JP2000290936A - 橋脚フーチングの構築方法および橋脚フーチング構築用ケーソン - Google Patents

橋脚フーチングの構築方法および橋脚フーチング構築用ケーソン

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JP2000290936A
JP2000290936A JP11104633A JP10463399A JP2000290936A JP 2000290936 A JP2000290936 A JP 2000290936A JP 11104633 A JP11104633 A JP 11104633A JP 10463399 A JP10463399 A JP 10463399A JP 2000290936 A JP2000290936 A JP 2000290936A
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caisson
water
foundation pile
pier footing
constructing
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JP11104633A
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English (en)
Inventor
Jiyunya Sato
純哉 佐藤
Original Assignee
Shimizu Corp
清水建設株式会社
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来は、潮汐がほとんどない河川や湖等にお
ける橋脚フーチングの施工が困難であった。 【解決手段】 ケーソン10の内側を、基礎杭15と合
致する貫通孔13を備えて水中と連通する区画12と水
中と連通せず注水可能な区画14とにあらかじめ仕切っ
ておき、ケーソン10を水上に浮かべて基礎杭15の上
方まで曳航し、区画14に注水しケーソン10の吃水を
上昇させて基礎杭15と貫通孔13を合致させ、区画1
4から排水した後に基礎杭15とケーソン10とを結合
する。これにより、潮汐を利用することなくケーソン1
0の沈設して基礎杭15と接合することができ、橋脚フ
ーチングの施工が容易になる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、潮汐がほとんどな
い河川や湖等に橋梁を構築する際に実施される橋脚フー
チングの構築方法および橋脚フーチング構築用ケーソン
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】水面下に位置する橋脚フーチングの構築
方法のひとつにPCシェル(PrecastConcrete Shell)
設置工法がある。この工法は、図7に示すように、あら
かじめ地上で製作したプレキャストコンクリート製のケ
ーソン1を水上に浮かべて橋脚フーチングの設置位置ま
でタグボート2で曳航し(図中(a)参照)、潮汐を利用
して沈設し(同じく(b)参照)、先に設置してあった基
礎杭3と結合した後(同じく(c)参照)、ケーソン1を
型枠としてコンクリートを打設して橋脚フーチングを構
築するというものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
なPCシェル設置工法については以下のような問題点が
指摘されている。通常、PCシェル設置工法は海上での
施工が一般的であり、ケーソンの沈設に際して潮汐を利
用している。満潮時にケーソンを橋脚フーチングの設置
位置まで曳航しておき、潮が引いて水位が下がるのを利
用して基礎杭にケーソンを結合するのである。このた
め、潮汐がほとんどない河川や湖等での施工が困難であ
る。
【0004】また、上記工法では、基礎杭とケーソンと
の結合に際して水中で溶接作業を行っており、作業性に
劣るだけでなく、水中溶接に熟練した技術をもつ技術者
が求められるといったことも挙げられる。
【0005】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であり、潮汐がほとんどない河川や湖等においても容易
に実施可能な橋脚フーチングの構築方法および橋脚フー
チング構築用ケーソンを提供することを目的としてい
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの手段として、次のような構成を有する橋脚フーチン
グの構築方法を採用する。すなわち、請求項1記載の橋
脚フーチングの構築方法は、水面下に先行打設された基
礎杭に、水上に浮かべたケーソンを固定して橋脚フーチ
ングを構築する橋脚フーチングの構築方法であって、前
記ケーソンにバラストを投入し該ケーソンを沈めて前記
基礎杭と接合することを特徴とする。
【0007】この橋脚フーチングの構築方法において
は、ケーソンにバラストを投入し、ケーソンを重くして
底部の水深を下げることで潮汐に関係なく基礎杭との結
合が可能になる。なお、バラストには、水、砕石等、後
に取り出し可能なものを使用するのが望ましい。
【0008】請求項2記載の橋脚フーチングの構築方法
は、請求項1記載の橋脚フーチングの構築方法におい
て、前記ケーソンの内部を、前記基礎杭の杭頭と合致す
る貫通孔を備えて水中と連通する第1の区画と、水中と
連通せず前記バラストを投入可能な第2の区画とにあら
かじめ仕切っておき、前記第2の区画に前記バラストを
投入し前記ケーソンを沈めて前記基礎杭と前記貫通孔と
を合致させ、前記ケーソンを沈める過程で前記第1の区
画に侵入した水を排水した後に前記ケーソンと前記基礎
杭とを結合することを特徴とする。
【0009】この橋脚フーチングの構築方法において
は、基礎杭と貫通孔とを合致させた後に第1の区画から
排水すれば、第1の区画内において通常の大気中で基礎
杭とケーソンとの結合作業(例えば部材どうしの溶接
等)が行えるようになる。
【0010】請求項3記載の橋脚フーチングの構築方法
は、請求項2記載の橋脚フーチングの構築方法におい
て、前記第2の区画を複数設けておき、該第2の区画に
投入するバラスト量を個別に調節することを特徴とす
る。
【0011】この橋脚フーチングの構築方法において
は、複数設けられた第2の区画に投入するバラスト量を
各区画ごとに調節することで、水上に浮かべた状態での
ケーソンの平衡が保てるようになる。
【0012】請求項4記載の橋脚フーチング構築用ケー
ソンは、水面下に先行打設された基礎杭に結合されて橋
脚フーチングをなすケーソンであって、内部に設けられ
る空間が、前記基礎杭の杭頭と合致する貫通孔を備える
第1の区画と、上部を除いて外部と連通せずバラストを
投入可能な第2の区画とに仕切られていることを特徴と
する。
【0013】この橋脚フーチング構築用ケーソンにおい
ては、第2の区画により浮力が得られるので、水上に浮
かべた状態での搬送が可能になる。また、第2の区画に
バラストを投入し、ケーソンを重くして底部の水深を下
げることで潮汐に関係なく基礎杭との結合が可能にな
る。
【0014】請求項5記載の橋脚フーチング構築用ケー
ソンは、請求項4記載の橋脚フーチング構築用ケーソン
において、第2の区画が複数設けられていることを特徴
とする。
【0015】この橋脚フーチング構築用ケーソンにおい
ては、複数設けられた第2の区画に注水する水量を各区
画ごとに調節することで、水上に浮かべた状態での平衡
が保てるようになる。
【0016】
【発明の実施の形態】本発明に係る橋脚フーチングの構
築方法および橋脚フーチング構築用ケーソンの実施形態
を図1ないし図6に示して説明する。図1および図2は
橋脚フーチングの構築に際して使用するケーソン(橋脚
フーチング構築用ケーソン)を示している。図に示すよ
うに、ケーソン10は上面が開放した函型形状をなして
おり、内部の空間は上方視すると格子状をなすように縦
横に設けられた仕切壁11で複数の区画に仕切られてい
る(本実施形態においては縦横3区画ずつの計9区
画)。
【0017】縦横に区切られた各区画のうち、4隅に位
置する区画(第1の区画)12,12,…の底面には後
述する基礎杭の杭頭と合致する円形の貫通孔(接合孔)
13が形成されいてる。貫通孔13の周囲は基礎杭の先
端に設置される鋼製ブラケットとの溶接を可能にするた
め同じく鋼製部品で形成されている。また、貫通孔13
と鋼製ブラケットとが接合される部分には、両者間に隙
間が生じないようにゴムパッキン(図示略)が設けられ
ている。なお、ゴムパッキンに代えてゴムチューブを用
い、内部に流体を流すことで両者間の密着性を高めるよ
うにしてもよい。
【0018】その他の区画(第2の区画)14,14,
…の底面には開口等は設けられておらず、底面側からの
水の侵入がない升(ます)状となっている。これによ
り、各区画14はケーソン10曳航時および沈設時のバ
ラストタンクの役割を果たすようになっている。
【0019】次に、上記のように構成されたケーソン1
0を用いた橋脚フーチングの構築作業を順を追って説明
する。まず、運搬作業等の手間を省くために施工現場に
近い陸上でケーソン10を製作し、完成したケーソン1
0を水上に浮かべ、タグボート等の船舶を使用して設置
地点まで曳航する。このとき、水深が深ければ区画14
のそれぞれに予め適当な水量だけ注水しケーソン10の
吃水を上昇させて安定性を向上させておく。水深が浅い
場合は区画14への注水はせずにそのまま曳航する。
【0020】先行打設された基礎杭15の上方までケー
ソン10を曳航したら、ケーソン10の現位置からの移
動を阻止しながら区画14のすべてにさらに注水し、ケ
ーソン10を除々に沈降させる。これにより、図3に示
すように貫通孔13に基礎杭15の杭頭が挿入されて合
致し、杭頭に設けられた鋼製ブラケット16と貫通孔1
3とが接合する。なお、図においては注水、もしくは水
の侵入により水で満たされた区画を斜線部で示してい
る。
【0021】ところで、各区画14への注水量の増減に
よりケーソン10に作用する浮力は微調整可能なので、
基礎杭15とケーソン10とが接合したら区画14への
注水を停止し、必要であれば一旦注水した区画14から
排水してケーソン10から鋼製ブラケット16に作用す
る荷重を軽減して鋼製ブラケット16の負担を軽減す
る。
【0022】各区画14に注水した水量をそのままの状
態に保ちながら、基礎杭13との接合前に貫通孔13か
ら侵入した水を区画12から排水する。鋼製ブラケット
16と貫通孔13とが接合することで区画12は水面下
との連通を断たれるので、排水が進むにつれて区画12
の水は減少し、図4に示すように空の状態となる。
【0023】すべての区画12が空となり基礎杭13の
杭頭が大気中に露出したら、区画12の内部に溶接に必
要な設備と作業員を降ろし、鋼製ブラケット16と貫通
孔13をなす鋼製部品13aとを溶接する。さらに、溶
接後は図5に示すように基礎杭15とケーソン10との
間に無収縮モルタル17を打設して結合力を高める。
【0024】無収縮モルタル17が固化したら、残りの
区画14からも排水してケーソン10内部の水をすべて
取り除く。続いて、図6に示すように仕切壁11を撤去
した後、ケーソン10の底部に配筋18を施し、さらに
コンクリートを打設して基礎杭15とケーソン10との
一体化を図る。
【0025】上記のようにして橋脚フーチングを構築す
れば次のような効果が期待できる。まず、区画14にバ
ラストタンクとしての役割を担わせ、各区画14に注水
してケーソン10の吃水を上昇させることで潮汐に関係
なく基礎杭15とケーソン10との結合が可能になる。
これにより、潮汐がほとんどない河川や湖等での橋梁の
構築が容易になる。しかも、基礎杭15とケーソン10
とを合致させた後に区画12から排水すれば、基礎杭1
5とケーソン10との結合作業が大気中で行えるように
なる。これにより、水中で溶接を行っていた従来と比較
して作業の安全性が格段に高められる。また、施工性の
向上に伴い工事費も削減できる。
【0026】また、区画14に注水してケーソン10の
吃水を上昇させておくことでスロッシングの吃水影響が
小さくなり、曳航の際に水面を進むケーソン10の安定
性が向上する。これにより、曳航作業の安全性を高める
ことができる。
【0027】各区画14に注水する水量をそれぞれに調
節することで、水上に浮かべた状態でのケーソン10の
平衡が保てるようになる。これにより、曳航作業の安全
性を高めるとともにケーソン10沈設時の作業性を高め
ることができる。
【0028】ところで、本実施形態においてはバラスト
として水を使用したが、後に取り出し可能なものであれ
ばどのようなものを使用しても構わない。
【0029】また、本実施形態において説明したケーソ
ン10の構成およびこれを用いて行う橋脚フーチングの
構築方法については、上記のものに何ら限定されるもの
ではなく、本発明に係る主旨を逸脱しない範囲であれ
ば、他の構成および構築方法を採用しても構わない。例
えば、ケーソン内部の区画分け、貫通孔の数、形状およ
び配置等は橋梁の規模や形態、設置される状況等に応じ
て変化することに何の制約も受けない。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る請求
項1記載の橋脚フーチングの構築方法によれば、ケーソ
ンにバラストを投入してケーソンを沈めることで潮汐に
関係なく基礎杭とケーソンとの結合が可能になるので、
潮汐がほとんどない河川や湖等での橋梁の施工性を向上
させることができる。
【0031】請求項2記載の橋脚フーチングの構築方法
によれば、基礎杭と貫通孔とを合致させた後に第1の区
画から排水すれば、第1の区画内において通常の大気中
で基礎杭とケーソンとの結合作業が行えるようになるの
で、水中で溶接を行っていた従来と比較して作業の安全
性が格段に高められるとともに施工性の向上に伴い工事
費を削減することができる。
【0032】請求項3記載の橋脚フーチングの構築方法
によれば、複数設けられた第2の区画に投入するバラス
ト量を各区画ごとに調節することで、水上に浮かべた状
態でのケーソンの平衡が保てるようになるので、曳航作
業の安全性を高めるとともにケーソン沈設時の作業性を
高めることができる。
【0033】請求項4記載の橋脚フーチング構築用ケー
ソンによれば、第2の区画により浮力が得られるので、
水上に浮かべた状態での搬送が可能になる。また、第2
の区画にバラストを投入し、ケーソンを重くして底部の
水深を下げることで潮汐に関係なく基礎杭との結合が可
能になるので、水中で基礎杭との溶接を行っていた従来
と比較して作業の安全性が格段に高められるとともに施
工性の向上に伴う施工コストを削減することができる。
【0034】請求項5記載の橋脚フーチング構築用ケー
ソンによれば、複数設けられた第2の区画に投入するバ
ラスト量を各区画ごとに調節することで、水上に浮かべ
た状態での平衡が保てるようになるので、曳航作業の安
全性を高めるとともにケーソン沈設時の作業性を高める
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る橋脚フーチング用ケーソンの実
施形態を示す平面図である。
【図2】 図1におけるII-II線矢視断面図である。
【図3】 本発明に係る橋脚フーチングの構築方法を示
す図であって、沈設時のケーソンの状態を示す平面図お
よび側断面図である。
【図4】 同じく、第1の区画排水後のケーソンの状態
を示す平面図および側断面図である。
【図5】 同じく、基礎杭のケーソンとの結合を終えた
状態を示す平面図および側断面図である。
【図6】 同じく、ケーソン内部に鉄筋コンクリートを
敷設する状態を示す平面図および側断面図である。
【図7】 従来の橋脚フーチングの構築方法を段階的に
示す状態説明図である。
【符号の説明】
10 ケーソン 11 仕切壁 12 区画(第1の区画) 13 貫通孔(接合孔) 14 区画(第2の区画) 15 基礎杭 16 鋼製ブラケット 17 無収縮モルタル 18 配筋

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水面下に先行打設された基礎杭に、水上
    に浮かべたケーソンを固定して橋脚フーチングを構築す
    る橋脚フーチングの構築方法であって、 前記ケーソンにバラストを投入し該ケーソンを沈めて前
    記基礎杭と接合することを特徴とする橋脚フーチングの
    構築方法。
  2. 【請求項2】 前記ケーソンの内部を、前記基礎杭の杭
    頭と合致する貫通孔を備えて水中と連通する第1の区画
    と、水中と連通せず前記バラストを投入可能な第2の区
    画とにあらかじめ仕切っておき、 前記第2の区画に前記バラストを投入し前記ケーソンを
    沈めて前記基礎杭と前記貫通孔とを合致させ、前記ケー
    ソンを沈める過程で前記第1の区画に侵入した水を排水
    した後に前記ケーソンと前記基礎杭とを結合することを
    特徴とする請求項1記載の橋脚フーチングの構築方法。
  3. 【請求項3】 前記第2の区画を複数設けておき、該第
    2の区画に投入するバラスト量を個別に調節することを
    特徴とする請求項2記載の橋脚フーチングの構築方法。
  4. 【請求項4】 水面下に先行打設された基礎杭に結合さ
    れて橋脚フーチングをなすケーソンであって、内部に設
    けられる空間が、前記基礎杭の杭頭と合致する貫通孔を
    備える第1の区画と、上部を除いて外部と連通せずバラ
    ストを投入可能な第2の区画とに仕切られていることを
    特徴とする橋脚フーチング構築用ケーソン。
  5. 【請求項5】 前記第2の区画が複数設けられているこ
    とを特徴とする請求項4記載の橋脚フーチング構築用ケ
    ーソン。
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