nyumachikukesonkiso_01.xdw

(1)

ニューマチックケーソン

基礎工法について

（国道

_{267号宮都大橋）}

北薩地域振興局建設部

資料を協力いただいた方

渡利建設㈱監理技術者下久保さん

現場代理人石神さん

オリエンタル白石㈱鹿児島営業所児島さん

北薩地域振興局甑島支所安田技術主査

(2)

橋梁基礎

シールド立坑

鉄道基礎

－様々な地下構造物への適用－

下水ポンプ場

地下調整池

道路トンネル

エッフェル塔

_{ブルックリン橋}

ニューマチックケーソン工法の歴史（世界）

１８４１年フランスで開発

パリのエッフェル塔やニューヨークのブルックリン

橋など、欧米で

橋梁基礎

や

建築物の基礎

として、

数多く

採用。

(3)

永代橋

ニューマチックケーソン工法の歴史（日本）

関東大震災（１９２３年）により倒壊した隅田川の

永代橋等

の復旧工事に採用

コップ

押し込む

_圧縮空気

Ww

F

（ケーソン沈下関係）

Wc ：躯体自重

沈下力

W ＝ Wc + Ww

Ww ：水荷重

沈下抵抗力 Wr＝ U + F + Q

U ：揚圧力

F ：周面摩擦力

W ＞ Wr → ケーソンは沈下する

Q ：刃口反力

Wc

構築

水圧

圧縮空気

地下水圧

Ｐｗ＝Ｐａ

圧縮空気

Ｐａ

U

Q

Ｐｗ

(4)

艤装設備

排土設備

送気設備

予備設備

掘削設備

地上遠隔操作室

救急・安全設備

掘削設備

送気設備

予備・救急設備

艤装設備

排土設備

ｽｸﾘｭｰ型ｺﾝﾌﾟﾚｯｻｰ

空気清浄機・ﾚｼｰﾊﾞｰﾀﾝｸ

非常用ｴﾝｼﾞﾝｺﾝﾌﾟﾚｯｻｰ

非常用発動発電機

マテリアルロック

マンロック

アースバケット

土砂ﾎｯﾊﾟｰ

地上遠隔操作室

ケーソンショベル

ニューマチックケーソン主要設備

圧力調整装置

救急用再圧室

_{ABｷｬﾘｱ}

(5)

⑥橋脚構築完成

セントル支保工

マテリアルロック

マンロック

構築

排土

ニューマチックケーソン工法による施工手順（橋梁基礎）

①初期構築

②艤装

③掘削・沈下構築

ケーソンショベル

④最終リフト構築

掘削・沈下

⑤沈下完了

地耐力試験

中埋ｺﾝｸﾘｰﾄ打設

⑥橋脚構築完成

沈下

支持層

中埋めｺﾝｸﾘｰﾄ

人力掘削

函内ブルドーザー（１９６２年）

機械化施工

掘削技術の変遷（人力掘削から機械化施工）

の始まり

函内バックホー（

_0.1m3）

(6)

掘削技術の変遷（

本格的な機械化施工の開始）

天井走行レール

天井走行ﾚｰﾙ

反力

天井走行ケーソンショベル（１９７２年）

国交省基準の採用は

2000

2000年（

年（

H11

H11年）～

年）～

■懸垂式のため地盤の影響を受けない

■天井スラブで掘削反力を受け止める

軟弱から硬質地盤の掘削が可能

掘削能力が大きい

０．１５ｍ

３ _バケット

施工技術

（土質への対応－軟弱地盤）

沈下抵抗力確保

支持地盤が軟弱

沈下力が過大

Ｂ

堀残し工

地盤改良工

Ａ

：ケーソン底面積

Ａ‘

Ａ

開口率

α＝

×１００

掘残し幅Ｂ

Ａ‘

地盤抵抗

Ａ‘ ：掘削されている面積

付け刃口工

地盤改良工

Ａ‘

(7)

ブレ－カ－

軟岩～硬岩の一部

ツインヘッダ

_軟岩

油圧ﾌﾞﾚｰｶ

ﾂｲﾝﾍﾀﾞ

施工技術

（土質への対応－硬質地盤）

削岩用ドリフタ－

大玉石（転石）･岩盤

ﾂｲﾝﾍｯﾀｰ

転石層掘削

発破火薬装填

作業室内で処置・撤去しながら

新構造物の築造が可能

処置・撤去

施工技術

（土質への対応－地中障害物）

旧基礎(ｵ-ﾌﾟﾝｹ-ｿﾝ)

新設ｹｰｿﾝ刃口

地中障害物

(8)

築島盛土

鋼矢板による一重締切工

ｺﾙｹﾞｰﾄｾﾙによる一重締切工

鋼矢板によるニ重締切工

鋼矢板

_{ｺﾙｹﾞｰﾄｾﾙ}

鋼矢板

セントル支保工

マテリアルロック

マンロック

構築

排土

①初期構築

②艤装

③掘削・沈下構築

初期構築後は陸上施工と同様な手順

鋼矢板一重締切による築島工

鋼矢板

（宮都大橋 P1橋脚）

皿板

刃口金物

(9)

鋼矢板二重締切による築島工

(10)

lim

Ｃ

aisson

Ｍ

ethod

Ｓ

鉄道と建物の間に高架橋を建設する場合

狭

狭隘

隘地

地で

での

の工

工法

法比

比較

較

敷地境界

杭基礎

ニューマチックケーソン基礎で

で施工する場合⇒敷地境界を越える。

施工する場合

⇒敷地境界内での施工が可能。

(11)

スリムケーソン施工状況

ﾆｭｰﾏﾁｯｸｹｰｿﾝ工法による道路ﾄﾝﾈﾙの構造

総武線市川本八幡間外環こ道橋新設

平面図

ケーソン函体

総武線高架橋を道路

トンネルとして施工さ

れたケーソン函体を

基礎として受替え

断面図

ケーソン函体

(12)

新幹線橋台

新幹線

ＪＲ埼京線

埼玉線北与野・大宮間高速埼玉東西連絡道

地域冷暖房

センター

埼京線橋脚

ＪＲ移送線

ﾆｭｰﾏﾁｯｸｹｰｿﾝ工法による道路ﾄﾝﾈﾙの施工

交差部

換気塔部

6号ケーソン

5号ケーソン

4号ケーソン

_{3号ケーソン}

2号ケーソン

1号ケーソン

(A2)

(P1)

(A1)

上り機送線

上野方

2,500

平面図

埼玉線北与野・大宮間高速埼玉東西連絡道

3,5

0

0 5,6

0

26 ,3

00

32 ,100

2,500

OE24(2)工区

23,600 2,500

28,200

10,000

29,700

2,500

38,000

2,500

46,000

32,500

3,500

OE24(4)工区

施工区間延長 221.5m

大宮市食肉中央卸売市場

縦断図

6号ケーソン

5号ケーソン

_{4号ケーソン}

_{3号ケーソン}

3号ケーソン

_{1号ケーソン}

ＪＲ高架

(13)

8

1 ,800

7,

970

800 6,6

2

4 2,

200 計画高

12.2

3 7,7

1

5

8

00 7,7

8

0 1,5

0

0 6,

664

33 ,6

14 ﾆｭｰﾏﾁｯｸｹｰｿﾝ工法による道路ﾄﾝﾈﾙの構造

西行

_西行

埼玉線北与野・大宮間高速埼玉東西連絡道

24,800

1号ケーソン断面図

4号ケーソン断面図

2,800

17,270

1,000 2,000

5,

300 8,

340

800 3,8

8

1 1,736

2,

300 3,

000

3 4,3

0

11 ,570

1,

8 1,800

12,050

1,800

15,650

2,300

2,0

0

0 東行

東行

施工状況

(14)

(15)

平成２３年度安全協議会にて撮影

撮影日平成２３年１０月８日

道

施工箇所

川内川

国道267号

②仮設工

仮締切工

③ニューマチックケーソン基礎工

④橋脚躯体工

施工順序

①仮設工

仮桟橋工

(16)

P2橋脚側 A1橋台側 46000 8000 5X6000=30000 8000

平　面　図

側面図（橋軸方向）

P2橋脚側 A1橋台側 20000 6000 12000 8000 200 0 鋼矢板４型 L= 10. 00m つなぎ固定材 L-1 00x10 0x10 L=1.20 m 1 4860 1 6140 ▽26.500 施工基面 ▽21.410 8000 8000 5X6000=30000 46000 60 00 180 00 1 2X 2 0 00= 2400 0 20 0 0 2000 頭つなぎ H -300x 300x10x 15 15 4 60 17 3 40 295 0 10 5 00 295 0 164 00(41 @4 00 ) 2850 9500 2850 15200 (38@400) 鋼矢板４型 L= 10 . 0 0m つなぎ固定材 L - 10 0x 10 0x 10 L= 1 .2 0m 頭つなぎ H- 30 0 x30 0x 1 0x1 5 腹起ブラケット 15 2 00

②

③

④

⑤

⑥

⑦

⑧

施工順序

①

②

③

④

⑤

⑥

⑦

⑧

①

※①橋脚は前工区で施工済み

機械搬入

ダウンザホールハンマ

(17)

桁材・横継材取付

打込み状況

覆工板取付

(18)

つなぎ固定材 L-100x100x10 L=1.20m 頭つなぎ H-300x300x10x15 1 5 2 0 0

平面図

側面図

鋼矢板４型 L=10.00m つなぎ固定材 L-100x100x10 L=1.20m 1 4 8 6 0 1 6 1 4 0

②

鋼矢板４型 L=10.00m 腹起ブラケット頭つなぎ H-300x300x10x15 15 4 6 0 17 3 4 0 29 5 0 10 5 0 0 29 50 16400( 4 1@40 0 ) 2 8 5 0 9 5 0 0 2 8 5 0 1 5 2 0 0 ( 3 8 @ 4 0 0 )

①

③

④

つなぎ固定材 L-100x100x10 L=1.20m 頭つなぎ H-300x300x10x15 15 20 0

平面図

側面図

鋼矢板４型 L=10.00m つなぎ固定材 L-100x100x10 L=1.20m 14 86 0 16 14 0 鋼矢板４型 L=10.00m 腹起ブラケット頭つなぎ H-300x300x10x15 15 46 0 17 34 0 29 50 10 50 0 2 950 164 00 ( 4 1@ 4 0 0) 28 50 9 5 00 2 85 0 15 2 00( 38 @ 40 0)

(19)

盛土材搬入

敷均し状況

(20)

平　面　図　 S=1:50

115 0 28 50 48 00 2 850 115 0 1 00 110 0 2@12 00 =2 400 110 0 1 00 1 00 150 14 @3 00 =4 20 0 250 1 00 1 00 120 0 10 00 55 0 100 1 200 1000 550 1 00 250 8@ 300 =2 40 0 100 100 1 50 8@ 300 =2 400 200 0 105 0 0 105 0 0150 2@300 0 250 =6 00 2@3 00 = 60 0 30 0 200

断　面　図　 S=1:5

388 ⑧ 28 50 48 00 2 850 72 00 115 0 72 00 115 0 1 00 110 0 2@12 00 =2 400 110 0 1 00 1 00 150 14@ 300 =4 200 2 50 1 00 100 1 00 1 200 120 0 1000 10 00 550 55 0 100 1 00 2 50 15 0 8@ 300 =2 400 8@30 0 =24 00 100 2 00 100 11 00 4@ 120 0 = 480 0 110 0 10 0 10 0 110 0 4@ 120 0 = 480 0 11 00 100 10 0 100 15 0 15 0 22 @3 00 = 66 00 22 @3 00 = 660 0 250 250 100 10 0 10 10 0 10 0 10 10 50 10 50 10 0 10 10 10 0 25 0 150 2@ 30 0 = 600 2@ 30 0 =600 20 0 300 232 10 0 7 20 0 2 07 9 19 50 9 500 154 51 9 9 450 6 456 50 50 10 0 100 50 100 200 100 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ 100-300 6 6 6 6 6

皿板設置

設置完了

(21)

P1橋脚構造一般図（その1）

S= 1 : 100

正　面　図

断　面　図

　道路中心（構造中心） No.5+ 0 .000 固定壁固定壁 7150 7150 14300 5 00 ▽29.278 ▽29.278 5 00 1300 1300 2600 P2橋脚側 A1橋台側 1044 4X3053=12212 1044 G3 G2 G1 G4 G5 5 00

下流側

上流側

DL=10.00

ケーソン基礎 9.50mX10.50m L=4.000m ケーソン基礎 9.50mX10.50m L=4.000m 10500 9500 マンロックシャフト孔 φ1200 マテリアルロックシャフト孔上部φ1200、下部φ1500 マンロックシャフト孔 φ1200 マテリアルロックシャフト孔上部φ1200、下部φ1500 化粧型枠 t=50mm スリット d=50mm スリット d=50mm スリット d=50mm 中詰めコンクリート σck=24N/mm2 コルゲートパイプ φ1800 中詰めコンクリート σck=24N/mm2 コルゲートパイプ φ1800 2400 9500 2400 500 9500 500 1 5 30 00 1 3900 18 400 40 00 ▽10.878 ▽ 6.878 ▽10.878 ▽ 6.878 1 5 30 00 1 3900 18 400 40 00 3450 2600 3450 φ1800 φ1800 2250 5000 2250 2001050 8000 1050200 10500 200 1050 7000 1050 200 9500 28 00 1 110 0 28 00 1 110 0 ▽21.978 ▽21.978 φ1800 61 22 2750 4000 2750 122 7 8 61 22 1 5 10 7 7 8 ▽17.000 ▽17.000 R=25000 φ1200 φ1200 φ1500 12 0 0 50 0 12 0 0 50 0 φ1200 150 10 0 10 0

1

2

170 0 230 0 170 0 230 0 40 00 55 00 56 00 第 1 ロット第 2ロット第3ロット 40 00 55 00 56 00 第3ロット第2 ロット第1 ロット H.W.L. ▽28.070 施工時水位 ▽21.410 最深河床線 ▽12.970 M.W.L. ▽20.000 築島天端　▽21.410 築島天端　▽21.410 中埋コンクリート σck=18N/mm2 中埋コンクリートσck=18N/mm2 Rd 記　号地　層　名河床堆積物

土質凡例

火砕流堆積物1 Tf1(Si) 洪積礫質土4 Dg4 土　質　名砂　　　礫凝灰質砂（シラス）砂　　　礫

Dg4

Tf1(Si)

Rd

Ds5

Dg4

Tf1(Si)

Rd

Ds3

Dc4

Ds5

P1橋脚構造一般図（その1）

S= 1 : 100

正　面　図

断　面　図

　道路中心（構造中心） No.5+ 0.000 固定壁固定壁 7150 7150 14300 5 00 ▽29.278 ▽29.278 5 00 1300 1300 2600 P2橋脚側 A1橋台側 1044 4X3053=12212 1044 G3 G2 G1 G4 G5 5 00

下流側

上流側

DL=10.00

ケーソン基礎 9.50mX10.50m L=4.000m ケーソン基礎 9.50mX10.50m L=4.000m 10500 9500 マンロックシャフト孔 φ1200 マテリアルロックシャフト孔上部φ1200、下部φ1500 マンロックシャフト孔 φ1200 マテリアルロックシャフト孔上部φ1200、下部φ1500 化粧型枠 t=50mm スリット d=50mm スリット d=50mm スリット d=50mm 中詰めコンクリート σck=24N/mm2 コルゲートパイプ φ1800 中詰めコンクリート σck=24N/mm2 コルゲートパイプ φ1800 2400 9500 2400 500 9500 500 1 5 30 00 1 3900 18 400 40 0 0 ▽10.878 ▽ 6.878 ▽10.878 ▽ 6.878 1 5 30 00 1 3900 18 400 40 0 0 3450 2600 3450 φ1800 φ1800 2250 5000 2250 2001050 8000 1050200 10500 200 1050 7000 1050 200 9500 28 0 0 11 1 0 0 28 0 0 11 1 0 0 ▽21.978 ▽21.978 φ1800 61 22 2750 4000 2750 1 2 278 61 22 1 5 10 7 7 8 ▽17.000 ▽17.000 R=25000 φ1200 φ1200 φ1500 12 0 0 50 0 12 0 0 50 0 φ1200 150 10 0 10 0

1

2

170 0 230 0 170 0 230 0 40 0 0 55 00 56 00 第 1ロット第 2ロット第3ロット 40 0 0 55 00 56 00 第3ロット第2 ロット第1 ロット H.W.L. ▽28.070 施工時水位 ▽21.410 最深河床線 ▽12.970 M.W.L. ▽20.000 築島天端　▽21.410 築島天端　▽21.410 中埋コンクリート σck=18N/mm2 中埋コンクリートσck=18N/mm2 Rd 記　号地　層　名河床堆積物

土質凡例

Dg4

Tf1(Si)

Rd

Ds5

Dg4

Tf1(Si)

Rd

Ds3

Dc4

Ds5

第①ロット目

(22)

P1橋脚構造一般図（その1）

S= 1 : 100

正　面　図

断　面　図

下流側

上流側

DL=10.00

1

2

2 土質凡例

Dg4

Tf1(Si)

Rd

Ds5

Dg4

Tf1(Si)

Rd

Ds3

Dc4

Ds5

第②ロット目

P1橋脚構造一般図（その1）

S= 1 : 100

正　面　図

断　面　図

下流側

上流側

DL=10.00

1

2

2 土質凡例

Dg4

Tf1(Si)

Rd

Ds5

Dg4

Tf1(Si)

Rd

Ds3

Dc4

Ds5

第③ロット目

(23)

P1橋脚構造一般図（その1）

S= 1 : 100

正　面　図

断　面　図

下流側

上流側

DL=10.00

1

2

2 土質凡例

Dg4

Tf1(Si)

Rd

Ds5

Dg4

Tf1(Si)

Rd

Ds3

Dc4

Ds5

中埋コンクリート

P1橋脚構造一般図（その1）

S= 1 : 100

正　面　図

断　面　図

下流側

上流側

DL=10.00

1

2

2 土質凡例

Dg4

Tf1(Si)

Rd

Ds5

Dg4

Tf1(Si)

Rd

Ds3

Dc4

Ds5

中詰コンクリート

(24)

P1橋脚構造一般図（その1）

S= 1 : 100

正　面　図

断　面　図

下流側

上流側

DL=10.00

1

2

2 土質凡例

Dg4

Tf1(Si)

Rd

Ds5

Dg4

Tf1(Si)

Rd

Ds3

Dc4

Ds5

第④ロット目

P1橋脚構造一般図（その1）

S= 1 : 100

正　面　図

断　面　図

下流側

上流側

DL=10.00

1

2

2 土質凡例

Dg4

Tf1(Si)

Rd

Ds5

Dg4

Tf1(Si)

Rd

Ds3

Dc4

Ds5

第⑤ロット目

(25)

セントル支保工

鉄筋組立

生コン打設

(26)

機材組立

函内掘削

土砂搬出①

土砂搬出②

築島埋戻し

(27)

鉄筋ガス圧接

鉄筋組立

型枠組立

コンクリート打設工

(28)

鉄筋組立

生コン打設

(29)

築島盛土撤去

鋼矢板引抜き

仮桟橋撤去

(30)

右岸側

左岸側

施工時の状況

• 困ったこと

掘削沈下時，２ｍの転石

上部工との工程調整（クリック）

掘削沈下毎の位置確認

• 良かったこと

躯体にクラックが入らなかった。

川の増水が無かった。

(31)

11月27日

開通

Ｐ１橋脚の基礎設計

• 直接基礎（鋼矢板による締切施工）

• 直接基礎（ニューマチックケーソン施工）

• 場所打ち杭基礎

• ニューマチックケーソン基礎

施工性および経済性で「ニューマチックケーソン基礎」が優位である。

nyumachikukesonkiso_01.xdw

ニューマチックケーソン

基礎工法について

（国道

267号 宮都大橋）

北薩地域振興局建設部

資料を協力いただいた方

渡利建設㈱ 監理技術者 下久保さん

現場代理人 石神さん

オリエンタル白石㈱鹿児島営業所 児島さん

北薩地域振興局甑島支所 安田技術主査

橋梁基礎

シールド立坑

鉄道基礎

－ 様々な地下構造物への適用 －

下水ポンプ場

地下調整池

道路トンネル

エッフェル塔

エッフェル塔

ブルックリン橋

ブルックリン橋

ニューマチックケーソン工法の歴史（世界）

ニューマチックケーソン工法の歴史（世界）

１８４１年 フランスで開発

パリのエッフェル塔やニューヨークのブルックリン

橋など、欧米で

橋梁基礎

や

建築物の基礎

として、

数多く

採用。

永代橋

永代橋

ニューマチックケーソン工法の歴史（日本）

ニューマチックケーソン工法の歴史（日本）

関東大震災（１９２３年）により倒壊した隅田川の

永代橋等

の復旧工事に採用

コップ

押し込む

圧縮空気

Ww

F

F

（ケーソン沈下関係）

Wc ： 躯体自重

沈下力

W ＝ Wc + Ww

Ww ： 水荷重

沈下抵抗力 Wr＝ U + F + Q

U ： 揚圧力

F ： 周面摩擦力

W ＞ Wr → ケーソンは沈下する

Q ： 刃口反力

Wc

Wc

構築

水圧

圧縮空気

地下水圧

Ｐｗ＝Ｐａ

圧縮空気

Ｐａ

U

Q

Q

Ｐｗ

艤装設備

排土設備

送気設備

予備設備

掘削設備

地上遠隔操作室

救急・安全設備

掘削設備

掘削設備

送気設備

送気設備

_{267号宮都大橋）}

渡利建設㈱監理技術者下久保さん

現場代理人石神さん

オリエンタル白石㈱鹿児島営業所児島さん

北薩地域振興局甑島支所安田技術主査

－様々な地下構造物への適用－

_{ブルックリン橋}

_{ブルックリン橋}

１８４１年フランスで開発

_圧縮空気

Wc ：躯体自重

Ww ：水荷重

U ：揚圧力

F ：周面摩擦力

Q ：刃口反力

_{ABｷｬﾘｱ}

⑥橋脚構築完成

③掘削・沈下構築

⑥橋脚構築完成

_0.1m3）

掘削技術の変遷（

本格的な機械化施工の開始）