JPH07197473A - オープンケーソンの構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 大口径のケーソン躯体を作業現場において容
易に構築可能とし、工期の短縮およびコストの削減を可
能とするオープンケーソンの構造を提供することにあ
る。 【構成】 地盤に沈設されるオープンケーソンの構造で
あって、ケーソン躯体１０に、上下方向に連通する複数
の中空部１８を有する。また、ケーソン躯体１０は、外
気温を遮断するのに有効な厚さを有するプレキャストコ
ンクリート部材１２と、プレキャストコンクリート部材
１２に囲まれた空間に打設された現場打ちコンクリート
１６と、補強部材１４とから構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、オープンケーソンの構
造に関し、特に道路，鉄道，下水道，地下放水路，大深
度水道，エネルギー貯留大深度型地下タンク用などの大
深度立坑や開削式地下大空洞を構築するためのオープン
ケーソンの構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、立坑を構築する場合、連続地中
壁工法やニューマチックケーソン工法あるいはオープン
ケーソン工法などが用いられている。

【０００３】連続地中壁工法では、掘削溝に安定液を満
たし、壁面の崩壊を防ぎながら各種の掘削機で溝孔を掘
削し、スライム処理，鉄筋籠の建て込み，コンクリート
打設など一連の工程を繰り返し、３〜４ｍ毎に順次地下
連続壁を築造すると共に、連続壁に沿った土留支保工を
構築しながら所定深さの掘削を行う。そのため、工期が
長くなり、場合によっては数年を要することがあるとい
う問題があった。しかも、大深度の掘削では地下水対策
も必要となってくる。

【０００４】ニューマチックケーソン工法では、底部に
スラブ構造を設けた作業室から土砂を排出しながらこれ
を沈下させ、所定の支持層に到達させるようにしたもの
で、作業室内に浸入する水を排除するため、作業室に圧
縮空気を供給しなければならない。このため、作業者は
圧気下で作業をしなければならず、圧力が増加すると、
健康管理上、加圧，減圧に多くの時間を要し、実作業時
間が極端に短くなり、作業能率が停滞し、工期も長くか
かるという問題があった。

【０００５】そこで、本出願人は、ケーソン躯体の沈設
を先行させながら、ケーソン躯体の内部を掘削すること
により、地下水対策が可能で、工費が安く、工期が短く
て済むオープンケーソンの沈設方法を先に提案した。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、オープンケ
ーソンの口径が小さい場合には、予めケーソン躯体を工
場で形成し、施工現場に運搬して沈設することも可能
で、このような場合には特に問題はないが、オープンケ
ーソンの口径が数十ｍに達する大口径のものとなると、
ケーソン躯体を工場で製造して施工現場に搬入すること
が困難で、そのため、施工現場でケーソン躯体を構築し
なければならなくなる。

【０００７】このような大型のケーソン躯体を施工現場
で構築しようとすると、ケーソン躯体重量が１０００ｔ
単位となり、移動据付が大がかりとなる。

【０００８】また、ストックヤードも広く必要となるこ
とや、ブロック分割を細分化すればジョイント継手の止
水処理も必要となることで、コスト的にも高くなってし
まう。更に、マスコンクリートの温度応力によるひびわ
れを防止するために、養生管理が必要となる。

【０００９】また、大型の専用の型枠の組み立てや取り
外しを繰り返さなければならず、その大型の専用の型枠
の組み立て取り外しの作業に時間がかかる等の問題があ
った。

【００１０】本発明は、前記従来の問題に鑑みてなされ
たものであって、その目的は、大口径のケーソン躯体を
作業現場において容易に構築可能とし、工期の短縮およ
びコストの削減を可能とするオープンケーソンの構造を
提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】第１の発明にあっては、
地盤に沈設されるオープンケーソンの構造であって、前
記オープンケーソンの躯体に、上下方向に連通する複数
の中空部を有し、前記躯体が、外気温を遮断するのに有
効な厚さを有するプレキャストコンクリート部材と、該
プレキャストコンクリート部材に囲まれた空間に打設さ
れた現場打ちコンクリートと、補強部材と、からなるこ
とを特徴としている。

【００１２】第２の発明にあっては、所定位置に形成さ
れた溝孔中を沈設されるオープンケーソンであって、前
記溝孔中に充満されている泥水の排出手段を前記中空部
に設けたことを特徴としている。

【００１３】第３の発明にあっては、前記中空部に高圧
水噴射装置を設けたことを特徴としている。

【００１４】第４の発明にあっては、前記中空部は、円
筒状又は角筒状の鋼管によって形成されることを特徴と
している。

【００１５】第５の発明にあっては、前記中空部は、前
記躯体の全体積に対して２０〜４０％の中空率であるこ
とを特徴としている。

【００１６】

【作用】第１の発明にあっては、プレキャストコンクリ
ート部材に囲まれた空間に補強部材を設置し、そこに現
場打ちコンクリートを打設することにより、専用の型枠
を用いることなく、プレキャストコンクリート部材を型
枠として用いることができ、専用の型枠の組み立て取り
外しを行うことなく、ケーソン躯体の構築ができ、型枠
の組み立て取り外し作業の短縮が可能となり、工期が短
縮され、しかも型枠の回収を行う必要がなくコストダウ
ンも図ることができることとなる。

【００１７】また、プレキャストコンクリート部材は、
外気温を遮断するのに有効な厚さを有しているため、外
気温に影響されることなく現場打ちコンクリートの養生
を行うことができる。

【００１８】さらに、ケーソン躯体に形成した上下方向
に連通する複数の中空部によって、ケーソン躯体を地盤
に沈設する際に、水中沈下を行うことで、ケーソン躯体
を水中で浮いた状態にして、ゆっくりと安定して沈設す
ることが可能となる。

【００１９】第２の発明にあっては、ケーソン躯体の中
空部に設けた排出手段により溝孔中に充満されている泥
水を排出することで、ケーソン躯体の沈下抵抗を和ら
げ、ケーソン躯体の沈設を容易にすることが可能とな
る。

【００２０】第３の発明にあっては、中空部に設けた高
圧水噴射装置により、ケーソン躯体の下端部より高圧水
を噴射し、泥土に加水して流動化させることにより、ケ
ーソン躯体の沈設を容易にすることが可能となる。

【００２１】第４の発明にあっては、円筒状または角筒
状の鋼管によって中空部を形成することにより、現場打
ちコンクリート部分に容易に中空部を形成することが可
能となると共に、補強材の組立てが容易になる。

【００２２】第５の発明にあっては、ケーソン躯体の中
空部をケーソン躯体の全体積に対して２０〜４０％の中
空率に設定することにより、沈設しようとする溝孔中に
充満させた泥水との比重バランスをとることにより、ケ
ーソン躯体の安定した沈設がなし得ることとなる。

【００２３】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例について、図面
を参照しつつ詳細に説明する。

【００２４】図１から図４は、本発明の一実施例に係る
オープンケーソンの構造を示す図である。

【００２５】このオープンケーソンは、地盤に掘削形成
した溝孔内に沈設され、大口径の立坑の坑壁を形成する
もので、複数のケーソン躯体１０を上下方向に連結して
形成されるようになっている。

【００２６】各ケーソン躯体１０は、鉄筋コンクリート
製のもので、直径ほぼ２０〜５０ｍ、厚さ１．５〜３ｍ
の円筒状のものとして形成されている。なお、ケーソン
躯体１０の形状は、前述の円筒状に限らず、矩形、多角
形等の角筒状あるいは楕円筒状その他種々の形状とする
ことも可能である。

【００２７】また、各ケーソン躯体１０は、プレキャス
トコンクリート部材１２と、補強部材１４と、現場打ち
コンクリート１６と、中空部１８とから構成されるよう
になっている。

【００２８】プレキャストコンクリート部材１２は、内
部に鉄筋２０を配設し、周方向で複数に分割形成された
一対の内外部材１２ａ，１２ｂにて構成されている。こ
れら内外部材１２ａ，１２ｂは、現場打ちコンクリート
１６の養生に影響を与えることがないように、外気温を
遮断するのに有効な厚さに設定される。この内外部材１
２ａ，１２ｂの厚さとしてしては、例えば１５〜５０ｃ
ｍ、好ましくは２５ｃｍ以上とする。そして、これら内
外部材１２ａ，１２ｂを所定間隔、すなわちケーソン躯
体１０の厚さ１．５〜３ｍを確保し得る間隔で対向支持
されるようになっている。尚、このプレキャストコクリ
ート部材には、製作時、ジベル筋の埋設やセパレータ挿
通孔等が形成されるようになっている。

【００２９】この内外部材１２ａ，１２ｂの支持は、内
外部材１２ａ、１２ｂからそれぞれジベル筋１７を突出
させておき、内外部材１２ａ、１２ｂ間に補強部材１４
を配設し、この補強部材１４とジベル筋１７とを連結す
ることによりなされるようになっている。

【００３０】また、この内外部材１２ａ、１２ｂは、ケ
ーソン躯体１０の周方向において８〜３２分割され、１
ユニットの周長が５ｍ程度に設定され、その周方向にお
いて隣接内外部材１２ａ、１２ｂがそれぞれ接続される
ようになっている。この接続構造としては、例えば、図
３に示すように、外部材１２ｂの一側面の厚さ方向中央
位置に上下方向にわたる台形の突条１３ａを形成し、他
側面にその厚さ方向中央位置に前記突条１３ａと対応し
た上下方向にわたる台形の凹溝１３ｂが形成され、隣接
する位置の外部材１２ｂ同士の突条１３ａと凹溝１３ｂ
とを組合せて接合するようにしている。この場合、接合
面に接着剤を注入して接合すると共に、突条１３ａの両
側位置にシール材１５を介在させて、水密性及び高耐水
性をもたせるようにしている。このシール材１５として
は、例えば水膨潤性ゴム等を採用することができる。な
お、図示せぬが、内部材１２ａにおいても、外部材１２
ｂと同様の接合がなされている。

【００３１】また、各ケーソン躯体１０は、雄雌の連結
構造により上下方向に連結されるようになっており、具
体的には、図４に示すように、ケーソン躯体１０を構成
する内外部材１２ａ、１２ｂの各上端面厚さ方向中央位
置に周方向に連続する連結用の突条１０ａが形成され、
かつ各下端面厚さ方向中央位置に前記突条１０ａと対応
した周方向に連続する連結用の凹溝１０ｂが形成され、
これら上下に隣接する内外部材１２ａ、１２ｂの突条１
０ａおよび凹溝１０ｂが係合することでケーソン躯体１
０の上下方向における連結位置決めがなされるようにな
っている。さらに、連結されるケーソン躯体１０間に
は、前記突条１０ａ両側に水密性および耐高水圧性をも
たせるための水膨潤性ゴム等からなるシール材１５が設
けられ、かつケーソン躯体１０同士が接着剤により連結
固定されるようになっている。

【００３２】補強部材１４は、ケーソン躯体１０の補強
を行なうもので、鉄筋製の補強筋が用いられるようにな
っている。また、この補強部材１４は、プレキャストコ
ンクリート部材１２を構成する内外部材１２ａ，１２ｂ
の間に設置され、内外部材１２ａ，１２ｂより突出する
ジベル筋１７に溶接あるいは結来線等により連結される
ようになっている。この補強部材１４は、予め円形に組
立ててユニット化しておき、内外部材１２ａ、１２ｂ間
に配設するようにすると、ケーソン躯体１０の組立ての
効率化を図ることができる。

【００３３】現場打ちコンクリート１６は、プレキャス
トコンクリート部材１２を構成する内外部材１２ａ，１
２ｂを対向支持させた状態で、内外部材１２ａ，１２ｂ
間に打設され、固化されることにより、プレキャストコ
ンクリート部材１２と一体化されるようになっている。

【００３４】中空部１８は、プレキャストコンクリート
部材１２間で、複数、上下方向に連通した状態で形成さ
れるようになっている。この中空部１８の中空率は、ケ
ーソン躯体１０の体積に対し２０〜４０％程度となるよ
うに設定され、ケーソン躯体１０の沈下時に用いる泥土
と比重バランスをとり得るように、比重１．３以上にな
るようにされている。具体的には、中空部１８は、円筒
状の鋼管２２を、内外部材１２ａ，１２ｂ間に上下方向
に配設し、補強部材１４に溶着等により固定し、内外部
材１２ａ，１２ｂ間に現場打ちコンクリート１６を打設
固化させることにより形成されるようになっている。こ
の空間には、口径０．５〜１．２ｍの鋼管２２を所定間
隔で４０〜６０本設置することにより中空率を２０〜４
０％に設定している。なお、この鋼管２２の上下端部に
は、鋼管２２同士を連結するための雄雌嵌合部（図示せ
ず）が形成されている。

【００３５】また、中空部１８には泥水の排出手段であ
る排泥管２４および高圧水噴射装置である噴射管２６が
挿入されている。

【００３６】排泥管２４は、図１５に示すように、下端
がケーソン刃口２８より露出して、ケーソン躯体１０を
沈設する溝孔中に充満されている泥水を排出し、沈下抵
抗を調節するようになっており、この排泥管２４の途中
には排泥量を調節するためのバルブ３０が取り付けられ
ている。

【００３７】噴射管２６は、図１５に示すように下端が
ケーソン刃口２８より露出し、高圧水をケーソン刃口２
８に導き、そこから噴射してケーソン躯体１０を沈設す
る溝孔を噴射した水の圧力により掘削し得るようになっ
ている。

【００３８】そして、前述のケーソン躯体１０の構築に
あたっては、まず、ケーソン刃口２８あるいは既設のケ
ーソン躯体１０上に、プレキャストコンクリート部材１
２を構成する内部材１２ａを載置、立設して円形に組立
てる。この場合、各内部材１２ａの突条１３ａと凹溝１
３ｂを係合させ、シール材１５を介在させて接着剤によ
り接合する。

【００３９】次に、配設しようとする鋼管２２の下端部
に設けた雄又は雌嵌合部とケーソン刃口２８あるいは既
設のケーソン躯体１０に配設した鋼管２２の上端部に設
けた雌又は雄嵌合部とを図示せぬ鋼管継手にて接続し、
所定本数の鋼管２２を立設すると共に、この鋼管２２を
取巻くように補強部材１４を配設し、この補強部材１４
と鋼管２２及び内部材１２ａより突出したジベル筋１７
を接合する。

【００４０】この場合、前述のように、補強部材１４を
予め組立ててユニット化し、鋼管２２及びジベル筋１７
を装着用のガイド及び取付け金具として用いることによ
り、効率的な装着がなし得る。

【００４１】次いで、補強部材１４の外側位置に、プレ
キャストコンクリート部材１２を構成する外部材１２ａ
を載置、立設して円形に組立てる。この場合、各外部材
１２ｂの突条１３ａと凹溝１３ｂを係合させ、シール材
１５を介在させて接着剤により接合する。

【００４２】なお、内外部材１２ａ、１２ｂは、それぞ
れ突条１３ａ及び凹溝１３ｂを係合させる構造となって
いるため、最後に組み付ける内外部材１２ａ、１２ｂは
外側から組付けにくい状態となっているが、この最後に
組み付ける内外部材１２ａ、１２ｂの隣接位置の組付け
端部を外側に開放する切欠状に形成し、最後に組み付け
る内外部材１２ａ、１２ｂの端部をそれに対応した形状
に形成しておくことにより、容易に組付けが可能とな
る。

【００４３】そして、前述のごとく組み付けた内外部材
１２ａ、１２ｂ間に、現場打ちのコンクリートを打設し
て、養生させることにより、プレキャストコンクリート
部材１２と一体のケーソン躯体１０が形成されることと
なる。なお、このケーソン躯体１０の下部は、ケーソン
刃口２８あるいは既設のケーソン躯体１０と、突条１３
ａ及び凹溝１３ｂの係合により接着一体化され、かつシ
ール材１５によってシールされた状態とされる。

【００４４】図５及び図６には、本発明の他の実施例に
係るオープンケーソンの構造を示す。

【００４５】この実施例では、プレキャストコンクリー
ト部材１２を構成する内外部材１２ａ、１２ｂの一側面
に厚さ方向中央位置上下方向にわたる断面ほぼ半円形の
突条１３ｃを形成し、他側面にその厚さ方向中央位置上
下方向にわたる断面ほぼ半円形の凹溝１３ｄを形成し、
これら隣接する内外部材１２ａ、１２ｂの突条１３ｃ及
び凹溝１３ｄを組合せて接合するようにしている。ま
た、内外部材１２ａ、１２ｂの各上端面厚さ方向中央位
置に周方向に連続する断面ほぼ円形の連結用の突条１０
ｃが形成され、かつ各下端面厚さ方向中央位置に前記突
条１０ｃと対応した周方向に連続する断面ほぼ円形の連
結用の凹溝１０ｄが形成され、これら上下に隣接する内
外部材１２ａ、１２ｂの突条１０ｃおよび凹溝１０ｄが
係合することでケーソン躯体１０の上下方向における連
結位置決めがなされるようになっている。なお、接合に
際しては、突条１３ｃ、１０ｃ、凹溝１３ｄ、１０ｄの
頂部間にシール材１５を配設するようにしている。ま
た、図面上、突条１３ｃ、１０ｃ及び凹溝１３ｄ、１０
ｄは、外部材１２ｂのみを示したが、内部材１２ａにも
同様に形成されるものである。

【００４６】また、この実施例では、突条１３ｃ、１０
ｃ及び凹溝１３ｄ、１０ｄを連続させて形成している
が、これに限らず、例えば突条及び凹溝をほぼ半球状に
断続的に形成するようにすることも可能である。

【００４７】他の構成、作用は前記実施例と同様につ
き、説明を省略する。

【００４８】図７には、本発明の更に他の実施例を示
す。

【００４９】この実施例では、プレキャストコンクリー
ト部材１２の内外部材５０、５２をそれぞれ先組みピー
ス５０ａ、５２ａと、後組みピース５０ｂ、５２ｂとで
構成し、先組みピース５０ａ、５２ａの両側部には外面
側が凹んだ係合部５０ｃ、５２ｃを形成し、後組みピー
ス５０ｂ、５２ｂの両側部には内面側が凹んだ係合部５
０ｄ、５２ｄを形成している。

【００５０】そして、内外部材５０、５２の先組みピー
ス５０ａ、５２ａを先に立設し、この先組みピース５０
ａ、５２ａ間に外側から後組みピース５０ｂ、５２ｂを
組み付けるようにしている。

【００５１】また、内外部材５０、５２は、それぞれセ
パレータ５４を介して連結されるようになっている。具
体的には、内部材５０の先組みピース５０ａ及び後組み
ピース５０ｂには、それぞれ複数本のセパレータ５４が
放射方向に取付けられ、これら複数本のセパレータ５４
の内一方に外部材５２の先組みピース５２ａが、他方に
後組みピース５２ｂが連結固定されるようになってい
る。なお、各セパレータ５４には、内外部材５０、５２
を所定位置で位置決めするための位置決め部材５６が螺
合され、この位置決め部材５６によって内外部材５０、
５２を挟み込んで位置決めするようになっている。

【００５２】更に、中空部１８を構成する鋼管２２は、
前記セパレータ５４間に挟まれた状態で、内外部材５
０、５２間の補強部材１４に取付け固定され、かつ、こ
の補強部材１４はセパレータ５４に取付け固定された状
態となっている。

【００５３】このケーソン躯体の構築に際しては、ま
ず、ケーソン刃口あるいは既設のケーソン躯体上にプレ
キャストコンクリート部材１２の内部材５０を構成する
先組みピース５０ａを立設し、その先組みピース５０ａ
間に外側から後組みピース５０ｂを組み付けて、内部材
５０をリング状に組立てる。

【００５４】次いで、内部材５０の外側に補強部材１４
及び中空部１８形成用の鋼管２２を配設して、鋼管２２
と補強部材１４とを取付け固定し、かつ、補強部材１４
と内部材５０の先組みピース５０ａ及び後組みピース５
０ｂより突出するセパレータ５４とを取付け固定する。
なお、鋼管２２と補強部材１４とは、予め連結固定して
ユニット化しておくことも可能である。

【００５５】次に、内部材５０の先組みピース５０ａ及
び後組みピース５０ｂより突出させた一方のセパレータ
５４を介して、外部材５２の先組みピース５２ａを補強
部材１４の外側に立設固定する。

【００５６】次いで、外部材５２の先組みピース５２ａ
間に外側から後組みピース５２ｂを配設し、他方のセパ
レータ５４を介して立設固定する。

【００５７】そして、外部材５２及び内部材５０間にコ
ンクリートを打設すれば、短時間にケーソン躯体の構築
が可能となる。なお、図示せぬが、内部材５０及び外部
材５２の先組みピース５０ａ、５２ａ及び後組みピース
５０ｂ、５２ｂの連結の際には、シール材を介在させる
ようになっている。

【００５８】次に、前記各実施例に係るオープンケーソ
ンを用いて立坑を構築する状態について、図８〜図１５
を参照して説明する。

【００５９】まず、図８に示すように、オープンケーソ
ンを沈設しようとする位置に、溝孔掘削用のガイドウォ
ール１１０を設置する。このガイドウォール１１０は、
オープンケーソン沈設用の溝孔をトレンチ掘削する際の
ガイドをなすもので、ケーソン躯体１０の厚さよりやや
大きめの１．５〜３ｍ以上の幅で直径２０〜５０ｍ大の
円形に配設されるようになっている。

【００６０】次に、図９に示すように、ガイドウォール
１１０に沿って、ケーソン躯体１０の沈設用の多数の溝
孔１１２を掘削形成する。この場合、溝孔１１２の掘削
に先立って、ガイドウォール１１０の外周側に鋼矢板１
１４を打設し、防護縁切壁を形成するようにしている。

【００６１】また、溝孔１１２は、トレンチ掘削により
形成されるもので、図１４に示すように、連続する３つ
の掘削部１１６Ａ，１１６Ｂ，１１６Ｃを１つのエレメ
ントとして形成され、各溝孔１１２がエレメント単位で
平面的に不連続に形成されるようになっている。したが
って、掘削回数が少なくなり、工期の短縮化が可能とな
る。この不連続部分の地山１１８が、隣接する溝孔１１
２内の水圧差によって容易に崩壊しない程度の厚さに設
定される。

【００６２】更に、各溝孔１１２の幅は、ガイドウォー
ル１１０の幅に合せてケーソン躯体１０の厚さよりやや
大きめに設定され、しかも各溝孔１１２の深さは所定の
オープンケーソン設置深さまで掘削形成される。例え
ば、溝孔１１２の掘削深さは、４０〜１００ｍ程度に設
定される。このように、予め溝孔１１２を所定のオープ
ンケーソン設置深さまで掘削しておくことによって、オ
ープンケーソン沈設時におけるケーソン刃口２８下の掘
削を行なうことなくケーソン躯体１０の沈設が可能とな
り、工期短縮及びコストダウンが可能となる。

【００６３】そして、溝孔１１２の掘削後、各溝孔１１
２中の掘削泥水を泥土１２０に置換する。この泥土１２
０は、比重が少なくとも１．３以上のものとされてい
る。このように、比重１．３以上の泥土１２０に置換す
ることにより、ケーソン躯体１０の沈設を安定して行な
えるようにしている。また、この泥土１２０の比重は、
沈設しようとするケーソン躯体の比重との関係を考慮し
て適宜決定されることとなる。

【００６４】ついで、図１０に示すように、溝孔１１２
上にケーソン刃口２８を設置し、このケーソン刃口２８
上にケーソン躯体１０を構築して連結する。この場合、
ケーソン刃口２８の設置に先立って、鋼矢板１１４にて
形成された防護縁切壁内の地山を３ｍ程度気中でオープ
ン掘削を行う。また、各溝孔１１２の上方部分は、ケー
ソン刃口２８の沈設初期において刃口支持力を多く必要
とするため、泥土１２０を砂置換して支持部１２６を形
成することにより刃口支持力を高めるようにしている。
したがって、ケーソン刃口２８を溝孔１１２上に載置し
沈設する場合に、支持部１２６によってケーソン刃口２
８が確実に支持され、安定した沈設が可能となる。な
お、支持部１２６は、前記砂置換に限らず、例えば、溝
孔１１２の上部に泥水固化材を配合して強度を高めるよ
うにすることも可能で、更には、必要に応じて深度別に
泥水固化材の配合を変え、最適な沈設状態が得られるよ
うにすることも可能である。

【００６５】また、溝孔１１２と鋼矢板１１４との間に
は、所定のオープンケーソン設置深さより深い地盤にア
ンカー部材１２８を定着させ、このアンカー部材１２８
を油圧ジャッキ１３０を介してケーソン刃口２８に接続
し、このアンカー部材１２８を反力としてケーソン刃口
２８に押圧力を作用させるようにしている。したがっ
て、ケーソン刃口２８に十分な圧入力を付与することが
可能となる。なお、アンカー部材１２８は、アースアン
カー１３１とアンカー鋼棒１３２とから構成されてい
る。

【００６６】さらに、ケーソン躯体１０の構築は、先
ず、プレキャストコンクリート部材１２を構成する内外
部材１２ａ，１２ｂを中空部１８を構成する鋼管２２を
取付けた補強部材１４により所定間隔で対向支持し、あ
るいは内外部材５０、５２の先組みピース５０ａ、５２
ａ及び後組みピース５０ｂ、５２ｂを補強部材１４及び
鋼管２２を挟んだ状態でセパレータ５４により支持す
る。この状態で、現場打ちコンクリート１６を内外部材
１２ａ，１２ｂ、あるいは５０、５２間に打設して固化
させる。また、円筒状の鋼管２２内には、図１５に示す
ように、排泥管２４および噴射管２６を挿入し固定して
おく。このようにプレキャストコンクリート部材１２を
型枠として用い、その間に現場打ちコンクリート１６を
打設することで専用の型枠を用いることなく、容易かつ
短時間でケーソン躯体１０を構築することが可能であ
る。なお、ケーソン刃口２８の下端には、刃口金物１４
０が取り付けられ、また、刃口金物１４０の上方にはジ
ベル筋１４２が予め取り付けられている。

【００６７】次に、図１１に示すように、溝孔１１２上
に設置したケーソン刃口２８を油圧ジャッキ１３０によ
り押圧して、溝孔１１２内に圧入し、このケーソン刃口
２８上に連結した１ロット分のケーソン躯体１０を沈設
させる。この場合、前記オープン掘削した地山のうち鋼
矢板１１４とケーソン躯体１０との間に砂を投入して埋
め戻し部１４４を形成し、この埋め戻し部１４４によ
り、ケーソン躯体１０に圧入抵抗を付与し、ケーソン躯
体１０の急激な落下を防止するようにしている。また、
ケーソン躯体１０の圧入時には、排泥管２４下端より泥
土１２０を排出させながら、ケーソン躯体１０が溝孔１
１２内で水中に浮かぶような状態にして沈設させて行
く。この場合、必要に応じ、排泥管２４に設けた浮力調
整用のバルブ３０を開閉して、ケーソン躯体１０の中空
部１８内に泥土１２０を充填し、浮力調整やバランスを
取りながら好適な状態で沈下させるようにしている。ま
た、前記中空部１８内に水荷重やコンクリートを充填し
ながらバランスを取ることも可能である。

【００６８】さらに、溝孔１１２間に残された不連続部
分の地山１１８は、ケーソン躯体１０の自重によりケー
ソン刃口２８が切り崩していくことができ、しかもこの
不連続部分の地山１１８が刃口支持力として有効に作用
することとなる。また、不連続部分の地山１１８の間隔
が大きく、ケーソン躯体１０の自重で切り崩しできない
場合には、ケーソン躯体１０の中空部１８内に配した噴
射管２６により高圧力水を噴射させて不連続部分の地山
１１８を掘削しつつ沈下させる。

【００６９】次に、ケーソン躯体１０に囲まれた地山上
に泥水１４６を供給して、ケーソン躯体１０に囲まれた
地山を水中掘削する。この場合、ケーソン刃口２８の沈
設が、ケーソン躯体１０で囲まれた空間の地山の掘削に
先行するため、水中掘削時に、ケーソン刃口２８の下部
の余堀をする必要がなく、掘削が容易となり、工期の短
縮に寄与し得ることとなる。そして、ケーソン躯体１０
の構築と、１ロット分のケーソン躯体１０の沈設と、ケ
ーソン躯体１０で囲まれた空間の地山の水中掘削とを繰
り返して、図１２で示す所定のオープンケーソン設置深
さまでケーソン躯体１０を沈設し、かつその空間の地山
を水中掘削する。

【００７０】ついで、図１２に示すように、泥水１４６
を張った状態で、底部の床ならしを行い、かつ底部に鉄
筋を組み立てて、水中コンクリートを打設し、底盤基礎
部１４８を形成する。この場合、ケーソン刃口２８には
予めジベル筋１４２が取付けてあるため、底盤基礎部１
４８とケーソン刃口２８とは確実に一体化されることと
なる。さらに、ケーソン躯体１０の周りには裏込め材１
５０を充填してシール処理をしておく。

【００７１】そして、図１３に示すように、泥水１４６
の排水処理を行った後、水中で形成した底盤基礎部１４
８上に地中で鉄筋を組立、コンクリートを打設して底盤
１５２を形成する。その後、油圧ジャッキ１３０その他
の機材を撤去し鋼矢板を引き抜き、さらにはケーソン躯
体１０の中空部３４内にコンクリートを充填して固化さ
せれば立坑が完成することとなる。なお、立坑底盤下か
らの揚圧力が大きい場合には、中空シャフト部１８、底
盤基礎部１４８、底盤１５２等を重量コンクリートで形
成して、全体重量を増加させて揚圧力に対抗させること
も可能である。

【００７２】本発明は、前記実施例に限定されるもので
はなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施
が可能である。

【００７３】例えば、前記実施例においては、ケーソン
躯体１０で囲まれた空間の地山を泥水掘削し得るように
しているが、この例に限らず、地下水等の影響のおそれ
がない場合には気中掘削にすることも可能であり、さら
には十分な根入れを行なって気中掘削を行うことも可能
である。

【００７４】また、前記実施例では、溝孔を平面的に不
連続に形成したが、地盤その他の状況によっては、連続
的に形成してもよいことはもちろんである。

【００７５】

【発明の効果】以上説明したように、第１の発明にあっ
ては、プレキャストコンクリート部材に囲まれた空間に
補強部材を設置し、そこに現場打ちコンクリートを打設
することにより、専用の型枠を用いることなく、プレキ
ャストコンクリート部材を型枠として用いることがで
き、専用の型枠の組み立て取り外しを行うことなく、ケ
ーソン躯体の構築ができ、型枠の組み立て取り外し作業
の短縮ができ、工期の短縮ができ、さらには型枠の回収
を不必要としてコストダウンを図ることができるという
効果がある。

【００７６】また、プレキャストコンクリート部材は、
外気温を遮断するのに有効な厚さを有しているため、外
気温に影響されることなく現場打ちコンクリートの養生
を行うことができるという効果がある。

【００７７】さらに、ケーソン躯体に形成した上下方向
に連立する複数の中空部によって、ケーソン躯体を地盤
に沈設する際に、水中沈下を行って、ケーソン躯体を水
中で浮いた状態にして、ゆっくりと安定して沈設するこ
とができるという効果がある。

【００７８】第２の発明にあっては、ケーソン躯体の中
空部に設けた排出手段により溝孔中に充満されている泥
水を排出することで、ケーソン躯体の沈下抵抗を和ら
げ、ケーソン躯体の沈設を容易にすることができるとい
う効果がある。

【００７９】第３の発明にあっては、中空部に設けた高
圧水噴射装置により、ケーソン躯体の下端部より高圧水
を噴射し、泥土に加水して流動化させることにより、ケ
ーソン躯体の沈設を容易にすることができるという効果
がある。

【００８０】第４の発明にあっては、円筒状または角筒
状の鋼管によって中空部を形成することにより、現場打
ちコンクリート部分に容易に中空部を形成することがで
きると共に、補強材の組立てが容易になるという効果が
ある。

【００８１】第５の発明にあっては、ケーソン躯体の中
空部をケーソン躯体の全体積に対して２０〜４０％の中
空率に設定することにより、沈設しようとする溝孔中に
充満させた泥水との比重バランスをとることにより、ケ
ーソン躯体の安定した沈設がなし得るという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るオープンケーソンの構
造を示す斜視図である。

【図２】図１の平面図である。

【図３】図１および図２に示すオープンケーソンの周方
向の接続状態を示す部分拡大斜視図である。

【図４】図１及び図２に示すオープンケーソンの上下方
向の接続状態を示す部分拡大斜視図である。

【図５】他の実施例に係るオープンケーソンの周方向の
接続状態を示す拡大斜視図である。

【図６】図５の実施例に係るオープンケーソンの上下方
向の接続状態を示す部分拡大斜視図である。

【図７】本発明の更に他の実施例に係るオープンケーソ
ンの平面図である。

【図８】本実施例のオープンケーソンの沈設時における
ガイドウォール設置状態を示す断面図である。

【図９】図８の状態から溝孔を掘削して、泥土を充填し
た状態を示す断面図である。

【図１０】図９の状態からアンカーを設置してケーソン
刃口を沈設する状態を示す断面図である。

【図１１】図１０の状態からケーソン沈設および水中掘
削を繰り返す状態を示す断面図である。

【図１２】図１１の状態からケーソン沈設および水中掘
削を完了し、水中で底盤基礎部を形成する状態を示す断
面図である。

【図１３】図１２の状態から泥水を排水して、地中で底
盤を形成する状態を示す断面図である。

【図１４】図７の溝孔の掘削状態を示す断面図である。

【図１５】図１０のケーソン刃口を示す断面図である。

【符号の説明】

１０ ケーソン躯体 １２ プレキャストコンクリート部材 １２ａ、１２ｂ、５０、５２ 内外部材 １４ 補強部材 １６ 現場打ちコンクリート １８ 中空部 ２２ 鋼管 ２４ 排泥管 ２６ 噴射管 ２８ ケーソン刃口 １１２ 溝孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 智晶 東京都中央区京橋１丁目７番１号 戸田建 設株式会社内 (72)発明者 窪田 敬昭 東京都中央区京橋１丁目７番１号 戸田建 設株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地盤に沈設されるオープンケーソンの構
   造であって、 前記オープンケーソンの躯体に、上下方向に連通する複
   数の中空部を有し、 前記躯体が、外気温を遮断するのに有効な厚さを有する
   プレキャストコンクリート部材と、該プレキャストコン
   クリート部材に囲まれた空間に打設された現場打ちコン
   クリートと、補強部材と、からなることを特徴とするオ
   ープンケーソンの構造。
2. 【請求項２】 所定位置に形成された溝孔中を沈設され
   るオープンケーソンであって、 前記溝孔中に充満されている泥水の排出手段を前記中空
   部に設けたことを特徴とする請求項１記載のオープンケ
   ーソンの構造。
3. 【請求項３】 前記中空部に高圧水噴射装置を設けたこ
   とを特徴とする請求項１記載のオープンケーソンの構
   造。
4. 【請求項４】 前記中空部は、円筒状又は角筒状の鋼管
   によって形成されることを特徴とする請求項１記載のオ
   ープンケーソンの構造。
5. 【請求項５】 前記中空部は、前記躯体の全体積に対し
   て２０〜４０％の中空率であることを特徴とする請求項
   １記載のオープンケーソンの構造。