JPH0841896A - ケーソンの掘削装置 - Google Patents

ケーソンの掘削装置

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JPH0841896A
JPH0841896A JP6199099A JP19909994A JPH0841896A JP H0841896 A JPH0841896 A JP H0841896A JP 6199099 A JP6199099 A JP 6199099A JP 19909994 A JP19909994 A JP 19909994A JP H0841896 A JPH0841896 A JP H0841896A
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JP
Japan
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float
caisson
excavator
opening
excavating
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JP6199099A
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English (en)
Inventor
Kunio Kawabata
邦夫 川端
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OGAWA SEISAKUSHO KK
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OGAWA SEISAKUSHO KK
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Abstract

(57)【要約】 【目的】効率よく底部の土砂を掘削することのできるケ
ーソンの掘削装置を提供することを目的とする。 【構成】オープンケーソンを掘削する装置であって、ケ
ーソン1の内部に収納可能な形状を有する気密性箱体で
あるフロート3と、このフロート3から周囲へ張り出し
が可能な支持装置4と、このフロート3から周囲へ張り
出して回転可能な車輪51とより構成した、ケーソン1
の掘削装置である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ケーソンの掘削装置に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】大型の基礎を構築する場合に、コンクリ
ートの箱体を地上に設置し、その内部を掘削しながら徐
々に沈設して行くケーソン工法が存在する。
【0003】その場合にケーソン内の土砂を掘削し、す
る方法として次のような手段が利用されている。 地上にクレーンを設置し、このクレーンから吊り下げ
たクラムシェルバケットで内部を掘削し排土する方法。 水中の掘削機と、地上のクレーンとの共同作業による
方法。ケーソン下部の内周面に水平にレールを設けてお
き、このレールに水中掘削機を取り付けこの掘削機を走
行させながら掘削する。掘削した土砂は地上に設置した
クレーンから吊り下ろしたクラムセルバケットで排土す
る方法。(図5) 地上から回転カッターを吊り下げ、カッターで掘削し
た土砂はポンプによって排出する方法。
【0004】
【従来技術の問題点】本発明は特に前記のの方法に関
わるものであるが、この方法は図5に示すように、ケー
ソン1下部内側の水平レール11を走行する水中掘削機
2と、地上の門型クレーン6から吊り下ろすバケットク
ラムセル61との共同作業によるものである。そのため
地上を走行するクレーン6の存在が大きく影響するとこ
ろから、次のような問題点があった。
【0005】<イ>クレーン6用の走行レール62の維
持管理に費用を要する。ケーソンの上部を覆うような状
態でクレーン6を架設し、このクレーン6によってバケ
ットと水中掘削機の投入、吊り上げを行う構造である。
そのためにクレーン6の移動用として地上に走行レール
62を設置する必要がある。ところがケーソン工事では
一般に埋め立て地のような軟弱地盤で施工する場合が多
い。 そのためにレール62が沈下したり変形しやす
く、その結果クレーン6が脱線したりあるいは走行不能
となる可能性があり、慎重なレール62の維持管理が必
要であった。
【0006】<ロ>走行レールの設置に多大な費用がか
かる。上記したように地盤の不良な場所においてケーソ
ンをまたぐ大規模な門型クレーン6を配置するために、
レール62の下部には深い位置までコンクリートの基礎
を構築しておかなければならなかった。しかしそのよう
なコンクリート基礎は完成する構造物とは無関係の仮設
の工事であるから無駄な投資であった。
【0007】<ハ>使用する装置が大型になり、不経済
である。ケーソン1をまたぐ大規模な門型クレーン6を
配置するために、クレーン6の走行装置、動力など各種
の装置が大型となる。
【0008】
【本発明の目的】本発明は上記したような水中掘削機を
利用して掘削を行い、地上からバケットを利用して排土
を行うケーソン工法において、経済的に底部の土砂を掘
削することのできるケーソンの掘削装置を提供すること
を目的とする。
【0009】
【問題点を解決するための手段】上記のような目的を達
成するために、本発明のケーソンの掘削装置は、オープ
ンケーソンを掘削する装置であって、地上に配置したク
レーンによって支持するバケットによってケーソン内の
土砂の掘削と排土を行い、ケーソン内に浮かべたフロー
トによって支持が可能な水中掘削機によってケーソン刃
口周囲の土砂の掘削を行い、ケーソン内に浮かべたフロ
ートは、水中掘削機の移動に応じて移動回転可能に構成
した、ケーソンの掘削装置を特徴としたものである。
【0010】
【本発明の構成】以下図面を参照しながら本発明のケー
ソンの掘削装置の実施例について説明する。
【0011】<イ>使用するクレーン 本発明においても、掘削、排土用のバケットは地上のク
レーンによって吊り上げたり落下させて行う。したがっ
て地上にクレーンを配置して使用する点は従来の構成と
相違ない。しかし本発明の装置では、水中の掘削機その
他の周辺機器のすべては水面に浮かせたフロートによっ
て支持するように構成してある。そのためにクレーンが
吊る重量は大幅に軽減され、図5に示すようなケーソン
1をまたぐ大規模な門型クレーン6は必要とせず、他の
用途にも同時に使用できる汎用性のある簡易なクレーン
によって施工することが可能となった。
【0012】<ロ>掘削、排土装置 本発明の装置は底部と天井部を開放状態に構成したオー
プンケーソン1であって、特にその内部に湧水がある場
合にその底面を掘削するための装置である。そのために
地上に配置したクレーンからバケットを投下して水底の
掘削を行うが、地上から投下するバケットでは、ケーソ
ン1の刃口直下、およびその付近が影になり掘削するこ
とが困難である。そのためにケーソン1の底部近くの壁
面に水平方向にレール11を取り付ける。そしてこのレ
ール11に水中掘削機2を水平移動自在に係合し、底面
の周囲の掘削を担当させる。こうして掘削した土砂は、
バケットによって地上に排出する。
【0013】<ハ>フロート そのためにケーソン1の内部に収納可能な形状を有する
気密性箱体であるフロート3を使用する。このフロート
3の上面には水中掘削機2の荷役、運転操作に必要な吊
り上げ機31、運転室、発電機、給電ケーブルの巻取装
置など、必要とする機器のすべてを搭載する。その結
果、地上での配置が不要となり工事用地の面積を最小限
に縮小することができる。各種の装置を搭載することに
よって、フロート3には偏った重量が加わる。そのため
にフロート3の端部には注水可能な容器を搭載し、注水
量を調節することによってフロート3の初期の傾斜を修
正しておく。
【0014】吊り上げ機31は、ケーソン1の底部を掘
削する水中掘削機2を吊り下ろし、あるいは吊り上げる
ための装置であり、給電ケーブルの案内も兼ねている。
そのために吊り上げ機31は常時水中掘削機2と接続し
ており、水中掘削機2を水中の水平レール11に吊り下
ろしてセットし、あるいは水平レール11との係合を解
除してフロート3上まで吊り上げる。
【0015】<ニ>フロート3の支持装置 このフロート3には、傾斜を拘束する支持装置4を取り
付ける。この装置は周囲へ張り出しが可能な、脚板とこ
の脚板を押し出すジャッキとから構成する。脚板の形状
は、その外側面をケーソン1の内面の形状と同様に形成
し、良好に接触し得るように構成する。したがってジャ
ッキを伸長すれば、脚板が周囲のケーソン1内面に向け
て張り出して行き、フロート3の位置を固定することが
できる。この支持装置4をフロート3の平面上の位置と
しては周囲にほぼ対象位置に配置する。そして荷重の大
きく作用する側においては高い位置に、反対の側では低
い位置に取り付けて傾斜に対して大きな抵抗が得られる
ように構成する。
【0016】この支持装置4の脚板はフロート3を回転
する時にはその移動に支障がないようにケーソン1内面
から離れている。フロート3の回転時とはフロート3に
負荷が加わっていないときであり、水中掘削機2が水平
レール11に係合していて、吊り上げ装置に負荷が加わ
っていないときである。フロート3に初期の状態以上の
荷重が加わると(水中掘削機2を吊り上げる場合)フロ
ート3は傾斜する。するとこの傾斜を傾斜計が検知し、
ジャッキを伸長させて脚板をケーソン1内面に向けて張
り出し、フロート3の傾斜を未然に防止する。
【0017】<ホ>フロート3の回転装置 フロート3にはさらにその位置をケーソン1の中心に保
持する保持装置を兼ねた回転装置5を設ける。この回転
装置5はフロート3の三方向に配置する。各回転装置5
の単体は2個の車輪51を有し、各車輪51は台部にヒ
ンジ構造で取り付けたアーム52の先端に取り付けてあ
る。車輪51を取り付けたアーム52は、その中間をジ
ャッキ53によって保持し、ジャッキ53の伸長によっ
てケーソン1内壁に所定の輪圧で押し付けることができ
る。2個の車輪51の内、すくなくとも1個にはモータ
ーなどの駆動装置を取り付ける。ケーソン1の内壁には
水中掘削機2の昇降用のガイドなどが突出している場合
がある。その場合には図4に示すように障害物の位置を
センサーによって検知し、そこでジャッキ53を短縮し
て車輪51を内壁から離して衝突を避けることができ
る。
【0018】<ヘ>回転駆動のセンサー フロート3は常時回転しているものではない。前記した
支持装置4の脚板がケーソン1の内壁から離れている場
合であって、水中掘削機2がレール11に沿って大きく
移動した場合に、その移動に追随して徐々に回転移動す
る。そのために水中掘削機2の位置をセンサーで検知
し、一定距離以上水中掘削機2が移動した場合に駆動車
輪51を回転してフロート3を徐々に回転する。このセ
ンサーとは例えば吊り上げ装置と水中掘削機2とを繋い
でいるワイヤーの傾斜、あるいは水中掘削機2がレール
11に嵌合している車輪51の回転数などを利用するこ
とができる。
【0019】<ト>開口部 このフロート3には対象位置に2か所に開口部を形成す
る。その一つは、水中に配置した水中掘削機2を出入り
させるための掘削機用開口部32である。掘削機2は前
記したように通常は水平レール11に係合し水中におい
て刃口付近の掘削作業を行う。そして整備時、その他必
要に応じてレール11から外し掘削機用開口部32から
フロート3上に吊り上げる。他の一つは、水中掘削機2
によって掘削した土砂をクラムセルバケットで掴み出す
ための開口部33である。
【0020】<チ>掘削作業 次に掘削方法について説明する。まずケーソン1の内部
の水面に、フロート3を吊り下ろす。次に掘削作業に必
要な機器を装備しフロート3の傾斜をバラスト容器に注
水して水平にする。そして支持装置4の車輪51を押し
出して壁面に突っ張る。その後に地上のクレーンによっ
て水中掘削機2を鉛直ガイドレールにそってフロート3
の上面まで降下させ、フロート3の吊り上げ装置31に
吊り換える。
【0021】するとフロート3に水中掘削機2の重量が
加わるから傾斜するが、フロート3の傾斜をセンサーが
検知し、この信号によって支持装置4のジャッキを伸長
してフロート3の水平度を確保する。これ以降の水中掘
削機2の昇降、下降作業は、フロート3上の吊り上げ装
置31によって行う。
【0022】<リ>フロート3の回転 水底の掘削を行う場合には水中掘削機2をケーソン1下
部の水平レール11まで下降させる。するとクレーンの
負荷は零になる。そこで支持装置4のジャッキを縮小す
るとフロートの回転駆動が許容される。水中掘削機2を
水平レール11に沿って走行させ、刃口付近の掘削を行
う。水中掘削機2が一定距離以上走行すると前記したセ
ンサーが作動し、フロート3の回転装置5の車輪51が
駆動してフロート3開口部の中心が水中掘削機2のほぼ
真上にまで追随回転する。
【0023】<ヌ>土砂の排出 掘削した土砂の排出はクラムセルバケットによって行
う。このバケットは地上のクレーンによって吊り上げる
ものであり、後方の開口部から揚土して地上の土砂ホッ
パーや運搬車両、土運船に積み込む。水底を所定の深さ
まで掘削したら、水中掘削機2を昇降用の鉛直ガイドレ
ールの位置まで移動し、フロート3上の吊り上げ装置3
1によってフロート3面まで引き上げる。水中掘削機2
の点検保守などの作業の場合も同様であり、そのたびに
地上まで引き上げる必要がないから、作業が簡単であ
る。
【0024】
【発明の効果】本発明のケーソン1の掘削装置は以上説
明したように水面に浮かべたフロート3上に水中掘削機
2の荷役、運搬操作に必要なクレーン装置、運転室、発
電機給電ケーブルの巻取装置などの機器をすべて搭載
し、フロート3上で掘削機の運転、操作を行うことがで
きる。したがって次のような効果を達成することができ
る。
【0025】<イ>掘削に関連する設備がすべて水上の
フロート3の上に収納されているから、工事用の用地は
必要最小限ですみ、きわめて経済的である。
【0026】<ロ>地上にケーソン1を跨ぐような大型
のクレーンを設置した場合に、その走行路の構築が必要
となり、特に軟弱地盤、海洋、河川の埋め立て地では基
礎工事に要する費用が膨大なものとなる。しかるに本発
明の装置においてはそのような大型のクレーンを必要と
しないから、基礎工事が不要であり、保守の手数を要さ
ず、経済的であり工期も短縮することができる。
【0027】<ハ>掘削、揚土作業を中断してケーソン
1の沈下工程に移る場合、あるいは掘削、揚土作業を中
断して躯体構築へ移る場合に、従来はその度に掘削機を
地上に引き上げて行っていた。しかるに本発明の装置で
は掘削機はフロート3上に引き上げるだけでよいから操
作は簡単であり、工期を短縮することができる。
【0028】<ニ>従来は掘削機を地上に引き上げるた
めの空間を確保しておく必要があった。そのためにケー
ソン1沈下のための圧入桁を自由に配置することができ
ず、設置スペースに制限があった。しかるに本発明の装
置では、水中掘削機2器は作業の切り替え時に頻繁に地
上に引き上げる必要はなく、したがって引き上げの空間
を確保しておく必要がないから、圧入桁を自由に配置す
ることができる。
【0029】<ホ>ケーソン1はその沈下量に応じて上
部にコンクリートの躯体を構築してゆくから、その周囲
には型枠組み立て解体などに使用する足場が必要とな
る。本発明の装置では前記したように水中掘削機2の引
き上げの空間を確保しておく必要がないことから、ケー
ソン1上部の周囲に自由な位置に足場を配置することが
でき、作業能率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のケーソンの掘削装置において、フロー
トに水中掘削機の重量を支持させた状態の側面図
【図2】水中掘削機の重量を支持していない状態の側面
【図3】その平面図
【図4】回転装置の説明図
【図5】従来のケーソンの掘削装置の説明図

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】オープンケーソンを掘削する装置であっ
    て、 地上に配置したクレーンによって支持するバケットによ
    ってケーソン内の土砂の掘削と排土を行い、 ケーソン内に浮かべたフロートによって支持が可能な水
    中掘削機によってケーソン刃口周囲の土砂の掘削を行
    い、 ケーソン内に浮かべたフロートは、水中掘削機の移動に
    応じて移動回転可能に構成した、 ケーソンの掘削装置
  2. 【請求項2】オープンケーソンを掘削する装置であっ
    て、 ケーソンの内部に収納可能な形状を有する気密性箱体で
    あるフロートと、 このフロートから周囲へ張り出しが可能な支持装置と、 このフロートから周囲へ張り出して回転可能な車輪と、 このフロートに開口した開口部と、 開口部より出入り可能な水中掘削機と、 地上に配置してあり、開口部より出入り可能な掘削兼搬
    出機と、 より構成した、ケーソンの掘削装置
  3. 【請求項3】オープンケーソンを掘削する装置であっ
    て、 ケーソンの内部に収納可能な形状を有する気密性箱体で
    あるフロートと、 このフロートから周囲へ張り出しが可能な支持装置と、 フロートの傾斜を検知して支持装置に信号を入力する検
    知装置と、 このフロートから周囲へ張り出して回転可能な車輪と、 このフロートに開口した開口部と、 開口部より出入り可能な水中掘削機と、 地上に配置してあり、開口部より出入り可能な掘削兼搬
    出機と、 より構成した、ケーソンの掘削装置
  4. 【請求項4】オープンケーソンを掘削する装置であっ
    て、 ケーソンの内部に収納可能な形状を有する気密性箱体で
    あるフロートと、 このフロートから周囲へ張り出しが可能な支持装置と、 フロートの傾斜を検知して支持装置に信号を入力する検
    知装置と、 このフロートから周囲へ張り出して回転可能な車輪と、 このフロートに開口した開口部と、 開口部より出入り可能な水中掘削機と、 地上に配置してあり、開口部より出入り可能な掘削兼搬
    出機と、 水中掘削機の作業位置を検知し、車輪の回転駆動部に信
    号を入力する検知装置と、 より構成した、ケーソンの掘削装置
JP6199099A 1994-08-01 1994-08-01 ケーソンの掘削装置 Pending JPH0841896A (ja)

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JP (1) JPH0841896A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016125325A (ja) * 2015-01-08 2016-07-11 大成建設株式会社 掘削孔造成装置
JP2019196623A (ja) * 2018-05-09 2019-11-14 鹿島建設株式会社 掘削機、及び、掘削方法

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JP2016125325A (ja) * 2015-01-08 2016-07-11 大成建設株式会社 掘削孔造成装置
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