに仕切られており、それらは下方に設けられた連通開口３２を介して互いに連通する。かかるケーソン１１は第１実施形態と同様にして海底５に沈設することができる。
【００３６】
一方、円筒壁１４の下方には円筒状のゲート３１を嵌め込んであり、該ゲートを円筒壁１４の内周面に沿って昇降させることによって連通開口３２の開閉を行うことができるようになっている。
【００３７】
ここで、円筒壁１４の直径をどのように定めるかで打設区画１３ａと他の仕切り区画１３ｂ〜１３ｅとの面積比が決定されるが、かかる面積比については、気中コンクリート７が打設区画１３ａから他の仕切り区画１３ｂ〜１３ｅへ下方から送り込まれるように調整する、すなわち、他の仕切り区画１３ｂ〜１３ｅの面積に対する打設区画１３ａの面積の比率を小さく設定しておく。
【００３８】
次に、ステップ１０２と同様、ケーソン１１内の複数の仕切り区画１３ａ〜１３ｅのうち、仕切り区画１３ａを打設区画とし、図６(a)に示すように該打設区画を排水しながらその内部に水中コンクリート６を打設する。このとき、ゲート３１は閉じておく。
【００３９】
このようにすると、打設した水中コンクリート６は、連通開口３２を介して他の仕切り区画１３ｂ〜１３ｅに流れ込むことなく、打設区画１３ａ内で天端上昇し、やがて打設区画１３ａ内の水を完全排水しても水圧を十分支持できる高さとなる。
【００４０】
水中コンクリート６の天端がかかる高さに到達したならば、ステップ１０３と同様にして打設区画１３ａの内部をドライにし、次いで、打設区画１３ａへの気中コンクリート７の打設を開始する。
【００４１】
次に、ステップ１０４と同様にして気中コンクリート７の打設開始と同時又は所定時間経過後にゲート３１を開き、かかる状態で打設区画１３ａに連通する他の仕切り区画１３ｂ〜１３ｅを排水しながら気中コンクリート７の打設を継続して行う。
【００４２】
このようにすると、打設された気中コンクリート７は、その自重と他の仕切り区画１３ｂ〜１３ｅ内での排水による上載荷重の減少とによって、先行打設された水中コンクリート６を押し下げ、水中コンクリート６は、図３(d)と同様に打設区画１３ａの下方から該打設区画に連通する他の仕切り区画１３ｂ〜１３ｅへと流れ込む。
【００４３】
そしてさらには、他の仕切り区画１３ｂ〜１３ｅの面積に対する打設区画１３ａの面積の比率を小さく設定することで気中コンクリート７が打設区画１３ａから他の仕切り区画１３ｂ〜１３ｅへ下方から送り込まれるように調整してあるため、気中コンクリート７は、連通開口３２を介して円筒壁１４の下方から他の仕切り区画１３ｂ〜１３ｅに廻り込んで水中コンクリート６を逆に押し上げ、やがては図６(b)の状態になる。
【００４４】
以上説明したように、本実施形態に係る中空構造物内への水中コンクリート打設方法によれば、ゲート３１で連通開口３２を塞ぐことによって、他の仕切り区画１３ｂ〜１３ｅへの水中コンクリート６の流入を防ぎつつ、打設区画１３ａでの水中コンクリート６の天端を、該区画内をドライにしてもケーソン１１が水圧に耐えられる程度まで上昇させて気中コンクリート７を打設可能な状態（図６(a)）にすることが可能となる。
【００４５】
したがって、ケーソン１１内を占有する気中コンクリート７の割合を、従来方法（図４(c)）で行った場合のものよりも高めることが可能となり、その結果、割高な水中コンクリート６の使用割合を減らしてコンクリート工事全体をコストダウンすることができる。
【００４６】
特に、本実施形態に係る中空構造物内への水中コンクリート打設方法によれば、気中コンクリート７が打設区画１３ａから他の仕切り区画１３ｂ〜１３ｅへ下方から送り込まれるように打設区画１３ａと他の仕切り区画１３ｂ〜１３ｅとの面積比を調整したので、ケーソン１１内の気中コンクリート７の占有率を大幅に高めることが可能となり、コンクリート工事を飛躍的にコストダウンすることができる。
【００４７】
【発明の効果】
以上述べたように、請求項１に係る本発明の中空構造物内への水中コンクリート打設方法によれば、ゲートで連通開口を塞ぐことによって、他の仕切り区画への水中コンクリートの流入を防ぎつつ、打設区画での水中コンクリートの天端を、該区画内をドライにしても中空構造物が水圧に耐えられる程度まで上昇させて気中コンクリートを打設可能な状態にすることが可能となる。したがって、中空構造物内を占有する気中コンクリートの割合を従来よりも高めることが可能となり、割高な水中コンクリートの使用割合を減らしてコンクリート工事全体をコストダウンすることができる。
【００４８】
また、請求項２に係る本発明の中空構造物内への水中コンクリート打設方法によれば、中空構造物内を占有する気中コンクリートの割合をさらに高めることができるという効果も奏する。
【００４９】
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る中空構造物内への水中コンクリート打設方法の手順を示したフローチャート。
【図２】第１実施形態に係る水中コンクリート打設方法に用いるケーソンを示した図であり、(a)は平面図、(b)はＡ―Ａ線に沿う鉛直断面図。
【図３】第１実施形態に係る中空構造物内への水中コンクリート打設方法を実施している様子を示した概念図。
【図４】第１実施形態に係る水中コンクリート打設方法を実施している様子を引き続き示した概念図及び従来方法による概念図。
【図５】第２実施形態に係る水中コンクリート打設方法に用いるケーソンを示した図であり、(a)は平面図、(b)はＢ―Ｂ線に沿う鉛直断面図。
【図６】第２実施形態に係る中空構造物内への水中コンクリート打設方法を実施している様子を示した概念図。
【符号の説明】
１、１１                    ケーソン（中空構造物）
３ａ、１３ａ                仕切り区画、打設区画
３ｂ、１３ｂ〜１３ｅ        仕切り区画、他の仕切り区画
４                          隔壁
６                          水中コンクリート
７                          気中コンクリート
１４                        円筒壁（隔壁）
１５                        鉛直壁（隔壁）
【図１】
0003765221.tif 000002
【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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