JP2002250038A - ケーソン貫入時の周面摩擦の低減方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ケーソンを沈設する際の周辺地盤との摩擦を
低減すること。 【解決手段】 ケーソン壁体２とその下部に形成された
ケーソン刃口８を有するケーソン本体１において、ケー
ソン本体１の側部外方３ａに地面４からその下部まで連
通する多数の溝７ａを設けることと、当該溝７ａに吐出
孔９から滑材を吐出することを備えるにより摩擦低減を
図る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ケーソン工法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、コンクリートの中空の構造物を地
上で構築し、その中空内側の土砂を掘削・排土しながら
地中に沈下させてなる地下構造物を構築するケーソン工
法において、ケーソン本体を沈設する際のケーソン壁体
とそれに接する周辺地盤との摩擦抵抗を低減するため
に、図７に示すようにケーソン刃口６より上方のケーソ
ン壁体２の全周囲に３〜５ｃｍ幅でフリクションカット
５を設けている。更に、摩擦抵抗の低減効果を高めるた
めに、フリクションカット５の上部のケーソン壁体２に
適当な間隔で吐出孔９を配置し、滑材（ベントナイト泥
水などの流体）を吐出する噴射工法を併用している。

【０００３】しかし、従来の方法では次のような問題点
がある。（ア）ケーソン壁体の下部のケーソン刃口から
フリクションカットまでの摩擦抵抗が大きく、沈設時に
大きな抵抗となっていた。（イ）噴射工法を併用する場
合、滑材の吐出孔は一般にケーソン壁体の数平方メート
ル毎に一ヵ所配置されるので、吐出孔のない個所には滑
材が行き渡りにくい。（ウ）滑材が均等に行き渡るよう
にするには、吐出孔の配置を密にするか、或いは吐出力
を高めて勢いのある噴流となして吐出する方法がある。
前者はケーソン壁体の構築時に常に吐出孔部の取り付け
作業が発生し作業が煩雑となり、後者は噴流が地盤を攪
乱するので周辺地盤の乱れが多くなり地盤沈下などを引
き起こしていた。（エ）ケーソン本体を沈設する際に、
その傾きや捩れが発生して施工精度の低下を来たしてい
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、ケーソン本
体を沈設する際の周辺地盤との摩擦を低減する点にあ
る。また、ケーソン本体を沈設する際のケーソン本体の
傾きや捩れを低減する点にある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、ケーソン壁体
とその下部に形成されたケーソン刃口を有するケーソン
本体において、ケーソン本体の側部外方及び側部内方に
多数の溝を設けたことを特徴とする。また、前記記載の
ケーソン本体において、当該溝に吐出孔を備えることを
特徴とする、ケーソン貫入時の周面摩擦の低減方法にあ
る。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて本発明
の実施の形態を詳細に説明する。

【０００７】

【実施例】図１は本発明の実施の形態に係るケーソン本
体の側部外方に多数の溝を設けたケーソン本体の斜視図
である。

【０００８】本発明に係る請求項１の実施の形態におい
て図１に示すように、ケーソン本体１のケーソン壁体２
の側部外方３ａに、ケーソン壁体２の地面４からフリク
ションカット５まで連通する溝７ａを設けている。更
に、ケーソン本体１のケーソン刃口８の側部外方３ａ
に、ケーソン刃口８のフリクションカット５から刃先６
まで連通する溝７ａを設けている。

【０００９】本発明に係る請求項３の実施の形態におい
て図１に示すように、前記ケーソン壁体２の前記溝７ａ
のフリクションカット５と当該ケーソン壁体２の地面４
とフリクションカット５の中間とに前記溝７ａの各溝に
吐出孔９を設けている。更に、前記ケーソン刃口８の刃
先６に前記溝７ａの各溝に吐出孔９を設けている。

【００１０】図１に示すように、溝７ａの断面形状は台
形であり、その寸法は概１５ｃｍ幅で奥行概５ｃｍであ
る。溝７ａの間隔は概等間隔で配置している。凸部１１
の断面形状及びその寸法乃至間隔は前記溝７ａと同様で
あるがこの実施例では対称関係にある。ここで、溝７ａ
及び凸部１１の断面形状であるが、ケーソン本体１をコ
ンクリートで製作する場合には、型枠の脱型が可能な台
形が望ましいが脱型できればよく、当該溝及び凸部は任
意の断面形状でよい。また、脱型を必要としない型枠や
鋼製のケーソン本体であれば、溝７ａ及び凸部１１は任
意の断面形状とすることができる。更に、溝７ａと凸部
１１は必ずしも等間隔で配置しなくてもよい。

【００１１】ケーソン本体１をコンクリートで製作する
場合、例えば鋼矢板を側部外方３ａの型枠として使用す
れば、溝７ａ及び凸部１１の形状に合せた型枠の製作を
省くことができる。またこの場合、型枠を外さずにその
まま使用すれば脱型が必要なくなるので作業の省力化が
できる。更に、ここに使用する鋼矢板は新品である必要
はないので経済的である。

【００１２】図２はケーソン本体１の溝７ａの部分斜視
図である。図２に示すように、溝７ａの断面形状を半円
形状としている実施例である。

【００１３】図３はケーソン本体１の溝７ａの部分斜視
図である。図３に示すように、溝７ａの断面形状を同一
溝内で幅が変化している実施例である。

【００１４】図４はケーソン本体１の溝７ａの部分斜視
図である。図４に示すように、凸部１１に欠切溝１０を
複数箇所以上設けて個々の溝７ａを欠切溝１０で連通し
ている実施例である。

【００１５】ここで、溝７ａの作用について図５及び図
６にて説明する。図５及び図６は地盤１２に接する溝７
ａの部分の断面を示している。図５は地盤１２が砂質土
の場合を示しており、図６は地盤１２が粘性土である場
合を示している。

【００１６】ケーソン本体１が地盤１２に貫入していく
とき、図８及び図９に示すようにケーソン本体１の内部
の土砂を掘削・排土しつつケーソン本体１を地盤１２に
貫入するので、ケーソン壁体２及びケーソン刃口８の側
部外方３ａには地盤との摩擦抵抗は発生する。また、ケ
ーソン本体１の内部の土砂が残っていれば、ケーソン壁
体２及びケーソン刃口８の側部内方３ｂには地盤との摩
擦抵抗は発生するが、一般的にはケーソン本体１の内部
の土砂が残っているのはケーソン刃口８付近であること
が多いので、ケーソン刃口８の側部内方３ｂに地盤との
摩擦抵抗の発生が限定されることが多い。

【００１７】図５に示すように、地盤１２は溝７ａの存
在により、既往の実例などで検証されているように、溝
７ａに接する地盤１２には砂質土の主に内部摩擦角
（φ）という特性により地盤１２にアーチアクション１
３が発生する。このため、溝７ａには地盤１２と接触し
ない空洞が形成されることとなる。また、図６に示すよ
うに、溝部７ａに接する地盤１２には粘性土の主に粘着
力（ｃ）という特性により自立領域１４が発生する。こ
のため、溝７ａには地盤１２と接触しない空洞が形成さ
れることとなる。

【００１８】このことにより、溝面７ｂに地盤１２が直
接接触しないので、ケーソン本体１の側部外方３ａと地
盤１２との摩擦抵抗は、総体において減少することとな
る。因みに、溝７ａと凸部を等分に交互に配置したとき
には、溝７ａがない場合のケーソン本体１の摩擦抵抗を
概半分まで減少することができる。

【００１９】溝７ａはコンクリートであれば、必要な溝
を付けた型枠により作ることができ、鋼製ケーソンであ
れば必要な凸部を接合して作ることができる。

【００２０】図１に示すように、溝７ａはケーソン壁体
２の側部外方３ａの地面４からフリクションカット５迄
とケーソン刃口８のフリクションカット５から刃先６迄
に夫々連通して取付けることが望ましいが、ケーソン壁
体２乃至はケーソン刃口８の何れか一方だけに取付けて
もよい。ケーソン刃口８は側部内方３ｂが地盤１２に貫
入することがあるのでケーソン刃口８の側部内方３ｂに
溝７ａを設けてもよい。

【００２１】溝７ａはケーソン本体１の側部外方３ａの
壁面の全周囲に設けることが望ましいが、例えばケーソ
ン本体が矩形の場合、相対する２面に限定するなど溝７
ａを設置する壁面を限定して設けてもよい。また、一般
的には地面４に近いケーソン壁体２は摩擦抵抗が少ない
ので、この範囲には溝７ａを設けず、ケーソン壁体２の
地面４からフリクションカット５まで間の限定した範囲
に溝７ａを設けてもよい。

【００２２】吐出孔９は塩ビパイプに孔を穿ちケーソン
本体１の壁内に予め配管して地表部まで連通させてあ
り、地表部に設けた滑材プラントからポンプによって圧
送され吐出孔９から滑材を地中に噴出する（図示省
略）。滑材はケーソン本体１の貫入とともにフリクショ
ンカット５及び刃先６の吐出孔９から噴出することが望
ましく、これにより溝７ａの空洞が滑材で充填されて、
溝７ａ周辺部の地盤１２がより一層安定するとともに、
充填された滑材がケーソン本体１の側部外方３ａの壁面
に溝７ａを経由して潤滑されるので、摩擦抵抗の低減効
果が促進される。

【００２３】吐出孔９はケーソン壁体２及びケーソン刃
口８の当該溝７ａの各溝に夫々設けることが望ましい
く、ケーソン壁体２はケーソン刃口８に比して長いので
複数列以上設けることが望ましい。図１は吐出孔９を複
数列配置した実施例である。また、溝７ａの存在により
滑材は溝部７ａを伝わってケーソン壁体２に満遍なく行
き渡るので吐出孔９の設置数を減らすことができ、必要
に応じて各溝に例えば一つおきに溝７ａを取付けること
ができるので経済的である。

【００２４】図４に示すように、欠切溝１０を設ければ
吐出孔９から噴出される滑材はなお一層ケーソン本体１
に満遍なく行き渡ることができる。

【００２５】図１に示すように、ケーソン刃口８より上
方のケーソン壁体２の全周囲にフリクションカット５
（３〜５ｃｍ幅）を付けているが、このフリクションカ
ット５はケーソン壁体２の摩擦抵抗を低減させる目的で
設けられる。だが、フリクションカットは地盤を緩める
要因となるので、できる限り小さいことが望ましく、フ
リクションカットを付けなければ摩擦抵抗が増大してケ
ーソン本体の貫入が困難となるので付けることが一般的
となっている。

【００２６】図１はフリクションカットを付けている実
施例を示しているが、本発明によればケーソン本体１の
側部外方３ａに多数の溝７ａを設けたことにより、更に
は当該溝７ａに吐出孔９を設けて滑材を噴出することに
より摩擦抵抗の低減効果が著しく向上するので、当該フ
リクションカット５は特に付けなくてもよい。

【００２７】フリクションカットを付けないケーソン本
体は、フリクションカットによるオーバーカットがない
ので地盤を緩めることがなく地盤沈下などが発生しない
（図示省略）。また、一般にはケーソン本体の貫入時に
傾きや捩れが発生するが、特にケーソン本体の平面形状
が円形の場合に顕著であるが、多数の溝７ａと凸部１１
の存在により傾きや捩れに対する地盤との抵抗力が増す
ので、施工精度が向上して傾きや捩れのないケーソン本
体のが構築できる。

【００２８】また、ケーソン壁体２とケーソン刃口８の
側部外方３ａに設けた溝７ａが地面４から刃先６まで連
通することになり、吐出孔９は刃先６の溝７ａの各溝に
設ければ、滑材は各溝を充填しつつケーソン本体１の側
部外方３ａに満遍なく行き渡り効率よく潤滑することが
でき、吐出孔９の設置個所を減らすことができるので設
置作業が容易となる。

【００２９】ケーソン本体１の貫入が完了したとき、吐
出孔９を使用してケーソン本体１の側部外方３ａと地盤
１２の間にモルタルを充填することにより、ケーソン本
体１と地盤１２との一体化を図る。この場合溝７ａがあ
るので吐出孔９から吐出されたモルタルは、地面４から
滑材を容易に排除しつつ、ケーソン本体１と側部外方３
ａと地盤１２の間に満遍なく充填することができる。こ
のためケーソン本体１は地盤１２と一体化できるので、
例えば橋脚基礎にケーソンを用いた場合など耐震性が向
上することとなる。

【００３０】

【発明の効果】本発明は、次のような効果を得ることが
できる。（ア）ケーソン本体の側部外方に多数の溝を設
けたことにより、ケーソン本体とそれに接する周辺地盤
との摩擦抵抗が低減し、ケーソン本体の沈設を容易にす
ることができる。（イ）更に、当該溝に滑材を常時充填
することによって、当該溝の空洞が滑材により充填され
るので地盤の安定とともに、ケーソン本体とそれに接す
る地盤との間に滑材を満遍なく潤滑できるので摩擦抵抗
を低減することができる。（ウ）ケーソン本体の沈設に
伴う傾きや捩れにはそれに抗する力が働くので、特に円
形の場合には有効であり設置精度が向上する。（エ）ケ
ーソン本体とそれに接する周辺地盤にモルタルを確実に
充填できるのでケーソン本体と地盤とが一体化でき耐震
性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係るケーソン本体の側部
外方に多数の溝を設けたケーソン本体の斜視図である。

【図２】該ケーソン本体の溝の部分斜視図である。

【図３】該ケーソン本体の溝の部分斜視図である。

【図４】該ケーソン本体の溝の部分斜視図である。

【図５】該ケーソン本体の溝の部分断面図である。

【図６】該ケーソン本体の溝の部分断面図である。

【図７】従来のケーソン本体の一部構造図。

【図８】ケーソン工法の全体側面図である。

【図９】ケーソン工法の全体平面図である。

【符号の説明】

１…ケーソン本体 ２…ケーソン壁体 ３ａ…側部外方 ３ｂ…側部内方 ４…地面 ５…フリクションカット ６…刃先 ７ａ…溝 ７ｂ…溝面 ８…ケーソン刃口 ９…吐出孔 １０…欠切溝 １１…凸部 １２…地盤 １３…アーチアクション １４…自立領域

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケーソン壁体とその下部に形成されたケ
   ーソン刃口を有するケーソン本体において、該ケーソン
   本体の側部外方に多数の溝を設けたことを特徴とする、
   ケーソン貫入時の周面摩擦の低減方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のケーソン本体におい
   て、該ケーソン本体の側部内方に多数の溝を設けたこと
   を特徴とする、ケーソン貫入時の周面摩擦の低減方法。
3. 【請求項３】 請求項１に記載のケーソン本体におい
   て、当該溝に吐出孔を備えることを特徴とする、請求項
   １及び請求項２に記載の、ケーソン貫入時の周面摩擦の
   低減方法。