JP6941660B2 - 水上の上部工の構築方法および上部工の構造 - Google Patents

Description

本発明は、水上の上部工の構築方法および上部工の構造に関し、さらに詳しくは、水底地盤に立設された杭の上端部に、杭の打設位置の誤差を吸収しつつ、水上での煩雑な作業を削減して効率的に上部工を構築できる水上の上部工の構築方法および上部工の構造に関するものである。

水底地盤に立設された杭に支持されている桟橋等の上部工を構築するには、例えば、杭の上端部に水上にて配置した鉄骨や鉄筋を型枠で囲んでコンクリートを打設する方法がある。このようにいわゆる現場打ちコンクリートで上部工を構築する場合には、水上での煩雑な作業が多いため作業効率を向上させるには限界がある。

一方、陸上で杭頭部などをプレキャストコンクリートで形成しておき、これらのプレキャスト部材を、水底地盤に立設された杭の上端部に固定して上部工を構築する方法および上部工の構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この提案によれば、現場打ちコンクリートによって上部工を構築する場合よりも水上での煩雑な作業が削減されるので、作業効率を向上させるには有利になる。

特許文献１に記載の発明で使用されるプレキャスト部材には、下方に延在する鞘管、鞘管の内部を横断する支承部材および鞘管の内部で延在する型枠支持部材が一体化されている（図４）。プレキャスト部材はクレーンによって吊られて、型枠支持部材を杭に挿入し、鞘管を杭に外嵌した状態にして、支承部材を杭の上端部に形成された凹部に当接させることで、型枠支持部材の下端に固定された底型枠によって杭の所定の位置が閉鎖される（段落００４９、図６、図７）。その後杭軸方向を中心にしてプレキャスト部材を回転させることで、支承部材を杭の上端部の係合切欠き部に係合させる（段落００５０、図６、図７）。

特許文献１で提案されている方法では、所定の位置にプレキャスト部材設置するには水上にて杭の上端部に切欠き加工を行う必要がある。また、杭の内部に挿入する型枠支持部材に設置される底型枠の外径は杭の内径に近い寸法になっているので、型枠支持部材を杭に挿入するには、プレキャスト部材（型枠支持部材）を精度よく位置決めして精密にクレーン作業を行う必要がある。さらに、支承部材を杭の上端部の凹部に当接させた後に、杭軸方向を中心にしてプレキャスト部材を回転させて、支承部材を杭の係合切欠き部に係合させるにも高度な作業が要求される。それ故、作業効率を向上させるには改善の余地がある。

特許文献１には別の実施例として、鞘管（型枠支持部材）とプレキャスト部材とを個別に用意しておき、鞘管を杭に外嵌した後に、プレキャスト部材を横断する支承部材を杭の上端に形成された嵌合凹部に嵌合させる方法が提案されている（段落００５８〜００６０、図８）。この方法では、杭軸方向を中心にしてプレキャスト部材を回転させる作業が無くなるが、杭に鞘管を外嵌するための杭上端部における切欠きの形状・位置に高い加工精度や煩雑な水上での作業が要求される点は解決されない。さらに、プレキャスト部材を精度よく位置決めして鞘管の嵌合凹部に嵌合させる追加の作業が発生する。

水底地盤に杭を打設する場合は、波や潮流等の影響があるため、杭を所定位置に精度よく打設することが難しい。一般には、杭の打設位置は設計位置に対して±１０ｃｍ、高さ位置は±５ｃｍで施工管理される。そのため、陸上で打設される杭に比して、水底地盤に打設された杭の位置精度は低くなる。特許文献１に記載の方法は、底型枠の外径が杭の内径に近い寸法になっていることに加えて、プレキャスト部材を個々の杭の上端部の打設位置に応じて設置する必要がある。そのため、プレキャスト部材が杭の位置に厳格に拘束されて取付けられるので、杭の打設位置の誤差を吸収することができない。即ち、現場打コンクリートの箇所のみで杭の打設位置の誤差を吸収せざるを得ず、上部工を設計どおりの正規の位置に構築することが難しいという問題もある。

特開２０１８−２５０４２号公報

本発明の目的は、水底地盤に立設された杭の上端部に、杭の打設位置の誤差を吸収しつつ、水上での煩雑な作業を削減して効率的に上部工を構築できる水上の上部工の構築方法および上部工の構造を提供することにある。

上記目的を達成するため本発明の水上の上部工の構築方法は、水底地盤に立設されている複数本の杭の上端部に、予め形成された杭頭体を設置し、隣り合う前記杭頭体どうしが梁で連結され、前記杭頭体および前記梁の上方が床版で覆われた状態にすることにより、前記杭に固定されて支持される上部工を構築する水上の上部工の構築方法において、前記杭頭体が、上下に延在する挿入部と、前記挿入部の上端部側に接合されて水平方向の複数の方向に延在する接続梁部とを有していて、前記杭の上端から所定深さの位置に前記杭の内部を上下に隔離する仕切板を設けておき、前記挿入部を前記杭の上方から前記杭の内部に遊挿し、前記杭の上端にそれぞれの前記接続梁部を載置して、前記仕切板よりも上方の前記杭の内周面および前記挿入部との間に中詰めコンクリートを充填することで、前記杭頭体を前記杭の上端部に固定することを特徴とする。

本発明の水上の上部工の構造は、予め形成されていた杭頭体と、水底地盤に立設されている複数本の杭の上端部に固定されている前記杭頭体の隣り合うどうしを連結している梁と、前記杭頭体および前記梁の上方を覆っている床版とを有して、前記杭に固定されて支持されている水上の上部工の構造において、前記杭頭体が、上下に延在する挿入部と、前記挿入部の上端部側に接合されていて水平方向の複数の方向に延在している接続梁部とを有して、前記杭は、その上端から所定深さの位置に内部を上下に隔離する仕切板を、前記杭頭体が前記杭の上端部に固定される前から予め有していて、前記挿入部が前記杭の上方から前記杭の内周面に対して遊動できるすき間を有して挿入された状態になっていて、前記杭の上端にそれぞれの前記接続梁部が載置されていて、前記仕切板よりも上方の前記杭の内周面と前記挿入部とのすき間に中詰めコンクリートが充填されていて、固化した前記中詰めコンクリートを介して前記杭頭体が前記杭の上端部に固定されていることを特徴とする。

本発明によれば、前記杭頭体において、前記挿入部が前記接続梁部よりも下方に突出している。そして、前記挿入部は前記杭の上方から前記杭の内周面に対して遊動できるすき間を有して挿入されるので、前記挿入部を前記杭に挿入させる際に前記挿入部を高精度で位置決めする必要がない。そして、前記杭頭体を下方移動させて、前記杭の上端にそれぞれの前記接続梁部を載置することで、水上での煩雑な作業を削減しながらも前記杭頭体を杭の上端部に安定して設置できる。

その後、前記仕切板よりも上方の前記杭の内周面と前記挿入部との間に充填した中詰めコンクリートが固化することで、杭頭体を杭の上端部に強固に固定できる。杭の打設位置に誤差があっても、前記挿入部は前記杭の内周面に対して相応のクリアランスを有しているので、この誤差を吸収して前記杭頭体を杭に固定できる。そして、前記杭頭体および隣り合う前記杭頭体どうしを連結する梁の上方が床版で覆われた状態にすることで、水底地盤に立設された杭の上端部に、杭の打設位置の誤差を吸収しつつ、水上での煩雑な作業を削減して効率的に上部工を構築することが可能になる。

本発明の上部工の構造を平面視で例示する説明図である。 図１のＡ−Ａ断面視で上部工を例示する説明図である。 図２の杭頭体の周辺を拡大して縦断面視で例示する説明図である。 図１のＢ−Ｂ断面視で上部工を例示する説明図である。 図２のＣ−Ｃ断面視で杭と鞘管部と挿入部とを例示する説明図である。 杭に設置する前の杭頭体を平面視で例示する説明図である。 図６の杭頭体を正面視で例示する説明図である。 図６のＤ−Ｄ断面視で杭頭体を例示する説明図である。 杭頭体の変形例を平面視で例示する説明図である。 プレキャスト梁部を平面視で例示する説明図である。 図１０のプレキャスト梁部を正面視で例示する説明図である。 プレキャスト床部を平面視で例示する説明図である。 水底地盤に立設された杭の上端部に杭頭体を設置する工程を平面視で例示する説明図である。 図１３の工程を縦断面視で例示する説明図である。 杭頭体の間にプレキャスト梁部を掛け渡す工程を平面視で例示する説明図である。 図１５の工程を縦断面視で例示する説明図である。 杭頭体の間にプレキャスト梁部を連結した状態を側面視で例示する説明図である。 図１７の状態を縦断面視で例示する説明図である。 杭頭体とプレキャスト梁部との間にコンクリートを打設して梁を形成した状態を平面視で例示する説明図である。 図１９の状態を縦断面視で例示する説明図である。 充填材および中詰めコンクリートを充填する工程を縦断面視で例示する説明図である。 梁により連結された杭頭体が杭の上端部に固定された状態を平面視で例示する説明図である。 図２２の状態を縦断面視で例示する説明図である。 杭頭体および梁の上にプレキャスト床部を設置する工程を平面視で例示する説明図である。 杭頭体および梁の上にプレキャスト床部を設置した状態を縦断面視で例示する説明図である。 プレキャスト床部の上にコンクリートを打設して床版を形成する工程を縦断面視で例示する説明図である。 杭の上端部に杭頭体を設置する工程を拡大して縦断面視で例示する説明図である。 杭の上端部に杭頭体を設置する別の方法を拡大して縦断面視で例示する説明図である。 隣り合う杭頭体どうしをプレキャスト梁部で連結した杭頭体・梁ユニットを平面視で例示する説明図である。 別の杭頭体・梁ユニットを平面視で例示する説明図である。 杭頭体・梁ユニットの上方をプレキャスト床部で覆った杭頭体・梁・床版ユニットを平面視で例示する説明図である。 斜杭の上端部に杭頭体を設置する工程を拡大して縦断面視で例示する説明図である。 図３２の杭頭体を斜杭の上端部に設置した状態を縦断面視で例示する説明図である。

以下、本発明の水上の上部工の構築方法および上部工の構造を、図に示した実施形態に基づいて説明する。

図１〜図２に例示するように本発明における上部工１とは、水底地盤Ｆに打設された複数の杭１６の上端部に固定されて、これらの杭１６によって支持されている桟橋等である。本発明の水上の上部工１の構造では、杭頭体２と、複数本の杭１６の上端部に固定されている杭頭体２の隣り合うどうしを連結している梁１０と、これらの杭頭体２および梁１０の上方を覆っている床版１３とを有している。上部工１にはその他に適宜必要な部材が備わることがある。図３〜図５に例示するように、杭頭体２の挿入部３が杭１６の内部に挿入されて、固化した中詰めコンクリート８によって杭頭体２が杭１６の上端部に固定されている。

杭頭体２は、杭１６に設置する前に予め陸上等で形成されていたものである。図６〜図８に例示するように杭頭体２は、上下に延在する挿入部３と、挿入部３の上端部側に接合されていて水平方向の複数の方向に延在している接続梁部５とを有している。この実施形態の杭頭体２はさらに、それぞれの接続梁部５の少なくとも一部が埋設されるプレキャストコンクリート４（以下、ＰＣ４という）と、ＰＣ４に埋設されている鞘管部６とを有している。

挿入部３は鞘管部６の内部で上下に延在して鞘管部６の下端開口から下方に突出している。それぞれの接続梁部５は鞘管部６を貫通して水平方向に延在している。鞘管部６の下端は、それぞれの接続梁部５よりも下方に突出している。ＰＣ４は、鞘管部６の外周側に接合されている。ＰＣ４、それぞれの接続梁部５、鞘管部６の上面は実質的に同じレベルになっている。

挿入部３は鉄骨等で形成されていて、この実施形態ではＨ形鋼を用いて形成されている。挿入部３は例えば円管などの種々の形態を採用することができるが、杭１６に遊挿できる仕様する。

接続梁部５は鉄骨等で形成されていて、この実施形態ではＩ形鋼を用いて形成されている。接続梁部５は、挿入部３の前後左右の４方向に延在しているが、水平方向の複数の方向に延在した仕様にすることができる。尚、この水平方向とは、挿入部３の延在方向（長手方向）に対して直交する方向に限定する意味ではなく、概ね直交する方向であればよい。接続梁部５は、挿入部３から２方向、３方向、５方向などに延在させることもできる。それぞれの接続梁部５は基本的に、平面視で挿入部３を中心にして周方向に等間隔で配置されることが望ましい。それぞれの接続梁部５は、鞘管部６の内部から外部に貫通し、さらにＰＣ４を貫通してＰＣ４の側面から突出している。接続梁部５は、ＰＣ４の側面から突出させない仕様にして、後述する鉄筋１１ｃとコンクリート１２のみで梁１０と杭頭体２とを連結する構造にすることもできる。

ＰＣ４には、それぞれの接続梁部５に沿って延在する鉄筋４ａが埋設されていて、これら鉄筋４ａはＰＣ４の側面から突出している。尚、図面（図１７〜図２３、図２５、図２６、図２９、図３０）では、この鉄筋４ａや後述する他の鉄筋１１ｃ、１４ｂを記載せずに省略している。鞘管部６の外周面には、それぞれの接続梁部５の下方の位置につばプレート７が接合されている。それぞれのつばプレート７は全体がＰＣ４に埋設されている。つばプレート７は、後述するプレキャスト梁部１１の鉄骨梁１１ａの下方に配置される鉄筋１１ｃに対向する鉄筋４ａを定着させるために設けられている。

図９に例示する杭頭体２のように、それぞれの接続梁部５どうしを直接接続させずに、挿入部３に連結させた構造にすることもできる。図９では、それぞれの接続梁部５は平面視で挿入部３に対してオーバーラップした位置に配置されて挿入部３に連結されている。或いは、それぞれの接続梁部５を、接続部材を介在させて挿入部３に間接的に連結させた構造にすることもできる。この構造の場合は、それぞれの接続梁部５は平面視で挿入部３に対してオーバーラップしていない配置にして挿入部３に連結させることができる。

杭１６の上端から所定深さの位置には、杭１６の内部を上下に隔離する仕切板１６ａが予め設けられている。即ち、仕切板１６ａは、杭頭体２を杭１６の上端部に設置する前に杭１６に取付けられたものであり、例えば、杭１６を水底地盤Ｆに打設する前に陸上等で杭１６に溶接されている。仕切板１６ａは鋼板等で形成されている。

図３〜図５に例示するように、挿入部３が杭１６の上方から杭１６の内周面に対して遊動できるすき間を有して杭１６に挿入された状態になっている。即ち、挿入部３と杭１６の内周面との間にはある程度のすき間が確保されていて、このすき間に後述する中詰めコンクリート８が充填されている。

挿入部３と鞘管部６との間に挿入されている杭１６の上端には、それぞれの接続梁部５が載置されている。仕切板１６ａよりも上方の杭１６の内周面と挿入部３とのすき間、
鞘管部６の内周面と接続梁部５とのすき間には中詰めコンクリート８が充填されている。杭頭体２は、固化した中詰めコンクリート８を介して杭１６の上端部に固定されている。鞘管部６の内周面と杭１６との間には充填材Ｇが充填されている。

仕切板１６ａによって杭１６の内部を気密（水密）に隔離する必要がないが、固化していない中詰めコンクリート８が保持されるように、仕切板１６ａが杭１６の内部を隔離している。仕切板１６ａは、杭１６に遊挿される挿入部３に干渉しない深さ位置に設置される。

梁１０は、この実施形態ではプレキャスト梁部１１とコンクリート１２とで構成されている。プレキャスト梁部１１は、設置する前に予め陸上等で形成されていたものである。コンクリート１２は、プレキャスト梁部１１の延在方向（長手方向）両端部に接合されている。

プレキャスト梁部１１は、図１０、図１１に例示するように、鉄骨梁１１ａと鉄骨梁１１ａの両側面および下端面に接合されたプレキャストコンクリート１１ｂ（以下、ＰＣ１１ｂという）と鉄筋１１ｃとで構成されている。鉄筋１１ｃは、ＰＣ１１ｂに沿って延在して埋設されていて、ＰＣ１１ｂの長手方向端面から突出している。尚、梁１０は、設置する前に予め陸上等で形成されたプレキャスト部材（プレキャスト梁部１１の同等物）だけで構成することもできる。

床版１３は、この実施形態ではプレキャスト床部１４と、コンクリート１５とで構成されている。プレキャスト床部１４は、設置する前に予め陸上等で形成されていたものである。コンクリート１５は、プレキャスト床部１４の上面を覆って接合されている。尚、床版１３は、設置する前に予め陸上等で形成されたプレキャスト部材（プレキャスト床部１４の同等物）だけで構成することもできる。

プレキャスト床部１４は、図１２に例示するように、プレキャストコンクリート１４ａ（以下、ＰＣ１４ａという）と鉄筋１４ｂとで構成されている。鉄筋１４ｂは、格子状にＰＣ１４ａに埋設されていて、ＰＣ１４ａの四方端面から突出している。

次に、本発明の上部工の構築方法を説明する。

図１３、図１４に例示するように、上部工１を構築する領域の水底地盤には、複数の筒状の杭１６が立設されている。杭１６としては鋼管杭などが使用され、杭１６の数は上部工１の大きさ等によって適宜決定される。この杭１６は、公知の杭打設方法を用いて打設されていて上部工１が構築される杭１６の上端部は水上に突出している。

それぞれの杭１６は、設定された平面位置（目標位置）に概ね打設されている。しかしながら、水上（海上）での打設作業によって打設されているので、それぞれの杭１６が実際に打設されている平面位置は、目標位置に対して若干の誤差（数ｃｍ程度）がある。

杭頭体２は、クレーンの吊ワイヤで吊り下げて、設置する杭１６の上方に移動させて位置決めした後に、下方移動させる。これにより、図１３、図１４に例示するように挿入部３を杭１６の上方から杭１６の内部に遊挿して、挿入部３と鞘管部６との間に挿入させた杭１６の上端にそれぞれの接続梁部５を載置する。

遊挿される挿入部３は杭１６の内周面に対してある程度のクリアランスを有している。図５に例示するように、平面視で挿入部３の中心位置と杭１６の中心位置とを一致させた場合に、挿入部３と杭１６の内周面との最小クリアランスＣ１は例えば、１０ｃｍ以上より好ましくは１５ｃｍ以上に設定されている。即ち、本発明における遊挿とは、この程度の最小クリアランスＣ１の下限（下限値Ｃ１Ｍ）が確保されていることを意味する。

平面視で鞘管部６の中心位置と杭１６の中心位置とを一致させた場合に、鞘管部６の内周面と杭１６の外周面との最小クリアランスＣ２は、上述した挿入部３と杭１６の内周面との最小クリアランスの下限値Ｃ１Ｍが確保されている。即ち、この最小クリアランスＣ２の下限値Ｃ２Ｍは下限値Ｃ１Ｍと同等以上（Ｃ２Ｍ≧Ｃ１Ｍ）に設定されている。平面視で挿入部３が杭１６に対して最大限ずれて挿入されても、それぞれの接続梁部５は、杭１６の上端に載置される長さを有している。

次いで、プレキャスト梁部１１をクレーンの吊ワイヤで吊り下げて、図１５、図１６に例示するように、杭１６の上端部に設置された杭頭体２の隣り合うどうしの間の上方に移動させて位置決めした後に、下方移動させる。これにより、図１７、図１８に例示するように、隣り合う杭頭体２どうしの間にプレキャスト梁部１１を設置する。対向する鉄骨梁１１ａと接続梁部５とをボルト等の連結具で固定して、杭頭体２とプレキャスト梁部１１とを連結する。

次いで、連結されているプレキャスト梁部１１と対向する接続梁部５との間を囲むように型枠を配置して、コンクリート１２を打設する。コンクリート１２を打設する範囲に対向して露出している鉄筋４ａ、１１ｃどうしは事前に連結しておく。露出していた鉄筋４ａ、１１ｃは打設されたコンクリート１２に埋設される。コンクリート１２が固化して鉄骨梁１１ａおよびＰＣ１１ｂと接合することで、図１９、図２０に例示するように梁１０が形成されるとともに、コンクリート１２が固化してＰＣ４、接続梁部５と接合する。

次いで、図２１に例示するように、鞘管部６の上端開口から中詰めコンクリート８を投入して、仕切板１６ａよりも上方の杭１６の内周面と挿入部３とのすき間、鞘管部６の内周面と接続梁部５とのすき間に中詰めコンクリート８を充填する。充填した中詰めコンクリート８が固化することで、図３〜図５に例示するように、固化した中詰めコンクリート８を介して杭頭体２が杭１６の上端部に固定される。

また、鞘管部６の内周面と杭１６との間に充填材Ｇを充填する。充填材Ｇは、鞘管部６の内周面と杭１６との間に水が浸入することを防止する。充填材Ｇとしては、水の浸入する防止できるものであればよく、ゴムなどの弾性体やコンクリートなどを使用できる。これにより、図２２、図２３に例示するように杭１６の上端部に固定された隣り合う杭頭体２どうしが梁１０で強固に連結された状態になる。

次いで、プレキャスト床部１４をクレーンの吊ワイヤで吊り下げて、連結された杭頭体２および梁１０の上方に移動させて位置決めした後に、下方移動させる。これにより、図２４、図２５に例示するように、連結された杭頭体２および梁１０の上面にプレキャスト床部１４を設置する。隣り合って設置されたプレキャスト床部１４どうしの間にはすき間が生じ、このすき間には鉄筋１４ｂが露出している。対向して露出している鉄筋１４ｂどうしは事前に連結しておく。

次いで、図２６に例示するように、プレキャスト床部１４の上面にコンクリート１５を打設する。プレキャスト床部１４どうしのすき間にもコンクリート１５を打設する。プレキャスト床部１４どうしのすき間に露出していた鉄筋１４ｂは打設されたコンクリート１５に埋設される。コンクリート１５が固化して、プレキャスト床部１４の上面および杭頭体２の上面と接合することで床版１３が形成されるとともに、杭頭体２および梁１０の上方が床版１３で覆われた状態になる。このようにして水底地盤Ｆに立設されている複数本の杭１６に固定されて支持される上部工１が構築される。

本発明では、杭頭体２に注目すると、挿入部３が鞘管部６および接続梁部５よりも下方に突出していて、最も下方に突出しているのは挿入部３である。そして、挿入部３は杭１６の上方から杭１６に遊挿される。それ故、杭１６に対して挿入部３を高精度で位置決めしなくても、杭１６に干渉させずに挿入部３を杭１６に挿入させることができる。即ち、本発明においては、杭１６の打設は従来の管理基準に基づいて行えばよく、高い精度が要求されない。そして、杭頭体２を下方移動させて、挿入部３と鞘管部６との間に挿入させた杭１６の上端にそれぞれの接続梁部５が載置する作業を行うことで、杭頭体２を杭１６の上端部に安定して設置できる（仮置きできる）。そのため、水上での煩雑な作業を削減することができる。

そして上述したように、中詰めコンクリート８が固化することで、杭頭体２を杭１６の上端部に強固に固定できる。杭１６が目標位置に対して誤差を有して打設されていても、挿入部３は杭１６の内周面に対してある程度のクリアランスを有しているので、この誤差を吸収して杭頭体２を杭１６に固定できる。

特に、設置前に形成されたプレキャスト梁部１１部を梁１０に使用する場合は、隣り合う杭頭体２どうしの間隔が一定値に定まってしまう。そのため、杭１６の打設位置に誤差があると、隣り合う杭頭体２どうしを一定長さのプレキャスト梁部１１で連結することが困難になるが、本発明によればこのような困難は解消される。その結果、杭１６の打設位置の誤差を吸収しつつ、水上での煩雑な作業を削減して効率的に上部工１を構築することが可能になっている。

杭頭体２だけでなく、この実施形態のように、梁１０として、隣り合う杭頭体２どうしを連結する前に予め形成されたプレキャスト梁部１１を使用すると、水上での煩雑な作業がより削減される。これに伴い、効率的に上部工１を構築するには有利になる。また、この実施形態のように、床版１３として、杭頭体２および梁１０の上方を覆う前に予め形成されたプレキャスト床部１４を使用すると、水上での煩雑な作業がより削減される。これに伴い、効率的に上部工１を構築するには有利になる。

水底地盤Ｆに打設されている杭１６は、平面位置だけでなく、上下位置においても目標値に対して誤差を有している。即ち、杭１６の上端面の上下位置に誤差が生じている。そこで、この上下位置の誤差を測量によって把握して、図２７に例示するように、この誤差に対応する厚さのスペーサ９を、接続梁部５の下端面に取付けるとよい。このスペーサ９を介して、杭頭体２を杭１６の上端部に設置することで、杭頭体２を目標とする高さ位置に調整することができる。

図２８に例示するように、杭頭体２を杭１６の上端部に設置する前に、スペーサ９を杭１６の上端部に固定することもできる。このスペーサ９から吊り下げた吊り材９ａに仕切板１６ａを接続して、仕切板１６ａを杭１６の内部に設置することもできる。このようにして仕切板１６ａを杭１６の内部の所望に位置に設置すると、仕切板１６ａを設置するための水上での作業を軽減できる。

上述した実施形態では、杭頭体２は、挿入部３と、接続梁部５と、ＰＣ４と、鞘管部６とを有しているが、鞘管部６は省略することもできる。また、鞘管部６およびＰＣ４を省略して、挿入部３と接続梁部５だけで杭頭体２を構成することもできる。

上述した実施形態のように、独立した杭頭体２をそれぞれ１つずつ杭１６の上端部に固定しているが、杭頭体２を設置するのはこの方法に限定されない。複数の杭頭体２を連結した状態にしてから、それぞれの杭頭体２を杭１６の上端部に固定することもできる。

例えば図２９に示すように、隣り合う杭頭体２どうしを、少なくとも梁１０を構成するプレキャスト梁部１１で連結した杭頭体・梁ユニットＵ１を、設置前に予め陸上等で形成しておくこともできる。このユニットＵ１では、隣り合う杭頭体２どうしがプレキャスト梁部１１で連結されている。ユニットＵ１の大きさ（杭頭体２やプレキャスト梁部１１の数）は、クレーンの吊り上げ能力等を考慮して決定する。

クレーンの吊ワイヤでこの杭頭体・梁ユニットＵ１を吊り下げて所定位置に位置決めした後、下方移動させる。これにより、ユニットＵ１のそれぞれの杭頭体２を、対応する杭１６の上端部に設置する。その後、既述したように杭頭体２を杭１６の上端部に固定するための必要な作業を行う。

図３０に別の杭頭体・梁ユニットＵ２を例示する。この杭頭体・梁ユニットＵ２では、先に説明したユニットＵ１とは異なり、隣り合う杭頭体２どうしが梁１０（プレキャスト梁部１１およびコンクリート１２）で連結されている。ユニットＵ２の大きさ（杭頭体２や梁部１０の数）は、クレーンの吊り上げ能力等を考慮して決定する。クレーンの吊ワイヤでこの杭頭体・梁ユニットＵ２を吊り下げて所定位置に位置決めした後、下方移動させる。これにより、ユニットＵ２のそれぞれの杭頭体２を、対応する杭１６の上端部に設置する。その後、既述したように杭頭体２を杭１６の上端部に固定するための必要な作業を行う。このユニットＵ２を使用する場合、水上でコンクリート１２を打設する必要がない。

図３１に例示するように、隣り合う杭頭体２どうしを梁１０で連結し、連結した杭頭体２および梁１０の上方を、少なくとも床版１３を構成するプレキャスト床部１４で覆った状態にした杭頭体・梁・床ユニットＵ３を、設置前に予め陸上等で形成しておくこともできる。ユニットＵ３の大きさ（杭頭体２、梁部１０、プレキャスト床部１４の数）は、クレーンの吊り上げ能力等を考慮して決定する。

クレーンの吊ワイヤでこの杭頭体・梁・床ユニットＵ３を吊り下げて所定位置に位置決めした後、下方移動させる。これにより、ユニットＵ３のそれぞれの杭頭体２を、対応する杭１６の上端部に設置する。その後、既述したように杭頭体２を杭１６の上端部に固定するための必要な作業を行う。

上述したユニットＵ１、Ｕ２、Ｕ３を使用すると、水上で従来行っていた幾つかの作業が陸上等で行われることになる。それ故、水上での煩雑な作業が削減して効率的に上部工１を構築するには有利になる。

本発明は水底地盤Ｆに垂直に打設された杭１６に限らず、図３２、図３３に例示するように斜めに打設されたいわゆる斜杭１６に適用することもできる。この場合は、杭頭体２は、斜杭１６の傾斜と同様に傾斜して下方に突出する挿入部３を備える。図３２の一点鎖線ＣＬ１は、挿入部３を除く杭頭体２の中心位置を上下に延在する中心線、一点鎖線ＣＬ２は挿入部３の中心位置をその傾斜方向に延在する中心線を示している。

この杭頭体２を、クレーンの吊ワイヤで吊り下げて、設置する斜杭１６の上方に移動させて位置決めした後に、斜杭１６の傾斜に合わせて斜め下方に移動させる。これにより、図３３に例示するように挿入部３を斜杭１６の上方から斜杭１６の内部に遊挿して、挿入部３と鞘管部６との間に挿入させた斜杭１６の上端にそれぞれの接続梁部５を載置する。

斜杭１６の上端部に設置する杭頭体２では、挿入部３の中心線ＣＬ２の上端位置は、中心線ＣＬ１に対して、所定量ｇだけオフセットするとよい。即ち、挿入部３の対向する鞘管部６の内周面とのクリアランスが狭くなる側（図３２では右側）とは反対方向（図３２では左側）に挿入部３をオフセットさせる。このオフセットによって、挿入部３が傾斜して下方に突出していても、挿入部３と鞘管部６の内周面との必要なクリアランスを確保し易くなる。このオフセットの所定量ｇは、斜杭１６の傾斜角度の大きさに応じて設定される。

１ 上部工
２ 杭頭体
３ 挿入部
４ プレキャストコンクリート（ＰＣ）
４ａ 鉄筋
５ 接続梁部
６ 鞘管部
７ つばプレート
８ 中詰めコンクリート
９ スペーサ
９ａ 吊り材
１０ 梁
１１ プレキャスト梁部
１１ａ 鉄骨梁
１１ｂ プレキャストコンクリート(ＰＣ)
１１ｃ 鉄筋
１２ コンクリート
１３ 床版
１４ プレキャスト床部
１４ａ プレキャストコンクリート（ＰＣ）
１４ｂ 鉄筋
１５ コンクリート
１６ 杭
１６ａ 仕切板
Ｕ１、Ｕ２ 杭頭体・梁ユニット
Ｕ３ 杭頭体・梁・床ユニット
Ｇ 充填材
Ｆ 水底地盤

Claims (10)

1. 水底地盤に立設されている複数本の杭の上端部に、予め形成された杭頭体を設置し、隣り合う前記杭頭体どうしが梁で連結され、前記杭頭体および前記梁の上方が床版で覆われた状態にすることにより、前記杭に固定されて支持される上部工を構築する水上の上部工の構築方法において、
   前記杭頭体が、上下に延在する挿入部と、前記挿入部の上端部側に接合されて水平方向の複数の方向に延在する接続梁部とを有していて、前記杭の上端から所定深さの位置に前記杭の内部を上下に隔離する仕切板を設けておき、
   前記挿入部を前記杭の上方から前記杭の内部に遊挿し、前記杭の上端にそれぞれの前記接続梁部を載置して、前記仕切板よりも上方の前記杭の内周面および前記挿入部との間に中詰めコンクリートを充填することで、前記杭頭体を前記杭の上端部に固定することを特徴とする水上の上部工の構築方法。
2. 前記杭頭体として、それぞれの前記接続梁部の少なくとも一部がプレキャストコンクリートに埋設されている杭頭体を使用する請求項１に記載の水上の上部工の構築方法。
3. 前記杭頭体として、前記プレキャストコンクリートに鞘管部が埋設されていて、前記挿入部が前記鞘管部の内部で上下に延在して前記鞘管部の下端開口から下方に突出し、それぞれの前記接続梁部が前記鞘管部を貫通して水平方向に延在していて、前記鞘管部の下端がそれぞれの前記接続梁部よりも下方に突出している杭頭体を使用し、
   前記挿入部と前記鞘管部との間に挿入させた前記杭の上端にそれぞれの前記接続梁部を載置して、前記鞘管部の内周面と前記接続梁部との間に前記中詰めコンクリートを充填し、前記鞘管部の内周面と前記杭との間に充填材を充填する請求項２に記載の水上の上部工の構築方法。
4. 前記梁として、隣り合う前記杭頭体どうしを連結する前に予め形成されたプレキャスト梁部を使用する請求項１〜３のいずれかに記載の水上の上部工の構築方法。
5. 前記床版として、前記杭頭体および前記梁の上方を覆う前に予め形成されたプレキャスト床部を使用する請求項１〜４のいずれかに記載の水上の上部工の構築方法。
6. 隣り合う前記杭頭体どうしを、予め形成されたプレキャスト梁部で連結した杭頭体・梁ユニットを予め形成しておき、この杭頭体・梁ユニットのそれぞれの前記杭頭体を、対応する前記杭の上端部に固定する請求項１〜３のいずれかに記載の水上の上部工の構築方法。
7. 隣り合う前記杭頭体どうしを予め形成されたプレキャスト梁部で連結し、この連結した前記杭頭体および前記プレキャスト梁部の上方を、予め形成されたプレキャスト床部で覆った状態にした杭頭体・梁・床ユニットを予め形成しておき、この杭頭体・梁・床ユニットのそれぞれの前記杭頭体を、対応する前記杭の上端部に固定する請求項１〜３のいずれかに記載の水上の上部工の構築方法。
8. 前記接続梁部が前記挿入部の前後左右の４方向に延在する請求項１〜７のいずれかに記載の水上の上部工の構築方法。
9. 前記杭頭体を前記杭の上端部に設置する前に、前記杭頭体の上下位置を調整するスペーサを前記杭の上端部に固定し、前記スペーサから吊り下げられている吊り材によって前記仕切板を前記所定深さの位置に設ける請求項１〜８のいずれかに記載の水上の上部工の構築方法。
10. 予め形成されていた杭頭体と、水底地盤に立設されている複数本の杭の上端部に固定されている前記杭頭体の隣り合うどうしを連結している梁と、前記杭頭体および前記梁の上方を覆っている床版とを有して、前記杭に固定されて支持されている水上の上部工の構造において、
    前記杭頭体が、上下に延在する挿入部と、前記挿入部の上端部側に接合されていて水平方向の複数の方向に延在している接続梁部とを有して、
    前記杭は、その上端から所定深さの位置に内部を上下に隔離する仕切板を、前記杭頭体が前記杭の上端部に固定される前から予め有していて、
    前記挿入部が前記杭の上方から前記杭の内周面に対して遊動できるすき間を有して挿入された状態になっていて、前記杭の上端にそれぞれの前記接続梁部が載置されていて、
    前記仕切板よりも上方の前記杭の内周面と前記挿入部とのすき間に中詰めコンクリートが充填されていて、固化した前記中詰めコンクリートを介して前記杭頭体が前記杭の上端部に固定されていることを特徴とする水上の上部工の構造。

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