(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水中条件下で橋梁下部の基礎を鋼管矢板井筒基礎工法で少なくとも複数段の支保工を井筒内に設置する施工法において、鋼管矢板を地盤に打設後その上端部に第１段目支保工を気中に架設する工程と、次に鋼管矢板井筒内の地盤を水中で掘削する工程と、所定深さの地盤に水中コンクリートを打設して底盤コンクリート層を形成する工程と、下段の支保工の地組み機能を兼ねる折り畳み式ブラケットを気中で鋼管矢板の所定位置に固定する工程と、該工程後それより下段で井筒内の水中に埋没する吊りブラケットを固定する工程と、前記折り畳み式ブラケットに地組みした支保工を持ち上げ、上記折り畳み式ブラケットを折り畳んで前記下段の吊りブラケット上に載置し、前記折り畳み式ブラケットを元に復帰させ、該折り畳み式ブラケット上に支保工を地組み設置する工程とから成ることを特徴とする、多段水中支保工の施工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、河川、海上工事等において、橋梁下部の基礎工事を鋼管矢板井筒基礎工法により、多段の水中支保工を設置する施工法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
矢板井筒基礎工法を用いて支保工を設置するには、排水による井筒内地盤の気中での掘削と、上段部（２〜４段）の支保工をポンツーン上に設置し、腹起材、切梁の装着とを交互に繰り返す工程により、支保工を気中で架設するために工期が非常に長くなっていた。
更に、下段部（３〜６段）の支保工は、地盤を水中掘削によって所定深さまで掘削し、地盤に底盤コンクリートを打設した後に下段支保工を所定水位まで水替えを行いながら順次支保工を設置し、最下段の支保工の設置後に最終の水替えを行っていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この種の施工法は、
１．支保工を気中で施工するので井筒内の水を排水と支保工設置が交互の繰り返し作業となり、作業工程が繁雑になるので工期が長くなる。
２．掘削深度において井筒外側の水圧対抗手段として支保工の段数が６段以上が必要であった。
３．６段以上の多段の支保工の設置は工程が多くなり、工期が長期化し、コストアップの主因となる。
４．支保工の設置はポンツーン船上での作業のため作業能率が悪く、危険な作業となる。
等の欠点があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような欠点を除去するため鋼管矢板井筒基礎工法において、第１段目支保工を気中で行い、鋼管矢板の上端部に設置して鋼管矢板井筒の形状の安定維持構造とし、所定深さまで井筒内の地盤の土砂を水に置換しながら水中掘削し、所定の地盤において、水中コンクリートを打設して底盤を形成し、かつ鋼管矢板井筒部内,外の水圧差を低減することにより支保工を最小段数に、例えば、３段に設定し、第３段目の支保工を水中で設置するため、折り畳み式ブラケットおよび吊りブラケットを鋼管矢板連結部および鋼管矢板に設け、地組された支保工を、吊り冶具により目的のブラケットに載置して組み付けることにより、支保工の段数低減と工期の短縮、および作業の安全性を図ると共に、大幅なコストダウンを達成した多段水中支保工の施工法を提供するものである。
【０００５】
以下に、図面を用いて本発明に係る多段水中支保工の施工法の一実施例について説明する。
図１（a）〜（ｃ）は、本発明に係る鋼管矢板井筒基礎工法によって構成した多段水中支保工の平面図と、矢印イで示す部分の拡大図と、中央断面図、
図２は、本発明に係る多段水中支保工を示す一部切り欠き概略説明図である。
【０００６】
図１において、１は鋼管矢板井筒であり、地盤Ａに打ち込んだ鋼管２が、継手部材３で連結して楕円形状の井筒部１aと隔壁部１ｂとを構成し、河川の水と、井筒部１ａ内の水とを隔離するための防水枠して機能するものである。
【０００７】
４は第１段目支保工で、鋼管矢板井筒１の上端部内周面側に気中で設置されており、鋼管矢板２の内周側曲面頂部に、所定間隔で多数個、固定した三角形状の固定ブラケット５と、Ｈ形鋼形状の腹起材６と、腹起材６間の寸法を調整、維持する切梁材７と、井筒部１aの半円形状の端部を補強する火打材８により構成されている。
【０００８】
なお、施工時は、上記支保工４が大きいのと、施工工数の短縮および精度アップのため地組ヤードで、例えば、図１(a）において、Ｌ１，Ｌ２,Ｌ３のように３分割したユニットに構成し、これをポンツーン船上のクレーンにより、固定ブラケット５上に載置、架設して設置するものである。
【０００９】
９は底盤コンクリートで、第１段目支保工４を設置した後に、前記鋼管矢板井筒１内の地盤Ａを掘削しながら鋼管矢板井筒１内の土砂を水に置換し、所定の深さまで掘削した後、目的地盤Ａ１上に水中コンクリートが打設される。
なお、鋼管矢板井筒１内の土砂と水との置換は、鋼管矢板井筒１が内外の水圧差で破壊されるのを阻止するためであり、工期短縮に大きく寄与するものである。
【００１０】
１０は第２段目支保工、１８は第３段目支保工で、構造および構成材は第１段目支保工４とほぼ同様であるが、切梁材７を載置するブラケットと設置工程が気中と水中の大きな差がある。
即ち、第２段目支保工１０は、図３（a）、(b)に示すように、折り畳み式ブラケット１１上に載置、架設して設置されるものであり、図１（ｃ）、図２に示すように、前記鋼管矢板井筒１の第１段目支保工４の下方の所定位置に設置するものである。
なお、折り畳み式ブラケット１１は、第３段目支保工１８の気中地組ヤードと第２段目支保工１０のブラケット機能も具備するものである。
【００１１】
さらに説明すると、折り畳み式ブラケット１１は、図３(a）,（ｂ）で示すように、３角形状に構成し、鋼管矢板２の連結部材３に溶接等の手段で固定する垂直部アーム１２と、腹起材６，足場板Ｃ等を載置する２部材から成る水平部アーム１３と、筋違的機能を有する外側、内側補強アーム１４，１５と、補強アーム１４の下端を装着する取り付け台１６と、各アームを回転、あるいは取り外し可能に装着するボルト１７により構成したものである。
【００１２】
さらに説明すると、水平部アーム１３は、短尺アーム１３aと長尺アーム１３ｂとが同一平面上にあり、短尺アーム１３aは垂直部アーム１２の上端部に、他端は長尺アーム１３ｂの一端にボルト１７で回転可能に装着されている。
この実施例では、水平部のアーム１３は、短尺アーム１３ａと長尺アーム１３ｂの二部材から成っているが、長尺部材による一部材で、水平部のアーム１３を形成してもよい。
【００１３】
また、外側補強アーム１４は、上端を水平部アーム１３の他端に、下端を取り付け台１６にボルト１７で締結し、内側補強アーム１５の上端は、長尺アーム１３ｂの他端に、短尺アーム１３ａの一端と一緒にボルト１７で締結して成り、その下端は、垂直アーム１２の下端と一緒に溶接、ボルト等の手段で固定したものである。
【００１４】
勿論、ボルト１７による締結部１３−▲１▼、１３−▲２▼、１３−▲３▼は、ブラケットの機能により緩めたり、取り外しが可能な装着であり、３段目支保工１８を水中へ沈設する際には、図３（ｂ）に示すように、鋼管矢板２の前記曲面頂部から突出しない構造に折り畳める構造になっている。
【００１５】
１９は、第３段目支保工載置用の吊りブラケットであり、図４(a）、（ｂ）に抽出して示すように、折り畳み式ブラケット１１の下方に、所謂、水中の位置にフラットバー２１を介して固定したものである。
【０００１６】
即ち、ブラケット１９は、補強アーム２０を３角形状に固定し、その垂直アーム２０aをフラットバー２１に溶接等の手段で固定する。また、フラットバー２１の上端は、気中で鋼管矢板２の内周側曲面頂部に溶接し、吊りブラケット（第３段目支保工１８を載置、設置する）１９を水中に吊した状態で、フラットバー２１の水中にある側面を水中溶接２２により鋼管矢板２と一体化すると共に、吊りブラケット１９も同様に鋼管矢板２に水中溶接により固定する。
【０００１７】
２３はキャンバーで、フラットバー２１を鋼管矢板２の前記頂部に溶接する際に、溶接の熱によりフラットバー２１が歪まないように隙間を埋める楔状の保持具である。
【００１８】
次に、本発明に係る多段水中支保工の施工法の工程について、前記した図面と図７(a）〜（ｃ）の概略斜視図と図６のフロー図を用いて説明する。
まず、鋼管矢板井筒基礎工法で、図２に示すような支保工を架設すると仮定する。そこで、鋼管を地盤Ａに楕円形状の平面、所謂、鋼管矢板井筒１の形状に多数本を打ち込み、図１（a）、（ｂ）のように連結部材３を介して一体に構成するものである。
【００１９】
また、中間部には、図５(a ）、（ｂ）に示すように隔壁部１ｂを設け、井筒部1aを例えば４つに区分し、鋼管矢板井筒１の補強を図るものである。
なお、隔壁部１ｂの鋼管矢板２は、次工程の障害となるため目的長さの寸法で切断する。
【００２０】
次に、鋼管矢板井筒１の内周面側、所謂、鋼管矢板２の内周側曲面頂部に、同一レベルの高さで固定ブラケット５を、気中で溶接等の手段で固定する。
固定ブラッケト５は、図１（ｃ）に示すように、第１段目支保工４を気中で地組、載置、架設して設置するのに役立つものである。勿論、上記鋼管矢板井筒１の補強材としても機能する。
【００２１】
第１段目支保工４を架設した後は、井筒部１a内の水位を維持しながら土砂を水に置換し、地盤Ａを掘削し、所定深さに到達した地盤Ａ上に、図５（ｄ）に示すように底盤コンクリート９を打設する。
【００２２】
次に、図６のフロー図に示すような工程で、図１（ｃ）、図２に示すような、第２段目支保工１０，第３段支保工１８を架設するものである。
更に説明すると、折り畳み式ブラケット１１を井筒部１aの内周側連結部３上で、かつ図１（ｃ）の位置で、図２に示すように、所定間隔で多数個固定する。
折り畳み式ブラケット（１１）は、図３（ａ）（ｂ）に示すように、ボルト１７で支点となる部分が締結され、ボルト１７を緩めることにより折り畳める構造である。
【００２３】
そこで、折り畳み式ブラケット１１の設置が完了した段階で、第３段目支保工１８を架設する吊りブラケット１９を、フラットバー２１を介して、水中の所定位置に、前記の折り畳み式ブラケット１１と同様に多数個、溶接等の手段で固定する。
なお、この際、フラットバー２１は、気中或いは水中溶接等の手段により必要長さ部分を固定する。更に、吊りブラケット１９は、フラットバー２１を介して、水中で鋼管矢板２の前記頂部２aに再度、水中溶接等の手段で固定するものである。
【００２４】
折り畳み式ブラケット１１、吊りブラケット１９の装着が完了した段階で、第３段目支保工１８を、折り畳み式ブラケット１１上で全体を３分割のユニットＬ１、Ｌ２、Ｌ３として載置し、図７（a）に示すように地組する。
なお、図７(a）においてＣは足場板、Ｄはスタンションである。
【００２５】
次に、折り畳み式ブラケット１１に載置された第３段目支保工１８は、図７（ｂ）に示すように吊り冶具２４で吊り上げ、折り畳み式ブラケット１１のボルト１７（１３−１（「丸付き１」を指す）、１３−２（「丸付き２」を指す））を緩め、１３−３（「丸付き３」を指す））のボルト１７を外して第３段目支保工１８をダイバー等の指示でバランスを見ながら矢印のように下方へスライドさせ水中に沈設し、これを図７（ｃ）に示すように吊りブラケット１９上に載置せしめ、腹起継ぎ手部のボルトを水中でダイバーが締結して第３段目支保工１８を架設した後、折り畳み式ブラッケト１１を現状に復帰させ、ボルト１７も元の状態に締結して第３段目支保工１８の設置が完了する。
【００２６】
次に折り畳み式ブラケット１１上には、図示しない地組ヤードから前記のように３分割ユニットをクレーンで移設し、腹起継ぎ手等をボルト等で締結して第２段目支保工１０を気中で組み立て架設、設置が完了する。
なお、これ以降の橋梁下部形成の工程は、例えば図６において、一点鎖線で示すブロック内の工程は従来のような順序で行い、橋梁下部を完成させるものである。
【００２７】
【その他の実施例】
以上、説明したのは支保工を３段とした場合の架設例であり、支保工をこれ以上の段数に構成することも可能である。勿論、その際は前記したような折り畳み式ブラケットを数段に亘って装着する必要がある。
【００２８】
【発明の効果】
上述したように、本発明に係る多段水中支保工の施工法によれば、
１．鋼管矢板井筒基礎工法で井筒内の地盤の土砂を水に置換しながら掘削し、水圧が井筒内外でほぼ同じような圧力になるようにしたため、少ない支保工でも鋼管矢板が倒壊せず、工期が大幅に短縮できる。
２．第２段目支保工のブラケットを折り畳み式構成としたため、第３段目支保工を、地組と組付けと第２段目支保工のブラケットとして使用できるので支保工設置が容易となり施工期間が短縮される。
３．折り畳み式ブラケットは第３段目支保工を吊り冶具で吊り上げた後それを下方へスライドさせ沈設する際に折り畳めるため、施工が容易であり、しかも作業能率のアップと精度の向上が図れる。
４．フラットバーの下端に吊りブラケットを一体に固定し、さらにフラットバーの上端を気中で鋼管矢板曲面頂部に固定し、水中にある部分は、水中溶接等の手段でフラットバーの側壁とブラケット（吊りブラケット）を固定して補強したため、施工精度の向上と装着スピード（工期短縮）が大幅に改善でき、信頼性も増す。
５．フラットバーと鋼管矢板曲面頂部間の隙間にキャンバーを打ち込んだため、フラットバーを溶接する際に歪むこともなく吊りブラケットの位置精度が高い。
６．各工程の施工精度が高く、安全に、効率的に作業できるため全工程で短縮でき、コストダウンが図れる。
等の特徴がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る多段水中支保工の施工法により構成される鋼管矢板井筒基礎下部の概略を示す説明図である。
【図２】  本発明に係る多段水中支保工の工法により構成される各支保工を示す一部切り欠き斜視図である。
【図３】  本発明に係る多段水中支保工の施工法を要部の機能等を示す説明図である。
【図４】  本発明に係る多段水中支保工の各段に用いるブラケットの固定状態を示す説明図である。
【図５】  本発明に係る多段水中支保工の工法を工程順に説明するための概略斜視図である。
【図６】  本発明に係る多段水中支保工の工法の工程順を説明するためのフロー図である。
【図７】  本発明に係る多段水中支保工の第３段目支保工の施工の工程を示す説明図である。
【符号の説明】
１・・鋼管矢板井筒
１ａ・楕円形の井筒部
１ｂ・隔壁部
２・・鋼管矢板
２ａ・内周側曲面頂部
３・・継手部材
４・・第１段目支保工
５・・固定ブラケット
６・・腹起材
７・・切梁材
８・・火打材
９・・底盤コンクリート
１０・・第２段目支保工
１１・・折り畳み式ブラケット
１２・・垂直アーム
１３・・水平部アーム
１３ａ・短尺アーム
１３ｂ・長尺アーム
１４・・内側補強アーム
１５・・内側補強アーム
１６・・取り付け台
１７・・ボルト
１８・・第３段目支保工
１９・・吊りブラケット
２０・・補強アーム
２０ａ・垂直アーム
２１・・フラットバー
２２・・溶接
２３・・キャンバー
２４・・吊り冶具
Ａ・・地盤
Ｂ・・水
Ｃ・・足場板
Ｄ・・スタンション
Ｌ１・ユニット
Ｌ２・ユニット
Ｌ３・ユニット
【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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