JPH05118043A - 刃口部分割によるケーソン沈設工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】Ｎ値の高い地盤においてもケーソン沈設の制御
を容易にする。 【構成】分割された複数の刃口５と、これら複数の刃口
５とジャッキ３１を介して固定された沈設躯体１２と、
該沈設躯体１２内に形成される空間２７に出入り可能に
配設され前記刃口５を振動させる振動機３０とを備え、
前記複数の刃口５を数組みのブロックに分割し、該ブロ
ック毎に順に刃口部の掘削および刃口の圧入を行う際
に、前記刃口を振動させながら沈設躯体を沈下させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、土木、建築における地
下躯体基礎構造に採用されるケーソン沈設工法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来のケーソン沈設工法の例として、オ
ープンケーソンの例を８図により説明する。（Ａ）図は
アースアンカー圧入方式を示し、地盤内に予めアースア
ンカー１を施工し、該アースアンカー１を沈設躯体２内
を通してジャッキ３で固定し、ジャッキ３を伸長させる
ことにより、アースアンカー１を反力として沈設躯体２
を沈設させる工法である。また、（Ｂ）図は載荷圧入方
式を示し、地盤内に予め支持杭４を施工し、該支持杭４
と沈設躯体２との間にジャッキ３を配設し、ジャッキ３
を伸長させることにより、支持杭４を反力として沈設躯
体２を沈設させる工法である。

【０００３】従来、特にオープンケーソン工法では、刃
口先端部の掘削が困難であり、オープンケーソンとニュ
ーマチックケーソンとの周面摩擦力が異なることでも分
かるように、先端支持力と周面摩擦力による沈下抵抗力
を区別することができず経験的に判断していた。ケーソ
ンの沈下量は自重の増加および揚圧力の減少等によるた
め、ケーソンの傾斜に対するコントロールは掘削方法に
より多少可能なだけである。そして、ケーソンの不等沈
下が生じた場合には、外側から根切り面内に土が入りこ
み底面が持ち上がるような破壊が生じるヒービング、ま
た、水頭圧により土粒子が動くボイリングが生じるとい
う問題を有している。

【０００４】しかしながら、上記従来のアースアンカー
圧入方式や載荷圧入方式のように、他の支持体を反力と
してケーソンを圧入する方法では、深い地盤を施工する
場合には仮設工事が大規模となり、また、沈設躯体構築
時の増加荷重に対する支持力の根拠がなく、沈下制御は
主に現場経験者の勘に頼っているため、急激な沈下等の
沈下制御が困難であり、安全対策面、工事工程面に問題
を有していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記問題を解決するた
めに、本発明者等は、特願昭６２−６３１８３号にて、
ケーソンの沈下制御を確実に行い、前記ヒービング或い
はボイリングを防止することができる刃口部分割による
ケーソン沈設工法を提案した。これを図５、図６及び図
７により説明する。

【０００６】図５は複数の刃口５の各ブロックを矩形状
に連結した状態を示している。この刃口５は、図６に示
すように、垂直の外ガイド板６に耐圧板７を水平に取付
固定し、該耐圧板７の下面と外ガイド板６にわたり複数
の下リブ９を固定すると共に、耐圧板７の上面に複数の
上リブ１０および内ガイド板１１を取付固定している。
沈設躯体１２は、刃口５の外ガイド板６及び内ガイド板
１１間に構築され、また、沈設躯体１２の下端には箱状
の空間１３が形成され、該空間１３内にジャッキ１５が
固定金具１６によりセットされている。

【０００７】図７により上記構成からなるケーソン工法
を説明すると、先ず、（ａ）図に示すように、刃口５の
耐圧板７より下部の外ガイド板６および下リブ９を地中
に埋め込み、図５に示すように、刃口５同士をボルトで
固定して矩形状の刃口部を形成する。次に（ｂ）図に示
すように、沈設躯体１２を構築しその下端に箱状の空間
１３を形成した後、（ｃ）図に示すように、空間１３内
にジャッキ１５をセットする。次いで、図５で示す刃口
５のブロックＡとＢ、Ｉ′の間およびＡ′とＩ、Ｂ′間
の固定用ボルトを外し、（ｄ）図に示すように、ブロッ
クＡおよびＡ′の下面を掘削した後、（ｅ）図に示すよ
うに、ブロックＡおよびＡ′におけるジャッキ１５に圧
力をかけて刃口５を同時に押し込む。次いで、ブロック
ＦとＦ′において同様な方法に従って下面を掘削した
後、ジャッキ１５に圧力をかけて刃口５を押し込み、以
下ブロックＢとＢ′、ＥとＥ′の順に、すなわち対称位
置の２箇所のブロックを同時に押し込むものである。そ
して、全ての刃口の押し込みが終了すると、（ｆ）図に
示すように、ジャッキ１５を縮めて沈設躯体１２を沈下
させ、以下（ｄ）〜（ｆ）の工程を繰り返し沈設躯体１
２を沈下させるものである。

【０００８】しかしながら、前記工法は、Ｎ値の高い地
盤においては、刃先の下を透かし堀りにしたり、ケーソ
ン周辺に泥水を注入したりして、沈下を促進させる方法
が一般的であるが、これらの方法では、予定の時期に沈
下を生じさせたり、所定の量で沈下を終息させたりする
ことが、極めて困難であった。

【０００９】本発明の課題は、上記刃口部分割によるケ
ーソン工法をさらに改良するものであって、Ｎ値の高い
地盤においてもケーソン沈設の制御を容易にすることを
目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】そのために本発明の刃口
部分割によるケーソン沈設工法は、分割された複数の刃
口５と、これら複数の刃口５とジャッキ１５を介して固
定された沈設躯体１２と、該沈設躯体１２内に形成され
る空間２７に出入り可能に配設され前記刃口５を振動さ
せる振動機３０とを備え、前記複数の刃口５を数組みの
ブロックに分割し、該ブロック毎に順に刃口部の掘削お
よび刃口の圧入を行う際に、前記刃口を振動させながら
沈設躯体を沈下させることを特徴とする。具体的には、
沈設躯体１２には、２本のガイドレール３２が固定さ
れ、ガイドレール３２の下部には２本の分岐レール３２
ａが傾斜して空間２７の内部に入り込む構造をなし、２
本の分岐レール３２ａは、垂直レール３２ｂに合流する
構造をなし、一方、振動機３０は昇降用ワイヤー３５に
より吊り下げられると共に、振動機３０の両側には、２
個づつの滑車３６が取付けられ、この滑車３６がガイド
レール３２の溝内を滑動するように構成されている。

【００１１】

【作用】本発明においては、図５に示すように、刃口５
のブロックＡとＢ、Ｉ′およびＡ′とＩ、Ｂ′間の固定
ボルトを外し、ブロックＡおよびＡ′の下面を掘削した
後、ブロックＡおよびＡ′におけるジャッキ１５に圧力
をかけて刃口５を同時に押し込み、次いで、ブロックＦ
とＦ′において同様に刃口を押し込み、以下ブロックＢ
とＢ′、ＥとＥ′の順に、すなわち対称位置の２箇所の
ブロックを同時に押し込み、全ての刃口の押し込みが終
了すると、ジャッキ１５を縮めて沈設躯体１２を沈下さ
せ、以下この工程を繰り返し沈設躯体１２を沈下させる
ものである。加えて、刃口５を押し込む際に、振動機３
０により刃口５を振動させることによって、地山との摩
擦力を減少させ刃口５の貫入や沈設躯体１２の沈設を容
易に行う。

【００１２】

【実施例】以下本発明の実施例を図面を参照しつつ説明
する。図１は本発明の刃口部分割によるケーソン沈設工
法における刃口部の１実施例を示す正面図、図２は図１
のＡ−Ａ線に沿い矢印方向から見た断面図、図３は図１
のＢ−Ｂ線に沿い矢印方向から見た断面図、図４は本発
明の作用を説明する図で図１のＣ−Ｃ線に沿い矢印方向
から見た断面図である。

【００１３】本発明においても図５で説明した分割され
た複数の刃口５の各ブロックを矩形状に連結する構造が
採用される。隣接する刃口５は刃口ガイド１９に沿って
上下方向に移動可能にされる。この刃口５は、垂直圧入
板２１と、傾斜圧入板２２と、水平支持板２３とにより
断面三角形状に形成され、垂直圧入板２１、傾斜圧入板
２２及び水平支持板２３間には多数の補強用リブ２５が
固定される。傾斜圧入板２２の上部は垂直部２２ａ（図
３）を構成しており、水平支持板２３の中央部には、垂
直部２２ａと垂直圧入板２１との間に振動付与板２６
（図１）が固定される。沈設躯体１２は、刃口５の垂直
圧入板２１と傾斜圧入板２２の垂直部２２ａ間に構築さ
れ、この際、沈設躯体１２の下端中央部には振動機用空
間２７が形成されると共に、沈設躯体１２の下端両側に
はジャッキ用空間２９が形成される。そして、振動機用
空間２７内に振動機３０がセットされ、沈設躯体１２と
水平支持板２３との間でジャッキ用空間２９内に圧入ジ
ャッキ１５がセットされる。図１及び図４により振動機
３０の配設構造について説明する。沈設躯体１２には、
垂直方向に２本のガイドレール３２が固定具３３により
固定されており、ガイドレール３２の下部には、２本の
分岐レール３２ａが傾斜して振動機用空間２７の内部に
入り込む構造をなし、２本の分岐レール３２ａは、垂直
レール３２ｂに合流する構造をなしている。一方、振動
機３０は昇降用ワイヤー３５により吊り下げられると共
に、振動機３０の両側には、２個づつの滑車３６が取付
けられ、この滑車３６がガイドレール３２の溝内を滑動
するように構成されている。従って、（Ａ）図の状態か
ら、昇降用ワイヤー３５をゆるめると、滑車３６は分岐
レール３２ａを経て垂直レール３２ｂに至り、振動機３
０のチャック部３０ａが振動付与板２６をつかむため、
振動機３０により刃口５へ振動を付与させることができ
る。このとき、２本の分岐レール３２ａが、垂直レール
３２ｂに合流する構造をなしているため、振動機３０の
チャック部３０ａは確実に振動付与板２６をつかむこと
ができる。

【００１４】上記構成からなるケーソン工法は、図７で
説明したのと同様であるが、圧入ジャッキ１５を伸長さ
せて刃口５を押し込む際に、振動機３０により刃口５を
振動させることによって、地山との摩擦力を減少させ刃
口５の貫入や沈設躯体１２の沈設を容易に行う。従っ
て、地盤が粘性の高い粘土或は締まった砂質土である場
合に特に有効である。

【００１５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ケ
ーソン刃口部分を分割し、刃口部分と躯体をジャッキで
接続することにより、沈下促進力である躯体の重量を一
部の刃口に集中させることができ、ケーソンの沈設の抑
止力になっている刃先地盤の極限支持状態を制御した状
態で崩すことができ、ケーソンの沈設を容易に制御する
ことができる。そして、その際、分割された刃口部を所
定の時期に振動させることにより、ケーソンのもう一つ
の抑止力である躯体と周辺地盤との摩擦力を制御された
状態で切ることができ、Ｎ値の高い地盤でもケーソンの
沈設制御がより容易にできる。

【００１６】さらに、分割された刃口部を振動させるた
め、従来の泥水を用いる方法のように泥水の回らない部
分は沈下しないという問題が解消され、また、躯体全体
を振動させる場合と比較して極めて小さいエネルギーで
振動させることができる。また、躯体の部分的な沈下を
発生させていくことができるため、躯体の不等沈下を抑
止することも容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の刃口部分割によるケーソン沈設工法に
おける刃口部の１実施例を示す正面図

【図２】図１のＡ−Ａ線に沿い矢印方向から見た断面図

【図３】図１のＢ−Ｂ線に沿い矢印方向から見た断面図

【図４】本発明の作用を説明する図で図１のＣ−Ｃ線に
沿い矢印方向から見た断面図

【図５】本発明が適用される刃口部分割構造を示す平面
図

【図６】図４における刃口部と沈設躯体との連結部の構
造を示す断面図

【図７】刃口部分割によるケーソン沈設工法を説明する
ための図

【図８】従来のケーソン沈設工法を示す断面図

【符号の説明】

５…刃口、１２…沈設躯体、１５…圧入ジャッキ、１９
…刃口ガイド ２１…垂直圧入板、２２…傾斜圧入板、２２ａ…垂直
部、２３…水平支持板 ２５…補強用リブ、２６…振動付与板、２７…振動機用
空間 ２９…ジャッキ用空間、３０…振動機、３０ａ…チャッ
ク部 ３２…ガイドレール、３２ａ…分岐レール、３２ｂ…垂
直レール ３３…固定具、３５…昇降用ワイヤー、３６…滑車。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 阿部洋三 東京都中央区京橋二丁目16番１号 清水建 設株式会社内 (72)発明者 宇野壽郎 東京都中央区京橋二丁目16番１号 清水建 設株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】分割された複数の刃口と、これら複数の刃
   口とジャッキを介して固定された沈設躯体と、該沈設躯
   体内に形成される空間に出入り可能に配設され前記刃口
   を振動させる振動機とを備え、前記複数の刃口を数組み
   のブロックに分割し、該ブロック毎に順に刃口部の掘削
   および刃口の圧入を行う際に、前記刃口を振動させなが
   ら沈設躯体を沈下させることを特徴とする刃口部分割に
   よるケーソン沈設工法。
2. 【請求項２】前記沈設躯体には、２本のガイドレールが
   固定され、ガイドレールの下部には、２本の分岐レール
   が傾斜して前記空間の内部に入り込む構造をなし、２本
   の分岐レールは、垂直レールに合流する構造をなし、一
   方、前記振動機は昇降用ワイヤーにより吊り下げられる
   と共に、振動機の両側には滑車が取付けられ、この滑車
   が前記ガイドレールの溝内を滑動するように構成される
   ことを特徴とする請求項１に記載の刃口部分割によるケ
   ーソン沈設工法。