(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記ケーソンの上部工から前記目地部へと貫通する貫通孔を形成し、前記貫通孔から前記注入外管を前記目地部に建て込む請求項1に記載のケーソン間の目地部の閉塞方法。
前記ケーソンの前記目地部の底部から基礎マウンド内へ穴を形成し、前記注入外管を前記目地部に建て込む際に前記穴まで差し込む請求項1または2に記載のケーソン間の目地部の閉塞方法。
前記注入管は、前記袋状部に水を供給可能で、かつ、前記充填体を供給可能な二系統構造を有する請求項1乃至3のいずれか1項に記載のケーソン間の目地部の閉塞方法。
前記目地部の縦方向全体において前記袋体部に前記充填材を充填した後、前記注入管を引き抜き、前記注入外管に充填材を充填し、前記注入外管を前記目地部内に残存させる請求項1乃至5のいずれか1項に記載のケーソン間の目地部の閉塞方法。
前記充填材として、充填後に膨張するセメント系固化材料、または、充填後に収縮しないセメント系固化材料を用いる請求項1乃至7のいずれか1項に記載のケーソン間の目地部の閉塞方法。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
防波堤に大きな津波が来襲し、防波堤を転倒させ防波堤機能を喪失させる事例において防波堤・ケーソンが転倒するに至るまで次のような経過をたどると考えられている。
図1を参照して説明すると、津波の流れが沖側から方向aのように防波堤に来襲すると、津波が防波堤のケーソン90を方向bのように流れて越流し、破線で示す背後マウンド領域M1を洗掘し、また、ケーソン90とケーソン90との間の目地部91から強力なジェット流となって噴出し、方向cのようなジェット流が背後マウンド領域M1を洗掘する。津波による方向bの越流と方向cのジェット流とが背後マウンド領域M1において基礎捨石を飛散させ、基礎マウンドMが弱体化してしまう。そして、次の津波や事後の引波によって基礎マウンドMが崩壊し、ケーソン90とその上の上部工とからなる防波堤本体が転倒してしまう。
【0005】
上述のような大津波来襲時の防波堤転倒に対する対策の一つとして、ケーソン90,90間の目地部91を閉塞し、目地部91からのジェット流の噴出を防止することが考えられる。
【0006】
特許文献1は、既設ケーソンの目地を閉塞する方法として、グラウト材の充填範囲の両端にケーソンの頂部から底部まで貫通する貫通孔を隣接するケーソン間に跨がって垂直方向に削孔する工程、および、該貫通孔内に円筒状袋を挿入し、該円筒状袋内にグラウト材を充填する工程の各工程により、隣接するケーソン間目地へのグラウト材の充填に先立って、グラウト材の充填範囲の両端に円柱状のストッパーを形成することを提案する。
【0007】
しかし、この閉塞方法は、グラウト材の充填範囲の両端に円柱状のストッパーを形成してから、ストッパー間の目地部に噴射管を通して高圧水を噴射して目地部間隙を洗浄し、しかる後に、目地部間隙にトレミー管を挿入してグラウト材を充填し目地部間隙をグラウト材で閉塞するため、工程が複雑となり、手間がかかり、施工時間も長くなってしまう。
【0008】
本発明は、上述のような従来技術の問題に鑑み、既設のケーソン間の目地部を簡便な方法で閉塞する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記目的を達成するためのケーソン間の目地部の閉塞方法は、既設のケーソンとケーソンとの間の目地部を閉塞する方法であって、
膨張可能な袋体部を外面に被せた注入外管を前記目地部に縦方向に建て込む第1工程と、
前記注入外管内に注入管を建て込む第2工程と、
前記注入管の上下に設けた伸縮自在の一対の袋状部を前記注入管から供給された水により前記注入外管内で膨らませて前記注入外管内の縦方向の空間の少なくとも一部を閉鎖空間にする第3工程と、
前記注入管から供給された充填材を前記閉鎖空間および前記注入外管に設けた孔を通して、前記注入外管の外面と前記袋体部との間に充填し、前記袋体部を膨張させて前記目地部と前記注入外管との間に充填体を形成することで、前記目地部の縦方向の空間の少なくとも一部を閉塞する第4工程と、を含み、
前記第4工程の後に前記袋状部内を減圧してから前記注入管を前記注入外管内で縦方向に移動させ、前記第3工程および前記第4工程を繰り返すことで前記目地部を縦方向に閉塞することを特徴とする。
【0010】
このケーソン間の目地部の閉塞方法によれば、注入外管を目地部に建て込み、注入外管内に注入管を建て込み、注入管の上下一対の袋状部を水により膨らませて注入外管内の縦方向の空間を閉鎖空間にし、注入管から充填材を閉鎖空間・注入外管の孔を通して注入外管の外面と袋体部との間に充填し、袋体部を膨張させて充填体が形成されて目地部の縦方向の空間を閉塞し、その後、注入管を縦方向に移動させて同様の充填を繰り返すことで、既設のケーソン間の目地部の縦方向全体に充填体を形成することができ、かかる充填体によって目地部を縦方向全体にわたって閉塞することができる。このように、注入外管を一回建て込むだけで、水で満たされた目地部を閉塞することができ、施工時間が短くて済み、簡便な工程により目地部の閉塞施工を実施することができる。
【0011】
上記ケーソン間の目地部の閉塞方法において、前記ケーソンの上部工から前記目地部へと貫通する貫通孔を形成し、前記貫通孔から前記注入外管を前記目地部に建て込むことが好ましい。ケーソンに上部工が設置されていても貫通孔を形成することで対応できる。なお、この貫通孔は、目地部に充填材を充填した後に、充填材が充填される。
【0012】
また、前記ケーソンの前記目地部の底部から基礎マウンド内へ穴を形成し、前記注入外管を前記目地部に建て込む際に前記穴まで差し込むことが好ましい。これにより、目地部に建て込まれた注入外管の安定性が向上する。
【0013】
また、前記注入管は、前記袋状部に水を供給可能で、かつ、前記充填体を供給可能な二系統構造を有することが好ましい。これにより、注入管一本で、水および充填体を必要な時期に供給することができる。
【0014】
また、前記注入外管は、複数の短管から構成され、前記短管毎に前記袋体部を被せて密封することが好ましい。
【0015】
また、前記目地部の縦方向全体において前記袋体部に前記充填材を充填した後、前記注入管を引き抜き、前記注入外管に充填材を充填し、前記注入外管を前記目地部内に残存させることが好ましい。これにより、注入外管の引き抜きは不要で、充填体による目地部の閉塞状態を確実に維持することができる。
【0016】
また、前記ケーソン間の前記目地部において水平方向に離れた複数箇所で前記充填材による充填を行うことが好ましい。これにより、一箇所の目地部を複数箇所で充填材により閉塞できるので、目地部の閉塞が確実となる。
【0017】
また、前記充填材として、充填後に膨張するセメント系固化材料、たとえばセメントベントナイト、または、充填後に収縮しないセメント系固化材料、たとえば無収縮モルタルを用いることが好ましい。
【発明の効果】
【0018】
本発明のケーソンの目地部の閉塞方法によれば、既設のケーソン間の目地部を簡便な方法で閉塞することができる。
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。
図2は本実施形態による既設のケーソンとケーソンとの間の目地部に充填体を設けた防波堤の概略的な上面図である。
図3は
図2のIII-III線方向に切断して見た防波堤の概略的な断面図である。
図4は
図2の防波堤を側面から見た概略的な側断面図である。
【0021】
図2〜
図4に示すように、既設の防波堤は、複数のケーソン90を捨石による基礎マウンドMの上に並べて構築され、ケーソン90,90間の目地部91には10〜30cm程度の間隙があるが、本実施形態では、このようなケーソン90,90間の目地部91に複数の円柱状の充填体10を配置することで、目地部91を閉塞する。なお、
図4のように、基礎マウンドMの前後には根固ブロック95が配置されている。
【0022】
図3のように、防波堤の上部には上部工92が設けられており、上部工92は目地部91に対応する位置で充填体10の施工のために削孔されるが、施工後、削孔内に無収縮モルタル等の充填材40が充填される。
【0023】
次に、
図2〜
図4の防波堤のケーソン90,90間の目地部91に円柱状の充填体10を設置して目地部91を閉塞する工程に用いる注入外管および注入管について
図5,
図6を参照して説明する。
図5は、本実施形態によるケーソン間の目地部の閉塞方法に使用可能な注入管および注入外管の要部を示す断面図で、注入管を注入外管に挿入した状態を示す図(a)、注入外管内で注入管のパッカー部を膨張させた状態を示す図(b)、注入外管の外面で袋体部を充填材で膨張させた状態を示す図(c)、および注入外管の横断面図(d)である。
図6は
図5の注入管の外観図(b)およびB-B線に沿って切断して見た断面図(b)である。
【0024】
図5(a)(d)のように、注入外管11は、鋼製の円筒管から構成され、その外面には強靱な布またはゴム材料系の膨張可能な袋体部12が一重に被せられている。袋体部12は、注入外管11の外周面14に対し上端および下端の密封部15で固定されて密封されている。密封部15は、公知のバンド状の締め付け具および/または接着剤から構成できる。注入外管11の外周面14には多数の注入孔13が形成され、内部に供給された充填材が注入孔13を通して外周面14と袋体部12との間に注入されて充填されるようになっている。
【0025】
図6(a)(b)のように、注入管21は、水と充填材とをそれぞれ供給する水供給管22aと充填材供給管22bとによる二系統構造の注入ホース管22と、保持部23aにより保持されゴム材料からなる伸縮自在の袋状のパッカー部23と、保持部24aにより保持されゴム材料からなる伸縮自在の袋状のパッカー部24と、一対のパッカー部23,24間に配置される連結管25と、連結管25の途中に設けられ充填材を吐出する吐出孔26と、を備える。注入ホース管22を二系統構造とすることで、注入管21一本で、水および充填体を必要な時期に供給できる。
【0026】
なお、注入管21は、地盤改良のための薬液注入工法に用いられるダブルパッカー式特殊スリーブ管を使用することができる。このようなダブルパッカー式特殊スリーブ管の構成は、たとえば、特許第3102786号明細書に提案されている。
【0027】
図5(a)のように注入管21が注入外管11内に挿入された状態で、
図6(a)(b)の注入ホース管22の水供給管22aを通して水をパッカー部23に供給しさらに連結管25を通して下部のパッカー部24に供給することで、
図5(b)のように、上下のパッカー部23,24を膨張させ、パッカー部23,24が注入外管11の内周面を押し付けることで、注入外管11内の縦方向の一部に閉鎖空間20を形成する。
【0028】
次に、
図5(b)の上下のパッカー部23,24により注入外管11内に閉鎖空間20が形成された状態で、
図6(a)(b)の注入ホース管22の充填材供給管22bを通して供給された充填材が吐出孔26から注入外管11内の閉鎖空間20へ吐出され、さらに注入外管11の外周面14の多数の注入孔13を通して外周面14と袋体部12との間に注入され充填される。その結果、
図5(c)のように充填材の充填により袋体部12が膨張し、袋体部12の内部に充填体30が形成される。このような袋体部12の膨張を目地部内で行うことで、袋体部12内に形成された充填体30により目地部内を閉塞することができる。このように袋体部12は充填材の充填により膨張可能部から膨張部へと変化する。
【0029】
注入外管11は、複数の短管を組み合わせてケーソンの高さに対応した所定長さに構成することができる。
図7に、
図5の注入外管の一例を示すが、注入外管11は、上部から、
図3の上部工92に対応する上端部分11aと、複数の短管からなる注入外管11b〜11eと、
図3の基礎マウンドM内に位置する下端部分11fと、下端部分11fの先端にねじ込まれる先端部11gとが連結されて構成される。
【0030】
短管の注入外管11b〜11eは、雄ねじ16aと雌ネジ16bとによって連結され、たとえば、上部の注入外管11bおよび/または下部の注入外管11eは、長さを変えた複数種類を予め用意しておき、注入外管11の全体長さを調整可能なようになっている。また、短管の各注入外管11b〜11eの外周面には、
図5(a)〜(c)の袋体部12が被せられ、上述のように固定され密封されている。
【0031】
次に、
図5〜
図7の注入外管および注入管を用いて、
図2〜
図4の防波堤のケーソン90,90間の目地部91に円柱状の充填体10を設置して目地部91を閉塞する工程について
図8〜
図10を参照して説明する。
【0032】
図8は、本実施形態によるケーソン90,90間の目地部91を閉塞する工程S01〜S11を説明するためのフローチャートである。
図9は、
図8の工程S01〜S04を説明するためのケーソン間の目地部およびその近傍を示す
図3と同様の断面図(a)〜(d)である。
図10は、
図8の工程S05〜S10を説明するための
図9と同様の断面図(a)〜(d)である。なお、
図9と
図10の各構成部分は、説明の便宜上、縮尺が若干異なって図示されている。
【0033】
まず、
図9(a)のように、ケーソン90の上部工92の上に削孔機DMを設置する(S01)。削孔機DMは、ケーソン90の目地部91の位置に設置され、削孔のためケーシングCSがセットされる。なお、削孔機DMは、クローラ型、スキッド型のいずれでもよいが、実際の現場の状況に応じて選定される。
【0034】
次に、
図9(b)のように、削孔機DMによりケーシングCSを継ぎながら上部工92を削孔し、上部工92に貫通孔92aを形成し、さらに目地部91の底部を削孔し、基礎マウンドM内に穴M2を形成する(S02)。
【0035】
なお、目地部91では、ケーソン90,90間の間隔が通常、10〜30cm程度あるので、削孔は不要である。また、穴M2の深さは基礎マウンドMの上面から100cm程度とされる。また、削孔は、
図2のように、一箇所の目地部91で充填体10が設けられる数だけ複数回行われる。このように、ケーソン90に上部工92が設置されていても貫通孔92aを形成することで対応できる。
【0036】
次に、
図9(c)のように、削孔機DMのケーシングCS内に
図7の注入外管11を差し込むことで建て込む(S03)。次に、
図9(d)のように、削孔機DMのケーシングCSを引き抜く(S04)。
【0037】
以上のようにして、
図10(a)のように、注入外管11が上部工92の貫通孔92a、目地部91内に設置され、注入外管11の建て込みが完了する。目地部91内は海水で満たされている。すなわち、
図7の注入外管11は、上部工92の貫通孔92aに部分11aが位置し、複数の短管からなる注入外管11b〜11eが目地部91内に位置し、部分11fが基礎マウンドM内の穴M2に位置する。注入外管11は、その先端部11gが穴M2の底部に達しているので、安定性を確保できる。
【0038】
次に、上述の
図5(a)のように、
図10(a)の目地部91に建て込まれた注入外管11内に注入管21を挿入して建て込む(S05)。注入管21は、パッカー部23,24が
図10(a)の注入外管11e上端、下端に対応するように位置決めされる。
【0039】
次に、
図6(a)(b)の注入管21の注入ホース管22の水供給管22aから水をパッカー部23,24に供給して、
図5(b)のように、膨張した上下のパッカー部23,24により注入外管11e内に閉鎖空間20を形成する(S06)。
【0040】
次に、
図6(a)(b)の注入ホース管22の充填材供給管22bから充填材を閉鎖空間20へ吐出し、
図5(c)、
図10(b)のように、注入外管11eの外周面14と袋体部12との間に充填することで、袋体部12が充填材の充填により膨張して目地部91と注入外管11との間に充填体30が形成され、充填体30が注入外管11eの縦方向範囲内で目地部91を閉塞する(S07)。
【0041】
なお、充填材としては、たとえば、充填後に若干膨張するセメントベントナイト、または、充填後に収縮しない無収縮モルタルを用いることが好ましい。
【0042】
次に、目地部91内の全体がまだ充填されていなければ(S08)、注入管21のパッカー部23,24内を減圧して緩め、
図10(c)のように、注入管21を上方に引き上げるよう移動する(S09)。注入管21は、パッカー部23,24が
図10(a)の注入外管11dの上端、下端に対応するように位置決めされる。
【0043】
次に、上記工程S06,S07に戻り、
図10(c)のように、同様にして充填材を充填し、充填体30が注入外管11dの縦方向範囲内で目地部91を閉塞する。
【0044】
上述のようにして、工程S06〜S09を繰り返すことで、
図10(d)のように、充填体30が注入外管11c、11bの縦方向範囲内で目地部91を閉塞することで、複数の充填体30からなる円柱状の充填体10を形成し、かかる充填体10により目地部91の縦方向全体を閉塞する(S08)。
【0045】
次に、注入管21を引き抜いてから、
図10(d)のように、注入外管11の内部および上部工92の貫通孔92a内に無収縮モルタル等の充填材40を充填する(S10)。
【0046】
上述のように、ケーソン90,90間の目地部91の縦方向一箇所に円柱状の充填体10、充填体40を形成し、目地部91を縦方向全体にわたって閉塞することができるが、水平方向に隣接する位置でさらに充填を行う場合(S11)、工程S03に戻り、同様の工程を繰り返す。
【0047】
以上のようにして、
図2,
図3のケーソン90,90間の目地部91に複数の円柱状の充填体10を配置し、上部工92の貫通孔92aに充填体40を配置することができ、目地部91を
図2,
図3のように縦方向全体にわたって閉塞することができる。
【0048】
以上のように、本実施形態のケーソン間の目地部の閉塞方法によれば、注入外管11を一回建て込むだけで、水で満たされた目地部91を縦方向全体にわたって閉塞することができ、施工時間が短くて済み、簡便な工程により目地部91の閉塞施工を実施できる。また、一箇所の目地部91を水平方向に離れた複数箇所で充填体10により閉塞できるので、目地部91の閉塞が確実となる
【0049】
また、目地部91に充填体10を形成してから注入外管11内に充填材を充填し、注入外管11を目地部91内に残存させることにより、注入外管11の引き抜きは不要であり、また、充填体10による目地部91の閉塞状態を確実に維持できる。
【0050】
以上のように本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で各種の変形が可能である。たとえば、
図9,
図10において、注入外管11の下端部分11fを注入外管の構成とし、基礎マウンドM内の穴M2においても目地部91と同様に充填体30を形成するようにしてもよい。
【0051】
また、
図2では、一箇所の目地部91において5つの充填体10を形成したが、本発明は、これに限定されず、充填体10の数を、ケーソンの寸法等に応じて適宜変更可能であることはもちろんである。
【0052】
また、
図10では、1つの充填体10は、4つの個々の充填体30から構成されるが、本発明は、これに限定されず、ケーソンの高さ等に応じて適宜変更可能であり、各充填体30の長さに応じて、各注入外管(短管)の長さや本数を設定する。
【0053】
また、
図5,
図6の注入管21のパッカー部23,24の間隔は、各注入外管(短管)の長さに応じて適宜変更可能である。また、注入管21の注入ホース管22は、2つの管の並列構造としたが、これに限定されず、二重管構造としてもよい。