JPH03125722A - ケーソン沈下工法およびそのための浚渫装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、陸上または河川や海洋などにおいて、基礎
となるケーソンを、所定の深さまで掘削し沈下着定させ
るためのケーソン沈下工法及びそのための浚渫装置に関
し、ケーソンを水に浮上させながらその下側を浚渫する
と同時にケーソンを随時積み上げながら沈下するように
し、作業の能率向上と安全性向上とを図るようにしたも
のである。

［従来の技術Ｊ 近年、陸上における建築地下工事や河川あるいは海洋な
どにおける基礎工事などにケーソンが用いられることも
多く、工期の短縮や工費の低減を図っている。

このようなケーソン工法の一つにオープンケーソン工法
があり、大都市の土地の立体的な利用のためなどの建築
地下工事にも利用されている。

このオープンケーソン工法は、例えば第８図（ａ）に示
すように、地上に構築されたケーソン１の底部分を油圧
ジヤツキ２などで支持する一方で、ケーソン１の下側部
分の土砂をケーソン１の内部で掘削用土木機械３を用い
て掘削しながら、ケーソン１自体の自重を利用して沈下
させるようにし、所定深さまでケーソン１を沈下させた
ところで着定するようにするものである。

また、オープンケーソン工法の一つである二二−マチッ
クケーソン工法にあっては、第８図（ｂ）に示すように
、ケーソン１の下側に気密室４を形成して圧縮空気を送
り、地下水などを排除しながらこの気密室４部分の土砂
をケーソンショベル５などで掘削し、ケーソン１を所定
の深さまで沈下させて着定するようにしている。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、いずれのオープンケーソン工法においても、
ケーソン１の下側での掘削用土木機械３またはケーソン
ショベル５による掘削作業のため作業者がこれら機械を
狭い場所で操作する必要があり、作業に危険が伴うとい
う問題がある。

また、ケーソン１の自重の支持を油圧ジヤツキ２などで
行っているため、掘削の状態や油圧ジヤツキ２の操作に
よって、ケーソン１の沈下時に、不同沈下が生じたり、
急激沈下が生じる恐れがあり、これらの対策が必要とな
るという問題がある。

この発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされた
もので、ケーソンを水に浮かべた状態とすることで、不
同沈下や急激沈下を防止できるとともに、掘削操作もケ
ーソン上から遠隔操作により安全に行うことができるケ
ーソン沈下工法およびそのための浚渫装置を提供しよう
とするものである。

［課題を解決するための手段］ 上記従来技術が有する課題を解決するため、この発明の
ケーソン沈下工法は、地盤を掘削しケーソンを所定深さ
まで沈下着定させるに際し、ケーソンの初期沈下部分の
沈下に必要な空間を掘込んだ後、ケーソンの初期沈下部
分を設置または打設し、このケーソンの外側下端部に浮
上用の浮体枠を装着したのち前記空間内に水を張ること
によってケーソンを浮上させ、前記浮体枠に支持されケ
ーソン底面に沿って移動する浚渫装置を装着したのち、
ケーソン下部を浚渫しながらケーソン上に次段のケーソ
ンを積み上げるかまたは打設していき、所定深さに達し
たところで前記浮体枠及び浚渫装置を浮力の調節により
取り外しケーソンを着定するようにしたことを特徴とす
るものである。

また、この発明のケーソン沈下工法のための浚渫装置は
、ケーソンの初期沈下部分の外側下端部に設けられケー
ソンを沈下用の空間内の水に浮上させる浮体枠と、この
浮体枠以下の大きさにしてケーソンの初期沈下部分の下
部に設けられ水中での位置を調整可能かつ前記浮体枠の
角部に支持されケーソン下面に沿って旋回移動可能な移
動枠と、この移動枠に設けられケーソン下部を浚渫し得
る浚渫機構とからなることを特徴とするものである。

［作　用］ このケーソン沈下工法によれば、ケーソンの初期沈下部
分を沈めるための空間（穴）を掘削した後、ケーソンの
初期沈下部分を設置してから、このケーソンの周囲に浮
体枠を装着して初期空間内に水を張ってケーソンを浮か
べるようにし、ケーソンの下側に取付けた浚渫装置を用
いて空間（穴）を徐々に深く浚渫すると同時にケーソン
を次々に積み重ねるように建造しており、ケーソンの下
側に作業者が入らずしてケーソンの沈下着定ができると
ともに、水に浮かんだ状態のケーソンのバランスを取る
ことで不同沈下や急速沈下などを防止するようにしてい
る。

また、この発明のケーソン沈下工法のための浚渫装置に
よれば、ケーソンの外側下端部に取付けられる浮体枠に
よってケーソンを水に浮かべるようにし、この浮体枠の
１辺以下の大きさく同一もしくは小さい）で構成した移
動枠をこの浮体枠の角部に支持してケーソンの下面に沿
って旋回できるとともに浮力によって水中での位置を調
整できるようにし、この移動枠に浚渫機構を設けるよう
にしているので、移動枠の移動によってケーソンの下側
の浚渫を行うことができ、この浚渫と並行してケーソン
を積み上げるように建造してケーソンの沈下着定ができ
る。

また、浚渫機構及び移動枠を浮体枠の下側に位置させる
ようにすれば、浮体枠とともに、浚渫機構及び移動枠を
浮力調節を行うことでケーソンの下側から簡単に取り外
し回収することができる。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例を図面に基づき詳細に説明す
る。

第１図及び第２図はこの発明のケーソン沈下工法のため
の浚渫装置の一実施例にかかる正面図及び平面図であり
、第３図〜第６図はそれぞれ各部の詳細図である。

このケーソン沈下工法のための浚渫装置（以下、単に浚
渫装置とする）１０は、第１図に示すように、ケーソン
１を水に浮かべるとともに、ケーソンの下側で沈下着定
用の空間（孔）を浚渫するためのものであり、作業終了
後は回収して次の作業に使用できるものである。

この浚渫装置１０は、初期沈下部分となるケーソン１の
下部外側部に取付けられてケーソン１を水に浮かべるた
めの浮体枠１１を備えている。

この浮体枠１１は、立方体状のケーソン１の外周に対応
した矩形の枠状に形成されており、横断面も矩形としで
ある。この浮体枠１１の角部ニは、垂直方向にスパッド
１２を装着するための支持孔１３が形成されている。

このような浮体枠１１をケーソン１に取付けて浮力を作
用させるため、ケーソン１の外側下部に、第３図に示す
ように、垂直軸回りに回動する浮体枠支持金物１４が複
数取付けである。

したがって、これら浮体枠支持金物１４を浮体枠１１よ
り上側でケーソン１と直角に突き出すように回動するこ
とで、浮体枠１１の上面とこれら浮体枠支持金物１４と
が当接し、浮力がケーソン１に伝達できる。

一方、これら浮体枠支持金物１４をケーソン１の側面に
当てるように収納すると、浮体枠１１とケーソン１が干
渉せず、浮力が作用しないだけでなく、浮体枠１１とケ
ーソン１が独立した状態となって浮体枠１１内への空気
の出し入れによる浮力調節によりケーソン１の側面に沿
って浮体枠１１を移動浮上させることも可能となる。

このような浮体枠１１の下側には、浮体枠１１の一辺と
同一の大きさの移動枠１５が配置される。

この移動枠１５は、第１図及び第４図（ｂ）に示すよう
に、その断面外形が矩形とされ下側が開口した気密中空
のＣ形状となっており、中空部への注排水によって水中
における浮力（浮き上がり力）を調整できるようになっ
ている。また、この移動枠１５の両端部には、浮体枠１
１の支持孔１３の位置に対応して旋回支持孔１６が形成
してあり、第４図（ａ）に示すように、ケーソン１の支
持孔１３の１つと旋回支持孔１６の一つにスパッド１２
が挿通される。さらに、移動枠１５には、第４図（ａ）
に示すように、その上面にローラ１７が取付ケられ、ス
パッド１２を中心にケーソン１の下面にローラ１７を沿
わせて旋回できるようになっている。また、移動枠１５
とケーソン１との旋回中心を、スパッド１２を２回移動
することで、ケーソン１の対角位置の支持孔１６に変え
ることができ、この状態での移動枠１５の旋回を組合わ
せるようにすれば、第２図及び第７図（ｄ）に示すよう
に、ケーソン１の下面に浮力で吸い付くようにしながら
全体に移動枠１５を旋回移動することができる。

このような移動枠１５には、ケーソン１の下側を浚渫し
て沈下着定用の孔を深くする浚渫機構１８が装着される
。

この浚渫機構１８は、第１図及び第４図に示すように、
移動枠１５のＣ形状の内側を往復動する走行体１９を備
えており、横断面の４隅に走行ローラ２０が取付けられ
ている。

この走行体１９には、その一端部に垂直軸回りに回動す
るブラケツト２１が取付けられ、このブラケット２１の
先端部に水平軸回りに回動する浚渫アーム２２が取付け
られている。

この浚渫アーム２２の先端部に浚渫用のカッター２３が
取付けられており、図示しない駆動機構で回転駆動され
るようになっている。

このような走行体１９の往復動、浚渫アーム２２の垂直
軸回り及び水平軸回りの回動、移動枠１５の旋回は、ワ
イヤ及び油圧シリンダによって遠隔操作されるようにな
っており、例えば浚渫アーム２２の水平軸回りの回動の
場合は、第４図（ａ）及び（Ｃ）に示すように、浚渫ア
ーム２２の片側に張り出し、アームを介して設けた油圧
シリンダ２４が連結されるとともに、浚渫アーム２２の
垂直軸回りの回動の場合は、第４図（ａ）に示すように
、浚渫アーム２２の上に油圧シリンダ２５が連結されて
おり、さらに、移動枠１５の旋回の場合は、第５図に示
すように、移動枠１５にワイヤ２６が固定金物２７で固
定されている。

これら油圧シリンダ２４．２５及びワイヤ２６はそれぞ
れケーソン１の上部から、遠隔操作されるが、例えば移
動枠１５の旋回用ワイヤ２６は、固定プーリ２８を介し
てケーソン１の上部の図示しないスイングウィンチに連
結されている。

また、浚渫アーム２２の内部に浚渫土排送管２９の先端
部が配管されるとともに、中間部には、第６図に示すフ
ロート３０によってケーソン１下面に浮力により沿うよ
うになっており、スパッド１２部分からケーソン上部を
通って地上に導かれている。

次に、このように構成された浚渫装置１０の動作ととも
に、ケーソンの沈下工法について、第７図に示す工程図
により説明する。

■　ケーソン１を沈下着定すべき部分の周囲に矢板３１
を打ち込んで掘削による土止めや水止めを行った後、ケ
ーソン１の初期沈下に必要な空間３２の部分を掘削する
（第７図（ａ）参照）。

■　こうしてケーソン１の初期沈下部分に対応する浅い
空間３２が掘削された後、第７図（ｂ）に示すように、
この空間３２内に多数の初期盤木３３を配置してケーソ
ン１の最下部（初期沈下部分）を打設建造する。

また、初期盤木３３上に移動枠１５及び浚渫機構１８を
設置するとともに、ケーソン１の外側部に浮体枠１１を
装着し、浮体枠１１の支持孔１３と移動枠１５６の旋回
支持孔１６の１つにスパッド１２を挿通しておく。

■　この後、空間３２内に注水する。

この時、浮体枠支持金物１４をケーソン１から突き出す
ようにして浮体枠１１の浮力とケーソン１自体の浮力に
よって水上に浮上させる。さらに、浚渫機構１８が装着
された移動枠１５の中空部への注水または圧縮空気の送
給により浮力を調整して移動枠１５のローラ１７がケー
ソン１の下面に当接するようにセットする。

■　さらに、浚渫に必要な操作用のワイヤ２６や浚渫土
排送管２９あるいは他の必要なケーブル、例えば油圧ホ
ースまたは電カケープルなどを装着した後、初期盤木３
３を取り除き、浚渫を開始する。

この浚渫は、移動枠１５内をその軸方向に走行体１９を
往復動させるとともに、移動枠１５自体をその一端部の
スパッド１２を中心に旋回させるとともに、浚渫アーム
２２を上下左右に動かすように油圧シリンダ２４．２５
及びワイヤ２６を操作して、第７図（ｄ）に示すように
１／４円形部分の空間３２底部分の浚渫を行う。

この部分の浚渫が完了した後、移動枠１５の他端部の旋
回支持孔１６を浮体枠１１の他の支持孔１３とを合致さ
せてスパッド１２を挿通した後、今までの旋回中心とな
っていたスパッド１２を抜き、新たなスパッド１２を中
心に９０度旋回した後再びスパッド１２を入れ、対角位
置を旋回中心として浚渫を繰り返す。

こうして浚渫を行うのと平行してケーソン１の上に次段
のケーソンの積上げ打設を行い、ケーソン１を徐々に沈
める。

このケーソン１の打設に当たっては、ケーソン１が多少
傾斜することがあるが、この場合、浮体枠１１内の空気
を注入または排出することによって簡単にバランスを保
って水平に沈下させることができる。

■　このような浚渫とケーソンの打設を繰り返して、所
定の深さまで浚渫したところで、浮体枠１１及び移動枠
１５に注水してわずかに沈め、浮体枠支持金物１４を収
納状態としてから浮体枠１１及び移動枠１５に再び圧縮
空気などを送って浮上させ、これらを撤去する。

■　そして、最後にケーソン１の設置基盤工事を施工し
てからケーソンを沈下着定させ、この後、ケーソン１の
周囲の埋め戻し作業を行って全ての作業が完了する。

以上のように、このケーソン沈下工法及びそのための浚
渫装置１０には、次のような特徴がある。

■　浚渫に必要な浚渫機構１８等を浮体枠１１とともに
、ケーソン１の外側下部に装備し、浚渫完了後に浮力を
利用して容易に回収撤去することができ、次の作業に利
用することができる。

■　従来のオーブンケーソン工法は、ケーソンの下部の
狭い場所に作業者が入って掘削作業を行っていたが、こ
の工法によれば、全てケーソン１上から遠隔操作で作業
を行うことができ、作業が非常に安全である。

■　従来工法では、ケーソンの水平沈下を行うことが難
しく、複雑な装置を付設する必要があったか、この工法
では、浮体枠１１を用いてケーソン１を水に浮かべた状
態とするので、バラストの調整で簡単に水平沈下ができ
る。

■　ケーソン１の建造と地盤の浚渫作業とを同時に進行
させることが可能であり、作業能率の向上を図ることが
できるとともに、水に浮かべているので、不同沈下や急
激沈下などの心配がなく安全である。

なお、上記実施例では、陸上の建造物地下沈設ケーソン
に適用した場合で説明したが、海中での橋脚ケーソンや
他の基礎工事などにもこの工法を適用することができる
。

また、この発明の要旨を逸脱しない範囲で各構成要素を
変更しても良いことは言うまでもない。

［発明の効果］ 以上、一実施例とともに具体的に説明したようにこの発
明のケーソン沈下工法によれば、ケーソンの初期沈下部
分を沈めるための空間（穴）を掘削した後、ケーソンの
初期沈下部分を設置し、このケーソンの周囲に浮体枠を
装着した後空間内に注水してケーソンを浮かべるように
し、ケーソンの下側に取付けた浚渫装置を用いて空間（
穴）を深く浚渫すると同時にケーソンを次々に積み重ね
るように建造しているので、ケーソンの下側に作業者が
入らずしてケーソンの沈下着定ができるとともに、水に
浮かんだ状態のケーソンのバランスを取ることで不同沈
下などを防止するこ′とができる。

また、この発明のケーソン沈下工法のための浚渫装置に
よれば、ケーソンの外側部に取付けられる浮体枠によっ
てケーソン自体を水に浮かべる際の補助浮体として活用
するようにし、この浮体枠の１辺以下の大きさ（同一も
しくは小さい）の移動枠をこの浮体の角部に支持してケ
ーソンの下面に沿って旋回できるとともに浮力によって
水中での位置を調整できるようにし、この移動枠に浚渫
機構を設けるようにしているので、移動枠の移動によっ
てケーソンの下側の浚渫を行うことができ、この浚渫と
並行してケーソンを積み上げるようにしてケーソンの沈
下着定ができる。

また、浚渫機構及び移動枠を浮体枠の下側に位置させる
ようにすれば、浮体枠とともに、浚渫機構及び移動枠を
ケーソンの下側から簡単に取り外し回収することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図はこの発明のケーソン沈下工法のため
の浚渫装置の一実施例にかかる正面図及び平面図であり
、第３図〜第６図はそれぞれこの発明のケーソン沈下工
法のための浚渫装置の一実施例にかかる各部の詳細図で
ある。 第７図はこの発明のケーソン沈下工法の一実施例にかか
る工程図である。 第８図はそれぞれ従来のオープンケーソン工法の説明図
である。 １：ケーソン、１０：浚渫装置、１１：浮体枠、１５：
移動枠、１８：浚渫機構、３２：空間。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）地盤を掘削しケーソンを所定深さまで沈下着定さ
   せるに際し、ケーソンの初期沈下部分の沈下に必要な空
   間を掘込んだ後、ケーソンの初期沈下部分を設置し、こ
   のケーソンの外側部に浮体枠を装着したのち前記の初期
   掘込空間内に水を張ることによりケーソンを浮上させ、
   前記浮体枠に支持されケーソン底面に沿って移動する浚
   渫装置を装着したのち、ケーソン下部を浚渫しながらケ
   ーソン上に次段のケーソンを積み上げていき、所定深さ
   に達したところで前記浮体枠及び浚渫装置を浮力の調節
   により取り外しケーソンを着定するようにしたことを特
   徴とするケーソン沈下工法。
2. （２）ケーソンの初期沈下部分の最下部外側部に設けら
   れケーソンを沈下用の空間内の水面上に浮上させる浮体
   枠と、この浮体枠以下の大きさにしてケーソンの初期沈
   下部分の下部に設けられ水中での位置を調整可能かつ前
   記浮体枠の角部に支持されケーソン下面に沿って旋回移
   動可能な移動枠と、この移動枠に設けられケーソン下部
   を浚渫し得る浚渫機構とからなることを特徴とするケー
   ソン沈下工法のための浚渫装置。