説明

台座コンクリートの構築方法

【課題】大型の設備を使用せず、ダイバーによる水中作業を大幅に省略でき、平坦な天端を有する台座コンクリートを経済的に構築できる台座コンクリートの構築方法を提供すること。
【解決手段】レベル計測器、レベル調整ジャッキ9、位置決めウインチ7、トラス17を設置した台座コンクリート型枠5を、位置決めウインチ7を操作しつつ水底3に設置する。そして、レベル計測器のデータに基づいて、レベル調整ジャッキ9を用いて台座コンクリート型枠5の高さ方向の位置決めを行う。次に、水上に露出したさや管22の上端部から、台座コンクリート型枠5の内部に台座コンクリート43a、台座コンクリート43bを順次注入して台座44を形成する。その後、台座44からさや管22およびトラス17を撤去し、台座44上にケーソン45を設置する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、台座コンクリートの構築方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、大水深の水域に橋脚基礎等の構造物を構築する際には、設置ケーソン工法等が用いられてきた。従来の設置ケーソン工法では、必要に応じて水底を掘削して、ケーソンを沈設した後、ケーソンの根固めを行っていた(例えば、特許文献1参照)。水底を掘削して基礎フーチングを沈設した後、コンクリート等で基礎フーチングの根固めを行う方法も提案されてきた(例えば、特許文献2参照)。
【0003】
【特許文献1】特開昭62−273327号公報
【特許文献2】特開2000−17645号公報
【0004】
また、ケーソンを沈設する前に台座コンクリートを設置する場合には、まず位置出しを行い、台座コンクリート型枠を所定の高さまで設置し、自己昇降式作業台船等からトレミー管により型枠内にコンクリートを打設していた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、従来の方法において、台座コンクリートを構築する場合には、台座コンクリート型枠等を設置する際、水底を掘削して平坦に仕上げたり、不陸が残る場所にダイバーが土嚢を間詰めしたりする必要があった。しかし、大水深の場合、ダイバー作業に頼ることは困難である。また、台座コンクリート型枠の位置出しや高さ調整、台座コンクリートの注入等の作業には、大型の自己昇降式作業台船等の設備が用いられてきたが、施工現場によってはこれらの設備が使用できない場合がある。さらに、潮流速が遅く、水深の浅い現場であれば、トレミー管により直接コンクリートを打設することが可能であったが、強潮流・大水深の現場では、打設管の保護が必要である。
【0006】
台座コンクリートを構築する際、水底の地盤傾斜が緩い場合には、台座コンクリートの安定が確保されたが、地盤傾斜が急な場合には、台座コンクリートは安定確保のために大規模な寸法となり、従来の方法では施工が困難である。また、コンクリートケーソンの重量が大きく、多数の台座コンクリートを用いる場合には、各台座コンクリートの天端レベルをより厳しく管理したり、ケーソン沈設時の設置率を高く確保し、基礎への応力集中を低減したりする必要がある。しかし、従来の方法では、大水深下でcm単位の精度を確保することは非常に難しい。
【0007】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、大型の設備を使用せず、ダイバーによる水中作業を大幅に省略でき、平坦な天端を有する台座コンクリートを経済的に構築できる台座コンクリートの構築方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
前述した目的を達成するための本発明は、レベル計測器と、位置およびレベル調整装置とを有する型枠を水底に設置し、前記レベル計測器のデータに基づいて前記位置およびレベル調整装置を用いて前記型枠の位置決めを行う工程(a)と、前記型枠に設置され、上端部が水上に露出する管状体の上端部から、前記型枠内にコンクリートを注入する工程(b)と、前記型枠から前記管状体を撤去する工程(c)と、を具備することを特徴とする台座コンクリートの構築方法である。
【0009】
型枠は、内側面に補強リブを有することが望ましい。内側面とは、側板の内側面および天板の下面である。また、側板の下端部付近に切欠き部を有することが望ましい。切欠き部とは、例えば、複数の縦方向のスリットである。さらに、天板の上面にジベル等のずれ止め部材を有することが望ましい。
【0010】
位置およびレベル調整装置とは、例えば、型枠の上方に設けられた位置決めウインチと、型枠の下端部付近に設けられたレベル調整ジャッキである。位置決めウインチは、型枠本体の上面や、管状体に支持された上部作業デッキの上面等に設けられる。工程(a)では、水底に設置された位置決め用シンカと、これらの位置およびレベル調整装置とを用いて、型枠の水平方向および高さ方向の位置決めを行う。
【0011】
本発明では、工程(a)と工程(b)との間に、型枠の周囲に、コンクリートの漏洩を防止するシートを配置することが望ましい。管状体とは、型枠と上部デッキで固定されたさや管や、型枠と一体化されたトラスの鋼管柱等である。工程(b)では、管状体の内部を利用して型枠内にコンクリートを注入する。
【0012】
本発明では、まず、レベル計測器と、位置およびレベル調整装置とを有する型枠を水底に設置し、レベル計測器のデータに基づいて位置およびレベル調整装置を用いて型枠の位置決めを行う。次に、型枠に設置され、上端部が水上に露出する管状体の上端部から型枠内にコンクリートを注入する。そして、型枠から管状体を撤去する。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、大型の設備を使用せず、ダイバーによる水中作業を大幅に省略でき、平坦な天端を有する台座コンクリートを経済的に構築できる台座コンクリートの構築方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0014】
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図1は、台座コンクリート型枠5を吊曳航する工程を示す図である。図2は、台座コンクリート型枠5の詳細図である。図2の(a)図は、台座コンクリート型枠5の水平断面図を示す。図2の(a)図は、図1のA−Aによる断面図である。図2の(b)図および図2の(c)図は、台座コンクリート型枠5の垂直断面図を示す。
【0015】
図1では、あらかじめ、台座コンクリート型枠5の設置予定位置付近の水底3に、複数の位置決め用シンカ25を配置しておく。次に、トラス17と一体化された台座コンクリート型枠5を、吊り治具12を用いて吊り下げ、起重機船(図示せず)により設置予定位置付近まで吊曳航する。そして、台座コンクリート型枠5を水中1に吊り下げる。
【0016】
台座コンクリート型枠5は、4枚の鋼製の側板6と、1枚の鋼製の天板12を一体化した鋼殻ケーソンである。台座コンクリート型枠5は、水底3の地形の形状に合わせて陸上で製作される。台座コンクリート型枠5の内部には、図2の(a)図に示すように、垂直方向の鋼製の中板8aが格子状に設けられる。また、図2の(b)図に示すように、水平方向の鋼製の中板8bが設けられる。中板8a、中板8bは、それぞれ、開口部(図示せず)を有する。
【0017】
図2の(b)図、図2の(c)に示すように、台座コンクリート型枠5は、内側面に補強リブ33を有する。補強リブ33は、側板6の内側面4に配置された補強リブ33aと、天板12の下面14に配置された補強リブ33bとからなる。中板8aは、両側面10aに補強リブ34aを有する。中板8bは、上面10bに補強リブ34bを有する。
【0018】
側板6は、下端部付近に、切欠き部である鋼板切断部35を有する。鋼板切断部35は、垂直方向のスリットである。台座コンクリート型枠5は、上面にずれ止め部材であるジベル55(図7の(b)図、図7の(c)図)を有する。ジベル55は、天板12の上面16に設けられる。
【0019】
台座コンクリート型枠5は、位置およびレベル調整装置として、位置決めウインチ7とレベル調整用ジャッキ9とを有する。図1に示すように、位置決めウインチ7は、台座コンクリート型枠5の本体の上方に設けられる。また、レベル調整用ジャッキ9は、台座コンクリート型枠5の下端部付近に設けられる。レベル調整用ジャッキ9は、図2の(a)図に示すように、台座コンクリート型枠5の四隅近傍の4箇所に設けられる。
【0020】
上述したように、台座コンクリート型枠5にはトラス17が一体化される。トラス17は、図1に示すように、上部作業デッキ19、鋼管柱21、ブレース23等からなる。上部作業デッキ19は、鋼管柱21の上端部に固定される。ブレース23は、隣り合う鋼管柱21を連結する。
【0021】
鋼管柱21は、図2の(a)図に示すように、断面が円形の柱状体である。台座コンクリート型枠5の天板12は、鋼管柱21の位置に開口部(図示せず)を有する。トラス17は、4本の鋼管柱21を開口部(図示せず)を介して台座コンクリート型枠5内に挿入して、台座コンクリート型枠5と一体化される。
【0022】
吊り治具12は、吊枠11、吊枠11と台座コンクリート型枠5とを連結するワイヤ13、吊枠11を吊り下げるワイヤ15等からなる。
【0023】
図3は、台座コンクリート型枠5を沈設する工程を示す図である。図3では、台座コンクリート型枠5に設けられた位置決めウインチ7と、水底3に配置された位置決め用シンカ25とをワイヤ27で連結し、位置決めウインチ7を操作しつつ、吊り治具12を用いて台座コンクリート型枠5を水底3に沈設する。
【0024】
台座コンクリート型枠5は、水底3に着底後、台座コンクリート型枠5に設置されたレベル計測器(図示せず)のデータに基づいて、レベル調整用ジャッキ9の伸縮により、高さ方向位置決めが行われる。台座コンクリート型枠5の位置は、水底3の不陸に対して台座コンクリート型枠5の天端が水平となるように調整される。
【0025】
なお、トラス17は、台座コンクリート型枠5の位置決め後に、鋼管柱21の上端部および上部作業台19が水上に露出する。
【0026】
図2の(b)図は、図3の範囲Bに示す部分の拡大図である。台座コンクリート型枠5は、図2の(b)図に示すように、水底3への着底時に、側板6の下端部付近に設けられた鋼板切断部35を塑性させることで、支持地盤37の不陸に追随する。
【0027】
図4は、漏れ防止シート29を配置する工程を示す図である。図4では、台座コンクリート型枠5から、吊り治具12による玉掛を解除し、位置決めウインチ7を撤去する。そして、台座コンクリート型枠5の周囲に、コンクリートの漏洩を防止する漏れ防止シート29を配置する。漏れ防止シート29の縁は、錘31により水底3に固定される。
【0028】
図2の(c)図は、図4の範囲Cに示す部分の拡大図である。錘31には、例えば、図2の(c)図に示すように、袋体39の内部に砕石等の中詰材41を充填したものを用いる。
【0029】
図5は、台座コンクリート43を打設する工程を示す図である。図5では、まず、台座コンクリート型枠5に、さや管22を、上端部が水上に露出するように設置する。さや管22は、例えば、台座コンクリート型枠5の各区画の中央に設置される。
【0030】
図5では、台座コンクリート型枠5にさや管22を設置した後、一次打設により、台座コンクリート型枠5の下半部に台座コンクリート43aを充填する。次に、二次打設により、台座コンクリート型枠5の上半部に台座コンクリート43bを充填し、台座44を完成する。なお、打設回数は状況に応じて増加する。台座コンクリート型枠5に設けられた補強リブ33、補強リブ34a、補強リブ34bは、台座コンクリート型枠5と台座コンクリート43との付着を高める。
【0031】
台座コンクリート43には、水中不分離性コンクリートを用いる。図5に示す工程では、コンクリートプラント船(図示せず)を用い、台座コンクリート型枠5に設置したさや管22の上端部から、さや管22の内部を利用して台座コンクリート型枠5内に水中不分離性コンクリートを注入して、水底3と台座44とを一体化する。なお、このとき、台座コンクリート43を打設しつつ、台座コンクリート型枠5内に挿入したさや管22内の打設管を上方に引き上げる。
【0032】
図6は、ケーソン45を設置する工程を示す図、図7は、ケーソン45の詳細図である。図7の(a)図は、ケーソン45の平面図および水平断面図を、図7の(b)図および図7の(c)図は、ケーソン45の側面図および垂直断面図を示す。図7の(a)図は、図6のD−Dによる断面図を示す。図7の(b)図、図7の(c)図は、それぞれ、図7の(a)図の矢印E方向、矢印F方向から見た図を示す。
【0033】
ケーソン45は、図6、図7に示すように、RCフーチング47の上面にRCタワー49が固定されたものである。図6では、まず、台座44からトラス17およびさや管22を撤去する。そして、コンクリート製のケーソン45を水中1に沈設し、台座44の上面に設置する。沈設されたケーソン45は、図7に示すように、内部に中詰海水53が充填される。
【0034】
上述したように、台座44の台座コンクリート型枠5は、天板12の上面16にあらかじめジベル55が設けられる。ジベル55は、ケーソン45の刃口が位置する部分に配置され、台座44とケーソン45のRCフーチング47との摩擦係数を増大させる。
【0035】
このように、本実施の形態によれば、水底3の地形の形状に合わせて作成した台座コンクリート型枠5を、台座コンクリート型枠5の下端部付近に設けた鋼板切断部35を水底3への着底時に塑性させて、支持地盤37の不陸に追随させる。
【0036】
台座コンクリート型枠5には、あらかじめレベル計測器(図示せず)、レベル調整用ジャッキ9、位置決めウインチ7が設けられ、沈設時にはこれらを用いて水底の不陸に対して天端を容易に水平に調節できる。これにより、支持地盤37を平坦に仕上げる掘削や仕上げの手間を大幅に省略することができる。また、ダイバーによる水中作業を大幅に省略できる。
【0037】
本実施の形態によれば、あらかじめ台座コンクリート型枠5に設けられた複数のさや管22の内部を利用して台座コンクリート43を注入することにより、大型の作業台船等を用いることなく、水底3と台座44とを一体化できる。
【0038】
さらに、台座コンクリート型枠5の上面にジベル55を設けておくことで、台座44とケーソン45等の上部構造物との摩擦係数を増大させることができる。
【0039】
なお、本実施の形態では、レベル調整用ジャッキ9を4箇所に設置したが、レベル調整用ジャッキ9の設置数はこれに限らない。また、図5では、さや管22の内部のみを利用して台座コンクリート43を打設したが、台座コンクリート43を打設する際には、鋼管柱21の内部を利用してもよい。
【0040】
本実施の形態では、台座コンクリート型枠5の本体の上面に位置決めウインチ7を設けたが、台座コンクリート型枠5に設置したトラス17の上部作業デッキ19の上面に位置決めウインチを設けてもよい。また、ジベル55以外のずれ止め部材を用いて、台座44とRCフーチング47とのせん断力を確保してもよい。
【0041】
さらに、台座コンクリート型枠5の下端部付近には、鋼板切断部35を設けなくてもよい。この場合、台座コンクリート型枠5の水底3への着底時に、台座コンクリート型枠5の下端部と水底3との間に積極的に隙間を設けておき、レベル調整用ジャッキ9でレベルを調整する。そして、錘を用いて隙間を塞ぎ、台座コンクリート43を打設する。錘には、錘31と同様のもの等が用いられる。
【0042】
図6では、台座44上にケーソン45を設置したが、上部構造物が他の構造物である場合にも、本実施の形態での台座44の形成方法を用いることができる。
【0043】
以上、添付図面を参照しながら本発明にかかる台座コンクリートの構築方法の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【図面の簡単な説明】
【0044】
【図1】台座コンクリート型枠5を吊曳航する工程を示す図
【図2】台座コンクリート型枠5の詳細図
【図3】台座コンクリート型枠5を沈設する工程を示す図
【図4】漏れ防止シート29を配置する工程
【図5】台座コンクリート43を打設する工程を示す図
【図6】ケーソン45を設置する工程を示す図
【図7】ケーソン45の詳細図
【符号の説明】
【0045】
1………水中
3………水底
4………内側面
5………台座コンクリート型枠
6………側板
7………位置決めウインチ
9………レベル調整用ジャッキ
12………天板
14………下面
16………上面
21………鋼管柱
22………さや管
25………位置決め用シンカ
29………漏れ防止シート
33、33a、33b、34a、34b………補強リブ
35………鋼板切断部
37………支持地盤
43、43a、34b………台座コンクリート
44………台座
45………ケーソン

【特許請求の範囲】
【請求項1】
レベル計測器と、位置およびレベル調整装置とを有する型枠を水底に設置し、前記レベル計測器のデータに基づいて前記位置およびレベル調整装置を用いて前記型枠の位置決めを行う工程(a)と、
前記型枠に設置され、上端部が水上に露出する管状体の上端部から、前記型枠内にコンクリートを注入する工程(b)と、
前記型枠から前記管状体を撤去する工程(c)と、
を具備することを特徴とする台座コンクリートの構築方法。
【請求項2】
前記型枠は、内側面に補強リブを有することを特徴とする請求項1記載の台座コンクリートの構築方法。
【請求項3】
前記型枠は、下端部付近に切欠き部を有することを特徴とする請求項1記載の台座コンクリートの構築方法。
【請求項4】
前記型枠は、上面にずれ止め部材を有することを特徴とする請求項1記載の台座コンクリートの構築方法。
【請求項5】
前記位置およびレベル調整装置が、前記型枠の下端部付近に設けられたレベル調整ジャッキと、前記型枠の上方に設けられた位置決めウインチであり、
前記工程(a)で、前記位置およびレベル調整装置と、水底に配置された位置決め用シンカとを用いて前記型枠の位置決めを行うことを特徴とする請求項1記載の台座コンクリートの構築方法。
【請求項6】
前記工程(a)と前記工程(b)との間に、前記型枠の周囲に、前記コンクリートの漏洩を防止するシートを配置する工程(d)をさらに具備することを特徴とする請求項1記載の台座コンクリートの構築方法。

【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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【公開番号】特開2008−75245(P2008−75245A)
【公開日】平成20年4月3日(2008.4.3)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−252124(P2006−252124)
【出願日】平成18年9月19日(2006.9.19)
【出願人】(504252178)財団法人 海洋架橋・橋梁調査会 (3)
【出願人】(000001373)鹿島建設株式会社 (1,387)