内空を有する地中構造物への潜入方法及び潜入用ケーソン構造
【課題】内空を有する地中構造物の外部から内部に潜入することで、内部から補強又は補修を可能とし、さらに構造物内部の実態調査を可能とする等、地中構造物の健全性を確保するために構造物内部に直接潜入することで解決すること。
【解決手段】地中構造物の側近にオールケーシング工法による立坑又はニューマチックケーソン工法によるケーソンを潜入箇所の深度位置まで仮設し、立坑又はケーソンを一部切除し、かつ地中構造物の側壁を一部破砕することで開口し連通させる。
【解決手段】地中構造物の側近にオールケーシング工法による立坑又はニューマチックケーソン工法によるケーソンを潜入箇所の深度位置まで仮設し、立坑又はケーソンを一部切除し、かつ地中構造物の側壁を一部破砕することで開口し連通させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建設分野における内空を有する地中構造物内部に、地上から潜入する方法とその潜入用ケーソン構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、建設構造物の設計基準の見直しが検討され、耐震基準は漸次向上している現状にあり、旧来設計を基準として築造された構造物は、現行耐震性能を満足しないものが多く存在し、最新の設計基準まで耐力向上させる補強工事が急がれている。
【０００３】
ただし、地中部に埋設されている構造物については、直接的に補強することが難しいため、周辺地盤を固化改良する等して間接的に地中構造物に対する外力影響を軽減する措置を講ずる例が多い。
【０００４】
特に、その供用形態がケーソンのような比較的大型の基礎である場合又は地下室のような大きな空間を必要とする容器構造物である場合等には、地盤の大規模な改良体の造成が必要となり、実施工を見据えると工期及び工費の面から現実的手法とはいえない状況下で補強工事を必要とする例が増加しているという問題がある。
【０００５】
ここで、地中構造物の補強手段は、構造物の外部から施工する補強工事及び内部から施工する補強工事に大別される。ただし、外部から補強する例は工事規模も大きくなるため、地中構造物の内部へ潜入して内部から補強する方法が着目されている。
【０００６】
また、大型でかつ基礎を目的とする地中構造物は、地下室とは異なり、その内空容積を有効的に活用するために、工場跡地等から排出された汚染土壌や廃棄物等をはじめとした不使用物質の封入容器として機能させる検討も盛んに進められている。
【０００７】
この封入容器としての利用については、例えば封入物質の汚染度の変化を経時的に計測するシステムを備えるものが多いが、汚染度のレベルが非常に低いものの処分等については観測機能を伴わない利用形態も存在し、これらの実態を調査する上では地中構造物内部への潜入が必要となり、また、既設の地中構造物内に不使用物質を封入する場合にも外部からの潜入技術を要する。
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−２１９８５１公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、本発明は上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、内空を有する程度の比較的大型の地中構造物について構造物の外部から内部に潜入することで、耐震性能が劣っている構造物については内部から補強する手段を講ずることを可能とし、また機能劣化している構造物については内部から補修手段を講ずることを可能とし、さらに不使用物質を封入している構造物については封入後の経過観測をはじめとする実態調査を可能とする等、地中構造物の健全性を確保するために構造物内部に直接潜入することで解決するものである。特に、内空を有する地中構造物への潜入方法及び潜入用ケーソン構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記の目的の達成及び課題を解決するために、本発明は次のように構成される。
【００１１】
本願請求項１にかかる内空を有する地中構造物への潜入方法は、
地中構造物の側近に立坑を潜入箇所の深度位置まで仮設し、
立坑を一部切除し、かつ地中構造物の側壁を一部破砕することで立坑と地中構造物とを連通する開口部を設け、
地中構造物内空部に潜入することを特徴とする。
【００１２】
本願請求項２にかかる内空を有する地中構造物への潜入方法は、
請求項１に記載の発明において、
地中構造物の側近にオールケーシング工法による立坑を潜入箇所の深度位置まで仮設し、
ケーシング立坑のケーシングを一部切除し、かつ地中構造物の側壁を一部破砕することでオールケーシング立坑と地中構造物とを連通する開口部を設け、
地中構造物の内空部に潜入することを特徴とする。
【００１３】
本願請求項３にかかる内空を有する地中構造物への潜入方法は、
請求項１に記載の発明において、
地中構造物の側近にニューマチックケーソン工法によるケーソンを潜入箇所の深度位置まで沈設し、
ケーソン側面に具備するウォータジェットにより地中構造物とケーソンとの間隙地盤を切削すると共にケーソン側面に具備するガスケット押進装置により圧力隔壁を囲繞する形態で配設されるガスケットを地中構造物側壁に当着させ、
ケーソン内を減圧しケーソンに外部から作用する土水圧によりガスケットを地中構造物に圧着させ、
ケーソン側面に具備する圧力隔壁を開蓋し、かつ地中構造物の側壁を一部破砕することでケーソンと地中構造物とを連通する開口部を設け、
地中構造物の内空部に潜入することを特徴とする。
【００１４】
本願請求項４にかかる内空を有する地中構造物への潜入方法は、
請求項３に記載の発明において、
ガスケットを地中構造物側壁に当着させる前に、
ケーソン側面に具備する鋼製プレート押進装置によりガスケットを囲繞する形態で配設される鋼製プレートを地中構造物側壁に当着させることを特徴とする。
【００１５】
本願請求項５にかかる内空を有する地中構造物への潜入方法は、
請求項１〜４のうち何れか１項記載の発明において、
ケーシング又はケーソン内部から地中構造物側壁に送気管及び排水管を穿設することを特徴とする。
【００１６】
本願請求項６にかかる内空を有する地中構造物への潜入方法は、
請求項１〜５のうち何れか１項記載の発明において、
地中構造物側壁を開口補強し、
開口補強体を地中構造物開口部の構造部材の一部とすることを特徴とする。
【００１７】
本願請求項７にかかる内空を有する地中構造物への潜入方法は、
請求項１〜６のうち何れか１項記載の発明において、
潜入箇所周辺を地盤改良することを特徴とする。
【００１８】
本願請求項８にかかる内空を有する地中構造物への潜入用ケーソン構造は、
ケーソンの最下部に刃口を具備し、
側面に圧力隔壁、ウォータジェット及びガスケット押進装置を具備し、
ガスケット押進装置に圧力隔壁を囲繞する形態でガスケットを配設することを特徴とする。
【００１９】
本願請求項９にかかる内空を有する地中構造物への潜入用ケーソン構造は、
請求項８に記載の発明において、
鋼製プレート押進装置を具備し、
鋼製プレート押進装置にガスケットを囲繞する形態で鋼製プレートを配設することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によると、大型の地中構造物のような内部空間を有する構造物内への潜入方法について、大規模な地盤改良等を要せず経済的に施工することが可能で、工期も短く、また別途新設構造物の築造を要せず仮設建造物をもって潜入することが可能となり、さらに構造物外部地盤に対する影響を最小限に抑えることを可能とするものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明を実施するための最良の形態として、橋梁基礎として築造された地中構造物を補強する場合を例にして図面を参照しながら説明する。
【００２２】
まず、図１は本発明の実施形態の潜入対象となる内空を有する地中構造物の縦断面である。図１に示すように、橋脚１ｂの基礎構造物として設計及び築造されるような地中構造物１ａは、その構造物全体が原地盤面２ａから低位し、また規模が比較的大きいことからその内部構造は内空部を有することが殆どで地中構造物１ａの側壁１ｃ及び中仕切壁１ｄにより仕切られる中桝１ｅ（内空部）がひとつ又は複数形成されている。さらに、地中構造物１ａが地下水位２ｃより低位する場合には、中桝１ｅに地下水位２ｃに相当する水位レベルまで中詰水２ｄが注水されている。本発明では、地中構造物１ａの側壁１ｃの外部から中桝１ｅの内部に潜入するため、内部に空間が確保されている構造物であれば、その潜入対象となる地中構造物の内部構造には依存せず、また、本実施形態では例示しないが、構造物が地下室のような内空確保を条件とするような場合にも当然ながら適性がある。
【００２３】
図２〜図９は、オールケーシング工法を利用したケーシング立坑から、地中構造物１ａの内部に潜入する形態を示しており、図２は、ケーシング立坑の構築に先行する地盤改良による準備工程を示している。
【００２４】
まず、地盤改良機３ａを地上に設置し、地中構造物１ａの潜入箇所周辺について、平面視で部分的に地盤改良し、改良体５ａを造成する。この改良体５ａは止水性能を有するものとし、かつ以降説明するケーシング立坑の外形寸法を上まわる規模とし、さらに地中構造物１ａの側壁１ｃの外側面に対して水密的に造成される。前記の改良体５ａとしては、セメント系固化材料を地盤に注入または地盤と撹拌混合することにより、切削可能な改良体５ａを造成すればよい。
【００２５】
ここで、地中構造物１ａの内部に潜入する位置は図示するような上部ではなく、施工量の増大を伴うことを前提として、もちろん下方からであっても構わない。
【００２６】
つぎに、図３及び図５に示すように、ケーシング立坑をオールケーシング工法で築造する。原地盤面２ａにオールケーシング掘削機３ｅを設置し、このオールケーシング掘削機３ｅに掘削ビット４ｃを具備する掘削用ケーシングチューブ４ｄをセットし、随時ケーシングチューブ４ｂをケーシング接続金具４ｅで固定しながら載設して、掘削バケット３ｃによる地盤の掘削と揚重機３ｂによる排土と同時にケーシングチューブ４ｄの揺動又は回転及び圧入により掘削ビット４ｃを地盤に貫入させながら、ケーシング立坑４ａを地盤改良により造成した改良体５ａの所定深度まで沈設することでケーシング立坑４ａを築造する。
【００２７】
なお、一般にオールケーシング工法は地中に杭体を構築するために採用する工法であるが、本発明ではケーシング立坑４ａを築造仮設するために利用する。
【００２８】
つぎに、図４及び図５に示すように、ケーシング立坑４ａが地中構造物１ａへの潜入箇所となる所定深度まで沈設した後、オールケーシング掘削機３ｅによりケーシングチューブ４ｂを把持固定し、アジテータトラック３ｆ等で運搬したコンクリートをケーシング立坑４ａに打設して底盤コンクリート５ｄを構築する。これより、ケーシング立坑４ａは、その上部及び下部を固定することで地盤内で姿勢を安定させる。
【００２９】
つぎに、図５（破線部）に示すように、地中構造物１ａへの潜入位置に当たるケーシングチューブ４ｂの一部を切削機又はガス切断機等で切除及び撤去し、ケーシング開口部８ａを開口する。ここで、図示では地下水位２ｃよりケーシング開口部８ａが低位しているが、地盤改良による改良体５ａの止水効果により、ケーシング立坑４ａの内部への地下水の進入はない。
【００３０】
つぎに、図６に示すように、ケーシング開口部８ａと地中構造物１ａの側壁１ｃの外側面との間隙に位置する改良体５ａを掘削除去して改良体間隙部５ｂを開口した上で、開閉バルブ６ｆを接続した送気管６ａ及び排水管６ｄをケーシング立坑４ａの内部から側壁１ｃに穿孔機等で穿設し、中桝１ｅの内部に注水されている中詰水２ｄに対して突設状態に構成する。
【００３１】
つぎに、排水管６ｄに接続する開閉バルブ６ｆを開き中詰水２ｄを矢印方向に自然排水しながら、送気管６ａに接続する開閉バルブ６ｆを開き中桝１ｅに矢印方向に自然送気することで、中詰水２ｄの水位を排水管６ｄの高さまで低下させる。このとき、排水した中詰水２ｄはケーシング立坑４ａの内部から揚水ポンプ等を利用して立坑外に排水すればよい。
【００３２】
つぎに、図７に示すように、排水管６ｄ、送気管６ａ及び開閉バルブ６ｆを撤去し、側壁１ｃの潜入箇所周囲を囲繞する形態で補強部材７ａを側壁１ｃにアンカー７ｂで固定し開口補強体とすることで、予め側壁１ｃに潜入用の開口部（側壁開口部８ｃ）が形成されるに先行して開口補強工を施工しておく。もちろん、側壁１ｃの部材強度や予定する側壁開口部８ｃの規模によっては開口補強工を省略することも可能である。なお、側壁１ｃの復旧の際には、補強部材７ａを側壁開口部８ｃの本設構造物の一部として機能させることもできる。
【００３３】
最後に、図８に示すように、潜入箇所の側壁１ｃをブレーカ等で破砕除去し側壁開口部８ｃを開口することで、ケーシング開口部８ａ、改良体間隙部５ｂ及び側壁開口部８ｃからなる開口部８ｄが構成され、ケーシング立坑４ａ及び地中構造物１ａが開口部８ｄを経由して開通し、地上部から地中構造物１ａの内部に潜入することが可能となる。なお、ケーシング開口部８ａを開口したケーシングチューブ４ｂと側壁１ｃとを別途手段による構造部材等で固定することも可能である。
【００３４】
また、図９に示すように、前記する開口補強工については、開口部８ｄを開口した後に潜入箇所の側壁１ｃの内面（側壁開口部８ｃの内周面）に対して補強部材７ａを側壁１ｃにアンカー７ｂで固定し開口補強体とすることも可能であり、側壁１ｃの部材強度や予定する側壁開口部８ｃの規模によって決定すればよい。
【００３５】
この後、地中構造物１ａの内部から補修工事や補強工事を実施し、又は中桝１ｅの内部を調査する場合等、当然ながらそのときの必要に応じて中桝１ｅに排水ポンプを設置する等して、中詰水２ｄをケーシング立坑４ａを経由して外部に排水すればよい。また、全ての作業終了後の復旧については、地中構造物１ａ（側壁１ｃ）を復旧した後に、改良体５ａ、掘削用ケーシングチューブ４ｄ及び底盤コンクリート５ｄを残置する形で掘削土を埋め戻しながら通常のオールケーシング工法によりケーシングチューブ４ｂをオールケーシング掘削機３ｅにより引き抜くことで現況復旧することが可能である。
【００３６】
図１０〜図１７は、上述するオールケーシング工法による潜入方法とは異なる形態の潜入方法を例示しており、地盤改良を要しないニューマチックケーソン工法による実施例である。
【００３７】
まず、図１０はニューマチックケーソン工法をもって地中構造物１ａの内部に潜入する場合のケーソン沈設の工程を示す縦断面図を示しており、天井スラブに人用のロック及びシャフトからなる圧気工事設備４ｆと材料用のロック及びシャフトからなる圧気工事設備４ｇ、並びにケーソンの躯体平面に同寸法の仮壁４ｈが艤装される下端部に刃口４ｊを有する地上にて構築されたケーソン４ｉは、地盤の掘削と併行して排土バケット３ｄ及び揚重機３ｂによる排土と圧気工事設備４ｆ，４ｇ及び仮壁４ｈの艤装作業を繰り返し、地中構造物１ａの潜入箇所の所定深度までケーソン４ｉの内圧を調整し地下水を排除しながら沈設される。
【００３８】
ここで、図１０及び図１１に示すように、仮壁４ｈは、ケーソン４ｉの横断面積が圧気工事設備４ｆ，４ｇのシャフト横断面積より大きいため、掘削後の地盤崩壊を防止する目的で仮設されるものであって一般的なケーソン工事技術の範囲にある。
【００３９】
つぎに、図１２及び図１３に示すように、内空を有する地中構造物１ａへの潜入用ケーソンとなるケーソン４ｉの内部構造は、側面に排泥管６ｅ及びこれに接続される開閉バルブ６ｆを具備する圧力隔壁９ｆを有し、この圧力隔壁９ｆの外周にわたってガスケット９ｃを内設するガスケット押進装置９ｄ、さらに外周にウォータジェットノズル９ｅ、またさらに外周に筒状の鋼製プレート９ａを内設する鋼製プレート押進装置９ｂが各先端面がケーソン４ｉの外部側面と同一平面（縦面）内に配設される。なお、図示では躯体が鋼製ケーソンである場合の例となるが、もちろんコンクリート製であっても構わない。
【００４０】
図１４及び図１５は、ケーソン４ｉと地中構造物１ａとの接合手段を示しており、図１４に示すように、潜入箇所まで沈設したケーソン４ｉの側面に具備するウォータジェットノズル９ｅに送水管６ｂを配管し、ケーソン４ｉと地中構造物１ａの側壁１ｃの外側面とで形成される間隙地盤に対して、高圧流水を噴射し当該地盤を切削しながら泥化させる。このとき、送水管６ｂは、圧気工事設備４ｇを経由して地上に設備する送水ポンプに配管される（図示を省略する）。
【００４１】
つぎに、高圧流水の噴射を継続しながら、鋼製プレート９ａを液圧ジャッキを内設する鋼製プレート押進装置９ｂにより徐々に押進させ、側壁１ｃに当接させる。
【００４２】
さらに、高圧流水の噴射を継続して、開閉バルブ６ｆを開放し圧力隔壁９ｆに具備する排泥管６ｅから、ケーソン４ｉの外側面、側壁１ｃ及び鋼製プレート９ａで区画される間隙地盤の土砂を排泥する。この工程は、土砂流体の排泥がほぼ終了し、間隙地盤の土砂が送水管６ｂ及びウォータジェットノズル９ｅを経由して噴射される高圧流水に置換されるまで連続する。
【００４３】
つぎに、図１５に示すように、ガスケット９ｃを液圧ジャッキを内設するガスケット押進装置９ｄにより押進させ、地中構造物１ａの側壁１ｃに当着させる。この後、高圧流水の送水を停止して送水管６ｂを撤去し、さらに排泥管６ｅから送水した水を排水する。ここで、ガスケット９ｃの当着効果を妨げることがない位置まで、鋼製プレート９ａは後進させておく（図示では完全後退した状態を示す）。
【００４４】
このとき、ケーソン４ｉの外側面、側壁１ｃ及びガスケット９ｃで区画され排水が終了した空間の気圧は、ケーソン４ｉの内部圧力（作業気圧）と排泥管６ｅ及び開放した開閉バルブ６ｆを通じて同圧となっている。
【００４５】
つぎに、排泥管６ｅに接続される開閉バルブ６ｆに圧気工事設備４ｇのロックまで送気管６ｃを配管し、ロック内圧力を大気圧まで減圧（大気開放）することで、ケーソン４ｉの外側面、側壁１ｃ及びガスケット９ｃで区画された空間を大気圧と同圧にし、高圧に保たれているケーソン４ｉの内部との間に、ケーソン４ｉの作業気圧と大気圧との差分の圧力（気圧）差を発生させる。なお、排泥管６ｅは排気管６ｃとして機能している。
【００４６】
これより、ケーソン４ｉはその周囲の土水圧の作用により地中構造物１ａの方向（矢印で示す右方向）に外圧を受けることで、ガスケット９ｃは側壁１ｃに確実に圧着されガスケット９ｃと側壁１ｃとは水密的に保たれる。また、より大きな力でガスケット９ｃを押進することも可能となる。
【００４７】
つぎに、図１６に示すように、排気管６ｃを撤去した後に底盤コンクリート５ｄをケーソン４ｉの刃口４ｊ部分に打設し、ケーソン４ｉを固定する。次いで、底盤コンクリート５ｄの硬化後にケーソン４ｉの内部圧力を大気圧相当まで減圧し、圧力隔壁９ｆを開蓋又は撤去し圧力隔壁開口部８ｂを構築する。
【００４８】
つぎに、ケーソン４ｉの外側面、側壁１ｃ及びガスケット９ｃで区画される空間に残る残水を排水し、開閉バルブ６ｆを接続した送気管６ａ及び排水管６ｄをケーソン４ｉの内部から側壁１ｃに穿孔機等で穿設し、中桝１ｅの内部に注水されている中詰水２ｄに対して突設状態に構成する。
【００４９】
つぎに、中詰水２ｄの排水工程に移行するが、先述及び図６に記載する同様の手順にて排水すればよく、また、開口補強体の構成及び開口部補強工の工程についても先述及び図７並びに図９に記載する同様の手順にて補強すればよく、説明を省略する。
【００５０】
最後に、図１７に示すように、潜入箇所の側壁１ｃをブレーカ等で破砕除去し側壁開口部８ｃを開口することで、圧力隔壁開口部８ｂ、ケーソン４ｉの外側面、側壁１ｃ及びガスケット９ｃで区画される空間、及び側壁開口部８ｃからなる開口部８ｄが構成され、ケーソン４ｉ及び地中構造物１ａが開口部８ｄを経由して開通し、地上部から地中構造物１ａの内部に潜入することが可能となる。なお、圧力隔壁開口部８ｂを開口したケーソン４ｉと側壁１ｃとを別途手段による構造部材等で固定することも可能である。
【００５１】
この後、地中構造物１ａの内部から補修工事や補強工事を実施し、又は中桝１ｅの内部を調査する場合等、当然ながらそのときの必要に応じて中桝１ｅに排水ポンプを設置する等して、中詰水２ｄをケーソン４ｉ及び圧気工事設備４ｇを経由して外部に排水すればよい。また、全ての作業終了後の復旧については、地中構造物１ａ（側壁１ｃ）を復旧した後に、ケーソン４ｉ及び底盤コンクリート５ｄを残置する形態で圧気工事設備４ｆ，４ｇを撤去し掘削土を埋め戻しながら仮壁４ｈを引き抜くといった、仮壁４ｈを有する場合の一般的なケーソン工法で現況復旧することが可能である。
【００５２】
また、出願人によりなされた試験では、潜入箇所周辺の地盤が比較的軟質である場合には、鋼製プレート９ａ及び鋼製プレート押進装置９ｂを要せずに、ウォータジェット９ｅによる高圧流水の作用だけでガスケット９ｃを側壁１ｃに当着させることが可能であるため、実施における地質状態に応じて鋼製プレート９ａ及び鋼製プレート押進装置９ｂの有無を決定すればよい。
【００５３】
なお、ここでの実施形態に示した構成を適宜設計変更して実施することは本発明の範囲に属する。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の実施形態の橋梁基礎として機能する地中構造物の断面図である。
【図２】本発明の実施形態のオールケーシング工法にて内部潜入する場合の地盤改良による準備工程を示す地中構造物の断面図である。
【図３】本発明の実施形態のオールケーシング工法にてケーシング立坑を構築する工程を示す地中構造物の断面図である。
【図４】本発明の実施形態のオールケーシング工法にて構築したケーシング立坑に底盤コンクリートを打設して、ケーシング立坑を安定させる工程を示す地中構造物の断面図である。
【図５】本発明の実施形態のオールケーシング工法にて構築したケーシング立坑の最下部のケーシングチューブの一部を切除して、ケーシング開口部を構築する工程を示す潜入箇所の部分拡大断面図である。
【図６】本発明の実施形態のオールケーシング工法にて構築したケーシング立坑の内部から、地中構造物の中桝に注水されている中詰水を排水する工程を示す潜入箇所の部分拡大断面図である。
【図７】本発明の実施形態のオールケーシング工法にて構築したケーシング立坑の内部から、地中構造物の側壁に開口補強工を施工する工程を示す潜入箇所の部分拡大断面図である。
【図８】本発明の実施形態のオールケーシング工法にて構築したケーシング立坑の内部から、地中構造物の側壁に開口部を構築する工程を示す潜入箇所の部分拡大断面図である。
【図９】本発明の実施形態のオールケーシング工法にて構築したケーシング立坑の内部から、図７とは異なる開口補強工の実施例を示す潜入箇所の部分拡大断面図である。
【図１０】本発明の実施形態のニューマチックケーソン工法にて内部潜入する場合のケーソン沈設の工程を示す地中構造物の断面図である。
【図１１】本発明の実施形態の図１０における平面位置関係を示す地中構造物とケーソンの部分透過平面図である。
【図１２】本発明の実施形態のニューマチックケーソン工法にて沈設したケーソンの内部構造を示す潜入箇所の部分拡大断面図である。
【図１３】本発明の実施形態の図１２におけるケーソンの右側面から見た場合を示す一部縦断側面図である。
【図１４】本発明の実施形態のニューマチックケーソン工法にて沈設したケーソンと地中構造物側壁とからなる地盤間隙部の掘削工程を示す潜入箇所の部分拡大断面図である。
【図１５】本発明の実施形態のニューマチックケーソン工法にて沈設したケーソンと地中構造物側壁との圧着工程を示す潜入箇所の部分拡大断面図である。
【図１６】本発明の実施形態のニューマチックケーソン工法にて沈設したケーソンの内部から、地中構造物の中桝に注水されいている中詰水を排水する工程を示す潜入箇所の部分拡大断面図である。
【図１７】本発明の実施形態のニューマチックケーソン工法にて沈設したケーソンの内部から、地中構造物の側壁に開口部を構築する工程を示す潜入箇所の部分拡大断面図である。
【符号の説明】
【００５５】
１ａ 地中構造物
１ｂ 橋脚
１ｃ 側壁
１ｄ 中仕切壁
１ｅ 中桝
２ａ 原地盤面
２ｂ 掘削地盤面
２ｃ 地下水位
２ｄ 中詰水
３ａ 地盤改良機
３ｂ 揚重機
３ｃ 掘削バケット
３ｄ 排土バケット
３ｅ オールケーシング掘削機
３ｆ アジテータトラック
４ａ ケーシング立坑
４ｂ ケーシングチューブ
４ｃ 掘削ビット
４ｄ 掘削用ケーシングチューブ
４ｅ ケーシング接続金具
４ｆ 圧気工事設備（人用のロック及びシャフト）
４ｇ 圧気工事設備（材料用のロック及びシャフト）
４ｈ 仮壁
４ｉ ケーソン
４ｊ 刃口
５ａ 改良体
５ｂ 改良体間隙部
５ｃ 地盤間隙部
５ｄ 底盤コンクリート
６ａ 送気管
６ｂ 送水管
６ｃ 排気管
６ｄ 排水管
６ｅ 排泥管
６ｆ 開閉バルブ
７ａ 補強部材
７ｂ アンカー
８ａ ケーシング開口部
８ｂ 圧力隔壁開口部
８ｃ 側壁開口部
８ｄ 開口部
９ａ 鋼製プレート
９ｂ 鋼製プレート押進装置
９ｃ ガスケット
９ｄ ガスケット押進装置
９ｅ ウォータジェットノズル
９ｆ 圧力隔壁
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建設分野における内空を有する地中構造物内部に、地上から潜入する方法とその潜入用ケーソン構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、建設構造物の設計基準の見直しが検討され、耐震基準は漸次向上している現状にあり、旧来設計を基準として築造された構造物は、現行耐震性能を満足しないものが多く存在し、最新の設計基準まで耐力向上させる補強工事が急がれている。
【０００３】
ただし、地中部に埋設されている構造物については、直接的に補強することが難しいため、周辺地盤を固化改良する等して間接的に地中構造物に対する外力影響を軽減する措置を講ずる例が多い。
【０００４】
特に、その供用形態がケーソンのような比較的大型の基礎である場合又は地下室のような大きな空間を必要とする容器構造物である場合等には、地盤の大規模な改良体の造成が必要となり、実施工を見据えると工期及び工費の面から現実的手法とはいえない状況下で補強工事を必要とする例が増加しているという問題がある。
【０００５】
ここで、地中構造物の補強手段は、構造物の外部から施工する補強工事及び内部から施工する補強工事に大別される。ただし、外部から補強する例は工事規模も大きくなるため、地中構造物の内部へ潜入して内部から補強する方法が着目されている。
【０００６】
また、大型でかつ基礎を目的とする地中構造物は、地下室とは異なり、その内空容積を有効的に活用するために、工場跡地等から排出された汚染土壌や廃棄物等をはじめとした不使用物質の封入容器として機能させる検討も盛んに進められている。
【０００７】
この封入容器としての利用については、例えば封入物質の汚染度の変化を経時的に計測するシステムを備えるものが多いが、汚染度のレベルが非常に低いものの処分等については観測機能を伴わない利用形態も存在し、これらの実態を調査する上では地中構造物内部への潜入が必要となり、また、既設の地中構造物内に不使用物質を封入する場合にも外部からの潜入技術を要する。
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−２１９８５１公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、本発明は上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、内空を有する程度の比較的大型の地中構造物について構造物の外部から内部に潜入することで、耐震性能が劣っている構造物については内部から補強する手段を講ずることを可能とし、また機能劣化している構造物については内部から補修手段を講ずることを可能とし、さらに不使用物質を封入している構造物については封入後の経過観測をはじめとする実態調査を可能とする等、地中構造物の健全性を確保するために構造物内部に直接潜入することで解決するものである。特に、内空を有する地中構造物への潜入方法及び潜入用ケーソン構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記の目的の達成及び課題を解決するために、本発明は次のように構成される。
【００１１】
本願請求項１にかかる内空を有する地中構造物への潜入方法は、
地中構造物の側近に立坑を潜入箇所の深度位置まで仮設し、
立坑を一部切除し、かつ地中構造物の側壁を一部破砕することで立坑と地中構造物とを連通する開口部を設け、
地中構造物内空部に潜入することを特徴とする。
【００１２】
本願請求項２にかかる内空を有する地中構造物への潜入方法は、
請求項１に記載の発明において、
地中構造物の側近にオールケーシング工法による立坑を潜入箇所の深度位置まで仮設し、
ケーシング立坑のケーシングを一部切除し、かつ地中構造物の側壁を一部破砕することでオールケーシング立坑と地中構造物とを連通する開口部を設け、
地中構造物の内空部に潜入することを特徴とする。
【００１３】
本願請求項３にかかる内空を有する地中構造物への潜入方法は、
請求項１に記載の発明において、
地中構造物の側近にニューマチックケーソン工法によるケーソンを潜入箇所の深度位置まで沈設し、
ケーソン側面に具備するウォータジェットにより地中構造物とケーソンとの間隙地盤を切削すると共にケーソン側面に具備するガスケット押進装置により圧力隔壁を囲繞する形態で配設されるガスケットを地中構造物側壁に当着させ、
ケーソン内を減圧しケーソンに外部から作用する土水圧によりガスケットを地中構造物に圧着させ、
ケーソン側面に具備する圧力隔壁を開蓋し、かつ地中構造物の側壁を一部破砕することでケーソンと地中構造物とを連通する開口部を設け、
地中構造物の内空部に潜入することを特徴とする。
【００１４】
本願請求項４にかかる内空を有する地中構造物への潜入方法は、
請求項３に記載の発明において、
ガスケットを地中構造物側壁に当着させる前に、
ケーソン側面に具備する鋼製プレート押進装置によりガスケットを囲繞する形態で配設される鋼製プレートを地中構造物側壁に当着させることを特徴とする。
【００１５】
本願請求項５にかかる内空を有する地中構造物への潜入方法は、
請求項１〜４のうち何れか１項記載の発明において、
ケーシング又はケーソン内部から地中構造物側壁に送気管及び排水管を穿設することを特徴とする。
【００１６】
本願請求項６にかかる内空を有する地中構造物への潜入方法は、
請求項１〜５のうち何れか１項記載の発明において、
地中構造物側壁を開口補強し、
開口補強体を地中構造物開口部の構造部材の一部とすることを特徴とする。
【００１７】
本願請求項７にかかる内空を有する地中構造物への潜入方法は、
請求項１〜６のうち何れか１項記載の発明において、
潜入箇所周辺を地盤改良することを特徴とする。
【００１８】
本願請求項８にかかる内空を有する地中構造物への潜入用ケーソン構造は、
ケーソンの最下部に刃口を具備し、
側面に圧力隔壁、ウォータジェット及びガスケット押進装置を具備し、
ガスケット押進装置に圧力隔壁を囲繞する形態でガスケットを配設することを特徴とする。
【００１９】
本願請求項９にかかる内空を有する地中構造物への潜入用ケーソン構造は、
請求項８に記載の発明において、
鋼製プレート押進装置を具備し、
鋼製プレート押進装置にガスケットを囲繞する形態で鋼製プレートを配設することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によると、大型の地中構造物のような内部空間を有する構造物内への潜入方法について、大規模な地盤改良等を要せず経済的に施工することが可能で、工期も短く、また別途新設構造物の築造を要せず仮設建造物をもって潜入することが可能となり、さらに構造物外部地盤に対する影響を最小限に抑えることを可能とするものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明を実施するための最良の形態として、橋梁基礎として築造された地中構造物を補強する場合を例にして図面を参照しながら説明する。
【００２２】
まず、図１は本発明の実施形態の潜入対象となる内空を有する地中構造物の縦断面である。図１に示すように、橋脚１ｂの基礎構造物として設計及び築造されるような地中構造物１ａは、その構造物全体が原地盤面２ａから低位し、また規模が比較的大きいことからその内部構造は内空部を有することが殆どで地中構造物１ａの側壁１ｃ及び中仕切壁１ｄにより仕切られる中桝１ｅ（内空部）がひとつ又は複数形成されている。さらに、地中構造物１ａが地下水位２ｃより低位する場合には、中桝１ｅに地下水位２ｃに相当する水位レベルまで中詰水２ｄが注水されている。本発明では、地中構造物１ａの側壁１ｃの外部から中桝１ｅの内部に潜入するため、内部に空間が確保されている構造物であれば、その潜入対象となる地中構造物の内部構造には依存せず、また、本実施形態では例示しないが、構造物が地下室のような内空確保を条件とするような場合にも当然ながら適性がある。
【００２３】
図２〜図９は、オールケーシング工法を利用したケーシング立坑から、地中構造物１ａの内部に潜入する形態を示しており、図２は、ケーシング立坑の構築に先行する地盤改良による準備工程を示している。
【００２４】
まず、地盤改良機３ａを地上に設置し、地中構造物１ａの潜入箇所周辺について、平面視で部分的に地盤改良し、改良体５ａを造成する。この改良体５ａは止水性能を有するものとし、かつ以降説明するケーシング立坑の外形寸法を上まわる規模とし、さらに地中構造物１ａの側壁１ｃの外側面に対して水密的に造成される。前記の改良体５ａとしては、セメント系固化材料を地盤に注入または地盤と撹拌混合することにより、切削可能な改良体５ａを造成すればよい。
【００２５】
ここで、地中構造物１ａの内部に潜入する位置は図示するような上部ではなく、施工量の増大を伴うことを前提として、もちろん下方からであっても構わない。
【００２６】
つぎに、図３及び図５に示すように、ケーシング立坑をオールケーシング工法で築造する。原地盤面２ａにオールケーシング掘削機３ｅを設置し、このオールケーシング掘削機３ｅに掘削ビット４ｃを具備する掘削用ケーシングチューブ４ｄをセットし、随時ケーシングチューブ４ｂをケーシング接続金具４ｅで固定しながら載設して、掘削バケット３ｃによる地盤の掘削と揚重機３ｂによる排土と同時にケーシングチューブ４ｄの揺動又は回転及び圧入により掘削ビット４ｃを地盤に貫入させながら、ケーシング立坑４ａを地盤改良により造成した改良体５ａの所定深度まで沈設することでケーシング立坑４ａを築造する。
【００２７】
なお、一般にオールケーシング工法は地中に杭体を構築するために採用する工法であるが、本発明ではケーシング立坑４ａを築造仮設するために利用する。
【００２８】
つぎに、図４及び図５に示すように、ケーシング立坑４ａが地中構造物１ａへの潜入箇所となる所定深度まで沈設した後、オールケーシング掘削機３ｅによりケーシングチューブ４ｂを把持固定し、アジテータトラック３ｆ等で運搬したコンクリートをケーシング立坑４ａに打設して底盤コンクリート５ｄを構築する。これより、ケーシング立坑４ａは、その上部及び下部を固定することで地盤内で姿勢を安定させる。
【００２９】
つぎに、図５（破線部）に示すように、地中構造物１ａへの潜入位置に当たるケーシングチューブ４ｂの一部を切削機又はガス切断機等で切除及び撤去し、ケーシング開口部８ａを開口する。ここで、図示では地下水位２ｃよりケーシング開口部８ａが低位しているが、地盤改良による改良体５ａの止水効果により、ケーシング立坑４ａの内部への地下水の進入はない。
【００３０】
つぎに、図６に示すように、ケーシング開口部８ａと地中構造物１ａの側壁１ｃの外側面との間隙に位置する改良体５ａを掘削除去して改良体間隙部５ｂを開口した上で、開閉バルブ６ｆを接続した送気管６ａ及び排水管６ｄをケーシング立坑４ａの内部から側壁１ｃに穿孔機等で穿設し、中桝１ｅの内部に注水されている中詰水２ｄに対して突設状態に構成する。
【００３１】
つぎに、排水管６ｄに接続する開閉バルブ６ｆを開き中詰水２ｄを矢印方向に自然排水しながら、送気管６ａに接続する開閉バルブ６ｆを開き中桝１ｅに矢印方向に自然送気することで、中詰水２ｄの水位を排水管６ｄの高さまで低下させる。このとき、排水した中詰水２ｄはケーシング立坑４ａの内部から揚水ポンプ等を利用して立坑外に排水すればよい。
【００３２】
つぎに、図７に示すように、排水管６ｄ、送気管６ａ及び開閉バルブ６ｆを撤去し、側壁１ｃの潜入箇所周囲を囲繞する形態で補強部材７ａを側壁１ｃにアンカー７ｂで固定し開口補強体とすることで、予め側壁１ｃに潜入用の開口部（側壁開口部８ｃ）が形成されるに先行して開口補強工を施工しておく。もちろん、側壁１ｃの部材強度や予定する側壁開口部８ｃの規模によっては開口補強工を省略することも可能である。なお、側壁１ｃの復旧の際には、補強部材７ａを側壁開口部８ｃの本設構造物の一部として機能させることもできる。
【００３３】
最後に、図８に示すように、潜入箇所の側壁１ｃをブレーカ等で破砕除去し側壁開口部８ｃを開口することで、ケーシング開口部８ａ、改良体間隙部５ｂ及び側壁開口部８ｃからなる開口部８ｄが構成され、ケーシング立坑４ａ及び地中構造物１ａが開口部８ｄを経由して開通し、地上部から地中構造物１ａの内部に潜入することが可能となる。なお、ケーシング開口部８ａを開口したケーシングチューブ４ｂと側壁１ｃとを別途手段による構造部材等で固定することも可能である。
【００３４】
また、図９に示すように、前記する開口補強工については、開口部８ｄを開口した後に潜入箇所の側壁１ｃの内面（側壁開口部８ｃの内周面）に対して補強部材７ａを側壁１ｃにアンカー７ｂで固定し開口補強体とすることも可能であり、側壁１ｃの部材強度や予定する側壁開口部８ｃの規模によって決定すればよい。
【００３５】
この後、地中構造物１ａの内部から補修工事や補強工事を実施し、又は中桝１ｅの内部を調査する場合等、当然ながらそのときの必要に応じて中桝１ｅに排水ポンプを設置する等して、中詰水２ｄをケーシング立坑４ａを経由して外部に排水すればよい。また、全ての作業終了後の復旧については、地中構造物１ａ（側壁１ｃ）を復旧した後に、改良体５ａ、掘削用ケーシングチューブ４ｄ及び底盤コンクリート５ｄを残置する形で掘削土を埋め戻しながら通常のオールケーシング工法によりケーシングチューブ４ｂをオールケーシング掘削機３ｅにより引き抜くことで現況復旧することが可能である。
【００３６】
図１０〜図１７は、上述するオールケーシング工法による潜入方法とは異なる形態の潜入方法を例示しており、地盤改良を要しないニューマチックケーソン工法による実施例である。
【００３７】
まず、図１０はニューマチックケーソン工法をもって地中構造物１ａの内部に潜入する場合のケーソン沈設の工程を示す縦断面図を示しており、天井スラブに人用のロック及びシャフトからなる圧気工事設備４ｆと材料用のロック及びシャフトからなる圧気工事設備４ｇ、並びにケーソンの躯体平面に同寸法の仮壁４ｈが艤装される下端部に刃口４ｊを有する地上にて構築されたケーソン４ｉは、地盤の掘削と併行して排土バケット３ｄ及び揚重機３ｂによる排土と圧気工事設備４ｆ，４ｇ及び仮壁４ｈの艤装作業を繰り返し、地中構造物１ａの潜入箇所の所定深度までケーソン４ｉの内圧を調整し地下水を排除しながら沈設される。
【００３８】
ここで、図１０及び図１１に示すように、仮壁４ｈは、ケーソン４ｉの横断面積が圧気工事設備４ｆ，４ｇのシャフト横断面積より大きいため、掘削後の地盤崩壊を防止する目的で仮設されるものであって一般的なケーソン工事技術の範囲にある。
【００３９】
つぎに、図１２及び図１３に示すように、内空を有する地中構造物１ａへの潜入用ケーソンとなるケーソン４ｉの内部構造は、側面に排泥管６ｅ及びこれに接続される開閉バルブ６ｆを具備する圧力隔壁９ｆを有し、この圧力隔壁９ｆの外周にわたってガスケット９ｃを内設するガスケット押進装置９ｄ、さらに外周にウォータジェットノズル９ｅ、またさらに外周に筒状の鋼製プレート９ａを内設する鋼製プレート押進装置９ｂが各先端面がケーソン４ｉの外部側面と同一平面（縦面）内に配設される。なお、図示では躯体が鋼製ケーソンである場合の例となるが、もちろんコンクリート製であっても構わない。
【００４０】
図１４及び図１５は、ケーソン４ｉと地中構造物１ａとの接合手段を示しており、図１４に示すように、潜入箇所まで沈設したケーソン４ｉの側面に具備するウォータジェットノズル９ｅに送水管６ｂを配管し、ケーソン４ｉと地中構造物１ａの側壁１ｃの外側面とで形成される間隙地盤に対して、高圧流水を噴射し当該地盤を切削しながら泥化させる。このとき、送水管６ｂは、圧気工事設備４ｇを経由して地上に設備する送水ポンプに配管される（図示を省略する）。
【００４１】
つぎに、高圧流水の噴射を継続しながら、鋼製プレート９ａを液圧ジャッキを内設する鋼製プレート押進装置９ｂにより徐々に押進させ、側壁１ｃに当接させる。
【００４２】
さらに、高圧流水の噴射を継続して、開閉バルブ６ｆを開放し圧力隔壁９ｆに具備する排泥管６ｅから、ケーソン４ｉの外側面、側壁１ｃ及び鋼製プレート９ａで区画される間隙地盤の土砂を排泥する。この工程は、土砂流体の排泥がほぼ終了し、間隙地盤の土砂が送水管６ｂ及びウォータジェットノズル９ｅを経由して噴射される高圧流水に置換されるまで連続する。
【００４３】
つぎに、図１５に示すように、ガスケット９ｃを液圧ジャッキを内設するガスケット押進装置９ｄにより押進させ、地中構造物１ａの側壁１ｃに当着させる。この後、高圧流水の送水を停止して送水管６ｂを撤去し、さらに排泥管６ｅから送水した水を排水する。ここで、ガスケット９ｃの当着効果を妨げることがない位置まで、鋼製プレート９ａは後進させておく（図示では完全後退した状態を示す）。
【００４４】
このとき、ケーソン４ｉの外側面、側壁１ｃ及びガスケット９ｃで区画され排水が終了した空間の気圧は、ケーソン４ｉの内部圧力（作業気圧）と排泥管６ｅ及び開放した開閉バルブ６ｆを通じて同圧となっている。
【００４５】
つぎに、排泥管６ｅに接続される開閉バルブ６ｆに圧気工事設備４ｇのロックまで送気管６ｃを配管し、ロック内圧力を大気圧まで減圧（大気開放）することで、ケーソン４ｉの外側面、側壁１ｃ及びガスケット９ｃで区画された空間を大気圧と同圧にし、高圧に保たれているケーソン４ｉの内部との間に、ケーソン４ｉの作業気圧と大気圧との差分の圧力（気圧）差を発生させる。なお、排泥管６ｅは排気管６ｃとして機能している。
【００４６】
これより、ケーソン４ｉはその周囲の土水圧の作用により地中構造物１ａの方向（矢印で示す右方向）に外圧を受けることで、ガスケット９ｃは側壁１ｃに確実に圧着されガスケット９ｃと側壁１ｃとは水密的に保たれる。また、より大きな力でガスケット９ｃを押進することも可能となる。
【００４７】
つぎに、図１６に示すように、排気管６ｃを撤去した後に底盤コンクリート５ｄをケーソン４ｉの刃口４ｊ部分に打設し、ケーソン４ｉを固定する。次いで、底盤コンクリート５ｄの硬化後にケーソン４ｉの内部圧力を大気圧相当まで減圧し、圧力隔壁９ｆを開蓋又は撤去し圧力隔壁開口部８ｂを構築する。
【００４８】
つぎに、ケーソン４ｉの外側面、側壁１ｃ及びガスケット９ｃで区画される空間に残る残水を排水し、開閉バルブ６ｆを接続した送気管６ａ及び排水管６ｄをケーソン４ｉの内部から側壁１ｃに穿孔機等で穿設し、中桝１ｅの内部に注水されている中詰水２ｄに対して突設状態に構成する。
【００４９】
つぎに、中詰水２ｄの排水工程に移行するが、先述及び図６に記載する同様の手順にて排水すればよく、また、開口補強体の構成及び開口部補強工の工程についても先述及び図７並びに図９に記載する同様の手順にて補強すればよく、説明を省略する。
【００５０】
最後に、図１７に示すように、潜入箇所の側壁１ｃをブレーカ等で破砕除去し側壁開口部８ｃを開口することで、圧力隔壁開口部８ｂ、ケーソン４ｉの外側面、側壁１ｃ及びガスケット９ｃで区画される空間、及び側壁開口部８ｃからなる開口部８ｄが構成され、ケーソン４ｉ及び地中構造物１ａが開口部８ｄを経由して開通し、地上部から地中構造物１ａの内部に潜入することが可能となる。なお、圧力隔壁開口部８ｂを開口したケーソン４ｉと側壁１ｃとを別途手段による構造部材等で固定することも可能である。
【００５１】
この後、地中構造物１ａの内部から補修工事や補強工事を実施し、又は中桝１ｅの内部を調査する場合等、当然ながらそのときの必要に応じて中桝１ｅに排水ポンプを設置する等して、中詰水２ｄをケーソン４ｉ及び圧気工事設備４ｇを経由して外部に排水すればよい。また、全ての作業終了後の復旧については、地中構造物１ａ（側壁１ｃ）を復旧した後に、ケーソン４ｉ及び底盤コンクリート５ｄを残置する形態で圧気工事設備４ｆ，４ｇを撤去し掘削土を埋め戻しながら仮壁４ｈを引き抜くといった、仮壁４ｈを有する場合の一般的なケーソン工法で現況復旧することが可能である。
【００５２】
また、出願人によりなされた試験では、潜入箇所周辺の地盤が比較的軟質である場合には、鋼製プレート９ａ及び鋼製プレート押進装置９ｂを要せずに、ウォータジェット９ｅによる高圧流水の作用だけでガスケット９ｃを側壁１ｃに当着させることが可能であるため、実施における地質状態に応じて鋼製プレート９ａ及び鋼製プレート押進装置９ｂの有無を決定すればよい。
【００５３】
なお、ここでの実施形態に示した構成を適宜設計変更して実施することは本発明の範囲に属する。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の実施形態の橋梁基礎として機能する地中構造物の断面図である。
【図２】本発明の実施形態のオールケーシング工法にて内部潜入する場合の地盤改良による準備工程を示す地中構造物の断面図である。
【図３】本発明の実施形態のオールケーシング工法にてケーシング立坑を構築する工程を示す地中構造物の断面図である。
【図４】本発明の実施形態のオールケーシング工法にて構築したケーシング立坑に底盤コンクリートを打設して、ケーシング立坑を安定させる工程を示す地中構造物の断面図である。
【図５】本発明の実施形態のオールケーシング工法にて構築したケーシング立坑の最下部のケーシングチューブの一部を切除して、ケーシング開口部を構築する工程を示す潜入箇所の部分拡大断面図である。
【図６】本発明の実施形態のオールケーシング工法にて構築したケーシング立坑の内部から、地中構造物の中桝に注水されている中詰水を排水する工程を示す潜入箇所の部分拡大断面図である。
【図７】本発明の実施形態のオールケーシング工法にて構築したケーシング立坑の内部から、地中構造物の側壁に開口補強工を施工する工程を示す潜入箇所の部分拡大断面図である。
【図８】本発明の実施形態のオールケーシング工法にて構築したケーシング立坑の内部から、地中構造物の側壁に開口部を構築する工程を示す潜入箇所の部分拡大断面図である。
【図９】本発明の実施形態のオールケーシング工法にて構築したケーシング立坑の内部から、図７とは異なる開口補強工の実施例を示す潜入箇所の部分拡大断面図である。
【図１０】本発明の実施形態のニューマチックケーソン工法にて内部潜入する場合のケーソン沈設の工程を示す地中構造物の断面図である。
【図１１】本発明の実施形態の図１０における平面位置関係を示す地中構造物とケーソンの部分透過平面図である。
【図１２】本発明の実施形態のニューマチックケーソン工法にて沈設したケーソンの内部構造を示す潜入箇所の部分拡大断面図である。
【図１３】本発明の実施形態の図１２におけるケーソンの右側面から見た場合を示す一部縦断側面図である。
【図１４】本発明の実施形態のニューマチックケーソン工法にて沈設したケーソンと地中構造物側壁とからなる地盤間隙部の掘削工程を示す潜入箇所の部分拡大断面図である。
【図１５】本発明の実施形態のニューマチックケーソン工法にて沈設したケーソンと地中構造物側壁との圧着工程を示す潜入箇所の部分拡大断面図である。
【図１６】本発明の実施形態のニューマチックケーソン工法にて沈設したケーソンの内部から、地中構造物の中桝に注水されいている中詰水を排水する工程を示す潜入箇所の部分拡大断面図である。
【図１７】本発明の実施形態のニューマチックケーソン工法にて沈設したケーソンの内部から、地中構造物の側壁に開口部を構築する工程を示す潜入箇所の部分拡大断面図である。
【符号の説明】
【００５５】
１ａ 地中構造物
１ｂ 橋脚
１ｃ 側壁
１ｄ 中仕切壁
１ｅ 中桝
２ａ 原地盤面
２ｂ 掘削地盤面
２ｃ 地下水位
２ｄ 中詰水
３ａ 地盤改良機
３ｂ 揚重機
３ｃ 掘削バケット
３ｄ 排土バケット
３ｅ オールケーシング掘削機
３ｆ アジテータトラック
４ａ ケーシング立坑
４ｂ ケーシングチューブ
４ｃ 掘削ビット
４ｄ 掘削用ケーシングチューブ
４ｅ ケーシング接続金具
４ｆ 圧気工事設備（人用のロック及びシャフト）
４ｇ 圧気工事設備（材料用のロック及びシャフト）
４ｈ 仮壁
４ｉ ケーソン
４ｊ 刃口
５ａ 改良体
５ｂ 改良体間隙部
５ｃ 地盤間隙部
５ｄ 底盤コンクリート
６ａ 送気管
６ｂ 送水管
６ｃ 排気管
６ｄ 排水管
６ｅ 排泥管
６ｆ 開閉バルブ
７ａ 補強部材
７ｂ アンカー
８ａ ケーシング開口部
８ｂ 圧力隔壁開口部
８ｃ 側壁開口部
８ｄ 開口部
９ａ 鋼製プレート
９ｂ 鋼製プレート押進装置
９ｃ ガスケット
９ｄ ガスケット押進装置
９ｅ ウォータジェットノズル
９ｆ 圧力隔壁
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内空を有する地中構造物への潜入において、
地中構造物の側近に立坑を潜入箇所の深度位置まで仮設し、
立坑を一部切除し、かつ地中構造物の側壁を一部破砕することで立坑と地中構造物とを連通する開口部を設け、
地中構造物内空部に潜入することを特徴とする
地中構造物への潜入方法。
【請求項２】
地中構造物の側近にオールケーシング工法による立坑を潜入箇所の深度位置まで仮設し、
ケーシング立坑のケーシングを一部切除し、かつ地中構造物の側壁を一部破砕することでオールケーシング立坑と地中構造物とを連通する開口部を設け、
地中構造物の内空部に潜入することを特徴とする
請求項１に記載の地中構造物への潜入方法。
【請求項３】
地中構造物の側近にニューマチックケーソン工法によるケーソンを潜入箇所の深度位置まで沈設し、
ケーソン側面に具備するウォータジェットにより地中構造物とケーソンとの間隙地盤を切削すると共にケーソン側面に具備するガスケット押進装置により圧力隔壁を囲繞する形態で配設されるガスケットを地中構造物側壁に当着させ、
ケーソン内を減圧しケーソンに外部から作用する土水圧によりガスケットを地中構造物に圧着させ、
ケーソン側面に具備する圧力隔壁を開蓋し、かつ地中構造物の側壁を一部破砕することでケーソンと地中構造物とを連通する開口部を設け、
地中構造物の内空部に潜入することを特徴とする
請求項１に記載の地中構造物への潜入方法。
【請求項４】
ガスケットを地中構造物側壁に当着させる前に、
ケーソン側面に具備する鋼製プレート押進装置によりガスケットを囲繞する形態で配設される鋼製プレートを地中構造物側壁に当着させることを特徴とする
請求項３に記載の地中構造物への潜入方法。
【請求項５】
ケーシング又はケーソン内部から地中構造物側壁に送気管及び排水管を穿設することを特徴とする
請求項１〜４に記載の地中構造物への潜入方法。
【請求項６】
地中構造物側壁を開口補強し、
開口補強体を地中構造物開口部の構造部材の一部とすることを特徴とする
請求項１〜５に記載の地中構造物への潜入方法。
【請求項７】
潜入箇所周辺を地盤改良することを特徴とする
請求項１〜６に記載の地中構造物への潜入方法。
【請求項８】
ケーソンの最下部に刃口を具備し、
側面に圧力隔壁、ウォータジェット及びガスケット押進装置を具備し、
ガスケット押進装置に圧力隔壁を囲繞する形態でガスケットを配設することを特徴とする
地中構造物への潜入用ケーソン構造。
【請求項９】
鋼製プレート押進装置を具備し、
鋼製プレート押進装置にガスケットを囲繞する形態で鋼製プレートを配設することを特徴とする
請求項８に記載の地中構造物への潜入用ケーソン構造。
【請求項１】
内空を有する地中構造物への潜入において、
地中構造物の側近に立坑を潜入箇所の深度位置まで仮設し、
立坑を一部切除し、かつ地中構造物の側壁を一部破砕することで立坑と地中構造物とを連通する開口部を設け、
地中構造物内空部に潜入することを特徴とする
地中構造物への潜入方法。
【請求項２】
地中構造物の側近にオールケーシング工法による立坑を潜入箇所の深度位置まで仮設し、
ケーシング立坑のケーシングを一部切除し、かつ地中構造物の側壁を一部破砕することでオールケーシング立坑と地中構造物とを連通する開口部を設け、
地中構造物の内空部に潜入することを特徴とする
請求項１に記載の地中構造物への潜入方法。
【請求項３】
地中構造物の側近にニューマチックケーソン工法によるケーソンを潜入箇所の深度位置まで沈設し、
ケーソン側面に具備するウォータジェットにより地中構造物とケーソンとの間隙地盤を切削すると共にケーソン側面に具備するガスケット押進装置により圧力隔壁を囲繞する形態で配設されるガスケットを地中構造物側壁に当着させ、
ケーソン内を減圧しケーソンに外部から作用する土水圧によりガスケットを地中構造物に圧着させ、
ケーソン側面に具備する圧力隔壁を開蓋し、かつ地中構造物の側壁を一部破砕することでケーソンと地中構造物とを連通する開口部を設け、
地中構造物の内空部に潜入することを特徴とする
請求項１に記載の地中構造物への潜入方法。
【請求項４】
ガスケットを地中構造物側壁に当着させる前に、
ケーソン側面に具備する鋼製プレート押進装置によりガスケットを囲繞する形態で配設される鋼製プレートを地中構造物側壁に当着させることを特徴とする
請求項３に記載の地中構造物への潜入方法。
【請求項５】
ケーシング又はケーソン内部から地中構造物側壁に送気管及び排水管を穿設することを特徴とする
請求項１〜４に記載の地中構造物への潜入方法。
【請求項６】
地中構造物側壁を開口補強し、
開口補強体を地中構造物開口部の構造部材の一部とすることを特徴とする
請求項１〜５に記載の地中構造物への潜入方法。
【請求項７】
潜入箇所周辺を地盤改良することを特徴とする
請求項１〜６に記載の地中構造物への潜入方法。
【請求項８】
ケーソンの最下部に刃口を具備し、
側面に圧力隔壁、ウォータジェット及びガスケット押進装置を具備し、
ガスケット押進装置に圧力隔壁を囲繞する形態でガスケットを配設することを特徴とする
地中構造物への潜入用ケーソン構造。
【請求項９】
鋼製プレート押進装置を具備し、
鋼製プレート押進装置にガスケットを囲繞する形態で鋼製プレートを配設することを特徴とする
請求項８に記載の地中構造物への潜入用ケーソン構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２００９−３０２８５（Ｐ２００９−３０２８５Ａ）
【公開日】平成２１年２月１２日（２００９．２．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１９３８７７（Ｐ２００７−１９３８７７）
【出願日】平成１９年７月２５日（２００７．７．２５）
【出願人】（０００１０３７６９）オリエンタル白石株式会社 (136)
【公開日】平成２１年２月１２日（２００９．２．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月２５日（２００７．７．２５）
【出願人】（０００１０３７６９）オリエンタル白石株式会社 (136)
[ Back to top ]