JP3440792B2 - 水中基礎の構築方法 - Google Patents

水中基礎の構築方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、水中基礎の構築
方法に関し、特に、圧力差を利用して水中基礎構造物を
沈設する構築方法の改良技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】水中に基礎を構築する際に、杭基礎の場
合は、押し込み力として打撃や振動などの機械力を利用
することができるが、例えば、大型の海岸や海洋構造物
のような大水深基礎では、このような機械力により、基
礎構造物を沈設することが困難になる。
【0003】そこで、このような大水深基礎の構築方法
の一つとして、スカート部を有する基礎構造物を、圧力
差(サクション)を利用して、水底地盤中に沈設するサ
クション基礎工法と呼ばれている構築方法がある。
【0004】この構築方法は、図3に示すように、基礎
構造物1の下端外周縁に、水底に貫入させて、水の流入
を阻止するスカート部2を設け、このスカート部2内の
水を排除することで、内部の圧力を下げて、スカート部
2の内外に圧力差を発生させて、基礎構造物1を沈設す
る。
【0005】この構築方法は、比較的施工が容易で、十
分に水底地盤中に根入れされた基礎は、滑動,転倒,引
き抜きに対する抵抗も著しく増大するという長所があ
る。しかしながら、このような水中基礎の構築方法に
は、以下に説明する技術的な課題があった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】すなわち、図3に示し
た構築方法では、スカート部2の内外に作用する圧力差
を大きくすれば、貫入力も大きくなるが、沈設対象地盤
が、緩い砂地盤の場合には、図4に示すように、スカー
ト部2の内部に土砂が圧力差により廻り込む、いわゆ
る、ボイリング現象が発生する。
【0007】このようなボイリング現象が発生すると、
貫入不能に陥り、必要な根入れ長が確保できず、基礎が
不安定になるだけでなく、ボイリングで盛り上った部分
は、乱されることにより強度が低下しているので、支持
力が不足するとともに、沈下量も増大するという問題が
あった。
【0008】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたものであって、その目的とするところは、ボ
イリング現象を防ぐことができる水中基礎の構築方法を
提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、水中基礎構造物の下端に、水底に貫入さ
せて、水の流入を阻止するスカート部を設け、前記スカ
ート部内を減圧することで、前記水中基礎構造物を水底
地盤中に沈設する水中基礎の構築方法において、前記水
中基礎構造物の沈設時に、前記スカート部内の水底面に
当接するピストンを設けた。このように構成した水中基
礎の構築方法によれば、水中基礎構造物の沈設時に、ス
カート部内の水底面に当接するピストンを設けているの
で、スカート部内の土砂がピストンにより押えられ、ス
カート部の内部に土砂が圧力差により廻り込むボイリン
グ現象を防止することができる。前記ピストンは、前記
水底面に当接する押圧板と、この押圧板の上端に固設さ
れた軸部とを備え、前記軸部は、前記水中基礎構造物と
の間で相対的な上下移動が可能に設けられ、このピスト
ンの自重を前記水底面の載荷重とすることができる。こ
の構成によれば、スカート部に圧力差が作用した際に、
ピストンの浮き上がりを抑え、ボイリング現象の発生を
確実に防止することができる。前記ピストンは、前記水
底面に当接する押圧板と、この押圧板の上端に固設され
た軸部とを備え、前記軸部は、前記水中基礎構造物との
間で相対的な上下移動が可能に設けられ、前記軸部の上
端側と前記水中基礎構造物との間にジャッキを設置し、
このジャッキの付勢力により前記押圧板を前記水底面に
押圧する載荷重とすることができ、この構成によって
も、ピストンの浮き上がりを抑え、ボイリング現象の発
生を確実に防止することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について、添付図面に基づいて詳細に説明する。図1
は、本発明にかかる水中基礎の構築方法の一実施例を示
している。同図に示した水中基礎の構築方法では、水中
基礎構造物10は、沈設現場の近傍の製作ヤードで製造
され、沈設現場まで曳航運搬される。
【0011】水中基礎構造物10は、例えば、鉄筋コン
クリート製のものであって、円筒状の筒部10aと、こ
の筒部10aの下端に一体に形成されたスカート部10
bとを備えている。
【0012】スカート部10bは、筒部10aよりも径
大な円盤部100bと、この円盤部100bの下端外周
縁に下方に向けて突出形成された環状刃部101bとを
有していて、環状刃部101bの内周側に凹部102b
が形成されている。
【0013】筒部10aおよび円盤部100bの中心に
は、これらを上下方向に貫通する挿通孔10cが形成さ
れ、この挿通孔10cの側部には、同様に筒部10aお
よび円盤部100bを貫通する排水孔10dが形成され
ている。
【0014】排水孔10dの一端は、凹部102b内に
開口し、他端側は、図示省略の減圧装置に接続されてい
る。スカート部10bの環状刃部101b内には、沈設
する際に、この環状刃部101b内の水底面に当接する
ピストン12が設けられている。
【0015】ピストン12は、例えば、鋼,硬質プラス
チック,鉄筋コンクリートなどで形成されており、環状
刃部101bの直径よりも若干小径の円盤状の押圧板1
2aと、この押圧板12aの中心に垂設された軸部12
bとを備え、軸部12bが、水中基礎構造物10の挿通
孔10c内に挿入されていて、軸部12bは、水中基礎
構造物10との間において、気密ないしは水密状態で、
相対的な上下方向の移動が可能に構成されている。
【0016】このような構成の水中基礎構造物10は、
ピストン12を装着した状態で沈設現場まで運搬され、
スカート部10bの刃部101bを水底地盤20に着底
して、その一部が水底地盤20内に貫入するように沈設
し、凹部102b内に水が流入することを阻止する。
【0017】次いで、減圧装置を駆動して、排水孔10
dを介して、凹部102b内から水を排除することによ
り、凹部102b内を減圧する。このとき、ピストン1
2の押圧板12aは、凹部102b内の水底面に当接す
るようにセットされ、その自重により下向きの付勢力を
作用させ、この付勢力が押圧板12aの載荷重となる。
【0018】いまここで、凹部102b内を減圧した時
の内圧をp2とし、スカート部10b内の初期水圧(静
水圧)をp1とすると、減圧による圧力差は、p1−p2
となり、この圧力差による下向きの力(p1−p2)×A
(Aは、スカート部内天井部面積)と水中基礎構造物1
0の浮力を除いた自重とが貫入力となって、水中基礎構
造物10は、水底地盤20中に徐々に沈設される。
【0019】この沈設過程において、ピストン12は、
自重により押圧板12aが凹部102b内の水底面に当
接するように維持される。この場合のピストン12の自
重に伴う付勢力の大きさp3は、図4に示したボイリン
グを発生させる限界水圧pBに対して、常時、p3>(p
B×A’)(A’は、ピストン12の底面積)になるよ
うに設定される。
【0020】さて、以上のようにして行われる水中基礎
の構築方法によれば、水中基礎構造物10の沈設時に、
スカート部10b内の水底面に自重により当接するピス
トン12を設けているので、スカート部10b内の土砂
がピストン12の自重により押えられ、スカート部10
bの内部に土砂が圧力差により廻り込むボイリング現象
を防止することができる。
【0021】従って、この構築方法では、圧力差p1
2を大きくして、貫入効率を向上させることができ、
しかも、必要な根入れ長が確実に確保でき、地盤を乱さ
ないため、支持力の低下や沈下量の増大といった問題が
発生しない。
【0022】なお、この実施例のピストン12の自重に
は、その構成材料による重量以外に、例えば、ピストン
12の軸部12bの上端側に別の部材を載置して、全体
の重量を増加させる場合も含んでいる。
【0023】図2は、本発明にかかる水中基礎の構築方
法の他の実施例を示しており、上記実施例と同一もしく
は相当する部分には、同一符号を付してその説明を省略
するとともに、以下にその特徴点についてのみ説明す
る。
【0024】同図に示した実施例では、ピストン12の
軸部12bの上端は、水中基礎構造物10の筒部10a
の上端面よりも上方に突出していて、突出した軸部12
bの上端縁には、係止板14が固設されている。
【0025】この係止板14には、複数のジャッキ16
が配置されていて、各ジャッキ16の伸縮プランジャ1
6aは、筒部10aの上端面に固定されている。
【0026】このような構成の水中基礎構造物10は、
上記実施例と同様に、スカート部10bの刃部101b
を水底地盤20に着底して、その一部が水底地盤20内
に貫入するように沈設し、水が凹部102b内に流入す
ることを阻止する。
【0027】次いで、凹部102b内を減圧し、このと
きに、ピストン12の押圧板12aは、凹部102b内
の水底面に当接するようにセットし、ジャッキ16を駆
動することにより、下向きの付勢力が係止板14を介し
てピストン12の軸部12bに作用するようにし、この
付勢力が押圧板12aの載荷重となる。
【0028】凹部102b内を減圧した時の内圧をp2
とし、スカート部10b内の初期圧力をp1とすると、
ジャッキ16による付勢力の大きさp3は、常時、p3
(pB×A’)になるように制御される。
【0029】より具体的には、圧力差と水中基礎構造物
10の浮力を除いた自重との和である貫入力の一部が、
ジャツキ16を介して、ピストン12に伝達されピスト
ン12の押圧板12aが地盤20から浮上しないように
制御する。
【0030】つまり、水中基礎構造物10の貫入過程に
置いては、構造物10は、貫入に伴って下方に移動する
が、ピストン12は、ジャッキ16のプランジャ16a
を伸長させることで現位置に維持されるとともに、構造
物10の下方移動力の一部を、ジャッキ16を介してピ
ストン12に伝達し、伝達された下方移動力により、押
圧板12aの浮き上がりを抑える。
【0031】このように構成した構築方法によれば、ジ
ャッキ16の付勢力により押圧板12aを水底面に押圧
する載荷重としているので、スカート部10bに圧力差
が作用した際に、ピストン12の浮き上がりを抑え、ボ
イリング現象の発生を確実に防止することができる。
【0032】
【発明の効果】以上、実施例で詳細に説明したように、
本発明にかかる水中基礎の構築方法によれば、圧力差に
より廻り込むボイリング現象を防止することがるできの
で、圧力差を大きくして、貫入効率を向上させることが
でき、しかも、必要な根入れ長が確実に確保でき、地盤
を乱さないため、支持力の低下や沈下量の増大といった
問題が発生しない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる水中基礎の構築方法の一実施例
を示す説明図である。
【図2】本発明にかかる水中基礎の構築方法の他の実施
例を示す説明図である。
【図3】従来のサクション基礎工法の説明図である。
【図4】図3のサクション基礎工法の不具合を示す説明
図である。
【符号の説明】
10 水中基礎構造物 10a 筒部 10b スカート部 10c 挿通孔 10d 排水孔 12 ビストン 12a 押圧板 12b 軸部 14 係止板 16 ジャッキ 20 水底地盤
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 龍岡 文夫 三鷹市大沢4−17−12 (56)参考文献 特開 昭61−146909(JP,A) 特開 平3−275812(JP,A) 特開 平5−98651(JP,A) 特開 平4−368516(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) E02D 27/52 E02D 29/09

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水中基礎構造物の下端に、水底に貫入さ
    せて、水の流入を阻止するスカート部を設け、前記スカ
    ート部内を減圧することで、前記水中基礎構造物を水底
    地盤中に沈設する水中基礎の構築方法において、 前記水中基礎構造物の沈設時に、前記スカート部内の水
    底面に当接するピストンを設けたことを特徴とする水中
    基礎の構築方法。
  2. 【請求項2】 前記ピストンは、前記水底面に当接する
    押圧板と、この押圧板の上端に固設された軸部とを備
    え、 前記軸部は、前記水中基礎構造物との間で相対的な上下
    移動が可能に設けられ、このピストンの自重を前記水底
    面の載荷重とすることを特徴とする請求項1記載の水中
    基礎の構築方法。
  3. 【請求項3】 前記ピストンは、前記水底面に当接する
    押圧板と、この押圧板の上端に固設された軸部とを備
    え、 前記軸部は、前記水中基礎構造物との間で相対的な上下
    移動が可能に設けられ、前記軸部の上端側と前記水中基
    礎構造物との間にジャッキを設置し、このジャッキの付
    勢力により前記押圧板を前記水底面に押圧する載荷重と
    することを特徴とする請求項1記載の水中基礎の構築方
    法。
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CN108643223A (zh) * 2018-05-18 2018-10-12 中交上海三航科学研究院有限公司 导管架和负压桶的复合基础结构及其连接方法
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