JP4179415B2 - ジャケット構造体と杭の接合方法と接合部材 - Google Patents

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杭の接合方法と接合部材に関するものである。

水上に構造物を構築する場合に、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、鉛直に配置した鋼管群の間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。
工場で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し、ジャケットを基礎として水上構造物を構築する。
特許文献１においては、水中に打設した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の接合する場合にまず図４に示すように水底に基礎杭ｂを設置する。
その後、ジャケット構造体ａを構成する外挿管ｃを、外挿管の内径よりも外径の小さい基礎杭ｂの頭部に嵌合する。
そして、外挿管ｃと基礎杭ｂの間の隙間にセメントミルクｄなどを充填して、ジャケットａと基礎杭ｂとを一体化するものである。
その際に、外挿管ｃの下端部と基礎杭ｂの間の隙間には図５に示すように、グラウトシール材ｅを取り付け、このシール材ｅによって充填したセメントミルクｄが隙間から漏洩するのを防止している。
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＞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。
＜２＞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、破損箇所から充填材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物と基礎杭の接合方法は、水中に構造物を構築するためのジャケット構造体を、水底に設置した基礎杭の頭部に接合するに際し、ジャケット構造体の脚を構成する外挿管を、水底に設置した、外挿管の内径よりも外径の小さい基礎杭に嵌合して接合する方法であって、外挿管の下端よりも上の位置には、円周方向に滑り止め鉄筋を溶接して取り付け、滑り止め鉄筋よりも上の位置から、基礎杭の外周を巻きつけシートによって包囲し、滑り止め鉄筋より上の位置において、外挿管の外周を、スチール製のバンドによって、巻きつけシートを外周から締め付けて固定し、巻きつけシートの下縁付近において、基礎杭の外周を、スチール製のバンドによって、巻きつけシートを外周から締め付けて固定し、巻きつけシートの上下縁をそれぞれ封鎖して外挿管の下端部を封止した状態で、外挿管と基礎杭との周面間に充填材を充填して行う、ジャケット構造物と基礎杭の接合方法である。

また、ジャケット構造物と基礎杭の接合部材は、水中に構造物を構築するためのジャケット構造体を、水底に設置した基礎杭の頭部に接合するに際し、ジャケット構造体の脚を構成する外挿管を、水底に設置した、外挿管の内径よりも外径の小さい基礎杭に嵌合して接合する場合に使用する接合部材であって、外挿管の下端よりも上に、円周方向に取り付けた滑り止め鉄筋よりも上の位置から、基礎杭の外周を包囲する巻きつけシートによって構成し、巻きつけシートを外挿管の外周に取り付けた場合に、滑り止め鉄筋より上に位置する、スチール製のバンドと、巻きつけシートの下縁付近において、基礎杭の外周を包囲する位置に位置するスチール製のバンドによって構成し、外挿管と基礎杭との周面間に充填材を充填するために、前記巻きつけシートの上下縁をそれぞれスチール製のバンドで封鎖して外挿管の下端部を封止する、ジャケット構造物と基礎杭の接合部材である。

本発明のジャケット構造体と杭の接合方法、及びその部材は上記したようになるから、以下のような利点がある。
＜１＞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。
＜２＞グラウトシール材を使用しないため、外挿管を杭に嵌合する際にグラウトシール材が破損したり、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。
＜３＞用途が終わったら、別の接合部に転用することができるので、経済的である。

以下図面を参照にしながら本発明の好適な実施例の形態を詳細に説明する。

＜１＞外挿管と基礎杭。
ジャケット構造体１とは、鋼管で構成した鉛直材である外挿管１１の間を、斜材や水平材で結合した立体鋼管トラス構造体である。
一方、基礎として使用する基礎杭２は、外挿管１１の内径よりも外径の小さい鋼管などを水底に打設して構成する。
そして、ジャケット構造体１を構成する外挿管１１を、基礎杭２の頭部に嵌合し、外挿管１１と基礎杭２の間の隙間にモルタルを充填して、ジャケット構造体１と基礎杭２とを一体化するものである。

＜２＞滑り止め鉄筋１２。
外挿管１１の外周には、下端よりも上の位置に、円周方向に一周する状態で滑り止め鉄筋１２を溶接して取り付ける。
この滑り止め鉄筋１２が外挿管１１の外周に円周方向に取り付けてあることによって、後述する巻きつけシート３を外挿管１１に取り付けた場合に、巻きつけシート３がモルタルなどの重量で滑り落ちることを阻止することができる。

＜３＞巻きつけシート３。
巻きつけシート３は、ジャケットの外挿管１１の滑り止め鉄筋１２より上の位置から、基礎杭２の周囲に至るまでの範囲を包囲する長尺のシートであり、例えばポリエステルのシートを使用する。
巻きつけシート３の両端縁には長手方向を横断する方向に、マジックテープなどと称呼する帯状の面接着体３１を取り付ける。
この面接着体３１は、巻きつけシート３の一端では外面に、他端では裏面に取り付けることによって、巻きつけシート３を外挿管１１や基礎杭２の外周に巻きつけたときに、簡単に接着させておくことができる。

＜４＞ロープ群。
巻きつけシート３の外側には長手方向の全長にわたって、並行に３本のロープ、すなわち上端ロープと中段ロープ３３と下縁ロープ３４を取り付ける。
上縁ロープ３２は、巻きつけシート３の上縁に配置したロープである。
下縁ロープ３４は、巻きつけシート３の下縁に配置したロープである。
中段ロープ３３は、上縁ロープ３２と下縁ロープ３４の中間の位置に配置したロープである。
各ロープを、巻きつけシート３の長手方向の全長にわたって取り付けて、その位置を確保するために、巻きつけシート３の外面には長い袋状のロープ挿通袋を取り付ける。
各ロープは、その上下方向（長手方向を横断する方向）の位置を確保できればよいから、挿通袋は巻きつけシート３の端から端までの全長に設ける必要はなく、間隔をあけて設けてもよい。

＜５＞スチールバンド。
巻きつけシート３の外側には長手方向の全長にわたって、並行に２本のスチールバンド、すなわち上端スチールバンドと下段スチールバンド３６を取り付ける。
スチールバンドは鋼製の幅広、長尺の帯状体である。
上段スチールバンド３５は、上縁ロープ３２と中段ロープ３３の間の位置に配置し、巻きつけシート３を外挿管１１の外周に取り付けた場合に、滑り止め鉄筋１２より上の位置で、外挿管１１の外周に巻き付けるスチールバンドである。
下段スチールバンド３６は、中段ロープ３３と下縁ロープ３４の間の位置に配置し、基礎杭２の外周に巻き付けるロープである。
各スチールバンドを、巻きつけシート３の長手方向の全長にわたって取り付けて、その位置を確保するために、巻きつけシート３の外面にはベルトを通すような縦方向の挿入帯を取り付けておく。

＜６＞取り付け方法。
次に取り付け方法について説明する。
前記したように、まず水底に基礎杭２を設置する。
その後、ジャケット構造体１をクレーンなどで吊り下ろし、ジャケット構造体１を構成する中空の外挿管１１を、外挿管１１の内径よりも外径の小さい基礎杭２の頭部に嵌合する。
その場合に、外挿管１１の下端より上の位置には、その外周に滑り止め鉄筋１２を溶接しておく。

＜７＞巻きつけシート３の巻きつけ。
外挿管１１の下端が、基礎杭２の外周に位置した状態で、潜水夫によって巻きつけシート３を外挿管１１、および基礎杭２の外周に巻き付ける。
巻きつけシート３の両端には面接着体３１が取り付けてあるから、両端を合わせることによって、簡単に外挿管１１と基礎杭２の外周を包囲する状態で仮止めを行うことができる。
巻きつけシート３の取り付け位置は、巻きつけシート３の上端スチールバンドが滑り止め鉄筋１２のすぐ上方に来るような位置に取り付ける。

＜８＞スチールバンドの締め付け。
滑り止め鉄筋１２のすぐ上方に位置する上段スチールバンド３５の両端を重ね合わせる。そして牽引工具で両端を引き寄せ、スチールバンドの両端にボルトを貫通して締めつけて固定する。
その結果、巻きつけシート３の上部は、外挿管１１の滑り止め鉄筋１２より上の位置で強固に固定される。
次に、基礎杭２の外周に位置する下段のスチールバンドを、同様に締めつけて固定する。
その結果、巻きつけシート３の下方は、基礎杭２の外周に強固に固定されることになる。

＜９＞ロープによる固定。
スチールバンドによる固定が終わって巻きつけシート３の位置が不動のものとなったら、巻きつけシート３の上縁に位置する上縁ロープ３２の両端を引き締めて結び付ける。
次ぎに、外挿管１１の下端の近くに位置する中段ロープ３３の両端を引き締めて結びつける。
最後に、下段スチールバンド３６よりも下方に延長しているシートをまくり上げて、巻きつけシート３の下縁に位置する下縁ロープ３４の両端を引き締めて結び付ける。
このように、スチールバンド３６で拘束しておきながら、さらにシート３の上、下、中段をロープで拘束する。
その理由は、シート３内にコンクリートなどの充填材５を充填した場合の重量によって、シート３の上部を引きずり下ろす力、および、シート３の下部を上向きに引き上げる力に対抗するためである。
さらに中段ロープ３３で拘束しないと、充填材５の重量によってシート３が外側に大きく膨らんで、充填材５の量が増加してしまうからである。
こうして、外挿管１１の下端と、基礎杭２の外周を巻きつけシート３によって確実に包囲することができる。

＜１０＞充填材の注入。
中断ロープと下縁ロープ３４の間に、セメントミルクなどの充填材５の充填口を設ける。
その充填口から充填材５を注入することによって、外挿管１１と基礎杭２の間の隙間に充填材５を充填して、ジャケット構造体１と基礎杭２とを強固に一体化することができる。

＜１１＞他の実施例。
外挿管１１の下端の内側にゴムなどで製造したエアチューブ４を膨張自在に取り付ける。
エアチューブ４の上下には、棚板状にガイド板４２を中心方向に向けて突出させる。
このガイド板４２が収縮状態のエアチューブ４の面よりも突出していることによって、外挿管１１を基礎杭２の頭部から嵌合する際にも、杭とエアチューブ４が接触して破損する事故を回避できる。
施工に際してはエアチューブ４を収縮させた状態で、外挿管１１を基礎杭２に嵌合する。（図３の左側）
その後、エアチューブ４の空気注入口４１から圧縮空気を注入してエアチューブ４を膨張させ、その内側の面を基礎杭２の外周面に強く押し付ける。（図３の右側）
この状態で、基礎杭２と外挿管１１の間にセメントミルクなどの充填材５を注入して、基礎杭２とジャケット構造物とを一体化する。

本発明のジャケット構造体と基礎杭の接合部材の説明図。 外挿管の下端を巻きつけシートで包囲した状態の説明図。 ジャケット構造体と基礎杭の接合方法の他の例の説明図。 従来のジャケット構造体を杭に接合する方法の説明図。 従来の外挿管と基礎杭との接合方法の説明図。

符号の説明

１：ジャケット構造体
１１：外挿管
１２：滑り止め鉄筋
２：基礎杭
３：巻きつけシート
４：エアチューブ
５：充填材

Claims (2)

1. 水中に構造物を構築するためのジャケット構造体を、水底に設置した基礎杭の頭部に接合するに際し、ジャケット構造体の脚を構成する外挿管を、水底に設置した、外挿管の内径よりも外径の小さい基礎杭に嵌合して接合する方法であって、
   外挿管の下端よりも上の位置には、円周方向に滑り止め鉄筋を溶接して取り付け、
   滑り止め鉄筋よりも上の位置から、基礎杭の外周を巻きつけシートによって包囲し、
   滑り止め鉄筋より上の位置において、外挿管の外周を、スチール製のバンドによって、巻きつけシートを外周から締め付けて固定し、
   巻きつけシートの下縁付近において、基礎杭の外周を、スチール製のバンドによって、巻きつけシートを外周から締め付けて固定し、
   巻きつけシートの上下縁をそれぞれ封鎖して外挿管の下端部を封止した状態で、外挿管と基礎杭との周面間に充填材を充填して行う、
   ジャケット構造物と基礎杭の接合方法。
2. 水中に構造物を構築するためのジャケット構造体を、水底に設置した基礎杭の頭部に接合するに際し、ジャケット構造体の脚を構成する外挿管を、水底に設置した、外挿管の内径よりも外径の小さい基礎杭に嵌合して接合する場合に使用する接合部材であって、
   外挿管の下端よりも上に、円周方向に取り付けた滑り止め鉄筋よりも上の位置から、基礎杭の外周を包囲する巻きつけシートによって構成し、
   巻きつけシートを外挿管の外周に取り付けた場合に、滑り止め鉄筋より上に位置する、スチール製のバンドと、
   巻きつけシートの下縁付近において、基礎杭の外周を包囲する位置に位置するスチール製のバンドによって構成し、
   外挿管と基礎杭との周面間に充填材を充填するために、前記巻きつけシートの上下縁をそれぞれスチール製のバンドで封鎖して外挿管の下端部を封止する、
   ジャケット構造物と基礎杭の接合部材。

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