JP3075179B2 - Bridge pier foundation structure and its construction method - Google Patents

Bridge pier foundation structure and its construction method

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JP3075179B2
JP3075179B2 JP08136282A JP13628296A JP3075179B2 JP 3075179 B2 JP3075179 B2 JP 3075179B2 JP 08136282 A JP08136282 A JP 08136282A JP 13628296 A JP13628296 A JP 13628296A JP 3075179 B2 JP3075179 B2 JP 3075179B2
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caisson
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、橋脚基礎構造お
よびその構築方法に関し、特に、大水深の水中での構築
に適した橋脚基礎構造およびその構築方法に関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pier foundation structure and a method of constructing the same, and more particularly, to a pier foundation structure suitable for construction in deep water.

【0002】[0002]

【従来の技術】海域や湖沼などに橋を架設する際の橋脚
基礎構造は、多種多様な条件を勘案した上で、基礎構造
および構築方法の選定が行われる。特に、建設予定地が
海域の場合には、水深,気象および海象などの条件が建
設工事の工期やコストなどに大きな影響を及ぼす。この
ような条件下で、工期の短縮や作業環境の改善を図る橋
脚基礎の構築方法として、橋脚基礎となるケーソン外殻
をプレキャスト化した設置ケーソン工法が知られてい
る。
2. Description of the Related Art A pier foundation structure for constructing a bridge in a sea area, a lake or the like is selected in consideration of various conditions and a foundation structure and a construction method. In particular, when the construction site is a sea area, conditions such as water depth, weather, and sea conditions have a great influence on the construction period and cost of the construction work. Under such conditions, as a method of constructing a pier foundation for shortening the construction period and improving the work environment, an installation caisson construction method in which a caisson shell serving as a pier foundation is precast is known.

【0003】この工法は、岩盤上に直接橋脚基礎を構築
する工法であり、予め掘削,整地された海底面上にプレ
ハブ化された超大型ケーソン外殻を沈設し、このケーソ
ン外殻を型枠としてプレパックドコンクリートを打設し
て、橋脚基礎とする。この工法によれば、大型の基礎を
比較的短期間に築造することができるものの、特に、例
えば、100mを越えるような大深度の場所に構築する
際には、以下に説明する技術的な課題があった。
[0003] In this method, a pier foundation is directly constructed on a bedrock, and a prefabricated super-large caisson shell is laid down on a seabed that has been excavated and leveled in advance, and the caisson shell is formed into a formwork. Pre-packed concrete is to be used as a pier foundation. According to this method, a large foundation can be built in a relatively short period of time. However, in particular, when a large foundation is to be built at a depth of more than 100 m, for example, the technical problems described below are required. was there.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】すなわち、設置ケーソ
ン工法では、ケーソン外殻を沈設する前に、水中地盤の
掘削,整地が行われるが、この際の掘削,整地は、堅固
な支持地盤が露出する深さまで行われるが、ケーソン外
殻が大型であり、これに伴って、掘削面積も大きくなる
ので、大規模かつ長期にわたる水質汚染を生じる恐れが
ある。
That is, in the installation caisson method, the underwater ground is excavated and leveled before the caisson shell is submerged. In this case, the solid support ground is exposed. However, since the caisson shell is large and the excavation area becomes large, there is a possibility that large-scale and long-term water pollution will occur.

【0005】また、設置ケーソン工法では、予めケーソ
ン外殻をドライドックなどで製作するので、その分だけ
工期が短縮できるものの、沈設現場でのコンクリートの
打設などの洋上作業があり、気象や海象などの自然条件
に左右される洋上作業も大型になると長期化するので、
工期の遅延につながる。さらに、設置ケーソン工法で
は、ケーソン外殻を沈設する場所で、堅固な支持地盤が
得られない場合には、支持力を確保するために、基礎部
分の構造,形状が大きくなり、建設コストが高くなる。
In the installation caisson method, since the caisson shell is manufactured in advance using a dry dock or the like, the construction period can be shortened accordingly. Offshore work that is affected by natural conditions such as
This leads to delays in the construction period. In addition, in the installation caisson method, if the caisson shell is not submerged and solid supporting ground cannot be obtained, the structure and shape of the foundation will be large to secure the supporting force, and the construction cost will be high. Become.

【0006】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたものであって、その目的とするところは、大
深度においても、水中地盤の掘削と洋上作業とを可及的
に低減させて、工期の短縮と低コスト化を達成すること
ができる橋脚基礎構造およびその構築方法を提供するこ
とにある。
The present invention has been made in view of such conventional problems, and an object thereof is to reduce excavation of underwater ground and offshore work as much as possible even at a large depth. It is another object of the present invention to provide a pier foundation structure and a method for constructing the same, which can achieve a shortened construction period and reduced cost.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、橋脚基礎構造において、水中地盤上に着
底される底部ケーソンと、この底部ケーソンを貫通し
て、前記水中地盤に下端の一部が貫入され、上端側が水
面上まで延びる複数のタワーシャフトと、このタワーシ
ャフトの外周に積重される中空環状のプレキャストコン
クリート製ブロックと、前記タワーシャフトの上端部に
連結形成される頂部スラブと、上下端が前記底部ケーソ
ンと前記頂部スラブとの間に係止され、前記ブロックに
緊張力を導入するプレストレス鋼材とからなることを特
徴とする。また、このような構成の基礎構造の構築方法
として、前記底部ケーソンを橋脚の構築現場まで曳航し
て、係留する工程と、前記タワーシャフトを沈設して、
その下端の一部を水中地盤中に貫入する工程と、前記頂
部スラブを前記底部ケーソン上に設置した後に、前記タ
ワーシャフトをガイドとして、前記プレストレス鋼材の
下端を係止した前記底部ケーソンを前記水中地盤上に沈
設する工程と、前記プレストレス鋼材を貫通させながら
前記タワーシャフトの外周に前記ブロックを積重設置す
る工程と、前記プレストレス鋼材を緊張して、その上端
を前記頂部スラブに定着する工程とで構成した。以上の
ように構成された本発明の橋脚基礎構造およびその構築
方法によれば、少なくとも、底部ケーソン,タワーシャ
フト,プレキャストコンクリート製ブロック,プレスト
レス部材を予め製作することができるので、建設現場に
おける洋上作業が非常に少なくなる。この場合、タワー
シャフトの長さは、継ぎ足すことで任意に延長すること
ができるとともに、この外周に積重するブロックもそれ
に対応して増加させることができるので、大深度での構
築に適しているとともに、基礎構造の安定性は、その自
重に加えて、水中地盤中に貫入されたタワーシャフトと
の間の引き抜き摩擦抵抗が期待できるので、より一層安
定性が増す。また、水中地盤中には、タワーシャフトの
下端を貫入して、固定するので、水中地盤の掘削面積も
少なくなり、堅固な支持地盤が得られない個所での築造
にも適している。さらに、本発明の基礎構造の構築方法
では、最初の工程でタワーシャフトの下端の一部を水中
地盤中に貫入するので、このタワーシャフトをガイドと
して底部ケーソンを沈設する際に安定した状態で沈設が
行えるとともに、このタワーシャフトに頂部スラブを支
持させることにより、その後の工程が安定した状態で行
えるとともに、タワーシャフトに支持された頂部スラブ
を作業用足場として利用できる。前記タワーシャフト
は、その中間部分に設置される連結材で相互に結合する
ことができ、この構成を採用すると、タワーシャフト間
の一体性が増加し、より大深度用の構造として適したも
のとなる。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention relates to a pier foundation structure, wherein a bottom caisson is settled on an underwater ground, and the bottom caisson is penetrated through the bottom caisson to form the underwater ground. A plurality of tower shafts having a lower end partially penetrated and an upper end side extending above the water surface, a hollow annular precast concrete block stacked on an outer periphery of the tower shaft, and connected to an upper end portion of the tower shaft. A top slab and a prestressed steel material whose upper and lower ends are locked between the bottom caisson and the top slab to introduce tension into the block. In addition, as a method of constructing the basic structure having such a configuration, the bottom caisson is towed to a pier construction site, a step of mooring, and the tower shaft is sunk,
A step of penetrating a part of the lower end into the underwater ground, and after installing the top slab on the bottom caisson, using the tower shaft as a guide, the bottom caisson locking the lower end of the prestressed steel material is Submerging on the underwater ground, stacking the blocks on the outer periphery of the tower shaft while penetrating the prestressed steel, tensioning the prestressed steel, and fixing its upper end to the top slab And the process of doing. According to the pier foundation structure and the construction method of the present invention configured as described above, at least the bottom caisson, the tower shaft, the precast concrete block, and the prestressed member can be manufactured in advance, so that the offshore at the construction site can be used. Very little work. In this case, the length of the tower shaft can be arbitrarily extended by adding, and the blocks stacked on the outer periphery can be correspondingly increased, so that it is suitable for construction at a large depth. At the same time, the stability of the foundation structure is further enhanced because, in addition to its own weight, a pull-out frictional resistance between the tower shaft penetrated into the underwater ground can be expected. In addition, since the lower end of the tower shaft penetrates and is fixed in the underwater ground, the excavated area of the underwater ground is reduced, and it is also suitable for construction in a place where a solid supporting ground cannot be obtained. Furthermore, in the method of constructing a substructure according to the present invention, since a part of the lower end of the tower shaft penetrates into the underwater ground in the first step, the bottom caisson is sunk in a stable state when the bottom caisson is sunk using the tower shaft as a guide. By having the tower shaft support the top slab, the subsequent steps can be performed in a stable state, and the top slab supported by the tower shaft can be used as a work scaffold. The tower shafts can be connected to each other by a connecting member installed at an intermediate portion thereof, and when this configuration is adopted, the integration between the tower shafts is increased, and the tower shaft is suitable as a structure for deeper depth. Become.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について、添付図面に基づいて詳細に説明する。図1か
ら図5は、本発明にかかる橋脚基礎構造の一実施例を示
している。同図に示す橋脚基礎構造10は、底部ケーソ
ン12と、タワーシャフト14と、プレキャストコンク
リート製のブロック16と、頂部スラブ18と、プレス
トレス鋼材20と、中間連結材21とから構成されてい
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. 1 to 5 show one embodiment of a pier foundation structure according to the present invention. The pier foundation structure 10 shown in FIG. 1 includes a bottom caisson 12, a tower shaft 14, a block 16 made of precast concrete, a top slab 18, a prestressed steel member 20, and an intermediate connecting member 21.

【0009】橋脚基礎構造10の各構成部材は、必要に
応じて分割した状態で設置現場に近接したドライドック
などで予め製作される。底部ケーソン12は、図2にそ
の形状を示すように、平面が概略正方形となる形状に形
成され、上板12aと、下板12bと、側板12cと、
4個の中空円筒部12dとから構成されている。上板1
2aと下板12bとは、上下方向に間隔を隔てて環状の
側板12cに固設されており、この構造により、内部に
中空部12eが設けられている。
Each component of the pier foundation structure 10 is manufactured in advance in a dry dock or the like close to the installation site in a divided state as necessary. As shown in FIG. 2, the bottom caisson 12 is formed in a shape having a substantially square plane, and includes an upper plate 12a, a lower plate 12b, and a side plate 12c.
And four hollow cylindrical portions 12d. Upper plate 1
The 2a and the lower plate 12b are fixed to the annular side plate 12c at an interval in the vertical direction, and a hollow portion 12e is provided inside by this structure.

【0010】円筒部材12dは、タワーシャフト14を
挿通するための部材であって、上下端が開口していて、
上,下板12a,12bを貫通するようにして、その四
隅に配置されている。側板12cの下端側は、下板12
bの下方に突出していて、この突出した部分が底部ケー
ソン12のスカート部12fとなっている。この実施例
では、海底地盤22に沈設される底部ケーソン12は、
そのスカート部12fが、海底地盤22の表層地盤22
a中に貫入するように設置される。
The cylindrical member 12d is a member through which the tower shaft 14 is inserted.
The upper and lower plates 12a and 12b are arranged at the four corners so as to penetrate therethrough. The lower end of the side plate 12c is
b, and the protruding portion forms a skirt portion 12f of the bottom caisson 12. In this embodiment, the bottom caisson 12 submerged in the seabed ground 22 is:
The skirt portion 12f is formed on the surface ground 22 of the seabed ground 22.
It is installed so as to penetrate into a.

【0011】底部ケーソン12を設置する際には、中空
部12e内に沈設用のバラスト24が充填される。スカ
ート部12fを表層地盤22a中に貫入する際には、下
板12bに設けられているサクションパイプ(図示省
略)を使用して、スカート部12f内を負圧にし、この
負圧による土砂の吸引作用と、底部ケーソン12の自重
による沈下作用とにより行われる。
When the bottom caisson 12 is installed, the hollow portion 12e is filled with a ballast 24 for sinking. When the skirt portion 12f penetrates into the surface ground 22a, a negative pressure is applied to the inside of the skirt portion 12f by using a suction pipe (not shown) provided on the lower plate 12b, and suction of sediment by the negative pressure is performed. This is performed by the action and the sinking action of the bottom caisson 12 due to its own weight.

【0012】底部ケーソン12のスカート部12fが所
定の位置まで到達すると、スカート部12f内には、モ
ルタルグラウト26を注入する。タワーシャフト14
は、底部ケーソン12の円筒部材12d内に挿入され
て、底部ケーソン12を貫通するようにして設置される
ものであり、この実施例では、4本使用されており、具
体的には、中空な円形断面の鋼管であって、複数に分割
したものを橋脚基礎構造10の建設現場で連結して所定
の長さになるようにしている。
When the skirt portion 12f of the bottom caisson 12 reaches a predetermined position, mortar grout 26 is injected into the skirt portion 12f. Tower shaft 14
Are inserted into the cylindrical member 12d of the bottom caisson 12 and are installed so as to penetrate the bottom caisson 12. In this embodiment, four are used. A steel pipe having a circular cross section, which is divided into a plurality, is connected at the construction site of the pier foundation structure 10 so as to have a predetermined length.

【0013】また、各タワーシャフト14の先端側に
は、図1にその要部を拡大して示すように、盲蓋14a
がそれぞれ固設されていて、この盲蓋14aには、複数
のサクションパイプ14bが貫通設置されている。この
タワーシャフト14は、沈設する際に内部に注水される
とともに、各タワーシャフト14の下端側の一部は、サ
クションパイプ14bにより負圧を発生させることによ
り、海底地盤22の表層地盤22aを貫通して、その先
端が支持地盤22bに到達するように、海底地盤22に
貫入されている。
A blind lid 14a is provided at the tip end of each tower shaft 14, as shown in FIG.
Are respectively fixed, and a plurality of suction pipes 14b are penetrated through the blind lid 14a. The tower shaft 14 is filled with water when sinking, and a part of the lower end side of each tower shaft 14 generates a negative pressure by the suction pipe 14b to penetrate the surface ground 22a of the seabed ground 22. Then, it penetrates into the seabed ground 22 so that its tip reaches the support ground 22b.

【0014】プレキャストコンクリート製のブロック1
6は、この実施例では、高強度コンクリートと鉄筋とを
用いて、中空環状に形成されていて、各タワーシャフト
14の外周に嵌合,積重される。各ブロック16には、
図示はしていないが、その厚み部分を上下方向に貫通す
る孔が複数個穿設されていて、この孔には、積重する際
に、プレストレス鋼材20がそれぞれ挿通される。
Precast concrete block 1
In this embodiment, 6 is formed in a hollow annular shape using high-strength concrete and reinforcing steel, and is fitted and stacked on the outer periphery of each tower shaft 14. In each block 16,
Although not shown, a plurality of holes penetrating the thickness portion in the vertical direction are formed, and the prestressing steel materials 20 are inserted into the holes when they are stacked.

【0015】頂部スラブ18は、タワーシャフト14の
上端側に連結形成されるものであって、この実施例で
は、底部ケーソン12と平面形状が相似形に形成されて
いて、上板18aと、下板18bと、側板18cと、円
筒部材18dとを有している。上,下板18a,18b
は、上下方向に間隔をおいて側板18cに固設されてい
て、内部に配筋を施した鉄筋コンクリート製のものであ
り、構築現場で全部を構築するか、あるいは、ドライド
ックで外殻だけを製作して、現場まで曳航した後に、中
詰めコンクリートを打設することにより構築される。
The top slab 18 is formed so as to be connected to the upper end side of the tower shaft 14. In this embodiment, the top slab 18 is formed to be similar in plan shape to the bottom caisson 12, and has an upper plate 18a and a lower plate 18a. It has a plate 18b, a side plate 18c, and a cylindrical member 18d. Upper and lower plates 18a, 18b
Are fixed to the side plate 18c at intervals in the vertical direction, are made of reinforced concrete with internal reinforcement, and are constructed either entirely at the construction site or only the outer shell with a dry dock. It is constructed by casting, towing to the site, and then placing concrete in the middle.

【0016】この頂部スラブ18の四隅には、タワーシ
ャフト14の外周に設置されるブロック16の挿通用の
円筒部材18dが埋設されている。中間連結部材21
は、予めドライドックで製作されるものであって、4本
のタワーシャフト14を長手軸方向の中間位置で相互に
連結して、その一体性を強化するものであって、この実
施例では、頂部スラブ18とほぼ同じ平面形状に形成さ
れていて、上板21aと、下板21bと、側板21c
と、円筒部材21dとを有している。上,下板18a,
18bは、上下方向に間隔をおいて環状の側板18cに
固設されていて、内部に中空部21eが形成されてい
る。
At the four corners of the top slab 18, cylindrical members 18d for inserting the block 16 installed on the outer periphery of the tower shaft 14 are embedded. Intermediate connecting member 21
Is manufactured in advance in a dry dock, in which four tower shafts 14 are interconnected at an intermediate position in the longitudinal axis direction to enhance their integrity. In this embodiment, The top slab 18 is formed in substantially the same planar shape as the top slab 18, and includes an upper plate 21a, a lower plate 21b, and a side plate 21c.
And a cylindrical member 21d. Upper and lower plates 18a,
18b is fixed to the annular side plate 18c at intervals in the vertical direction, and has a hollow portion 21e formed therein.

【0017】中間部材21を設置する際には、中空部2
1e内にバラスト24が充填される。なお、この中間部
材21に埋設されている円筒部材21は、両端が開口
し、ブロック16の外径よりも若干大きな内径を有して
いる。また、この中間部材21は、橋脚基礎構造10の
構築深度によってその設置の有無を選択することができ
るとともに、1個所だけでなく、深度方向に沿って複数
個所に設置してもよい。
When the intermediate member 21 is installed, the hollow portion 2
The ballast 24 is filled in 1e. The cylindrical member 21 embedded in the intermediate member 21 is open at both ends and has an inner diameter slightly larger than the outer diameter of the block 16. In addition, the presence or absence of the intermediate member 21 can be selected depending on the construction depth of the pier foundation structure 10, and may be installed not only at one place but also at a plurality of places along the depth direction.

【0018】プレストレス鋼材20は、一端が底部ケー
ソン12の上板12aに固設され、他端側は、タワーシ
ャフト14の外周に積重された複数のブロック16およ
び中間連結材21の円筒部材21dを貫通するようにし
て上方に延長され、緊張力を導入した状態で、定着板1
8eを介して、上端が頂部スラブ18の上板18aに定
着固定される。
One end of the prestressed steel member 20 is fixed to the upper plate 12 a of the bottom caisson 12, and the other end side is a cylindrical member of a plurality of blocks 16 and an intermediate connecting member 21 stacked on the outer periphery of the tower shaft 14. The fixing plate 1 is extended upward so as to penetrate through the fixing plate 1 d and penetrates through the fixing plate 1.
The upper end is fixedly fixed to the upper plate 18a of the top slab 18 via 8e.

【0019】なお、タワーシャフト14と各ブロック1
6との間の隙間や、ブロック16間同士の隙間には、プ
レストレスを導入した状態で、上部側から高流動コンク
リートなどを注入して、それぞれ一体化が図られる。次
に、このように構成された橋脚基礎構造10の構築方法
について、図6〜図12に基づいて説明する。橋脚基礎
構造10の構築に当たっては、まず、図6に示すよう
に、底部ケーソン12が構築現場に近接したドライドッ
ク28で製作される。底部ケーソン12を製作する場合
には、上板12aにプレストレス鋼材20の下端側が固
着される。このような底部ケーソン12の製作と平行し
て、その沈設現場の掘削、整地作業が行われる。
The tower shaft 14 and each block 1
6 and the gap between the blocks 16 are integrated with each other by injecting high-fluid concrete or the like from the upper side while prestress is being introduced. Next, a method of constructing the pier foundation structure 10 configured as described above will be described with reference to FIGS. In constructing the pier foundation structure 10, first, as shown in FIG. 6, the bottom caisson 12 is manufactured in a dry dock 28 close to the construction site. When manufacturing the bottom caisson 12, the lower end side of the prestressed steel material 20 is fixed to the upper plate 12a. In parallel with the production of such a bottom caisson 12, excavation and leveling work of the subsidence site are performed.

【0020】プレストレス鋼材20の固着位置は、円筒
部材12dの外周側にあって、これを取り囲むように配
置され、必要な長さを分断した状態のものが用いられ
る。また、底部ケーソン12の円筒部材12dには、そ
れぞれタワーシャフト14の下端側を挿入して、シャフ
ト14を、例えば、プレストレス鋼材20に係止するこ
とにより仮固定する。なお、この場合、タワーシャフト
14も必要な長さを分断したものが用いられる。
The fixing position of the prestressed steel material 20 is on the outer peripheral side of the cylindrical member 12d, is disposed so as to surround the cylindrical member 12d, and is used in a state where the required length is divided. The lower end of the tower shaft 14 is inserted into the cylindrical member 12d of the bottom caisson 12, and the shaft 14 is temporarily fixed to the prestressed steel material 20, for example. In this case, the tower shaft 14 having a necessary length divided is used.

【0021】底部ケーソン12の製作と、タワーシャフ
ト14の仮固定とが終了すると、これを図7に示すよう
にして、沈設現場まで曳航し、橋脚基礎構造10の建設
現場まで運搬する。この場合は、底部ケーソン12の浮
力が中空部12eだけでは、不足しているときには、ス
カート部12f内に必要に応じてエアーバック30を配
置すればよい。
When the production of the bottom caisson 12 and the temporary fixing of the tower shaft 14 are completed, the caisson is towed to a submerging site and transported to the construction site of the pier foundation structure 10 as shown in FIG. In this case, when the buoyancy of the bottom caisson 12 is insufficient with only the hollow portion 12e, the airbag 30 may be arranged in the skirt portion 12f as necessary.

【0022】なお、この実施例では、底部ケーソン12
にタワーシャフト14を仮固定し、かつ、プレストレス
鋼材20を係止した状態で構築現場まで曳航する場合を
示しているが、タワーシャフト14やプレストレス鋼材
20は、底部ケーソン12に仮固定や固着する必要はな
く、個別にこれらを構築現場まで運搬してもよい。底部
ケーソン12が構築現場まで曳航されると、図8に示す
ように、係留索32で海底地盤22に係止し、底部ケー
ソン12を浮上させた状態で、タワーシャフト14の沈
設が行われる。タワーシャフト14を沈設する際には、
底部ケーソン12の円筒部材12dをガイドとして、タ
ワーシャフト14の内部に海水を注入することにより行
われる。この場合、タワーシャフト14は、底部ケーソ
ン12を作業足場として使用し、順次継ぎ足しながら沈
設作業が行われる。
In this embodiment, the bottom caisson 12
The tower shaft 14 and the prestressed steel material 20 are locked and the prestressed steel material 20 is locked, and the tower is towed to the construction site. However, the tower shaft 14 and the prestressed steel material 20 are temporarily fixed to the bottom caisson 12. There is no need to fix them, and they may be individually transported to the construction site. When the bottom caisson 12 is towed to the construction site, as shown in FIG. 8, the tower shaft 14 is sunk while the bottom caisson 12 is lifted up by being anchored to the seabed ground 22 by the mooring cable 32. When submerging the tower shaft 14,
This is performed by injecting seawater into the inside of the tower shaft 14 using the cylindrical member 12d of the bottom caisson 12 as a guide. In this case, the tower shaft 14 uses the bottom caisson 12 as a work scaffold, and the subsidence work is performed while successively extending.

【0023】所定の本数を継ぎ足して、タワーシャフト
14の先端が海底地盤22の表層地盤22aに到達する
と、サクションパイプ14bに吸引装置を接続し、盲蓋
12aで隔成されたシャフト14の先端側に負圧を生じ
させる。このような負圧を発生させると、負圧によりタ
ワーシャフト14の先端側の地盤土砂が吸引されるとと
もに、タワーシャフト14の自重と注入されている海水
の重さとにより、タワーシャフト14は、徐々に沈下
し、その先端が表層地盤22aを貫通して、支持地盤2
2bに到達すると、沈設作業が終了する。
When a predetermined number of pipes are added and the tip of the tower shaft 14 reaches the surface layer 22a of the seabed 22, a suction device is connected to the suction pipe 14b, and the tip side of the shaft 14 separated by the blind lid 12a. To create a negative pressure. When such a negative pressure is generated, the ground pressure causes the ground soil on the tip end side of the tower shaft 14 to be sucked, and the tower shaft 14 gradually increases due to the weight of the tower shaft 14 and the weight of the injected seawater. And its tip penetrates the surface ground 22a, and the support ground 2
When it reaches 2b, the laying operation ends.

【0024】各タワーシャフト14の沈設が終わると、
図8に示すように、中間連結材21を底部ケーソン12
の上部に載置する。中間連結材21を載置する際には、
その円筒部材21d内にプレストレス鋼材20が挿通す
るようにして、位置決めされる。中間連結材21の載置
が終了すると、底部ケーソン12の沈設が行われる。底
部ケーソン12を沈設する際には、タワーシャフト14
をガイドとして、エアーバック30を除去するととも
に、中空部12e内に砕石,海水をバラスト24として
充填,注水し、プレストレス鋼材20にジャッキを装着
して、このジャッキの操作により、姿勢制御を行いなが
らジャッキダウンされる。
When the subsidence of each tower shaft 14 is completed,
As shown in FIG. 8, the intermediate connecting member 21 is connected to the bottom caisson 12.
Place on top of When placing the intermediate connecting member 21,
The prestressed steel material 20 is positioned so as to pass through the cylindrical member 21d. When the placement of the intermediate connecting member 21 is completed, the bottom caisson 12 is laid down. When submerging the bottom caisson 12, the tower shaft 14
With the air bag 30 as a guide, the crushed stones and seawater are filled as a ballast 24 in the hollow portion 12e, water is injected into the hollow portion 12e, a jack is mounted on the prestressed steel material 20, and the attitude is controlled by operating the jack. While being jacked down.

【0025】この場合の作業は、浮上させた中間連結材
21上で行う。なお、底部ケーソン12を沈設する際に
は、係留索32を解除するが、この係留索32は、中間
連結材21に係止される。底部ケーソン12が海底地盤
22上に着底すると、図9に示すように、タワーシャフ
ト14の場合と同様に、スカート部12fに負圧を作用
させて、この負圧と自重とにより、スカート部12fの
先端が表層地盤22a内に貫通するようにさせる。底部
ケーソン12の沈設が終了すると、図10に示すよう
に、プレキャストコンクリート製ブロック16の積重作
業が行われる。
The work in this case is performed on the floating intermediate connecting member 21. When the bottom caisson 12 is laid down, the mooring line 32 is released, but the mooring line 32 is locked to the intermediate connecting member 21. When the bottom caisson 12 has landed on the seabed ground 22, as shown in FIG. 9, as in the case of the tower shaft 14, a negative pressure is applied to the skirt portion 12f. The tip of 12f is made to penetrate into the surface ground 22a. When the laying of the bottom caisson 12 is completed, as shown in FIG. 10, the work of stacking the precast concrete blocks 16 is performed.

【0026】プレキャストコンクリート製ブロック16
は、予め工場生産されるものであって、基礎構造10の
構築現場までは、内部にエアーバック30を挿入するこ
となどにより、浮上運搬される。ブロック16をタワー
シャフト14の外周に積重する際には、中間連結材21
を作業足場として使用し、かつ、プレストレス鋼材20
をガイドにして行われる。そして、ブロック16が各タ
ワーシャフト14の外周に所定の数だけ積重されると、
ブロック16の積重作業を一端中止して、中間連結材2
1上に頂部スラブ18の構築が行われる。
Precast concrete block 16
Is manufactured in advance in a factory, and is levitated and transported to the construction site of the basic structure 10 by inserting an airbag 30 therein. When the blocks 16 are stacked on the outer periphery of the tower shaft 14, the intermediate connecting members 21
Is used as a work scaffold and the prestressed steel material 20
This is done with a guide. When a predetermined number of blocks 16 are stacked on the outer periphery of each tower shaft 14,
The stacking operation of the block 16 is temporarily stopped, and the intermediate connecting member 2 is stopped.
The construction of the top slab 18 on 1 is performed.

【0027】頂部スラブ18は、建設現場で構築しても
よいし、予めドライドック28で外殻部分を製造して現
場まで曳航してもよい。頂部スラブ18の構築に際して
は、本実施例の場合には、中間連結材21がほぼ同じ形
状になっているので、中間連結材21と重なるようにし
て構築ないしは載置すればよい。頂部スラブ18の構築
ないしは載置が終了すると、中間連結材21の沈設が行
われる。
The top slab 18 may be constructed at a construction site, or a shell portion may be manufactured in advance by a dry dock 28 and towed to the site. In the case of this embodiment, when the top slab 18 is constructed, since the intermediate connecting member 21 has substantially the same shape, the intermediate connecting member 21 may be constructed or placed so as to overlap the intermediate connecting member 21. When the construction or placement of the top slab 18 is completed, the intermediate connecting member 21 is laid down.

【0028】中間連結材21の沈設は、底部ケーソン1
2と同様に、中空部21e内に砕石,海水をバラスト2
4として充填,注水し、プレストレス鋼材20にジャッ
キを装着して、このジャッキの操作により、姿勢制御を
行いながらジャッキダウンさせる。中間連結材21が所
定の位置まで降下されると、中間連結材21とブロック
16との固定が行われる。
The intermediate connecting member 21 is laid down in the bottom caisson 1.
As in the case of 2, the crushed stone and seawater are ballasted in the hollow portion 21e.
In Step 4, filling and pouring water, mounting a jack on the prestressed steel material 20, and operating the jack to lower the jack while controlling the posture. When the intermediate connecting member 21 is lowered to a predetermined position, the fixing of the intermediate connecting member 21 and the block 16 is performed.

【0029】この固定は、例えば、潜水作業によるボル
ト結合などが選択できる。中間連結材21の固定が終了
すると、今度は、頂部スラブ18を作業足場として使用
し、ブロック16の積重作業が再び行われる。そして、
ブロック16の積重が終了すると、底部ケーソン12の
スカート部12f内にグラウト26を充填して、支持力
を補強する。
For this fixing, for example, bolt connection by diving work can be selected. When the fixing of the intermediate connecting member 21 is completed, the stacking work of the blocks 16 is performed again using the top slab 18 as a work scaffold. And
When the stacking of the blocks 16 is completed, the grout 26 is filled in the skirt portion 12f of the bottom caisson 12 to reinforce the supporting force.

【0030】次に、プレストレス鋼材20を順次緊張し
て、積重されたブロック16間を一体化させた状態で、
プレストレス鋼材20の上端を頂部スラブ18の上板1
8aに定着固定する。そして、この後に、ブロック16
とタワーシャフト14との間の隙間に、高流動コンクリ
ートなどを充填して。両者間を一体化させると、図1に
示した橋脚基礎構造10が完成する。
Next, the prestressed steel materials 20 are sequentially tensioned to integrate the stacked blocks 16 with each other.
The upper end of the prestressed steel material 20 is attached to the upper plate 1 of the top slab 18.
8a. Then, after this, block 16
The space between the tower shaft 14 and high-flow concrete. When the two are integrated, the pier foundation structure 10 shown in FIG. 1 is completed.

【0031】さて、以上のように構成された橋脚基礎構
造10およびその構築方法によれば、少なくとも、底部
ケーソン12,タワーシャフト14,プレキャストコン
クリート製ブロック16,プレストレス部材20を予め
製作することができるので、建設現場における洋上作業
が非常に少なくなり、気象や海象条件に左右される作業
が少ないので、工期の短縮化を図ることができる。
According to the pier foundation structure 10 and the method of constructing the pier foundation structure 10 as described above, at least the bottom caisson 12, the tower shaft 14, the precast concrete block 16, and the prestress member 20 can be manufactured in advance. Therefore, the offshore work at the construction site is extremely reduced, and the work that is influenced by weather and sea conditions is reduced, so that the construction period can be shortened.

【0032】この場合、タワーシャフト14の長さは、
継ぎ足すことで任意に延長することができるとともに、
この外周に積重するブロック16もそれに対応して増加
させることができるので、大深度での構築に適している
とともに、海中部分に位置するタワーシャフト14は、
相互に間隔が設けられているので、作用波力の影響を軽
減することができる。
In this case, the length of the tower shaft 14 is
Can be extended arbitrarily by adding,
Since the blocks 16 stacked on the outer periphery can be correspondingly increased, the tower shaft 14 which is suitable for construction at a large depth and which is located in the underwater portion is
Since the intervals are provided, the influence of the acting wave force can be reduced.

【0033】また、構築方法では、特に、最初の工程で
タワーシャフト14の下端が支持地盤22bに到達する
ように貫入するので、このタワーシャフト14に中間連
結材21や頂部スラブ18を支持させると、ブロック1
6の積重作業などを安定した状態で行うことができる。
さらに、本実施例の場合には、海底地盤22中の支持地
盤22bまでタワーシャフト14の下端を貫入して、固
定するので、海底地盤22の掘削面積も少なくなり、堅
固な支持地盤が得られない個所での築造にも適している
とともに、底部ケーソン12のスカート部12fも表層
地盤22a中に貫入するので、基礎構造10は、その自
重による安定性に加えて、地盤22a,22bと接触し
ている部分の引き抜き摩擦抵抗が期待でき、安定性が増
す。
In the construction method, in particular, the lower end of the tower shaft 14 penetrates so as to reach the support ground 22b in the first step, so that the tower shaft 14 supports the intermediate connecting member 21 and the top slab 18. , Block 1
6 can be performed in a stable state.
Further, in the case of the present embodiment, since the lower end of the tower shaft 14 penetrates and is fixed to the support ground 22b in the seabed ground 22, the excavated area of the seabed ground 22 is reduced, and a solid support ground is obtained. In addition to being suitable for construction in places where there is not, the skirt portion 12f of the bottom caisson 12 also penetrates into the surface ground 22a, so that the foundation structure 10 comes into contact with the ground 22a, 22b in addition to the stability due to its own weight. Extrusion frictional resistance can be expected in the part where it is, and stability is increased.

【0034】また、タワーシャフト14は、その中間部
分に設置される連結材21で相互に結合するので、タワ
ーシャフト14間の一体性が増加し、より大深度用の構
造として適したものとなる。なお、上記実施例では、タ
ワーシャフト14に円形断面の鋼管を使用した場合を例
示したが、本発明の実施は、これに限定されることはな
く、例えば、角型断面の鋼管であってもよい。
Further, since the tower shafts 14 are connected to each other by the connecting member 21 installed at an intermediate portion thereof, the integration between the tower shafts 14 is increased, and the tower shaft 14 is suitable as a structure for a larger depth. . In the above embodiment, the case where a steel pipe having a circular cross section is used for the tower shaft 14 is illustrated. However, the present invention is not limited to this. For example, a steel pipe having a square cross section may be used. Good.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上、実施例で詳細に説明したように、
本発明にかかる橋脚基礎構造およびその構築方法によれ
ば、以下の効果が得られる。 水中地盤の掘削は、従来の設置ケーソン工法に比べて
少なくなるので、掘削,整地に伴う水質汚染を非常に小
さくすることができる。 基礎構造の大部分は、ドライドックで製造できるの
で、洋上作業が大幅に低減し、気象や海象条件による影
響が少なくなり、工期の短縮と、工費の低減が可能にな
る。 基礎構造の構築に当たっては、底部ケーソンなどを作
業用足場として有効利用でき、また、洋上でのコンクリ
ート打設作業や大規模な仮設ヤードを設置する必要がな
く、作業も安定して行える。
As described above in detail in the embodiments,
According to the pier foundation structure and the construction method of the present invention, the following effects can be obtained. Excavation of underwater ground is less than the conventional caisson method, so that water pollution caused by excavation and leveling can be extremely reduced. Most of the substructure can be manufactured with dry docks, greatly reducing offshore work, reducing the effects of weather and sea conditions, shortening construction time and reducing construction costs. In constructing the basic structure, the bottom caisson and the like can be effectively used as a work scaffold, and there is no need to set concrete on the sea or install a large-scale temporary yard, and work can be performed stably.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明にかかる橋脚基礎構造の一実施例を示す
半断面説明図である。
FIG. 1 is a half sectional explanatory view showing one embodiment of a pier foundation structure according to the present invention.

【図2】図1の平面図である。FIG. 2 is a plan view of FIG.

【図3】図1のA部拡大図である。FIG. 3 is an enlarged view of a portion A in FIG. 1;

【図4】図1のB部拡大図である。FIG. 4 is an enlarged view of a portion B in FIG. 1;

【図5】図1のC部拡大図である。FIG. 5 is an enlarged view of a portion C in FIG. 1;

【図6】本発明にかかる橋脚基礎構造の構築方法の一実
施例を示す最初の工程の半断面説明図である。
FIG. 6 is an explanatory half-sectional view of a first step showing one embodiment of a method for constructing a pier foundation structure according to the present invention.

【図7】図6の工程に引き続いて行われる工程の半断面
説明図である。
FIG. 7 is an explanatory half-sectional view of a step performed subsequent to the step of FIG. 6;

【図8】図7の工程に引き続いて行われる工程の半断面
説明図である。
8 is an explanatory half-sectional view of a step performed subsequent to the step of FIG. 7;

【図9】図8の工程に引き続いて行われる工程の半断面
説明図である。
9 is a half sectional explanatory view of a step performed subsequent to the step of FIG. 8;

【図10】図9の工程に引き続いて行われる工程の半断
面説明図である。
FIG. 10 is an explanatory half-sectional view of a step performed subsequent to the step of FIG. 9;

【図11】図10の工程に引き続いて行われる工程の半
断面説明図である。
11 is an explanatory half-sectional view of a step performed subsequent to the step of FIG. 10;

【図12】図11の工程に引き続いて行われる工程の半
断面説明図である。
FIG. 12 is an explanatory half-sectional view of a step performed subsequent to the step of FIG. 11;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 橋脚基礎構造 12 底部ケーソン 12d 円筒部材 12f スカート部 14 タワーシャフト 16 ブロック 18 頂部スラブ 20 プレストレス鋼材 21 中間連結材 22 海底地盤 22a 表層地盤 22b 支持地盤 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Bridge pier foundation structure 12 Bottom caisson 12d Cylindrical member 12f Skirt part 14 Tower shaft 16 Block 18 Top slab 20 Prestressed steel material 21 Intermediate connecting material 22 Submarine ground 22a Surface ground 22b Support ground

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭50−25011(JP,A) 特開 平6−341112(JP,A) 特公 昭48−6891(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) E02D 27/32 E02D 23/00 E01D 29/02 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-50-25011 (JP, A) JP-A-6-341112 (JP, A) JP-B-48-6891 (JP, B1) (58) Survey Field (Int. Cl. 7 , DB name) E02D 27/32 E02D 23/00 E01D 29/02

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 水中地盤上に着底される底部ケーソン
と、この底部ケーソンを貫通して、前記水中地盤に下端
の一部が貫入され、上端側が水面上まで延びる複数のタ
ワーシャフトと、このタワーシャフトの外周に積重され
る中空環状のプレキャストコンクリート製ブロックと、
前記タワーシャフトの上端部に連結形成される頂部スラ
ブと、上下端が前記底部ケーソンと前記頂部スラブとの
間に係止され、前記ブロックに緊張力を導入するプレス
トレス鋼材とからなることを特徴とする橋脚基礎構造。
1. A bottom caisson that is landed on an underwater ground, a plurality of tower shafts penetrating the bottom caisson, a part of a lower end penetrating into the underwater ground, and an upper end extending to above the water surface. A hollow annular precast concrete block stacked around the outer circumference of the tower shaft,
A top slab connected to an upper end of the tower shaft, and a prestressed steel material whose upper and lower ends are locked between the bottom caisson and the top slab to introduce tension into the block. Pier foundation structure.
【請求項2】 前記タワーシャフトは、その中間部分に
設置される連結材で相互に結合することを特徴とする請
求項1記載の橋脚基礎構造。
2. The pier foundation structure according to claim 1, wherein the tower shafts are connected to each other by a connecting member installed at an intermediate portion thereof.
【請求項3】 水中地盤上に着底される底部ケーソン
と、この底部ケーソンを貫通して、前記水中地盤に下端
の一部が貫入され、上端側が水面上まで延びる複数のタ
ワーシャフトと、このタワーシャフトの外周に積重され
る中空環状のプレキャストコンクリート製ブロックと、
前記タワーシャフトの上端部に連結形成される頂部スラ
ブと、上下端が前記底部ケーソンと前記頂部スラブとの
間に係止され、前記ブロックに緊張力を導入するプレス
トレス鋼材とからなる橋脚基礎構造の構築方法であっ
て、 前記底部ケーソンを橋脚の構築現場まで曳航して、係留
する工程と、 前記タワーシャフトを沈設して、その下端の一部を水中
地盤中に貫入する工程と、 前記頂部スラブを前記底部ケーソン上に設置した後に、
前記タワーシャフトをガイドとして、前記プレストレス
鋼材の下端を係止した前記底部ケーソンを前記水中地盤
上に沈設する工程と、 前記プレストレス鋼材を貫通させながら前記タワーシャ
フトの外周に前記ブロックを積重設置する工程と、 前記プレストレス鋼材を緊張して、その上端を前記頂部
スラブに定着する工程とからなることを特徴とする橋脚
基礎の構築方法。
3. A bottom caisson that is landed on the underwater ground, a plurality of tower shafts penetrating through the bottom caisson, a part of a lower end of which penetrates into the underwater ground, and an upper end extending to the surface of the water. A hollow annular precast concrete block stacked around the outer circumference of the tower shaft,
A pier foundation structure comprising a top slab connected to the upper end of the tower shaft, and a prestressed steel material whose upper and lower ends are locked between the bottom caisson and the top slab to introduce tension into the block. A method of towing the bottom caisson to a pier construction site and mooring; submerging the tower shaft and partially penetrating a lower end of the tower shaft into the underwater ground; After placing the slab on the bottom caisson,
Using the tower shaft as a guide, submerging the bottom caisson holding the lower end of the prestressed steel material on the underwater ground; stacking the blocks on the outer periphery of the tower shaft while penetrating the prestressed steel material A method of constructing a pier foundation, comprising: a step of installing; and a step of tensioning the prestressed steel material and fixing an upper end thereof to the top slab.
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