説明

ケーソン工法およびケーソン組立設備

【課題】セグメントを効率的に組み立ててケーソンを圧入するケーソン工法と、それに適用する有効なケーソン組立設備を提供する。
【解決手段】ケーソン2を圧入するための圧入桁4の下面側に、セグメントを縦姿勢として搬入してケーソンの周方向に沿って水平搬送して組み付け位置まで導くための搬送装置10を備える。搬送装置は圧入桁の下面側に設置したレール11によって主トロリ14を走行させる構成とする。レール11は直線状の搬入用レール12とケーソンの周方向に沿う円環状の主レール13とにより構成して主トロリをそれらの間にわたって走行させる。主レール13は内トロリ15aを走行させる内レール13aと外トロリ15bを走行させる外レール13bとによる二重レールとしてそれらの間に走行桁16を横架し、主トロリ14を搬入用レール12と走行桁16との間にわたって走行させる構成とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ケーソンを地中に圧入して立坑等の地中構造物を構築するためのケーソン工法、およびそのケーソン工法に適用して好適なケーソン組立設備に関する。
【背景技術】
【0002】
ケーソン工法としてはたとえば特許文献1〜3に示されるものが周知である。これは、円筒分割体であるセグメントを地表部において相互に連結して縦型円筒状のケーソン(沈設体)を組み立て、それを地中に順次沈設していくことにより立坑や地中杭等の地中構造物を構築することを基本とするものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開平10−168867号公報
【特許文献2】特許第3889168号公報
【特許文献3】特許第3967494号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
この種のケーソン工法においてケーソンを圧入により沈設していく場合、セグメントの組立作業は圧入後のケーソンの上部とその上方に設置される圧入設備との間の狭小な空間内で行わざるを得ない。
特に近年においては作業用地の確保が難しいことからセグメントを組み立てるための作業スペースを充分に確保し難い場合も多く、そのためセグメントの組立作業を効率的に行い得ない場合も多いことから、そのような場合においてもセグメントを支障なしかも効率的に組み立てることが可能な有効適切な手段の開発が望まれているのが実状である。
【課題を解決するための手段】
【0005】
請求項1記載の発明は、円筒分割体であるセグメントを地表部において相互に連結して縦型円筒状のケーソンを組み立て、該ケーソンを圧入設備によって地中に圧入するとともに、圧入後のケーソンの上部にさらに前記セグメントを組み付けて該ケーソンを上方に延長して地中にさらに圧入することにより立坑を構築するケーソン工法であって、圧入後のケーソンの上部にさらにセグメントを組み付けるに際しては、前記圧入設備に付設したケーソン組立設備によって前記セグメントを縦姿勢として前記圧入設備の周囲からその下方に搬入するとともに前記ケーソンの周方向に沿って水平搬送して組み付け位置に導くことを特徴とする。
【0006】
請求項2記載の発明は、円筒分割体であるセグメントを地表部において相互に連結して縦型円筒状のケーソンを組み立て、該ケーソンを圧入設備によって地中に圧入するとともに、圧入後のケーソンの上部にさらに前記セグメントを組み付けて該ケーソンを上方に延長して地中にさらに圧入することにより立坑を構築するケーソン工法に適用されるケーソン組立設備であって、圧入後のケーソンの上部に組み付けるべき前記セグメントを縦姿勢として前記圧入設備の周囲からその下方に搬入するとともに前記ケーソンの周方向に沿って水平搬送して組み付け位置まで導くための搬送装置を前記圧入設備に付設してなることを特徴とする。
【0007】
請求項3記載の発明は、請求項2記載の発明のケーソン組立設備であって、前記搬送装置は、前記圧入設備が備える圧入桁の下面側に設置されたレールと、前記セグメントを縦姿勢で吊り支持して該レールに沿って走行可能な主トロリからなることを特徴とする。
【0008】
請求項4記載の発明は、請求項3記載の発明のケーソン組立設備であって、前記レールは、前記ケーソンの径方向に沿って設置された直線状の搬入用レールと、前記ケーソンの直上において該ケーソンの周方向に沿って環状に設置された主レールとからなり、前記主トロリは前記搬入用レールと前記主レールとの間にわたって走行可能とされていることを特徴とする。
【0009】
請求項5記載の発明は、請求項4記載の発明のケーソン組立設備であって、前記主レールは、平面視において前記ケーソンの内側に配置された内レールと前記ケーソンの外側に配置された外レールとによる二重レールとして構成されていて、それら内レールおよび外レールにはそれぞれ内トロリおよび外トロリが走行可能に設置され、前記内トロリおよび前記外トロリには前記ケーソンの径方向に沿う走行桁が横架されて該走行桁は前記主レールに沿って周回可能とされているとともに、前記主トロリは前記走行桁が前記搬入用レールと直線状に連続する位置で該走行桁と該搬入用レールとの間にわたって走行可能とされていることを特徴とする。
【発明の効果】
【0010】
本発明のケーソン工法によれば、セグメントを組み立ててケーソンに組み付けるための作業を圧入設備に付設した組立設備により行うので、ケーソンの圧入作業と圧入後のケーソンに対するセグメントの組み付け作業を合理的に連携して効率的に実施することが可能であるし、圧入設備の周囲や下方に充分な作業スペースを確保し得ない場合であっても、セグメントの搬入作業とケーソンへの組み付け作業を容易にかつ支障なく実施することが可能である。
【0011】
本発明のケーソン組立設備によれば、セグメントを搬入して組み付け位置に搬送するための搬送装置が圧入設備に付設されているので、圧入設備の周囲やその下方に充分な作業スペースが確保し得ない場合であってもセグメントの搬入作業や組み付け作業を支障なく行うことが可能であるし、その搬送装置はセグメントをケーソンの周方向に沿って搬送して組み付け位置まで導く構成であるのでセグメントの搬送を容易にかつ効率的に行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】本発明の実施形態であるケーソン組立設備の概略構成図である。
【図2】本発明の実施形態であるケーソン工法において用いるセグメントおよびその吊り姿勢を示す図である。
【図3】同、作業手順を示す図である。
【図4】同、作業手順を示す図である。
【図5】同、作業手順を示す図である。
【図6】同、作業手順を示す図である。
【図7】同、作業手順を示す図である。
【図8】同、作業手順を示す図である。
【図9】同、作業手順を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
図1は本発明のケーソン工法およびセグメント組立設備の実施形態を示すものである。これは、基本的には特許文献1〜3に示される従来のケーソン工法と同様に、図2に示すような円筒分割体であるセグメント1を周方向および軸方向に連結して円筒状のケーソン(沈設体)2を組み立て、それを圧入設備3により地中に順次圧入していくことで立坑等の地中構造物を構築するものである。
図示例の圧入設備3は、構築するべきケーソン2の径寸法に対応する環状の圧入桁4を、その周囲に設置した圧入機構5によって押し下げることでケーソン2の全体を地中に圧入していくことを基本とするものである。
このようなケーソン工法では、ケーソン2を所定深さまで圧入した後にその上部にセグメント1をさらに組み付けてケーソン2を上方に延長し、その全体をさらに圧入していくという工程を繰り返すことになるので、その際には新たなセグメント1を圧入桁4の下方に搬入してケーソン2の上部に組み付ける作業が必要となる。
【0014】
そこで、本実施形態では圧入桁4の下方においてセグメント1を組み立てるための組立設備を圧入設備3に付設しておき、それを用いて以下の手順によりケーソン2を組み立てることを主眼とするものである。
【0015】
本実施形態の組立設備は、図2(b)、(c)に示すようにセグメント1を鉛直な縦姿勢として吊り上げて圧入桁4の下方に搬入するとともに、セグメント1をその姿勢のままでケーソン2の直上においてその周方向に沿って周回させるように水平搬送して組み付け位置まで導くものであり、圧入桁4の下面側に設置されたレール11と、セグメント1を縦姿勢で吊り支持してレール11に沿って走行可能な主トロリ14から構成される搬送装置10を主体とし、主トロリ14が備えるチェーンブロック等の揚重機構によりセグメント1を吊り上げて搬送可能なものである。
【0016】
より具体的には、搬送装置10における上記のレール11は、セグメント1の搬入位置においてケーソン2の径方向に沿って設置された直線状の1本の搬入用レール12と、ケーソン2の直上においてケーソン2の周方向に沿って円環状に設置された主レール13とからなり、上記の主トロリ14はそれら搬入用レール12と主レール13との間にわたって走行可能とされている。
また、上記の環状の主レール13は、平面視においてケーソン2の内側に配置された内レール13aとケーソン2の外側に配置された外レール13bとによる二重レールとして構成されていて、それら内レール13aおよび外レール13bにはそれぞれ内トロリ15aおよび外トロリ15bが走行可能に設置されており、それら内トロリ15aと外トロリ15bの間にはケーソン2の径方向に沿う走行桁16が横架されている。
したがって、内トロリ15aおよび外トロリ15bを同期させて駆動することにより走行桁16は主レール13(内レール13aおよび外レール13b)に沿って周回可能とされており、かつこの走行桁16は図1(a)に破線で示すように搬入位置において上記の搬入用レール12と直線状に連続して一連の走行路を構成し、その状態では主トロリ14が搬入用レール12と走行桁16との間にわたって走行可能とされている。
【0017】
なお、主トロリ14を搬入用レール12と走行桁16との間にわたって走行させる際には、双方の位置が不用意にずれてしまうことを確実に防止するためにそれらを適宜のストッパにより位置ずれ不能な状態に連結すると良い。
【0018】
上記の組立設備を用いてケーソン2を組み立てる工程について図3〜図9を参照して具体的に説明する。
なお、図2(a)に示すようにセグメント1の上面には少なくとも2つのボルト孔20を設けておき、セグメント1を搬送する際には(b)に示すようにそれらボルト孔20にアイボルト21を連結してワイヤ22により吊り支持するか、あるいは(c)に示すような吊り治具23をボルト24により装着してその吊り治具23を介してセグメント1を鉛直状態の縦姿勢で吊り支持すれば良く、以下ではその吊り治具23を用いる場合について説明する。
また、セグメント1の内面や周面にはセグメント1どうしを位置決めして相互に連結するためのボルトボックスやボルト孔等が設けられていることが通常であるが、図2ではそれらの図示は省略してある。
さらに、図3〜図9のそれぞれにおける平面図である(a)においては、走行桁16および吊り治具23の位置を図示するのみとして主トロリ14およびセグメント1の図示は省略する。
【0019】
まず、図3に示すように主トロリ14を搬入用レール12の先端部に配置し、走行桁16をその搬入用レール12に直線状に連続する位置に配置しておく。
そして、予め吊り治具23を装着したセグメント1を適宜のクレーン25により搬入位置まで搬入し、主トロリ14が備えている揚重機構によって(b)に示すようにセグメント1を吊り上げる。
【0020】
次に、主トロリ14を内側に向けて走行させて図4に示すように搬入用レール12から走行桁16に移動させることによりセグメント1をケーソン2の直上位置まで導き、続いて走行桁16を主レール13に沿って走行させて図5(a)、(b)に示すようにセグメント1をケーソン2に沿って周回させて組み付け位置まで導き、そこで(c)に示すようにセグメント1を降下させてケーソン2に組み付ける。
なお、図示例では1リング分を6ピースのセグメント1により構成する場合の例であり、最初のセグメント1を搬入位置のほぼ反対側の位置に組み付けるものとしているが、いずれにしてもセグメント1の搬送はその組み付け位置に応じて時計回りあるいは反時計回りのいずれかで行って搬入位置から最短距離で搬送すれば良い。
【0021】
しかる後に、図6に示すように吊り治具23をセグメント1から取り外して主トロリ14により吊り上げ、走行桁16を主レール13により走行させて搬入位置まで戻し、さらに図7に示すように主トロリ14を搬入用レール12の先端部まで戻し、次に組み付けるべき新たなセグメント1を主トロリ14により吊り支持する。
【0022】
以上の工程を繰り返して5ピースのセグメント1をそれぞれの組み付け位置まで搬送して組み付けた後、図8に示すように1リング分の最後となる6ピース目のセグメント1を組み付けるが、その際には図9(b)に示すように主トロリ14を走行桁16の先端側の位置に配置してセグメント1をケーソン2の外側の位置で吊り支持し、その状態でセグメント1を周方向に搬送して(a)に示すように組み付け位置を臨む位置まで導き、そこで(c)に示すように内側にずらしてケーソン2の直上に位置に導いたうえで降下させれば良い。
【0023】
以上の組立設備により以上の手順でセグメントを組み付けることにより、圧入桁4の下方に充分な作業スペースが確保し得ない場合であっても、セグメント1をその組み付け位置まで容易にかつ支障なく搬送することができ、その作業を極めて効率的に行うことができる。
【0024】
なお、上記実施形態はあくまで一例であって、本発明は上記実施形態に限定されることなく適宜の設計的変形や応用が可能であることはいうまでもなく、特にセグメントをケーソンの上方において搬送して組み付け位置に導くための搬送装置の具体的な構成やセグメントを組み付けるための具体的な作業手順は、ケーソンの規模や構造、圧入設備の構成その他の諸条件に応じて最適設計すれば良い。
たとえば、上記実施形態の組立設備では主トロリ14をレール11(搬入用レール12および主レール13)により案内して走行させる構成の搬送装置10を採用したが、要はセグメントを鉛直な縦姿勢としてケーソンの直上位置においてケーソンの周方向に沿って周回させて組み付け位置に搬送するための搬送装置を圧入設備に備えておけば良いのであって、その限りにおいて搬送装置の構成やそれを圧入設備に対して付設するための形態も任意である。
【符号の説明】
【0025】
1 セグメント
2 ケーソン
3 圧入設備
4 圧入桁
5 圧入機構
10 搬送装置
11 レール
12 搬入用レール
13 主レール
13a 内レール
13b 外レール
14 主トロリ
15a 内トロリ
15b 外トロリ
16 走行桁
20 ボルト孔
21 アイボルト
22 ワイヤ
23 吊り治具
24 ボルト
25 クレーン

【特許請求の範囲】
【請求項1】
円筒分割体であるセグメントを地表部において相互に連結して縦型円筒状のケーソンを組み立て、該ケーソンを圧入設備によって地中に圧入するとともに、圧入後のケーソンの上部にさらに前記セグメントを組み付けて該ケーソンを上方に延長して地中にさらに圧入することにより立坑を構築するケーソン工法であって、
圧入後のケーソンの上部にさらにセグメントを組み付けるに際しては、前記圧入設備に付設したケーソン組立設備によって前記セグメントを縦姿勢として前記圧入設備の周囲からその下方に搬入するとともに前記ケーソンの周方向に沿って水平搬送して組み付け位置に導くことを特徴とするケーソン工法。
【請求項2】
円筒分割体であるセグメントを地表部において相互に連結して縦型円筒状のケーソンを組み立て、該ケーソンを圧入設備によって地中に圧入するとともに、圧入後のケーソンの上部にさらに前記セグメントを組み付けて該ケーソンを上方に延長して地中にさらに圧入することにより立坑を構築するケーソン工法に適用されるケーソン組立設備であって、
圧入後のケーソンの上部に組み付けるべき前記セグメントを縦姿勢として前記圧入設備の周囲からその下方に搬入するとともに前記ケーソンの周方向に沿って水平搬送して組み付け位置まで導くための搬送装置を前記圧入設備に付設してなることを特徴とするケーソン組立設備。
【請求項3】
請求項2記載のケーソン組立設備であって、
前記搬送装置は、前記圧入設備が備える圧入桁の下面側に設置されたレールと、前記セグメントを縦姿勢で吊り支持して該レールに沿って走行可能な主トロリからなることを特徴とするケーソン組立設備。
【請求項4】
請求項3記載のケーソン組立設備であって、
前記レールは、前記ケーソンの径方向に沿って設置された直線状の搬入用レールと、前記ケーソンの直上において該ケーソンの周方向に沿って環状に設置された主レールとからなり、前記主トロリは前記搬入用レールと前記主レールとの間にわたって走行可能とされていることを特徴とするケーソン組立設備。
【請求項5】
請求項4記載のケーソン組立設備であって、
前記主レールは、平面視において前記ケーソンの内側に配置された内レールと前記ケーソンの外側に配置された外レールとによる二重レールとして構成されていて、それら内レールおよび外レールにはそれぞれ内トロリおよび外トロリが走行可能に設置され、
前記内トロリおよび前記外トロリには前記ケーソンの径方向に沿う走行桁が横架されて該走行桁は前記主レールに沿って周回可能とされているとともに、前記主トロリは前記走行桁が前記搬入用レールと直線状に連続する位置で該走行桁と該搬入用レールとの間にわたって走行可能とされていることを特徴とするケーソン組立設備。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【公開番号】特開2012−36563(P2012−36563A)
【公開日】平成24年2月23日(2012.2.23)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−174424(P2010−174424)
【出願日】平成22年8月3日(2010.8.3)
【出願人】(000002299)清水建設株式会社 (2,433)
【出願人】(000140694)株式会社加藤建設 (50)