潜函（１）

'03/10/25

１１．日比谷日活国際会館の潜函工事（１） 目次

この工事は昭和25年（1950）11月より昭和26年（1951）6月に亘って行われたものであった。私は25年４月より竹中工務店に勤め、設計部に配属になって構造の仕事に従事していたのだが、26年10月突然にこの工事の研究に取り組めとの命を受け研究室に配属された。膨大な資料の中に埋もれ、土質工学の原書を積まれ、それまで耐震工学の研究しかしてこなかった小生にとっては、一から土質工学の研究に取り掛かった次第であった。その後数年をかけて、取りまとめたが、面白い現象、知見もあるので、吉見さんの勧めもあり記すことにしたい。

潜函工法（ケーソン工法）とは、あらかじめ地上に作った構築物をその下部の土を掘り取って、構築物の重量で地中に沈ませ所定の地中深度に設置する工法である。この潜函工法には、地盤の掘削に際し湧き出してくる地下水を空気圧を用いて押しとどめながら掘削するニューマティックケーソン工法と、湧出水をポンプで排水しながら常圧で掘削を進めるオープンケーソン工法とがある。

竹中式潜函工法とは、建物の地下部分を一体として地上に構築しオープンケーソン工法で建物の地下室部分を作り上げる工法のことを言っている。地下室部分を一体として扱うため、潜函体のスケールと重量とは相当なものとなる。日活国際会館の場合（写真-１）では、潜函体の重量は25,000ｔ、その面積は4,095㎡であった。沈下させた深さから言うと日活国際会館の場合で11.2ｍ、後（昭和36年）に施工された銀座の日本軽金属ビルの場合は21.3ｍ（重量22,230ｔ、面積1,435㎡）であった。

さて、日活国際会館の潜函工事であるが、敷地は日比谷交差点の北東隅に位置する三角形のもので、古く神田川が刻んだ丸の内谷に沖積層が堆積した場所で、交差点側に深く、沖積層の厚さは交差点側で16ｍ、有楽町駅側で13ｍであった。あらかじめ敷地内で５本の井筒を沈めながら試料を採取して入念な土質試験が行われたが、この沖積層はシルト質粘土でその土質試験による粘着力ｃと内部摩擦角φは深さ方向にほぼ直線的に漸増する傾向を示しその値は、深度５ｍ地点でｃ＝1.8ｔ/㎡、φ＝4.8°、深度14ｍでｃ＝3.2ｔ/㎡、φ＝8.3°であった。

潜函工事のイメージ図は図-１に示すようである。周囲下部に周辺地盤の回りこみを防ぐため刃型が、上部構造の荷重と地盤支持力のバランスのため支持版が、そして荷重伝達のため仮設の筋違が設けられた。この状態で中央部から土を掘り広げ、スムーズに沈下を計ってゆくものである。すなわちある広さまで下部地盤を掘り取ると、支持力が低下し、沈下が発生する。この状態は潜函体に設置した計器によって慎重に把握され工事が進められた。

この地盤では静摩擦と動摩擦の関係もあり、階段状に沈下が発生した。平均の沈下の記録は図-２のようであった。すなわち掘削がある範囲まで進むと地盤内部に滑り破壊面が生じ、数10cmの潜函体の沈下が発生した。


写真-１現場全景	図-１　　下部掘削による沈下作業工程