JP3375634B2

JP3375634B2 - ケーソンの沈設方法及びそのケーソン

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Publication number: JP3375634B2
Application number: JP51499794A
Authority: JP
Inventors: 英作日野
Original assignee: 英作日野
Priority date: 1992-12-24
Filing date: 1993-01-14
Publication date: 2003-02-10
Anticipated expiration: 2018-02-10
Also published as: JPH06193075A; WO1994015029A1

Description

【発明の詳細な説明】技術分野この発明は、地中に埋設される地下基礎、地下室等の
地下構造物の構築手段としてのケーソンの沈設方法及び
そのケーソンに関し、更に詳しくは、ケーソン底面の連
続掘削に伴う自重沈化を主体とするケーソンの沈設方法
及びそのケーソンに関する。

背景技術ケーソンを沈設するいわゆるケーソン工法には、オー
プンケーソンと圧気ケーソンとの沈設工法がある。

オープンケーソンの沈下においては、躯体の中空部を
介してその底面を掘削して行われる自重沈下方法は最も
自然かつ経済的であることから汎用されているところで
あるが、沈下に伴い周辺地盤との摩擦が大きくなり、か
つ傾きが生じ易く、その鉛直修正の手間に多大の労力を
要するものとなっている。このため、圧入手段を伴う圧
入沈下方法が併用的に実施されているが、大深度になる
程、沈下が困難となるうえ所定の鉛直精度が得られ難
く、かつ、設備が大型化する等の欠点がある。

また、圧気室内での掘削による圧気ケーソンの沈下に
おいては、その圧気で掘削底面のヒービング・パイピン
グ等の現象を阻止するものであるが、掘削は非連続なも
のであり、また大深度になる程作業環境が悪化し、潜函
病のおそれもあり、作業効率が悪いものである。

本発明は上記実情に鑑みなされたものであり、上記従
来のオープンケーソン及び圧気ケーソンの手法にとらわ
れることなく、周辺地盤との摩擦を可及的低減させ、沈
下が容易で、大深度においても有害な傾きが生じること
なく、かつ掘削底面のヒービングを有効に阻止すること
のできるケーソンの沈設方法及びそのケーソンを提供す
ることを目的とする。

本発明はこのため、水流による掘削作用に着目したも
のであり、また、ケーソンの刃口より更に突出して延設
される先導部（先行刃先部）による穿孔、並びに、ケー
ソンの躯体部の圧力バランスがケーソンの沈降精度の格
段の向上を図りうるとの知見に基づいてなされたもので
ある。

発明の開示（問題点を解決するための手段）本発明のケーソンの沈設方法及びそのケーソンは、具
体的には次の技術的手段を採る。

本発明の第１番目の発明（以下「第１の発明」とい
う）はケーソンの沈設方法であって、請求項１に示すと
おり、実質的に箱状断面をなすケーソンの躯体の下端に底盤
が形成され；該底盤より下方に該ケーソン躯体よりも拡径された第
１の刃先部が形成され；前記底盤と前記第１の刃先部とで前記ケーソン躯体と
区画されたケーソン室が構成され；前記底盤の中心より可及的細径の基柱部をもって前記
第１の刃先部より下方に突出して延設されるとともに該
突出する中間位置で前記第１の刃先部に縮小相似する拡
径状のフーチングを有し、かつ先端部に水流の吐出口を
有する先行刃先部が設けられ、前記ケーソンの躯体には内外に導通する多数の通水孔
が形成されてなる；ケーソンの沈設方法であって、前記先行刃先部の先端の吐出口より水流が前記ケーソ
ン室に向けて吐出され、該水流に基づく掘削攪拌土を前
記先行刃先部のフーチングの上位に開設された排出口よ
り排出することを特徴とする。

上記構成において、先行刃先部の長さは適宜長さとされる態様、ケーソン室に充填される水流に圧力が加えられ、掘削
地盤のヒービングを阻止する態様、躯体は通水孔を有するプレキャスト版より組み立てら
れる態様、躯体は通水孔を有する現場打ちコンクリート製である
態様、先行刃先部は底盤に対し一体に取り付けられてなる態
様、先行刃先部は底盤に対し取付け・取外し自在である態
様、先行刃先部の吐出口に水流を導く導管、及び排出口か
ら排出される水流を導く導管は、鋼管であるとともに、
単位長さ毎に継ぎ足されてなる態様、前記導管は長尺の可撓管いわゆるホースで構成される
態様、は適宜採択される設計的事項である。

なお、本発明において、請求項２に示すとおり、ケーソンの躯体には充填水が
注入されてケーソンの沈設をなすこと（この場合、充填
水は清水のほか、泥水も含む）、請求項３に示すとおり、ケーソンの沈設後、ケーソン
の躯体の内部より通水孔を介してケーソン躯体の外周に
固結剤が注入されてなること（この場合、該固着剤は周
辺地盤へも注入され、地盤の固着もなす）、は適宜なされる実施の形態である。

第２番目の発明（以下「第２の発明」という）は、第
１の発明においてケーソンの躯体に限定を受けないケー
ソンの沈設方法を特徴とする。

すなわち、請求項４に示すとおり、実質的に箱状断面をなすケーソンの躯体の下端に底盤
が形成され；該底盤より下方に第１の刃先部が形成され；前記底盤と前記第１の刃先部とで前記ケーソン躯体と
区画されたケーソン室が構成され；前記底盤の中心より可及的細径の基柱部をもって前記
第１の刃先部より下方に突出して延設されるとともに該
突出する中間位置で前記第１の刃先部に縮小相似する拡
径状のフーチングを有し、かつ先端部に水流の吐出口を
有する先行刃先部が設けられてなる；ケーソンの沈設方
法であって、前記先行刃先部の先端の吐出口より水流が前記ケーソ
ン室に向けて吐出され、該水流に基づく掘削攪拌土を前
記先行刃先部のフーチングの上位に開設された排出口よ
り排出することを特徴とする。

第３番目の発明（以下「第３の発明」という）は、ケ
ーソンに係り、請求項５に示すとおり、実質的に箱状断面をなすケーソンの躯体の下端に底盤
が形成され、該底盤より下方に第１の刃先部が形成され、前記底盤と前記第１の刃先部とで前記ケーソン躯体と
区画されたケーソン室が構成され、前記底盤の中心より可及的細径の基柱部をもって前記
第１の刃先部より下方に突出して延設されるとともに該
突出する中間位置で前記第１の刃先部に縮小相似する拡
径状のフーチングを有し、かつ先端部に水流の吐出口を
有する先行刃先部が設けられ、かつ、前記先行刃先部のフーチングの上位に水流に基
づく掘削攪拌土の排出口が開設されてなる、ことを特徴
とする。

本発明において、請求項６に示すとおり、ケーソンの
躯体には内外に導通する多数の通水孔が形成されるこ
と、は適宜なされる実施の形態である。

（作用）（請求項１に付き）先行刃先部から吐出される流水は第１の刃先部内のケ
ーソン室に導かれ、該ケーソン室の土砂はこの流水の洗
掘作用を受けて掘削され、浮力を伴って排出口より地上
部へと搬出される。このケーソン室内の土砂掘削により
ケーソンは沈降してゆく。

このとき、先行刃先部はケーソンの沈降の案内をな
し、鉛直性を確保する。

また、沈降中のケーソンの周辺地盤との摩擦は第１の
刃先部のみであり、ケーソンに作用する摩擦は小さい。

（請求項２に付き）上記第１発明の作用に加え、ケーソン躯体部には充填
水が通水孔を介して内外に充填され、荷重として作用す
るとともに、該躯体の内外の圧力バランスをなし、周辺
地盤の土圧・崩壊に対抗する。

（請求項３に付き）上記第１・第２発明の作用に加え、ケーソン躯体の外
側への固着剤の注入により、ケーソン躯体と地盤との定
着がなされ、ケーソンの支持力を負担する。

（請求項４に付き）先行刃先部から吐出される流水は第１の刃先部内のケ
ーソン室に導かれ、該ケーソン室の土砂はこの流水の洗
掘作用を受けて掘削され、浮力を伴って排出口より地上
部へと搬出される。このケーソン室内の土砂掘削により
ケーソンは沈降してゆく。

（有利な効果）本発明は以下の有利な効果を有する。

第１発明に付き；ケーソンの沈設は先行刃先部を先導してなされ、中
心位置を保持し、その結果傾きが生じない。また、先行
刃先部による掘削が先行してなされるので、ケーソン室
での掘削土量が軽減し、沈下が容易となる。

先行刃先部からケーソン室に吐出される水流は洗掘
作用によるので緩やかな流れで十分であり、このため、
掘削・排土機構に使用されるポンプ能力は小さくて済
む。また、先行刃先部からの吐出水流の速さを調整する
ことにより、ケーソンの沈下速度を容易に変化させるこ
とができる。更に、ケーソン室内に充填される圧力水に
より、掘削底面のヒービング現象を有効に抑えることが
できる。

沈設中におけるケーソンの躯体の外側は所定のすき
間を存し、かつ、このすき間に充填水が介在するので、
周辺地盤の土圧に対抗し、その崩落を防止し、更にはケ
ーソンの沈降を阻害する周辺地盤との摩擦が生じない。
なお、フーチング部の周壁面の摩擦は躯体に比べ小さい
ものであり、該周壁をテーパー面とすることにより更に
軽減することができる。

ケーソン躯体に形成された通水孔により、該ケーソ
ンの沈設中においては充填水が内外で導通状態となり、
該躯体壁面は内外側から均等な水圧を受け、ケーソンの
鉛直な沈降に寄与する。また、ケーソンガ沈設された後
は該通水孔を介して固結剤が注入され、ケーソンは地盤
と一体化し、大きな荷重支持力を発揮する、このように
通水孔は多機能を発揮する。

第２発明に付き；ケーソンの沈設は先行刃先部を先導してなされ、中
心位置を保持し、その結果傾きが生じない。また、先行
刃先部による掘削が先行してなされるので、ケーソン室
での掘削土量が軽減し、沈下が容易となる。

先行刃先部からケーソン室に吐出される水流は洗掘
作用によるので緩やかな流れで十分であり、このため、
掘削・排土機構に使用されるポンプ能力は小さくて済
む。また、先行刃先部からの吐出水流の速さを調整する
ことにより、ケーソンの沈下速度を容易に変化させるこ
とができる。

図面の簡単な説明図１は本発明の一実施例（第１実施例）の全体構成を
示す沈設過程中のケーソンの一部側面図を含む縦断面
図、図２は図１のII−II線拡大断面図、図３は図１のII
I方向矢視図、図４はケーソンの躯体の組立て構成図、
図５はケーソンの下部の詳細構造図、図６は図５のVI−
VI線拡大断面図、図７は図５のVII−VII線拡大断面図、
図８はケーソンの上部の詳細構造図である。

図９は本発明の他の実施例（第２実施例）の沈設中の
ケーソンの全体を示す縦断面図、図10はケーソンの下部
の詳細構造図、図11は図10のXI方向矢視図、図12は図10
のXII−XII線断面図、図13はケーソンの上部の詳細構造
図、図14は図13のXIV−XIV線断面図である。

発明を実施するための最良の形態本発明のケーソンの沈設方法及びそのケーソンをより
詳細に説明するために、その実施例を図面に基づいて説
明する。

（第１実施例）図１〜図８はその一実施例（第１実施例）を示す。す
なわち、図１は地盤に沈設されるケーソンの全体構成を
示し、図２〜図８はその部分構成を示す。この実施例に
おいては、第１〜第3,第６の発明の具体例が開示され
る。

図において、Ｅは地盤であり、該地盤Ｅ中に本実施例
のケーソンＣが沈設される。

なお、図中において、ＨはケーソンＣの沈設に伴い形
成された孔、Ｍは充填水、Ｇはガイドウォール、Ｋはケ
ーソン室、Ｓはすき間、更にＤは作業台を示す。また、
矢印は流水もしくは泥水の流れを示す。

図１〜図３に示すように、このケーソンＣは、箱状を
なすケーソン躯体１、該ケーソン躯体１の底部を塞ぐ底
盤２、該底盤２の外縁部より垂設される第１の刃先とし
ての大径刃先部３、該底盤２の中央より垂設される第２
の刃先としての先行刃先部４、の各主要部から構成さ
れ、更には、先行刃先部４に連設される流水式掘削・排
土機構５、を含む。なお、底盤２と第１の大径刃先部３
とは一体となってフーチング部７を構成し、その内部に
ケーソン室Ｋを形成する。その他、図において、８は本
ケーソンＣに付置される浮作業台である。

以下、本ケーソンＣの各部の細部構成を説明する。

ケーソン躯体１ケーソン躯体１は、所定の厚さの壁体より構成され、
該壁体には内外に連通する通水孔10が多数開設される。

本実施例では、ケーソン躯体１の形状は断面が正方形
をなすが、矩形状あるいは円形・楕円形を除外するもの
ではない。

本実施例では、更に、この躯体１は既製版すなわちプ
レキャストパネルを組み立てて構成される。図２に示さ
れるように、プレキャストパネルは平板状パネル1Aと角
状パネル1Bとの２種からなり、互いに横方向及び上下方
向に接合される。

図４はその詳細を示すものであって、平板状パネル1A
についてみると、左右側面には互いに嵌まり合う凹凸部
11,12よりなる接手13が形成され、また、上下方向に複
数の貫通孔15が通水孔10を避けて縦設される。しかし
て、隣合うパネル1A,1B相互は凹凸部11,12が嵌合し、ま
た、上下に配されるパネル1A,1Aあるいは1B,1B相互は貫
通孔15に挿通される連結鉄筋16を介して接合される。す
なわち、該連結鉄筋16は複数（２〜４）のパネルにわた
って貫通され、下端にフック部16aを有し、上端にはね
じ部に螺合するナット16bをもって複数のパネルを挟み
付けて一体化される。

ケーソン躯体１は本実施例の態様に限らず、型枠によ
り、現場にて逐次構築される場所打ち態様を採ることは
自由である。

しかして、該ケーソン躯体１の内部空間に充填水Ｍが
注入される。

フーチング部７フーチング部７は底盤２と刃先部３とからなり、一体
式、分離式、その他適宜の態様をもって構成されるが、
本実施例では一体式の態様を採る。

図５はその詳細構造を示す。

底盤２はケーソンＣの躯体１の底部を塞ぎ、躯体１の
空間とは区画される。該底盤２は上載荷重を支持しうる
に足る所定の厚みを有し、その外縁はケーソン躯体１の
外径よりも肩部2aをもって拡径される。従って、これに
より、沈設されるケーソンの躯体１と地盤Ｅとの間にす
き間Ｓが形成される。

刃先部３は、その外側面3aをこの底盤２の外側面と鉛
直状に面一とされ、内側面3bは下端に向かって外側面3a
と交わる傾斜面に形成され、先端部3cは尖鋭とされる。
なお、先端部3cには鋼製の沓18が装着される。

このフーチング部７において、刃先部３に囲まれる内
部空間をもってケーソン室Ｋが形成され、このケーソン
室Ｋの土砂が取り除かれることによりケーソンＣの沈下
がなされる。

本実施例では、底盤２を拡径し、鉛直壁に形成されて
いるが、刃先部３の先端を拡径し、テーパー壁3d（二点
鎖線表示）に形成することは自由である。

先行刃先部４先行刃先部４は、図５〜図７において詳細に示される
ように、フーチング部７において底壁２の中央部より垂
設され、大略先端が尖鋭状にされた円柱状をなし、上方
より細径の基柱部20、該基柱部20より拡径されたフーチ
ング21、尖鋭部22の各部分から構成される。尖鋭部22に
は鉄沓23が装着される。

そして、基柱部20においては、底盤２から連通する単
一の大径の排土孔25が縦設され、該排土孔25の下端は複
数の排出口26が外部に連通して開設される。フーチング
21においては、上下方向に複数の連通孔27が貫通状に形
成される。また、フーチング21及び尖鋭部22の中心に小
径の流水孔28が形成される。

もっと詳しくは、基柱部20において、排土孔25には後
述する排土装置の下端部が装入され、排出口26はフーチ
ング21との境目において排土孔25に連通する。排出口26
は基柱部20の強度を減少させない範囲で可及的大きく、
かつ、多数形成される。

フーチング21は、基柱部20よりも拡径され、フーチン
グ部７と相似態様をもって縮小された形状を採り、21a
はその外側面部、21bはその内側面部、21cは先端部、21
dは肩部である。連通孔27はその上面の肩部21dと下面の
傾斜部21bの付け根とにわたって複数開設される。該フ
ーチング21においても、先端部21cは尖鋭とされる。

尖鋭部22は逆円錐状をなし、フーチング21の下面より
突出し、下端に装着された鉄沓23との間に貯留室29を形
成する。

しかして、フーチング21及び尖鋭部22にわたって縦設
された流水孔28は、貯留室29に連通し、かつ、鉄沓23に
開設された複数の吐出口30をもって分岐する。

尖鋭部22の側面にはこの吐出口30と一致する位相をも
って溝31が形成される。

なお、第１の刃先部３の先端部3cと先行刃先部４のフ
ーチング21の先端部21c（あるいは尖鋭部22の先端）と
が鉛直軸に対してなす角αは本ケーソンＣの穿孔角度を
決定する。

掘削・排土機構５掘削・排土機構５は、図１にその全体構成を示すよう
に、このケーソンＣに組み込まれるものであり、加圧水
の送出しを司る送水機構部5Aと、該加圧水により掘削さ
れた掘削泥土の排出を司る排土機構部5Bとの２系統から
構成される。

すなわち、送水機構部5Aは、ケーソン躯体１の内部空
間中心軸に沿って建て込まれる送水管40を主体として、
該送水管40の下端は先行刃先部４の流水孔28に接続さ
れ、また、その上部は地上部へ延設され、送水ポンプ41
を介して、水源42に導かれてなる。

また、排土機構部5Bは、排土管45、螺旋ドレーン46、
揚排土ポンプ47、分離槽48を含む。排土管45はケーソン
躯体１内部において送水管40回りに建て込まれ、螺旋ド
レーン46はこの排土管45内に装入されるとともに、その
下端部は先行刃先部４の排土孔25内に装入される。排土
管45の上部は地上部へ延設され、揚排土ポンプ47を介し
て分離槽48へ導びかれる。

なお、送水管40と排土管45と螺旋ドレーン46とは所定
長さ毎のユニット体として構成され（以下これを縦管ユ
ニットＵという）、順次上方へと継ぎ足されてゆく。該
縦管ユニットＵは、最上部の上部縦管ユニットU₁と、最
下部の下部縦管ユニットU₂と、これらの縦管ユニット
U₁,U₂間に介装される中間縦管ユニットU₃との３種より
なる。これらは適宜継手部材（フランジ継手、挿込みソ
ケット、等）を介して互いに接続される。

この掘削・排土機構５の下部の構成の詳細は図５に示
されるとおりであり、送水管40を通して送られる加圧水
は先行刃先部４の吐出口30から吐出され、この吐出水は
連通孔27を通して大刃先部３内のケーソン室Ｋへ導か
れ、しかる後、排出口26から排土孔25・排土管45を介し
て上方へ排出される。

図８はこの掘削・排土機構５の地上部の詳細を示す。

すなわち、地上部においては、ケーソンＣの頭部を囲
んで作業台Ｄが設置され、該作業台Ｄ上には掘削・排土
機構５の地上部材が設置され、また、流体管ユニットＵ
を吊索50を介して吊下げ保持するクレーン（図示せず）
が設置される。しかして、最上部の上部縦管ユニットU₁
においては、送水管40は上方へ導びかれ、可撓管部51を
介して送水ポンプ41へ接続される。また、同じく該上部
ユニットU₁の排土管45の側部に吐出部52が開口され、可
撓管部53を介して揚排土ポンプ47へ接続される。

浮作業台８浮作業台８は図８に示すように環状をなし、その中央
の孔8aは排土管45を十分のすき間をもって受容する。

次のこのケーソンＣの沈設方法について説明する。

以下、施工手順に基づいて説明する。

（１）地上部分において、予め製作されたケーソンＣの
下部すなわち先行刃先部４とフーチング部７とを予掘を
もって鉛直性を保持しつつ設置する。この設置に先立っ
て、鋼矢板あるいは現場造成によるガイドウォールＧを
形成し、このガイドウォールＧ内にケーソンＣを案内設
置することが行われる。

なお、先行刃先部４とフーチング部７とは、後記する
ように、現場で製作されることも、また、分割された部
分を互いに組み合わせて組み立てるプレキャスト方式を
採ることも自在である。

ケーソンＣの設置後、あるいはその設置作業と平行し
て、作業台Ｄを設置し、掘削・排土機構５の地上部分
（水源42、送水ポンプ41、揚排土ポンプ47、分離槽48）
を配備する。

（２）設置されたケーソンＣの下部に対して、掘削・排
土機構５の最下端部の下部縦管ユニットU₂を設置し、か
つ、この縦管ユニットU₂に最上部の縦管上部ユニットU₁
を接続する。上部縦管ユニットU₁における送水管40は送
水ポンプ41側に接続され、排土管45の吐出部52は揚排土
ポンプ47側に接続される、これにより、送水管40は先行
刃先部４の流水孔28に連通し、螺旋ドレーン46の下端は
排出口26に臨む。そして、上部縦管ユニットU₁は吊索50
をもって吊り下げられ、縦管ユニットＵは全体として鉛
直に保持される。

この状態で、掘削・排土機構５を作動させ、その送水
管40を介して先行刃先部４の先端の吐出口30より水流を
吐出させ、フーチング部７内の土砂を洗掘掘削させ、排
出口26より洗掘土砂を排土孔25に送り込み、排土機構部
5Bより排出させ、ケーソンＣを沈下させる。

（３）上記沈下と相まって、フーチング部７上にケーソ
ン躯体１の最下部の壁部を構築する。

壁部の構築が所定高さまで進行すれば、該躯体１の内
部に水を注入充填する。この充填水Ｍはケーソン躯体１
の内部及び通水孔10を介してケーソン躯体１の外部すな
わち孔Ｈとのすき間Ｓに同一水位で充満する。これによ
り、ケーソン躯体１の壁部は充填水Ｍにより内外から均
等な水圧を受ける。また、この注入水Ｍはフーチング部
７への載荷重として作用する。

（４）ケーソン躯体１内部の充填水Ｍ上に、かつ、排土
管45回りに浮作業台８を配置する。この浮作業台８を介
してケーソン躯体１の組立て作業をなすが、該ケーソン
躯体１の構築が地上部のみでなされるならば、この浮作
業台８の設置は後工程でなされてもよい。

（５）以下、このようにしてケーソンＣの沈下に伴い、
ケーソン躯体１を逐次上方へ構築してゆき、また、縦管
ユニットＵの１ユニット沈み込む毎に、新たな中間縦管
ユニットU₃を継ぎ足してゆく。この作業は作業台Ｄにお
いて容易になされる。また、ケーソン躯体１への注水も
随時なされる。

（６）上記の工程を繰り返し、ケーソンＣは沈降してゆ
く。

この沈降過程を説明する。

（６−１）ケーソン室Ｋについては、先行刃先部４から
吐出される水流は、ケーソン室Ｋ内に導かれ、その内部
の土砂を洗掘し、排出口26へ向かって流れる。排土管45
に導入された土流水は、螺旋ドレーン46に導かれて旋回
しつつ上方へと運ばれる。砂粒は螺旋ドレーン46により
滞留することがない。

土流水は分離槽48へ吐出され、砂粒分を沈降させ、上
澄み分としての水は水源42へ帰還され、再利用される。

この水循環系において、先行刃先部４からの吐出水流
は必ずしも水勢のあるいわゆるジェット流である必要は
なく、重要なことは、流入水と流出水との流量がバラン
スすることである。

地盤Ｅの地下水位が高く、また鋭敏性の高い地質であ
るとき、ケーソンＣの沈降に伴いケーソン室Ｋの掘削底
面はヒービング現象を受け易い状態となるが、送水管40
からの圧力水に適宜の水頭を加えることにより、このヒ
ービング現象を抑えつつ掘削を進める。このとき、本実
施例方法では、ケーソン室Ｋ内に15.0〜20.0kgf/cm²の
高い水圧を作用させることが可能である。

（６−２）ケーソンＣの躯体１の上部においては、ケー
ソン躯体１の沈降にともないプレキャストパネル1A,1B
の組み立てにより上方へ継ぎ足されてゆく。

また、排土管45は次第に下降するが、作業台Ｄ上にお
いて、縦管上部ユニットU₁が最下点に達したとき、中間
縦管ユニットU₃が継ぎ足される。

なお、この間ケーソン躯体１内への注水は随時なされ
る。

（７）ケーソンＣが所定の深度に達すれば、流水洗掘操
作は停止される。

（８）ケーソン躯体１内の充填水Ｍを汲み出し、充填水
Ｍの水位を下げ、このとき外気に露出する通水孔10を介
して固結剤をケーソン躯体１の外側面と孔Ｈとの間隙部
Ｓに充填する。浮作業台８は水位の低下とともに次第に
下降し、この作業の容易化を図る。これにより、ケーソ
ンＣは地盤Ｅと止水されるとともに、地盤Ｅとの定着が
なされる。

本実施例では、固結剤として水ガラス系溶液タイプの
ものが使用される。このものは急速固結性を示すととも
に、低粘度で地盤への浸透性がすぐれている。

（９）この作業と相まって、縦管ユニットＵの分解作業
が行われる。孔壁Ｈへの固結剤の充填作業が終了したと
き、次いで、ケーソン室Ｋへの充填作業がなされる、本実施例のケーソンの沈設方法は上述した手順をもっ
てなされ、かつ、作用を奏するものであるので、以下の
特有の効果を有する。

効果：ケーソンＣの沈設は先行刃先部４を先導してな
され、中心位置を保持し、その結果傾きが生じない。ま
た、先行刃先部４による掘削が先行してなされるので、
ケーソン室Ｋでの掘削土量が軽減し、沈下が容易とな
る。

効果：先行刃先部４からケーソン室Ｋに吐出される水
流は洗掘作用によるので緩やかな流れで十分であり、こ
のため、掘削・排土機構５に使用されるポンプ能力は小
さくて済む。また、先行刃先部４からの吐出水流の速さ
を調整することにより、ケーソンＣの沈下速度を容易に
変化させることができる。

効果：沈設中におけるケーソンＣの躯体１の外側は所
定のすき間Ｓを存し、かつ、このすき間Ｓに充填水Ｍが
介在するので、周辺地盤Ｅの土圧に対抗し、その崩落を
防止し、その結果ケーソンの沈降を阻害する周辺地盤Ｅ
との摩擦が生じない。なお、フーチング部７の周壁面3a
の摩擦は躯体１に比べ小さいものであり、該周壁3aをテ
ーパー面とすることにより更に軽減することができる。

効果：ケーソン躯体１に形成された通水孔10により、
該ケーソンＣの沈設中においては充填水Ｍが内外で導通
状態となり、該躯体１壁面は内外側から均等な水圧を受
け、ケーソンの鉛直な沈降に寄与する。また、ケーソン
Ｃが沈設された後は該通水孔10を介して固結剤が注入さ
れ、ケーソンＣは地盤Ｅと一体化し、大きな荷重支持力
を発揮する。このため、ケーソン躯体１の壁厚は可及的
薄くされうる。

このように通水孔10は多機能を発揮する。

効果：固結剤の注入作業においては、浮作業台８を利
用して該作業を上方から下方へ容易に実施される。

本実施例の態様において、先行刃先部４は図例の構成
に限定されるものでなく、掘削の先導と水流の上昇作用
をなす機能を果たす範囲内で適宜改変可能であって、例
えばフーチング21は適宜省略されうる。

また、掘削・排土機構５における縦管の構成は一例示
であって、螺旋機構を使用しない直管系の排土管であっ
てもよく、また、剛な縦管構成を採らず柔な構成を採る
ことも可能である。

（第２実施例）図９〜図14は本発明の他の実施例（第２実施例）を示
す。すなわち、図９は、その全体構成を示し、図10〜図
14はその部分構成を示す。図において、先の第１実施例
と同等の部材については同一の符号が付されている。

この実施例のケーソンＣにおいては、先行刃先部４の
構成、及び掘先・排土機構５の構成、特には縦管部の構
成、に特徴を有する。

以下、本実施例のケーソンＣについて第１実施例と異
なる点に付き重点的に説明する。

このケーソンＣにおいても、躯体１には多数の通水孔
10が開設され、また、フーチング部７における刃先部３
は躯体１の外径より拡径されている。

フーチング部７図10〜図12により詳細に示されるように、フーチング
部７の底盤２においては、その中央部2aと周辺部2bとが
分離可能に構成され、中央部2aは周辺部2bの穴部2cに取
付けボルトを介して取付け取外し自在とされる。この構
成によってもケーソン室Ｋの密閉性を損なうことはな
い。そして、中央部2aは先行刃先部４と一体となり、当
該先行刃先部４は周辺部2bの穴部2cに対し挿通自在の寸
法関係となっている。

フーチング部７の刃先部３においては、後述する副送
水ホースに連通する送水管55が埋設され、その先端開口
部56は刃先部３の内側面3bに、かつケーソン室Ｋに所定
角度を向けて開口する。

先行刃先部４先行刃先部４は、その基柱部20が第１実施例に比べて
長くされ、それだけ穿孔角度αが小さく、鋭くなる。

この先行刃先部４において、中央部に流水孔管57が埋
設設置され、その先端流路部57aは貯留室29を介して吐
出口30より水流が吐出されるものであるが、フーチング
21で分岐流路部57bをもって放射状に分岐され、その先
端開口部58はフーチング21の内側面21bに開口する。

更に、この先行刃先部４の基柱部20には、中央の流水
孔管57回りに、下端に排出口60を有する排土孔管61が複
数個（本実施例では８個）配されている、隣り合う排出
口60は互いに上下差をもって配される。

掘削・排土機構５掘削・排土機構５の縦管部については、ケーソン躯体
１の中央部に配され、その下端が流水孔管57に接続され
る主送水ホース63と、該主送水管ホース63回りに配さ
れ、その下端が排土孔管61に接続される複数の排土ホー
ス64とからなる。65は主送水ホース63と流水孔管57との
接手、66は排土ホース64と排土孔管61との接手である。
本実施例において重要なことは、これらのホース63,64
は柔軟材によって形成され、屈撓自在であり、長尺体で
あることである。主送水ホース63は下端の接手65より上
方に長く延設され、浮作業台８の上方で捲回部63aをも
って一旦巻き貯められ、その上端は接手を介して後述す
るコネクターへ接合される。排土ホース64も同じく下端
の接手66より上方へ長く延設され、浮作業台８の上方で
捲回部64aをもって巻き貯められ、かつその上端は接手
を介してコネクターへ接合される。

これらの主送水ホース63及び排土ホース64は一定間隔
を置いて配された固定具67をもってまとめられる。

図例では各排土ホース64は直線状になっているが、主
送水ホース63を中心に捩られて、いわゆる螺旋状に巻か
れる態様を採りうる。この態様によれば、排水中に砂礫
の含まれている場合にも有効である。

ケーソン躯体１の内部には更に、該躯体１の内壁に沿
って、副送水ホース69が取付け具70を介して鉛直に配さ
れる。71は送水管55との接合をなす接手である。該副送
水ホース69も手送水ホース63と同様、柔軟材により屈撓
自在であり、かつ、長尺体である。上部には捲回部69a
を有する。

図13及び図14はこの第２実施例の浮作業台８を含む地
上部の詳細を示す。

図から判るように、主送水ホース63及び排土ホース64
はその上端で共通のコネクター73を介して、それぞれ送
水ポンプ41及び揚排土ポンプ47に接続される。すなわ
ち、コネクター73は一構成単位として、流水系と排土系
との２系統からなり、それぞれ接手手段をもってホース
63,64並びに配管系に接続される。また、該コネクター7
3は作業台Ｄに固定設置されることを基本とするが、第
１実施例と同様に吊下げ状態で保持されることは自由で
ある。

送水機構部5Aにおいて、本実施例では送水ポンプ41か
ら副送水ホース69への送水はコネクター73の手前で分岐
されているが、コネクター73にこの分岐機能を持たすこ
とも、あるいはコネクター73に接続される主送水ホース
63から分岐させることも可能である。更には、別の送水
ポンプを用いて送水することも自由である。

送水ポンプ41の水源は、本実施例では、配管74を介す
る外部水源と、配管75を介するケーソン躯体１内の充填
水Ｍの２系統となっているが、これらの内のいずれかの
みであってもよい。

排土機構部5Bにおいては、揚排土ポンプ47から分離槽
48へ送られた土流水は、その上澄み水を配管76を介して
充填水Ｍへ帰還される。

図14は浮作業台８回りの以上のホース63,64,69並びに
配管75の配置関係の一例を示す。

該浮作業台８は図例では一体ものとして示されている
が、取扱い易さ、収納性から４分割体（２点鎖線表示）
あるいはそれ以外の複数分割体に構成することもでき
る。

本第２実施例のケーソンの沈設は、先の第１実施例の
手順に準じて行われるが、以下その特徴とする点を述べ
る。

送水ホース63,69及び排土ホース64は十分に長いもの
が用意される。

主送水ホース63からの送水は、先行刃先部４におい
て、主たる吐出口30から上方へ吐出され連通孔27を通っ
てケーソン室Ｋへと流れる。また、先端開口部58からの
副水流により先行刃先部４の周辺地盤の穿孔作用をより
促進する。なお、送水ホース63から流水孔管57への断面
縮小効果により、吐出口30及び先端開口部58からの水流
は噴射水となる。

副送水ホース69からの送水は、フーチング部７におい
て、先端開口部56より吐出され、ケーソン室での土砂洗
掘を促進させる。

これらの洗掘された土砂流は、揚排土ポンプ47からの
吸引作用を受けて排出口60より排土ホース64内を上方に
向けて排出される。

このとき、排土ホース64が螺旋状態にされている場合
には、砂礫分の排出は一層容易である。

ケーソン室Ｋの土砂洗掘に伴い、ケーソンＣは沈降す
る。

ケーソンＣの沈降とともに、充填水Ｍがケーソン躯体
１内に注水され、通水孔10を介してケーソン躯体１の内
外の水圧は均衡し、ケーソンＣは鉛直に沈降してゆく。
該充填水Ｍは間隙Ｓにおいて、周辺地盤Ｅの土圧に対抗
し、地盤Ｅの崩壊を防止する。充填水Ｍの注水は洗掘さ
れた土流水を分離槽48へ導き、その上澄み水を配管76を
介してなされる。更には、地下水からの導入も期待され
る。

一方、送水ポンプ41からの送水は、外部水源からの取
水の外、充填水Ｍからの取水による。しかして、使用さ
れる水の大宗は循環流をなし、新規補給は可及的少なく
される。

ケーソンＣの沈降が終了すれば、先の実施例と同様、
通水孔10を介して、ケーソン躯体１の上方より順次にセ
メントモルタルにより間隙Ｓへのモルタル注入がなされ
る。

本実施例によれば、第１実施例の利点すなわち効果
〜を総て充当する外、更に次のような利点を得ること
ができる。

このケーソンＣの沈降は、その先行刃先部４が長くな
されているので、穿孔角度αが小さく、穿孔精度が向上
する。

ケーソン室Ｋ及び先行刃先部４での掘削は先端開口部
から吐出する圧力水により一層促進される。

また、先行刃先部４は底盤２から取り外し自在となっ
ているので、ケーソンＣの沈設後、該先行刃先部４を取
り外し、撤去後の空間へのコンクリートの充填により基
礎部の強化がなされるとともに、該先行刃先部４の再使
用が図られ、経済的である。

更に、送水ホース63,69及び排土ホース64は長いの
で、沈降中における継足し作業がなく、効率的な沈降作
業を行える。

（更に他の実施例）（第３実施例）叙上の２つの実施例のケーソンＣにおいては当該躯体
１には通水孔10が多数開設されたものであったが、通水
孔10を有さない躯体１からなるケーソン、すなわち通常
のケーソン躯体の場合、第４の発明の実施例（第３実施
例）を構成する。

この実施例においては、当該フーチング部７の第１の
刃先部３はケーソン躯体１よりも拡径される態様、ある
いは同径の態様のいずれかの態様を採りうる。前者すな
わち拡径された態様において、地盤Ｅとケーソン躯体１
との間隙Ｓには清水あるいは泥水が充填されることは明
白である。

この実施例において、ケーソンＣの沈降は、先行刃先
部４から吐出される水流によるケーソン室Ｋ内の土砂洗
掘によることは先の第１・第２実施例どおりである。

従って、この実施例方法によれば、その効果は先の効
果、を充当する。

（第４実施例）第１・第２実施例において、ケーソンＣの下部の底盤
２の密閉性を保持したまま先行刃先部４を省略した態様
は第５の発明の実施例（第４実施例）を構成する、この
場合、ケーソン室Ｋ内の土砂掘削は公知の手段で行われ
ることも、また、ジェット水流での土砂洗掘作用により
行うことも可能である。後者の場合、第１実施例の縦管
ユニットＵあるいは第２実施例のホース63,64を利用し
て土砂流の排出を行うことは適宜なし得る技術的配慮で
ある。

この実施例において、ケーソン室Ｋ内の土砂掘削によ
るケーソンＣの沈降において、ケーソン躯体１内へ充填
水Ｍが注入され、沈設後においては通水孔10からの固結
剤の充填作業がなされる。

従って、この実施例方法によれば、その効果は、先の
効果、、を充当する。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】実質的に箱状断面をなすケーソンの躯体の
下端に底盤が形成され、該底盤より下方に該ケーソン躯
体よりも拡径された第１の刃先部が形成され、前記底盤
と前記第１の刃先部とで前記ケーソン躯体と区画された
ケーソン室が構成され、かつ、前記底盤の中心より可及
的細径の基柱部をもって前記第１の刃先部より下方に突
出して延設されるとともに該突出する中間位置で前記第
１の刃先部に縮小相似する拡径状のフーチングを有し、
かつ先端部に水流の吐出口を有する先行刃先部が設けら
れ、前記ケーソンの躯体には内外に導通する多数の通水
孔が形成されてなるケーソンの沈設方法であって、前記先行刃先部の先端の吐出口より水流が前記ケーソン
室に向けて吐出され、該水流に基づく掘削攪拌土を前記
先行刃先部のフーチングの上位に開設された排出口より
排出する、ことを特徴とするケーソンの沈設方法。
【請求項２】請求項１において、ケーソンの躯体には充
填水が注入されてなることを特徴とするケーソンの沈設
方法。
【請求項３】請求項１又は請求項２において、ケーソン
の沈設後、ケーソンの躯体の内部より通水孔を介して固
結剤が注入されてなることを特徴とするケーソンの沈設
方法。
【請求項４】実質的に箱状断面をなすケーソンの躯体の
下端に底盤が形成され、該底盤より下方に第１の刃先部
が形成され、前記底盤と前記第１の刃先部とで前記ケー
ソン躯体と区画されたケーソン室が構成され、かつ、前
記底盤の中心より可及的細径の基柱部をもって前記第１
の刃先部より下方に突出して延設されるとともに該突出
する中間位置で前記第１の刃先部に縮小相似する拡径状
のフーチングを有し、かつ先端部に水流の吐出口を有す
る先行刃先部が設けられてなるケーソンの沈設方法であ
って、前記先行刃先部の先端の吐出口より水流が前記ケーソン
室に向けて吐出され、該水流に基づく掘削攪拌土を前記
先行刃先部のフーチングの上位に開設された排出口より
排出する、ことを特徴とするケーソンの沈設方法。
【請求項５】実質的に箱状断面をなすケーソンの躯体の
下端に底盤が形成され、該底盤より下方に第１の刃先部
が形成され、前記底盤と前記第１の刃先部とで前記ケー
ソン躯体と区画されたケーソン室が構成され、前記底盤
の中心より可及的細径の基柱部をもって前記第１の刃先
部より下方に突出して延設されるとともに該突出する中
間位置で前記第１の刃先部に縮小相似する拡径状のフー
チングを有し、かつ先端部に水流の吐出口を有する先行
刃先部が設けられ、かつ、前記先行刃先部のフーチング
の上位に水流に基づく掘削攪拌土の排出口が開設されて
なる、ことを特徴とするケーソン。
【請求項６】請求項５のケーソンにおいて、ケーソンの
躯体には内外に導通する多数の通水孔が形成されてな
る、ことを特徴とするケーソン。