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JP7630362B2 - Caisson method - Google Patents
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JP7630362B2 JP2021095115A JP2021095115A JP7630362B2 JP 7630362 B2 JP7630362 B2 JP 7630362B2 JP 2021095115 A JP2021095115 A JP 2021095115A JP 2021095115 A JP2021095115 A JP 2021095115A JP 7630362 B2 JP7630362 B2 JP 7630362B2
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Description

本発明は、クラムシェルなどの掘削機械による掘削作業量を減らして、工程の短縮化とコスト低減化を図ったケーソン工法に関する。 The present invention relates to a caisson construction method that reduces the amount of excavation work done by excavation machines such as clamshells, shortening the process and reducing costs.

例えば、橋梁基礎、建築物基礎、止水壁、地下タンク、トンネル立坑などの地中構造物を築造するために、従来からケーソン工法が採用されている。このケーソン工法は、オープンケーソン工法と、これを改良した圧入式オープンケーソン工法と、ニューマチックケーソン工法とに大別される。前記オープンケーソン工法は、上下面が開放された筒状の躯体内部を地上からクラムシェルなどの掘削機械により、掘削・搬出しながら、地上で構築した躯体を徐々に沈設する工法であり(例えば、下記特許文献1参照)、前記圧入式オープンケーソンは、地中に打ち込んだグランドアンカーにグリッパロッドを連結し、下端に刃口を有する筒状の躯体を構築し、その躯体の上部に支圧材を介して載荷桁を載置し、躯体の内部地盤をクラムシェルなどの掘削機械により掘削しながら載荷桁に取り付けた油圧ジャッキでグリッパロッドを緊張し、前記グランドアンカーで反力を取りながら躯体を地中に圧入(沈設)する工法であり(例えば、下記特許文献2参照)、前記ニューマチックケーソン工法は、躯体下部に気密な作業室を設け、底に地盤の間隙水圧に見合った圧縮空気を送り込むことにより地下水の浸入を防ぎ、ドライな状態で人力又は掘削機械により土砂を掘削・搬出しながら、地上で構築した躯体を徐々に沈設する工法である(例えば、下記特許文献3参照)。 For example, the caisson method has been used for constructing underground structures such as bridge foundations, building foundations, water cutoff walls, underground tanks, and tunnel shafts. The caisson method is broadly divided into the open caisson method, and the improved press-in open caisson method and the pneumatic caisson method. The open caisson method is a method in which the inside of a cylindrical structure with open top and bottom sides is excavated and removed from the ground by an excavation machine such as a clamshell, while the structure constructed on the ground is gradually submerged (for example, see Patent Document 1 below). The press-in open caisson is a method in which a gripper rod is connected to a ground anchor driven into the ground, a cylindrical structure with a cutting edge at the bottom is constructed, a loading girder is placed on the top of the structure via a bearing material, and the loading is applied while the inside ground of the structure is excavated by an excavation machine such as a clamshell. This is a construction method in which a gripper rod is tensioned by a hydraulic jack attached to the girder, and the structure is pressed (sunk) into the ground while the ground anchor is used to provide a reaction force (see, for example, Patent Document 2 below). The pneumatic caisson method is a construction method in which an airtight work chamber is provided under the structure, and compressed air is pumped into the bottom in an amount that matches the pore water pressure of the ground to prevent groundwater from seeping in, and the structure constructed above ground is gradually sunk while the soil is excavated and removed by hand or excavation machinery in a dry state (see, for example, Patent Document 3 below).

特開平11-50464号公報Japanese Patent Application Publication No. 11-50464 特開2006-207152号公報JP 2006-207152 A 特許第6653510号工法Patent No. 6653510 construction method

特に前記オープンケーソン工法や圧入式オープンケーソン工法の場合は、躯体の上部が開放されていることや掘削深度が深いことを考慮し、クレーンからのワイヤーロープによって吊持されたクラムシェルバケットによる掘削が通常行われている。 In particular, in the case of the open caisson method and the press-in open caisson method, taking into consideration that the top of the structure is open and the excavation depth is deep, excavation is usually carried out using a clamshell bucket suspended by a wire rope from a crane.

しかしながら、クラムシェルバケットは構造上、バックホウなどに比べて掘削能力は低いため、全体の作業工程の内、掘削作業に多くの時間と手間が掛かっていた。そのため、工事の工期短縮が難しいという問題や掘削コストが多く掛かるといった問題があった。 However, due to its structure, the clamshell bucket has a lower digging capacity than a backhoe, and the excavation work takes up a lot of time and effort in the entire work process. This makes it difficult to shorten the construction period and increases excavation costs.

そこで本発明の主たる課題は、クラムシェルなどの掘削機械による掘削作業量を減らし、工程の短縮化とコスト低減化を図ったケーソン工法を提供することにある。 The main objective of the present invention is to provide a caisson construction method that reduces the amount of excavation work using excavation machines such as clamshells, shortens the process, and reduces costs.

上記課題を解決するために請求項1に係る本発明として、地上で躯体を構築し、これを順次地中へ沈設するとともに、躯体内部の掘削を繰り返しながら、所定深さの地中構造物を構築するケーソン工法において、
地中への沈設を開始する前段階において、躯体内部の掘削予定領域に、アースドリル工法のドリリングバケット、又はハンマグラブによって円柱状に所定深さの掘削孔を複数形成するとともに、これら掘削孔内に高吸水性ポリマー安定液を充填することにより孔壁の安定を図った状態とし、
次いで、通常の施工手順に従って、地上での躯体構築と、地中への沈設と、躯体内部の掘削とを繰り返しながら、所定深さの地中構造物を構築することを特徴とするケーソン工法が提供される。
In order to solve the above problems, the present invention relates to a caisson construction method in which a structure is constructed above ground, and then gradually sunk into the ground while repeatedly excavating the inside of the structure to construct an underground structure of a predetermined depth.
Prior to starting to sink the pipe into the ground, a number of cylindrical boreholes of a predetermined depth are formed in the area to be excavated inside the structure using a drilling bucket or hammer grab of the earth drill method , and the borehole walls are stabilized by filling the boreholes with a highly water-absorbent polymer stabilizing liquid.
Next, a caisson method is provided, which is characterized by constructing an underground structure of a predetermined depth by repeating the steps of constructing a structure on the ground, sinking it into the ground, and excavating the inside of the structure according to normal construction procedures.

上記請求項1記載の発明では、地中への沈設を開始する前段階において、躯体内部の掘削予定領域に、アースドリル工法のドリリングバケット、又はハンマグラブ円柱状に所定深さの掘削孔を複数形成するとともに、掘削孔内に高吸水性ポリマー安定液を充填することにより孔壁の安定を図った状態とする。前記円柱状の掘削孔は、アースドリル工法のドリリングバケット、又はハンマグラブなどの掘削装置を使って行う。これら掘削装置の掘削効率は、ケーソン内部のクラムシェルバケットによる掘削よりも効率的に行うことが可能であり、前もって、前記掘削孔を複数形成することにより、クラムシェルによる掘削土量を削減することが可能であり、これにより工程の短縮化とコスト低減化を図ることが可能になる。 In the invention described in claim 1, before starting to sink into the ground, a plurality of cylindrical excavation holes of a predetermined depth are formed in the area to be excavated inside the structure using a drilling bucket or hammer grab of the earth drill method, and the hole walls are stabilized by filling the holes with a highly water-absorbent polymer stabilizing liquid. The cylindrical excavation holes are formed using an excavation device such as a drilling bucket or hammer grab of the earth drill method . The excavation efficiency of these excavation devices can be more efficient than excavation using a clamshell bucket inside a caisson, and by forming a plurality of the excavation holes in advance, it is possible to reduce the amount of soil excavated by the clamshell, which makes it possible to shorten the process and reduce costs.

また、前記掘削孔の孔壁保護には、一般的にはベントナイト安定液が使用されるが、このベントナイト安定液は、モンモリロナイト、石英、オパールなどの鉄鉱が含まれる粘土の一種であり、廃棄処分に当たっては、その全量が産業廃棄物としての取扱いになるため廃棄コストが多く掛かっていた。しかし、本願発明で使用する高吸水性ポリマー安定液の場合は、塩化カルシウムなどの二価の金属イオンを添加して溶媒の電気伝導率を上昇させることでポリマー材に吸着されていた水が分離する現象を利用して、廃液処分量の減量化が図ることが可能になるため、処分費も低減できるようになる。 In addition, bentonite stabilizing liquid is generally used to protect the borehole walls, but this bentonite stabilizing liquid is a type of clay that contains iron ores such as montmorillonite, quartz, and opal, and when it is disposed of, the entire amount must be treated as industrial waste, resulting in high disposal costs. However, in the case of the highly water-absorbent polymer stabilizing liquid used in the present invention, by adding divalent metal ions such as calcium chloride to increase the electrical conductivity of the solvent, the water adsorbed in the polymer material is separated, making it possible to reduce the amount of waste liquid to be disposed of, and therefore disposal costs.

請求項に係る本発明として、前記掘削孔は、躯体内部に平面視で正格子配列又は千鳥格子配列で複数形成する請求項1記載のケーソン工法が提供される。 As a second aspect of the present invention, there is provided a caisson construction method as described in claim 1 , in which the excavation holes are formed in a plurality of places inside the structure in a regular lattice arrangement or a staggered check arrangement when viewed in a plane.

上記請求項記載の発明は、前記掘削孔の形成パターンを規定したものである。具体的には、掘削孔は平面視で正格子配列又は千鳥格子配列で複数形成することが望ましい。この場合は、掘削孔の孔壁保護の観点から、平面視で躯体内部のケーソン掘削面積に対する前記掘削孔の面積は、15~30%程度とすることが好ましい。 The invention described in claim 2 specifies the formation pattern of the boreholes. Specifically, it is preferable to form a plurality of boreholes in a regular lattice arrangement or a staggered lattice arrangement in a plan view. In this case, from the viewpoint of protecting the borehole walls, it is preferable that the area of the boreholes relative to the area of the caisson excavated inside the structure in a plan view is about 15 to 30%.

請求項に係る本発明として、前記ケーソン工法は、オープンケーソン工法又は圧入式オープンケーソン工法を対象とする請求項1、2いずれかに記載のケーソン工法が提供される。 As the present invention according to claim 3 , there is provided a caisson construction method according to either claim 1 or 2, which is directed to an open caisson construction method or a press-in type open caisson construction method.

上記請求項記載の発明は、本発明の適用対象となる好適なケーソン工法を規定したものである。すなわち、ケーソン工法の内のニューマチックケーソン工法に適用することも可能であるが、本願発明が好適に適用される工事は、比較的掘削効率の悪いクラムシェルにより掘削を採用しているオープンケーソン工法又は圧入式オープンケーソン工法である。 The invention described in claim 3 above specifies the preferred caisson construction method to which the present invention is applicable. In other words, although it is possible to apply the present invention to the pneumatic caisson construction method among the caisson construction methods, the construction to which the present invention is preferably applied is the open caisson construction method or the press-in open caisson construction method, which employs excavation using a clamshell method with relatively low excavation efficiency.

請求項に係る本発明として、前記ケーソン工法は、圧入式オープンケーソン工法を対象とし、前記掘削孔は、グランドアンカーの工事に併行して、かつグランドアンカー工事の期間内に形成するようにする請求項1、2いずれかに記載のケーソン工法が提供される。 As the present invention according to claim 4 , there is provided a caisson construction method according to either claim 1 or 2, in which the caisson construction method is directed to a press-in type open caisson construction method, and the borehole is formed in parallel with the construction of the ground anchor and within the period of the ground anchor construction.

上記請求項記載の発明は、前記掘削孔の形成のために工事期間の延長を招くことは望ましくないため、前記ケーソン工法は、圧入式オープンケーソン工法を対象とする場合は、前記掘削孔の形成は、グランドアンカーの工事に併行して、かつその期間内に行うようにすることが望ましい。 In the invention described in claim 4 above, since it is undesirable for the formation of the borehole to result in an extension of the construction period, when the caisson method is a press-in type open caisson method, it is desirable that the formation of the borehole be carried out in parallel with the construction of the ground anchor and within that period.

請求項に係る本発明として、前記躯体内部の掘削によって発生した土砂は、高吸水性ポリマー安定液の分離処理を行った後に、廃棄処理を行うようにする請求項1~いずれかに記載のケーソン工法が提供される。 As a fifth aspect of the present invention, there is provided a caisson construction method as described in any one of the first to fourth aspects, in which the soil and sand generated by excavation inside the structure is separated from the superabsorbent polymer stabilizing liquid and then disposed of.

上記請求項記載の発明は、掘削土砂の減量化のために、高吸水性ポリマーの分離処理を行った後に、廃棄処理を行うようにするものである。 According to the fifth aspect of the present invention, in order to reduce the amount of excavated soil and sand, the highly water-absorbent polymer is separated and then disposed of.

以上詳説のとおり本発明によれば、クラムシェルなどの掘削機械による掘削作業量を減らし、工程の短縮化とコスト低減化を図ったケーソン工法を提供することが可能になる。 As explained above in detail, the present invention makes it possible to provide a caisson construction method that reduces the amount of excavation work using excavation machines such as clamshells, shortens the process, and reduces costs.

本発明に係るケーソン工法の概要説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of a caisson construction method according to the present invention. その平面図である。FIG. 本発明に係るケーソン工法の施工手順図(その1)である。This is a construction procedure diagram (part 1) of the caisson construction method according to the present invention. 本発明に係るケーソン工法の施工手順図(その2)である。This is a construction procedure diagram (part 2) of the caisson construction method according to the present invention. 本発明に係るケーソン工法の施工手順図(その3)である。This is a construction procedure diagram (part 3) of the caisson construction method according to the present invention. 本発明に係るケーソン工法の施工手順図(その4)である。This is a construction procedure diagram (part 4) of the caisson construction method according to the present invention.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳述する。 The following describes in detail the embodiments of the present invention with reference to the drawings.

ケーソン工法は、地上で躯体を構築し、これを順次地中へ沈設するとともに、躯体内部の掘削を繰り返しながら、所定深さの地中構造物1を構築するものである。幾つかあるケーソン工法の中で、本形態例では、圧入式オープンケーソン工法の例に基づいて、本発明方法を説明する。 The caisson method involves constructing a structure on the ground, which is then gradually sunk into the ground while repeatedly excavating the interior of the structure to construct an underground structure 1 of a specified depth. Of the several caisson methods, this embodiment will explain the method of the present invention based on the example of the press-in open caisson method.

圧入式オープンケーソン工法は、先ず最初にグランドアンカーのための地中削孔を行い、この削孔内にテンドン(引張材)13を挿入するとともに、削孔底部にグラウト材注入によって定着部12を造成し、ケーソン躯体2を沈設する際に、前記テンドン13にセンターホールジャッキ6をセットし引張力を導入することにより、その反力によって躯体2を地中に圧入するものである。躯体2の構築は、1ロッド毎に地上にて行い、躯体2を完成させたならば、地中への沈設を行い、掘削を繰り返すことにより、橋梁基礎、建築物基礎、止水壁、地下タンク、トンネル立坑などの地中構造物1を築造するものである。 In the press-in open caisson method, first, a hole is drilled in the ground for the ground anchor, a tendon (tensile material) 13 is inserted into the hole, and a grout material is injected into the bottom of the hole to create an anchoring section 12. When sinking the caisson body 2n , a center hole jack 6 is set on the tendon 13 to introduce a tensile force, and the body 2n is pressed into the ground by the reaction force. The body 2 is constructed on the ground, rod by rod, and when the body 2n is completed, it is sunk into the ground. By repeating the excavation, an underground structure 1 such as a bridge foundation, a building foundation, a water cut-off wall, an underground tank, or a tunnel shaft is constructed.

本発明では、前記圧入式オープンケーソン工法において、図1及び図2に示されるように、躯体2を地中に沈設を開始する前段階において、躯体2内部の掘削予定領域に、円柱状に所定深さの掘削孔3、3…を複数形成するとともに、これら掘削孔3、3…内に高吸水性ポリマー安定液4を充填することにより孔壁の安定を図った状態とし、
次いで、通常の施工手順に従って、地上での躯体構築と、地中への沈設と、躯体内部の掘削とを繰り返しながら、所定深さの地中構造物1を構築するものである。なお、前記躯体2は、上下方向に分割躯体2~2の6分割構造とされ、分割躯体2、2、2…2の順番で地上で構築され、地中に沈設されるようになっている。
In the present invention, in the press-in open caisson method, as shown in Figs. 1 and 2, in the stage before starting to sink the skeleton 2 into the ground, a plurality of cylindrical excavation holes 3, 3 ... of a predetermined depth are formed in the planned excavation area inside the skeleton 2, and the hole walls are stabilized by filling the excavation holes 3, 3 ... with a superabsorbent polymer stabilizing liquid 4,
Next, following normal construction procedures, construction of the structure on the ground, sinking into the ground, and excavation of the inside of the structure are repeated to construct the underground structure 1 to a predetermined depth. The structure 2 is divided into six divided structures 21 to 26 in the vertical direction, and the divided structures 21 , 22 , 23 , ..., 26 are constructed on the ground in this order and sunk into the ground.

以下、図面に基づいて更に具体的に詳述する。
<グランドアンカー工及び掘削孔形成工>
躯体の沈設に先立って、図3に示されるように、グランドアンカー工と、これに併行してアースドリル工法によるドリリングバケットを用いて、躯体2内部の掘削予定領域内に、円柱状に所定深さの掘削孔3、3…を複数形成する。
The following will explain this in more detail with reference to the drawings.
<Ground anchor construction and drilling hole formation construction>
Prior to the sinking of the structure, as shown in Figure 3, ground anchor work and, in parallel with this, a drilling bucket using an earth drill method are used to form a number of cylindrical drilling holes 3, 3... of a predetermined depth within the planned excavation area inside the structure 2.

前記グランドアンカー工では、同図に示されるように、削孔機10を用いて所定径の孔3を所定深さで形成する。次いで、同図面の左側の削孔位置に示されるように、テンドン13(引張材)を挿入し、先端部分にグラウト材を注入することにより定着部12を形成し、この定着部12を固定部としてテンドン13に引張力を導入可能とする。グランドアンカー5の個数は、図2に示されるように、四隅に配置された載荷桁8に対して2本、合計8本のグランドアンカー5を設置する。 In the ground anchor work, as shown in the figure, a hole 3 of a specified diameter is formed to a specified depth using a drilling machine 10. Next, as shown in the drilling position on the left side of the figure, a tendon 13 (tensile material) is inserted and grout material is injected into the tip to form an anchoring part 12, which serves as a fixed part that allows tensile force to be introduced into the tendon 13. As shown in Figure 2, two ground anchors 5 are installed for each loading girder 8 located at the four corners, for a total of eight ground anchors 5.

なお、前記テンドン13はPC鋼棒、PC鋼より線、多重PC鋼より線、連続繊維補強材などを材料とした引張材料により構成され、地中部分に配置される。地上部分には前記テンドン13にグリッパロッド14が連結される。前記グリッパロッド14は、載荷桁6の上面に設置されたセンターホールジャッキ6に挿通され、センターホールジャッキ6によって引張力が導入される。 The tendon 13 is made of tensile materials such as PC steel rods, PC steel strands, multiple PC steel strands, and continuous fiber reinforcement, and is placed underground. A gripper rod 14 is connected to the tendon 13 above ground. The gripper rod 14 is inserted into a center hole jack 6 installed on the top surface of the loading girder 6, and a tensile force is introduced by the center hole jack 6.

前記グランドアンカー工に併行して、好ましくはその期間内に前記掘削孔3、3…の形成工事を行うようにする。掘削孔工事は、同図3に示されるように、アースドリル工法に用いられるドリリングバケット16を用いて行うのが望ましい。図示例では、クレーン15によって吊持されたドリリングバケット16によるロープ方式としている。掘削孔3の深さは、地中に構築されるケーソン(地中構造物1)の底面位置に合わせてもよいし、若干これよりも短くても良いし長くてもよい。掘削孔3の形成による効果をケーソン1の全長に亘って得たいとするならば、ケーソン1の底面位置に合わせて掘削孔3を形成することが望ましい。 The drilling holes 3, 3... should be formed in parallel with the ground anchor construction, preferably within that period. The drilling hole construction is desirably performed using a drilling bucket 16 used in the earth drilling method, as shown in FIG. 3. In the illustrated example, a rope method is used with a drilling bucket 16 suspended by a crane 15. The depth of the drilling hole 3 may be aligned with the bottom position of the caisson (underground structure 1) constructed underground, or it may be slightly shorter or longer than this. If it is desired to obtain the effect of forming the drilling hole 3 over the entire length of the caisson 1, it is desirably formed to match the bottom position of the caisson 1.

前記掘削孔3、3…の内部には、孔壁保護のために高吸水性ポリマー安定液4を充填する。高吸水性ポリマー安定液4は、従来のベントナイト系安定液に比べて、掘削地盤の安定性を向上させるとともに,場所打ちコンクリート構造物の品質向上、安定液掘削工法で発生する産廃処分量の減量化、施工の合理化が図れるようになる。 The inside of the boreholes 3, 3... is filled with a superabsorbent polymer stabilizing liquid 4 to protect the hole walls. Compared to conventional bentonite-based stabilizing liquids, the superabsorbent polymer stabilizing liquid 4 improves the stability of the excavated ground, improves the quality of cast-in-place concrete structures, reduces the amount of industrial waste generated by the stabilizing liquid excavation method, and streamlines construction.

前記高吸水性ポリマー安定液4としては、水と、吸水して膨潤した高吸水性ポリマー粒子と、少なくとも、加重材、安定剤、助剤の何れかを含む地盤掘削用膨潤高吸水性ポリマー安定液であって、ベントナイトを含まず、比重が1.20以下の範囲であるのが望ましい。また、前記高吸水性ポリマー粒子はポリアクリル酸ナトリウムであり、前記加重材が、最大粒径が2.0mm以下の無機材の微砂、硫酸塩鉱物から選ばれる少なくとも1種であり、前記安定剤が、ポリアクリルアミドであり、前記助剤が、孔壁安定性を向上させる、おが屑、パルプ、ロックウール、繊維の逸泥防止材から選ばれる少なくとも1種であることが望ましい。 The superabsorbent polymer stabilizing liquid 4 is a swelling superabsorbent polymer stabilizing liquid for ground excavation that contains water, superabsorbent polymer particles that have absorbed and swollen, and at least one of a weighting material, a stabilizer, and an auxiliary, and preferably does not contain bentonite and has a specific gravity of 1.20 or less. It is also preferable that the superabsorbent polymer particles are sodium polyacrylate, the weighting material is at least one selected from inorganic sand and sulfate minerals with a maximum particle size of 2.0 mm or less, the stabilizer is polyacrylamide, and the auxiliary is at least one selected from sawdust, pulp, rock wool, and fiber lost circulation prevention materials that improve hole wall stability.

この高吸水性ポリマー安定液は、本出願人が他者との共同により開発したものであり、具体的には、特許第6113433号に記載された高吸水性ポリマー安定液である。 This superabsorbent polymer stabilizing liquid was developed by the applicant in collaboration with others, and is specifically the superabsorbent polymer stabilizing liquid described in Patent No. 6113433.

前記掘削孔3の孔壁保護のために、前記高吸水性ポリマー安定液4を用いることにより、掘削土砂の大幅な減量化を図ることが可能になる。具体的には、前記高吸水性ポリマー安定液4は、塩化カルシウムなどの二価の金属イオンを添加して養液の電気伝導率を上昇させることによりポリマー材に吸着されていた水が分離する現象を利用して、土砂と水成分とに分離することが可能であり、産廃処分量の低減を図ることが可能になる。 By using the superabsorbent polymer stabilizing solution 4 to protect the walls of the borehole 3, it is possible to significantly reduce the amount of excavated soil and sand. Specifically, the superabsorbent polymer stabilizing solution 4 can be separated into soil and water components by adding divalent metal ions such as calcium chloride to increase the electrical conductivity of the nutrient solution, thereby taking advantage of the phenomenon in which the water adsorbed in the polymer material separates, making it possible to reduce the amount of industrial waste disposal.

前記掘削孔3は、図2に示されるように、平面視で正格子配列状に複数形成しても良いし、千鳥格子配列状に複数形成するようにしてもよい。この場合は、掘削孔3の孔壁保護の観点から、平面視で躯体2内部のケーソン掘削面積に対する前記掘削孔3、3…の総面積は、15~30%程度、好ましくは17~25%程度とすることが好ましい。 The boreholes 3 may be formed in a regular lattice arrangement in plan view as shown in FIG. 2, or may be formed in a staggered arrangement. In this case, from the viewpoint of protecting the walls of the boreholes 3, it is preferable that the total area of the boreholes 3, 3... with respect to the caisson excavation area inside the structure 2 in plan view is about 15 to 30%, preferably about 17 to 25%.

<躯体工及び躯体沈設工>
次いで、躯体工と躯体沈設工に入る。躯体2は、上下方向に分割躯体2~2の6分割構造とされ、分割躯体2、2、2…2の順番で、構築済みの躯体の上部側に連続してそれぞれ地上で構築される。
<Structure work and submerged structure work>
Next, the construction of the structure and the construction of the structure will begin. The structure 2 is divided into six divided structures 21 to 26 in the vertical direction, and the divided structures 21 , 22, 23, ..., 26 will be constructed on the ground in the order of 21, 22 , 23 , ..., 26 , successively on the upper side of the already constructed structure.

先ず、図4に示されるように、先端に刃口を備えた最先端の第1躯体2を地上で築造する。そして、躯体上部に突出させた圧入力伝達部材7、7間に横架するように載荷桁8を配設するとともに、グランドアンカー5のテンドン13に連結されたグリッパロッド14を前記載荷桁8に挿通させるとともに、載荷桁8の上面に載置されたセンターホールジャッキ6に連結させるようにする。 First, as shown in Fig. 4, the most advanced first structure 21 with a cutting edge at its tip is constructed on the ground. Then, a load girder 8 is arranged so as to span between the press-in force transmission members 7, 7 protruding from the upper part of the structure, and a gripper rod 14 connected to a tendon 13 of the ground anchor 5 is inserted into the load girder 8 and connected to the center hole jack 6 placed on the upper surface of the load girder 8.

次に、前記センターホールジャッキ6の油圧駆動によりグランドアンカー5に引張力を導入して第1躯体2を地中に圧入する。圧入が完了したならば、図5に示されるように、クラムシェルバケット9により第1躯体2内部の土砂を掘削する。前記クラムシェルバケット9は、オープンケーソン工法又は圧入式オープンケーソン工法で一般的に用いられている掘削機であり、開口したクラムシェルバケットを落下させ、引き上げによってバケットを閉じることによって土砂を掴み取る形式のものである。クラムシェルバケット9の稼働方式としては、クレーンによる吊り上げ方式(ロープ方式)、伸縮アーム方式、油圧クラム方式などがある。掘削能力は、ロープ方式の場合は概ね0.6m3~1.0m3であり、伸縮アーム方式の場合は概ね0.25m3~0.6m3である。 Next, the center hole jack 6 is hydraulically driven to introduce a tensile force into the ground anchor 5 to press the first body 21 into the ground. Once the pressing is completed, the earth and sand inside the first body 21 is excavated by the clamshell bucket 9 as shown in FIG. 5. The clamshell bucket 9 is an excavator generally used in the open caisson construction method or the press-in open caisson construction method, and is of a type that drops an open clamshell bucket and closes it by pulling it up to grab the earth and sand. The operation method of the clamshell bucket 9 includes a crane lifting method (rope method), a telescopic arm method, a hydraulic clam method, etc. The excavation capacity is approximately 0.6 m3 to 1.0 m3 in the case of the rope method, and approximately 0.25 m3 to 0.6 m3 in the case of the telescopic arm method.

クラムシェルバケット9による掘削が完了したならば、図5に示されるように、前記第1躯体2の上部側に第2躯体2を築造する。第2躯体2の築造は、同図に示されるように、スリップフォーム装置17を用いたスリップ工法によって築造することが可能である。スリップフォーム工法は、コンクリートの型枠(FORM)をジャッキで押し上げ、滑らせて(SLIP)上昇させながら、連続的にコンクリートを打設し躯体を構築していく工法である。第2躯体2の築造に当たっては、圧入力伝達部材7を第1躯体2の圧入力伝達部材7に連続させるようにしながら躯体内部に埋め込むようにする。 When the excavation by the clamshell bucket 9 is completed, the second structure 22 is constructed on the upper side of the first structure 21 as shown in Fig. 5. The second structure 22 can be constructed by the slip method using a slip form device 17 as shown in the figure. The slip form method is a construction method in which a concrete form (FORM) is pushed up with a jack and slid up (SLIP) while concrete is continuously poured to construct the structure. When constructing the second structure 22 , the press-in force transmission member 7 is embedded inside the structure while being continuous with the press-in force transmission member 7 of the first structure 21 .

第2躯体2の築造が完了したならば、圧入力伝達部材7、7間に載荷桁8を設置するとともに、グリッパロッド14をセンターホールジャッキ6に連結させるようにして圧入準備を完了し、前記センターホールジャッキ6の油圧駆動によりグランドアンカー5に引張力を導入して第1躯体2及び第2躯体2を地中に圧入する。圧入が完了したならば、クラムシェルバケット9により躯体2内部の土砂を掘削する。 When construction of the second body 22 is completed, the loading girder 8 is installed between the press-in force transmission members 7, 7, and the gripper rod 14 is connected to the center hole jack 6 to complete preparation for pressing in. The center hole jack 6 is hydraulically driven to introduce a tensile force into the ground anchor 5, pressing the first body 21 and the second body 22 into the ground. When pressing in is completed, the soil inside the body 2 is excavated with the clamshell bucket 9.

以上の要領によって、分割躯体2~2の築造と、躯体圧入と、躯体内部の掘削とを順次繰り返すことにより、図6に示されるように、全ての分割躯体2~2を地中に圧入し、その内部土砂を掘削した状態とし、更に底版コンクリート18を打設することにより、地中構造物1を完成させる。
〔本発明法による効果試算〕
本発明法を適用するに当たって、グランドアンカー5の打設期間内に、アースドリルに用いられるドリリングバケット16を用いて掘削孔3、3…の形成を行うことにした場合は、クラムシェル9の掘削土量が減った分だけの工程短縮と、これに伴う施工コストの低減が図れることになる。
By sequentially repeating the construction of the separate structures 21 to 26 , pressing the structures into place, and excavating the interior of the structures in the above-described manner, all of the separate structures 21 to 26 are pressed into the ground as shown in Figure 6, the soil inside them is excavated, and the base slab concrete 18 is poured to complete the underground structure 1.
[Effect calculation by the method of the present invention]
In applying the method of the present invention, if the drilling holes 3, 3 ... are formed using a drilling bucket 16 used for an earth drill within the period in which the ground anchors 5 are driven, the process can be shortened by the amount of excavated soil of the clamshell 9 reduced, and the construction costs can be reduced accordingly.

(1)工程短縮効果
総掘削土量を5,765m3とし、その全量をクラムシェルによって掘削した場合、10m3当たりの掘削沈下時間を2.16時間(平均)とすると、実稼働日数は38.1日(7時間/日)となる。
(1) Effect of shortening the work process If the total volume of excavated soil is 5,765 m3 and the entire volume is excavated using a clamshell excavator, and the excavation settlement time per 10 m3 is 2.16 hours (average), the actual number of operating days will be 38.1 days (7 hours/day).

これに対して、本発明方法を適用し、総掘削土量5,765m3の内の954.3m3をアースドリル工法によるドリリングバケット掘削とした場合は、
・クラムシェル掘削土量4,811m3⇒実稼働日数31.8日
・アースドリル掘削土量954.3m3⇒グランドアンカー工事中に行うため実稼働日数は0日となる。
In contrast, if the method of the present invention is applied and 954.3 m3 of the total excavated soil volume of 5,765 m3 is excavated by drilling bucket using the earth drill method,
· Clamshell excavation volume: 4,811 m3 ⇒ Actual operation days: 31.8 days · Earth drill excavation volume: 954.3 m3 ⇒ As this is carried out during ground anchor construction, the actual operation days will be 0 days.

従って、本発明法による場合は、約6日の工程短縮が可能になる。 Therefore, the method of the present invention can shorten the process by approximately six days.

(2)施工コスト低減効果
総掘削土量を5,765m3とし、その全量をクラムシェルによる掘削とした場合は、5,765m3×5,053(円/m3)=29,132,061円となる。
(2) Reduction in construction costs If the total volume of excavated soil is 5,765 m3 and the entire volume is excavated using a clamshell, the cost will be 5,765 m3 x 5,053 (yen/m3) = 29,132,061 yen.

これに対して、本発明方法を適用し、総掘削土量5,765m3の内の954.3m3をアースドリル工法によるドリリングバケット掘削とした場合は、
・クラムシェル掘削⇒4,811m3×5,053(円/m3)=24,309,983円
・アースドリル掘削⇒954.3m3×3,846(円/m3)=3,670,237円
+設備撤去費用(490,500円)で、合計27,980,221円となる。
In contrast, if the method of the present invention is applied and 954.3 m3 of the total excavated soil volume of 5,765 m3 is excavated by drilling bucket using the earth drill method,
· Clamshell excavation ⇒ 4,811 m3 x 5,053 (yen/m3) = 24,309,983 yen · Earth drill excavation ⇒ 954.3 m3 x 3,846 (yen/m3) = 3,670,237 yen + equipment removal costs (490,500 yen), for a total of 27,980,221 yen.

従って、本発明法による場合は、1,151,840円だけ施工コストの低減が図れるようになる。 Therefore, if the method of the present invention is used, construction costs can be reduced by 1,151,840 yen.

〔他の形態例〕
(1)上記形態例では、前記掘削孔3の形成は、アースドリル工法のドリリングバケット16によって形成するようにしたが、ハンマグラブによって掘削するようにしてもよい。
(2)本発明に係るケーソン工法は、オープンケーソン工法や圧入式オープンケーソン工法などに対して好適に適用されるが、ニューマチックケーソン工法に対しても適用が可能である。
[Other examples]
(1) In the above embodiment, the borehole 3 is formed by the drilling bucket 16 of the earth drill method, but it may be formed by a hammer grab.
(2) The caisson construction method according to the present invention is suitably applied to open caisson construction methods and press-in open caisson construction methods, but can also be applied to pneumatic caisson construction methods.

1…地中構造物(ケーソン)、2…躯体、3…掘削孔、4…高吸水性ポリマー安定液、5…グランドアンカー、6…センターホールジャッキ、7…圧入力伝達部材、8…載荷桁、9…クラムシェルバケット、10…削孔機、12…定着部、13…テンドン、14…グリッパロッド、15…クレーン、16…ドリリングバケット、17…スリップフォーム装置、18…底版コンクリート 1... Underground structure (caisson), 2... Main body, 3... Borehole, 4... Superabsorbent polymer stabilizer, 5... Ground anchor, 6... Center hole jack, 7... Pressure force transmission member, 8... Loading girder, 9... Clamshell bucket, 10... Drilling machine, 12... Anchorage, 13... Tendon, 14... Gripper rod, 15... Crane, 16... Drilling bucket, 17... Slip form device, 18... Base slab concrete

Claims (5)

地上で躯体を構築し、これを順次地中へ沈設するとともに、躯体内部の掘削を繰り返しながら、所定深さの地中構造物を構築するケーソン工法において、
地中への沈設を開始する前段階において、躯体内部の掘削予定領域に、アースドリル工法のドリリングバケット、又はハンマグラブによって円柱状に所定深さの掘削孔を複数形成するとともに、これら掘削孔内に高吸水性ポリマー安定液を充填することにより孔壁の安定を図った状態とし、
次いで、通常の施工手順に従って、地上での躯体構築と、地中への沈設と、躯体内部の掘削とを繰り返しながら、所定深さの地中構造物を構築することを特徴とするケーソン工法。
In the caisson method, a structure is constructed above ground, then gradually lowered into the ground, and excavation is repeated inside the structure to build an underground structure of a specified depth.
Prior to starting to sink the pipe into the ground, a number of cylindrical boreholes of a predetermined depth are formed in the area to be excavated inside the structure using a drilling bucket or hammer grab of the earth drill method , and the borehole walls are stabilized by filling the boreholes with a highly water-absorbent polymer stabilizing liquid.
Next, in accordance with normal construction procedures, the caisson method is characterized by constructing an underground structure of a specified depth by repeating the steps of constructing a structure on the ground, sinking it into the ground, and excavating the inside of the structure.
前記掘削孔は、躯体内部に平面視で正格子配列又は千鳥格子配列で複数形成する請求項1記載のケーソン工法。 The caisson construction method according to claim 1 , wherein the boreholes are formed in a plurality of locations inside the structure in a regular lattice arrangement or a staggered lattice arrangement when viewed from above. 前記ケーソン工法は、オープンケーソン工法又は圧入式オープンケーソン工法を対象とする請求項1、2いずれかに記載のケーソン工法。 The caisson construction method according to claim 1 or 2 , which is directed to an open caisson construction method or a press-in type open caisson construction method. 前記ケーソン工法は、圧入式オープンケーソン工法を対象とし、前記掘削孔は、グランドアンカーの工事に併行して、かつグランドアンカー工事の期間内に形成するようにする請求項1、2いずれかに記載のケーソン工法。 3. The caisson method according to claim 1, wherein the caisson method is a press-in type open caisson method, and the borehole is formed in parallel with the construction of the ground anchor and within the period of the construction of the ground anchor. 前記躯体内部の掘削によって発生した土砂は、高吸水性ポリマー安定液の分離処理を行った後に、廃棄処理を行うようにする請求項1~いずれかに記載のケーソン工法。 The caisson method according to any one of claims 1 to 4 , wherein the soil and sand generated by the excavation inside the structure is subjected to a separation process of a highly water-absorbent polymer stabilizing liquid and then disposed of.
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