ゼロから学ぶ土木施工管理

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ケーソン基礎は過去問でどう問われる?

けんせつる

けんせつる

ニューマチックケーソンって、水中で掘るの?

オープンケーソンと、何が違うの?

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。

過去問でどう問われたか

ケーソン基礎は、種類の違いと沈設・支持の考え方が、1級でくり返し問われています。次の3つの引っかけが中心です。

  • ①オープンケーソン(水中で掘削)とニューマチックケーソン(圧気でドライに掘削)の掘削環境の違い
  • ②沈設の摩擦低減対策(エアージェット・水ジェットで刃口周りの摩擦を減らし、沈下を助ける。極力避けるのは誤り)
  • ③ケーソン基礎は底面(先端)で支持するのが原則(周面のみで支持するのは誤り)
年度・級・No.問われ方/引っかけ
平成25年度 1級 No.33オープンケーソンのエアージェット・水ジェットによる摩擦低減対策は、沈下を助けるための正しい対策として出題(「極力避ける」は誤り)←核心
令和3年度 1級 No.12ケーソン基礎を「基礎周面のみで支持することを原則」とするのは誤り(ケーソン基礎は底面(先端)で支持するのが原則)
令和7年度 1級 No.18オープンケーソンの摩擦低減対策(エアージェット・水ジェット)は正しい記述として出題(近接施工の環境対策)

核心は沈設の摩擦低減です。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、刃口周りの摩擦を減らして、ケーソンの沈下を助けるために用います。ケーソン基礎が底面(先端)で支持するのが原則という点も、あわせて押さえます。

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。

ハナダユキヒロ

この記事を書いた人

ハナダユキヒロミツメラボ

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。

「建築学生が学ぶ構造力学」(kentiku-kouzou.jp)を運営。著書「わかる構造力学」(工学社)。

過去問解説

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