ゼロから学ぶ土木施工管理

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ケーソン基礎とは?

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編集部

ニューマチックケーソンは、水中で掘る?空気で水を抜いて掘る?答えは圧縮空気で水を抜き、ドライに掘ります。水中で掘るのはオープンケーソンで、ここが問われます。

この記事の要点

ケーソン基礎は、ケーソンを沈めて支持層に届かせる基礎です。

水中で掘るオープンケーソンと、圧気でドライに掘るニューマチックケーソンがあります。過去問での問われ方も押さえます。

大きな箱(ケーソン)を地中に沈めてつくる基礎をケーソン基礎といいます。種類と沈め方が、試験でよく問われます。

ケーソン基礎は、ケーソンを沈めて支持層に届かせる基礎で、オープンケーソンとニューマチックケーソンがあります。

ケーソン基礎のしくみ

ケーソン基礎は、鉄筋コンクリートの箱(ケーソン)を地上でつくり、中の土を掘削しながら自重で沈め、深い支持層まで届かせる基礎です。橋脚などの大きな荷重を支えるのに用います。なお、港湾構造物としてのケーソンの据付や中詰めは、別ページのケーソンの施工でまとめています。

ケーソン基礎(オープンケーソン・ニューマチックケーソン)の分類ツリー ケーソン基礎 オープンケーソン 水中で掘削 ニューマチックケーソン 圧気でドライに掘削
ケーソン基礎の種類。掘削する環境(水中か、圧気でドライか)が異なります。

ケーソン基礎の種類

オープンケーソン

オープンケーソンは、上下が開いたケーソンの中の土を、クラムシェルなどで水中掘削しながら沈めていく方式です。井筒基礎ともよばれ、深い掘削ができますが、底面を直接目で確認しにくいという面があります。

ニューマチックケーソン

ニューマチックケーソンは、ケーソンの底部に作業室を設け、圧縮空気で地下水を押し出して、ドライな環境で掘削しながら沈める方式です。支持地盤を直接確認できますが、高気圧の中での作業になるため制約があります。

ケーソンの沈設と摩擦低減

ケーソンを沈めるとき、刃口(先端)の周りの地盤との摩擦が抵抗となって、うまく沈まないことがあります。このようなときは、エアージェットや水ジェットで刃口の周りの摩擦を低減し、ケーソンの沈下を助けます。

混同しやすい用語

オープンケーソン と ニューマチックケーソン

どちらもケーソン基礎ですが、掘削する環境が違います。オープンケーソンは、上下が開いた状態で、中の土を水中で掘りながら沈めます。ニューマチックケーソンは、底部の作業室に圧縮空気を送り、地下水を押し出してドライな状態で掘りながら沈めます。水中で掘るのがオープン、圧気でドライに掘るのがニューマチック、と整理できます。

試験での問われ方

ケーソン基礎は、沈設の方法や周辺地盤への対策が正誤判定で問われます。

平成25年度(No.33)では、既製杭の打設順序・リバース杭の水頭確保・オープンケーソンの摩擦低減・掘削の連続施工が出題されました。

オープンケーソンのエアージェットや水ジェットによる摩擦低減対策を「極力避ける」とする記述は誤りです。摩擦低減対策は、ケーソンの沈下を助けるために用いる対策です。

理解度チェック

問題:ニューマチックケーソンは、底部の作業室に圧縮空気を送り、ドライな環境で掘削しながら沈める。

〇か×か。

答え:

ニューマチックケーソンは圧縮空気で地下水を押し出し、ドライに掘ります。支持地盤を直接確認できます。

問題:オープンケーソンは、ケーソン内を圧縮空気で満たしてドライな環境で掘削する方式である。

〇か×か。

答え:×

圧気でドライに掘るのはニューマチックケーソンです。オープンケーソンは水中で掘削します。

問題:エアージェットや水ジェットによる摩擦低減対策は、ケーソンの沈下を助けるために用いる。

〇か×か。

答え:

刃口周りの摩擦を低減し、ケーソンの沈下を助けます。極力避けるものではありません。

まとめ

ケーソン基礎は、ケーソンを沈めて支持層に届かせる基礎で、オープンケーソンとニューマチックケーソンがあります。

水中で掘るのがオープン、圧気でドライに掘るのがニューマチックなのが要点です。

摩擦低減対策を極力避けるとする誤りが、過去問でよく問われます。

参考資料

  • 日本道路協会「道路橋示方書(下部構造編)」
  • 国土交通省「ケーソン基礎」関連資料

※ ケーソン基礎・沈設は標準的な内容です。基準の改定や現場条件で変わるため、最新の資料で確認してください。

ゼロから学ぶ土木施工管理 編集部

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ゼロから学ぶ土木施工管理 編集部

土木施工管理技士試験で過去に問われた用語・数値・施工手順を、官公庁の仕様書や日本道路協会の便覧に照らして整理しています。

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