ConstructionofOffshoreSteelPipeSheetPileWellFoundation 大型海上鋼管矢板井筒基礎の施工

西松建設技季長VoL22 U.D.C.624.157.2:624.87

大型海上鋼管矢板井筒基礎 の施工

Cons t r uc t i onofOf f s hor eSt e e lPi peShe e tPi l eWe l lFounda t i on

渡避 正就* 細見 宏幸*

MasanariWatanabe HiroyukiHosomi

要 約

大阪市発注 の夢

洲

〜舞洲連絡橋 は,大阪北港夢

洲

〜舞洲 間の北航路 を横 断す る世界初 の浮体 式旋 回可動橋 である.当工事 は,連絡橋舞洲側 の海上橋脚築造工事であ り,橋脚 の構造 は鋼管 矢板井筒基礎形式 となっている.当橋 脚 は

,

浮体橋 の旋 回軸 となるため井筒外形寸法 は,橋軸 方向30.156m,橋軸直角方 向44.6341Tl,鋼管矢板 は外径1.20m,長 さ64.20m,総本数188本 と海上 の井筒基礎 としては国内で も最大級の規模 となった.

本報 は,本鋼管矢板井筒の施工 における問題点 と施工実績 について報告す る.

目 次

§1.は じめに

§

2.

工事概要

§3.土質お よび施工環境

§4.施工順序

§5.計画時 における問題点,着眼貞

§6.問題点,着眼点 に対す る施策

§7.施工実績

§8.おわ りに Sl. は じめに

大阪市 は,大阪港 の取扱貨物量 の増大,船舶の大型化 に対応 し夢洲内に水深‑15.0mの コンテナ埠頭の建設 を平 成12年の供用 を目指 し進 めている.また,夢洲地 区 は21 世紀 を目指 した町づ くり 『テクノポー ト大阪』の中核地 区 として重要 な位置づ けが な されてお り,夢洲地区への 交通の円滑 な処理 と土地利用 の促進 を図るため,夢

洲‑

舞洲連絡橋 の早期完成 に強い期待が寄せ られている.

当工事 は,夢

洲

‑舞洲連絡橋 の一環 として,舞

洲

側護 岸前面の海上橋脚基礎 を仮締切併用 の鋼管矢板井筒工法 にて施工する工事 である.

当工事 の位置す る夢

洲

〜舞洲 間航路(北航路)は, 日当

*関西 (支)舞洲 (也)

り約200隻 の小型船舶が航行す る水深‑10.0mの航路 であ り,航路の常時確保 のため,ヤグラ式 の杭打船 は使用で きない. このため,大型の全旋回起重機船 による横方向 打設 を採用 した. また,当工事では鋼管矢板井筒の完全 閉合 を目的 とし,鋼管矢板の打設精度 を垂直方向1月000 以内,杭頭水平誤差40111m以内を目標 とした.

本報では,鋼管矢板井筒 の施工手順 を紹介 し,計画時 における問題点,施工時の改良お よび施工実績 について 報告す る.

図‑ 1 工事位置図

大型海上鋼管矢板井筒基礎の施工

§

2.

工 事概要 2‑ 1 工 事概 要名先期

事業

工企工

I･‑‑L

夢

‑舞洲連絡橋 (仮称 )架設工事‑3 大 阪市

平成8年12月17日‑平成10年3月18日

工事場所 :大 阪市此花 区北港緑 地1町 目地先 施 工 者 :

西

松 ･吉 田特定建設工事 共 同企業体 2‑ 2 工事 内容

磁気探査 地 質調査 床掘工 置換砂 導材工

il,700mL' 2ヶ所 46,000m³

35,900m3 263111 鋼 管矢板打 設

上杭申し2m L=36.2‑40.21m 188本 下杭 申し2m L=24.0‑28.0m 188本 障害物撤 去(捨 石)

コンクリートシンか‑製作据付 係 船柱 設置

図‑2

に井筒平面 図 を示す .

$3.

土質および施工環境 3‑ 1 土 質概 要

工事 施工 地点 は,安 治川 お よび新淀 川 の河 口域 にあ た り,海底 面 (DL‑10.0m)よ りDL‑38.0m付 近 まで は,塞 底 粘土層 とこれ を覆 う砂 貫層 か らなるN値0‑6の軟弱 な 沖積層 が分布 す る. そ の下位 のDL‑38.0m‑ DL̲44.0m には,通称 第‑

天

満層 と呼 ばれ るN値60‑120の砂 れ き, 細 砂層 が,DL‑44.0lTl‑ DL‑58.4mにはN値3‑8の粘 土層 が,DL‑58.4m以深 には通称 第二 天満層 と呼 ばれ るN値 60以上 の砂 質洪積層 が分布 す る.

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図1 2 井筒平面図

西松廷設技報 VoE.22

通常 大 阪港 にお け る重 安構造物 は第二天満層 を杭支持 層 と してお り,当工事 において も第二天満層 を支持層 と し,杭 先 端高 はDL‑61.0mとな ってい る.図

‑3

に井筒 中央 にお け る土 質柱状 図 を示す.

3‑ 2 施工環境 (1)航路 幅 の確保

北航路 は全幅430m,実 質船舶航行幅200mで , 日当 り の船 舶航行 量 は 日出 ‑ 日没 間 にお い てお よそ200隻 で あ る.当工事 は対 岸 の夢洲側 海上橋 脚 と施工 時期 が重 なる が ,航 路 巾 は常 時最 低200mを確 保 す る こ とが義 務 づ け られていた.

図‑4

に夢

洲

,舞洲海上橋 脚 同時施工 時 の 杭打 船配置 と航路 との関連 を示す .

TJTwトト砂株土砂

⁝川川川細砂粘細

土質 柱 状 図

【 N 値

M o2〔)304()5… m土3‑3適

】

I,Tj韓 ̲mii と豪 速地些迎 塑

Dl:28.40m .tJUm

二二二1江三32二呂̲mi⊂ Lll∴札 丁51ili

図‑3 土質柱状図

430,000

川川巾1 コ :川.Ll〔0二

｣ ヨ

･ l･ 一 ･ ● ･ :

1､

西松建設技報 VoL22

(2)気象 ･海象

本工 事 海域 は,例 年11月 中旬〜3月上旬 にか け ての各 期 間 にお い て,西風 が 強 くな り,風 速10m/Sを越 える 日 数が40日程 にの ぼる.

$4.

施工順序

4‑ 1 鋼管 矢板 打設 区域 の分 割

井筒 は既設舞

洲

C護 岸法線 に対 して傾 斜 してお り,諺 岸法線 と井筒 陸側外 壁 間の最小 距離 は約28mで あ る. こ のため,井筒 陸側 と護 岸 間 には杭 打船 を配置 す る空 間が な く,すべ ての鋼 管矢板 は海側 よ り打設 す る必 要が あ っ た.一方 ,北航路境 界線 と井筒海側外 壁 間の最小 距離 は 約61mで あ り,航路確 保 の ため に通常 のヤ グ ラ式杭打 船 は使 用 で きず ,大 型 全 旋 回杭 打 船 を井筒 海側 に配 置 し, 抗打船左 舷側 で の横 方 向打 設 を採 用 した.井筒 の施工 に おいて は,下杭 全 数 を先行打設 し井筒 を閉合 した後 上杭 を打 設す る事 が望 しいが,上杭打 設 時 の陸側外 壁部 まで の リーチが非常 に大 き くな り, 国内最 大級 の1700t吊仝 旋回杭打 設船 において も,リーチが不足 した.この ため, 鋼管 矢板 の打 設 は陸側 ,海側 に

2

分 割 し, 陸側 ,海側 の 服 に打 設 を行 った. ここで陸側 ,海側 ともに下杭 を閉合 後上杭 の打設 を行 った.

4‑ 2 施工順序

施工 フロー を図

‑5

に示す .

内 容 施工機械

1磁気探査 陸上よりセンサーで磁気調査 観測船 i

匝気物体調萄 潜水士での潜水探査 潜水士船

与

^{磁気探査機}

至確認探査 陸上よりセンサーで磁気調査 観測船

立

至 地

質

調査 l 支持層の確認 セップ台船

宣

^{ボーリングマシン}

E床 据

^{l 床板激渠船による グラブ波潮斜5mこl}

与

^{土運船1500m3積}

E置 換 砂 i バージアンローダ

与

^{ガット船姻9t級}

l陸側導枠設蘭導杭 H‑400×400 油圧スパット台船

ふ

^{導枠 H‑350×350 バイブロ‑ンマ 150kW}

陸側下杭打魂 垂直リーダー保持 全旋回杭打船1700t 与 パイルホルダ‑使用 バイブロハンマ150kW t溶 接 E 超音波探傷検叡 0% c^{o 2}半自動溶接

与 ヵラーチェック 全数

大型海上鋼管矢板井筒基礎の施工

陸側上杭打頭 垂直リーダー保持 全旋回杭打船1700t

与

パイルホルダー使用 油圧ハンマ IHCS‑280

至陸側導枠撤勾 スパット付クレーン台船

与

陸側導枠設頑 尊称‑400×400スパット付クレーン台船

本

^{尊穐十350×350 バイブロハンマ150kW}

…海側下杭勘瑚 垂直リーダー保持 全旋回杭摘,pL1700t

与

パイルホルダー使用 バイブロハンマ150kW

E

溶 接 l 超音波探傷検叡 0% 半自動溶接

与

^{ヵラーチェック 全数}

陸側上杭打魂 垂直リーダー保持 全旋回杭打船1700t

与

パイルホルダー使用 油圧ハンマIHCS‑280 細 則導枠撤勾 スパット付クレーン台船

バイブロハンマ150kW 図‑5 施工 フロー

$5. 計画時における問題点,着眼貞

当工事 の計 画 にあた って は,鋼管矢板井筒 の完全 閉合 をいか に問題 な くス ムーズ に行 うか を主眼 と して,打設 機械 ,打 設 方 法 ,仮 設備 等 の検 討 を行 った.解 決 ･改善 しよう と した問題 点 お よび,着 眼点 は以下 の とお りであ った.

(∋鋼管矢板 の打 込 み時応 力 の検 討 をス ミスの波動理論 に よる

杭

打 解析 プ ログ ラム を用 い て行 った. この結 果 , 杭 上端 お よび下端 において発生応力 が許容応力度 を上 回 り, ち ょうちん座屈 を起 こす危 険が あ った.

② 原計 画 の導枠 支持杭根 入れ長 は6.3mと短 く,構造 的 に 不安定 であり,鋼管矢板 の打込精度確保 に問題があった

③ 杭打 設 時の大 きな振動 に耐 え られ る,安全 な導枠足場 の確保 が必 要 であ った.

④ 鋼管矢板 下杭 の打 込精度 を最重 点課題 と し,管理 目標 を垂 直 方 向傾斜1月000以 内,杭 頭水 平誤 差40mm以 内 と した.

⑤ 下杭 ､上杭 の現場溶接 に関 して,

･溶接 時期 が冬期 となるため,強風 に よる溶接 品質へ の影響が懸念 され た.

･現場 溶接 を行 う下杭 上端部 ,上杭 下端部 での各鋼 管 矢板 の真 円度,継手取付位置の製管精度が懸念された

隻6. 問題点,着眼点に対する施策

(1)鋼管矢板 の局部座屈 の防止

ス ミスの波動理論 に よる解析 結果 を もとに,鋼 管矢板 上下端部 の発生応力が許容応力度 を上 回 る範囲 において, 鋼管矢板材質のSKY490への品質変更 を提案 し,採用 された

大型海上鋼管矢板井筒基礎の施工

(2)導枠 の検討

導枠 の構造 は,下杭 の打設方法,使用機械 によ り大 き く影響 を受 ける.当初,導枠 の検討 は下杭打設方法 を後 記(4)② に述べ る フライング方式 と して検討 した.

その結果 ,導枠支持杭 と してH400×400部材 を使用 し て も,杭頭変位 は約1001mmとな り,高 い施工精度 を確保 す ることは困雑 との結論 に逢 した. このため,導枠 間 を 補強材 で固定す ることに よる導材 の補強 を検討 した.

検 討 の結 果 ,導枠 支持杭 は杭 長23.5mのH400×400×

13×21部材 と し,導材 間 に図‑ 6に示す補強材 を設置す るこ とに した. これ によ り,導枠 の杭打設時の最大変位 量 は約501Tlmとなった.

(3)導枠足場

導枠上の足場 は,安全で,施工性 が 良 く,波 の影響 を 受 けに くい構造 とす る事が望 ま しい. また,下杭 ,上杭 打設時 には大 きな振動 が足場 に伝 わるため, これ に耐 え うる構造が必 要である. これ らを満足す る足場材 は,市 場 に流通 してお らず , この ため,足場材 は軽 量形鋼(リ

ップ溝形鋼)にエ キスバ ン ドメ タル を組合 わせ製作 した.

また,本足場材 は,後続工種 である継手洗浄工等 の鋼管

｣‑畑地艇L

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図‑6 導枠構造図

一｣鮎 を上屋̲場二

位

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｢讐登 生壁 吏亜麺

＼＼ヾ導 坑 図‑7 導枠足場平面図

西松建設技報 Vol.22

矢板上の足場 と して も再使用 出来 る構造 に した.構造 図 を図

‑7

に示す.

(4)下杭 の打込精度確保

① 基準杭 について

当工事 の井筒 は コー ナ ー部 に曲線 を有 す る矩形 で あ り,井筒 内部 に橋 軸 ･橋 軸直角 の2方 向 に各2列 の隔壁 が あ る. この ため,4方 向 に継手 を有 す る杭 が4ヶ所,3方 向 に継手 を有す る杭 が8ヶ所 とな ってい る.鋼 管矢板 は 片押 し打設 を続 ける と,継手 の摩擦抵抗 によ り前方へ倒 れ こむ傾 向があ るため,あ る程度 の距離 をおいて基準 と なる鋼管矢板(基準杭 と記 す)を先行打設 し, この 間 を両 側 よ り順次打設 ,閉合 させ る方法が一般 的であ る.当工 事 においては,上記3方 向,4方 向 に継手 を有す る杭 を基 準杭 と し,かつ,平面 的 に片押 し打 設が長 くなる4コー ナー付 近 に各1本 の基準杭 を設 けた. これ に よ り,鋼管 矢板 の下杭 閉合箇所 は24ヶ所 となった.

下杭 の設計長 は,36.2mお よび,37.2mである. この長 さにお け る杭 先端部 の土 質 はN値2‑3の粘性 土 であ り, 第一天満層上5.6m‑4.8mの地点である.基準杭 の杭長 は, 隣接杭打設時の安定性確保 お よび,使用バ イブロハ ンマ (cM2‑25000A･150kW)の能力上 限 よ り杭長40.2mに変更 し,第‑天満層上1.8mの

N

値3‑5付近で打止 めるこ とと した.基準杭 ･閉合杭 の平面位置図 を図‑8に示す.

② 打設方法

当初 ,下杭 の打設方法 は250t吊起重機船, 150kWバ イ ブ ロハ ンマの組 み合 わせ に よ り, フライング打設す る方 法 を基本 と し検 討 した. この結果 ,導枠 で は杭 の偏 芯, 傾 斜 , 回転 の防止 には不 十分 であ る との結論 に至 った.

再検討 の結果,鋼管矢板上端部 ,中間部 を固定で き,打 設時の杭 の偏芯,傾斜 ,回転 の防止 に最 も効果のあ る垂 直保持 リー ダー とリー ダー下部 のパ イルホル ダー を併用 す る方法 を採用 した. また,杭打船 には,上杭打設 と同 様1700t吊 り全旋 回杭打船 を使用す ることとした.

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∃ け 478J A4ヱ旦ート皿 ｣

霊

基 準杭 16本 一般杭 148本 閉合杭 24本

海側 区域

図‑ 8 基準杭 ･閉合杭平面位 置図

西松建設技報 VoL22

③杭 の回転防止

鋼管矢板 の回転防止策 としては,一般 に良 く用 い られ ている方法 と して継手部 を金物 で固定す る方法がある.

当現場 も写真‑ 1に示す様 な回転 防止金具 を使用 した.

しか し,回転防止金具のみでは杭 の回転 を止 めることは で きず,杭頭での回転防止方法 として,下杭打設時はバ イブロハ ンマ をリーダーに保持 させ,上杭 は杭頭部 に回 転防止板 を取 り付 け,油圧ハ ンマ下部 に固定す る杭径調 整パ イルキ ャップに鋼管矢板差込部 を設 け, これ を回転 防止板 に差込み回転 を防止 した.

(5)杭現場溶接 の品質確保

鋼管矢板 の打設 は冬期の強風時期 にかか り,現場溶接 の品質確保 のため,溶接箇所 を囲むメ ッシュ状 の風 よけ を設置す ることとした. また

,

溶接部(下杭杭頭 ･上杭下 端部)での真 円度 ,継手位 置 の精度 を時前 に正確 に測定 する方法 として写真‑ 2に示す アクリル製の真 円度定規

を作成 し,製品の事前精度確認 を行 った,

写真‑ 1 回転 防止 金具

写真‑ 2 真円度定規

璽塾 弓i

大型海上鋼管矢板井筒基礎 の施工

図‑9 係留設備 配置 図

$7.

施工実績 7‑ 1 下杭の打設 (1)杭打船係留設備

下杭打設では垂直保持 リーダー使用 にともない杭打船 の位置 固定が重要 となった.当工事 で使 用 した1700t吊 全旋 回杭打船 のア ンカー ウイ ンチ巻込み能力 は60tfであ り, これに耐 え,かつ,北航路の航路 を確保す るため海 上 に180tシンカー2基, また,陸上 に杭方式の70t係船柱2 基 を設置 した.係留設備配置図 を図

‑9

に示す.

(2)杭打船位置決め

杭打船の位置決めに光波 自動追尾装置 を使用 した.本 システムは,杭打船のパ ソコンに杭打船位置が リアルタ イムで示 され,あ らか じめパ ソコンに入力 した各杭 ごと の杭打船予定位置 との関係 をパ ソコンで確認 しなが ら, 操船誘導す る ものである.

(3)鋼管矢板の吊込み

鋼管矢板 の吊込み用金具 は上部 に2ヶ所 ,下部 に1ヶ所 取付 けた.上部の吊込み金具の取付 け位置 は,設定杭打 船位置 よ り,2本 の吊込 み ワイヤーで杭 を吊込 んだ時 に 継手位置が所定の方向 となるよう定めた.吊込みは,玩 打船 の リー ダーか ら上部 の2点 を杭打船 の補助 ク レー ン (200t吊)によ り下部の1点 を吊上 げ, リーダーワイヤーの 巻上げによ りバ イブロハ ンマに装着 した.

鋼管矢板 のバ イブロハ ンマへの装着 には,当初時間を 要 したが,後記す るバ イブロハ ンマチ ャック部へ の定規 金具先端 を台形状 に したことによ り装着時間を短縮す る

ことが出来た.

(4)鋼管矢板 の位置決め

鋼管矢板の位置決めには,杭打船の位置 同様, リーダ ーの張出 し距離 をあ らか じめプログラムに組み込 むこと によ り, リー ダーは 自動 的 に予定杭打位置 に導 かれる.

大型港上鋼管矢板井筒基礎の施工

打 設予 定位 置 に導 か れ た杭 は

,

陸上 の3台 の トラ ンシ ッ トに よる位 置確 認 の後 ,海底 に建込 んだ. 当工事 におい て は,下杭打 設 を リー ダー保持方式 と したため,杭打 船 ク レー ンの旋 回軸 が常 に各杭 の橋 軸方 向 と同一線 上 にな る ように操 船 す る必 要が あ った. これ に よ り,鋼 管矢板 の回転 をお さえる こ とが 出来 た反面 ,杭打船 上 の定規 に あ わせ た継手方 向の微 調整 を行 う必 要が生 じた.写真 ‑

3に継手方 向調整作業 の状況 を示 す.

(5)鋼管矢板 の偏 芯

下杭打込 み 当初 にお いて,杭打 船 リー ダー とリー ダー 装着杭 の鉛 直性 が微妙 に違 うケースが , また,打 込 み後 の杭 頭 の変形 が生 じるケー スが 見 られ た.調査 の結 果 , バ イブ ロハ ンマ の ダブルチ ャ ックが杭 の真 芯 にセ ッ トさ れてい ない こ とが わか った. この ため,バ イブ ロハ ンマ

写真‑ 3 継手方向調整作業状況

写真‑4 鋼管装着金具

西松遅設技報 Vol.22

チ ャ ック部 にチ ャ ック装着 が杭頭 の真芯 になる よ うな金 具 を取 付 け対 応 した (写真‑ 4参照). この結 果 ,杭 頭 の変形 は まった く見 られ な くな り, また, 吊込 み時 の リ ー ダー との鉛 直性 の誤差 もな くなった.

(6)打 設

陸側 下杭打 設時 において,打込 み精度 が管理 目標値 を 下 廻 っ た た め打 直 しを行 っ た杭 は4本 で あ った. また, 閉合杭3ヶ所 にお い て打 込 み 困難 とな り, 隣接杭 を引抜 き再打 設 を行 った. この3ヶ所 の 閉合杭 打 設 前 の両 隣接 杭 は,傾斜 ,継手位 置 ,水平誤差 のいず れ におい て も良 好 な結 果 で あ り,打 込 み 困難 の原 因は明確 で ないが その 状況 ,対応処置 お よび考 え らjtる原 因 を表‑ 1に示す.

海側 区域 の下杭打 設時 において は､継手 の連結 を よ り 正確 に行 うこ とを日的 と し,先行打設杭 の継 手方 向 に合 わせ ,継手方 向の微 調整 を実施 した. これ に よ り, 閉合 杭 で打 込 み困難 とな り隣接杭 を引抜 き再打 設 を行 った

箇

所 は1ヶ所 であ った.

T杭 の打設実績 を表‑2に打設精度 を表‑3に示す . 表‑ 1 打込困難の状況および対応処置

櫛 o 状 況 対応処置 原因考えられる

0.37 レ20.5mで貫 0.37,35,34の順 壷側置換砂 不能, に引抜きNO.37,35,中の大径の 嬢手内で70nTn 4の順に再幻設後, レキが継手 の石を発見 閉合杭をNO.34とし 郡にあたつ

閉合完了. た.

ト

^.

^{∴ ‑} ‑ 二 十

NO.51 L‑3

1 .

0mで貫 閉塞変形している 同上 不能. 催事を所定の形状

嬢手に変形発

嬢宇内で70rrm に補修.

■.するNO.48を引

き再打設.

の石を発見, 口完了.0.51を再打設 ,閉

NO.70 L‑31.0mで貫 0

.

70,69の順に引 不明 不能. きNO.69,70の順

嬢手両側共先 で再打設.NO.70で

西松建設技報 VoL22

表‑ 2 下杭打設実績

プロ 施工期間 歴 日 実作業ツク 日数 稼働率% 施工 実作業本数 打設本日当り敬 所要1平均時間当り本 陸側 9′9‑10/10 32 28 87 88 3.14 1分02 海側 121/1/10‑3‑ 35 21 84 100 4.76 9分2

表‑3 下杭打設精度

ブロック 本数 偏芯(m) 傾斜

最大 平均 最大 平均

陸側 88 45 26 1.41/loo° 0.84/1000 海側 100 45 28 1.41/1000 0.71/1000 合計 188 45 27 1.41/1000 0.77/1000 7‑ 2 上杭 の打設

(1)現場溶接

当初 ,懸念 された溶接部 の製管精度 は,真 円定規で測 定 した結果,最大4mm以内の誤差 にお さまってお り,翠 前 に調整す る ことな く,溶接 時のせ り矢 に よる調整 のみ で対応 出来 た. また,当初冬期強風 時の風 による溶接 品 質へ の影響が懸念 されたが,実施工 において,杭打船が 常 に風上側 に配置 されるこ ととな り, このため,溶接箇 所での風速 は大幅 に減少す ることが わか った.杭打船上 の風速計 で10m/S近 い強風 下 にお いて,溶接 箇所 での風 速 はその1/2程度 とな り,溶接 を行 うことが出来 た.

(2)使用機械

上杭 の打設 には,リー ダーへ の全装備重量 よ り700t吊 級以上の仝旋 回杭打設船 を必要 と したが, この クラスの 船 は国内 に5隻 しか な く,当工事 で は1700t吊全旋 回杭打 船(第60青 田号)を使 用す るこ とと した.使用 ハ ンマ はエ ネルギー効率が よ く,油の飛散 による海洋汚染の防止 に 効果が あ るオ ラ ンダIHC社 製 のS‑280(最大工抽キナ‑280kJ) 油圧ハ ンマ を使用す る こととした.写真

‑5

にハ ンマの 写真 を示す.

本ハ ンマは打撃エ ネルギー等 を制御 盤 に よ り集 中管理 す ることがで き,ccvカメラ との併用 に よ り管理室内で 制御す るこ とが可能である. また,そのデー タはパ ソコ ンに記憶 され プ リン トアウ トす ることがで きる. この よ

大型海上鋼管矢板井筒基礎の施工

写真‑5 油圧ハ ンマ

うに打撃管理 に優 れたハ ンマである反面,構造上パ イル キ ャップは破損が多 く, と りわけ溶接部付 近‑亀裂が多 発 した.

(3)鋼管矢板 の位置決め建込み

上杭 打 設 時 の杭 打 船位 置 お よび鋼管 矢 板 の位 置 決 め は,下杭 同様 あ らか じめパ ソコンにデー タ入力す ること に よ り管理 した.建込み予定位置 に旋 回 された鋼管矢板 は陸上 の3台 の トラ ンシ ッ トに よ り杭位置 ,傾斜 ,継手 位 置 を確認 の後下杭上 に降 し,再度 トラ ンシ ッ トによ り 再 チ ェ ック後

,

溶接 を開始 す る.溶接2層 目まで上杭 は 杭打船 リー ダーに よる保持 を継続 し,その後 ,杭打船リ ー ダー をはず し溶接 を継続す る.一方,杭打船 は次 の杭 を継続 して建込 む こととした. このため,上杭 の建込み は1本 お きと し,先行杭打 設後 ,その中間 を建込 み打設

した.

連続建込み数 は,運搬 台船 の能力 よ り最大15本 と した.

(4)打設

陸側 区域 での打撃エ ネルギーは,全般 的 に打始 めの粘 土層 においては,100‑110kJに抑 え,1打撃 での沈下量 を控 えめ に して打込 み精度 を優先 した, また,第一天満 層 打 込 時 に は打 撃 エ ネ ル ギ ー を調 整 し, 沈 下 量 を 10mm/1打撃前後 と し,第‑天満層 後 は打 撃エ ネルギー を増 し, 1打撃 当 りの沈下量 を増 やす方法 とした.

陸側 区域で は､基本的 に杭長の長い杭 を先行打設 とし, 下杭 閉合杭 な ど杭長の短 い杭 は後打設 とした.この結果 , 一般杭 での打撃 回数 は,主 に継手部 の摩擦 によ り後行杭 で先行杭 をかな り上 回 り, また,閉合杭 において一般杭 を大 き く上 回 った.陸側 区域 での杭 の種類別 ,打撃 回数 を表

‑4

に示す.

大型海上鋼管矢板井筒基礎の施工

秦‑ 4 陸側 区域上杭 打撃回数比較表

杭打設順序 下杭での種別 本数 平均打撃回数 先行杭 一般杭 38 1801

基準杭 8 1958 後行杭 一般杭 32 2293 間合杭 10 3149

下杭 で 閉合杭打 設 に トラブ ルのあ った杭(NO.37)は, 上記打撃回数 において も許容値 を越 えた. この対応策 と

して①継手の洗浄②杭 の中堀 を実施す ることとし,継手

洗

浄完了後 に再打設 を行 った ところ,設計深度で許容誤 差内 とな り,打撃 を完了 した.以上の経緯 よ り,海側区 域の上杭打設 においては,下杭 での杭長の短い杭 を先行 打設す ることに改め長い杭 を後行打設 に変更 した. この 結果

,

海側上杭打設時での トラブルは特 になか った.上 杭 の打設実績 を表‑5に, また,上杭打設精度 を表‑6

に示す.

陸側上杭 の一部 につ いて,杭打 船 の配船予定 に よ り 800t吊油圧スパ ッ ト式杭打船 を使用 した.本杭打船の油 圧ハ ンマは, 1700t同様

I H

C社 製S‑280であ り基本的 に同 一の施工方法 にて打設 を行 ったが,パ イルキ ャップ形状 が大 き く異 なった. この間の打設 においては,低 い打撃 エ ネルギーでほぼ同一の打撃 回数 にて完了 した.その原 因は,明確ではないが,恐 らくパ イルキ ャップ形状 によ る打撃効率の差 と思 われる.今後,パ イルキャップ形状 については実績 をふ まえた検討が重要 と思 う.写真‑ 6 にこのパ イルキ ャップを,図‑ 10に両ハ ンマの平均 的 な打撃デー タ比較 を示す.

§ 8.

おわりに

当井筒の鋼管矢板打設結果 は,陸側 に比べ海側 におい て効率の良い,高品質の施工が出来た. これは,上記 し た ように陸側 での経験 を海側 に生 か した面 が あ る もの の,それ以上 に陸側 と海側の地質の差 による もの と思 わ jtる.当初 ,土質調査 においては明確 で はなか ったが, 現在実施 中の井筒内掘削 において,陸側 は既設護岸の置 換土が広 く分布 してお り人頭大の レキが多数含 まれてい ることを確認 した.

陸

側下杭打設時の問題 となった杭の 引抜 き観察結果 とあわせ, これ ら トラブルの多 くは レキ 質土の継手部へ の影響 と思われる.今後の類似す る工事 においては,事前 の地質調査 を充実 させ る必要がある.

また,本工事の ように,杭長の長い井筒 においては,千 杭 の打設精度がその まま上杭 にあ らわれ,下杭 にの精度 管理の重要性 を認識 した.当工事 は,平成11年12月末完 了 を目指 し,現在躯体工事 を施工 中である.

秦‑ 5

上杭

れ 設実績

西松建設技章6VoL.22

プ ロツク施工期間 歴日 実作業(日) 日数(日) 稼働率 施工本 実作業 日(%) 敬 (本)当り打設本数 陸側 10l/1l/321‑ 40 35 87 88 2.51

㈲ 則 l2/21l/7‑ 36 30 83 100 3.33

秦‑ 6 L杭打設瑞 度

フナックロ 敬本 偏 芯(n^vn) 傾 斜 高 さ(m ) 最大 辛均 最 大 平 均 最 大 平 均 陸 側 88 42 23 2.24/1000 1.01/1000 ‑13 6 海 側 100 45 32 1.41/1000 0.66/1000 14 2 合 計 188 45 28 2.24/1000 0.82/1000 14 4

宰 相 忘 罰 写真‑ 6 パ イルキャップ

打撃エネルギー (KJ)

SO IOO 150 200 250

T.r1.'1.⁚Jf∵(tHrTCl)纏Y鴎怒

∽ 1CO 12814O1831約 三回

1m当 りの打撃回数

̲3｡ ● 1m当りの打撃回数 い ンマA)

‑4 ‑ 1m当りの打撃回教 (ハンマB) 135 d 打撃エネルギーい ンマA)

‑ロー 打撃エネルギ‑(ハンマB)

図‑10 打撃デー ター比較表