JP3757754B2

JP3757754B2 - 水中基礎構造物の構築工法

Info

Publication number: JP3757754B2
Application number: JP2000125594A
Authority: JP
Inventors: 直樹増井
Original assignee: Obayashi Corp
Current assignee: Obayashi Corp
Priority date: 2000-04-26
Filing date: 2000-04-26
Publication date: 2006-03-22
Anticipated expiration: 2020-04-26
Also published as: JP2001311166A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、水中基礎構造物の構築工法に関し、特に、サクション荷重を有効に作用させて水中基礎構造物を構築する工法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
水中に基礎構造物を構築する際に、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構造物の構築工法の一つとして、スカート部を有するケーソン躯体を、圧力差（サクション）を利用して、水底地盤中に沈設する構築方法がある。
【０００４】
この構築方法は、筒状のケーソン躯体の下端外周に、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、スカート部の先端側を水底地盤中に貫入させた状態で、スカート部内の水を排除することで、スカート部の内外に圧力差を発生させて、ケーソン躯体を水底地盤中に沈設する。
【０００５】
ところで、このようなサクションを用いて水中基礎を構築する際に、例えば、設置深度が大きい場合や、施工上の制約条件からスカート部を含む構造物全体の高さが大きくなる場合には、従来、以下の構築工法が用いられてきた。
▲１▼．スカート部とケーソン本体とを分離してドックなどで作製し、施工現場で両者を組立てる構築工法。
▲２▼．スカート部を予めドックなどで作製し、十分な水深のある海域で、スカート部の上方にケーソン本体を洋上構築した後に、海底地盤上に沈設する構築工法。
【０００６】
しかしながら、このような従来の水中基礎の構築工法には、以下に説明する技術的な課題があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
すなわち、前者の構築工法では、スカート部とケーソン本体とを分離し、施工現場で両者を組立てるが、両者を一体化しない場合には、外力に対して、スカート部とケーソン本体とが個別に抵抗することになり、構造上不経済なものとなる。
【０００８】
この場合、スカート部とケーソン本体とを、両者間の接合面などで内部的に一体化させる構造も考えられるが、両者の正確な位置合わせが必要になるなど、施工が煩雑になるとともに、維持管理も困難になる。
【０００９】
一方、後者の構築工法では、十分な水深のある海域で、スカート部の上方にケーソン本体を洋上構築することになるが、洋上構築は、気象，海象などに左右され易く、場合によっては、工期の遅延に留まらず、周辺海域の漁業にも影響を及ぼす恐れがある。
【００１０】
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、周辺海域への影響が少なく、かつ、工期の短縮が可能で、維持維持管理も容易な水中基礎構造物の構築工法を提供することにある。
【００１１】
【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、サクション荷重を加えて水底地盤に沈設する水中基礎構造物の構築工法において、水中基礎構造物の主体となるケーソン躯体を、水底地盤中に先端側が貫入されるスカート部と、その上部側に連なるケーソン本体とに分割し、前記スカート部にサクション荷重を加えて、その先端側を前記水底地盤中に貫入設置した後に、前記スカート部の上部側に前記ケーソン本体を載置し、この後に、前記スカート部と前記ケーソン本体とを、外部側で相互に連結固定する水中基礎構造物の構築工法であって、前記スカート部と前記ケーソン本体との連結固定手段は、一端側が前記スカート部に固定され、他端側が、プレストレス力を導入して前記ケーソン本体に固定される複数の外ケーブルで構成する。
このように構成した水中基礎構造物の構築工法によれば、ケーソン躯体をスカート部とケーソン本体とに分離するので、設置水深が深くても、また、スカート高が大きくなっても、洋上構築をする必要がない。
また、ケーソン躯体をスカート部とケーソン本体とに分離するので、これらを同時にドックなどで製作することが可能になり、工期の短縮がはかれる。
さらに、スカート部にサクション荷重を加えて、その先端側を水底地盤中に貫入設置した後に、スカート部の上部側にケーソン本体を載置し、この後に、スカート部とケーソン本体とを、外部側で相互に連結固定するので、外力に対して，スカート部とケーソン本体とを一体化させて抵抗することが可能になるとともに、連結固定部の維持管理も容易に行える。
また、本発明の構築工法では、スカート部とケーソン本体との連結固定手段を、一端側が前記スカート部に固定され、他端側が、プレストレス力を導入してケーソン本体に固定される複数の外ケーブルから構成するので、外ケーブルにプレストレスに導入するプレストレス力により、外力に対して柔軟に対処することができる。
また、この構成によれば、外ケーブルの増設，取換えも簡単に行なえる。
さらに、本発明では、前記外ケーブルを相互に斜交するように傾斜設置することができる。
この構成によれば、斜めに傾斜設置された外ケーブルのプレストレス力を上下方向以外の、周方向にも作用させることができるので、面内せん断強度を増加させることができる。
【００１２】
【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および図２は、本発明にかかる水中基礎構造物の構築工法の一実施例を示している。
【００１３】
同図に示した水中基礎構造物は、図２にその全体構成を示すように、水中基礎構造物の主体となるケーソン躯体1０を備えており、このケーソン躯体１０は、例えば、鉄筋コンクリート製のものであって、スカート部１２と、ケーソン本体１４とを有し、これらは分割されている。
【００１４】
本実施例のスカート部１２は、下端が開口した概略逆凹形状に全体が形成され、所定の厚みを有する円盤状の上版１６と、この上版１６の外周縁に一体的に形成された円筒部１８と、円筒部１８で画成された内部を複数に仕切る仕切り隔壁部１９とを備えている。
【００１５】
円盤状の上版１６には、上版１６の外周円と相似形であって、同心状になるように環状の下リング２０が固定支持されている。この下リング２０は、平板状の下面が、上版１６の上面から所定の間隔を隔てて、これと対向するように支持されている。
【００１６】
この下リング２０は、後述するように、スカート部１２とケーソン本体１４とを設置した後に、両者間を連結固定する外ケーブル２２の下端側が係止固定される。
【００１７】
ケーソン本体１４は、スカート部１２の上版１６よりも直径が小さい有底円筒状に形成され、上端が開口している。ケーソン本体１４の上部側の側面には、環状の上リング２３が固設されている。
【００１８】
この上リング２３は、ケーソン本体１４の直径よりも大きな内径を有していて、ケーソン本体１４の外周面から外方に突出するように固定支持されていて、後述するように、スカート部１２とケーソン本体１４とを設置した後に、両者間を連結固定する外ケーブル２２の上端側が係止固定される。
【００１９】
なお、これらの上,下リング２０,２３は、環状に形成する必要はなく、外ケーブル２２が定着できる突起状にあればよい。
【００２０】
このような形状のスカート部１２およびケーソン本体１４は、構築現場近傍のドックなどで、同時に構築され、構築が終了すると、構築現場まで曳航される。構築現場までスカート部１２およびケーソン本体１４が曳航されると、まず、図１に示すように、スカート部１２が水底地盤２４中に沈設設置される。
【００２１】
スカート部１２を沈設設置する際には、円筒部１８および隔壁部１９の先端側が下方に位置するように沈設し、その先端を水底地盤２４内に貫入させて、サクション荷重を作用させる。このサクション荷重を加えるためには、図１に示すように、スカート部１２の上版１６を貫通するように複数のパイプ２６を設置する。
【００２２】
そして、パイプ２６を介して、円筒部１８内の水を排除して、内部の圧力を下げる。円筒部１８内の圧力を低下させると、水深との間の圧力差が上版１６上に作用し、このようなサクション荷重により、スカート部１２を徐々に水底地盤２４中に沈設させることができる。
【００２３】
スカート部１２が所定深度まで沈設されると、パイプ２６を取り外して、サクション荷重を除去し、図２に示すように、スカート部１２の上版１６上にケーソン本体１４を載置する。
【００２４】
ケーソン本体１４が上版１６上の所定位置に載置されると、上，下リング２３，２０が、上下方向に間隔を隔てて対向するので、これらのリング２３，２０間に複数の外ケーブル２２を装着して、スカート部１２とケーソン本体１４とを外部側から連結固定する。
【００２５】
外ケーブル２２は、下端側が下リング２０に係止固定され、上端側が上リング２３に固定され、本実施例の場合には、複数の外ケーブル２２が、ケーソン本体１４の外周を取巻くようにして、周方向に所定の間隔を隔てて、ケーソン本体１４の軸方向と平行になるように配置されている。
【００２６】
また、本実施例の場合には、各外ケーブル２２には、プレストレス力が導入され、導入されたプレストレス力を維持するようにして、その上端側が上リング２３に固定される。
【００２７】
このようなプレストレス力を導入,維持する構成としては、例えば、下端側が下リング２０に係止固定された外ケーブル２２の上端側をジャッキで引張ながら、外ケーブル２２の上端にナットや楔コーンを装着して、その部分を上リング２３に固定すればよい。
【００２８】
各外ケーブル２２にプレストレス力を導入してその上下端を固定すると、スカート部１２とケーソン本体１４とが一体化され、水中基礎構造物の構築が完了する。
【００２９】
なお、図２に符号２８で示した部分は、サクション荷重を加えて水底地盤２４中に沈設させたスカート部１２の円筒部１８内に充填する中詰めモルタルであり、この中詰めモルタル２８は、スカート部１２を貫入させた後の適宜時期に施工される。
【００３０】
さて、以上のようにして行なわれる水中基礎構造物の構築工法によれば、ケーソン躯体１０をスカート部１２とケーソン本体１４とに分離するので、設置水深が深くても、また、スカート高が大きくなっても、洋上構築をする必要がない。
【００３１】
また、ケーソン躯体１０をスカート部１２とケーソン本体１４とに分離するので、これらを同時にドックなどで製作することが可能になり、工期の短縮がはかれる。
【００３２】
このような洋上構築の不要と、工期の短縮とにより、構築現場の周辺海域に及ぼす影響を非常に小さくすることができる。
【００３３】
さらに、スカート部１２にサクション荷重を加えて、その先端側を水底地盤中に貫入設置した後に、スカート部１２の上部側にケーソン本体１４を載置し、この後に、スカート部１２とケーソン本体１４とを、外部側で相互に連結固定するので、外力に対して，スカート部１２とケーソン本体１４とを一体化させて対抗することが可能になるとともに、これらの間の連結固定を外部側で行うので、連結固定部の維持管理も容易に行える。
【００３４】
また、本実施例の場合には、スカート部１２とケーソン本体１４との連結固定手段を、一端側がスカート部１２に固定され、他端側が、プレストレス力を導入してケーソン本体１４に固定される外ケーブル２２から構成している。
【００３５】
スカート部１２とケーソン本体１４とを一体化させる外ケーブル２２にプレストレスを導入すると、導入したプレストレス力により、外力に対して柔軟に対処することができる。
【００３６】
さらに、本実施例の外ケーブル２２は、ケーソン本体１４の外側に配置されてるので、外ケーブル２２の増設，取換えも簡単に行なえる。
図３は、本発明にかかる水中基礎構造物の構築工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。
【００３７】
同図に示した水中基礎構造物のケーソン躯体１０は、分割されたスカート部１２とケーソン本体１４とを備えている。基礎構造物を構築する際には、まず、スカート部１２がサクション荷重により水底地盤２４中に沈設設置され、その上部側にケーソン本体１４が載置される。
【００３８】
スカート部１２とケーソン本体１４との連結固定は、プレストレス力が導入される複数の外ケーブル２２ａの端部をスカート部１２およびケーソン本体１４にそれぞれ固定して行なわれる。
【００３９】
本実施例の場合には、複数の外ケーブル２２ａは、相互にに斜交するように傾斜した状態で設置されている。このように構成した水中基礎構造物の構築工法によれば、上記実施例の作用効果に加えて、以下の効果が得られる。
【００４０】
外ケーブル２２ａを斜交設置すると、斜めに傾斜設置された外ケーブル２２ａのプレストレス力を上下方向以外の、周方向にも作用させることができるので、面内せん断強度を増加させることができる。
【００４１】
なお、上記実施例では、スカート部１２とケーソン本体１４との連結固定用にプレストレス力を導入する外ケーブル２２,２２ａを例示したが,連結固定手段は、これに限ることはなく、例えば、プレストレス力を導入しないケーブルであってもよいし、また、アンカーなどにより両者間を連結固定してもよい。
【００４２】
【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構造物の構築工法によれば、周辺海域への影響が少なく、かつ、工期の短縮が可能で、維持維持管理も容易に行なえる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる水中基礎構造物の構築工法の一実施例を示す施工初期状態の断面説明図である。
【図２】図１に引き続いて行なわれる工程の側面説明図である。
【図３】本発明にかかる水中基礎構造物の構築工法の他の実施例を示す施工終了状態の側面説明図である。
【符号の説明】
１０ケーソン躯体
１２スカート部
１４ケーソン本体
１６上版
１８円筒部
２０下リング
２２外ケーブル
２３上リング

Claims

サクション荷重を加えて水底地盤に沈設する水中基礎構造物の構築工法において、
水中基礎構造物の主体となるケーソン躯体を、水底地盤中に先端側が貫入されるスカート部と、その上部側に連なるケーソン本体とに分割し、
前記スカート部にサクション荷重を加えて、その先端側を前記水底地盤中に貫入設置した後に、
前記スカート部の上部側に前記ケーソン本体を載置し、
この後に、前記スカート部と前記ケーソン本体とを、外部側で相互に連結固定する水中基礎構造物の構築工法であって、
前記スカート部と前記ケーソン本体との連結固定手段は、一端側が前記スカート部に固定され、他端側が、プレストレス力を導入して前記ケーソン本体に固定される複数の外ケーブルからなることを特徴とする水中基礎構造物の構築工法。
前記外ケーブルを相互に斜交するように傾斜設置することを特徴とする請求項１記載の水中基礎構造物の構築工法。