JP4793634B2 - 仮締め切り工法 - Google Patents

Description

本発明は、水中構造物の耐震補強工事などに採用される仮締め切り工法に関する。

従来、河川や港湾内にある橋脚などの水中構造物が地震などにより被害を受ける場合に備えて、耐震補強を施す工事が実施されている。この耐震補強方法として、鋼板を水中構造物の周囲を覆うようにして組み立て、鋼板と水中構造物との間にモルタルを充填して補強構造を構築する方法がある。ところが、このような鋼板を巻き付ける方法では、水に接している鋼板が腐食するという欠点があった。そのため、水中構造物の外周に拡径するようにコンクリートを打設（コンクリート巻き立て）する施工が多くなっている。この場合、水中構造物の周囲に仮締め切りを設置し、この仮締め切りの内側の水を抜いて施工場所を確保する必要があり、その仮締め切りの施工として長尺の鋼矢板を台船上に搭載した圧入機によって打設する方法が用いられていた。
しかし、例えば橋脚の上部に橋桁があり水面から桁下までの高さに制限がある場合には、鋼矢板の長さを短くし、溶接により継ぎ足しながら打設することになり、時間がかかり、工期が長くなるといった問題があった。そこで、施工の効率化を目的とした仮締め切り工法として、例えば特許文献１及び特許文献２に開示されているものがある。
特許文献１及び特許文献２は、予め工場などで製作した鋼製や鉄筋コンクリート製のプレキャストパネル（セグメント）を橋脚の周囲に環状に組み立てることで仮締め切り壁を構築するものである。これらのパネル同士の接合はボルトなどによって組み立てることができるため、組立作業が簡易となり、施工の効率化を図ることができる。
特開２００４−３１６１３３号公報 特許第３０６５９２７号公報

しかしながら、特許文献１及び特許文献２の仮締め切り工法では、水中構造物の大きさに合わせた特殊な仮締め切り部材（パネル、セグメント）を製作して使用することになり、これらの製作コストが大きくなるといった問題があった。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、特殊な仮締め切り部材を製作することなく、コストの低減が図れる仮締め切り工法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る仮締め切り工法は、複数の鋼矢板を環状に連結させてなる締切壁と、締切壁の下端部を橋脚などの水中構造物の基礎上に固定させる根固め部とが設けられた仮締め切りによって水中構造物の外周を取り囲む仮締め切り工法であって、締切壁を周方向に分割させてなる矢板ユニットを予め台船上で組み立て、矢板ユニットを台船に保持させ、矢板ユニットの鋼矢板は、台船に脱着可能に固定させた第一鋼矢板と、第一鋼矢板に沿わせて沈下可能に設けた第二鋼矢板とからなり、矢板ユニットの各々を基礎上に沈下させるときに、先に第二鋼矢板を第一鋼矢板に沿わせて沈下させて基礎に固定し、第一鋼矢板を台船より切り離した後、沈下させた第二鋼矢板に沿わせて第一鋼矢板を沈下させ、矢板ユニット同士を水中接合して締切壁を形成し、基礎と締切壁とを固結材を介して固定させて根固め部を形成させるようにしたことを特徴としている。
本発明では、鋼矢板からなる締切壁の上端部を台船に保持させることで、鋼矢板の大半を水中に沈めた状態で、締切壁を沈下箇所に運搬して基礎上に設置することができる。このため、長尺の鋼矢板であっても、従来のように圧入機を使用して鋼矢板を打設する場合と比較して水面より上方に高く突出させることなく締切壁を施工することができる。したがって、桁下のように高さが制限される施工箇所であっても問題なく鋼矢板を使用した仮締め切りを実施できる。
また、第一及び第二鋼矢板を、夫々が固定されている側の鋼矢板に案内させて沈下させることができる。このため、基礎上の所定の沈下位置に締切壁を精度よく設置することができる。

また、本発明に係る仮締め切り工法では、根固め部は、締切壁を基礎上に載置させた状態で、締切壁の下端部を取り囲むようにして基礎上に型枠体を固定させ、型枠体の内側に固結材を充填させることが好ましい。
本発明では、型枠内に充填した固結材に締切壁の下端部を埋設させることで根固め部が止水構造となり、締切壁の内側を水抜きして水中構造物の周囲に作業領域を確保することができる。

本発明の仮締め切り工法によれば、従来のように圧入機を使用して鋼矢板を打設する場合と比較して水面より上方に高く突出させることなく締切壁を施工することができる。このため、例えば橋桁の桁下のように水面上において高さ制限がある施工箇所であっても、既製品の鋼矢板を使用して仮締め切りを設置することができる。したがって、特殊な仮締め切りの部材を製作することがなく、鋼矢板を転用して使用することができることからコストを低減することができる。

以下、本発明の仮締め切り工法の実施の形態について、図１乃至図１０に基づいて説明する。
図１は本発明の実施の形態による仮締め切り工法の概要を示す立断面図、図２は図１に示すＡ−Ａ線矢視図、図３は仮締め切りの設置状態を上方からみた図、図４は第一及び第二矢板ユニットの接合部を示す平面図、図５は仮締め切りの根固め部を示す立断面図、図６は図５に示す根固め部のＢ−Ｂ線断面図、図７、図８は矢板ユニットの設置工程を示す説明図、図９（ａ）〜（ｃ）は仮締め切りの施工工程を示す図、図１０（ａ）〜（ｃ）は同じく施工工程を示す図であって、図９（ｃ）に続く図である。

図１に示すように、本実施の形態による仮締め切り工法は、橋梁の橋脚１０（水中構造物）の周囲にコンクリート２（図１に示す二点鎖線）を打設する耐震補強工事に採用され、橋脚１０の外周を仮締め切り１によって取り囲み、その内部を排水して水のない作業領域Ｒを確保するものである。
橋脚１０は、周知のとおり道路などの橋桁１１を下方より支持し、水底Ｇの地盤中に杭１２と共に下部側が埋設された平面視四角形状（図２参照）のフーチング１３（基礎）と、フーチング１３の上部に一体に構築された柱状の橋脚本体部１４とからなる。橋脚本体部１４の断面積は、フーチング１３の断面積より小さくなるように構成されている。

図３に示すように、仮締め切り１は、所定長さの複数の鋼矢板２１、２１、・・・を周方向に平面視四角形状の環状に連結させてなる締切壁２０と、締切壁２０をフーチング１３上に固定させる根固め部３０（図１参照）と、この締切壁２０を橋脚本体部１４に支持させる支保工４０とから概略構成されている。

図４に示すように、締切壁２０を構成する鋼矢板２１は、既製品の鋼矢板が使用され、その形状は断面略コの字形状をなしていてその両側縁部が外側にカール状に湾曲した継手部２１ａ、２１ａが形成されたものである。連結する隣り合う鋼矢板２１、２１同士は、互いに対向させ且つ水平方向にずらして夫々の継手部２１ａ、２１ａを重ね合わせるようにして係合されている。
そして、図３に示すように、締切壁２０は、周方向に略同等の大きさに二分割され、平面視略コの字型状をなす第一矢板ユニット２２と第二矢板ユニット２３とで構成されている。図４に示すように、第一及び第二矢板ユニット２２，２３は、夫々の端部２２ａ、２３ａを接近させ、その端部２２ａ、２３ａをプレート２４、２５によって挟み込み、溶接させることで止水接合されている。ここで、この接合箇所を接合部Ｔとする。

次に、締切壁２０とフーチング１３との根固め部３０について図面に基づいて説明する。
図５及び図６に示すように、根固め部３０は、締切壁２０をフーチング１３上に載置させた状態で、締切壁２０の下端部２０ａを取り囲むようにして断面略Ｌ型のＬ型長尺部材３１、３１（型枠体）をフーチング１３の上面に固定させている。Ｌ型長尺部材３１は、一端面３１ａがアンカー３４によってフーチング１３に固定され、他端面３１ｂがフーチング１３に対して略直交するように立設した状態で配設されている。アンカー３４は、Ｌ型長尺部材３１の長手方向（締切壁２０の設置方向）に所定間隔をもって打設されている。
締切壁２０は、締切壁２０の外側面２０ｂとＬ型長尺部材３１との間にクサビ状の係止部材３３が上方から押し込まれることで、Ｌ型長尺部材３１に固定されている。そして、Ｌ型長尺部材３１、３１同士に挟まれた空間には、締切壁２０の下端部２０ａを埋設するようにしてモルタルなどの固結材３２が充填されている。

図３に示すように、支保工４０は、締切壁２０の内面に略水平方向に固定された腹起し材４１と、腹起し材４１と橋脚本体部１４とを連結する切梁材４２と、同じく腹起し材４１と橋脚本体部１４とを連結する補助部材４３とからなる。なお、切梁材４２にジャッキ４２ａを設け、腹起し材４１と橋脚本体部１４との間を突っ張った状態にしておく。
そして、図１に示すように、支保工４０は、締切壁２０の上下方向の複数の箇所に設けられている。これらを上方より第一支保工４０Ａ，第二支保工４０Ａ・・・とし、総称して支保工４０とする。

次に、上述したように構成される仮締め切り１の施工について、橋脚１の耐震補強工も含めて図面に基づいて説明する。
先ず、準備施工として、図示しないバックホウなどを搭載した浚渫船を用いてフーチング１３の表面が露出するように浚渫を行なうと共に、フーチング３の表面の清掃をしておく（図１参照）。また、橋脚本体部１４の所定箇所には、第一支保工４０Ａを取り付けておく。
図３、図７に示すように、仮締め切り１の施工には台船５０が使用される。そして、台船５０を曳航し、橋桁１１（図２参照）のないところで固定ワイヤー（図示省略）などによって台船５０を固定しておく。そして、この台船５０の一方の側面５０ａには、台船５０上で組み立てた第一矢板ユニット２２（或いは第二矢板ユニット２３）を保持しておくための保持機構６０を設置しておく。
図３に示すように、この保持機構６０は、各第一及び第二矢板ユニット２２，２３の外周側を保持するようにＨ型鋼材などを平面視略コの字形状に組み合わせて構成され、その開口側をなす保持部６０ｂを台船５０の反対側に向けて配置されている（図７、図８参照）。そして、締切壁２０を橋脚１０の周囲に設置する前に、予め台船５０上で第一矢板ユニット２２を組み立てておく。

ここで、図３に示すように、第一矢板ユニット２２（第二矢板ユニット２３についても同様）の組み立てる方法について説明する。
第一矢板ユニット２２は、予め保持機構６０に脱着可能に固定させてなる第一鋼矢板２１Ａ（図３に示す係止部材７１（後述）が固着された鋼矢板）と、第一鋼矢板２１Ａの継手部２１ａに沿わせて沈下させる第二鋼矢板２１Ｂとが適宜配置されている。ここで、これら第一鋼矢板２１Ａと第二鋼矢板２１Ｂとの配列は、例えば図３に示すように第一鋼矢板２１Ａ、２１Ａ同士の間に３〜５枚の第二鋼矢板２１Ｂ・・・を設けた配列となっている。
そして、図７及び図８に示すように、先に第一鋼矢板２１Ａ（本実施の形態では８枚設置）のみを、前記第一鋼矢板２１Ａ、２１Ａ同士の間に複数の第二鋼矢板２１Ｂ・・・を配置できるように保持機構６０の上端部６０ａの所定の位置に固定する。その固定方法は、切欠部７１ａを有した係止部材７１を第一鋼矢板２１Ａの台船５０側の端面に固着させておき、この切欠部７１ａを保持機構６０の上端部６０ａに引っ掛けるようにして係止部材７１を保持機構６０に係止させる。なお、この係止が外れないように、レバーブロックなどの第一締付具７２を使用して第一鋼矢板２１Ａと保持機構６０を、係止部材７１が保持機構６０の上端部６０ａに係止する方向に締め付けて固定しておく。

続いて、前記第一鋼矢板２１Ａ、２１Ａ同士の間に、各継手部２１ａを差し込ませるようにして所定枚数の第二鋼矢板２１Ｂ・・・を配置させる。このとき、鋼矢板２１の夫々の下端が揃うように設置する（図９（ａ）参照）。ここで、隣り合う鋼矢板２１同士が上下方向にずれないようにボルトなどのズレ止め部材７５（図８参照）によって仮に固定しておく。
また、図８に示すように、鋼矢板２１の下部側にフック７３を取り付け、そのフック７３にレバーブロックなどの第二締付具７４の一端７４ａを取り付け、その他端７４ｂに上述したＬ型長尺部材３１の上端部３１ｃを吊った状態で取り付けておく。ここまでの工程が、第一矢板ユニット２２の組み立て工程であり、このように、鋼矢板２１からなる第一及び第二矢板ユニット２２、２３の上端部を台船５０に保持させることで、鋼矢板２１の大半を水中に沈めた状態で、締切壁２０を沈下箇所に運搬させることができる（図９（ａ）参照）。

次に、図９（ｂ）に示すように、台船５０を移動して、組み立てた第一矢板ユニット２２を桁下の所定の沈設箇所まで移動する。そして、第二鋼矢板２１Ｂを仮吊りしているズレ止め部材７５（図８参照）を切断し、第二鋼矢板２１Ｂを第一鋼矢板２１Ａに沿わせてフーチング１３上に沈下させ、第二鋼矢板２１Ｂと腹起し材４１とをボルトなどで接続して固定する（図３参照）。その後、図９（ｃ）に示すように、係止部材７１及び第一締付具７２（図８参照）を取り外し、第一鋼矢板２１Ａを前記沈下させた第二鋼矢板２１Ｂに沿わせて橋脚１０のフーチング１３上に沈下させ、第一鋼矢板２１Ａと腹起し４１をボルトなどで接続して固定する（図３参照）。このように沈下させることで、フーチング１３上の所定位置に第一及び第二鋼矢板２１Ａ，２１Ｂを精度よく設置することができる。

続いて、図５、図６に示すように、アンカー３４によりＬ型長尺部材３１の一端面３１ａをフーチング１３に固定し、図８に示す第二締付具７４によって鋼矢板２１をフーチング１３側に引き寄せるように締め付け、Ｌ型長尺部材３１と鋼矢板２１との隙間に係止部材３３を押し込んで第一矢板ユニット２２を固定する。そして、鋼矢板２１が動かないことを確認して台船５０が桁下の外方に離脱する。

次に、図９（ｃ）及び図１０（ａ）に示すように、第二矢板ユニット２３を第一矢板ユニット２２に接合できるように、第一矢板ユニット２２の場合と同様の手順でフーチング１３上に設置する。そして、第一及び第二矢板ユニット２２、２３同士の接合部Ｔは、プレート２４、２５（図４参照）によって挟持させた状態で水中溶接により接合される。次いで、図５、図６に示すように、根固め部３０のＬ型長尺部材３１、３１同士に挟まれた空間に固結材３２を充填し、締切壁２０の下端部２０ａがフーチング１３に対して液密に固着される（図１０（ｂ）参照）。
その後、図１０（ｃ）に示すように、締切壁２０内を排水ポンプ８０によって水抜きして作業領域Ｒを確保し、二段目の第二支保工４０Ｂを設置する。そして、締切壁２０内の作業領域Ｒにおいて型枠（図示省略）を組み立ててコンクリート２（図１に示す二点鎖線）を打設して耐震補強が構築される。

コンクリート２の構築が完成した後、締切壁２０内に注水すると共に、設置した第一及び第二支保工４０Ａ，４０Ｂを撤去する（図１参照）。そして、台船５０に鋼矢板２１（締切壁２０）を固定し、根固め部３０と接続されている鋼矢板２１を適当な箇所で切断して切り離し、鋼矢板２１及び根固め部３０を撤去し、台船５０を桁下から移動する。
なお、上述した仮締め切り１の締切壁２０の上端位置は、海や河川などの最高水位より高い位置となるようにすることは言うまでもない。

上述した本実施の形態による仮締め切り工法では、従来のように圧入機を使用して鋼矢板を打設する場合と比較して水面より上方に高く突出させることなく締切壁２０を施工することができる。このため、橋桁１１の桁下のように水面上において高さ制限がある施工箇所であっても、既製品の鋼矢板２１を使用して仮締め切り１を設置することができる。したがって、特殊な仮締め切りの部材を製作することがなく、鋼矢板２１を転用して使用することができることからコストを低減することができる。

以上、本発明による仮締め切り工法の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本実施の形態では締切壁２０を二分割にしているが、分割数はこれに限定されることはなく、例えば平面視四角形状の各辺毎に４つに分割してもかまわない。
また、本実施の形態のように締切壁２０は平面視四角形状であることに限定されず、例えば平面視で円形、多角形などであってもよい。
さらに、本実施の形態では第一鋼矢板２１Ａを台船５０の保持機構６０に仮固定する方法として切欠部７１ａを有した係止部材７１を設けているが、このような固定方法に限定されることはない。要は第二鋼矢板２１Ｂが第一鋼矢板２１Ａに案内されて略鉛直に沈下できるように第一鋼矢板２１Ａが固定されていればよいのである。

本発明の実施の形態による仮締め切り工法の概要を示す立断面図である。 図１に示すＡ−Ａ線矢視図である。 仮締め切りの設置状態を上方からみた図である。 第一及び第二矢板ユニットの接合部を示す平面図である。 仮締め切りの根固め部を示す立断面図である。 図５に示す根固め部のＢ−Ｂ線断面図である。 矢板ユニットの設置工程を示す説明図である。 矢板ユニットの設置工程を示す説明図である。 （ａ）〜（ｃ）は仮締め切りの施工工程を示す図である。 （ａ）〜（ｃ）は同じく施工工程を示す図であって、図９（ｃ）に続く図である。

符号の説明

１ 仮締め切り
１０ 橋脚（水中構造物）
１３ フーチング（基礎）
１４ 橋脚本体部
２０ 締切壁
２１ 鋼矢板
２１Ａ 第一鋼矢板
２１Ｂ 第二鋼矢板
２２ 第一矢板ユニット
２３ 第二矢板ユニット
３０ 根固め部
３１ Ｌ型長尺部材（型枠体）
３２ 固結材
４０ 支保工
５０ 台船
６０ 保持機構

Claims (2)

1. 複数の鋼矢板を環状に連結させてなる締切壁と、該締切壁の下端部を橋脚などの水中構造物の基礎上に固定させる根固め部とが設けられた仮締め切りによって前記水中構造物の外周を取り囲む仮締め切り工法であって、
   前記締切壁を周方向に分割させてなる矢板ユニットを予め台船上で組み立て、前記矢板ユニットを前記台船に保持させ、
   前記矢板ユニットの前記鋼矢板は、前記台船に脱着可能に固定させた第一鋼矢板と、該第一鋼矢板に沿わせて沈下可能に設けた第二鋼矢板とからなり、
   前記矢板ユニットの各々を前記基礎上に沈下させるときに、先に前記第二鋼矢板を前記第一鋼矢板に沿わせて沈下させて前記基礎に固定し、前記第一鋼矢板を前記台船より切り離した後、前記沈下させた前記第二鋼矢板に沿わせて前記第一鋼矢板を沈下させ、前記矢板ユニット同士を水中接合して締切壁を形成し、
   前記基礎と前記締切壁とを固結材を介して固定させて根固め部を形成させるようにしたことを特徴とする仮締め切り工法。
2. 前記根固め部は、前記締切壁を前記基礎上に載置させた状態で、前記締切壁の下端部を取り囲むようにして前記基礎上に型枠体を固定させ、前記型枠体の内側に前記固結材を充填させるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の仮締め切り工法。

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