JP2004137685A - Caisson submergement method and supporting method using regular foundation pile - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、土木工事分野におけるオープンケーソンの施工方法において、特に、本設基礎杭を利用したケーソン沈設方法および支持方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、杭基礎工法による下部工躯体(フーチング)の構築方法は、はじめに本設となる所要の基礎杭を設置し、次に仮設土留め工を行って本設基礎杭の天端まで開削工法により掘削した後、下部工躯体を構築するという手順が一般的である。
【0003】
また、従来のオープンケーソンの沈設技術は、グランドアンカーに代表される地盤定着材料をケーソン躯体からわずかに離れた外周に所要数量設置し、該アンカーを地盤反力とすることでケーソンを沈設施工する方法が一般的に用いられている。
【0004】
さらに、ケーソンの側方移動を抑止する方法としては、該ケーソンの近傍に別途に側方移動用に専用の杭などを設置し、これを不動部材としてケーソン沈設時のガイドとする技術がある。
【0005】
従来技術における杭基礎工法によれば、下部工躯体を構築するための仮設土留め工に一定期間の工期を必要とし、さらに、下部工躯体の構築後も仮設土留め工に用いられた仮設材料を撤去するための工期を必要とするばかりか、該仮設材料の完全な撤去も難しいという問題があった。
【0006】
また、オープンケーソン施工に関する従来技術は、グランドアンカーなどの定着材料を予め設置することを前提としたものであり、工事箇所の土質条件やケーソン躯体の重量などによって左右されるものの、オープンケーソン施工の場合は、補助工法としての圧入の併用または、ケーソン躯体上部に重錘などを設置して見掛けのケーソン躯体重量を増加させることなどが、ケーソン躯体の沈下力の増大および施工精度の向上を得やすいとして必要条件となっている。
【0007】
前述のことから、グランドアンカーなどの定着材料の設置に要する工期や相応の占用する施工範囲ばかりでなく、定着材料や重錘に要する費用などが負担になるほか、建設事業の環境問題が取りざたされている中で、グランドアンカーは定着部分を完全に撤去することが難しく、完全撤去にはさらに所要の工期と費用を必要とすることが問題となっている。
【0008】
前記の諸問題を解決する改良技術として、特開平6−341154号に開示の地下躯体構築工法が知られている。この先行技術は、それ以前に行われていた、アースアンカー(グランドアンカー)を、基礎杭とは別に設置したアンカー体に連設する工法に代えて、前記アースアンカーをケーソンを沈設する領域に打ち込まれた基礎杭に一体連結するもので、これにより基礎杭で得られる緊張力をケーソン躯体の沈設の際にも得ることができるようにすると共に、工期短縮を可能とするというものである。
【0009】
【特許文献1】
特開平6−341154号公報
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特開平6−341154号に開示の従来技術では、基礎杭に一体連結したアースアンカーによりジャッキ反力を採ってケーソン躯体を沈設することはできるが、このアースアンカーは、通常、PC鋼線または細径棒体等からなるものであって、それ自体剛性を有していないことから、ケーソン躯体の沈設作業の際の水平方向移動を抑制する反力部材として機能させたり、さらに、ケーソン沈設後、着底地盤の支持力の不均衡などによるケーソン躯体の傾斜等の抑止のため、ケーソン底盤構築の際のケーソンの仮支持反力材として機能させることはできず、これらのためケーソン躯体の高精度の沈設が難しく、また圧入作業の不安定さなどの問題が依然として残されていた。
【0011】
さらに、従来のオープンケーソン工法では、ケーソン躯体沈設終了段階において、着底地盤の支持力の不均衡などから、ケーソン着底後も多少のケーソン躯体の傾斜や沈下が発生する場合があり、この対応策としてケーソン躯体を支持するため、アースアンカーとは別途に支持杭を必要とするようなケーソン支持装置を設置したり、ケーソン仕切り壁の下部に支台(サンドル)を設置するなどの面倒な手間のかかる方法が採られている。
【0012】
本発明は、前記の問題点を解決したもので、本設基礎杭を利用したケーソン沈設方法および、支持方法を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するため、本発明は、次のように構成する。
【0014】
第1の発明は、ジャッキにより圧力を加えてオープンケーソンを所定位置にて所定深度まで沈設する過程において、ケーソンを沈設する領域に打込まれた本設基礎杭に立設する剛性支持部材を前記ジャッキに連結することで、前記剛性支持部材および本設基礎杭を前記ケーソン沈設のための圧入反力材として利用することを特徴とする。
【0015】
第2の発明は、第1の発明における本設基礎杭は、杭コンクリート中に前記剛性支持部材を埋設して構築されていて、本設基礎杭を所定深さ打設するのに対応して、該本設基礎杭の上部から杭コンクリートを順次ハツルことにより前記剛性支持部材を露出させることを特徴とする。
【0016】
第3の発明は、第1または第2の発明における剛性支持部材がH形鋼製等の中間接続杭からなり、当該中間接続杭をケーソン水平方向支持反力材として利用することで、ケーソンの側方移動を抑止することを特徴とする。
【0017】
第4の発明は、第1〜第3の何れかの発明における前記剛性支持部材にストラッドを固着し、ストラッドに設けたガイドローラをケーソンの内側壁と仕切り壁に接触させることで、前記ケーソンの移動を鉛直方向のみに拘束させることを特徴とする。
【0018】
第5の発明は、第1〜第3の何れかに記載の沈設方法におけるジャッキにより圧力を加えてオープンケーソンを所定位置および所定深度まで沈設完了した後、前記剛性支持部材と本設基礎杭をケーソンの吊り持ち反力材として利用し、配置変えをした前記ジャッキにより前記ケーソンに吊上げ力を加えてケーソンの過沈下(自沈)防止を図り、ケーソン底盤を構築することを特徴とする。
【0019】
第6の発明は、第5発明のケーソン底盤を構築するに際し、ケーソンの刃口と略同じ厚さに下地コンクリートを打設し、下地コンクリートの上面と切断面が略揃うように本設基礎杭を切断し、その後、前記ケーソン底盤を打設することで本設基礎杭とケーソン躯体を一体化することを特徴とする。
【0020】
【作用】
第1、第2の発明では、基礎杭などが下部工躯体を支持するような構造物である場合において、下部工躯体をケーソンとして地上にて予め構築しておき、オープンケーソン工法により沈設する際、ケーソンを沈設する領域に打設された基礎杭および、当該基礎杭に立設する剛性支持部材に圧入反力を取ってケーソンを沈設するものであるから、従来のグランドアンカーや本設基礎杭と別途の圧入専用の基礎杭などが不要であるのは勿論、基礎杭と剛性支持部材は何れも剛体であるから水平方向反力材として機能させることができ、したがって、ケーソンの圧入作業をより高精度で、かつ円滑に行うことが出来る。
【0021】
第3の発明では、第1の発明における剛性支持部材をH形鋼製など中間接続杭で構成し、この中間接続杭を下部工躯体の設置に先立って、予め設置される本設基礎杭から例えば、地表以上の高さまで立設しておくことで、当該ケーソン沈設時の側方移動を抑止する水平方向反力を得る材料とすることができ、この点でも、ケーソンの圧入作業をより高精度で、かつ円滑に行うことが出来る。
【0022】
第4の発明では、第1〜第3の発明における剛性支持部材に固着したガイドローラ付きストラッドの前記ガイドローラをケーソンの内側壁と仕切り壁に接触させることで、ケーソンの移動を鉛直成分に確実に拘束でき、したがって、ケーソンを高精度でかつ円滑に沈設することができる。
【0023】
第5および第6の発明では、所定位置および所定深度までケーソンの沈設を完了(着底)した後に、ケーソン底盤を構築することでその過沈下(自沈)を抑制するので、従来のように別途にケーソン躯体吊り支持杭を必要とせず、また、支台(サンドル)手間のかかる方法なども不要となり、さらに、ケーソン底盤を構築するに際して、予め設置された本設基礎杭から立設する中間接続杭を利用してケーソンを確実に吊り持ち支持させることができ、その作業が容易となる。
【0024】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図を参照して説明する。図1〜図4は、本発明のケーソン沈設過程の工程図、図5〜図8は圧入装置の図、図9〜図11は吊り下げ装置の図であり、図1〜図11は相互に対応する図として示している。図12〜図16は他の実施形態に係るケーソン圧入装置の図である。
【0025】
まず、図1〜図4を参照して、本発明のケーソン沈設の施工順を次の(1)〜(9)工程に分けて概要的に説明する。
【0026】
(1)第1工程では、本設基礎杭・中間接続杭を設置する。
(2)第2工程では、ケーソン刃口部を設置する。
(3)第3工程では、第nリフトのケーソン躯体を構築する。
(4)第4工程では、ケーソン圧入設備を設置する。
(5)第5工程では、ケーソン沈下のため地盤掘削する。
(6)第6工程では、ケーソン沈下を完了する。
(7)第7工程では、ケーソン支持部材を設置する。
(8)第8工程では、最終掘削(床付け)を行う。
(9)第9工程では、ケーソン工を完了する。
【0027】
以下、(1)〜(9)の各施工段階(ステップ)の詳細を説明する。
【0028】
(1)本設基礎杭・中間接続杭設置段階(ステップ)
削孔工法やオールケーシング工法などの既存の技術により、ケーソンを沈設する所定の領域に本設基礎杭1として所要の場所打ち杭を必要本数施工すると共に、多数の本設基礎杭1のうち、必要な本設基礎杭1に、剛性支持部材の1例としてH形鋼材などの中間接続杭(反力杭)2を、施工基面(地表面)3にその杭頭2aが突出するように立設状態に施工する。(図1A参照)
【0029】
中間接続杭2は、本設基礎杭1の杭コンクリート1aに点線で示すようにコンクリート1aに埋設しておき、接続杭頭2aを施工基面(地表面)3において、本設基礎杭1の上端から突出させておき、本設基礎杭1を所定深さ打設するのに対応して、本設基礎杭1の上部から杭コンクリート1aを順次ハツルことによりH形鋼製の中間接続杭2を露出させることで構成してもよい。
【0030】
(2)ケーソン刃口部設置段階(ステップ)
ケーソン(躯体)4の刃口4aを施工基面3に設置する。(図1A参照)
【0031】
(3)ケーソン躯体第nリフト構築段階(ステップ)
第nリフトのケーソン躯体4の構築を行う。(n=1、2、3、4…)
【0032】
(4)ケーソン圧入設備設置段階(ステップ)
構築したケーソン躯体4上に支圧盤5を設置し、該支圧盤5上に反力桁6を仮設し、該反力桁6の上部にセンターホールジャッキからなる液圧(油圧)ジャッキ7を設置し、該液圧ジャッキ7にはテンションロッド(グリッパーロッド)8を挿設させて本設基礎杭1に立設する中間接続杭2の杭頭2aと連結し、液圧ジャッキ7を緊張することで圧入効果を得る圧入設備10の設置工を行う。(図1B参照)
【0033】
(5)ケーソン沈下掘削段階(ステップ)
ケーソン4の圧入を行うと共にケーソンの内側の地盤3aを掘削し、該ケーソン4を沈下させる。(図1C参照)
【0034】
なお、このとき、同時に、中間接続杭2と中間接続杭2の間隙ならびに、中間接続杭2とケーソン躯体内壁(またはケーソン躯体仕切り壁)との間隙にストラッドを横設し、さらに、ケーソン躯体内壁(またはケーソン躯体仕切り壁)に位置する該ストラッドには隔壁ローラを設置する一連の作業を、ケーソンの掘削深度に伴い順次設備し、これら手段によってケーソン躯体の可動範囲を鉛直方向のみに拘束し、つまり、側方移動を防止する措置を講じることで、ケーソン沈設精度の向上を図る。(中間接続杭2にストラッドを横設する構成については、図12〜図16に示す他の実施形態で説明する)
【0035】
(6)ケーソン沈下完了段階(ステップ)
ケーソン4の沈下と、内側地盤3aの掘削を停止し、圧入設備10を一旦撤去する。(図2A参照)
【0036】
(3)〜(5)の各段階(ステップ)を所定深度まで繰返し実施することで、ケーソン4の圧入沈下を完了させる。(図2B、図2C参照)
【0037】
なお、ケーソン躯体4の最終リフト構築においては、ケーソン吊り支持部材11(図2Cでは、ケーソン吊り支持部材を図示省略し、図3B、Cに示す)をケーソン躯体4から上方に突設させる。その際の掘削工は、ケーソン躯体4の過沈下(自沈)を防止できる以上の必要根入れ長の地山を掘り残して、ケーソン内側の地盤3aの掘削を終了する。その後、圧入設備10を一旦撤去する。(図3A参照)
【0038】
(7)ケーソン支持部材設置段階(ステップ)
中間接続杭2の杭頭部2aに支圧桁12を設置し、該支圧桁12の上部に反力桁6を架設し、液圧ジャッキ(センターホールジャッキ)7を該反力桁6の上部に設置し、吊り筋(ケーソン吊り支持部材)21を該液圧ジャッキ7に挿設することで、吊り下げ設備13の設置工を行う。そして、液圧ジャッキ7を緊張させることで本設基礎杭1および、該本設基礎杭1に立設する中間接続杭2を支持反力材とするケーソン躯体4の沈下防止措置を行う。(図3B参照)
【0039】
(8)最終掘削(床付け)段階(ステップ)
ケーソン躯体4の沈下防止措置が完了した後、ケーソン内側の地盤3aを掘削し、必要根入れ長を掘り残した地山を掘削し(図3C参照)、刃口4aと略同じ厚みコンクリート15を打設して床付けする。(図4A参照)
【0040】
(9)ケーソン工完了段階(ステップ)
本設基礎杭1の杭頭処理を行い、床付けコンクリート15の上に配筋を行い、その後コンクリートを打設し、床付けコンクリート15の上にケーソン底盤14を構築する。ケーソン底盤14とケーソン躯体4とは機械継手(図示省略)で一体化され、したがって、ケーソン底盤14を介して、本設基礎杭1とケーソン躯体4とを一体化でき、その後、液圧ジャッキ7をジャッキダウンする。さらに、その後、ケーソン吊り下げ設備13を撤去し、ケーソン底盤14から突出状態にある中間接続杭2を該ケーソン底盤14面にて切断撤去し、ケーソン工の完了となる。(図4B参照)
【0041】
次に、図5〜図8を参照して、圧入設備の詳細を説明する。
【0042】
図5は、第2リフトのケーソン躯体4を構築した上、これに圧入設備10を設置した平面図、図6、図7は、図5のa−a、b−b断面図、図8は、図6のc部の詳細図である。
【0043】
各図に示すように、ケーソン4は平面から見て例えば、田の字状に仕切り壁が構築されていて、ケーソン4の上面でかつ両側付近に離れて左右それぞれ複数のブロック状の支圧盤5が設置されていて、各支圧盤5の上に間隙をあけて設けられる2本1組の反力桁6が、平行にかつ左右2組設けられていて、各反力桁6の両端部にセンターホールジャッキからなる液圧ジャッキ7が支持されていて、液圧ジャッキ7の中心を挿通するグリッパーロッド8が、2本1組の反力桁6の間隙16を挿通して立上がっている。
【0044】
液圧ジャッキ7を構成するセンターホールジャッキとグリッパーロッド8とは公知であり、液圧ジャッキ7を作動させることで、センターホールジャッキに内蔵の上下のストッパー部材が交互に拡縮しながら、グリッパーロッド8のテーパ部をスライドすると共に、係合段部に係合することで、段階的にグリッパーロッド8を引上げることができ、グリッパーロッド8の下端が連結される中間接続杭2に相対的に引張反力を伝達できる。
【0045】
グリッパーロッド8と中間接続杭2との連結は図8のようになされている。グリッパーロッド8の下端にはアジャストロッド17が連結され、アジャストロッド17にアンカーカプラー18が取り付けられ、中間接続杭2の上端に設けられた取り付けブラケット19とアンカーカプラー18の間がPC鋼棒20やPC鋼線などで連結されている。グリッパーロッド8と中間接続杭2の連結構造はその他公知の構造であってよい。
【0046】
前述のようにして、ケーソン4上面の略四隅部に配置される4台の液圧ジャッキ7を同期して作動させることで、剛性体である中間接続杭2を介して数センチ(2cm)以下の誤差でケーソン4を圧入できる。なお、液圧ジャッキ7の圧入力を取り出すため、中間接続杭2の上端にグリッパーロッド8が連結されるが、このグリッパーロッド8はある程度の硬直性を有すると共に、液圧ジャッキ7の圧入力を取り出すのに必要な最短長であるので、剛性体である中間接続杭2にケーソン4を高精度で沈下させるための反力材として機能を発揮でさせる上で不具合はない。
【0047】
なお、中間接続杭2は、ケーソン圧入時の反力材としてより大きな剛性を付与するのが望ましく、既述のように、本設基礎杭1の杭コンクリート1aを施工基面(地表面)3まで伸ばし、中間接続杭2を杭コンクリート1aに埋設しておき、本設基礎杭1を所定深さ打設するのに対応して、杭コンクリートaを順次ハツって中間接続杭2を露出させるのがよい。
【0048】
次に、図9は、第2リフトのケーソン躯体4の沈設が完了した後、これに吊り下げ設備13を設置した平面図、図10(A)、(B)は、図9のd−d、e−e断面図、図11は、図10(B)のf部の詳細図である。
【0049】
本発明では、ケーソン躯体4内の地盤3aの掘削を一部残して第nリフトのケーソン躯体4の沈設が完了した後、該ケーソン躯体4を吊り下げ設備13にて吊り下げ支持した状態で前記の掘り残した一部を最終掘削し、床付けを行うと共に、ケーソン底盤14を構築することについては既述した。ケーソン吊り下げ設備13はこの作業に必要となる。
【0050】
本発明に係る吊り下げ設備13の詳細は次のように構成されている。
【0051】
ケーソン4の内側に立設される複数の中間接続杭2のうち、所定位置の中間接続杭2の杭頭2aを利用して支圧桁23が所定間隔離れて平行に設けられており、各支圧桁23のうえに支圧盤5が間隔をあけて複数設けられており、各支圧盤5の上に間隙をあけて設けられる2本1組の反力桁6が平行にかつ左右2組設けられていている。そして、各反力桁6の両端部には、ケーソン沈設時とは配置変えを行ったセンターホールジャッキからなる液圧ジャッキ7が支持されていて、液圧ジャッキ7の中心を挿通するグリッパーロッド8が、2本1組の反力桁6の間隙16を挿通して立上がっている
【0052】
また、図に示すように、平面から見て田の字状に仕切壁が構築された複数段のケーソン4のうち、最上段のケーソン4の4隅部の近傍に吊り筋21を埋設し、吊り筋21の上部を該ケーソン4の上面から所定長突出させており、吊り筋21とグリッパーロッド8が連結されている。
【0053】
グリッパーロッド8と吊り筋21との連結は次のようになされている。すなわち、グリッパーロッド8の下端にはアジャストロッド17が連結され、アジャストロッド17にアンカーカプラー18が取り付けられ、吊り筋21の上端に設けられた取り付けブラケット19とアンカーカプラー18の間がPC鋼棒20やPC鋼線などで連結されている。グリッパーロッド8と吊り筋21の連結構造は、前記のほか公知の構造であってよい。
【0054】
液圧ジャッキ(センターホールジャッキ)7とグリッパーロッド8は、既述のとおり公知である。簡単に説明すると、グリッパーロッド8は係合段部とテーパー部が交互に連続した軸体であり、センターホールジャッキは、拡縮自在、かつ上下動自在の上下一対をなすストッパー部材を内蔵している。そして、センターホールジャッキを作動させるとき、上下のストッパー部材が交互に拡縮しながら上下動し、各ストッパー部材が拡径しながらグリッパーロッド8のテーパー部をスライドして下動すると共に、縮径し係合段部に係合して上動することとを繰返すことで、段階的にグリッパーロッド8を引上げることができ、グリッパーロッド8の下端が連結される吊り筋21を介して、かつ剛体である中間接続杭2に支持反力をとってケーソン4を吊り下げ支持できる。
【0055】
この吊り下げ設備13でケーソン4を吊り下げ支持した状態(沈下防止措置が完了した状態)で、ケーソン内側の地盤3aを掘削し、必要根入れ長を掘り残した地山を掘削し床付けコンクリートを打設するものである。(これについては既述した)
【0056】
次に、図12〜図16は、他の実施形態を示し、図12は、第2リフトのケーソン躯体4の上部に圧入設備10を設置すると共に、圧入設備10と中間接続杭2の間隙に先端にガイドローラ23を有するストラッド22を設置した平面図、図13は、図12のg−g断面図、図14(A)は、図12のh−h断面図、図14(B)は、図13のi部の詳細図である。
【0057】
この実施形態では、H形鋼製の中間接続杭(反力杭)2の両フランジに、長さが長短異なるH形鋼製の複数のストラッド22がボルトナット24により着脱自在に設けられ、端部に位置するストラッド22の先端にガイドローラ23が取り付けられ、このガイドローラ23がケーソン躯体4の側壁に回転自在に圧接している。図12〜図16におけるその他の構成は、図5〜図8の圧入設備10と同じであるので、同一要素には同一符号を付して説明を省略する。
【0058】
この実施形態においては、中間接続杭2と中間接続杭2の間隙ならびに、中間接続杭2とケーソン躯体内壁4bまたは、ケーソン躯体仕切り壁4cとの間隙にストラッド22を横設する一連の作業は、ケーソン4の掘削深度に伴い順次設備する。具体的には、本設基礎杭1の杭コンクリート1aを剥離することで剥き出しになった中間接続杭2に順次ストラッド22をボルト接合で横設していく。さらに、ストラッド22の先端に設けたガイドローラ23は、ケーソン躯体内壁4bおよび仕切り壁4cと圧接して回転しながら上下動する。
【0059】
前記のガイドローラ付きストラッド22によってケーソン躯体4は、その可動範囲を鉛直方向のみに拘束されて円滑に下動する。こうして、ストラッド22が取り付けられた剛性体である中間接続杭(反力杭)2を反力材として、ケーソン躯体4の側方移動を防止する措置を講じることで、ケーソン沈設精度の向上を図ることができる。
【0060】
以上、実施形態について説明したが、本発明はこの図示例に限定されず、適宜、設計変更の範囲で変更実施してよく、これらは本発明の範囲に属する。
【0061】
【発明の効果】
本発明に係る本設基礎杭を利用したケーソン沈設方法および支持方法によると、開削工法における仮設土留めの作業を省略することができる。また、圧入工法併用時のオープンケーソン工法におけるケーソン圧入用グランドアンカーなどの使用および、設置作業を省略できることから、撤去が不可能または難しい該グランドアンカーの設置・撤去作業、および仮設工である土留めに要する工期の短縮や、工費の低減が可能となる。さらに、従来技術と同等の沈設精度を確保してオープンケーソンの圧入沈設施工が可能となり、ケーソン躯体を杭基礎工法における下部工躯体とすることが可能となるため、省力的施工に繋がる効果を有する。
【0062】
さらに本発明によると、所定位置および所定深度までケーソンの沈設を完了(着底)した後に、過沈下(自沈)を抑制しケーソン底盤を構築するので、従来のように別途にケーソン躯体吊り支持杭を必要とせず、また、支台(サンドル)などの手間のかかる方法なども不要となり、さらに、ケーソン底盤を構築するに際して、予め設置された本設基礎杭から立設する中間接続杭を利用してケーソンを確実に吊り持ち支持させることができ、施工の省力化に寄与できる。
【0063】
また、河川工事に代表されるような高水位下において、従来技術では、例えば橋台を築造する際、仮締切としてコルゲート管などを使用してドライ環境とした後、築造作業を行っていたが、本発明によればケーソンにより仮締切などを必要としないため、前述同様に工期短縮や工費低減に対して有効である。
【0064】
さらにまた、グランドアンカーなどを用いるケーソンの圧入工法に比し、予め設置される本設基礎杭から例えば、H形鋼などを反力部材として介在させ圧入装置を作用させることにより、グランドアンカー使用時に発現するアンカー部の伸びを抑制することが可能となるため、ケーソン躯体構築時にジャッキダウンして圧入設備を一時撤去する際などには確実に施工性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のケーソン沈設過程の第1工程図である。
【図2】本発明のケーソン沈設過程の第2工程図である。
【図3】本発明のケーソン沈設過程の第3工程図である。
【図4】本発明のケーソン沈設過程の第4工程図である。
【図5】第2リフトのケーソン躯体を構築した上、これに圧入設備を設置した平面図である。
【図6】図5のa−a断面図である。
【図7】図5のb−b断面図である。
【図8】図6のc部の詳細図である。
【図9】第2リフトのケーソン躯体の沈設が完了した後、これに吊り下げ設備を設置した平面図である。
【図10】(A)、(B)は、図9のd−d、e−e断面図である。
【図11】図11は、図10(B)のf部の詳細図である。
【図12】他の実施形態を示し、第2リフトのケーソン躯体の上部に圧入設備を設置すると共に、圧入設備と中間接続杭の間隙にガイドローラ付きストラッドを設置した平面図である。
【図13】図12のg−g断面図で、かつ中央部から左右のケーソンの沈設深さを変えて表示する図である。
【図14】(A)は、図12のh−h断面図、(B)は、図13のi部の詳細図である。
【図15】ローラ付きストラッドと反力杭とケーソン側壁の関係を示す平面拡大図である。
【図16】ローラ付きストラッドと反力杭とケーソン側壁の関係を示す側面拡大図である。
【符号の説明】
1 本設基礎杭
1a杭コンクリート
2 中間接続杭
2a 杭頭
3 施工基礎面(地表面)
4 ケーソン躯体
4a 刃口
4b ケーソン躯体内壁
4c ケーソン躯体仕切り壁
5 支圧盤
6 反力桁
7 液圧ジャッキ
8 グリッパーロッド(テンションロッド)
10 圧入設備
12 支圧桁
13 吊り下げ設備
14 ケーソン底盤
15 床付けコンクリート
16 間隙
17 アジャストロッド
18 アンカーカプラー
19 取り付けブラケット
20 PC鋼材
21 吊り筋(ケーソン吊り支持部材)
22 ストラッド
23 ガイドローラ
24 ボルトナット[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method of constructing an open caisson in the field of civil engineering, and more particularly to a caisson laying method and a supporting method using a permanent foundation pile.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, the method of constructing the substructure (footing) by the pile foundation method is to first install the required foundation pile that is to be permanently installed, then perform temporary earth retaining work, and then excavate to the top of the permanent foundation pile. After excavation, the general procedure is to build a substructure.
[0003]
In addition, the conventional open caisson submersion technology installs a required amount of ground anchoring material, such as a ground anchor, on the outer periphery slightly away from the caisson body, and sets up the caisson by using the anchor as ground reaction force. The method is commonly used.
[0004]
Further, as a method for suppressing the lateral movement of the caisson, there is a technique in which a dedicated stake or the like is separately installed near the caisson for lateral movement, and this is used as an immovable member to serve as a guide when the caisson is laid down.
[0005]
According to the pile foundation method in the prior art, the temporary soil retaining work for constructing the substructure requires a certain period of construction time, and the temporary material used for the temporary soil retaining work after the construction of the substructure is completed. Not only requires a period of time to remove the temporary material, but also it is difficult to completely remove the temporary material.
[0006]
In addition, the conventional technology for open caisson construction is based on the premise that anchoring materials such as ground anchors are installed in advance, and although it depends on the soil conditions at the construction site and the weight of the caisson frame, etc. In such cases, it is easier to increase the apparent caisson body weight by increasing the apparent caisson body weight by using press-fitting as an auxiliary construction method or installing a weight etc. on the upper part of the caisson body, and improving the construction accuracy It is a necessary condition.
[0007]
From the above, not only the construction period required for the installation of anchoring materials such as ground anchors and the appropriate occupied construction area, but also the expenses required for anchoring materials and weights are burdened, and environmental problems in the construction business were addressed. In the meantime, it is difficult for the ground anchor to completely remove the anchorage part, and it is a problem that complete removal requires additional construction time and cost.
[0008]
As an improved technique for solving the above problems, an underground skeleton construction method disclosed in JP-A-6-341154 is known. In this prior art, the earth anchor (grand anchor) is driven into an area where a caisson is to be laid, instead of a method in which an earth anchor (grand anchor) is connected to an anchor body installed separately from a foundation pile. In this way, the tension that can be obtained from the foundation pile can be obtained even when the caisson frame is laid down, and the construction period can be shortened.
[0009]
[Patent Document 1]
JP-A-6-341154
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the prior art disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-341154, a caisson body can be laid by taking jack reaction force by an earth anchor integrally connected to a foundation pile. Or, because it is made of a small-diameter rod or the like and does not have rigidity itself, it can function as a reaction force member that suppresses horizontal movement during the work of submerging the caisson body, Later, it was not possible to function as a caisson's temporary support reaction material when constructing the caisson base, in order to suppress the inclination of the caisson body due to imbalance in the bearing capacity of the bottom ground, etc. It was difficult to settle down with high precision, and problems such as instability of press-fitting work still remained.
[0011]
Furthermore, with the conventional open caisson method, the caisson structure may be slightly tilted or settled after the caisson is settled due to imbalance in the bearing capacity of the ground at the end of caisson structure subsidence. In order to support the caisson body as a countermeasure, it is troublesome to install a caisson support device that requires a support pile separately from the earth anchor, and to install an abutment (sanddle) under the caisson partition wall. Such a method is adopted.
[0012]
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide a caisson laying method and a supporting method using a permanent foundation pile.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above object, the present invention is configured as follows.
[0014]
In the first invention, in the process of applying pressure by a jack to sink an open caisson at a predetermined position to a predetermined depth, the rigid support member standing upright on a permanent foundation pile driven into an area where the caisson is to be settled is provided. By being connected to a jack, the rigid support member and the permanent foundation pile are used as a press-fitting reaction force material for caisson subsidence.
[0015]
According to a second invention, the permanent foundation pile according to the first invention is constructed by embedding the rigid support member in pile concrete, and corresponds to driving the permanent foundation pile at a predetermined depth. The rigid support member is exposed by sequentially shaking pile concrete from above the permanent foundation pile.
[0016]
According to a third aspect of the present invention, the rigid support member in the first or second aspect is formed of an intermediate connection pile made of H-section steel or the like, and the intermediate connection pile is used as a caisson horizontal support reaction force member. It is characterized in that lateral movement is suppressed.
[0017]
According to a fourth aspect of the present invention, the caisson is configured such that a stud is fixed to the rigid support member according to any one of the first to third aspects, and a guide roller provided on the strad is brought into contact with an inner side wall and a partition wall of the caisson. It is characterized in that the movement is restricted only in the vertical direction.
[0018]
According to a fifth aspect of the present invention, in the squatting method according to any one of the first to third aspects, after applying pressure with a jack to complete the laying of the open caisson to a predetermined position and a predetermined depth, the rigid support member and the permanent foundation pile are removed. The caisson is constructed as a caisson bottom plate, which is used as a caisson hanging holding reaction material, and the jack is rearranged to apply a lifting force to the caisson to prevent the caisson from subsidence (self-sinking).
[0019]
According to a sixth aspect of the present invention, in constructing the caisson bottom of the fifth aspect, the foundation concrete is poured into the caisson blade at substantially the same thickness as that of the caisson blade, so that the upper surface of the foundation concrete and the cut surface are substantially aligned. Then, the main foundation pile and the caisson skeleton are integrated by driving the caisson bottom plate.
[0020]
[Action]
According to the first and second aspects of the present invention, when the foundation pile or the like is a structure that supports the lower body, the lower body is previously constructed as a caisson on the ground, and the lower body is laid by the open caisson method. Since the caisson is laid by taking the reaction force of press-fitting into the foundation pile laid in the area where the caisson is to be laid and the rigid support member erected on the foundation pile, the conventional ground anchor or permanent foundation pile is used. Needless to say, a separate foundation pile dedicated to press-fitting is not required, and both the foundation pile and the rigid support member can be made to function as horizontal reaction members because both are rigid bodies. It can be performed with high precision and smoothly.
[0021]
In the third invention, the rigid support member in the first invention is constituted by an intermediate connection pile made of H-shaped steel, and this intermediate connection pile is removed from a permanent foundation pile which is previously installed prior to installation of a lower body. For example, by standing up to a height above the surface of the ground, it is possible to use a material that obtains a horizontal reaction force that suppresses lateral movement when the caisson is laid down. It can be performed accurately and smoothly.
[0022]
In the fourth invention, the guide roller of the guide roller-attached stradder fixed to the rigid support member according to the first to third inventions is brought into contact with the inner wall and the partition wall of the caisson, so that the movement of the caisson can be made to be a vertical component. Therefore, the caisson can be laid down with high precision and smoothly.
[0023]
In the fifth and sixth inventions, after the caisson has been laid down to the predetermined position and the predetermined depth (landing), the caisson bottom is constructed to suppress the excessive subsidence (self-sinking). It does not require a caisson skeletal suspension support pile, and does not require a complicated method of abutment (sandals). In addition, when constructing a caisson base, an intermediate connection that stands upright from a pre-installed permanent foundation pile The caisson can be reliably suspended and supported by using the stake, and the work is facilitated.
[0024]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 to 4 are process diagrams of a caisson setting process of the present invention, FIGS. 5 to 8 are diagrams of a press-fitting device, FIGS. 9 to 11 are diagrams of a hanging device, and FIGS. It is shown as the corresponding figure. 12 to 16 are views of a caisson press-fitting device according to another embodiment.
[0025]
First, with reference to FIGS. 1 to 4, the construction order of caisson laying according to the present invention will be schematically described in the following steps (1) to (9).
[0026]
(1) In the first step, permanent foundation piles and intermediate connection piles are installed.
(2) In the second step, a caisson blade is installed.
(3) In the third step, a caisson body of the n-th lift is constructed.
(4) In the fourth step, a caisson press-fitting facility is installed.
(5) In the fifth step, the ground is excavated for caisson settlement.
(6) In the sixth step, caisson settlement is completed.
(7) In the seventh step, a caisson support member is installed.
(8) In the eighth step, final excavation (flooring) is performed.
(9) In the ninth step, the caisson work is completed.
[0027]
Hereinafter, the details of each of the construction steps (steps) (1) to (9) will be described.
[0028]
(1) Permanent foundation pile and intermediate connection pile installation stage (step)
With the existing technology such as the drilling method and the all casing method, the required number of cast-in-place piles are required as the permanent foundation piles 1 in the predetermined area where the caisson is to be submerged. An intermediate connection pile (reaction force pile) 2 such as an H-shaped steel material as an example of a rigid support member is erected on a
[0029]
The
[0030]
(2) Caisson blade installation stage (step)
The
[0031]
(3) Caisson body n-th lift construction stage (step)
The
[0032]
(4) Caisson press-fitting equipment installation stage (step)
A
[0033]
(5) Caisson subsidence excavation stage (step)
The
[0034]
At this time, at the same time, the straddles are laid laterally in the gap between the
[0035]
(6) Caisson settlement completion stage (step)
The settlement of the
[0036]
The steps (3) to (5) are repeatedly performed up to a predetermined depth to complete the sinking of the
[0037]
In the construction of the final lift of the
[0038]
(7) Caisson support member installation stage (step)
A bearing
[0039]
(8) Final excavation (laying floor) stage (step)
After the measures to prevent the settlement of the
[0040]
(9) Caisson work completion stage (step)
Pile head treatment of the
[0041]
Next, details of the press-fitting equipment will be described with reference to FIGS.
[0042]
FIG. 5 is a plan view in which the
[0043]
As shown in each figure, the
[0044]
The center hole jack and the
[0045]
The connection between the
[0046]
As described above, the four
[0047]
It is desirable that the
[0048]
Next, FIG. 9 is a plan view in which the
[0049]
In the present invention, after the subsidence of the
[0050]
The details of the
[0051]
Of the plurality of
[0052]
Further, as shown in the figure, of the plurality of
[0053]
The connection between the
[0054]
The hydraulic jack (center hole jack) 7 and the
[0055]
In a state where the
[0056]
Next, FIG. 12 to FIG. 16 show another embodiment, and FIG. 12 shows that the press-fitting
[0057]
In this embodiment, a plurality of
[0058]
In this embodiment, a series of operations for laying the
[0059]
The
[0060]
Although the embodiments have been described above, the present invention is not limited to the illustrated examples, and may be appropriately modified and implemented within a scope of design change, and these belong to the scope of the present invention.
[0061]
【The invention's effect】
According to the caisson laying method and the supporting method using the permanent foundation pile according to the present invention, the work of temporary earth retaining in the open-cutting method can be omitted. In addition, the use of caisson press-fitting ground anchors in the open caisson method when using the press-in method and the installation work can be omitted, making it impossible or difficult to remove and install the ground anchors, and a temporary retaining work. And the cost of construction can be shortened. In addition, it is possible to press-fit the open caisson while securing the same subsidence accuracy as the conventional technology, and the caisson body can be used as the lower body in the pile foundation method, which has the effect of leading to labor-saving construction. .
[0062]
Furthermore, according to the present invention, after the caisson has been laid down to a predetermined position and a predetermined depth (landing), excessive subsidence (self-sinking) is suppressed and a caisson base is constructed. And the need for labor-intensive methods such as abutments (sandals) are no longer required. In addition, when constructing the caisson bottom, an intermediate connection pile that is erected from a preinstalled permanent foundation pile is used. This allows the caisson to be securely suspended and supported, contributing to labor saving in construction.
[0063]
In addition, under the high water level represented by river construction, in the prior art, for example, when constructing an abutment, a dry environment using a corrugated pipe or the like as a temporary deadline, the construction work was performed, According to the present invention, a temporary deadline or the like is not required by a caisson.
[0064]
Furthermore, in comparison with the caisson press-fitting method using a ground anchor or the like, by using a press-fitting device by interposing a H-section steel or the like as a reaction force member from a pre-installed foundation pile, Since it is possible to suppress the elongation of the anchor portion that appears, the workability is surely improved when jacking down and temporarily removing the press-fitting equipment when constructing the caisson frame.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a first process diagram of a caisson setting process of the present invention.
FIG. 2 is a second step diagram of the caisson setting process of the present invention.
FIG. 3 is a third process diagram of the caisson setting process of the present invention.
FIG. 4 is a fourth process diagram of the caisson setting process of the present invention.
FIG. 5 is a plan view in which a caisson body of a second lift is constructed and press-fitting equipment is installed therein.
FIG. 6 is a sectional view taken along line aa of FIG. 5;
FIG. 7 is a sectional view taken along the line bb of FIG. 5;
FIG. 8 is a detailed view of a portion c in FIG. 6;
FIG. 9 is a plan view showing a state in which suspending equipment is installed on the caisson body of the second lift after the laying is completed.
FIGS. 10A and 10B are sectional views taken along lines dd and ee of FIG. 9;
FIG. 11 is a detailed view of a part f in FIG. 10 (B).
FIG. 12 is a plan view showing another embodiment, in which a press-fitting device is installed above a caisson frame of a second lift, and a stradd with guide rollers is installed in a gap between the press-fitting device and an intermediate connection pile.
13 is a cross-sectional view taken along the line gg of FIG. 12, and is a view in which the depth of the left and right caissons is set differently from the center.
14A is a cross-sectional view taken along the line hh of FIG. 12, and FIG. 14B is a detailed view of a portion i of FIG.
FIG. 15 is an enlarged plan view showing a relationship between a straddle with a roller, a reaction force pile, and a caisson side wall.
FIG. 16 is an enlarged side view showing a relationship between a straddle with a roller, a reaction force pile, and a caisson side wall.
[Explanation of symbols]
1 permanent foundation pile
1a pile concrete
2 Intermediate connection pile
2a pile head
3 Construction foundation surface (ground surface)
4 caisson skeleton
4a Blade
4b Caisson body wall
4c caisson partition wall
5 Support plate
6 Reaction girder
7 Hydraulic jack
8 Gripper rod (tension rod)
10 Press-fitting equipment
12 bearing girder
13 Hanging equipment
14 caisson bottom
15 Concrete with floor
16 gap
17 Adjust rod
18 Anchor coupler
19 Mounting bracket
20 PC steel
21 Suspension bars (Caisson suspension support members)
22 Strad
23 Guide roller
24 bolt nut
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