JP2703721B2 - ケーソンの沈設方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、地盤上に設置したケー
ソンを地中に沈設する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、連続した地下構造物を構築す
る際には、多数のケーソンを順次地中に沈設するケーソ
ン工法が採用されている。この工法は、通常はケーソン
の自重により、各ケーソンを順次沈設するものである
が、カルバートボックスや河川函体等の比較的軽量のケ
ーソンを使用する場合には、沈設深度の増大に伴うケー
ソンと地盤との間の周面摩擦、刃先抵抗力、浮力、不等
沈下に伴う偏土圧等の沈設阻害条件の発生により、自重
のみでは沈下力が不足する場合がある。

【０００３】この場合の対策としては、図９に示すよう
に、ジャッキ（30）により沈下力の不足を補うと共に、
不等沈下を防止しながら各ケーソン（31）を地中に圧入
する方法が採られている。具体的には、図10に示すよう
に、まず河川両岸にロッド（32）（アンカー部材）を打
設し、次いで予め製作したケーソン（31）を両アンカー
部材（32）間に設置した後、ケーソン（31）下方の土砂
をパワーショベル等で除去しながら、ケーソン（31）上
に加圧桁（33）を介して取り付けたジャッキ（30）をア
ンカー部材（32）が上昇する方向に駆動し、加圧桁（3
3）を介してケーソン（31）を押し下げるのである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来工法
では、複数のアンカー部材（32）を地中深くまで打設し
なければならないため、工期が長期化すると共に、工費
が高騰するという問題点があった。

【０００５】そこで、本発明は、アンカー部材を地中に
打設することなく各ケーソンをスムーズに沈設できる連
続ケーソンの沈設方法の提供を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的の達成のため、
本発明では、地盤上に複数のケーソンを並べた連続ケー
ソンを沈設するに際し、ほぼ中央部に位置する第１ケー
ソンの両隣に設置された第２ケーソンの両側面であって
その前端部に、地盤に近接させて支持部材を設けると共
に、この支持部材の上方にジャッキを設け、各ジャッキ
のロッドの下端部を支持部材に固定すると共に、各ジャ
ッキを第１ケーソンの上面に配設した加圧部材で支持
し、この状態でジャッキをロッドが上昇する方向に駆動
し、第２ケーソンをその自重により一定位置に保持しつ
つ、加圧部材を介して第１ケーソンを下方に押圧するこ
とにより、第１ケーソンを地中に圧入し、次に、支持部
材を、第１ケーソンの両側面であってその両端部と、第
２ケーソンに隣接する第３ケーソンの両側面であってそ
の前端部とにそれぞれ地盤に近接させて装着し、各支持
部材の上方にジャッキを設け、各ジャッキのロッドの下
端部を支持部材に固定すると共に、各ジャッキを第２ケ
ーソンの上面に配設した加圧部材で支持し、この状態で
各ジャッキをロッドが上昇する方向に駆動して第１及び
第３ケーソンを自重により一定位置に保持しつつ、加圧
部材を介して第２ケーソンを下方に押圧することによ
り、第２ケーソンを地中に圧入し、以後同様の作業を繰
り返して第３ケーソン以降のケーソンを順次沈設するこ
ととした。

【０００７】沈設予定のケーソンに隣接する隣接ケーソ
ン及びそれ以降のケーソンを連結部材で一体化してもよ
い。

【０００８】沈設予定のケーソンに隣接する隣接ケーソ
ンに、地中深く打設したアンカー部材を装着してもよ
い。

【０００９】この沈設作業は、ケーソンの両隣に配置さ
れた構造物と、この構造物の両側面であって、ケーソン
側の端部の地盤と近接する部位に装着された支持部材
と、前記支持部材の直上に配置されると共に、ロッドの
下端部が前記支持部材に固定されたジャッキと、前記ケ
ーソンの上面に配設され、前記ジャッキを支持する加圧
部材とを具備し、沈設するケーソンの中央部に、ケーソ
ンの幅方向に沿って桁部材を載架し、この桁部材の中央
部にアンカーとして地中に打設したロッドを有する補助
ジャッキを設けた装置により行なう。

【００１０】

【作用】ジャッキをロッドが上昇する方向に駆動する
と、ロッドに固定した支持部材を介して第２ケーソンが
上向きに引っ張られるが、第２ケーソンはその自重によ
り、ジャッキの牽引力に抗して上昇することなく地盤上
で静止する。この時、ジャッキが加圧部材を下向きに加
圧するため、第１ケーソンが地中に圧入される。次に支
持部材を、第１ケーソンの両側面であってその両端部
と、第３ケーソンの両側面であってその前端部とにそれ
ぞれ地盤に近接させて装着し、各支持部材の上方にジャ
ッキを設け、各ジャッキのロッドの下端部を支持部材に
固定し、各ジャッキを第２ケーソンの上面に配設した加
圧部材で支持する。この状態でジャッキを駆動すると、
第１及び第３ケーソンが自重により一定位置に保持され
るため、第２ケーソンが加圧部材を介して下方に押圧さ
れ、地中に圧入される。

【００１１】前記加圧部材を、ケーソンの両端部に当該
ケーソンの幅方向に沿って架設し、その先端部をケーソ
ンの両側面を越えて側方に延設した下桁と、前記下桁の
先端部上にケーソンの長さ方向に沿って架設し、その先
端部を構造物の前端部まで延設した上桁とで構成し、前
記ジャッキを両上桁の先端部に設けることにより、各ジ
ャッキの加圧力がケーソンに均等に負荷される。従っ
て、ケーソンの不等沈下を防止することができる。

【００１２】

【００１３】

【実施例】以下、本発明にかかるケーソンの沈設方法の
実施例を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明で
は、地盤上に並べて設置した複数のケーソン（1a）（1
b）・・・・のうち（図１参照）、ほぼ中央部に位置するケ
ーソン（1a）を第１ケーソンと称し、さらにこの第１ケ
ーソン（1a）から離反する方向に位置するケーソンを順
次第２ケーソン（1b）（1b）、第３ケーソン（1c）（1
c）・・・・と称す。また、各ケーソン（1a）（1b）・・・・の
両端部のうち、第１ケーソン（1a）により近い端部を前
端部と称し、これとは反対に第１ケーソン（1a）から離
反する方向の端部を後端部と称する。

【００１４】各ケーソン（1a）（1b）・・・・は、図２に示
すように、一対の側壁（２）を有する断面凹型に形成さ
れ、その底部には、複数の底桁（３）を介在させて長矩
形状の開口部（４）が所定間隔をあけて複数設けられて
いる。各ケーソン（1a）（1b）・・・・の間には、隙間
（ｈ）が設けられているが、この隙間量は任意であり、
隙間を設けることなくケーソン（1a）（1b）同士を密着
させてもよい。

【００１５】各ケーソン（1a）（1b）・・・・の重量は、沈
設に伴う浮き上がりを防止すべく、地盤に圧入する際に
当該ケーソンが地盤から受ける沈下抵抗力を考慮し、こ
の抵抗力の半分よりも大きくするのが望ましい。換言す
れば、沈設するケーソン（例えば第１ケーソン）の両隣
に位置するケーソン（例えば、第２ケーソン）の重量合
計値が、ケーソンに作用する沈下抵抗力よりも大きくな
るよう各ケーソンの重量を設定する。なお、この条件に
満たない場合でも、後述するように連結部材（24）やア
ンカー部材（25）を用いることにより（図７及び図８参
照）、各ケーソンをスムーズに沈設することができる。

【００１６】図１及び図２に示すように、第１ケーソン
（1a）の上面には、ジャッキを支持し且つジャッキ駆動
時の加圧力を第１ケーソン（1a）に均等に作用させるべ
く加圧部材（６）が配置される。本実施例では、この加
圧部材（６）を、ケーソンの幅方向に沿って設けた桁
（７：以下、下桁と称する）と、ケーソンの長さ方向に
沿って設けた桁（８：以下、上桁と称する）とを組み合
わせて構成した場合を例示する。下桁（７）は、第１ケ
ーソン（1a）の両端部に両側壁（２）を跨いで架設さ
れ、その先端部は両側壁（２）を越えてその側方に延び
ている。また、上桁（８）は、両側壁（２）の側方の下
桁（７）上に架設され、その先端部は、第２ケーソン
（1b）（1b）の前端部まで延びている。

【００１７】両上桁（８）の両端部には、例えば液圧式
のセンターホールジャッキ等からなるジャッキ（10）が
配設される。図３に示すように、液圧式のセンターホー
ルジャッキ（10）は、中空状の外筒（11）、外筒（11）
の内径部及び上桁（８）に上下動自在に挿通したロッド
（12）、外筒（11）の中空部分に昇降自在に収容した内
筒（13）で構成される。内筒（13）の下端部にはフラン
ジ部（14）が形成され、このフランジ部（14）を挟む上
下空間に２つの油室（15ａ）（15ｂ）が形成されてい
る。内筒（13）の上方及び外筒（11）の下方には、ロッ
ド（12）を掴持・解放する上側クランプ（16ａ）及び下
側クランプ（16ｂ）がそれぞれ配設されている。

【００１８】ジャッキ（10）の直下位置、即ち、第２ケ
ーソン（1b）の前端部であってその両側面には、Ｌ字型
の金具等からなる支持部材（17）がボルト等を用いて脱
着可能に装着される。この支持部材（17）は、地盤に近
接する部位、即ち第２ケーソン（1b）の底部近傍に装着
されている。また、この支持部材（17）には、上述した
ロッド（12）の下端部が適当なブラケット等を用いて固
定される。

【００１９】なお、支持部材（17）の構造は、これに限
定されるものではなく、両側壁（２）の側方に突出し且
つ脱着自在に装着されているのであれば他の構造であっ
てもよい。例えば、ケーソンの幅寸法（ｗ：図１参照）
よりも長い鋼材をボルト等を用いてケーソンの底面に装
着したり、あるいは、両側壁（２）の所定箇所に穴を穿
設し、この穴に前記鋼材を挿入してもよい。

【００２０】以下、各ケーソン（1a）（1b）・・・・の沈設
手順を図４（ａ）〜（ｃ）に基づいて説明する。

【００２１】まず、パワーショベル等の掘削手段を使用
し、第１ケーソン（1a）の底面の開口部（４）から第１
ケーソン（1a）の下方地盤を掘削してこれを外部に排出
する。そして、このように掘削しながら、下側クランプ
（16ｂ）を緩めてロッド（12）を解放すると共に、上側
クランプ（16ａ）を締めてロッド（12）を掴持した上
で、ロッド（12）が上昇する方向にジャッキ（10）を駆
動する。即ち、ジャッキ（10）の下方の油室（15ａ）に
作動油を供給する。これにより、図４（ａ）に示すよう
に、支持部材（17）を介して第２ケーソン（1b）が上方
に引張り上げられるが、上述のように２つの第２ケーソ
ン（1b）の重量合計値が第１ケーソン（1a）に作用する
沈下抵抗力よりも大きいため、第２ケーソン（1b）は、
上昇せずに一定位置で静止している。このため、外筒
（11）が降下して加圧部材（６）を下向きに加圧し、沈
下抵抗力に抗して第１ケーソン（1a）を徐々に沈下させ
る。

【００２２】内筒（13）がストロークエンドに達する
と、下側クランプ（16ｂ）を締めると共に、上側クラン
プ（16ａ）を緩め、この後、上方の油室（15ｂ）に作動
油を供給して内筒（13）を初期位置に復帰させる。以
後、同様の手順を繰り返して、第１ケーソン（1a）を所
定のレベル、例えば地表面まで沈下させる。なお、第１
ケーソン（1a）の沈下レベルは、支持部材（17）の装着
高さに左右される。即ち、支持部材（17）を装着した位
置まで第１ケーソン（1a）を沈下させることが可能であ
る。従って、沈下レベルを変更する場合には、支持部材
（17）の装着位置を上下方向に適宜変更すればよい。

【００２３】次いで、支持部材（17）、加圧部材（６）
及びジャッキ（10）を撤去する。そして、図４（ｂ）に
示すように、撤去した加圧部材（６）を一方の第２ケー
ソン（1b）上に配置すると共に、これとは別に予め準備
しておいた加圧部材（６）を他方の第２ケーソン（1b）
上に配置する。この時、両加圧部材（６）は、第１ケー
ソン（1a）上に配置されていた場合と同様の態様で配置
する。そして、撤去した支持部材（17）及び別に準備し
ておいた支持部材（17）を、第１ケーソン（1a）両側面
の両端部及び第３ケーソン（1c）両側面の前端部のう
ち、地盤に近接する部位に装着する。具体的には、第１
ケーソン（1a）の支持部材（17）を当該第１ケーソン
（1a）の上端部に装着し、第３ケーソン（1c）の支持部
材（17）を当該第３ケーソン（1c）の下端部に装着す
る。さらに、撤去したジャッキ（10）及び別に準備して
おいたジャッキ（10）を各上桁（８）の両端部に装着
し、各ロッド（12）の下端部を各支持部材（17）に固定
する。

【００２４】この状態で、第２ケーソン（1b）下方の地
盤を掘削しながら、各ジャッキ（10）をロッド（12）が
上昇する方向に駆動する。この時、図４（ｃ）に示すよ
うに、第１ケーソン（1a）は、前端側のジャッキ（10）
により上方へ引張り上げられるが、その自重及び地盤か
ら受ける周面摩擦により、当該第１ケーソン（1a）は上
昇することなく一定位置で静止する。そのため、加圧部
材（６）を介して第２ケーソン（1b）の前端部に下向き
の加圧力が作用する。同様に、第３ケーソン（1c）も後
端側のジャッキ（10）により上方に引張り上げられる
が、その自重により一定位置で静止するため、第２ケー
ソン（1b）の後端部に下向きの加圧力が作用する。これ
ら二つの加圧力により、第２ケーソン（1b）が徐々に沈
下する。

【００２５】以後、同様の作業を繰り返し、加圧部材
（６）、支持部材（17）及びジャッキ（10）を移設しな
がら第３ケーソン（1c）以降のケーソンを順次沈設す
る。なお、以後の作業では、加圧部材（６）、支持部材
（17）及びジャッキ（10）等の部材を新たに補充する必
要はなく、前段の作業で使用した部材をそのまま転用す
ることができる。

【００２６】このように、本発明では、各ロッド（12）
の下端部を支持部（17）に固定すればよく、従来のよう
にアンカーとして地中深く打設する必要はない。従っ
て、従来に比べて、大幅に工期を短縮化でき且つ工費を
削減することができる。

【００２７】図５に示すように、ケーソン列の端部に位
置するケーソン（18）を沈設する場合は、地盤上に適当
な構造物（19）を配置し、構造物（19）の両側面の地盤
と近接する部位に支持部材（17）を介してロッド（12）
の下端部を固定すればよい。この場合、構造物（19）の
形状は特に問わないが、その重量は、ケーソンと同程度
かそれ以上とするのが望ましい。

【００２８】地盤が固い等の理由により、ジャッキ（1
0）だけでは沈下力が不足する場合には、図６に示すよ
うに、沈設するケーソン（Ａ）上に配置された上桁
（８）の中央部に幅方向の桁部材（21）を載架すると共
に、この桁部材（21）の中央部に、補助ジャッキ（22）
を装着し、この補助ジャッキ（22）のロッド（23）をア
ンカーとして機能させるべく地盤中に打設すればよい。
補助ジャッキ（22）を他のジャッキ（10）と同時に駆動
すれば、沈設ケーソン（Ａ）の沈下力不足を補ってスム
ーズに沈下させることができる。

【００２９】ところで、軽量のケーソンを使用する場合
や、地盤の沈下抵抗力が極めて大きい場合等には、その
ままでは沈設予定ケーソン（Ａ）が沈下せず、それに隣
接するケーソン（Ｂ）（以下、隣接ケーソンという）が
浮き上がるおそれがある。この場合は、図７に示すよう
に、隣接ケーソン（Ｂ）並びにそれ以降のケーソン
（Ｃ）・・・・を連結部材（24）で連結して各ケーソン
（Ｂ）（Ｃ）・・・・を一体化させたり、あるいは、図８に
示すように、隣接ケーソン（Ｂ）に、地中深く打設した
アンカー部材（25）を装着して隣接ケーソン（Ｂ）を地
盤に固定すれば、隣接ケーソン（Ｂ）の浮き上がりを防
止して沈設予定ケーソン（Ａ）をスムーズに沈下させる
ことができる。そして、アンカー部材（25）にジャッキ
を装着すれば、これを隣接ケーソン（Ｂ）を沈設する際
の補助ジャッキ（22）として機能させることが可能とな
る。

【００３０】なお、本実施例では、並設した複数のケー
ソン（1a）（1b）・・・・を順次沈設する場合について説明
したが、本発明の適用範囲はこれに限定されるものでは
なく、一つのケーソンのみを沈設する場合にも適用可能
である。この場合には、図１において、沈設するケーソ
ン（1a）の両隣に、第２ケーソン（1b）やこれに代わる
適当な構造物を設置し、以下、図１に示す場合と同様の
手順で作業を行なえばよい。

【００３１】また、本実施例では、並設された複数のケ
ーソンのうち、中央部に位置するケーソンを最初に沈設
しているが、その他の位置にあるケーソンを最初に沈設
してもよい。さらに、必ずしも二つのケーソンを同時に
沈設する必要はなく、一つずつ沈設してもよい。

【００３２】

【発明の効果】このように、本発明によれば、ロッドの
下端部を支持部材に固定すれば足り、アンカーとして地
中深く打設する必要もない。従って、従来に比べて、沈
設作業を行なう際の工期の短縮化、及び、工費の削減を
図ることができる。

【００３３】

【００３４】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法で沈設するための装置、および当該
方法で沈設される連続ケーソンを示す平面図（ａ）、及
びその側面図である（ｂ）。

【図２】第１ケーソンと第２ケーソンの境界部分の斜視
図である。

【図３】ジャッキの垂直断面図である。

【図４】本発明にかかる沈設方法を表す側面図である。

【図５】ケーソン列の端部に位置するケーソンを沈設す
る際の作業状況を示す側面図である。

【図６】他の沈設方法を示す平面図（ａ）、及び側面図
である（ｂ）。

【図７】本発明方法の変形例を示す側面図である。

【図８】本発明方法の変形例を示す側面図である。

【図９】従来のケーソン工法における施工状況を示す斜
視図である。

【図１０】従来のケーソン工法における施工手順を示す
断面図である。

【符号の説明】

1a 第１ケーソン 1b 第２ケーソン 1c 第３ケーソン ６ 加圧部材 10 ジャッキ 12 ロッド 17 支持部材 24 連結部材 25 アンカー部材

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地盤上に複数のケーソンを並べた連続ケ
   ーソンを沈設するに際し、 ほぼ中央部に位置する第１ケーソンの両隣に設置された
   第２ケーソンの両側面であってその前端部に、地盤に近
   接させて支持部材を設けると共に、この支持部材の上方
   にジャッキを設け、各ジャッキのロッドの下端部を支持
   部材に固定すると共に、各ジャッキを第１ケーソンの上
   面に配設した加圧部材で支持し、この状態でジャッキを
   ロッドが上昇する方向に駆動し、第２ケーソンをその自
   重により一定位置に保持しつつ、加圧部材を介して第１
   ケーソンを下方に押圧することにより、第１ケーソンを
   地中に圧入し、 次に、支持部材を、第１ケーソンの両側面であってその
   両端部と、第２ケーソンに隣接する第３ケーソンの両側
   面であってその前端部とにそれぞれ地盤に近接させて装
   着し、各支持部材の上方にジャッキを設け、各ジャッキ
   のロッドの下端部を支持部材に固定すると共に、各ジャ
   ッキを第２ケーソンの上面に配設した加圧部材で支持
   し、この状態で各ジャッキをロッドが上昇する方向に駆
   動して第１及び第３ケーソンを自重により一定位置に保
   持しつつ、加圧部材を介して第２ケーソンを下方に押圧
   することにより、第２ケーソンを地中に圧入し、 以後同様の作業を繰り返して第３ケーソン以降のケーソ
   ンを順次沈設することを特徴とするケーソンの沈設方
   法。
2. 【請求項２】 沈設予定のケーソンに隣接する隣接ケー
   ソン及びそれ以降のケーソンを連結部材で一体化させた
   ことを特徴とする請求項１記載のケーソンンの沈設方
   法。
3. 【請求項３】 沈設予定のケーソンに隣接する隣接ケー
   ソンに、地中深く打設したアンカー部材を装着すること
   を特徴とする請求項１記載のケーソンの沈設方法。