JP4964525B2 - Caisson settlement method and caisson settlement management system - Google Patents
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Description
本発明は、ケーソン沈下工法およびそのケーソン沈下管理システムに関する。 The present invention relates to a caisson settlement method and a caisson settlement management system.
従来、ケーソンを高精度に沈設するための技術として自動化オープンケーソン工法がある。この工法のシステムには、ケーソン躯体内を掘削する掘削・揚土システムと、ケーソン躯体を所定鉛直精度で沈下させるケーソン沈下管理システムと、環状のコンクリート構造体(ロット)を順次形成していきケーソン躯体を構築する躯体構築システムとから構成されている。そして、この自動化オープンケーソン工法によれば、筒状のケーソン躯体の内部を掘削・揚土システムによって掘削した後、ケーソン沈下管理システムに備えられた圧入装置によってケーソン躯体に下向きの導入荷重を加えてケーソン躯体の自重及び導入荷重によりケーソン躯体を地盤内に沈下させる。このとき、ケーソン沈下管理システムによってケーソン躯体の姿勢を管理する。そして、ケーソン躯体が所定深さまで沈下したところで、当該ケーソン躯体の上端に新たなロットを形成してケーソンを構築していく。 Conventionally, there is an automated open caisson method as a technique for laying caisson with high accuracy. In this construction method system, a caisson is formed by sequentially forming an excavation / landing system for excavating the caisson housing, a caisson settlement management system for sinking the caisson housing with a predetermined vertical accuracy, and an annular concrete structure (lot). It consists of a chassis construction system that constructs a chassis. According to this automated open caisson method, after the inside of the cylindrical caisson housing is excavated by the excavation and excavation system, a downward introduction load is applied to the caisson housing by the press-fitting device provided in the caisson settlement management system. The caisson body is submerged in the ground by its own weight and the load applied. At this time, the position of the caisson housing is managed by the caisson settlement management system. When the caisson housing sinks to a predetermined depth, a new lot is formed at the upper end of the caisson housing to construct a caisson.
一般に、上記したケーソン沈下管理システムは、ケーソン躯体の傾斜量を計測する傾斜計と、ケーソン躯体の沈下量を計測する沈下計と、圧入装置による圧力(ジャッキ圧等)を計測する荷重計とから構成されている場合が多い。これらの計器によってケーソン躯体の沈下管理を行い、ケーソン躯体の沈設精度を確保することができる(例えば、特許文献1,2参照。)。
しかしながら、上記した自動化オープンケーソン工法では、ケーソン躯体として鋼製のものを用いる場合、常にケーソン自重より抵抗力(周面摩擦力、地盤反力、浮力)の方が大きくなるため、ケーソン躯体が自重のみで沈下(自沈)して制御不能となることがないが、ケーソン躯体としてコンクリート製部材を用いると、ケーソン自重が抵抗力よりも大きくなる場合があり、ケーソン躯体が自沈して制御不能となり、ケーソン躯体の過沈下が生じる可能性がある。そして、上記した従来の技術では、ケーソン躯体の傾斜量や沈下量等については把握することができるが、ケーソン躯体の刃口に作用する地盤反力については把握することができないため、上記したようなケーソン躯体の突発的な過沈下を防ぐことができない。ケーソン躯体の過沈下が生じると、ケーソン躯体の鉛直精度が悪くなるだけでなく、例えば、掘削・揚土システムとして拡縮自在の掘削翼を有する掘削機を用いる場合には、ケーソン躯体の刃口の直下まで掘削翼を拡張させて掘削するので、掘削翼がケーソン躯体の刃口に挟まれ、掘削不能となる可能性がある。 However, in the above-described automated open caisson method, when a steel caisson housing is used, the resistance (peripheral frictional force, ground reaction force, buoyancy) is always greater than the caisson's own weight. However, if concrete members are used as the caisson housing, the caisson body weight may be greater than the resistance force, and the caisson housing will self-sink and become uncontrollable. There is a possibility that the caisson housing will be oversunk. And in the above-mentioned conventional technology, although it is possible to grasp the inclination amount and the sinking amount of the caisson housing, it is impossible to grasp the ground reaction force acting on the blade edge of the caisson housing. A sudden oversinking of a caisson enclosure cannot be prevented. If the caisson housing is oversunk, not only will the vertical accuracy of the caisson housing deteriorate, but for example, when using an excavator with an expandable / retractable excavator as an excavation / landing system, Since the excavating blade is expanded to the position directly below, the excavating blade may be sandwiched between the blades of the caisson housing and may not be excavated.
本発明は、上記した従来の問題が考慮されたものであり、ケーソン躯体が自沈を防止してケーソン躯体の過沈下を防止することができるケーソン沈下工法およびケーソン沈下管理システムを提供することを目的としている。 The present invention has been made in consideration of the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a caisson settlement method and a caisson settlement management system capable of preventing the caisson body from self-sinking and preventing the caisson body from being oversunk. It is said.
請求項1記載の発明は、ケーソン躯体の内方から地盤を掘削する掘削工程と、前記ケーソン躯体に下向きの導入荷重を加えて前記ケーソン躯体の自重及び前記導入荷重により前記ケーソン躯体を地盤内に沈下させる圧入工程とを備えるケーソン沈下工法であって、前記掘削工程において、前記ケーソン躯体の刃口に作用する先端地盤抵抗力の設定値に基づいて設定された掘削深度及び掘削径で掘削し、前記圧入工程において、前記ケーソン躯体の沈下量を計測する沈下計と前記導入荷重の大きさを計測する荷重計とのうちの一方又は両方によって、前記ケーソン躯体の沈下開始時を検知するとともに、検知された沈下開始時における前記ケーソン躯体の躯体内応力を検出し、該躯体内応力を先端地盤抵抗力として、検出された前記ケーソン躯体の沈下開始時における躯体内応力の値と前記掘削工程時における前記設定値との差から前記設定値の補正値を求め、前記圧入工程の後に、先端地盤抵抗力の設定値を検出された躯体内応力の値に対応した値に変更させるように、前記補正値で前記設定値を補正し、補正後の新たな設定値に基づいて次の掘削工程における掘削深度と掘削径とのうちの一方又は両方を調整する調整工程を行うことを特徴としている。
The invention according to
このような特徴により、次の回の掘削深度や掘削径を設定するための先端地盤抵抗力の設定値が、検出された躯体内応力に基づいて補正される。これは、ケーソンが沈下する瞬間、ケーソン躯体の躯体内応力と先端地盤抵抗力(刃口反力)とがほぼ等しい値になるので、検出された沈下開始時の躯体内応力を現状の先端地盤抵抗力としてみることができるためである。つまり、現状の先端地盤抵抗力に基づいて次の回の掘削における設定値が補正されるため、実際の現場状況に合わせて次の回の掘削深度や掘削径が変更される。また、ケーソン躯体が沈下し始めた瞬間、沈下計は動き始め、また、荷重計の値は瞬間的に減少するため、沈下計や荷重計からケーソン躯体の沈下開始時を検知することが可能である。 With such a feature, the set value of the tip ground resistance force for setting the next excavation depth and excavation diameter is corrected based on the detected body stress. This is because at the moment when the caisson sinks, the stress in the caisson enclosure and the tip ground resistance (blade reaction force) are almost equal to each other. This is because it can be seen as resistance. That is, since the set value in the next excavation is corrected based on the current tip ground resistance, the next excavation depth and the excavation diameter are changed in accordance with the actual field situation. Also, the moment when the caisson housing starts to sink, the settlement meter starts to move, and the load meter value decreases momentarily, so it is possible to detect when the caisson housing starts to sink from the settlement meter or load meter. is there.
請求項2記載の発明は、請求項1記載のケーソン沈下工法において、前記躯体内応力は、前記ケーソン躯体内に発生する鉛直応力を前記ケーソン躯体に設置された歪み計によって計測し、計測された鉛直応力に前記ケーソン躯体の水平断面積を乗じて算出することを特徴としている。
The invention according to
このような特徴により、刃口反力計等で測定されるような偏った地盤反力でなく、刃口全体で受ける地盤反力が算出され、正確な先端地盤抵抗力を把握することができる。 With this feature, the ground reaction force received by the entire blade edge is calculated, not the biased ground reaction force as measured by a blade edge reaction force meter, etc., and the accurate tip ground resistance force can be grasped. .
請求項3記載の発明は、請求項1または2記載のケーソン沈下工法において、前記導入荷重は、上下方向に伸縮するジャッキによって前記ケーソン躯体に下向きの押圧力を加えることで、前記ケーソン躯体に加えており、前記ジャッキのストローク毎に、沈下開始時における前記ケーソン躯体の躯体内応力を検出して前記補正値を更新することを特徴としている。 According to a third aspect of the present invention, in the caisson settlement method according to the first or second aspect, the introduction load is applied to the caisson housing by applying a downward pressing force to the caisson housing with a jack that expands and contracts in the vertical direction. The correction value is updated by detecting the stress in the casing of the caisson casing at the start of subsidence for each stroke of the jack.
このような特徴により、ジャッキのストローク毎に躯体内応力が検出されるため、次の回の圧入工程開始時における先端地盤抵抗力に一層近い躯体内応力(地盤反力)が検出され、より正確な補正値が求められる。 Because of this feature, the stress in the housing is detected for each jack stroke, so the stress in the housing (ground reaction force) closer to the tip ground resistance force at the start of the next press-fitting process is detected and more accurate. A correct correction value is obtained.
請求項4記載の発明は、ケーソン躯体の内方から地盤を掘削する掘削工程と、前記ケーソン躯体に下向きの導入荷重を加えて前記ケーソン躯体の自重及び前記導入荷重により前記ケーソン躯体を地盤内に沈下させる圧入工程とを備えるケーソン沈下工法におけるケーソン沈下管理システムにおいて、前記ケーソン躯体の沈下量を計測する沈下計と前記導入荷重の大きさを計測する荷重計とのうちの一方又は両方を有するケーソン監視システムと、前記掘削工程を行う掘削機を監視するとともに、前記ケーソン躯体の刃口に作用する先端地盤抵抗力の設定値に基づいて該掘削機による前記掘削深度と掘削径とのうちの一方又は両方を変更する掘削機管理システムと、前記ケーソン躯体の沈下開始時における躯体内応力の値と前の掘削工程時における前記設定値との差から次の掘削工程時における前記設定値を補正する補正値を求めるために、前記ケーソン躯体の刃口直上に配設されて前記ケーソン躯体の刃口直上の躯体内応力を観測する応力観測システムとが備えられていることを特徴としている。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an excavation step of excavating the ground from the inside of the caisson frame, and a downward introduction load is applied to the caisson frame so that the caisson frame is brought into the ground by the own weight of the caisson frame and the introduction load. In the caisson settlement management system in the caisson settlement method, the caisson having one or both of a settlement meter for measuring the amount of settlement of the caisson housing and a load meter for measuring the magnitude of the introduced load is provided. One of the monitoring system, the excavator performing the excavation process, and the excavation depth and the excavation diameter by the excavator based on a set value of the tip ground resistance force acting on the blade edge of the caisson housing or the excavator management system to change both, us when the value in the previous excavation process of skeleton body stress in subsidence beginning of the caisson skeleton Wherein in order to determine a correction value for correcting the setting value from the difference between the set value at the next excavation process, the caisson skeleton skeleton body stress immediately above the cutting edge of the arranged has been the caisson skeleton directly above the cutting edge of that And a stress observation system for observing.
このような特徴により、ケーソン監視システムによって、ケーソン躯体の動きや導入荷重が把握され、また、ケーソン監視システムに備えられた沈下計や荷重計によってケーソン躯体の沈下開始時が検知される。また、応力観測システムによって、躯体内応力が観測され、沈下開始時における躯体内応力が検出される。また、掘削機管理システムによって、掘削工程時や圧入工程のときに掘削機の状態や動きが把握され、また、補正値で補正された新たな設定値に基づいて掘削深度や掘削径が調整される。 With such a feature, the movement and introduction load of the caisson housing are grasped by the caisson monitoring system, and the start time of the caisson housing subsidence is detected by the settlement meter and the load meter provided in the caisson monitoring system. Moreover, the stress in the housing is observed by the stress observation system, and the stress in the housing at the start of settlement is detected. In addition, the excavator management system grasps the state and movement of the excavator during the excavation process and the press-fitting process, and adjusts the excavation depth and excavation diameter based on the new set values corrected with the correction values. The
本発明に係るケーソン沈下管理システムによれば、計測された躯体内応力に基づいて先端地盤抵抗力の設定値が補正されるため、ケーソン躯体が自沈しないように掘削深度や掘削径を調整することができ、ケーソン躯体の過沈下を防止することができる。 According to the caisson settlement management system according to the present invention, since the set value of the tip ground resistance force is corrected based on the measured stress in the housing, the depth of drilling and the diameter of the drilling are adjusted so that the caisson housing does not self-sink. The caisson housing can be prevented from being oversunk.
以下、本発明に係るケーソン沈下工法およびケーソン沈下管理システムの実施の形態について、図面に基いて説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a caisson settlement method and a caisson settlement management system according to the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本実施の形態におけるケーソン沈下工法の施工システムを表す断面図である。
図1に示すように、本発明に係るケーソン沈下工法は、ケーソン躯体1の内方から地盤Gを掘削する掘削工程と、ケーソン躯体1に下向きの導入荷重を加えてケーソン躯体の自重及び導入荷重によりケーソン躯体1を地盤G内に沈下させる圧入工程とを繰り返し行う工法である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a construction system for the caisson settlement method according to the present embodiment.
As shown in FIG. 1, the caisson settlement method according to the present invention includes an excavation process for excavating the ground G from the inside of the
図2はケーソン躯体1の完成形を表す断面図である。
図1,図2に示すように、ケーソン躯体1は、地盤G内に形成されるケーソン基礎を構成する構造体であり、例えば、鉄筋コンクリートからなる複数の環状のロット50…を同軸上に積み上げた筒状の構成からなる。これらのロット50は、プレキャストコンクリートからなるものでもよく、或いは、現場打ちコンクリートからなるものでもよい。また、ケーソン躯体1の下端(刃口1a)は、ケーソン躯体1の圧入時に地盤Gを切削するように尖形状になっていることが好ましく、例えば、最下端のロット(第1ロット50a)の内周面がテーパー状に形成されている。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a completed form of the
As shown in FIGS. 1 and 2, the
上記した第1ロット50aは、まず、下記する圧入装置2によって地盤G内に所定深さまで圧入される。そして、その後、第1ロット50aの上端に第2ロット50bが設置されて第1ロット50aと第2ロット50bとが一体化される。一体化されたロット50a,50b(ケーソン躯体1)は、本発明に係るケーソン沈下工法によって所定深さまで沈下され、その後、その上端に第3ロット50cが設置されて一体化される。このようなケーソン躯体1の沈下作業とロット50の継ぎ足し作業とを繰り返し行うことで、ケーソン躯体1は地盤G内に伸延される。
The
図1に示すように、本発明に係るケーソン工法を行うための施工システムとしては公知のシステムを採用することができ、例えば、鉛直に配置されたケーソン躯体1に下向きの導入荷重を加えるための圧入装置2と、上記した掘削工程を行うための掘削機3と、掘削機3による掘削により生じた掘削土砂をケーソン躯体1の外に運び出すための揚土設備4とを備えた構成からなる施工システムを採用することができる。
As shown in FIG. 1, a known system can be adopted as a construction system for performing the caisson method according to the present invention, for example, for applying a downward introduction load to the vertically arranged
上記した圧入装置2としては、例えば、地盤G内に定着されているとともに上部が地表上に突出されている複数のアースアンカー5…と、ケーソン躯体1の上方に配置された加圧桁6と、加圧桁6上に載置されているとともにアースアンカー5…上部に取り付けられているジャッキ7…と、ケーソン躯体1と加圧桁6との間に介在された支圧盤8とから構成されたものがある。アースアンカー5は、引張材(テンションロッド9)の下端に定着部(グラウンドアンカー10)が付設された構成からなり、ケーソン躯体1の周りに配設されている。ジャッキ7は、アースアンカー5…上部に固定された状態で上下方向に伸縮する機械であり、例えばアースアンカー5の上部を掴持するグリップジャッキを使用することができる。加圧桁6は、例えばH形鋼等の鋼材からなり、ケーソン躯体1の側方に張り出された加圧桁6の両端部上に上記ジャッキ7…がそれぞれ載置されている。
As the above-described press-
上記した掘削機3は、ケーソン躯体1の内方に配置されて地盤Gを鉛直方向に掘削する機械であり、例えば、ケーシング11と、ケーシング11の下端に設けられた複数の掘削翼12…と、ケーシング11を軸回転させる駆動機構13とを備える構成のものがある。ケーシング11は、ケーソン躯体1の中に挿通される円筒体であり、上下端がそれぞれ開放されているとともに、その下端部には地盤Gを掘削するための複数の掘削ビット14…が付設されている。掘削翼12は、鉛直に立てられているとともにケーシング11の外周面から側方に張り出された板状の部材であり、その下端部には地盤Gを掘削するための複数の掘削ビット15…が付設されている。なお、掘削翼12による掘削により生じた掘削土砂は、ケーシング11に形成された取り込み口11a…からケーシング11内に取り込まれる。
The excavator 3 described above is a machine that is disposed inside the
また、掘削機3は掘削径を自在に拡縮させることができる機械であり、例えば、掘削翼12の先端が折り畳み可能になっている。具体的には、掘削翼12は、ケーシング11の外周面に突設された固定翼16と、固定翼16の先端に取り付けられた拡大固定翼17と、拡大固定翼17の先端に水平方向に回転自在に取り付けられた可動翼18と、可動翼18を水平方向に回転させて可動翼18を格納したり突出させたりするシリンダー(回転機構)19とから構成されている。
The excavator 3 is a machine that can freely expand and contract the excavation diameter. For example, the tip of the
揚土設備4は、ケーソン躯体1内の掘削土砂を運び出す設備であり、例えば、クレーン等の図示せぬ揚重機によってハンマグラブ20を吊持した構成からなる。具体的には、上記したケーシング11内にハンマグラブ20を吊り降ろし、このハンマグラブ20でケーシング11内の掘削土砂を掴み、そのままハンマグラブ20を吊り上げて掘削土砂を運び出すものである。
The
図3は本実施の形態におけるケーソン沈下管理システムを表すブロック図である。
図1,図3に示すように、本発明に係るケーソン工法を行うための施工システムには、ケーソン躯体1の沈下を管理するためのケーソン沈下管理システムが備えられている。このケーソン沈下管理システムには、ケーソン躯体1の傾斜量及び沈下量並びに圧入装置2による導入荷重をそれぞれ監視するケーソン監視システム21と、上記掘削機3を監視するとともに掘削機3による掘削深度及び掘削径をそれぞれ変更させる掘削機管理システム22と、ケーソン躯体1の躯体内応力を観測する応力観測システム23とが備えられている。
FIG. 3 is a block diagram showing the caisson settlement management system in the present embodiment.
As shown in FIGS. 1 and 3, the construction system for performing the caisson method according to the present invention includes a caisson settlement management system for managing the settlement of the
ケーソン監視システム21としては、公知のケーソン監視システムを採用することができ、例えば、ケーソン躯体1の傾斜量を計測する傾斜計24と、ケーソン躯体1の沈下量を計測する沈下計25と、圧入装置2による導入荷重の大きさを計測する荷重計26とを備えたシステムがある。これらの傾斜計24、沈下計25、及び荷重計26としてはそれぞれ公知の計器を用いることができ、また、傾斜計24、沈下計25、及び荷重計26は公知の自動計測器(第一の自動計測器27)にそれぞれ接続されている。
As the
掘削機管理システム22としては、公知の掘削機管理システムを採用することができ、例えば、掘削機3の回転速度を計測する回転速度計28と、掘削機3の沈下速度を計測する沈下速度計29と、掘削機3のトルクを計測するトルク計30とを備えたシステムがある。これらの回転速度計28、沈下速度計29、及びトルク計30としてはそれぞれ公知の計器を用いることができ、また、回転速度計28、沈下速度計29、及びトルク計30は上記第1の自動計測器27にそれぞれ接続されている。
As the
応力観測システム23は、ケーソン躯体1に設置されてケーソン躯体1の歪み(鉛直応力)を計測する歪み計31を用いてケーソン躯体1の躯体内応力を測定するシステムであり、歪み計31によって計測された鉛直応力にケーソン躯体1の水平断面積を乗じることで、ケーソン躯体1の躯体内応力を算出する。例えば、応力観測システム23には、ケーソン躯体1の歪みを計測する公知の歪み計31…が複数備えられており、歪み計31は、ジョイントボックス33を介して公知の自動計測器(第二の自動計測器32)に接続されている。
The
また、上記した第1の自動計測器27は監視用パーソナルコンピュータ34に接続されており、第二の自動計測器32は収集用パーソナルコンピュータ35に接続されている。そして、監視用パーソナルコンピュータ34と収集用パーソナルコンピュータ35とは接続されており、応力観測システム23とケーソン監視システム21との間、及び応力観測システム23と掘削機監視システム22との間で、計測データが連携(リンク)されている。
The first automatic measuring
図4はケーソン沈下管理システムにおけるモニタ画面36を表す図である。
図4に示すように、上記した監視用パーソナルコンピュータ34及び収集用パーソナルコンピュータ35はモニタ画面36にそれぞれ接続されており、上記したケーソン沈下管理システムにおける観測データはモニタ画面36によってリアルタイムでモニタリングすることができる。図4に示す符号37ではケーソン沈下進捗状況を表している。また、図4に示す符号38では観測したモーメントをデジタル表示している。また、図4に示す符号39は観測した躯体内応力の表示欄であり、また、図4に示す符号40は現在設定されている先端地盤抵抗力の設定値の表示欄であり、図4に示す符号41では現在設定されている周面摩擦の設定値の表示欄である。また、図4に示す符号42は掘削深度の入力欄であり、また、図4に示す符号43は掘削径の入力欄である。また、図4に示す符号44は後述する補正値の入力欄であり、現在の設定されている補正値が表示されている。以上の表示を有するモニタ画面36はリアルタイムで自動更新され、また、観測データはハードディスクに自動的に保存される。なお、警報値を設定することにより、観測された躯体内応力が一定以下になった場合に警報を出力するようにしてもよい。
FIG. 4 shows a
As shown in FIG. 4, the monitoring
図5は図2に示すA−A間の断面図である。
図2,図5に示すように、上記した歪み計31は、ケーソン躯体1内部の刃口1a上部に配設されていることが好ましい。本実施の形態では、第1ロット50aの上に設置される第2ロット50bの下端部に複数の歪み計31…が設置されている。例えば、刃口反力計によって躯体内応力を計測する場合、刃口1aに刃口反力計を鉛直に設置するべく、刃口1aをくり抜いて穴を形成し、その穴にジグを用いて刃口反力計を取り付けることになるが、この場合、刃口反力計が設置された穴に土粒子が詰まって目詰まりを起こす可能性がある。これに対し、上記したように、ケーソン躯体1内の刃口1a上部に歪み計31を設置することで、目詰まり等の計器トラブルが生じない。
FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line AA shown in FIG.
As shown in FIGS. 2 and 5, it is preferable that the
また、歪み計31…は、傾斜計測の測点位置にそれぞれ設置されていることが好ましい。本実施の形態では、歪み計31…は、傾斜計測方向の4測点にそれぞれ配設されている。これは、地盤Gの不均質やケーソン躯体1の傾斜により生じる地盤反力のバラツキを考慮したものであり、傾斜計測方向の測点に歪み計31…をそれぞれ配設することで、傾斜方向と関連付けて挙動が検討可能となる。
Moreover, it is preferable that the strain gauges 31 are respectively installed at the measurement position of the inclination measurement. In this embodiment, the strain gauges 31 are arranged at four measurement points in the inclination measurement direction. This is in consideration of the unevenness of the ground G and the variation in the ground reaction force caused by the inclination of the
また、歪み計31…は、ケーソン躯体1の内側と外側とで2つ一組で設置することが好ましい。本実施の形態では、歪み計31…は、傾斜計測方向の4測点において、内側寄りと外側寄りとにそれぞれ設置されている。これによって、ケーソン躯体1の沈設時に躯体に発生する曲げ歪みをキャンセルすることができる。
Moreover, it is preferable that the strain gauges 31 are installed in pairs of the inside and outside of the
図6はケーソン躯体1の刃口1a上部の拡大断面図である。
上記した歪み計31は、種々の方法によってケーソン躯体1内に設置することができるが、例えば、図6に示すように、鉛直方向に延在する2本の構造鉄筋34,34の間に、設置用鉄筋35を架設し、この設置用鉄筋35に専用ハブ36,36を接合し、この専用ハブ36,36に垂設された取付ロッド37,37の下端に歪み計31,31を取り付けることができる。
FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of the upper portion of the
The
図7は本実施の形態におけるケーソン沈下工法のフローチャート図であり、図8〜図11は本実施の形態におけるケーソン沈下工法の各工程を表す断面図である。なお、図8,図11では掘削機3や揚土設備4の図示が省略されている。
FIG. 7 is a flowchart of the caisson settlement method in the present embodiment, and FIGS. 8 to 11 are cross-sectional views showing the steps of the caisson settlement method in the present embodiment. 8 and 11, the excavator 3 and the earthing
本実施の形態におけるケーソン沈下工法は、まず、図7,図8に示すように、前記ケーソン躯体に加えて地盤Gの基礎データの収集を行う基礎データ収集工程を行う。具体的には、図1に示す掘削機3を使用せずに圧入装置2によってケーソン躯体1を地盤G内に圧入する。つまり、圧入装置2の複数のジャッキ7…を伸長させて加圧桁6を下方に押圧し、この加圧桁6から支圧盤8を介してケーソン躯体1に下向きの導入荷重を加える。
In the caisson settlement method according to the present embodiment, first, as shown in FIGS. 7 and 8, a basic data collecting step of collecting basic data of the ground G in addition to the caisson housing is performed. Specifically, the
このとき、図3に示すケーソン監視システム21によってケーソン躯体1の姿勢を常時監視しつつ圧入を行う。具体的には、図3に示すように、傾斜計24からのデータでケーソン躯体1の傾きを監視し、沈下計25からのデータでケーソン躯体1の沈下量を監視し、荷重計26からのデータでジャッキ7…の荷重が設計値を越えないことを監視する。
また、図3に示す掘削機監視システム22によって掘削機3の状態を常時監視する。具体的には、図3に示すように、回転速度計28、沈下速度計29及びトルク計30からのデータで掘削機3が動いていないことを監視する。
At this time, the
Further, the state of the excavator 3 is constantly monitored by the
また、図3に示す応力観測システム23によってケーソン躯体1の躯体内応力を常時観測するとともに、図3に示すケーソン監視システム21の沈下計25や荷重計26によってケーソン躯体1の沈下開始時を検知し、ケーソン躯体1の沈下開始時における躯体内応力を検出する。躯体内応力は、応力観測システム23の歪み計31…によって鉛直応力を計測し、計測された鉛直応力にケーソン躯体1の水平断面積を乗じて算出する。また、ケーソン躯体1が沈下した瞬間、沈下計25は動き始め、また、荷重計26は瞬間的に減少するため、この変化を検知することでケーソン躯体1の沈下開始時を検知する。
Further, the stress in the
ところで、ケーソン躯体1の沈下開始時における躯体内応力は先端地盤抵抗力とほぼ等しいため、上記のように検出されたケーソン躯体1の沈下開始時における躯体内応力の値を、ケーソン躯体1の刃口1aに作用する現状の先端地盤抵抗力としてみることができる。したがって、ケーソン躯体1の沈下開始時に検出された躯体内応力の値を先端地盤抵抗力とし、先端地盤抵抗力の設定値を補正する補正値を求める。具体的には、検出されたケーソン躯体沈下開始時の躯体内応力と現在設定されている先端地盤抵抗力の設定値との差から補正値を求める。
By the way, since the stress in the casing at the start of subsidence of the
次に、図7,図9に示すように、上記した補正値で先端地盤抵抗力の設定値を補正し、補正された設定値に基づいて掘削工程における掘削深度H及び掘削径Dをそれぞれ設定する調整工程を行う。具体的には、上記補正値を図4に示すモニタ画面36の補正値入力欄44に入力し、先端地盤抵抗力の設定値を補正する。補正された新たな先端地盤抵抗力の設定値は、図4に示すモニタ画面36の先端地盤抵抗力欄40で確認できる。その後、補正された新たな設定値に基づいて、図4に示すモニタ画面36の掘削深度の入力欄42及び掘削径の入力欄43にそれぞれ掘削深度H及び掘削径Dの設定値を入力し、掘削機3による掘削深度H及び掘削径Dをそれぞれ設定する。なお、掘削深度Hは、図1に示す掘削機3による掘進深度であり、掘削機3の駆動を制御することで調整する。また、掘削径Dは、図1に示す掘削機3による掘削径であり、シリンダー19によって可動翼18を適当な位置まで折り畳むことで調整する。
Next, as shown in FIG. 7 and FIG. 9, the set value of the tip ground resistance force is corrected with the correction value described above, and the excavation depth H and the excavation diameter D in the excavation process are set based on the corrected set value, respectively. The adjustment process is performed. Specifically, the correction value is input to the correction
次に、図1,図7,図10に示すように、筒状のケーソン躯体1の内方から地盤Gを掘削する掘削工程を行う。具体的には、まず、ケーソン躯体1の中に配置された掘削機3の駆動機構13を稼動させてケーシング11を軸回転させ、ケーシング11の下端部及び掘削翼12の下端部に設けられた掘削ビット14…,15…によって地盤Gを掘削する。この掘削工程においては、上記した先端地盤抵抗力の設定値に基づいて設定された掘削深度及び掘削径で掘削する。つまり、設定された掘削深度まで掘進したら、駆動機構13を停止させて掘削機3による掘進を止める。また、掘削開始前に、シリンダー19によって可動翼18を回動させ、設定された掘削径で掘削されるように掘削翼12の先端を折り畳み調整する。
Next, as shown in FIGS. 1, 7, and 10, an excavation process for excavating the ground G from the inside of the
また、上記した掘削工程のとき、図3に示すケーソン監視システム21によりケーソン躯体1を常時監視する。つまり、図3に示すように、傾斜計24や沈下計25からのデータに変化がないかを確認し、ケーソン躯体1に動きが無いかを監視する。そして、傾斜計24や沈下計25からのデータに変化があってケーソン躯体1に動きがあったことが確認された場合には、掘削機3の駆動を一時停止させ、掘削深度や掘削径の変更を行う。
また、図3に示す掘削機監視システム22によって掘削機3の動きを常時監視する。つまり、図3に示すように、回転速度計28、沈下速度計29及びトルク計30からのデータで掘削機3が設定どおりに駆動しているかを監視する。
さらに、図3に示す応力観測システム23によって地盤Gの状態を常時監視する。つまり、図3に示すように、歪み計31によって躯体内応力を常時観測し、観測されたデータと設定された先端地盤抵抗力とを比較し、地盤Gに不等沈下等が起きていないかを監視する。
Further, during the excavation process described above, the
Further, the movement of the excavator 3 is constantly monitored by the
Furthermore, the state of the ground G is constantly monitored by the
また、図1に示すように、掘削機3による掘削に伴って生じる掘削土砂は、開放されたケーシング11の下端およびケーシング11の取り込み口11a…からケーシング11の中に取り込まれる。このケーシング11内に取り込まれた土砂は、揚土設備4によってケーシング11の外に運び出す。つまり、ケーシング11の中に、ハンマグラブ20を吊り降ろし、このハンマグラブ20でケーシング11の中の掘削土砂を掴み、掘削土砂を掴んだ状態でハンマグラブ20を吊り上げてケーシング11の外まで移動させる。そして、ハンマグラブ20を現場内の仮置きヤードや搬出車輌の荷台等の上まで運び、そこでハンマグラブ20を開いて掘削土砂をひろげる。
Further, as shown in FIG. 1, excavated earth and sand generated by excavation by the excavator 3 are taken into the
次に、図7,図11に示すように、ケーソン躯体1に下向きの導入荷重を加えてケーソン躯体1の自重及び上記導入荷重によりケーソン躯体1を地盤G内に沈下させる圧入工程を行う。具体的には、上下方向に伸縮するジャッキ7…によってケーソン躯体1に下向きの押圧力を加えることで、ケーソン躯体1に下向きの導入荷重を加える。つまり、圧入装置2の複数のジャッキ7…を伸長させて加圧桁6を下方に押圧し、この加圧桁6から支圧盤8を介してケーソン躯体1に下向きの導入荷重を加える。
Next, as shown in FIGS. 7 and 11, a press-in process is performed in which a downward introduction load is applied to the
このとき、上述した基礎データ収集工程と同様に、図3に示すケーソン監視システム21によってケーソン躯体1の姿勢を常時監視し、また、図3に示す掘削機監視システム22によって図1に示す掘削機3の状態を常時監視する。
At this time, the attitude of the
また、図3に示す応力観測システム23によってケーソン躯体1の躯体内応力を常時観測するとともに、図3に示すケーソン監視システム21の沈下計25や荷重計26によってケーソン躯体1の沈下開始時を検知し、ケーソン躯体1の沈下開始時における躯体内応力を検出する。そして、検出された躯体内応力の値を現状の先端地盤抵抗力とし、上記設定値を補正する補正値を求める。躯体内応力は、上述した基礎データ収集工程の場合と同様にして算出する。また、ケーソン躯体1の沈下開始時も、上述した基礎データ収集工程の場合と同様にして検知する。補正値は、現在設定されている先端地盤抵抗力を、検出された現状の先端地盤抵抗力(躯体内応力)に補正するための値であり、双方の先端地盤抵抗力の差から求められる。
Further, the stress in the
また、上記した沈下開始時における躯体内応力の検出は、ジャッキ7…のストローク毎に毎回行い、上記した補正値をジャッキ7…のストローク毎に更新する。つまり、ケーソン躯体1が所定深度に達するまで、ジャッキ7…によるケーソン躯体1の圧入と補正値の修正(見直し)とを繰り返し行う。
Further, the detection of the stress in the housing at the start of the settlement is performed every time the
次に、図7,図9に示すように、上記した補正値で先端地盤抵抗力の設定値を補正し、補正後の新たな設定値に基づいて次の掘削工程における掘削深度H及び掘削径Dをそれぞれ調整する調整工程を行う。具体的には、上記した補正値を図4に示すモニタ画面36の補正値入力欄44に入力し直し、現在の先端地盤抵抗力の設定値を当該補正値で補正し、先端地盤抵抗力の設定値を検出された躯体内応力に対応した値に変更する。補正された新たな先端地盤抵抗力の設定値は、図4に示すモニタ画面36の先端地盤抵抗力欄40で確認できる。その後、補正された新たな設定値に基づいて、図4に示す掘削深度の入力欄42及び掘削径の入力欄43にそれぞれ新たな掘削深度H及び掘削径Dの設定値を入力し直し、掘削機3による掘削深度H及び掘削径Dの調整を行う。掘削深度H及び掘削径Dは、上述した先の調整工程の場合と同様にして調整を行う。
Next, as shown in FIGS. 7 and 9, the set value of the tip ground resistance force is corrected with the correction value described above, and the excavation depth H and the excavation diameter in the next excavation process are corrected based on the new set value after correction. An adjusting step for adjusting D is performed. Specifically, the correction value described above is re-entered in the correction
その後、図7に示すように、設定し直された新たな掘削深度及び掘削径で、上記した掘削工程を再び行い、その後、上記した圧入工程を再び行う。つまり、上記した調整工程、掘削工程、圧入工程を順次繰り返し行い、ケーソン躯体1を所定の深度まで沈下させる。
そして、上記したケーソン沈下工法によるケーソン躯体1の沈設が完了した後、ケーソン躯体1の上端に図2に示すロット50を設置し、ケーソン躯体1の構築を行う。そして、ケーソン躯体1の継ぎ足しが完了した後、再び上記したケーソン沈下工法の調整工程、掘削工程、圧入工程を順次繰り返し、ケーソン躯体1を所定の深度まで沈下させる。
Thereafter, as shown in FIG. 7, the above-described excavation process is performed again with the newly set new excavation depth and diameter, and then the above-described press-fitting process is performed again. That is, the above-described adjustment process, excavation process, and press-fitting process are sequentially repeated to sink the
Then, after the
次に、ケーソン躯体1に働く応力について説明する。
Next, the stress acting on the
図12はケーソン躯体構築時の応力関係を表した模式図であり、図13は圧入工程におけるケーソン躯体沈下前の応力関係を表した模式図であり、図14は圧入工程におけるケーソン躯体沈下開始時の応力関係を表した模式図であり、図15は圧入工程におけるケーソン躯体沈下中の応力関係を表した模式図である。 FIG. 12 is a schematic diagram showing the stress relationship at the time of caisson housing construction, FIG. 13 is a schematic diagram showing the stress relationship before the caisson housing subsidence in the press-fitting process, and FIG. FIG. 15 is a schematic diagram showing the stress relationship during caisson housing settlement in the press-fitting process.
図12に示すように、ケーソン躯体1を構築するとき、ケーソン躯体1に導入荷重は加えられてなく、また、ケーソン躯体1は静止した状態になっている。この状態における応力の関係式は次式(式1)のようになる。
As shown in FIG. 12, when the
また、この場合の躯体内応力W1は次式(式2)で表される。 Further, the housing stress W1 in this case is expressed by the following formula (Formula 2).
したがって、上記した2つの式(式1、式2)により、先端地盤抵抗力W2と躯体内応力W1の関係は次式(式3)のようになる。
Therefore, according to the above two formulas (
つまり、この場合の躯体内応力W1は、先端地盤抵抗力W2よりも小さく、ケーソン躯体1は周面摩擦力Fと地盤反力に支えられて沈下しない状態になっている。
In other words, the housing stress W1 in this case is smaller than the tip ground resistance force W2, and the
また、図13に示すように、圧入工程においてケーソン躯体1が沈下する前は、ケーソン躯体1に導入荷重が加えられ、且つ、ケーソン躯体1が静止した状態になっている。この状態における応力の関係式は次式(式4)のようになる。
Moreover, as shown in FIG. 13, before the
また、この場合の躯体内応力W1は次式(式5)で表される。 Further, the housing stress W1 in this case is expressed by the following formula (Formula 5).
したがって、上記した2つの式(式4、式5)により、先端地盤抵抗力W2と躯体内応力W1の関係は次式(式6)のようになる。
Therefore, according to the above two formulas (
つまり、この場合の躯体内応力W1は、導入荷重P分だけ増加するが、先端地盤抵抗力W2よりも小さく、ケーソン躯体1は周面摩擦力Fと地盤反力に支えられて沈下しない状態になっている。
In other words, the housing stress W1 in this case increases by the introduction load P, but is smaller than the tip ground resistance force W2, and the
続いて、図14に示すように、ケーソン躯体1に加える導入荷重Pを増加させていくと、導入荷重Pに比例して躯体内応力W1も増大し、地盤Gの掘削部が斜めに崩れ出し、ケーソン躯体1の沈下が開始する。このケーソン躯体1の沈下開始時、つまり、ケーソン躯体1が沈下する瞬間における応力の関係式は次式(式7)のようになる。
Subsequently, as shown in FIG. 14, when the introduction load P applied to the
したがって、このときの先端地盤抵抗力W2と躯体内応力W1の関係は次式(式8)のようになる。 Accordingly, the relationship between the tip ground resistance force W2 and the housing stress W1 at this time is expressed by the following equation (Equation 8).
そして、図15に示すように、ケーソン躯体1に加える導入荷重Pをさらに増加させていくと、応力の関係式は次式(式9)のようになる。
Then, as shown in FIG. 15, when the introduction load P applied to the
したがって、このときの先端地盤抵抗力W2と躯体内応力W1の関係は次式(式10)のようになる。 Therefore, the relationship between the tip ground resistance force W2 and the housing stress W1 at this time is expressed by the following equation (Equation 10).
このように、ケーソン躯体1の沈下開始時における躯体内応力W1は先端地盤抵抗力W2とほぼ等しくなっており、躯体内応力W1が先端地盤抵抗力W2を上回るとケーソン躯体1は沈下する。
Thus, the internal stress W1 at the start of the settlement of the
上記した構成からなるケーソン沈下工法では、掘削工程において、先端地盤抵抗力の設定値に基づいて設定された掘削深度及び掘削径で掘削している。また、圧入工程において、沈下計25や荷重計26によってケーソン躯体1の沈下開始時を検知するとともに、検知された沈下開始時におけるケーソン躯体1の躯体内応力を検出し、この躯体内応力を先端地盤抵抗力として上記した先端地盤抵抗力の設定値の補正値を求めている。そして、圧入工程の後に、その補正値で上記した先端地盤抵抗力の設定値を補正し、補正後の新たな設定値に基づいて次の掘削工程における掘削深度及び掘削径を調整する調整工程を行っている。このような構成からなるケーソン沈下工法によれば、次の回の掘削深度や掘削径を設定するための先端地盤抵抗力の設定値が、計測された躯体内応力に基づいて補正される。これは、ケーソン躯体1が沈下する瞬間、ケーソン躯体1の躯体内応力と先端地盤抵抗力(刃口反力)とがほぼ等しい値になるので、検出された沈下開始時の躯体内応力を現状の先端地盤抵抗力としてみることができるからである。つまり、現状の先端地盤抵抗力に基づいて次の回の掘削における設定値が補正されるため、実際の現場状況に合わせて次の回の掘削深度や掘削径が変更される。これによって、ケーソン躯体1が自沈しないように掘削深度や掘削径を調整することができ、ケーソン躯体1の過沈下を防止することができる。このように、ケーソン躯体1の自沈を防止することで、掘削機3の掘削翼12がケーソン躯体1に挟まれ、掘削不能になることを防止することができる。なお、ケーソン躯体1が沈下し始めた瞬間、沈下計25は動き始め、また、荷重計26の値は瞬間的に減少するため、沈下計25や荷重計26からケーソン躯体1の沈下開始時を検知することが可能である。
In the caisson settlement method constructed as described above, in the excavation process, excavation is performed at an excavation depth and an excavation diameter set based on the set value of the tip ground resistance force. Further, in the press-fitting process, the sinking
また、上記した構成からなるケーソン沈下工法では、躯体内応力は、ケーソン躯体1内に発生する鉛直応力をケーソン躯体1に設置された歪み計31…によって計測し、計測された鉛直応力にケーソン躯体1の水平断面積を乗じて算出されている。このような構成により、刃口反力計等で測定されるような偏った地盤反力でなく、刃口1a全体で受ける地盤反力が算出され、刃口1a全体で受けた地盤反力が観測される。これによって、地盤の地質や形状よってケーソン躯体1の刃口1aに作用する地盤反力が不均一である場合であっても、正確な先端地盤抵抗力が把握され、ケーソン躯体1の自沈が確実に生じない掘削深度や掘削径に調整することができ、ケーソン躯体1の過沈下を確実に防止することができる。
Further, in the caisson settlement method having the above-described structure, the stress in the enclosure is measured by measuring the vertical stress generated in the
また、上記した構成からなるケーソン沈下工法では、上下方向に伸縮するジャッキ7…によってケーソン躯体1に下向きの押圧力を加えることで、ケーソン躯体1に導入荷重が加えている。そして、それらジャッキ7…のストローク毎に、沈下開始時におけるケーソン躯体1の躯体内応力を検出して上記補正値を更新している。このように、ジャッキ7…のストローク毎に躯体内応力が検出されることで、次の回の圧入工程開始時における先端地盤抵抗力に一層近い躯体内応力(地盤反力)が検出され、より正確な補正値が求められる。これによって、ケーソン躯体1の自沈が確実に生じない掘削深度や掘削径に調整することができ、ケーソン躯体1の過沈下を確実に防止することができる。
Further, in the caisson settlement method having the above-described configuration, an introductory load is applied to the
また、上記した構成からなるケーソン沈下管理システムによれば、沈下計25及び荷重計26を有するケーソン監視システム21と、掘削機3を監視するとともに掘削機3による掘削深度及び掘削径を変更する掘削機管理システム22と、ケーソン躯体1の躯体内応力を観測する応力観測システム23とが備えられているため、ケーソン監視システム21によって、ケーソン躯体1の動きや導入荷重が把握され、また、ケーソン監視システム21に備えられた沈下計25や荷重計26によってケーソン躯体1の沈下開始時が検知される。また、応力観測システム23によって、ケーソン躯体1の躯体内応力が観測され、沈下開始時における躯体内応力が検出される。また、掘削機管理システム22によって、掘削工程時や圧入工程時における掘削機3の状態や動きが把握され、また、補正値で補正した新たな設定値に基づいて掘削深度や掘削径が調整される。これによって、上記したケーソン沈下工法を実施することができ、上記したケーソン沈下工法の効果を奏することができる。
Further, according to the caisson settlement management system having the above-described configuration, the
以上、本発明に係るケーソン沈下工法及びケーソン沈下管理システムの実施の形態について説明したが、本発明は上記した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、上記した実施の形態では、鉄筋コンクリート製のケーソン躯体1を沈設させる場合について説明しているが、本発明は、鉄筋コンクリート製以外のケーソン躯体であってもよく、例えば、鋼製のケーソン躯体であってもよく、或いは、鋼板とコンクリートとを組み合わせた構成からなるケーソン躯体であってもよい。
As mentioned above, although the embodiment of the caisson settlement method and the caisson settlement management system according to the present invention has been described, the present invention is not limited to the above embodiment, and can be appropriately changed without departing from the scope of the present invention. is there. For example, in the above-described embodiment, the case where the reinforced
また、上記した実施の形態では、始めに基礎データ収集工程を行った後、掘削工程、圧入工程、調整工程を順次行っているが、本発明は、予め基礎データが収集されている場合には、基礎データ収集工程を省略して掘削工程から始めてもよい。 Further, in the above-described embodiment, after the basic data collection process is performed first, the excavation process, the press-fitting process, and the adjustment process are sequentially performed. However, in the present invention, the basic data is collected in advance. The basic data collection process may be omitted and the excavation process may be started.
また、上記した実施の形態では、ケーソン監視システム21が、傾斜計24と沈下計25と荷重計26とをそれぞれ有しているが、本発明は、ケーソン監視システムが傾斜計を有していなくてもよく、或いは、ケーソン監視システムが沈下計又は荷重計のいずれか一方だけを有し、他方を有していなくてもよい。
また、上記した実施の形態では、沈下計25と荷重計26との両方によってケーソン躯体1の沈下開始時を検知しているが、本発明は、沈下計又は荷重計の何れか一方によってケーソン躯体の沈下開始時を検知してもよい。
In the above-described embodiment, the
In the embodiment described above, the
また、上記した実施の形態では、補正値によって補正された新たな先端地盤抵抗力の設定値に基づいて、次の掘削工程における掘削深度及び掘削径をそれぞれ調整しているが、本発明は、上記した新たな設定値に基づいて掘削深度を調整せずに掘削径だけを調整してもよく、或いは、上記した新たな設定値に基づいて掘削径を調整せずに掘削深度だけを調整してもよい。 Further, in the above-described embodiment, the excavation depth and the excavation diameter in the next excavation process are adjusted based on the set value of the new tip ground resistance force corrected by the correction value. Only the digging diameter may be adjusted without adjusting the digging depth based on the new setting value described above, or only the digging depth may be adjusted without adjusting the digging diameter based on the new setting value described above. May be.
また、上記した実施の形態では、ケーソン躯体1内に発生する鉛直応力を歪み計31…によって計測し、計測された鉛直応力にケーソン躯体1の水平断面積を乗じることで、躯体内応力を算出しているが、本発明は、他の手段や計器によりケーソン躯体1の躯体内応力を検出してもよい。なお、上記した実施の形態では、歪み計31…が複数設けられているが、本発明は、歪み計が一つだけであってもよい。
Further, in the above-described embodiment, the vertical stress generated in the
また、上記した実施の形態では、ジャッキ7…等を備えた圧入装置2によってケーソン躯体1に下向きの導入荷重を加えているが、本発明は、他の方法によってケーソン躯体に下向きの導入荷重を加えてもよく、例えば、ケーソン躯体の上に載荷重量物を載置させる方法でケーソン躯体に導入荷重を加えてもよい。
In the above-described embodiment, the downward introduction load is applied to the
また、上記した実施の形態では、ジャッキ7…のストローク毎に、沈下開始時におけるケーソン躯体1の躯体内応力を検出して補正値を更新しているが、本発明は、ジャッキのストローク毎に躯体内応力を検出しなくてもよく、ジャッキのストローク毎に補正値を更新しなくてもよい。例えば、圧入工程における最後の圧入作業のときの躯体内応力のみを検出して補正値を求めてもよく、或いは、ジャッキのストローク毎に躯体内応力を検出するものの補正値の更新は行わず、圧入工程における最後のジャッキストローク時の躯体内応力に基づいて補正値を修正してもよい。
In the above-described embodiment, the correction value is updated by detecting the stress in the casing of the
また、上記した実施の形態では、オープンケーソン工法を採用しているが、本発明は、ニューマチックケーソン工法を採用することができる。例えば、軟弱地盤においてニューマチックケーソン工法で掘削する場合、地盤反力が小さいため、作業室内に刃口サンドルを組んだり、土を残したりして、過沈下や傾斜が起こらないように支持力を確保しており、設計時に、地盤強度(反力)を考慮して開口率を検討している。先端地盤抵抗力が小さい軟弱地盤では、一般的に開口率が小さくなって、作業室内のスペースが狭くなる。この作業室のスペースが狭くなり過ぎると施工不可能となったり、作業員の安全を確保することが難しくなったりする。これに対し、歪み計をケーソン躯体の刃口部上部に取り付けることで、先端地盤抵抗力が推測され、これが実施工における掘り残し幅を決定する際の判断材料になり、最適な開口率に設定することができ、施工の安全性を向上させることができる。 In the above-described embodiment, the open caisson method is adopted, but the present invention can adopt a pneumatic caisson method. For example, when digging with soft caisson in the pneumatic caisson method, since the ground reaction force is small, support force is applied to prevent excessive subsidence and inclination by forming a bladed sanddle or leaving soil in the work chamber. The opening ratio is examined in consideration of ground strength (reaction force) at the time of design. In soft ground where the tip ground resistance is small, the aperture ratio is generally small, and the space in the work chamber is narrowed. If the space in this working room becomes too small, it becomes impossible to perform construction, or it becomes difficult to ensure the safety of workers. On the other hand, by attaching a strain gauge to the upper part of the blade edge of the caisson housing, the ground resistance at the tip is estimated, and this is used as a judgment material when determining the unexposed width in the construction work, and is set to the optimum aperture ratio. It is possible to improve the safety of construction.
また、ケーソン躯体の躯体内応力を平面的に複数点で計測し、各点での差異を計測管理することで、傾斜している地層の存在や障害物の存在を推測することができる。したがって、先端地盤抵抗力の差に応じて、平面的に掘り残し量に差異をつけた設定にすることで、先端地盤抵抗力の違いによるケーソン躯体の過大な傾斜を防止することができる。 Further, by measuring the stress in the caisson housing at a plurality of points in a plane and measuring and managing the difference at each point, it is possible to infer the existence of an inclined stratum or an obstacle. Therefore, an excessive inclination of the caisson housing due to the difference in the tip ground resistance force can be prevented by setting the difference in the amount of uncut digging in plan according to the difference in the tip ground resistance force.
その他、本発明の主旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した変形例を適宜組み合わせてもよい。 In addition, in the range which does not deviate from the main point of this invention, it is possible to replace suitably the component in above-mentioned embodiment with a well-known component, and you may combine the above-mentioned modification suitably.
1 ケーソン躯体
1a 刃口
3 掘削機
7 ジャッキ
21 ケーソン監視システム
22 掘削機管理システム
23 応力観測システム
25 沈下計
26 荷重計
31 歪み計
D 掘削径
G 地盤
H 掘削深度
P 導入荷重
W1 躯体内応力
W2 先端地盤抵抗力
ΣW ケーソン躯体の自重
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記掘削工程において、前記ケーソン躯体の刃口に作用する先端地盤抵抗力の設定値に基づいて設定された掘削深度及び掘削径で掘削し、
前記圧入工程において、前記ケーソン躯体の沈下量を計測する沈下計と前記導入荷重の大きさを計測する荷重計とのうちの一方又は両方によって、前記ケーソン躯体の沈下開始時を検知するとともに、検知された沈下開始時における前記ケーソン躯体の躯体内応力を検出し、該躯体内応力を先端地盤抵抗力として、検出された前記ケーソン躯体の沈下開始時における躯体内応力の値と前記掘削工程時における前記設定値との差から前記設定値の補正値を求め、
前記圧入工程の後に、先端地盤抵抗力の設定値を検出された躯体内応力の値に対応した値に変更させるように、前記補正値で前記設定値を補正し、補正後の新たな設定値に基づいて次の掘削工程における掘削深度と掘削径とのうちの一方又は両方を調整する調整工程を行うことを特徴とするケーソン沈下工法。 A caisson comprising: a drilling step of excavating the ground from the inside of the caisson housing; and a press-fitting step of applying a downward introduction load to the caisson housing to sink the caisson housing into the ground by the weight of the caisson housing and the introduced load. A subsidence method,
In the excavation step, excavation at the excavation depth and excavation diameter set based on the set value of the tip ground resistance force acting on the blade edge of the caisson housing,
In the press-fitting step, one or both of a settlement meter for measuring the amount of settlement of the caisson housing and a load meter for measuring the magnitude of the introduced load is used to detect when the caisson housing starts to sink and to detect The internal stress of the caisson housing at the start of subsidence is detected, and the stress in the caisson housing is detected as the tip ground resistance force, and the value of the internal stress at the start of subsidence of the caisson housing and the excavation process A correction value for the set value is obtained from the difference from the set value,
After the press-fitting step, the set value is corrected with the correction value so that the set value of the tip ground resistance force is changed to a value corresponding to the detected value of the stress in the housing, and a new set value after correction A caisson settlement method characterized by performing an adjustment step of adjusting one or both of a drilling depth and a drilling diameter in the next drilling step based on the above.
前記躯体内応力は、前記ケーソン躯体内に発生する鉛直応力を前記ケーソン躯体に設置された歪み計によって計測し、計測された鉛直応力に前記ケーソン躯体の水平断面積を乗じて算出することを特徴とするケーソン沈下工法。 In the caisson settlement method according to claim 1,
The stress in the enclosure is calculated by measuring the vertical stress generated in the caisson enclosure with a strain gauge installed in the caisson enclosure and multiplying the measured vertical stress by the horizontal cross-sectional area of the caisson enclosure. The caisson settlement method.
前記導入荷重は、上下方向に伸縮するジャッキによって前記ケーソン躯体に下向きの押圧力を加えることで、前記ケーソン躯体に加えており、
前記ジャッキのストローク毎に、沈下開始時における前記ケーソン躯体の躯体内応力を検出して前記補正値を更新することを特徴とするケーソン沈下工法。 In the caisson settlement method according to claim 1 or 2,
The introduction load is applied to the caisson housing by applying a downward pressing force to the caisson housing with a jack that extends vertically.
A caisson settlement method for detecting the stress in the casing of the caisson housing at the start of settlement for each stroke of the jack and updating the correction value.
前記ケーソン躯体の沈下量を計測する沈下計と前記導入荷重の大きさを計測する荷重計とのうちの一方又は両方を有するケーソン監視システムと、
前記掘削工程を行う掘削機を監視するとともに、前記ケーソン躯体の刃口に作用する先端地盤抵抗力の設定値に基づいて該掘削機による前記掘削深度と掘削径とのうちの一方又は両方を変更する掘削機管理システムと、
前記ケーソン躯体の沈下開始時における躯体内応力の値と前の掘削工程時における前記設定値との差から次の掘削工程時における前記設定値を補正する補正値を求めるために、前記ケーソン躯体の刃口直上に配設されて前記ケーソン躯体の刃口直上の躯体内応力を観測する応力観測システムと
が備えられていることを特徴とするケーソン沈下管理システム。 A caisson comprising: a drilling step of excavating the ground from the inside of the caisson housing; and a press-fitting step of applying a downward introduction load to the caisson housing to sink the caisson housing into the ground by the weight of the caisson housing and the introduced load. In the caisson settlement management system in the settlement method,
A caisson monitoring system having one or both of a settlement meter for measuring the amount of settlement of the caisson housing and a load meter for measuring the magnitude of the introduction load;
The excavator performing the excavation process is monitored, and one or both of the excavation depth and the excavation diameter by the excavator is changed based on a set value of a tip ground resistance force acting on a blade edge of the caisson housing. Excavator management system to
In order to obtain a correction value for correcting the set value in the next excavation step from the difference between the stress value in the case at the start of subsidence of the caisson case and the set value in the previous excavation step, A caisson settlement management system, comprising: a stress observation system disposed immediately above the blade edge and observing the stress in the housing immediately above the blade edge of the caisson housing.
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