JP2824037B2 - ケーソンの築造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水中に沈設するの
に適したケーソン（水中ケーソン）の築造方法の改良に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の水中ケーソン工法では、側面及び
底面を閉じたケーソン函体を造船所のドック等で構築
し、ドック内に水を導いてケーソン函体を浮上させ、そ
の後、浮上したケーソン函体を沈設予定箇所まで曳航し
て据え付けるようにしている。

【０００３】この他、地上でケーソン函体の全体を構築
し、これを水際まで移送した後、クレーン等で吊り上げ
て水中に降ろした上で曳航する場合もある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このように従来の工法
では、ドックやクレーン等の大型設備を必要とするた
め、施工コストが高騰する傾向にあった。また、ケーソ
ンの構築現場と据え付け箇所が離れている場合には、移
送コストが高額となる。さらには、ケーソンが大型化し
てその高さが著しく高くなる場合には、構築時に高所で
の作業が多くなり、作業性や安全性の点で問題が生じ
る。また、大型化すればするほどドッグやクレーンに大
型のものが必要となり、移送コストも莫大になることか
ら、施工コストが累乗的に増加することとなる。

【０００５】上記目的を達成すべく、本発明は、大型ケ
ーソンであっても低コストに築造可能であり、しかも築
造時において高所作業をほとんど必要としないケーソン
の築造方法の提供を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく、
本発明では、水面上に配置した作業台の上で最下段の函
体構造物を構築し、以後、作業台を間欠的に水中に沈降
させ、前段の函体構造物の上部が水面上に突出すると共
に、その他の部分が水中に浸漬された状態で作業台の沈
下を停止させて前段の函体構造物の上に次段の函体構造
物を構築し、かつ全部または一部を水中で浮力を生じる
浮体構造とした浮体型枠を用いて函体構造物をコンクリ
ートで構築することとした。

【０００７】この方法においては、作業台上で構築した
ケーソン函体を、浮体型枠付きのままで据え付け位置に
曳航し、据え付け位置に達したところで浮体型枠を取り
外してケーソン函体を沈下させるとよい。

【０００８】また、ケーソン函体が両端を開口させた筒
状である場合は、浮体型枠でもって底部開口を塞げばよ
い。これによりケーソン函体の底板が不要となるので、
材料費を少なくして構築コストの低減を図ることができ
る。

【０００９】

【００１０】前記作業台に水中で浮力を発揮する浮体構
造を具備させるとよい。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図１乃
至図６に基づいて説明する。

【００１２】図１（ａ）（ｂ）に示すように、本発明で
は、地盤（Ｇ）に掘削したピット（１）と、ピット
（１）上に平行に架設した２本の支持桁（２）（２）
（支持部材）と、ピット（１）内で昇降可能に配置した
作業台（３）と、支持桁（２）上に支持された４つの昇
降手段（４）とからなる築造設備を使用する。

【００１３】ピット（１）は、一端側を河川や海面等の
曳航水面に開口させて形成され、その周囲には、地盤崩
落防止用の土留め板（５）等が打ち込まれている。ピッ
ト（１）の深さは、構築するケーソン函体（６）の高さ
に応じて決定される。作業台（３）は、築造するケーソ
ン函体（６）の底面積よりも大きい矩形状をなし、ケー
ソン函体（６）の重量にも耐えられるよう鋼板や鉄筋コ
ンクリート等で強固に製作される。この作業台（３）の
４隅部には、昇降手段（４）によって昇降駆動される、
ロッド状或いはロープ状の牽引部材（７）が係止されて
おり、各昇降手段（４）を同期駆動させると、作業台
（３）がピット（１）内で昇降するようになっている。
作業台（３）は、少なくともその上面が水面（Ｗ）上に
突出する位置を最上昇位置とし、これよりも下方の位置
との間で間欠的に昇降運動を行なう。昇降手段（４）と
しては、ウインチ、ジャッキ等の作業台を昇降させ得る
あらゆる機構が使用可能である。

【００１４】以下、この築造設備を用いた場合のケーソ
ン函体の築造手順を説明する。

【００１５】先ず、作業台（３）を図１（ａ）に示す最
上昇位置にセットし、作業台（３）上でケーソン函体
（６）の最下段の函体構造物（6a）を構築する。この函
体構造物（6a）は、両端を開口させた筒状（図面では角
筒状としているが円筒状であってもよい）をなし、鉄筋
の組立、型枠の配置、コンクリートの打ち込み等の工程
により鉄筋コンクリート造りとされる。もちろん鉄骨鉄
筋コンクリート造りとしてもよい。

【００１６】本発明では、型枠の一部又は全部を、水中
で浮力を生じるような浮体構造とする。図面では、一例
として外側の型枠（図示省略）を浮力を生じない通常の
型枠とし、内側の型枠（9a）を浮力を生じる浮体構造と
した場合を例示している。内側の型枠（9a：浮体型枠）
は、ケーソン函体（６）の内部空間（10）と形状を同じ
くした箱型の鋼製殻で形成され、鉄筋の内側に上方から
嵌め込むようにして２つ配置される。すなわち、浮体型
枠（9a）は、ケーソン函体（６）の矩形状内部空間（1
0）を区画する四方の垂直壁の全てと接触する中空直方
体状に形成されており、この浮体型枠（9a）によってケ
ーソン函体（６）の内部空間（10）がその底部側で閉塞
されている。なお、ケーソン函体（６）が円筒形である
ならば、浮体型枠（9a）もその内部空間の形状に合致し
た形状に形成する。

【００１７】外側の型枠と浮体型枠（9a）の間にコンク
リートを打ち込んだ後は、函体構造物（6a）を作業台
（３）上で養生・乾燥させる。乾燥後、図２に示すよう
に、昇降手段（４）を起動して作業台（３）を所定ピッ
チ、すなわち次段の函体構造物（6b）の高さ分だけ降下
させる。これにより、作業台（３）及び最下段の函体構
造物（6a）の下部が水中に浸漬される一方で、当該函体
構造物（6a）の上面が水面（Ｗ）上に突出し、空気中に
配置される。この時、浮力が過大となって函体構造物
（6a）が作業台（３）上から浮上しないように、浮体型
枠（９）の内部に適宜水を注入して浮力調整を行なう。

【００１８】次いで、最下段の函体構造物（6a）の上に
次段の函体構造物（6b）を構築する。この場合の内側の
型枠（9b）は、最下段の浮体型枠（9a）と同様に箱型の
鋼製殻とし、当該浮体型枠（9a）の上に積み重ねるよう
にして配置する。

【００１９】以下、同様の手順を繰り返し、一乃至複数
の函体構造物を積み上げてケーソン函体（６）を構築す
る。すなわち、浮体型枠（9a）（9b）の浮力調整を行な
いつつ作業台（３）をさらに沈降させ、前段の函体構造
物（6b）の上部が水面上に突出した状態（その他の部分
は水中に浸漬されている）で作業台（３）の沈降動を停
止させ、前段の函体構造物（6b）の上に次段の函体構造
物（6c）を空気中で構築するのである（二点鎖線で示
す）。

【００２０】なお、構築作業が行ないにくい場合は、必
要に応じて水面上あるいは支持桁（２）の下方に足場を
組めばよい。また、牽引部材（７）は最後まで作業台
（３）に係止しておく必要はなく、途中で既設の函体構
造物（6a）（6b）に掛け替えるようにしてもよい。

【００２１】このようにしてケーソン函体（６）が築造
されたならば、ピット（１）と外水面とを仕切る仕切り
壁（図示省略）を取り外し、ケーソン函体（６）を所定
の据え付け位置まで曳航する。この曳航時には、図３に
示すように、外側の型枠は取り外しておいてよいが、各
段の内側型枠（9a〜9c：浮体型枠）は取り外さずに函体
内部に収納したまま曳航する。この時、浮体型枠（9a）
〜（9c）とケーソン函体（６）とが分離しないように、
最上段の浮体型枠（9c）の上部をケーソン函体（６）に
固定した係止部材（11）で係止しておく。

【００２２】据え付け予定位置に達したところで、係止
部材（11）を取り外し、浮体型枠（９）を全て抜き取る
と、ケーソン函体（６）がその重みで沈下し、水中の地
盤上に設置される。その後、ケーソン函体（６）の内部
空間（10）に砂や砂利、コンクリート等を充填して所定
の据え付け作業を行なう。この他、外側の型枠を取付け
たままでケーソン函体（６）を曳航し、内側の浮体型枠
（９）と一緒に外側の型枠を取り外すようにしてもよ
い。この場合には、曳航中にも最上段の函体構造物（6
c）の養生・乾燥を行なうことができるので、乾燥時間
を短縮して工期のより一層の短縮化を図ることもでき
る。

【００２３】浮体型枠（9a）〜（9c）は水中で浮力を発
揮できる構造であればよく、上述のように中空箱型の鋼
製殻とする他、型枠を発泡材等の多孔質材料で形成して
もよい。また、このように浮体と型枠を渾然一体に構成
する他、浮体と型枠とを別部材で構成してもよい。な
お、一体にすれば、部品点数の削減が図れ、さらに浮体
と型枠の取り外しを同時に行うことができるという利点
が得られる。浮体型枠（9a）〜（9c）の形状は、一定の
浮力が確保される限り任意であり、図示のような内部空
間（10）を完全に閉塞する箱状とする他、中央部に開口
部を残した矩形枠状に形成してもよい。

【００２４】なお、上述の説明では、ケーソン函体
（６）を底板を具備しない開口型としている関係上、浮
力を確保するための浮体（9a）〜（9c）が必須となる
が、底部開口を気密に閉塞する底板を具備したケーソン
函体であれば、浮体（9a）〜（9c）がなくてもケーソン
函体（６）自体が浮力を発揮するので曳航可能となる。
従って、この場合には型枠を浮体付きとする必要はな
く、通常用いられる板状の型枠とすればよい。また、十
分な浮力を得るためには、浮体型枠（9a）〜（9c）を必
ずしも全ての函体構造物（6a）〜（6c）に設ける必要は
なく、少なくとも最下段の函体構造物（6a）にのみ配置
すれば足りる。この場合、中段及び上段の函体構造物
（6b）（6c）の内側型枠は、通常用いられる板状の型枠
とすればよい。

【００２５】このような手順でケーソンを築造すること
により、以下の効果が奏される。

【００２６】 ドックやクレーン等の大型設備を必要
とせず、ピットを掘るだけで施工可能となるので、低コ
ストにケーソン函体（６）を築造することが可能とな
る。構築後は、支持桁（２）、作業台（３）、昇降手段
（４）等を回収して再利用することができるので、さら
なるコスト削減が図れる。また、上記築造設備は、ピッ
トを掘るだけで場所を選ばずに自由に設置できるので、
ケーソン函体（６）の築造現場と据え付け現場とを近接
させることができ、輸送コストの抑制に効果を奏する。

【００２７】 各段の函体構造物（6a）〜（6c）の構
築を、水面上であって支持桁（２）近傍の一定レベルで
行なうことができるので、大型ケーソンを築造する場合
でも高所作業を排除することができ、作業性、安全性の
向上を図ることができる。

【００２８】 各函体構造物（6a）〜（6c）の構築中
は、前段の函体構造物や作業台（３）等が水中に浸漬さ
れているので、支持桁（２）や昇降手段（４）に負荷さ
れる荷重はケーソン函体（６）の自重よりもかなり小さ
くなる。また、浮体型枠（9a）〜（9c）を用いているの
で、その浮力により支持桁（２）等への負荷荷重はより
一層小さくなる。従って、ケーソンの規模に比べて支持
桁や昇降手段（４）等を小型化することができ、施工コ
ストのさらなる削減が達成される。

【００２９】 施工後は、ピット（１）を埋め直すこ
とで容易に現状回復でき、自然破壊も最低限度に抑える
ことができる。

【００３０】 深い水中であっても築島法によらず、
ケーソン函体を据え付けることができる。

【００３１】ところで、上述の説明では、地盤にピット
（１）を掘り、これに支持桁（２）を載架することで、
支持桁（２）を静止位置に保持するようにしているが、
支持桁（２）の保持構造は、支持桁（２）が水面（Ｗ）
上の静止位置に支持される限り任意である。例えば、図
４に示すように支持桁（２）を、その一端部をアンカー
（12）で固定した片持ち梁構造としてもよいし、図５に
示すように、水中地盤（Ｇ）に打ち込んだ保持杭（13）
で支持桁（２）の両端部を水面（Ｗ）上で支持するよう
にしてもよい。特に図５の構造であれば、海上等の据え
付け現場でケーソン函体（６）の築造を行なうことがで
きるという顕著な効果を奏する。換言すれば、ケーソン
の築造現場と据え付け現場を一致させることができるの
である。従って、海岸等からケーソン函体を曳航する必
要もなく、施工コストのさらなる低減が図れる。

【００３２】特に大型のケーソン函体を築造する場合に
は、図６（ａ）（ｂ）に示すように作業台（３）に水中
で浮上力を発揮する浮体構造（15）を具備させるとよ
い。このうち、（ａ）図は作業台（３）を鋼板等からな
る中空構造とし、（ｂ）図は、鋼板（16）を最上段に配
置してこれと発泡材等の多孔質体（17）との積層構造と
したものである。このように、作業台（３）に浮体構造
（15）を持たせると、その浮上力により築造中における
支持桁（２）や昇降手段（４）に負荷される荷重がさら
に小さくなるので、支持桁（２）等を特に大型化しなく
ても大型ケーソン函体の築造が可能となる。なお、
（ａ）図の中空構造であれば、内部に水を注入すること
によって浮力調整が可能となる利点がある。

【００３３】以上の説明では、築造したケーソン函体
（６）を据え付け位置に曳航する場合を例示している
が、本発明の適用範囲はこれに限られない。すなわち、
全ての函体構造物（6a）〜（6c）を積み上げた時点で、
支持桁（２）（支持部材）や昇降手段（４）等を撤去し
て（可能であれば作業台（３）も撤去する）ピット
（１）を埋め戻してもよい。このようにすれば、ケーソ
ン函体（６）で水面に隣接して水面上に突出する壁体を
構築することができ、埋立護岸、防波堤、岸壁や河川擁
壁等の堤体として利用可能となる。従来では、ケーソン
函体を水中地盤上に単に載置してこれを岸壁等として用
いているため、ケーソンが滑動し易く、耐震性等に問題
があったが、上述の壁体であれば、その基部が地盤中に
深く埋設されているので、安価な施工コストで耐震性に
優れた強固な堤体を提供することが可能となる。

【００３４】

【発明の効果】このように、本発明方法によれば、ケー
ソン函体を築造するにあたり、ドックやクレーン等の大
型設備を必要としないので低コストに且つ簡易にケーソ
ン函体を築造することが可能となる。しかも築造時にお
いて高所作業をほとんど必要としないので、大型ケーソ
ンの築造時においても作業性や安全性を向上させること
ができる。

【００３５】特に数千トンクラスの超大型ケーソンを築
造する場合、従来方法ではそれに応じて超大型のドック
やクレーンを準備する必要があるために莫大なコストを
要し、実質上、その施工が不可能となる場合も多かった
が、本発明方法では、浮力を利用して支持部材や昇降手
段に負荷される荷重を軽減しているので、このような超
大型ケーソンであっても施工可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）図は本発明にかかるケーソン函体の築造
設備を示す縦断面図（ｂ図中のＡ−Ａ断面）であり、
（ｂ）図はその平面図である。

【図２】本発明にかかるケーソン函体の築造手順を示す
縦断面図（図１（ｂ）中のＡ−Ａ断面）である。

【図３】曳航中のケーソン函体の縦断面図である。

【図４】築造設備の他の実施形態を示す縦断面図であ
る。

【図５】築造設備の他の実施形態を示す縦断面図であ
る。

【図６】浮体構造を有する作業台を示す拡大断面図であ
る

【符号の説明】

１ ピット ２ 支持部材（支持桁） ３ 作業台 ４ 昇降手段 ６ ケーソン函体 6a〜6c 函体構造物 9a〜9c 浮体（浮体型枠） 15 浮体構造

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水面上に配置した作業台の上で最下段の
   函体構造物を構築し、以後、作業台を間欠的に水中に沈
   降させ、前段の函体構造物の上部が水面上に突出すると
   共に、その他の部分が水中に浸漬された状態で作業台の
   沈下を停止させて前段の函体構造物の上に次段の函体構
   造物を構築し、かつ全部または一部を水中で浮力を生じ
   る浮体構造とした浮体型枠を用いて函体構造物をコンク
   リートで構築することを特徴とするケーソンの築造方
   法。
2. 【請求項２】 作業台上で構築したケーソン函体を、浮
   体型枠付きのままで据え付け位置に曳航し、据え付け位
   置に達したところで浮体型枠を取り外してケーソン函体
   を沈下させることを特徴とする請求項１記載のケーソン
   の築造方法。
3. 【請求項３】 前記作業台に、水中で浮力を生じる浮体
   構造を持たせることを特徴とする請求項１記載のケーソ
   ンの築造方法。