JPH08284174A - オープンケーソンの底板及びオープンケーソンの底板築造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 オープンケーソンに底板を設けるに際し、底
板強度を増大させてその厚さを薄くすることにより、地
下空間の有効利用と施工コストの低減を図る。 【構成】 筒状をなすケーソン本体（１）の側壁（７）
に一端を固定した多数の強化材（６）を、底部開口部近
傍にてケーソン本体の側壁（７）の内面（３）に沿わせ
て対面壁まで延在させる。この状態でケーソン本体
（１）を沈下させると共に、沈下後に強化材（６）の延
在端部（6b）を牽引して強化材（６）を底部開口部を横
断するごとく張設する。その後、強化材（６）の延在端
部（6b）を対面壁に固定した上で、強化材（６）を内在
させてコンクリートで底部開口部を封口する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鉄筋コンクリート製底
板を有するオープンケーソン及びそのような底板の築造
工法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】オープンケーソン（開口式ケーソン）工
法は、上下端を開口させた筒状のケーソン本体を地盤上
に設置し、内部からその下の土を取り除いてケーソン本
体を自重により、あるいは、自重とジャッキ等の強制圧
入力との併用により地盤中に沈設するものである。

【０００３】ところで、沈設したケーソンの内部を地下
空間として利用する場合、例えば地下室や立坑として使
用する場合には、底部開口部からの地下水や土砂等の流
入を防ぐため、その開口部を封口する必要がある。従来
では、ケーソン本体の沈設完了後、底部開口部にコンク
リートを打設して底板を形成することにより、当該開口
部を封止している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】一般に沈設したケーソ
ンの底部近傍は地下水面よりも下方に位置するため、上
記封口作業は水中で行なわれることが多い。ところが、
水中では鉄筋同士の溶接が困難であるため、底板を鉄筋
コンクリートとすることはできず、鉄筋等の強化材のな
い無筋コンクリートとせざるを得ない。従って、底板の
強度が大きく低下し、最悪の場合は、地下水圧によって
底板が破壊される事態も予想される。

【０００５】従来では、かかる事態を防止すべく、水中
コンクリートの打設量を多くして底板を他の壁面よりも
厚くしている。しかし、これでは、地下空間の有効利用
率が低下し、その一方で地下空間を確保するために大深
度化せざるを得ず、さらには使用コンクリート量も増大
することから施工コストが高騰する等の点が問題とな
る。

【０００６】また、底板が受ける地下水圧は、対面壁の
間隔（スパン）に応じて比例的に増大するため、特にス
パンの長大なケーソン、例えば内部に仕切り壁を有しな
い大型ケーソン等では、底板の厚さを極端に厚くしなけ
ればならず、上記弊害が相乗的に増大して施工がより一
層困難化する傾向にある。

【０００７】そこで、本発明は、オープンケーソンに底
板を設けるに際し、底板強度を増大させてその厚さを薄
くすることにより、地下空間の有効利用と施工コストの
低減を同時に達成することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を解決するた
め、本発明では、筒状をなすケーソン本体の側壁に一端
を固定した多数の強化材を、対面壁との間に張設して底
部開口部に張り巡らせると共に、この強化材を内在させ
て底部開口部をコンクリートで封口することとした。

【０００９】このオープンケーソンは、筒状をなすケー
ソン本体の側壁に一端を固定した多数の強化材を、底部
開口部近傍にてケーソン本体の側壁内周面に沿わせて対
面壁まで延在させ、この状態でケーソン本体を沈下させ
ると共に、沈下後に強化材の延在端部を牽引して強化材
を底部開口部を横断するごとく張設し、その後、強化材
の延在端部を対面壁に固定した上で、強化材を内在させ
てコンクリートで底部開口部を封口することにより構築
することができる。

【００１０】また、筒状をなすケーソン本体の側壁内周
面の底部近傍に、側壁内周面に対して突出させた係止片
を対をなして且つ互いに対向させて取り付けると共に、
両係止片の下方に強化材を配置し、この強化材を内在さ
せて底部開口部をコンクリートで封口してもよい。

【００１１】このオープンケーソンは、筒状をなすケー
ソン本体の側壁内周面の底部近傍に、側壁内周面に対し
て突出・退入可能の係止片を対をなして且つ互いに対向
させて取り付け、この係止片を側壁内周面から退入させ
た状態でケーソン本体を沈下させ、沈下後に両係止片を
側壁内周面から突出させた上でその下方に強化材を配置
し、その後、強化材を内在させてコンクリートで底部開
口部を封口することにより構築することができる。

【００１２】

【作用】ケーソン本体を地盤上の設置予定面に載置して
沈設作業を行い、その後、ケーソン本体が所定の深度ま
で沈下したところで強化材の延在端部を牽引すると、強
化材がケーソン本体の内部空間に飛び出し、ケーソン本
体の底部開口部を横断して張設される。以後、同様の手
順を繰り返して全ての強化材の延在端部を牽引し、ケー
ソン本体の底部開口部に強化材を張り巡らせると共に、
各強化材の延在端部を側壁に固定する。その後、水中コ
ンクリート等を底部開口部に打ち込んで養生させ、底部
開口部を封口すると、緊張状態の強化材を内在させた底
板が形成される。

【００１３】係止片を退入させた状態でケーソン本体を
予定深度まで沈下させれば、係止片で沈下抵抗が生じな
いので、スムーズにケーソン本体を沈下させることがで
きる。沈下完了後、係止片を側壁内方に突出させ、対を
なす係止片の下方に強化材を挿入した上で、底部開口部
に地上から水中コンクリートを打ち込んで養生させる
と、強化材を内在する底板が構築され、底部開口部が封
口される。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の目的を達成するための第１の
手段を図１乃至図５に基づいて説明する。

【００１５】まず、図１に示すケーソン本体（１）を地
上で構築する。このケーソン本体（１）は、鉄筋コンク
リート等で上下を開口させた筒状（本実施例では円筒状
とするが、方形筒状や矩形筒状であってもよい）に形成
されたもので、その下端部には、外周面をストレートと
し且つ下方ほど先細となるよう内周面を傾斜させた刃口
部（２）が形成されている。

【００１６】ケーソン本体（１）の内周面（３）の底部
近傍、具体的には、刃口部（２）よりも僅かに上方の内
周面（３）には、溝状の環状収納部（５）が内周面
（３）の全周にわたって形成される。

【００１７】この収納部（５）には、自由に曲げられる
程度の柔軟性を持つ線材、例えば鋼線あるいは鋼線束
（ＰＣ鋼線が望ましい）からなる強化材（６）が多数本
収容される。収納部（５）に収容された強化材（６）の
一端部（6a：以下、固定端部と称する）は、上方に曲げ
られた上でケーソン本体（１）の側壁（７）の内部に強
固に固定されている。一方、強化材（６）の他端部（6
b：以下、延在端部と称する）は、収納部（５）内で側
壁（７）の内周面（３）に沿って配置した後、固定端部
（6a）から周方向に適当な距離だけ離隔したところで上
方に曲げられ、側壁（７）の内部を貫通してケーソン本
体（１）の上端面に突出している。

【００１８】側壁（７）のうち強化材（６）が貫通する
部分には、当該強化材（６）を側壁（７）に対して摺動
可能とするために挿通管（８）が埋設される。強化材の
延在端部（6b）は、この挿通管（８）を通ってケーソン
本体（１）の上面に突出している。なお、強化材（６）
の摺動性が確保されるのであれば、単なる縦穴として挿
通管（８）を省略してもよい。

【００１９】同様にして多数本の強化材（６）を収納部
（５）に収納した後、収納部（５）の開口部を環状の若
しくは円弧状に分割した蓋体（９）によって閉塞する。
蓋体（９）の取り付け方法は自由であるが、ケーソン本
体（１）の圧入中は土圧や水圧が蓋体（９）を外周側に
押圧してその脱落を阻止するため、ねじ等を用いて強固
に取り付ける必要はなく、仮止めできる程度の簡易な手
段（嵌め込み式等）で側壁（７）に取り付けておけば足
りる。

【００２０】次に、このケーソン本体（１）を地盤上の
設置予定面に載置し、その後、従来と同様の手順でケー
ソン本体（１）を地盤に沈設する。ケーソン本体（１）
が所定の深度まで沈下したところで、上端面にジャッキ
等の牽引手段を配置し、側壁（７）の上端面に突出させ
た強化材（６）の延在端部（6b）を上方に向けて牽引す
る。これにより、牽引された強化材（６）が収納部
（５）内で蓋体（９）を内方に押圧するので、蓋体
（９）が側壁（７）から外れて脱落し、その結果、強化
材（６）がケーソン本体（１）の内部空間に飛び出す。
その後、さらに牽引作業を継続すると、二点鎖線で示す
ように、強化材（６）がケーソン本体（１）の底部開口
部を横断して張設される。

【００２１】以後、同様の手順を繰り返して全ての強化
材（６）の延在端部（6b）を牽引し、図３（ｂ）に示す
ように、ケーソン本体（１）の底部開口部に強化材
（６：破線で示す）を格子状に張り巡らせる。各強化材
（６）の延在端部（6b）は、牽引完了後に側壁（７）の
上端面等に固定しておく。

【００２２】その後、水中コンクリート等を底部開口部
に打ち込んで養生させると、図３（ａ）（ｂ）に示すよ
うに、強化材（６）を内在させた底板（10）が形成さ
れ、底部開口部が封口される。これにより、底板（10）
が鉄筋コンクリート製となるので、底板（10）を薄くし
ても十分な強度を確保することができる。従って、広い
地下空間を確保することができ、地下空間確保のために
ケーソンを大深度化する必要もなく、また、コンクリー
トの使用量も低減できることから、施工コストの削減を
達成することができる。

【００２３】なお、図３（ａ）では、刃口部（２）の内
周面に収容部（５）を形成した場合を図示しており、刃
口部（２）直上の鉛直な内周面に収容部（５）を形成し
た図１とその構成を異にしているが、収容部（５）の形
成位置は何れであってもよい。また、図２（ａ）に示す
ように、収納部（５）を刃口部（２）と、それよりも上
方の側壁内面の双方に区画形成してもよく、さらには、
同図（ｂ）に示すように、両収納部（５）を連続させて
形成してもよい。

【００２４】また、強化材（６）の配置態様は、ケーソ
ン本体（１）の寸法や使用目的等に合わせて適宜選択す
ることができ、図３（ｂ）に示す格子状の他、図４に示
すように放射状としてもよい。もちろん、その他の配置
態様を選択することも可能である。

【００２５】さらに、牽引時に強化材（６）を過剰に牽
引して緊張させることにより、底板（10）をプレストレ
スコンクリートとしてもよい。一般に、底板（10）は地
下水圧を受けて図５の二点鎖線で示すように伏せた椀型
に変形すると考えられる。このように変形した場合に
は、底板（10）の中心線（Ｏ）よりも上方は引張り力を
受ける伸張域となるから、伸張域、すなわち中心線
（Ｏ）よりも上方に位置する強化材（６）を緊張させて
おけば、底板強度のさらなる向上が期待できる。

【００２６】以下、本発明の目的を達成するための第２
の手段を図６乃至図８に基づいて説明する。

【００２７】この発明では、先ず、地上で図６に示すケ
ーソン本体（１）を構築する。このケーソン本体（１）
には、その側壁（７）の内周面底部に、ボックス状の収
納部（15）が複数個設けられる。各収納部（15）は、対
向壁面に設けられた収納部（図示省略）と対をなしてお
り、対をなす収納部（15）は、図示のように上下方向に
複数段、例えば２段に設けられる。もちろん、一段のみ
の収納部（15）であってもよい。

【００２８】各収納部（15）内には、枢軸（16）を中心
として回動自在に支持した係止片（17）が収納される。
この係止片（17）は、後述する駆動手段によって内周面
（３）に対して退入する位置（実線で示す）と、内周面
（３）よりも突出する位置（二点鎖線で示す）との間の
90°の範囲で回動駆動される。収納部（15）の上面内周
側には係止片（17）の突出位置（二点鎖線）を規制すべ
く、ストッパ（18）が装着若しくは一体形成されてい
る。

【００２９】この係止片（17）の回動動作を行なうため
の駆動手段としては、種々のものが考えられる。例え
ば、側壁（７）に縦穴（図示省略）を設け、この穴にワ
イヤを挿通してその先端部を係止片の一端部に固定し、
ワイヤをジャッキ等で牽引するもの、縦穴にロッドを挿
通してその先端部を係止片（17）の他端部に固定し、ロ
ッドをジャッキ等で押圧するもの、側壁に流体流路を形
成してこの流体流路に液体（水等）や気体（圧縮空気
等）を供給することにより、水圧やエア圧等で係止片
（17）を起立させるもの、あるいは、これらを組み合わ
せたもの等が考えられる。何れにせよ、この駆動手段
は、一回しか使用しないので安価で簡易な構造を選択す
ればよい。

【００３０】このような構造のケーソン本体（１）は以
下の手順で沈設される。まず、図１に示したケーソンと
同様の手順でケーソン本体（１）を予定深度まで沈下さ
せる。この時、沈下抵抗が生じないよう、係止片（17）
は退入状態（図６に実線で示す）にセットしておく。

【００３１】沈下完了後、駆動手段を起動して係止片
（17）を側壁（７）内方に突出させる。その後、図７に
示すように、対をなす係止片（17）の下方に柱状の強化
材（19）を挿入し、適当な手段で強化材（19）と係止片
（17）とを密着させる（固定する必要はない）。この強
化材（19）としては、予めユニット化した鉄筋や、鉄骨
の周囲に鉄筋を組んだもの等が使用可能である（もちろ
ん鉄骨のみであってもよい）。強化材（19）は、図３
（ｂ）に示す格子状や図４に示す放射状等の種々の形状
に配置する。次いで、底部開口部に地上から水中コンク
リートを打ち込んで養生させ、鉄筋等を内在させた底板
（20）を構築する。コンクリートの打ち込時には、各収
納部（15）にもコンクリートが充填されるため、係止片
（17）は突出状態のまま強固に固定される。

【００３２】上記工法によれば、底板（20）が鉄筋コン
クリート（ＲＣ造り）あるいは鉄骨鉄筋コンクリート
（ＳＲＣ造り）となるので、図１の構造と同様に、底板
（20）を薄くしつつも十分な強度を確保することができ
る。従って、広い地下空間を確保しつつも施工コストを
安価に抑えることが可能となる。

【００３３】また、底板（20）が係止片（17）によって
係止されており、この係止片（17）が地下水圧等に起因
する上向きの押圧力に対抗するので、かかる押圧力によ
る底板（20）の抜けも確実に防止することができる。す
なわち、底板（20）に強化材（19）を内在させるのみで
係止片（17）を設けていない場合には、底板（20）自体
の強度は向上するものの、底板（20）の側壁（７）に対
する固着力が不足するため、過大な地下水圧を受けた場
合には、底板（20）が側壁（７）から分離して浮上する
おそれがある。これに対し、本発明では、上述のように
係止片（17）を突出させて底板（20）を係止しているの
で、底板（20）と側壁（７）の固着力を増大させること
ができ、底板（20）の浮上を確実に防止することができ
る。

【００３４】この効果は、図８に示すように、側壁
（７）の内周面底部がストレートな面であるケーソン本
体（1'）を使用する場合に特に有益である（特開平4−6
0023号公報等参照）。すなわち、側壁（７）の内周面底
部（刃口部（２）の内周面）を傾斜面としたケーソン
（図１乃至図７参照）では、この傾斜面が係合作用を呈
して底板（20）の浮上力に対抗するため、底板（20）の
抜けも生じにくいのであるが、図８に示すケーソン本体
（1'）では、側壁（７）と底板（20）との間に係合する
部分がないため、底板（20）が地下水圧によって抜けや
すくなる。この場合に、図８に示すように、係止片（1
7）を突出させておけば、底板（20）と側壁（７）との
間に多数の係合部分が確保されるため、底板（20）の浮
上を確実に防止することが可能となる。なお、この効果
は、図示のように強化材（19）を係止片（17）に密着さ
せた場合のみならず、両者を離隔させた場合にも同様に
得ることができる。

【００３５】もちろん、図６に示す構造を、図１及び図
２に示す構造と組み合わせて底壁を構築してもよい。

【００３６】

【発明の効果】このように、本発明によれば、強化材を
内在させた底板を形成することができ、底板を薄くして
も十分な強度を確保することが可能である。従って、広
い地下空間を確保することができ、地下空間確保のため
にケーソンを大深度化する必要もなく、また、コンクリ
ートの使用量も低減できることから、施工コストの削減
を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる第１の手段を示す斜視図であ
る。

【図２】収納部の実施例を示す縦断面図である。

【図３】（ａ）図は底板完成後のケーソン本体の縦断面
図であり、（ｂ）図は（ａ）図中のＡ−Ａ線での横断面
図である。

【図４】強化材の張設例を示す横断面図である。

【図５】沈設後のケーソン本体を示す縦断面図である。

【図６】本発明にかかる第２の手段を示す縦断面図であ
る。

【図７】底板完成後のケーソン本体の縦断面図である。

【図８】ストレートな内周面を有するケーソン本体に本
発明を適用した際の縦断面図である。

【符号の説明】

１ ケーソン本体 ３ 内周面 ５ 収納部 ６ 強化材 6a 固定端部 6b 延在端部 ７ 側壁 10 底壁 17 係止片 19 強化材 20 底壁

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筒状をなすケーソン本体の側壁に一端を
   固定した多数の強化材を、対面壁との間に張設して底部
   開口部に張り巡らせると共に、この強化材を内在させて
   底部開口部をコンクリートで封口してなることを特徴と
   するオープンケーソンの底板。
2. 【請求項２】 筒状をなすケーソン本体の側壁に一端を
   固定した多数の強化材を、底部開口部近傍にてケーソン
   本体の側壁内周面に沿わせて対面壁まで延在させ、この
   状態でケーソン本体を沈下させると共に、沈下後に強化
   材の延在端部を牽引して強化材を底部開口部を横断する
   ごとく張設し、その後、強化材の延在端部を対面壁に固
   定した上で、強化材を内在させてコンクリートで底部開
   口部を封口することを特徴とするオープンケーソンの底
   板築造方法。
3. 【請求項３】 筒状をなすケーソン本体の側壁内周面の
   底部近傍に、側壁内周面に対して突出させた係止片を対
   をなして且つ互いに対向させて取り付けると共に、両係
   止片の下方に強化材を配置し、この強化材を内在させて
   底部開口部をコンクリートで封口してなることを特徴と
   するオープンケーソンの底板。
4. 【請求項４】 筒状をなすケーソン本体の側壁内周面の
   底部近傍に、側壁内周面に対して突出・退入可能の係止
   片を対をなして且つ互いに対向させて取り付け、この係
   止片を側壁内周面から退入させた状態でケーソン本体を
   沈下させ、沈下後に両係止片を側壁内周面から突出させ
   た上でその下方に強化材を配置し、その後、強化材を内
   在させてコンクリートで底部開口部を封口することを特
   徴とするオープンケーソンの底板築造方法。