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ケーソン基礎工法まとめ★種類やちがいをかんたん解説

ケーソン基礎工法まとめ(工法&種類)

 

ケーソン工法とは、建設工事に用いられる基礎工法のひとつです。

ケーソンと呼ばれる箱型構造物を所定の支持地盤まで沈設し、基礎や地下構造物を構築します。

 

ちなみに基礎工法をざっくり分けると、浅い基礎と深い基礎に分けられ、さらに細かく分類すると以下の表のようになります。

浅い基礎 直接基礎 現地盤そのまま利用

地盤改良

安定処理

軟弱地盤工法

深い基礎 杭基礎 ①既製杭基礎(木杭、RC杭、鋼杭、PHC杭、SC杭)

②場所打ち杭基礎

1)人力・機械掘削

深礎工法

2)機械掘削

  1. オールケーシング工法
  2. リバース工法
  3. アースドリル工法
ケーソン基礎
  1. オープンケーソン工法
  2. ニューマチックケーソン工法
  3. 設置ケーソン工法
特殊基礎
  1. 鋼管矢板基礎工法
  2. 多柱基礎工法
  3. 地中連続基礎工法

この記事では、ケーソン基礎の工法や種類についてまとめています。

該当する方はそのままお進みください 😀

それではさっそく参りましょう、ラインナップは目次から確認してください。

 

この記事を書いている人

名前:ちゃんさと 女性/既婚 1992年生まれ
  • 元公務員(土木)の主婦ブロガー💻
  • 国立大学★土木工学科卒業
  • 大学卒業後、某県庁の公務員(土木)として7年間はたらきましたが、人間関係のストレスや組織体制が合わないと感じて退職しました。
  • 1級土木施工管理技士の資格もち
  • 今はブログで土木、土木施工管理技士の勉強方法や公務員のあれこれ、仕事をメインにさまざまな情報発信をしています。

 

 

ケーソン基礎工法の種類

ケーソン基礎工法の種類は主に、

ケーソン基礎工法

  1. オープンケーソン工法
  2. ニューマチックケーソン工法
  3. 設置ケーソン工法

の3種類です。

 

それぞれの工法や特徴をみていきましょう

 

ケーソン基礎工法①オープンケーソン工法

ケーソン基礎工法①オープンケーソン工法

オープンケーソン工法は、刃口の据付⇒躯体の構築⇒掘削⇒沈下の順で作業が進められます。

オープンケーソン工法の手順

  1. 準備工
  2. 刃口部構築
  3. 躯体構築
  4. 掘削・沈下
  5. 支持力確認
  6. 中埋めコンクリート
  7. 中埋め材充てん
  8. 頂版コンクリート

 

オープンケーソン工法の掘削方法は、陸掘りと水中堀りの2種類あり、陸掘りのときは、きほん地下水がない場合に行います 🙂

 

また、オープンケーソン工法はケーソン底部でかんたんに傾斜修正作業ができません。

そのためケーソン沈設位置は、土圧を受けやすい場所は避けるようにしてください。

 

ちなみにオープンケーソンの傾斜や移動の修正は、根入れが10m以上となるとむずかしくなるので、沈設初期におけるケーソンの挙動観測は常時おこなうようにしましょう。

 

 

 

 

ケーソン基礎工法②ニューマチックケーソン工法

ケーソン基礎工法②ニューマチックケーソン工法

ニューマチックケーソン工法は、

ニューマチックケーソン工法の手順

  1. 刃口の据付
  2. 作業室の構築
  3. オープン掘削と第二ロッド構築
  4. エアロック、シャフトの装着
  5. 掘削
  6. 沈下
  7. 載荷試験
  8. 作業室内の底詰めコンクリートの打設
  9. エアロック、シャフトの撤去

の順に行います。

ニューマチックケーソン工法は作業室があるため、地盤確認しながら作業できるのと、計画的に工事を進められるのがポイントです。

 

しかし高気圧下の作業になるので、ホスピタルロックの設置など、労働安全衛生管理に十分気をつける必要があります。

ホスピタルロックとは、作業への体調を整える部屋のことをいうよ!

 

ニューマチックケーソンの据付方法は以下の3種類です。

陸上据付け工法 据付地盤は地下水の影響を受けない高さ

表土の置換と不陸整正をおこなって、ケーソンの不等沈下や傾斜が生じないようにする

築島据付け工法 地盤がケーソンや築島の重量を安全に支持できるかどうかが条件のひとつ

障害物や転石は除去し、既存の地盤が軟弱である場合は、良質な土砂に置換する

水中据付け工法 鋼製などの浮ケーソン(フローティングケーソン)を沈設現場までえい航してコンクリートを打ち込み、定位置に沈殿する

安定した築島の施工が期待できない場合や、築島据付け工法にくらべて経済的である場合に採用される

 

また作業室は、連続してコンクリートを打ち込み刃口と作業室天井スラブ部を一体構造とし、水密かつ気密な構造としてください。

各部の脱型時期は以下の表のとおりです。

部材種別 脱型時期の標準
作業室部 刃口

天井スラブ

作業室

側壁や隔壁などを吊り上げた部分

圧密強度14N/mm²かつ打ち込み後3日
本体および躯体接続部 天井スラブより上部の本体部

最上部の躯体との接続部

仮壁

圧密強度10N/mm²かつ打ち込み後3日

 

そして、中埋めコンクリートは作業に適するワーカビリティーにすぐれたものを使いましょう。

一般的にスランプは15~20㎝くらいです。

また粗骨材は、ブローパイプから排気のときにグランドコックに詰らないよう、最大寸法25mmくらいのものが用いられます。

 

いっぽうで、

  1. マテリアルロック:圧気掘削場所へ材料を搬入するための気密扉
  2. シャフト:機械などの動力伝達用の回転軸
  3. 送気管
  4. 排気管
  5. 配線管

などの装置を設備する作業のことを艤装(ぎそう)といいます。

 

マテリアルロックはつねに水面以上にあるように、シャフトの継ぎ足しをおこなわなければいけません。

シャフトの継ぎ足し作業のときは、ボトムドアを作業室天井にとりつけて、作業室内の圧力が低下しないようにしてください。

ちなみにマテリアルロック用のシャフト本数は、ケーソン底面積50~60㎡に1本が標準です。

 

 

ケーソン基礎工法③設置ケーソン工法

ケーソン基礎工法③設置ケーソン工法

設置ケーソン工法は、主に海中での施工です。

きほん、信頼できる支持地盤が海底より比較的浅い場合で、水深の大きい場所に基礎を設置するときに用いられますよ 😉

海底を支持地盤まで掘削します。

そして陸上で鋼製の箱(ケーソン)を製作し、海をわたって現地へ運び海底に沈めたあと、内部にコンクリートを打設します。

施工例としては、

  1. 瀬戸大橋
  2. 明石海峡大橋

などがあります。

 

施工順序はこんな感じ 😛

設置ケーソン工法

  1. 水中発破(海中掘削)
  2. グラブ掘削(海中掘削)
  3. 底面仕上げ(海中掘削)
  4. ケーソンの製作と沈設
  5. 骨材投入(海中コンクリート)
  6. モルタル投入(海中コンクリート)
海中で基礎を設置する大規模な工事の場合、設置ケーソン工法が採用されます

 

 

ケーソン基礎工法のちがい

紹介した3つのケーソン基礎工法のちがいをまとめるとこんな感じです 😎

オープンケーソン工法 ニューマチックケーソン工法 設置ケーソン工法
掘削方法 バケットなどの掘削機械 圧縮空気で水を排除

人力または機械掘削

海中掘削
施工順序
  1. 準備工
  2. 刃口部構築
  3. 躯体構築
  4. 掘削・沈下
  5. 支持力確認
  6. 中埋めコンクリート
  7. 中埋め材充てん
  8. 頂版コンクリート
  1. 刃口の据付
  2. 作業室の構築
  3. オープン掘削と第二ロッド構築
  4. エアロック、シャフトの装着
  5. 掘削
  6. 沈下
  7. 載荷試験
  8. 作業室内の底詰めコンクリートの打設
  9. エアロック、シャフトの撤去
  1. 水中発破(海中掘削)
  2. グラブ掘削(海中掘削)
  3. 底面仕上げ(海中掘削)
  4. ケーソンの製作と沈設
  5. 骨材投入(海中コンクリート)
  6. モルタル投入(海中コンクリート)
地盤への影響 地下水位の低下させ、地盤をゆるめることが多い 地下水の低下などはない

周辺地盤をゆるめることは少ない

海中
施工深さ 60mくらいまで

(摩擦をへらせた場合)

30mくらいまで 海中水深50mくらい

潮流5.5kt

地盤確認 水中作業となり、確認がむずかしい 作業室内で直接支持層を確認できる

載荷試験も可能

海中であるため調査がむずかしい
機械設備 比較的かんたん

工費が安い

機械設備は大掛かり

工費が高い

規模が大きい

工費が高い

工期

(障害物除去)

工期は不安定

(沈下途中に障害物がでると手間取る)

工期安定

沈下は計画的で、障害物除去もかんたん

工期安定

沈下は計画的で、障害物除去もかんたん

公害問題 市街地施工に適する

(騒音・振動源なし)

市街地施工に適さない

(コンプレッサーやエアロックなどの騒音あり)

なし

(海中のため周囲に影響なし)

工事の確実性 なし

(水中掘削であるため手探り作業)

あり

(作業室があり、排水しながら作業できる)

あり

(海の状況もあるがきほん安定)

地盤や現場の状況に応じて、いちばん最適な工法をえらぶようにしましょう。

 

 

ケーソン基礎工法まとめ

ケーソン基礎工法の種類

  1. オープンケーソン工法
  2. ニューマチックケーソン工法
  3. 設置ケーソン工法
オープンケーソン工法 ニューマチックケーソン工法 設置ケーソン工法
  1. 準備工
  2. 刃口部構築
  3. 躯体構築
  4. 掘削・沈下
  5. 支持力確認
  6. 中埋めコンクリート
  7. 中埋め材充てん
  8. 頂版コンクリート
  1. 刃口の据付
  2. 作業室の構築
  3. オープン掘削と第二ロッド構築
  4. エアロック、シャフトの装着
  5. 掘削
  6. 沈下
  7. 載荷試験
  8. 作業室内の底詰めコンクリートの打設
  9. エアロック、シャフトの撤去
  1. 水中発破(海中掘削)
  2. グラブ掘削(海中掘削)
  3. 底面仕上げ(海中掘削)
  4. ケーソンの製作と沈設
  5. 骨材投入(海中コンクリート)
  6. モルタル投入(海中コンクリート)
ケーソン基礎工法①オープンケーソン工法 ケーソン基礎工法②ニューマチックケーソン工法 ケーソン基礎工法③設置ケーソン工法
バケットなどの掘削機械 圧縮空気で水を排除

人力または機械掘削

海中掘削

 

 

以上です。

 

いっぽう、基礎工のひとつである場所打ち杭工法と既製杭工法については、以下の記事がおすすめです。

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ありがとうございました。

 

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