JP3967494B2 - 沈設体の沈設工法及びその工法に使用される沈設体 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、PCウェル工法、オープンケーソン工法等のように筒状の沈設体を地中に沈設する沈設工法及びその工法に使用される沈設体に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、立坑等の沈設構造物を地中に構築するために、複数の筒状の躯体よりなる沈設体を地中に圧入し沈設する沈設工法が採用されている。この種の工法として、例えば、PCウェル工法、オープンケーソン工法等の圧入工法が一般に知られている。
【0003】
ここで、沈設体が沈設される深さの間の地盤途中に硬質土層(以下、単に「硬質層」と言う。)が入り組んでいると、その硬質層により沈設体の圧入が阻まれることになる。そこで、この硬質層に対処するために、従来では、先行削孔により地盤を置き換えてから沈設体を沈設したり、沈設体に加えられる圧入力を硬質層の固さに応じて増大させる等の方法が採られていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、先行削孔により地盤を置き換える方法では、先行削孔を設ける際に、その垂直精度を確保することが容易でなかった。先行削孔の垂直性が良くなければ、その後に沈設される沈設体の垂直施工精度が悪くなり、最終的には、沈設構造物としての施工精度が低下するおそれがあった。一方、沈設体の圧入力を増大させる方法では、圧入力の増大に合わせて沈設体を構成する躯体の壁厚を厚くする必要や壁体強度を上げる必要がある。圧入力を上げるための設備費用も増大する。又、沈設体を地中に沈設する際に地盤の緩んだ方向へ進む傾向が強くなり、この意味でも、沈設体の垂直施工精度が低下するおそれがあった。垂直施工精度が低下すると、沈設のために必要な圧入力等が急激に増大し、場合によっては沈設できなくなる事態も起こり得る。又、垂直施工精度が低下すると、沈設体内部の垂直有効断面積が低下し、所期の目的が達せられないこともあり得る。
【0005】
この他にも、沈設体を沈設する前に躯体内側の孔に沿うようにアンカーを打設し、そのアンカーに沿わせるように躯体を設置し沈設する方法がある。しかし、打設時のアンカーにずれが生じたり、アンカーと孔との隙間にずれが生じたりすると、沈設体の圧入方向にずれが生じることがあり、その結果、沈設体の垂直施工精度が低下するおそれがあり、沈設構造物としての施工精度が低下するおそれがあった。
【0006】
この発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、沈設体の垂直施工精度を向上させることを可能にした沈設体の沈設工法及びその工法に使用される沈設体を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
【0008】
【0009】
【0010】
【0011】
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、筒状をなす複数の単位躯体をその軸線方向に順次積み重ねた沈設体を地中に沈設する沈設工法であって、所定の第1の深度まで沈設体を沈設する第1の沈設工程と、各単位躯体の軸線方向に貫かれた複数の貫通孔を通じて沈設体の下方へ伸ばされる掘削手段により地中を更に深い第2の深度まで掘削し、各貫通孔に対応して連通する複数の掘削孔を形成する掘削工程と、互いに連通する各貫通孔及び各掘削孔を通じて第2の深度まで複数の引張材を地中に挿入する挿入工程と、挿入された各引張材の下端を定着部により地中に定着させる定着工程と、第1の沈設工程で沈設された沈設体の上に、更に少なくとも一つの別の単位躯体を積み重ね、その別の単位躯体の各貫通孔に挿通される各引張材に沿って別の単位躯体を地中に沈設することにより沈設体を第2の深度近傍まで沈設する第2の沈設工程とを備えたことを趣旨とする。
【0012】
上記発明の構成によれば、第1の沈設工程では、複数の単位躯体をその軸線方向に順次積み重ねて地中に沈設することにより、それら複数の単位躯体よりなる沈設体が第1の深度まで沈設される。ここでは、各単位躯体がその軸線方向に順次積み重ねられて地中に沈設されることから、沈設体全体としての垂直性が容易に得られるようになる。
次に、掘削工程では、各単位躯体をその軸線方向に貫かれた複数の貫通孔のそれぞれを通じて掘削手段が沈設体より下方へ伸ばされ、その掘削手段により地中が更に深い第2の深度まで掘削され、各貫通孔に連通する掘削孔が複数地中に形成される。その際に、第1の沈設工程で沈設された沈設体の垂直性が得られ、各単位躯体の貫通孔の垂直性が得られることにより、掘削手段による掘削方向の垂直性が得られ、地中に形成される掘削孔の垂直性が得られる。
その後、挿入工程では、互いに連通する各貫通孔及び各掘削孔を通じて複数の引張材が第2の深度まで地中に挿入される。ここでも、互いに連通する各貫通孔及び各掘削孔の垂直性が得られることにより、第2の深度まで挿入される各引張材の垂直性が得られるようになる。
その後、定着工程では、各貫通孔及び掘削孔に挿入された各引張材の下端が定着部により地中に定着される。これにより、定着部がアンカーとなって各引張材の下端が地中に固定される。ここでは、互いに連通する各貫通孔及び各掘削孔を通じて定着部の形成に必要な材料が供給される。
その後、第2の沈設工程では、第1の沈設工程で沈設された沈設体の上に積み重ねられる別の単位躯体の各貫通孔に引張材が挿通され、それら引張材に沿って別の単位躯体が地中に沈設されることにより沈設体が第2の深度近傍まで沈設されることになる。ここでは、挿入工程で挿入され、定着工程で定着された各引張材の垂直性が得られることにより、第2の深度まで沈設される沈設体の垂直性が得られるようになる。更に、沈設された沈設体が定着部により地中に係留されることになり、沈設体の浮き上がりが抑えられる。
【0013】
上記目的を達成するために、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の沈設体の沈設工法において、第2の沈設工程で沈設体が沈設された後、定着部を基点に引張材を緊張させると共に、その引張材の上端を沈設体の上端に定着部により定着させることを趣旨とする。
【0014】
上記発明の構成によれば、請求項1に記載の発明の作用に加え、地中に沈設された沈設体が、各引張材の下端の定着部と、上端の定着部との間で係留されることになり、沈設体の浮き上がりが抑えられる。
【0015】
上記目的を達成するために、請求項3に記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載の沈設工法に使用される沈設体であって、各単位躯体は、筒状に形成された周壁と、周壁を軸線方向に貫通し、その周壁に沿って互いに平行に配置された複数の貫通孔とを含むことを趣旨とする。
【0016】
上記発明の構成によれば、請求項1又は請求項2に記載の沈設工法に最適な沈設体が得られる。
【0017】
上記目的を達成するために、請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の沈設体であって、各単位躯体は、複数のセグメントピースが互いに連結されることにより筒状の周壁を形成したものであり、各セグメントピースは、その軸線方向に貫通する少なくとも一つの貫通孔を含むものであり、上下に積み重ねられる二つの単位躯体は、上側の単位躯体の各セグメントピースと下側の単位躯体の各セグメントピースが互いに水平方向へずれて配置されると共に、上側及び下側の単位躯体の各貫通孔が互いに連通するものであることを趣旨とする。
【0018】
上記発明の構成によれば、請求項3に記載の発明の作用に加え、複数のセグメントピースが互いに連結されることにより筒状の周壁を有する各単位躯体が形成されることから、各単位躯体をセグメントピースの形で施工現場まで運ぶことが可能となり、施工現場での単位躯体の組立・構築が可能となる。更に、上側の単位躯体の各セグメントピースと下側の単位躯体の各セグメントピースが互いに水平方向へずれて配置されることから、外部荷重に対する沈設体全体の機械的強度が高められる。
【0019】
【発明の実施の形態】
[第1の実施の形態]
以下、本発明の沈設体の沈設工法及びその工法に使用される沈設体を具体化した第1の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【0020】
図1は、本実施の形態の沈設工法により沈設される沈設体1を含む沈設構造物2(この場合、「立坑」)の断面図を示す。図2は図1の沈設構造物2の平面図を示す。この実施の形態では、地盤途中に硬質土層(硬質層)が入り組んでいる現場での沈設工法について説明する。
【0021】
図1,2に示すように、沈設構造物2は、地中に沈設された長円筒状をなす沈設体1と、その沈設体1の下端部に打設された底盤水中コンクリート3と、沈設体1の内部を軸線方向に沿って貫いて設けられた複数本の鋼材4とを備える。
沈設体1は、短円筒状をなす複数(この場合、9個)の単位躯体としての沈設リング5A〜5Iがそれらの軸線方向(垂直方向)に積み重ねられて沈設されることにより構成される。各沈設リング5A〜5Iは、短円筒状に形成された周壁6と、その周壁6を軸線方向に貫通して互いに平行に配置された複数の貫通孔としての鉄筋孔7とを含む。各沈設リング5A〜5Iは、円弧状をなす複数のセグメントピース8が互いに連結されることにより円筒状の周壁6を形成したものである。この実施の形態で、沈設体1の最下端に位置する沈設リング5Aは、刃口9を有する刃口リング5Aである。
図1に示すように、上下に積み重ねられる各沈設リング5A〜5Iにおいて、上側の各沈設リング5B〜5Iの各セグメントピース8と下側の沈設リング5A〜5Hの各セグメントピース8は互いに水平方向へずれて、即ち、千鳥模様状に配置されると共に、上側及び下側の各沈設リング5A〜5Iの各鉄筋孔7が互いに上下に連通するようになっている。
【0022】
図3,4にセグメントピース8の構造の一例をそれぞれ斜視図に示す。図3は鋼構造のセグメントピース8を示し、図4は鉄筋コンクリート(RC)構造のセグメントピース8を示す。図3,4に示すように、各セグメントピース8は、その軸線方向に貫通すると共に互いに平行に等間隔に配置された複数(この場合4本)の鉄筋孔7を有する。セグメントピース8としては、鋼構造、RC構造の何れを使用することもできるが、この実施の形態では、RC構造のピース8を使用するものとする。
【0023】
次に、沈設体1の沈設工法を含む沈設構造物2の構築工法を、図5〜16に示す工程順序図等に従って説明する。
【0024】
先ず、図5に示す第1の工程で、施工場所の地表面上に刃口リング5Aを構築して据え付ける。
【0025】
次に、図6に示す第2の工程で、圧入設備(図示しない)を使用して、刃口リング5Aを地中に掘削・圧入して沈設する。掘削方法は、刃口リング5Aの内側の土砂をバケット等の掘削機により掘削して外部へ排出するものである。
【0026】
次に、図7に示す第3の工程で、別の沈設リング5Bを、刃口リング5Aの上に構築して積み重ねる。
【0027】
次に、図8に示す第4の工程で、互いに積み重ねられた刃口リング5A及び沈設リング5Bを、上記と同様に地中に圧入・沈設すると共に、刃口リング5Aの内側の土砂を掘削・排出する。
【0028】
次に、図9に示す第5の工程では、上記第3及び第4の工程を繰り返すことにより、更に別の沈設リング5Cを、地盤途中に入り組んだ硬質層の手前まで沈設する。この段階において、三つの沈設リング5A〜5Cにより沈設体1が構成されるが、各沈設リング5A〜5Cの軸線方向に貫かれた複数の鉄筋孔7はのそれぞれが上下に連通する。この実施の形態で、上記第1〜第5の工程は、本発明の第1の沈設工程に相当する。
これら第1〜第5の工程では、各沈設リング5A〜5Cがその軸線方向に順次積み重ねられて地中に圧入されることから、沈設体1の全体としての垂直性が容易に得られる。
【0029】
次に、図10に示す第6の工程で、上下に連通した各鉄筋孔7を通じて沈設体1の下端まで掘削手段としてのウォータジェット10を伸ばし、ウォータジェット10から高圧水を噴射することにより硬質層を掘削する。図15,16に示すように、この実施の形態で、本工程において、各鉄筋孔7を中心に沈設リング5A〜5Cの壁厚よりも大径な掘削孔11を形成すると共に、互いに隣接して形成される各掘削孔11を水平方向に互いに重複させる。各掘削孔11における沈設リング5A〜5Cとの間の空洞部には、必要に応じてコンタクトグラウトを充填することになる。この実施の形態で、本工程は、本発明の掘削工程に相当する。
この第6の工程では、各鉄筋孔7に対応して複数の掘削孔11がウォータジェット10により硬質層に形成され、それら掘削孔11により沈設体1の外形に対応した大孔12(図11に示す。)が形成されることになる。その大孔12は、第1〜第5の工程で沈設された沈設体1の垂直性が得られ、各沈設リング5A〜5Cの鉄筋孔7の垂直性が得られることにより、ウォージェット10による掘削方向の垂直性が容易に得られ、硬質層に形成される大孔12の垂直性が得られるようになる。
【0030】
次に、図11に示す第7の工程で、沈設リング5Cの上に更に別の沈設リング5D,5Eを順次構築して積み重ね、地中に圧入することにより、掘削された硬質層の大孔12を貫いて沈設体1を更に深くまで沈設する。この実施の形態で、本工程は、本発明の第2の沈設工程に相当する。
この第7の工程では、第6の工程で硬質層に形成された大孔12の垂直性が得られることにより、硬質層を貫いて沈設される沈設体1の垂直性が得られるようになる。
【0031】
次に、図12に示す第8の工程では、前述した第6及び第7の工程を繰り返すことにより、更に別の硬質層の大孔12を貫いて沈設体1を更に深くまで所定の深度に沈設する。この実施の形態で、上記第1〜第8の工程は、本発明の沈設体の沈設工法に相当するものである。
【0032】
これ以降は、所定の深度まで沈設された沈設体1を用いた沈設構造物2の構築が行われる。即ち、図13に示す第9の工程では、沈設体1の刃口リング5Aの内側に底盤水中コンクリート3を打設する。
【0033】
その後、図14に示す第10の工程で、沈設体1の各鉄筋孔7に鋼材4を挿入し、複数の沈設リング5A〜5Iよりなる沈設体1を一体化させた後、沈設体1の内部の水替えを行うことにより、沈設構造物2を完成させる。
【0034】
以上説明したように本実施の形態の沈設構造物の構築工法における沈設体の沈設工法によれば、地盤途中に入り組んだ硬質層の手前まで複数の沈設リング5A〜5Cよりなる沈設体1を沈設する。更に、各沈設リング5A〜5Cの軸線方向に貫かれた複数の鉄筋孔7のそれぞれを通じて沈設体1の下端まで伸ばされたウォータジェット10により硬質層を掘削する。そして、掘削された硬質層を貫いて沈設体1を更に深くまで沈設するようにしている。
従って、この沈設工法によれば、硬質層の手前まで、各沈設リング5A〜5Cがその軸線方向に順次積み重ねられて地中に圧入されることから、沈設体1の全体としての垂直性が容易に得られる。これにより、各沈設リング5A〜5Cの鉄筋孔7の垂直性が得られることにより、ウォータジェット10による掘削方向の垂直性が容易に得られ、硬質層に形成される大孔12の垂直性が得られるようになる。これにより、硬質層を貫いて沈設される沈設体1の垂直性が得られるようになる。この結果、最終的に所定の深度まで沈設される沈設体1の垂直施工精度を向上させることができる。つまり、硬質層に大孔12を空ける際に、その大孔12の垂直精度を容易に確保できることから、その大孔12を通して沈設される沈設体1の垂直施工精度を向上させることができ、最終的には、構築される沈設構造物2の施工精度を向上させることができるようになる。しかも、硬質層に対処するために、沈設体1の圧入力を増大させる必要がないことから、沈設体1を構成する各沈設リング5A〜5Iの壁厚を厚くする必要がない。このため、圧入される沈設体1が地盤の緩んだ方向へ進み易くなることもない。
【0035】
この実施の形態では、第6の工程において、各鉄筋孔7を中心に各沈設リング5A〜5Cの壁厚よりも大径な掘削孔11が複数形成され、しかも、それら隣接して形成される各掘削孔11が水平方向において互いに重複したものとなる。従って、それら複数の掘削孔11が一連となって沈設体1の沈設を許容する大孔12が硬質層に形成されることになる。このため、沈設体1を沈設する前の現状地盤の状態から硬質層を削孔する場合に比べて、大孔12を硬質層の削孔箇所に対して容易に正確に形成することができるようになる。
【0036】
この実施の形態では、沈設体1を構成する各沈設リング5A〜5Iが、筒状に形成された周壁6と、その周壁6を軸線方向に貫通して互いに平行に配置された複数の鉄筋孔7とを含むものとなっている。従って、上記沈設工法のために最適な沈設体1が得られ、この結果、上記沈設工法を容易に実施することができるようになる。
【0037】
この実施の形態では、各沈設リング5A〜5Iを構成する複数のセグメントピース8が互いに連結されることにより筒状の周壁6を有する各沈設リング5A〜5Iが形成される。従って、各沈設リング5A〜5Iをセグメントピース8の形で施工現場まで運ぶことが容易となり、限られたスペースの施工現場で沈設リング5A〜5Iの構築が可能となる。このため、各沈設リング5A〜5Iの運搬及び保管を容易なものにすることができ、限られたスペースでの施工作業を容易なものとすることができる。
更に、上下に積み重ねられる複数の沈設リング5A〜5Iのうち、上側の沈設リング5B〜5Iの各セグメントピース8と下側の沈設リング5A〜5Hの各セグメントピース8が互いに水平方向へずれて配置されることから、即ち、千鳥模様状に配置されることから、外部荷重に対する沈設体1の全体の剛性強度が高められる。この結果、沈設体1及び沈設構造物2としての耐久性を向上させることができる。
【0038】
[第2の実施の形態]
次に、本発明(請求項1〜4)の沈設体の沈設工法及びその工法に使用される沈設体を具体化した第2の実施の形態に従って詳細に説明する。尚、この実施の形態で前記第1の実施の形態と同一の構成については、同一の符号を付して説明を省略し、以下には異なった点を中心に説明する。
【0039】
図17は、本実施の形態の沈設工法により沈設される沈設体21を含む沈設構造物22(この場合も「立坑」)の断面図を示す。この実施の形態では、硬質層のない地盤に対して沈設構造物22が構築されるものとする。この沈設構造物22は、沈設体21が7つの沈設リング5A〜5Gで構成されことの他、特に、沈設構造物22の下端に設けられた複数の地中定着部23と、同構造物22の上端に設けられた地上定着部24と、両定着部23,24の間で各鉄筋孔7を通じて張られた引張材25とを備える点で前記第1の実施の形態の沈設構造物2と構成が異なる。各沈設リング5A〜5Gの構成、各セグメントピース8の上下配置の点では、第1の実施の形態の沈設体1のそれと同じである。
【0040】
次に、沈設体21の沈設工法を含む沈設構造物22の構築工法を、図18〜29に示す工程順序図等に従って説明する。
【0041】
先ず、図18に示す第1の工程、図19に示す第2の工程、図20に示す第3の工程及び図21に示す第4の工程を実行する。これら第1〜第4の工程の内容は、前記第1の実施の形態の第1〜第4の工程のそれと同じである。
【0042】
次に、図22に示す第5の工程では、更に別の沈設リング5Cを構築し、上記第3及び第4の工程を繰り返すことにより、所定の第1の深度D1まで沈設する。この段階では、三つの沈設リング5A〜5Cにより沈設体1が構成されるが、各沈設リング5A〜5Cの軸線方向に貫かれた複数の鉄筋孔7はのそれぞれが上下に連通する。この実施の形態で、上記第1〜第5の工程は、本発明の第1の沈設工程に相当する。ここで、第1の深度D1とは、後述するように、上下に連通する各鉄筋孔7を通じて下方へ伸ばされる掘削機(例えば、ウォータジェット10)の垂直性が保たれる程度の深さを意味する。この実施の形態では、第1の深度D1を「7m」とする。これら第1〜第5の工程では、各沈設リング5A〜5Cがその軸線方向に順次積み重ねられて地中に圧入されることから、沈設体1の全体としての垂直性が容易に得られる。
【0043】
次に、図23に示す第6の工程で、上下に連通した各鉄筋孔7を通じて沈設体1の下方へ掘削手段としてのウォータジェット10を伸ばし、そのウォータジェット10により地中を第1の深度D1より更に深い第2の深度D2まで掘削することにより、各鉄筋孔7に対応して連通する複数の掘削孔26を形成する。ウォータジェット10を鉄筋孔7から下側に出すとき、そこまでの沈設により鉄筋孔7が土砂により閉塞しているので、ウォータジェット10により、その閉塞を解除しながら所期の掘削に入るようにする。図28,29に示すように、この実施の形態では、各鉄筋孔7とほぼ同径の掘削孔26を形成する。ここで、第2の深度D2は、沈設体1を最終的に沈設させるのに必要な最大の深さを意味する。この実施の形態では、第2の深度D2を「22m」とする。ここでは、第1〜第5の工程で沈設された沈設体21の垂直性が得られ、各沈設リング5A〜5Cの鉄筋孔7の垂直性が得られることにより、ウォータジェット10による掘削方向の垂直性が容易に得られ、地中に形成される各掘削孔26の垂直性が得られる。この実施の形態で、本工程は、本発明の掘削工程に相当する。
【0044】
次に、図24に示す第7の工程で、上下に連通する各鉄筋孔7及び各掘削孔26を通じて第2の深度D2まで複数の引張材25を地中に挿入する。ここでも、互いに連通する各鉄筋孔7及び各掘削孔26の垂直性が得られることにより、第2の深度D2まで挿入される各引張材25の垂直性が得られることになる。この実施の形態で、本工程は、本発明の挿入工程に相当する。
【0045】
次に、同じく図24に示す第8の工程で、挿入された各引張材25の下端を地中定着部23により地中に定着させる。この工程では、上下に連通する各鉄筋孔7及び各掘削孔26を通じて各掘削孔26の最深部まで地中定着部23の形成に必要な材料が供給されることになる。
【0046】
次に、図25に示す第9の工程で、第1〜第5の工程で沈設された沈設体21の上に更に別の沈設リング5D,5E,5F,5Gを順次に構築して積み重ねると共に、それら各沈設リング5D〜5Gの各鉄筋孔7に引張材25を挿通させ、それら引張材25に沿って各沈設リング5D〜5Gを地中に圧入することにより沈設リング5A〜5Gよりなる沈設体21を第2の深度D2の近傍まで沈設させる。ここでは、第7の工程で挿入され、第8の工程で定着された各引張材25の垂直性が得られることにより、ほぼ第2の深度D2まで沈設される沈設体21の垂直性が得られるようになる。この実施の形態で、本工程は、本発明の第2の沈設工程に相当する。ここまでの第1〜第9の工程は、本発明の沈設体の沈設工法に相当するものである。
【0047】
これ以降は、必要沈設長まで沈設された沈設体21を用いた沈設構造物22の構築が行われる。即ち、図26に示す第10の工程では、沈設体21の刃口リング5Aの内側に底盤水中コンクリート3を打設すると共に、各引張材25を緊張させる。これにより、沈設体21にプレス効果を導入し、曲げ応力に抵抗するようにする。
【0048】
その後、図27に示す第11の工程で、各引張材25を沈設体21の上端の地上定着部24で定着させ、複数の沈設リング5A〜5Gよりなる沈設体21を一体化させた後、沈設体21の内部の水替えを行うことにより、沈設構造物22を完成させる。
【0049】
以上説明したように本実施の形態の沈設構造物の構築工法における沈設体の沈設工法によれば、所定の第1の深度D1まで3つの沈設リング5A〜5Cよりなる沈設体21を沈設する。更に、各沈設リング5A〜5Cの軸線方向に貫かれた複数の鉄筋孔7を通じて沈設体21の下方へ伸ばされるウォータジェット10により地中を更に深い第2の深度D2まで掘削し、各鉄筋孔7に対応して連通する複数の掘削孔26を形成する。その後、互いに連通する各鉄筋孔7及び各掘削孔26を通じて第2の深度D2まで複数の引張材25を地中に挿入する。そして、挿入された各引張材25の下端を地中定着部23により地中に定着させる。その後、上記沈設された沈設体21の上に、更に別の沈設リング5D〜5Gを積み重ね、それら別の沈設リング5D〜5Gの各鉄筋孔7に挿通される各引張材25に沿って別の沈設リング5D〜5Gを地中に圧入することにより複数の沈設リング5A〜5Gよりなる沈設体21を第2の深度D2の近傍まで沈設するようにしている。
従って、この沈設工法によれば、初めに3つの沈設リング5A〜5Cがその軸線方向に順次積み重ねられて地中に圧入されることから、それら3つの沈設リング5A〜5Cよりなる沈設体21の全体としての垂直性が容易に得られる。これにより、各沈設リング5A〜5Cの各鉄筋孔7の垂直性が得られることにより、ウォータジェット10による掘削方向の垂直性が容易に得られ、地中に形成される各掘削孔26の垂直性が得られる。更に、上下に連通する各鉄筋孔7及び各掘削孔26の垂直性が得られることにより、第2の深度D2まで挿入される各引張材25の垂直性が得られる。これにより、7つの沈設リング5A〜5Gよりなる沈設体21の全体としての垂直性が得られるようになる。この結果、最終的に所定の第2の深度D2まで沈設される沈設体21の垂直施工精度を向上させることができる。つまり、アンカーとして機能する各地中定着部23の位置ににずれが生じたり、沈設体21の圧入方向にずれが生じたりすることがなく、その結果として、沈設体21の垂直施工精度を向上させることができ、最終的には、沈設構造物22の施工精度を向上させることができるようになる。
特に、この実施の形態では、第6の工程で、各掘削孔26が各鉄筋孔7とほぼ同径に形成されると共に、各鉄筋孔7及び各掘削孔26の内径が引張材25の外径とほぼ同じに形成されることから、各鉄筋孔7及び各掘削孔26に沿って挿入される引張材25の直進性が確保されるようになる。この意味で、沈設体21の垂直施工精度及び沈設構造物22の施工精度をより一層向上させることができるようになる。
【0050】
この実施の形態では、地中に沈設された沈設体21が、地中定着部23と地上定着部24との間で係留されることになり、沈設体21の浮き上がりが抑えられる。即ち、地下水により沈設体21に上向きの浮力が加わっても、各地中定着部23がアンカーとなって沈設体21が地中に係留されることなる。このため、沈設体21の浮力に対する抵抗力を増大させることができ、沈設体21を地下水の浮力に抗して地中に安定的に設置することができる。このことによって、沈設構造物22を地中に安定的に構築することができるようになる。
【0051】
この実施の形態で、第1の実施の形態と同一の構成、即ち、沈設体21及び各沈設リング5A〜5Gのセグメントピース8による構成により得られる作用及び効果については、第1の実施の形態のそれと同じである。
【0052】
又、第1〜第5の工程は沈設体21の自重により掘削・沈設を行い、その後の第6及び第7の工程で引張材25を設置した後、その引張材25を反力に残りの沈設体21を掘削・圧入・沈設することもできる。
【0053】
尚、この発明は前記各実施の形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で以下のように実施することもできる。
【0054】
(1)前記各実施の形態では、本発明の沈設体及び沈設工法を、平面円形状を有する沈設体1,21に具体化したが、これに限られるものではなく、矩形状、小判形状等の各種平面形状を有する沈設体に具体化することもできる。
【0055】
(2)前記各実施の形態では、各沈設リング5A〜5Iを複数のセグメントピース8により構成したが、各沈設リングを最初から一体に形成された筒形周壁により構成してもよい。
【0056】
(3)前記各実施の形態では、鋼構造のセグメントピース8又はRC構造のセグメントピース8を用いたが、鋼構造とRC構造の混在する沈設構造物としてもよい。
【0057】
【発明の効果】
【0058】
【0059】
請求項1に記載の発明の構成によれば、第2の深度まで沈設される沈設体の垂直性が得られる。このため、最終的に所定の第2の深度まで沈設される沈設体の垂直施工精度を向上させることができるという効果を発揮する。
【0060】
請求項2に記載の発明の構成によれば、請求項1の発明の効果に加え、沈設体の浮き上がりが抑えられるようになる。このため、沈設体を浮力に抗して地中に安定的に設置することができるという効果を発揮する。
【0061】
請求項3に記載の発明の構成によれば、請求項1又は請求項2に記載の沈設工法に最適な沈設体が得られる。このため、この沈設工法を容易に実施することができるという効果を発揮する。
【0062】
請求項4に記載の発明の構成によれば、請求項3の発明の効果に加え、各単位躯体の運搬及び保管を容易なものにすることができ、限られたスペースでの施工作業を容易なものにすることもでき、更には、沈設体としての耐久性を向上させることができるという効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 第1の実施の形態に係り、沈設体を含む沈設構造物を示す断面図である。
【図2】 同じく、沈設構造物を示す平面図である。
【図3】 同じく、セグメントピースを示す斜視図である。
【図4】 同じく、セグメントピースを示す斜視図である。
【図5】 同じく、第1の工程を示す説明図である。
【図6】 同じく、第2の工程を示す説明図である。
【図7】 同じく、第3の工程を示す説明図である。
【図8】 同じく、第4の工程を示す説明図である。
【図9】 同じく、第5の工程を示す説明図である。
【図10】 同じく、第6の工程を示す説明図である。
【図11】 同じく、第7の工程を示す説明図である。
【図12】 同じく、第8の工程を示す説明図である。
【図13】 同じく、第9の工程を示す説明図である。
【図14】 同じく、第10の工程を示す説明図である。
【図15】 同じく、掘削孔の一部を示す平面図である。
【図16】 同じく、掘削孔の一部を示す側面図である。
【図17】 第2の実施の形態に係り、沈設体を含む沈設構造物を示す断面図である。
【図18】 同じく、第1の工程を示す説明図である。
【図19】 同じく、第2の工程を示す説明図である。
【図20】 同じく、第3の工程を示す説明図である。
【図21】 同じく、第4の工程を示す説明図である。
【図22】 同じく、第5の工程を示す説明図である。
【図23】 同じく、第6の工程を示す説明図である。
【図24】 同じく、第7及び第8の工程を示す説明図である。
【図25】 同じく、第9の工程を示す説明図である。
【図26】 同じく、第10の工程を示す説明図である。
【図27】 同じく、第11の工程を示す説明図である。
【図28】 同じく、掘削孔の一部を示す平面図である。
【図29】 同じく、掘削孔の一部を示す側面図である。
【符号の説明】
1 沈設体
5A〜5I 沈設リング(単位躯体)
6 周壁
7 鉄筋孔(貫通孔)
8 セグメントピース
10 ウォータジェット(掘削手段)
11 掘削孔
12 大孔
21 沈設体
23 地中定着部
24 地上定着部
25 引張材
26 掘削孔
Claims (4)
- 筒状をなす複数の単位躯体をその軸線方向に順次積み重ねた沈設体を地中に沈設する沈設工法であって、
所定の第1の深度まで前記沈設体を沈設する第1の沈設工程と、
前記各単位躯体の軸線方向に貫かれた複数の貫通孔を通じて前記沈設体の下方へ伸ばされる掘削手段により前記地中を更に深い第2の深度まで掘削し、前記各貫通孔に対応して連通する複数の掘削孔を形成する掘削工程と、
前記互いに連通する各貫通孔及び各掘削孔を通じて前記第2の深度まで複数の引張材を地中に挿入する挿入工程と、
前記挿入された各引張材の下端を定着部により地中に定着させる定着工程と、
前記第1の沈設工程で沈設された前記沈設体の上に、更に少なくとも一つの別の単位躯体を積み重ね、その別の単位躯体の各貫通孔に挿通される各引張材に沿って前記別の単位躯体を地中に沈設することにより前記沈設体を前記第2の深度近傍まで沈設する第2の沈設工程と
を備えたことを特徴とする沈設体の沈設工法。 - 請求項1に記載の沈設体の沈設工法において、
前記第2の沈設工程で前記沈設体が沈設された後、前記定着部を基点に前記引張材を緊張させると共に、その引張材の上端を前記沈設体の上端に定着部により定着させる
ことを特徴とする沈設体の沈設工法。 - 請求項1又は請求項2に記載の沈設工法に使用される沈設体であって、
前記各単位躯体は、筒状に形成された周壁と、前記周壁を軸線方向に貫通し、その周壁に沿って互いに平行に配置された複数の貫通孔とを含む
ことを特徴とする沈設体。 - 請求項3に記載の沈設体であって、
前記各単位躯体は、複数のセグメントピースが互いに連結されることにより筒状の周壁を形成したものであり、
前記各セグメントピースは、その軸線方向に貫通する少なくとも一つの前記貫通孔を含むものであり、
上下に積み重ねられる二つの単位躯体は、上側の単位躯体の各セグメントピースと下側の単位躯体の各セグメントピースが互いに水平方向へずれて配置されると共に、上側及び下側の単位躯体の各貫通孔が互いに連通するものである
ことを特徴とする沈設体。
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