JP2009019449A - 仮締切止工の止水構造および止水方法 - Google Patents

Abstract

【課題】フーチングの上面の傾斜や凹凸等の影響や水流や水位差による外力の影響を受けずに、高い止水性を確保すること。
【解決手段】水中既設構造物の外周を囲繞する締切体と、締切体の下端に一体に設けられた補強リングと、補強リングの周面に沿って付設した弾力性を有するシール材とにより仮締切工を構成し、補強リングは水中既設構造物のフーチングの上面から離隔して設けられ、補強リングの少なくともシール材が埋設される高さまで、前記フーチングの上面に打設した水中コンクリートにより、水中既設構造物のフーチングの上面と締切体の下端に一体に設けられた補強リングとの間を封鎖して止水した。
【選択図】図３

Description

本発明は、橋脚等の補修、補強等を目的として水中を仮締切りする仮締切止工の止水構造および止水方法に関するものである。

橋脚等の既設水中構造物に耐震補強を実施する場合には、既設水中構造物の周囲を締め切り排水してドライな環境下で作業を行う必要がある。

代表的な仮締切り工法としては、水底に打ち込んだ鋼矢板群により橋脚基礎部を囲繞する矢板締切工法や、中空二重構造の締切体の内部に土砂を充填する二重締切工法が知られているが、これらの工法は締切体の組立および撤去を伴うため、組立，解体に時間と手間が掛かり、締切り費用が高くつくことや工期が長期化するといった問題があった。

上記した従来の仮締切り工の欠点を改善するため、橋脚の周囲を筒状のライナープレートで囲み、筒状のライナープレートの下端部を橋脚のフーチング上面に予め設けたアンカーボルトに固定して仮締切りをする工法が特許文献１により知られている。
この仮締切り工法は、筒状のライナープレートの下端とフーチング部の上面との間に止水材を介在することで止水を行なってる。

特開平９−２２１７６０号公報

ライナープレートを使用する従来の仮締切り工法にはつぎのような問題点がある。
（１）フーチングの天端面の傾斜や凹凸が大きいと、止水材がこれらの不陸に対して十分に追従できず、ライナープレートとフーチングの天端面の間の隙間完全に閉塞することが技術的に難しく、十分な止水効果を得られないという問題がある。
（２）ライナープレートをフーチング上面に固定するためには、予めフーチング上面に多数のアンカーボルトを設けておく必要がある。
多数のアンカーボルトの設置作業に加えて、筒状のライナープレートの下部を固定するための多数の箇所でボルト孔を挿通させた各アンカーボルトにナットを締め付ける作業が必要である。
これらの一連の作業は潜水士による潜水作業に頼っていることから、施工性が悪いだけでなく施工コストも嵩む問題がある。
（３）水域の視界が悪ったり、流速の速い現場であると、潜水士の作業負担が増す一方で作業効率が著しく低下して仮締切り作業がますます困難となる。
（４）据え付け後のライナープレートには、潮の干満差による水圧や、波浪による水流等の外力が繰り返し作用する。
そのため、ライナープレートの下端の固定部が横ずれを起こし易く、止水性に対する信頼性の点で不安が残る。

本発明は以上の点に鑑みて成されたもので、その目的とするところは、少なくともつぎの何れかひとつの仮締切止工の止水構造および止水方法を提供することにある。
（１）フーチングの上面の傾斜や凹凸等の影響を受けずに、高い止水性を確保できること。
（２）水流や水位差による外力に対して緩衝作用を発揮できて良好な止水性を維持できること。
（３）潜水士の作業負担を大幅に軽減できること。

本願の第１発明は、水中既設構造物の外周を仮締切工で囲繞して止水し、仮締切工の内部を排水してドライアップする仮締切止工の止水構造において、前記仮締切工は、水中既設構造物の外周を囲繞する締切体と、締切体の下端に一体に設けられた補強リングと、補強リングの周面に沿って付設した弾力性を有するシール材とを備え、前記補強リングは水中既設構造物のフーチングの上面から離隔して設けられ、補強リングの少なくともシール材が埋設される高さまで、前記フーチングの上面に打設した水中コンクリートにより、水中既設構造物のフーチングの上面と締切体の下端に一体に設けられた補強リングとの間を封鎖して止水したことを特徴とする、仮締切止工の止水構造を提供する。
本願の第２発明は、前記補強リングが水中既設構造物のフーチングの上面に植設したアンカー筋により保持されていることを特徴とする、前記第１発明に記載の仮締切止工の止水構造を提供する。
本願の第３発明は、前記弾力性を有するシール材が補強リングの周面に沿って複数付設してあることを特徴とする、前記第１発明に記載の仮締切止工の止水構造を提供する。

本願の第４発明は、水中既設構造物の外周を仮締切工で囲繞して止水し、仮締切工の内部を排水してドライアップする仮締切止工の止水方法において、前記仮締切工は、水中既設構造物の外周を囲繞する締切体と、締切体の下端に一体に設けられた補強リングと、補強リングの周面に沿って付設した弾力性を有するシール材とを備え、水中既設構造物のフーチングの上面に、該フーチングの上面から離隔して補強リングを設置し、補強リングの少なくともシール材が埋設される高さまで前記フーチングの上面に水中コンクリートを打設し、前記水中コンクリートにより水中既設構造物のフーチングの上面と締切体の下端に一体に設けられた補強リングとの間を封鎖して止水したことを特徴とする、仮締切止工の止水方法を提供する。

本発明はつぎの特有の効果を奏する。
（１）締切体の下端に設けるシール材付きの補強リングと、この補強リングを埋没するようにフーチングの上面に打設した水中コンクリートとを組み合わせることにより、フーチングに大きな不陸や傾斜が生じていても、締切体の下端部とフーチングの上面間に良好な止水性を確保することが可能となる。
（２）水中コンクリートが収縮したとしても、補強リングの周面に付設したシール材の弾性力により、シール材の設置箇所で確実に止水が成されることになるため、従来と比べて締切体の下端とフーチングの上面間の止水性に対する信頼性が著しく高くなる。
（３）潜水士による水中作業を大幅に削減できるので、潜水士の作業負担を大幅に軽減することができる。
（４）据え付け後の締切体に水流や水位差による外力が繰り返し作用しても、水中コンクリートに埋設したシール材の弾力性に起因した緩衝作用と止水作用により締切体の変位を許容しつつ、高い止水性を維持するができる。
（５）確実な止水性を確保しつつフーチングの上面に仮締切工を短期間のうちに設置できるので、コスト低減と工期の短縮とを図ることができる。

以下図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
本例では既設水中構造物がフーチング１１を有する橋脚１０である場合について説明するが、橋脚１０以外に公知の各種水中構造物を含むことは勿論である。

（１）仮締切工
図２に橋脚１０に締切体２０を囲繞させて止水した仮締切工の概要を示す。
仮締切工は、橋脚１０の外周を囲繞する締切体２０と、締切体２０の下端に一体に設けられた補強リング３０と、補強リング３０の周面に沿って付設した弾力性を有するシール材３５とを備えている。
本発明は、橋脚１０に締切体２０を囲繞させて周囲の水域から締め切ることは従来と同様であるが、締切体２０の下端とフーチング１１の上面間の止水構造が従来と異なる。
すなわち、締切体２０の下端に設けるシール材付きの補強リング３０と、この補強リング３０を埋没するようにフーチング１１の上面に打設した水中コンクリート４０とを組み合わせることで、締切体２０の下端部とフーチング１１の上面との間に良好な止水性を保ちつつ、緩衝作用を付与して締め切るものである。
以下に、主要な使用資材について詳述する。

（２）締切体
フーチング１１の上面から水上までの区間を遮蔽する締切体２０は、例えば公知の複数の円弧状を呈する鋼製のライナプレートや、ブレキャストパネル等で、橋脚１０の周囲に筒状に組立て可能な公知の遮蔽材を使用することができる。
また締切体２０を複数の分割体で構成する場合、各分割体の接合箇所は公知の止水手段により止水されるものとする。
締切体２０はフーチング１１の上面からはみ出さない形状と大きさであればよく、また締切体２０の囲繞形状は例えば多角形、楕円形、円形等を含み、囲繞する形状に特別制約はない。

（３）補強リング
補強リング３０は締切体２０の下端部に一体に設けた環状体で、本例では一対の互いに平行なフランジ３１，３１間をウェブ３２で結んだＨ型鋼で構成する場合を示す。
補強リング３０の周面の一部には、その長手方向（周方向）に沿ってシール材３５が連続して付設されている。
本例では補強リング３０を構成する一対のフランジ３１，３１の外周面に複数のシール材３５，３５を付設した場合を示すが、その付設位置は補強リング３０を構成するウェブ３２の下面であってもよく、またその設置数も単数または複数のいずれでもよい。
本発明ではシール材３５を止水材として用いるだけでなく、水中コンクリート４０との組み合わせにより締切体２０に作用する外力に対しての緩衝機能も有するものである。
換言すれば、本発明ではシール材３５をフーチング１１の上面に直接当接させて止水を図るものではなく、水中コンクリート４０を介して止水を図るものである。
尚、シール材３５としては、例えば公知の膨潤性樹脂やゴム製等の適度の弾力性を有するシール材を適用できる。

（４）水中コンクリート
締切体２０の下端の補強リング３０が埋没するまでフーチング１１の上面に打設した打設した水中コンクリート４０は、止水材を兼ねた締切体２０を支承する固結材であり、特にフーチング１１の上面の傾斜や凹凸などの不陸を吸収して締切体２０の下端とフーチング１１の上面の間を遮蔽するために機能する。

単に、締切体２０の下端とフーチング１１の上面の間を水中コンクリートを打設して封鎖しただけでは良好な止水性を確保することが難しい。
その理由は、水中コンクリート４０が硬化する際に躯体が収縮して埋設物との間に隙間を生じ易いためである。
本発明はこの点に着目し、水中コンクリート４０の硬化収縮の影響を回避して止水性を確保するために、弾力性を有するシール材３５と組み合わせたものである。

（５）仮締切り工法
つぎに仮締切り工法について説明する。

［準備工］（図５）
バックホー台船等により橋脚１０のフーチング１１の上面が露出するまで床掘りを行なう。フーチング１１の上面が露出している場合は、この床掘りを省略できる。

［アンカー筋の設置工］（図５）
フーチング１１の上面に穿孔してアンカー筋１２を植設する。
アンカー筋１２の設置工は潜水士の潜水作業によるが、アンカー筋１２は補強リング３０の浮上防止を目的とするものであるから、その設置本数が少なくて済むので潜水作業が簡単に済む。

［補給リングの設置工］（図５）
つぎに複数に分割した補強リング３０を橋脚１０に外装して環状に組立てる。
補強リング３０には、既述したようにその全周に亘って環状のシール材３５が予め付設されている。
このように環状に組み立てた補強リング３０を吊り降ろし、アンカー筋１２に水中溶接等を行なって固着する。
その結果、補強リング３０は複数のアンカー筋１２によりフーチング１１の上面から離隔した状態で支持される。

［締切体の設置工］（図４，５）
補強リング３０の上面に締切体２０の一段目分を設置する。
図４に補強リング３０と一段目の締切体２０の組立図を示す。
一段目の締切体２０の下端は水平なフランジ面２１として形成されている。
締切体２０のフランジ面２１と、補強リング３０のウェブ３２の上面との間には帯状の止水材２２を介在させ、これらの部材２１，２２，３２の重合部にボルト２３を貫通させて図示しないナットで締結することで補強リング３０と一段目の締切体２０の間の止水性を確保する。

［外型枠の設置工］（図６）
水中コンクリートの打設前に、補強リング３０の外方のフーチング１１の上面に土のう等を積上げて外型枠５０を設置する。さらに外型枠５０の外方を埋戻土５１で埋め戻す。

［水中コンクリートの打設工］（図３）
図６に示した外型枠５０の内方のフーチング１１の上面に水中コンクリート４０を打設する。
水中コンクリート４０の打設高さは図３に示すように補強リング３０を埋設できる程度までとする。水中コンクリート４０に少なくともシール材３５が埋設してあればよい。
これにより、一段目の締切体２０の下端部とフーチング１１の上面との間の間隙は、補強リング３０と水中コンクリート４０とにより封鎖される。
殊にフーチング１１の上面に傾斜や凹凸があっても、水中コンクリート４０はフーチング１１の上面に沿って密着するので、フーチング１１の上面と水中コンクリート４０間に高い止水性が確保され、また水中コンクリート４０は補強リング３０の周面に沿って密着するので、水中コンクリート４０と補強リング３０の周面間にも高い止水性が確保される。

［締切体の増設工］（図１）
水中コンクリート４０の強度発現を待って、一段目の締切体２０の上位に二段目以降の各締切体２０を順次組み上げて、橋脚１０を囲繞するように組立てる。
尚、締切体２０の設置作業は一段目と二段目以降に分けずに、一段目を組立てる際に二段目以降も組立てる場合もある。
［ドライアップ工］（図１）
最後に、締切体２０で囲った内部の水を排水して締切体２０の内側をドライアップにする。

（６）仮設締切り構造体の特性
図３に示すように、締切体２０の下端に設けるシール材付きの補強リング３０と、この補強リング３０を埋没するようにフーチング１１の上面に打設した水中コンクリート４０とを組み合わせることで、締切体２０の下端部とフーチング１１の上面との間に良好な止水性を確保することが可能となる。

より詳細には、フーチング１１の上面と水中コンクリート４０の間は、水中コンクリート４０がフーチング１１の上面の起伏や傾斜に沿って密着するので、この間を経由した浸水を確実に規制することができる。
また水中コンクリート４０は補強リング３０の周面にも密着するので、水中コンクリート４０と補強リング３０の周面間からの浸水も規制することができる。

ここで水中コンクリート４０の硬化収縮の影響について検証すると、水中コンクリート４０が収縮したとしても、補強リング３０の周面に付設したシール材３５の弾性力により、シール材３５の設置箇所で確実に止水が成されることになる。
したがって、水中コンクリート４０が収縮したとしても、水中コンクリート４０は補強リング３０の周面間の止水性が損なわれることがない。

また据え付け後の締切体２０に繰り返し作用する潮の干満差による水圧や波浪による水流等外力は、締切体２０の下端の固定部に伝達される。
本発明では水中コンクリート４０に埋設した締切体２０の下端部が多少横ずれを起こしたとしても、補強リング３０の周面に付設したシール材３５の弾力性により締切体２０の横ずれに追従する。
したがって、締切体２０が静止している場合は勿論のこと、締切体２０が横ずれを起こした場合であっても、シール材３５の弾性力により、良好な止水性を維持するができる。

（７）その他の変形例
既述した仮締切工法は標準的な作業工程に基づいて説明したが、実際には現場の状況に応じて一部の作業を省略したり、前後の作業を入れ替えて施工するものである。

本発明の実施の形態に係る仮締切工の止水構造のモデル図 図１におけるＩＩ−ＩＩの断面図 締切体の下端とフーチング間の止水構造の拡大断面図 一部を省略した締切体の下端と補強リングの組立説明図 補強リングを設置するまでの仮締切り工法の施工法の説明図 外型枠を設置するまでの仮締切り工法の施工法の説明図

符号の説明

１０・・・・橋脚（水中既設構造物）
１１・・・・フーチング
２０・・・・締切体
２１・・・・フランジ面
３０・・・・補強リング
４０・・・・水中コンクリート
５０・・・・外型枠

Claims (4)

1. 水中既設構造物の外周を仮締切工で囲繞して止水し、仮締切工の内部を排水してドライアップする仮締切止工の止水構造において、
   前記仮締切工は、水中既設構造物の外周を囲繞する締切体と、締切体の下端に一体に設けられた補強リングと、補強リングの周面に沿って付設した弾力性を有するシール材とを備え、
   前記補強リングは水中既設構造物のフーチングの上面から離隔して設けられ、
   補強リングの少なくともシール材が埋設される高さまで、前記フーチングの上面に打設した水中コンクリートにより、水中既設構造物のフーチングの上面と締切体の下端に一体に設けられた補強リングとの間を封鎖して止水したことを特徴とする、
   仮締切止工の止水構造。
2. 前記補強リングが水中既設構造物のフーチングの上面に植設したアンカー筋により保持されていることを特徴とする、請求項１記載の仮締切止工の止水構造。
3. 前記弾力性を有するシール材が補強リングの周面に沿って複数付設してあることを特徴とする、請求項１記載の仮締切止工の止水構造。
4. 水中既設構造物の外周を仮締切工で囲繞して止水し、仮締切工の内部を排水してドライアップする仮締切止工の止水方法において、
   前記仮締切工は、水中既設構造物の外周を囲繞する締切体と、締切体の下端に一体に設けられた補強リングと、補強リングの周面に沿って付設した弾力性を有するシール材とを備え、
   水中既設構造物のフーチングの上面に、該フーチングの上面から離隔して補強リングを設置し、
   補強リングの少なくともシール材が埋設される高さまで前記フーチングの上面に水中コンクリートを打設し、
   前記水中コンクリートにより水中既設構造物のフーチングの上面と締切体の下端に一体に設けられた補強リングとの間を封鎖して止水したことを特徴とする、
   仮締切止工の止水方法。

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