JPH05112954A - 水底トンネルの基礎杭の施工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】水底トンネルの支持杭を正確に施工する。 【構成】水底の地盤内を掘進する掘削機を支持する杭の
施工方法であって、鋼管杭２の頭部コンクリート５の高
さを、掘削機の底面の設計高さよりも多少高く配置し、
かつ頭部コンクリート５の強度を、水中の掘削機を支持
する程度に小さく構成し、この頭部コンクリート５を削
り取って掘削機が前進するように構成した、水底トンネ
ルの基礎杭の施工方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水底トンネルの基礎杭
の施工方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】シールド工法や海底オープントンネル工
法は、先端の掘削機で土砂を掘削しながら地中を前進し
て行く工法である。このトンネルを下から支持するとな
ると地中深く打設した杭群が必要となる。しかもトンネ
ルは掘進機の前進によって構築して行くから、前進する
装置のさらに下面の地中に、最上部の高さを揃えた状態
で杭を打設することが必要になり極めて困難な作業とな
る。そのために従来は杭の上端にヤットコと称する棒状
の補助部材の下端を載置し、その棒状補助部材の上端を
打撃して杭を海底の地盤の内部に打設する方法が採用さ
れている。さらに別の方法としては、いったんトンネル
を構築してしまい、その後にトンネル内部から短い杭を
継ぎ足しながら地中に打設して行く方法が採用されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする問題点】前記した従来の地中
杭の打設方法にあっては、次のような問題点がある。 ＜イ＞棒状の補助部材を使用して地中に杭を打設する方
法では、杭の上端の位置を正確に揃えることは不可能で
ある。そのために杭の高さが掘進機の下面よりも高い場
合が生じる。この場合には掘進機の前進が杭によって阻
害されるか、あるいは杭の上部が掘削機によって破壊さ
れることになる。また掘進機の下面よりも杭の頭部が低
い場合であると、掘削機の下面と杭頭部の間に土砂が介
在し、長時間の後には不等沈下の原因となる。 ＜ロ＞トンネルの構築の終わった後にトンネル内部から
杭を打設する方法では、トンネルの内空高さに制約があ
るから短い杭を多数本継ぎ足す必要があり、きわめて能
率の悪い作業となる。しかもトンネルの底面を開口して
杭を打設するものであるからその後の止水処理に問題が
残る。

【０００４】

【本発明の目的】本発明は上記のような問題を改善する
ためになされたもので、簡単な作業によって、正確にト
ンネルの下面と杭の頭部の高さとを一致させることので
きる基礎杭の施工方法を提供することを目的とする。

【０００５】

【問題点を解決するための手段】すなわち本発明は、水
底トンネルを支持する杭の施工方法であって、基礎杭の
頭部コンクリートの高さを、水底トンネルの底面の設計
高さよりも多少高く配置し、かつ頭部コンクリートの強
度を、水中トンネルの重量を支持する程度に小さく構成
し、この頭部コンクリートを削り取って掘削機が前進し
た後、その削りとられた杭の頭部で水底トンネルを支持
するように構成した、水底トンネルの基礎杭の施工方法
である。また本発明は、海上より補助部材を使用して海
底の地中に杭を打ち込み、この補助部材をガイドにして
ケーシングパイプを杭の頭部周囲を包囲する状態にまで
打ち込み、補助部材を撤去してケーシングパイプの内部
の土砂を排除し、ケーシングパイプを使用して杭の頭部
にキャップを被覆し、このキャップの上に水中コンクリ
ートを打設して行う、水底トンネルの基礎杭の施工方法
である。

【０００６】

【本発明の構成】以下図面を参照しながら本発明につい
て説明する。 ＜イ＞鋼管杭の打設 ヤットコと称する棒状の補助部材１を用いて海底地盤の
内部に鋼管杭２を打設する。このときの鋼管杭２の頭部
の高さは、掘進機の底面が通過する予定の高さにほぼ揃
えるが、前記したようにこのままでは正確な高さの設定
はできない。 ＜ロ＞ケーシングパイプの打設 棒状補助部材１をそのままガイドとして、それよりも内
径の大きいケーシングパイプ３を地中に打設して一定の
深さまで埋め込む。埋め込む高さは、ケーシングパイプ
３の下端が、杭の頭部を包囲する程度である。 ＜ハ＞パイプ内の土砂の排出 ケーシングパイプ３の先端を上記の高さまで埋め込んだ
ら、ガイドとして使用した棒状補助部材１を引き抜いて
撒去する。そしてケーシングパイプ３内に残った土砂を
排出する。排出の方法は例えばエアーリフト、ハンマー
グラブなどの公知の装置を使用する。 ＜ニ＞鋼管上端の閉塞 内部が空洞になったケーシングパイプ３の内部へ、鋼
製、あるいはコンクリート製のキャップ４を吊り下ろし
て鋼管杭２の上端を閉塞する。このキャップ４の形状は
第６図に示すような二重の円柱体によって構成した蓋体
であり、下の円柱体の外径は、鋼管杭の内径よりも小さ
く、上の円柱体の外径はケーシングパイプ３の内径に近
い寸法に形成したものである。したがってこのキャップ
４によって鋼管杭２の上端、およびケーシングパイプ３
の下端は閉塞される。このキャップ４が鋼製の場合に
は、その上面に多数本のボルトをジベルとして取り付け
る。 ＜ホ＞パイプ内へコンクリートの打設 次に、ケーシングパイプ３の上部から、水中コンクリー
ト、あるいは水中モルタルを打設して頭部コンクリート
５を形成する。この頭部コンクリート５等に加わる重量
は、海底トンネルの水中重量でありきわめて軽量であ
る。したがって頭部コンクリート５等の圧縮強度は小さ
いもので十分である。この頭部コンクリート５の打設高
さは、トンネル掘削機６の底部が通過する高さよりも多
少高く形成しておくが、その余盛り高さは正確なもので
ある必要はなく、杭ごとに多少バラツキがあっても良
い。こうして、設計高さよりも多少高い位置の頭部コン
クリート５を有する基礎杭群を、トンネル掘進機の通過
路にしたがって配置して行く。

【０００７】

【作用】

＜イ＞掘削機による切削 上記の順序で構成した地中の鋼管杭２の頭部コンクリー
ト５の上面に沿って、トンネル掘削機６の移動を行う。
鋼管杭２の頭部コンクリート５の高さは、前記したよう
に掘削機６の底面の設計高さよりも多少高く配置してあ
る。したがって頭部コンクリート５と掘削機６の下部と
が衝突することになる。しかし前記したように頭部コン
クリート５の強度は小さいから、頭部コンクリート５は
掘削機６によって削り取られ、正確に掘削機６の底部の
高さと一致した高さに形成される。こうしてコンクリー
ト打設時には高さにおいて多少のバラツキがあった多数
本の鋼管杭２の頭部コンクリート５も、掘削機６によっ
て切削されて高さが正確に修正されることになる。 ＜ロ＞トンネルの載置 掘削機６が通過した後にはトンネルが構築されて行く。
この水底トンネルの底部の下には、頭部を削りとられて
高さの修正された杭群が位置しているから、トンネルの
支持高さは極めて正確である。なお、掘削機６の底面の
厚さだけトンネルの底面の高さの誤差があるが、この誤
差を解消する必要がある場合にはトンネル内部からモル
タル７を底面の外部に注入してトンネル底面と杭頭部と
の間隔に充填し、高さの調整を図る。

【０００８】

【発明の効果】本発明は以上説明したようになるから次
のような効果を得ることができる。 ＜イ＞いったん形成した強度の小さいコンクリート頭部
を掘削機６によって削り取って高さを修正して行く方法
である。その結果、地中に高さの揃った杭群を構成する
ことができ、トンネルを地中で正確に支持することがで
きる。 ＜ロ＞トンネルの完成後に、トンネル内部から鋼管杭２
を打設するような方法に比較して施工が簡単で迅速であ
り、止水性の問題も発生することがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】施工状態の説明図

【図２】施工状態の説明図

【図３】施工状態の説明図

【図４】施工状態の説明図

【図５】施工状態の説明図

【図６】頭部の構造の説明図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】水底の地盤内を掘進する掘削機を使用して
   構築した水底トンネルを支持する杭の施工方法であっ
   て、 基礎杭の頭部コンクリートの高さを、水底トンネルの底
   面の設計高さよりも多少高く配置し、 かつ頭部コンクリートの強度を、水中のトンネルを支持
   できる程度に小さく構成し、 この頭部コンクリートを掘削機によって削り取らせた
   後、 この杭の頭部によって水底トンネルの底面を支持し得る
   ように構成した、 水底トンネルの基礎杭の施工方法
2. 【請求項２】海上より補助部材を使用して海底の地中に
   杭を打ち込み、 この補助部材をガイドにしてケーシングパイプを杭の頭
   部周囲を包囲する状態にまで打ち込み、 補助部材を撤去してケーシングパイプの内部の土砂を排
   除し、 ケーシングパイプを使用して杭の頭部にキャップを被覆
   し、 このキャップの上に水中コンクリートを打設して行う、 水底トンネルの基礎杭の施工方法