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発明の名称 矩形圧入ケーソンと矩形圧入ケーソンによる刃口排土方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−9610(P2007−9610A)
公開日 平成19年1月18日(2007.1.18)
出願番号 特願2005−194369(P2005−194369)
出願日 平成17年7月1日(2005.7.1)
代理人 【識別番号】100062225
【弁理士】
【氏名又は名称】秋元 輝雄
発明者 飯泉 勝 / 加茂 茂
要約 課題
矩形圧入ケーソンを沈下させるときに刃口内面に土砂が貼り付かないようにして、上述した水の吹き付け設備を要することなく確実に矩形圧入ケーソンを沈下させる。

解決手段
刃口3の内面にケーソン内方に向けて凸となる土砂案内手段12を設け、土砂案内手段12は、ケーソン沈下により刃口3の内面6に沿って相対的に移動する刃口側の土砂を刃口3の内面6上から離れる方向に向けて案内する傾斜面13を備える。
特許請求の範囲
【請求項1】
刃口の内面にケーソン内方に向けて凸となる土砂案内手段が設けられ、該土砂案内手段は、ケーソン沈下により刃口の内面に沿って相対的に移動する刃口側の土砂を刃口の内面上から離れる方向に向けて案内する傾斜面を備えていることを特徴とする矩形圧入ケーソン。
【請求項2】
上記土砂案内手段の傾斜面は、一方向に長い板面状である請求項1に記載の矩形圧入ケーソン。
【請求項3】
上記土砂案内手段が、刃口角部における二面の内面それぞれに位置し、この土砂案内手段それぞれの上記傾斜面の刃口側の端縁の傾斜が、刃口に沿って刃口角部から離れる方向に向けて上り勾配とされている請求項1または2に記載の矩形圧入ケーソン。
【請求項4】
刃口の四方の内面における刃口角部側から中央にかけての領域それぞれに上記土砂案内手段が位置し、各土砂案内手段それぞれの上記傾斜面の刃口側の端縁の傾斜が、刃口の内面に沿って刃口角部から離れる方向に向けて上り勾配とされている請求項1または2に記載の矩形圧入ケーソン。
【請求項5】
刃口の四方の内面それぞれに上記土砂案内手段が位置し、各土砂案内手段それぞれの上記傾斜面の刃口側の端縁が、刃口の内面の横幅方向に沿っている請求項1または2に記載の矩形圧入ケーソン。
【請求項6】
刃口の四方の内面それぞれに上記土砂案内手段が位置し、各土砂案内手段それぞれの上記傾斜面における刃口の内面側の端縁が、刃口の内面の縦幅方向に沿っている請求項1または2に記載の矩形圧入ケーソン。
【請求項7】
請求項1から6のいずれか一項の矩形圧入ケーソンの内周面に沿った地盤を掘削してから矩形圧入ケーソンを地盤に沈下させ、沈下によって上記土砂案内手段に対して相対移動する土砂を、土砂案内手段の傾斜面により刃口の内面上から離れる方向に向けて案内してケーソンの内方側に押し出すことを特徴とする矩形圧入ケーソンの刃口土砂の排土方法。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は矩形圧入ケーソンとこの矩形圧入ケーソンを用いた刃口排土方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来からオープンケーソン方式での地盤掘削では、矩形圧入ケーソンのケーソン本体の内周面に囲まれた領域をクラムシェルによる鉛直掘削が主に行なわれている。そして、ケーソン本体の下部側であって刃口に沿った土砂が鉛直掘削では直接掘削できないことから、掘削方法としては、ケーソン本体の内周面に沿う部分を先行して掘削し、その後、ケーソンを圧入して沈下させて刃口の位置で隠れている土砂をその刃口の圧入力により先行掘削部分に押し出し、その押し出された土砂を排土している。
この矩形圧入ケーソンを用いた掘削において、刃口が到達している地層の地質によって矩形圧入ケーソンが沈下しないことがある。例えば粘土層に刃口が達しその粘土層の土砂が刃口内面に付着してしまい、圧入しても刃口側から前記土砂が押し出されなくなって矩形圧入ケーソンを降ろすことができないことがある。また、この矩形圧入ケーソンの刃口角部においては、沈下の際に刃口二辺の土砂が集合するように押し出されることになるが、押し出される土砂同士が互いに押し合って圧密されてしまい、このため刃口角部からの土砂の押し出しが非常に悪くなり、そして、土砂が刃口角部の内面に貼り付いて圧入力が必要以上に要し、硬質地盤の場合には最悪圧入不能に陥る可能性がある。
このようなことから、刃口内面への土砂の付着による貼り付きにより圧入不能を避けるための工夫として、高圧の水を刃口側に吹き付けて刃口内面に付着している土砂を除去する方法が提案されている(特許文献1参照)。
【特許文献1】特開平09−279598号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
しかしながら、上述した高圧の水を噴射して刃口内面に付着した土砂を除去する方法では、水を刃口側まで供給する設備が必要となり、設備コストを引き上げてしまう問題がある。また、供給した水によってケーソン本体の内周面の領域に対応する土砂が泥水状になってしまい、クラムシェルなどの掘削機器を用いた排土が困難になるという問題が発生する。
そこで本発明は上記事情に鑑み、矩形圧入ケーソンを沈下させるときに刃口内面に土砂が付着して貼り付かないようにすることを課題とし、上述した水の吹き付け設備を要することなく確実に矩形圧入ケーソンを沈下させることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0004】
本発明は上記課題を考慮してなされたもので、刃口の内面にケーソン内方に向けて凸となる土砂案内手段が設けられ、該土砂案内手段は、ケーソン沈下により刃口の内面に沿って相対的に移動する刃口側の土砂を刃口の内面上から離れる方向に向けて案内する傾斜面を備えていることを特徴とする矩形圧入ケーソンを提供して上記課題を解消するものである。
【0005】
また、上記発明において、上記土砂案内手段の傾斜面は、一方向に長い板面状とすることが可能である。
また、上記発明において、上記土砂案内手段が、刃口角部における二面の内面それぞれに位置し、この土砂案内手段それぞれの上記傾斜面の刃口側の端縁の傾斜が、刃口に沿って刃口角部から離れる方向に向けて上り勾配とされているものとすることが可能である。
また、上記発明において、刃口の四方の内面における刃口角部側から中央にかけての領域それぞれに上記土砂案内手段が位置し、各土砂案内手段それぞれの上記傾斜面の刃口側の端縁の傾斜が、刃口の内面に沿って刃口角部から離れる方向に向けて上り勾配とされているものとすることが可能である。
また、上記発明において、刃口の四方の内面それぞれに上記土砂案内手段が位置し、各土砂案内手段それぞれの上記傾斜面の刃口側の端縁が、刃口の内面の横幅方向に沿っているものとすることが可能である。
また、上記発明において、刃口の四方の内面それぞれに上記土砂案内手段が位置し、各土砂案内手段それぞれの上記傾斜面における刃口の内面側の端縁が、刃口の内面の縦幅方向に沿っているものとすることが可能である。
【0006】
さらに、もう一つの発明は、上記矩形圧入ケーソンの内周面に沿った地盤を掘削してから矩形圧入ケーソンを地盤に沈下させ、沈下によって上記土砂案内手段に対して相対移動する土砂を、土砂案内手段の傾斜面により刃口の内面上から離れる方向に向けて案内してケーソンの内方側に押し出すことを特徴とする矩形圧入ケーソンの刃口土砂の排土方法であり、この矩形圧入ケーソンの刃口土砂の排土方法を提供して上記課題を解消するものである。
【発明の効果】
【0007】
請求項1の発明によれば、矩形圧入ケーソンが沈下する際、刃口に対して相対的にその刃口の下端から内面に沿う上方への移動に伴って徐々に刃口の内面に対する圧力が高まり易くなる土砂が、その移動の途中で土砂案内手段にぶつかり、その土砂案内手段の傾斜面によって刃口の内面上から離れるように案内されて、土砂が刃口の内面に付着して貼り付くことなくケーソンの内方側に向けて押し出されるため、刃口の内面側の土砂が適正に排土され、矩形圧入ケーソンが良好に沈下するようになる。
【0008】
請求項2の発明によれば、土砂案内手段の傾斜面を一方向に長い板面状としているので、ケーソンの沈下の際に刃口の内面に沿って移動する土砂に対して土砂案内手段が刃先状に切り込んでその土砂が割れたり崩れたりし易くなり、刃口の内面側の土砂がスムーズにケーソンの内方側に押し出されるようになる。
【0009】
請求項3の発明によれば、沈下の際、刃口角部における二面の内面に沿って上方に移動する土砂それぞれに対して刃口角部とは反対側に押し出す力が働くようになり、刃口角部での土砂のぶつかり合いを生じさせないようにして圧密状態となることなくその刃口角部の土砂がケーソンの内方側に押し出されるようになる。
【0010】
請求項4の発明によれば、沈下の際、刃口の内面の中央側に沿って上方に移動する土砂の横方向への圧力を削減させることができる。即ち、刃口の内面の中央側に沿って上方に移動する土砂は、刃口角部側に沿って上方に移動する土砂を横方向から押さえ付けるようになるが、この請求項4の発明により、刃口の内面の中央側から刃口角部側に亘る範囲の土砂に崩れや割れを生じさせて、刃口の内面の中央側に沿って上方に移動する土砂から横方向に圧力が伝わり難くすることができる。
【0011】
請求項5の発明によれば、沈下の際、刃口の内面の横幅方向において土砂がその内面から離れるようになり、矩形圧入ケーソンが適正に沈下するようになる。
【0012】
請求項6の発明によれば、沈下の際、縦幅方向にある土砂案内手段の傾斜面に相対する土砂がその傾斜面に沿いながら上昇することによってケーソン内方側に移動するので、土砂案内手段近傍の部分を上昇する土砂も連れて刃口の内面上から離れるようになり、刃口の内面に対する付着を生じさせないようにすることができ、これによって矩形圧入ケーソンが適正に沈下するようになる。
【0013】
請求項7の発明によれば、先に掘削した領域へ土砂案内手段により土砂を押し出すようにするため、沈下の際に刃口の内面に沿って移動する土砂側に割れや崩れが極めて容易に生じるようになり、よって、土砂案内手段による土砂の押し出しがより確実にして行なわれるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0014】
つぎに本発明を図1から図7に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図中1は矩形圧入ケーソンで、該矩形圧入ケーソン1では平断面矩形にして鉄筋コンクリート造のケーソン本体2の下部に位置する刃口3は、その縦断面において図2に示すように外周面4を鉛直とするとともに、内周面5を構成する四面の各内面6それぞれは、図3に示すように刃口下端縁7の近傍領域においてのみ緩やかな上り勾配の斜面8としたのち仰角の大きい上り勾配の斜面9に連続するようにして傾斜角度が変えられた面形状としている。
図3は上記刃口3の構造を示している。この図3に示すように、刃口3の外周面4と内周面5とには刃口金物として鋼板10が取り付けられており、これらの鋼板10それぞれが図示しないケーソン本体2側の鉄筋部材と連結されている。
【0015】
上記刃口3の四つの刃口角部11において、この刃口角部11を構成している二面の内面6それぞれの上記斜面9としている鋼板10に土砂案内手段12が、二つずつにしてケーソンの内方に向けて凸とした状態で設けられている。前記土砂案内手段12は断面高さ寸法に比べて長さ寸法を十分に大きくしたL型鋼からなるものであり、鋼板10に溶接固定されている。そして、土砂案内手段12それぞれは、図3に示すように刃口下端縁7側の傾斜面13の下端縁14を内面6との間で隙間を空けることなく連続させ、前記傾斜面13の刃口断面方向での傾斜が水平に対して仰角αを有するとともに、内面6に対して十分に起きた傾斜角度となるように設けられている。
このように土砂案内手段12それぞれは上記傾斜面13を備え、その傾斜面13の刃口断面方向での傾斜が水平に対して仰角αを有しているとともに、傾斜面13が内面6に対して十分に起きた傾斜角度となっていることから、ケーソン沈下により刃口3の内面6に沿って相対的に移動する刃口側の土砂を刃口3の内面6上から離れる方向に向けて案内するようになる。
【0016】
さらに、刃口角部11の二つの内面6に位置する土砂案内手段12は、図1と図4に示すように刃口3に沿って刃口角部11から離れる方向に向けて上り勾配となるように傾けて取り付けられている。これによって各傾斜面13の刃口3側の下端縁14の傾斜が、刃口3に沿って刃口角部11から離れる方向に向けて上り勾配となり、傾斜面13自体が長手方向において傾斜している。
刃口角部11において、傾斜面13それぞれが刃口3に沿って刃口角部11から離れる方向に向けて上り勾配となるように傾斜していることから、沈下の際、刃口角部11の二内面6に沿って上方に移動する土砂は、その土砂が相対している内面6に位置する土砂案内手段12によって刃口角部11とは反対側に押し出され、刃口角部11において土砂が高い圧力ではぶつかり合わないようになって、適正にケーソンの内方側に案内される。
【0017】
上記構成の矩形圧入ケーソン1を用いた掘削に際しては、まず、この矩形圧入ケーソン1の内周面に沿った位置での地盤からケーソンの内方の領域に対応する地盤にかけてクラムシェルなどの掘削機器を用いて鉛直掘削をする。この後、矩形圧入ケーソン1の刃口3を地盤に圧入させ、沈下させる。前記沈下によって、刃口角部11以外の部分では内面6により土砂をケーソン内方に向けて案内するようにして先に掘削した領域側に押し出す。また、前記刃口角部11にあっても上記土砂案内手段12に対して相対移動する土砂を上記傾斜面13により内面6から離しながらケーソン内方に向けて案内して先に掘削した領域側に押し出す。刃口3側の土砂の押し出しは何れも矩形圧入ケーソン1の沈下によって自動的に行なわれるものであり、刃口3の部分において特に人員を要することはなく、また刃口角部11にあっても土砂案内手段12によって土砂が押し出されるので、圧入力を大きくすることなく刃口側の土砂の排土は適正に行なわれる。このようにして先の掘削領域に排土された土砂を排出し、再びケーソン内周面に沿った位置での掘削作業に戻るように工程を繰り返えせばよい。
【0018】
上述した矩形圧入ケーソン1では四つの刃口角部11に対して、土砂案内手段12を設けたが、この形態に限定されるものではなく、事前調査した地層に応じて予めに土砂案内手段12の数、位置、傾斜状態を選択することができる。
図5はその一つの例を示していて、各内面6における刃口角部11側から中央にかけての領域15それぞれに複数の土砂案内手段12を位置させ、各領域15における土砂案内手段12それぞれの傾斜面13の下端縁14の傾斜が内面6に沿って刃口角部11から離れる方向に向けて上り勾配となるようにして、その傾斜面13の長手方向での傾斜を設定してもよい。
また、図6はもう一つの例を示している。この例では、内面6それぞれに複数の土砂案内手段12を上下にして位置させ、各傾斜面13の下端縁14が内面6の横幅方向に沿うようにして、傾斜面13の長手方向での傾斜を設定している。
また、図7はさらにもう一つの例を示している。この例では、内面6それぞれに複数の土砂案内手段12を間隔を置いて位置させ、各傾斜面13の内面6側の端縁16が、その内面6の縦幅方向に沿うようにして傾斜面13を縦としているものである。図示の土砂案内手段12それぞれは二面の傾斜面13を備えており、沈下の際、その二面の傾斜面13それぞれの部分で、土砂がその傾斜面13に沿いながら上昇することによってケーソン内方側に移動し、土砂案内手段12近傍の部分に相対する土砂も連れて内面6上から離れるようになり、前記内面6に対する付着を生じさせないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】本発明に係る矩形圧入ケーソンの一例を刃口側から見たケーソン底面状態を示す説明図である。
【図2】一例における刃口の縦断面形状を概略的に示す説明図である。
【図3】一例における刃口での土砂案内手段の取付状態を断面で示す説明図である。
【図4】一例における刃口内周面を一部展開して刃口角部の土砂案内手段の取付状態を示す説明図である。
【図5】他の例における刃口内周面を一部展開して土砂案内手段の取付状態を示す説明図である。
【図6】他の例における刃口内周面を一部展開して土砂案内手段の取付状態を示す説明図である。
【図7】他の例における刃口内周面を一部展開して土砂案内手段の取付状態を示す説明図である。
【符号の説明】
【0020】
1…矩形圧入ケーソン
2…ケーソン本体
3…刃口
6…内面
7…刃口下端縁
11…刃口角部
12…土砂案内手段
13…傾斜面
14…下端縁




 

 


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