JP2014125803A - Caisson structure having pressure resisting slab, and construction method for the same - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a pneumatic caisson method capable of suppressing or avoiding the influence of core displacement reaching a caisson even when the core displacement of a bearing pile occurs in the pneumatic caisson method, and a structure constructed by the method.SOLUTION: A caisson method for installing caissons by immersion includes the steps of: installing bearing piles in a ground for supporting the caisson prior to immersion of the caisson; immersing the caisson while excavating in a workroom in a pneumatic state partitioned by bottom slabs of the caisson; arranging first reinforcing-bars in the vicinity of the top face of the workroom and second reinforcing-bars in the vicinity of the underside of the workroom, respectively, so as to extend substantially in the horizontal direction; and placing concrete in the workroom to construct pressure-resisting slabs having the first and second reinforcing-bars and concrete and regulated by the inner surface of the workroom.

Description

本発明は、ニューマチックケーソン工法及び同工法により構築されるケーソン構造物に関するものである。   The present invention relates to a pneumatic caisson method and a caisson structure constructed by the method.

ニューマチックケーソン工法とは、主として鉄筋コンクリート製のケーソン(函体、躯体)を地上で構築し、ケーソン下部に気密な作業室を設け、ここに地下水圧に見合った圧縮空気を送り込むことにより地下水の侵入を防ぎ、作業室内にて掘削・排土を行いながらケーソンを地中に沈下させ、その一部又は全部を地中に埋設する工法である。このように設置されたケーソンは、ポンプ場などの建物や橋梁の基礎、あるいはシールドトンネルなどの発進立杭、地下鉄や地下道路のトンネル本体として広く利用されている。   Pneumatic caisson method is mainly a reinforced concrete caisson (box, frame) built on the ground, and an airtight work room is provided at the lower part of the caisson. This is a construction method in which caisson sinks into the ground while excavating and discharging soil in the work chamber, and part or all of it is buried in the ground. The caisson installed in this way is widely used as the foundation of buildings such as pumping stations and bridges, starting piles such as shield tunnels, and tunnel bodies of subways and underground roads.

ケーソンを設置する地盤の支持力が不足する場合などに、ケーソンを杭により支持する(いわゆる、脚付ケーソンとする)場合がある。ニューマチックケーソンを場所打杭で支持する従来技術の例が、特許文献1に記載されている。特許文献1に記載の技術は、ケーソン設置場所の地盤に場所打杭を構築したのち、ニューマチックケーソン工法によりケーソンを適当深さまで沈設し、場所打杭とケーソンとを作業室内に打設したコンクリートにより結合するものである。   There are cases where the caisson is supported by a pile (so-called legged caisson) when the supporting force of the ground where the caisson is installed is insufficient. An example of conventional technology for supporting a pneumatic caisson with a cast-in-place pile is described in Patent Document 1. The technology described in Patent Document 1 is a concrete in which a cast-in-place pile is constructed on the ground where the caisson is installed, and then the caisson is sunk to an appropriate depth by a pneumatic caisson method, and the cast-in-place pile and the caisson are placed in the work chamber. Are combined.

また、別の従来技術の例が、特許文献2に記載されている。特許文献2に記載の技術は、ケーソンの沈設に先行して支持杭を構築した後、底版で区画された圧気状態の作業室内を掘削しつつケーソンを沈設し、作業室に露出する支持杭とケーソンとを打設コンクリートで一体化するニューマチックケーソン工法において、ケーソンの沈設前に作業室の天井に鋼材を合成部材として一体に取り付けておき、ケーソンの沈設後に作業室の天井から鋼材を取り外して配筋するものである。   Another prior art example is described in Patent Document 2. The technology described in Patent Document 2 is a method of constructing a support pile prior to caisson deposition, and then constructing a caisson while excavating a pressurized working chamber partitioned by a bottom slab, In the pneumatic caisson method that integrates the caisson with cast concrete, steel is integrally attached to the ceiling of the work room as a synthetic member before the caisson is set, and the steel is removed from the ceiling of the work room after the caisson is set. It is something to arrange.

上記各文献に記載されているようにケーソンの沈設に先行して支持杭を構築するものにおいて、支持杭によるケーソンの支持位置が地下深い場合、施工上等の理由により、支持杭が本来の支持位置から芯ずれ(偏芯)を生じてしまうことがある。しかも、支持杭が実際に芯ずれを生じているか否かについては、ケーソンを予定の深さに沈下させ、杭頭が掘削面上に露出して初めて確認できるようになる場合が多い。   As described in each of the above documents, in the case where the support pile is constructed prior to caisson settling, when the support position of the caisson by the support pile is deep underground, the support pile is originally supported for reasons such as construction. Misalignment (eccentricity) may occur from the position. Moreover, in many cases, whether or not the support pile is actually misaligned can be confirmed only after the caisson is submerged to a predetermined depth and the head of the pile is exposed on the excavation surface.

支持杭が芯ずれを生じている場合には、支持杭によるケーソン底版の支持位置が、予定していた位置から変化することとなる。そうすると、上部構造であるケーソンの底版に発生する曲げモーメント及びせん断力にも変化が生じることが考えられる。そのような芯ずれが設計の想定を超えて大きい場合には、ケーソンの底版が、曲げモーメント及びせん断力の変化に十分に耐えられる強度を有しているかどうか、再度の構造計算により再確認する必要が生じる。その場合には、ケーソンを予定深さまで沈下させた段階で、再確認作業のために工事がストップし、工期遅れや、それに伴う余分なコストが発生する。しかも、その段階でケーソンの強度が不足していることが判明したとしても、既に沈下させたケーソンの強度を増加させるために、ケーソンの底版を斫って配筋し直すということは極めて困難である。   When the support pile has misalignment, the support position of the caisson bottom slab by the support pile changes from the planned position. Then, it can be considered that the bending moment and the shearing force generated in the bottom slab of the caisson that is the upper structure also change. If such misalignment is large beyond design assumptions, reconfirm by restructuring whether the caisson bottom slab is strong enough to withstand changes in bending moments and shear forces. Need arises. In that case, when the caisson is submerged to the planned depth, the construction is stopped for reconfirmation work, resulting in a delay in the construction period and extra costs associated therewith. Moreover, even if it turns out that the strength of the caisson is insufficient at that stage, it is extremely difficult to re-lay the caisson bottom plate in order to increase the strength of the caisson that has already sunk. is there.

特許文献1に記載の技術は、場所打杭とケーソンとを作業室内に打設したコンクリートにより結合するのみであるため、当該コンクリート自体は、上記したような曲げモーメントの変化に対して何ら効果を発揮せず、せん断力の変化に対する効果も限定的である。そのため、特許文献1の技術は、ケーソンを沈設する予定の深度において支持杭が芯ずれを生じていると判明した場合の上記問題を解決するには至らない。   Since the technique described in Patent Document 1 is only combined with concrete cast in place and caisson in the working chamber, the concrete itself has no effect on the change in bending moment as described above. The effect on the change in shearing force is limited. Therefore, the technique of Patent Document 1 cannot solve the above problem when it is found that the support pile is misaligned at the depth at which the caisson is scheduled to be laid.

特許文献2に記載の技術は、ケーソン(1)の沈設後に作業室の天井から鋼材(3)を取り外して配筋するものであるが、当該文献の図3から明らかな様に、取り外された鋼材(3)は作業室内の下部側に設置されるのみであり、同図4のように、コンクリート(5)の打設後は、当該鋼材(3)は、それが構造鉄筋であった場合にせいぜい下端筋としての役割を担い得るに過ぎないと考えられる。ここで、上記したように支持杭(2)の芯ずれにより曲げモーメントが変化した場合、鋼材(3)は、コンクリート(5)の下面側を引き延ばすように働く曲げモーメントの増加に対しては対抗力を発揮し得る可能性はあるものの、コンクリート(5)の上面側を引き延ばすように働く曲げモーメントの増加に対しては、何らの対抗力をも発揮し得ない。また、当該鋼材(3)は、せん断力に対しては効果がない。そのため、上記したような問題を解決するには至らない。   In the technique described in Patent Document 2, the steel material (3) is removed from the ceiling of the work room after the caisson (1) is set up, and the reinforcement is removed, as is apparent from FIG. The steel material (3) is only installed on the lower side of the working chamber. As shown in FIG. 4, after the concrete (5) is placed, the steel material (3) is a structural reinforcing bar. At best, it can only serve as the lower end muscle. Here, when the bending moment changes due to the misalignment of the support pile (2) as described above, the steel material (3) counters the increase in the bending moment that works to extend the lower surface side of the concrete (5). Although there is a possibility that a force can be exerted, no counter force can be exerted against an increase in bending moment that works to stretch the upper surface side of the concrete (5). Moreover, the said steel material (3) has no effect with respect to a shear force. For this reason, the above-described problems cannot be solved.

特開昭54−38608号公報JP 54-38608 A 特許第2782274号公報Japanese Patent No. 2782274

そこで本発明の目的は、ニューマチックケーソン工法において、ケーソンを支持する支持杭の芯ずれが生じた場合であっても、芯ずれの影響がケーソンにまで及ぶことを抑制又は回避することを可能としたニューマチックケーソン工法、及び、同工法により構築されるケーソン構造物を提供することにある。   Therefore, the object of the present invention is to suppress or avoid the influence of the misalignment reaching the caisson even in the case where the misalignment of the support pile supporting the caisson occurs in the pneumatic caisson method. It is an object of the present invention to provide a pneumatic caisson method and a caisson structure constructed by the method.

本発明者らは前記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、下記のように本発明の各局面に想到した。
即ち、本発明の一つの局面によるケーソン工法は、沈設によりケーソンを設置するケーソン工法であって、ケーソンの沈設に先行して、ケーソンを支持するための支持杭を地盤に設置するステップと、ケーソンの底版で区画された圧気状態の作業室内を掘削しつつケーソンを沈設するステップと、作業室内において、作業室の上面の近傍に第1の鉄筋を、下面の近傍に第2の鉄筋を、それぞれ略水平方向に延在するように配筋するステップと、作業室内にコンクリートを打設することにより、第1及び第2の鉄筋とコンクリートを有し作業室の内面により規定される耐圧版を構築するステップと、を有するケーソン工法である。
As a result of intensive studies in order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have arrived at each aspect of the present invention as follows.
That is, the caisson method according to one aspect of the present invention is a caisson method in which a caisson is installed by sinking, and a caisson is installed in the ground before the caisson is set, and a support pile for supporting the caisson is installed. Sunk caisson while excavating a pressurized working chamber partitioned by a bottom slab, and in the working chamber, a first reinforcing bar near the upper surface of the working chamber, a second reinforcing bar near the lower surface, By placing the bars so as to extend in a substantially horizontal direction, and placing concrete in the work chamber, a pressure-resistant plate that has the first and second rebars and concrete and is defined by the inner surface of the work chamber is constructed. And a caisson method.

上記工法によれば、作業室内の上面の近傍及び下面の近傍に第1及び第2の鉄筋をそれぞれ配筋する。そのため、作業室内にコンクリートを打設することによって構築した耐圧版を、上端筋及び下端筋を有する鉄筋コンクリート構造物とすることが可能である。よって、支持杭の芯ずれによって、曲げモーメントが、予定していた曲げモーメント(即ち、芯ずれが無い場合に想定される曲げモーメント)から変化する状況が生じたとしても、上端筋及び下端筋を有する耐圧版によって、曲げモーメントの変化に耐えることができる。よって、ケーソンを沈下させたとき等に支持杭の芯ずれが判明したとしても、耐圧版で対応できるため、ケーソンが芯ずれに対応できる強度を有しているかどうかの再確認をする手間を省くことができる。その結果、ケーソン強度の再確認による工期遅れやコスト上昇を回避することができる。更には、上記工法により構築される耐圧版であれば、地震時に発生する杭頭曲げモーメントに対抗することも可能となる。   According to the above construction method, the first and second reinforcing bars are arranged near the upper surface and the lower surface in the work chamber, respectively. Therefore, the pressure-resistant plate constructed by placing concrete in the work chamber can be a reinforced concrete structure having upper and lower reinforcement bars. Therefore, even if a situation occurs in which the bending moment changes from the planned bending moment (ie, the bending moment assumed when there is no misalignment) due to the misalignment of the support pile, With the pressure plate, it can withstand changes in bending moment. Therefore, even if the misalignment of the support pile is found when the caisson is sunk, etc., it can be handled with a pressure-resistant version, so the trouble of reconfirming whether the caisson has the strength to cope with misalignment can be saved. be able to. As a result, it is possible to avoid construction delays and cost increases due to reconfirmation of the caisson strength. Furthermore, if it is a pressure-resistant plate constructed by the above construction method, it is possible to resist the pile head bending moment generated during an earthquake.

また、本発明の別の局面によるケーソン工法は、支持杭の芯ずれの度合いを計測するステップを更に有する。
また、本発明の更に別の局面によるケーソン工法は、支持杭の芯ずれの度合いに応じて、第1及び第2の鉄筋の少なくとも一方の強度及び配筋量の少なくとも一方を変更するステップを更に有する。
このような構成によれば、ケーソンを沈下させたとき等に支持杭の芯ずれが判明した場合に、芯ずれの度合いに応じて、第1及び第2の鉄筋の少なくとも一方の強度及び配筋量の少なくとも一方を変更することで、曲げモーメントの変化に耐える強度を有する耐圧版を構築することができる。このように、ケーソンを既に沈下させた段階であっても、耐圧版の強度を変更することで曲げモーメントの変化に対応できるため、沈下させたケーソンについては何ら変更する必要がない。
The caisson method according to another aspect of the present invention further includes a step of measuring the degree of misalignment of the support pile.
The caisson method according to another aspect of the present invention further includes a step of changing at least one of the strength and the amount of bar arrangement of at least one of the first and second reinforcing bars in accordance with the degree of misalignment of the support pile. Have.
According to such a configuration, when the misalignment of the support pile is found, for example, when the caisson is sunk, depending on the degree of misalignment, the strength and the bar arrangement of at least one of the first and second reinforcing bars By changing at least one of the quantities, it is possible to construct a pressure plate having a strength that can withstand a change in bending moment. In this way, even when the caisson has already been sunk, it is possible to cope with changes in the bending moment by changing the strength of the pressure plate, so there is no need to change the sunk caisson.

また、本発明の更に別の局面によるケーソン工法は、作業室内にせん断補強材を配設するステップを有し、支持杭の芯ずれの度合いに応じて、せん断補強材の強度及び配設量の少なくとも一方を変更する。
このような構成とすることで、せん断補強材を有する耐圧版を構築することができるため、耐圧版は、せん断力に対しても、より大きな抵抗力を発揮することができる。更には、ケーソンを沈下させたとき等に支持杭の芯ずれが判明した場合に、せん断補強材の強度及び配設量の少なくとも一方を支持杭の芯ずれの度合いに応じて変更することができるので、芯ずれによるせん断力の変化に対応可能な強度を有する耐圧版を構築することができる。
The caisson method according to still another aspect of the present invention includes a step of disposing a shear reinforcement in the working chamber, and the strength and disposition amount of the shear reinforcement according to the degree of misalignment of the support pile. Change at least one.
By setting it as such a structure, since the pressure-resistant plate which has a shear reinforcement material can be constructed | assembled, the pressure-resistant plate can exhibit a bigger resistance force also with respect to a shear force. Furthermore, when the misalignment of the support pile is found when the caisson is sunk, at least one of the strength and the amount of the shear reinforcement can be changed according to the degree of misalignment of the support pile. Therefore, it is possible to construct a pressure-resistant plate having strength that can cope with a change in shearing force due to misalignment.

また、本発明の更に別の局面によるケーソン工法は、支持杭の芯ずれの度合いに応じて、コンクリートの強度を変更するステップを更に有する。
このような構成によれば、ケーソンを沈下させたとき等に支持杭の芯ずれが判明した場合に、作業室内に打設するコンクリートの強度を支持杭の芯ずれの度合いに応じて変更することができるので、耐圧版がせん断力の変化に対応するのに必要な強度を有するようにすることができる。なお、必要に応じて、コンクリートとせん断補強材の両方の効果により、耐圧版が必要な強度を有するようにすることも可能である。
The caisson method according to still another aspect of the present invention further includes a step of changing the strength of the concrete according to the degree of misalignment of the support pile.
According to such a configuration, when the misalignment of the support pile is found when the caisson is sunk, the strength of the concrete to be placed in the working chamber is changed according to the degree of the misalignment of the support pile. Therefore, the pressure plate can be made to have a strength necessary to cope with a change in shearing force. If necessary, the pressure plate can have a necessary strength by the effects of both the concrete and the shear reinforcement.

また、本発明の更に別の局面によれば、第1の鉄筋や第2の鉄筋の強度や配筋量を変更する範囲、せん断補強材の強度や配設量を変更する範囲、コンクリートの強度を変更する範囲を、支持杭の芯ずれの度合いに応じて決定する。このような構成とすることで、ケーソンを沈下させたとき等に支持杭の芯ずれが判明した場合に、芯ずれの度合いに応じて、鉄筋、せん断補強材、コンクリートの設計変更が必要となる範囲が明確化され、設計変更及び変更後の施工が容易に行える。   Further, according to still another aspect of the present invention, a range in which the strength and the amount of reinforcing bars of the first reinforcing bar and the second reinforcing bar are changed, a range in which the strength and arrangement amount of the shear reinforcement are changed, and the strength of the concrete The range to change is determined according to the degree of misalignment of the support pile. By adopting such a configuration, when the misalignment of the support pile is found when the caisson is sunk, it is necessary to change the design of the reinforcing bar, shear reinforcement, and concrete according to the degree of misalignment. The range is clarified, and design changes and construction after changes can be easily performed.

また、本発明の更に別の局面によれば、支持杭の芯ずれの度合いに応じて、せん断補強材を配設する範囲を決定する。
これにより、支持杭の芯ずれが判明した場合に、支持杭の芯ずれの度合いに応じてせん断補強材を配設する範囲を決定し、その範囲内にのみせん断補強材を配設することができるため、効率的である。
Moreover, according to another situation of this invention, the range which arrange | positions a shear reinforcement is determined according to the degree of misalignment of a support pile.
Thereby, when the misalignment of the support pile is found, it is possible to determine the range in which the shear reinforcement material is disposed according to the degree of the misalignment of the support pile, and to arrange the shear reinforcement material only within the range. It can be efficient.

また、本発明の更に別の局面によるケーソン工法は、支持杭の芯ずれの度合いに応じて必要となる第1の鉄筋や第2の鉄筋の強度や配筋量の変更の量や変更の範囲、せん断補強材の強度や配設量の変更の量や変更の範囲、コンクリートの強度の変更の量や変更の範囲、せん断補強材の配設の範囲を予めシミュレーションにより求めるステップを更に有する。そして、シミュレーションにより求められた変更の量、変更の範囲、配設の範囲に基づき、支持杭の芯ずれの度合いに応じて第1の鉄筋や第2の鉄筋の強度や配筋量、せん断補強材の強度や配設量、コンクリートの強度を変更し、また、それらの変更の範囲や、せん断補強材の配設の範囲を決定する。   Further, the caisson method according to still another aspect of the present invention is the amount of change and the range of change of the strength of the first reinforcing bar and the second reinforcing bar and the amount of bar arrangement required depending on the degree of misalignment of the support pile. The method further includes the step of obtaining in advance by simulation the amount and range of change of the strength and arrangement amount of the shear reinforcement, the amount and range of change of the concrete strength, and the range of arrangement of the shear reinforcement. Then, based on the amount of change, the range of change, and the range of arrangement determined by the simulation, the strength and arrangement of the first reinforcing bar and the second reinforcing bar, the amount of reinforcement, and the shear reinforcement according to the degree of misalignment of the support pile The strength and the amount of the material and the strength of the concrete are changed, and the range of those changes and the range of the shear reinforcement material are determined.

このような構成によれば、支持杭の芯ずれの量を各種想定して、想定した各芯ずれ量に対して必要となる第1の鉄筋や第2の鉄筋の強度や配筋量の変更の量や変更の範囲、せん断補強材の強度や配設量の変更の量や変更の範囲、コンクリートの強度の変更の量や変更の範囲、せん断補強材の配設の範囲を、構造計算に基づくシミュレーションにより予めそれぞれ求めておくことができる。そして、ケーソンの沈設完了時等に、支持杭の芯ずれが判明した段階で芯ずれの量の計測を行い、計測した芯ずれの量に応じて、上記のシミュレーション結果に基づき第1の鉄筋や第2の鉄筋の強度や配筋量、せん断補強材の強度や配設量、コンクリートの強度を変更し、また、それらの変更の範囲や、せん断補強材の配設の範囲を決定し、施工をすることができる。このような方法によれば、支持杭の芯ずれが判明した場合に、芯ずれに応じて設計を変更した状態に基づいて構造計算を再度行う必要がなく、予め行ったシミュレーションの結果に基づき設計を変更し、工事をスムーズに続行することができる。即ち、支持杭の芯ずれの状況を、構造計算及び設計段階にフィードバックする必要がない。よって、支持杭の芯ずれが発生した場合であっても、工期の延長を最小限にとどめることができる。   According to such a configuration, the amount of misalignment of the support pile is assumed, and the strength of the first rebar and the second rebar and the amount of rebar arrangement necessary for each assumed misalignment amount are changed. The amount of change and range of change, the amount and range of change in the strength and distribution of shear reinforcement, the amount and range of change in concrete strength, and the range of placement of shear reinforcement are used for structural calculations. Each can be obtained in advance by simulation based on the above. Then, when the caisson has been installed, the misalignment amount is measured at the stage where the misalignment of the support pile is found, and according to the measured misalignment amount, the first rebar or Change the strength and placement of the second reinforcing bar, the strength and placement of the shear reinforcement, and the strength of the concrete, determine the range of those changes and the range of placement of the shear reinforcement, Can do. According to such a method, when the misalignment of the support pile is found, it is not necessary to perform the structural calculation again based on the state in which the design is changed according to the misalignment, and the design is performed based on the result of the simulation performed in advance. Can be changed and the construction can be continued smoothly. In other words, it is not necessary to feed back the state of misalignment of the support pile to the structural calculation and design stage. Therefore, even if the support pile is misaligned, the extension of the construction period can be minimized.

本発明の更に別の局面によるケーソン構造物は、沈設により設置されるケーソンと、ケーソンを支持する支持杭と、ケーソンと支持杭の間に設置される鉄筋コンクリート製の耐圧版であって、上端筋と下端筋の両方を有する耐圧版と、を有するケーソン構造物である。
このような構成のケーソン構造物によれば、支持杭の芯ずれにより曲げモーメントが変化するような場合であっても、上端筋と下端筋の両方を有する耐圧版によって、曲げモーメントの変化に耐えることができる。更には、耐圧版により、地震時の杭頭曲げモーメントに対抗することも可能となる。
A caisson structure according to still another aspect of the present invention is a caisson installed by sinking, a support pile supporting the caisson, and a pressure-resistant plate made of reinforced concrete installed between the caisson and the support pile. And a pressure-resistant plate having both lower end bars and a caisson structure.
According to the caisson structure having such a configuration, even when the bending moment changes due to the misalignment of the support pile, the pressure resistant plate having both the upper and lower reinforcing bars can withstand changes in the bending moment. be able to. Furthermore, the pressure plate can also resist the pile head bending moment during an earthquake.

また、本発明の更に別の局面によれば、上記ケーソン構造物において、耐圧版は更に、せん断補強材を有する。
このような構成のケーソン構造物によれば、せん断補強材を有する耐圧版は、せん断力及びその変化に対しても、より大きな抵抗力を発揮することができる。
According to still another aspect of the present invention, in the caisson structure, the pressure plate further includes a shear reinforcing material.
According to the caisson structure having such a configuration, the pressure plate having the shear reinforcing material can exhibit a greater resistance to the shearing force and changes thereof.

図1は、本発明の一実施形態に係るケーソン工法において、ケーソンの沈設に先行して支持杭を設置した状態を表す概略図である。FIG. 1 is a schematic view showing a state in which a support pile is installed prior to caisson settling in the caisson method according to an embodiment of the present invention. 図2は、本発明の一実施形態に係るケーソン工法において、沈設したケーソンの作業室内において配筋を行った状態を表す部分断面図である。FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing a state in which the bar arrangement is performed in the caisson work chamber in the caisson method according to the embodiment of the present invention. 図3は、本発明の一実施形態に係るケーソン工法により構築したケーソン構造物の要部を表す部分断面図である。FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing a main part of a caisson structure constructed by a caisson method according to an embodiment of the present invention. 図4は、図2のケーソン及び支持杭を2点鎖線IV−IVに沿って表す水平断面図である。FIG. 4 is a horizontal sectional view illustrating the caisson and the support pile of FIG. 2 along a two-dot chain line IV-IV. 図5は、本発明の一実施形態に係る鉄筋の強度及び配筋量の変更量、及び、変更範囲を決定し施工する手順を表すフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart showing a procedure for determining and constructing a change amount and a change range of the reinforcing bar strength and bar arrangement amount according to an embodiment of the present invention. 図6は、本発明の一実施形態の変形例によるケーソン工法により構築したケーソン構造物の要部を表す部分断面図である。FIG. 6 is a partial cross-sectional view showing a main part of a caisson structure constructed by a caisson method according to a modification of one embodiment of the present invention.

以下、本発明の一実施形態に係るニューマチックケーソン工法、及び、当該工法により構築されるケーソン構造物について、図面を参照しながら説明する。
本実施形態のニューマチックケーソン工法は、地盤中にケーソンの一部又は全部を沈設するものであり、地盤中に設置した支持杭によりケーソンを支持する。本実施形態の工法においては、ケーソン1(図2参照)の沈設に先行して、図1に示すように、支持杭2を地盤中に設置する。本例においては、支持杭2は場所打ち杭とし、ケーソン1を支持する予定の位置に支持杭2の上端が来るように、支持杭2を構築する。支持杭2の設置又は構築の方法は公知であるため、詳細な説明は省略する。なお、支持杭2は場所打ち杭に限らず、SC杭、鋼管杭等の既製杭であっても良い。
Hereinafter, a pneumatic caisson method according to an embodiment of the present invention and a caisson structure constructed by the method will be described with reference to the drawings.
The pneumatic caisson method of this embodiment is to sink a part or all of the caisson in the ground, and the caisson is supported by a support pile installed in the ground. In the construction method of the present embodiment, the support pile 2 is installed in the ground as shown in FIG. 1 prior to the caisson 1 (see FIG. 2). In this example, the support pile 2 is a cast-in-place pile, and the support pile 2 is constructed so that the upper end of the support pile 2 comes to a position where the caisson 1 is to be supported. Since the method of installing or constructing the support pile 2 is known, a detailed description is omitted. Note that the support pile 2 is not limited to a cast-in-place pile, and may be a ready-made pile such as an SC pile or a steel pipe pile.

支持杭2の設置が完了すると、図2のようにケーソン1を沈下させる。本例のケーソン1は鉄筋コンクリート製の函体(躯体)であり、予め地上で構築されるものである。ケーソン1の下部には気密な作業室11が設けられており、地上から作業室11内に圧縮空気を送り込んで地下水の侵入を防ぎながら、作業室内11下部の地盤を掘り進むことにより、ケーソン1を地中に沈下させていく。図2中の符号12は、ケーソン1の刃先である。なお、図2において、マンシャフト、マテリアルシャフト、潜函ショベル、土砂バケット等の周辺設備や機器については図示を省略している。   When the installation of the support pile 2 is completed, the caisson 1 is sunk as shown in FIG. The caisson 1 of this example is a reinforced concrete box (frame), which is constructed in advance on the ground. An airtight work chamber 11 is provided in the lower part of the caisson 1, and the caisson 1 is moved by digging the ground below the work room 11 while feeding compressed air from the ground into the work room 11 to prevent intrusion of groundwater. I will sink into the ground. Reference numeral 12 in FIG. 2 is a cutting edge of the caisson 1. In FIG. 2, illustrations of peripheral equipment and devices such as a man shaft, a material shaft, a submersible shovel, and an earth and sand bucket are omitted.

図2は、ケーソン1が設置予定位置まで沈下した状態、即ち、ケーソン1の沈下工程が完了した状態を示している。この状態において、作業室11内の上面(即ち、ケーソン1の底版の下面)付近に構造鉄筋としての上部鉄筋3を設置し、下面(即ち、作業室11下部の掘削面)付近に構造鉄筋としての下部鉄筋4を設置する。その後、作業室11内部にコンクリートを打設し、固化させる。こうして、本実施形態に係るケーソン構造物が完成する。なお、図2においては、支持杭2の内部から杭頭鉄筋21が突出するように施工されているが、これに限らず、杭頭鉄筋21を突出させることなく、支持杭2の杭頭部を作業室内に突出させるように施工するものでも良い。また、支持杭2の杭頭部のいずれかの箇所に杭頭鉄筋21を後から取り付けるものでも良い。特に、SC杭や鋼管杭といった既製杭を支持杭2として用いる場合、SC杭の場合はその杭頭部の上端内に杭頭鉄筋21を部分的に埋め込み、あるいは外周に溶接する等してもよく、鋼管杭の場合はその内周や外周に溶接する等しても良い。   FIG. 2 shows a state in which the caisson 1 has been sunk to the position where it is to be installed, that is, a state in which the caisson 1 has been sunk. In this state, the upper rebar 3 as a structural rebar is installed near the upper surface (that is, the lower surface of the bottom slab of the caisson 1) in the work chamber 11, and the structural rebar is disposed near the lower surface (that is, the excavation surface below the work chamber 11). The lower rebar 4 is installed. Thereafter, concrete is placed inside the work chamber 11 and solidified. Thus, the caisson structure according to the present embodiment is completed. In FIG. 2, the pile head rebar 21 is constructed so as to protrude from the inside of the support pile 2. However, the present invention is not limited to this, and the pile head of the support pile 2 is not protruded. May be constructed so as to protrude into the working chamber. Moreover, you may attach the pile head reinforcement 21 to the location in any one of the pile heads of the support pile 2 later. In particular, when an off-the-shelf pile such as an SC pile or a steel pipe pile is used as the support pile 2, in the case of an SC pile, the pile head rebar 21 may be partially embedded in the upper end of the pile head or welded to the outer periphery. Well, in the case of a steel pipe pile, it may be welded to its inner periphery or outer periphery.

図3は、本実施形態に係るケーソン構造物の要部を示す。上記において説明したように、また、図3に示すように、作業室11の上面付近に設置した上部鉄筋3と、下面付近に設置した下部鉄筋4とを、作業室11内に打設したコンクリート5が覆い、その状態でコンクリート5が固化する。このことにより、コンクリート5と鉄筋3、4とが、作業室11の内面により規定される鉄筋コンクリート構造物となる。このコンクリート5と鉄筋3、4からなる鉄筋コンクリート構造物は、後に詳述するように、本実施形態に係るケーソン構造物の耐圧版として構築されるものである。コンクリート5が支持杭2の杭頭部をも覆っていることから、耐圧版と支持杭2とは強固に一体化される。   FIG. 3 shows a main part of the caisson structure according to the present embodiment. As described above, and as shown in FIG. 3, the concrete in which the upper rebar 3 installed near the upper surface of the work chamber 11 and the lower rebar 4 installed near the lower surface are placed in the work chamber 11. 5 covers and the concrete 5 solidifies in that state. As a result, the concrete 5 and the reinforcing bars 3 and 4 become a reinforced concrete structure defined by the inner surface of the work chamber 11. The reinforced concrete structure including the concrete 5 and the reinforcing bars 3 and 4 is constructed as a pressure-resistant version of the caisson structure according to the present embodiment, as will be described in detail later. Since the concrete 5 also covers the pile head of the support pile 2, the pressure plate and the support pile 2 are firmly integrated.

上部鉄筋3は、作業室11の上面付近にて、略水平方向に拡がるように配筋され、下部鉄筋4は、作業室11の下面付近にて、略水平方向に拡がるように配筋される。図3の例においては、上部鉄筋3、下部鉄筋4はそれぞれ水平方向に格子状に配筋されており、全ての支持杭2及びそれらの間の範囲を上部から覆うように配筋されている。なお、図2及び図3においては、鉄筋を組み立てるための組立筋や組み立て継手の図示を省略している。例えば、図3の例においては、上部鉄筋3、下部鉄筋4を支持杭2の杭頭鉄筋21に対して溶接し、又は組み付けることにより、上部鉄筋3、下部鉄筋4を作業室11内の空中に保持しても良い。   The upper reinforcing bar 3 is arranged near the upper surface of the working chamber 11 so as to extend in a substantially horizontal direction, and the lower reinforcing bar 4 is arranged near the lower surface of the working chamber 11 so as to extend in a substantially horizontal direction. . In the example of FIG. 3, the upper reinforcing bar 3 and the lower reinforcing bar 4 are arranged in a grid pattern in the horizontal direction, and are arranged so as to cover all the support piles 2 and the range between them from above. . In FIGS. 2 and 3, illustration of assembly bars and assembly joints for assembling reinforcing bars is omitted. For example, in the example of FIG. 3, the upper rebar 3 and the lower rebar 4 are welded or assembled to the pile head rebar 21 of the support pile 2 so that the upper rebar 3 and the lower rebar 4 are in the air in the work chamber 11. May be held.

本実施形態に係るコンクリート5及び鉄筋3、4からなる耐圧版は、上部鉄筋3を上端筋として、下部鉄筋4を下端筋として有する鉄筋コンクリート構造物として構築される。そのため、耐圧版は、内部に発生する曲げモーメントに対する抵抗力を発揮することができる。即ち、耐圧版の上面側を引き延ばすように作用する曲げモーメントに対しては、上端筋としての上部鉄筋3が抵抗力を発揮し得る。一方、耐圧版の下面側を引き延ばすように作用する曲げモーメントに対しては、下端筋としての下部鉄筋4が抵抗力を発揮し得る。   The pressure-resistant plate composed of the concrete 5 and the reinforcing bars 3 and 4 according to this embodiment is constructed as a reinforced concrete structure having the upper reinforcing bar 3 as an upper reinforcing bar and the lower reinforcing bar 4 as a lower reinforcing bar. Therefore, the pressure plate can exhibit a resistance against a bending moment generated inside. That is, the upper rebar 3 as the upper rebar can exert a resistance against the bending moment that acts to stretch the upper surface side of the pressure plate. On the other hand, the lower reinforcing bar 4 as the lower reinforcing bar can exert a resistance against the bending moment that acts to extend the lower surface side of the pressure-resistant plate.

そのため、たとえ、支持杭2の芯ずれにより、上部構造に発生する曲げモーメントが、予定していた曲げモーメント(つまり、芯ずれが無い場合に想定される曲げモーメント)から変化したとしても、耐圧版によってその変化に対抗することができ、更に上部の構造であるケーソン1にまで支持杭2の芯ずれの影響が及ぶことを抑制又は回避することができる。特に、支持杭2の芯ずれが発生していることがケーソン1の沈下完了時に初めて判明した場合であっても、本実施形態の工法であれば、耐圧版の配筋を変更することにより有効に対応することができる。このことについて、図4を参照しながら説明する。   Therefore, even if the bending moment generated in the superstructure is changed from the planned bending moment (that is, the bending moment assumed when there is no misalignment) due to the misalignment of the support pile 2, the pressure plate Thus, the change can be countered, and further, the influence of the misalignment of the support pile 2 can be suppressed or avoided to the caisson 1 which is the upper structure. In particular, even if it is found for the first time when the caisson 1 is settled that the support pile 2 is misaligned, the method of this embodiment is effective by changing the bar arrangement of the pressure plate. It can correspond to. This will be described with reference to FIG.

図4は、図2のケーソン1及び支持杭2を、2点鎖線IV−IVに沿って示す水平断面図である。このようにケーソン1を予定深さまで沈下させたときに、図中「イ」で示す1本の支持杭2が、図4中の矢印aにて示すように、図中の横方向(X方向とする)に芯ずれを生じていた場合を想定する。
その場合、「イ」の支持杭2と、ずれの方向と反対側の「ウ」で示す支持杭2との間隔が広がることとなる。そうすると、「イ」の支持杭2と「ウ」の支持杭2の間の範囲及びその周辺において、曲げモーメントが比較的大きく変化し、局所的には曲げモーメントが予定していたもの(つまり、芯ずれが無い場合に想定される曲げモーメント)よりも大きくなることが考えられる。そこで、「イ」の支持杭2と「ウ」の支持杭2との間の範囲及びその周辺の領域である、図中bで示す領域内の上部鉄筋3及び下部鉄筋4について、より強度の高い鉄筋(例えば、径の太い鉄筋)を用いたり、配筋量を増加させたりすることにより、曲げモーメントの変化に対応する。
FIG. 4 is a horizontal sectional view showing the caisson 1 and the support pile 2 of FIG. 2 along a two-dot chain line IV-IV. When the caisson 1 is sunk to the expected depth in this way, one support pile 2 indicated by “I” in the figure is shown in the horizontal direction (X direction) as indicated by the arrow a in FIG. )) Is assumed to be misaligned.
In that case, the space | interval of the support pile 2 of "I" and the support pile 2 shown by "U" on the opposite side to a shift | offset | difference direction will spread. Then, in the area between the support pile 2 of “I” and the support pile 2 of “U” and the periphery thereof, the bending moment changes relatively greatly, and the bending moment is locally planned (that is, It is conceivable that the bending moment is greater than that assumed when there is no misalignment. Therefore, the upper reinforcing bar 3 and the lower reinforcing bar 4 in the area indicated by b in the figure, which is the area between the supporting pile 2 of “I” and the supporting pile 2 of “U” and the surrounding area thereof, have higher strength. By using a high reinforcing bar (for example, a reinforcing bar with a large diameter) or increasing the amount of bar arrangement, the bending moment can be changed.

ここで、領域bは、例えば、支持杭2間の設計上のスパンを基準として、芯ずれが生じた方向であるX方向に図中「ア」の支持杭2から「エ」の支持杭2までの3スパン分の長さ(つまり、間隔が広がった支持杭2間のスパンと、当該広がった方向における両側の各1スパン分の合計長さ)を持ち、X方向と水平方向に垂直であるY方向に1スパン分の長さを持つ領域とすることができる。複数の支持杭2が芯ずれを生じている場合には、それぞれの支持杭2について上記の要領で決定した複数の領域を重ね合わせることにより、鉄筋強度又は配筋量を変更する領域の全体を決定すれば良い。   Here, the region b is, for example, in the X direction, which is the direction in which the misalignment has occurred, with reference to the design span between the support piles 2 to the support pile 2 of “D” in the figure. Up to 3 spans (that is, the span between the support piles 2 with wide spacing and the total length of one span on each side in the spread direction), and perpendicular to the X and horizontal directions It can be an area having a length of one span in a certain Y direction. When a plurality of support piles 2 are misaligned, the entire region where the reinforcing bar strength or the amount of bar arrangement is changed is overlapped by overlapping a plurality of regions determined in the above manner for each support pile 2. Just decide.

このように、ケーソン1を沈下させて、支持杭2の芯ずれが判明した段階で、上部鉄筋3及び下部鉄筋4の強度や配筋量を変更することで、曲げモーメントの変化に耐える強度を有する耐圧版を構築することができる。そのため、支持杭2の芯ずれの影響がケーソン1にまで及ぶことを抑制又は回避することができる。よって、従来問題となっていたように、ケーソン1の沈下完了後に支持杭の芯ずれが判明した時に、ケーソン1の底版の強度が、芯ずれに対応できるものであるかどうかを、再度の構造計算により再確認する必要がない。また、芯ずれに対応できる強度をケーソン1の底版が有していないと判明した場合に、ケーソン1の強度を増す作業(例えば、ケーソン1の底版を斫って、底版鉄筋13を追加する作業等)を行う必要もない。   In this way, when the caisson 1 is sunk and the misalignment of the support pile 2 is found, the strength and the amount of reinforcement of the upper rebar 3 and the lower rebar 4 are changed, so that the strength to withstand the bending moment change can be obtained. It is possible to build a pressure plate with. Therefore, it is possible to suppress or avoid the influence of the misalignment of the support pile 2 up to the caisson 1. Therefore, as in the prior art, when the misalignment of the support pile is found after the caisson 1 is settled, whether the strength of the bottom slab of the caisson 1 can cope with the misalignment is determined again. There is no need to reconfirm by calculation. Further, when it is determined that the bottom plate of the caisson 1 does not have the strength that can cope with the misalignment, the work of increasing the strength of the caisson 1 (for example, the work of adding the bottom rebar 13 by rolling the bottom plate of the caisson 1) Etc.).

なお、上部鉄筋3及び下部鉄筋4の強度や配筋量を変更する方法としては、ケーソン1の沈下完了時等に、支持杭2の芯ずれが判明した段階で、芯ずれの量に応じて、上部鉄筋3及び下部鉄筋4の強度や配筋量を変更する必要量を算出しても良い。鉄筋強度や配筋量を変更する量として、例えば、図4の「イ」の支持杭2の芯ずれが所定の量(例えば、100mm)を超えた場合に、上記の領域b内の鉄筋の径を所定倍(例えば、1.5倍)としたり、あるいは単位面積当たりの配筋量を所定倍(例えば、2倍)としたりすることができる。配筋量を増やす場合、追加する鉄筋の径は、必要な強度を発揮できる限り、元の鉄筋3、4の径と必ずしも同じである必要はない。また、上部鉄筋3及び下部鉄筋4の強度や配筋量を変更する領域b(図4参照)を、芯ずれの度合いに応じて拡大又は縮小するというようにしても良い。また、上部鉄筋3と下部鉄筋4の強度や配筋量を変更する量や範囲は、必要に応じて、上部鉄筋3と下部鉄筋4の間で異なっていても良い。   In addition, as a method of changing the strength and the amount of bar arrangement of the upper reinforcing bar 3 and the lower reinforcing bar 4, depending on the amount of misalignment at the stage where the misalignment of the support pile 2 is found when the caisson 1 is subsidized. The necessary amount for changing the strength and the amount of bar arrangement of the upper reinforcing bar 3 and the lower reinforcing bar 4 may be calculated. For example, when the misalignment of the support pile 2 of “I” in FIG. 4 exceeds a predetermined amount (for example, 100 mm), the amount of reinforcing bar in the region b is changed as the amount of reinforcing bar strength or the amount of bar arrangement. The diameter can be set to a predetermined multiple (for example, 1.5 times), or the bar arrangement amount per unit area can be set to a predetermined multiple (for example, two times). When increasing the amount of reinforcing bars, the diameter of the reinforcing bars to be added is not necessarily the same as the diameter of the original reinforcing bars 3 and 4 as long as the required strength can be exhibited. Moreover, you may make it enlarge or reduce the area | region b (refer FIG. 4) which changes the intensity | strength and the amount of reinforcement of the upper reinforcing bar 3 and the lower reinforcing bar 4 according to the degree of misalignment. Moreover, the amount and range which change the intensity | strength and the amount of reinforcement of the upper reinforcement 3 and the lower reinforcement 4 may differ between the upper reinforcement 3 and the lower reinforcement 4 as needed.

または、図5のフローチャートに示すように、まず、芯ずれの量を各種想定して、想定した各芯ずれ量に対して必要となる鉄筋強度や配筋量の変更の量、及び、変更が必要となる範囲を、構造計算に基づくシミュレーションにより予めそれぞれ求めても良い(ステップS1)。ここで求めた鉄筋強度や配筋量の変更の量や変更の範囲を、例えば、芯ずれの量と関連付けられた配筋変更仕様書(例えば、表形式の仕様書)として作成して保持しておくことが望ましい。次に、ケーソン1の沈設完了時等に、支持杭2の芯ずれが判明した段階で、芯ずれの量の計測を行う(ステップS2)。可能であれば、ケーソン1の沈設完了前に芯ずれの量の計測を行っても良い。   Or, as shown in the flowchart of FIG. 5, first, various amounts of misalignment are assumed, and the amount of change in the reinforcing bar strength and the amount of bar arrangement required for each misalignment amount, and the change are changed. Necessary ranges may be obtained in advance by simulation based on structure calculation (step S1). The amount and range of change of the reinforcing bar strength and the amount of reinforcement obtained here are created and retained as, for example, a reinforcement arrangement specification (for example, a tabular specification) associated with the amount of misalignment. It is desirable to keep it. Next, the amount of misalignment is measured at the stage where the misalignment of the support pile 2 is found, for example, when the caisson 1 is completely set (step S2). If possible, the amount of misalignment may be measured before the caisson 1 is completed.

次に、計測した芯ずれの量に応じて、ステップS1にて求めた鉄筋強度や配筋量の変更の量及び変更の範囲に基づき(例えば、上記配筋変更仕様書に基づき)、鉄筋強度や配筋量の変更の量及び変更の範囲を決定し、それにより施工する(ステップ3)。この方法によれば、支持杭2の芯ずれに応じて配筋を変更した状態に基づいて構造計算を再度行う必要がなく、例えば施工現場にて配筋変更仕様書に基づき配筋の変更を行うこともできるため、工事をスムーズに続行することができる。即ち、支持杭2の芯ずれの状況を、構造計算及び設計段階にフィードバックする必要がない。よって、支持杭2の芯ずれが発生した場合であっても、工期の延長を最小限にとどめることができる。   Next, in accordance with the measured amount of misalignment, the reinforcing bar strength and the amount of change in the reinforcing bar amount determined in step S1 and the range of the change (for example, based on the above bar arrangement changing specification), the reinforcing bar strength Then, the amount of change of the bar arrangement amount and the range of the change are determined, and the construction is performed (step 3). According to this method, there is no need to perform structural calculation again based on the state in which the bar arrangement is changed according to the misalignment of the support pile 2, and for example, the bar arrangement is changed based on the bar arrangement change specification at the construction site. Since it can be done, construction can be continued smoothly. That is, there is no need to feed back the misalignment of the support pile 2 to the structural calculation and design stage. Therefore, even if the support pile 2 is misaligned, the extension of the work period can be minimized.

(変形例)
次に、上記実施形態の変形例について、図6を参照しながら説明する。変形例によるニューマチックケーソン工法は、作業室11内にせん断補強材6を更に配設するものであり、当該工法により構築される耐圧版は、上記実施形態の耐圧版において、更にせん断補強材6を有したものとなる。こうすることにより、コンクリート5、鉄筋3、4、及び、せん断補強材6からなる耐圧版は、せん断力に対してもより大きな抵抗力を発揮することができる。そのため、支持杭2の芯ずれによって、上部構造におけるせん断力が変化する状況が生じたとしても、その変化に対抗し得る耐圧版とすることができる。
図6の例においては、せん断補強材6としてのせん断補強鉄筋を、作業室内11に略鉛直方向に設置した。せん断補強材6としてはこれに限らず、炭素繊維、鋼棒、鋼板等の鋼材その他のものを用いることができる。また、図6のようにせん断補強材6を略鉛直方向に設置するものに限らず、せん断補強材としての機能を発揮できる限り、斜め方向に設置するなど、設置方法は適宜選択可能である。
(Modification)
Next, a modification of the above embodiment will be described with reference to FIG. In the pneumatic caisson method according to the modified example, the shear reinforcing material 6 is further disposed in the work chamber 11, and the pressure plate constructed by the method is the same as the pressure plate of the above embodiment. It will have. By carrying out like this, the pressure-resistant plate which consists of the concrete 5, the reinforcing bars 3, 4, and the shear reinforcement 6 can exhibit a bigger resistance force also with respect to a shear force. Therefore, even if a situation occurs in which the shearing force in the upper structure changes due to the misalignment of the support pile 2, it is possible to provide a pressure-resistant plate that can resist the change.
In the example of FIG. 6, a shear reinforcing bar as the shear reinforcement 6 is installed in the work chamber 11 in a substantially vertical direction. The shear reinforcing material 6 is not limited to this, and other steel materials such as carbon fiber, steel bar, and steel plate can be used. Further, the installation method is not limited to the one in which the shear reinforcement member 6 is installed in a substantially vertical direction as shown in FIG. 6, and the installation method can be appropriately selected, for example, in the oblique direction as long as the function as the shear reinforcement member can be exhibited.

また、支持杭2の芯ずれが判明した場合に、支持杭2の芯ずれの度合いに応じて、せん断補強材6の強度や配設量を変更しても良く、更に、芯ずれの度合いに応じて、それらを変更する範囲を決定しても良い。図4の例で説明すると、「イ」の支持杭2に芯ずれが生じた場合(矢印a参照)、「イ」の支持杭2と「ウ」の支持杭2の間の範囲及びその周辺において、上部構造におけるせん断力に比較的大きな変化が生じ、局所的にはせん断力が予定していたもの(つまり、芯ずれが無い場合に想定されるせん断力)よりも大きくなることが考えられる。そこで、「イ」の支持杭2と「ウ」の支持杭2との間の範囲及びその周辺(例えば領域b内)のせん断補強材6の強度や配設量を増加させることにより、耐圧版によってせん断力の変化に耐えることができる。その結果、支持杭2の芯ずれの影響がケーソン1にまで及ぶことを抑制又は回避することができる。せん断補強材6の強度や配設量の変更の量及び変更の範囲についても、図5のフローチャートを用いて説明した方法と同様の方法により決定し、施工するようにしても良い。   In addition, when the misalignment of the support pile 2 is found, the strength and the disposition amount of the shear reinforcement 6 may be changed according to the degree of misalignment of the support pile 2. Accordingly, a range for changing them may be determined. Referring to the example of FIG. 4, when misalignment occurs in the support pile 2 of “I” (see arrow “a”), the range between the support pile 2 of “I” and the support pile 2 of “U” and its surroundings , There is a relatively large change in the shear force in the superstructure, and it is considered that the shear force is locally greater than what was planned (that is, the shear force assumed when there is no misalignment). . Therefore, by increasing the strength and arrangement amount of the shear reinforcement 6 in the range between the support pile 2 of “I” and the support pile 2 of “U” and the periphery (for example, in the region b), the pressure plate Can withstand changes in shear force. As a result, it is possible to suppress or avoid the influence of the misalignment of the support pile 2 reaching the caisson 1. The amount and range of change of the strength and arrangement amount of the shear reinforcement member 6 may also be determined and applied by the same method as described with reference to the flowchart of FIG.

更に別の変形例として、支持杭2の芯ずれが無ければせん断補強材6を使用しないように耐圧版が設計されていた場合に、支持杭2の芯ずれが所定量以上の大きいものであると判明した段階で、せん断補強材6を追加的に設置するようにしても良い。この場合、支持杭2の芯ずれの度合いに応じてせん断補強材6を配設する範囲を決定するものとしても良く、図4の例では、例えば領域b内にのみ、せん断補強材6を配設するようにしても良い。その場合、図5のフローチャートを用いて説明した方法と同様の手法により、支持杭2の芯ずれの度合いに応じて必要となるせん断補強材6の配設の範囲を予めシミュレーションにより求めておき、支持杭2の芯ずれが判明した段階で、芯ずれの度合いに応じて、シミュレーション結果に基づき、せん断補強材6を配設する範囲を決定しても良い。   As yet another modification, when the pressure plate is designed so that the shear reinforcement 6 is not used if there is no misalignment of the support pile 2, the misalignment of the support pile 2 is larger than a predetermined amount. The shear reinforcement material 6 may be additionally installed at the stage where it has been found. In this case, the range in which the shear reinforcement material 6 is disposed may be determined according to the degree of misalignment of the support pile 2. In the example of FIG. 4, for example, the shear reinforcement material 6 is disposed only in the region b. You may make it install. In that case, by using a method similar to the method described with reference to the flowchart of FIG. 5, the range of arrangement of the shear reinforcement 6 required according to the degree of misalignment of the support pile 2 is obtained in advance by simulation, At the stage where the misalignment of the support pile 2 is found, the range in which the shear reinforcement material 6 is disposed may be determined based on the simulation result according to the degree of misalignment.

更に別の変形例として、支持杭2の芯ずれが判明した場合に、支持杭2の芯ずれの度合いに応じて、作業室11内に打設するコンクリートの強度を変更することとしても良い。耐圧版に発生するせん断力に対しては耐圧版を構成するコンクリートも抵抗力を発揮し得る。よって、支持杭2の芯ずれの度合いに応じて耐圧版のコンクリートの強度を変更すれば、耐圧版のコンクリート単独による効果として、あるいは、せん断補強材6との協働による効果として、せん断力の変化に対応可能な耐圧版とすることができる。   As yet another modification, when the misalignment of the support pile 2 is found, the strength of the concrete placed in the work chamber 11 may be changed according to the degree of misalignment of the support pile 2. The concrete constituting the pressure plate can also exert a resistance against the shearing force generated in the pressure plate. Therefore, if the strength of the concrete of the pressure plate is changed according to the degree of misalignment of the support pile 2, the effect of the shear force can be obtained as an effect of the pressure plate concrete alone or as a result of cooperation with the shear reinforcement material 6. A pressure-resistant plate that can cope with changes can be obtained.

この場合、支持杭2の芯ずれの度合いに応じて、作業室11内に打設するコンクリートの強度を変更する範囲を決定することとしても良い。図4の例では、例えば領域b内においてのみ、コンクリートの強度を増加させるようにしても良い。
また、図5のフローチャートを用いて説明した方法と同様の手法により、支持杭2の芯ずれの度合いに応じて必要となるコンクリートの強度の変更の量及び変更の範囲を予めシミュレーションにより求めておき、支持杭2の芯ずれが判明した段階で、芯ずれの度合いに応じて、シミュレーション結果に基づき、コンクリートの強度を変更し、その変更の範囲を決定しても良い。
In this case, it is good also as determining the range which changes the intensity | strength of the concrete cast | placed in the working chamber 11 according to the degree of misalignment of the support pile 2. FIG. In the example of FIG. 4, for example, the strength of the concrete may be increased only in the region b.
Further, the amount of change in the strength of the concrete and the range of the change required in accordance with the degree of misalignment of the support pile 2 are obtained by simulation in advance by the same method as that described with reference to the flowchart of FIG. When the misalignment of the support pile 2 is found, the strength of the concrete may be changed based on the simulation result in accordance with the degree of misalignment, and the range of the change may be determined.

なお、上述の実施形態並びに各変形例は、可能な範囲内で、互いに組み合わせて実施しても良い。
本発明は、前記各局面、前記実施形態及び前記各変形例の説明に何ら限定されるものではない。特許請求の範囲の記載を逸脱せず、当業者が容易に想到できる範囲で種々の変形態様も本発明に含まれる。
In addition, you may implement the above-mentioned embodiment and each modification in combination with each other within a possible range.
The present invention is not limited to the description of each aspect, the embodiment, and the modifications. Various modifications are also included in the present invention as long as those skilled in the art can easily conceive without departing from the scope of the claims.

1 ケーソン
2 支持杭
3 上部鉄筋(上端筋)
4 下部鉄筋(下端筋)
5 コンクリート
6 せん断補強材
11 作業室
12 刃先
13 底版鉄筋
21 杭頭鉄筋
1 Caisson 2 Support pile 3 Upper rebar (upper rebar)
4 Lower rebar (bottom bar)
5 Concrete 6 Shear reinforcement 11 Work room 12 Cutting edge 13 Bottom plate reinforcement 21 Pile head reinforcement

Claims (18)

沈設によりケーソンを設置するケーソン工法であって、
前記ケーソンの沈設に先行して、該ケーソンを支持するための支持杭を地盤に設置するステップと、
前記ケーソンの底版で区画された圧気状態の作業室内を掘削しつつ該ケーソンを沈設するステップと、
前記作業室内において、該作業室の上面の近傍に第1の鉄筋を、下面の近傍に第2の鉄筋を、それぞれ略水平方向に延在するように配筋するステップと、
前記作業室内にコンクリートを打設することにより、前記第1及び第2の鉄筋と該コンクリートを有し該作業室の内面により規定される耐圧版を構築するステップと、を有することを特徴とするケーソン工法。
A caisson method of installing caisson by sinking,
Prior to the caisson settling, installing a support pile on the ground to support the caisson;
Sinking the caisson while excavating a pressurized working chamber partitioned by the bottom plate of the caisson;
In the working chamber, arranging a first reinforcing bar in the vicinity of the upper surface of the working chamber and a second reinforcing bar in the vicinity of the lower surface so as to extend in a substantially horizontal direction,
Constructing a pressure plate having the first and second reinforcing bars and the concrete and defined by the inner surface of the working chamber by placing concrete in the working chamber. Caisson method.
前記支持杭の芯ずれの度合いを計測するステップ、を更に有することを特徴とする請求項1に記載のケーソン工法。   The caisson method according to claim 1, further comprising a step of measuring a degree of misalignment of the support pile. 前記支持杭の芯ずれの度合いに応じて、前記第1及び第2の鉄筋の少なくとも一方の強度及び配筋量の少なくとも一方を変更する第1の変更ステップ、を更に有することを特徴とする請求項2に記載のケーソン工法。   The method further comprises a first changing step of changing at least one of the strength and the amount of bar arrangement of at least one of the first and second reinforcing bars according to the degree of misalignment of the support pile. Item 3. The caisson method according to item 2. 前記支持杭の芯ずれの度合いに応じて必要となる前記第1及び第2の鉄筋の強度及び配筋量の変更の量を予めシミュレーションにより求めるステップを更に有し、
前記第1の変更ステップは、前記シミュレーションにより求められた前記第1及び第2の鉄筋の強度及び配筋量の変更の量に基づき、前記支持杭の芯ずれの度合いに応じて前記第1及び第2の鉄筋の少なくとも一方の強度及び配筋量の少なくとも一方を変更する、ことを特徴とする請求項3に記載のケーソン工法。
The method further includes the step of obtaining in advance by simulation the amount of change in the strength of the first and second reinforcing bars and the amount of bar arrangement required depending on the degree of misalignment of the support pile,
In the first change step, the first and second reinforcing bars are determined based on the degree of misalignment of the support pile, based on the amount of change in the strength and the amount of bar arrangement obtained by the simulation. The caisson method according to claim 3, wherein at least one of the strength and the amount of bar arrangement of at least one of the second reinforcing bars is changed.
前記第1の変更ステップは、前記支持杭の芯ずれの度合いに応じて、前記第1及び第2の鉄筋の少なくとも一方の強度及び配筋量の少なくとも一方を変更する範囲を決定する、ことを特徴とする請求項3又は4に記載のケーソン工法。   The first changing step determines a range for changing at least one of the strength and the amount of bar arrangement of at least one of the first and second reinforcing bars according to the degree of misalignment of the support pile. The caisson method according to claim 3 or 4, characterized in that the caisson method. 前記支持杭の芯ずれの度合いに応じて必要となる前記第1及び第2の鉄筋の強度及び配筋量の変更の範囲を予めシミュレーションにより求めるステップを更に含み、
前記第1の変更ステップは、前記シミュレーションにより求められた前記第1及び第2の鉄筋の強度及び配筋量の変更の範囲に基づき、前記支持杭の芯ずれの度合いに応じて前記第1及び第2の鉄筋の少なくとも一方の強度及び配筋量の少なくとも一方を変更する範囲を決定する、ことを特徴とする請求項5に記載のケーソン工法。
The method further includes a step of obtaining in advance by simulation a range of change in strength and bar arrangement amount of the first and second reinforcing bars that are required according to the degree of misalignment of the support pile,
In the first change step, the first and second rebars are determined according to the degree of misalignment of the support pile based on the range of change in the strength and the amount of bar arrangement of the first and second reinforcing bars obtained by the simulation. The caisson method according to claim 5, wherein a range in which at least one of the strength and the bar arrangement amount of at least one of the second reinforcing bars is changed is determined.
前記作業室内にせん断補強材を配設するステップと、
前記支持杭の芯ずれの度合いに応じて、前記せん断補強材の強度及び配設量の少なくとも一方を変更する第2の変更ステップと、を更に有することを特徴とする請求項2〜6のいずれか一項に記載のケーソン工法。
Arranging a shear reinforcement in the working chamber;
7. The method according to claim 2, further comprising a second changing step of changing at least one of the strength and the amount of the shear reinforcement according to the degree of misalignment of the support pile. The caisson method according to claim 1.
前記支持杭の芯ずれの度合いに応じて必要となる前記せん断補強材の強度及び配設量の変更の量を予めシミュレーションにより求めるステップを更に含み、
前記第2の変更ステップは、前記シミュレーションにより求められた前記せん断補強材の強度及び配設量の変更の量に基づき、前記支持杭の芯ずれの度合いに応じて前記せん断補強材の強度及び配設量の少なくとも一方を変更する、ことを特徴とする請求項7に記載のケーソン工法。
The method further includes a step of calculating in advance by simulation the amount of change in the strength and arrangement amount of the shear reinforcement necessary according to the degree of misalignment of the support pile,
In the second changing step, the strength and distribution of the shear reinforcement are determined according to the degree of misalignment of the support pile, based on the amount of change in the strength and arrangement amount of the shear reinforcement obtained by the simulation. The caisson method according to claim 7, wherein at least one of the installation amounts is changed.
前記第2の変更ステップは、前記支持杭の芯ずれの度合いに応じて、前記せん断補強材の強度及び配設量の少なくとも一方を変更する範囲を決定する、ことを特徴とする請求項7又は8に記載のケーソン工法。   The second changing step determines a range for changing at least one of the strength and the amount of the shear reinforcement according to the degree of misalignment of the support pile. 8. The caisson method according to 8. 前記支持杭の芯ずれの度合いに応じて必要となる前記せん断補強材の強度及び配設量の変更の範囲を予めシミュレーションにより求めるステップを更に含み、
前記第2の変更ステップは、前記シミュレーションにより求められた前記せん断補強材の強度及び配設量の変更の範囲に基づき、前記支持杭の芯ずれの度合いに応じて前記せん断補強材の強度及び配設量の少なくとも一方を変更する範囲を決定する、ことを特徴とする請求項9に記載のケーソン工法。
The method further includes a step of determining in advance by simulation a range of change in strength and arrangement amount of the shear reinforcement necessary according to the degree of misalignment of the support pile,
In the second changing step, the strength and distribution of the shear reinforcement material are determined in accordance with the degree of misalignment of the support pile based on the range of change in the strength and arrangement amount of the shear reinforcement material obtained by the simulation. The caisson method according to claim 9, wherein a range in which at least one of the installation amounts is changed is determined.
前記配設するステップは、前記支持杭の芯ずれの度合いに応じて、前記せん断補強材を配設する範囲を決定する、ことを特徴とする請求項7〜10のいずれか一項に記載のケーソン工法。   The said arrange | positioning step determines the range which arrange | positions the said shear reinforcement material according to the degree of misalignment of the said support pile, The Claim 1 characterized by the above-mentioned. Caisson method. 前記支持杭の芯ずれの度合いに応じて必要となる前記せん断補強材の配設の範囲を予めシミュレーションにより求めるステップを更に含み、
前記配設するステップは、前記シミュレーションにより求められた前記せん断補強材の配設の範囲に基づき、前記支持杭の芯ずれの度合いに応じて前記せん断補強材を配設する範囲を決定する、ことを特徴とする請求項11に記載のケーソン工法。
The method further includes the step of obtaining in advance by simulation the range of the shear reinforcement material required according to the degree of misalignment of the support pile,
The step of arranging determines the range in which the shear reinforcement material is arranged according to the degree of misalignment of the support pile based on the range of the shear reinforcement material obtained by the simulation. The caisson method according to claim 11.
前記支持杭の芯ずれの度合いに応じて、前記コンクリートの強度を変更する第3の変更ステップ、を更に有することを特徴とする請求項2〜12のいずれか一項に記載のケーソン工法。   The caisson method according to any one of claims 2 to 12, further comprising a third changing step for changing the strength of the concrete according to the degree of misalignment of the support pile. 前記支持杭の芯ずれの度合いに応じて必要となる前記コンクリートの強度の変更の量を予めシミュレーションにより求めるステップを更に有し、
前記第3の変更ステップは、前記シミュレーションにより求められた前記コンクリートの強度の変更の量に基づき、前記支持杭の芯ずれの度合いに応じて前記コンクリートの強度を変更する、ことを特徴とする請求項13に記載のケーソン工法。
The method further includes the step of obtaining in advance by simulation the amount of change in the strength of the concrete that is required depending on the degree of misalignment of the support pile,
The third changing step is characterized in that the strength of the concrete is changed according to the degree of misalignment of the support pile based on the amount of change in strength of the concrete obtained by the simulation. Item 14. The caisson method according to item 13.
前記第3の変更ステップは、前記支持杭の芯ずれの度合いに応じて、前記コンクリートの強度を変更する範囲を決定する、ことを特徴とする請求項13又は14に記載のケーソン工法。   The caisson method according to claim 13 or 14, wherein the third changing step determines a range in which the strength of the concrete is changed according to a degree of misalignment of the support pile. 前記支持杭の芯ずれの度合いに応じて必要となる前記コンクリートの強度の変更の範囲を予めシミュレーションにより求めるステップを更に有し、
前記第3の変更ステップは、前記シミュレーションにより求められた前記コンクリートの強度の変更の範囲に基づき、前記支持杭の芯ずれの度合いに応じて前記コンクリートの強度を変更する範囲を決定する、ことを特徴とする請求項15に記載のケーソン工法。
Further including a step of obtaining in advance a range of the strength change of the concrete required according to the degree of misalignment of the support pile by simulation,
The third changing step determines a range in which the strength of the concrete is changed according to a degree of misalignment of the support pile, based on a range of the strength change of the concrete obtained by the simulation. The caisson method according to claim 15, wherein the caisson method is used.
沈設により設置されるケーソンと、
前記ケーソンを支持する支持杭と、
前記ケーソンと前記支持杭の間に設置される鉄筋コンクリート製の耐圧版であって、上端筋と下端筋の両方を有する耐圧版と、を有することを特徴とするケーソン構造物。
Caisson installed by sinking,
A support pile supporting the caisson;
A caisson structure having a pressure resistant plate made of reinforced concrete installed between the caisson and the support pile, the pressure resistant plate having both upper and lower reinforcing bars.
前記耐圧版は更に、せん断補強材を有する、ことを特徴とする請求項17に記載のケーソン構造物。   The caisson structure according to claim 17, wherein the pressure plate further includes a shear reinforcement.
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