JP2001348888A - 水中基礎構造物の構築工法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 仮締切り工が不要ながらも簡便かつ確実にド
ライな施工空間を形成でき、また工区周辺に与える影響
も少なく、工期及びコストの大幅な低減を可能とする水
中基礎構造物の構築工法および装置を提供する。 【解決手段】 所定基礎杭１０の杭頭部１０ａに基礎杭
１０を上方に延長する方向で適宜長の支柱部材１２を取
付ける支柱部材取付け工程と、支柱部材取付け工程によ
り杭頭部１０ａに取付けられた各支柱部材１２間に桁部
材１３を架設する桁部材架設工程と、フーチングＦの下
型枠１８及び側壁型枠１５を桁部材１３より吊下部材１
４により吊下して組立てるとともに基礎杭深度方向の所
定位置に固定し基礎杭１０との接合面の水密処理を行う
型枠設置工程と、、側壁型枠１５と下型枠１８とに囲ま
れたコンクリート打設エリア１９の排水を行う排水工程
と、排水工程完了後の前記コンクリート打設エリア１９
に所定の配筋を実施しコンクリート３０を打設するコン
クリート打設工程とを実施する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は橋脚下部工などの水
中基礎構造物を構築する方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】波浪や水流などの外力が繰り返し負荷さ
れ、地盤が軟弱であることも多い水中においては、構造
物を構築する上で直接基礎ではなく杭基礎が基礎工とし
て採用されることが多い。例えば橋脚の構築に際して
は、鋼管杭やＲＣ杭等を水底に向け複数打設して前記杭
基礎を施工し、その杭頭をフーチングで一体化して橋脚
基礎となす。このフーチングはその構造上、深度的に水
中もしくは水面付近に位置する場合が多く、その構築に
ついては常に水への対策を考慮する必要があった。

【０００３】従来では、この水中基礎構造物たる橋脚基
礎周囲に鋼矢板を連続的に打設して閉合させる仮締切り
工法が採用されていた。この仮締切り工法は、締め切っ
た鋼矢板内について排水や排土処理を行うことでドライ
な作業空間を形成するものである。他方、鋼矢板打設に
伴うコストや工期の悪化といった上記の仮締切り工法の
問題点を解決すべく、フーチング等の水中構造物の型枠
自体に水密性を持たせ鋼矢板による仮締切りを不要にす
る工法も案出されてきた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
水中基礎構造物を構築する方法の例えば仮締切り工法で
は、ただでさえ施工上の問題点や手間が多い水中基礎構
造物の構築に際して、鋼矢板打設という更なる付帯工事
を必要としコストと工期の両面が悪化するのは明らかで
ある。また、この鋼矢板による仮締切りにより長期間占
有されるエリアについては他の水上交通の障害となりう
るし、撤去の際にもコストが費やされ、本工事に与える
悪影響はかなり大きい。

【０００５】他方、水中構造物の型枠自体に水密性を持
たせる工法では、仮締切り工法の抱える問題点はほぼ解
消されるものの他に大きな問題点を内在させている。こ
の工法では前記型枠の構造を基礎杭の杭頭配置に合わせ
て予め製作することになるが、水上で行われた杭打設に
は位置的な誤差が少なからず存在し、実際に杭頭と型枠
との嵌め合いを行う際にはその位置合わせに大きな困難
を伴う。それでも実際の杭頭位置と型枠とがどうにか整
合すればよいが、もし整合しなければ型枠を陸上に再搬
送して製作しなおすなどの非常に面倒な手間とコストと
がかかる。

【０００６】また、上記位置合わせに際しては、前記型
枠をクレーン等で台船から吊下運搬し、杭頭上から下降
させる作業が行われることになる。この場合、波浪、風
などが強い水上での作業であり、更に運搬対象が型枠な
どの重量物であるから、位置合わせ作業自体が元来難し
い。この作業の困難さに由来する型枠や杭頭相互の衝突
による破損も十分予想される上、そうなれば工期の延長
にもつながり、施工コストおよび効率が悪化しかねな
い。

【０００７】そこで、本発明はこのような従来の課題に
着目してなされたもので、仮締切り工が不要ながらも簡
便かつ確実にドライな施工空間を形成でき、また工区周
辺に与える影響も少なく、工期及びコストの大幅な低減
を可能とする水中基礎構造物の構築工法および装置を提
供するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は上記目的を達
成するためになされたもので、複数の基礎杭を打設し、
この基礎杭群の杭頭部を一体化するフーチングを設ける
ことで橋脚基礎となる橋脚下部工などの水中基礎構造物
を構築する方法であって、所定基礎杭の前記杭頭部に基
礎杭を上方に延長する方向で適宜長の支柱部材を取付け
る支柱部材取付け工程と、前記支柱部材取付け工程によ
り杭頭部に取付けられた各支柱部材間に桁部材を架設す
る桁部材架設工程と、前記フーチングの下型枠及び側壁
型枠を前記桁部材より吊下部材により吊下して組立てる
とともに基礎杭深度方向の所定位置に固定し基礎杭との
接合面の水密処理を行う型枠設置工程と、前記側壁型枠
と下型枠とに囲まれたコンクリート打設エリアの排水を
行う排水工程と、排水工程完了後の前記コンクリート打
設エリアに所定の配筋を実施しコンクリートを打設する
コンクリート打設工程とからなることを特徴とする。な
お、前記下型枠としては、フーチングの下床版およびそ
の型枠をも含むものとする。

【０００９】第２の発明は、複数の基礎杭を打設し、こ
の基礎杭群の杭頭部を一体化するフーチングを設けるこ
とで橋脚基礎となる橋脚下部工などの水中基礎構造物を
構築する装置であって、所定基礎杭の前記杭頭部に基礎
杭を上方に延長する方向で取り付けられた適宜長の支柱
部材と、前記支柱部材間に架設された桁部材と、前記桁
部材から前記フーチングの下型枠を吊下する吊下部材と
からなることを特徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態につき、添付図面を参照して詳細に説明する。図１は
本発明の水中基礎構造物の構築工法の実施手順例を示す
説明図である。図２は本発明の水中基礎構造物の構築装
置２０を示す説明図であり、（ａ）は側断面図、（ｂ）
は平面図を示す。

【００１１】本実施例においては例えば海岸線付近に橋
脚基礎たるフーチングを構築する際に本発明を適用した
場合を想定する。海岸線付近の地盤は、干潟地帯であっ
たり細かい泥土が堆積していたりして軟弱である場合が
多い上、その場所の構造物には波浪や潮の干満の影響が
半永久的に反復負荷される。そこで堅固な支持層まで杭
を打設する杭基礎を施工する。この杭基礎に用いられる
杭として、鋼管杭、ＲＣ杭、ＰＣ杭、場所打ち杭など様
々なものがあるが、本実施例では鋼管杭を使用すること
とした。１つの橋脚基礎毎に複数の鋼管杭１０（例えば
図２（ｂ）では９本）を打設して杭基礎を施工した状態
が図１（ａ）である。この図では更に、鋼管杭１０内部
の中詰めコンクリート１１に支柱部材１２の一端を埋込
み固定し、またその支柱部材１２上部間に桁部材１３を
架設している状況をも示している。

【００１２】前記支柱部材１２は、鋼管杭１０の打設後
又は打設前に当該鋼管杭１０に中詰めコンクリート１１
への埋込み固定や鋼管杭１０本体への溶接などにより取
付けられるものである。また当該部材１２のサイズとし
ては、鋼管杭１０の杭頭１０ａが位置する水中深度やそ
の場所での潮の干満差、ならびに後述する吊下部材等の
長さに応じて、少なくとも水上（気中）に適宜長が突出
するよう長さ設定される。この支柱部材１２の鋼管杭１
０への取付け作業を支柱部材取付け工程と称し、干潮時
などの低潮位時に海水の被りを受けにくい作業環境で実
施すると好適である。以下のいずれの工程でも作業をで
きるだけ低潮位時に行えば好適である。この支柱部材取
付け工程により取付けられた各支柱部材１２間に架設さ
れるのが前記桁部材１３である。この桁部材１３の取付
けは桁部材架設工程と称する。なお、前記桁部材１３上
には後述する吊下部材１４の上下動を可能にするジャッ
キ１４ａ（電動モータ等でもよい）が設置されている。

【００１３】桁部材１３の取付けに引き続いて、橋脚基
礎たるフーチングＦの下型枠１８を前記桁部材１３より
吊下部材１４により吊下して組立・仮固定する（図１
（ｂ）参照）。更に、仮固定されている下型枠１８の周
囲に側壁型枠１５を設置する。図１（ｃ）にその実施状
況を示している。そして、前記フーチングＦの側壁型枠
１５と下型枠１８を前記桁部材１３から吊下部材１４に
より吊下して鋼管杭深度方向の所定位置に固定し鋼管杭
１０との接合面の水密処理を行う（型枠設置工程）。図
１（ｄ）にその実施状況を示している。また図２は本発
明の構築装置２０を示すとともに、この型枠設置工程が
完了した状況も示しているのでここでは適宜参照しなが
ら説明を行う。フーチングＦの側壁型枠１５や下型枠１
８は陸上の作業ヤードなどで予め適宜段階まで製作して
おいて本発明の構築装置２０上で最終組立を行うことと
すると好適である。勿論、組立てが済んだ側壁型枠１５
や下型枠１８を構築装置２０まで搬送してもよい。側壁
型枠１５や下型枠１８は前記桁部材１３上のジャッキ１
４ａに連動した吊下部材１４（鋼製ワイヤ、鋼棒など）
の下端部を支点に吊下される。ジャッキ１４ａにより鋼
管杭１０の杭頭１０ａにおける当該型枠設置深度まで下
降した側壁型枠１５や下型枠１８は、型枠支持ブラケッ
ト１６上に載置固定される。また、型枠の浮力による浮
上がりを防止する浮上がり防止リブ１７も杭頭１０ａ外
周に設けられている。浮上がり防止リブ１７にて浮上を
係止された型枠１５、１８は、当該浮上がり防止リブ１
７、型枠支持ブラケット１６、および鋼管杭１０との各
間の接合箇所について防水モルタルを充填し水密処理が
実行される。

【００１４】フーチングＦの側壁型枠１５および下型枠
１８の設置とそれぞれの水密処理が完了したら、当該型
枠類１５、１８に囲繞されたエリアの排水後に増大する
水圧やその他の荷重に対抗可能な支保工を設置するとよ
い。図２（ｂ）にその様子が見て取れる。いわゆる腹起
し２１が側壁型枠１５内周に沿って取り付けられ、その
角隅を支持する火打ち２２も設けられ応力に対する確実
な支保を実現している。

【００１５】上述するようにフーチングＦの型枠１５、
１８が完成し、その水密処理や支保も完全なものとなれ
ば、続いて前記側壁型枠１５と下型枠１８とに囲まれた
コンクリート打設エリア１９の排水を行う排水工程を行
う。排水作業は前記コンクリート打設エリア１９に配置
した排水ポンプを稼動させることで実行される。この排
水工程完了後には、鋼管杭１０の杭頭処理を行い、更に
コンクリート打設エリア１９に所定の配筋を実施し、清
掃後にコンクリート３０を打設する。このコンクリート
３０の打設をコンクリート打設工程とする。フーチング
Ｆのサイズにもよるが、図１（ｅ）、（ｆ）に示すよう
に、このコンクリート打設を一次コンクリート打設と二
次コンクリート打設とに分割して行うことも多い。この
ようにしてフーチングＦが構築され、橋脚Ｐの基礎たり
えるのである。

【００１６】なお、本実施例では型枠設置工程において
下型枠１８を取り上げたが、この下型枠１８には下床版
も含まれている。この下床版は、前記吊下部材１４に吊
下された型枠上に打設形成され、コンクリート硬化後、
前記下型枠１８と同様に杭頭１０ａに固定される。これ
はフーチングＦの下型枠１８としての役割と仮設床版と
しての役割を担うものである。

【００１７】また、型枠設置工程における側壁型枠１５
及び下型枠１８の組立・仮固定、そして鋼管杭（基礎
杭）１０の深度方向の所定位置への固定と鋼管杭１０と
の接合面についての水密処理の作業は、実施例に挙げた
例に限定されない。例えば、側壁型枠１５と下型枠１８
の組立をまとめて行って型枠を最初に作り上げておき、
その組み上がった型枠全体を仮固定し、その後の鋼管杭
１０深度方向の所定位置での固定と水密処理を行うとし
てもよい。また、側壁型枠１５と下型枠１８の型枠別に
組立と仮固定、そしてその後の固定と水密処理まで行う
としてもよい。本工程における作業の組み合わせは施工
条件等に応じていかようにも設定可能である。

【００１８】さらに、上記構築装置２０は、段階的に組
み立てられるものに限定されることはない。例えば、支
柱部材１２と桁部材１３、それに吊下部材１４とが予め
一体に作り上げられており、杭基礎上に一度の取付け作
業で設置されるようになっていてもよい。さらに、支柱
部材１２、桁部材１３、および吊下部材１４がギアや滑
車、サスペンション、モータ、ジャッキといった各種機
構により一体に相互移動できるように機構化されていて
もよい。

【００１９】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明は複
数の基礎杭を打設し、この基礎杭群の杭頭部を一体化す
るフーチングを設けることで橋脚基礎となる橋脚下部工
などの水中基礎構造物を構築する方法であって、所定基
礎杭の前記杭頭部に基礎杭を上方に延長する方向で適宜
長の支柱部材を取付ける支柱部材取付け工程と、前記支
柱部材取付け工程により杭頭部に取付けられた各支柱部
材間に桁部材を架設する桁部材架設工程と、前記フーチ
ングの下型枠及び側壁型枠を前記桁部材より吊下部材に
より吊下して組立てるとともに基礎杭深度方向の所定位
置に固定し基礎杭との接合面の水密処理を行う型枠設置
工程と、前記側壁型枠と下型枠とに囲まれたコンクリー
ト打設エリアの排水を行う排水工程と、排水工程完了後
の前記コンクリート打設エリアに所定の配筋を実施しコ
ンクリートを打設するコンクリート打設工程とからなる
ことを特徴とするものである。

【００２０】また、複数の基礎杭を打設し、この基礎杭
群の杭頭部を一体化するフーチングを設けることで橋脚
基礎となる橋脚下部工などの水中基礎構造物を構築する
装置であって、所定基礎杭の前記杭頭部に基礎杭を上方
に延長する方向で取り付けられた適宜長の支柱部材と、
前記支柱部材間に架設された桁部材と、前記桁部材から
前記フーチングの下型枠を吊下する吊下部材とからなる
ことを特徴とする。

【００２１】従って本発明によれば、基礎杭に取付けた
適宜長の支柱部材と支柱部材間に架設された桁部材とフ
ーチングの下型枠を前記桁部材から吊下する吊下部材と
からなる本発明の水中基礎構造物の構築装置を用いるこ
とで、フーチングの各種型枠の全てを陸上などで予め製
作する必要はなくなる。例えば陸上で適宜段階まで組ま
れた型枠を水上の現場では実際の杭頭配置に間違いなく
合わせて組み上げ、杭頭配置の実状に即した正確な型枠
製作を行える。これにより大きな重量物である製作済み
の型枠を運搬する必要が無くなり、当該型枠が台船から
の運搬中に波浪および風などの影響を受けて大きく揺動
するといったことが少なくなる。そのため、本発明の構
築装置により迅速確実な型枠と杭頭との位置合わせが行
われるのである。

【００２２】この、風などが強い水上での作業であって
も杭頭と型枠との位置合わせ作業が非常に容易である効
果に由来して、型枠と杭頭相互や他部材との衝突による
型枠及び杭体の破損も抑止できる。加えて、杭頭と型枠
との不整合や前記破損による型枠等の再製作の必要も無
くなる。

【００２３】つまり、仮締切り工法を無用にして工事の
効率化と低コスト化を従来よりも図れる上に、型枠と杭
頭の嵌め合いを水上でも簡便確実にして作業効率の向上
と低コスト化の点で工事全体に与える改善効果は著しい
ものとなる。しかして本発明は、仮締切り工が不要なが
らも簡便かつ確実にドライな施工空間を形成でき、また
工区周辺に与える影響も少なく、工期及びコストの大幅
な低減を可能とする水中基礎構造物の構築工法および装
置を提供可能とする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の水中基礎構造物の構築工法の実施手順
例を示す説明図である。

【図２】本発明の水中基礎構造物の構築装置を示す説明
図であり、（ａ）は側断面図、（ｂ）は平面図を示す。

【符号の説明】

Ｆ フーチング １０ 鋼管杭（基礎杭） １０ａ 杭頭（杭頭部） １２ 支柱部材 １３ 桁部材 １４ 吊下部材 １５ 側壁型枠 １８ 下型枠 １９ コンクリート打設エリア ３０ コンクリート

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の基礎杭を打設し、この基礎杭群の
   杭頭部を一体化するフーチングを設けることで橋脚基礎
   となる橋脚下部工などの水中基礎構造物を構築する方法
   であって、所定基礎杭の前記杭頭部に基礎杭を上方に延
   長する方向で適宜長の支柱部材を取付ける支柱部材取付
   け工程と、前記支柱部材取付け工程により杭頭部に取付
   けられた各支柱部材間に桁部材を架設する桁部材架設工
   程と、前記フーチングの下型枠及び側壁型枠を前記桁部
   材より吊下部材により吊下して組立てるとともに基礎杭
   深度方向の所定位置に固定し基礎杭との接合面の水密処
   理を行う型枠設置工程と、前記側壁型枠と下型枠とに囲
   まれたコンクリート打設エリアの排水を行う排水工程
   と、排水工程完了後の前記コンクリート打設エリアに所
   定の配筋を実施しコンクリートを打設するコンクリート
   打設工程とからなることを特徴とする水中基礎構造物の
   構築工法。
2. 【請求項２】 複数の基礎杭を打設し、この基礎杭群の
   杭頭部を一体化するフーチングを設けることで橋脚基礎
   となる橋脚下部工などの水中基礎構造物を構築する装置
   であって、所定基礎杭の前記杭頭部に基礎杭を上方に延
   長する方向で取り付けられた適宜長の支柱部材と、前記
   支柱部材間に架設された桁部材と、前記桁部材から前記
   フーチングの下型枠を吊下する吊下部材とからなること
   を特徴とする水中基礎構造物の構築装置。