JP4699320B2 - 台座コンクリートの構築方法 - Google Patents

Description

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。

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）。

特開昭６２−２７３３２７号公報 特開２０００−１７６４５号公報

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。

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。

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。

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。

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し、上方に鋼管柱を介して作業台が一体に設けられた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、を具備し、前記鋼管柱の上端部および前記作業台は、工程（ａ）において位置決めを行った後、水上に露出してい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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

台座コンクリート型枠５を吊曳航する工程を示す図 台座コンクリート型枠５の詳細図 台座コンクリート型枠５を沈設する工程を示す図 漏れ防止シート２９を配置する工程 台座コンクリート４３を打設する工程を示す図 ケーソン４５を設置する工程を示す図 ケーソン４５の詳細図

符号の説明

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

Claims (6)

1. レベル計測器と、位置およびレベル調整装置とを有し、上方に鋼管柱を介して作業台が一体に設けられた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、
   を具備し、
   前記鋼管柱の上端部および前記作業台は、工程（ａ）において位置決めを行った後、水上に露出していることを特徴とする台座コンクリートの構築方法。
2. 前記型枠は、下端部付近に切欠き部を有し、前記切欠き部は、縦方向のスリットであり、前記水底に設置する際に塑性させ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。
3. 前記型枠は、内側面に前記型枠と前記コンクリートとの付着を高める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。
4. 前記型枠は、上面にずれ止め部材としてジベル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。
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。
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。

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