JP5390044B1 - Underwater earth retaining method - Google Patents
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Abstract
【課題】クレーンを備えた作業船等の大型の設備を必要とせず、また必要最小限の堆積土砂を排除するだけでよく、工期短縮、コスト削減等を実現することのできる水中における土留め工法を提供する。
【解決手段】水中における堆積土砂を掘削排除したい領域の境界線上にH型鋼等の枠形成部材を配置し、当該枠形成部材の内面側にT型鋼又はH型鋼等の土留め部材のガイド部材を縦方向に所定間隔ごとに取り付け、当該ガイド部材どうしの間に、土留め部材を挿し込み、土留め部材の上端側から杭打機で振動を与えて土留め部材を堆積土砂の中へ打ち込み、土砂を掘削排除したい領域の外側に対する土留めを行うようにした。
【選択図】図4An underwater earth retaining method that does not require a large facility such as a work boat equipped with a crane, and that only eliminates a minimum amount of sedimentary sediment, and can shorten the construction period and reduce costs. I will provide a.
A frame forming member such as H-shaped steel is disposed on a boundary line of a region where sedimentary sediment in water is to be excavated and removed, and a guide member for a retaining member such as T-shaped steel or H-shaped steel is provided on the inner surface side of the frame forming member. Installed at a predetermined interval in the vertical direction, insert the earth retaining member between the guide members, drive the earth retaining member into the sediment by applying vibration with a pile driver from the upper end side of the earth retaining member, The earth was fixed to the outside of the area where earth and sand would be excavated.
[Selection] Figure 4
Description
本発明は、橋脚やケーソン等の水中構築物に耐震補強工事を施す場合等において、市販品であるライナープレート等を用いて必要最小限の土留め工事を行い、工期の短縮化、掘削排除する土砂の量の大幅な削減並びに費用の大幅な削減を実現することのできる水中における土留め工法に関するものである。 The present invention provides a minimum amount of earth retaining work using commercially available liner plates, etc., in the case of applying seismic reinforcement work to underwater structures such as bridge piers and caissons, etc. It is related with the earth retaining method in the water which can implement | achieve the drastic reduction of the quantity of water, and the drastic reduction of cost.
最近では、巨大地震に対する備えとしてあらゆる構築物に対する耐震補強工事が施されている。例えば、水中における橋脚への耐震補強工事は、橋脚部分に対して鉄筋コンクリートの巻き立て、鋼板の巻き立て、炭素繊維やアラミド繊維の巻き立て等が行われており、これらの工事はすべて乾式で行われる。そのため、最もオーソドックスな施工方法としては、先ず、図6に示すように、水中における堆積土砂Fを掘削排除して橋脚1の地中Gに埋もれていた地中基礎構造物(フーチンググ)2を露出させている。堆積土砂の掘削排除は、図示しないクレーンを備えた作業船を準備し、クレーンにクラムシェル又はバックホーを取り付けてこれで掬い取って行っている。
Recently, earthquake-proof reinforcement work has been applied to all structures in preparation for a huge earthquake. For example, reinforced concrete winding, steel plate winding, carbon fiber and aramid fiber winding, etc. are carried out on the pier part under the seismic reinforcement work on the pier part underwater. Is called. Therefore, as the most orthodox construction method, first, as shown in FIG. 6, the underground soil structure (footing) 2 buried in the underground G of the
その後、特許文献3に記載された仮締切構造体の施工方法等によって、フーチング2上の橋脚1の周囲をライナープレートで囲繞し、ライナープレート内の水を排除し、足場を構築しながら前記鉄筋コンクリートの巻き立て等の耐震補強工事を乾式で行っていた。なお、図6において、符号3は基礎杭であり、4は橋桁である。
Thereafter, the reinforced concrete is constructed while surrounding the
従来においては、他にも、特許文献1及び2に示すような、耐震補強工事がある。特許文献1に示す耐震補強工事は、先ず、フーチングの周囲に鋼板矢板製の土留め壁を所定深度まで打設形成した後、土留め壁で囲まれた内部の土砂を掘削排除している。鋼板矢板の打設は、クレーンを備えた作業船を準備し、鋼板矢板の打設機をクレーンで吊り下げて行うのが一般的である。そして、鋼板矢板の打設後は、図6に示す場合と同じように、特許文献3に記載された仮締切構造体の施工方法等によって、乾式環境を形成し、前記所定の耐震補強工事を行っている。
Conventionally, there are other seismic reinforcement works as shown in
特許文献2に示す耐震補強工事は、作業船を使用して、鋼板矢板の水中土留め壁を設けている。土留め壁は、作業船に搭載されたクレーンに矢板打設機を取付けて行っている。水中土留め壁が設けられると、作業船のクレーンにクラムシェル又はバックホーを取付けて、フーチンググの外周、およびフーチング上部側の堆積土砂を掘削除去している。そして、フーチングの上部側に、特許文献3に記載された仮締切構造体の施工方法等によって、乾式環境を形成し、前記所定の耐震補強工事を行っている。
In the seismic reinforcement work shown in Patent Document 2, a work boat is used to provide an underwater earth retaining wall for steel sheet piles. The earth retaining wall is made by attaching a sheet pile driving machine to a crane mounted on a work boat. When the underwater retaining wall is provided, a clamshell or a backhoe is attached to the crane of the work boat, and the outer periphery of the footing and the sediment on the upper side of the footing are excavated and removed. Then, on the upper side of the footing, a dry environment is formed by the construction method of the temporary closing structure described in
ところが、図6に示す場合にあっては、鋼板矢板等で土留め工事を行っていないため、フーチング2の周囲の堆積土砂Fを広範囲に亘って掘削排除しなければならず、堆積土砂の掘削排除する量が膨大となり、工期が長期化し、また排除した土砂を一時的に保管しておくための台船の数が多くなるという欠点があった。しかも、耐震補強工事が完了した後は、排除した土砂を埋め戻すことが必要であり、埋め戻す土砂の量も膨大となり、全体の工期が更に長期化し、費用が大幅に増大する原因となっていた。
更に、堆積土砂の掘削排除は、クレーンを備えた作業船を準備する必要があり、大型の設備が必要であった。この大型の設備は、更なるコストの増大をもたらすものであった。
However, in the case shown in FIG. 6, since earth retaining work is not performed with a steel sheet pile or the like, the accumulated earth and sand F around the footing 2 must be excavated over a wide range, and the accumulated earth and sand are excavated. There was a drawback that the amount to be removed became enormous, the construction period was prolonged, and the number of trolleys for temporarily storing the removed sediment was increased. In addition, after the seismic reinforcement work has been completed, it is necessary to back up the removed earth and sand, and the amount of earth and sand to be backed up becomes enormous, further increasing the overall construction period and causing a significant increase in costs. It was.
Furthermore, the excavation and removal of sedimentary earth and sand required the preparation of a work ship equipped with a crane, and a large facility was required. This large-sized facility has resulted in further cost increase.
一方、特許文献1及び特許文献2に記載された耐震補強工事では、クレーンを備えた作業船を準備し、鋼板矢板等の土留め壁形成部材を打設する必要があり、大型の設備が必要であり、また鋼板矢板の費用が嵩むという欠点があった。
On the other hand, in the seismic reinforcement work described in
更に、特許文献1及び2に示す場合は、いずれもクレーンを備えた作業船を準備する必要があるが、このような大型の設備機械を搬入することのできない浅瀬の場所や周囲の構築物の存在により、クレーンを使用することができないような環境下では、このような工法を採用できないことがあった。そのため、前記大型設備による鋼板矢板等の打ち込みが不可能であり、図6に示す、広範囲の堆積土砂の排除を、水中作業員が手掘りで行う必要があった。そして、堆積土砂の排除後は、周囲に土嚢を積み上げる等で土留めを行った後、フーチング2に乾式環境を形成し、その上で耐震補強工事を行う必要があり、工期が大幅に長期化するという欠点と、水中作業員に与える負担が大きいという欠点があった。
Furthermore, in the cases shown in
そこで、本発明は従来の前記問題点に鑑みてこれを改良除去したものであって、任意の領域にH型鋼等を連結して枠形成部材を配置し、その内側に縦方向にT型鋼又はH型鋼等を取り付け、これらの間に土留め壁形成部材を挿し込み、作業員が水中で土留め壁形成部材を打設するようにした水中における土留め工法を提供せんとするものである。 Therefore, the present invention is obtained by improving and removing the above in view of the above-mentioned conventional problems, and connecting a H-shaped steel or the like to an arbitrary region and arranging a frame forming member, and a T-shaped steel or It is intended to provide an underwater earth retaining method in which H-shaped steel or the like is attached, a retaining wall forming member is inserted between them, and an operator places the retaining wall forming member in water.
前記課題を解決するために本発明が採用した請求項1の手段は、港湾や河川等の水中構築物に対して耐震補強等の作業を行うために水中構築物周辺の堆積土砂を掘削排除する場合において、水中における堆積土砂を掘削排除したい領域の境界線上にH型鋼等の枠形成部材を配置し、当該枠形成部材の内面側にT型鋼又はH型鋼等の土留め部材のガイド部材を縦方向に所定間隔ごとに取り付け、当該ガイド部材どうしの間に、土留め部材を挿し込み、土留め部材の上端側から杭打機で振動を与えて土留め部材を堆積土砂の中へ打ち込み、土砂を掘削排除したい領域の外側に対する土留めを行うようにしたことを特徴とする水中における土留め工法である。
The means of
本発明が採用した請求項2の手段は、土留め部材を堆積土砂の中へ打ち込んだ後、土留め部材で囲まれた領域の堆積土砂を掘削排除し、土留め部材の任意の深さ位置で土留め部材にL型やコの字型のブラケット部材を溶接固定し、該ブラケットと土留め部材との間に、H型鋼又は角柱鋼等の補強部材を嵌合装着し、土留め部材の中間部の補強を行うようにした請求項1に記載の水中における土留め工法である。
According to the second aspect of the present invention, the earth retaining member is driven into the sediment, and then the sediment in the region surrounded by the earth retaining member is excavated and removed, and the position of the earth retaining member at an arbitrary depth is determined. Then, an L-shaped or U-shaped bracket member is welded and fixed to the retaining member, and a reinforcing member such as H-shaped steel or prismatic steel is fitted and mounted between the bracket and the retaining member. The soil retaining method in water according to
本発明が採用した請求項3の手段は、枠形成部材にワイヤーを取り付け水面上のフロートに連結して枠部材を水中に配置した請求項1又は2に記載の水中における土留め工法である。
The means of
本発明が採用した請求項4の手段は、水上の構築物又は台船等からクレーン等を介して前記枠形成部材を吊り下げて枠部材を水中に配置した請求項1又は2に記載の水中における土留め工法である。 According to a fourth aspect of the present invention, the frame member is suspended in water by suspending the frame forming member from a construction on water or a trolley via a crane or the like. The earth retaining method.
本発明が採用した請求項5の手段は、枠形成部材の下方に水底に届く脚を取り付けることで枠部材を水中に配置した請求項1又は2に記載の水中における土留め工法である。
The means of Claim 5 which this invention employ | adopted is the earth retaining method in the water of
請求項1の発明によれば、市販品であるH型鋼などを利用して、例えば、橋脚の周囲に枠形成部材を形成している。その内面側には、縦方向にH型鋼又はT型鋼等の土留め部材のガイド部材を縦方向に所定間隔ごとに取り付けている。そして、当該ガイド部材どうしの間に、土留め部材を挿し込み、土留め部材の上端側から杭打機で振動を与えて土留め部材を堆積土砂の中へ打ち込むことで土留めを行うようにしている。
これであれば、クレーンを装備した作業船等の大型の設備は全く不要であり、作業員が手作業で行う小型の杭打ち機を準備するだけでよい。また必要最小限の領域に土留めを行うことができるので、掘削排除する土砂の量が少なくなり、工期の短縮、経費削減の実現が可能である。
According to the invention of
If this is the case, a large facility such as a work boat equipped with a crane is not required at all, and it is only necessary to prepare a small pile driver that is manually operated by an operator. Moreover, since the earth retaining can be performed in the minimum necessary area, the amount of earth and sand to be excavated is reduced, and the construction period can be shortened and the cost can be reduced.
請求項2の発明によれば、土留め部材を打ち込む深さが深くなる場合は、土留め部材を打ち込んだ後、囲まれた領域の堆積土砂を掘削排除し、任意の深さ位置で土留め部材にL型アングルやコの字型アングル等のブラケットを所定間隔ごとに溶接固定している。そして、これらのブラケットにH型鋼や角柱鋼等の補強部材を架け渡し、土留め部材の中間部を補強するようにしている。 According to the second aspect of the present invention, when the depth of the earth retaining member is increased, after the earth retaining member is implanted, the accumulated sediment in the enclosed region is excavated and removed at an arbitrary depth position. A bracket such as an L-shaped angle or a U-shaped angle is fixed to the member by welding at predetermined intervals. Then, reinforcing members such as H-shaped steel and prismatic steel are bridged over these brackets to reinforce the intermediate portion of the earth retaining member.
請求項3乃至5の発明によれば、請求項1の発明の枠形成部材の水中の任意の位置に配置固定するようにしている。請求項3では、フロートで吊り下げており、請求項4ではクレーンで吊り下げており、請求項5では脚を取り付けている。
According to the invention of
以下、本発明を、水中における橋脚に対して行う耐震補強工事の前工程として、土留め工事を行う場合の実施の形態に基づいて説明する。先ず、図1に示すように、橋脚1の周囲の水中の任意の高さ位置に枠形成部材5を配置する。枠形成部材5で囲まれた領域は、橋脚1の周囲の堆積土砂を掘削排除したい最小限の領域とすることができる。具体的には、フーチング2の周囲の近くに設定すればよい。この実施の形態の場合、枠形成部材5はH型鋼で形成した場合を図示している。H型鋼は、図2に示すように、H型鋼どうしの端面を突き合せた後、プレート6を当てがい、ボルト7及びナットで相互に連結すればよい。またH型鋼の枠形成部材5は、図3及び図4に示すように、枠形成部材5の中間連結部5Aにフックボルト8を取り付け、ワイヤ9を介してフロート10に連結してフロート9から吊り下げて水中の所定高さ位置に配置している。
Hereinafter, the present invention will be described based on an embodiment in the case where earth retaining work is performed as a pre-process of seismic reinforcement work performed on a bridge pier in water. First, as shown in FIG. 1, the frame forming member 5 is arranged at an arbitrary height position in water around the
この枠形成部材5の内面側には、図2及び図3に示すように、土留め部材11のガイド部材12を縦方向に溶接固定している。具体的には、ガイド部材12としてY型鋼、T型鋼、H型鋼などが適用可能であり、図面はH型鋼の場合を示している。ガイド部材12は、所定間隔ごとに枠形成部材5の内面側に取り付けられており、長さは数十cmから1m程度で十分である。土留め部材11は、特許文献3に記載されたライナープレートを縦方向にして使用することが可能であり、例えば、市販品である幅500mm、長さ1500mmの波型のライナープレートを利用することができる。土留め部材11としのライナープレートは、図2に示すように、左右両端側の縦フレーム11A,11Bと、これらの縦フレームどうしを連結する波型プレート部11Cとより成っている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
土留め部材11の打ち込みは、水中に潜った作業員が手動式のエアー杭打機(図示せず)を土留め部材11の上端側に設置し、これを駆動させて行えばよい。打ち込む深さは、図4に示すように、フーチング2の上端面よりも若干深くなるようにすればよい。このようにして、橋脚1の周囲の枠形成部材5に沿ってフーチング2の直近の周囲に土留め部材11を打ち込んだ後は、クラムシェルやバックホー、又はエジェクター方式のジェットポンプ等を利用して土留め部材11で囲まれた領域の堆積土砂を排除する。クラムシェル又はバックホーを使用することができる作業現場においては、これにより堆積土砂を掘削排除すればよい。
The
クラムシェル又はバックホー等の大型設備を使用できない環境下での作業現場においては、水中作業員がエジェクター方式のジェットポンプを利用して堆積土砂を排除することが可能である。エジェクター方式のジェットポンプは、直角方向に向きを変えた管路の湾曲部分において、下流側へ向けて駆動高圧水を噴射する高圧水供給管路を設け、その途中に絞りを設けて高圧水をジェット噴射できるようにし、前記絞りに臨んで空気吸入管路を設け、ジェット噴射水による負圧により空気を吸引させ、気泡を混ぜて搬送するようにしている。当初から気泡を均等に混入させて搬送する方式であるので、キャビテーションを起こすということがなく、また目詰まりの発生もない。高圧水のジェット噴射により、管路の吸入口側に負圧が発生し、砂、砂利、小石等の砂利類の搬送が可能となる。搬送できる砂利類の大きさは、ポンプ口径(管路の直径)の90%のものまで可能であり、12cmの口径のものでは、10.8cm程度の大きさの小石をも搬送することが可能である。図4は、枠形成部材5で囲まれた領域内の堆積土砂を、フーチング2の上端面の高さまで排除した状態を示している。 In a work site under an environment where a large facility such as a clamshell or a backhoe cannot be used, an underwater worker can remove sediment by using an ejector-type jet pump. The ejector-type jet pump is provided with a high-pressure water supply pipe that injects driving high-pressure water toward the downstream side in the curved portion of the pipe line that is turned in a right-angle direction, and a throttle is provided in the middle to supply high-pressure water. In order to enable jet injection, an air suction pipe is provided facing the throttle, and air is sucked by a negative pressure of jet spray water, and bubbles are mixed and transported. Since it is a system in which air bubbles are mixed evenly from the beginning, cavitation does not occur and clogging does not occur. By jetting high-pressure water, a negative pressure is generated on the inlet side of the pipe, and gravel such as sand, gravel and pebbles can be transported. Gravels that can be transported can be up to 90% of the pump diameter (diameter of the pipe line), and with a diameter of 12 cm, pebbles as large as about 10.8 cm can be transported. It is. FIG. 4 shows a state in which the accumulated earth and sand in the region surrounded by the frame forming member 5 is removed up to the height of the upper end surface of the footing 2.
ところで、堆積土砂がフーチング2の上端面からかなりの高さまで堆積している場合は、図3に示すように、土留め部材11の左右両端フレーム11A,11Bの上下端を平板プレート13とボルト14及びナットで締結し、土留め部材11を継ぎ足すようにすればよい。図面では、左右両端フレーム11A,11Bの前後端面側で平板プレート13とボルト14及びナットで連結する場合を示しているが、左右両側面側で連結するようにしてもよく、また波型の連結板により波型プレート部11Cの部分(図2参照)で連結するようにしてもよい。このようにかなりの高さの堆積土砂があると、土留め部材11の中間部は土圧に対して十分でないときがある。その場合は、図5に示すように、ある程度の深さまで土留め部材11で囲まれた領域の堆積土砂を排除した後、土留め部材11の任意の中間部にL型アングルやコの字型アングル等のブラケット14を溶接固定する。そして、これらのブラケット14どうしに跨って横方向にH型鋼や角柱鋼等の補強部材15を嵌合装着し、中間部の土圧に対する補強を行うようにしている。
By the way, when the accumulated earth and sand are accumulated to a considerable height from the upper end surface of the footing 2, as shown in FIG. Then, the
枠形成部材5で囲まれた領域の堆積土砂の排除が、図4に示すように、フーチング2の上端面が露出するようになるまで行われた後は、特許文献3に記載されたような仮締切構造体を橋脚1の周囲のフーチング2上に構築し、仮締切構造体内の水を排除し、乾式にて橋脚1に耐震補強工事を行えばよい。
After the removal of the sediment in the region surrounded by the frame forming member 5 is performed until the upper end surface of the footing 2 is exposed as shown in FIG. The temporary closing structure may be constructed on the footing 2 around the
このように、本発明によれば必要最小限の領域に土留め部材11を打ち込んで、その内面側の堆積土砂を掘削排除するようにしたから、排除する土砂の量が少なく、排除した土砂を一時的に貯留しておくための台船の数の軽減、工期の短縮、経費の大幅な削減が行え、大型の設備も不要とすることができる。しかも、排除した土砂を埋め戻しする場合は、その工事も簡単に行え、更なる工期の短縮、経費の削減が可能である。
As described above, according to the present invention, the
以上の説明は、水中における橋脚に対して耐震補強工事を施す場合の土留め工法について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、ケーソン等に対して乾式で耐震補強工事や修理工事等を行う場合にも適用することが可能である。またその他、鋼管杭の補修や岸壁等のようなあらゆる水中構築物に対し、乾式で何らかの工事を行う場合の土留め工法としても利用することが可能である。また枠形成部材5を水中に配置する方法としては、フロート10から吊り下げる場合を説明したが、作業船や地上に配置したクレーンから吊り下げるようにしてもよく、枠形成部材5に脚を取り付けて海底や水底へ支持させるようにしてもよい。
The above explanation has explained the earth retaining method in the case of applying seismic reinforcement work to underwater bridge piers, but the present invention is not limited to this, for example, dry-type seismic reinforcement work for caisson etc. It can also be applied to repair work. In addition, it can also be used as a soil retaining method when performing some kind of construction on all underwater structures such as repair of steel pipe piles and quay walls. In addition, as a method of disposing the frame forming member 5 in the water, the case of suspending from the
1…橋脚
2…フーチング
5…枠形成部材
8…フックボルト
9…ワイヤー
10…フロート
11…土留め部材
12…ガイド部材
14…ブラケット
15…補強部材
DESCRIPTION OF
Claims (5)
The underwater submergence method according to claim 1 or 2, wherein the frame member is disposed in water by attaching a leg that reaches the bottom of the water below the frame forming member.
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