JP2001011867A - ケーソンのアンカー構造及びその施工方法 - Google Patents
ケーソンのアンカー構造及びその施工方法Info
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Abstract
上させ、あるいは、その向上によりケーソンの横断面面
積を減少させて、経済的に有利な基礎を構築する。 【解決手段】 ケーソン6の設定地盤Sに適当な間隔を
隔てて穿設した複数の縦孔1のそれぞれに下部アンカー
部材3を挿入し、各縦孔1内の下部アンカー部材3を注
入グラウト5の固化により固定すると共に、ケーソン6
の作業室62の天井スラブ63に前記の複数の下部アン
カー部材3の位置に対応させて複数の上部アンカー部材
7を埋設固定し、相互に対応する上部アンカー部材7の
下端と下部アンカー部材3の上端とをそれぞれ連結手段
8で結合させ、更に、ケーソン6の作業室62に中埋め
コンクリート101を打設して構成したことを特徴とす
る。
Description
ケーソン工法等のケーソン工法により地中の設定地盤上
に沈下設置されたケーソンのアンカー構造及びその施工
方法に関する。
としてのケーソンには、従来、その安定性を増強するた
めのアンカー手段は特に設けられていないのが普通であ
り、ケーソンの躯体重量と周辺支持地盤の釣り合いによ
り行われていたので、図15に示すように、支持地盤G
1が均質でない場合には、周辺支持地盤の支持力に偏り
が生じた状態で釣り合った状態で沈設設置される。その
ため大地震や設定地盤の予期せざる大きな緩みが発生す
ると、支持する橋脚等の構造物を含みケーソン全体が傾
いたりする事態を時として引き起こすことになる。
ンのアンカー構造及びその施工方法は、前記のような事
態の発生を阻止するために開発されたもので、橋脚等の
構造物を支持させる基礎としてのケーソンの安定性を向
上させ、あるいは、その向上によりケーソンの横断面面
積を減少させて経済的に有利なケーソンによる基礎を構
築することを目的として提案されたものである。
め、この発明に係る請求項1のケーソンのアンカー構造
は、ケーソンの設定地盤に適当な間隔を隔てて穿設した
複数の縦孔のそれぞれに下部アンカー部材を挿入し、各
縦孔内の下部アンカー部材を注入グラウトの固化により
固定すると共に、ケーソンの作業室の天井スラブに前記
の複数の下部アンカー部材の位置に対応させて複数の上
部アンカー部材を埋設固定し、相互に対応する上部アン
カー部材の下端と下部アンカー部材の上端とをそれぞれ
連結手段で結合させ、更に、ケーソンの作業室内に中埋
めコンクリートを打設して構成したことを特徴とする。
ソンのアンカー構造において、前記の連結手段を、上部
アンカー部材の下端に取り付けた第1連結ブロックと、
下部アンカー部材の上端に取り付けた第2連結ブロック
と、第1及び第2連結ブロックを相互に呼び付けて結合
させるための、第1及び第2連結ブロックに対し共に挿
通させた複数の連結ボルト及びそれら連結ボルトにそれ
ぞれ螺合させたナットとで構成したことを特徴とする。
ソンのアンカー構造において、前記の連結手段を、上部
アンカー部材が備えるねじカップラーに上端を螺合させ
た第1ボルトと、その第1ボルトの下端に上端を螺合さ
せたターンバックルと、そのターンバックルの下端に上
端を螺合させた第2ボルトと、その第2ボルトの下端に
上端を螺合又は溶接により固定させ、かつ下端を下部ア
ンカー部材の上端に嵌め込み溶接または圧着して固定さ
せたスリーブ継手とで構成したことを特徴とする。
ンのアンカー構造の施工方法は、(A)ケーソンの予定
される設定地盤の上方の地面に削孔機により適当な間隔
を隔ててケーソンの設定予定地盤下に至る複数の縦孔を
穿設する工程、(B)各縦孔に下部アンカー部材を挿入
し、縦孔底部に設置する工程、(C)各縦孔に注入管を
通じてグラウトを注入し、その固化により下部アンカー
部材を縦孔内で固定する工程、(D)設定予定地盤上の
地面に鉄筋コンクリート製のケーソンを設置し、その下
部の作業室の天井スラブには下部アンカー部材の位置に
対応させて複数の上部アンカー部材を埋設固定させる工
程、(E)ケーソンの作業室下面を掘削し予定位置まで
沈下させる工程、(F)ケーソンの作業室内に突出又は
露出させた各上部アンカー部材の下端及び各下部アンカ
ー部材の上端を連結手段で結合させる工程、及び(G)
ケーソンの作業室内に中埋めコンクリートを打設してそ
の作業室内で連結手段で結合させた上部アンカー部材の
下端部及び下部アンカー部材の上端部を埋め込む工程を
備えたことを特徴とする。
ソンのアンカー構造の施工方法において、前記の各下部
アンカー部材を複数の単位アンカー部材の集合体として
構成し、注入グラウトの下部アンカー部材に対する接触
面積を増加させたことを特徴とする。
のケーソンのアンカー構造の施工方法において、前記の
各下部アンカー部材の周囲に鞘管を固定すると共に、そ
の鞘管の内部に挿通させたグラウト注入用の2本の注入
管の先端部分を下部アンカー部材に添設し、一方の注入
管の先端を鞘管内部に開口させると共に、他方の注入管
の先端を鞘管外部に開口させ、鞘管の内外に各別にグラ
ウトを注入するようにしたことを特徴とする。
づいてこの発明に係るケーソンのアンカー構造及びその
施工方法について詳述する。図1〜図9は施工方法を作
業工程の順序に従って示している。以下には、主として
これら図1〜図9を参照しつつこの発明の施工方法につ
いて説明するが、他の発明であるケーソンのアンカー構
造については、施工方法の説明の過程において明らかに
する。
材の挿入設置工程(図1参照) ニューマチックケーソン工法における後記のケーソン6
が沈下されて最終的に設定される設定予定地盤Sの上方
の地面(地表面)Gに削孔機10によりケーシング10
aを圧入しながら平面的に適当な間隔を隔ててケーソン
6の設定予定地盤Sの下方に至る複数の縦孔1を穿設す
る。なお、符号Wは地下水の水位の一例を示している。
アンカー部材3を各縦孔1に吊り下ろし縦孔1の底部に
設置する。各下部アンカー部材3は、その上端部分がケ
ーソン6の設定予定地盤Sから上方に突出するような位
置に設置するものとする。符号2はクレーン20のフッ
クと下部アンカー部材3とを結ぶ吊り鋼線である。クレ
ーン20等で下部アンカー部材3を吊り下げた後の吊り
鋼線2の上端側は、後記のグラウト5の注入固化までの
間下部アンカー部材3の自重による沈下で設置深さが変
動しないように地面G上の適当な固定物に結着しておく
とよい。前記の下部アンカー部材3の挿入設置は、手巻
きウインチ等を適宜設置して作業者の手作業によっても
行うことができる。
を形成した1本の鋼棒(図示しない)としてもよいが、
この実施形態では、図10及び図11に示すように、鋼
線を撚り合わせた綱状の単位アンカー部材31を複数本
のスペーサ32によってわずかな間隔を隔てて束ねた集
合体としてある。
には、後記の栓手段34等を介して鋼製の蛇腹管その他
の内外面に凹凸を有する鞘管33を固定すると共に、そ
の鞘管33の内部における複数の単位アンカー部材31
の中央部分には、グラウト注入用の2本の注入管4,4
の先端部分を該単位アンカー部材31の長さ方向につい
て沿わせるようにして添設してある。前記の注入管4と
しては例えば塩化ビニル管などが用いられる。
33の内部に開口させると共に、他方の注入管4の先端
42は鞘管33の外部に開口させてある。これら注入管
4,4の上端はいずれも地面G上に突出させてある。な
お、注入管4,4は下部アンカー部材3の吊り下ろし時
に共に吊り下ろされるものである。
鞘管33の下端部分に間隔を隔てて設けられた仕切板、
符号34bは上下の仕切板34a,34a間に充填され
たモルタルまたは鋼製等の止水材等の密封材で、これら
の部材34a,34bは、後記のように鞘管33内に一
方の注入管4を通じて注入される内部グラウトが鞘管3
3の外に流出しないようにするための栓手段34を構成
する一方で、単位アンカー部材31に対し鞘管33を固
定する役割を果たす。
吊り下ろされた時、外部グラウトを放出させる他方の注
入管4の開口端42が縦孔1の底部に当接して封鎖され
ることがないようにするために、鞘管33の先端部に被
着固定された、側方にグラウト放出口35aを有するエ
ンドキャップを示し、符号36は、下部アンカー部材3
が吊り下ろされた時、その鞘管33が縦孔1、すなわち
縦孔1を穿設する削孔機10により圧入されたケーシン
グ10aに対し同心的な位置を占めることができるよう
にするために、鞘管33の周りに設けた案内部材を示し
ている。更に、符号37は、各単位アンカー部材31の
上端部分に防錆油を塗布した上で非接着にして可動の状
態で被覆された合成樹脂製のチューブである。
図10,図11及び図12参照) 下部アンカー部材3の挿入設置後、図2に示すように、
グラウト混合機30でセメント,砂,適当な混和剤及び
水を混合してグラウトとし、それをグラウトポンプ等の
グラウト注入機40を用い、前述したように予め下部ア
ンカー部材3と共に挿入された2本の注入管4,4を通
じて所要の圧力で各縦孔1に注入する。ここで使用する
グラウトの成分は前記のものに限らない。図2で符号4
0aはグラウト注入機のホースで、各注入管4の地面G
上に突出させた上端に連通接続されるものである。
よって鞘管33の内部を行い、次いで他方の注入管4に
よって鞘管33の外部を行う。一方の注入管4で鞘管3
3内に注入される内部グラウト5は、下端を栓手段34
で封じられた鞘管33内を全長に亘り充填する。そし
て、鞘管33内ではそれへ挿通された下部アンカー部材
3が内部グラウト5により上端部をわずかに余して埋設
される。
される外部グラウト5は、鞘管33のエンドキャップ3
5に設けられた放出口35aから外部へ送出され、鞘管
33の外面と縦孔1の内壁の間にそこに存在する地下水
を排除しつつ下から上へ向け充填される。充填される外
部グラウト5は、その最上面が少なくもケーソン6の設
定予定地盤S上に至るようにするを可とする。なお、縦
孔1の削孔時に圧入されたケーシング10aは、外部グ
ラウト5の注入の際に削孔機10で引き抜かれる。全て
の縦孔1において、図3に示すように、下部アンカー部
材3を固定するための注入グラウト5が充填されたら、
次の作業工程に移ると共に、前記注入グラウト5を固化
させる。
3の周りに間隔を隔てて取り付けられた鞘管33は、下
部アンカー部材3が縦孔1内で偏って固定されたり、地
下水の存在で下部アンカー部材3の表面に対するグラウ
ト5の密着性に低下を来たしたりするなどして、下部ア
ンカー部材3の地山に対する取付け強度が弱まる不都合
をなくすためのものである。
の例では下部アンカー部材3に固定されているので、本
発明のアンカー構造の完成後も下部アンカー部材3の一
部としてそのまま残されることになる。
を充填しながら注入管4を引出して、その後外部グラウ
ト5を充填しながら注入管4を引出してもよい。また鞘
管33を設けない場合には、グラウトの注入管4は勿論
1本とし、しかも下部アンカー部材3とは固定させない
で縦孔1に対し各別に挿入することができ、更に、この
場合注入管4はグラウトの注入後その全体を縦孔1から
抜き出すこともできる。
ー部材の固定工程(図4参照) ケーソンの設定予定地盤Sの上方における所定位置の地
面Gに鉄筋コンクリート製のケーソン6の少なくも下部
部分61を構築設置し、その作業室62の天井スラブ6
3には、下部アンカー部材3の位置に対応させて鋼製の
丸棒等で作られた複数の棒状をなす上部アンカー部材7
を下端部が作業室62内に突出又は露出するようにして
埋設固定する。
脂やゴム等で作られた保護キャップ(図示しない)を着
脱可能に嵌めておくと、作業室62内の後の作業におい
て安全である。また、上部アンカー部材7の上端は真っ
直ぐなものとしてもよいが、図示のようにU字状に曲げ
たものはケーソン6の天井スラブ63に対する固定強度
が強化されるので好ましい。更に、上部アンカー部材7
の上端部はケーソン6のコンクリートを打設する前にそ
の補強鉄筋(図示しない)に掛け止めたり溶接したりす
ることもできる。
削機50を設備して作業室62の底部の土を掘削しケー
ソン6を設定地盤Sまで沈下させる。その際、掘削に伴
って作業室62内に連続して現れてくる吊り鋼線2や注
入管4は、切断するなど適当にさばいて掘削の邪魔にな
らないようにする。図中、符号64はケーソン6の下部
部分61上に構築された該ケーソン6の一部をなす鉄筋
コンクリート製の周壁、65はケーソン周壁64上に構
築され、ケーソン6による基礎全体が完成した後は取り
外される仕切壁、67は作業室62に連通させて立設し
たマンシャフト66上のマンロック、69は作業室62
に連通させて立設したマテリアルシャフト68上のマテ
リアルロック、60はケーソン6の水荷重である。これ
らの部位又は設備は、いずれも現に実施されているニュ
ーマチックケーソン工法においても構築又は使用されて
おり公知である。上記の掘削機50はケーソン6が所定
の設定地盤Sまで沈下されたら撤去する。
材の結合工程(図6参照) 沈下後のケーソン6の作業室62内において、天井スラ
ブ63から突出する複数の上部アンカー部材7の下端と
設定地盤Sから突出する複数の対応する下部アンカー部
材3の上端とをそれぞれ連結手段8で結合させる。
は、図13に明示するように、各上部アンカー部材7の
下端に挿通した第1連結ブロック81を該上部アンカー
部材7に下からねじ込んだ止めナット82で抜けないよ
うにして取り付け、他方、下部アンカー部材3の上端に
挿通した第2連結ブロック83をくさび手段84によっ
て固定的に取り付け、更に、第1及び第2連結ブロック
81,83に対し共に挿通させた複数の連結ボルト85
及びそれら連結ボルト85にそれぞれ螺合させたナット
86により、第1及び第2連結ブロック81,83を相
互に呼び付け上部アンカー部材7及び下部アンカー部材
3を緊張状態で結合して構成されている。なお、前記第
1連結ブロック81の各縦孔を雌ねじ孔にして、各上部
アンカー部材7と螺合結合させてもよく、また前記第1
連結ブロック81と連結ボルト85と螺合結合させても
よい。
第2連結ブロック83の外側(上面側)において、各下
部アンカー部材3を構成する複数の単位アンカー部材3
1の先端(上端)に座板87を介してくさび受け84b
を挿通させた上で、くさび片84aを、複数の単位アン
カー部材31の間に割り込ませるようにして、前記くさ
び受け84bの挿通孔内に向け打ち込んで構成されてい
る。
上端部を包囲するようにして前記の座板87を介して第
2連結ブロック83の上面に止めねじ等で固定された帽
体で、この帽体88内にはその頂部に設けた小孔88a
を通じ防錆剤89が充填してある。なお、この例の連結
手段8を構成する各部材は、防錆剤89を除いていずれ
も鋼材で製作するを可とする。
いる。この例の連結手段9は、上から順に、第1ボルト
91、そのボルト91に螺合させたターンバックル9
2、そのターンバックル92に螺合させた第2ボルト9
3及びその第2ボルト93の下端に螺合又は溶接により
固定させたスリーブ継手94を備えて構成されている。
この連結手段9を構成する各部材はいずれも鋼材で製作
するとよい。
る上部アンカー部材7は、上端がU字状に曲げられた棒
状のアンカー部材本体71とアンカー部材本体71の下
端に螺合させたねじカップラー72とから成り、両部材
71,72は共に天井スラブ63に埋設されているが、
ねじカップラー72の下端は作業室62に露出させてあ
る。
ルト91の上端を上部アンカー部材7におけるねじカッ
プラー72の下端に螺合させ、また、連結手段9におけ
るスリーブ継手94の下端を下部アンカー部材3の上端
に嵌め込みかつ溶接または圧着して固定することによ
り、上部アンカー部材7と下部アンカー部材3とは結合
されることになる。この連結手段9においては、ターン
バックル92の回動操作により、該連結手段9全体の長
さの調整及び上部アンカー部材7と下部アンカー部材3
との緊張状態での結合を可能とする。
部材3との連結手段として、上述した2例のもの8,9
に代えて、図示はしないが、2本の棒状体間の連結手段
であるならば、公知の任意のものが採用できることは言
うまでもない。
部アンカー部材3との間の結合が完了したら、ケーソン
6から水荷重60を排出し、また、艤装、すなわちマン
シャフト66,マンロック67、マテリアルシャフト6
8及びマテリアルロック69を撤去する。
7〜図9参照) 水荷重60が排出され、艤装が撤去された後、図7に示
すように、ケーソン6の作業室62内には中埋めコンク
リート101を打設充填し、その中埋めコンクリート1
01で全ての上部アンカー部材7の作業室62内への突
出下端部、下部アンカー部材3の作業室62内への突出
下端部及びそれらを結合させている連結手段8を埋設さ
せる。ここに、本発明に係るケーソンのアンカー構造の
特徴的部分が完成する。
のニューマチックケーソン工法による基礎構造の構築と
同様に、ケーソン6の中空部分に中詰水102を充填
し、最上部分に鉄筋コンクリート製の頂版103を構築
する。符号104は頂版103上に構築した橋脚等の構
造物、105は仕切壁65を取り除いた後を地面Gと同
一平面となるようにならした土による埋め戻し部分であ
る。
ンカー構造及びその施工方法によれば、次に示すような
効果を奏する。 本発明のアンカー構造によれば、設定地盤上に支持
された構造物の基礎としてのケーソンは、該ケーソンと
設定地盤との間に配されその両者を強固に繋ぎ止めてい
る、連結手段を介して結合された上下のアンカー部材に
より、その支持状態が補強されているので、大地震や地
盤の大きな緩みが発生しても、支持する構造物と共にケ
ーソンが傾いたりすることがなく、極めて安全である。 また、基礎ケーソンの設定地盤上における安定性の
向上に伴い、ケーソンの横断面面積を減少させて、ケー
ソンの躯体重量を減少させることが可能となるので、基
礎ケーソンの構築についての費用が節減できる。 請求項2又は3の連結手段を用いたアンカー構造
は、上下のアンカー部材を緊張させた状態で構築するこ
とができるので、撓みによるアンカー部材の損傷を防ぐ
ことができ、その機能を長期に亘り発揮させることがで
きる。 本発明のアンカー構造の施工方法によれば、他の発
明であるケーソンのアンカー構造と合理的かつ効率的に
構築提供できる利点を有する。 請求項5の施工方法によれば、各下部アンカー部材
を複数の単位アンカー部材の集合体としたので、注入グ
ラウトの下部アンカー部材に対する接触面積の増加によ
り、縦孔内における下部アンカー部材の取付け強度を増
強させることができる。 請求項6の施工方法によれば、下部アンカー部材の
周囲に鞘管を固定し、鞘管の内外に各別にグラウトを注
入できるようにしたので、鞘管内で下部アンカー部材は
偏ったりすることがない上、内部グラウトは下部アンカ
ー部材及び鞘管の内面に密着し、また、外部グラウトは
鞘管の外面及び縦孔の内壁に密着することになる。従っ
て、下部アンカー部材の縦孔に対する固定状態は極めて
安定する。
方法の実施形態における縦孔の穿設工程及び下部アンカ
ー部材の挿入設置工程の概要を示す縦断面図である。
(但し、この図において下部アンカー部材と共に吊り下
ろされるグラウトの注入管の記入は省略してある。)
トの注入工程の概要を示す縦断面図である。(但し、こ
の図において下部アンカー部材を吊り下ろす吊り鋼線の
記入は省略してある。)
す縦断面図である。
材の固定工程の概要を示す縦断面図である。
図である。
結合工程の概要を示す縦断面図である。
示す縦断面図。である
ンカー構造を完成させた状態の概要を示す縦断面図であ
る。
示す縦断正面図である。
断平面図であり、(B)は図10のXIB−XIB線による
拡大横断平面図であり、(C)は図10のXIC部分の拡
大縦断正面図である。
側に内部グラウトをした状態を示す縦断正面図である。
部アンカー部材とを結合させた連結手段の概要を示す正
面図である。
あって、(a)は縦断正面図であり、(b)はその支持
地盤G1による支持状態を示す平面投影図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 ケーソンの設定地盤に適当な間隔を隔て
て穿設した複数の縦孔のそれぞれに下部アンカー部材を
挿入し、各縦孔内の下部アンカー部材を注入グラウトの
固化により固定すると共に、ケーソンの作業室の天井ス
ラブに前記複数の下部アンカー部材の位置に対応させて
複数の上部アンカー部材を埋設固定し、相互に対応する
上部アンカー部材の下端と下部アンカー部材の上端とを
それぞれ連結手段で結合させ、更に、ケーソンの作業室
内に中埋めコンクリートを打設して構成したことを特徴
とするケーソンのアンカー構造。 - 【請求項2】 前記の連結手段を、上部アンカー部材の
下端に取り付けた第1連結ブロックと、下部アンカー部
材の上端に取り付けた第2連結ブロックと、第1及び第
2連結ブロックを相互に呼び付けて結合させるための、
第1及び第2連結ブロックに対し共に挿通させた複数の
連結ボルト及びそれら連結ボルトにそれぞれ螺合させた
ナットとで構成したことを特徴とする請求項1記載のケ
ーソンのアンカー構造。 - 【請求項3】 前記の連結手段を、上部アンカー部材が
備えるねじカップラーに上端を螺合させた第1ボルト
と、その第1ボルトの下端に上端を螺合させたターンバ
ックルと、そのターンバックルの下端に上端を螺合させ
た第2ボルトと、その第2ボルトの下端に上端を螺合又
は溶接により固定させ、かつ下端を下部アンカー部材の
上端に嵌め込み溶接または圧着して固定させたスリーブ
継手とで構成したことを特徴とする請求項1記載のケー
ソンのアンカー構造。 - 【請求項4】 (A)ケーソンの予定される設定地盤の
上方の地面に削孔機により適当な間隔を隔ててケーソン
の設定予定地盤下に至る複数の縦孔を穿設する工程、
(B)各縦孔に下部アンカー部材を挿入し、縦孔底部に
設置する工程、(C)各縦孔に注入管を通じてグラウト
を注入し、その固化により下部アンカー部材を縦孔内で
固定する工程、(D)設定予定地盤上の地面に鉄筋コン
クリート製のケーソンを設置し、その下部の作業室の天
井スラブには下部アンカー部材の位置に対応させて複数
の上部アンカー部材を埋設固定させる工程、(E)ケー
ソンの作業室下面を掘削し予定位置まで沈下させる工
程、(F)ケーソンの作業室内に突出又は露出させた各
上部アンカー部材の下端及び各下部アンカー部材の上端
を連結手段で結合させる工程、及び(G)ケーソンの作
業室内に中埋めコンクリートを打設してその作業室内で
連結手段で結合させた上部アンカー部材の下端部及び下
部アンカー部材の上端部を埋め込む工程を備えたことを
特徴とするケーソンのアンカー構造の施工方法。 - 【請求項5】 前記の各下部アンカー部材を複数の単位
アンカー部材の集合体として構成し、注入グラウトの下
部アンカー部材に対する接触面積を増加させたことを特
徴とする請求項4記載のケーソンのアンカー構造の施工
方法。 - 【請求項6】 前記の各下部アンカー部材の周囲に鞘管
を固定すると共に、その鞘管の内部に挿通させたグラウ
ト注入用の2本の注入管の先端部分を下部アンカー部材
に添設し、一方の注入管の先端を鞘管内部に開口させる
と共に、他方の注入管の先端を鞘管外部に開口させ、鞘
管の内外に各別にグラウトを注入するようにしたことを
特徴とする請求項4又は5記載のケーソンのアンカー構
造の施工方法。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP18737799A JP3168197B2 (ja) | 1999-07-01 | 1999-07-01 | ケーソンのアンカー構造及びその施工方法 |
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---|---|---|---|
JP18737799A JP3168197B2 (ja) | 1999-07-01 | 1999-07-01 | ケーソンのアンカー構造及びその施工方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JP2001011867A true JP2001011867A (ja) | 2001-01-16 |
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ID=16204957
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JP (1) | JP3168197B2 (ja) |
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JP2007309043A (ja) * | 2006-05-22 | 2007-11-29 | Daiho Constr Co Ltd | ニューマチックケーソンおよびその施工方法 |
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1999
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