(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記複数組のグラウンドアンカーは、定着深度が互いにオーバーラップしないように当該定着深度を段階的に異ならせてあることを特徴とする請求項2または3に記載のケーソンの施工方法。
前記ケーソン躯体の圧入・沈設と、前記ケーソン躯体の上部への躯体セグメントの継ぎ足し、および前記ケーソン躯体内部の掘削・排土と、をそれぞれ繰り返すことで必要深度のケーソンを構築することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載のケーソンの施工方法。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、特許文献1に代表されるような従来の技術では、地中への定着部となるグラウンドアンカーの位置としては、ケーソン躯体の圧入・沈設に伴う掘削が及ばない深度位置として、一般的には構築しようとするケーソン躯体の最大深度よりも深い位置(刃口部よりも深い位置)とする必要があることから、大深度ケーソンの場合にはグラウンドアンカーそのものの施工深度に限界があり、アンカーの施工性の面でなおも改善の余地を残している。
【0005】
ここで、地中に定着させるグラウンドアンカーの位置として、一般的にケーソン躯体の最大深度よりも深い位置(刃口部よりも深い位置)としているのは、ケーソン躯体が沈下する際にそのケーソン躯体周辺の地盤を乱すため、所定の耐力を確保できないためである。
【0006】
そこで、本発明者等がケーソン沈設時の周辺地盤の変位測定を実施した結果、ケーソン躯体の刃口部が通過した際には周辺地盤は側方に変位するが、その後は大きな変位がみられないことが確認できた。また、ケーソン躯体の姿勢が安定しない初期の圧入・沈設段階を過ぎてしまうと、周辺地盤の変位も非常に小さいものであることが確認できた。
【0007】
本発明は上記のような課題および知見に着目してなされたものであり、とりわけグラウンドアンカーの施工深度に依存せずに、グラウンドアンカーの施工深度が浅くても必要な地盤反力を得ることができるように考慮されたケーソンの施工方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明は、ケーソン躯体が圧入・沈設される領域の外側で
グリップジャッキに接続されるグラウンドアンカーを地中に定着させ、前記グラウンドアンカーに反力をとりながら、圧入装置により前記ケーソン躯体に押し込み力を加えてそのケーソン躯体を地中に圧入・沈設するケーソンの施工方法である。その上で、前記ケーソン躯体の最終的な圧入・沈設深度よりも浅い位置に定着深度が異なる複数のグラウンドアンカーを定着させ、前記ケーソン躯体の刃口部が少なくともいずれか一つのグラウンドアンカーの定着深度領域にあるときには、
この定着深度領域にあるグラウンドアンカーと前記グリップジャッキとの接続を解除して、前記定着深度領域にない残された他のグラウンドアンカーを前記グリップジャッキに接続することにより、当該定着深度領域にない残された他のグラウンドアンカーに反力を取りながら前記ケーソン躯体を地中に圧入・沈設するようにしたものである。
【0009】
より望ましい形態としては、前記ケーソン躯体の最終的な圧入・沈設深度よりも浅い位置に定着深度が異なる複数組のグラウンドアンカーを定着させ、前記ケーソン躯体の刃口部がいずれか一組のグラウンドアンカーの定着深度領域にあるときには、
この定着深度領域にあるグラウンドアンカーと前記グリップジャッキとの接続を解除して、前記定着深度領域にない少なくとも他の一組のグラウンドアンカーを前記グリップジャッキに接続することにより、当該定着深度領域にない少なくとも他の一組のグラウンドアンカーに反力を取りながら前記ケーソン躯体を地中に圧入・沈設するものとする。
【0010】
別の態様としては、前記定着深度が異なる三組以上のグラウンドアンカーを定着させ、前記ケーソン躯体の刃口部がいずれか一組のグラウンドアンカーの定着深度領域にあるときには、
この定着深度領域にある一組のグラウンドアンカーと前記グリップジャッキとの接続を解除して、前記定着深度領域にない他の複数組のグラウンドアンカーを前記グリップジャッキに接続することにより、当該定着深度領域にない他の複数組のグラウンドアンカーに反力を取りながら前記ケーソン躯体を地中に圧入・沈設することが好ましい。
【0011】
また、前記複数組のグラウンドアンカーは、定着深度が互いにオーバーラップしないように当該定着深度を段階的に異ならせてあることが好ましい。
【0012】
さらに、前記ケーソン躯体の圧入・沈設と、前記ケーソン躯体の上部への躯体セグメントの継ぎ足し、および前記ケーソン躯体内部の掘削・排土と、をそれぞれ繰り返すことで必要深度のケーソンを構築することが好ましい。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、グラウンドアンカーの定着深度に左右されずに必要深度のケーソンの構築が可能となるほか、グラウンドアンカーのための削孔深さが浅くて済むことで、小型の削孔機械で対応することができ、工費の削減が図れると共に、施工ヤードも縮小化できる利点がある。
【発明を実施するための形態】
【0015】
図1,2は本発明に係るケーソンの施工方法を実施するためのより具体的な第1の形態を示していて、特に
図1は施工途中のケーソンの断面説明図を、
図2は
図1の平面説明図をそれぞれ示している。
【0016】
ここでは、円形を円周方向でn等分してなる1/n円形の鋼鉄(鋼板)製のセグメントピースPsを地上にて円形の環状セグメントSに組み立て、その環状セグメントSを一段ずつ深さ方向に継ぎ足しながら順次圧入・沈設することでケーソン躯体1を構築する場合の例を示している。
【0017】
そして、特に
図1の右半部と左半部とでは互いに異なる状態を示している。
図1の右半部では、円形の環状セグメントSを深さ方向に複数段にわたって継ぎ足したケーソン躯体1を地中に圧入・沈設した後に、そのケーソン躯体1の最上段に次の環状セグメントSを継ぎ足すべく積み上げた状態を示している。これに対して、
図1の左半部では、次のステップとして、右半部で継ぎ足した環状セグメントSを含むケーソン躯体1全体を地中に圧入・沈設した直後の状態を示している。
【0018】
図1,2において、1は地中への圧入・沈設による構築途中のケーソン躯体、2は地面G側に設置された圧入・沈設装置、3は
図2に示したクローラクレーン30のジブに吊り下げ支持されているバケット系掘削機としてのクラムシェルバケットである。また、10a,10bは後述するようにケーソン躯体1の圧入・沈設に先立って、ケーソン躯体1が構築されるべき領域の周りに埋設されて定着固定される二組のグラウンドアンカーである。
【0019】
圧入・沈設装置2は、平面視にてケーソン躯体1が構築されるべき領域を取り囲むように四箇所に立設された例えば略角柱状のポスト部5と、これらの四つのポスト部5に掛け渡されて平面視にて略井桁状をなす足場を兼ねた圧入桁部材6と、圧入桁部材6上においてポスト部5に近接する四箇所に立設された圧入装置としてのグリップジャッキ(油圧式圧入ジャッキ)7と、圧入桁部材6の下面側に設けられてケーソン躯体1の直径に対応する中間桁部材8と、から構成されている。圧入桁部材6は四つのポスト部5に昇降可能に案内・支持されており、後述するように複数のグリップジャッキ7の圧下力または牽引上昇力を受けてその昇降動作が可能となっている。
【0020】
なお、グリップジャッキ7は、センターシャフト7aと、そのセンターシャフト7aとともに油圧シリンダ機構を形成している複合筒構造のケーシングチューブ7bと、そのケーシングチューブ7bに内蔵された油圧式のグリップ機構等にて構成されている。そして、グリップジャッキ7は、油圧によりセンターシャフト7aをグリップ(クラップ)した状態でケーシングチューブ7bを伸長動作させることで圧下力を発生するものである。また、グリップ機構にてセンターシャフト7aをグリップし直すことで複数段にわたって圧下力を発生することが可能である。このグリップジャッキ7は公知の構造のものである。
【0021】
ケーソン躯体1が構築される領域の周囲には、予め先に述べた二組のグラウンドアンカー10a,10bが地中深く埋設されて定着固定される。二組のグラウンドアンカー10a,10bは、例えばケーソン躯体1が構築される領域の平面視にてケーソン躯体1を取り囲む四箇所にそれぞれ定着固定される四つのものが一組とされている。すなわち、二組のグラウンドアンカー10a,10bは、平面視にて
図2に示したグリップジャッキ7の位置に近接した位置に配置される。
【0022】
これらの二組のグラウンドアンカー10a,10bは例えば周面摩擦型と称されるタイプのものであり、ケーソン躯体1の最終的な圧入・沈設深度(ケーソン躯体1の最終的な構築深度)よりも浅い位置に埋設されて定着固定される。そして、二組のグラウンドアンカー10a,10b同士が深さ方向で互いにオーバーラップすることがないように、互いに定着深度を異ならせて配置してある。
【0023】
二組のグラウンドアンカー10a,10bのそれぞれには例えばアンカー鋼棒等の緊張部材9が接続されている。各緊張部材9の上端部は、アンカーカプラー11を介して対応するグリップジャッキ7のセンターシャフト7aに脱着可能に連結される。なお、
図1の左半部では、定着深度の深いグラウンドアンカー10bが緊張部材9を介してグリップジャッキ7のセンターシャフト7aに連結されている状態を示し、同図の右半部では、定着深度の浅いグラウンドアンカー10aが緊張部材9を介してグリップジャッキ7のセンターシャフト7aに連結されている状態を示している。
【0024】
本実施の形態では、各グリップジャッキ7ごとに、定着深度の異なる二組のグラウンドアンカー10a,10bに接続されている二本の緊張部材9が対応している。そして、それら二本の緊張部材9を選択的または同時にアンカーカプラー11を介してグリップジャッキ7に接続することが可能となっている。その上で、後述するように、ケーソン躯体1の圧入・沈設深度に応じて、定着深度の異なる二組のグラウンドアンカー10a,10
bを使い分けるようになっている。
【0025】
なお、二組のグラウンドアンカー10a,10bは、削孔機械を用いた上でグラウト等を併用した公知のグラウンドアンカー工法によって施工される。また、グラウンドアンカーには、先に例示した摩擦型アンカー以外に、KTBアンカーに代表される支圧(圧縮)型アンカーや、複合型アンカー等があるので、摩擦型アンカーに限らずいずれの方式のものを用いても良い。
【0026】
ケーソン躯体1は、先にも述べたように、例えば1/n円形の鋼鉄(鋼板)製のセグメントピースPsを単位要素として複数のセグメントピースPs,Ps同士を地上にて組み合わせて環状セグメント(躯体セグメント)Sとして組み立てる。この組み立て後の環状セグメントSを既設ケーソン躯体1の最上段に継ぎ足すように載置した上で、グリップジャッキ7の圧下沈設力により地中に圧入・沈設し、こうして環状セグメントSを必要数だけ積み上げることでケーソン躯体1が構築される。
【0027】
グリップジャッキ7によるケーソン躯体1の圧入・沈設に際しては、各グリップジャッキ7のセンターシャフト7aに対してケーシングチューブ7bを下方に伸長動作させると、緊張部材9を介してグリップジャッキ7のセンターシャフト7aとグラウンドアンカー10aまたは10bとの間に引っ張り力がはたらくことになる。その反力が圧入・沈設力として圧入桁部材6と中間桁部材8とを介してケーソン躯体1に伝達され、その結果としてケーソン躯体1が徐々に圧入・沈設されることになる。
【0028】
すなわち、ケーソン躯体1の構築に先立って、グラウンドアンカー10aまたは10bを緊張部材9とアンカーカプラー11とを介して各グリップジャッキ7のセンターシャフト7aに機械的に接続することで、先に述べたようにグラウンドアンカー10a,10bはケーソン躯体1を圧入沈設する際の反力受けとして機能することになる。
【0029】
このようなグリップジャッキ7によるケーソン躯体1の圧入・沈設と、ケーソン躯体1となるべき環状セグメントSの組み立てと継ぎ足し、さらにはクラムシェルバケット3によるケーソン躯体1の内底部(底盤部)の掘削・排土(いわゆる床掘り)とを繰り返す。その結果として、
図1に示すように最終的には立て坑として機能することになる所定深度のケーソン躯体1が構築されることになる。なお、
図1の符号Qは地下水レベルを示している。
【0030】
ここで、
図1に示したようなケーソンの構築に際して、ケーソン躯体1の圧入・沈設深度に応じて、二組のグラウンドアンカー10a,10bを使い分けるものとする。ケーソン躯体1の圧入・沈設の初期段階において、ケーソン躯体1の最深部である先端の刃口部1aが定着深度の浅い一組のグラウンドアンカー10aの深度領域を通過し終わるまでは、
図1の左半部に示すように、定着深度の深い一組のグラウンドアンカー10bを対応するグリップジャッキ7にそれぞれ接続して、この定着深度の深い一組のグラウンドアンカー10bを使って地盤反力を取るものとする。
【0031】
また、ケーソン躯体1の圧入・沈設の進行に伴い、ケーソン躯体1の刃口部1aが定着深度の深い一組のグラウンドアンカー10bの深度領域に到達したならば、その時点で反力受けとして使用するグラウンドアンカーを切り換えるものとする。具体的には、ケーソン躯体1の刃口部1aが定着深度の深い一組のグラウンドアンカー10bの深度領域に到達した以降は、その定着深度の深い一組のグラウンドアンカー10bに代えて、
図1の右半部に示すように、定着深度の浅い一組のグラウンドアンカー10aを各グリップジャッキ7に接続し直して、この定着深度の浅い一組のグラウンドアンカー10aを使って地盤反力を取るものとする。
【0032】
さらなるケーソン躯体1の圧入・沈設の進行に伴い、ケーソン躯体1の刃口部1aが定着深度の深い一組のグラウンドアンカー10bの深度領域を超えたならば、以降は一組のグラウンドアンカー10aまたは10bを使って、あるいは二組のグラウンドアンカー10a,10bを併用することで、地盤反力を取るものとする。なお、二組のグラウンドアンカー10a,10bに付帯する二本の緊張部材9を同時にアンカーカプラー11を介してグリップジャッキ7に接続可能であることは先に述べた通りである。
【0033】
このように、ケーソン躯体1の圧入・沈設深度に応じて、二組のグラウンドアンカー10a,10bを選択的に使い分けたり、あるいは二組のグラウンドアンカー10a,10bを同時使用することで、グラウンドアンカー10a,10bの定着深度に左右されずに必要深度のケーソンの構築が可能となる。また、それぞれのグラウンドアンカー10a,10bの定着のための削孔深さが浅くて済むことで、小型の削孔機械で対応することができるようになり、工費の削減が図れると共に、施工ヤードも縮小化できることになる。
【0034】
ここで、それぞれのグラウンドアンカー10a,10bと周辺地盤との相対変位を抑制して必要な耐力を確保する上では、ベントナイト等の注入による周辺影響防止工(周辺摩擦抵抗低減工あるいは沈下促進工とも称される。)を併用することが望ましい。
【0035】
なお、上記実施の形態では、四つを一組とした二組のグラウンドアンカー10a,10bを使用した場合の例を示しているが、グリップジャッキ7の数の増減と併せて、一組のグラウンドアンカー10a,10bの数も適宜増減可能である。また、複数個で一組のグラウンドアンカー10aまたは10bのなかに定着深度が異なるものが含まれていても良いし、個々にグラウンドアンカーの定着深度が異なっていても良い。さらに、例えば複数個で一組のグラウンドアンカー10aまたは10bのみを使用するものとし、それぞれのグラウンドアンカー10aまたは10bのなかに定着深度が異なるものが含まれていても良いし、個々にグラウンドアンカーの定着深度が異なっていても良い。
【0036】
さらにまた、上記実施の形態では、先にも述べたように、1/n円形の鋼鉄(鋼板)製のセグメントピースPsを単位要素として複数のセグメントピースPs,Ps同士を組み合わせて組み立てた環状セグメントSを用いる場合の例を示しているが、1/n円形のセグメントピースPsが鉄筋コンクリート(RC)製のものでも良く、さらには環状セグメントSそのものが一体化された鉄筋コンクリート製のものであっても良い。
【0037】
図3は本発明に係るケーソンの施工方法を実施するための第2の形態を示していて、先に説明した
図1と共通する部分には同一符号を付して重複する説明は省略するものとする。
【0038】
図3に示す第2の実施の形態では、構築すべきケーソン躯体1の周りであって且つケーソン躯体1の最終的な構築深度よりも浅い位置に、定着深度の異なる三組のグラウンドアンカー10a,10b,10cを配置したものである。なお、それぞれのグラウンドアンカー10a,10b,10cが深さ方向で互いにオーバーラップしないように考慮されていることは、
図1に示した第1の形態と同様である。
【0039】
そして、ケーソン躯体1の圧入・沈設の初期段階において、ケーソン躯体1の最深部である先端の刃口部1aが定着深度が最も浅い一組のグラウンドアンカー10aの深度領域を通過し終わるまでは、定着深度が中間深さの一組のグラウンドアンカー10bと定着深度が最も深い一組のグラウンドアンカー10cとをそれぞれ対応するグリップジャッキ7に接続して、これら二組のグラウンドアンカー10b,10cを使って地盤反力を取るものとする。
【0040】
また、ケーソン躯体1の圧入・沈設の進行に伴い、ケーソン躯体1の刃口部1aが定着深度が中間深さの一組のグラウンドアンカー10bの深度領域に到達したならば、その時点で反力受けとして使用するグラウンドアンカーを切り換えるものとする。具体的には、ケーソン躯体1の刃口部1aが定着深度が中間深さのグラウンドアンカー10bの深度領域に到達した以降は、それまでの二組のグラウンドアンカー10b,10cに代えて、定着深度が最も浅い一組のグラウンドアンカー10aと定着深度が最も深い一組のグラウンドアンカー10cとを対応するグリップジャッキ7に接続し直して、これらの二組のグラウンドアンカー10a,10cを使って地盤反力を取るものとする。
【0041】
さらなるケーソン躯体1の圧入・沈設の進行に伴い、ケーソン躯体1の刃口部1aが定着深度が最も深い一組のグラウンドアンカー10cの深度領域に到達したならば、その時点で反力受けとして使用するグラウンドアンカーを切り換えるものとする。具体的には、ケーソン躯体1の刃口部1aが定着深度が最も深い一組のグラウンドアンカー10cの深度領域に到達した以降は、それまでの二組のグラウンドアンカー10a,10cに代えて、定着深度が最も浅い一組のグラウンドアンカー10aと定着深度が中間深さの一組のグラウンドアンカー10bとを対応するグリップジャッキ7に接続し直して、これらの二組のグラウンドアンカー10aと10bを使って地盤反力を取るものとする。
【0042】
その後、一層のケーソン躯体1の圧入・沈設の進行に伴い、ケーソン躯体1の刃口部1aが定着深度が最も深い一組のグラウンドアンカー10cの深度領域を超えたならば、以降は従前のまま二組のグラウンドアンカー10a,10bを併用して、あるいは他の二組のグラウンドアンカー10a,10cまたは10b,10cを併用することで、地盤反力を取るものとする。
【0043】
このように、本実施の形態によれば、ケーソン躯体1の圧入・沈設深度に応じて定着深度の異なる三組のグラウンドアンカー10a,10b,10cを使い分けることで、各組のグラウンドアンカー10a,10b,10cの定着深度に左右されずに必要深度のケーソンの構築が可能となる。よって、この第2の実施の形態においても、先の第1の実施の形態と全く同様の効果が得られることになる。
【0044】
なお、上記第2の実施の形態では、定着深度の異なる三組のグラウンドアンカー10a,10b,10cを使い分ける場合を例にとって説明したが、ケーソン躯体1の構築深度によっては、三組以上のグラウンドアンカーを使い分けることも可能であることは言うまでもない。