JP4133268B2 - ケーソン - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、地下構造物として使用する立坑や橋梁基礎等に用いられるニューマチックケーソン工法によるケーソンに関するものである。
【０００２】
より詳しくは、刃口部を備えた作業室スラブを複数の分割ブロックを配設し、隣接する分割ブロック同士を接合することにより、構築期間を短縮するケーソンに関するものである。
【０００３】
【従来の技術】
従来、ニューマチックケーソンには、例えば図１１に示されたものがある。すなわち、図１１においてニューマチックケーソン１は、作業室スラブ３の上側にケーソン躯体２が設けられ、その作業室スラブ３の下側には、作業室スラブ３の外周下部に備えた刃口部３ａと地山Ｇで囲まれた作業室４が設けられている。そして、そのケーソン躯体２の内側には、作業室４上方に作業員が昇降するマンシャフト５が立設され、このマンシャフト５の上部には作業員が出入りするマンロック６が設けられている。さらにマンシャフト５とは別にマテリアルシャフト７が立設され、このマテリアルシャフト７の上部にはマテリアルロック８が設けられている。このマテリアルシャフト７から作業室４において地山Ｇを掘削した掘削土をバケット７ａにより搬出したり、資機材の搬入を行う。
【０００４】
作業室スラブ３は、一般的に鉄筋コンクリートで形成されており、刃口部３ａの先端部の外側面及び内側面には鋼板３ｂが設けられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−３７２２０３号公報（第３頁 段落番号００１２）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のニューマチックケーソン構築法にあっては、作業室スラブ３を構築するために以下の行程で作業を行う必要があった。
【０００７】
▲１▼セントルの組立、▲２▼足場の組立、▲３▼鉄筋組立、▲４▼型枠組立、▲５▼コンクリート打設、▲６▼養生、▲７▼レイタンス処理、▲８▼型枠解体
上記の作業は、約４ｍ以上まで鉄筋や型枠を組立てる必要があり、鉄筋の組立てや型枠の組立解体作業に時間がかかっていた。さらに、作業室スラブ３が構築されないと掘削作業及びケーソン躯体２の構築作業を行うことができないため、作業室スラブ３の構築期間で作業工期が決められることがあった。
【０００８】
そこで、この発明は、以上のような従来の問題点を解決するためになされたもので、現地での鉄筋の組立てや型枠の組立て解体作業を減少させて作業室スラブの構築期間を短縮し、掘削作業を行うまでに多くの時間を必要としないケーソンを提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を達成するため、請求項１に記載の発明は、下側に作業室を有し、外周下部に刃口部を備えた作業室スラブと、該作業室スラブの上側に設けられたケーソン躯体とを有するケーソンにおいて、前記作業室スラブは、複数の分割ブロックが互いに接合されて構成されており、前記分割ブロックは、少なくとも、複数の補強桁が設けられた分割ブロック本体と、該分割ブロック本体の底面を覆う分割底板と、該分割ブロック本体の前記刃口部の一部となる外側面及び内側面を覆う分割刃口板とを有し、前記分割底板と前記分割刃口板とで囲まれた内部空間に充填材が打設されて構築されていることを特徴としている。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、下側に作業室を有し、外周下部に刃口部を備えた作業室スラブと、該作業室スラブの上側に設けられたケーソン躯体とを有するケーソンにおいて、前記作業室スラブは、複数の分割ブロックが互いに接合されて構成されており、前記複数の分割ブロックは、それぞれ複数の補強桁が設けられた分割ブロック本体を有すると共に、前記分割ブロック本体の前記刃口部の一部となる外側面及び内側面を覆う分割刃口板が設けられた複数の刃口分割ブロックと、該複数の刃口分割ブロックの内側に配設され、前記分割ブロック本体の底面を覆う分割底板が設けられた少なくとも１つ以上からなる天井分割ブロックとを有し、前記分割底板と前記分割刃口板とで囲まれた内部空間に充填材が打設されて構築されていることを特徴としている。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の構成に加えて、前記作業室スラブは、環状に構築されていることを特徴としている。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の何れか１つに記載の構成に加えて、前記ケーソン躯体は、複数の補強桁を有するケーソン躯体本体と前記ケーソン躯体本体の外側面及び／又は内側面を覆う側壁板とを有する複数のケーソン躯体分割ブロックが接合されて構築されていることを特徴としている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
【００１４】
［発明の実施の形態１］
図１乃至図５は、この発明の実施の形態１に係る図であって、図１は、ケーソンの断面図であり、図２は、作業室スラブを示す図であり、図３は、作業室スラブの要部拡大断面図であり、図４及び図５は、分割ブロックを示す図である。
【００１５】
まず、構成を説明すると、図１中符号２０は、ケーソンで、このケーソン２０は、下側に作業室２５を有し、外周下部に刃口部２３ａを備えた作業室スラブ２３と、作業室スラブ２３の上側に設けられたケーソン躯体２１とで構成されている。
【００１６】
また、ケーソン躯体２１の内側には、作業室２５上方に作業員が昇降するマンシャフト２６が立設され、このマンシャフト２６の上部には作業員が出入りするマンロック２７が設けられている。さらにマンシャフト２６とは別にマテリアルシャフト２８が立設され、このマテリアルシャフト２８の上部にはマテリアルロック２９が設けられている。
【００１７】
作業室スラブ２３は、図２（ａ）に示すように、平面視において円形となるように形成されている。さらに、図２（ｂ）に示すように、側面視において作業室スラブ２３底面の作業室２５の天井部２５ａとなる位置は、平面に形成されている。また、刃口部２３ａの外側面は、作業室スラブ２３の底面に対して垂直に形成され、作業室２５の内壁である刃口部２３ａの内側面は、作業室スラブ２３の底面に対して内側に傾斜している。
【００１８】
さらに、作業室スラブ２３は、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、外周部に複数の刃口分割ブロック４８が隣接して配設され、複数の刃口分割ブロック４８の内側に中央部を形成する天井分割ブロック４７が配設され、作業室スラブ２３の所定形状を形成している。この隣接する天井分割ブロック４７及び刃口分割ブロック４８同士は、図３に示すように、複数のボルト４９・ナット５０により継手部５７，５８で連結されている。
【００１９】
天井分割ブロック４７は、図４（ａ）乃至（ｃ）に示すように、作業室スラブ２３の中央部を形成する円形に形成されており、ケーソン２０に作用する外力や地盤条件等から作業室スラブ２３の強度を確保するための複数の鋼板部材からなる補強桁５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄが接合された天井分割ブロック本体５２と、この天井分割ブロック本体５２の底面全体を覆い、作業室スラブ２５の天井部２５ａの一部である鋼板部材の分割底板５３とで構成されている。また、天井分割ブロック４７は、車両による運搬が可能な寸法及び重量が望ましい。
【００２０】
天井分割ブロック本体５２は、天井分割ブロック本体５２の外形を形成する外周補強桁５２ａの内側に、水平に設けられる水平補強桁５２ｂと、垂直に設けられる垂直補強桁５２ｃと、水平補強桁５２ｂ及び垂直補強桁５２ｃの変形を防ぐために傾斜されて設けられる筋かい補強桁５２ｄと、が格子状に溶接により接合されている。また、外周補強桁５２ａには、外周面の略中央には矩形の開口部５２ｅが複数形成されると共に、外周面の側縁にはボルト４９が挿通できる継手孔５２ｆが複数形成されている。
【００２１】
そして、天井分割ブロック本体５２の底面に設けられ、作業室２５の天井部２５ａの一部となる分割底板５３が溶接により外周補強桁５２ａ、水平補強桁５２ｂ及び垂直補強桁５２ｃに接合されている。
【００２２】
分割底板５３は、作業室スラブ２３の剛性や強度に影響のない位置にマンシャフト２６及びマテリアルシャフト２８が接続される貫通孔５３ａが２箇所形成されている。さらに、貫通孔５３ａを避けた位置に地山Ｇを掘削する掘削機等を懸吊する天井レール（図示せず）等が敷設されている。
【００２３】
なお、天井分割ブロック本体５２の補強桁５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ同士が溶接接合されているが、ボルト・ナットにより連結されていても良い。
【００２４】
刃口分割ブロック４８は、図５（ａ）乃至（ｃ）に示すように、天井分割ブロック４７の外周部に複数の刃口分割ブロック４８を配設したときに作業室スラブ２３及び刃口部２３ａの所定形状に配設できる形状で、ケーソン２０に作用する外力や地盤条件等から作業室スラブ２３の強度を確保するための複数の鋼板部材からなる補強桁５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄが接合された刃口分割ブロック本体５４と、刃口分割ブロック本体５４の底面を覆い、作業室２５の天井部２５ａの一部である鋼板部材の分割底板５５と、刃口分割ブロック本体５４の作業室スラブ２３の刃口部２３ａとなる位置を覆う鋼板部材の分割刃口板５６とで構成されている。また、刃口分割ブロック４８は、車両による運搬が可能な寸法及び重量が望ましい。
【００２５】
刃口分割ブロック本体５４は、刃口分割ブロック本体５４の外形を形成する外周補強桁５４ａの内側に、水平に設けられる水平補強桁５４ｂと、垂直に設けられる垂直補強桁５４ｃと、水平補強桁５４ｂ及び垂直補強桁５４ｃの変形を防ぐために傾斜されて設けられる筋かい補強桁５４ｄと、が格子状に溶接により接合されている。また、外周補強桁５４ａの左右側面及び天井分割ブロック４７と隣接する内側面の各面の略中央には、矩形状の開口部５４ｅが形成されると共に、左右側面及び内側面の各面の側縁には、ボルト４９が挿通できる継手孔５４ｆが複数形成されている。
【００２６】
なお、刃口分割ブロック本体５４の補強桁５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄ同士が溶接接合されているが、ボルト・ナットにより連結されていても良い。
【００２７】
そして、刃口分割ブロック本体５４の底面に設けられ作業室２５の天井部２５ａの一部となる分割底板５５が溶接により外周補強桁５４ａ、水平補強桁５４ｂ及び垂直補強桁５４ｃ接合されている。また、この分割底板５５には、地山Ｇを掘削する掘削機等を懸吊する天井レール（図示せず）等が敷設されている。
【００２８】
また、刃口分割ブロック本体５４の刃口部２３ａの一部となる位置の外側面及び内側面を覆うように分割刃口板５６が溶接により外周補強桁５４ａ、水平補強桁５４ｂ及び垂直補強桁５４ｃ接合されている。さらに、分割刃口板５６は、刃口分割ブロック本体５４の上端部まで設けられ、刃口分割ブロック本体５４の外側面全体を覆っている。
【００２９】
さらにまた、分割底板５５と分割刃口板５６とが接触する部位は、溶接により接合されている。
【００３０】
そして、複数の刃口分割ブロック４８の内側に中央部を形成する天井分割ブロック４７を配設することで、分割底板５３，５５及び分割刃口板５６で作業室スラブ２３の内部空間２３ｂを形成している。さらに、内部空間２３ｂは、分割底板５３の貫通孔５３ａにマンシャフト２６及びマテリアルシャフト２８を立設することにより、充填剤４４を打設しても貫通孔５３ａから充填剤４４が漏れることがない止水性のあるものとなる。
【００３１】
そして、作業室スラブ２３の内部空間２３ｂ全体には、強度を確保するためのコンクリートの充填剤４４が打設され、天井分割ブロック４７及び複数の刃口分割ブロック４８を一体に形成して作業室スラブ２３を構築している。さらに、作業室スラブ２３の外周上部には、図１に示すように、ケーソン躯体２１と作業室スラブ２３とを一体に接合するアンカーボルト３１及び継手部材３２が埋込まれている。
【００３２】
なお、この実施の形態１では、外周部に刃口分割ブロック４８を複数隣接させ、この刃口分割ブロック４８の内側に作業室スラブ２３の中央部となる位置に天井分割ブロック４７を配設して作業室スラブ２３を形成しているが、これに限定されず、作業室スラブ２３の所定形状に形成されれば、分割ブロックの形状、配設位置及び分割個数等は特に限定されるものではない。
【００３３】
さらに、天井分割ブロック４７及び刃口分割ブロック４８は、鋼板部材で形成されているが、これに限定されず、合成樹脂板を適用することも可能である。この場合には、刃口部２３ａの先端部の外壁面及び内壁面だけを鋼板部材で覆うことが必要となる。また、天井分割ブロック本体５２及び刃口分割ブロック本体５４は、鋼板部材を用いて形成されているが、アングル、チャンネル又はＨ鋼部材等を用いることも可能である。
【００３４】
さらにまた、隣接する天井分割ブロック４７及び刃口分割ブロック４８同士がボルト４９・ナット５０によって連結されているが、これに限らず、溶接等を用いて連結しても良い。
【００３５】
そして、作業室スラブ２３は、平面視において円形に構築しているが、形状には限定されず、止水性のある形状であれば正方形、長方形、または楕円形でも適用することができる。
【００３６】
そして、作業室スラブ２３の上側に設けられたケーソン躯体２１は、強度を確保するための複数の補強桁を有するケーソン躯体本体２１ｂと、ケーソン躯体本体２１ｂの外側面及び内側面を覆う一対の側壁板２１ｃと、を有する複数のケーソン躯体分割ブロック２１ａが環状に配設され、隣接するケーソン躯体分割ブロック２１ａ同士を接合することにより構成されている。また、ケーソン躯体２１は、車両による運搬が可能な寸法及び重量が望ましい。
【００３７】
なお、ケーソン躯体２１は、ケーソン躯体２１ｂの外側面及び内側面に一対の側壁板２１ｃが形成されているが、これに限定されず、外側面又は内側面のどちらか一方にのみ側壁板２１ｃが形成されていてもよい。
【００３８】
次に実施の形態１に係るケーソン２０を構築する作業工程について説明する。
【００３９】
まず、作業室スラブ２３を構築する作業室スラブ構築行程を説明する。
【００４０】
地山Ｇに、作業室スラブ２３の底面で全重量を支える、支保工である鋼製セントル（図示せず）を組立てる。
【００４１】
なお、鋼製セントルを用いて作業室スラブ２３を支えているが、これに限定されず、地山Ｇ又は盛土で作業室スラブ２３を支える土砂セントルや、木製の桁で構成される木製セントルを用いることも可能である。
【００４２】
そして、鋼製セントルの上側の略中央部に天井分割ブロック４７を配設し、この天井分割ブロック４７の外周部に、隣接させるように複数の刃口分割ブロック４８を配設する。
【００４３】
さらに、天井分割ブロック４７と刃口分割ブロック４８とが隣接する継手部５７において、天井分割ブロック４７の外周補強桁５２ａに形成された継手孔５２ｆと、刃口分割ブロック４８の外周補強桁５４ａの内側面に形成された継手孔５４ｆとにボルト４９を挿通する。そして、各継手孔５２ｆ，５４ｆに挿通されたボルト４９をナット５０に螺合して隣接した天井分割ブロック４７と刃口分割ブロック４８とを連結固定する。
【００４４】
また、刃口分割ブロック４８同士が隣接する継手部５８において、外周補強桁５４ａの左右側面に形成された継手孔５４ｆにボルト４９を挿通する。そして、継手孔５４ｆに挿通されたボルト４９をナット５０に螺合して隣接した刃口分割ブロック４８同士を連結固定する。このように、隣接する天井分割ブロック４７及び刃口分割ブロック４８を連結固定することにより、分割底板５３，５５と分割刃口板５６とで作業室スラブ２３の内部空間２３ｂを設けている。
【００４５】
そして、分割底板５３の貫通孔５３ａに、マンシャフト２６及びマテリアルシャフト２８を立設させる。
【００４６】
次いで、内部空間２３ｂ全体にコンクリートの充填剤４４を打設すると共に、ケーソン躯体２１と接合するアンカーボルト３１及び継手部材３２を作業室スラブ２３の上面より突出するように外周部に埋込むことにより作業室スラブ２３が構築される。
【００４７】
そして、作業室スラブ２３の周囲の土圧や水圧に対する強度を補強するため、天井分割ブロック４７の補強桁５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ及び刃口分割ブロック４８の補強桁５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄ以外に内部空間２３ｂに鉄筋や鉄鋼等の補強体を配置してから充填剤４４を打設して剛性を高めても良い。
【００４８】
次いで、充填剤４４が養生された後、作業室スラブ２３の上側にアンカーボルト３１及び継手部材３２を覆うようにケーソン躯体２１を配置して構築する。
【００４９】
ケーソン躯体２１の構造及び構築方法は、特に限定されるものではないが、本出願人が先に出願した、特願２００２−１６８４１０で提案したものを用いている。これは、複数の補強桁を有するケーソン躯体本体２１ｂとケーソン躯体本体２１ｂの外側面及び内側面を覆う一対の側壁板２１ｃとを有し、車両による運搬が可能な寸法及び重量である複数のケーソン躯体分割ブロック２１ａを環状に配設し、隣接するケーソン躯体分割ブロック２１ａを接合する。そして、一対の側壁板２１ｃの間に内部空間に充填剤４４を打設することによりケーソン躯体２１が構築される。このケーソン躯体２１の構造及び構築方法は、ケーソン２０の構築期間を短縮するものである。
【００５０】
次に、地山Ｇを通常のニューマチックケーソン工法の沈下掘削工法により掘削作業を行い、ケーソン２０を沈下させる。
【００５１】
そして、ケーソン２０が沈下して作業室スラブ２３の上側に構築されたケーソン躯体２１の上端が地表面３７に近づいたとき、上述したケーソン躯体２１の構築方法によりケーソン躯体２１を構築する。
【００５２】
以上のケーソン躯体２１の構築方法及び掘削作業とを繰り返して、所定の深さまでケーソン２０を沈下させていく。
【００５３】
なお、ケーソン躯体本体２１ａの外側面又は内側面どちらか一方にのみ側壁板２１ｃを設けてケーソン躯体２１を構築するときには、充填剤４４を打設したときにケーソン躯体２１の内側から充填剤４４が漏れてしまうので、ケーソン躯体２１の側面に充填材４４がケーソン躯体２１から漏れることのない止水型枠を組み立て設置し、側壁板２１ｃと止水型枠の間の内部空間に充填剤４４を打設すればよい。また、止水型枠は、解体せずに掘削作業でケーソン２０を沈下させると共に、組み立てられた状態でケーソン躯体２１の上側に移動させて、次に構築されるケーソン躯体２１の型枠として使用することができる。
【００５４】
このように構成されたケーソン２０の作業室スラブ２３は、複数の分割ブロック４７，４８が互いに接合されて構成されており、分割ブロック４７，４８は、少なくとも、分割ブロック本体５２，５４と、分割ブロック本体５２，５４の底面を覆う分割底板５３，５５、並びに分割ブロック本体５２，５４の刃口部２３ａの一部となる外側面及び内側面を覆う分割刃口板５６とを有し、分割底板５２，５４と分割底板とで囲まれた内部空間２３ｂに充填材４４を打設して構築するので、従来のような作業室スラブ２３の強度を確保する鉄筋の組立作業が必要ない。しかも、作業室スラブ２３の分割底板５３，５５と刃口板５６とは、型枠機能を有しているので、型枠の組立て解体作業を削減することができ、ケーソン２０の構築期間とコストを削減することができる。
【００５５】
また、予め工場等で、車両等による運搬可能な寸法及び重量の分割ブロック４７，４８を構築しておけば、ケーソン２０構築現場では、作業工程を軽減してケーソン２０を構築することができるため、ケーソン２０の構築期間をより削減することができる。
【００５６】
そして、分割ブロック４７，４８は、分割刃口板５６が設けられた複数の刃口分割ブロック４８と、複数の刃口分割ブロック４８の内側に配設され、分割底板５２が設けられた天井分割ブロック４７とを有するので、作業室スラブ２３を構成する分割ブロック４７，４８の種類を少なくしているため、作業室スラブ２３を安価に構成することができ、作業室スラブ２３を簡単に構築することができる。
【００５７】
また、ケーソン躯体２１は、複数の補強桁を有するケーソン躯体本体２１ｂとケーソン躯体本体２１ｂの側面を覆う側壁板２１ｃとを有する複数のケーソン躯体分割ブロック２１ａが接合されて構築されているので、この側壁板２１ｃが型枠機能を有し、ケーソン躯体本体２１ｂがケーソン躯体２１の強度を確保しているため、型枠の組立て解体作業を削減することができ、よりケーソン２０の構築期間とコストを大幅に削減することができる。
【００５８】
さらに、マンシャフト２６及びマテリアルシャフト２８が接続されているので、作業員が昇降、掘削土の搬出及び資機材の搬入を簡単に行うことができるため、円滑に掘削作業を行うことができる。
【００５９】
［発明の実施の形態２］
図６乃至図８は、この発明の実施の形態２に係る図であって、図６は、ケーソンの概略断面図であり、作業室スラブ２３及びケーソン躯体２１は略されて書いているが、実施の形態１と同様な構成で形成されている。図７は、作業室スラブを示す図である。図８は、作業室スラブの要部断面図である。
【００６０】
この実施の形態２は、図６に示すように、実施の形態１のケーソン２０を環状に構築したものであり、このケーソン２０は、円環状形に形成された作業室スラブ２３の上側に円形の外側壁及び内側壁の一対のケーソン躯体２１を構築することにより構成されている。
【００６１】
作業室スラブ２３は、図７（ａ）に示すように、平面視において円環状形となるように形成されている。さらに、図７（ｂ）に示すように、作業室スラブ２３底面の作業室２５の天井部２５ａとなる位置は、平面に形成されている。また、刃口部２３ａの外側面は、作業室スラブ２３の底面に対して垂直に形成され、作業室２５の内壁である刃口部２３ａの内側面は、作業室スラブ２３の底面に対して内側に傾斜している。
【００６２】
さらに、作業室スラブ２３は、図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、複数の分割ブロック６８が隣接して配設され、作業室スラブ２３及び刃口部２３ａの所定形状を形成している。この隣接する分割ブロック６８同士は、図８に示すように、複数のボルト４９・ナット５０により継手部５８で連結されている。
【００６３】
分割ブロック６８は、図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、複数の分割ブロック６８を配設したときに作業室スラブ２３及び刃口部２３ａの所定形状に配設できる形状で、実施の形態１と同様に、ケーソン２０に作用する外力や地盤条件等から作業室スラブ２３の強度を確保するための複数の鋼板部材からなる補強桁６９ａ，６９ｂ，６９ｃ，６９ｄが接合された分割ブロック本体６９と、この分割ブロック本体６９の底面全体を覆い、作業室スラブ２５の天井部２５ａの一部である鋼板部材の分割底板７０と、分割ブロック本体６９の作業室スラブ２３の刃口部２３ａとなる位置を覆う鋼板部材の分割刃口板７１とで構成されている。また、分割ブロック６８は、車両による運搬が可能な寸法及び重量が望ましい。
【００６４】
分割ブロック本体６９は、実施の形態１と同様で、分割ブロック本体６９の外形を形成する外周補強桁６９ａの内側に、水平に設けられる水平補強桁６９ｂと、垂直に設けられる垂直補強桁６９ｃと、水平補強桁６９ｂ及び垂直補強桁６９ｃの変形を防ぐために傾斜されて設けられる筋かい補強桁６９ｄと、が格子状に溶接により接合されている。また、外周補強桁６９ａには、側面の略中央には矩形の開口部６９ｅが複数形成されると共に、外周面の側縁にはボルト４９が挿通できる継手孔６９ｆが複数形成されている。
【００６５】
そして、分割ブロック本体６９の底面に設けられ、作業室２５の天井部２５ａの一部となる分割底板６９が溶接により外周補強桁６９ａ、水平補強桁６９ｂ及び垂直補強桁６９ｃに接合されている。
【００６６】
さらに、分割ブロック本体６９の刃口部２３ａの一部となる位置の外側面及び内側面を覆うように分割刃口板７１が溶接により外周補強桁６９ａ、水平補強桁６９ｂ及び垂直補強桁６９ｃ接合されている。さらに、分割刃口板７１は、分割ブロック本体６９の上端部まで設けられ、分割ブロック本体６９の外側面全体を覆っている。
【００６７】
さらにまた、分割底板７０と分割刃口板７１とが接触する部位は、溶接により接合されている。
【００６８】
分割底板７０は、作業室スラブ２３の剛性や強度に影響のない位置にマンシャフト２６及びマテリアルシャフト２８が接続される貫通孔７０ａが形成されている。さらに、貫通孔７０ａを避けた位置に地山Ｇを掘削する掘削機等を懸吊する天井レール（図示せず）等が敷設されている。
【００６９】
なお、分割ブロック本体６９の補強桁６９ａ，６９ｂ，６９ｃ，６９ｄ同士が溶接接合されているが、ボルト・ナットにより連結されていても良い。
【００７０】
そして、複数の分割ブロック６８を所定形状に配設し、隣接する分割ブロック６８同士を連結することで、分割底板７０及び分割刃口板７１で作業室スラブ２３の内部空間２３ｂを形成している。さらに、内部空間２３ｂは、分割底板７０の貫通孔７０ａにマンシャフト２６及びマテリアルシャフト２８を立設することにより、充填剤４４を打設しても貫通孔７０ａから充填剤４４が漏れることがない止水性のあるものとなる。
【００７１】
そして、作業室スラブ２３の内部空間２３ｂ全体には、実施の形態１と同様に強度を確保するためのコンクリートの充填剤４４が打設され、複数の分割ブロック６８を一体に形成して作業室スラブ２３を構築している。
【００７２】
さらに、作業室スラブ２３の上側に設けられた最下段の外側壁及び内側壁の両ケーソン躯体２１の内部空間には、鉄筋コンクリート等で形成されたコンクリート製造の気閘室スラブ３８が設けられ、作業室スラブ２３の上側に気閘室スラブ３８と最下段の両ケーソン躯体２１とで囲まれた気閘室３９が設けられている。これにより、作業室２５と気閘室３９とが作業室スラブ２３を隔てて隣接して形成されている。この大気圧に減圧できる気閘室３９の形成により、マンシャフト２６頂部のマンロック２７を必要としないマンシャフト２６は気閘室スラブ３８の頂部に取付き、気閘室スラブ３８のマンシャフト２６開口部と作業員使用の作業室スラブ２３開口部には、開口部開閉用のハッチが取付くことは周知である。
【００７３】
さらに、形成される気閘室３９は仕切壁を設けマンシャフト２６部に限定し、空気消費量を削減することは当然である。このように気閘室スラブ３８も限定して設けることが経済的である。
【００７４】
また、ケーソン２０の環状形は円環状形に構築したが、形状には限定されず、環状の形状であれば正方形、長方形、または楕円形でも適用できる。
【００７５】
このように構成されたケーソン２０の作業室スラブ２３は、環状に形成され、この作業室スラブ２３の上側にケーソン躯体２１が環状に構築されているので、環状のケーソン２０を構築することができる。
【００７６】
さらに、両ケーソン躯体２１の間には内部空間が設けてあるので、加圧、減圧操作を行う気閘室３９等が必要な場合には、作業室スラブ２３の上側の最下段に設けられた両ケーソン躯体２１の内部空間２１ａに気閘室スラブ３８を設けることにより気閘室３９等を容易に形成することができる。
【００７７】
その他の構成及び作用は、発明の実施の形態１と同様であるので重複した説明は省略する。
【００７８】
［発明の実施の形態３］
図９及び図１０は、この発明の実施の形態３に係る図であって、図９は、ケーソンの概略断面図であり、作業室スラブ２３及びケーソン躯体２１は略されて書いているが、実施の形態１と同様な構成で形成されている。図１０は、作業室スラブの要部拡大断面図である。
【００７９】
この実施の形態４は、図９及び図１０に示すように、実施の形態２のケーソン２０の作業室スラブ２３と気閘室スラブ３８とが一体に成形され二重構造とされ、作業室スラブ２３と気閘室スラブ３８との間には気閘室３９が設けられている。 具体的には、作業室スラブ２３は、実施の形態２と同様な構成であり、且つ上側には、気閘室３９の床部となり、作業室スラブの天面を覆う天面板６０が接合されている。
【００８０】
さらに、作業室スラブ２３の上部の外周及び内周に気閘室３９の外側壁及び内側壁となる一対の円形の気閘室側壁６１が溶接により接合されている。また、気閘室側壁６１の上側に気閘室スラブ３８が溶接により接合されている。
【００８１】
気閘室側壁６１は、作業室スラブ２３と同様な構成及び作用のある補強桁６９ａ，６９ｂ，６９ｃ，６９ｄが格子状に溶接により接合された気閘室側壁本体６２と、この気閘室側壁本体６２の外周面及び内周面を覆う気閘室側壁板６３とを有している。
【００８２】
そして、気閘室スラブ３８は、作業室スラブ２３と同様な構成及び作用のある補強桁６９ａ，６９ｂ，６９ｃ，６９ｄが格子状に溶接により接合された気閘室スラブ本体６４と、この気閘室スラブ本体６４の底面を覆う底板６５と、側面を覆う側壁板６６とを有している。
【００８３】
なお、この実施の形態３では、溶接により作業室スラブ２３、気閘室側壁６１及び、気閘室スラブ３８が接合されているが、これに限定されず、ボルト４９・ナット５０を用いて連結することも可能である。この場合は、作業室スラブ２３、気閘室側壁６１及び、気閘室スラブ３８が隣接する各外周補強桁４１ａにボルト４９が挿通できる継手孔を設ける必要がある。
【００８４】
このように構成されたケーソン２０の作業室スラブ２３は、上側に気閘室スラブ３８が一体成形されているので、ケーソン躯体２１に気閘室３９等を設ける作業行程が必要ない。
【００８５】
その他の構成及び作用は、発明の実施の形態１又は２と同様であるので重複した説明は省略する。
【００８６】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の発明によれば、下側に作業室を有し、外周下部に刃口部を備えた作業室スラブと、該作業室スラブの上側に設けられたケーソン躯体とを有するケーソンにおいて、作業室スラブは、複数の分割ブロックが互いに接合されて構成されており、分割ブロックは、少なくとも、複数の補強桁が設けられた分割ブロック本体と、分割ブロック本体の底面を覆う分割底板と、該分割ブロック本体の前記刃口部の一部となる外側面及び内側面を覆う分割刃口板とを有し、前記分割底板と前記分割刃口板とで囲まれた内部空間に充填材が打設されて構築されているので、従来のような作業室スラブの強度を確保する鉄筋の組立作業が必要ない。しかも、作業室スラブの分割底板と刃口板とは、型枠機能を有しているので、型枠の組立て解体作業を削減することができ、ケーソンの構築期間とコストを削減することができる。また、予め工場等で、車両等による運搬可能な寸法及び重量の分割ブロックを構築しておけば、ケーソン構築現場では、作業工程を軽減してケーソンを構築することができるため、ケーソンの構築期間をより削減することができる。
【００８７】
請求項２に記載の発明によれば、分割ブロックは、分割刃口板が設けられた複数の刃口分割ブロックと、該複数の刃口分割ブロックの内側に配設され、分割底板が設けられた少なくとも１つ以上からなる天井分割ブロックとを有するので、請求項１の効果に加え、作業室スラブを構成する分割ブロックの種類を少なくしているため、作業室スラブを安価に構成することができ、作業室スラブを簡単に構築することができる。
【００８８】
請求項３に記載の発明によれば、作業室スラブは、環状に構築されているので、請求項１又は２の効果に加え、環状のケーソン２０を構築することができる。
【００８９】
請求項４に記載の発明によれば、ケーソン躯体は、複数の補強桁を有するケーソン躯体本体とケーソン躯体本体の外側面及び／又は内側面を覆う側壁板とを有する複数のケーソン躯体分割ブロックが接合されて構築されているので、請求項１乃至３の何れか１つの効果に加え、側壁板が型枠機能を有し、ケーソン躯体本体がケーソン躯体２１の強度を確保しているため、型枠の組立て解体作業を削減することができ、ケーソンの構築期間とコストを大幅に削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１に係るケーソンの断面図である。
【図２】 同実施の形態１に係る作業室スラブを示す図であって、（ａ）は、作業室スラブの平面図であり、（ｂ）は、図２（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図３】 同実施の形態１に係る作業室スラブの要部拡大断面図である。
【図４】 同実施の形態１に係る作業室スラブを形成する分割ブロックを示す図であって、（ａ）は、天井分割ブロックの平面図であり、（ｂ）は、天井分割ブロックの側面図であり、（ｃ）は、図４（ａ）のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【図５】 同実施の形態１に係る作業室スラブを形成する分割ブロックを示す図であって、（ａ）は、刃口分割ブロックの平面図であり、（ｂ）は、刃口分割ブロックの側面図であり、（ｃ）は、図５（ａ）のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。
【図６】 この発明の実施の形態２に係るケーソンの概略断面図である。
【図７】 同実施の形態２に係る作業室スラブを示す図であって、（ａ）は、作業室スラブの平面図であり、（ｂ）は、図７（ａ）のＥ−Ｅ線に沿う断面図である。
【図８】 同実施の形態２に係る作業室スラブの要部拡大断面図である。
【図９】 この発明の実施の形態３に係るケーソンの概略断面図である。
【図１０】 同実施の形態３に係る作業室スラブの要部拡大断面図である。
【図１１】 従来のケーソンの断面図である。
【符号の説明】
２０ ケーソン
２１ ケーソン躯体
２３ 作業室スラブ
２５ 作業室
２５ａ 天井部
２６ マンシャフト
２８ マテリアルシャフト
４４ 充填剤
４７ 天井分割ブロック（分割ブロック）
４８ 刃口分割ブロック（分割ブロック）
５２ 天井分割ブロック本体（分割ブロック本体）
５２ａ，５４ａ，６９ａ 外周補強桁（補強桁）
５２ｂ，５４ｂ，６９ｂ 水平補強桁（補強桁）
５２ｃ，５４ｃ，６９ｃ 垂直補強桁（補強桁）
５２ｄ，５４ｄ，６９ｄ 筋かい補強桁（補強桁）
５３，５５ 分割底板
５４ 刃口分割ブロック本体（分割ブロック本体）
５６ 分割刃口板
６８ 分割ブロック
６９ 分割ブロック本体
７０ 分割床板
７１ 分割刃口板
【発明の属する技術分野】
この発明は、地下構造物として使用する立坑や橋梁基礎等に用いられるニューマチックケーソン工法によるケーソンに関するものである。
【０００２】
より詳しくは、刃口部を備えた作業室スラブを複数の分割ブロックを配設し、隣接する分割ブロック同士を接合することにより、構築期間を短縮するケーソンに関するものである。
【０００３】
【従来の技術】
従来、ニューマチックケーソンには、例えば図１１に示されたものがある。すなわち、図１１においてニューマチックケーソン１は、作業室スラブ３の上側にケーソン躯体２が設けられ、その作業室スラブ３の下側には、作業室スラブ３の外周下部に備えた刃口部３ａと地山Ｇで囲まれた作業室４が設けられている。そして、そのケーソン躯体２の内側には、作業室４上方に作業員が昇降するマンシャフト５が立設され、このマンシャフト５の上部には作業員が出入りするマンロック６が設けられている。さらにマンシャフト５とは別にマテリアルシャフト７が立設され、このマテリアルシャフト７の上部にはマテリアルロック８が設けられている。このマテリアルシャフト７から作業室４において地山Ｇを掘削した掘削土をバケット７ａにより搬出したり、資機材の搬入を行う。
【０００４】
作業室スラブ３は、一般的に鉄筋コンクリートで形成されており、刃口部３ａの先端部の外側面及び内側面には鋼板３ｂが設けられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−３７２２０３号公報（第３頁 段落番号００１２）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のニューマチックケーソン構築法にあっては、作業室スラブ３を構築するために以下の行程で作業を行う必要があった。
【０００７】
▲１▼セントルの組立、▲２▼足場の組立、▲３▼鉄筋組立、▲４▼型枠組立、▲５▼コンクリート打設、▲６▼養生、▲７▼レイタンス処理、▲８▼型枠解体
上記の作業は、約４ｍ以上まで鉄筋や型枠を組立てる必要があり、鉄筋の組立てや型枠の組立解体作業に時間がかかっていた。さらに、作業室スラブ３が構築されないと掘削作業及びケーソン躯体２の構築作業を行うことができないため、作業室スラブ３の構築期間で作業工期が決められることがあった。
【０００８】
そこで、この発明は、以上のような従来の問題点を解決するためになされたもので、現地での鉄筋の組立てや型枠の組立て解体作業を減少させて作業室スラブの構築期間を短縮し、掘削作業を行うまでに多くの時間を必要としないケーソンを提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を達成するため、請求項１に記載の発明は、下側に作業室を有し、外周下部に刃口部を備えた作業室スラブと、該作業室スラブの上側に設けられたケーソン躯体とを有するケーソンにおいて、前記作業室スラブは、複数の分割ブロックが互いに接合されて構成されており、前記分割ブロックは、少なくとも、複数の補強桁が設けられた分割ブロック本体と、該分割ブロック本体の底面を覆う分割底板と、該分割ブロック本体の前記刃口部の一部となる外側面及び内側面を覆う分割刃口板とを有し、前記分割底板と前記分割刃口板とで囲まれた内部空間に充填材が打設されて構築されていることを特徴としている。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、下側に作業室を有し、外周下部に刃口部を備えた作業室スラブと、該作業室スラブの上側に設けられたケーソン躯体とを有するケーソンにおいて、前記作業室スラブは、複数の分割ブロックが互いに接合されて構成されており、前記複数の分割ブロックは、それぞれ複数の補強桁が設けられた分割ブロック本体を有すると共に、前記分割ブロック本体の前記刃口部の一部となる外側面及び内側面を覆う分割刃口板が設けられた複数の刃口分割ブロックと、該複数の刃口分割ブロックの内側に配設され、前記分割ブロック本体の底面を覆う分割底板が設けられた少なくとも１つ以上からなる天井分割ブロックとを有し、前記分割底板と前記分割刃口板とで囲まれた内部空間に充填材が打設されて構築されていることを特徴としている。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の構成に加えて、前記作業室スラブは、環状に構築されていることを特徴としている。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の何れか１つに記載の構成に加えて、前記ケーソン躯体は、複数の補強桁を有するケーソン躯体本体と前記ケーソン躯体本体の外側面及び／又は内側面を覆う側壁板とを有する複数のケーソン躯体分割ブロックが接合されて構築されていることを特徴としている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
【００１４】
［発明の実施の形態１］
図１乃至図５は、この発明の実施の形態１に係る図であって、図１は、ケーソンの断面図であり、図２は、作業室スラブを示す図であり、図３は、作業室スラブの要部拡大断面図であり、図４及び図５は、分割ブロックを示す図である。
【００１５】
まず、構成を説明すると、図１中符号２０は、ケーソンで、このケーソン２０は、下側に作業室２５を有し、外周下部に刃口部２３ａを備えた作業室スラブ２３と、作業室スラブ２３の上側に設けられたケーソン躯体２１とで構成されている。
【００１６】
また、ケーソン躯体２１の内側には、作業室２５上方に作業員が昇降するマンシャフト２６が立設され、このマンシャフト２６の上部には作業員が出入りするマンロック２７が設けられている。さらにマンシャフト２６とは別にマテリアルシャフト２８が立設され、このマテリアルシャフト２８の上部にはマテリアルロック２９が設けられている。
【００１７】
作業室スラブ２３は、図２（ａ）に示すように、平面視において円形となるように形成されている。さらに、図２（ｂ）に示すように、側面視において作業室スラブ２３底面の作業室２５の天井部２５ａとなる位置は、平面に形成されている。また、刃口部２３ａの外側面は、作業室スラブ２３の底面に対して垂直に形成され、作業室２５の内壁である刃口部２３ａの内側面は、作業室スラブ２３の底面に対して内側に傾斜している。
【００１８】
さらに、作業室スラブ２３は、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、外周部に複数の刃口分割ブロック４８が隣接して配設され、複数の刃口分割ブロック４８の内側に中央部を形成する天井分割ブロック４７が配設され、作業室スラブ２３の所定形状を形成している。この隣接する天井分割ブロック４７及び刃口分割ブロック４８同士は、図３に示すように、複数のボルト４９・ナット５０により継手部５７，５８で連結されている。
【００１９】
天井分割ブロック４７は、図４（ａ）乃至（ｃ）に示すように、作業室スラブ２３の中央部を形成する円形に形成されており、ケーソン２０に作用する外力や地盤条件等から作業室スラブ２３の強度を確保するための複数の鋼板部材からなる補強桁５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄが接合された天井分割ブロック本体５２と、この天井分割ブロック本体５２の底面全体を覆い、作業室スラブ２５の天井部２５ａの一部である鋼板部材の分割底板５３とで構成されている。また、天井分割ブロック４７は、車両による運搬が可能な寸法及び重量が望ましい。
【００２０】
天井分割ブロック本体５２は、天井分割ブロック本体５２の外形を形成する外周補強桁５２ａの内側に、水平に設けられる水平補強桁５２ｂと、垂直に設けられる垂直補強桁５２ｃと、水平補強桁５２ｂ及び垂直補強桁５２ｃの変形を防ぐために傾斜されて設けられる筋かい補強桁５２ｄと、が格子状に溶接により接合されている。また、外周補強桁５２ａには、外周面の略中央には矩形の開口部５２ｅが複数形成されると共に、外周面の側縁にはボルト４９が挿通できる継手孔５２ｆが複数形成されている。
【００２１】
そして、天井分割ブロック本体５２の底面に設けられ、作業室２５の天井部２５ａの一部となる分割底板５３が溶接により外周補強桁５２ａ、水平補強桁５２ｂ及び垂直補強桁５２ｃに接合されている。
【００２２】
分割底板５３は、作業室スラブ２３の剛性や強度に影響のない位置にマンシャフト２６及びマテリアルシャフト２８が接続される貫通孔５３ａが２箇所形成されている。さらに、貫通孔５３ａを避けた位置に地山Ｇを掘削する掘削機等を懸吊する天井レール（図示せず）等が敷設されている。
【００２３】
なお、天井分割ブロック本体５２の補強桁５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ同士が溶接接合されているが、ボルト・ナットにより連結されていても良い。
【００２４】
刃口分割ブロック４８は、図５（ａ）乃至（ｃ）に示すように、天井分割ブロック４７の外周部に複数の刃口分割ブロック４８を配設したときに作業室スラブ２３及び刃口部２３ａの所定形状に配設できる形状で、ケーソン２０に作用する外力や地盤条件等から作業室スラブ２３の強度を確保するための複数の鋼板部材からなる補強桁５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄが接合された刃口分割ブロック本体５４と、刃口分割ブロック本体５４の底面を覆い、作業室２５の天井部２５ａの一部である鋼板部材の分割底板５５と、刃口分割ブロック本体５４の作業室スラブ２３の刃口部２３ａとなる位置を覆う鋼板部材の分割刃口板５６とで構成されている。また、刃口分割ブロック４８は、車両による運搬が可能な寸法及び重量が望ましい。
【００２５】
刃口分割ブロック本体５４は、刃口分割ブロック本体５４の外形を形成する外周補強桁５４ａの内側に、水平に設けられる水平補強桁５４ｂと、垂直に設けられる垂直補強桁５４ｃと、水平補強桁５４ｂ及び垂直補強桁５４ｃの変形を防ぐために傾斜されて設けられる筋かい補強桁５４ｄと、が格子状に溶接により接合されている。また、外周補強桁５４ａの左右側面及び天井分割ブロック４７と隣接する内側面の各面の略中央には、矩形状の開口部５４ｅが形成されると共に、左右側面及び内側面の各面の側縁には、ボルト４９が挿通できる継手孔５４ｆが複数形成されている。
【００２６】
なお、刃口分割ブロック本体５４の補強桁５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄ同士が溶接接合されているが、ボルト・ナットにより連結されていても良い。
【００２７】
そして、刃口分割ブロック本体５４の底面に設けられ作業室２５の天井部２５ａの一部となる分割底板５５が溶接により外周補強桁５４ａ、水平補強桁５４ｂ及び垂直補強桁５４ｃ接合されている。また、この分割底板５５には、地山Ｇを掘削する掘削機等を懸吊する天井レール（図示せず）等が敷設されている。
【００２８】
また、刃口分割ブロック本体５４の刃口部２３ａの一部となる位置の外側面及び内側面を覆うように分割刃口板５６が溶接により外周補強桁５４ａ、水平補強桁５４ｂ及び垂直補強桁５４ｃ接合されている。さらに、分割刃口板５６は、刃口分割ブロック本体５４の上端部まで設けられ、刃口分割ブロック本体５４の外側面全体を覆っている。
【００２９】
さらにまた、分割底板５５と分割刃口板５６とが接触する部位は、溶接により接合されている。
【００３０】
そして、複数の刃口分割ブロック４８の内側に中央部を形成する天井分割ブロック４７を配設することで、分割底板５３，５５及び分割刃口板５６で作業室スラブ２３の内部空間２３ｂを形成している。さらに、内部空間２３ｂは、分割底板５３の貫通孔５３ａにマンシャフト２６及びマテリアルシャフト２８を立設することにより、充填剤４４を打設しても貫通孔５３ａから充填剤４４が漏れることがない止水性のあるものとなる。
【００３１】
そして、作業室スラブ２３の内部空間２３ｂ全体には、強度を確保するためのコンクリートの充填剤４４が打設され、天井分割ブロック４７及び複数の刃口分割ブロック４８を一体に形成して作業室スラブ２３を構築している。さらに、作業室スラブ２３の外周上部には、図１に示すように、ケーソン躯体２１と作業室スラブ２３とを一体に接合するアンカーボルト３１及び継手部材３２が埋込まれている。
【００３２】
なお、この実施の形態１では、外周部に刃口分割ブロック４８を複数隣接させ、この刃口分割ブロック４８の内側に作業室スラブ２３の中央部となる位置に天井分割ブロック４７を配設して作業室スラブ２３を形成しているが、これに限定されず、作業室スラブ２３の所定形状に形成されれば、分割ブロックの形状、配設位置及び分割個数等は特に限定されるものではない。
【００３３】
さらに、天井分割ブロック４７及び刃口分割ブロック４８は、鋼板部材で形成されているが、これに限定されず、合成樹脂板を適用することも可能である。この場合には、刃口部２３ａの先端部の外壁面及び内壁面だけを鋼板部材で覆うことが必要となる。また、天井分割ブロック本体５２及び刃口分割ブロック本体５４は、鋼板部材を用いて形成されているが、アングル、チャンネル又はＨ鋼部材等を用いることも可能である。
【００３４】
さらにまた、隣接する天井分割ブロック４７及び刃口分割ブロック４８同士がボルト４９・ナット５０によって連結されているが、これに限らず、溶接等を用いて連結しても良い。
【００３５】
そして、作業室スラブ２３は、平面視において円形に構築しているが、形状には限定されず、止水性のある形状であれば正方形、長方形、または楕円形でも適用することができる。
【００３６】
そして、作業室スラブ２３の上側に設けられたケーソン躯体２１は、強度を確保するための複数の補強桁を有するケーソン躯体本体２１ｂと、ケーソン躯体本体２１ｂの外側面及び内側面を覆う一対の側壁板２１ｃと、を有する複数のケーソン躯体分割ブロック２１ａが環状に配設され、隣接するケーソン躯体分割ブロック２１ａ同士を接合することにより構成されている。また、ケーソン躯体２１は、車両による運搬が可能な寸法及び重量が望ましい。
【００３７】
なお、ケーソン躯体２１は、ケーソン躯体２１ｂの外側面及び内側面に一対の側壁板２１ｃが形成されているが、これに限定されず、外側面又は内側面のどちらか一方にのみ側壁板２１ｃが形成されていてもよい。
【００３８】
次に実施の形態１に係るケーソン２０を構築する作業工程について説明する。
【００３９】
まず、作業室スラブ２３を構築する作業室スラブ構築行程を説明する。
【００４０】
地山Ｇに、作業室スラブ２３の底面で全重量を支える、支保工である鋼製セントル（図示せず）を組立てる。
【００４１】
なお、鋼製セントルを用いて作業室スラブ２３を支えているが、これに限定されず、地山Ｇ又は盛土で作業室スラブ２３を支える土砂セントルや、木製の桁で構成される木製セントルを用いることも可能である。
【００４２】
そして、鋼製セントルの上側の略中央部に天井分割ブロック４７を配設し、この天井分割ブロック４７の外周部に、隣接させるように複数の刃口分割ブロック４８を配設する。
【００４３】
さらに、天井分割ブロック４７と刃口分割ブロック４８とが隣接する継手部５７において、天井分割ブロック４７の外周補強桁５２ａに形成された継手孔５２ｆと、刃口分割ブロック４８の外周補強桁５４ａの内側面に形成された継手孔５４ｆとにボルト４９を挿通する。そして、各継手孔５２ｆ，５４ｆに挿通されたボルト４９をナット５０に螺合して隣接した天井分割ブロック４７と刃口分割ブロック４８とを連結固定する。
【００４４】
また、刃口分割ブロック４８同士が隣接する継手部５８において、外周補強桁５４ａの左右側面に形成された継手孔５４ｆにボルト４９を挿通する。そして、継手孔５４ｆに挿通されたボルト４９をナット５０に螺合して隣接した刃口分割ブロック４８同士を連結固定する。このように、隣接する天井分割ブロック４７及び刃口分割ブロック４８を連結固定することにより、分割底板５３，５５と分割刃口板５６とで作業室スラブ２３の内部空間２３ｂを設けている。
【００４５】
そして、分割底板５３の貫通孔５３ａに、マンシャフト２６及びマテリアルシャフト２８を立設させる。
【００４６】
次いで、内部空間２３ｂ全体にコンクリートの充填剤４４を打設すると共に、ケーソン躯体２１と接合するアンカーボルト３１及び継手部材３２を作業室スラブ２３の上面より突出するように外周部に埋込むことにより作業室スラブ２３が構築される。
【００４７】
そして、作業室スラブ２３の周囲の土圧や水圧に対する強度を補強するため、天井分割ブロック４７の補強桁５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ及び刃口分割ブロック４８の補強桁５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄ以外に内部空間２３ｂに鉄筋や鉄鋼等の補強体を配置してから充填剤４４を打設して剛性を高めても良い。
【００４８】
次いで、充填剤４４が養生された後、作業室スラブ２３の上側にアンカーボルト３１及び継手部材３２を覆うようにケーソン躯体２１を配置して構築する。
【００４９】
ケーソン躯体２１の構造及び構築方法は、特に限定されるものではないが、本出願人が先に出願した、特願２００２−１６８４１０で提案したものを用いている。これは、複数の補強桁を有するケーソン躯体本体２１ｂとケーソン躯体本体２１ｂの外側面及び内側面を覆う一対の側壁板２１ｃとを有し、車両による運搬が可能な寸法及び重量である複数のケーソン躯体分割ブロック２１ａを環状に配設し、隣接するケーソン躯体分割ブロック２１ａを接合する。そして、一対の側壁板２１ｃの間に内部空間に充填剤４４を打設することによりケーソン躯体２１が構築される。このケーソン躯体２１の構造及び構築方法は、ケーソン２０の構築期間を短縮するものである。
【００５０】
次に、地山Ｇを通常のニューマチックケーソン工法の沈下掘削工法により掘削作業を行い、ケーソン２０を沈下させる。
【００５１】
そして、ケーソン２０が沈下して作業室スラブ２３の上側に構築されたケーソン躯体２１の上端が地表面３７に近づいたとき、上述したケーソン躯体２１の構築方法によりケーソン躯体２１を構築する。
【００５２】
以上のケーソン躯体２１の構築方法及び掘削作業とを繰り返して、所定の深さまでケーソン２０を沈下させていく。
【００５３】
なお、ケーソン躯体本体２１ａの外側面又は内側面どちらか一方にのみ側壁板２１ｃを設けてケーソン躯体２１を構築するときには、充填剤４４を打設したときにケーソン躯体２１の内側から充填剤４４が漏れてしまうので、ケーソン躯体２１の側面に充填材４４がケーソン躯体２１から漏れることのない止水型枠を組み立て設置し、側壁板２１ｃと止水型枠の間の内部空間に充填剤４４を打設すればよい。また、止水型枠は、解体せずに掘削作業でケーソン２０を沈下させると共に、組み立てられた状態でケーソン躯体２１の上側に移動させて、次に構築されるケーソン躯体２１の型枠として使用することができる。
【００５４】
このように構成されたケーソン２０の作業室スラブ２３は、複数の分割ブロック４７，４８が互いに接合されて構成されており、分割ブロック４７，４８は、少なくとも、分割ブロック本体５２，５４と、分割ブロック本体５２，５４の底面を覆う分割底板５３，５５、並びに分割ブロック本体５２，５４の刃口部２３ａの一部となる外側面及び内側面を覆う分割刃口板５６とを有し、分割底板５２，５４と分割底板とで囲まれた内部空間２３ｂに充填材４４を打設して構築するので、従来のような作業室スラブ２３の強度を確保する鉄筋の組立作業が必要ない。しかも、作業室スラブ２３の分割底板５３，５５と刃口板５６とは、型枠機能を有しているので、型枠の組立て解体作業を削減することができ、ケーソン２０の構築期間とコストを削減することができる。
【００５５】
また、予め工場等で、車両等による運搬可能な寸法及び重量の分割ブロック４７，４８を構築しておけば、ケーソン２０構築現場では、作業工程を軽減してケーソン２０を構築することができるため、ケーソン２０の構築期間をより削減することができる。
【００５６】
そして、分割ブロック４７，４８は、分割刃口板５６が設けられた複数の刃口分割ブロック４８と、複数の刃口分割ブロック４８の内側に配設され、分割底板５２が設けられた天井分割ブロック４７とを有するので、作業室スラブ２３を構成する分割ブロック４７，４８の種類を少なくしているため、作業室スラブ２３を安価に構成することができ、作業室スラブ２３を簡単に構築することができる。
【００５７】
また、ケーソン躯体２１は、複数の補強桁を有するケーソン躯体本体２１ｂとケーソン躯体本体２１ｂの側面を覆う側壁板２１ｃとを有する複数のケーソン躯体分割ブロック２１ａが接合されて構築されているので、この側壁板２１ｃが型枠機能を有し、ケーソン躯体本体２１ｂがケーソン躯体２１の強度を確保しているため、型枠の組立て解体作業を削減することができ、よりケーソン２０の構築期間とコストを大幅に削減することができる。
【００５８】
さらに、マンシャフト２６及びマテリアルシャフト２８が接続されているので、作業員が昇降、掘削土の搬出及び資機材の搬入を簡単に行うことができるため、円滑に掘削作業を行うことができる。
【００５９】
［発明の実施の形態２］
図６乃至図８は、この発明の実施の形態２に係る図であって、図６は、ケーソンの概略断面図であり、作業室スラブ２３及びケーソン躯体２１は略されて書いているが、実施の形態１と同様な構成で形成されている。図７は、作業室スラブを示す図である。図８は、作業室スラブの要部断面図である。
【００６０】
この実施の形態２は、図６に示すように、実施の形態１のケーソン２０を環状に構築したものであり、このケーソン２０は、円環状形に形成された作業室スラブ２３の上側に円形の外側壁及び内側壁の一対のケーソン躯体２１を構築することにより構成されている。
【００６１】
作業室スラブ２３は、図７（ａ）に示すように、平面視において円環状形となるように形成されている。さらに、図７（ｂ）に示すように、作業室スラブ２３底面の作業室２５の天井部２５ａとなる位置は、平面に形成されている。また、刃口部２３ａの外側面は、作業室スラブ２３の底面に対して垂直に形成され、作業室２５の内壁である刃口部２３ａの内側面は、作業室スラブ２３の底面に対して内側に傾斜している。
【００６２】
さらに、作業室スラブ２３は、図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、複数の分割ブロック６８が隣接して配設され、作業室スラブ２３及び刃口部２３ａの所定形状を形成している。この隣接する分割ブロック６８同士は、図８に示すように、複数のボルト４９・ナット５０により継手部５８で連結されている。
【００６３】
分割ブロック６８は、図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、複数の分割ブロック６８を配設したときに作業室スラブ２３及び刃口部２３ａの所定形状に配設できる形状で、実施の形態１と同様に、ケーソン２０に作用する外力や地盤条件等から作業室スラブ２３の強度を確保するための複数の鋼板部材からなる補強桁６９ａ，６９ｂ，６９ｃ，６９ｄが接合された分割ブロック本体６９と、この分割ブロック本体６９の底面全体を覆い、作業室スラブ２５の天井部２５ａの一部である鋼板部材の分割底板７０と、分割ブロック本体６９の作業室スラブ２３の刃口部２３ａとなる位置を覆う鋼板部材の分割刃口板７１とで構成されている。また、分割ブロック６８は、車両による運搬が可能な寸法及び重量が望ましい。
【００６４】
分割ブロック本体６９は、実施の形態１と同様で、分割ブロック本体６９の外形を形成する外周補強桁６９ａの内側に、水平に設けられる水平補強桁６９ｂと、垂直に設けられる垂直補強桁６９ｃと、水平補強桁６９ｂ及び垂直補強桁６９ｃの変形を防ぐために傾斜されて設けられる筋かい補強桁６９ｄと、が格子状に溶接により接合されている。また、外周補強桁６９ａには、側面の略中央には矩形の開口部６９ｅが複数形成されると共に、外周面の側縁にはボルト４９が挿通できる継手孔６９ｆが複数形成されている。
【００６５】
そして、分割ブロック本体６９の底面に設けられ、作業室２５の天井部２５ａの一部となる分割底板６９が溶接により外周補強桁６９ａ、水平補強桁６９ｂ及び垂直補強桁６９ｃに接合されている。
【００６６】
さらに、分割ブロック本体６９の刃口部２３ａの一部となる位置の外側面及び内側面を覆うように分割刃口板７１が溶接により外周補強桁６９ａ、水平補強桁６９ｂ及び垂直補強桁６９ｃ接合されている。さらに、分割刃口板７１は、分割ブロック本体６９の上端部まで設けられ、分割ブロック本体６９の外側面全体を覆っている。
【００６７】
さらにまた、分割底板７０と分割刃口板７１とが接触する部位は、溶接により接合されている。
【００６８】
分割底板７０は、作業室スラブ２３の剛性や強度に影響のない位置にマンシャフト２６及びマテリアルシャフト２８が接続される貫通孔７０ａが形成されている。さらに、貫通孔７０ａを避けた位置に地山Ｇを掘削する掘削機等を懸吊する天井レール（図示せず）等が敷設されている。
【００６９】
なお、分割ブロック本体６９の補強桁６９ａ，６９ｂ，６９ｃ，６９ｄ同士が溶接接合されているが、ボルト・ナットにより連結されていても良い。
【００７０】
そして、複数の分割ブロック６８を所定形状に配設し、隣接する分割ブロック６８同士を連結することで、分割底板７０及び分割刃口板７１で作業室スラブ２３の内部空間２３ｂを形成している。さらに、内部空間２３ｂは、分割底板７０の貫通孔７０ａにマンシャフト２６及びマテリアルシャフト２８を立設することにより、充填剤４４を打設しても貫通孔７０ａから充填剤４４が漏れることがない止水性のあるものとなる。
【００７１】
そして、作業室スラブ２３の内部空間２３ｂ全体には、実施の形態１と同様に強度を確保するためのコンクリートの充填剤４４が打設され、複数の分割ブロック６８を一体に形成して作業室スラブ２３を構築している。
【００７２】
さらに、作業室スラブ２３の上側に設けられた最下段の外側壁及び内側壁の両ケーソン躯体２１の内部空間には、鉄筋コンクリート等で形成されたコンクリート製造の気閘室スラブ３８が設けられ、作業室スラブ２３の上側に気閘室スラブ３８と最下段の両ケーソン躯体２１とで囲まれた気閘室３９が設けられている。これにより、作業室２５と気閘室３９とが作業室スラブ２３を隔てて隣接して形成されている。この大気圧に減圧できる気閘室３９の形成により、マンシャフト２６頂部のマンロック２７を必要としないマンシャフト２６は気閘室スラブ３８の頂部に取付き、気閘室スラブ３８のマンシャフト２６開口部と作業員使用の作業室スラブ２３開口部には、開口部開閉用のハッチが取付くことは周知である。
【００７３】
さらに、形成される気閘室３９は仕切壁を設けマンシャフト２６部に限定し、空気消費量を削減することは当然である。このように気閘室スラブ３８も限定して設けることが経済的である。
【００７４】
また、ケーソン２０の環状形は円環状形に構築したが、形状には限定されず、環状の形状であれば正方形、長方形、または楕円形でも適用できる。
【００７５】
このように構成されたケーソン２０の作業室スラブ２３は、環状に形成され、この作業室スラブ２３の上側にケーソン躯体２１が環状に構築されているので、環状のケーソン２０を構築することができる。
【００７６】
さらに、両ケーソン躯体２１の間には内部空間が設けてあるので、加圧、減圧操作を行う気閘室３９等が必要な場合には、作業室スラブ２３の上側の最下段に設けられた両ケーソン躯体２１の内部空間２１ａに気閘室スラブ３８を設けることにより気閘室３９等を容易に形成することができる。
【００７７】
その他の構成及び作用は、発明の実施の形態１と同様であるので重複した説明は省略する。
【００７８】
［発明の実施の形態３］
図９及び図１０は、この発明の実施の形態３に係る図であって、図９は、ケーソンの概略断面図であり、作業室スラブ２３及びケーソン躯体２１は略されて書いているが、実施の形態１と同様な構成で形成されている。図１０は、作業室スラブの要部拡大断面図である。
【００７９】
この実施の形態４は、図９及び図１０に示すように、実施の形態２のケーソン２０の作業室スラブ２３と気閘室スラブ３８とが一体に成形され二重構造とされ、作業室スラブ２３と気閘室スラブ３８との間には気閘室３９が設けられている。 具体的には、作業室スラブ２３は、実施の形態２と同様な構成であり、且つ上側には、気閘室３９の床部となり、作業室スラブの天面を覆う天面板６０が接合されている。
【００８０】
さらに、作業室スラブ２３の上部の外周及び内周に気閘室３９の外側壁及び内側壁となる一対の円形の気閘室側壁６１が溶接により接合されている。また、気閘室側壁６１の上側に気閘室スラブ３８が溶接により接合されている。
【００８１】
気閘室側壁６１は、作業室スラブ２３と同様な構成及び作用のある補強桁６９ａ，６９ｂ，６９ｃ，６９ｄが格子状に溶接により接合された気閘室側壁本体６２と、この気閘室側壁本体６２の外周面及び内周面を覆う気閘室側壁板６３とを有している。
【００８２】
そして、気閘室スラブ３８は、作業室スラブ２３と同様な構成及び作用のある補強桁６９ａ，６９ｂ，６９ｃ，６９ｄが格子状に溶接により接合された気閘室スラブ本体６４と、この気閘室スラブ本体６４の底面を覆う底板６５と、側面を覆う側壁板６６とを有している。
【００８３】
なお、この実施の形態３では、溶接により作業室スラブ２３、気閘室側壁６１及び、気閘室スラブ３８が接合されているが、これに限定されず、ボルト４９・ナット５０を用いて連結することも可能である。この場合は、作業室スラブ２３、気閘室側壁６１及び、気閘室スラブ３８が隣接する各外周補強桁４１ａにボルト４９が挿通できる継手孔を設ける必要がある。
【００８４】
このように構成されたケーソン２０の作業室スラブ２３は、上側に気閘室スラブ３８が一体成形されているので、ケーソン躯体２１に気閘室３９等を設ける作業行程が必要ない。
【００８５】
その他の構成及び作用は、発明の実施の形態１又は２と同様であるので重複した説明は省略する。
【００８６】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の発明によれば、下側に作業室を有し、外周下部に刃口部を備えた作業室スラブと、該作業室スラブの上側に設けられたケーソン躯体とを有するケーソンにおいて、作業室スラブは、複数の分割ブロックが互いに接合されて構成されており、分割ブロックは、少なくとも、複数の補強桁が設けられた分割ブロック本体と、分割ブロック本体の底面を覆う分割底板と、該分割ブロック本体の前記刃口部の一部となる外側面及び内側面を覆う分割刃口板とを有し、前記分割底板と前記分割刃口板とで囲まれた内部空間に充填材が打設されて構築されているので、従来のような作業室スラブの強度を確保する鉄筋の組立作業が必要ない。しかも、作業室スラブの分割底板と刃口板とは、型枠機能を有しているので、型枠の組立て解体作業を削減することができ、ケーソンの構築期間とコストを削減することができる。また、予め工場等で、車両等による運搬可能な寸法及び重量の分割ブロックを構築しておけば、ケーソン構築現場では、作業工程を軽減してケーソンを構築することができるため、ケーソンの構築期間をより削減することができる。
【００８７】
請求項２に記載の発明によれば、分割ブロックは、分割刃口板が設けられた複数の刃口分割ブロックと、該複数の刃口分割ブロックの内側に配設され、分割底板が設けられた少なくとも１つ以上からなる天井分割ブロックとを有するので、請求項１の効果に加え、作業室スラブを構成する分割ブロックの種類を少なくしているため、作業室スラブを安価に構成することができ、作業室スラブを簡単に構築することができる。
【００８８】
請求項３に記載の発明によれば、作業室スラブは、環状に構築されているので、請求項１又は２の効果に加え、環状のケーソン２０を構築することができる。
【００８９】
請求項４に記載の発明によれば、ケーソン躯体は、複数の補強桁を有するケーソン躯体本体とケーソン躯体本体の外側面及び／又は内側面を覆う側壁板とを有する複数のケーソン躯体分割ブロックが接合されて構築されているので、請求項１乃至３の何れか１つの効果に加え、側壁板が型枠機能を有し、ケーソン躯体本体がケーソン躯体２１の強度を確保しているため、型枠の組立て解体作業を削減することができ、ケーソンの構築期間とコストを大幅に削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１に係るケーソンの断面図である。
【図２】 同実施の形態１に係る作業室スラブを示す図であって、（ａ）は、作業室スラブの平面図であり、（ｂ）は、図２（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図３】 同実施の形態１に係る作業室スラブの要部拡大断面図である。
【図４】 同実施の形態１に係る作業室スラブを形成する分割ブロックを示す図であって、（ａ）は、天井分割ブロックの平面図であり、（ｂ）は、天井分割ブロックの側面図であり、（ｃ）は、図４（ａ）のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【図５】 同実施の形態１に係る作業室スラブを形成する分割ブロックを示す図であって、（ａ）は、刃口分割ブロックの平面図であり、（ｂ）は、刃口分割ブロックの側面図であり、（ｃ）は、図５（ａ）のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。
【図６】 この発明の実施の形態２に係るケーソンの概略断面図である。
【図７】 同実施の形態２に係る作業室スラブを示す図であって、（ａ）は、作業室スラブの平面図であり、（ｂ）は、図７（ａ）のＥ−Ｅ線に沿う断面図である。
【図８】 同実施の形態２に係る作業室スラブの要部拡大断面図である。
【図９】 この発明の実施の形態３に係るケーソンの概略断面図である。
【図１０】 同実施の形態３に係る作業室スラブの要部拡大断面図である。
【図１１】 従来のケーソンの断面図である。
【符号の説明】
２０ ケーソン
２１ ケーソン躯体
２３ 作業室スラブ
２５ 作業室
２５ａ 天井部
２６ マンシャフト
２８ マテリアルシャフト
４４ 充填剤
４７ 天井分割ブロック（分割ブロック）
４８ 刃口分割ブロック（分割ブロック）
５２ 天井分割ブロック本体（分割ブロック本体）
５２ａ，５４ａ，６９ａ 外周補強桁（補強桁）
５２ｂ，５４ｂ，６９ｂ 水平補強桁（補強桁）
５２ｃ，５４ｃ，６９ｃ 垂直補強桁（補強桁）
５２ｄ，５４ｄ，６９ｄ 筋かい補強桁（補強桁）
５３，５５ 分割底板
５４ 刃口分割ブロック本体（分割ブロック本体）
５６ 分割刃口板
６８ 分割ブロック
６９ 分割ブロック本体
７０ 分割床板
７１ 分割刃口板
Claims (4)
- 下側に作業室を有し、外周下部に刃口部を備えた作業室スラブと、該作業室スラブの上側に設けられたケーソン躯体とを有するケーソンにおいて、
前記作業室スラブは、複数の分割ブロックが互いに接合されて構成されており、
前記分割ブロックは、少なくとも、複数の補強桁が設けられた分割ブロック本体と、該分割ブロック本体の底面を覆う分割底板と、該分割ブロック本体の前記刃口部の一部となる外側面及び内側面を覆う分割刃口板とを有し、
前記分割底板と前記分割刃口板とで囲まれた内部空間に充填材が打設されて構築されていることを特徴とするケーソン。 - 下側に作業室を有し、外周下部に刃口部を備えた作業室スラブと、該作業室スラブの上側に設けられたケーソン躯体とを有するケーソンにおいて、
前記作業室スラブは、複数の分割ブロックが互いに接合されて構成されており、
前記複数の分割ブロックは、それぞれ複数の補強桁が設けられた分割ブロック本体を有すると共に、前記分割ブロック本体の前記刃口部の一部となる外側面及び内側面を覆う分割刃口板が設けられた複数の刃口分割ブロックと、該複数の刃口分割ブロックの内側に配設され、前記分割ブロック本体の底面を覆う分割底板が設けられた少なくとも１つ以上からなる天井分割ブロックとを有し、
前記分割底板と前記分割刃口板とで囲まれた内部空間に充填材が打設されて構築されていることを特徴とするケーソン。 - 前記作業室スラブは、環状に構築されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のケーソン。
- 前記ケーソン躯体は、複数の補強桁を有するケーソン躯体本体と前記ケーソン躯体本体の外側面及び／又は内側面を覆う側壁板とを有する複数のケーソン躯体分割ブロックが接合されて構築されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１つに記載の記載のケーソン。
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