JP2003239297A - サクションパイルの施工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 サクションパイルの内部の水をパイルの外部
に排出すると共にこの排出される水がポンプに流入しな
いようにし、ポンプの故障なしに水中に容易にパイルを
施工することができるサクションパイルの施工装置を提
供する。 【解決手段】 水上の作業台に設けられたポンプと、前
記ポンプにより水を吸い上げるための吸込管と、前記ポ
ンプの出口側に設けられ、前記ポンプによりベンチュリ
ー器に供給される水の量を調節するための弁と、前記ポ
ンプの出口側に設けられた、前記ポンプにより供給され
る水の圧力を測定するための圧力計と、前記ポンプによ
り加圧された水を供給するための排出管と、サクション
パイルの上部に設けられた、入口及び出口より中央の部
分が狭く形成され、前記中央の部分から垂直延長した管
が前記サクションパイルの上部の排出口と連通され、前
記ポンプと排出管を通って加圧供給された水が前記入口
に流入することで前記サクションパイルの内部の水を前
記出口から排出させて、サクションパイルの内圧を外圧
より低くするベンチュリー器とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、サクションパイル
の施工装置に関し、より詳しくは、水圧を用いて海底に
パイルを施工するサクションパイルの施工装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、海上に構造物を構築するための基
礎パイルを施工するに際し、遮水工事を通じて海水を塞
き止めた状態で一般の陸地での施工過程と同様に基礎パ
イルを施工する方法が使用される。

【０００３】かかる従来の施工方法は、水深がそれほど
深くない海ではその施工に困らないが、水深の深い海で
は、この施工方法を使用することが至難であり、またか
かる施工方法は、施工時間とコストがかかり過ぎるとい
う短所がある。

【０００４】かかる従来の施工方法を改善するための技
術として提案されたものがサクションパイルを用いる施
工方法である。サクションパイルを用いる施工方法は、
次のような過程を通じて行われる。

【０００５】先ず、下部は開放され、上部は密閉された
サクションパイルに水中ポンプを設けるが、この水中ポ
ンプは、サクションパイルの上部に設けられる。また、
水上には、バージ（barge）または一般の船舶を用いて
作業台が設けられるが、この作業台には、サクションパ
イルの立設のためのクレーン装置及び水中の位置を測定
するための位置測定装置（ＧＰＳ装置）等が設けられ
る。

【０００６】サクションパイルをクレーンを用いて水中
の適当な位置に位置させた後、水中ポンプを作動させパ
イル内部の水を外部に排出させると、水中とサクション
パイルの内部との間に圧力の差が生じ、この圧力の差に
よりサクションパイルが水底に貫入する。このようなサ
クションパイルの施工原理は、既に公知の技術である。

【０００７】前記のような従来のサクションパイルの施
工装置においては、水中ポンプがサクションパイルの上
部に設けられており、水中ポンプの吸上げ力を用いてサ
クションパイル内の水を直接外部に排出させる。しか
し、サクションパイル内の水には、サクションパイルの
貫入過程でサンドボイリング現象により砂が流入するた
め、サクションパイルから排出される水には相当量の異
物が含まれる。かかる異物がサクションパイル内の水の
排出過程で前記水中ポンプの内部に流入するため、水中
ポンプの故障が頻繁に発生するという問題があった。

【０００８】一方、サクションパイルの貫入過程でパイ
ルの内面に沿って局部的なサンドボイリング現象が発生
し、サクションパイル内に砂が流入する。このように砂
がサクションパイルの内部に流入すると、サクションパ
イルの内部の上端に砂が累積し、結局のところ、排出口
が塞がり、その結果、サクションパイルの内部の水の排
出が円滑に行われなくなり、サクションパイルの貫入が
難しくなる。また、サクションパイルにおいて完全に貫
入しない領域が発生するという問題がある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記のよう
な従来の技術の問題点に鑑みてなされたものであって、
本発明の目的は、サクションパイルの内部の水をパイル
の外部に排出すると共にこの排出される水がポンプに流
入しないようにし、またポンプを水上の作業台に配設
し、ポンプの故障なしに水中に容易にパイルを施工する
ことができるサクションパイルの施工装置を提供するこ
とである。

【００１０】また、本発明の目的は、サクションパイル
の初期設置時においてサクションパイルを垂直に保持し
ながら立設することができ、且つサクションパイルを水
底に完全に貫入することができるサクションパイルの施
工装置を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記のような目的を達成
するための本発明は、水底にサクションパイル７を貫入
して立設するサクションパイルの施工装置において、水
上の作業台に設けられたポンプと、前記ポンプにより水
を吸い上げるための吸込管と、前記ポンプの出口側に設
けられ、前記ポンプによりベンチュリー器に供給される
水の量を調節するための弁と、前記ポンプの出口側に設
けられ、前記ポンプにより供給される水の圧力を測定す
るための圧力計と、前記ポンプにより加圧された水を供
給するための排出管と、サクションパイルの上部に設け
られ、入口及び出口より中央の部分が狭く形成され、前
記中央の部分から垂直延長した管が前記サクションパイ
ルの上部の排出口と連通されていて、前記ポンプと排出
管を通って加圧供給された水が前記入口に流入し前記中
央の部分では速く流れることで前記サクションパイルの
内部の水を前記出口から排出させることによって前記サ
クションパイルの内圧を外圧より低くするベンチュリー
器とを備え、前記サクションパイルの内圧と外圧との圧
力の差によりサクションパイルを水底に貫入することを
特徴とする。

【００１２】かかる本発明による装置では、前記サクシ
ョンパイルの貫入過程で前記サクションパイルの内部の
上端に累積する砂を除去すために、ポンプにより加圧さ
れた水をサクションパイルの内部に注入することができ
る注入管を更に備えることもできる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に添付図面を参照しながら、
本発明に係るサクションパイルの施工装置の実施の形態
について詳細に説明する。

【００１４】図１は本発明のサクションパイルの施工装
置の一実施形態を概略的に示す構成図であり、図２は本
発明の施工装置におけるベンチュリー器の一例を示す詳
細図であり、図３は図１のサクションパイルの施工装置
を用いてサクションパイルを施工する状態の一例を説明
するための概略図である。

【００１５】図１において、符号１は水上の作業台に設
けられるポンプであり、符号２はポンプ１により水を吸
い上げるための吸込管であり、符号３はポンプ１により
ベンチュリー器に供給される水の量を調節するための弁
である。符号４はポンプ１によりベンチュリー器に供給
される水の圧力を測定するための圧力計であり、符号５
はベンチュリー器に水を供給するための排出管であり、
符号６はベンチュリー器であり、７は、サクションパイ
ルである。

【００１６】本発明によるサクションパイルの施工装置
では、サクションパイル７の上部にベンチュリー器６が
設けられている。また、このサクションパイル７の上部
は、前記ベンチュリー器６と連通する排出口２１を除い
ては閉鎖されている。前記ベンチュリー器６は、排出管
５を介してポンプ１と連結されている。ポンプ１は、水
上の作業台、例えば、バージのようなところに設置され
る。

【００１７】前記ポンプ１は、吸込管２を通じて水を吸
い上げ、この水を排出管５を通してサクションパイル７
の上部に設けられているベンチュリー器６に加圧供給す
る。符号１０は、吸込管２の端部に設けられ、この吸込
管２に異物が流入することを防止するためのフィルタ体
である。ポンプ１の排出口には弁３が設けられており、
弁３の後端には圧力計４が設けられている。従って、作
業者は圧力計４を見ながら弁３を操作することで水を加
圧供給することができる。

【００１８】ベンチュリー器６は、図２に示すように、
サクションパイル７に連結されている中央部分６３が入
口６１及び出口６２より狭く形成されている。前記中央
部分には垂直に延長した管６４が一体に形成されてお
り、前記延長した管６４はサクションパイル７の上端に
形成された排出口２１と連通する。

【００１９】図２に示す実施の形態において、ベンチュ
リー器６の入口６１には排出管５と螺合するために螺旋
が形成されている。しかし、ベンチュリー器６と排出管
５との連結は必ずしもネジ止めに限定されることではな
く、多様な方法により互いに連結することができる。従
って、ベンチュリー器６の入口６１に形成された螺旋
は、本発明の必須構成要素ではない。

【００２０】必要に応じては、サクションパイル７の内
部に水を供給しなければならない場合がある。この際、
ベンチュリー器６の出口６２を閉鎖するためにこの出口
６２にシール部材（図示せず）が設けられる。かかるシ
ール部材の設置のために図２に示す実施の形態では、ベ
ンチュリー器６の出口６２にシール部材をネジ止めする
ための螺旋が形成されている。しかし、出口６２の螺旋
は本発明の必須構成要素ではない。

【００２１】図３を参照して、本発明によるサクション
パイルの施工装置の配設状態及び作動方法を説明する。

【００２２】同図に示すように、海上にはバージの脚部
８により支持される作業台９が設けられている。サクシ
ョンパイル７は、作業台９または水上の船舶等に設けら
れたクレーン１３により水底（必ずしも海に限定される
ことではなく、川底、湖底等を含む）に垂直に立設され
る。クレーン１３を利用してサクションパイル７を水底
に下降させるとき、クレーン１３の牽引ワイヤ１４をサ
クションパイル７の上端の両側の対向位置にかけること
により、サクションパイル７の均衡をとる。このよう
に、サクションパイル７が水底に当たると、ポンプ１を
稼動し、水を加圧して排出管５を通してベンチュリー器
６に供給する。この際、弁３と圧力計４とを用いて加圧
される水の圧力を適切に調節する。

【００２３】ベンチュリー器６に加圧供給された水は、
ベンチュリー器６の狭い中央部分を通るときにはその流
動速度が速くなり、ベンチュリー原理によりサクション
パイル７内部の水が吸い出され、加圧供給された水とと
もに排出口２１を通ってベンチュリー器６の出口から排
出される。サクションパイル７の内部の水が継続して排
出されることによりサクションパイル７の内圧が外圧よ
り低くなり、その結果、内圧と外圧との圧力の差が生じ
る。かかるサクションパイル７の内外の圧力の差により
サクションパイル７を水底に向けて押圧する力が発生
し、かかる押圧力によりサクションパイル７が水底に貫
入する。

【００２４】次いで、本発明による施工装置の他の実施
の形態について説明する。

【００２５】図４は、本発明による施工装置の他の実施
の形態を用いてサクションパイルを施工する状態を示す
概略図である。図５は、図４に示す実施の形態に使用さ
れるサクションパイル７を示すものであって、図５
（ａ）は、サクションパイル７の断面図であり、図５
（ｂ）は、サクションパイル７の平面図である。

【００２６】図４、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示す実
施の形態において、このサクションパイル７の上面に
は、複数個の注入口２２が形成されている。前記注入口
２２は、サクションパイル７の外部の水をサクションパ
イル７の内部に注入するための孔であり、注入管１５を
介して前記ポンプ１に連結されている。

【００２７】前記の実施の形態によると、サクションパ
イル７の継続的な貫入過程でサンドボイリング現象によ
りサクションパイル７の内部の上端に砂が累積すること
がある。この場合、ポンプ１を稼動させて注入管１５か
ら水を供給し、サクションパイル７の上部に形成されて
いる注入口２２を通ってサクションパイル７の内部に水
を供給する。このとき、注入口２２を通って注入される
水の量と排出口２１を通って排出される水の量を適切に
調節し、サクションパイル７の内圧と外圧とが同一の圧
力となるようにする。その結果、サクションパイル７の
上端に累積された砂は、注入される水により撹乱され、
この撹乱された砂は排出口２１を通って水と共に排出さ
れる。従って、サクションパイル７の貫入工程でサクシ
ョンパイル７の内部の上端に砂が累積することによって
排出口２１が塞がるという現象が防止できる。

【００２８】

【発明の効果】前述した本発明によると、従来の施工装
置のように水中ポンプを用いてサクションパイルの内部
の水を直接排出することではなく、サクションパイルの
内部の水は、ベンチュリー器を用いて排出するため、異
物を含むサクションパイルの内部の水がポンプ内に流入
しなく、その結果、ポンプの故障を防止することができ
る。

【００２９】また、従来の施工装置では、サクションパ
イルの施工完了後、サクションパイルの上部に設置され
た水中ポンプの解体が困難であったが、本発明では、ポ
ンプがサクションパイルの上部に直に取り付けられてい
ないため、従来の技術における水中での煩わしいポンプ
作業が不要となる。また、サクションパイルの貫入過程
で発生するサクションパイルの上端の内部に砂が累積す
ることを防止することができる。従って、砂の累積によ
りサクションパイルが不完全に貫入することを防止する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のサクションパイルの施工装置の一実施
形態を概略的に示す構成図である。

【図２】本発明の施工装置におけるベンチュリー器の一
例を示す詳細図であり、図１のＡ部拡大図である。

【図３】図１のサクションパイルの施工装置を用いてサ
クションパイルを施工する状態の一例を説明するための
概略図である。

【図４】本発明のサクションパイルの施工装置の他の実
施形態を用いてサクションパイルを施工する状態を説明
するための概略図である。

【図５】図４に示す実施形態に適用されるサクションパ
イルを示す図であって、図５（ａ）はサクションパイル
の平面図であり、図５（ｂ）はサクションパイルの縦断
面図である。

【符号の説明】

１ ポンプ ２ 吸込管 ３ 弁 ４ 圧力計 ５ 排出管 ６ ベンチュリー器 ７ サクションパイル ９ 作業台 １５ 注入管 ２１ 排出口 ２２ 注入口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 503055440 バン， サン−チュル アメリカ合衆国 57701 サウス ダコタ ラピッド シティ イースト セイント ジョーゼフ ストリート 501 サウス ダコタ スクール オブ マインズ ア ンド テクノロジー (72)発明者 チョ， ヨン−キ 大韓民国 ギョンギ−ド アンヤン ドン アン−グ グワンヤン−ドン 1586 ハン アラム ハニャン アパートメント 307 −705 Ｆターム(参考） 2D050 AA15 EE28

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水底にサクションパイルを貫入して立設
   するサクションパイルの施工装置において、 水上の作業台に設けられたポンプと、 前記ポンプにより水を吸い上げるための吸込管と、 前記ポンプの出口側に設けられ、前記ポンプによりベン
   チュリー器に供給される水の量を調節するための弁と、 前記ポンプの出口側に設けられ、前記ポンプにより供給
   される水の圧力を測定するための圧力計と、 前記ポンプにより加圧された水を供給するための排出管
   と、 サクションパイルの上部に設けられ、入口及び出口より
   中央の部分が狭く形成され、前記中央の部分から垂直延
   長した管が前記サクションパイルの上部の排出口と連通
   されていて、前記ポンプと排出管を通って加圧供給され
   た水が前記入口に流入し前記中央の部分では速く流れる
   ことで前記サクションパイルの内部の水を前記出口から
   排出させることによって前記サクションパイルの内圧を
   外圧より低くするベンチュリー器とを含み、 前記サクションパイルの内圧と外圧との圧力の差により
   サクションパイルを水底に貫入することを特徴とするサ
   クションパイルの施工装置。
2. 【請求項２】 前記サクションパイルの貫入過程で前記
   サクションパイルの内部の上端に累積する砂を除去すた
   めに、ポンプにより加圧された水をサクションパイルの
   内部に注入することができる注入管を更に備えている請
   求項１記載のサクションパイルの施工装置。