JP2001214419A - ケーソンによる海洋構造物の設置工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】水底に設置するケーソンと水底基礎との強固な
一体化が容易にでき、水底基礎の均し等の人手による水
中作業が不要となるとともに、使用するケーソンの製造
が簡単な装置できるケーソンによる海洋構造物の設置工
法の提供。 【解決手段】底面が開放された底盤無しケーソンＡを浮
体１に支持させて設置現場上に吊り下げ、ケーソンＡを
浮体１から水底に吊降ろして所定の設置高さに保持させ
た状態でケーソン底部に底盤用水中コンクリートを打設
し、予め水底に設置した又はケーソン吊降ろし後に水底
に設置した水底基礎と一体にケーソン底盤２５を成形す
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、港湾における防波
堤、岸壁或いは護岸などの海洋構造物をケーソンの設置
によって構築するためのケーソンによる海洋構造物の設
置工法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、コンクリートケーソン製作は進水
用の斜路や昇降装置を備えた陸上のケーソン製作ヤード
や、水面上に浮かべた浮きドックなどのドライ空間にて
なされ、大型ケーソンの場合には、スライディング型枠
を使用し、底盤に連続させて隔壁及び周壁を所定高さず
つ上方に打ち継ぎして所定の大きさに成形するようにし
ている。

【０００３】このようにして製造されるコンクリートケ
ーソンにあって、陸上の製作ヤードで製作されるもの
は、斜路や昇降装置等の進水位置まで水平搬送し、浮き
ドックで製作される場合は浮きドック自体を水中に沈
め、それぞれケーソンを進水させ、水面上にケーソン自
体の浮力で浮上させ、沈設場所まで曳航するようにして
いる。

【０００４】沈設現場では、地盤改良や基礎杭の設置、
更には捨石マウンド等の基礎工事を予め行ってケーソン
設置用の水底基礎を構築しておき、平に均された水底基
礎上面にケーソンを沈降させ、該ケーソン内に中詰する
と同時に、ケーソンの前後に根固めブロック等による根
固め工及び洗掘防止工を施している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の方法
では、ケーソン自体の浮力で水上に浮上させて曳航する
必要上、底面を閉鎖する底盤が必要となり、設置現場で
水底の基礎と一体に底盤を後打ちすることができず、基
礎との一体化が容易ではなく、また、ケーソン設置用の
水底基礎表面の均しは、最終的には潜水夫による手作業
に頼らざるを得ないという問題があった。

【０００６】また、コンクリートケーソンを陸上のドラ
イ空間で製造する場合には、進水のための昇降装置や水
平移動のための装置が大重量に耐えるものである必要が
あり、その設備に多くの費用を要するとともに大重量の
ケーソンの陸上移動には多くの困難が伴う。また、製作
ヤード近くにケーソン設置現場がある場合が少なく、曳
航に長時間と多くの経費がかかる場合が多い。

【０００７】一方、浮きドックを使用する場合は、ケー
ソン設置現場近くの水面を使用でき、且つ進水作業が容
易である等の利点があるが、ケーソンを搭載した状態で
浮上、沈降ができる構造とする必要上、設備が大掛かり
となり、その建造及び維持管理に多大の経費を要すると
いう問題があった。

【０００８】本発明は、このような従来の問題に鑑み、
水底に設置するケーソンと水底基礎との強固な一体化が
容易にでき、水底基礎の均し等の人手による水中作業が
不要となるとともに、使用するケーソンの製造が簡単な
装置でできるケーソンによる海洋構造物の設置工法の提
供を目的としてなされたものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述の如き従来の問題を
解決し、所期の目的を達成するための本発明に係るケー
ソンによる海洋構造物の設置工法の特徴は、底面が開放
された底盤無しケーソンを浮体に支持させて設置現場上
に吊り下げ、該ケーソンを前記浮体から水底に吊降ろ
し、該ケーソンを所定の設置高さに保持させた状態で予
め水底に設置した及び／又はケーソン吊降ろし後に水底
に設置した水底基礎と一体に、ケーソン底部に底盤用水
中コンクリートを打設してケーソン底盤を成形すること
にある。

【００１０】尚、ケーソンの製作は、水面上に浮上させ
た浮体に支持させて水面上にケーソン成形型枠を設置
し、該型枠内にコンクリートを打設して所定高さ分のケ
ーソンを作製すると同時に該ケーソンにケーソン支持用
吊材を固定し、前記ケーソン支持用吊材を前記浮体に支
持させて製作されるケーソンを吊持ちさせ、前記コンク
リートの固化を待ってケーソン支持用吊材を延長させて
前記ケーソンを水中に降下させることにより前記型枠を
ケーソン上方に相対移動させて次のコンクリートを順次
打ち継ぐことによって行うことが好ましい。

【００１１】また、浮体に対して吊持ちさせた状態でケ
ーソンを所定の設置高さに維持させて底盤を形成するこ
と、水底に設置した基礎杭の上端をケーソン底部開口内
に挿入した状態で、該基礎杭の上端と一体にケーソン底
盤用の水中コンクリートを打設すること、ケーソンの縦
向き壁部内に予め杭固定用穴を上下に貫通開口させてお
き、該杭固定用穴内に、水底に設置した基礎杭の上端を
挿入させて該ケーソンを水底の所定の設置高さまで吊降
ろし、然る後前記杭固定用穴内に水中コンクリートを打
設しすることによりケーソンを所定の設置高さに維持さ
せ、該ケーソン下の水底地盤に水底基礎を造成した後該
ケーソン底部に水中コンクリートを打設して底盤を形成
すること、及び杭固定用穴はケーソンの縦向き壁部内
に、周方向に向けた蛇腹状の凹凸を有する管を埋め込む
ことによって形成させることが好ましい。

【００１２】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を図面に
ついて説明する。

【００１３】図１、図２は本発明工法に使用するケーソ
ン製造のための装置を示しており、図中１は同装置を構
成している浮体である。浮体１は平面がコ字状に形成さ
れて、一辺側が開放されたケーソン吊降ろし空間２が形
成されており、その空間２の上方にケーソン吊持ち手段
を構成する複数の梁３，３……が、それぞれの両端を浮
体表面から立ち上げた立ち上り部４に支持させて横架さ
れている。

【００１４】空間２の上方には梁３，３……及び立ち上
り部４に支持させてケーソン外周の縦向壁部、即ケーソ
ン外周を構成する周壁及びケーソン内を仕切る隔壁を成
形するためのケーソン成形型枠装置５が備えられてい
る。

【００１５】型枠装置５は、ケーソン側壁の外面を成形
する外型枠６、該側壁の内面及び隔壁の表面を形成する
内型枠７及びこれらの型枠を支持する型枠保持機構８と
からなり、型枠保持機構８には、成形されたケーソン表
面から各型枠を離反させる脱型機構（図示せず）が備え
られたものを使用している。

【００１６】型枠装置５には上記の他、所定高さ分のコ
ンクリート打設後、型枠を上方に移動させてコンクリー
トを打ち継ぎながら、角筒状のコンクリート構造物を下
部から順次成形するスライディング型枠が使用できる。

【００１７】各梁３，３……には、異型棒鋼からなるケ
ーソン吊持ちさせるためのケーソン支持用吊材９を、下
方に向けて繰り出しすことができる吊降ろし手段１０が
多数所定間隔毎に設置されている。この吊降ろし手段に
は、一例として通称クライミングジャッキと称されてい
る油圧を用いた装置が使用できる。

【００１８】上記装置を使用して本発明に使用するコン
クリートケーソンを水上構築する。

【００１９】先ず、図１に示すように浮体１を水面上に
浮かべ、型枠装置５を所定の形状にのコンクリート成形
空間が形成されるように組み立て、各型枠間のコンクリ
ート打設部１１の底部を底面型枠１２で閉鎖するととも
に、コンクリート打設部１１内に、吊降ろし手段１０よ
り垂下させた吊材９の下端を挿入する。

【００２０】次いで、図３に示すように吊材９が挿入さ
れた型枠内のコンクリート打設部１１内に一定高さ分の
コンクリート１３を打設し、該コンクリート１３に吊材
９の下端を定着させる。

【００２１】尚、吊材９下端に抜け止め用の定着具(図
示せず)を固着してもよい。

【００２２】このようにして所定高さ分だけ底盤のない
ケーソンＡを形成し、コンクリートの固化を待って型枠
装置５を脱型、即ち、底面型枠１２を外すとともに各型
枠６，７をコンクリート面から離反する方向に動作させ
る。これによって成形されたケーソンＡは吊材９によっ
て梁３，３……から吊り下げられた状態となる。

【００２３】この状態で各吊降ろし手段１０を作動させ
て吊材９をゆっくりと下方に繰り出し、図４に示すよう
にケーソンＡの上端が型枠６，７の下縁梢上方に至るま
で該ケーソンＡを降下させる。然る後、型枠装置５を再
度所定の形状に組み、次ぎの成形高さまでコンクリート
を打設する。

【００２４】このように、型枠の組み立て、コンクリー
トの打設、脱型、ケーソンの降下を順次行って上方にコ
ンクリートを打ち継ぎつつ最終高さまで成形する。ま
た、吊材９は一定長さのものをカプラ−（図示せず）等
の連結具を使用して上方に順次連結しつつ順次下方に繰
り出す。

【００２５】このようにして成形されるケーソンＡは、
成形途中において水中に順次沈み、これに浮力が作用す
るため、使用する浮体は、完成されたケーソンの全重量
から浮力を差し引いた分を支えることとなる。

【００２６】このようにして製作されたケーソンＡを水
底に設置する際しては、図５に示すように浮体１に支持
させて水中に吊り下げた状態で必要な設置場所に曳航す
る。そして所望の沈設位置で、図６に示すように係留ロ
ープ２０及び係留杭２１の何れか若しくは両者で移動不
能に係留し、ケーソンＡを通して水底地盤の軟弱地盤層
２２ａを通して支持層２２ｂに達する基礎杭２３を打設
する。

【００２７】次いで図７に示すようにケーソンＡを所定
の沈設高さまで吊降ろす。この状態で水上より砕石を投
入し、基礎杭２３の上端及びケーソンＡの下端を埋め込
むようにして捨石マウンド２４を造成する。然る後、ケ
ーソンＡの底部に水中コンクリートを打設し、基礎杭２
３及び捨石マウンド２４からなる水底基礎と一体に底盤
２５を形成し、該コンクリートの固化を待って、図８に
示すように浮体１に対するケーソンＡの吊下げを解き、
中詰２６を施し、天盤２７を形成し防波堤等の海洋構造
物とする。

【００２８】図９〜図１２は本発明他の実施例を示して
おり、この実施例ではケーソンＡの成形に際し、縦向き
壁部である周壁３０に一定間隔毎に複数の杭固定用穴３
１を上下に貫通して形成する。この杭固定用穴３１は、
図１２に示すように、周壁３０内に蛇腹状の凹凸が周方
向に形成された管３２を埋め込むことによって成形す
る。

【００２９】このようにして予め杭固定用穴３１を開口
させたケーソンＡを前述と同様に浮体１に吊下げて成形
し、設置現場に曳航する。設置現場では図９に示すよう
に所定の沈設位置に係留ロープ２０や係留杭を使用して
係留し、ケーソンＡを水底の軟弱地盤層２２ａの表面に
達するまで吊降ろす。

【００３０】次いで図１０に示すように杭固定穴３１内
に基礎杭３３を挿入し、上端側を杭固定穴３１内に残し
た状態でその下端側が水底地盤の支持層２２ｂに達する
ように打ち込む。この打ち込み完了後、図１２に示すよ
うに杭固定穴３１内の杭上端面より上方の空隙部内に水
中コンクリート３４を打設してこれを埋めることによ
り、基礎杭３３に対してケーソンＡを支持可能とする。

【００３１】このようにして杭固定用穴３１にコンクリ
ートを充填後その固化を待って浮体１に対する吊下げ状
態を解除し、浮体１をケーソンＡから離す。然る後、図
１１に示すようにケーソンＡ内を通してその下の軟弱地
盤層２２ａを深層混合工法等の地盤改良工法によって強
化した水底地盤改良基礎３５を造成し、その上面に砕石
を投入して捨石マウンド３６を造成し、更にその上から
水中コンクリートを打設し、水底地盤改良基礎３５及び
捨石マウンド３６からなる水底基礎と一体に底盤２５を
形成し、該コンクリートの固化を待って、中詰２６を施
し、天盤２７を形成し防波堤等の海洋構造物とする。

【００３２】尚、上述の実施例では製作したケーソンＡ
を設置現場に曳航しているが、設置現場に係留した装置
によりケーソンＡを製作し、その場で設置してもよい。

【００３３】また、設置現場における水底基礎に基礎杭
を使用しているが、図１３に示すように基礎杭のない捨
石マウンド２４による水底基礎上にケーソンＡを設置
し、これと一体に底盤２５を形成してもよい。

【００３４】

【発明の効果】上述のように、本発明に係るケーソンに
よる海洋構造物の設置工法では、底面が開放された底盤
無しケーソンを浮体に支持させて設置現場に曳航し、該
ケーソンを前記浮体から水底に吊降ろし、該ケーソンを
所定の設置高さに保持させた状態で予め水底に設置した
及び／又はケーソン吊降ろし後に水底に設置した水底基
礎と一体に、ケーソン低部に底盤用水中コンクリートを
打設してケーソン底盤を成形するようにしたことによ
り、水底の基礎とケーソン底盤の一体化が容易に、然も
より確実になされるとともに、捨石マウンドの造成に際
し、その表面の仕上げ均し作業が不要となり、そのため
の潜水作業が不要となる。

【００３５】また、水面上に浮上させた浮体に支持させ
て水面上にケーソン成形型枠を設置し、該型枠内にコン
クリートを打設して所定高さ分のケーソンを作製すると
同時に該ケーソンにケーソン支持用吊材を固定し、前記
ケーソン支持用吊材を前記浮体に支持させて製作される
ケーソンを吊持ちさせ、前記コンクリートの固化を待っ
てケーソン支持用吊材を延長させて前記ケーソンを水中
に降下させることにより前記型枠をケーソン上方に相対
移動させて次のコンクリートを順次打ち継ぐことによっ
て底面が開放された底盤無しケーソンを成形して浮体に
支持させるようにすることによって、ケーソンはその完
成時に浮体に支持されて水中に吊り下げられたこととな
り、従来のように進水作業が不要となり、そのための設
備も省略されるため、従来に比べて低コストでケーソン
製造が可能となる。

【００３６】更に、浮体に対して吊持ちさせた状態でケ
ーソンを所定の設置高さに維持させて底盤を形成するこ
とにより、曳航用の設備を沈設にそのまま使用でき、ケ
ーソン設置用クレーン等の重機が不要となり、設置経費
が削減できる。

【００３７】更に、水底に設置した基礎杭の上端をのケ
ーソン底部開口内に挿入した状態で、該基礎杭の上端と
一体にケーソン底盤用の水中コンクリートを打設するこ
とにより、ケーソンと基礎杭との一体化が完全となり、
水面状から水底地盤支持層深さまで一体化された海洋構
造物が容易に構築できる。

【００３８】更に、ケーソンの縦向き壁部内に予め杭固
定用穴を上下に貫通開口させておき、該杭固定用穴内
に、水底に設置した基礎杭の上端を挿入させて該ケーソ
ンを水底の所定の設置高さまで吊降ろし、然る後前記杭
固定用穴内に水中コンクリートを打設することによりケ
ーソンを所定の設置高さに維持させ、該ケーソン下の水
底地盤に水底基礎を造成した後該ケーソン底部に水中コ
ンクリートを打設して底盤を形成することにより、水底
地盤改良や水底基礎マウンド等の基礎構造物の造成が、
ケーソン内でできることとなり、水域汚染の問題を全く
生じさせないで施工できる。

【００３９】また、上記杭固定用穴をケーソンの縦向き
壁部内に、周方向に向けた蛇腹状の凹凸を有する管を埋
め込むことによって形成することにより、杭固定用穴に
コンクリートを打設することによって、穴内面の凹凸に
コンクリートが嵌り合って固化し、ケーソンの荷重によ
って押し上げられることが無くなり、ケーソンの設置高
さでの支持が容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に使用するケーソンの水上製作装置の一
例の平面図である。

【図２】同上の縦断面図である。

【図３】図１に示す装置を使用したコンクリートケーソ
ン水上製作方法における型枠装置の初期組み立て後、１
段目コンクリート打設状態を示す断面図である。

【図４】同上の１段目成形ケーソンの降下状態を示す断
面図である。

【図５】同上の完成ケーソン曳航時の状態を示す断面図
である。

【図６】本発明に係るケーソンによる海洋構造物の設置
工法の第１実施例における基礎杭設置状態を示す断面図
である。

【図７】同上の底盤成形状態を示す断面図である。

【図８】同上の完成状態を示す断面図である。

【図９】本発明に係るケーソンによる海洋構造物の設置
工法の第２実施例における設置現場での係留状態を示す
断面図である。

【図１０】同上の基礎杭打設後の状態を示す断面図であ
る。

【図１１】同上の完成状態の断面図である。

【図１２】同上の杭固定用穴を埋めた状態を示す部分拡
大断面図である。

【図１３】本発明に係るケーソンによる海洋構造物の設
置工法の第３実施例の完成状態の断面図である。

【符号の説明】

Ａ ケーソン １ 浮体 ２ ケーソン吊降ろし空間 ３ 梁（吊持ち手段） ４ 立ち上り部 ５ ケーソン成形型枠装置 ６ 外型枠 ７ 内型枠 ８ 型枠保持機構 ９ 吊材 １０ 吊降ろし手段 １１ コンクリート打設部 １２ 底面型枠 １３ コンクリート ２０ 係留ロープ ２１ 係留杭 ２２ａ 軟弱地盤層 ２２ｂ 支持層 ２３ 基礎杭 ２４ 捨石マウンド ２５ 底盤 ２６ 中詰 ２７ 天盤 ３０ 周壁 ３１ 杭固定用穴 ３２ 管 ３３ 基礎杭 ３４ 水中コンクリート ３５ 水底地盤改良基礎 ３６ 捨石マウンド

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】底面が開放された底盤無しケーソンを浮体
   に支持させて設置現場上に吊り下げ、該ケーソンを前記
   浮体から水底に吊降ろし、該ケーソンを所定の設置高さ
   に保持させた状態で予め水底に設置した及び／又はケー
   ソン吊降ろし後に水底に設置した水底基礎と一体に、ケ
   ーソン底部に底盤用水中コンクリートを打設してケーソ
   ン底盤を成形することを特徴としてなるケーソンによる
   海洋構造物の設置工法。
2. 【請求項２】水面上に浮上させた浮体に支持させて水面
   上にケーソン成形型枠を設置し、該型枠内にコンクリー
   トを打設して所定高さ分のケーソンを作成すると同時に
   該ケーソンにケーソン支持用吊材を固定し、前記ケーソ
   ン支持用吊材を前記浮体に支持させて製作されるケーソ
   ンを吊持ちさせ、前記コンクリートの固化を待ってケー
   ソン支持用吊材を延長させて前記ケーソンを水中に降下
   させることにより前記型枠をケーソン上方に相対移動さ
   せて次のコンクリートを順次打ち継ぐことによって底面
   が開放された底盤無しケーソンを成形して浮体に支持さ
   せる請求項１に記載のケーソンによる海洋構造物の設置
   工法。
3. 【請求項３】浮体に対して吊持ちさせた状態でケーソン
   を所定の設置高さに維持させて底盤を形成する請求項１
   若しくは２に記載のケーソンによる海洋構造物の設置工
   法。
4. 【請求項４】水底に設置した基礎杭の上端をケーソン底
   部開口内に挿入した状態で、該基礎杭の上端と一体にケ
   ーソン底盤用の水中コンクリートを打設する請求項１，
   ２若しくは３に記載のケーソンによる海洋構造物の設置
   工法。
5. 【請求項５】ケーソンの縦向き壁部内に予め杭固定用穴
   を上下に貫通開口させておき、該杭固定用穴内に、水底
   に設置した基礎杭の上端を挿入させて該ケーソンを水底
   の所定の設置高さまで吊降ろし、然る後前記杭固定用穴
   内に水中コンクリートを打設することによりケーソンを
   所定の設置高さに維持させ、該ケーソン下の水底地盤に
   水底基礎を造成した後該ケーソン底部に水中コンクリー
   トを打設して底盤を形成する請求項１若しくは２に記載
   のケーソンによる海洋構造物の設置工法。
6. 【請求項６】杭固定用穴はケーソンの縦向き壁部内に、
   周方向に向けた蛇腹状の凹凸を有する管を埋め込むこと
   によって形成されている請求項５に記載のケーソンによ
   る海洋構造物の設置工法。