JP6691430B2 - 水上構造物における脚部へのグラウト材の充填方法 - Google Patents

Description

本発明は水上構造物を支持する中空断面形状の脚部を水底地盤に支持される鋼管杭に接合するためのグラウト材を、主に水との混合によるグラウト材の希釈化の他、空気の混入の結果、既に充填されたまだ固まらない状態のグラウト材の圧送時にグラウト材中を圧縮された空気泡が勢いよく上昇することによるグラウト材と水との撹拌による希釈化を低減しながら、脚部に充填するグラウト材の充填方法に関するものである。

洋上等の水上構造物を支持する中空断面形状の脚部を海底等の水底地盤に支持される鋼管杭にグラウト材の充填により接合する場合、脚部は鋼管杭の回りを包囲した状態で配置されるため、脚部内周面の下端と鋼管杭外周面のいずれか一方にはグラウト材の漏れを防止するためのシール材が装着される。グラウト材は脚部と鋼管杭とが軸方向に重複した区間（以下、重複区間）内の、脚部に接続されるグラウトホース、または上端部が水上に突出する注入管を通じて充填される（特許文献１〜３参照）。

重複区間へのグラウト材注入の方法としては、脚部の水中区間に形成されたグラウト材注入用の注入口に直接、グラウトホースを接続する場合と、注入口に接続された上記注入管の上端部にグラウトホースを接続する場合がある。前者の方法ではグラウトホースの先端部を水上から潜水士が保持したまま水中に潜水し、注入口に接続する作業を要するが、後者の方法では脚部の水中への設置前に注入口に予め注入管を接続しておくことで、水中での注入管の接続作業は不要になる。

特開２０００−３８７３１号公報（段落００１６〜００１９、図１） 特開２０１２−７７５３３号公報（段落００２１〜００４１、図２〜図６） 特開２０１５−０５５０４５号公報（段落００１９〜００２２、００２９、図１）

一方、注入口にグラウトホースを接続する場合と注入管を接続する場合のいずれも、グラウトホースから注入管内に、または注入口を通じて重複区間にグラウト材を充填するときに、グラウトホース内に洗浄した水が残留していると、グラウトホースにグラウト材を供給した際にグラウト材がグラウトホース内で水と混合して希釈化されることになる。またグラウトホースへのグラウト材の供給時に、グラウトホース内に存在する空気をグラウト材が押し出しながら重複区間に圧送されることによって圧縮された空気泡を押し出すため、空気泡がグラウト材を勢いよく上昇させる結果、グラウト材と上部の水が混合される状態になる。結果としてグラウトホース内の他、グラウト材の充填先の注入管内、もしくは重複区間内において水との混合や空気の混入によるグラウト材の希釈化が生じ、グラウト材の注入不能、または充填後のグラウト材の品質低下が発生する可能性がある。

注入口に注入管を接続しておく場合では、注入管の上端部が水上に突出するため、注入管内に水が入り込む可能性は低いが、洋上では波浪の影響により注入管の上端部から水が入り込む可能性はある。注入管と脚部との接続部である注入口、またはその付近には水の重複区間への浸入を阻止するための弁が接続されることもあるが、弁は上端部から入り込んだ水の重複区間への浸入を阻止することができるだけであるから、注入管の上端部から入り込んだ水は注入管の下方に溜まることになる。

注入管内に水が溜まると、注入管を通じてグラウト材を注入するときに注入管内でグラウト材が希釈化され、濃度が低下した状態になり易くなり、最悪の場合、セメントが他の材料と分離してグラウト材が硬化しない状態になる。このため、分離した材料が注入管の下方に堆積して閉塞する可能性があり、注入口の弁を開放させることができたとしても、希釈されたグラウト材が水中に進入することになる結果、希釈化が進み、本来の濃度のグラウト材を脚部と鋼管杭間に充填することができなくなる。

本発明は上記背景より、脚部の注入口に注入管を接続する場合とグラウトホースを接続する場合のいずれにおいても、注入ホース内や注入管内で水に洗われることによるグラウト材の材料分離、または注入管下方に溜まる水との混合によるグラウト材の希釈化を回避することが可能な水上構造物における脚部へのグラウト材の充填方法を提案するものである。

請求項１に記載の発明の水上構造物における脚部へのグラウト材の充填方法は、水上構造物を支持する中空断面形状の脚部を、水底地盤に支持され、前記脚部の内径より小さい外径の鋼管杭の上方寄りの区間の周囲に配置し、この脚部に形成された注入口に直接、もしくは間接的に水上からグラウトホースを接続し、このグラウトホースを通じて前記脚部と前記鋼管杭との間にグラウト材を充填する方法であり、
前記注入口と前記グラウトホースの先端部にはそれぞれ開閉自在な脚部側弁とホース側弁が接続され、前記グラウトホース内に前記グラウト材を充填して前記ホース側弁を閉鎖させ、前記脚部側弁を閉鎖させた状態で前記グラウトホースの先端部を前記注入口に直接、もしくは間接的に接続した後、前記脚部側弁と前記ホース側弁を開放させて前記グラウト材を供給し、前記グラウトホース内に充填されている前記グラウト材を前記脚部と前記鋼管杭との間に流入させ、
前記グラウトホース内の、前記グラウト材の供給側に、前記グラウトホースの内周面に密着可能で、前記グラウト材の注入時の圧力を受けて前記グラウトホースの先端側へ移動可能な仕切り材が挿入されており、前記グラウトホース内に前記グラウト材を供給し、前記仕切り材が前記グラウトホースの先端部から放出されたときに前記ホース側弁を閉鎖させることを構成要件とする。

請求項１における「脚部へのグラウト材の充填方法」は直接的には水上構造物の脚部１の内周面と脚部１を支持する鋼管杭５の外周面との間（以下、重複区間）にグラウト材６を充填する作業（方法）を指しているが、実質的にはその準備段階（前段階）としてのグラウトホース７内へのグラウト材６の充填作業を主な内容とする。グラウト材６は一旦、グラウトホース７内に（密実に）充填された後、重複区間へ流入させられる。水上構造物は例えば風車や観測タワー等の水上構造物を指す。水上は洋上を含み、水底地盤は海底地盤を含む。

グラウトホース７の脚部１側の先端部は前記したように直接、脚部１の注入口１ａに接続される場合（請求項５）と、注入口１ａに接続された注入管２の、水上より上に突出した上端部に接続される場合（請求項２、３）がある。前者の場合が請求項１における「グラウトホース７を注入口１ａに直接、接続すること」を言い、後者の場合が「グラウトホース７を注入口１ａに間接的に接続すること」を言う。「注入口１ａ」は後述する接続管２１のグラウトホース７側の接続口を含む。

脚部１の注入口１ａ（接続管２１）に注入管２を接続することには、前記のように注入口１ａに直接、グラウトホース７を接続する場合のように潜水士による水中での注入口１ａへの接続作業を不要にできる意味がある。但し、グラウトホース７内に注入したグラウト材６中への空気の混入によるグラウト材６の希釈化を低減する効果とは直接、関係ないため、注入口１ａへの注入管２の接続がグラウト材６の希釈化を解消させることにはならない。

グラウトホース７が注入口１ａに直接、接続される場合（請求項５）、グラウトホース７内に充填されたグラウト材６は注入口１ａを通じて重複区間（脚部１と鋼管杭５との間）に充填される。グラウトホース７が注入管２に接続される場合（請求項２、３）、グラウト材６は一旦、グラウトホース７から注入管２内に流入させられた後、注入管２から注入口１ａを通じて重複区間に流入させられる。いずれの場合にも図１−（ａ）等に示すように注入口１ａには後述する、脚部側弁１ｂ付きの接続管２１が直接、接続される場合があり、その場合、接続管２１にグラウトホース７、もしくは注入管２が接続される。

図１−（ａ）に示すように脚部１の下端部の内周面とこれに対向する鋼管杭５の外周面のいずれか一方には、重複区間に充填されるグラウト材６の流出を阻止する、弾性を有するシール材３が装着されて他方に密着し、周方向に連続することにより脚部１と鋼管杭５との間の水密性を確保する。シール材３が装着側（脚部１、または鋼管杭５）の反対側（鋼管杭５、または脚部１）に密着した状態はその状態の安全性を高める上では、主に注入口１ａの下方に充填される予備グラウト材６１の重さによって確保される。

シール材３は図１に示すように脚部１の下端部の内周面に装着される場合と、その内周側に対向する鋼管杭５の外周面に装着される場合がある。いずれの場合もシール材３の上に充填されるグラウト材６の下方への漏れ出しを防止するために、下端部は装着される側に位置し、上端部は対向する側に密着する。図示するようにシール材３の下端部が脚部１側に位置する場合、シール材３の下端部は脚部１に装着され、鋼管杭５側に位置する場合には鋼管杭５に装着される。シール材３は下端部から上端部へかけて対向する側へ張り出し、上端部がその側に密着する。「装着」とは、脚部１、もしくは鋼管杭５の周方向に沿い、連続して埋め込まれるか、挟持される、あるいは接着等されることにより保持されることを言う。

脚部１を鋼管杭５の周囲に配置した後に、脚部１が波浪や風の影響を受けて鋼管杭５に対して相対変形する可能性がある場合には、グラウトホース７、もしくは注入管２からグラウト材６を重複区間に継続（連続）して流入させる以前に、図２−（ｂ）に示すように一部のグラウト材６が先行してシール材３上に流入させられ、硬化させられる。具体的にはシール材３がグラウト材６中に埋没する程度までグラウトホース７内、もしくは注入管２内の一部のグラウト材６が予備グラウト材６１として重複区間の下方に先行して流入させられる。

予備グラウト材６１は脚部１が鋼管杭５の周囲に配置された状態で、継続（連続）して充填されるグラウト材６に先行して重複区間に充填され、先行して硬化することによりシール材３の上端部が鋼管杭５や脚部１から分離しない（浮き上がらない）程度にシール材３を押さえ付けてシール材３の変形を拘束し、シール材３の上端部が上向きの水圧により鋼管杭５や脚部１から分離する事態を回避する。シール材３が硬化する予備グラウト材６１に拘束される上では、実質的に弾性変形できない状態になる高さまでシール材３が予備グラウト材６１中に埋設されればよく、必ずしもシール材３の軸方向の全高が予備グラウト材６１中に完全に埋没することは必要ではない。

鋼管杭５の外径は脚部１の内径より小さく、脚部１は鋼管杭５の形状（外径）に対応した中空断面形状であるため、脚部１には円形断面の、主に鋼管が使用される。注入口１ａは脚部１の軸方向の、鋼管杭５との重複区間の内、シール材３の下端部より上の位置に形成される。注入口１ａは前記のように重複区間へのグラウト材６充填用に脚部１に接続される注入管２の先端部、もしくはグラウトホース７の先端部と脚部１との接続部を指す。

図面では脚部１の注入口１ａへの注入管２、もしくはグラウトホース７の接続のし易さを高めるために、注入口１ａの注入管２等側に接続管２１を接続している。また請求項１では注入管２、もしくはグラウトホース７の先端部と脚部１との間に、注入管２、もしくはグラウトホース７内に充填されているグラウト材６の重複区間への流入の可否状態を切り換える脚部側弁１ｂが接続されることから、図面では接続管２１に脚部側弁１ｂを接続している。脚部側弁１ｂは注入口１ａの重複区間側に、または注入管２の脚部１側の先端部に接続されることもあり、それらの場合、接続管２１は必ずしも使用されない。

グラウトホース７のグラウト材供給側（先端部の反対側）から供給されるグラウト材６の注入管２、もしくは重複区間（以下、注入管２等）内への流入時に、グラウトホース７を単純にグラウト材６充填用のホースとして使用するだけであれば、グラウト材６の注入管２等内への流入時にグラウトホース７内に存在している空気がグラウト材６中に混入し易くなるか、グラウト材６に先行して注入管２等内に放出され易い状況になる。この結果、注入管２等内に充填された後のグラウト材６内に空気泡が混入し、圧送によって圧縮された空気泡が重複区間に押し出され、グラウト材６の中を勢いよく上昇して上方に抜ける際に、グラウト材６の上部の海水を撹乱してグラウト材６を希釈化することが発生する可能性がある。

これに対し、請求項１ではグラウトホース７内にグラウト材６を充填してホース側弁７ａを閉鎖させ、脚部側弁１ｂを閉鎖させた状態でグラウトホース７の先端部を注入口１ａに直接、もしくは間接的に接続した後、脚部側弁１ｂとホース側弁７ａを開放させてグラウトホース７内のグラウト材６を重複区間に直接、もしくは間接的に流入させることで、グラウトホース７内に存在している空気の量を低減することが可能になる。「直接」はグラウトホース７を注入口１ａに接続する場合、「間接的に」は注入管２を注入口１ａに接続する場合を言う。

グラウトホース７を注入口１ａに直接、接続する場合（請求項５）、脚部側弁１ｂとホース側弁７ａの開放時に、グラウトホース７のグラウト材供給側からグラウト材６が供給されることで、グラウトホース７内のグラウト材６が直接、重複区間内に流入する。グラウト材６の重複区間内への流入後も、グラウト材６は供給され続けるが、シール材３に下方から作用する水圧にシール材３を抵抗させる必要がある場合、シール材３の拘束（変形防止）のために上記した予備グラウト材６１が充填される場合には、この予備グラウト材６１が硬化するまでグラウト材６の供給は停止させられる。

グラウトホース７を注入管２に接続する場合（請求項２、３）には、脚部側弁１ｂが閉鎖状態のままホース側弁７ａが開放されることによりグラウトホース７内のグラウト材６が注入管２内に流入し、充填される。その後、ホース側弁７ａが開放させられたまま、脚部側弁１ｂが開放されることにより注入管２内からグラウト材６が重複区間内に流入させられる。

注入管２内にグラウトホース７から充填されたグラウト材６は脚部側弁１ｂ寄りの下方に充填され、流動化している状態で脚部側弁１ｂに堰き止められるため、脚部側弁１ｂの開放時に注入管２内から直接、重複区間内に流入する。グラウト材６の重複区間内への流入と同時に、注入管２内に充填されているグラウト材６の量が減少して負圧にならないよう、グラウトホース７の、グラウト材６の供給側からはグラウト材６が供給され続ける。

グラウトホース７内にグラウト材６が充填されたときにホース側弁７ａが閉鎖させられる。グラウトホース７が注入口１ａに接続される場合、脚部側弁１ｂが閉鎖状態のまま、注入口１ａ（接続管２１）にホース側弁７ａが閉鎖しているグラウトホース７が接続される。グラウトホース７が注入管２に接続される場合、注入口１ａ（接続管２１）に接続された注入管２にホース側弁７ａが閉鎖しているグラウトホース７が接続される。

いずれの場合も、脚部側弁１ｂ開放時のグラウト材６の重複区間への流入時には、注入口１ａ直前で重複区間への流入を待つグラウト材６がグラウトホース７内、または注入管２内で密実に充填された状態になるため、重複区間内に充填されるグラウト材６中に空気が混入する可能性が低下し、空気の混入による重複区間への充填時のグラウト材６と水との混合によるグラウト材６の品質低下が回避される。

特にグラウトホース７内の、グラウト材６の供給側に、グラウトホース７の内周面に密着可能で、グラウト材６の注入時の圧力を受けてグラウトホース７の先端側へ移動可能な仕切り材８を挿入しておけば（請求項１）、注入管２等内に充填されるグラウト材６とグラウトホース７内に残留していた洗浄水が混合する可能性を低下させることが可能になる。この場合、グラウトホース７内にグラウト材６を供給し、仕切り材８がグラウトホース７の注入管２等側の先端部から放出されたときにホース側弁７ａを閉鎖させることで（請求項１）、グラウトホース７内に充填されるグラウト材６の品質と密実性を高めることができるため、グラウトホース７内のグラウト材６中への空気の混入を防止し、グラウト材６の品質不良を解消することの確実性が高まる。

仕切り材８がグラウトホース７から放出されたとき、グラウトホース７内にはグラウト材６が充填され（充満し）、ホース側弁７ａが閉鎖させられることで、グラウト材６の充填（充満）状態が維持される。ホース側弁７ａは仕切り材８がグラウトホース７の（注入管２側）先端から放出されるまでは開放状態に保たれるが、仕切り材８がグラウトホース７から放出された時点で一旦、閉鎖させられる（請求項１）。その後、ホース側弁７ａはグラウトホース７内のグラウト材６の注入管２等内への流入時に開放させられる。

この場合、グラウトホース７から仕切り材８が放出され、グラウト材６が充填された（充満した）グラウトホース７を脚部側弁１ｂが閉鎖した状態の注入口１ａ（接続管２１）、もしくは注入管２に接続した後、ホース側弁７ａを開放させてグラウト材６の供給を開始することによりグラウトホース７内に充填されているグラウト材６を注入管２等（注入管２、もしくは重複区間）内に吐出させ、充填させることになる。

グラウトホース７内に挿入される仕切り材８はその外周側のグラウトホース７の内周面から放射方向中心側へ圧縮力を受けることにより収縮するポリウレタン、発泡ポリエチレン等のスポンジ等の弾性体であり、グラウトホース７の内周面の全周に密着し得るよう、グラウトホース７の内周面の断面形状に対応した例えば球状、もしくは円柱状等の断面形状をする。

仕切り材８はグラウトホース７内の、グラウト材６の供給側に挿入された状態からグラウト材６が圧送（圧入）されることでグラウトホース７の先端側へ押し込まれ、最終的には押し出される。仕切り材８は本来、グラウト材６を圧送する前にグラウトホース７内を水等の液体で洗浄する場合に、洗浄後にグラウトホース７に残留している液体を除去し、グラウト材６と液体がグラウトホース７内で混合して希釈化することがないようにする目的でグラウトホース７内に挿入される。

グラウトホース７の先端部が注入管２に接続される場合（請求項２、３）、グラウトホース７内にグラウト材６が充満した状態でグラウトホース７の先端部が注入管２に接続され、グラウト材６の供給が継続されることで、ホース側弁７ａの開放によりグラウト材６が注入管２内に流入する。このとき、注入管２内へのグラウト材６の流入が開始されるまで、重複区間内に存在している水が注入管２内に入り込まないよう、脚部側弁１ｂは閉鎖状態に保たれる。前記のように注入口１ａに接続管２１が接続された場合、注入管２の注入口１ａ側の先端部（下端部）は接続管２１に接続される。

グラウトホース７から注入管２内に流入したグラウト材６は一旦、注入管２内に充填され、注入管２内の空気を排出した後、脚部側弁１ｂの開放により重複区間内に流入する。注入管２内の空気は注入管２内へのグラウト材６の充填に伴い、例えば注入管２の上端部等の空気抜き孔等から排出される。グラウトホース７から吐出したグラウト材６が注入管２内に空気が混入しない状態に充填されるまでは、グラウト材６が重複区間内に流入しないよう、脚部側弁１ｂは閉鎖状態に保たれ、グラウト材６を堰き止める働きをする。注入管２内へのグラウト材６充填が済んだ時点で脚部側弁１ｂはホース側弁７ａと共に開放させられ、注入管２内のグラウト材６が重複区間内へ流入させられる。繰り返して述べているようにシール材３の変形防止のために重複区間内に予備グラウト材６１が先行して充填される場合には、予備グラウト材６１の硬化までグラウト材６の供給は停止させられる。

グラウトホース７の先端部は前記のように脚部１の注入口１ａ（接続管２１）に接続された注入管２の上端部等に接続される場合（請求項２、３）と、直接、注入口１ａ（接続管２１）に接続される場合（請求項５）があるが、注入管２に接続される場合（請求項２、３）、グラウト材６はグラウトホース７から注入管２内に充填され、注入管２から重複区間に流入する。グラウトホース７の接続位置は必ずしも注入管２の上端部である必要はない。

グラウトホース７から注入管２内に充填されたグラウト材６はその後、重複区間に充填されるため、注入管２内のグラウト材６の、重複区間への流入時には脚部側弁１ｂは開放させられ、グラウト材６供給の継続のためにホース側弁７ａも開放させられる。脚部側弁１ｂとホース側弁７ａの開放とグラウト材６の注入（供給）の継続により注入管２内に充填されたグラウト材６が脚部１と鋼管杭５との重複区間に送り込まれ、前記のようにシール材３上に下方から上方へ向けて充填されていく。

注入口１ａに注入管２が接続される場合（請求項２、３）、前記のように注入口１ａ、もしくは接続管２１に接続された脚部側弁１ｂが閉鎖した状態でも、洋上での波浪の影響を受けて注入管２内に上端部から入り込んだ場合の水は注入管２の下方から溜まった状態にある。この状態のまま、グラウトホース７からのグラウト材６の注入管２への充填が開始されると、前記のように注入管２内に注入されたグラウト材６が水と混合することによる希釈化が生じる可能性が高まる。

そこで、注入口１ａに接続され、上端部が水上より上に突出した注入管２の上端部を通じ、注入管２の内部に存在する水を排出した後、注入管２にグラウトホース７を接続し、注入管２へのグラウト材６の注入（流入）を開始することをすれば（請求項４）、注入口１ａに注入管２を接続する場合（請求項２、３）に、グラウト材６が水と混合することによる希釈化の可能性を低下させることが可能になる。

グラウトホース７を通じての注入管２内へのグラウト材６の注入（請求項２、３）に先立ち、注入管２の内部に存在する水が排出されることで（請求項４）、注入管２内に注入されたグラウト材６が水と混合することによる希釈化が回避されるため、注入管２内に充填されたグラウト材６は製造時の濃度、あるいは粘度を維持することが可能になる。

脚部１に接続された注入管２内に存在する水は下方側に溜まっているため、注入管２内の水の排出は図２−（ａ）に示すように注入管２の下端部に到達する排水ホース９を注入管２内に挿入し、排水ホース９の水上側の先端部等に排水（真空）ポンプを接続することにより行われる。排水ホース９は水上より突出した注入管２の上端部等から挿入され、挿入側の先端部は図１−（ａ）に示すように先端が注入管２の下端、またはその付近に到達するまで注入管２内に挿入される。

なお、注入管２は必ずしも脚部１の軸方向に平行に配置される必要はないが、注入管２の上端部に接続されるグラウトホース７の先端から吐出されるグラウト材６の注入管２内への充填性を上げ、波浪の影響を受けにくくする上では、注入管２は脚部１の外周面に沿い、脚部１の軸方向に平行に配置されることが適切である。注入管２が鉛直方向を向けば、グラウトホース７から吐出したグラウト材６は自重で注入管２内を降下し易くなるため、充填効率が上がることによる。

脚部１と鋼管杭５との重複区間には、脚部１は鋼管杭５の地盤への定着後に水中に降下させられることで、鋼管杭５の外周に脚部１を設置した時点から水が入り込んだ状態になる。このため、グラウト材６の重複区間への流入と阻止を切り換える脚部側弁１ｂを開放させ、注入管２内、もしくはグラウトホース７内に充填されているグラウト材６が注入口１ａに通じて重複区間へ流入したときに、流入先に存在する水と混合することによりグラウト材６が希釈化されることも想定され得る。

但し、請求項４では注入管２の内部に存在する水がグラウト材６の注入前に排出されることで、前記のようにグラウト材６が希釈化される可能性が低く、注入管２内に充填されたときのグラウト材６は製造時の濃度を維持し易いため、水より比重の大きい状態の濃度の高いグラウト材６は水の下に回り込み、重複区間には下方側へ留まろうとする。注入口１ａ（接続管２１）にグラウトホース７を接続する場合（請求項５）には、グラウトホース７内には元々、水が存在しないことから、注入口１ａ（接続管２１）からは製造時の濃度を維持したグラウト材６が重複区間に充填されるため、この場合も重複区間には下方側へ留まろうとする。

加えて鋼管杭５の上端面は水上に位置することで、重複区間に入り込み、充満している水の上面は大気中にあり、１気圧の大気圧を受けているから、水中での水圧（１＋０．１／水深１ｍ当たり）気圧）よりは小さい。このため、例えば特開２００５−１６００６号公報のように水中で閉鎖空間内に存在する水を抜くことに要する圧力（段落００５１、図８）より小さい圧力で重複区間の水を排除することが可能である。これらのことから、注入管２、もしくはグラウトホース７から重複区間へ流入するときにグラウト材６に付与される注入圧力により、水より比重の大きいグラウト材６は重複区間の水を鋼管杭５の天端から排除しながら、シール材３上から上方へ向けて充填されていこうとする。

このように請求項４、５ではグラウト材の濃度が重複区間へ流入する際に維持されることと、流入先の水を排除することに要する圧力が水中での場合より小さいことで、重複区間に注入管２から入り込むグラウト材６が重複区間に存在する水と混合されることによる希釈化が生じにくいため、グラウト材６は製造時の濃度を維持したまま、重複区間に流入し、上向きに充填されていこうとする。

請求項４、５では注入管２からの、またはグラウトホース７からの重複区間へのグラウト材６の流入に伴い、重複区間に元々、入り込んでいた水や重複区間への充填初期に希釈化されたグラウト材６を鋼管杭５の上端から鋼管杭５の内部へ排出していくことが可能であるため、最終的には注入管２から流入するグラウト材６のみを重複区間に充填させることが可能になる。

以上のように重複区間内に水が入り込んでいても、注入管２やグラウトホース７から重複区間に流入するグラウト材６は製造時の濃度、あるいは粘度を維持することが可能であるため、グラウト材６中を勢いよく圧縮された空気泡が上昇することと、流入（注入）速度が上がることがなければ、水との混合による希釈化は回避されると考えられる。但し、流入速度の変化等に起因し、希釈化を完全に防止できるとは言い切れない可能性もある。

そこで、注入管２内のグラウト材６の重複区間内への流入に先立ち、重複区間に存在する水を予め排出しておくこと（請求項６）は、注入口１ａ（接続管２１）に注入管２が接続されるか、グラウトホース７が接続されるかを問わず、また重複区間に水が存在するか否かに拘わらず、製造時のグラウト材６の濃度を確実に維持したまま、重複区間内にグラウト材６を充填させる上では有効である。

重複区間に存在する水は図２−（ａ）に示すように脚部１の水上に突出した部分と鋼管杭５との間から重複区間に挿入した排水ホース９を通じて排出される場合と、図１−（ａ）に示すように注入管２内に挿入した排水ホース９を通じて排出される場合がある。後者の場合、注入口１ａに接続されている脚部側弁１ｂとグラウトホース７の先端部に接続されているホース側弁７ａが開放させられ、重複区間内と注入管２内が連通させられる。排水ホース９の上端部には排水（真空）ポンプが接続される。グラウトホース７の先端部はグラウト材６が吐出する側の端部を指す。図２−（ａ）は前記のようにシール材３が装着側の反対側に密着した状態の安全性を高めるために、シール材３上に注入口１ａから予備グラウト材６１を充填し、その硬化後、予備グラウト材６１上に排水ホース９の先端を到達させた状況を示している。

いずれの方法による場合にも、請求項６では重複区間内（脚部１と鋼管杭５との間）へのグラウト材６の充填に先立ち、重複区間内に存在する水が排出されることで、グラウト材６の充填空間である重複区間から完全に、またはそれに近い状態にまで水を排除することができる。

この結果、グラウト材６の最終的な充填空間である重複区間内に水が残留することに起因する水とグラウト材６との混合による希釈化が完全に、またはほぼ完全に回避される。併せてグラウト材６の注入時に特開２００５−１６００６号公報のようにグラウト材６が充填空間内の水を押し出すだけの高い圧力を持つ必要がないため、グラウト材６の供給側ではグラウト材６がグラウトホース７から吐出する程度の圧力がグラウト材６に付与されればよくなる。

請求項６では脚部側弁１ｂの開放前に重複区間から水が抜かれていることで、前記のように重複区間に水が存在している場合のようにグラウト材６が水と混合することによる希釈化が完全に、またはほぼ完全に防止されるため、製造時の高い濃度を維持したグラウト材６を重複区間に充填することの確実性が向上する。

また前記のように重複区間に水が存在している場合には、グラウト材６の注入時には鋼管杭５の天端から水を押し上げるための大気圧に勝る圧力を必要とすることも想定されるが、重複区間に水がないことで、大気圧に勝る圧力でのグラウト材６の注入を必要としない。

注入管２、もしくはグラウトホース７が接続される注入口１ａは脚部１の周方向に１箇所しか形成（配置）されないこともあるが、注入管２やグラウトホース７はグラウト材６の重複区間への充填に使用されることから、グラウト材６の重複区間への充填効率を高める上では、注入口１ａは図５に示すように脚部１の周方向に分散して複数個、形成され、各注入口１ａに注入管２やグラウトホース７が接続されることが合理的である。「周方向に分散して」とは、例えば「周方向に均等に」の意味であるが、必ずしも均等である必要はない。

この場合に、注入管２内の水を排出する場合（請求項４）には、各注入管２に排水ホース９が挿入され、グラウト材６の充填時には各注入管２にグラウトホース７が接続され（請求項２、３）、全注入管２から同時にグラウトホース７を通じてグラウト材６の注入が行われることで、注入管２を経由した重複区間へのグラウト材６の注入効率の向上が図られる。この場合にも重複区間内の水を注入管２内に挿入した排水ホース９を通じて排出する場合には、複数本の注入管２に排水ホース９が挿入され、複数本の排水ホース９を通じて注入管２の内部に存在する水を排出することができるため、排水効率の向上も図られる。

全注入管２から同時にグラウト材６の注入が行われる場合、グラウトホース７は全注入管２に注入管２単位で接続されるが、グラウト材６の供給側では全グラウトホース７が独立（分離）している場合と、１本に合流させられ、１本化されている場合がある。後者の場合、グラウトホース７は各注入管２の手前で注入管２毎に分岐する。

この場合、注入管２内には前記のように波浪等の影響で水が入り込む可能性があるが、脚部１の周方向に複数本の注入管２が接続された場合に、全注入管２内に水が入り込んでいないこともあるため、全注入管２での排水作業が必要になるとは限らない。

本発明ではグラウトホース７の先端までポンプによる圧送が可能な流動性をグラウト材６の使用が適し、具体的には材齢２８日における圧縮強度が１００Ｎ／ｍｍ^２を超えていることが望ましい。圧縮強度が１００Ｎ／ｍｍ^２以下の場合には、脚部１の直径が３〜４ｍ程度以上、且つ水上構造物の高さが５０ｍ程度を超えるような大型構造物を構築する場合、台風などの強風により一体性が保たれなくなる場合がある。

脚部に形成された注入口とこれに直接、もしくは間接的に接続されるグラウトホースにそれぞれ脚部側弁とホース側弁を接続し、グラウトホース内にグラウト材を充填してホース側弁を閉鎖させ、脚部側弁を閉鎖させてグラウトホースの先端部を注入口に直接、もしくは間接的に接続した後、脚部側弁とホース側弁を開放させてグラウトホース内のグラウト材を重複区間に直接、もしくは間接的に流入させるため、注入口直前で重複区間への流入を待つグラウト材がグラウトホース内、または注入管内での濃度、あるいは粘度の低下を招くことなく、密実に充填された状態にすることができる。この結果、重複区間内に充填されるグラウト材中に水等の液体や空気が混入する可能性が低下するため、水等の液体や空気の混入による重複区間への充填時のグラウト材の品質低下を回避することができる。

請求項４では注入口に接続され、上端部が水上より上に突出した注入管の上端部を通じ、注入管の内部に存在する水を排出した後、注入管にグラウトホースを接続し、注入管へのグラウト材の注入を開始するため、注入口に注入管を接続する場合に、グラウト材が水と混合することによる希釈化の可能性を低下させることができ、注入管内に充填されたグラウト材の製造時の濃度、あるいは粘度を維持することが可能になる。

この結果、注入管から重複区間にグラウト材を流入させるときに、水より比重の大きい状態にある濃度の高いグラウト材を水の下に回り込ませ、重複区間には下方側から留まるように重複区間の水を鋼管杭の天端から排除しながら、シール材上から上方へ向けて充填することができる。

（ａ）〜（ｆ）は脚部の注入口に注入管を接続し、注入管から重複区間にグラウト材を充填する場合の、注入管内の水の排出から、注入管を通じての重複区間内へのグラウト材の充填までの作業手順を示した概要図である。 （ａ）は重複区間内の水を重複区間内に挿入される排水ホースを通じて排出する場合の作業要領を示した縦断面図、（ｂ）は重複区間内の水の排出に先立ち、重複区間のシール材上に予備グラウト材を充填して硬化させる場合の作業要領を示した縦断面図である。 （ａ）はグラウトホースを水で洗浄している様子を示した縦断面図、（ｂ）はグラウト材に先行する仕切り材をグラウト材の注入時の圧力で洗浄後のグラウトホース内に残留する水等の液体をグラウトホースの吐出口へ押し出している様子を示した縦断面図、（ｃ）は仕切り材が吐出口から放出された様子を示した縦断面図、（ｄ）はグラウトホース内にグラウト材が充填しきった様子を示した縦断面図である。 （ａ）〜（ｆ）は脚部の注入口にグラウトホースを接続し、グラウトホースから直接、重複区間にグラウト材を充填する場合の、注入口（接続管）へのグラウトホースの接続から、充填終了後のグラウトホースの離脱までの作業手順を示した概要図である。 脚部に周方向に間隔を置いて形成された複数個の注入口に注入管を接続し、各注入管内の水を排出したときの様子を示した立面図である。 図５に示す複数本の注入管にグラウトホースを接続し、全注入管内にグラウト材を注入しているときの様子を示した立面図である。 注入管の脚部側弁を開放させ、注入管内に充填されたグラウト材を重複区間内に流入させるときの様子を示した立面図である。

図１−（ａ）〜（ｆ）は水上構造物を支持する中空断面形状の脚部１を、水底地盤に支持され、脚部１の内径より小さい外径の鋼管杭５の上方寄りの区間の周囲に配置し、脚部１に形成された注入口１ａに直接、もしくは間接的に水上からグラウトホース７を接続し、グラウトホース７を通じて脚部１と鋼管杭５との間の間の重複区間にグラウト材６を充填する方法の手順例を示す。

図１は「注入口１ａに間接的にグラウトホース７を接続する」場合の例を示しており、注入口１ａとグラウトホース７との間に、グラウトホース７から放出されたグラウト材６を一旦、充填する注入管２を介在させた場合の例を示す。「注入口１ａに直接、グラウトホース７を接続する」とは、図４に示す例の場合を言う。

注入管２は図１−（ｂ）、図５に示すように先端部である下端部が脚部１の注入口１ａに接続されたときに、上端部が水上より上に突出し、この水上に突出した上端部にグラウトホース７が接続され、グラウトホース７から注入管２にグラウト材６が注入される。図１はまた、開放している上端から波浪等の影響により注入管２の内部に水（海水）が入り込んだ場合に備え、注入管２の内部に存在する水を排出した後、注入管２にグラウトホース７を接続し、注入管２へのグラウト材６の注入を開始する場合の手順例を示している。以下、図１に示す手順例の作業手順を説明する。

図１の例では水上より突出した注入管２の上端部から図１−（ａ）に示すように注入管２の内部に存在する水を排水ホース９を用いて排出した後、（ｂ）に示すように注入管２にグラウトホース７を接続し、注入管２内へのグラウト材６の注入が開始される。注入管２内の水は排水ホース９の水上に位置する上端部に接続された図示しない排水（真空）ポンプにより排水ホース９を通じて外部へ排出される。脚部１の水上に露出する区間の外周には作業台１０が固定されており、この作業台１０上で注入管２内の水の排出作業と注入管２内へのグラウト材６の注入作業が行われる。

脚部１の注入口１ａには重複区間内に入り込んでいる水の注入管２内への回り込みを防止するための開閉自在な脚部側弁１ｂが接続され、グラウトホース７の先端部にはグラウトホース７内に充填されたグラウト材６が注入管２への接続前に漏れ出すことを防止するための開閉自在なホース側弁７ａが接続されている。脚部側弁１ｂが接続される注入口１ａは後述する、注入口１ａに接続される接続管２１の注入管２側の接続口であることもある。以下、注入口１ａは接続管２１の注入管２側の接続口を含む。

ホース側弁７ａはグラウト材６がグラウトホース７内に充填された時点で閉鎖させられ、グラウトホース７の先端部は脚部側弁１ｂが閉鎖させられた状態で注入口１ａに直接、もしくは間接的に接続される。「直接、接続」とは、図４に示すように注入口１ａ（接続管２１の接続口）にグラウトホース７が接続される場合を言い、「間接的に接続」とは、図１に示すように注入口１ａ（接続管２１の接続口）に直接、接続された注入管２を介して注入口１ａにグラウトホース７が間接的に接続される場合を言う。

注入口１ａ（接続管２１の接続口）へのグラウトホース７の接続が直接か間接かを問わず、注入口１ａへのグラウトホース７の接続後、脚部側弁１ｂとホース側弁７ａが開放させられた状態でグラウトホース７にグラウト材６が供給される。前記のように注入管２の内部に水が入り込んでいる場合、グラウトホース７へのグラウト材６の供給に先立ち、注入管２の内部に存在する水が排出される。

直接か間接かを問わず、注入口１ａへのグラウトホース７の接続の際には、基本的に図３−（ｄ）に示すようにグラウトホース７内にグラウト材６が充填されており、グラウトホース７内にグラウト材６が充填された状態でグラウトホース７が注入口１ａに接続される。その後、グラウトホース７内に充填されているグラウト材６が脚部１と鋼管杭５との間（重複区間）に流入させられる。注入口１ａに注入管２が接続される場合は、グラウトホース７内のグラウト材６は一旦、注入管２内に流入した後、重複区間内に流入させられる。

図１の場合、注入管２の下端部は脚部１の注入口１ａに直接、接続されることもあるが、図面では脚部側弁１ｂの接続のし易さ、あるいは脚部側弁１ｂの接続箇所の確保の関係で、注入口１ａに脚部１の外周面側から、注入口１ａと注入管２の下端部を繋ぐ接続管２１を接続し、この接続管２１の接続口に注入管２の下端部（先端部）を接続し、接続管２１の注入管２との接続部分寄りに脚部側弁１ｂを接続している。

図５〜図７は脚部１の周方向に分散させて形成した複数個の注入口１ａに注入管２を接続し、複数本の注入管２から同時にグラウト材６を注入する場合の作業要領を示す。図５は各注入管２内の水を排出した状況を、図６は各注入管２にグラウトホース７を接続し、全注入管２内にグラウト材６を注入している状況を示す。図７は注入管２内へのグラウト材６の充填が完了した後、注入管２の脚部側弁１ｂを開放させ、注入管２内のグラウト材６を重複区間内に流入させている状況を示す。

グラウトホース７の、注入管２に接続される側の先端部にはグラウトホース７内に存在するグラウト材６の流出の阻止と解除を切り替えるホース側弁７ａが接続されているが、グラウトホース７内には少なからずグラウトホース７を洗浄した際の水等の液体が残留している。グラウトホース７内には水が残留した状態で、図３−（ｂ）に示すようにグラウトホース７の基端部側であるグラウト材６の供給側からグラウト材６が注入される。グラウト材６のグラウトホース７への供給に伴い、ホース側弁７ａが開放させられ、グラウト材６がグラウトホース７の先端部側へ送り込まれる。

グラウト材６の供給に際し、グラウトホース７内にはグラウト材６の供給前に、残留している水とグラウト材６を仕切りながら、グラウト材６の圧送を利用してグラウトホース７内の水を確実に排出するスポンジの、もしくはスポンジ状の仕切り材８が挿入される。

仕切り材８はグラウト材６の先端部側への送り込みに伴い、図３−（ｃ）に示すようにグラウトホース７内に残留する水を押し出しながら先端部側へ移動するが、グラウト材６をグラウトホース７内で堰き止め、グラウト材６の注入圧力を高める働きをするため、仕切り材８のグラウトホース７からの放出時にはグラウトホース７内にグラウト材６が密実に充填される状態になる。仕切り材８がグラウトホース７から放出され、希釈されていない仕切り材８寄りのグラウト材６が排出された時点で、ホース側弁７ａは（ｄ）に示すように閉鎖させられる。

グラウトホース７の先端部までグラウト材６が充填された状態で、図３−（ｄ）に示すようにグラウトホース７の先端部が注入管２の上端部等に接続される。このとき、ホース側弁７ａは閉鎖したままの状態にある。グラウトホース７の注入管２への接続後、ホース側弁７ａが開放させられ、グラウトホース７のグラウト材供給側からのグラウト材６の供給が継続されることで、グラウトホース７内のグラウト材６が注入管２内に降下し、流入していく。

注入管２の先端が接続される脚部１の注入口１ａには重複区間内に存在する場合の水の注入管２内への流入を阻止し、また注入管２内にグラウトホース７からグラウト材６が充填されるまでの間、グラウト材６の重複区間への流入を阻止するための脚部側弁１ｂが接続されている。図１では前記のように脚部１の注入口１ａに注入管２側から、脚部側弁１ｂが接続された接続管２１を接続し、接続管２１の接続口に注入管２を接続しているが、注入管２の脚部１側の先端部を直接、注入口１ａに接続し、この注入口１ａとの接続部分のグラウトホース７寄りの部分に脚部側弁１ｂを接続し、接続管２１を使用しないこともある。

図１の場合、脚部側弁１ｂは（ａ）に示すように注入管２内にグラウトホース７からグラウト材６を充填させきるまで閉鎖状態に保たれ、（ｂ）に示すようにグラウトホース７を通じたグラウト材６の注入管２への注入は注入管２内に、その上端部までグラウト材６が充填しきる程度まで継続される。グラウトホース７からの注入管２内へのグラウト材６の充填時には脚部側弁１ｂが閉鎖されているため、注入口１ａ側には空気の抜け道がないが、注入管２の上端部等に形成された空気抜き孔等から注入管２内に空気が抜けていくことで、注入管２内にグラウト材６が流入する。

注入管２内にグラウト材６を充填させることは、その後にグラウト材６が流入する重複区間内に充填され、上昇したグラウト材６が鋼管杭５の天端から横溢（オーバーフロー）するまでグラウト材６を注入管２内に供給することと、重複区間内に充填されたグラウト材６中に圧縮された空気が解放されることによってグラウト材６が水と撹拌することを回避する意味がある。グラウト材６を鋼管杭５の天端から横溢させることは、重複区間内に先行して充填されたグラウト材６が重複区間内に水が存在する場合の水との接触や混合により希釈化していることがあり得るために、その先行充填分を重複区間から排除する意味がある。

なお、図示するように注入管２の上端部のレベルが鋼管杭５の天端のレベルより上に位置する（高い）場合には、注入管２内に充填されているグラウト材６の上面に加わる圧力（大気圧）が鋼管杭５の天端に位置するグラウト材６の上面に加わる圧力より高いため、この圧力差を利用して注入管２内のグラウト材６を重複区間内に流入し易い状態になっている。只、グラウト材６の流入時にはグラウト材６と注入管２内周面との間、鋼管杭５外周面及び脚部１内周面等との間の粘着力（粘性）に起因する抵抗による流入速度の低下は生じ得る。注入管２の上端部のレベルが鋼管杭５の天端のレベルより上に位置しない場合、またはレベル差が大きくない場合には、グラウトホース７からの圧送側の圧力を高くすることで、重複区間へのグラウト材６の流入が補われる。

鋼管杭５に対する脚部１の鉛直方向の位置は、図１−（ｂ）、（ｅ）に示すように水底地盤に支持されている鋼管杭５上から降下させられる脚部１の内周面の、鋼管杭５の天端のレベルに対応した位置に鋼管杭５側へ突設されたブラケット４が鋼管杭５の天端（上端）上に載置され、下向きに係止することにより決まる。ブラケット４は例えば脚部１の内周面の周方向に複数箇所、均等に突設される。

ブラケット４は鋼管杭５の天端の肉厚の範囲に載置されればよいが、図面では鋼管杭５の半径方向の脚部１の設置誤差に対応するためと、ブラケット４が載置された状態での脚部１の安定性を増すために、鋼管杭５の天端に内周側へ張り出すフランジ５ａを形成し、このフランジ５ａ上にブラケット４を載置している。

ブラケット４は図１−（ｅ）に示すように鋼管杭５の天端に、または天端とフランジ５ａに載置される載置部４ａを有し、この載置部４ａの、鋼管杭５外周面と脚部１内周面との間の空間に面する箇所に、鋼管杭５外周面と脚部１内周面との間に充填されるグラウト材６を横溢（流出）させるための流出孔４ｂが形成される。

図１−（ｂ）、（ｃ）に示すようにグラウト材６が注入管２の上端部にまで充填されたところで、（ｄ）に示すように脚部側弁１ｂが開放させられ、注入管２内のグラウト材６が重複区間に流入させられる。この脚部側弁１ｂの開放は遠隔や一時的に潜水する潜水士によって操作される。

グラウト材６の重複区間への流入開始時には重複区間内に水が入り込んでいることもあるが、注入管２内に充填されたグラウト材６はグラウトホース７内に充填されたとき（製造時）の密度（濃度）を維持しているため、重複区間内の水より比重の大きいグラウト材６は注入口１ａからシール材３上に落下（流下）し、重複区間の下方から次第に充填されていくことになる。

重複区間内に存在している水は図２−（ａ）に示すように注入管２からのグラウト材６の流入前に予め排除されることもある。この場合、脚部１を鋼管杭５の周囲に配置した後の波浪等の影響による脚部１の鋼管杭５に対する相対変形を防止すると同時に、重複区間内の水を排除する場合にシール材３の下方から作用する水圧に対する変形を防止するために、図２−（ｂ）に示すように注入管２内の一部のグラウト材６、または注入口１ａにグラウトホース７が直接、接続される場合のグラウトホース７内の一部のグラウト材６が予備グラウト材６１として重複区間（脚部１と鋼管杭５との間）のシール材３上に先行して充填され、硬化させられることもある。

シール材３上に予備グラウト材６１が充填される場合、グラウト材６の継続した充填前に硬化した予備グラウト材６１がシール材３の変形を拘束するため、鋼管杭５の外周に配置された状態にある脚部１の鋼管杭５に対する相対変形が抑制、または防止される。この場合、予備グラウト材６１が注入口１ａから重複区間に流入する時点でシール材３上に存在している水は予備グラウト材６１に押し上げられ、硬化した予備グラウト材６１上に存在している。このため、重複区間内の水を排除する場合には、重複区間へのグラウト材６の連続（継続）した本充填に先立ち、重複区間内に水上から排水ホース９が挿入され、排水ホース９の上端部に接続される排水ポンプによりシール材３上の重複区間内に存在する水が排出される。排水ホース９は先端が硬化した予備グラウト材６１に到達するまで挿入される。

グラウト材６の重複区間内への流入時には注入管２内のグラウト材６の比重が重複区間内の水より大きいことで、グラウト材６は脚部側弁１ｂの開放時に自重と小さなポンプ圧力で重複区間に流入し、上方へ向けて充填されていく。グラウト材６の注入口１ａからの流入開始時にはグラウト材６は図１−（ｄ）に示すように自重で落下、あるいは流下するが、注入管２から重複区間へ流入するグラウト材６が注入口１ａから落下しなくなるまで重複区間に充填されたとき以降は、注入口１ａから流入したグラウト材６は先行して流入しているグラウト材６を押し上げていく。

注入管２の上端部までグラウト材６が充填された時点でグラウトホース７を通じての注入管２へのグラウト材６の充填を終了させた場合には、注入管２内のグラウト材６の重複区間への流入に伴い、次第に注入管２内のグラウト材６の量が減少し、いずれかの時点で注入管２内のグラウト材６が受ける大気圧を利用しての重複区間への流入が停止することになる。

そこで、注入管２内のグラウト材６が受ける大気圧を利用した注入管２内のグラウト材６の重複区間への流入を完了させる上では、図１−（ｅ）に示すように重複区間に流入したグラウト材６が鋼管杭５の天端から横溢するまで注入管２内へのグラウトホース７を通じたグラウト材６の注入作業は継続される。

注入管２の上端におけるグラウト材６の大気圧を利用せず、グラウト材６の供給側からグラウト材６に与えられる圧送時の圧力を利用して重複区間にグラウト材６を充填する場合にも、グラウト材６が鋼管杭５の天端から横溢するまで注入管２内へのグラウトホース７を通じたグラウト材６の注入作業は継続される。

重複区間に充填されたグラウト材６の先行充填分が図１−（ｅ）に示すように鋼管杭５の天端から希釈されていないグラウト材６が横溢したところで、重複区間へのグラウト材６の充填が完了したものと判断されるため、（ｆ）に示すように脚部側弁１ｂが閉鎖させられると共に、グラウトホース７先端部のホース側弁７ａも閉鎖させられ、注入管２の上端部に接続されているグラウトホース７が注入管２から切り離される。

図４は脚部１の注入口１ａに、グラウト材６が充填されたグラウトホース７を接続し、グラウトホース７から脚部１と鋼管杭５との間（重複区間）にグラウト材６を充填する場合の作業手順例を示す。ここに示す例においても注入口１ａに接続管２１を接続しているため、グラウトホース７の吐出側の先端部は接続管２１の接続口に接続されるが、接続管２１を使用しない場合には、グラウトホース７の先端部は注入口１ａに接続される。

図４に示す例ではグラウトホース７が水中にある注入口１ａ（接続管２）に直接、接続されるため、グラウトホース７の注入口１ａへの接続と、脚部側弁１ｂとホース側弁７ａの開閉、及び重複区間へのグラウト材６充填後のグラウトホース７の離脱は潜水士によって操作される。

図４の例ではグラウトホース７内にグラウト材６が充填され、ホース側弁７ａが閉鎖させられた状態で図４−（ｂ）に示すようにグラウトホース７の先端部が注入口１ａ（接続管２１）に接続される。この例では水中にある注入口１ａ（接続管２１）にグラウトホース７が接続されるため、予備グラウト材６１を先行して注入し、硬化させて重複区間内に存在している水を予め排出しておく場合には、図４−（ａ）に示すように脚部側弁１ｂは閉鎖状態にあり、グラウトホース７の接続後、（ｂ）に示すように開放させられる。重複区間内の水を抜かない場合には、脚部側弁１ｂはグラウトホース７の接続前から開放させられている場合もある。

図４ではまた、シール材３上に直接、グラウト材６の充填を開始する様子を示しているが、前記のように脚部１の降下後の波浪等の影響によるシール材３の変形を防止する必要がある場合には、シール材３上に予備グラウト材６１が予め充填され、硬化させられる。

グラウトホース７の注入口１ａへの接続後、図４−（ｃ）に示すように脚部側弁１ｂと共にホース側弁７ａが開放させられ、グラウトホース７のグラウト材供給側からのグラウト材６の供給を開始することによりグラウトホース７内に充填されているグラウト材６の重複区間への連続（継続）した流入が開始させられる。

図４−（ｄ）に示すように先行するグラウト材６が鋼管杭５の天端から横溢したところで、グラウト材６の重複区間への充填が完了するため、グラウト材６の供給が停止させられ、（ｅ）に示すように脚部側弁１ｂとホース側弁７ａが閉鎖させられる。その後、グラウト材６の先端部が注入口１ａ（接続管２１）から離脱させられ、重複区間へのグラウト材６の充填作業が終了する。

１……脚部、１ａ……注入口、１ｂ……脚部側弁、１０……作業台、
２……注入管、２１……接続管、
３……シール材、
４……ブラケット、４ａ……載置部、４ｂ……流出孔、
５……鋼管杭、５ａ……フランジ、
６……グラウト材、６１……予備グラウト材、
７……グラウトホース、７ａ……ホース側弁、
８……仕切り材、
９……排水ホース。

Claims (6)

1. 水上構造物を支持する中空断面形状の脚部を、水底地盤に支持され、前記脚部の内径より小さい外径の鋼管杭の上方寄りの区間の周囲に配置し、この脚部に形成された注入口に直接、もしくは間接的に水上からグラウトホースを接続し、このグラウトホースを通じて前記脚部と前記鋼管杭との間にグラウト材を充填する方法であり、
   前記注入口と前記グラウトホースの先端部にはそれぞれ開閉自在な脚部側弁とホース側弁が接続され、前記グラウトホース内に前記グラウト材を充填して前記ホース側弁を閉鎖させ、前記脚部側弁を閉鎖させた状態で前記グラウトホースの先端部を前記注入口に直接、もしくは間接的に接続した後、前記脚部側弁と前記ホース側弁を開放させて前記グラウト材を供給し、前記グラウトホース内に充填されている前記グラウト材を前記脚部と前記鋼管杭との間に流入させ、
   前記グラウトホース内の、前記グラウト材の供給側に、前記グラウトホースの内周面に密着可能で、前記グラウト材の注入時の圧力を受けて前記グラウトホースの先端側へ移動可能な仕切り材が挿入されており、前記グラウトホース内に前記グラウト材を供給し、前記仕切り材が前記グラウトホースの先端部から放出されたときに前記ホース側弁を閉鎖させることを特徴とする水上構造物における脚部へのグラウト材の充填方法。
2. 水上構造物を支持する中空断面形状の脚部を、水底地盤に支持され、前記脚部の内径より小さい外径の鋼管杭の上方寄りの区間の周囲に配置し、この脚部に形成された注入口に直接、もしくは間接的に水上からグラウトホースを接続し、このグラウトホースを通じて前記脚部と前記鋼管杭との間にグラウト材を充填する方法であり、
   前記注入口と前記グラウトホースの先端部にはそれぞれ開閉自在な脚部側弁とホース側弁が接続され、前記グラウトホース内に前記グラウト材を充填して前記ホース側弁を閉鎖させ、前記脚部側弁を閉鎖させた状態で前記グラウトホースの先端部を前記注入口に直接、もしくは間接的に接続した後、前記脚部側弁と前記ホース側弁を開放させて前記グラウト材を供給し、前記グラウトホース内に充填されている前記グラウト材を前記脚部と前記鋼管杭との間に流入させ、
   前記注入口に、上端部が水上にまで連続し、水上より上に突出した注入管を接続し、この注入管に前記グラウトホースを接続し、前記グラウトホースから前記注入管へ前記グラウト材を流入させた後、前記注入管から前記脚部と前記鋼管杭との間へ前記グラウト材を流入させることを特徴とする水上構造物における脚部へのグラウト材の充填方法。
3. 前記注入口に、上端部が水上にまで連続し、水上より上に突出した注入管を接続し、この注入管に前記グラウトホースを接続し、前記グラウトホースから前記注入管へ前記グラウト材を流入させた後、前記注入管から前記脚部と前記鋼管杭との間へ前記グラウト材を流入させることを特徴とする請求項１に記載の水上構造物における脚部へのグラウト材の充填方法。
4. 前記注入管の内部に存在する水を排出した後、前記注入管に前記グラウトホースを接続し、前記注入管への前記グラウト材の流入を開始することを特徴とする請求項２、もしくは請求項３に記載の水上構造物における脚部へのグラウト材の充填方法。
5. 前記注入口に、前記グラウト材が充填された前記グラウトホースを接続し、前記グラウトホースから前記脚部と前記鋼管杭との間へ前記グラウト材を流入させることを特徴とする請求項１に記載の水上構造物における脚部へのグラウト材の充填方法。
6. 前記グラウト材の注入に先立ち、前記脚部と前記鋼管杭との間に存在する水を排出することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の水上構造物における脚部へのグラウト材の充填方法。

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