JP3614007B2 - 水中基礎の構築工法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、水中基礎の構築工法に関し、特に、圧力差を利用して水中基礎構造物を沈設する構築工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６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、基礎構造物１に圧力差に応じたサクション圧がかかるようにしてこれを所定深度まで沈設する。
【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６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７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工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、水底地盤中に貫入させて、水の流入を阻止するスカート部を設け、前記水中基礎構造物内にサクション圧を作用することで水底地盤中に沈設する水中基礎の構築工法において、前記水中基礎構造物を基礎部分と前記スカート部とに分割し、前記基礎部分を水底地盤上に沈設させた後に、前記スカート部を水底地盤中に貫入し、しかる後に、前記水中基礎構造物内を減圧するようにした。
このように構成した水中基礎の構築工法によれば、水中基礎構造物を基礎部分とスカート部とに分割し、基礎部分を水底地盤上に沈設させた後に、スカート部を水底地盤中に貫入し、しかる後に、水中基礎構造物内を減圧するので、水底地盤上に沈設された基礎部分により、ボイリングを抑えることができる。
また、本発明の構築工法では、前記基礎部分の外周に、前記スカート部を嵌合挿入して、前記基礎部分と一体化させるガイドリングを設けることができる。
この構成によれば、ガイドリングを設けることにより、スカート部を沈設する際の位置決めが簡単に行え、スカート部とスカート部と基礎部分とを確実に一体化させることができる。
前記サクション圧は、前記水中基礎構造物の供用後の荷重よりも大きな値に設定することができる。
この構成によれば、水底地盤の強度増加を図るとともに、水底地盤を過圧密状態にして、供用後の沈下量を抑制することができる。
前記サクション圧は、前記水中構造物の供用後にもある程度の大きさの値が常時かるように設定することができる。
この構成によれば、地震や波力、潮力などの水平力による引き抜けに対しても抵抗が大きくなる。
【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から図５は、本発明にかかる水中基礎の構築工法の一実施例を示している。
【００１１】
同図に示した構築工法は、図１および図２にその完成状態を示すような水中基礎構造物１０を構築する際に適用したものであって、本実施例の構築対象となる水中基礎構造物１０は、分割された基礎部分１２およびスカート部１４とガイドリング１５とを有している。
【００１２】
基礎部分１２は、所定の厚みを備えた円板状に形成された本体１６と、本体１６の上面側の中心軸上に垂設された円筒部１８とを備えていて、本体１６の下面側には、凹部２０が同心状に形成されていて、この凹部２０内には、フィルター２２が、凹部２０内を埋めるようにして充填されている。
【００１３】
フィルター２０は、水分を透過し、土砂の透過を阻止する機能を備えている。凹部２０は、本体１６および円筒部１８の中心軸上に貫通形成された吸引通路２４を介して外部に連通していて、この吸引通路２４の一端には、図外の減圧装置が接続される。
【００１４】
スカート部１４は、下端が開口し、上端内周にリング状フランジが設けられた略中空円筒体を、中心軸上を通る線分により放射状に分断した複数のスカートブロック体２５から構成されている。
【００１５】
各スカートブロック体２５は、水底地盤２６中に貫入させられる刃部２８と、刃部２８の上端に、直交する方向に一体に延設された係止部３０とを備えていて、断面形状が略逆Ｌ字形に形成されている。
【００１６】
ガイドリング１５は、基礎部分１２の本体１６と同心円状に形成され、所定の高さを有するリング部３２と、このリング部３２の下端外周縁に一体に突設されたフランジ部３４とを備えている。
【００１７】
このガイドリング１５のリング部３２の内周径は、円板状の本体１６の外周側に設置した際に、スカート部１４の刃部２８の厚みとほぼ同じ程度の間隔が形成され、刃部２８の嵌合挿入が可能になる大きさになっている。
【００１８】
以上のように構成された水中基礎構造物１０を構築する工程について、図３から図５に基づいて説明する。水中基礎構造物１０の構成部材である基礎部分１２，スカート部１４，ガイドリング１５は、それぞれ構築現場近傍の製作ヤードで予め製作され、構築現場まで曳航される。
【００１９】
基礎部分１２，スカート部１４，ガイドリング１５が構築現場まで曳航されると、まず、図３に示すように、基礎部分１２とガイドリング１５とが水底地盤２６上に沈設設置される。
【００２０】
そして、基礎部分１２の外周にガイドリング１５が沈設設置されると、フィルター２２の下面が水底地盤２６の上面に当接するとともに、基礎部分１２の本体１６の外周面と、ガイドリング１５のリング部３２の内周面との間に、刃部２８の嵌合挿入が可能な環状空間３６が形成される。
【００２１】
次いで、スカート部１４の沈設設置が行われる。このスカート部１４の沈設設置を行う際には、各スカートブロック２５の刃部２８の下端側を環状空間３６内に嵌合挿入し、これを水底地盤２６中の所定深度まで貫入させる。
【００２２】
この貫入を行う際には、例えば、スカート部１４の上端側から打撃または振動を印加する方式や、あるいは、スカート部１４の先端側にウォータージェットを供給して水底地盤２６を掘削する方式、さらには、これらを併用する方式により行うことができる。
【００２３】
複数のスカートブロック２５の各刃部２８および係止部３０を周方向に隣接配置して、図４に示すように、各係止部３０が本体１６の上面に当接するように設置すると、基礎部分１２の外周に、スカート部１４を嵌合挿入して、基礎部分１２と一体化させた図１，２に示した水中基礎構造物１０の形態となる。
【００２４】
次ぎに、吸引通路２４に接続されている減圧装置を稼動させて、凹部２８内を減圧し、本体１６の上部側にサクション荷重を印加して、水中基礎構造物１０を水底地盤２６中の所定深度まで沈設して、その構築を終了する。
【００２５】
さて、以上のように構成した水中基礎の構築工法によれば、水中基礎構造物１０を基礎部分１２とスカート部１４とに分割し、基礎部分１２を水底地盤２６上に沈設させた後に、スカート部１４を水底地盤２６中に貫入し、しかる後に、基礎部分１２内を減圧するので、水底地盤２６上に最初に沈設された基礎部分１２により、ボイリングを抑えることができる。
【００２６】
また、スカート部１４を水底地盤２６中に貫入した後に、基礎部分１２側を減圧すると、その圧力差が基礎地盤（水底地盤２６）への載荷重となって、以下に示す効果が期待できる。
【００２７】
すなわち、まず、水中基礎構造物１０の供用後の荷重よりも大きなサクション圧を作用させると、このサクション圧により水底地盤２６を圧密化させて、水底地盤２６の強度増加を図るとともに、水底地盤２６を過圧密状態にして、供用後の沈下量を抑制することができる。
【００２８】
また、水中基礎構造物１０の供用後にもある程度のサクション圧を常時かけておくと、地震や波力、潮力などの水平力による引き抜けに対しても抵抗が大きくなる。
【００２９】
さらに、本発明の構築工法では、基礎部分１２の外周に、スカート部１４を嵌合挿入して、基礎部分１２と一体化させるガイドリング１５を設けているので、スカート部１４を沈設する際の位置決めが簡単に行え、スカート部１４と基礎部分１２とを確実に一体化させることができる。
【００３０】
【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工法によれば、ボイリング現象を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる構築工法で構築する水中基礎構造の一例を示す設置状態の斜視図である。
【図２】図１の縦断面図である。
【図３】本発明にかかる水中基礎の構築工法の最初の工程を示す断面説明図である。
【図４】図３の工程に引き続いて行われる工程の断面説明図である。
【図５】図４の工程に引き続いて行われる工程の断面説明図である。
【図６】従来の水中基礎の構築工法の一例を示す設置状態の断面説明図である。
【図７】図６の工法で構築された基礎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
１２ 基礎部分
１４ スカート部
１５ ガイドリング
１６ 本体
１８ 円筒部
２０ 凹部
２２ フィルター
２４ 吸引通路
２５ スカートブロック
２６ 水底地盤
２８ 刃部
３０ 係止部
【発明の属する技術分野】
この発明は、水中基礎の構築工法に関し、特に、圧力差を利用して水中基礎構造物を沈設する構築工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６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、基礎構造物１に圧力差に応じたサクション圧がかかるようにしてこれを所定深度まで沈設する。
【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６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７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工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、水底地盤中に貫入させて、水の流入を阻止するスカート部を設け、前記水中基礎構造物内にサクション圧を作用することで水底地盤中に沈設する水中基礎の構築工法において、前記水中基礎構造物を基礎部分と前記スカート部とに分割し、前記基礎部分を水底地盤上に沈設させた後に、前記スカート部を水底地盤中に貫入し、しかる後に、前記水中基礎構造物内を減圧するようにした。
このように構成した水中基礎の構築工法によれば、水中基礎構造物を基礎部分とスカート部とに分割し、基礎部分を水底地盤上に沈設させた後に、スカート部を水底地盤中に貫入し、しかる後に、水中基礎構造物内を減圧するので、水底地盤上に沈設された基礎部分により、ボイリングを抑えることができる。
また、本発明の構築工法では、前記基礎部分の外周に、前記スカート部を嵌合挿入して、前記基礎部分と一体化させるガイドリングを設けることができる。
この構成によれば、ガイドリングを設けることにより、スカート部を沈設する際の位置決めが簡単に行え、スカート部とスカート部と基礎部分とを確実に一体化させることができる。
前記サクション圧は、前記水中基礎構造物の供用後の荷重よりも大きな値に設定することができる。
この構成によれば、水底地盤の強度増加を図るとともに、水底地盤を過圧密状態にして、供用後の沈下量を抑制することができる。
前記サクション圧は、前記水中構造物の供用後にもある程度の大きさの値が常時かるように設定することができる。
この構成によれば、地震や波力、潮力などの水平力による引き抜けに対しても抵抗が大きくなる。
【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から図５は、本発明にかかる水中基礎の構築工法の一実施例を示している。
【００１１】
同図に示した構築工法は、図１および図２にその完成状態を示すような水中基礎構造物１０を構築する際に適用したものであって、本実施例の構築対象となる水中基礎構造物１０は、分割された基礎部分１２およびスカート部１４とガイドリング１５とを有している。
【００１２】
基礎部分１２は、所定の厚みを備えた円板状に形成された本体１６と、本体１６の上面側の中心軸上に垂設された円筒部１８とを備えていて、本体１６の下面側には、凹部２０が同心状に形成されていて、この凹部２０内には、フィルター２２が、凹部２０内を埋めるようにして充填されている。
【００１３】
フィルター２０は、水分を透過し、土砂の透過を阻止する機能を備えている。凹部２０は、本体１６および円筒部１８の中心軸上に貫通形成された吸引通路２４を介して外部に連通していて、この吸引通路２４の一端には、図外の減圧装置が接続される。
【００１４】
スカート部１４は、下端が開口し、上端内周にリング状フランジが設けられた略中空円筒体を、中心軸上を通る線分により放射状に分断した複数のスカートブロック体２５から構成されている。
【００１５】
各スカートブロック体２５は、水底地盤２６中に貫入させられる刃部２８と、刃部２８の上端に、直交する方向に一体に延設された係止部３０とを備えていて、断面形状が略逆Ｌ字形に形成されている。
【００１６】
ガイドリング１５は、基礎部分１２の本体１６と同心円状に形成され、所定の高さを有するリング部３２と、このリング部３２の下端外周縁に一体に突設されたフランジ部３４とを備えている。
【００１７】
このガイドリング１５のリング部３２の内周径は、円板状の本体１６の外周側に設置した際に、スカート部１４の刃部２８の厚みとほぼ同じ程度の間隔が形成され、刃部２８の嵌合挿入が可能になる大きさになっている。
【００１８】
以上のように構成された水中基礎構造物１０を構築する工程について、図３から図５に基づいて説明する。水中基礎構造物１０の構成部材である基礎部分１２，スカート部１４，ガイドリング１５は、それぞれ構築現場近傍の製作ヤードで予め製作され、構築現場まで曳航される。
【００１９】
基礎部分１２，スカート部１４，ガイドリング１５が構築現場まで曳航されると、まず、図３に示すように、基礎部分１２とガイドリング１５とが水底地盤２６上に沈設設置される。
【００２０】
そして、基礎部分１２の外周にガイドリング１５が沈設設置されると、フィルター２２の下面が水底地盤２６の上面に当接するとともに、基礎部分１２の本体１６の外周面と、ガイドリング１５のリング部３２の内周面との間に、刃部２８の嵌合挿入が可能な環状空間３６が形成される。
【００２１】
次いで、スカート部１４の沈設設置が行われる。このスカート部１４の沈設設置を行う際には、各スカートブロック２５の刃部２８の下端側を環状空間３６内に嵌合挿入し、これを水底地盤２６中の所定深度まで貫入させる。
【００２２】
この貫入を行う際には、例えば、スカート部１４の上端側から打撃または振動を印加する方式や、あるいは、スカート部１４の先端側にウォータージェットを供給して水底地盤２６を掘削する方式、さらには、これらを併用する方式により行うことができる。
【００２３】
複数のスカートブロック２５の各刃部２８および係止部３０を周方向に隣接配置して、図４に示すように、各係止部３０が本体１６の上面に当接するように設置すると、基礎部分１２の外周に、スカート部１４を嵌合挿入して、基礎部分１２と一体化させた図１，２に示した水中基礎構造物１０の形態となる。
【００２４】
次ぎに、吸引通路２４に接続されている減圧装置を稼動させて、凹部２８内を減圧し、本体１６の上部側にサクション荷重を印加して、水中基礎構造物１０を水底地盤２６中の所定深度まで沈設して、その構築を終了する。
【００２５】
さて、以上のように構成した水中基礎の構築工法によれば、水中基礎構造物１０を基礎部分１２とスカート部１４とに分割し、基礎部分１２を水底地盤２６上に沈設させた後に、スカート部１４を水底地盤２６中に貫入し、しかる後に、基礎部分１２内を減圧するので、水底地盤２６上に最初に沈設された基礎部分１２により、ボイリングを抑えることができる。
【００２６】
また、スカート部１４を水底地盤２６中に貫入した後に、基礎部分１２側を減圧すると、その圧力差が基礎地盤（水底地盤２６）への載荷重となって、以下に示す効果が期待できる。
【００２７】
すなわち、まず、水中基礎構造物１０の供用後の荷重よりも大きなサクション圧を作用させると、このサクション圧により水底地盤２６を圧密化させて、水底地盤２６の強度増加を図るとともに、水底地盤２６を過圧密状態にして、供用後の沈下量を抑制することができる。
【００２８】
また、水中基礎構造物１０の供用後にもある程度のサクション圧を常時かけておくと、地震や波力、潮力などの水平力による引き抜けに対しても抵抗が大きくなる。
【００２９】
さらに、本発明の構築工法では、基礎部分１２の外周に、スカート部１４を嵌合挿入して、基礎部分１２と一体化させるガイドリング１５を設けているので、スカート部１４を沈設する際の位置決めが簡単に行え、スカート部１４と基礎部分１２とを確実に一体化させることができる。
【００３０】
【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工法によれば、ボイリング現象を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる構築工法で構築する水中基礎構造の一例を示す設置状態の斜視図である。
【図２】図１の縦断面図である。
【図３】本発明にかかる水中基礎の構築工法の最初の工程を示す断面説明図である。
【図４】図３の工程に引き続いて行われる工程の断面説明図である。
【図５】図４の工程に引き続いて行われる工程の断面説明図である。
【図６】従来の水中基礎の構築工法の一例を示す設置状態の断面説明図である。
【図７】図６の工法で構築された基礎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
１２ 基礎部分
１４ スカート部
１５ ガイドリング
１６ 本体
１８ 円筒部
２０ 凹部
２２ フィルター
２４ 吸引通路
２５ スカートブロック
２６ 水底地盤
２８ 刃部
３０ 係止部
Claims (4)
- 水中基礎構造物の下端に、水底地盤中に貫入させて、水の流入を阻止するスカート部を設け、前記水中基礎構造物内にサクション圧を作用することで水底地盤中に沈設する水中基礎の構築工法において、
前記水中基礎構造物を基礎部分と前記スカート部とに分割し、前記基礎部分を水底地盤上に沈設させた後に、前記スカート部を水底地盤中に貫入し、しかる後に、前記水中基礎構造物内を減圧することを特徴とする水中基礎の構築工法。 - 前記基礎部分の外周に、前記スカート部を嵌合挿入して、前記基礎部分と一体化させるガイドリングを設けたことを特徴とする請求項１記載の水中基礎の構築工法。
- 前記サクション圧は、前記水中基礎構造物の供用後の荷重よりも大きな値に設定することを特徴とする請求項１または２記載の水中基礎の構築工法。
- 前記サクション圧は、前記水中構造物の供用後にもある程度の大きさの値が常時かるように設定することを特徴とする請求項１または２記載の水中基礎の構築工法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34995098A JP3614007B2 (ja) | 1998-12-09 | 1998-12-09 | 水中基礎の構築工法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34995098A JP3614007B2 (ja) | 1998-12-09 | 1998-12-09 | 水中基礎の構築工法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000170182A JP2000170182A (ja) | 2000-06-20 |
| JP3614007B2 true JP3614007B2 (ja) | 2005-01-26 |
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ID=18407208
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34995098A Expired - Fee Related JP3614007B2 (ja) | 1998-12-09 | 1998-12-09 | 水中基礎の構築工法 |
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| CN104775446B (zh) * | 2014-01-15 | 2021-06-15 | 广东海上城建控股发展有限公司 | 水上结构固定用筒墩及其安装施工方法 |
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| JP7282579B2 (ja) * | 2019-04-12 | 2023-05-29 | 日立造船株式会社 | サクション基礎及びその設置方法 |
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1998
- 1998-12-09 JP JP34995098A patent/JP3614007B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JP2000170182A (ja) | 2000-06-20 |
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