JPS5911006B2 - セメント系混合処理地盤上の岸壁等港湾構造物及びその築造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、軟弱海底地盤上に建設される新種の護岸、繋
船岸、防波堤等の港湾構造物の構造とその築造方法に関
するものである。

従来、第１図に示すセメント系深層混合処理工法は、他
の軟弱地盤改良工法、即ちサンドドレーン、コンパクシ
ョン、或いは砂による置換工法等の通常地盤改良工法と
同等に取扱われてきた。

第１図において１は水面（低潮位海面）、２は在来海底
面、３は敷砂、４は予定岸壁前面水深基準面、５は水深
、６は改良層厚、７は改良深度、８は改良機、９はスラ
リープラント、１０はセメントサイロ、１１は操縦室、
１２は砂礫層、１３は軟弱海底土層、２１は庇、２２は
充実壁体、２３は翼壁を示す。

この従来工法では第２図の栗石均しマウンドによる在来
施工説明断面図に示す如く、改良層たる硬化フィルセメ
ント柱体Ａの上に栗石マウンド３１を作りその表面均し
を行なった上でケーソン３２等の重力式壁体を上載する
のを常道としていたが構造材を、マウンド３１を境とし
て上下に分離する事になり極めて不経済である。

従って、工事費節減のため硬化フィルセメント柱体Ａの
容積をできるだけ減少せしめる努力が払われ格子形、壁
形、柱状形などが考えられ、第２図においても充実壁体
２２に対して翼壁２３を接合して用いている。

しかし、この様な節減方法でも上部に栗石マウンド３１
と重力式堤体を上載する限り翼壁２３相互間の間隔をあ
まり広く採る事はできず、工費節約の効果は不充分であ
る。

一方、セメント系深層混線機は混線性能が向上し、士粘
子乾燥重量に対し、１０％のセメントを混入するのが常
識であるが、これによって充分な信頼性が得られる様に
なり、必要部分には特に充分な量例えば２倍のセメント
を添加すれば、通常１１ のコンクリートの一〜一の圧縮強度を発揮せしめ２３ ることも可能になった。

此の七メンｊ・倍増によるセメント混線の単価の上昇は
僅かに１５係程度である。

本発明の堤体（ハーフセルラー）は、以上の様な事情に
鑑みて開発されたもので、その目的とする処は、セメン
ト系混合処理効果が従来の地盤改良よりも格別に優れて
いる事に着目し、常識的な栗石均しマウンドの採用を廃
し、海底のフィルセメント壁体Ａと上部港湾構造物との
一体化を図り、構造力学的に無駄のないより経済的な構
造物を提供するにある。

本発明のハーフセルラーの構成を説明するに先立って、
従来のものの事例を第３図に示す。

在来のハーフセルラーとしてはこの図に示す例のみであ
る。

もとより本発明の構造と異なり通常の砂地盤上に築造さ
れたものである。

これは第３図により明らかなように、若干の設計変更を
行なえば、単純な杭打式横棧橋に変り得るものであって
、フラット鋼矢板によるハーフセルは殆んどその役目を
はたしていないものであった。

第３図において２５はセルラー背面裏込材、２６ぱ埋立
土、２γぱ前面捨石、２８は繋船柱、２９はタイロッド
用ターンバックル、４１はラバー防舷材、４２Ｕ繋船岸
先端、５１はキングポスト鋼管、５２はフラット鋼矢板
、５３は斜張鋼材、６６はタイロッドである。

然しなから最近開発されたセメント系深層混合処理によ
る強固なフィルセメント基盤は、設計思想に大きな変革
をもたらせた．即ち、大きな応力を受けるキングポスト
の海底面下の固定の問題と、キングポスト頭部のタイロ
ツドと、錨碇組杭構造の複雑な施工工程上の難点は、斜
張力鋼杭又は型鋼等をキングポスト頭部に直接取り付け
て、自立堤体として施工できるようになり、複雑な施工
工程上の問題及び設計計算上、特に耐引抜力の不足の問
題は解決し経済的でしかも急速施工に適した港湾構造物
として魁えらせることが可能になった。

次に図面によって本発明の実施例を説明する。

第４図は、本発明のハーフセルラーの断面図であり前面
水深−１２ｍ，４０．０００Ｄ／／Ｗ トンの船舶接岸
岸壁に適用した場合を示す。

第５図はその平面図である。

施工順序から云えば、先ず在来海底に敷砂３を敷均す。

次に第１図に示す様にセメント系深層混？処理船Ｂによ
って硬化ソイルセメン１・柱体Ａを海底に成型せしめる
。

この時地盤内′＼のセメントミルクの注入によって、フ
ィルセメント柱体の表面は約１ｍ程度盛上がるものであ
るから敷砂３は予定仕上がり面よりも盛上がりを見込ん
で下げておく事が肝要である。

通常フィルセメント柱体Ａを形成する充実壁体２２は、
完成断面の円弧すべりに抵抗するに十分な幅を持たせ、
かつその下部は砂礫層１２に着底せしめる。

第４図に示すように海底地盤条件が非常に悪いため、充
実壁体２２の幅を相幅広くした場合には第１図に示す庇
２１は必要ない。

又、翼壁２３も砂礫層に着底せしめる。

このンイルセメン１・柱体Ａには複数のキングポスト５
１を建込む。

キングボスト５１の建込間隔はこの場合］．Ｏｍである
。

建込みは杭打船によって行なう。

キングポス１・列は仮設型鋼による挾材及び歩廊により
法線方回に順次連結し、法線方向の鉛直矯正はこの挾材
及び歩廊材に備えられた伸縮調整装置によって行ない、
法線直角方向の矯正は、アンカーワイヤーの捲き締めに
よって行なう（図示せず）。

この矯正、固定作業は、キングボスト５１が未硬化のソ
イルセメンｌ・に挿入されるので必須である。

キングポス１・５１が建込まれるソイルセメント柱体部
分には凝縮遅緩剤（又は遅延剤）を添付するが、プラス
ターのほかリグニンスルフォン酸カルシウム、及びカル
ボン酸系グルコン酸糖類が使用でき、現在すでに凝結開
始時間を１０時間遅らせるものが入手できる。

又ソイルセメント柱体Ａにぱ斜張鋼材５３を取り付ける
。

この斜張鋼材５３の取り付けは翼壁２３の深層混合終了
直後に杭打船（又は起重機船）によって行なう。

まず、第４図、第６図に示すキングポスＩ・ハンガー５
６のシャフｌ 穴５ ７にピンを通して斜張鋼材５３を
キングポスト・ツガー５６にヒンジ状態に取り付ける。

尚この時すでに、下部斜張延長部分の斜張鋼管杭５５ぱ
第１図に示すように斜張鋼材ベッドプレート５４のテー
パーホール６９に通しておく。

この結果、斜張鋼材５３と２本の斜張鋼管杭５５の合計
３本は、束になって杭打船に吊下げられた状態となる。

この束の状態を保つためには必要に応じて仮設の細径鉄
線などを使用する。

これ等斜張鋼材の束は、一端がキングポスト頭部のハン
ガーにピンヒンジで取り付けられているので、他端を吊
ワイヤーを操作して捲上げると斜張鋼材５３の下端に設
けたべッドプレ−１・５４は未硬化のソイルセメント柱
体表面に着底して後若干めり込み、およそ第４図に示す
位置で安定する。

次の施工段階として、杭打船により「ヤットコ（ドーリ
ー）」を使用して２本の斜張鋼管杭５５を打ち込む。

この斜張鋼管杭５５は第７図に示す通り上部が大径にな
り軸部との間にテーパ一部分があり、とのテーパ・一部
分がテーパーホール６９に合致するまで打込めば、一連
の斜張鋼材の埋設作業は終了する。

一方、陸上ヤードでは、第８図に示す様にフラット鋼矢
板５２の仮組みをこれと円弧状添鋼板６２との溶接を行
ない乍ら実施し、起重機船による吊込みに際しては、キ
ングポスト５１に半割溶接されたフラノ１鋼矢板のグリ
ップ５１′にかみ合わせながら吊降ろす。

この場合、ターバックル６４等の緊張装置によってフラ
ット鋼矢板５２の仮組立ての円弧曲率を調整し、グリッ
プの初期かみ合わせを容易ならしめる。

仮組みされたフラット鋼矢板５２をキングポスト相互の
間に吊下する時間には、すでにフィルセメント柱体は硬
化を始めており、もはやアーク部フラット失板は打込み
によって必要な根入れを持たせることはできない。

本発明の方法では、第９図、第１０図に示す如く、・・
−フセル鋼板（フラット鋼矢板を組立てた物又は単一鋼
板を補剛材を附し円弧状に成形しだ物）の根入予定位置
における充実壁体２２の部分に埋設溝６８を掘削し、こ
の溝６８内にフラット鋼矢板等ハーフセル鋼板を吊降し
完了後、水中コンクリート或いは袋コンクリート等６Ｔ
を充填して溝６８を埋戻し、フラット鋼矢板の根入部分
を充分壁体２２内に固定して、ほぼ主要部分の施工を終
了する。

埋設溝６８の作溝は、潜水夫に軽量の水中削岩機を携行
せしめて行なう。

破砕削の排掃にはポータブルエアーリフトパイプを使用
すれば容易に実施できる。

水中コンクリートはトレミー管を利用するのも良いし、
袋詰コンクリートを潜水夫により詰込みされても良い。

尚、５８はキングボスト補剛鋼板、５９は特設補剛鋼板
、６０は附設鋼板、６１は仮組セルスチフナー兼吊上Ｌ
型鋼、６３はアイビース、６５は吊環である。

全円周をフラット鋼矢板で作る普通のセルラー堤体（セ
ルラーコツファーダム）は、フラット鋼矢板のかみ合わ
せ（グリップ）部分の強度、即ちログクテンションの制
限の上からあまク人径のものは計画できず、直径２５ｍ
〜２７ｍ程度が限度Ｃあるので、これによる岸壁水深も
、耐震設計の上から−１０７７１〜−１ ］． ｍまで
のものしか作ることができない。

然しなから、第４図、第５図に示す本発明のノ・ーフセ
ルラーは例えば岸壁前面水深−１２ｍであり円弧の半径
は５．７７ｍであるから直径として考えれば１１．５４
であり、ロックテンションについて充分な余裕があり、
さらに大水深の岸壁を計画する事もできる。

今、実施例について、設計条件、計算値の概要を示せば
次の通りである。

上記計算は、前述の通りキングポスト間隔１０ｍで行な
われたものであり、キングポストのセメント混合固化充
実壁体内での固定条件は、施工上の最悪の場合を考えて
フリーアースサポート法によって計算した。

このキングポスト周辺の充実壁体はセメント量を２倍に
することによって固定条件をより確実にすると、上記計
算値は相当低くなる。

キングポスＩ・鋼管は相当人口径の特注品であり、第６
図に示す様に鋼材補剛を行なうほか重要部分にはコンク
リートを中詰する。

斜張力鋼材の耐引抜力については、さらに余裕があり、
３．０００ｔ程度の引抜に耐えられる設計は充分可能で
ある。

斜張鋼材ベッドプレー ト５ ４を附したのは主として
次の２項の理由による。

（１）癩工上の理由 斜張鋼材５３はキングポスト頭部の７・ンガー５６にピ
ンヒンジにより取り付けらｉ１−ているが下端について
は未だ凝結を始めない流動状態の充実壁体中に吊降され
、ある程度貫入するのが望ましい。

従って、ベッドプレ−１・５４ぱグリッド状の溶接によ
って組立てられた鋼枠とし、底板なとは−切なく、賃人
容易な垂直壁のみで構成する。

ベッドプレートは水平とし、斜張鋼材としては３０′゛
の角度で結合せしめる。

次の施工段階とし千子杭とじＣの斜張鋼管杭５５を打込
む際の震動を、ベッドプレートのフィルセメント柱体内
の抵抗で吸収する。

キングポス｛・にぱ、施工仮設物として型鋼挾材、アン
カーワイヤー締付けなど鉛直保持現場仮設がなされては
いるが、衝撃的斜張力をなるべく伝えないのが好まし７
ぐ、ベッドプレート５４ぱキングポストを半自立させる
上で効果がある。

（２）構造力学上の理由 連結される斜張鋼材５３とその延長としての斜張鋼管杭
５５ぱ、共に３０°傾斜杭として直線的に連なるのが望
ましいが、実施工の上で角度を異にする場合もあり、ベ
ッドプレートの位置が変折点となる。

変折点に作用する分力が局部的にフィルセメント柱体に
過人側王を及ぼさない様にベッドプレートは、グリッド
状鋼枠として応力を分散せしめる。

以−トの実施例は、やや大型の−１２ｍ岸壁の例である
が、本発明の構造はより大型の大水深護岸、岸壁、防波
堤にも応用できるものである。

又より浅水深、例えば−９ｍ岸壁用としては、構造は施
工が楽であるために簡易化され、第１１図の様になる。

斜張鋼管杭５５とキングポス１・５１の頭部は、補剛材
を用いて現場合わせ溶接によって結合する。

置換浚渫汚濁などを重視する環境保全規制から今時セメ
ント系深層混合処理工法が採用されるのであるが、本来
この地盤改良工法は、相当高価である。

従って、壁式、格子式などフィルセメント量を少なくす
ることが努力されている。

標準型の混線機で作られる一回のフィルセメント柱体の
寸法は約２ｍ×３、５ｍの矩形断面であり、最小壁厚は
２ｍ程度と考えて良い。

耐震設計を考えた上で、好ましいフィルセメント地中壁
の形状は、主壁と、翼壁を結合したいわゆる擁壁構造で
ある。

擁壁側面と在来海底土との間の摩擦力は、接触面積が人
きぐ、巨人なもので、よく安定した好ましい形状である
。

これを視覚的に説明する斜視図として第１１図を示す。

本発明の特徴は・・−フセルラー鋼構造材が全てこのソ
イルセメント擁壁に直接結合さ力，て一体構造になって
いる点であり、下音浦造即ち七メン［・混合固化体と、
上部構造・・−フセルラー鋼構造堤体の両方が構造力学
的に無駄のない利点がある。

以上が本発明の要旨であるが、実際の施工にあっては、
予期しない天候の急変などによって、作業を中断する場
合があり、鋼材の埋設前にセメント混合処理壁体が硬化
してし２まう場合も予想される。

この様な場合の対策とし７ては、トリコーンビツ卜、ロ
ックローラービット等により硬化した混合処理上を削穴
して後鋼材を挿入し、セメントモルタルグラウトによっ
て碇着するのである（図示せず）。

キングボス１・用の削穴にはロックローラービツ１・（
多段式）を使用すれば直径２ｍもの人口径削穴が容易に
できる。

斜張鋼材の為の削穴には、トリコーンビツ１・が適当で
あるが斜方向削穴であるので軸受けを有するガーダーを
具備せしめる必要があるが、最近は此の種削穴機が発達
し、容易に入手できる，常識的には、未硬化のソイルセ
メントに鋼材を埋設するのがより簡単で安価である。

然し、工事の分割発註とか、特別な地域の特殊事情のあ
る場合、この様な削穴とグラウトを、基本施工法とする
場合も無い訳ではない。

従って本発明の特許請求の範囲には、削穴−グラウト方
式をも含むものとする。

【図面の簡単な説明】

第１図はセメント系深層混合処理工法一般断面図、第２
図は栗石均しマウンドによる在来施工説明断面図、第３
図は従来の・・−フセルラー事例断面図、第４図は本発
明の・・−フセルラーの断面図、第５図は本発明の・・
−フセルラーを示す平面図、第６図はキングポスト頭部
鋼材補剛を示す斜視図、第７図は斜張鋼材ベッドプレー
トを示す斜視図、第８図はフラット鋼矢板仮組斜視図、
第９図ｄ：フラット鋼矢板根入部削溝断面図、第１０図
（１根入部分コンクリート充填断面図、第１１図は浅水
深川簡易型岸壁等港湾構造物の斜視図である。 １・・・・・・水而、２・・・・・・海底面、３・・・
・・・敷砂、４・・・・・・予定岸壁前面水深基準面、
５・・・・・・水Ｅ ６・・・−・改良層厚、７・・
・・・・改良深度、８・・・・・・改良機、９・・・・
・・スラリープラント、１０・・・・・・セメントサイ
ロ、１１・・・・・・操縦室、１２・・・・・・砂礫層
、１３・・・・・・軟弱海底士層、２１・・・・・・庇
、２２・・・・・・充実壁体、２３・・・・・・翼壁、
２５・・・・・・セルラー背面裏込材、２６・・・・・
・埋立土、２７・・・・・・前面捨石、２８・・・・・
・繋船柱、２９・・・・・・タイロツド用ターンバック
ル、４１・・・・・・ラ゛バー防舷材、４２・・・・・
・繋船岸先端、５１・・・・・・キングポスト鋼管、５
２・・・・・・フラット鋼矢板、５３・・・・・・斜張
鋼材、５４・・・・・・ベッドプレート、５５・・・・
・・斜張鋼管杭、５６・・・・・・ノ・ンガー、５γ・
・・・・・シャフト穴、５８・・・・・・キングポスト
補剛鋼板、５９・・・・・・特設鋼板、６０・・・・・
・附設鋼板、６１・・・・・・仮組セルスチフナー兼吊
−ＬＬ型鋼、６３・・・・・・アイビース、６５・・・
・・・吊環、６６・・・・・・タイロツド、６７・・・
・・・溝充填水中コンクリ− ｝−、６８・・・・・・
作溝、６９・・・・・・テーパーホール。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ セメント系深層混合処理工法により作られた海底地
   盤中の固化壁体と、この壁体中にその基部を埋設した複
   数の互に離間したキングポストと、このキングポストに
   連結した背面錨碇鋼材と、前記キングポスト間に介挿さ
   れ且つその基部を前記壁体中に埋設した例えばフラット
   鋼矢板等の弧状成形鋼板とより成ることを特徴とするセ
   メント系混合処理地盤上の岸壁等港湾構造物。 ２ セメント系深層混合処理工法によって海底地盤中に
   壁体を形成する工程と、この壁体中にこの壁体に複数の
   互に離間したキングポスト及びこのキングポストに連結
   した背面錨碇鋼材の基部を埋設する工程と、前記キング
   ポスト間に介挿される弧状成形鋼板の根入予定位置の壁
   体部分に埋設溝を掘削する工程と、弧状添鋼板の曲率を
   調節しながら弧状成形鋼板をキングポスト間に係合せし
   めその基部を前記埋設溝内に挿入せしめる工程と、前記
   埋設溝をコンクリートにより埋戻す工程とより成ること
   を特徴とするセメント系混合処理地盤上の岸壁等港湾構
   造物の築造方法。