JP4459800B2 - 沈設構造体 - Google Patents

Description

本発明は、地下に立坑を構築するための分割構造の沈設構造体に関する。

従来の分割タイプの沈設構造体は、鋼製あるいはコンクリート製のセグメントが使用され、これらのセグメントを互いに周方向および上下方向に連結することにより構成されている。沈設構造体は、主に圧入工法によって地中に沈設されるが、この場合、沈設構造体を真っ直ぐに地中に沈設する必要があることから、セグメントの外周面にフィンと呼ばれる突起体を設けて沈設の際における回転を防止するようになっている（例えば、特許文献１参照）。

特開平１０−２２０１６２号公報

しかしながら、従来の沈設構造体は、例えば円筒形の構造体とする場合、セグメントを円弧状に形成する必要がある。特に、セグメントが鉄筋コンクリート製の場合、セグメントの曲率に合わせて型枠を製作しなければならないので、製造コストしたがって工事費が格段に高くなる。また、鋼製のセグメントの場合でも鉄筋コンクリート製ほどではないにしてもコスト高になることには変わりがない。加えて、鉄筋コンクリート製にしろ鋼製にしろ、上記フィンがセグメントの外周面あるいは連結端の外周縁部に凸状に一体に形成されているため、更なるコストアップは免れない。また、鉄筋コンクリート製の場合凸状部が破損しやすく取扱上の不便さもある。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、沈設時における沈設構造体の回転を防止するとともに、大幅なコスト低減が可能な沈設構造体を提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明に係る沈設構造体は、地下に沈設される分割構造の沈設構造体において、周方向および上下方向に連結されるセグメントが、構造体水平断面において直線部または曲線部を有し、かつ、前記セグメントの周方向の端面の間に、外側に突出するフィンを有するとともに止水機能を有するスペーサーを介してリング状に連結されていることを特徴とするものである。

また、本発明の沈設構造体は、前記スペーサーが、硬質のゴムもしくは樹脂または、金属（鋳造・鍛造・圧延製の）からなるものである。

また、前記スペーサーは、厚さが前記セグメントの内周から外周にかけて厚くなるようにテーパー状に形成されていることが好ましい。

また、前記スペーサーと前記セグメントの間に止水材が取り付けられていることが好ましい。

また、前記セグメントは、鉄筋コンクリート構造、スチール構造、ダクタイル構造、またはこれらの組み合わせからなるものである。

本発明の沈設構造体は、水平断面において直線部または曲線部を有するセグメントを、周方向端面間に、外側に突出するフィンを有するスペーサーを介してリング状に連結したものであるため、沈設時における回転を防止することができ、地下に鉛直方向に真っ直ぐに沈設することができるとともに、型枠費用の低減が可能なためセグメントの製造コストを大幅に低減することが可能となる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の説明では本発明の沈設構造体を構成するセグメントは鉄筋コンクリート製として説明するが、鋼製のセグメント等の場合でも同様の構成とすることができるものである。
図１は本発明の沈設構造体の一例を示す上面図、図２はこの沈設構造体の部分断面正面図である。

この沈設構造体１０は、図１、図２に示すように、例えば圧入工法により地下に沈設される分割構造の筒状構造体であり、複数の鉄筋コンクリートからなるセグメント（以下、ＲＣセグメントともいう）１を後述するように、互いに周方向及び上下方向に連結することにより構成される。また、沈設構造体１０はこの例では周方向に８等分されたセグメント１により多角形に形成されており、全体としてほぼ中空円形となっている。そして、各段のセグメント１は、周方向の端面の間に、外側に突出するフィン２を有するスペーサー３を介してリング状に連結されており、最下段は鋭角な刃口部を有する刃口リングとなっている。すなわち、スペーサー３はセグメント１とは別体に構成されている。２０は沈設構造体１０の底部に打設された底版コンクリートである。

上記のフィン２とスペーサー３は、硬質のゴムまたは樹脂あるいはこれらの相当品により一体につくられており、特にスペーサー３は、厚さがセグメント１の内周から外周にかけて厚くなるようにテーパー状に形成されている。これにより、図１に示すように、「く」の字状に屈曲したセグメント１を互いに周方向に連結することにより、円形に近いリングを構成することができる。

このように、セグメント１は水平断面において、内外周面ともに直線部をもつ形状に形成することができるため、しかもセグメント１とフィン２を有するスペーサー３とは別体となっているため、ＲＣセグメントとする場合はその型枠をきわめて容易に製作することができ、著しくコストを低減することが可能となる。また、セグメントがスチール構造あるいはダクタイル構造であっても同様の水平断面形状で安価に製造することができる。もっとも、セグメント１の直線部同士の接続部に適当な曲率の曲線部を設けてもよい。

構造体外周面より外側に突出するフィン２の水平断面形状については、特に限定するものではない。ほぼ同じ厚さを有する矩形断面としてもよいし、図示のように、外周面より外側にいくに従って厚さが薄くなるようにテーパー状に形成してもよい。
このように、各セグメント１の周方向の接続部において、フィン２が取り付けられているので、各段のリングの圧入沈設時における回転を防止することができ、鉛直方向に真っ直ぐに沈設することができる。

次に、ＲＣセグメント１の連結手段について図３により説明する。
ＲＣセグメント１は、複数の周方向継手部１１と複数の上下方向継手部１２を有する。周方向継手部１１および上下方向継手部１２は、基本的に同じ構成であり、それぞれ対応する端部にボルト孔１３を設けた取付板１４が一体成形されている。取付板１４には図示しない棒鋼が溶接で接合されており、この棒鋼をＲＣセグメント１内部に配筋された鉄筋と溶接している。また、図３において、１５は取付板１４の裏面側に設けられた凹部で、この内部でボルト・ナット（図示せず）の締め付けを行うためのものである。
また、スペーサー３には、周方向継手部１１の取付板１４のボルト孔１３に対応する位置にボルト孔４が設けられている。

各ＲＣセグメント１は、周方向の端面の間にフィン２が外側に突出するようにスペーサー３を挟んで、周方向継手部１１によりリング状に連結される。すなわち、ボルトを一方のＲＣセグメント１から取付板１４のボルト孔１３に通し、さらにこのボルトをスペーサー３のボルト孔４から他方のＲＣセグメント１の取付板１４のボルト孔１３に通してナットで締め付け固定する。このようにして他の箇所もボルト・ナットで締め付ける。

上述の沈設構造体１０を構築するにあたっては、既知の圧入工法により施工される。その概要例を説明する。
まず、構築しようとする地所にて、図２のように、刃口リング５を組み立てる。刃口リング５は、ＲＣセグメント１あるいは鋼製セグメントからなる刃口セグメント６を、上述のように周方向端面間にスペーサー３を挟んで周方向継手部１１によりリング状に連結する。ただし、強度上、刃口セグメントについてはスペーサーを使用せず他の手段により連結してもよい。
次に、この刃口リング５をあらかじめ設置してある圧入沈設装置により上から加圧して地下に圧入する。
次に、刃口リング５内部の土砂を、例えば掘削機のバケット等により掘削する。
次に、刃口リング５の上に２段目のＲＣセグメント１を載置し、上下方向継手部１２により刃口リング５と連結するとともに、周方向継手部１１により周方向端部間にスペーサー３を挟んで、隣り合うＲＣセグメント１同士を周方向にも連結して、２段目リング７を組み立てる。なお、刃口セグメント６と２段目リング７のＲＣセグメント１とは周方向の継ぎ目が上下方向に直線状にならないように互い違いに連結することが好ましい。
次に、この２段目リング７を圧入沈設装置により上から加圧してさらに地下に圧入し、内部の土砂を上記掘削機のバケットにより掘削する。
３段目以降のリング７については、各段のリング毎に、上記のリングの組立、地下への圧入、内部土砂の掘削を繰り返し行い、所定の沈設深さまで沈設し、最後に底版コンクリート２０を打設して立坑の沈設構造体１０を構築する。

本実施形態の沈設構造体１０は、各段のリングがセグメント１の周方向端面間に外側に突出するフィン２を有するスペーサー３を介して連結されているため、各リングを沈設する際にフィン２により回転が防止されるため、鉛直方向に真っ直ぐに沈設することができる。また、スペーサー３によって構造体内部への地下水の侵入を抑止することができる。
地下水の侵入に対する止水のために、スペーサー３とセグメント１の間に止水材（図示せず）を取り付けることも好ましい。もちろん、あらかじめ止水剤を塗布しても良い。

本発明は、以上に述べた実施の形態に限定されるものではない。本沈設構造体の形状、サイズ等についても任意に変更が可能である。例えば、図４に示すように、本沈設構造体は上から見て小判型（楕円形、長円形）にすることができる。この場合、図４（ａ）のように、水平断面が矩形のセグメントと円弧状のセグメントの組み合わせとしてもよく、また図４（ｂ）のように、水平断面が矩形のセグメントと「く」の字状に屈曲したセグメントの組み合わせてしてもよい。いずれも、周方向端面間には外側に突出するフィン２を有するスペーサー３を挟んで各段のリングが構成される。円形以外では、沈設構造体の回転が起こりにくいため、フィン部分のない、スペーサーのみでもよい。

本発明の沈設構造体の一例を示す上面図。 図１の部分断面正面図。 本発明の沈設構造体におけるセグメントの連結手段を示す斜視図。 本発明の沈設構造体の他の例を示す上面図。

符号の説明

１ セグメント、２ フィン、３ スペーサー、４ ボルト孔、５ 刃口リング、６ 刃口セグメント、７ ２段目以降各段のリング、１０ 沈設構造体、１１ 周方向継手部、１２ 上下方向継手部、１３ ボルト孔、１４ 取付板、１５ 凹部、２０ 底版コンクリート。

Claims (5)

1. 地下に沈設される分割構造の沈設構造体において、周方向および上下方向に連結されるセグメントが、構造体水平断面において直線部または曲線部を有し、かつ、前記セグメントの周方向の端面の間に、外側に突出するフィンを有するとともに止水機能を有するスペーサーを介してリング状に連結されていることを特徴とする沈設構造体。
2. 前記スペーサーは、硬質のゴムもしくは樹脂または金属からなることを特徴とする請求項１記載の沈設構造体。
3. 前記スペーサーは、厚さが前記セグメントの内周から外周にかけて厚くなるようにテーパー状に形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の沈設構造体。
4. 前記スペーサーとセグメントの間に止水材が介在することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の沈設構造体。
5. 前記セグメントは、鉄筋コンクリート構造、スチール構造、ダクタイル構造、またはこれらの組み合わせからなることを特徴とする請求項１記載の沈設構造体。

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