縁の下の力持ち？ケーソンとは

縁の下の力持ち？ケーソンとは

ケーソンとは

– ケーソン巨大構造物を支える縁の下の力持ち

海岸線に立ち並ぶ巨大な建造物や、海の真ん中にそびえ立つ構造物。その雄姿を支える縁の下の力持ちともいえる重要な役割を担うのが「ケーソン」です。

ケーソンは、巨大な箱のような形をした構造物で、海岸や水中に設置されます。その主な役割は、橋の橋脚、防波堤、そして原子力発電所など、規模の大きい建造物を支えるための基礎となることです。

材料には、コンクリートや鋼鉄が用いられ、高い強度と耐久性を誇ります。そのため、過酷な環境条件下でも安定した支持力を発揮することができ、特に水深が深い場所や、地盤が軟弱な場所において、その真価を発揮します。

例えば、原子力発電所のように、安全性が最優先される施設においては、地震や津波などの自然災害から施設を守るため、強固な基礎が不可欠です。ケーソンは、その強靭さから、このような重要な施設の建設においても欠かせない技術となっています。

このように、ケーソンは私たちの目に見えない場所でも、巨大な構造物を支え、安全で快適な社会を築くために、重要な役割を担っているのです。

ケーソンの用途

ケーソンは、巨大なコンクリート製の箱であり、その頑丈な構造から、港や橋を支える基礎部分として広く利用されてきました。海辺や川辺などの水際で、波や流れの力に耐えながら、構造物をしっかりと支える役割を担っています。特に、水深が深く、地盤が弱い場所においては、ケーソンは不可欠な存在と言えるでしょう。

ケーソンは、港湾施設では、岸壁や防波堤を築く際に多く用いられます。大型船が安全に停泊できるよう、波の力を弱めたり、土砂の流出を防いだりすることで、港の機能を維持します。また、橋梁においては、橋脚の基礎として、川底や海底に設置されます。橋桁の重さを支え、地震や風などの外力から橋を守る役割を担います。

近年では、地球温暖化対策として注目される洋上風力発電所の建設にも、ケーソンが活躍しています。風力発電設備を支える巨大な基礎構造として、海底に設置され、安定した発電を可能にしています。このように、ケーソンは、私たちの生活を支える重要な社会インフラを陰ながら支える、欠かせない技術と言えるでしょう。

ケーソン工法

– ケーソン工法海上に構造物を造る巨大な箱の力

ケーソン工法とは、巨大な箱状の構造物（ケーソン）を用いて、海上に橋脚や護岸などの構造物を築造する工法です。陸上で製作したケーソンを海に浮かべて目的の場所まで運び、海底に沈設することで、海の中に強固な基礎を構築することができます。

ケーソン工法は、大きく分けて以下の手順で行われます。

1. –ケーソンの製作– まず、陸上の工場などで、鉄筋コンクリートや鋼材を用いて箱形のケーソンを製作します。ケーソンの形状や大きさは、建設する構造物の規模や目的に応じて設計されます。
2. –ケーソンの進水– 製作したケーソンは、船のように海に浮かべられます。この作業を進水と呼びます。大型クレーンで吊り上げて海に降ろす方法や、滑り台を使って海に滑り落とす方法などがあります。
3. –ケーソンの曳航– 進水したケーソンは、タグボートなどで目的の場所まで曳航されます。曳航中は、波や風などの影響を受けないように慎重に進める必要があります。
4. –ケーソンの沈設– 目的の場所に到達したら、ケーソンの中に土砂やコンクリートを充填して重量を増やし、海底に沈設します。沈設する際には、正確な位置決めと安定した沈下を確保することが重要です。
5. –上部構造の構築– ケーソンを海底に固定した後、その上に橋脚や護岸などの上部構造を構築していきます。

ケーソン工法は、大水深や軟弱地盤など、厳しい海洋環境においても強固な構造物を築造できるという利点があります。そのため、橋梁、港湾、海洋構造物など、様々な分野で広く利用されています。

ニューマチックケーソン

– ニューマチックケーソン水深が深い場所では、橋脚や取水塔などの水中構造物を建設する際に、特殊な技術が必要となります。そのような場合に活躍するのがニューマチックケーソン工法です。この工法は、水深が深く、通常のケーソン工法では作業が困難な場合に採用されます。ニューマチックケーソン工法では、まず、作業を行うための巨大な箱状の構造物であるケーソンを建造します。このケーソンは、底部が開いた構造となっており、これを目的の場所まで曳航します。そして、ケーソンを海底に沈設していきます。ケーソン内部には、作業員が安全に作業を行うための作業室が設けられています。この作業室は、水圧に耐えられるよう頑丈に作られており、外部とは気密扉で仕切られています。作業員はこの気密扉を通って作業室に入ります。作業室には、強力な圧縮機によって空気が送り込まれ、内部の気圧を周囲の水圧よりも高く保ちます。これにより、水が作業室に侵入するのを防ぎ、陸上と同様に作業を行うことができます。作業員は、この高圧環境下で、ケーソン底部から土砂を掘削し、ケーソンを徐々に海底深くへと沈めていきます。そして、ケーソンが支持層と呼ばれる強固な地盤に到達したら、作業室とケーソン内部にコンクリートを充填し、構造物を完成させます。ニューマチックケーソン工法は、水深が深い場所での水中構造物の建設に非常に有効な工法ですが、高圧環境下での作業となるため、作業員の安全確保が最も重要です。そのため、減圧症（潜水病）を防ぐための適切な減圧手順の遵守など、厳格な安全管理が求められます。

ケーソンの重要性

– ケーソンの重要性私たちが日々当たり前のように享受している電気。その電気を生み出す巨大な発電所の多くは、実は、目には見えない地下深くの強固な構造物によって支えられています。その構造物こそが「ケーソン」です。特に、原子力発電所のように、極めて高い安全性が求められる巨大構造物においては、ケーソンは必要不可欠な存在と言えるでしょう。ケーソンは、巨大な構造物の重さをしっかりと支え、地震や台風などの自然災害から守る、いわば建物の礎石となる重要な役割を担っています。 地上部分を支えるだけでなく、地下深くの強固な地盤まで到達させることで、建物全体の安定性を確保しているのです。原子力発電所の場合、万が一の事故発生時にも、放射性物質の漏洩を防ぎ、周辺環境への影響を最小限に抑えることが求められます。そのため、原子炉を含む重要な施設は、強固なケーソンによって強固に支えられており、地震などの災害時にもその安全性が保たれるよう、設計・施工されています。普段は目にすることのない、地下や海中に隠された存在であるケーソンですが、私たちの暮らしや社会を支える巨大構造物を陰ながら支える、縁の下の力持ちとして、重要な役割を担っていると言えるでしょう。