JP7633192B2 - アースバケット及びニューマチックケーソンの施工方法 - Google Patents
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Description
を備えている。
まず、図1を用いてアースバケット(30)を備えるニューマチックケーソン1の全体構成について説明する。図1に示すように、ニューマチックケーソン1の下部には、側壁11の下方に先端が細くなった刃口12が形成されており、この刃口12の内面と作業室スラブ14の下面と(さらに、地盤と)に囲まれて作業室13が形成されている。作業室13内には、少なくとも1台以上の掘削機20が配置されており、遠隔操作される掘削機20によって地盤を掘削してニューマチックケーソン1を沈下させていくようになっている。そして、掘削機20によって掘削された土砂は、アースバケット30を用いて搬出される。
次に、図2~図6を用いて、本実施例のアースバケット30の構成について説明する。アースバケット30は、図2に示すように、吊金具42を有する、円筒容器形状の第1バケット40と、円筒容器形状の第2バケット50と、第1バケット40と第2バケット50とを連結する連結機構Mと、を備えて2連式のアースバケット30として構成されている。すなわち、本実施例のアースバケット30は、従来と略同一の形状・大きさの2つのアースバケット40、50を連結した、2連式のアースバケット30である。
L≧√{(a1+a2)2+(r1+r2)2}・・・(A)
L:連結シャフトの長さ
a1:第1バケットの下面から第1取付軸までの距離
a2:第2バケットの上面から第2取付軸までの距離
r1:第1バケットの半径
r2:第2バケットの半径
なお、要素のうち「r1:第1バケットの半径」と「r2:第2バケットの半径」は、通常は同一となる。
次に、図7~図9を用いて、本実施例のアースバケット30の施工方法について説明する。
1)第2バケット50を着底させる工程:
すなわち、スケータークレーン(又はクローラクレーンなど)の吊ワイヤを繰り出すことで、マテリアルシャフトを通じてアースバケット30を降下させていき、下方にある第2バケット50をまず接地させる。
2)着底された第2バケット50の第2取付軸53を回転中心として、連結シャフト60とともに第1バケット40を回転させる工程:
すなわち、吊ワイヤをそのまま繰り出すことで、第1バケット40が第2バケット50の側方に回り込むように移動する。この際には、第1バケット40の自重が連結シャフト60に作用することになるが、着底時には第1バケット40の傾きが戻り偏心側へ力が発生するため、さらに重心が偏って偏心側への力がより大きくなる。
3)第2バケット50の側方に並列した状態で第1バケット40を着底させる工程:
その後、さらに吊ワイヤを繰り出せば、第2バケット50の真横に並ぶように、第1バケット40が着底する。
1)マテリアルロック17にシャフト17aを追加して高さを延長する工程:
本実施例の2連式のアースバケット30を使用する場合、通常サイズ(長さ)のマテリアルロック17では長さ(高さ)が不足するため、中間部に標準のシャフト17aを追加して高さを延長する。
2)第1バケット40と第2バケット50を、上下方向に直列した状態でマテリアルロック17の内部に収容する工程:
すなわち、アースバケット30は、2つのバケット40、50を縦に直接した状態であるため、従来と同じ構成のマテリアルロック17やマテリアルシャフト(16)をスムーズに通ることできる。
3)マテリアルロック17の内部を加圧又は減圧する工程:
その後、通常と同じように、マテリアルロック17の内部空間を加圧したり減圧したりして、アースバケット30を通過させる。なお、シャフト17aを追加したことで、マテリアルロック17の内部の体積が増加するため、その分だけ加圧/減圧には通常よりも長い時間がかかる。
1)第2バケット50の下部(の掛止部52)を土砂ホッパー92に掛止させる工程:
スケータークレーンによってマテリアルロック17を介して外部に搬出されたアースバケット30を、土砂ホッパー92の位置まで移動させる。その後、土砂ホッパー92に第2バケット50の下部の掛止部52を引っ掛ける。
2)第2バケット50を揺動させて、第2バケット50から土砂を土砂ホッパー92に排出する工程:
スケータークレーンの吊りワイヤを繰り出して、掛止部52を中心として第2バケット50を揺動させて、内部の土砂を排出させる。
3)下部が掛止された第2バケット50の第2取付軸53を回転中心として、連結シャフト60とともに第1バケット40を揺動させて、第1バケット40から土砂を土砂ホッパー92に排出させる工程:
さらに、スケータークレーンの吊りワイヤを繰り出して、第2取付軸53を中心として連結シャフト60及び第1バケット40を揺動させて、内部の土砂を排出させる。その後、ダンプカー93によって、土砂を搬出することになる。
ここで、表1を用いながら、本実施例の2連式のアースバケット30を用いて土砂を運搬した場合の運搬効率について理論的に検証した。結論として、1.0m3アースバケット連結運搬により、運搬効率が約25%向上することがわかった(表1)。
・施工効率試算(シャフト長20m、クローラークレーン楊重を想定)
・アースバケット容量:
従来:φ1100、L=1350(1300)、V=1.23m3(1.0m3計算換算量)
本件:φ1100、L=1250(1200)、V=1.06m3
(単体では9%の減少だが連結すると72%の増加(1.72m3計算換算量)となる)
次に、本実施例のアースバケット30の奏する効果を列挙して説明する。
L≧√{(a1+a2)2+(r1+r2)2} ・・・(A)
L:連結シャフトの長さ
a1:第1バケットの下面から第1取付軸までの距離
a2:第2バケットの上面から第2取付軸までの距離
r1:第1バケットの半径
r2:第2バケットの半径
このように構成すれば、第1バケット40が第2バケット50の上方位置から側方位置へ回り込む際に、両者が互いに干渉することなく、スムーズに回り込むことができる。
まず構成について説明すると、本実施例のアースバケット30Aは、全体としては実施例1と略同様の構成を備えている。すなわち、アースバケット30Aは、図10に示すように、第1バケット40と、第2バケット50と、連結機構Mと、を備えて2連式のアースバケット30Aとして構成されている。なお、本実施例では、第1バケット40の第1取付軸43は、偏芯させる必要はない。
次に、図12を用いて、着底時のアースバケット30Aの施工方法について説明する。着底時には、以下の工程1)~3)を備えることが好ましい。以下に説明するように、着底時には、2つのバケット40、50は、並列配置となる。
1)第2バケット50を着底させる工程:
実施例1と同様である。
2)着底された第2バケット50のスライダー型ブラケット80上で、第1バケット40をスライド移動させる工程:
すなわち、吊ワイヤをそのまま繰り出すことで、第1バケット40が第2バケット50の傾斜したスライダー型ブラケット80の上に接触・載置され、さらに斜め下方向にスライド移動して、第2バケット50の側方に回り込むように移動する。
3)第2バケット50の側方に並列した状態で第1バケット40を着底させる工程:
その後、さらに吊ワイヤを繰り出せば、第2バケット50の真横に並ぶように、第1バケット40が着底する。着底する直前には、連結ワイヤ70の張力によって第1バケット40を引っ張ることでバケット40、50間が必要以上に離れないようにしている。
次に、本実施例のアースバケット30Aの奏する効果を列挙して説明する。
(1)本実施例のアースバケット30Aの連結機構Mは、第1バケット40の外面に設置される一対の第1取付軸43、43と、第2バケット50の外面に設置される一対の第2取付軸53、53と、第1取付軸43、43と第2取付軸53、53に架け渡される一対の連結ワイヤ70、70と、から構成されることが好ましい。このような構成であれば、1回当りの土砂搬出量を増加させることのできる、アースバケット30Aとなる。また、土砂の運搬時には、バケット40、50を直列(縦列)配置とすることができる。すなわち、ワイヤ70で連結することで、第1バケット40を引っ張れば、それと同時に下にある第2バケット50も引っ張られて移動することになる。
11 側壁
12 刃口
13 作業室
14 作業室スラブ
15 中央監視室
16 マテリアルシャフト
17 マテリアルロック
18 マンシャフト
19 マンロック
20 掘削機
30、30A アースバケット
40 第1バケット
41 本体部
42 吊金具
43 第1取付軸
44a~44c ブラケット
50 第2バケット
51 本体部
52 掛止部
53 第2取付軸
54a~54c ブラケット
60 連結シャフト
70 連結ワイヤ
80 スライダー型ブラケット
81 主ビーム
82、83 補ビーム
92 土砂ホッパー
93 ダンプカー
Claims (8)
- ニューマチックケーソン工法に用いるアースバケットであって、
吊金具を有する、円筒容器形状の第1バケットと、
円筒容器形状の第2バケットと、
前記第1バケットと前記第2バケットとを連結する連結機構と、
を備え、
前記連結機構は、前記第1バケットの外面に設置される一対の第1取付軸と、前記第2バケットの外面に設置される一対の第2取付軸と、前記第1取付軸と前記第2取付軸に回転可能に架け渡される一対の連結シャフトと、から構成される、アースバケット。 - 一対の前記第1取付軸は前記第1バケットの下部に配置されるとともに、一対の前記第2取付軸は前記第2バケットの上部に配置され、
前記連結シャフトの長さは、前記第1バケットが前記第2バケットの上方位置から側方位置へ回り込めるように、式(A)を満足するように設定される、請求項1に記載された、アースバケット。
L≧√{(a1+a2)2+(r1+r2)2}・・・(A)
L:連結シャフトの長さ
a1:第1バケットの下面から第1取付軸までの距離
a2:第2バケットの上面から第2取付軸までの距離
r1:第1バケットの半径
r2:第2バケットの半径 - 一対の前記第1取付軸の軸線は、円筒容器形状の前記第1バケットの中心軸線を通らずに所定の距離だけ偏芯して設置される、請求項1又は請求項2に記載された、アースバケット。
- 前記連結機構は、前記第1バケットの外面に設置される一対の第1取付軸と、前記第2バケットの外面に設置される一対の第2取付軸と、前記第1取付軸と前記第2取付軸に架け渡される一対の連結ワイヤと、から構成される、請求項1に記載された、アースバケット。
- 前記第1バケットが前記第2バケットの上方位置から側方位置へ回り込めるように、前記第2バケットの上部に、前記第1バケットが接触してスライド移動するためのスライダー型ブラケットがさらに設置される、請求項4に記載された、アースバケット。
- 請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載されたアースバケットを使用したニューマチックケーソンの施工方法であって、
前記第2バケットを着底させる工程と、
着底された前記第2バケットの第2取付軸を回転中心として、前記連結シャフトとともに前記第1バケットを回転させる工程と、
前記第2バケットの側方に並列した状態で前記第1バケットを着底させる工程と、
を備える、ニューマチックケーソンの施工方法。 - 請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載されたアースバケットを使用したニューマチックケーソンの施工方法であって、
マテリアルロックにシャフトを追加して高さを延長する工程と、
前記第1バケットと前記第2バケットを、上下方向に直列した状態で前記マテリアルロックの内部に収容する工程と、
前記マテリアルロックの内部を加圧又は減圧する工程と、
を備える、ニューマチックケーソンの施工方法。 - 請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載されたアースバケットを使用したニューマチックケーソンの施工方法であって、
前記第2バケットの下部を土砂ホッパーに掛止させる工程と、
前記第2バケットを揺動させて、前記第2バケットから土砂を前記土砂ホッパーに排出する工程と、
下部が掛止された前記第2バケットの第2取付軸を回転中心として、前記連結シャフトとともに前記第1バケットを揺動させて、前記第1バケットから土砂を前記土砂ホッパーに排出させる工程と、
を備える、ニューマチックケーソンの施工方法。
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| JP2022017668A JP7633192B2 (ja) | 2022-02-08 | 2022-02-08 | アースバケット及びニューマチックケーソンの施工方法 |
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| JP2012067456A (ja) | 2010-09-21 | 2012-04-05 | Kajima Corp | ニューマチックケーソン工法における設備能力決定方法及び設備 |
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