JPH09189043A - 締切用ケーソン及び締切工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 短い施工期間で締切りできと共に、高い
止水性を確保できる、締切用ケーソン及び締切工法を提
供すること。 【解決手段】 複数に縦割りした浮力調整可能な分
割函体２，３からなり、各分割函体２，３の一方側がヒ
ンジ４で開閉自在に連結され、各分割函体２，３の刃口
の底面に連続して緩衝シール材１３と支持脚１４が取り
付けられ、更に分割函体の内側に複数のガイドスぺーサ
１１が設けられた締切用ケーソン１を使用し、各分割函
体２，３を開閉操作して構造物Ａに外装して沈降する。
緩衝シール材１３を台座Ｂに弾接させて着座させ、ケー
ソン１の刃口部に沿って止水グラウト１８を充填し、緩
衝シール材１３と止水グラウト１８の協働によりケーソ
ンの刃口部を止水する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は橋脚の耐震補強や他
の一般工事に適用できる、締切用ケーソン及び締切工法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】大地震時の安全確保の観点から、既存の
大型構造物の耐震補強が急務とされている。例えば橋脚
の耐震補強としては、橋脚に鋼管を外装して合成構造と
することが提案されている。この種の補強工事を行うに
当たり、締切方法の選定が問題となる。例えばシートパ
イルを橋脚基礎の周囲に打ち込んで締切る方法が考えら
れるが、ドライアップ時におけるシートパイル間の止水
性の問題や水圧や波浪による変形の問題があり、その採
用が困難である。また筒体を複数に縦割りした分割体を
橋脚の周囲で接合して組み立てる方法が考えられる。し
かしながら、この方法にあっても分割体の隣接部の止水
対策や、分割体の下端部の止水対策が未定で採用が難し
い。このようなことから、既設の橋脚を簡易な工程で、
しかも高い止水性を確保して締切りできる技術の提案が
切望されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は以上の点に鑑
みてなされたもので、その目的とするところは、短い施
工期間で締切りができる締切用ケーソン及び締切工法を
提供することにある。更に本発明は、高い止水性を確保
できる締切用ケーソン及び締切工法を提供することを目
的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は台座に立設した
構造物に外装し、水没した台座に着座して締切る締切用
ケーソンにおいて、前記ケーソンは複数に縦割りした浮
力調整可能な分割函体からなり、前記各分割函体の一方
側を開閉自在にヒンジで連結し、前記各分割函体の刃口
の底面に連続して緩衝シール材を取り付け、前記各分割
函体の刃口の底面に分割函体の刃口を台座から離隔して
支持する支持脚を突設し、分割函体の内側に構造物と一
定距離を保って係合可能な複数のガイドスぺーサを横向
きに突設したことを特徴とする、締切用ケーソンであ
る。更に本発明は前記締切用ケーソンにおいて、ヒンジ
で連結した分割函体の一方側に跨がってシリンダを取り
付け、該シリンダの伸縮操作により各分割函体を開閉自
在に構成したことを特徴とする、締切用ケーソンであ
る。更に本発明は前記締切用ケーソンにおいて、各分割
函体の端面に連続して止水用のパッキンを取り付けてあ
ることを特徴とする、締切用ケーソンである。更に本発
明は前記したいずれかの締切用ケーソンにおいて、各分
割函体の内側下部に、台座に固定するアンカーの取付用
ブラケットを取り付けたことを特徴とする、締切用ケー
ソンである。更に本発明は前記したいずれかの締切用ケ
ーソンにおいて、各分割函体の刃口部に下向きに高圧流
体を噴射して掘削するノズルを設けたことを特徴とす
る、締切用ケーソンである。更に本発明は前記したいず
れかの締切用ケーソンにおいて、各分割函体に反力ロッ
ドを上下動自在に配設し、反力ロッドを台座側に降下さ
せて各分割函体を台座から持ち上げ可能に構成したこと
を特徴とする、締切用ケーソンである。更に本発明は前
記したいずれかの締切用ケーソンにおいて、分割函体を
上下方向に分割した複数の分割ケーソン体で構成するこ
とを特徴とする、締切用ケーソンである。更に本発明は
台座に立設した構造物にケーソンを外装し、沈降させた
ケーソンの刃口を水没した台座に着座して締切り、ケー
ソン内側を排水する締切工法において、前記したいずれ
かの締切用ケーソンを使用し、ケーソンを構成する分割
函体を開閉操作して構造物に外装し、緩衝シール材を台
座に着座させ、ケーソンの刃口部に沿って止水グラウト
を充填し、緩衝シール材と該止水グラウトとによりケー
ソンの刃口部を止水することを特徴とする、締切工法で
ある。更に本発明は前記締切工法において、緩衝シール
材を台座に弾接させて着座させ、緩衝シール材の内外に
止水グラウトを充填し、緩衝シール材と該止水グラウト
の協働によりケーソンの刃口部を止水することを特徴と
する、締切工法である。 更に本発明は前記締切工法に
おいて、止水グラウトが水中モルタル又は水中コンクリ
ート又は発泡ウレタンのいずれかであることを特徴とす
る、締切工法である。

【０００５】

【発明の実施の形態１】以下図面を参照しながら本発明
の実施の形態について説明する。

【０００６】＜イ＞締切用ケーソン 図１に締切用ケーソン１の平面図を示し、図２にその縦
断面図を示す。締切用ケーソン１は上下空間を開放し、
平面閉鎖形状が矩形又は円形を呈する鋼殻体で、鋼殻体
を縦割りした複数の浮力調整可能な分割函体２，３で構
成されている。本例では各分割函体２，３が平面形状が
コ字形を呈する場合について説明する。締切用ケーソン
１は図２に示すように橋脚Ａを包囲し、且つその台座Ｂ
に着座可能な内形寸法に設定されている。

【０００７】＜ロ＞分割函体 各分割函体２，３は図２に示すように対向する内・外側
面１ａ，１ｂとコ字形の底面１ｃ及び上面１ｄと、一対
の端面１ｅ，１ｆ（図３，図４）で包囲した密封構造を
呈し、その内部に有孔構造の補強板１ｇを配設した鋼製
の浮体構造体で、その一部に注排水用のバルブ１ｈを具
備し、バルブ１ｈを通じて注水することで締切用ケーソ
ン１を沈降でき、また排水することで締切用ケーソン１
を浮上できる構造になっている。

【０００８】図３に示すように分割函体２，３の一方側
の間はヒンジ４により回動自在に連結されていると共
に、シリンダ５が分割函体２，３に跨がって配設され、
シリンダ５の伸縮操作によって分割函体２，３の他方側
が図１の２点鎖線で示すように橋脚Ａに外装可能な径に
口開したり、シリンダ５の収縮操作により閉鎖空間を形
成するように開口を閉じる構造になっている。又、ヒン
ジ４で連結した分割函体２，３の一方側の端面１ｅ，１
ｅの一方には、止水用のライナ６とパッキン７がその全
長に亘って取り付けられている。

【０００９】分割函体２，３の他方側は図４に示すよう
に取付ブラケット８，８が突設してあって、ボルト９，
ナット１０により口開きを拘束できるようになってい
る。又、分割函体２，３の他方側の端面１ｆ，１ｆの一
方にも、止水用のライナ６とパッキン７がその全長に亘
って取り付けられている。

【００１０】＜ハ＞ガイドスぺーサ 各分割体の内部には、橋脚Ａの外周面に係合可能な複数
のガイドスぺーサ１１が横向きに突設されている。ガイ
ドスぺーサ１１は締切用ケーソン１沈降中のガイドとし
ての機能と、沈降後は橋脚Ａに支持させて締切用ケーソ
ン１を位置決めする機能を併有するものである。ガイド
スペーサ１１の先端にローラ１２類を設けておき、橋脚
Ａとの係合を円滑に行うことが望ましい。又、ガイドス
ぺーサ１１に伸縮機能を付与して橋脚Ａとの距離を調整
できるように構成しても良い。

【００１１】＜ニ＞ケーソン底部の構造 図５は締切用ケーソン１の底部の断面拡大図を示すもの
で、締切用ケーソン１を構成する各分割函体２，３の底
面１ｃには、緩衝シール材１３が連続して取り付けられ
ていると共に、各分割函体２，３の底面１ｃと台座Ｂの
間に一定の間隔を形成するための支持脚１４が間欠的に
又は連続して取り付けられている。緩衝シール材１３は
台座Ｂへ着床する際の衝撃吸収材として機能する他に、
締切用ケーソン１（各分割函体２，３）の底面と台座Ｂ
との間のシール材として機能する。 更に締切用ケーソ
ン１下部の外周にはスカート状に底部シール材１５が取
り付けられている。本例の場合、底部シール材１５は必
須の構成要素でははなく、省略しても良い。尚、図中符
号１６はアンカーブラケットで、締切用ケーソン１の内
周面下部に複数固着されている。

【００１２】

【作用】次に締切用ケーソン１を用いた締切方法につい
て説明する。

【００１３】＜イ＞曳航 図６に示すように、前記締切用ケーソン１を曳船１７で
作業現場まで曳航する。

【００１４】＜ロ＞ケーソンの外装（図１，図４） 現場に到着したら、図１のシリンダ５を伸長操作して締
切用ケーソン１を構成する分割函体２，３をヒンジ４を
中心として二点鎖線に示すように開き、開いたままの締
切用ケーソン１内に橋脚Ａが位置するように誘導する。
次にシリンダ５を収縮操作して締切用ケーソン１を閉じ
る。そして、図４に見るようにブラケット８，８間にボ
ルト９，ナット１０を締結して口開きを拘束する。これ
により、ガイドスペーサ１１が橋脚Ａの外周面に当接し
て橋脚Ａの同心上に締切用ケーソン１の外装が完了する
と共に、各分割函体２，３の接合端面間の止水が止水用
のライナ６及びパッキン７により図られる。

【００１５】＜ハ＞ケーソンの沈設（図２，図５） 締切用ケーソン１を橋脚Ａに外装したら締切用ケーソン
１に注水する。締切用ケーソン１はガイドスペーサ１１
を介して橋脚Ａに沿って沈降する。締切用ケーソン１の
沈降は自重又は水底から反力を得て緊張操作するか、又
はケーソンに載荷重を作用させて行う。その結果、締切
用ケーソン１は図５に示すように支持脚１４が台座Ｂの
天端面に着座すると共に、底面１ｃに設けた緩衝シール
材１３が台座Ｂの天端面に圧着して締切用ケーソン１の
刃口と台座Ｂとの間を遮蔽する。

【００１６】＜ニ＞止水グラウトの充填（図５） 次に締切用ケーソン１の刃口と台座Ｂとの間に緩衝シー
ル材１３で遮蔽してできた遮蔽空間内に水中コンクリー
トや水中モルタルや発泡モルタル等の止水グラウト１８
を充填する。止水グラウト１８は締切用ケーソン１の刃
口に予め装備させておいた複数の充填ノズル（図示せ
ず）を使って充填したり、水上からグラウトホース（図
示せず）を導入して注入することが可能である。締切用
ケーソン１の刃口と台座Ｂ間の止水は、緩衝シール材１
３のみでも十分に対応できる場合もある。しかしなが
ら、各分割函体２，３に取り付けた緩衝シール材１３の
端部間や、台座Ｂ表面に凹凸があって緩衝シール材１３
が台座Ｂに圧着していない箇所は止水面で弱点となる。
止水グラウト１８を充填すれば、緩衝シール材１３のこ
れらの箇所に浸透して閉鎖するだけでなく、止水グラウ
ト１８自体が締切用ケーソン１の刃口と台座Ｂとの間隙
の隅々まで充填されシール機能を発揮するため、相乗的
な止水効果が期待できる。

【００１７】＜ホ＞排水・アンカー工（図６） 締切用ケーソン１内を排水する。締切用ケーソン１を構
成する分割函体２，３の接合部をライナ６とパッキン７
の協働により止水し、又締切用ケーソン１の刃口部を前
記した緩衝シール材１３及び止水グラウト１８の協働に
より止水しているので、締切用ケーソン１内への浸水を
確実に防止できる。次にアンカーブラケット１６にアン
カー１９をセットし、台座Ｂに打ち込んで締切用ケーソ
ン１を固定する。尚、アンカー工を省略する場合があ
る。

【００１８】＜ヘ＞補強工（図２） 仮締切りが完了したら、締切用ケーソン１内で橋脚Ａに
所定の補強を施す。ガイドスぺーサ１１が作業の妨げに
なるときは適宜取り外す。補強工事が完了したら、上記
した逆の工程で締切用ケーソン１を回収し、次の補強場
所へ移動して転用する。

【００１９】

【発明の実施の形態２】以下の各実施の形態の説明に当
たり、前記した実施の形態と同一の部位は同一の符号を
付してその説明を省略する。図７は締切用ケーソン１に
掘削手段を具備させた他の形態を示す。締切用ケーソン
１の刃口部には下向きに複数のノズル２０を取り付け、
締切用ケーソン１の下方へ向けて高圧流体、例えばウォ
ータージェットを噴射できる構造になっている。本実施
の形態にあっては、台座Ｂに土砂等の堆積物２１が滞積
している場合に、ノズル２０から高圧流体を噴射して掘
削しながら、堆積物２１の影響を受けないで締切用ケー
ソン１の刃口を台座Ｂに着座させることができる。

【００２０】

【発明の実施の形態３】図８は締切用ケーソン１の刃口
部と台座Ｂの天端面との間を内外二重のグラウト層によ
り止水する他の実施の形態を示す。即ち、緩衝シール材
１３と底部シール材１５の間の下面１ｃに注入管２２を
配設し、緩衝シール材１３と底部シール材１５で画成さ
れた空間内に二次止水グラウト２３を充填する。二次止
水グラウト２３は水中コンクリートや水中モルタル、発
泡ウレタン等を適用できる。又、一次グラウトに相当す
る止水グラウト１８を締切用ケーソン１に装備させた注
入管２４で充填したり、或いは締切用ケーソン１の刃口
の内周に止水グラウト１８の漏出を規制する底部シール
材２５を設けても良い。又、二次止水グラウト２３は一
次グラウトに相当する止水グラウト１８と並行して、或
いは先行して充填しても良い。本実施の形態にあって
は、緩衝シール材１３の内外両側に止水グラウト１８，
２３が位置するので止水性能がより向上し、高水圧が作
用する大水深の現場に好適である。

【００２１】

【発明の実施の形態４】図９は締切用ケーソン１に引上
装置を具備させた他の実施例を示す。締切用ケーソン１
の内側に設けた支持ブラケット２４間に反力ロッド２５
を上下動自在に貫挿すると共に、締切用ケーソン１の上
部に取り付けたジャッキ２６を前記反力ロッド２５の上
部に接続し、ジャッキ２６の伸長操作により、反力ロッ
ド２５を台座Ｂへ押し出し、この反力で以て締切用ケー
ソン１を上方へ引き上げられるようになっている。締切
用ケーソン１の刃口部が既述した止水グラウトにより固
着されているため、締切用ケーソン１内部を排水するこ
とにより浮力だけでは引き上げ困難な場合がある。この
ような場合に、反力ロッド２５を介してジャッキ２６で
強制的に持ち上げれば、止水グラウトの付着を容易に切
って回収することができる。尚、反力ロッド２５の押圧
手段は、ジャッキ２６に限定されず、ねじ送り機構等の
各種の機構を適用できることは勿論である。

【００２２】

【発明の実施の形態５】図１０は締切用ケーソン１を上
下に分割した複数の分割ケーソン体１Ａ〜１Ｃで構成す
る他の実施の形態を示す。各分割ケーソン体１Ａ〜１Ｃ
は開閉自在の分割函体２，３で構成されている点やガイ
ドスペーサ１１を具備する点や刃口部の止水手段の点等
は、既述した実施の形態の締切用ケーソン１と同様の構
造である。 本実施の形態にあっては、曳航経路の途中
に水深の浅い箇所があったり、或いは上方に橋梁等の障
害物がある場合に、これらの障害を回避して各分割ケー
ソン体１Ａ〜１Ｃ単位でまで曳航できる利点がある。各
分割ケーソン体１Ａ〜１Ｃは作業現場で積み重ね、各分
割ケーソン体１Ａ〜１Ｃの間を連結して締切用ケーソン
１を組み立てる。

【００２３】

【発明の実施の形態６】既述した各実施の形態１〜５を
適宜組み合わせて、締切用ケーソン１を構成してもよ
い。

【００２４】

【発明の効果】本発明は以下に示す効果が得られる。 ＜イ＞ 現場に曳航した締切用ケーソンを開閉操作し橋
脚等の構造物に外装して沈設後、締切用ケーソンの刃口
部を止水グラウトするだけでよいので、短期間に締切り
できる。 ＜ロ＞ 締切用ケーソンの刃口部の緩衝シール材を台座
に圧着させると共に、ケーソンの刃口部に止水グラウト
を充填するので、ケーソン刃口部と台座間の止水性がよ
い。 ＜ハ＞ 締切用ケーソンの刃口部に内外二重に止水グラ
ウトを充填すると、ケーソン刃口部と台座間の止水性が
より高くなり、大水深の現場に最適である。 ＜ニ＞ 締切用ケーソンの刃口部に下向きに高圧流体を
噴射するノズルを設けると、台座に堆積した土砂等の堆
積物を高圧流体の噴射で掘削しながら、堆積物の影響を
受けないで締切用ケーソンの刃口を台座に着座させるこ
とができる。 ＜ホ＞ 締切用ケーソンに反力ロッド付きのジャッキを
装備させることで、台座から反力を得て締切用ケーソン
を強制的に持ち上げることができる。 ＜ヘ＞ 締切用ケーソンの設置及び撤去によりケーソン
の構成部材が損なわないので、撤去した締切用ケーソン
を直に隣接する次の橋脚補修に転用できる。 ＜ト＞ 作業現場までの間に水深の浅い箇所や、橋梁等
の上方に障害物がある場合は、締切用ケーソンを上下方
向に分割した複数の分割体で構成し、各分割体を個別に
曳航して作業現場で積み重ねて対応できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態１に係る締切用ケーソン
の平面図

【図２】 図１におけるII−IIの断面図

【図３】 締切用ケーソンのヒンジ部の平面図

【図４】 締切用ケーソンを構成する分割函体の他方側
の平面図

【図５】 台座に着座する締切用ケーソンの刃口部の拡
大断面図

【図６】 ケーソンの曳航の概念図

【図７】 ケーソンに流体噴射用のノズルを装備させた
他の実施の形態の概念図

【図８】 緩衝シール材の内外両側に止水グラウトを施
した他の実施の形態の説明図

【図９】 締切用ケーソンに反力ロッド付きのジャッキ
を装備させた他の実施の形態の概念図

【図１０】 上下方向に分割した複数の分割ケーソン体
で締切用ケーソンを構成する他の実施の形態の概念図

【符号の説明】

Ａ……橋脚、 Ｂ……台座、 １……締切用ケーソン、 ２，３……分割函体 ４……ヒンジ、 ５……シリンダ、 ６……ライナ、 ７……パッキン、 ８……取付ブラケット、 ９……ボルト、 １０……ナット、 １１……ガイドスぺーサ、 １２……ローラ、 １３……緩衝シール材、 １４……支持脚、 １５……底部シール材、 １６……アンカーブラケット、 １７……曳船、 １８……止水グラウト、 １９……アンカー、 ２０……ノズル、 ２１……堆積物、 ２２……取付ブラケット、 ２３……二次止水グラウト、 ２４……支持ブラケット、 ２５……反力ロッド、 ２６……ジャッキ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 000112093 ヒロセ株式会社 大阪府大阪市西淀川区中島２丁目３番87号 (72)発明者 藤本 吉一 東京都多摩市関戸一丁目７番地５ パシフ ィックコンサルタンツ株式会社内

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 台座に立設した構造物に外装し、水没
   した台座に着座して締切る締切用ケーソンにおいて、 前記ケーソンは複数に縦割りした浮力調整可能な分割函
   体からなり、 前記各分割函体の一方側を開閉自在にヒンジで連結し、 前記各分割函体の刃口の底面に連続して緩衝シール材を
   取り付け、 前記各分割函体の刃口の底面に分割函体の刃口を台座か
   ら離隔して支持する支持脚を突設し、 分割函体の内側に構造物と一定距離を保って係合可能な
   複数のガイドスぺーサを横向きに突設したことを特徴と
   する、 締切用ケーソン。
2. 【請求項２】 請求項１において、ヒンジで連結した
   分割函体の一方側に跨がってシリンダを取り付け、該シ
   リンダの伸縮操作により各分割函体を開閉自在に構成し
   たことを特徴とする、締切用ケーソン。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２において、各分
   割函体の端面に連続して止水用のパッキンを取り付けて
   あることを特徴とする、締切用ケーソン。
4. 【請求項４】 請求項１〜請求項３のいずれかにおい
   て、各分割函体の内側下部に、台座に固定するアンカー
   の取付用ブラケットを取り付けたことを特徴とする、締
   切用ケーソン。
5. 【請求項５】 請求項１〜請求項４のいずれかにおい
   て、各分割函体の刃口部に下向きに高圧流体を噴射して
   掘削するノズルを設けたことを特徴とする、締切用ケー
   ソン。
6. 【請求項６】 請求項１〜請求項５のいずれかにおい
   て、各分割函体に反力ロッドを上下動自在に配設し、反
   力ロッドを台座側に降下させて各分割函体を台座から持
   ち上げ可能に構成したことを特徴とする、締切用ケーソ
   ン。
7. 【請求項７】 請求項１〜請求項６のいずれかにおい
   て、分割函体を上下方向に分割した複数の分割ケーソン
   体で構成することを特徴とする、締切用ケーソン。
8. 【請求項８】 台座に立設した構造物にケーソンを外
   装し、沈降させたケーソンの刃口を水没した台座に着座
   して締切り、ケーソン内側を排水する締切工法におい
   て、 前記した請求項１〜請求項７のいずれかに記載の締切用
   ケーソンを使用し、 ケーソンを構成する分割函体を開閉操作して構造物に外
   装し、 緩衝シール材を台座に着座させ、 ケーソンの刃口部に沿って止水グラウトを充填し、緩衝
   シール材と該止水グラウトとによりケーソンの刃口部を
   止水することを特徴とする、 締切工法。
9. 【請求項９】 請求項８において、緩衝シール材を台
   座に弾接させて着座させ、緩衝シール材の内外に止水グ
   ラウトを充填し、緩衝シール材と該止水グラウトの協働
   によりケーソンの刃口部を止水することを特徴とする、
   締切工法。
10. 【請求項１０】 請求項８又は請求項９において、止
    水グラウトが水中モルタル又は水中コンクリート又は発
    泡ウレタンのいずれかであることを特徴とする、締切工
    法。