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JP3826331B2 - Pneumatic caisson and its installation method - Google Patents
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JP3826331B2 - Pneumatic caisson and its installation method - Google Patents

Pneumatic caisson and its installation method

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JP3826331B2
JP3826331B2 JP15050197A JP15050197A JP3826331B2 JP 3826331 B2 JP3826331 B2 JP 3826331B2 JP 15050197 A JP15050197 A JP 15050197A JP 15050197 A JP15050197 A JP 15050197A JP 3826331 B2 JP3826331 B2 JP 3826331B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はニューマチックケーソン及びその沈設方法に係り、特に液化天然ガスを貯蔵する地下式タンクを築造する際に、地中側壁部を効率よく構築するようにしたニューマチックケーソン及びその沈設方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、液化天然ガス(以下、LNGと記す。)を貯蔵するタンクとして大規模な地下式タンクが多く建設されている。これらのLNG地下式タンクを築造するためには対象となる地盤に大深度掘削を行う必要がある。通常、大深度掘削を行うには、剛性の高い大規模な山留め工を構築する必要がある。このため、LNG地下式タンクの築造には、地中連続壁工法やケーソン工法が適用されることが多い。
図5は、地下水位が高い位置にある地盤にLNG地下式タンクの躯体を、ケーソン工法で構築している状態を示した断面図である。同図にはニューマチックケーソン工法によって沈設されたケーソン本体50が示されている。このケーソン本体50は、円筒形状の側壁躯体51と、側壁躯体51の下端に形成され地山に接地した刃口52と、側壁躯体51の下端開口を閉塞するとともに、作業室53天井スラブとして機能する底版躯体54とから構成されている。
【0003】
図5に示したニューマチックケーソン工法では、底版躯体54下の閉空間に設けられた作業室53は圧気状態が保持されている。これにより、地盤面から作業室53内への地下水の侵入が防止され、作業室53内での掘削作業はドライな状態で行える。また、この圧気下の作業室53内には掘削機械として天井走行式掘削装置61と函内ブルドーザ62とが配備されている。これらの掘削機械は地上からの遠隔操作によって操縦でき、所定範囲の掘削が自在に行えるようになっている。掘削された土砂は、ベッセル58に積み込まれ、底版躯体54の一部に立設され作業室53と連通するマテリアルシャフト55を介して地上に設置された排土用キャリアタワー56により搬土装置(図示せず)まで排出される。なお、マテリアルシャフト55の一部には公知のマテリアルロック57が設けられている。このため、搬出土砂を積載したベッセル58を作業室53から引き上げる場合にも、作業室53の気密は確実に保持される。
ケーソン本体50の沈設作業は、ケーソン本体50の刃口52下の地盤を全周にわたってバランス良く掘削することで、ケーソン本体50全体に均等な沈下が生じるように制御しながら行われる。そして、この沈設作業と並行して側壁躯体51の上部にリング状のコンクリート側壁(図示せず)が順次構築され、このコンクリート側壁がケーソン本体50として順次地中内に沈設されていき、所定深さの側壁躯体51が地中に完成する。
【0004】
上述したニューマチックケーソン工法では、地下水を確実に制御しながら躯体を沈設することができるが、沈設時には底版躯体が作業室の天井スラブとして使用される。このため、底版躯体の版厚は、本設時の版厚より厚くしなければならない。また、スラブとしての強度を得るため十分な補強筋を配筋しなければならない。そして作業室の気密性を保持するために、側壁躯体の下端と底版躯体の周縁とを一体的に接合させなくてはならない等、種々の構造上の問題がある。
【0005】
そこで、図6(a)に示したように円筒形状の側壁躯体部分を2重壁構造で構成し、外周壁71と内周壁72との間を、放射状に配置した隔壁76で連結して複数室の隔室77を設けたケーソン70を沈設させ、ケーソン沈設完了後にケーソンで区画された地盤領域80を支持地盤位置まで掘削して図示しない底版躯体を施工するようにしたニューマチックケーソン工法も提案されている(特開平3−28421号公報参照)。このニューマチックケーソン工法では、ケーソン底部の圧気作業空間を2重壁下端の刃口部分75に限ったので、圧気規模を大幅に減少でき、コスト的に有利になる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、2重壁構造のケーソン70は躯体重量が小さいため、ケーソン沈設の際に地盤の沈下抵抗が大きいと、沈設重量が不足してしまい、適正な沈設作業が行えない。また、図6(b)に示したような躯体構造となっているため、作用土圧に対して外周壁71はリング効果により圧縮部材として作用するが、内周壁72には引張力が作用することになるので、十分な鉄筋量の配筋を行う必要がある。さらに放射状に配設された隔壁76が壁体との連結部78で支点となるため、隔壁76の連結位置に支点モーメントや面外せん断力が発生する。このため、連結部78のせん断補強を十分に行う必要もあり、補強のための配筋が大がかりになる。また、地盤の影響により沈下が均等に進行しない場合には隔壁との連結部等に過大な局部応力が発生し、壁体が損傷するおそれもある。
【0007】
また、このような2重壁構造の問題を解消するために、壁厚が一定な一重円筒形壁の底部の内外周面の下端に刃口を設けた例もある(特開平8−4351号公報参照)。しかし、この一重円筒形壁は壁体厚が薄く、壁体底部に作業機械が稼働するために必要な広さの掘削作業室を確保できない。このため、大型ケーソンでは迅速な沈設作業が望めない。また、底版と側壁との剛性の差が大きく、一体化した際の構造物としての安定性に欠けるという問題もある。
さらに、刃口位置での掘削作業は、狭い作業室内で、広い底面積を効率よく掘削する作業と刃口部分を慎重に掘削する作業とを並行して進行させなければならない。このため、各掘削機械の配置及び稼働の調整が必要となってくる。
【0008】
そこで、本発明の目的は上述した従来の技術が有する問題点を解消し、沈設作業の効率化を図れ、また、底版躯体との連結を確実に行え、さらに躯体完成後において、維持用管路設備等を組み込めるようにしたニューマチックケーソン及びその沈設方法を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は軟弱地盤上に構築された構造物を支持する鉛直支持杭と、前記構造物の外縁に沿った地盤内に、その先端が前記軟弱地盤下の中間層まで到達し、前記構造物の外縁辺に沿った格子壁状領域をなすように所定の傾角で打設された斜杭とを備え、水平方向荷重作用時に生じる水平力を、前記格子壁状領域を構成する各斜杭で負担して、前記鉛直支持杭の応力増加を抑えるようにしたことを特徴とする。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のニューマチックケーソンの一実施の形態について添付図面を参照して説明する。
図1には、図3に示したLNG地下式タンクのケーソン本体10の半径方向の断面および地上設備の一部が示されている。図2には、図3に示したLNG地下式タンクのケーソン本体10の円周方向の壁体断面および地上設備の一部が示されている。
なお、本実施の形態では、築造されるLNG地下式タンクは、図1及び図3に示したように外径D=80m、側壁厚B=2.5m(上端)〜5.2m(下端)、深さ65mの容量20万キロリットル程度の規模のものを想定している。
【0013】
図1に示したように、ケーソン本体10の側壁躯体11の下端位置には底版厚Tにほぼ等しい高さ分だけ壁体内周面11aが円筒形ケーソンの中心としての円中心に向けて拡幅された壁体拡幅部19が形成されている。そしてこの壁体拡幅部19の内周下端と側壁躯体11の外周下端に2重刃口12、13が形成されている。このように側壁躯体11の下端を壁体拡幅部19を設けて拡幅して2重刃口とすることにより、刃口全体の支持面積を増加させ、接地圧を小さくしてケーソン本体10の不同沈下を防止することができる。刃口12、13間の側壁躯体11下端の閉空間は作業室14として使用されるため、確保すべき作業室14の規模に合わせて壁体拡幅部19の拡幅量Δを設定すればよい。また、壁体拡幅部19が側壁躯体11より内方にΔだけ突出した形状となっているため、ケーソン本体10を沈設する際に、上部の壁体内周面と地盤との摩擦が切れるので、内周面の沈設抵抗を低減するフリクションカッターとしての役割を果たすことができる。なお、側壁厚B及び後に施工される底版厚Tは本設時の設計荷重によって設定されている。また、壁体拡幅部19のコンクリート内には底版との連結のための補強筋が配筋されるとともに、内周面近傍には機械継手25が埋設されており、後工程で構築される底版36の鉄筋37との連結を確実かつ迅速に行えるようになっている。これにより、底版36と側壁との隅角部に発生する大きな応力に確実に抵抗することができる。図中では機械継手25の位置を模式的に示しているが、配筋計画に従って所定位置に配置されることはいうまでもない。
【0014】
一方、側壁躯体11下端の閉空間に形成された作業室14内には図示しない地上の圧源から圧縮空気が送気されている。さらに、図1左半図の側壁躯体11にはマテリアルシャフト15が示されている。このマテリアルシャフト15は、下端が作業室14の天井位置に連通している。本実施の形態では、マテリアルシャフト15の直径は1mに設定されている。また、マテリアルシャフト15の下端にはマテリアルロック16が設置されている。ベッセル17は、マテリアルロック16及びマテリアルシャフト15を介して地上まで引き上げられるようになっている。
【0015】
また、作業室14の天井には走行レール20が取り付けられている。この走行レール20には天井走行式掘削装置21が走行可能に懸架されている。この天井走行式掘削装置21は、図示しない地上の操作室からの遠隔操作によって操縦できる。なお、天井走行式掘削装置21による掘削動作を確実にコントロールするために、天井の各所、各掘削装置に複数台の監視カメラ(図示せず)が配備されている。この監視カメラによって得られた撮像情報は、前記操作室に設置されたモニタに各所の映像として選択可能に映し出される。これにより、操作室内のオペレーターは各映像を切り替えて無人の作業室14内の状況を把握することができる。また、この撮像情報を入力データとして所定の演算を行い、作業室14内の作業空間と一致する仮想現実空間を構成することもできる。この仮想現実空間においてオペレーターが天井走行式掘削装置のブーム、バケットの操作を行うようにしてもよい。
【0016】
マテリアルシャフト15の突出した地上にはトラス構造の排土用キャリアタワー30が構築されている。この排土用キャリアタワー30の水平ブーム31上には横行ウインチ32が搭載されている。この横行ウインチ32を走行させることでマテリアルシャフト15上端から吊り上げたベッセル17を、搬土ベルトコンベア33まで移動できる。ベッセル17内の掘削土砂は、搬土ベルトコンベア33に移し替えられ、さらに図3に示したように、搬土ベルトコンベア33によって土砂ホッパー34まで移送され、土砂ホッパー34内に投下されるようになっている。
【0017】
なお、図1、図2には側壁躯体11の地上部には上段のロットの躯体コンクリートのために組み立てられた多数の鉄筋35が示されている。
【0018】
図2は、側壁躯体11を壁体に沿った円周方向の断面(図3参照)で示した断面図である。
同図に示したように、隣接したマテリアルシャフト15に挟まれた作業室14内の所定位置に、作業室14を区画する隔壁18が形成されている。この隔壁18の下端18aは作業室14を地盤面から仕切るように地盤に食い込んでいる。このため、隔壁18で区画された隣合った作業室14は異なった圧気状態にすることができる。各作業室14内には天井走行式掘削装置21が配備されており、それぞれ各作業室14の刃口12、13部分を掘削できるようになっている。また、作業室14内には土砂積込みコンベア22が配備されている。この土砂積込みコンベア22は、遠隔操作によって運転することができ、掘削土砂は土砂積込みコンベア22を利用してベッセル17に積み込まれる。
なお、側壁躯体11の小規模の場合には、躯体全体の沈下量の管理が容易であるため、隔壁18によって各作業室14を区画せず、作業室14全体を側壁躯体11と同形状の環状とすることも可能である。
【0019】
図3は、ケーソン本体10と各種の地上設備とを上方から見た概略設備配置図である。同図に示したように、本実施の形態では、12本のマテリアルシャフト15が側壁躯体11内に設けられている。このマテリアルシャフト15は、躯体コンクリートの鉄筋にマテリアルシャフト15となる鋼管を固定して構築したものであるが、ボイド管等によりコンクリートの所定位置を箱抜きしてもよい。
また、排土用キャリアタワー30も各マテリアルシャフト15に対応した基数分(12基)が構築されているが、複数本のマテリアルシャフト15が旋回半径内に入るブームを備えた排土用キャリアタワー30を構築し、旋回半径内にある各マテリアルシャフト15から搬出された掘削土砂を1台の排土用キャリアタワー30で処理するようにしてもよい。また、本実施の形態の平面レイアウトでは土砂ホッパー34を1箇所にのみ設けて土砂を処理しているが、ベルトコンベア33の搬土能力、経路を考慮して各種公知の代替手段により土砂を処理してもよい。
【0020】
図4(a)〜(c)は、本発明のニューマチックケーソン及びその沈設方法により円筒形状地下式タンクの躯体部分を築造する過程を示した施工状態説明図である。
まず、同図(a)に示したように、図1に示した円筒形をなす側壁躯体11を所定の沈設工程により刃口12、13が支持層2に到達するまで沈下させる。このとき、説明図では側壁躯体11の下端の壁体拡幅部19より上部の各ロットのコンクリート壁厚は一定になっているが、壁厚は本設時のその深度における作用荷重との関係で設定でき、深度に応じて低減させる経済設計を行ってもよい。なお、本実施の形態のケーソン本体10の側壁は、本設時の作用荷重に余裕をもって抵抗する十分な壁厚のコンクリートからなるが、これを「厚壁コンクリート」と呼ぶものとする。
そして、ケーソン本体10が所定の深度まで沈下したら、側壁躯体11で囲まれた地盤3の盤下げ掘削を行う(図4(b)参照)。この場合、ケーソン本体10は底部の刃口12、13が支持層2に到達しているので、側壁躯体11で囲まれた地盤3はドライな状態にある。このため、掘削作業は通常の掘削用重機5を配備して行うことができ、作業効率もきわめてよい。
【0021】
さらに、最終掘削盤4までの盤下げ作業が完了したら、同図(c)に示したように、底版コンクリート36を打設する。このとき支持層2上に支持された状態で側壁下端の壁体拡幅部19の内周面を連結部の基準として底版コンクリート36を施工できる。配筋作業では壁体拡幅部19の内周面の近傍のコンクリート内に機械継手25があらかじめ埋設されているため、その機械継手25を利用することにより、底版の配筋を正確かつ効率よく行える。また、配筋設計では、本設時に作用する荷重のみを考慮すればよく、配筋量も底版を沈設時の天井スラブとして使用する従来の場合に比べて少なくて済む。
なお、機械継手25としては公知のネジ鉄筋用カップラー等を使用することができるが、底版の多段配筋を正確に行うための鉄筋ラック(図示せず)を壁体拡幅部19内に埋設しておいてもよい。鉄筋ラックは形鋼を組み立てたもの等が好適である。
また、底版の周縁は上述のように壁体拡幅部19の厚さに一致するように連結する以外に、壁体拡幅部19の上半部分と通常の壁厚の側壁躯体部分とに掛かるように連結したり、壁体拡幅部19の上端肩部分に底版の周縁を載置するようにして側壁躯体に連結してもよい。
【0022】
本実施の形態では、必要に応じて側壁躯体11下端の作業室14空間に内巻きコンクリート41を施工し、監査廊40、集水ピット(図示せず)を構築している。また、沈設時にマテリアルシャフト15として利用した立坑42の一部に揚水管43を配管することも可能である。この揚水管43により前記集水ピットに集められた湧水を地上まで汲み上げ、排水することもできる。
なお、同図(c)には図の簡単化のために、LNG地下式タンクの屋根部分、内張メンブレン等の設備、構造材の図示を省略しているが、従来と同様の構成を適用できる。また、以上の説明はLNG地下式タンクを例示してニューマチックケーソンの適用を説明したが、建物基礎として適用されるケーソン基礎において、このニューマチックケーソンを使用できることは明かである。さらに、ケーソンの平面形状は円形に限られず、小判形、矩形でもよい。円形の場合は円中心に向けて壁体を拡幅すればよいが、小判形、矩形の場合にはケーソンの平面形状の中心方向に向けて拡幅させればよい。
【0023】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ケーソンの沈設作業を効率化できるとともに、躯体コンクリートを軽減でき、完成後は維持管理用の施設を構築することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のニューマチックケーソンによって側壁躯体の沈設を行っている施工状態を説明した断面図。
【図2】本発明のニューマチックケーソンによって側壁躯体の沈設を行っている施工状態を説明した断面図。
【図3】本発明のニューマチックケーソンに使用する地上設備を示した設備配置図。
【図4】本発明のニューマチックケーソンの沈設方法によって地下式タンクの施工を行っている施工状態を説明した施工順序図。
【図5】従来のニューマチックケーソンによってケーソン本体の沈設を行っている施工状態を説明した断面図。
【図6】従来の2重壁構造からなるニューマチックケーソンの構成を示した正面断面、平断面図。
【符号の説明】
10 ケーソン本体
11 側壁躯体
12,13 刃口
14 作業室
15 マテリアルシャフト
19 壁体拡幅部
20 走行レール
21 天井走行式掘削装置
30 排土用キャリアタワー
33 搬土ベルトコンベア
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a pneumatic caisson and a method for its deposition, and more particularly to a pneumatic caisson and a method for its deposition in which an underground wall is efficiently constructed when an underground tank for storing liquefied natural gas is built.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, many large-scale underground tanks have been constructed as tanks for storing liquefied natural gas (hereinafter referred to as LNG). In order to build these LNG underground tanks, it is necessary to perform deep excavation on the target ground. Usually, in order to perform deep excavation, it is necessary to construct a large-scale mountain retaining work with high rigidity. For this reason, the underground continuous wall method and the caisson method are often applied to the construction of the LNG underground tank.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state in which a LNG underground tank housing is constructed on the ground at a high groundwater level by the caisson method. The figure shows a caisson body 50 that has been laid by a pneumatic caisson method. The caisson body 50 functions as a ceiling slab for the work chamber 53 while closing the cylindrical side wall housing 51, the blade 52 formed at the lower end of the side wall housing 51 and grounded to the ground, and the lower end opening of the side wall housing 51. And a bottom plate casing 54.
[0003]
In the pneumatic caisson method shown in FIG. 5, the working chamber 53 provided in the closed space under the bottom plate casing 54 is maintained in a pressurized state. Thereby, intrusion of groundwater from the ground surface into the work chamber 53 is prevented, and excavation work in the work chamber 53 can be performed in a dry state. In addition, an overhead traveling excavator 61 and an inboard bulldozer 62 are provided as excavating machines in the working chamber 53 under the pressurized air. These excavating machines can be operated by remote control from the ground, and excavation within a predetermined range can be freely performed. The excavated earth and sand is loaded on the vessel 58, and is carried by a soil removal carrier tower 56 installed on the ground via a material shaft 55 standing on a part of the bottom plate casing 54 and communicating with the work chamber 53. (Not shown). A known material lock 57 is provided on a part of the material shaft 55. Therefore, even when the vessel 58 loaded with unloading soil is pulled up from the work chamber 53, the airtightness of the work chamber 53 is reliably maintained.
The caisson main body 50 is laid down by excavating the ground under the blade 52 of the caisson main body 50 in a well-balanced manner so that the caisson main body 50 is uniformly subsidized. In parallel with this sinking operation, a ring-shaped concrete side wall (not shown) is sequentially constructed on the upper part of the side wall casing 51, and this concrete side wall is sequentially set in the ground as the caisson main body 50 to a predetermined depth. The side wall 51 is completed in the ground.
[0004]
In the above-described pneumatic caisson method, the frame can be set while the groundwater is reliably controlled. At the time of setting, the bottom plate box is used as the ceiling slab of the work room. For this reason, the plate thickness of the bottom plate frame must be thicker than the plate thickness at the time of installation. Moreover, in order to obtain the strength as a slab, sufficient reinforcing bars must be arranged. In order to maintain the airtightness of the working chamber, there are various structural problems such that the lower end of the side wall casing and the peripheral edge of the bottom plate casing must be joined together.
[0005]
Therefore, as shown in FIG. 6 (a), the cylindrical side wall housing portion is constituted by a double wall structure, and the outer peripheral wall 71 and the inner peripheral wall 72 are connected by the partition walls 76 arranged in a radial manner. Also proposed is a pneumatic caisson method in which a caisson 70 provided with a compartment 77 in the room is submerged, and after the caisson installation is completed, the ground region 80 partitioned by the caisson is excavated to a supporting ground position to construct a bottom plate frame not shown. (See JP-A-3-28421). In this pneumatic caisson method, the pressure working space at the bottom of the caisson is limited to the blade edge portion 75 at the lower end of the double wall, so the pressure scale can be greatly reduced, which is advantageous in terms of cost.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the caisson 70 having a double wall structure has a small body weight, if the ground subsidence resistance is large when the caisson is set, the set weight is insufficient and proper setting work cannot be performed. 6B, the outer peripheral wall 71 acts as a compression member due to the ring effect against the working earth pressure, but a tensile force acts on the inner peripheral wall 72. Therefore, it is necessary to arrange a sufficient amount of reinforcing bars. Further, since the radially arranged partition walls 76 serve as fulcrums at the connecting portions 78 with the wall body, a fulcrum moment or an out-of-plane shear force is generated at the connection position of the partition walls 76. For this reason, it is necessary to sufficiently carry out the shear reinforcement of the connection part 78, and the reinforcement arrangement for reinforcement becomes large. In addition, if the settlement does not proceed evenly due to the influence of the ground, excessive local stress is generated at the connecting portion with the partition wall, and the wall body may be damaged.
[0007]
In addition, in order to solve such a problem of the double wall structure, there is an example in which a blade is provided at the lower end of the inner and outer peripheral surfaces of the bottom of the single cylindrical wall having a constant wall thickness (Japanese Patent Laid-Open No. 8-4351). See the official gazette). However, this single cylindrical wall has a thin wall thickness, and it is not possible to secure an excavation work chamber having a size necessary for operating the work machine at the bottom of the wall. For this reason, quick caulking work cannot be expected with a large caisson. Moreover, there is a problem that the difference in rigidity between the bottom plate and the side wall is large, and the stability as a structure when integrated is lacking.
Further, the excavation work at the blade edge position must proceed in parallel with the work of efficiently excavating a wide bottom area and the work of carefully excavating the blade edge portion in a narrow work chamber. For this reason, it is necessary to adjust the arrangement and operation of each excavating machine.
[0008]
Therefore, the object of the present invention is to solve the problems of the prior art described above, to improve the efficiency of the laying work, to be surely connected to the bottom plate frame, and further to the maintenance pipeline after the frame is completed. It is an object of the present invention to provide a pneumatic caisson in which equipment and the like can be incorporated, and a method for installing the pneumatic caisson.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a vertical support pile for supporting a structure constructed on soft ground, and an intermediate layer whose tip is in the ground along the outer edge of the structure, the tip of which is below the soft ground. And a slant pile placed at a predetermined inclination angle so as to form a lattice wall-shaped region along the outer edge of the structure, and a horizontal force generated when a horizontal load is applied is applied to the lattice wall-shaped region. It bears in each slant pile which comprises, and it was made to suppress the stress increase of the said vertical support pile.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a pneumatic caisson of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 shows a radial cross section of caisson body 10 of the LNG underground tank shown in FIG. 3 and a part of ground equipment. FIG. 2 shows a wall section in the circumferential direction of caisson body 10 of the LNG underground tank shown in FIG. 3 and a part of the ground equipment.
In the present embodiment, the built LNG underground tank has an outer diameter D = 80 m and a side wall thickness B = 2.5 m (upper end) to 5.2 m (lower end) as shown in FIGS. It is assumed that the capacity is about 200,000 kiloliters with a depth of 65m.
[0013]
As shown in FIG. 1, at the lower end position of the side wall casing 11 of the caisson body 10, the wall peripheral surface 11a is widened toward the center of the circle as the center of the cylindrical caisson by a height substantially equal to the bottom plate thickness T. A wall widening portion 19 is formed. Double blade openings 12 and 13 are formed at the inner peripheral lower end of the wall widening portion 19 and the outer peripheral lower end of the side wall casing 11. Thus, by providing the wall body widening portion 19 to widen the lower end of the side wall housing 11 to form a double blade edge, the support area of the entire blade edge is increased, the ground pressure is reduced, and the caisson main body 10 is inconsistent. Settlement can be prevented. Since the closed space at the lower end of the side wall housing 11 between the blade edges 12 and 13 is used as the work chamber 14, the width expansion amount Δ of the wall widening portion 19 may be set according to the scale of the work chamber 14 to be secured. Further, since the wall widening portion 19 has a shape protruding Δ inward from the side wall housing 11, when the caisson main body 10 is sunk, the friction between the upper wall body peripheral surface and the ground is cut off. It can serve as a friction cutter that reduces the settling resistance of the inner peripheral surface. The side wall thickness B and the bottom plate thickness T to be constructed later are set by the design load at the time of main installation. In addition, reinforcing bars for connecting to the bottom plate are arranged in the concrete of the wall widening portion 19, and a mechanical joint 25 is embedded in the vicinity of the inner peripheral surface. The connection with the 36 rebars 37 can be performed reliably and quickly. Thereby, it is possible to reliably resist a large stress generated at the corners of the bottom plate 36 and the side wall. Although the position of the mechanical joint 25 is schematically shown in the drawing, it goes without saying that the mechanical joint 25 is arranged at a predetermined position according to the bar arrangement plan.
[0014]
On the other hand, compressed air is supplied from a ground pressure source (not shown) into the working chamber 14 formed in the closed space at the lower end of the side wall casing 11. Further, a material shaft 15 is shown in the side wall housing 11 in the left half of FIG. The lower end of the material shaft 15 communicates with the ceiling position of the work chamber 14. In the present embodiment, the diameter of the material shaft 15 is set to 1 m. A material lock 16 is installed at the lower end of the material shaft 15. The vessel 17 is pulled up to the ground via the material lock 16 and the material shaft 15.
[0015]
A traveling rail 20 is attached to the ceiling of the work chamber 14. An overhead traveling excavator 21 is suspended on the traveling rail 20 so as to travel. This overhead traveling excavator 21 can be operated by remote control from a ground operating room (not shown). In order to control the excavation operation by the overhead traveling excavator 21 with certainty, a plurality of surveillance cameras (not shown) are provided at various locations on the ceiling and at each excavator. The imaging information obtained by this monitoring camera is displayed on the monitor installed in the operation room so as to be selectable as an image of each place. As a result, the operator in the operation room can grasp the situation in the unmanned work room 14 by switching each image. In addition, a predetermined calculation can be performed using this imaging information as input data, and a virtual reality space that matches the work space in the work room 14 can be configured. In this virtual reality space, the operator may operate the boom and bucket of the overhead traveling excavator.
[0016]
On the ground from which the material shaft 15 protrudes, a truss-structured earth removal carrier tower 30 is constructed. A transverse winch 32 is mounted on the horizontal boom 31 of the earthing carrier tower 30. By running this traverse winch 32, the vessel 17 lifted from the upper end of the material shaft 15 can be moved to the carry belt conveyor 33. The excavated sediment in the vessel 17 is transferred to the carrying belt conveyor 33 and further transferred to the sediment hopper 34 by the carrying belt conveyor 33 and dropped into the sediment hopper 34 as shown in FIG. It has become.
[0017]
1 and 2, a large number of reinforcing bars 35 assembled for the upper lot of frame concrete are shown on the ground portion of the side wall frame 11.
[0018]
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the side wall housing 11 in a circumferential cross section (see FIG. 3) along the wall body.
As shown in the figure, a partition wall 18 that partitions the work chamber 14 is formed at a predetermined position in the work chamber 14 sandwiched between adjacent material shafts 15. A lower end 18a of the partition wall 18 bites into the ground so as to partition the work chamber 14 from the ground surface. For this reason, the adjacent working chambers 14 partitioned by the partition wall 18 can be in different pressure states. An overhead traveling excavator 21 is provided in each work chamber 14 so that the blade edges 12 and 13 of each work chamber 14 can be excavated. A sediment loading conveyor 22 is disposed in the work chamber 14. The earth and sand loading conveyor 22 can be operated by remote control, and excavated earth and sand are loaded on the vessel 17 using the earth and sand loading conveyor 22.
In addition, in the case of a small-scale side wall housing 11, since the amount of settlement of the entire housing is easy to manage, each work chamber 14 is not partitioned by the partition wall 18, and the entire work chamber 14 has the same shape as the side wall housing 11. An annular shape is also possible.
[0019]
FIG. 3 is a schematic facility layout view of the caisson body 10 and various ground facilities as viewed from above. As shown in the figure, in the present embodiment, twelve material shafts 15 are provided in the side wall casing 11. The material shaft 15 is constructed by fixing a steel pipe to be the material shaft 15 to a reinforcing rod of a concrete frame, but a predetermined position of the concrete may be boxed by a void pipe or the like.
Also, the earth removal carrier tower 30 is constructed in the number corresponding to each material shaft 15 (12), but the earth removal carrier tower provided with a boom in which a plurality of material shafts 15 enter the turning radius. 30 may be constructed, and the excavated earth and sand carried out from each material shaft 15 within the turning radius may be processed by one carrier tower 30 for earth removal. Further, in the planar layout of the present embodiment, the earth and sand hopper 34 is provided only at one place to process the earth and sand, but the earth and sand are processed by various known alternative means in consideration of the carrying capacity and route of the belt conveyor 33. May be.
[0020]
FIGS. 4A to 4C are construction state explanatory views showing a process of building a casing portion of a cylindrical underground tank by the pneumatic caisson of the present invention and its deposition method.
First, as shown in FIG. 4A, the cylindrical side wall housing 11 shown in FIG. 1 is lowered until the blade edges 12 and 13 reach the support layer 2 by a predetermined setting step. At this time, in the explanatory view, the concrete wall thickness of each lot above the wall widening portion 19 at the lower end of the side wall casing 11 is constant, but the wall thickness is related to the applied load at the depth at the time of main installation. Economic design that can be set and reduced according to the depth may be performed. The side wall of the caisson body 10 according to the present embodiment is made of concrete having a sufficient wall thickness that resists the working load at the time of installation with sufficient margin, and this is referred to as “thick wall concrete”.
And if the caisson main body 10 sinks to a predetermined depth, the ground 3 surrounded by the side wall frame 11 is excavated (see FIG. 4B). In this case, since the bottom blade edges 12 and 13 of the caisson main body 10 reach the support layer 2, the ground 3 surrounded by the side wall casing 11 is in a dry state. For this reason, the excavation work can be performed by arranging a normal excavator heavy machine 5, and the work efficiency is also very good.
[0021]
Furthermore, when the board lowering work up to the final excavation board 4 is completed, the bottom slab concrete 36 is placed as shown in FIG. At this time, the bottom slab concrete 36 can be constructed with the inner peripheral surface of the wall widening portion 19 at the lower end of the side wall being supported on the support layer 2 as a reference of the connecting portion. Since the mechanical joint 25 is embedded in the concrete in the vicinity of the inner peripheral surface of the wall widening portion 19 in the bar arrangement work, the bottom plate can be accurately and efficiently arranged by using the mechanical joint 25. . Further, in the reinforcing bar design, it is only necessary to consider the load acting at the time of actual installation, and the amount of reinforcing bar arrangement is less than in the conventional case where the bottom plate is used as a ceiling slab at the time of installation.
A known threaded rebar coupler or the like can be used as the mechanical joint 25, but a reinforcing bar rack (not shown) for accurately performing multistage bar arrangement of the bottom plate is embedded in the wall widening portion 19. You may keep it. The rebar rack is preferably an assembled shape steel.
In addition to connecting the peripheral edge of the bottom plate so as to coincide with the thickness of the wall widening portion 19 as described above, the bottom plate is hung on the upper half portion of the wall widening portion 19 and the side wall casing portion having a normal wall thickness. Or the peripheral edge of the bottom plate may be placed on the upper shoulder portion of the wall widening portion 19 and connected to the side wall casing.
[0022]
In the present embodiment, the inner concrete 41 is constructed in the work chamber 14 space at the lower end of the side wall housing 11 as necessary, and the inspection gallery 40 and the water collecting pit (not shown) are constructed. Moreover, it is also possible to pipe the pumping pipe 43 to a part of the vertical shaft 42 used as the material shaft 15 at the time of laying. The water collected in the water collecting pit can be pumped up to the ground by the pumping pipe 43 and drained.
To simplify the figure, the roof of the LNG underground tank, the equipment such as the lining membrane, and the structural material are omitted in FIG. 5C, but the same configuration as before is applied. it can. Moreover, although the above description demonstrated the application of a pneumatic caisson by exemplifying an LNG underground tank, it is clear that this pneumatic caisson can be used in a caisson foundation applied as a building foundation. Furthermore, the planar shape of the caisson is not limited to a circle, but may be an oval shape or a rectangle. In the case of a circle, the wall may be widened toward the center of the circle, but in the case of an oval or rectangular shape, the wall may be widened toward the center of the caisson planar shape.
[0023]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the present invention, it is possible to increase the efficiency of caisson laying work, reduce the concrete frame, and construct a maintenance facility after completion.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a construction state in which a side wall housing is being deposited by a pneumatic caisson of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a construction state in which the side wall frame is being laid by the pneumatic caisson of the present invention.
FIG. 3 is an equipment layout diagram showing ground equipment used for the pneumatic caisson of the present invention.
FIG. 4 is a construction sequence diagram illustrating a construction state in which an underground tank is being constructed by the pneumatic caisson deposition method of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a construction state in which a caisson body is set using a conventional pneumatic caisson.
FIG. 6 is a front cross-sectional view and a plan cross-sectional view showing a configuration of a pneumatic caisson having a conventional double wall structure.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Caisson main body 11 Side wall housing | casing 12,13 Cutting edge 14 Working room 15 Material shaft 19 Wall body widening part 20 Traveling rail 21 Ceiling traveling type excavator 30 Carrier tower 33 for earth removal Carrying belt conveyor

Claims (2)

厚壁コンクリートからなる側壁躯体の下端近傍の内周面を突出するように拡幅しその下端位置と、外周面の下端位置とに刃口を形成して2重刃口とし、該2重刃口に挟まれた前記側壁躯体の下部と、下端が掘削地盤面に食い込むように設けられた複数枚の隔壁とで区画形成され、各室内が個々の圧力状態に圧気可能とされた複数の作業室と、該複数の作業室のそれぞれに、掘削機械と、その下端が前記作業室に連通し前記側壁躯体内を貫通してその上端が地上に突出したマテリアルシャフトとを備えたことを特徴とするニューマチックケーソン。Widening so that the inner peripheral surface in the vicinity of the lower end of the side wall frame made of thick wall concrete protrudes, and forming a cutting edge at the lower end position and the lower end position of the outer peripheral surface to form a double cutting edge, the double cutting edge a plurality of tasks and a lower portion of the side wall skeleton sandwiched, the lower end is partitioned and formed by the plurality of partition walls provided to bite into the excavating ground surface, each chamber is capable gas to individual pressure state wherein a chamber, each of said plurality of working chambers, a drilling machine, that the upper end and a material shaft projecting on the ground its lower end through said side wall skeleton body communicating with the working chamber Pneumatic caisson. 厚壁コンクリートからなる側壁躯体の下端近傍の内周面が突出するように拡幅してその下端と、外周面の下端とで形成された2重刃口に挟まれた前記側壁躯体の下部と、下端が掘削地盤面に食い込むように設けられた複数枚の隔壁で区画形成された複数の作業室で刃口掘削を行って、下端が前記複数の作業室のそれぞれに連通し、上端が地上に突出したマテリアルシャフトを介して、前記各作業室内からの掘削土砂を個々に地上に排出して前記側壁躯体を所定深度まで沈設させ、その後前記側壁躯体で囲まれた内部地盤を掘削し、前記側壁躯体の内周面に、周縁が連結するように底版を構築するようにしたことを特徴とするニューマチックケーソンの沈設方法。 The lower part of the side wall casing sandwiched between the double edge formed by widening the inner peripheral surface in the vicinity of the lower end of the side wall casing made of thick wall concrete so as to protrude, and the lower end of the outer peripheral surface ; The drilling is performed in a plurality of working chambers defined by a plurality of partition walls provided so that the lower end bites into the excavation ground surface, the lower end communicates with each of the plurality of working chambers, and the upper end is on the ground. Through the projecting material shaft, the excavated earth and sand from each of the working chambers are individually discharged to the ground, and the side wall frame is set to a predetermined depth, and then the inner ground surrounded by the side wall frame is excavated, A method for laying a pneumatic caisson, wherein a bottom plate is constructed so that a peripheral edge is connected to an inner peripheral surface of a casing.
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