JPS62284824A - 大深度ケ−ソン沈設工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 「産業上の利用分野」 本発明は、橋梁、高架橋、高層建物、岸壁１機械基礎等
の構造物基礎として、あるいは、地下道、地下鉄、地下
水槽等の構造物本体として用いるケーソンを沈設する際
の大深度ケーソン沈設工法に関「従来の技術」 従来、この種のケーソンの沈設方法としては、大きく分
けてオーブンケーソン工法とニューマチックケーソン工
法とが知られている。

オーブンケーソン工法は、ケーソンを数段に分けて底部
から１区分（ロフト）ごとに、沈下が進むに従い上部を
構築ずろようにしており、まず、ケーソンを沈設する所
定の地盤」二に第１０ツト（刃口部）を横築し、その内
部を掘削して沈下させ、次いで、前記第１０ツトの上部
に所定形状の第２０ツトのケーソンを継ぎ足して、前記
と同様にして沈下させる。以下、同様な方法を繰り返す
ことにより、逐次上部を構築しながら所定深度までケー
ソンを沈設しずろとともに、沈設後のケーソンにはトレ
ミー管により底盤コンクリートを施工した後、上載摺潰
物の頂板を構築する。

そして、このオーブンケーソン工法においては、沈下刃
の主体はケーソンの躯体重量であり、これに対する沈下
抵抗力は刃口部の先端抵抗とケーソケーソン壁面摩擦抵
抗である。この壁面摩擦抵抗はケーソンの沈下に対して
大きな障害となっており、その対策として、空気ジェッ
ト、水ジェツト。

ベントナイト注入、振動工法等の壁面摩擦低減のための
補助手段が利用されている。

「発明が解決しようとする問題点」 ところが、前記従来のケーソンにおいては、その沈下深
度が大きくなるに従ってケーソン外周壁面と土壌の接触
面が増大するとともに土圧が増大ずろことになり、それ
に伴って壁面摩擦抵抗は急激に増大し、ケーソン自重だ
けでは沈下できなくなる。そのため、ケーソンの躯体ｆ
ｆ１ｆｆｉを大きくしたり、ケーソンの頂部に大量の載
荷荷重が必要となり、その結果、ケーソン天端周辺部が
載ｉ！：１物により占領されて掘削作業の障害となると
ともに、ケーソン躯体の継ぎ足し作業のたび毎に荷重の
積み卸しをしなければならず、工費増大や工期遅延の原
因となっていること、載荷荷重を含めたケーソンの重心
が高くなりケーソンの傾斜、位置の移動が生じ易いこと
、また、壁面摩擦低減Ｑための補助手段は周囲の地盤を
乱し易く、近接施工が困難であること、さらに、設置す
る地盤の影響をまともに受はケーソンの沈設工程が一定
せず、工程管理が難しいこと等の曲順点があった。

本発明は、前記問題に鑑みてなされたもので、ケーソン
沈設時の壁面摩擦抵抗を低減させることにより、ケーソ
ンへの載荷荷重を不要とするとともに、沈下させるため
に必要なケーソンの躯体重量を低減させ、ケーソンのｌ
ｂを低くして傾斜や位置の移動を低減し、また、周辺地
盤を乱すことがなく近接施工を可能とするとともに、ケ
ーソンを設置する地盤の影響を余り受けることなく、工
程管理の容易な大深度ケーソン沈設工法を提供すること
を目的とする。

「問題点を解決するための手段」 本発明は、前記問題点を解決するために、地盤中にケー
ソンの外周壁面が係合する泥水固化壁からなる筒状の地
下連続壁を築造した後、首記地下連続壁に沿ってケーソ
ンの外周壁面を摺動さ仕ながらケーソンを地盤内に沈設
することを特徴としている。

「作用」 本発明は、地下連続壁が泥水固化壁で形成されているた
め、地下連続壁が均一な地盤改良体となっており、その
強度を弱体化することにより、地下連続壁の摩擦抵抗力
が低減され、ケーソンは設置する地盤の地質に影響を受
けることなく、地下連続壁をガイドとして、即ちケーソ
ンの先端部で地下連続壁を所定の幅に削りつつ、削った
地下連続壁に沿ってケーソンの外周壁面を摺動させなか
ら安全にかつ効率よく沈下される。

「実施例」 以下、図面を参照しながら本発明の詳細な説明する。第
１図ないし第８図は、本発明の一実施例を示す乙ので、
第１図ないし第６図は本発明の工法にオープンケーソン
工法を適用した場合を説明するための図である。

これらの図において、符号Ｇはケーソンを設置する地盤
、■は地盤Ｇ内に築造された泥水固化壁ｕ、　　、−ン
Ｆ　　ｆ　　＋！　　て−＊ｍ　　鴎　　　　０　＋Ｌ
＄！１ＪｔｆＫ　　Ｉ　　　ｍｒｈ　　ノｎｌｌ　　ｌ
−に複数（ロット）に区画されて沈設されたケーソン、
３は底コンクリート、４はコンクリート製の底盤である
。

つぎに、第１図ないし第６図を用いて本発明の詳細な説
明する。第１図、第２図は地下連続壁Ｉの平面図、第３
図ないし第６図はケーソン２を設置する地盤Ｇの側断面
図である。゛ （１）地盤Ｇ中に設置するケーソン２の大きさに対応し
た外形寸法及び所定深度の地下連続壁Ｉを、まず、第１
図に示すように、平行な側壁部１　ａ、　１ａを施工し
た後、第２図に示すように、前記平行な側壁部１　ａ、
　１　ａに直交する他の平行な側壁部１ｂ。

ｌｂを連続させて築造することにより、四角断面の筒状
とする。地下連続壁ｌは地盤Ｇ　（、：溝を掘削する際
に、地盤Ｇの安定を図るために用いるベントナイト液に
モルタル等を混入して固化させることにより築造し、所
定の強度ｑｕＣ本実施例においては０〜２ｋｇ／ｃｍ”
程度）を有する泥水固化壁となっている。

なお、現在の地下連続壁Ｉの掘削能力は、地盤強度ｑｕ
＝　１００　Ｋｇ／　ｃｍ”、鉛直精度１１５００〜１
／ｌ　Ｏ００，深度＝１’ＯＯｍ以上等の施工が可能と
されている。

（１１）地盤Ｇ中に泥水固化壁からなる地下連続壁ｌが
築造されると、第３図に示すように、地上において、こ
の地下連続壁ｌの上部にケーソン２の第１０ツト（刃口
部）２ａを構築する。その際、ケーソン２の外周壁面２
ｗが、地下連続壁ｌの外周壁面１ｗとの間に寸法ｂ（＝
ケーソン設置後の地下連続壁の壁厚寸法）を保持するよ
うにする。

なお、この壁厚寸法すおよび前記泥水固化壁の強度ｑｕ
については、地盤Ｇの地質とケーソン２に作用する水平
力によって決定されるが、その点については後述する。

（ｉｉｉ）　　地下連続壁ｌの上部にケーソン２の第１
０ツト２ａが構築されると、その内側の地盤０部分を掘
削することにより、地下連続壁ｌをガイドとして、すな
わち、ケーソン２の第１０ツト（刃口部）２ａの先端で
地下連続壁ｌを所定の厚さに削りつつ、ケーソン２の外
周壁面２Ｗを地下連続壁１と摺動させながら鉛直方向に
沈下さ仕る。

（ｉｖ）ケーソン２の第１０ツト２ａが所定の深度まで
沈下すると、つぎに、その上部にケーソン２の第２０ツ
ト２ｂを構築した後、さらに、ケーソン２の内部の地盤
Ｇを掘削し、所定の深度まで沈下させる。

（ｖ）　　以下、第４図に示すように、同様にして前記
工程を繰り返すことにより、逐次第３０ツト。

第４０ット、・・・を上部に継ぎ足してケーソン２を所
定の深度まで沈下させろ。

（ｖｌ）ケーソン２を所定深度に沈設すると、第５図に
示すように、ケーソン２の底部に底コンクリート３を打
設し、次いで、第６図に示すように、ケーソン２内の水
を排出した後、底コンクリート３の上部にコンクリート
製の底版４を施す。

ここで、前述した地下連続壁１の壁厚寸法す及び地下連
続壁ｌの強度ｑｕと、構造物種別により異なるケーソン
に作用する水平力の大小及びケーソンが設置されろ地盤
Ｇの硬軟との関係について、第７図、第８図を参照して
説明する。

地下連続壁ｌの壁厚寸法すは、地質と水平力に応じて、
第７図に示す、ケーソン２の外周壁面２Ｗと地下連続壁
１の外周壁面１ｗとがほぼ重なり合う状態から（ｂ″、
０）、第８図に示す、ケーソン２の外周壁面２ｗが地下
連続壁ｌの内周壁面とほぼ重なり合う状＠　（１）　＃
ケーソン設置前の地下連続壁の壁厚）までの間で決定、
される。また、地下連続壁ｌの強度ｑｕは、地質と水平
力に応じて、本実施例では、０〜２　ｋｇ／　ａｍ’の
間で決定される。

すなわち、地盤Ｇ・か軟弱な場合には寸法す３強度ｑｕ
ともに大きくすることによりケーソン２の沈設時の傾斜
を防止することができる。また、地盤Ｇが硬質でケーソ
ン２に作用する水平力が卓越する場合はｂを小さくする
ことによりケーソン２を直接的に地盤Ｇで支持して安定
させるとともに、水平力が小さい場合にはｑｕを小さく
することにより、ケーソン２の沈下速度を速めるように
することかできる。

また、地下連続壁ｌの上部（約１０ｍ程度）のみの強度
を大きくして、ケーソン２の沈設時の傾斜や急激な沈下
を防止したり、水平力が卓越する構造物の地盤として地
下連続壁ｔの強度が不足する場合には、ケーソン２内よ
りグラウト材を注入して泥水固化壁の強度を現地地盤Ｇ
まて高めることができる。さらに、第９図に示すように
、地下連続壁１の根入長さを所定の深さまで施工するこ
とにより、地下水の侵入を阻止してケーソン内のドライ
掘削を可能にすることができる。

このように、本発明はケーソン２の沈設に先行さ仕て地
盤Ｇを泥水固化壁からなる均一な地盤改良体とするとと
もに、その強度を弱体化ずろことにより、沈下抵抗力の
主体であるケーソン２の外周壁面２ｗに発生する摩擦抵
抗を低減するようにしたものであるので１．地下連続壁
ｌの沈設時の摩擦抵抗力を低減することかでさる。

したがって、ケーソン２は地下連続壁１をガイドとして
、即ち、ケーソン２の刃口部２ａの先端部で地下連続壁
１を所定の壁厚寸法すに削りつつ、削った地下連続壁１
に沿ってケーソン２の外周壁面２ｗを摺動さ什ながら安
全かつ所定の速度で沈下する。そして、沈下深度が大き
くなってケーソン２の外周壁面２ｗと地下連続壁ｌとの
接触面が増大してら地下連続壁ｌを所定の強度に設定し
てｉくことにより、また土圧が増大しても地下連続壁ｌ
でそれを支持することにより、摩擦抵抗力の増大を押さ
えて、ケーソン２を円滑に沈下させることができろ。

その結果、ケーソン２は地盤Ｇ中に設置された際にかか
る土水圧に対する耐圧強度によって躯体重量を設定する
ことが可能となり、沈下させろためにケーソン２の躯体
重量を大きくしたり、ケーソン２の項部に大量の載荷荷
重を設ける必要がなくなり、ケーソン２人端周辺部が載
荷物により占領されて掘削作業の障害となったり、ケー
ソン２の継ぎ足し作業のたび毎に荷重の積み卸しをする
必要らなく、工費の低減や工期の短縮を実現することが
できる。さらに、ケーソン２の重心が低くなるとと乙に
、地下連続壁ｌをガイドとすることによりケーソンの傾
斜、位置の移動が生じ難いこと、また、周囲の地盤を乱
すことなく、近接施工が可能となり、設置する地盤の影
響を受けずケーソン２の沈設工程の管理を容易に行うこ
とができろ。また、地下連続壁１は止水壁としての機能
を有する。

そして、従来の地下連続壁の施工技術とケーソン施工技
術とを結合させた本発明の工法を用いろことにより、地
下連続壁の施工技術のみを用いて立坑を築造する際の山
留工法が不要となり、−気に地盤中に立坑が設置され、
ケーソンによる地下構造物を大深度化かつ大規模化する
ことかが容易なものとなり、例えば、立坑を人孔とする
ような構造物、地下式の立体駐車場、地下空間の持つ特
性を生かしたトランクルームおよび種子倉庫゛、災害時
のための水槽、油槽等の貯蔵庫、縦長工程を必要とする
ガラス等の圧延工場等に利用ずろことが可能となる。

なお、前記実施例では、オープンケーソン工法を用いて
説明したが、ニューマチックケーソン工法においても適
用することができる。また、ケーソンの断面形状は四角
形に限定されることなく、それ以外の断面形状、例えば
円形、小判形等の断面の筒状体であってもよい。

「発明の効果」 以上説明したように本発明の大深度ケーソン沈設工法は
、地盤中にケーソンの外周壁面が係合すた後、面記地下
連続壁に沿ってケーソンの外周壁面を摺動させながらケ
ーソンを地盤内に沈設するようにしたらのであるので、
ケーソン沈設時の壁面摩擦抵抗を低減させることができ
、ケーソンへの載荷荷重を不要とするとともに、沈下さ
せるために必要なケーソンの躯体重量を低減させること
ができ、ケーソンの重心を低く設定できるとともに、地
下連続壁をガイドとしてケーソン沈設時の傾斜や位置の
移動を防止することができ、大深度のケーソン沈設施工
が可能となる。そして、周辺地盤を乱すことがなく近接
施工が可能となるとともに、ケーソンを設置する地盤の
影響を余り受けることなく、沈設作業の工程管理を容易
に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第８図は本発明の一実施例を示し、第１図
ないし第６図は本発明の詳細な説明するためのものであ
り、第１図は地盤中に築造中の泥水固化壁からなる地下
連続壁の平面図、第２図は完成した地下連続壁の平面図
、第３図は地盤中に設置された地下連続壁とその上部に
設置されたケーソンの刃口部（第１０ツト）を示す側断
面図、第４図は地下連続壁内を沈設中の複数段連設され
た状態のケーソンの側断面図、第５図は沈設が完了した
ケーソンの底部に底コンクリートを打設した状態を示す
側断面図、第６図はケーソン内をドライアップして底部
に底盤を施工した状態の側断面図、第７図、第８図は沈
設する際のケーソンの外周壁面と地下連続壁の外周壁面
との間の寸法と、地盤の地質及びケーソンに作用する水
平力の関係を説明するための側断面図、第９図はケーソ
ンをドライ掘削する際の地下連続壁の根入長さを示す側
断面図である。 Ｇ・・・・・・地盤、ｌ・・・・・・地下連続壁（泥水
固化壁）、Ｉｗ・・・・・・地下連続壁の外周壁面、２
・・・・・・ケーソン、２ｗ・・・・・・ケーソンの外
周壁面。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ケーソン内の地盤を掘削しながら所定の深さまでケーソ
   ンを沈下させて地盤中にケーソンを設置するケーソン沈
   設工法において、前記地盤中にケーソンの外周壁面が係
   合する泥水固化壁からなる筒状の地下連続壁を築造した
   後、前記地下連続壁に沿ってケーソンの外周壁面を摺動
   させながらケーソンを地盤内に沈設することを特徴とす
   る大深度ケーソン沈設工法。