(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
筒状コンクリート躯体を備えるニューマチックケーソンにおける前記筒状コンクリート躯体の上端に場所打ちコンクリートを打設する際に、前記筒状コンクリート躯体の底部に形成された作業室に対して、前記コンクリート躯体の外側に配設された空気圧送装置から圧縮空気を送気するにあたり、
前記筒状コンクリート躯体の外側に配置された第1空気圧送管と、前記筒状コンクリート躯体の内側に配置された第2空気圧送管とを、前記第1空気圧送管および前記第2空気圧送管よりも細径である細径空気圧送管を複数備える集気装置を介して送気可能に接続し、
前記場所打ちコンクリートを打設する際に配設される鉄筋における縦筋の間に前記細径空気圧送管を配置し、
前記空気圧送装置から前記第1空気圧送管に対して圧縮空気を送気し、送気された圧縮空気が前記集気装置および前記第2空気圧送管を介して、前記作業室に供給されることを特徴とするニューマチックケーソンにおける作業室への送気方法。
筒状コンクリート躯体を備えるニューマチックケーソンにおける前記筒状コンクリート躯体の上端に場所打ちコンクリートを打設する際に、前記筒状コンクリート躯体の底部に形成された作業室に圧縮空気を送気するニューマチックケーソンにおける作業室への送気装置であって、
前記筒状コンクリート躯体の外側に配設された空気圧送装置と、
前記空気圧送装置に接続され、前記筒状コンクリート躯体の外側に配置された第1空気圧送管と、
前記筒状コンクリート躯体の内側に配置され、前記作業室に連通する第2空気圧送管と、
前記第1空気圧送管および前記第2空気圧送管よりも細径である細径空気圧送管を複数有し、前記第1空気圧送管および前記第2空気圧送管を送気可能に接続する集気装置と、
を備えることを特徴とするニューマチックケーソンにおける作業室への送気装置。
【背景技術】
【0002】
地盤の基礎としてケーソンが用いられることがあり、ケーソンとして、従来、ニューマチックケーソンが知られている。ニューマチックケーソンは、筒状コンクリート躯体を備えており、筒状コンクリート躯体の下部には、作業室天井によって仕切られた作業室が形成されている。
【0003】
ニューマチックケーソンでは、筒状コンクリート躯体の下端部に刃を設けておき、筒状コンクリート躯体の自重および載荷によって筒状コンクリート躯体を地中に埋設する。その後、筒状コンクリート躯体を増設していき、ニューマチックケーソン自体を所望の大きさにしていくとともに、筒状コンクリート躯体を埋設する際の載荷として利用する。
【0004】
また、筒状コンクリート躯体の埋設作業を行っている間、作業室では作業員が地面の掘削作業を行っている。このとき、作業室内を地下水圧よりも高い圧力に維持して作業室内に対する地下水の流入を防止するために、筒状コンクリート躯体の外側から作業室内に対して圧縮空気を供給している(たとえば、特許文献1参照)。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ところで、ニューマチックケーソンにおいて、筒状コンクリート躯体を増設する際には、たとえば既設の筒状コンクリート躯体の上端部に鉄筋コンクリートを打設していく。鉄筋コンクリートの打設にあたり、既設の筒状コンクリート躯体の上端部に鉄筋を設置していく。また、近年においては、既設の筒状コンクリート躯体の上端部に設置する鉄筋のプレハブ化が進んでいる。
【0007】
このとき、上記特許文献1に開示されたニューマチックケーソンにおける圧縮空気を作業室に送気するための送気管は、地下水圧よりも高い圧力を作業室に与えるための圧縮空気を送気する。このため、送気管としてはある程度の太径とする必要が生じる。このような太径の送気管を用いると、送気管が鉄筋を設置する際に邪魔となり、鉄筋の建込作業の妨げになることがあるという問題があった。
【0008】
そこで、本発明の課題は、ニューマチックケーソンにおける筒状コンクリート躯体に鉄筋を設置する際に、送気管が邪魔にならないようにすることができるニューマチックケーソンにおける作業室への送気方法および送気装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記課題を解決した本発明に係るニューマチックケーソンにおける作業室への送気方法は、筒状コンクリート躯体を備えるニューマチックケーソンにおける筒状コンクリート躯体の上端に場所打ちコンクリートを打設する際に、筒状コンクリート躯体の底部に形成された作業室に対して、コンクリート躯体の外側に配設された空気圧送装置から圧縮空気を送気するにあたり、筒状コンクリート躯体の外側に配置された第1空気圧送管と、筒状コンクリート躯体の内側に配置された第2空気圧送管とを、第1空気圧送管および第2空気圧送管よりも細径である細径空気圧送管を複数備える集気装置を介して送気可能に接続し、場所打ちコンクリートを打設する際に配設される鉄筋における縦筋の間に細径空気圧送管を配置し、空気圧送装置から第1空気圧送管に対して圧縮空気を送気し、送気された圧縮空気が集気装置および第2空気圧送管を介して、作業室に供給されることを特徴とする。
【0010】
本発明に係るニューマチックケーソンにおける作業室への送気方法においては、場所打ちコンクリートを打設する際に配設される鉄筋における縦筋の間に細径空気圧送管を配置し、空気圧送装置から第1空気圧送管に対して圧縮空気を送気し、送気された圧縮空気が集気装置および第2空気圧送管を介して、作業室に供給される。このため、鉄筋の間に細径空気圧送管を配置すればよいので、ニューマチックケーソンにおける筒状コンクリート躯体に鉄筋を設置する際に、送気管が邪魔にならないようにすることができる。また、細径空気圧送管では流通する空気の量が限られてしまい、作業室に対して圧縮空気を十分に供給することが難しくなることが考えられる。この点、本発明で用いられる集気装置は、複数の細径空気圧送管を備えている。このため、作業室に対して圧縮空気を十分に供給することができる。
【0011】
ここで、作業室に対して、筒状コンクリート躯体の上面から連通するマンロックおよびマテリアルロックが筒状コンクリート躯体に設けられており、第2空気圧送管は、マンロックおよびマテリアルロックを介して、作業室に連通されて、空気圧送装置から送気される圧縮空気が作業室に供給されるようにすることができる。
【0012】
ニューマチックケーソンでは、通常、作業室に出入りする作業員が通るマンロックおよび掘削した土砂を作業室から排出するマテリアルロックが設けられている。これらのマンロックおよびマテリアルロックを用いることにより、作業室に対して好適に圧縮空気を供給することができる。
【0013】
また、集気装置は、複数の細径空気圧送管の一端側がそれぞれ接続される複数の小径接続口および第1空気圧送管が接続される大径接続口を備える第1集気部材と、複数の細径空気圧送管の他端側がそれぞれ接続される複数の小径接続口および第2空気圧送管が接続される大径接続口を備える第2集気部材と、を備えており、細径空気圧送管を第1集気部材および第2集気部材における小径接続口に接続するとともに、第1空気圧送管を第1集気部材における大径接続口に接続し、さらに、第2空気圧送管を第2集気部材における大径接続口に接続して、空気圧送装置から圧縮空気を送気するようにすることができる。
【0014】
このように、集気装置が第1集気部材と第2集気部材とを備えることにより、集気装置を用いた空気圧送管の接続作業をスムーズに行うことができる。
【0015】
他方、上記課題を解決した本発明に係るニューマチックケーソンにおける作業室への送気装置は、筒状コンクリート躯体を備えるニューマチックケーソンにおける筒状コンクリート躯体の上端に場所打ちコンクリートを打設する際に、筒状コンクリート躯体の底部に形成された作業室に圧縮空気を送気するニューマチックケーソンにおける作業室への送気装置であって、筒状コンクリート躯体の外側に配設された空気圧送装置と、空気圧送装置に接続され、筒状コンクリート躯体の外側に配置された第1空気圧送管と、筒状コンクリート躯体の内側に配置され、作業室に連通する第2空気圧送管と、第1空気圧送管および第2空気圧送管よりも細径である細径空気圧送管を複数有し、第1空気圧送管および第2空気圧送管を送気可能に接続する集気装置と、を備えることを特徴とする。
【0016】
また、集気装置は、複数の細径空気圧送管の一端側がそれぞれ接続される複数の小径接続口および第1空気圧送管が接続される大径接続口を備える第1集気部材と、複数の細径空気圧送管の他端側がそれぞれ接続される複数の小径接続口および第2空気圧送管が接続される大径接続口を備える第2集気部材と、を備えるようにすることができる。
【発明の効果】
【0017】
本発明に係るニューマチックケーソンにおける作業室への送気方法および送気装置によれば、ニューマチックケーソンにおける筒状コンクリート躯体に鉄筋を設置する際に、送気管が邪魔にならないようにすることができる。
【発明を実施するための形態】
【0019】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、各実施形態において、同一の機能を有する部分については同一の符号を付し、重複する説明は省略することがある。
【0020】
まず、本実施形態に係るニューマチックケーソンにおける作業室への送気方法が利用されるニューマチックケーソンについて説明する。
図1は、本実施形態に係るニューマチックケーソンの側断面図である。
図1に示すように、本実施形態に係るニューマチックケーソンNは、筒状をなしている筒状コンクリート躯体1を備えている。筒状コンクリート躯体1の内側には、鉄筋Tが建て込まれている。
【0021】
筒状コンクリート躯体1の下端部には刃11が形成されており、筒状コンクリート躯体1の内部下方位置には作業天井12が設けられている。作業天井12の下側であって、筒状コンクリート躯体1の底部に位置する作業天井12と地面Gとの間に作業室13が形成されている。また、筒状コンクリート躯体1の側方には、フリクションカット14が形成されている。
【0022】
また、筒状コンクリート躯体1の内側には、筒状コンクリート躯体1の上面から連通するマンロック15およびマテリアルロック16が設けられている。マンロック15およびマテリアルロック16は、いずれも筒状をなしており、マンロック15には、上方開口部から下方開口部を経て作業室まで到達する階段が形成されている。この階段を通って、作業員が作業室13内に入室することが可能とされている。
【0023】
一方、マテリアルロック16は、作業室13において掘削した土砂をクレーンC等によって排出する際に利用される。また、筒状コンクリート躯体1には、送気管17および排気管18が設けられている。さらに、マンロック15およびマテリアルロック16には、図示しない同様の送気管が設けられている。送気管17は、作業室13内に空気を送り込むために利用されている。一方、排気管18は、作業室13内の空気を外部に排出するために利用されている。この排気管18には、逆止弁が設けられており、作業室13内に対する空気の逆流を防止している。
【0024】
さらに、筒状コンクリート躯体1の側方には、作業室13に圧縮空気を送気する送気装置2が設けられている。送気装置2から作業室13に圧縮空気を供給することにより、作業室13内が地下水圧よりも高い気圧に維持されている。送気装置2は、空気槽21および空気圧送装置であるコンプレッサ22を備えている。空気槽21は、作業室13に供給する空気を蓄積しており、コンプレッサ22は、空気槽21内の空気を作業室13に送気する。
【0025】
また、送気装置2は、本発明の第1空気圧送管である上流側高圧ホース23および第2空気圧送管である下流側高圧ホース24を備えている。上流側高圧ホース23および下流側高圧ホース24は、複数備えられ、いずれも可とう性を有する管である。また、鉄筋の建て込み作業が行われているときには、上流側高圧ホース23と下流側高圧ホース24とは、集気装置3によって接続されている。
【0026】
上流側高圧ホース23の一端側は、空気槽21に接続されており、他端側は集気装置3に接続されている。こうして、上流側高圧ホース23および下流側高圧ホース24は、筒状コンクリート躯体1の上端をまたいで設けられており、上流側高圧ホース23が筒状コンクリート躯体1の外側に配設され、下流側高圧ホース24が筒状コンクリート躯体1の内側に配設されている。また、複数の下流側高圧ホース24の一端側は集気装置3に接続されており、他端側はマンロック15、マテリアルロック16、および送気管17にそれぞれ接続されている。
【0027】
さらに、
図2に示すように、集気装置3は、本発明の第1集気部材である上流側ベース部材31および第2集気部材である下流側ベース部材32を備えている。また、上流側ベース部材31と下流側ベース部材32との間には、複数、本実施形態では6本の細径空気圧送管である細径送気管33を介して接続されている。
【0028】
また、上流側ベース部材31は、上流側高圧ホース23と接続される大径接続口と、細径送気管33と接続される複数の小径接続口とを備えている。同様に、下流側ベース部材32は、下流側送気管と接続される大径接続口と、細径送気管33と接続される複数の小径接続口とを備えている。なお、細径送気管33の数は、6本以外の他の本数とすることもできる。細径送気管33は、いずれも可とう性を有する管であり、細径送気管33の一端側は、上流側ベース部材31に取り付けられており、他端側は下流側ベース部材32に取り付けられている。
【0029】
こうして、空気槽21と筒状コンクリート躯体1における作業室13との間は、上流側高圧ホース23、集気装置3、下流側高圧ホース24、および送気管17などを介して圧縮空気が流通可能とされている。さらに、集気装置3では、上流側ベース部材31、細径送気管33、および下流側ベース部材32を介して、上流側高圧ホース23と下流側高圧ホース24との間で圧縮空気を送気可能としている。
【0030】
また、細径送気管33は、下流側ベース部材32に対して接続継手34を介して取り付けられている。接続継手34は、たとえば雄ねじ部に雌ねじ部をねじ込むことにより接続可能とされる部材である。このため、細径送気管33は、接続継手34によって、下流側ベース部材32に対して容易に取り外し可能とされている。
【0031】
一方、鉄筋の建て込み作業が行われていないときには、
図3に示すように、集気装置3を用いることなく、高圧ホース50によって空気槽21とマンロック15、マテリアルロック16、および送気管17とを接続している。高圧ホース50による空気槽21とマンロック15、マテリアルロック16、および送気管17との接続は、従来行われている手法である。
【0032】
次に、本実施形態に係るニューマチックケーソンにおける作業室への送気方法について説明する。本実施形態に係るニューマチックケーソンにおける作業室に対する圧縮空気の送気については、ニューマチックケーソンを構築する際における送気方法に特徴がある。以下、ニューマチックケーソンの構築の手順と合わせて、作業室への送気方法について説明する。
【0033】
ニューマチックケーソンの構築は、刃11の部分から地面Gに対する埋設を開始し、以後、筒状の胴部に場所打ちコンクリートを打設して胴部を継ぎ足していく。この継ぎ足されたコンクリートからなる胴部による載荷重などの荷重によって刃11が地面に対して沈降するとともに、作業室13内において掘削作業を行うことにより、地中に埋設されていく。その後、コンクリートの継ぎ足しを複数行うことにより、ニューマチックケーソンが構築される。
【0034】
図4(a)は、構築途中であり、新たにコンクリートが継ぎ足される前の状態のニューマチックケーソンの側面図である。
図4、
図5においては、マンロック15やマテリアルロック16などの部材を省略して描いている。また、ニューマチックケーソンの構築を行っている間、作業室13には、原則的には常に
図1に示す送気管17等を介した圧縮空気の送気が行われている。
【0035】
図4(a)に示すように、コンクリートの継ぎ足し作業が開始される際、筒状コンクリート躯体1の天端面からは、既設の筒状コンクリート躯体1に設けられた鉄筋Tの上端部が突出している。この鉄筋Tの上方に、高圧ホース50が通されており、高圧ホース50および送気管17等を介して作業室13に圧縮空気が送気されている。
【0036】
この状態から、筒状コンクリート躯体1の天端面から突出する鉄筋Tの間に集気装置3における細径送気管33を配置した状態で集気装置3を設置する。続いて、集気装置3に対して上流側ホース部材23および下流側ホース部材24を接続する。こうして、集気装置3を介して、空気槽21から送気管17等に対して圧縮空気を送気し、送気管17等を介して作業室13に圧縮空気を送気する。
【0037】
続いて、筒状コンクリート躯体1に対して新しいコンクリートを継ぎ足す。このため、
図4(b)に示すように、プレハブ化された鉄筋であるプレハブ鉄筋PTをクレーンCによって天秤Hを介して吊るす。また、プレハブ鉄筋PTを筒状コンクリート躯体1に設置する前に、高圧ホース50は断気して取り外す。
【0038】
プレハブ鉄筋PTは、複数のフープ筋を鉛直方向に並べて配設し、鉛直方向に沿って延在する仮留め鋼材Sによって仮留めされている。なお、
図4(b)〜
図5(b)においては、プレハブ鉄筋PTにおけるフープ筋や新たに取り付けられる縦筋等は、断面ではなく側面視の状態で描いている。
【0039】
続いて、
図4(c)に示すように筒状コンクリート躯体1の天端面に、プレハブ鉄筋PTを載置する。それから、天秤Hからプレハブ鉄筋PTを取り外す。このとき、プレハブ鉄筋PTは、仮留め鋼材Sによって仮留めされたままとなっており、仮留め鋼材Sは、集気装置3における細径送気管33を避けた位置に載置される。
【0040】
プレハブ鉄筋PTの建て込みが済んだら、
図5(a)に示すように、プレハブ鉄筋PTの上方で高圧ホース50を接続し、高圧ホース50を介した圧縮空気の送気経路を復旧し、高圧ホース50を介した送気を再開する。高圧ホース50の接続と並行して、集気装置3を介した送気経路を遮断して集気装置3を取り外す。こうして、作業室13に対する送気経路を、集気装置3を経由する経路から高圧ホース50を経由する経路に切り替える。送気経路の切り替え作業を行っている間、作業室13内における掘削作業を中断し、送気経路の切り替え作業が済んだら、掘削作業を再開する。
【0041】
その後、
図5(b)に示すように、プレハブ鉄筋PTにおけるフープ筋に対して多数の縦筋HTを取り付け、縦筋HTを介してフープ筋同士を接続する。また、仮留め鋼材Sから取り外される。さらには、新たに取り付けられる縦筋HTは、筒状コンクリート躯体1の天端面から突出している鉄筋Tと結束される。
【0042】
こうしてプレハブ鉄筋PTおよび縦筋HTを建て込んだら、プレハブ鉄筋PTおよび縦筋HTの周りに図示しない型枠を設け、型枠内にコンクリートを打設する。ここで、型枠を設け、コンクリートを打設する。そして、
図5(c)に示すように、新たに打設されたコンクリートの載荷重や作業室13内における掘削作業等により、筒状コンクリート躯体1が沈降していく。その後、
図4(a)に示す状態となり、筒状コンクリート躯体1が所定の高さとなるまで同様の処理を繰り返して、ニューマチックケーソンNの全体を構築する。
【0043】
このようにニューマチックケーソンNを構築する際に、集気装置3を介して作業室13に対して送気を行っている。ここで、たとえば集気装置3を介することなく、
図3に示すように、空気槽21から太径の送気管50によってマテリアルロック16に対して圧縮空気を直接送気しようとすると、筒状コンクリート躯体1の天端面に鉄筋を建て込む際に、送気管50が邪魔となってしまう。
【0044】
これに対して、本実施形態では、作業室13に対して送気を行うにあたり、集気装置3を用いており、集気装置3は、細径送気管33を備えている。このため、
図6に示すように、縦筋HTを建て込み、縦筋HTと既設の鉄筋Tとを接合する際に、縦筋HTや鉄筋T同士の間に細径送気管33を配置することができる。このため、縦筋HT等の鉄筋を建て込む際に、空気圧送管が邪魔にならないようにすることができる。
【0045】
また、単に圧送管を細径としただけでは、作業室13に対する空気の供給量が少なくなってしまうことが懸念される。ここで、本実施形態では、集気装置3における細径送気管33が複数設けられている。このため、作業室13に対する圧縮空気の送気量も十分に確保することができる。さらに、複数の細径送気管33が上流側ベース部材31および下流側ベース部材32によって接続されている。このため、細径送気管33が複数設けられているものの、これらの複数の細径送気管33を容易に接続することができる。
【0046】
また、本実施形態においては、細径送気管33と下流側ベース部材32とが接続継手34を介して接続されており、接続継手34は、容易に着脱可能とされている。このため、縦筋HTなどの鉄筋を建て込んだ後であっても、接続継手34を取り外すことにより、集気装置3を鉄筋の間から容易に取り外すことができる。そして、新たに構築した筒状コンクリート躯体1の上端側に移動させて取り付けることができる。
【0047】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。たとえば、上記実施形態においては、ニューマチックケーソンNに載置される鉄筋がプレハブ鉄筋PTである、プレハブ化されていない鉄筋を建て込む際にも、本発明に係る送気方法を用いることができる。
【0048】
また、上記実施形態においては、プレハブ鉄筋PTがフープ筋のみをプレハブ化しているが、縦筋も含めてプレハブ化されている態様とすることもできる。さらに、上記実施形態においては、送気管を集気装置3によって接続しているが、送気管と同様の筒状コンクリート躯体1の上端をまたぐ排気管を設ける場合には、この排気管を集気装置によって接続する態様とすることもできる。さらに、上記実施形態では、マンロック15、マテリアルロック16、および送気管17を介して作業室13に圧縮空気を送気しているが、送気管17のみを介して圧縮空気を送気することもできる。あるいは、マンロック15、マテリアルロック16、および送気管17のいずれかから圧縮空気を送気することもできるし、その他の経路から圧縮空気を送気することもできる。
【0049】
他方、上記実施形態では、集気装置3における細径送気管33として可とう性を有する管を用いているが、非可とう性の管体を用いることもできる。また、上記実施形態においては、細径送気管33と下流側ベース部材32との間に接続継手34を設けているが、細径送気管33と上流側ベース部材31との間に接続継手を設ける態様とすることもできる。さらには、接続継手を用いることなく、細径送気管33とベース部材31,32を接続する態様とすることもできる。