圧入ケーソンおよびこの圧入ケーソンを用いた圧入ケーソン工法
【課題】 掘削作業の能率向上を図れ、かつ目的構造物の外側に仮設用地が不要で狭隘地の施工にも好適な圧入ケーソンおよび圧入ケーソン工法を提供すること。
【解決手段】 ケーソン１の側壁設置位置下の刃口コンクリートに貫通孔１１を形成し、この刃口コンクリートの直上に、グランドアンカーの反力を受ける専用のアンカー反力支持装置１５を設け、ケーソン１の刃口２下の支持地盤Ｇに定着させたアンカー体１２に連結したテンドン１３を上記貫通孔１１と上記アンカー反力支持装置１５に連通し、上記テンドン１３の他端を引張装置１７により引っ張り、任意の作業および期間に引張装置１７による圧入作業を行って掘削と沈下を繰り返し、側壁コンクリート１６の打設ロット毎に掘削と沈下を繰り返してケーソン１を所定の深さまで沈設する。
【解決手段】 ケーソン１の側壁設置位置下の刃口コンクリートに貫通孔１１を形成し、この刃口コンクリートの直上に、グランドアンカーの反力を受ける専用のアンカー反力支持装置１５を設け、ケーソン１の刃口２下の支持地盤Ｇに定着させたアンカー体１２に連結したテンドン１３を上記貫通孔１１と上記アンカー反力支持装置１５に連通し、上記テンドン１３の他端を引張装置１７により引っ張り、任意の作業および期間に引張装置１７による圧入作業を行って掘削と沈下を繰り返し、側壁コンクリート１６の打設ロット毎に掘削と沈下を繰り返してケーソン１を所定の深さまで沈設する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばニューマチックケーソン工法やオープンケーソン工法等に用いられ、グランドアンカーによりケーソンを地中に圧入する際に、このグランドアンカーの反力を受けるアンカー反力支持装置を備えた圧入ケーソンおよびこの圧入ケーソンを用いた圧入ケーソン工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
オープンケーソン工法では、地上で構築して設置したケーソン躯体の中空内部を、人力や遠隔操作の掘削機で掘削しながら自重で徐々にケーソンを沈下させ、支持層まで到達した後はケーソン躯体を基礎構造物とする。また、ニューマチックケーソン工法では、ケーソン下部に気密された作業室を設け、掘削の際にこの作業室に圧縮空気を送り込んで圧力をかけることで地下水が侵入するのを防止している。
【０００３】
ところが、地盤が固いと抵抗が大きくなり、自重のみではケーソンを沈下させて行くことが難しくなる。そこで、ケーソン下部の岩盤などにアンカー体を打設し、このアンカー体に接続したテンドンと呼ばれるワイヤーを油圧ジャッキなどで引っ張ることでケーソン躯体を沈設させる、いわゆる圧入ケーソン工法が採用されている。例えば特許文献１には、グランドアンカーの反力をケーソンの側壁コンクリート（外壁に相当）に設けた反力装置で受け止め、ロット毎に打ち足していく工法が開示されている。
【０００４】
しかしながら、上記のように側壁コンクリートの打設位置に圧入用のアンカー体を配置した場合、側壁の鉄筋組立作業、型枠組立作業、コンクリート打設作業およびコンクリートの必要強度発現までの養生期間中は、グランドアンカーによる圧入作業が不可能か、またはそれらの作業のためグランドアンカーによる圧入作業に制約を受ける。このため、掘削工程や沈下工程に遅れが生じる。
【０００５】
このような問題を回避するために、側壁コンクリートより内側の掘削側、すなわち作業室下に圧入用のグランドアンカーを配置する工法が提案されている（例えば特許文献２参照）。掘削側にグランドアンカーを配置することで、上述したような圧入作業の制約を緩和できるが、ケーソン底部における地山掘削作業の範囲に、アンカー体に接続されたテンドンが上下方向に貫通しているため、掘削作業の障害物となる。このため、掘削作業の能率向上という点においてはまだ改良の余地がある。
【０００６】
一方、側壁コンクリートより外側の地山側に圧入用のグランドアンカーを配置することも行われているが、目的構造物の外側に仮設用地が必要になり、狭隘地の施工に支障を来たす。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−１０５７７３号公報
【特許文献２】特許第３４３９８５９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記のことに鑑み提案されたもので、その目的とするところは、ケーソンの側壁設置位置の刃口コンクリートの直上に、グランドアンカーの反力を受ける専用のアンカー反力支持装置を設けることで、掘削作業の能率向上を図れ、かつ目的構造物の外側に仮設用地が不要で狭隘地の施工にも好適な圧入ケーソンを提供することにある。
【０００９】
また、本発明の他の目的は、圧入ケーソン工法で用いられるグランドアンカーの反力を専用のアンカー反力支持装置で受けることにより、側壁の鉄筋組立作業、型枠組立作業、コンクリート打設作業およびコンクリート養生期間に制約されることなく、圧入による沈下作業を可能とし、工期を短縮できる圧入ケーソン工法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、請求項１に係る本発明の圧入ケーソンは、側壁設置位置下に形成された刃口２と作業室スラブ４とを含むケーソン１と、このケーソン１の刃口２から側壁設置位置のコンクリート天端６に形成された貫通孔１１と、前記貫通孔１１上に対応する前記ケーソン１の側壁設置位置のコンクリート天端６上に設けられ、中空の受圧部材１９およびこの受圧部材１９内に配設された中空パイプ２０を含むアンカー反力支持装置１５と、前記アンカー反力支持装置１５を埋設するケーソン側壁１６と、前記アンカー反力支持装置１５と前記ケーソン側壁１６との接触面に介在される摩擦低減材２１と、一端が前記ケーソン１の刃口２下の支持地盤Ｇに定着させたアンカー体１２に連結され、他端が前記貫通孔１１と前記中空パイプ２０に連通されるテンドン１３と、前記アンカー反力支持装置１５の上端に設置され、前記テンドン１３の他端を引っ張る引張装置１７とを具備することを特徴とする。
【００１１】
また、請求項２に係る本発明は、請求項１記載の圧入ケーソンにおいて、前記貫通孔１１における刃口２側、コンクリート天端６側および前記中空パイプ２０の上端の少なくともいずれか１つと前記テンドン１３との間に装着される漏気防止装置２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃをさらに具備する。
【００１２】
さらに、請求項３に係る本発明は、請求項１記載の圧入ケーソンにおいて、前記アンカー反力支持装置１５における受圧部材１９と中空パイプ２０との間の空隙に充填され、前記受圧部材１９の座屈を防止する座屈防止用補強材２４をさらに具備する。
【００１３】
さらにまた、請求項４に係る本発明の圧入ケーソン工法は、ケーソン１の側壁設置位置下の支持地盤Ｇにアンカー体１２を定着させてテンドン１３の一端を連結し、１ロット目のコンクリートを打設して前記側壁設置位置に刃口２を有する作業室スラブ４を形成し、前記刃口２から側壁設置位置に打設したコンクリート天端６に貫通孔１１を形成して前記テンドン１３の他端を挿通させ、前記貫通孔１１上に、中空の受圧部材１９とこの受圧部材１９内に配設された中空パイプ２０とを有するアンカー反力支持装置１５を設置して、前記中空パイプ２０に前記テンドン１３を挿通させ、前記受圧部材１９の外周を摩擦低減材２１で被覆し、前記アンカー反力支持装置１５の上端にテンドン１３の他端を引っ張る引張装置１７を設置し、ケーソン１の側壁を含む２ロット目の鉄筋組立作業、型枠組立作業、コンクリート打設作業およびコンクリートの必要強度発現までの養生期間中を含む任意の作業および期間に前記引張装置１７による圧入作業を行って掘削と沈下を繰り返し、前記２ロット目のコンクリートを打設後、次ロット目のアンカー反力支持装置１５の設置、および掘削と沈下を側壁コンクリート１６の打設ロット毎に繰り返してケーソン１を所定の深さまで沈設することを特徴とする。
【００１４】
請求項５に係る発明では、請求項４記載の圧入ケーソン工法において、前記貫通孔１１における刃口２側、コンクリート天端６側、前記中空パイプ２０の上端および前記中空パイプ２０の接続部の少なくともいずれか１つと前記テンドン１３との間に漏気防止装置２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃを装着し、前記ケーソン１の圧入時に、圧気設備により前記作業室３内に作業気圧を掛けて止水する。
【００１５】
また、請求項６に係る発明では、請求項４記載の圧入ケーソン工法において、前記アンカー反力支持装置１５における受圧部材１９と中空パイプ２０との間の空隙に、前記受圧部材１９の座屈を防止する座屈防止用補強材２４を充填する。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１記載の本発明では、圧入用のグランドアンカーの反力を側壁コンクリートや作業室スラブなどではなく、刃口コンクリートの直上に設けた反力受け専用のアンカー反力支持装置で受けるので、圧入用反力桁を設けたりスラブを補強したりすることなく、引張装置の周辺のコンクリートへの圧入用グランドアンカーの反力の集中を低減できる。また、アンカー反力支持装置は、側壁コンクリートに埋設するので撤去する必要もない。さらに、アンカー体に接続されたテンドンは刃口側であるので掘削作業の障害物にはならず、掘削作業の能率向上を図れる。しかも、目的構造物の外側に仮設用地は不要であり、狭隘地の施工にも好適である。さらに、アンカー反力支持装置と側壁コンクリートとの接触面に摩擦低減材が介在されるので、側壁コンクリートと受圧部材の圧縮率の相違により、圧入時に側壁コンクリートが割れるのを防止できる。
【００１７】
また、請求項２記載の本発明では、漏気防止装置を装着することで、ケーソンの圧入時に、圧気設備により作業室内に作業気圧を掛けて止水し、作業室内への漏水や湧水を抑えることができる。
【００１８】
さらに、請求項３記載の本発明では、受圧部材の強度を高めることができ、地盤が固い場合やケーソンをより深くまで沈設する際に、受圧部材の座屈を防止する効果がある。
【００１９】
さらにまた、請求項４記載の本発明方法では、圧入用のアンカーの反力を側壁コンクリートや作業室スラブなどではなく、刃口コンクリートの直上に設けた反力受け専用のアンカー反力支持装置で受けるので、側壁の鉄筋組立作業、型枠組立作業、コンクリート打設作業およびコンクリート養生期間に制約されることなく圧入による沈下作業が可能になり、工期を短縮することができる。このアンカー反力支持装置は、側壁コンクリートに埋設するので撤去作業も不要である。しかも、アンカー反力支持装置と側壁コンクリートとの接触面に摩擦低減材が介在されるので、側壁コンクリートと受圧部材の圧縮率の相違により、圧入時に側壁コンクリートが割れるのを防止できる。
【００２０】
請求項５記載の本発明方法では、ケーソンの圧入時に、圧気設備により作業室内に作業気圧を掛けて止水することで、作業室内への漏水や湧水を抑える効果がある。
【００２１】
また、請求項６記載の本発明方法では、受圧部材の強度を高めることができ、ケーソンの圧入時に座屈を防止する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１実施例に係る圧入ケーソンにおけるアンカー反力支持装置とその周辺の詳細な構成例を示す拡大縦断正面図である。
【図２】本発明の第１実施例に係る圧入ケーソンの全体の概略構成を示す縦断正面図である。
【図３】図２に示した圧入ケーソンのＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図４】図１に示したアンカー反力支持装置のＢ−Ｂ線に沿った構成例を示す断面図である。
【図５】図１に示したアンカー反力支持装置のＢ−Ｂ線に沿った他の構成例を示す断面図である。
【図６】図１に示したアンカー反力支持装置のＢ−Ｂ線に沿ったさらに他の構成例を示す断面図である。
【図７】図１に示したアンカー反力支持装置における漏気防止装置の構成例を示す平面図である。
【図８】本発明の第１実施例に係る圧入ケーソン工法の第１乃至第５の工程を示す縦断正面図である。
【図９】本発明の第２実施例に係る圧入ケーソンおよび圧入ケーソン工法について説明するための縦断正面図である。
【図１０】本発明の第３実施例に係る圧入ケーソンにおけるアンカー反力支持装置とその周辺の詳細な構成例を示す拡大縦断正面図である。
【実施例１】
【００２３】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【００２４】
図１〜図３、図４（ａ）、（ｂ）〜図６（ａ）、（ｂ）、図７および図８（ａ）〜図８（ｅ）はそれぞれ、本発明の第１実施例を示すもので、図１は圧入ケーソンにおけるアンカー反力支持装置とその周辺の詳細な構成例を示す拡大縦断正面図、図２は圧入ケーソンの全体の概略構成を示す縦断正面図、図３は図２に示した圧入ケーソンのＡ−Ａ線に沿った断面図、図４（ａ）、（ｂ）〜図６（ａ）、（ｂ）はそれぞれ図１に示したアンカー反力支持装置のＢ−Ｂ線に沿った種々の構成例を示す断面図、図７は図１に示したアンカー反力支持装置における漏気防止装置の構成例を示す平面図、図８（ａ）〜図８（ｅ）はそれぞれ本発明の第１実施例に係る圧入ケーソン工法を工程順に示す縦断正面図である。
【００２５】
本第１実施例は、ニューマチックケーソン工法を例にとって示している。この圧入ケーソンは、図２に示す如く、ケーソン１の下部に形成された刃口２と、この刃口２の内面と作業室スラブ４の下面とに囲まれた作業室３と、この作業室３内に配置された掘削機５−１、５−２と、作業室３の天井面から地上に向かって延びるマテリアルシャフト７−１、７−２と、上部に設置されたマテリアルロック８−１、８−２と、作業室スラブ４の天井面から地上に向かって延びるマンシャフト９と、上部に設置されたマンロック１０と、圧気設備等を装備している。ここでは圧気設備は図示を省略している。
【００２６】
上記ケーソン刃口２の作業室３側から側壁設置位置に打設したコンクリート天端６には、貫通孔１１−１、１１−２が形成されている。また、上記ケーソン１の側壁設置位置下の支持地盤Ｇには、アンカー体１２−１、１２−２を定着させてＰＣ鋼より線や鋼棒などからなるテンドン１３−１、１３−２の一端が連結されている。この側壁設置位置（ケーソン刃口２上）の作業室スラブ４上には、アンカー反力支持装置１５−１１、１５−１２、１５−２１、１５−２２が付設されている。これらのアンカー反力支持装置１５−１１、１５−１２、１５−２１、１５−２２はそれぞれ、ケーソン側壁１６−１１、１６−１２、１６−２１、１６−２２に埋設されている。
【００２７】
上記テンドン１３−１、１３−２の他端はそれぞれ、上記貫通孔１１−１、１１−２、上記アンカー反力支持装置１５−１１、１５−１２、１５−２１、１５−２２に連通されている。上記アンカー反力支持装置１５−１２、１５−２２の天端には、上記テンドン１３−１、１３−２の他端を引っ張る圧入用引張装置、例えば圧入用ジャッキ（油圧ジャッキ）１７−１、１７−２が設置されている。
【００２８】
本第１実施例では、図３に示すように、円形のケーソン１の側壁設置位置に、アンカー反力支持装置１５−１１、１５−２１、１５−３１、…を例えば３ｍピッチＰで設けている。そして、各々のアンカー反力支持装置１５−１１、１５−２１、１５−３１、…の直上にそれぞれ圧入用引張装置としての油圧ジャッキ（図示せず）を対応させて設置する。なお、この図３ではマテリアルシャフト７−１、７−２と、マンシャフト９は省略している。
【００２９】
上記各アンカー反力支持装置１５は、図１に拡大して示すように、両端に肉厚の補強部１８Ａ、１８Ｂを有する中空の受圧部材１９と、この受圧部材１９内に配設され上記貫通孔１１に接続されてテンドン１３の他端が挿通される中空パイプ（例えば鉄管、塩ビパイプなど）２０とを備えている。また、上記受圧部材１９とケーソン側壁１６との接触面には、グリースなどからなる摩擦低減材２１が介在されている。
【００３０】
上記各アンカー反力支持装置１５における上記受圧部材１９は、例えば図４（ａ）、図５（ａ）および図６（ａ）に示すように、断面が円形、矩形あるいは楕円形状の鉄パイプなどからなり、内部に空隙を持って上記中空パイプ２０が配置されている。
【００３１】
あるいは、図４（ｂ）、図５（ｂ）および図６（ｂ）に示すように、上記受圧部材１９と中空パイプ２０との間の空隙に、コンクリートなどからなる座屈防止用補強材２４を充填した構成になっている。
【００３２】
さらに、上記貫通孔１１のケーソン刃口２側およびコンクリート天端６側の少なくとも一方（本例では両側）と上記テンドン１３との間には、漏気防止装置２２Ａ、２２Ｂが装着されている。また、上記アンカー反力支持装置１５の上端（中空パイプ２０の上端）とテンドン１３との間にも漏気防止装置２２Ｃが装着されている。ケーソン１の沈設が進み、アンカー反力支持装置１５を継ぎ足す場合には、各接続部にも漏気防止装置を装着する。
【００３３】
これらの漏気防止装置は、貫通孔１１における刃口２側、コンクリート天端６側、上記中空パイプ２０の上端、および中空パイプ２０の接続部と上記テンドン１３との間にそれぞれ取り付けるのが望ましい。しかし、例えば作業気圧が低い場合や十分な気密性が確保できる場合には、少なくともいずれか１つと上記テンドン１３との間に取り付けても良い。
【００３４】
上記漏気防止装置２２（２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ）にはそれぞれ、例えば図７に示すように、外径が貫通孔１１あるいは中空パイプ２０の内径とほぼ等しく、かつ中央にテンドン１３の外径とほぼ等しいサイズの開口が形成されたゴムなどからなるパッキンを２分割して用いる。
【００３５】
つぎに、本第１実施例に係る圧入ケーソン工法について、図８（ａ）〜図８（ｅ）により説明する。
【００３６】
（１）まず、図８（ａ）に示すように、ケーソン１の側壁設置位置下の支持地盤Ｇにアンカー体１２−１、１２−２を設置し、このアンカー体１２−１、１２−２にテンドン１３−１、１３−２の一端をそれぞれ連結して他端を地上に引き出す。
【００３７】
（２）つぎに、図８（ｂ）に示すように、地上で１ロット目のコンクリートを打設して刃口２を含む作業室スラブ４を形成する。この際、ケーソン１の刃口２に貫通孔を形成し、テンドン１３−１、１３−２の他端を挿通させる。これらの貫通孔は、ケーソン刃口２の作業室３側から作業室スラブ４の側壁設置位置上のコンクリート天端に形成する。
【００３８】
（３）引き続き、図８（ｃ）に示すように、打設したコンクリート天端に出ているテンドン１３−１、１３−２に漏気防止装置を取り付ける。作業室３内を高圧にする必要があり、より気密性を高めたいときには、貫通孔の他端、すなわちケーソン刃口２の作業室３側のテンドンにも漏気防止装置を取り付けると良い。もちろん、必要に応じてケーソン刃口２の作業室３側のテンドン１３−１、１３−２のみに漏気防止装置を取り付けても良い。
【００３９】
（４）その後、アンカー反力支持装置１５−１１、１５−２１の中空パイプにそれぞれテンドン１３−１、１３−２を挿通し、ケーソン１の側壁設置位置にこれらのアンカー反力支持装置１５−１１、１５−２１を設置する。そして、アンカー反力支持装置１５−１１、１５−２１における受圧部材の周囲に、摩擦低減機能を有するグリースなどの塗布や吹き付けなどを行い、摩擦低減材（図示せず）で被覆する。
【００４０】
（５）そして、アンカー反力支持装置１５−１１、１５−２１の上端に、テンドン１３−１、１３−２の他端を引っ張る引張装置、例えば圧入用ジャッキ１７−１、１７−２をそれぞれ設置する。
【００４１】
（６）つぎに、２ロット目の鉄筋組立作業、型枠組立作業、コンクリート打設作業およびコンクリートの必要強度発現までの養生期間中を含む任意の時間帯にグランドアンカーによる圧入作業を行い、掘削と沈下を繰り返す。
【００４２】
（７）その後、図８（ｄ）に示すように、打設した側壁コンクリート１６−１１、１６−２１の上端近くまで沈設が進んだとき、上記圧入用ジャッキ１７−１、１７−２を取り外し、アンカー反力支持装置１５−１１、１５−２１上にそれぞれ別のアンカー反力支持装置１５−１２、１５−２２を継ぎ足す。そして、テンドン１３−１、１３−２を連通させ、接続部に漏気防止装置を装着し、アンカー反力支持装置１５−１２、１５−２２の上端に圧入用ジャッキ１７−１、１７−２を設置する。
【００４３】
以後は、上述した（４）から（７）の作業をケーソン側壁の打設ロット毎に繰り返し、図８（ｅ）に示すようにケーソン１を所定の深さまで沈設する。
【００４４】
上記のような構成の圧入ケーソンによれば、圧入用のグランドアンカーの反力を側壁コンクリートや作業室スラブなどではなく、ケーソン側壁設置位置の刃口コンクリートの直上に設けた専用のアンカー反力支持装置で受けるので、引張装置の周辺のコンクリートへの反力の集中を低減できる。しかも、圧入用のアンカーの反力が集中するアンカー反力支持装置の最下端は、刃口コンクリートの直上で鉛直方向のコンクリート厚さが大きいので、押し抜きせん断力に対し抵抗性が高い。このため、作業室スラブを補強する必要がない。
【００４５】
また、上述したような圧入ケーソン工法によれば、グランドアンカーは刃口の直下に配置され、テンドンは作業室内をほとんど通らないので、掘削作業の障害になることはなく、作業能率の低下を防止できる。さらに、目的構造物の外側に仮設用地が必要となることもなく、狭隘地の施工にも適用できる。さらにまた、ケーソン側壁の鉄筋組立作業、型枠組立作業、コンクリート打設作業およびコンクリートの必要強度発現までの養生期間中にグランドアンカーによる圧入作業が可能なので、掘削工程および沈下工程に遅れが生じず、工期を短縮できる。
【００４６】
さらに、本発明の圧入ケーソンおよび圧入ケーソン工法によれば、つぎのような効果も得られる。
【００４７】
アンカー反力支持装置は、側壁コンクリートに埋設するので撤去する必要がない。
各々のアンカー反力支持装置の直上にグランドアンカーの引張装置を１つ設置し、圧入用反力桁（桁材、載荷桁）は設けないので、桁材の架設作業や撤去作業が不要であり、コンクリートの打設ロットを継ぎ足して行くときの作業を簡単化できる。
【００４８】
貫通孔とアンカー反力支持装置の上下端、または接続部に漏気防止装置を設けているので、掘削作業の際の加圧作業において作業室から空気が漏れるのを防止できる。これによって、作業室内への地下水の侵入、漏水や湧水を抑制できる。
【００４９】
アンカー反力支持装置を側壁コンクリートの打設ロット毎に継ぎ足す際、漏気防止装置としてのパッキンを設けるだけで良く、接合ロットに特別な技術は不要である。
【００５０】
側壁コンクリートとアンカー反力支持装置との接触面に、摩擦低減材が介在されるので、コンクリートとアンカー反力支持装置の受圧部材の圧縮時の収縮率の違いから、コンクリートが割れたりクラックが入ったりするのを防止できる。また、側壁コンクリートの養生期間中に、コンクリートの乾燥収縮で割れるのを防止できる。
【００５１】
アンカー反力支持装置の受圧部材と中空パイプとの間をコンクリートなどの座屈防止用補強材で充填することで、受圧部材の座屈による破損を抑制できる。この座屈防止用補強材は、アンカー反力支持装置を形成する際に予め充填しておいても良いし、アンカー反力支持装置を作業室スラブ上に設置する際に充填しても良い。
【実施例２】
【００５２】
図９は、本発明の第２実施例について説明するためのもので、橋脚躯体（ピア）とケーソンを一体で沈設させるピアケーソン方式を例に取って示しており、ケーソンと橋脚の下部の概略構成を示す縦断正面図である。
【００５３】
本第２実施例は、第１実施例における図８（ａ）〜図８（ｅ）に示した途中の工程までは同様である。すなわち、ケーソン１の側壁設置位置下の刃口コンクリートに貫通孔１１−１、１１−２を形成し、この刃口コンクリートの直上にアンカー反力支持装置１５−１１、１５−１２を設ける。そして、ケーソン１の刃口２下の支持地盤Ｇに定着させたアンカー体１２−１、１２−２にそれぞれ連結したテンドン１３−１、１３−２を上記貫通孔１１−１、１１−２と上記アンカー反力支持装置１５−１、１５−２に連通し、上記テンドン１３−１、１３−２の他端を引張装置１７−１、１７−２により引っ張り、任意の作業および期間に引張装置１７−１、１７−２による圧入作業を行って掘削と沈下を繰り返す。そして、アンカー反力支持装置１５−１２、１５−２２、１５−１３、１５−２３の設置と側壁コンクリート１６−１２、１６−２２、１６−１３、１６−２３の打設をロット毎に行って掘削と沈下を繰り返し、ケーソン１を所定の深さまで沈設する。
【００５４】
その後、上記ケーソン１上に橋脚躯体２５を構築し、さらにケーソン１を沈設する。そして、第１実施例では沈設したケーソン１を地下構造物の一部にしたが、本第２実施例では沈設したケーソン１を埋め戻して例えば橋脚の基礎（一部）にする。
【００５５】
この際、ケーソン１が埋め戻されると作業できなくなるので、ケーソン側壁１６−１３、１６−２３上の埋め込まれる部分にアンカー反力支持装置２３−１、２３−２を設け、これらアンカー反力支持装置２３−１、２３−２の上端にテンドン１３−１、１３−２の他端を引っ張る圧入用ジャッキ（油圧ジャッキ）１７−１、１７−２を設置して沈設する。このケーソン１の沈設に際しては、橋脚躯体２５を沈下荷重として利用する。
【００５６】
上記アンカー反力支持装置２３−１、２３−２の基本構成は、第１実施例と同様であるが、受圧部材を十分な強度のある鋼管で形成している。他の構成や工法は、第１実施例と同様であるので詳細な説明は省略する。
【００５７】
このような圧入ケーソンおよび圧入ケーソン工法によれば、上述した第１実施例による効果に加えて、橋脚の基礎のように必要な部分だけを大きくして地上の露出部を小さくできる。また、橋脚の基礎だけでなく、ポンプ用や雨水貯蔵用施設のタンクなどの構築にも好適である。
【００５８】
なお、上記第１、第２実施例では、ニューマチックケーソン工法とピアケーソン工法を例にとって説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、例えばオープンケーソン工法など他の種々の圧入ケーソンおよび圧入ケーソン工法に適用できる。
【実施例３】
【００５９】
図１０は、本発明の第３実施例に係る圧入ケーソンにおけるアンカー反力支持装置とその周辺の詳細な構成例を示す拡大縦断正面図である。このアンカー反力支持装置１５'は、中空の受圧部材１９’と、この受圧部材１９’内に配設されてテンドン１３の他端が挿通される中空パイプ２０’とを備えている。上記受圧部材１９’は、断面が円形、矩形あるいは楕円形状の鉄パイプなどからなり、グランドアンカーの反力を受ける柱状の受圧部１９Ａと、この受圧部１９Ａから枝状に分岐（または一部の領域が突出）され、ケーソン刃口２の外側に向かって斜め下方に湾曲して延びるテンドン導入部１９Ｂとで構成される。
【００６０】
上記受圧部１９Ａの両端には肉厚の補強部１８Ａ、１８Ｂが設けられており、圧入用ジャッキ１７による作業時に両端が潰れるのを防止している。上記テンドン導入部１９Ｂは、ケーソン刃口２の外側から側壁設置位置のコンクリート天端６に形成された貫通孔１１内に配置されており、一端がアンカー体１２に接続されたテンドン１３の他端を、ケーソン刃口２の外側から受圧部１９Ａの上端に設けた圧入用ジャッキ１７に導くものである。
【００６１】
上記中空パイプ２０’は、例えば鉄管、塩ビパイプなどで形成され、一端側が刃口２の外側に配置され、テンドン導入部１９Ｂから受圧部１９Ａに向かって湾曲しており、受圧部１９Ａの途中に合流して一体化され、他端側と受圧部１９Ａの上端に圧入用ジャッキ１７が設置される。そして、アンカー体１２に接続されたテンドン１３が圧入用ジャッキ１７で引っ張られることにより、補強部１８Ａが形成された受圧部１９Ａの下端でコンクリート天端６に加圧するように構成されている。さらに、第１、第２実施例と同様に、上記受圧部材１９’とケーソン側壁１６との接触面には、グリースなどからなる摩擦低減材２１が介在されている。
【００６２】
なお、本例では、受圧部材１９’の内部に空隙を持って上記中空パイプ２０’が配置されているが、この空隙にコンクリートなどからなる座屈防止用補強材を充填することで、受圧部材１９’の座屈による破損を抑制できる。
【００６３】
上記のような構成の圧入ケーソンによれば、テンドン１３を刃口２の外側から作業室３内を避けて通過し、ケーソン側壁１６設置位置の刃口コンクリートの直上に設けた専用のアンカー反力支持装置１９’に導入するので、オープンケーソン工法、ニューマチックケーソン工法ともに掘削作業に全く支障なく施工が可能であり、作業性を高めることができる。しかも、ニューマチックケーソン工法で施工する際に、漏気を防止する漏気防止装置は不要になる。また、除去式アンカーを用いれば、掘削作業に全く支障がないだけでなく、作業用地も最小限で済む。
【符号の説明】
【００６４】
１ ケーソン
２ 刃口
３ 作業室
４ 作業室スラブ
５−１、５−２ 掘削機
６ コンクリート天端
７−１、７−２ マテリアルシャフト
８−１、８−２ マテリアルロック
９ マンシャフト
１０ マンロック
１１、１１−１、１１−２ 貫通孔
１２、１２−１、１２−２ アンカー体
１３、１３−１、１３−２ テンドン
１５、１５−１１、１５−１２、１５−２１、１５−２２、１５’ アンカー反力支持装置
１６、１６−１１、１６−１２、１６−２１、１６−２２ ケーソン側壁
１７、１７−１、１７−２ 圧入用ジャッキ（圧入用引張装置）
１８Ａ、１８Ｂ 補強部
１９、１９’ 受圧部材
１９Ａ 受圧部
１９Ｂ テンドン導入部
２０、２０’ 中空パイプ
２１ 摩擦低減材
２２、２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ 漏気防止装置
２３−１、２３−２ アンカー反力支持装置
２４ 座屈防止用補強材
２５ 橋脚躯体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばニューマチックケーソン工法やオープンケーソン工法等に用いられ、グランドアンカーによりケーソンを地中に圧入する際に、このグランドアンカーの反力を受けるアンカー反力支持装置を備えた圧入ケーソンおよびこの圧入ケーソンを用いた圧入ケーソン工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
オープンケーソン工法では、地上で構築して設置したケーソン躯体の中空内部を、人力や遠隔操作の掘削機で掘削しながら自重で徐々にケーソンを沈下させ、支持層まで到達した後はケーソン躯体を基礎構造物とする。また、ニューマチックケーソン工法では、ケーソン下部に気密された作業室を設け、掘削の際にこの作業室に圧縮空気を送り込んで圧力をかけることで地下水が侵入するのを防止している。
【０００３】
ところが、地盤が固いと抵抗が大きくなり、自重のみではケーソンを沈下させて行くことが難しくなる。そこで、ケーソン下部の岩盤などにアンカー体を打設し、このアンカー体に接続したテンドンと呼ばれるワイヤーを油圧ジャッキなどで引っ張ることでケーソン躯体を沈設させる、いわゆる圧入ケーソン工法が採用されている。例えば特許文献１には、グランドアンカーの反力をケーソンの側壁コンクリート（外壁に相当）に設けた反力装置で受け止め、ロット毎に打ち足していく工法が開示されている。
【０００４】
しかしながら、上記のように側壁コンクリートの打設位置に圧入用のアンカー体を配置した場合、側壁の鉄筋組立作業、型枠組立作業、コンクリート打設作業およびコンクリートの必要強度発現までの養生期間中は、グランドアンカーによる圧入作業が不可能か、またはそれらの作業のためグランドアンカーによる圧入作業に制約を受ける。このため、掘削工程や沈下工程に遅れが生じる。
【０００５】
このような問題を回避するために、側壁コンクリートより内側の掘削側、すなわち作業室下に圧入用のグランドアンカーを配置する工法が提案されている（例えば特許文献２参照）。掘削側にグランドアンカーを配置することで、上述したような圧入作業の制約を緩和できるが、ケーソン底部における地山掘削作業の範囲に、アンカー体に接続されたテンドンが上下方向に貫通しているため、掘削作業の障害物となる。このため、掘削作業の能率向上という点においてはまだ改良の余地がある。
【０００６】
一方、側壁コンクリートより外側の地山側に圧入用のグランドアンカーを配置することも行われているが、目的構造物の外側に仮設用地が必要になり、狭隘地の施工に支障を来たす。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−１０５７７３号公報
【特許文献２】特許第３４３９８５９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記のことに鑑み提案されたもので、その目的とするところは、ケーソンの側壁設置位置の刃口コンクリートの直上に、グランドアンカーの反力を受ける専用のアンカー反力支持装置を設けることで、掘削作業の能率向上を図れ、かつ目的構造物の外側に仮設用地が不要で狭隘地の施工にも好適な圧入ケーソンを提供することにある。
【０００９】
また、本発明の他の目的は、圧入ケーソン工法で用いられるグランドアンカーの反力を専用のアンカー反力支持装置で受けることにより、側壁の鉄筋組立作業、型枠組立作業、コンクリート打設作業およびコンクリート養生期間に制約されることなく、圧入による沈下作業を可能とし、工期を短縮できる圧入ケーソン工法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、請求項１に係る本発明の圧入ケーソンは、側壁設置位置下に形成された刃口２と作業室スラブ４とを含むケーソン１と、このケーソン１の刃口２から側壁設置位置のコンクリート天端６に形成された貫通孔１１と、前記貫通孔１１上に対応する前記ケーソン１の側壁設置位置のコンクリート天端６上に設けられ、中空の受圧部材１９およびこの受圧部材１９内に配設された中空パイプ２０を含むアンカー反力支持装置１５と、前記アンカー反力支持装置１５を埋設するケーソン側壁１６と、前記アンカー反力支持装置１５と前記ケーソン側壁１６との接触面に介在される摩擦低減材２１と、一端が前記ケーソン１の刃口２下の支持地盤Ｇに定着させたアンカー体１２に連結され、他端が前記貫通孔１１と前記中空パイプ２０に連通されるテンドン１３と、前記アンカー反力支持装置１５の上端に設置され、前記テンドン１３の他端を引っ張る引張装置１７とを具備することを特徴とする。
【００１１】
また、請求項２に係る本発明は、請求項１記載の圧入ケーソンにおいて、前記貫通孔１１における刃口２側、コンクリート天端６側および前記中空パイプ２０の上端の少なくともいずれか１つと前記テンドン１３との間に装着される漏気防止装置２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃをさらに具備する。
【００１２】
さらに、請求項３に係る本発明は、請求項１記載の圧入ケーソンにおいて、前記アンカー反力支持装置１５における受圧部材１９と中空パイプ２０との間の空隙に充填され、前記受圧部材１９の座屈を防止する座屈防止用補強材２４をさらに具備する。
【００１３】
さらにまた、請求項４に係る本発明の圧入ケーソン工法は、ケーソン１の側壁設置位置下の支持地盤Ｇにアンカー体１２を定着させてテンドン１３の一端を連結し、１ロット目のコンクリートを打設して前記側壁設置位置に刃口２を有する作業室スラブ４を形成し、前記刃口２から側壁設置位置に打設したコンクリート天端６に貫通孔１１を形成して前記テンドン１３の他端を挿通させ、前記貫通孔１１上に、中空の受圧部材１９とこの受圧部材１９内に配設された中空パイプ２０とを有するアンカー反力支持装置１５を設置して、前記中空パイプ２０に前記テンドン１３を挿通させ、前記受圧部材１９の外周を摩擦低減材２１で被覆し、前記アンカー反力支持装置１５の上端にテンドン１３の他端を引っ張る引張装置１７を設置し、ケーソン１の側壁を含む２ロット目の鉄筋組立作業、型枠組立作業、コンクリート打設作業およびコンクリートの必要強度発現までの養生期間中を含む任意の作業および期間に前記引張装置１７による圧入作業を行って掘削と沈下を繰り返し、前記２ロット目のコンクリートを打設後、次ロット目のアンカー反力支持装置１５の設置、および掘削と沈下を側壁コンクリート１６の打設ロット毎に繰り返してケーソン１を所定の深さまで沈設することを特徴とする。
【００１４】
請求項５に係る発明では、請求項４記載の圧入ケーソン工法において、前記貫通孔１１における刃口２側、コンクリート天端６側、前記中空パイプ２０の上端および前記中空パイプ２０の接続部の少なくともいずれか１つと前記テンドン１３との間に漏気防止装置２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃを装着し、前記ケーソン１の圧入時に、圧気設備により前記作業室３内に作業気圧を掛けて止水する。
【００１５】
また、請求項６に係る発明では、請求項４記載の圧入ケーソン工法において、前記アンカー反力支持装置１５における受圧部材１９と中空パイプ２０との間の空隙に、前記受圧部材１９の座屈を防止する座屈防止用補強材２４を充填する。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１記載の本発明では、圧入用のグランドアンカーの反力を側壁コンクリートや作業室スラブなどではなく、刃口コンクリートの直上に設けた反力受け専用のアンカー反力支持装置で受けるので、圧入用反力桁を設けたりスラブを補強したりすることなく、引張装置の周辺のコンクリートへの圧入用グランドアンカーの反力の集中を低減できる。また、アンカー反力支持装置は、側壁コンクリートに埋設するので撤去する必要もない。さらに、アンカー体に接続されたテンドンは刃口側であるので掘削作業の障害物にはならず、掘削作業の能率向上を図れる。しかも、目的構造物の外側に仮設用地は不要であり、狭隘地の施工にも好適である。さらに、アンカー反力支持装置と側壁コンクリートとの接触面に摩擦低減材が介在されるので、側壁コンクリートと受圧部材の圧縮率の相違により、圧入時に側壁コンクリートが割れるのを防止できる。
【００１７】
また、請求項２記載の本発明では、漏気防止装置を装着することで、ケーソンの圧入時に、圧気設備により作業室内に作業気圧を掛けて止水し、作業室内への漏水や湧水を抑えることができる。
【００１８】
さらに、請求項３記載の本発明では、受圧部材の強度を高めることができ、地盤が固い場合やケーソンをより深くまで沈設する際に、受圧部材の座屈を防止する効果がある。
【００１９】
さらにまた、請求項４記載の本発明方法では、圧入用のアンカーの反力を側壁コンクリートや作業室スラブなどではなく、刃口コンクリートの直上に設けた反力受け専用のアンカー反力支持装置で受けるので、側壁の鉄筋組立作業、型枠組立作業、コンクリート打設作業およびコンクリート養生期間に制約されることなく圧入による沈下作業が可能になり、工期を短縮することができる。このアンカー反力支持装置は、側壁コンクリートに埋設するので撤去作業も不要である。しかも、アンカー反力支持装置と側壁コンクリートとの接触面に摩擦低減材が介在されるので、側壁コンクリートと受圧部材の圧縮率の相違により、圧入時に側壁コンクリートが割れるのを防止できる。
【００２０】
請求項５記載の本発明方法では、ケーソンの圧入時に、圧気設備により作業室内に作業気圧を掛けて止水することで、作業室内への漏水や湧水を抑える効果がある。
【００２１】
また、請求項６記載の本発明方法では、受圧部材の強度を高めることができ、ケーソンの圧入時に座屈を防止する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１実施例に係る圧入ケーソンにおけるアンカー反力支持装置とその周辺の詳細な構成例を示す拡大縦断正面図である。
【図２】本発明の第１実施例に係る圧入ケーソンの全体の概略構成を示す縦断正面図である。
【図３】図２に示した圧入ケーソンのＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図４】図１に示したアンカー反力支持装置のＢ−Ｂ線に沿った構成例を示す断面図である。
【図５】図１に示したアンカー反力支持装置のＢ−Ｂ線に沿った他の構成例を示す断面図である。
【図６】図１に示したアンカー反力支持装置のＢ−Ｂ線に沿ったさらに他の構成例を示す断面図である。
【図７】図１に示したアンカー反力支持装置における漏気防止装置の構成例を示す平面図である。
【図８】本発明の第１実施例に係る圧入ケーソン工法の第１乃至第５の工程を示す縦断正面図である。
【図９】本発明の第２実施例に係る圧入ケーソンおよび圧入ケーソン工法について説明するための縦断正面図である。
【図１０】本発明の第３実施例に係る圧入ケーソンにおけるアンカー反力支持装置とその周辺の詳細な構成例を示す拡大縦断正面図である。
【実施例１】
【００２３】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【００２４】
図１〜図３、図４（ａ）、（ｂ）〜図６（ａ）、（ｂ）、図７および図８（ａ）〜図８（ｅ）はそれぞれ、本発明の第１実施例を示すもので、図１は圧入ケーソンにおけるアンカー反力支持装置とその周辺の詳細な構成例を示す拡大縦断正面図、図２は圧入ケーソンの全体の概略構成を示す縦断正面図、図３は図２に示した圧入ケーソンのＡ−Ａ線に沿った断面図、図４（ａ）、（ｂ）〜図６（ａ）、（ｂ）はそれぞれ図１に示したアンカー反力支持装置のＢ−Ｂ線に沿った種々の構成例を示す断面図、図７は図１に示したアンカー反力支持装置における漏気防止装置の構成例を示す平面図、図８（ａ）〜図８（ｅ）はそれぞれ本発明の第１実施例に係る圧入ケーソン工法を工程順に示す縦断正面図である。
【００２５】
本第１実施例は、ニューマチックケーソン工法を例にとって示している。この圧入ケーソンは、図２に示す如く、ケーソン１の下部に形成された刃口２と、この刃口２の内面と作業室スラブ４の下面とに囲まれた作業室３と、この作業室３内に配置された掘削機５−１、５−２と、作業室３の天井面から地上に向かって延びるマテリアルシャフト７−１、７−２と、上部に設置されたマテリアルロック８−１、８−２と、作業室スラブ４の天井面から地上に向かって延びるマンシャフト９と、上部に設置されたマンロック１０と、圧気設備等を装備している。ここでは圧気設備は図示を省略している。
【００２６】
上記ケーソン刃口２の作業室３側から側壁設置位置に打設したコンクリート天端６には、貫通孔１１−１、１１−２が形成されている。また、上記ケーソン１の側壁設置位置下の支持地盤Ｇには、アンカー体１２−１、１２−２を定着させてＰＣ鋼より線や鋼棒などからなるテンドン１３−１、１３−２の一端が連結されている。この側壁設置位置（ケーソン刃口２上）の作業室スラブ４上には、アンカー反力支持装置１５−１１、１５−１２、１５−２１、１５−２２が付設されている。これらのアンカー反力支持装置１５−１１、１５−１２、１５−２１、１５−２２はそれぞれ、ケーソン側壁１６−１１、１６−１２、１６−２１、１６−２２に埋設されている。
【００２７】
上記テンドン１３−１、１３−２の他端はそれぞれ、上記貫通孔１１−１、１１−２、上記アンカー反力支持装置１５−１１、１５−１２、１５−２１、１５−２２に連通されている。上記アンカー反力支持装置１５−１２、１５−２２の天端には、上記テンドン１３−１、１３−２の他端を引っ張る圧入用引張装置、例えば圧入用ジャッキ（油圧ジャッキ）１７−１、１７−２が設置されている。
【００２８】
本第１実施例では、図３に示すように、円形のケーソン１の側壁設置位置に、アンカー反力支持装置１５−１１、１５−２１、１５−３１、…を例えば３ｍピッチＰで設けている。そして、各々のアンカー反力支持装置１５−１１、１５−２１、１５−３１、…の直上にそれぞれ圧入用引張装置としての油圧ジャッキ（図示せず）を対応させて設置する。なお、この図３ではマテリアルシャフト７−１、７−２と、マンシャフト９は省略している。
【００２９】
上記各アンカー反力支持装置１５は、図１に拡大して示すように、両端に肉厚の補強部１８Ａ、１８Ｂを有する中空の受圧部材１９と、この受圧部材１９内に配設され上記貫通孔１１に接続されてテンドン１３の他端が挿通される中空パイプ（例えば鉄管、塩ビパイプなど）２０とを備えている。また、上記受圧部材１９とケーソン側壁１６との接触面には、グリースなどからなる摩擦低減材２１が介在されている。
【００３０】
上記各アンカー反力支持装置１５における上記受圧部材１９は、例えば図４（ａ）、図５（ａ）および図６（ａ）に示すように、断面が円形、矩形あるいは楕円形状の鉄パイプなどからなり、内部に空隙を持って上記中空パイプ２０が配置されている。
【００３１】
あるいは、図４（ｂ）、図５（ｂ）および図６（ｂ）に示すように、上記受圧部材１９と中空パイプ２０との間の空隙に、コンクリートなどからなる座屈防止用補強材２４を充填した構成になっている。
【００３２】
さらに、上記貫通孔１１のケーソン刃口２側およびコンクリート天端６側の少なくとも一方（本例では両側）と上記テンドン１３との間には、漏気防止装置２２Ａ、２２Ｂが装着されている。また、上記アンカー反力支持装置１５の上端（中空パイプ２０の上端）とテンドン１３との間にも漏気防止装置２２Ｃが装着されている。ケーソン１の沈設が進み、アンカー反力支持装置１５を継ぎ足す場合には、各接続部にも漏気防止装置を装着する。
【００３３】
これらの漏気防止装置は、貫通孔１１における刃口２側、コンクリート天端６側、上記中空パイプ２０の上端、および中空パイプ２０の接続部と上記テンドン１３との間にそれぞれ取り付けるのが望ましい。しかし、例えば作業気圧が低い場合や十分な気密性が確保できる場合には、少なくともいずれか１つと上記テンドン１３との間に取り付けても良い。
【００３４】
上記漏気防止装置２２（２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ）にはそれぞれ、例えば図７に示すように、外径が貫通孔１１あるいは中空パイプ２０の内径とほぼ等しく、かつ中央にテンドン１３の外径とほぼ等しいサイズの開口が形成されたゴムなどからなるパッキンを２分割して用いる。
【００３５】
つぎに、本第１実施例に係る圧入ケーソン工法について、図８（ａ）〜図８（ｅ）により説明する。
【００３６】
（１）まず、図８（ａ）に示すように、ケーソン１の側壁設置位置下の支持地盤Ｇにアンカー体１２−１、１２−２を設置し、このアンカー体１２−１、１２−２にテンドン１３−１、１３−２の一端をそれぞれ連結して他端を地上に引き出す。
【００３７】
（２）つぎに、図８（ｂ）に示すように、地上で１ロット目のコンクリートを打設して刃口２を含む作業室スラブ４を形成する。この際、ケーソン１の刃口２に貫通孔を形成し、テンドン１３−１、１３−２の他端を挿通させる。これらの貫通孔は、ケーソン刃口２の作業室３側から作業室スラブ４の側壁設置位置上のコンクリート天端に形成する。
【００３８】
（３）引き続き、図８（ｃ）に示すように、打設したコンクリート天端に出ているテンドン１３−１、１３−２に漏気防止装置を取り付ける。作業室３内を高圧にする必要があり、より気密性を高めたいときには、貫通孔の他端、すなわちケーソン刃口２の作業室３側のテンドンにも漏気防止装置を取り付けると良い。もちろん、必要に応じてケーソン刃口２の作業室３側のテンドン１３−１、１３−２のみに漏気防止装置を取り付けても良い。
【００３９】
（４）その後、アンカー反力支持装置１５−１１、１５−２１の中空パイプにそれぞれテンドン１３−１、１３−２を挿通し、ケーソン１の側壁設置位置にこれらのアンカー反力支持装置１５−１１、１５−２１を設置する。そして、アンカー反力支持装置１５−１１、１５−２１における受圧部材の周囲に、摩擦低減機能を有するグリースなどの塗布や吹き付けなどを行い、摩擦低減材（図示せず）で被覆する。
【００４０】
（５）そして、アンカー反力支持装置１５−１１、１５−２１の上端に、テンドン１３−１、１３−２の他端を引っ張る引張装置、例えば圧入用ジャッキ１７−１、１７−２をそれぞれ設置する。
【００４１】
（６）つぎに、２ロット目の鉄筋組立作業、型枠組立作業、コンクリート打設作業およびコンクリートの必要強度発現までの養生期間中を含む任意の時間帯にグランドアンカーによる圧入作業を行い、掘削と沈下を繰り返す。
【００４２】
（７）その後、図８（ｄ）に示すように、打設した側壁コンクリート１６−１１、１６−２１の上端近くまで沈設が進んだとき、上記圧入用ジャッキ１７−１、１７−２を取り外し、アンカー反力支持装置１５−１１、１５−２１上にそれぞれ別のアンカー反力支持装置１５−１２、１５−２２を継ぎ足す。そして、テンドン１３−１、１３−２を連通させ、接続部に漏気防止装置を装着し、アンカー反力支持装置１５−１２、１５−２２の上端に圧入用ジャッキ１７−１、１７−２を設置する。
【００４３】
以後は、上述した（４）から（７）の作業をケーソン側壁の打設ロット毎に繰り返し、図８（ｅ）に示すようにケーソン１を所定の深さまで沈設する。
【００４４】
上記のような構成の圧入ケーソンによれば、圧入用のグランドアンカーの反力を側壁コンクリートや作業室スラブなどではなく、ケーソン側壁設置位置の刃口コンクリートの直上に設けた専用のアンカー反力支持装置で受けるので、引張装置の周辺のコンクリートへの反力の集中を低減できる。しかも、圧入用のアンカーの反力が集中するアンカー反力支持装置の最下端は、刃口コンクリートの直上で鉛直方向のコンクリート厚さが大きいので、押し抜きせん断力に対し抵抗性が高い。このため、作業室スラブを補強する必要がない。
【００４５】
また、上述したような圧入ケーソン工法によれば、グランドアンカーは刃口の直下に配置され、テンドンは作業室内をほとんど通らないので、掘削作業の障害になることはなく、作業能率の低下を防止できる。さらに、目的構造物の外側に仮設用地が必要となることもなく、狭隘地の施工にも適用できる。さらにまた、ケーソン側壁の鉄筋組立作業、型枠組立作業、コンクリート打設作業およびコンクリートの必要強度発現までの養生期間中にグランドアンカーによる圧入作業が可能なので、掘削工程および沈下工程に遅れが生じず、工期を短縮できる。
【００４６】
さらに、本発明の圧入ケーソンおよび圧入ケーソン工法によれば、つぎのような効果も得られる。
【００４７】
アンカー反力支持装置は、側壁コンクリートに埋設するので撤去する必要がない。
各々のアンカー反力支持装置の直上にグランドアンカーの引張装置を１つ設置し、圧入用反力桁（桁材、載荷桁）は設けないので、桁材の架設作業や撤去作業が不要であり、コンクリートの打設ロットを継ぎ足して行くときの作業を簡単化できる。
【００４８】
貫通孔とアンカー反力支持装置の上下端、または接続部に漏気防止装置を設けているので、掘削作業の際の加圧作業において作業室から空気が漏れるのを防止できる。これによって、作業室内への地下水の侵入、漏水や湧水を抑制できる。
【００４９】
アンカー反力支持装置を側壁コンクリートの打設ロット毎に継ぎ足す際、漏気防止装置としてのパッキンを設けるだけで良く、接合ロットに特別な技術は不要である。
【００５０】
側壁コンクリートとアンカー反力支持装置との接触面に、摩擦低減材が介在されるので、コンクリートとアンカー反力支持装置の受圧部材の圧縮時の収縮率の違いから、コンクリートが割れたりクラックが入ったりするのを防止できる。また、側壁コンクリートの養生期間中に、コンクリートの乾燥収縮で割れるのを防止できる。
【００５１】
アンカー反力支持装置の受圧部材と中空パイプとの間をコンクリートなどの座屈防止用補強材で充填することで、受圧部材の座屈による破損を抑制できる。この座屈防止用補強材は、アンカー反力支持装置を形成する際に予め充填しておいても良いし、アンカー反力支持装置を作業室スラブ上に設置する際に充填しても良い。
【実施例２】
【００５２】
図９は、本発明の第２実施例について説明するためのもので、橋脚躯体（ピア）とケーソンを一体で沈設させるピアケーソン方式を例に取って示しており、ケーソンと橋脚の下部の概略構成を示す縦断正面図である。
【００５３】
本第２実施例は、第１実施例における図８（ａ）〜図８（ｅ）に示した途中の工程までは同様である。すなわち、ケーソン１の側壁設置位置下の刃口コンクリートに貫通孔１１−１、１１−２を形成し、この刃口コンクリートの直上にアンカー反力支持装置１５−１１、１５−１２を設ける。そして、ケーソン１の刃口２下の支持地盤Ｇに定着させたアンカー体１２−１、１２−２にそれぞれ連結したテンドン１３−１、１３−２を上記貫通孔１１−１、１１−２と上記アンカー反力支持装置１５−１、１５−２に連通し、上記テンドン１３−１、１３−２の他端を引張装置１７−１、１７−２により引っ張り、任意の作業および期間に引張装置１７−１、１７−２による圧入作業を行って掘削と沈下を繰り返す。そして、アンカー反力支持装置１５−１２、１５−２２、１５−１３、１５−２３の設置と側壁コンクリート１６−１２、１６−２２、１６−１３、１６−２３の打設をロット毎に行って掘削と沈下を繰り返し、ケーソン１を所定の深さまで沈設する。
【００５４】
その後、上記ケーソン１上に橋脚躯体２５を構築し、さらにケーソン１を沈設する。そして、第１実施例では沈設したケーソン１を地下構造物の一部にしたが、本第２実施例では沈設したケーソン１を埋め戻して例えば橋脚の基礎（一部）にする。
【００５５】
この際、ケーソン１が埋め戻されると作業できなくなるので、ケーソン側壁１６−１３、１６−２３上の埋め込まれる部分にアンカー反力支持装置２３−１、２３−２を設け、これらアンカー反力支持装置２３−１、２３−２の上端にテンドン１３−１、１３−２の他端を引っ張る圧入用ジャッキ（油圧ジャッキ）１７−１、１７−２を設置して沈設する。このケーソン１の沈設に際しては、橋脚躯体２５を沈下荷重として利用する。
【００５６】
上記アンカー反力支持装置２３−１、２３−２の基本構成は、第１実施例と同様であるが、受圧部材を十分な強度のある鋼管で形成している。他の構成や工法は、第１実施例と同様であるので詳細な説明は省略する。
【００５７】
このような圧入ケーソンおよび圧入ケーソン工法によれば、上述した第１実施例による効果に加えて、橋脚の基礎のように必要な部分だけを大きくして地上の露出部を小さくできる。また、橋脚の基礎だけでなく、ポンプ用や雨水貯蔵用施設のタンクなどの構築にも好適である。
【００５８】
なお、上記第１、第２実施例では、ニューマチックケーソン工法とピアケーソン工法を例にとって説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、例えばオープンケーソン工法など他の種々の圧入ケーソンおよび圧入ケーソン工法に適用できる。
【実施例３】
【００５９】
図１０は、本発明の第３実施例に係る圧入ケーソンにおけるアンカー反力支持装置とその周辺の詳細な構成例を示す拡大縦断正面図である。このアンカー反力支持装置１５'は、中空の受圧部材１９’と、この受圧部材１９’内に配設されてテンドン１３の他端が挿通される中空パイプ２０’とを備えている。上記受圧部材１９’は、断面が円形、矩形あるいは楕円形状の鉄パイプなどからなり、グランドアンカーの反力を受ける柱状の受圧部１９Ａと、この受圧部１９Ａから枝状に分岐（または一部の領域が突出）され、ケーソン刃口２の外側に向かって斜め下方に湾曲して延びるテンドン導入部１９Ｂとで構成される。
【００６０】
上記受圧部１９Ａの両端には肉厚の補強部１８Ａ、１８Ｂが設けられており、圧入用ジャッキ１７による作業時に両端が潰れるのを防止している。上記テンドン導入部１９Ｂは、ケーソン刃口２の外側から側壁設置位置のコンクリート天端６に形成された貫通孔１１内に配置されており、一端がアンカー体１２に接続されたテンドン１３の他端を、ケーソン刃口２の外側から受圧部１９Ａの上端に設けた圧入用ジャッキ１７に導くものである。
【００６１】
上記中空パイプ２０’は、例えば鉄管、塩ビパイプなどで形成され、一端側が刃口２の外側に配置され、テンドン導入部１９Ｂから受圧部１９Ａに向かって湾曲しており、受圧部１９Ａの途中に合流して一体化され、他端側と受圧部１９Ａの上端に圧入用ジャッキ１７が設置される。そして、アンカー体１２に接続されたテンドン１３が圧入用ジャッキ１７で引っ張られることにより、補強部１８Ａが形成された受圧部１９Ａの下端でコンクリート天端６に加圧するように構成されている。さらに、第１、第２実施例と同様に、上記受圧部材１９’とケーソン側壁１６との接触面には、グリースなどからなる摩擦低減材２１が介在されている。
【００６２】
なお、本例では、受圧部材１９’の内部に空隙を持って上記中空パイプ２０’が配置されているが、この空隙にコンクリートなどからなる座屈防止用補強材を充填することで、受圧部材１９’の座屈による破損を抑制できる。
【００６３】
上記のような構成の圧入ケーソンによれば、テンドン１３を刃口２の外側から作業室３内を避けて通過し、ケーソン側壁１６設置位置の刃口コンクリートの直上に設けた専用のアンカー反力支持装置１９’に導入するので、オープンケーソン工法、ニューマチックケーソン工法ともに掘削作業に全く支障なく施工が可能であり、作業性を高めることができる。しかも、ニューマチックケーソン工法で施工する際に、漏気を防止する漏気防止装置は不要になる。また、除去式アンカーを用いれば、掘削作業に全く支障がないだけでなく、作業用地も最小限で済む。
【符号の説明】
【００６４】
１ ケーソン
２ 刃口
３ 作業室
４ 作業室スラブ
５−１、５−２ 掘削機
６ コンクリート天端
７−１、７−２ マテリアルシャフト
８−１、８−２ マテリアルロック
９ マンシャフト
１０ マンロック
１１、１１−１、１１−２ 貫通孔
１２、１２−１、１２−２ アンカー体
１３、１３−１、１３−２ テンドン
１５、１５−１１、１５−１２、１５−２１、１５−２２、１５’ アンカー反力支持装置
１６、１６−１１、１６−１２、１６−２１、１６−２２ ケーソン側壁
１７、１７−１、１７−２ 圧入用ジャッキ（圧入用引張装置）
１８Ａ、１８Ｂ 補強部
１９、１９’ 受圧部材
１９Ａ 受圧部
１９Ｂ テンドン導入部
２０、２０’ 中空パイプ
２１ 摩擦低減材
２２、２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ 漏気防止装置
２３−１、２３−２ アンカー反力支持装置
２４ 座屈防止用補強材
２５ 橋脚躯体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
側壁設置位置下に形成された刃口（２）と作業室スラブ（４）とを含むケーソン（１）と、
このケーソン（１）の刃口（２）から側壁設置位置のコンクリート天端（６）に形成された貫通孔（１１）と、
前記貫通孔（１１）上に対応する前記ケーソン（１）の側壁設置位置のコンクリート天端（６）上に設けられ、中空の受圧部材（１９）およびこの受圧部材（１９）内に配設された中空パイプ（２０）を含むアンカー反力支持装置（１５）と、
前記アンカー反力支持装置（１５）を埋設するケーソン側壁（１６）と、
前記アンカー反力支持装置（１５）と前記ケーソン側壁（１６）との接触面に介在される摩擦低減材（２１）と、
一端が前記ケーソン（１）の刃口（２）下の支持地盤（Ｇ）に定着させたアンカー体（１２）に連結され、他端が前記貫通孔（１１）と前記中空パイプ（２０）に連通されるテンドン（１３）と、
前記アンカー反力支持装置（１５）の上端に設置され、前記テンドン（１３）の他端を引っ張る引張装置（１７）とを具備する
ことを特徴とする圧入ケーソン。
【請求項２】
前記貫通孔（１１）における刃口（２）側、コンクリート天端（６）側および前記中空パイプ（２０）の上端の少なくともいずれか１つと前記テンドン（１３）との間に装着される漏気防止装置（２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ）をさらに具備することを特徴とする請求項１記載の圧入ケーソン。
【請求項３】
前記アンカー反力支持装置（１５）における受圧部材（１９）と中空パイプ（２０）との間の空隙に充填され、前記受圧部材（１９）の座屈を防止する座屈防止用補強材（２４）をさらに具備することを特徴とする請求項１記載の圧入ケーソン。
【請求項４】
ケーソン（１）の側壁設置位置下の支持地盤（Ｇ）にアンカー体（１２）を定着させてテンドン（１３）の一端を連結し、
１ロット目のコンクリートを打設して前記側壁設置位置に刃口（２）を有する作業室スラブ（４）を形成し、
前記刃口（２）から側壁設置位置に打設したコンクリート天端（６）に貫通孔（１１）を形成して前記テンドン（１３）の他端を挿通させ、
前記貫通孔（１１）上に、中空の受圧部材（１９）とこの受圧部材（１９）内に配設された中空パイプ（２０）とを有するアンカー反力支持装置（１５）を設置して、前記中空パイプ（２０）に前記テンドン（１３）を挿通させ、
前記受圧部材（１９）の外周を摩擦低減材（２１）で被覆し、
前記アンカー反力支持装置（１５）の上端にテンドン（１３）の他端を引っ張る引張装置（１７）を設置し、
ケーソン（１）の側壁を含む２ロット目の鉄筋組立作業、型枠組立作業、コンクリート打設作業およびコンクリートの必要強度発現までの養生期間中を含む任意の作業および期間に前記引張装置（１７）による圧入作業を行って掘削と沈下を繰り返し、
前記２ロット目のコンクリートを打設後、次ロット目のアンカー反力支持装置（１５）の設置、および掘削と沈下を側壁コンクリート（１６）の打設ロット毎に繰り返してケーソン（１）を所定の深さまで沈設する
ことを特徴とする圧入ケーソン工法。
【請求項５】
前記貫通孔（１１）における刃口（２）側、コンクリート天端（６）側、前記中空パイプ（２０）の上端および前記中空パイプ（２０）の接続部の少なくともいずれか１つと前記テンドン（１３）との間に漏気防止装置（２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ）を装着し、
前記ケーソン（１）の圧入時に、圧気設備により前記作業室（３）内に作業気圧を掛けて止水することを特徴とする請求項４記載の圧入ケーソン工法。
【請求項６】
前記アンカー反力支持装置（１５）における受圧部材（１９）と中空パイプ（２０）との間の空隙に、前記受圧部材（１９）の座屈を防止する座屈防止用補強材（２４）を充填することを特徴とする請求項４記載の圧入ケーソン工法。
【請求項１】
側壁設置位置下に形成された刃口（２）と作業室スラブ（４）とを含むケーソン（１）と、
このケーソン（１）の刃口（２）から側壁設置位置のコンクリート天端（６）に形成された貫通孔（１１）と、
前記貫通孔（１１）上に対応する前記ケーソン（１）の側壁設置位置のコンクリート天端（６）上に設けられ、中空の受圧部材（１９）およびこの受圧部材（１９）内に配設された中空パイプ（２０）を含むアンカー反力支持装置（１５）と、
前記アンカー反力支持装置（１５）を埋設するケーソン側壁（１６）と、
前記アンカー反力支持装置（１５）と前記ケーソン側壁（１６）との接触面に介在される摩擦低減材（２１）と、
一端が前記ケーソン（１）の刃口（２）下の支持地盤（Ｇ）に定着させたアンカー体（１２）に連結され、他端が前記貫通孔（１１）と前記中空パイプ（２０）に連通されるテンドン（１３）と、
前記アンカー反力支持装置（１５）の上端に設置され、前記テンドン（１３）の他端を引っ張る引張装置（１７）とを具備する
ことを特徴とする圧入ケーソン。
【請求項２】
前記貫通孔（１１）における刃口（２）側、コンクリート天端（６）側および前記中空パイプ（２０）の上端の少なくともいずれか１つと前記テンドン（１３）との間に装着される漏気防止装置（２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ）をさらに具備することを特徴とする請求項１記載の圧入ケーソン。
【請求項３】
前記アンカー反力支持装置（１５）における受圧部材（１９）と中空パイプ（２０）との間の空隙に充填され、前記受圧部材（１９）の座屈を防止する座屈防止用補強材（２４）をさらに具備することを特徴とする請求項１記載の圧入ケーソン。
【請求項４】
ケーソン（１）の側壁設置位置下の支持地盤（Ｇ）にアンカー体（１２）を定着させてテンドン（１３）の一端を連結し、
１ロット目のコンクリートを打設して前記側壁設置位置に刃口（２）を有する作業室スラブ（４）を形成し、
前記刃口（２）から側壁設置位置に打設したコンクリート天端（６）に貫通孔（１１）を形成して前記テンドン（１３）の他端を挿通させ、
前記貫通孔（１１）上に、中空の受圧部材（１９）とこの受圧部材（１９）内に配設された中空パイプ（２０）とを有するアンカー反力支持装置（１５）を設置して、前記中空パイプ（２０）に前記テンドン（１３）を挿通させ、
前記受圧部材（１９）の外周を摩擦低減材（２１）で被覆し、
前記アンカー反力支持装置（１５）の上端にテンドン（１３）の他端を引っ張る引張装置（１７）を設置し、
ケーソン（１）の側壁を含む２ロット目の鉄筋組立作業、型枠組立作業、コンクリート打設作業およびコンクリートの必要強度発現までの養生期間中を含む任意の作業および期間に前記引張装置（１７）による圧入作業を行って掘削と沈下を繰り返し、
前記２ロット目のコンクリートを打設後、次ロット目のアンカー反力支持装置（１５）の設置、および掘削と沈下を側壁コンクリート（１６）の打設ロット毎に繰り返してケーソン（１）を所定の深さまで沈設する
ことを特徴とする圧入ケーソン工法。
【請求項５】
前記貫通孔（１１）における刃口（２）側、コンクリート天端（６）側、前記中空パイプ（２０）の上端および前記中空パイプ（２０）の接続部の少なくともいずれか１つと前記テンドン（１３）との間に漏気防止装置（２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ）を装着し、
前記ケーソン（１）の圧入時に、圧気設備により前記作業室（３）内に作業気圧を掛けて止水することを特徴とする請求項４記載の圧入ケーソン工法。
【請求項６】
前記アンカー反力支持装置（１５）における受圧部材（１９）と中空パイプ（２０）との間の空隙に、前記受圧部材（１９）の座屈を防止する座屈防止用補強材（２４）を充填することを特徴とする請求項４記載の圧入ケーソン工法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−９２５９７（Ｐ２０１２−９２５９７Ａ）
【公開日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２４１８１４（Ｐ２０１０−２４１８１４）
【出願日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【出願人】（０００２０７７８０）大豊建設株式会社 (77)
【公開日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【出願人】（０００２０７７８０）大豊建設株式会社 (77)
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