JP2021123924A

JP2021123924A - 海上陸地の構築方法

Info

Publication number: JP2021123924A
Application number: JP2020017340A
Authority: JP
Inventors: 亮平黒沢; Ryohei Kurosawa
Original assignee: Kurosawa Construction Co Ltd
Current assignee: Kurosawa Construction Co Ltd
Priority date: 2020-02-04
Filing date: 2020-02-04
Publication date: 2021-08-30
Anticipated expiration: 2040-02-04
Also published as: JP6813217B1

Abstract

【課題】滑走路として利用可能な海上陸地の構築方法において、空洞体セグメント同士を簡単かつ合理的に連結可能とする。【解決手段】角筒状の空洞体セグメント２を杭基礎の頭部に配置し、滑走路の横幅方向において、複数の空洞体セグメント２の壁を貫通して、一方の端部から他方の端部まで連続するＰＣ緊張材５を配置し、滑走路の長手方向において、複数の空洞体セグメント２の壁を貫通して、少なくとも１箇所にＰＣ緊張材７の接続部１０を設け、一方の端部から他方の端部まで連続的に複数のＰＣ緊張材７を配置し、接続部１０は、滑走路の長手方向に配置されたＰＣ緊張材７の端部が、滑走路の長手方向に隣り合うＰＣ緊張材７の端部と並行するように配置して構成し、各ＰＣ緊張材７を緊張定着することによって、複数の空洞体セグメント２をＰＣ圧着接合して一体化する。【選択図】図３

Description

本発明は、飛行機の滑走路として利用可能な海上陸地を構築する工法に関するものである。

海上に陸地を構築する場合、多くは、陸地を構築する場所に囲いを造り、その内側に土砂、建設工事の残土又は廃棄物等を投入し陸地化して、所要広さの土地を造成する工法を採用している。しかし、この工法によると、莫大なコストが掛るばかりでなく、海洋汚染という環境問題も懸念される。

また、箱状に区分して製造した沈埋函を海中に沈め、順次接続して海底トンネルを構築する方法、即ち沈埋工法も知られている。

さらに、下記特許文献１は、中空部が設けられたセグメントを連結し、中空部に発泡体を埋設した洋上浮体構造物を提案している。

特開２０１７−８９２６７号公報

特許文献１には、中空部への発泡体の埋設について、「中空部に発泡体を埋設することで、容易に中空部を形成可能である。」と記載されている。つまり、特許文献１に記載の発明では、従来と同様に、中空部を形成する方法の一つとして、中空部への発泡体の埋設を採用している。しかしながら、そのような先打ち方法を採用した場合、空洞体セグメントの内部空間を空洞体セグメントの連結作業に利用することができない。

そこで、本願発明は、滑走路として利用可能な海上陸地の構築方法において、空洞体セグメント同士を簡単かつ合理的に連結可能とするとともに、空洞体セグメント同士を連結した後に空洞体セグメントの内部空間に発泡材を注入することで、空洞体セグメント同士の連結部の止水処理と連結部材端部の防錆処理をまとめて簡単に行うことを可能とする方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本願の第１の態様は、
滑走路として利用可能な海上陸地の構築方法であって、
複数の鋼管杭を支持地盤まで打ち込んで杭基礎とし、
外周の壁で形成される角筒状の空洞体セグメントを前記杭基礎の頭部に複数配置し、
前記杭基礎内を貫通して地盤アンカーを配置し、前記地盤アンカーのアンカー定着部を支持地盤に定着すると共に、前記地盤アンカー頭部を前記空洞体セグメントに緊張定着して、前記空洞体セグメントの浮き上がりを防止し、
前記滑走路の横幅方向において、前記複数の空洞体セグメントの壁を貫通して、一方の端部から他方の端部まで連続するＰＣ緊張材を配置し、
前記滑走路の長手方向において、複数の空洞体セグメントの壁を貫通して、少なくとも１箇所にＰＣ緊張材の接続部を設け、一方の端部から他方の端部まで連続的に複数のＰＣ緊張材を配置し、
前記接続部は、前記滑走路の長手方向に配置されたＰＣ緊張材の端部が、前記滑走路の長手方向に隣り合うＰＣ緊張材の端部と並行するように配置して構成し、
前記各ＰＣ緊張材を緊張定着することによって、複数の空洞体セグメントをＰＣ圧縮接合して一体化することを特徴とする海上陸地の構築方法である。

また、本願の第２の態様は、
第１の態様に記載の一連の構築工程を終えた後に、前記空洞体セグメント同士の圧着接合部の止水材と前記ＰＣ緊張材の端部の防錆材を兼ねる発泡材を、前記空洞体セグメント内に注入して発泡させて、前記空洞体セグメント内に充満させることを特徴とする海上陸地の構築方法である。

また、本願の第３の態様は、
前記発泡材を不燃材とすることを特徴とする第２の態様に記載の海上陸地の構築方法である。

１．杭基礎と地盤アンカーを分散して配置した場合、杭頭部と地盤アンカーとの間に発生する曲げ応力とせん断応力が杭頭部に作用することになるが、本願発明によれば、これを防ぐことができる。具体的には、浮き上がり防止用の地盤アンカーを、鋼管杭を貫通して配置し、支持地盤に定着させることによって、空洞体セグメントに生じる浮力が、杭頭に影響を及ぼさず、直接地盤アンカーに作用する。また、地盤の削孔作業も減り、施工の手間とコストも大幅に減らすことができる。

２．空洞体セグメントの角筒状断面を形成する壁を有効に利用して、ＰＣケーブル等のＰＣ緊張材を複数の空洞体セグメントの壁を貫通して配置し、緊張定着することで、複数の空洞体セグメントを連結して一体化する。これにより、後述する出願人の先行出願に係る発明に比して、空洞体セグメントを連結する作業や緊張定着工事が大幅に減り、コスト軽減が図れる。しかも、連結前においては、各空洞体セグメントは軽量であるため、運搬や揚重を容易に行うことができる。

３．空洞体セグメント同士のＰＣ圧着接合部は、飛行機の離着陸時に大きな衝撃荷重を繰り返し受けるため、ＰＣ圧着接合部に隙間が生じ、水が浸入するような万一の事態も想定される。これに対しては、空洞体セグメントの内部空間に発泡材を充満させることで、発泡材が止水材の役割を果たすことができる。また、空洞体セグメント内に発泡材を充満させることにより、ＰＣ緊張材端部を個々に防錆処理する必要がなくなり、施工の手間とコストを大幅に減らすことができる。

４．空洞体セグメントを連結する前に内部空間に発泡材を充満させる従来の方法と比較して、連結後に注入する後注入方法を採用することで、空洞体セグメントの運搬、設置が簡単になることに加えて、空洞体セグメントの内部空間を利用して、ＰＣ緊張材を緊張定着する作業や空洞体セグメントを連結させる作業等が可能かつ容易になる。

５．空洞体セグメントの内部空間に充満させる発泡材を不燃材とすることによって、飛行機の離着陸時に噴射された高熱気体を受けても、空洞体セグメント内の発火を防ぐことができる。

本願の実施形態に係る海上陸地の平面図である。本願の実施形態に係る海上陸地の図１に示すＡ−Ａ断面図である。本願の実施形態に係る海上陸地の図１に示すＢ−Ｂ断面図である。本願の実施形態に係る海上陸地の斜視図である。

海上陸地の構築工法について、本出願人は本件特許出願に先立って特許出願（特願２０１９−７９９７１）を行っている（本願においては、この出願を「先行出願」と呼ぶ）。この特許出願に記載の提案によれば、ＰＣ鋼材を用いて空洞体セグメント同士を圧着接合して一体的に形成した海上陸地を構築することができる。この海上陸地は、空港施設として、滑走路、格納庫、給油エリア、燃料施設等に利用できる。また、空洞体セグメントの内部は、電気、水道、空調等の設置スペースや各種用具の収納スペースとして利用できる。

この先行出願に示す空洞体セグメントの連結方法は、長手方向と横幅方向のいずれも、隣接する空洞体セグメントを、ＰＣ鋼材を緊張定着することによって連結するものとしている。これによれば、空港施設として広大な海上陸地を形成する場合に、工程に合わせて施工工区を柔軟に設定することができ、施工計画が容易になる。つまり、隣接する空洞体セグメント同士を連結すれば安定した独立構造体となり、全ての部材の設置完了を待って一体化する必要が無いという施工上のメリットがある。

一方で、空洞体セグメントの数が多い場合には連結箇所が多くなり、ＰＣ鋼材の取付作業や緊張定着工事が多くなり、手間やコストがかかるという問題が発生する。また、長手方向の連結のため、空洞体セグメントの両端部に仕切壁を設けることが必要となり、空洞体セグメントが重くなり、製造の手間やコストが増えるというデメリットがある。

海上陸地を飛行機の滑走路として利用する場合、飛行機の離着陸時に大きな衝撃荷重を受け、連結部のＰＣ鋼材に弾性伸びが生じ、瞬間的に連結部に僅かな隙間が生じる。その後、その隙間は閉じるが、繰り返し衝撃荷重を受けると、その隙間から海水が空洞体セグメントの内部空間に浸透してくる可能性がある。なお、先行出願に提案された海上陸地を、滑走路以外の施設、例えば、格納庫、給油エリア、燃料施設等に利用する場合には、静的な荷重しか掛からないため、このような現象が生じるおそれはないと考えてよい。先行出願の提案によると、連結部材としてＰＣ鋼材を用いるため、ＰＣ鋼材の端部のそれぞれに防錆処理を施す必要があり、施工の手間がかかるというデメリットがある。

本願の実施形態は以上に説明した先行出願に係る発明のデメリットも解消するものである。以下、本願の実施形態について、図１から図４を参照しながら説明する。本願の実施形態に係る海上陸地１の構築方法は、主に以下に示す工程からなる。

まず、図２から図４に示すように、海上陸地１を構築する場所に、空洞体セグメント２を支持するための杭基礎を構成する複数の鋼管杭３を、海底の支持地盤に打ち込んで設置する。次に、複数の空洞体セグメント２を鋼管杭３の頭部に設置する。滑走路の長手方向の中間部に配置される空洞体セグメント２は、外周の壁で構成され、長手方向に貫通した内部空間を形成する角筒状をしている。滑走路の長手方向の端部に配置される空洞体セグメント２は、海上陸地１の端面を構成する側壁を有する。

空洞体セグメント２を鋼管杭３の頭部に設置した後、地盤アンカー４を形成する緊張材として、例えば、複数のＰＣ鋼より線で形成されるＰＣケーブルとシースを鋼管杭３に挿入し、支持地盤の所定深さまで配置し、鋼管杭３とシースの間にコンクリートを打設する。地盤アンカー４は、下部を構成するアンカー体長部（アンカー定着部）と、上部を構成するアンカー自由長部およびアンカー頭部１２とから構成される。地盤アンカー４は、空洞体セグメント２の浮き上がりを防止する。ＰＣケーブルとシースの間にグラウトを充填して硬化した後、アンカー頭部１２にてＰＣケーブルを緊張定着することは従来技術と同様に行うため、詳しい図示と説明は省略する。

空洞体セグメント２は、プレキャスト部材として予め複数用意する。本願明細書においては、発明の理解を容易にするため、滑走路の横幅方向に延びるＰＣ緊張材としてのＰＣケーブルを横締めケーブル５と呼ぶ。滑走路の長手方向に延びるＰＣ緊張材としてのＰＣケーブルは、縦締めケーブル７と呼ぶ。

プレキャスト部材に予めシースを埋設してＰＣ緊張材を挿入し、端部に定着具を設けて緊張定着することと、緊張定着の完了後、シースとＰＣ緊張材との間にグラウトを充填して硬化させて一体化することは、従来技術と同様に行うため、詳しい図示と説明は省略する。また、図面を見やすくするため、図１において、横締めケーブル５の配置状況は図示を省略し、縦締めケーブル７を破線で表現している。

図２に示すように、鋼管杭３の杭頭部に設置された複数の空洞体セグメント２の上壁と下壁をそれぞれ滑走路の横幅方向に貫通して、一方の端部（第１の端部）から他方の端部（第２の端部）まで横締めケーブル５を連続的に配置する。横締めケーブル５の両端部には、それぞれ定着具を取り付ける。滑走路の横幅方向における海上陸地１の両端部を構成する空洞体セグメント２には、定着具を格納する欠き込み部を形成し、この欠き込み部と定着具により定着部８を構成する。滑走路の横幅方向に配列した空洞体セグメント２は、横締めケーブル５を緊張定着することにより、ＰＣ圧着接合して一体化させる。

また、上記の横締めケーブル５の補助緊張材として、隣接する各空洞体セグメント２の側壁を貫通してＰＣ鋼棒６を複数段配置してもよい。ＰＣ鋼棒６は、両端部に定着具を設けて緊張定着して、隣接するセグメント同士をＰＣ圧着接合して一体化する。このように、横締めケーブル５とＰＣ鋼棒６を併用して空洞体セグメント２を連結することもできる。

滑走路の長手方向における空洞体セグメント２の連結方法について、図１及び図３を参照しながら説明する。まず、複数の空洞体セグメント２の上下壁をそれぞれ貫通して、一方の端部（第３の端部）で、空洞体セグメント２の内側に設けられた突起部９から、滑走路の長手方向の中間部で空洞体セグメント２の内側に設けた突起部９まで、縦締めケーブル７を配置する。この縦締めケーブル７の延長として、他の縦締めケーブル７を滑走路の長手方向の中間部で空洞体セグメント２の内側に設けた突起部９から、他方の端部（第４の端部）側へ配置する。図１に示すように、縦締めケーブル７の端部が、滑走路の長手方向に隣り合う縦締めケーブル７の端部と並行するように配置することで、接続部１０を構成する。このように構成することで、接続部１０において、縦締めケーブル７を連続して配置した場合と同様の構造性能を得ることができる。接続部１０の位置及び数については、施工条件等に応じて定めることができる。滑走路の長手方向に延びる一連の縦締めケーブル７において、接続部１０は少なくとも１箇所設ける。

縦締めケーブル７の端部には定着具を取り付け、各縦締めケーブル７を突起部９に緊張定着することによって、複数の空洞体セグメント２をＰＣ圧着接合により一体化する。図示は省略するが、上記と同様の要領で、空洞体セグメント２の側壁に突起部９を設けて側壁に縦締めケーブル７を配置し、複数の空洞体セグメント２をＰＣ圧着接合により一体化することもできる。また、上下壁の縦締めケーブル７と側壁の縦締めケーブル７を両方とも配置することもできる。以上のようにして、滑走路として利用可能な海上陸地１の構造体が構築される。なお、上記構築方法の説明は、施工順序に合わせて行ったものではなく、単に実施形態の理解を容易にする順番により説明したものである。

図４に示すように、上記一連の構築工程を終えた後、空洞体セグメント２の内部空間に発泡材１１を注入して発泡させ、空洞体セグメント２の内部空間を発泡材１１で充満させる。このように後注入法で注入した発泡材１１は、空洞体セグメント２同士のＰＣ圧着接合部の止水材の役割を果たし、万一、空洞体セグメント２のＰＣ圧着接合部に隙間が生じ、水が浸透するような場合であっても、発泡材１１を止水することができる。また、空洞体セグメント２の内部空間に満遍なく発泡材１１を充満させることで、アンカー頭部１２、ＰＣ緊張材の定着具、ＰＣ鋼棒６の定着具、及び、ＰＣ緊張材の端部の防錆材としての役割を果たす。これにより、個々に防錆処理する必要がなくなり、施工の手間とコストを大幅に減らすことができる。発泡材１１は不燃材とすることが好ましい。これにより、海上陸地１が飛行機の離着陸時に噴射された高熱気体を受けても、空洞体セグメント２内の発火を防ぐことができる。

最後に、上記工程によって構築した海上陸地１の上面に、緩衝層として、覆土を被せ、舗装を行うことは従来通り行うが、本願発明とは関係しないため、図示と詳しい説明は省略する。また、図示は省略するが、空洞体セグメント２の上面に所定の間隔で施工用の進入口を設けるのはいうまでもないことである。

以上に説明した本実施形態により、滑走路として利用可能な海上陸地１の構築方法において、空洞体セグメント２同士を簡単かつ合理的に連結可能とするとともに、空洞体セグメント２同士を連結した後に空洞体セグメント２の内部空間に発泡材１１を注入することで、空洞体セグメント２同士の連結部の止水処理と連結部材端部の防錆処理をまとめて簡単に行うことができる。

１海上陸地
２空洞体セグメント
３鋼管杭
４地盤アンカー
５横締めケーブル
６ＰＣ鋼棒
７縦締めケーブル
８定着部
９突起部
１０接続部
１１発泡材
１２アンカー頭部

Claims

滑走路として利用可能な海上陸地の構築方法であって、
複数の鋼管杭を支持地盤まで打ち込んで杭基礎とし、
外周の壁で形成される角筒状の空洞体セグメントを前記杭基礎の頭部に複数配置し、
前記杭基礎内を貫通して地盤アンカーを配置し、前記地盤アンカーのアンカー定着部を支持地盤に定着すると共に、前記地盤アンカー頭部を前記空洞体セグメントに緊張定着して、前記空洞体セグメントの浮き上がりを防止し、
前記滑走路の横幅方向において、前記複数の空洞体セグメントの壁を貫通して、一方の端部から他方の端部まで連続するＰＣ緊張材を配置し、
前記滑走路の長手方向において、複数の空洞体セグメントの壁を貫通して、少なくとも１箇所にＰＣ緊張材の接続部を設け、一方の端部から他方の端部まで連続的に複数のＰＣ緊張材を配置し、
前記接続部は、前記滑走路の長手方向に配置されたＰＣ緊張材の端部が、前記滑走路の長手方向に隣り合うＰＣ緊張材の端部と並行するように配置して構成し、
前記各ＰＣ緊張材を緊張定着することによって、複数の空洞体セグメントをＰＣ圧着接合して一体化することを特徴とする海上陸地の構築方法。
請求項１に記載の一連の構築工程を終えた後に、前記空洞体セグメント同士の圧着接合部の止水材と前記ＰＣ緊張材の端部の防錆材を兼ねる発泡材を、前記空洞体セグメント内に注入して発泡させて、前記空洞体セグメント内に充満させることを特徴とする海上陸地の構築方法。
前記発泡材を不燃材とすることを特徴とする請求項２に記載の海上陸地の構築方法。