JP2000027149A - ケーソンの固定工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ケーソンを重力式構造物と杭基礎構造物との
特徴を併せ持つ構造に変えることにより、その耐震化、
耐高波浪化を図る。 【解決手段】 海底地盤３に造成した捨石マウンド４上
にケーソン１を据付けた後、その底盤を通して偏心拡径
ビットにより削孔しながら鋼管１４を捨石マウンド４か
ら海底地盤３内に貫入させ、しかる後、鋼管１４内に注
入機を挿入して、該注入機にセメントミルク、セメント
モルタル等の硬化剤を圧送し、この硬化剤の圧力で鋼管
１４に予め設けた逆止弁を開いて、該硬化剤を鋼管１１
の周りに吐出させ、この硬化剤の吐出を注入機を所定の
ピッチで移動させながら繰り返して、鋼管１１の周りに
硬化層１５を形成してマイクロパイル１３を完成させ、
このマイクロパイル１３の剛性および支持力でケーソン
１の転倒、滑動を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、岸壁、護岸、防波
堤、堤防等に用いられるケーソンを固定する工法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】岸壁、護岸、防波堤、堤防等に用いられ
るケーソンは、一般に海底に造成した捨石マウンド（基
礎マウンド）上に据付けられるが、従来は、単に捨石マ
ウンド上に載置するだけの重力式構造物となっていたた
め、その転倒および滑動に対する安定性は、専らケーソ
ンの自重と中詰材の重量とを合わせた総重量、およびケ
ーソン自体の大きさ（接地面積、断面積）に依存してい
た。

【０００３】ところで、最近の阪神淡路大地震に際して
多くの岸壁の崩壊を招いたように、従来のケーソンで
は、転倒および滑動に対する安定性が不十分であること
が明らかとなった。また、護岸、岸壁等についても、地
震による揺れや津波による影響で転倒あるいは滑動する
虞れがあり、ケーソンの安定性（耐震性、耐波性）をい
かに経済的に高めるかが、重要な課題となっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、新設の
ケーソンについては、重力式構造物としての延長上で対
策を図っていたため、ケーソンの大型化（大断面化）が
益々進み、その製作に多大の費用がかかるばかりか、そ
の据付けが面倒になって、コスト負担が著しく増大する
という問題があった。また、既設のケーソンについて
は、その前面に杭や矢板などの補強部材を打設するか、
その背面側の地盤を改良強化するかの対策にとどまって
おり、前者の場合には、捨石マウンドやその下地盤の性
状（硬さ）によってはそれらの打設が困難となり、ま
た、後者の場合には、既存の施設、建物等によるスペー
ス上の問題や振動騒音の問題が内在し、何れも根本的な
対策とはならないという問題があった。

【０００５】本発明は、上記した従来の問題点に鑑みて
なされたもので、その目的とするところは、新設、既設
を問わずケーソンを重力式構造物と杭基礎構造物との特
徴を併せ持つ構造に変えることを可能にし、もってケー
ソンの耐震化、耐高波浪化に大きく寄与する、ケーソン
の固定工法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、海底の基礎マウンド上に据付けられたケ
ーソンの底盤を通して前記基礎マウンドまたはその下地
盤にマイクロパイルを打設して、該マイクロパイルをケ
ーソンと一体化するようにしたことを特徴とする。

【０００７】マイクロパイルは、鋼管と該鋼管の周りの
硬化層とが一体となったもので、その剛性および支持力
がきわめて大きく、上記のように構成することで、該マ
イクロパイルがケーソンの転倒および滑動に対して大き
な抵抗となり、ケーソンの耐震性、耐波性が著しく向上
する。

【０００８】本発明において、固定対象とするケーソン
は、新設と既設とを問わないもので、新設ケーソンを対
象する場合は、その内部に中詰材を充填する前にマイク
ロパイルを打設するようにし、既設ケーソンを対象とす
る場合は、中詰材を通してマイクロパイルを打設するよ
うにする。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基いて説明する。

【００１０】図１は、岸壁用新設ケーソン１に適用した
本発明の第１の実施の形態を示したものである。図１
は、完成後の岸壁の構造を示しており、ケーソン１は、
ここでは、予めサンドコンパクション工法により砂杭２
を打設することにより地盤改良された海底地盤３に造成
した捨石マウンド４上に据付けられており、その内部に
は中詰材５が充填されている。また、ケーソン１の背面
側には、該ケーソン１に沿って造成された断面三角形状
の裏込石層６とこの裏込石層６の背面側を広域に覆う埋
立土層７とからなる陸上部８が配置されている。

【００１１】上記ケーソン１は、その底盤１１に開けた
貫通孔１２（図２）を通して捨石マウンド４および海底
地盤３に打設した複数のマイクロパイル１３により位置
固定されている。各マイクロパイル１３は、鋼管１４と
この鋼管１４の周りに形成された硬化層１５とからなっ
ており、その鋼管１４の上端部が、ケーソン１内に導入
されている。しかして、このケーソン１内に導入された
鋼管１４の上端部は、図２に良く示されるように、貫通
孔１２内に打設された前記硬化層１５の一部と底盤１０
上に打設された水中コンクリート層１６とによりケーソ
ン１に対して固定されている。なお、１７は前記貫通孔
１２に予め装着された口金である。

【００１２】マイクロパイルを打設する方法（以下、マ
イクロパイル打設工法という）としては、従来より種々
の方法があるが、例えば、特開平６−２９９５４４号公
報に記載の方法を採用することができる。この方法は、
図３に示すように、管壁の長手方向および周方向に複数
の逆止弁２０を設けた管体２１と先端に偏心拡径ビット
２２を有する削孔ロッド２３とを用意し、これらを、図
示を略す処理機に支持させて、始めに同図に示すよう
に管体２１に削孔ロッド２３を挿入して、該削孔ロッド
２３の回転すなわち偏心拡径ビット２２の回転により削
孔しながら管体２１を地中に貫入させ、管体２１を継ぎ
足しながらこれを所定深度まで貫入させた後、削孔ロッ
ド２３を管体２１から引抜いて、代わりに、同図に示
すように上下一対の膨出体２４を有する注入機２５を管
体２１に挿入し、続いて、この注入機２５に供給管２６
を通じて、セメントモルタルやセメントミルクなどの硬
化剤を圧送し、前記逆止弁２０を開いて管体２１の周り
に硬化剤を吐出させて、硬化剤注入層２７を管体２１の
周りに形成するものである。

【００１３】上記硬化剤注入層２７の形成に際しては、
管体２１内の所定の位置で注入機２５の一対の膨出体２
４を膨出させて管体２１内に圧力室２８を形成した後、
供給管２６を通じて注入機２５に硬化剤を圧送する。す
ると、この硬化剤は、圧力室２８に一旦流入した後、そ
の圧力で逆止弁２０を開いて管体２１の周りに吐出す
る。したがって、始めに、管体２１の最深位置に注入機
２５を挿入して硬化剤を吐出させた後、注入機２５を所
定のピッチで引上げながら前記操作を繰り返すことで、
前記硬化剤注入層２７は管体２１に沿って断続的に形成
されるようになる。

【００１４】本第１の実施の形態においては、上記した
マイクロパイル打設工法を、ケーソン１の底盤１１に開
けた貫通孔１２を通して実施する。この実施の段階は、
捨石マウンド４上に新設ケーソン１を据付けた後、その
内部に中詰材５を充填する前とするが、この段階ではケ
ーソン１の内部に水が充満している。

【００１５】そして、上記マイクロパイル打設工法にお
ける管体２１として逆止弁付きの鋼管１４を用い、上記
した手順でケーソン１の底盤１１に開けた貫通孔１２を
通して、この鋼管１４を捨石マウンド４から海底地盤３
内まで貫入させ、さらに、上記した手順で鋼管１４の周
りに硬化剤を吐出させて硬化剤注入層２７を形成する。
すると、この硬化剤注入層２７は次第に硬化して硬化層
１５に変質し、鋼管１４と硬化層１５とが一体となった
マイクロパイル１３が完成し、その打設は終了する。な
お、鋼管１４は、所定長さの鋼管単体を相互にねじ部を
螺合させて継ぎ足すことにより延長されているので、前
記マイクロパイル１３の打設終了後は、最上部の鋼管単
体を逆方向に回してこれをケーソン１内で切離すように
する。

【００１６】ここで、上記マイクロパイル打設工法の実
施に際しては、前記ケーソン１の底盤１１の貫通孔１２
内においても硬化剤の吐出を行うようにする。これによ
り該貫通孔１２内にも硬化層１５が形成され（図２）、
この部分においてケーソン１とマイクロパイル１３とは
一体化される。また、本第１の実施の形態においては、
上記したマイクロパイル１３の打設終了後、ケーソン１
の底盤１１上に水中コンクリート層１６（図２）を打設
する。この水中コンクリート層１６の打設により、ケー
ソン１とマイクロパイル１３とはより一層強固に一体化
される。マイクロパイル１３は、前記したように鋼管１
４とその周りの硬質層１５とが一体となって地中に埋込
まれているので、その剛性および支持力はきわめて大き
く、ケーソン１の転倒および滑動の大きな抵抗となる。
すなわち、この新設ケーソン１は重力式構造物としての
特徴に加え、杭基礎構造物としての特徴を持っており、
単に重力式構造物となっている従来のケーソンに比べて
著しく耐震性に優れたものとなる。換言すれば、本工法
を適用して固定したケーソン１は、同じ安定性を確保す
る場合、従来の重力式ケーソン１′（点線で示す）より
も大幅に小型形状（スリム）とすることができ、その
分、ケーソン１の製作コストが低減し、かつその据付け
も簡単となる。

【００１７】なお、マイクロパイル打設工法としては、
逆止弁付きの鋼管の先端に使い捨てのカッタを装着し
て、該鋼管を回転させながら削孔して地中に貫入させ、
その後、直接鋼管内に硬化剤を圧送して、逆止弁から鋼
管の周辺に硬化剤を吐出させる方法もあり、上記マイク
ロパイル１３の打設に際しては、このようなマイクロパ
イル打設工法を採用しても良いものである。この場合
は、カッタが消耗品となるので余分な費用がかかるが、
上記した注入機２５を用いての作業が不要になるので、
施工時間の短縮を達成でき、トータルとしての施工コス
トは低減する。

【００１８】図４は、防波堤用既設ケーソン３１に適用
した本発明の第２の実施の形態を示したものである。な
お、前出図１に示した部分と同一部分には同一符号を付
している。本第２の実施の形態においては、ケーソン３
１内の中詰材５およびケーソン３１の底盤３２に強制的
に孔を開け、その孔を通して捨石マウンド４および海底
地盤３に複数のマイクロパイル３３を打設する。各マイ
クロパイル３３は、第１の実施の形態におけると同様、
鋼管３４とこの鋼管３４の周りに形成された硬化層３５
とからなるが、ここでは、このマイクロパイル３３の打
設のためのマイクロパイル打設工法として、例えば、特
開平９−７１９２９号公報に記載の方法を採用する。

【００１９】この方法では、先ず、前出図３に示した
と同じように、複数の逆止弁２０を設けた管体２１と先
端に偏心拡径ビット２２を有する削孔ロッド２３とを用
意し、これらを、図示を略す処理機に支持させて、削孔
ロッド２３の回転すなわち偏心拡径ビット２２の回転に
より管体２１を地中に貫入させ、管体２１を継ぎ足しな
がらこれを所定深度まで貫入させる。なお、この工程で
用いる管体２１は、前記逆止弁２０を有しないものであ
っても良い。

【００２０】その後、上記管体２１と削孔ロッド２３と
を一緒に地中から引抜き、今度は、図５に示すように
該管体（逆止弁２０付き）２１内に、先端に噴射ノズル
３６を有する注入ロッド３７を挿入し、両者を処理機に
支持させて前記管体２１の抜け跡としてのガイド穴３８
に挿入する。そして、注入ロッド３７の噴射ノズル３６
を管体２１の先端から突出させた状態を維持して、注入
ロッド３７を回転させながらその噴射ノズル３６からセ
メントミルクなどの硬化剤を周辺地盤に高圧噴射させ、
この高圧噴射を継続しながら注入ロッド３７と管体２１
とを一体的にガイド穴３８内に貫入させる。すると、管
体２１の周りには、周辺土砂と硬化剤との攪拌混合層
（一次注入層）３９が大径に形成され、この攪拌混合層
３９は管体２１と注入ロッド３７との下降に応じて次第
に下方へ拡大する。そして、管体２１を所定深度貫入さ
せたら、注入ロッド３７を管体２１から引抜き、代わり
に、前出図３に示した注入機２５を管体２１に挿入
し、前記したと同じ手順で、この注入機２５に供給管２
６を通じて、セメントモルタルやセメントミルクなどの
硬化剤を圧送し、この硬化剤を前記逆止弁２０から管体
２１の周りに吐出させて、該管体２１に沿って二次注入
層４０を形成する。

【００２１】本第２の実施の形態においては、上記した
マイクロパイル打設工法を、既設ケーソン３１内の中詰
材５と底盤３２とを通して実施する。この場合、該マイ
クロパイル打設工法における管体２１として逆止弁付き
の鋼管３４を用い、上記した手順でこの鋼管３４を捨石
マウンド４から海底地盤３内まで貫入させて一次注入層
３９を形成し、さらに、前記注入機２５を用いて二次注
入層４０を形成する。すると、この一次注入層３９と二
次注入層４０とは、次第に硬化して硬化層３５に変質
し、鋼管３４と硬化層３５とが一体となったマイクロパ
イル３３が完成し、その打設は終了する。このマイクロ
パイル打設工法の実施に際しては、前記ケーソン３１の
底盤３２の貫通孔内においても硬化剤の吐出（二次注
入）を行うようにし、これにより該貫通孔内にも硬化層
３５が形成され（図４）、この部分においてケーソン３
１とマイクロパイル３３とは一体化される。

【００２２】しかして、本第２の実施の形態において
は、マイクロパイル３３を構成する硬化層３５が、図５
に示した一次注入層３９と二次注入層４０との合体とな
っているので、鋼管２１を支持する力はきわめて大き
く、既設ケーソン３１の耐震性、耐波性は著しく向上す
る。しかも、一次注入層３９は、硬化剤の高圧噴射によ
り大径に形成されるので、図４に示すように、複数のマ
イクロパイル３３の打設を適宜の間隔で行うと、一次注
入層３９同士が相互にラップして連続する硬化層３５が
形成され、この結果、複数のマイクロパイル３３が相互
に補強し合って著しく強度および支持力に優れたものと
なり、既設ケーソン３１の耐震性、耐波性はより一層向
上するものとなる。

【００２３】図６は、岸壁用の既設ケーソン４１に適用
した本発明の第３の実施の形態を示したものである。な
お、本第３の実施の形態は、既設岸壁の増水深化を図る
べく実施されたものであるが、その実施に際して採用し
たマイクロパイル打設工法は、上記第２の実施の形態で
採用した方法（図５）と同じであるので、ここでは、前
出図４に示したマイクロパイル３３の符号をそのまま用
いると共に、図１に示した部分と同じ部分には同一符号
を付すこととする。本第３の実施の形態においては、岸
壁を構成する既設ケーソン４１内の中詰材５およびケー
ソン４１の底盤４２を通してマイクロパイル３３を打設
する際、その硬化層３５を捨石マウンド４と海底地盤３
とに広域に形成し、その一部を既設ケーソン４１の前面
より海域Ｂ側へ食み出させるようにする。そして、マイ
クロパイル３３を打設した後、既設ケーソン４１の前面
側の海域Ｂ下に存在する捨石マウンド４の一部と海底地
盤３とを掘削し（掘削範囲を点線で示す）、水深を深く
する。この場合、前記したようにマイクロパイル３３の
硬化層３５が広域に形成されているので、該硬化層３５
が土止めとして十分に機能し、これにより、特に土止め
の対策を施すことなく簡単に既設岸壁の増水深化を図る
ことができるようになる。

【００２４】図７は、岸壁用の既設ケーソン４１に適用
した本発明の第４の実施の形態を示したものである。な
お、本第４の実施の形態は、既設岸壁のかさ上げを図る
べく実施されたものであるが、その実施に際して採用し
たマイクロパイル打設工法は、上記第２の実施の形態で
採用した方法（図５）と同じであるので、ここでは、前
出図４に示したマイクロパイル３３の符号をそのまま用
いると共に、図６に示した部分と同じ部分には同一符号
を付すこととする。本第４の実施の形態においては、岸
壁を構成する既設ケーソン４１内の中詰材５およびケー
ソン４１の底盤４２を通してマイクロパイル３３を打設
した後、既設ケーソン４１をかさ上げして新たなケーソ
ン５１とする。この場合、既設ケーソン４１はマイクロ
パイル３３の打設によりその耐震性が著しく向上してい
るので、これをかさ上げして新たなケーソン５２として
も、その耐震性が損なわれることはない。

【００２５】なお、上記第２乃至第３の実施の形態にお
ける硬化層３５は、図４、６および７に示すように、捨
石マウンド４内で分断することなくケーソン４１の底盤
４２まで連続に形成してもよいことはもちろんである。

【００２６】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明に係るケ
ーソンの固定工法によれば、剛性および支持力のきわめ
て大きいマイクロパイルがケーソンの転倒および滑動に
対して大きな抵抗となるので、ケーソンの耐震性、耐波
性が著しく向上し、ケーソンを大型に形成する必要がな
くなって、その製作コストが大幅に低減し、かつその据
付けも簡単となる。また、既設ケーソンの補強にも簡便
に適用できるので、既設ケーソンの耐震化、耐高波浪化
はもとより、既設岸壁の増水深化、あるいは既設岸壁、
既設護岸、既設堤防、既設堤防等のかさ上げ化にも容易
に対処でき、その利用価値は大なるものがある。

【図面の簡単な説明】

【図１】岸壁用新設ケーソンに適用した本発明の第１の
実施の形態を模式的に示す断面図である。

【図２】図１のＡ部を拡大して示す断面図である。

【図３】第１の実施の形態において採用したマイクロパ
イル打設工法を順を追って示す模式図である。

【図４】防波堤用既設ケーソンに適用した本発明の第２
の実施の形態を模式的に示す断面図である。

【図５】第１の実施の形態において採用したマイクロパ
イル打設工法を順を追って示す模式図である。

【図６】岸壁用の既設ケーソンに適用した本発明の第３
の実施の形態を模式的に示す断面図である。

【図７】岸壁用の既設ケーソンに適用した本発明の第４
の実施の形態を模式的に示す断面図である。

【符号の説明】

１ 岸壁用新設ケーソン ３ 海底地盤（下地盤） ４ 捨石マウンド（基礎マウンド） ５ ケーソンの中詰材 ６ 裏込石層 ７ 埋立土層 １１ ケーソンの底盤 １２ 底盤の貫通孔 １３，３３ マイクロパイル １４，３４ 鋼管 １５，３５ 硬化層 ３１ 防波堤用既設ケーソン ４１ 岸壁用既設ケーソン ５１ かさ上げ後のケーソン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 和田 眞郷 大阪府大阪市中央区高麗橋４丁目１番１号 東洋建設株式会社内 (72)発明者 鶴ケ崎 和博 大阪府大阪市中央区高麗橋４丁目１番１号 東洋建設株式会社内 (72)発明者 永田 保 大阪府大阪市中央区高麗橋４丁目１番１号 東洋建設株式会社内 Ｆターム(参考） 2D018 BA12

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 海底の基礎マウンド上に据付けられたケ
   ーソンの底盤を通して前記基礎マウンドまたはその下地
   盤に複数のマイクロパイルを打設すると共に、該マイク
   ロパイルをケーソンと一体化することを特徴とするケー
   ソンの固定工法。
2. 【請求項２】 ケーソンが、新設ケーソンであり、その
   内部に中詰材を充填する前にマイクロパイルを打設する
   ことを特徴とする請求項１に記載の工法。
3. 【請求項３】 ケーソンが、既設ケーソンであり、中詰
   材を通してマイクロパイルを打設することを特徴とする
   請求項１に記載の工法。