JP2005076399A - ジャケット構造体及びジャケット構造体と杭の接合方法 - Google Patents

Abstract

【課題】工期の短縮と外挿管と杭の確実な接合を可能としたジャケット構造体及びジャケット構造体と杭の接合方法を提供すること。
【解決手段】本設杭５１を設置し、本設杭５１を外挿管２に貫通させ、外挿管仮受け体３と杭頭仮受け体４を連結して外挿管２を本設杭５１に仮固定する。次に外挿管２の下端の本設杭５１周りにおいて、外挿管２と本設杭５１の間の隙間２１を複数に分割した分割リング体７１を連結設置してなるリング体７２によって塞ぎ、リング体７２に備えた充填孔７３より外挿管２と本設杭５１の間の隙間２１に充填材９を充填する。なお、上記する接合方法において、ジャケット構造体１のレベル調整手段を使用することもできる。
【選択図】図１

Description

本発明は、水域に設置して構造物を建設するジャケット構造体と該ジャケット構造体と杭の接合方法に関するものである。

海上にて桟橋を建設する際には、ジャケット構造体を使用するのが一般的である。ここで、ジャケット構造体とは、鋼管杭を覆う鋼管の脚を斜材や水平材で結合した立体鋼管トラス構造体をさし、工場製作したジャケット構造体を海底に設置した鋼管杭と結合固定する。ジャケット構造体は、鋼管トラス構造によって剛性が高まり、また、上部工の荷重をトラス骨組で効果的に基礎杭に伝達することができる。
特許文献１においては、水中に打設する杭の頭部に設置するジャケット構造体、及び桟橋やシーバースなどの水上構造物の補修方法についての発明が開示されている。

ところで、従来の基礎杭ｂとジャケット構造体ａの接合方法は、基礎杭ｂの一部を設置した後、ジャケット構造体ａを構成する外挿管ｃに基礎杭ｂを貫通させ、外挿管ｃと基礎杭ｂの間の隙間にモルタルｄを充填するものである。モルタルｄの硬化を待って重機をジャケット構造体ａ上に搭載し、残りの基礎杭ｂを外挿管ｃに貫通させながら海底地盤に設置していく。ここで、外挿管ｃの下端部の外挿管ｃと基礎杭ｂの間の隙間にはグラウトシール材ｅを施工し、充填したモルタルｄが隙間から漏洩するのを防止している（図１３参照）。
特開２００２−９７６１５号公報

本発明が解決しようとする問題点は、以下の点である。
＜１＞外挿管と基礎杭の間の隙間にモルタルを充填した後、モルタルの硬化を待って重機をジャケット構造体上に搭載し、残りの基礎杭を外挿管に貫通させながら海底地盤に設置して方法では、モルタルの硬化に数日を要し、工期が長期化する。
＜２＞グラウトシール材は高価であるうえに再利用ができないため、施工コストが高騰するといった問題がある。
＜３＞外挿管を貫通して杭を設置する際にグラウトシール材が破損し、破損箇所から充填モルタルが漏洩するといった問題が生じ得る。

本発明のジャケット構造体は、水域に設置して構造物を建設するジャケット構造体において、前記ジャケット構造体に備えた外挿管の内空表面に複数設けた外挿管仮受け体と、前記外挿管を貫通した本設杭の杭頭に複数設けて前記外挿管仮受け体と連結可能な杭頭仮受け体と、からなり、前記外挿管仮受け体と前記杭頭仮受け体を連結して前記外挿管を前記本設杭に仮固定することを特徴とするジャケット構造体である。

また、前記するジャケット構造体を使用した本発明のジャケット構造体と杭の接合方法は、前記ジャケット構造体を仮受けする仮受け杭を設置し、前記仮受け杭に前記ジャケット構造体を仮受けし、前記外挿管を貫通して前記本体杭を設置し、前記外挿管仮受け体と前記杭頭仮受け体を連結して前記外挿管を前記本設杭に仮固定することを特徴とするジャケット構造体と杭の接合方法である。

また、前記するジャケット構造体を使用した本発明のジャケット構造体と杭の接合方法は、前記ジャケット構造体を仮受けする仮受け杭を設置し、前記仮受け杭に前記ジャケット構造体を仮受けし、前記外挿管を貫通して前記本設杭を設置し、前記外挿管に貫通させた際に前記外挿管仮受け体が配置される先端箇所を切り欠いた仮吊り筒体を、前記外挿管に貫通して該仮吊り筒体の先端を前記本設杭に係止させ、前記ジャケット構造体の上部から突設した前記仮吊り筒体の頭部にジャッキを設置し、前記ジャッキと前記ジャケット構造体を吊具を介して連結し、前記ジャッキにて前記ジャケット構造体を吊り上げながら前記外挿管仮受け体と前記杭頭仮受け体を連結して前記外挿管を前記本設杭に仮固定することを特徴とするジャケット構造体と杭の接合方法である。

また、本発明のジャケット構造体と杭の接合方法は、前記するジャケット構造体と杭の接合方法であって、前記外挿管を前記本設杭に仮固定した後に、前記外挿管の下端の前記本設杭周りにおいて、前記外挿管と前記本設杭の間の隙間を複数に分割した分割リング体を連結設置してなるリング体によって塞ぎ、前記リング体に備えた充填孔より前記外挿管と前記本設杭の間の隙間に充填材を充填することを特徴とするジャケット構造体と杭の接合方法である。

また、本発明のジャケット構造体は、水域に設置して構造物を建設するジャケット構造体において、前記ジャケット構造体に備えた外挿管の内空表面に複数設けた外挿管仮受け体と、前記外挿管を貫通した本設杭の杭頭上面に係止した複数の受桁と、前記杭頭に設けた複数のジャッキと、からなり、前記受桁に前記外挿管仮受け体を係止させ、前記ジャッキによって前記受桁を支持することで前記外挿管を前記本設杭に仮固定することを特徴とするジャケット構造体である。

さらに、前記するジャケット構造体を使用した本発明のジャケット構造体と杭の接合方法は、本設杭を設置し、前記本設杭の上面に複数の前記受桁及び複数の前記ジャッキを設け、前記外挿管を前記本設杭に貫通させ、前記受桁に前記外挿管仮受け体を係止させながら前記受桁を前記ジャッキによって支持させ、前記外挿管の下端の前記本設杭周りにおいて、前記外挿管と前記本設杭の間の隙間を複数に分割した分割リング体を連結設置してなるリング体によって塞ぎ、前記リング体に備えた充填孔より前記外挿管と前記本設杭の間の隙間に充填材を充填することを特徴とするジャケット構造体と杭の接合方法である。

本発明のジャケット構造体及びジャケット構造体と杭の接合方法は、以下の利点がある。
＜１＞外挿管と基礎杭の間の隙間に充填したモルタルの硬化を待って重機をジャケット構造体上に搭載する必要がないため、工期の短縮を図ることができる。
＜２＞高価なグラウトシール材を使用しないため、施工コストを低減できる。
＜３＞グラウトシール材を使用しないため、外挿管を貫通して杭を設置する際にグラウトシール材が破損し、破損箇所から充填モルタルが漏洩するといった問題は生じない。
＜４＞外挿管のレベル調整を容易におこなうことができ、施工性がよい。

＜１＞ジャケット構造体
ジャケット構造体１は、本設杭５１を覆う外挿管２を斜材や水平材で結合した立体鋼管トラス構造体である（図１参照）。本設杭５１としては、鋼管杭を使用するのが好ましい。
本発明のジャケット構造体１は外挿管２と本設杭５１を仮固定する構造を特徴としている。ここで、仮固定とは、外挿管２と本設杭５１をボルト４１で固定することのほか、本設杭５１上に設置したジャッキ８１によって支持した受桁８３により外挿管２を係止させることをいう。なお、外挿管２と本設杭５１の間の隙間２１に充填材９を充填し、充填材９の硬化を待って外挿管２と本設杭５１が一体化することを固定というのに対して、仮固定とは一時的に外挿管２と本設杭５１を固定することをいう。すなわち、種々の仮固定の構造や仮固定の方法を使用することにより、従来のように外挿管２と本設杭５１の間にモルタルを充填し、かかるモルタルの硬化を待ってジャケット構造体上に重機を搭載して施工を進めていく方法において生じていた工期の遅延などの問題を解消することができる。

＜２＞外挿管仮受け体及び杭頭仮受け体
外挿管仮受け体３は外挿管２の内空表面に複数設置し、杭頭に複数設けた杭頭仮受け体４とボルト４１にて連結して外挿管２と本設杭５１を仮固定するジャケット構造体１の構成要素である。
外挿管仮受け体３と杭頭仮受け体４の実施形態としては図１〜図３に示す３形態が考えられる。もっとも、かかる実施形態に拘束されるものではない。

図１に示す外挿管仮受け体３は、矩形柱体の頭部を外挿管２の内空面に向かって漸近していくように成形した形状に製作したものである。外挿管仮受け体３には複数のボルト穴３１を設けておく。外挿管仮受け体３は例えば鋼材にて製作できる。
かかる外挿管仮受け体３と連結する杭頭仮受け体４は、側面視Ｌ型のブロック体に成形し、Ｌ型の凸部４１にて外挿管仮受け体３を係止可能とする。杭頭仮受け体４には外挿管仮受け体３と組合せた際にボルト４１を杭頭仮受け体４から外挿管仮受け体３に螺挿可能にボルト穴４２を設けておく。
杭頭仮受け体４は例えば鋼材にて製作できる。

外挿管仮受け体３と杭頭仮受け体４の連結方法は、既に設置されたジャケット構造体１を仮受けする仮受け杭５２にジャケット構造体１をクレーン船などで下げ降ろしていく（図４参照）。所定高さまで重機８４で本設杭５１を外挿管２１に貫通させながら設置していく（図５（a）参照）。杭頭仮受け体４を外挿管仮受け体３と本設杭５１の杭頭の間に設置し、ボルト４１にて外挿管仮受け体３と杭頭仮受け体４を連結して仮固定する。仮固定完了後、ジャケット構造体１上に重機８４を搭載して残りの本設杭５１を外挿管２に貫通させながら設置していく（図５（ｂ）参照）。

図２に示す外挿管仮受け体３の形状は図１の実施形態と同様である。本実施形態で使用する杭頭仮受け体４は矩形のブロック体に成形したものである。

図３に示す外挿管仮受け体３の形状は図１の実施形態と同様である。本実施形態で使用する杭頭仮受け体４は矩形柱体の下ブロック体４３の上にかかる下ブロック体４３よりも奥行き、幅ともに狭い縦長の矩形柱体である上ブロック体４４を組合せた形状に成形する。上ブロック体４４と外挿管仮受け体３を組合せた際に外挿管仮受け体３が下ブロック体４３上に搭載された状態で外挿管仮受け体３と杭頭仮受け体４をボルト結合する。

＜３＞仮吊り筒体
仮吊り筒体６は、ジャケット構造体１の上部から外挿管２に貫通させてその先端を本設杭５１に係止させ、ジャケット構造体１の上部から突設した頭部６２に設けたジャッキ８１とジャケット構造体１を吊具８２を介して連結させてジャケット構造体１を吊り上げるためのものである（図７参照）。すなわち、仮吊り筒体６はその先端で本設杭５１に反力をとってジャケット構造体１をジャッキ８１にて吊り上げることでジャケット構造体１のレベルを調整し、外挿管仮受け体３と杭頭仮受け体４を仮固定することが可能となる。

仮吊り筒体６の先端のうち、外挿管仮受け体３が配置される箇所は予め切り欠いた切り欠き部６１を設けておくのがよい（図６参照）。仮吊り筒体６を本設杭５１の杭頭に係止させる際に外挿管仮受け体３が障害となるのを防ぐためである。

仮吊り筒体６の頭部６２にはジャッキ８１を設置可能に水平材６３などを設置するのがよい（図７参照）。また、仮吊り筒体６の筒体内には作業員が筒体内を昇降可能な螺旋階段などを設けておくのが好ましい。

＜４＞分割リング体及びリング体
分割リング体７１は、複数の分割リング体７１を外挿管２の下端の本設杭５１周りに連結設置することにより、外挿管２と本設杭５１の間の隙間２１を塞ぐためのものである。
分割リング体７１は例えば半割に成形し、２つの分割リング体７１，７１を連結してリング体７２を構成することができる（図８参照）。
分割リング体７１の隙間２１と接する上面７８には、例えばゴムパッキンを設置しておくのが好ましい。
また、かかる上面７８には充填材９を注入可能な充填孔７３を備えておき、充填孔７３には注入パイプ７４を介してバルブ７５と連通させておく。
なお、充填材９としては例えばモルタルを使用できる。

充填材９の充填時にリング体７２が下方へ下がって充填材９が漏洩しないように、予め外挿管２の下端近傍には複数の突起を設けておき、かかる突起に吊具を介してリング体７２を吊下げ設置しておくのがよい。
また、外挿管２の下端近傍表面の周方向に予め鉄筋７７などを設置しておき、鉄筋７７の上に上方リング体７６を構成し、かかる上方リング体７６から吊具を介して下方のリング体７２を吊下げ設置することもできる（図９参照）。

本発明のジャケット構造体１と杭の接合方法の実施例を以下に示す。
まず、ジャケット構造体１を仮受けする仮受け杭５２を設置する。ここで、仮受け杭５２はジャケット構造体１を支持し得る必要最小限の本数でよい。
次に、ジャケット構造体１を例えばクレーン船などで仮受け杭５２上に吊り降ろす（図４参照）。仮受け杭５２上にジャケット構造体１を仮受けした状態で本設杭５１を外挿管２に貫通させながら設置していく（図５（ｂ）参照）。
ここで、外挿管仮受け体３と杭頭仮受け体４を連結して外挿管２を本設杭５１に仮固定する。
仮固定後、その他の本設杭５１を外挿管２を貫通させて設置していく。
外挿管２の下端にリング体７２を構成し、充填材９を外挿管２と本設杭５１の間の隙間２１に充填する。

ジャケット構造体１と杭の接合方法の他の実施例を以下に示す。
ジャケット構造体１を仮受けする仮受け杭５２を設置する（図７参照）。
仮受け杭５２上にジャケット構造体１を仮受けした状態で本設杭５１を外挿管２に貫通させながら設置していく。
本設杭５１の設置後、外挿管２の上方から仮吊り筒体６を外挿管２に貫通させて本設杭５１に係止させる。
ジャケット構造体１の上方から突設した仮吊り筒体６の頭部６２に水平材６３を設置し（または、予め水平材６３を設置しておく）、水平材６３にジャッキ８１を設置する。
吊具８２を介してジャッキ８１とジャケット構造体１を連結し、ジャッキ８１を作動させてジャケット構造体１を吊り上げながら外挿管２のレベルを調整する。
外挿管２のレベル調整後、外挿管仮受け体３と杭頭仮受け体４を連結して外挿管２を本設杭５１に仮固定する。
仮固定後、外挿管２の下端にリング体７２を構成し、充填材９を外挿管２と本設杭５１の間の隙間２１に充填する。

ジャケット構造体１と杭の接合方法の他の実施例を以下に示す。
まず、ジャケット構造体１を仮受けする仮受け杭５２を設置する。ここで、仮受け杭５２はジャケット構造体１を支持し得る必要最小限の本数でよい。
次に、ジャケット構造体１を例えばクレーン船などで仮受け杭５２上に吊り降ろす（図４参照）。仮受け杭５２上にジャケット構造体１を仮受けした状態で本設杭５１を外挿管２に貫通させながら設置していく（図５（ｂ）参照）。
次に、上記本設杭５１の杭頭上面に複数の受桁８３を設置し、受桁８３にはジャッキ８１を設置する。また、ジャッキ８１上にはさらに受桁８３を設置しておく（図１０、１１、１２参照）。
ここで、ジャッキ８１にて外挿管２のレベル調整をおこない、所要高さでジャッキに８１にて外挿管２（ジャケット構造体１）を仮固定する。
仮固定後、その他の本設杭５１を外挿管２を貫通させて設置していく。
外挿管２の下端にリング体７２を構成し、充填材９を外挿管２と本設杭５１の間の隙間２１に充填する。

本発明のジャケット構造体を構成する外挿管と本設杭の仮固定の一実施形態を説明した説明図。 本発明のジャケット構造体を構成する外挿管と本設杭の仮固定の他の実施形態を説明した説明図。 本発明のジャケット構造体を構成する外挿管と本設杭の仮固定の他の実施形態を説明した斜視図。 本発明のジャケット構造体と杭の接合方法の施工フローのうち、仮受け杭を設置後にジャケットを設置する状況を説明した説明図。 本発明のジャケット構造体と杭の接合方法の施工フローのうち、図４の次のステップを説明した説明図であってジャケット構造体上に搭載した重機で他の本設杭を設置している状況を説明した説明図。 本発明のジャケット構造体と杭の接合方法の施工フローのうち、図４の次のステップを説明した説明図であってジャケット構造体上に搭載した重機で他の本設杭を設置している状況を説明した説明図。 仮吊り筒体を説明した説明図。 仮吊り筒体を使用してジャケット構造体を吊り上げている状況を説明した説明図。 分割リング体を設置している状況を説明した説明図。 分割リング体の設置が完了した一実施形態を示した側面図。 本発明のジャケット構造体を構成する外挿管と本設杭の仮固定の他の実施形態を説明した平面図。 図１０のＡ−Ａ矢視図。 図１０のＢ−Ｂ矢視図。 従来の外挿管と杭の接合部の構造を説明した説明図。

符号の説明

１・・・ジャケット構造体
２・・・外挿管
３・・・外挿管仮受け体
４・・・杭頭仮受け体
５１・・本設杭
５２・・仮受け杭
６・・・仮吊り筒体
７１・・分割リング体
７２・・リング体
８１・・ジャッキ
８２・・吊具
８３・・受桁
９・・・充填材

Claims (6)

1. 水域に設置して構造物を建設するジャケット構造体において、
   前記ジャケット構造体に備えた外挿管の内空表面に複数設けた外挿管仮受け体と、
   前記外挿管を貫通した本設杭の杭頭に複数設けて前記外挿管仮受け体と連結可能な杭頭仮受け体と、からなり、
   前記外挿管仮受け体と前記杭頭仮受け体を連結して前記外挿管を前記本設杭に仮固定することを特徴とする、
   ジャケット構造体。
   
2. 請求項１記載のジャケット構造体を使用したジャケット構造体と杭の接合方法であって、
   前記ジャケット構造体を仮受けする仮受け杭を設置し、
   前記仮受け杭に前記ジャケット構造体を仮受けし、
   前記外挿管を貫通して前記本体杭を設置し、
   前記外挿管仮受け体と前記杭頭仮受け体を連結して前記外挿管を前記本設杭に仮固定することを特徴とする、
   ジャケット構造体と杭の接合方法。
   
3. 請求項１記載のジャケット構造体を使用したジャケット構造体と杭の接合方法であって、
   前記ジャケット構造体を仮受けする仮受け杭を設置し、
   前記仮受け杭に前記ジャケット構造体を仮受けし、
   前記外挿管を貫通して前記本設杭を設置し、
   前記外挿管に貫通させた際に前記外挿管仮受け体が配置される先端箇所を切り欠いた仮吊り筒体を、前記外挿管に貫通して該仮吊り筒体の先端を前記本設杭に係止させ、
   前記ジャケット構造体の上部から突設した前記仮吊り筒体の頭部にジャッキを設置し、
   前記ジャッキと前記ジャケット構造体を吊具を介して連結し、
   前記ジャッキにて前記ジャケット構造体を吊り上げながら前記外挿管仮受け体と前記杭頭仮受け体を連結して前記外挿管を前記本設杭に仮固定することを特徴とする、
   ジャケット構造体と杭の接合方法。
   
4. 請求項２又は３記載のジャケット構造体と杭の接合方法であって、
   前記外挿管を前記本設杭に仮固定した後に、
   前記外挿管の下端の前記本設杭周りにおいて、前記外挿管と前記本設杭の間の隙間を複数に分割した分割リング体を連結設置してなるリング体によって塞ぎ、
   前記リング体に備えた充填孔より前記外挿管と前記本設杭の間の隙間に充填材を充填することを特徴とする、
   ジャケット構造体と杭の接合方法。
   
5. 水域に設置して構造物を建設するジャケット構造体において、
   前記ジャケット構造体に備えた外挿管の内空表面に複数設けた外挿管仮受け体と、
   前記外挿管を貫通した本設杭の杭頭上面に係止した複数の受桁と、
   前記杭頭に設けた複数のジャッキと、からなり、
   前記受桁に前記外挿管仮受け体を係止させ、前記ジャッキによって前記受桁を支持することで前記外挿管を前記本設杭に仮固定することを特徴とする、
   ジャケット構造体。
   
6. 請求項５記載のジャケット構造体を使用したジャケット構造体と杭の接合方法であって、
   本設杭を設置し、
   前記本設杭の上面に複数の前記受桁及び複数の前記ジャッキを設け、
   前記外挿管を前記本設杭に貫通させ、
   前記受桁に前記外挿管仮受け体を係止させながら前記受桁を前記ジャッキによって支持させ、
   前記外挿管の下端の前記本設杭周りにおいて、前記外挿管と前記本設杭の間の隙間を複数に分割した分割リング体を連結設置してなるリング体によって塞ぎ、
   前記リング体に備えた充填孔より前記外挿管と前記本設杭の間の隙間に充填材を充填することを特徴とする、
   ジャケット構造体と杭の接合方法。

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