JP4607485B2 - 拡径ケーソン基礎構造および既設ケーソン基礎の耐震補強構造 - Google Patents

Description

本発明は、建設分野におけるケーソン基礎および地盤改良ならびに両者の組み合わせに関するものである。

基礎として利用されるケーソンについて、近年、構造物の耐震基準が向上し、道路橋示方書が改訂された。この新道路橋示方書（例えば、非特許文献１参照）によれば、旧来の設計示方書に比べ地震時の設計荷重は大幅に増大した。

この結果、新設するケーソン基礎の場合、旧来の設計に比し、躯体寸法は大きくなり、掘削土量が増大し、工費の面での大幅な増は避けられない状況となった。

また、既設ケーソン基礎については、旧来の設計示方書により設計されたケーソン基礎に新道路橋示方書の地震荷重を適用すると、いずれも耐力不足となり、耐震補強が必要となった。

新設ケーソン基礎においては、旧来の設計示方書により設計されたケーソン基礎を示す図２４（ａ）に対して、新道路橋示方書に従い、図２４（ｂ）に示すように構造物１１の横断面積をより大きくするか、あるいは、図２４（ｃ）に示すように、構造物１１の沈設深さを増大する設計を行う。

既設ケーソン基礎の補強方法としては、図２５に示すように、既設ケーソン１１の近傍に別途に基礎杭１５を増設し、この増し杭１５と既設ケーソン１１の基礎とをコンクリート１４で連結させて両者を一体化させることにより、既設ケーソン基礎の荷重負担を軽減し、既設ケーソン基礎と増し杭の両者で新道路橋示方書の地震荷重に耐える工法の実施例がある。

一方、ケーソン工事に地盤改良工法を併用する手法はある（例えば、特許文献１〜４参照）が、これらはケーソン沈設の施工精度を高めるものなどケーソン工事を施工する上での補助工法としての位置付けを脱しておらず、ケーソンと一体として基礎の耐力向上に積極的に活用する方法は開示されていない。
特開平０５−００９９４０号公報 特開平１０−３０６４３９号公報 特開２０００−０８７３６１号公報 特開２００１−３４２６３７号公報 道路橋示方書・同解説、平成１４年３月、社団法人日本道路協会

従来、新設ケーソン基礎においては、新道路橋示方書に拠った設計を行うが、前述したように、工費の大幅な増を伴う。この工費増をなんらかの方法で減少させることが課題としてある。

既設のケーソン基礎においては、既設のケーソン基礎を補強する手段は現実的に少ない。近年盛んに行われている構造物外周を鋼鈑で巻き立てる方法、強化繊維などを接着する方法、ＰＣケーブルなどでプレストレスを付与する方法などは、対象物件がケーソンという地中に存在する構造物であり、かつ大型のものが殆どであることなどから、実施工においては事実上不可能である。

さらに、構造物自体のコンクリート性状を改質する方法や、配筋量を増加させるために構造物を縦貫削孔し、鉄筋を挿入する方法などは、供用状態にある構造物に補修期間中であっても設計性能を下回る状態を長期に亘り発生させることが問題となること、既設構造物に配筋などを行う断面的余裕がない場合が多いことなどから、現実的でない。

このような状況であるので、既設ケーソン基礎の補強方法としては、図２５に示す従来例で述べたように、既設ケーソン１１の近傍に別途に基礎杭１５を増設し、この増し杭１５と既設ケーソン１１とを連結させ、両者を一体化させることによる耐震性の向上を図る工法が実施されている。

しかしながら、この補強方法では工費・工期の両面で負担が大きくなる可能性が大であり、さらに、基礎の設置状況如何では施工することが不可能な物件もある。したがって、安価に安定的材料にてケーソン基礎を補強することを可能とする手法を見出すことが課題となっている。

このような背景の中で、ケーソン自体の周囲に地盤改良を施すことにより、ケーソンの見掛けの径を大きくする拡径ケーソン工法を発明した。この発明により、新設するケーソン基礎においても既設ケーソン基礎においても、現行の道路橋示方書を満足し施工性に優れた経済的な拡径ケーソン基礎構造および既設ケーソン基礎の耐震補強構造を提供することを目的とする。

請求項１の発明は、新設ケーソン基礎において、ケーソン自体の周囲地盤にケーソンと一定の間隔を隔てて該ケーソンを囲むように地中壁を設け、ケーソンと地中壁とで包囲される地盤全体について地盤改良工法により改良体を造成し、地中壁および改良体ならびにケーソン基礎とを固着させて一体化させることで、ケーソンの径を小径のままに保ち、ケーソンと地中壁および改良体全体でケーソン基礎の拡径効果を発生させる拡径ケーソンとし、新設ケーソンの工事費を抑えることを特徴とする。

請求項２の発明は、新設ケーソン基礎において、ケーソン自体の周囲地盤にケーソンと一定の間隔を隔ててケーソンを囲むように地中壁を設け、ケーソンと地中壁とで包囲される地盤全体について地盤改良工法により改良体を造成し、地中壁および改良体ならびにケーソン基礎とを固着させ、さらに地中壁の頭部とケーソンの頭部とをコンクリート部材により連結させることで一体性をより強化させ、ケーソン基礎の拡径効果を確実に発生させた拡径ケーソンとする。このケーソン本体の径は小径のまま保ち、新設ケーソンの工事費を抑えることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１の発明を既設のケーソン基礎の耐震補強構造に適用するもので、既設ケーソン基礎の周囲地盤にケーソンと一定の間隔を隔ててケーソンを囲むように地中壁を設け、ケーソンと地中壁とで包囲される地盤全体について地盤改良工法により改良体を造成し、地中壁および改良体ならびにケーソン基礎とを固着させ一体化させることで、既設のケーソン基礎の拡径効果を発生させることにより既設ケーソン基礎の耐震補強をすることを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項２の発明を既設のケーソン基礎の耐震補強構造に適用するもので、既設ケーソン基礎の周囲地盤にケーソンと一定の間隔を隔ててケーソンを囲むように地中壁を設け、ケーソンと地中壁とで包囲される地盤全体について地盤改良工法により改良体を造成し、地中壁および改良体ならびにケーソン基礎とを固着させ一体化させ、さらに地中壁頂部とケーソンとをコンクリート部材により連結させることで、ケーソン基礎の拡径効果をより確実に発生させることにより既設ケーソン基礎の耐震補強をすることを特徴とする。

本発明によれば、一般的によく利用される噴射攪拌工法により地盤改良を行うことで、新設のケーソン基礎に対してはケーソン単独で設計したケーソン自体の寸法の小径化を図り、結果として、経済的設計を可能とする。既設のケーソン基礎に対しては旧来設計と新設計基準との差分について地盤改良により充分な補強をすることを可能とし、ケーソン基礎の供用を妨げず安価に地中構造物の強度増大をなす効果を奏する。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

本発明の実施形態は、地盤改良等によりケーソンの拡径効果を狙うのもであり、このことは新設ケーソンの場合も既設ケーソンの場合も同様である。すなわち、先ずケーソン自体があって、後から周囲の地盤改良等を実施することについては、新設ケーソンも既設ケーソンも同一で、実施の形態は変わらない。したがって、以降の実施形態の説明は新設ケーソンと既設ケーソンとを分けずに行う。以下、実施形態について図面をもとに詳細に説明する。尚、以下の説明では、新設のケーソン自体と既設のケーソン基礎とを総称してケーソン本体と記す。

図１は、本発明の第１実施形態の構造物を示す断面図、図１（ｂ）は図１（ａ）中Ｘ−Ｘ線に沿う断面図、図２は上記第１実施形態の地盤改良用高圧噴射攪拌状態を示す断面図である。

上記第１実施形態は、図１（ａ），（ｂ）に示すように、ケーソン本体１１の横断面が円形であり、このケーソン本体１１は、先端１１ｂが支持層（所定位置）８まで打ち込まれ、頭部１１ａにおいて橋脚（構造物）１０を支持する。このケーソン本体１１の周囲の地盤７中には、円筒状の鋼矢板壁（地中壁）１２ａを後述する所定の深度まで打ち込む。次いで、ケーソン本体１１と鋼矢板壁１２の間を、高圧噴射攪拌等により地盤改良を行い、固化層１３を設け、ケーソン本体１１と鋼矢板壁１２ａおよび固化層１３を一体化し、全体を拡径ケーソン１６とする。

上記第１実施形態において、ケーソン本体１１と鋼矢板壁１２ａの間隔ｒ’および鋼矢板壁１２ａの打ち込み深さｄは、ケーソン本体の直径を２ｒ、深さをｈとした時、図３に示すように、深さｄまでは直径２（ｒ＋ｒ’）と 、深さｄからｈまでは直径２ｒと、見做したケーソンであるとし、現行の道路橋示方書に拠って安定計算を行い、間隔ｒ’および打ち込み深さｄの寸法をきめる。

上記第１実施形態において、該ケーソン本体１１を拡径する場合に、まず、図２に示すように、ケーソン本体１１の周囲に前述したｒ’の間隔で深さｄの鋼矢板を同心状に打設する。次いで、ケーソン本体１１と打設した鋼矢板壁１２ａの間を薬液注入機２０により所定の薬液または固化材を注入または攪拌混合して固化させる。

この際、第１実施形態の地盤改良体において、図４に示すように、拡径ケーソン１６に地震時に発生する最大地盤反力に対し地盤改良体が圧縮破壊しない必要な地盤改良強度を保持することを確認し、第１実施形態の拡径ケーソン１６が完成する。

新設ケーソン基礎及び既設ケーソンに対しては、特に、次ぎのような場合に有利な設計が出来る。図５に示す例のように、（ａ）良好な支持層８が比較的浅い位置にある場合、（ｂ）支持層８の下部に硬岩層９が存在し、支持層８の上部にて支持したい場合に、前記第１実施形態の図５（ｃ）に示す本拡径ケーソン１６を造成すれば、耐震補強に優れた地盤改良を簡単にかつ低コストで行うことができる。

図６は本発明の第２実施形態の地盤改良体およびコンクリート打設状態を示す断面図、図６（ｂ）は図６（ａ）中Ｘ−Ｘ線に沿う断面図、図６（ｃ）は図６（ａ）中Ｙ−Ｙ線に沿う断面図、図７は上記第２実施形態の地盤改良用高圧噴射攪拌状態を示す断面図、図８は上記第２実施形態の地盤の掘削状態を示す断面図、図９は上記第２実施形態のケーソン本体と円筒状の鋼矢板壁とを繋ぐコンクリートの断面図である。

上記第２実施形態は 図６（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、ケーソン本体１１の横断面が円形であり、ケーソン本体１１は、先端１１ｂが支持層（所定位置）８まで打ち込まれ、頭部１１ａにおいて橋脚（構造物）１０を支持する。このケーソン本体１１の周囲の地盤７中には、円筒状の鋼矢板壁（地中壁）１２ａを所定の深度まで打ち込む。次いで、ケーソン本体１１と鋼矢板壁１２ａの間を、高圧噴射攪拌等により地盤改良を行い、固化層１３を設け、ケーソン本体１１と鋼矢板壁１２ａおよび固化層１３を一体化する。さらに、この固化層１３の上部において、ケーソン本体１１と鋼矢板壁１２ａとを接続するコンクリート１４を打設し両者を一体化し、全体を拡径ケーソン１６とする。

上記第２実施形態において、ケーソン本体１１を拡径する場合に、まず、図７に示すように、ケーソン本体１１の周囲に前記第１実施形態で述べたｒ’の間隔で深さｄの鋼矢板壁１２ａを同心状に打設する。次いで、ケーソン本体１１と打設した鋼矢板壁１２ａの間を薬液注入機２０により所定の薬液または固化材を注入または攪拌混合して固化させる。

次ぎに、ケーソン本体１１と鋼矢板壁１２ａとを接続するコンクリート１４を打設するために、図８に示すように、地盤を掘削する。打設するコンクリート１４は、図１０に示すように、ケーソン本体１１の頭部１１ａの断面に鉄筋Ｔを定着させ、円筒状の鋼矢板壁１２ａの頭部に定着用の鉄筋Ｔ等を溶接等で取り付け、この両方の間に鉄筋Ｔを配置し、この部分にコンクリート１４を充填し、ケーソン本体１１と拡径部分との一体性をより強固な構造とする。

コンクリート１４を打設することの目的は、ケーソン本体１１と鋼矢板壁１２ａおよび両者の間の改良体強度と一体性の向上である。前記第１実施形態で述べた改良体の強度をより強固なものとし、拡径ケーソン１６の横抵抗の信頼性を向上させる。

この主旨から、地盤７の性状から薬液注入の効果が期待どおりに発揮できないと判断される場合や、地盤改良より高強度の改良が必要である場合にはコンクリート１４の打設範囲をより深くし、地盤７と置換えることがある。

上記第２実施形態における、該ケーソン本体１１と鋼矢板壁１２ａの間隔ｒ’および鋼矢板壁１２ａの打ち込み深さｄの算定方法は、前記第１実施形態に示す方法と同様である。

図１１は本発明の第３実施形態の拡径状態を示す断面図、図１１（ｂ）は図１１（ａ）中Ｘ−Ｘ線に沿う断面図である。

上記第３実施形態は、ケーソン本体１１の横断面が円形以外にも適用できることを示す。

図１１はケーソン本体１１の横断面が矩形（正方形または長方形）の場合の図である。

上記第３実施形態において、ケーソン本体１１と横断面が鋼矢板壁（地中壁）１２ａの間隔ｂ’および鋼矢板壁１２ａの打ち込み深さｄは、図１２に示すように、ケーソン本体１１の辺長をｂ、深さをｈとした時、深さｄまでは辺長ｂ＋２ｂ’と、深さｄからｈまでは辺長ｂと、見做したケーソンであるとし、現行の道路橋示方書に拠って安定計算を行い、間隔ｂ’および打ち込み深さｄの寸法をきめる。

上記第３実施形態は、横断面が矩形であることを除き、第１実施形態と同じで、同様の効果のある拡径ケーソン１６とすることができる。 図１１（ａ），（ｂ）に示すように、ケーソン本体１１は、先端１１ｂが支持層（所定位置）８まで打ち込まれ、頭部１１ａにおいて橋脚（構造物）１０を支持する。このケーソン本体１１は矩形であることから、ケーソン本体を拡径する場合に、まず、図１２に示すように、ケーソン本体１１の周囲の地盤７中に前述したｂ’の間隔で深さｄの鋼矢板壁１２ａを同心状に打設する。次いで、ケーソン本体１１と打設した鋼矢板壁１２ａの間を薬液注入機２０により所定の薬液または固化材を注入または攪拌混合して固化させる。以上の過程は第１実施形態と同一であるので、図面上での詳細な説明は省略する。

図１３は本発明の第４実施形態のコンクリート増設状態を示す断面図、図１３（ｂ）は図１３（ａ）中Ｘ−Ｘ線に沿う断面図、図１３（ｃ）は図１３（ａ）中Ｙ−Ｙ線に沿う断面図である。

上記第４実施形態は、ケーソン本体１１の横断面が、円形以外にも適用できることを示す。図１３は横断面が矩形（正方形または長方形）の場合の図である。

上記第４実施形態は、横断面が矩形であることを除き、第２実施形態と同じで、同様の効果のある拡径ケーソン１６とすることができる。

図１３（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、ケーソン本体１１は、先端１１ｂが支持層（所定位置）８まで打ち込まれ、頭部１１ａにおいて橋脚（構造物）１０を支持する。このケーソン本体１１は矩形であることから、ケーソン本体１１を拡径する場合に、まず、図１２に示すように、ケーソン本体１１の周囲の地盤７中に前記第３実施形態で述べたｂ’の間隔で深さｄの鋼矢板壁（地中壁）１２ａを同心状に打設する。次いで、ケーソン本体１１と打設した鋼矢板壁１２ａの間を薬液注入機２０により所定の薬液または固化材を注入または攪拌混合して固化層１３を設けケーソン本体１１と鋼矢板壁１２ａおよび固化層１３を一体化する。さらに、この固化層１３の上部において、ケーソン本体１１と鋼矢板壁１２ａとを接続するコンクリート１４を打設して両者を一体化し、全体を拡径ケーソン１６とする。以上の過程は第２実施形態と同一であるので、図面上での詳細な説明は省略する。

ケーソン本体１１と鋼矢板壁１２ａとを接続するコンクリート１４は、図１０に示すように、ケーソン本体１１の頭部１１ａの側面に鉄筋Ｔを定着させ、円筒状の鋼矢板壁１２ａの頭部に定着用の鉄筋Ｔ等を溶接等で取り付け、この両方の間に鉄筋Ｔを配置し、この部分にコンクリート１４を充填し、ケーソン本体１１と拡径部分との一体性をより強固な構造とする。

図１４は本発明の第５実施形態の拡径状態を示す断面図、図１４（ｂ）は図１４（ａ）中Ｘ−Ｘ線に沿う断面図、図１５は上記第５実施形態の地盤改良用高圧噴射攪拌状態を示す断面図である。

上記第５実施形態では、 図１４（ａ），（ｂ）に示すように、ケーソン本体１１の周囲の地盤７中に、円筒状の鋼矢板壁１２ａの代わりにソイルセメント壁（地中壁）１２ｂを環状に打設する。このケーソン本体１１とソイルセメント壁１２ｂの間を、図１５に示すように、高圧噴射攪拌等により地盤改良を行い、固化層１３を設け、ケーソン本体１１とソイルセメント壁１２ｂおよび固化層１３を一体化し、全体を拡径ケーソン１６とする。

この環状のソイルセメント壁１２ｂは柱列式地下連続壁造成工法等により形成する。ケーソン本体１１との間隔ｒ’や打ち込み深さｄは、前記第１実施形態に示す通り、ケーソン本体１１の直径を２ｒ、深さをｈとした時、図３に示すように、深さｄまでは直径２（ｒ＋ｒ’）と 、深さｄからｈまでは直径２ｒと、見做したケーソンであるとし、現行の道路橋示方書に拠って安定計算を行い、間隔ｒ’および打ち込み深さｄの寸法をきめる。

この第５実施形態の拡径ケーソンは、前記第１実施形態と同様の効果を奏する。特に、この第５実施形態では、鋼矢板壁１２ａの代わりにソイルセメント壁１２ｂで地中壁を形成するので、地盤条件やケーソン本体１１の状況により作業現場に最適な拡径ケーソン１６をより低コストで施工することができる。

尚、この第５実施形態では、柱列式地下連続壁としてソイルセメント壁を用いたが、場所打ち杭壁や既成杭壁等を用いて環状の地中壁を形成しても良い。

図１６は本発明の第６実施形態の拡径ケーソンを示す断面図、図１６（ｂ）は図１６（ａ）中Ｘ−Ｘ線に沿う断面図、図１６（ｃ）は図１６（ａ）中Ｙ−Ｙ線に沿う断面図、図１７は上記第６実施形態の地盤改良用高圧噴射攪拌状態を示す断面図、図１８は上記第６実施形態の地盤の掘削状態を示す断面図、図１９は上記第６実施形態のケーソン本体と円筒状のソイルセメント壁とを繋ぐコンクリートの断面図である。

第６実施形態のソイルセメント壁（地中壁）１２ｂの形状等は、第５実施形態と同一であるので、ソイルセメント壁１２ｂについては、同一構成部分に同一符号を付して詳細な説明は省略する。ソイルセメント壁１２ｂが施工されたら、ケーソン本体１１との間を高圧噴射攪拌等で地盤改良する。地盤改良の範囲は、図１８に示すように、後にコンクリート１４を打設する部分を残しておく。

次ぎに、ケーソン本体１１とソイルセメント壁１２ｂとを接続するコンクリート１４を打設するために、図１８に示すように、地盤を掘削する。打設するコンクリート１４は、図２０に示すように、ケーソン本体１１の頭部１１ａおよびソイルセメント壁１２ｂの頭部の断面に鉄筋Ｔを定着させ、両方の間に鉄筋Ｔを配置し、この部分にコンクリート１４を充填し、図１９に示す構造とし、ケーソン本体１１と拡径部分との一体性をより強固な構造とする。

上記第６実施形態の拡径ケーソン１６は、前記第２実施形態と同様の効果を奏する。特に、この第６実施形態では、鋼矢板壁１２ａの代わりにソイルセメント壁１２ｂで地中壁を形成するので、地盤条件やケーソン本体１１の状況により作業現場に最適な拡径ケーソン１６をより低コストで施工することができる。

図２１は、本発明の第７実施形態の拡径状態を示す断面図、図２１（ｂ）は図２１（ａ）中Ｘ−Ｘ線に沿う断面図である。

上記第７実施形態は、第５実施形態におけるケーソン本体１１の横断面が、円形以外にも適用できることを示す。図２１に示すように、横断面が矩形（正方形または長方形）のケーソン本体１１の周囲の地盤７中に、図１２に示すように、前記第３実施形態で述べたｂ’の間隔で深さｄのソイルセメント（地中壁）壁１２ｂを同心状に打設する。このケーソン本体１１とソイルセメント壁１２ｂの間を、高圧噴射攪拌等により地盤改良を行い、固化層１３を設け、ケーソン本体１１とソイルセメント壁１２ｂおよび固化層１３を一体化し、全体を拡径ケーソン１６とする。

上記第７実施形態の拡径ケーソン１６は、前記第３実施形態と同様の効果を奏する。特に、この第７実施形態では、鋼矢板壁１２ａの代わりにソイルセメント壁１２ｂで地中壁を形成するので、地盤条件やケーソン本体１１の状況により作業現場に最適な拡径ケーソン１６をより低コストで施工することができる。

尚、この第７実施形態では、柱列式地下連続壁としてソイルセメント壁を用いたが、場所打ち杭壁や既成杭壁等を用いて環状の地中壁を形成しても良い。

上記第７実施形態におけるケーソン本体１１とソイルセメント壁１２ｂの間隔ｂ’およびソイルセメント壁１２ｂの打ち込み深さｄは、前記第３実施形態での説明と同様であるが、図１２において、ケーソン本体１１の辺長をｂ、深さをｈとした時、深さｄまでの辺長ｂ＋２ｂ’、深さｄからｈまでは辺長ｂと見做したケーソンであるとし、現行の道路橋示方書に拠って安定計算を行い、間隔ｂ’および打ち込み深さｄの寸法をきめる。

図２２は本発明の第８実施形態の拡径状態を示す断面図であり、図２２（ｂ）は図２２（ａ）中Ｘ−Ｘ線に沿う断面図、図２２（ｃ）は図２２（ａ）中Ｙ−Ｙ線に沿う断面図である。

上記第８実施形態は、第６実施形態におけるケーソン本体１１の横断面が、円形以外にも適用できることを示す。図２２に示すように、横断面が矩形（正方形または長方形）のケーソン本体１１の周囲の地盤７中に、図１２に示すように、前記第３実施形態で述べたｂ’の間隔で深さｄのソイルセメント壁（地中壁）１２ｂを同心状に打設する。このケーソン本体１１とソイルセメント壁１２ｂの間を、図１９に示すように、高圧噴射攪拌等により地盤改良を行い、固化層１３を設け、ケーソン本体１１とソイルセメント壁１２ｂおよび固化層１３を一体化する。

次ぎに、ケーソン本体１１とソイルセメント壁１２ｂとを接続するコンクリート１４を打設するため、地盤を掘削する。打設するコンクリート１４は、図２０に示すように、ケーソン本体１１の頭部１１ａおよびソイルセメント壁１２ｂ頭部の側面に鉄筋Ｔを定着させ、この両方の間に鉄筋Ｔを配置し、この部分にコンクリート１４を充填し、ケーソン本体１１と拡径部分との一体性をより強固な構造とし、全体を拡径ケーソン１６とする。

上記第８実施形態のソイルセメント壁１２ｂの形状等は第７実施形態と同一であるので、同一構成部分についての図面による詳細な説明は省略するが、ケーソン本体１１とソイルセメント壁１２ｂとを接続するコンクリート１４を打設するため、地盤改良および地盤掘削の範囲は、図１７，図１８に示すように後のコンクリート打設に必要な部分を残して施工する。

この第８実施形態の拡径ケーソンは、前記第４実施形態と同様の効果を奏する。特に、この第８実施形態では、鋼矢板壁１２ａの代わりにソイルセメント壁１２ｂで地中壁を形成するので、地盤条件やケーソン本体１１の状況により作業現場に最適な拡径ケーソン１６をより低コストで施工することができる。尚、この第８実施形態では、柱列式地下連続壁としてソイルセメント壁を用いたが、場所打ち杭壁や既成杭壁等を用いて環状の地中壁を形成しても良い。

尚、前記各実施形態によれば、地盤改良を伴うケーソン基礎の拡径方法および既設ケーソン基礎の耐震補強構造として、地上の地中橋脚について説明したが、前記各実施形態を河川横断部等の水中橋脚（水中既設基礎）に適用できることは勿論である。この場合、図２３（ａ），（ｂ）に示すように、鋼矢板壁１２ａの場合は、河底面以浅を切断・撤去する。また、地盤改良、コンクリート打設等の施工は、河底面以下となる。さらに、前記各実施形態によれば、断面円形或いは断面矩形のケーソンの基礎形状について説明したが、断面楕円形等、円形あるいは矩形以外の断面にも前記各実施形態が適用できることは勿論である。

（ａ）は本発明の第１実施形態による拡径ケーソン基礎の構造を示す断面図、（ｂ）は同（ａ）中Ｘ−Ｘ線に沿う断面図である。 上記第１実施形態の高圧噴射攪拌状態を示す断面図である。 円形断面ケーソンの場合の安定計算に用いる見做しケーソンの断面図の説明図である。 地盤改良体におけるせん断強度の照査の説明図である。 新設ケーソン基礎において、本発明が有利となる例であり、（ａ）は良好な支持層が比較的浅い位置にある場合の従来例を示し、（ｂ）は支持層の下部に硬岩層が存在し、支持層の上部にて支持したい場合の従来例を示し、（ｃ）は上記第１実施形態の拡径ケーソンの場合を示す説明図である。 （ａ）は本発明の上記第２実施形態による拡径ケーソン基礎の構造を示す断面図、（ｂ）は同（ａ）中Ｘ−Ｘ線に沿う断面図、（ｃ）は同（ａ）中Ｙ−Ｙ線に沿う断面図である。 上記第２実施形態の高圧噴射攪拌状態を示す断面図である。 上記第２実施形態の地盤の掘削状態を示す断面図である。 上記第２実施形態のコンクリート増設状態を示す断面図である。 ケーソンと鋼矢板壁の間に設けるコンクリートの繋ぎ材の詳細図である。 （ａ）は本発明の第３実施形態による拡径ケーソン基礎の構造を示す断面図、（ｂ）は同（ａ）中Ｘ−Ｘ線に沿う断面図である。 矩形断面ケーソンの場合の安定計算に用いる見做しケーソンの断面図の説明図である。 （ａ）は本発明の上記第４実施形態による拡径ケーソン基礎の構造を示す断面図、（ｂ）は同（ａ）中Ｘ−Ｘ線に沿う断面図、（ｃ）は同（ａ）中Ｙ−Ｙ線に沿う断面図である。 （ａ）は本発明の上記第５実施形態による拡径ケーソン基礎の構造を示す断面図、（ｂ）は同（ａ）中Ｘ−Ｘ線に沿う断面図である。 上記第５実施形態の高圧噴射攪拌状態を示す断面図である。 （ａ）は本発明の上記第６実施形態による拡径ケーソン基礎の構造を示す断面図、（ｂ）は同（ａ）中Ｘ−Ｘ線に沿う断面図、（ｃ）は同（ａ）中Ｙ−Ｙ線に沿う断面図である。 上記第６実施形態の高圧噴射攪拌状態を示す断面図である。 上記第６実施形態の地盤の掘削状態を示す断面図である。 上記第６実施形態のコンクリート増設状態を示す断面図である。 ケーソンとソイルセメント壁の間に設けるコンクリートの繋ぎ材の詳細図である。 （ａ）は本発明の上記第７実施形態による拡径ケーソン基礎の構造を示す断面図、（ｂ）は同（ａ）中Ｘ−Ｘ線に沿う断面図である。 （ａ）は本発明の上記第８実施形態による拡径ケーソン基礎の構造を示す断面図、（ｂ）は同（ａ）中Ｘ−Ｘ線に沿う断面図、（ｃ）は同（ａ）中Ｙ−Ｙ線に沿う断面図である。 （ａ）は本発明の第１実施形態の構造物を水中の構造物に適用した場合を示す断面図、（ｂ）は本発明の上記第２実施形態による構造物を水中の構造物に適用した場合を示す断面図である。 （ａ）は旧来の設計方法によるケーソン基礎の形状であり、（ｂ）は現行の道路橋示方書で設計する場合での支持層を変えない場合のケーソン基礎の形状、（ｃ）は躯体長を長くする場合のケーソン基礎の形状を模式的に示す説明図である。 従来の既設ケーソン基礎を増し杭工法により耐震補強する場合の構造を示す説明図である。

符号の説明

７ 地盤
８ 支持層
９ 硬岩層
１０ 橋脚躯体
１１ 新設ケーソンのケーソン自体または既設ケーソン躯体（ケーソン本体と総称）
１１ａ 新設ケーソンのケーソン自体または既設ケーソン躯体の下端部
１１ｂ 新設ケーソンのケーソン自体または既設ケーソン躯体の上端部
１２ａ 鋼矢板壁（地中壁）
１２ｂ ソイルセメント壁（地中壁）
１３ 高圧噴射攪拌による地盤改良層
１４ コンクリート部材
１６ 拡径ケーソン
２０ 薬液注入機

Claims (4)

1. 地盤改良を伴うケーソン基礎の拡径ケーソン基礎構造において、
   前記ケーソン基礎の周囲地盤に該ケーソンと一定の間隔を隔てて該ケーソンを囲むように環状の地中壁を設け、前記ケーソンと前記地中壁とで包囲される地盤全体について地盤改良により改良体を造成し、前記地中壁および前記改良体ならびに前記ケーソンとを固着させて一体化させ、
   前記ケーソンと前記地中壁の間隔をｒ’、前記地中壁の打ち込み深さをｄ、前記ケーソンの直径を２ｒ、前記ケーソンの深さをｈとした場合に、前記地中壁の打ち込み深さｄまでは直径２（ｒ＋ｒ’）と 、前記地中壁の打ち込み深さｄから前記ケーソンの深さｈまでは直径２ｒと、見做したケーソンであるとし、安定計算を行い、前記ケーソンと前記地中壁の間隔ｒ’および前記地中壁の打ち込み深さｄの寸法を決めたことを特徴とする拡径ケーソン基礎構造。
2. 請求項１記載の拡径ケーソン基礎構造であって、
   前記地中壁の頭部と前記ケーソンの頭部とをコンクリートにより連結するようにしたことを特徴とする拡径ケーソン基礎構造。
3. 既設ケーソン基礎の耐震補強構造において、
   前記既設ケーソン基礎の周囲地盤に該ケーソンと一定の間隔を隔てて該ケーソンを囲むように地中壁を設け、前記ケーソンと前記地中壁とで包囲される地盤全体について地盤改良により改良体を造成し、前記地中壁および前記改良体ならびに前記ケーソン基礎とを固着させて一体化させ、
   前記ケーソンと前記地中壁の間隔をｒ’、前記地中壁の打ち込み深さをｄ、前記ケーソンの直径を２ｒ、前記ケーソンの深さをｈとした場合に、前記地中壁の打ち込み深さｄまでは直径２（ｒ＋ｒ’）と 、前記地中壁の打ち込み深さｄから前記ケーソンの深さｈまでは直径２ｒと、見做したケーソンであるとし、安定計算を行い、前記ケーソンと前記地中壁の間隔ｒ’および前記地中壁の打ち込み深さｄの寸法を決めたことを特徴とする既設ケーソン基礎の耐震補強構造。
4. 請求項３記載の既設ケーソン基礎の耐震補強構造であって、
   前記地中壁の頭部と前記ケーソンの頭部とをコンクリートにより連結するようにしたことを特徴とする既設ケーソン基礎の耐震補強構造

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