JPH10220162A - 外周面に突起体を有する沈設体及びこの沈設体を構成する分割リング - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】地中に沈設され構造物を構築するための沈設体
１が、真っ直ぐに沈設されるようにする。 【解決手段】沈設体の外周面に突起体３３を設ける。こ
の突起体は水平断面が三角形をしており、上下方向に連
続する。沈設がまっすぐに行われずにずれが生じようと
すると、この突起体３３によって周辺地盤９との抵抗が
大きくなり、ずれを防止する。また、この突起体の内部
は中空であり、沈設を行う圧入力としての反力を得るた
めのアンカー用の縒り線１１が通される。従って、この
中空の突起体３３をガイドとして縒り線１１に沿って、
より真っ直ぐに圧入が行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、地中に沈設体を
沈設して構造物を構築する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】地中に沈設体を沈設して構造物を地中に
構築する工法には、例えば沈設体の内部の地盤を掘削し
て沈設を行うケーソン工法、あるいは掘削のみならず沈
設体に対し下方向へ力を加えて地中の圧入を行う圧入工
法あるいは、それらの技術の混在したものなどがある。

【０００３】そして、この圧入方法の一例は、地中深く
ドリルで穴をあけ、穴の底部に薬液を注入して周辺地盤
をアンカー部材とともに固め、このアンカー部材に連結
されたＰＣ縒線またはＰＣ鋼棒などの鋼材を油圧ユニッ
トで引っ張り、この引っ張りの反力を圧入力として得る
ものであった。

【０００４】すなわち、アンカー用の鋼材は、沈設体の
周方向に近接して複数箇所に予め配置され、各鋼材の先
端が、沈設体の上端に井桁状に渡された複数の桁の先端
部分に取り付けられる。これら桁を通して沈設体の上端
を圧入する。この時、鋼材は引っ張られ、沈設体は下向
きの反力を受け、圧入がなされる。

【０００５】また、沈設がスムーズになされるように、
必要に応じて沈設体と地盤との間に、ベントナイト懸濁
液などの流体が注入され、地盤との摩擦が低減される。
また、沈設体の沈設が地中に対しまっすぐに行われ難く
不都合が生じるときは、沈設体を上方に所定量だけ抜
き、その後、前記各反力のバランスをとりながら沈設体
の姿勢を制御しつつ沈設を再開する。このような引き抜
きと沈設を繰り返して、沈設の所定の精度を得る様な姿
勢制御をともなう方式も、ケーソン工法で実用されてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
従来の技術においては、沈設体の沈設が地中にまっすぐ
に行われ難く、ずれが生じやすかった。すなわち、地中
において沈設体が水平面内で回動してしまったり、沈設
方向が鉛直方向からずれてしまったりしがちであった。

【０００７】一般に、例えば、鉛直方向からのずれを示
す鉛直精度は１／３００程度以上の精度が要求されるな
ど、高い精度でまっすぐに沈設されることが求められ
る。水平面内での回動は、例えばシールドトンネル用立
坑の用途で、シールド機の発進または到達位置を立坑壁
の特定の場所に設定する必要がある場合（特定部分が切
削開口可能な部材で構成された立坑壁の場合など）、工
事に大きな支障を生じることになる。

【０００８】また、従来のように、一度ずれが生じた後
に沈設体を上方に所定量だけ抜くためには、大きな装置
が必要であり、工費をアップしてしまい、工事スペース
も大きくなってしまうものであった。この発明は、以上
の問題点を解決するためになされたもので、まっすぐな
沈設が行える外周面に突起体を有する沈設体、及びこの
沈設体を構成する分割構造の分割リング（セグメントピ
ース）を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
めに、第１の発明は、地中に沈設される沈設体におい
て、外周面に、上下方向に連続する突起体を、周方向に
複数条設けたことを特徴とする外周面に突起体を有する
沈設体である。

【００１０】第２の発明は、さらに、前記沈設体の突起
体は、内部が中空であり圧入力としての反力を得るため
のアンカー用の縒り線または棒体を通すガイドとして用
いられることを特徴とする第１の発明の外周面に突起体
を有する沈設体である。

【００１１】第３の発明は、さらに、前記縒り線は、Ｐ
Ｃ鋼線の縒り線であり、前記棒体は、ＰＣ鋼棒であるこ
とを特徴とする外周面に突起体を有する沈設体である。

【００１２】第４の発明は、前記沈設体は、分割構造の
分割リングをリング周方向に連結してリング体を組み立
て、このリング体を上下に複数段重ねて連結した構造で
全体が筒状に構成され、最下段のリング体の下端部地に
沿ってリング条の刃口部が据え付けられたことを特徴と
する外周面に突起体を有する沈設体である。

【００１３】第５の発明は、予め分割された突起体が外
周面に設けられることを特徴とする沈設体を構成する分
割構造の分割リングである。

【００１４】第６の発明は、略四角形の形状を有する外
殻と、外殻の内面で前記四角形の上端縁および下端縁に
溶接された主桁と、外殻の内面で前記四角形の右端縁お
よび左端縁に溶接された継手板と、この継手板が外殻よ
りも外側に突出することで突起体が形成されていること
を特徴とする沈設体を構成する分割リングである。

【００１５】第７の発明は、前記右端縁および左端縁の
両継手板の少なくとも一方が外殻よりも外側に突出する
ことで突起体が形成されることを特徴とする沈設体を構
成する分割リングである。

【００１６】第８の発明は、前記突起体が平板状である
ことを特徴とする沈設体を構成する分割リングである。

【００１７】

【発明の実施の形態】この発明の一実施形態を、図１乃
至図３において説明する。この実施形態に係る沈設体１
は、全体が筒状を成し、筒状の軸方向を上下方向にして
配置される。この沈設体１は、分割リング３としての鋼
製セグメントピースをリング周方向に連結して、リング
体５である鋼製セグメントを組み立てる。

【００１８】このリング体５を上下に複数段重ねた形に
連結し、上記した沈設体１を構成する。このとき上下の
リング体５では、構成する分割リング３の位置が周方向
にずれた配置状態で組み立てられており、いわば千鳥配
置になっている。沈設体１の最下段のリング体５の下端
部には、リング状の刃口部７が据え付けられ、この刃口
部７から地盤９に対する沈設が行われる。

【００１９】この実施形態における沈設は、鋼製セグメ
ントの自重による重力のみならず、図示しない油圧ユニ
ットにより下方へ加えられる力、即ち圧入力および沈設
体内部の掘削によって行われる。この圧入力は従来と同
様に、アンカーを引っ張る際の反力として得られる。す
なわち、予め沈設体１が沈設されるべき箇所の所定位置
に複数の穴があけられる。

【００２０】この穴は、ドリルにより地中深くあけら
れ、底部にアンカー用の縒り線（ワイヤーロープ）１１
が連結されたアンカー部材１３を配置し、更に薬液を注
入して周辺の地盤９をアンカー部材１３と共に固める。
そして、穴を埋め戻し周辺地盤９が十分に固まった後
に、沈設体１を前記複数の縒り線１１の間に配置する。

【００２１】複数のアンカー用の縒り線１１は、ＰＣ鋼
線からなり、沈設体１の周方向の複数箇所に位置する。
沈設の途中の沈設体１の上端には、複数の圧入桁１５
（図２）が沈設体１との間に保護リング１７を介して井
桁状に渡される。これらの圧入桁１５の先端部分センタ
ーホールジャッキを通した上部ビーム１６に、前記縒り
線１１の先端が取り付けられる。そして、圧入桁１５と
保護リング１７を介して沈設体１を、油圧ユニットによ
り加圧する。保護リング１７は、沈設体１に対し圧入力
を局部的に集中させないようにしている。

【００２２】上記の反力、加圧設備により沈設体１の上
端は下向きの反力を受け、沈設体１の圧入が成される。
このような圧入と並行して、沈設体１の内部は図示しな
い掘削機のバケットによって掘削される。

【００２３】始めのリング体５が沈設されると、次のリ
ング体５が上から重ねられ連結され、再び圧入及び掘削
が行われる。なお、アンカー用の縒り線１１の全長は、
将来の完成した状態での沈設体１の全長のものを予め備
えておいても良いが、各リング体３ごとの長さ、あるい
は、数リング分ごとの長さ、すなわち鋼製セグメントピ
ースの縦方向の適切な長さごとに分割されたものとし、
リング体３を重ねる際に、縒り線１１の分割端部に設け
られたカプラー（図示せず）を用いて接合することが可
能である。また、カプラーを用いず、ネジ切りによって
接合することも可能である。

【００２４】圧入の際に、刃口部７の外側周囲に設けら
れたフリクションカット形状１９によって、周辺地盤９
は外側へ押し退けられ、沈設体１の外側表面との間に所
定の隙間２１が形成される。この隙間２１の働きによ
り、地盤９との間に発生する摩擦力が低減できる。ま
た、沈設体１と地盤９との間には、ベンナイト懸濁液な
どの流体が注入され、摩擦がさらに低減され、沈設がス
ムーズに行われる。

【００２５】さて、各分割リング３である鋼製セグメン
トピースは、図３に示すように、湾曲した上下の２本の
主桁２３が所定の間隔をおいて平行に左右方向に配置さ
れ、これら主桁２３の各両端を結んで、左右の２本の継
ぎ手板２５が所定の間隔をおいて平行に上下方向に配置
される。これら主桁２３及び継ぎ手板２５が溶接され、
更に２本の主桁２３の間を複数の縦リブ２７が配置され
溶接される。

【００２６】これら主桁２３、継ぎ手板２５、及び縦リ
ブ２７の外側に外殻（スキンプレート）２９が溶接され
る。この外殻２９は湾曲した曲面を有し、概略四角形で
ある。この概略四角形の内面で上端縁および下端縁に主
桁２３が溶接され、右端縁および左端縁に継ぎ手板２５
が溶接されている。

【００２７】主桁２３及び継ぎ手板２５には、隣接する
分割リング３との連結を行うためのボルト孔３１が明け
られる。なお、ボルトによって連結する場合には、止水
性の補助材料（シール材）を隣接する鋼製セグメントピ
ース間に充填することが望ましい。

【００２８】そして、外殻２９の外周面には突起体３３
が溶接されている。この突起体３３は水平断面の形状が
鋭角三角形を有し、内部が中空であり、上下に連結され
る各分割リング３、すなわち各鋼製セグメントピースご
とに長く連続する位置に設けられる。この中空の突起体
３３の内部を縒り線１１が通される。この縒り線１１は
円形断面のチューブ３５（図２（Ｂ））の中に収納され
ており、突起体３３の中空内部との摩擦が少なく、突起
体３３をガイドとして沈設体１が真っ直ぐに沈設される
効果を増す。また、チューブ３５によって、縒り線１１
が保護される。

【００２９】また、複数の突起体３３の下端部は、斜め
に形成され、地盤９に対する抵抗を小さくしている。ま
た、この下端部には部分的に板材３７が張り付けられ、
段差が形成されて、刃口部７と同様のフリクションカッ
ト形状３９が設けられる。このフリクションカット形状
３９により所定の隙間４１（図２（Ａ））が形成され、
突起体３３と地盤９との間に発生する摩擦力を低減す
る。

【００３０】この実施形態によれば、以下の作用効果を
有する。すなわち、沈設体１が水平面内で回動しようと
したり、垂直面内で回動しようとしたりしてずれが発生
しようとすると、突起体３３による周辺地盤９との抵抗
が大きくなり、そのようなずれが防止される。これによ
り沈設は真っ直ぐに行われやすくなる。

【００３１】従って、この効果を得るためには、突起体
３３の突出量４３（図２（Ａ））は、刃口部７のフリク
ションカット形状１９によって周辺地盤９が押し退けら
れて形成される隙間２１よりも大きくなければならな
い。もっとも余り大きくなり過ぎると、地盤９の中の転
石など障害物にぶつかって支障をきたす可能性が増す。
また、アンカー用の縒り線１１などを通すガイドとして
用いない場合には、突出量は５〜２０ｃｍ程度が望まし
く、ガイドとして用いる場合には２０ｃｍ以上が望まし
い。

【００３２】また、アンカー用の縒り線１１は沈設体１
に設けられた中空の突起体３３の内部を通り、この縒り
線１１をガイドとして沈設体１の沈設が行われることと
なり、沈設はより真っ直ぐに行われる。また、従来のア
ンカー用の縒り線は、沈設体１に干渉しないように、沈
設体から離れた位置に設けられることが多かった。この
ため、複数の縒り線によって複数箇所に働く圧入力のバ
ランスが悪くなりやすいものであった。

【００３３】しかしながら、この実施形態によれば、ア
ンカー用の縒り線１１はガイドとしての突起体３３の内
部を通るため、沈設体１の非常に近い位置に干渉せずに
位置し、この位置がガイドとしての突起体３３により維
持される。このため、複数箇所に働く圧入力の大きさに
多少の誤差があってもその誤差によって生じるモーメン
ト、すなわち圧入力×桁の長さによって得られるモーメ
ントが小さく、従ってバランスが取りやすい。

【００３４】また、アンカー用の縒り線１１が沈設体１
のすぐ近くの位置を維持することで、工事スペースがよ
り小さくて済む。また、沈設された沈設体１が所定の施
工を行うための土留めなどに用いられ、その施工完了の
後に引き抜かれて撤去される場合には、アンカー用の縒
り線１１が引き抜きの際のガイドとなり、沈設体１を真
っ直ぐに引き抜くことが可能となる。なお、この場合に
は引き抜きのための装置は別に設けられる。

【００３５】また、前記引き抜きにおいてアンカー用の
縒り線１１を、そのまま引き抜き力を伝える手段として
用いることが可能である。すなわち沈設された沈設体１
の内側の底部に作業員が入り、中空の突起体３３に面す
る外殻２９の一部を開口し、この開口から縒り線１１の
連結を外す。そして、連結を外した縒り線１１の下端
を、沈設体１に連結する。このようにすればアンカー用
の縒り線１１を介して沈設体１に引き抜き力を伝えるこ
とができる。前記連結を外す作業は、前記カプラーによ
って行われうる。

【００３６】（他の実施形態）以上の実施形態において
は、圧入力としての反力を得るためにアンカー用の縒り
線１１が用いられたが、他の実施形態によれば縒り線１
１の代わりに棒体を用いることが可能である。棒体はＰ
Ｃ鋼棒とすることが可能である。また、以上の実施形態
においては突起体３３の水平断面の形状は三角形であっ
たが、図４に示すように他の形状をとることが可能であ
る。

【００３７】すなわち四角形（図４（Ａ）（Ｂ））や円
形（図４（Ｃ）（Ｄ））などである。これらの突起体３
３は内部を中空とすることも可能（図４（Ａ）（Ｃ））
であり、また中空とせずアンカー用の縒り線１１などを
通さないこととすることも可能である（図４（Ｅ））。
縒り線１１などを通さない場合には、薄い板材を突起体
３３として用いることが可能である（同図４（Ｅ））。
なお、この場合、縒り線の係止は、従来の取り付け方法
で行う。

【００３８】これらの突起体３３の下端も斜めに形成し
（図４（Ｂ）（Ｄ））、段差を有するフリクションカッ
ト形状３９（図４（Ｂ）（Ｄ））を設けることが可能で
ある。なお、突起体３３の水平断面の形状は、余り大き
いと周辺地盤９との摩擦を大きくしてしまうが、余り小
さいと障害物にぶつかって変形し、また所定の効果が得
られないことが考えられる。従って、これら水平断面の
形状や大きさは、地盤９などの周辺状況に応じて選択さ
れる。

【００３９】また、以上の実施形態においては突起体は
４条設けられていたが、他の実施形態においては３条で
も良く、また５条以上であっても良い。望ましくは４〜
６条程度であり、最多でも８条程度と考えられる。

【００４０】また、以上の実施形態においては沈設体１
は分割リング３である鋼製セグメントによって構成され
るものであったが、他の実施形態においては工場で製造
された一体もののリング体５が用いられても良い。ま
た、予め沈設体１全体が工場で製造されることも可能で
ある。

【００４１】また、以上の実施形態においては分割リン
グ３である鋼製セグメントピースの連結はボルトによっ
て行われるものとして説明したが、他の実施形態におい
ては溶接にすることが可能である。

【００４２】また、以上の実施形態においては突起体３
３は、上下に連結される各分割リング３、すなわち各鋼
製セグメントピースに長く連続するものであったが、他
の実施形態においては、長く連続せずに沈設体１の一部
にのみ上下に連続して設けられるものであっても良い。
この沈設体１の一部として刃口部７が有効である。

【００４３】また、以上の実施形態においては突起体３
３は、外殻２９の外周面に溶接されるものであったが、
他の実施形態においては図５乃至図７に示すように、継
手板２５の一部を利用して突起体３３を形成しても良
い。これらの図において、図１乃至図６と同様の機能を
有する部分については同一の符号を付す。

【００４４】すなわち図６及び図７に示す分割リング３
である鋼製セグメントピースは、略四角形の形状を有す
る外殻２９の内面で、前記四角形の上端縁および下端縁
に主桁２３が溶接され、右端縁および左端縁に継手板２
５が溶接されている。両継手板２５のうち一方が、外殻
２９よりも外側に突出することで、突起体３３を形成し
ている。

【００４５】このようにして継手板２５を利用して突起
体３３を形成することにより、突起体３３を別に改めて
溶接して設けるなどの作業が不必要となり、分割リング
３のコストを低くできる。

【００４６】また、この図５乃至図７に示す実施形態に
おいては、突起体３３は継手板２５をそのまま外側に突
出させるものであり、平板状であった。しかし、他の実
施形態においては、突出した部分を屈曲させることも可
能である。

【００４７】また、この図５乃至図７に示す実施形態に
おいては、分割リング３がいわば千鳥配置になってお
り、これにより突起体３３も沈設体１全体から見ると千
鳥状に部分的にのみ連続したものになっている。しか
し、他の実施形態では、これら部分的な突起体の間に同
様の形状の突起体を溶接により継ぎ足して、沈設体１全
体から見て上下に長く連続したものとすることも可能で
ある。

【００４８】

【発明の効果】以上、説明したように、第１、第２、第
３、または第４の発明による沈設体は、上下方向に連続
して設けられた突起体の働きにより、その沈設が地中に
真っ直ぐ行われやすくなる。すなわち、地中において沈
設体が水平面内で回動してずれようとしたり、垂直面内
で回動し鉛直方向からずれようとする場合には、突起体
が抵抗を大きくし、ずれを防止する。

【００４９】第２の発明によれば、更に、突起体がアン
カー用の縒り線または棒体を通すガイドとして用いられ
ることから、沈設体は縒り線又は棒体に沿ってより真っ
直ぐに地中に沈設される。

【００５０】第５の発明によれば、更に、沈設体を構成
する分割リングに予め突起体が設けられていることか
ら、現場においては従来と同様に単に分割リングを連結
することで、外周面に突起体を有する沈設体を得ること
ができる。

【００５１】第６、第７、または第８の発明によれば、
更に、突起体は分割リングを構成する継手板を利用する
ことができ、突起体を外殻に改めて溶接する場合に比
べ、分割リングのコストを低くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態を示すものであり、沈設
体の概略全体を示す斜視図である。

【図２】（Ａ）は図１の片側の要部を示す縦断面図であ
り、（Ｂ）は（Ａ）の要部を示す水平断面図、（Ｃ）は
（Ｂ）の突起体の下端を示す斜視図である。

【図３】図１の沈設体を構成する鋼製セグメントピース
の斜視図である。

【図４】他の実施形態を示すもので、（Ａ）は図２
（Ｂ）に相当する図、（Ｂ）は（Ａ）の斜視図、（Ｃ）
は図２（Ｂ）に相当する図、（Ｄ）は（Ｃ）の斜視図、
（Ｅ）は図２（Ｂ）に相当する図、（Ｆ）は（Ｅ）の斜
視図である。

【図５】この発明の他の実施形態を示すものであり、沈
設体の概略全体を示す斜視図である。

【図６】図５の沈設体を構成する鋼製セグメントピース
を外側から見た斜視図である。

【図７】図６の鋼製セグメントピースを内側から見た斜
視図である。

【符号の説明】

１ 沈設体 ３ 分割リング（鋼製セグメントピース） ５ リング体 ７ 刃口部 １１ 縒り線 １５ 圧入桁 １６ 上部ビーム １７ 保護リング ３３ 突起体

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地中に沈設される沈設体において、外周
   面に、上下方向に連続する突起体を、周方向に複数条設
   けたことを特徴とする外周面に突起体を有する沈設体。
2. 【請求項２】 前記沈設体の突起体は、内部が中空であ
   り圧入力としての反力を得るためのアンカー用の縒り線
   または棒体を通すガイドとして用いられることを特徴と
   する請求項１記載の外周面に突起体を有する沈設体。
3. 【請求項３】 前記縒り線は、ＰＣ鋼線の縒り線であ
   り、前記棒体は、ＰＣ鋼棒であることを特徴とする請求
   項２記載の外周面に突起体を有する沈設体。
4. 【請求項４】 前記沈設体は、分割構造の分割リングを
   リング周方向に連結してリング体を組み立て、このリン
   グ体を上下に複数段重ねて連結して全体が筒状に構成さ
   れ、最下段のリング体の下端部地に沿ってリング状の刃
   口部が据え付けられたことを特徴とする請求項１、２、
   または３記載の外周面に突起体を有する沈設体。
5. 【請求項５】 外周面に、上下方向に連続する突起体が
   周方向に複数条設けられた地中に沈設される沈設体を構
   成するための分割リングであって、予め分割された突起
   体が外周面に設けられていることを特徴とする分割リン
   グ。
6. 【請求項６】 略四角形の形状を有する外殻と、外殻の
   内面で前記四角形の上端縁および下端縁に溶接された主
   桁と、外殻の内面で前記四角形の右端縁および左端縁に
   溶接された継手板と、この継手板が外殻よりも外側に突
   出することで突起体が形成されていることを特徴とする
   請求項５記載の分割リング。
7. 【請求項７】 前記右端縁および左端縁の両継手板の少
   なくとも一方が外殻よりも外側に突出することで突起体
   が形成されることを特徴とする請求項６記載の分割リン
   グ。
8. 【請求項８】 前記突起体が平板状であることを特徴と
   する請求項６、または７記載の分割リング。