JPH06146305A - Underwater foundation and installation method thereof - Google Patents

Underwater foundation and installation method thereof

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JPH06146305A
JPH06146305A JP4324689A JP32468992A JPH06146305A JP H06146305 A JPH06146305 A JP H06146305A JP 4324689 A JP4324689 A JP 4324689A JP 32468992 A JP32468992 A JP 32468992A JP H06146305 A JPH06146305 A JP H06146305A
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JP
Japan
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pile
skirt
column
main
main column
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Withdrawn
Application number
JP4324689A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshio Yoshikawa
利夫 吉川
Kinji Sekida
欣治 関田
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Publication of JPH06146305A publication Critical patent/JPH06146305A/en
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Abstract

PURPOSE:To make it possible to correspond to a deep bearing layer accumulating thickly a weak stratum in the great depth of water and to provide the underwater foundation capable of being constructed economically and speedily without requiring any temporary structure such as a working scaffold, a guide frame, etc., even in a place having a swift current. CONSTITUTION:A pile is inserted into main columns 4 of a prefabricated pier stud 1 constituted of the main columns 4 consisting of a longer pipe at large diameter reaching the surface of the water from the base of the sea-bed 11 and a plurality of skirt columns 5 consisting of a shorter pipe at large diameter rigidly connected with a plurality of stages of connection members 22 arranged to the outside of the base of the main columns and the skirt columns 5 and is penetrated to the sea-bed ground 7. A gap between the columns and pile is filled with grout, and the insides of the main columns 4 are filled with concrete.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、水中橋脚その他の土木
構造物等の水中基礎およびその築造方法に関するもの
で、特に大水深、軟弱地盤における大規模な水中基礎と
その急速施工に適したものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an underwater foundation such as an underwater pier and other civil engineering structures and a method of constructing the same, and is particularly suitable for a large-scale underwater foundation in deep water and soft ground and its rapid construction. Is.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、実用化されている水中基礎として
は多数あるが、一般に直接基礎、杭基礎、ケーソン基礎
の3形式に大別する事ができる。 直接基礎は、支持地盤を比較的浅く広く掘削し、フー
チングを構築する基礎で、外部荷重を直接良質な支持地
盤に伝達させる浅い剛体基礎である。そして施工上、湧
水や滞水を止水、排水する必要があり、鋼矢板止水壁に
よる締切工法や薬液注入工法、ウェルポイント工法等が
採用されている。 杭基礎は、打込み工法あるいは中堀り工法などによっ
て施工された既製杭、または機械掘削あるいは人力掘削
による工法によって作成された場所打ち杭の頭部をフー
チングなどで連結することにより、一体とした弾性体基
礎である。水深が深い場所に建設される杭基礎は、フー
チングが水上に構築される場合(水上フーチング式杭基
礎)と、水底地盤中に構築される場合(水中フーチング
式杭基礎)の2通りがある。水上フーチング式杭基礎の
施工法としては、作業足場兼用の杭支持枠や導枠、桟橋
等の仮設構造物を設置して、多柱を構築したり、大型杭
打船を利用する工法が採用されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, there are a large number of underwater foundations that have been put into practical use, but generally they can be roughly divided into three types: direct foundation, pile foundation, and caisson foundation. The direct foundation is a foundation that excavates the supporting ground in a relatively shallow and wide manner to build footing, and is a shallow rigid foundation that directly transfers an external load to the good supporting ground. In terms of construction, it is necessary to stop and drain spring water and stagnant water, and the cut-off construction method using a steel sheet pile water stop wall, the chemical injection method, the well point construction method, etc. are adopted. A pile foundation is an integrated elastic body made by connecting the heads of ready-made piles that have been constructed by the driving method or the medium excavation method, or cast-in-place piles that are created by the method of mechanical or human excavation with footing. It is the basis. There are two types of pile foundations that are built in deep water: when the footing is built on the water (water footing type pile foundation) and when it is built in the water bottom ground (underwater footing type pile foundation). As a construction method for a water footing type pile foundation, a construction method is used in which a pile support frame that also serves as a scaffold, a guide frame, a temporary structure such as a jetty is installed to construct multiple pillars, or a large pile driving ship is used. Has been done.

【0003】水上フーチング式杭基礎例えば関西国際空
港用橋脚の従来施工例の場合、図11に示すように、フ
ーチング32を設置するために水底地盤33を床堀し、
床堀した底面上を敷砂により敷均し、導杭34を打設
し、この導杭34をガイドとして導枠35を沈設し、導
枠をガイドとして本杭36を打設し、その本杭36内に
コンクリートを打設して杭頭処理を行い、敷砂の上に均
しコンクリートを打設し、本杭36の海中部分を水底近
傍で水中切断し、次にフーチングと一体にプレファブ化
された橋脚37を、前記導杭34をガイドにしてクレー
ン船にて設置し、設置されたフーチング32のまわりに
海砂を投入して埋戻しを行い、フーチング部の型枠兼用
鉄骨フレーム内にプレパックドコンクリートを打設する
という工法が採用されている。 ケーソン基礎は、底部を開放した鉄筋コンクリートや
鋼製の筒状の構造物を地上で構築し、海上に曳航設置
し、筒内の土砂を排出しながら地中に沈下させ、所定の
支持地盤に到達させる深い剛体基礎である。掘削沈設方
法としては、オープンケーソン工法、ニューマチックケ
ーソン工法、ドームドケーソン工法に大別できる。施工
法としては、係留アンカー、ケーソン支持枠、桟橋等の
大規模な仮設構造物を設置したり、海上、河川管理上の
制約から橋足駆体の断面を減少させたり、ケーソン天端
を深くする必要から鋼矢板止水壁による締切工法等が採
用されている。
In the case of a conventional construction example of a water footing type pile foundation, for example, a bridge pier for Kansai International Airport, as shown in FIG. 11, a water bottom ground 33 is dug to install a footing 32,
The bottom of the floor is flattened with sand and the guide pile 34 is placed. The guide pile 34 is used as a guide to sunk the guide frame 35. The guide frame is used as a guide to place the main pile 36. Concrete is poured into the pile 36 to perform pile head treatment, leveling concrete is placed on the sand, and the undersea portion of the main pile 36 is cut underwater near the water bottom, and then prefabricated together with footing. The converted bridge pier 37 is installed on the crane ship using the guide pile 34 as a guide, and sea sand is put around the installed footing 32 to backfill it. The construction method of placing pre-packed concrete is adopted. For the caisson foundation, a tubular structure made of reinforced concrete or steel with an open bottom is constructed on the ground, towed on the sea, and it sinks into the ground while discharging the earth and sand inside the cylinder to reach the specified support ground. It is a deep rigid body foundation. Excavation and substraction methods can be broadly classified into open caisson method, pneumatic caisson method, and domed caisson method. Construction methods include installation of large-scale temporary structures such as mooring anchors, caisson support frames, and piers, reducing the cross section of the bridge foot structure due to sea and river management restrictions, and deepening the caisson crown. Due to the need to do so, the cut-off construction method using steel sheet pile water blocking walls is adopted.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】従来実施されている水
中基礎には一般的に下記のような課題が挙げられる。 直接基礎は、締切工法等により完全止水し、ドライな
状態で支持層を掘削し、仕上げた岩盤上に直接フーチン
グを築造する工法であるため、鋼矢板止水壁等の大規模
仮設構造物や、高度な止水、排水技術を必要とし、大水
深、軟弱層の厚く堆積した深い支持層への対応が困難で
ある。 杭基礎のうち、水上フーチング式杭基礎は、杭の頭部
を水面上でフーチングにより連結するという構造上の特
性を有し、水底地盤より上の剛性が小さいため、地震時
の水平変位が大きく、かつねじれによる強度も弱く、杭
の不等沈下等によって大きなせん断力がフーチングに作
用する恐れも大きい。また杭1本当りの支持力が小さい
故、大きな支持力に対応するためには、杭本数の増加が
不可欠となり、フーチング面積がそれに伴って拡大し、
近接施工が困難となる。さらに、施工面では大水深や潮
流の速い所に築造する場合、杭支持枠、導枠、桟橋等の
大規模仮設構造物を必要とし、不経済となる。
The following problems are generally cited in the conventional underwater foundations. The direct foundation is a construction method in which water is completely shut off by the cut-off construction method, etc., the support layer is excavated in a dry state, and footing is directly built on the finished rock, so large-scale temporary structures such as steel sheet pile water-stop walls. In addition, it requires advanced water stoppage and drainage technology, and it is difficult to deal with deep water and deep support layers with thick soft layers. Among the pile foundations, the water footing type pile foundation has a structural characteristic that the heads of the piles are connected by footing on the water surface, and since the rigidity above the ground floor is small, horizontal displacement during an earthquake is large. In addition, the strength due to twisting is weak, and a large shearing force may act on the footing due to uneven settlement of the pile. In addition, since the bearing capacity per pile is small, it is essential to increase the number of piles in order to cope with the large bearing capacity, and the footing area increases accordingly.
Close construction becomes difficult. Moreover, in terms of construction, large-scale temporary structures such as pile support frames, guide frames, and piers are required when constructing in deep water or in locations with fast currents, which is uneconomical.

【0005】一方、従来の水中フーチング式杭基礎は、
杭の頭部を水底地盤近傍でフーチングと連結するという
構造上の特性から、水上フーチング式杭基礎と比較する
と、剛性が大きく、地震時の水平変位が小さく、ねじれ
による強度も優れているが、施工面でいくつかの問題点
を有する。即ち、(a) フーチング設置面の床堀、敷均
し、及び埋戻しが広範囲にわたって必要であり、床堀り
の困難な水底土質地域、大水深や潮流の速い所及び環境
規制の厳しい地域に適用することは難しい、(b)フーチ
ングと杭頭の剛結合が、水中プレパックドコンクリート
打設により確実に行われたかどうかの確認が難しく、ま
たプレパックドコンクリートは品質面での信頼性に乏し
い、(c) 本杭を打設するために大型の導枠が必要となり
不経済である、(d) 導杭、導枠を精度よく設置する事が
難しい、(e) 大水深や潮流の速い所では水底の導枠に本
杭を差し込む作業が難しい、(f) 本杭打設時のガイドと
して導枠が一点しかないため、本杭打設精度の確保が難
しい、(g) 大水深の場合、最初の建込み杭が長くなるた
め杭の輸送、ハンドリング、杭打船等の面で不利とな
る、(h) 特殊な作業員(潜水夫)を必要とし、潜水病等
の労務災害が発生しやすい等の課題がある。 ケーソン基礎は、フローティングケーソンを曳航設置
し、躯体コンクリートを打継ぎながら圧気下あるいはオ
ープン状で所定の深さまで掘削沈下させるもので、完成
した構造系としては優れているが施工面での難しさとい
う問題を有する。即ち、(a) 掘削沈下途中にケーソンが
傾斜した場合の修正が難しい、(b) 支持層が傾斜してい
る場合や中間層に硬い地盤層がある場合沈下が困難、
(c) 潮流の速い所ではケーソン支持枠、係留アンカー、
作業足場等大規模な仮設構造物が必要となり不経済とな
る、(d) 掘削残土量が多く工期は長い、(e) 浮遊曳航時
の安定性が悪い、(f) 特殊な作業員(ケーソン夫)を必
要とし、ケーソン病等の労務災害が発生しやすい等の課
題がある。
On the other hand, the conventional underwater footing type pile foundation is
From the structural characteristic that the head of the pile is connected to the footing near the submarine ground, compared to the water footing type pile foundation, the rigidity is high, the horizontal displacement at the time of earthquake is small, and the strength due to twisting is also excellent, There are some problems in terms of construction. That is, (a) floor moat on the footing installation surface, leveling, and backfilling are required over a wide area, which makes it difficult to dig floors in water-bottom soil areas, places with deep water and fast tidal currents, and areas with strict environmental regulations. It is difficult to apply, (b) It is difficult to confirm whether the footing and the rigid connection of the pile head were securely made by the underwater prepacked concrete placing, and the prepacked concrete is not reliable in terms of quality. (c) It is uneconomical because a large guide frame is required to drive this pile, (d) it is difficult to install the guide pile and guide frame accurately, and (e) a place with a large water depth or fast current. In this case, it is difficult to insert the main pile into the guide frame at the bottom of the water, (f) Since there is only one guide frame as a guide when placing the main pile, it is difficult to secure the accuracy of placing the main pile, (g) In case of deep water Since the first built-in pile will be long, pile transportation, handling, pile driving, etc. A disadvantage, (h) special workers need a (diver), labor disasters such as Sensuibyo there is a problem such as likely to occur. The caisson foundation is a floating caisson towed and is used to excavate and sink to a predetermined depth under pressure or open while splicing the skeleton concrete, which is excellent as a completed structural system but difficult in terms of construction. Have a problem. That is, (a) it is difficult to correct the caisson if it is tilted during excavation subsidence, (b) it is difficult to subside when the support layer is tilted or there is a hard ground layer in the intermediate layer,
(c) Caisson support frame, mooring anchor,
It is uneconomical because it requires large-scale temporary structures such as work scaffolds, (d) large amount of excavated soil and long construction period, (e) poor stability during floating towing, (f) special workers (caisson) Husband) is required, and there is a problem that labor accidents such as caisson's disease are likely to occur.

【0006】本発明は前記従来の水中基礎の課題を解決
することを目的としたもので、(a)大水深、軟弱層の厚
く堆積した深い支持層への対応が可能で、(b) 剛性が大
きく、耐震性や不等沈下防止面に優れており、(c) 潮流
の速い所でも係留ワイヤー、作業足場、支持枠、導枠等
の大規模仮設構造物を必要とせずに経済的に施工でき、
(d) 施工手順が簡単、容易で施工性が良く、(e) プレフ
ァブ化による急速施工が可能で、(f) 特殊な作業員が不
要で、労務災害が発生しにくい、以上のような特徴をも
つ水中基礎およびその据付方法を提供するものである。
The present invention is intended to solve the problems of the above-mentioned conventional underwater foundations. (A) It is possible to cope with a large depth of water and a deep support layer in which a soft layer is thickly deposited, and (b) rigidity. It has a large size and is excellent in earthquake resistance and unequal settlement prevention. (C) Economically without the need for large-scale temporary structures such as mooring wires, work scaffolds, support frames, and guide frames even in places with fast tidal currents. Can be constructed,
(d) The construction procedure is simple, easy and easy to construct, (e) Prefabing enables rapid construction, (f) no special workers are required, and labor accidents are unlikely to occur. It provides an underwater foundation having the above and an installation method thereof.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】前述の問題を有利に解決
するために、本発明の水中基礎においては、陸上ヤード
又はドライドックで建造され、水底11の基部から水面
より上方まで到達する長さの長尺大径管からなるメイン
コラム4およびメインコラム基部の外側に配置され複数
段の連結材22で剛結合された短尺大径管からなる複数
のスカートコラム5で構成されるプレファブ脚柱1と、
据付現場においてメインコラム4またはスカートコラム
5の内部に挿通して水底地盤7中の支持層8まで貫入さ
せたメインパイル2またはスカートパイル3が、前記プ
レファブ脚柱基部にてメインコラム4およびスカートコ
ラム5とグラウト結合され、かつメインコラム4内に中
詰コンクリート10が充填されている。前述の問題を有
利に解決するために、本発明の水中基礎の据付方法にお
いては、プレファブ脚柱1のスカートコラム5の上方延
長線上のメインコラム側面に、間隔をおいて複数段のス
カートパイルガイド23を設け、かつメインコラム4の
側面複数箇所に仮設杭ガイド25を複数段設け、更に頂
部には作業足場26を設けておき、このプレファブ脚柱
1を据付現場の水底11に位置決めして着底させた後、
仮設杭ガイド25を通して複数本の仮設杭21を打設し
て仮固定し、ついでメインコラム4内にメインパイル2
を挿通し、スカートコラム5内にスカートパイルガイド
23を介してスカートパイル3を挿通し、それぞれのパ
イルを水底地盤7中の支持層8まで貫入し、プレファブ
脚柱基部の区間において、それぞれのコラムとパイルの
間隙にグラウト材6を注入し、ついでメインコラム4内
に中詰コンクリート10を充填し、スカートパイルガイ
ド23を取外す。
In order to advantageously solve the above-mentioned problems, the underwater foundation of the present invention is constructed by a land yard or a dry dock, and has a length from the base of the water bottom 11 to a position above the water surface. 1. A prefabricated pedestal 1 composed of a main column 4 made of long large-diameter pipes and a plurality of skirt columns 5 made of short large-diameter pipes arranged outside the main column base and rigidly connected by a plurality of connecting members 22 When,
At the installation site, the main pile 2 or the skirt pile 3 inserted into the main column 4 or the skirt column 5 and penetrating to the support layer 8 in the subsea ground 7 is the main column 4 or the skirt column at the base of the prefab pedestal. 5 is grouting and the main column 4 is filled with the filled concrete 10. In order to advantageously solve the above-mentioned problems, in the method of installing an underwater foundation of the present invention, a plurality of skirt pile guides are provided at intervals on the side of the main column on the upward extension line of the skirt column 5 of the prefab pedestal 1. 23, a plurality of temporary pile guides 25 are provided at a plurality of positions on the side surface of the main column 4, and a work scaffold 26 is further provided at the top of the main column 4, and the prefab pedestal 1 is positioned and attached to the water bottom 11 of the installation site. After letting it bottom
A plurality of temporary piles 21 are driven through the temporary pile guides 25 and temporarily fixed, and then the main pile 2 is placed in the main column 4.
The skirt piles 3 through the skirt pile guides 23 in the skirt columns 5 and penetrate the piles up to the support layer 8 in the subseabed 7, and in the section of the prefab pedestal base, The grout material 6 is poured into the gap between the pile and the pile, and then the main column 4 is filled with the filled concrete 10 and the skirt pile guide 23 is removed.

【0008】[0008]

【実施例】以下本発明の実施例を説明する。図1〜図3
は本発明の水中基礎の1例で、図1は一部縦断側面図、
図2はプレファブ脚柱の平面図、図3はプレファブ脚柱
基部の横断平面図を示す。本発明の水中基礎は、長尺大
径管からなるメインコラム4とメインコラム基部の外側
に配置され複数段の連結材22で剛結合された短尺大径
管からなる複数のスカートコラム5で構成されるプレフ
ァブ脚柱1が、水底面11に立設され、メインコラム
4、スカートコラム5にそれぞれメインパイル2、スカ
ートパイル3が挿通され、プレファブ脚柱基部にてグラ
ウト結合6により、一体的に固定された構造体である。
メインコラム4としては、直径1m以上の大径鋼管が用
いられ、水底に位置する下端部から水面上まで突出する
長さの長尺物を1本又は複数本用いられる。前記実施例
の如く、複数本(4本)のメインコラムを用いる場合
は、複数箇所を連結部材22で固定して一体として挙動
するようにし、また外力の作用箇所には局部変形を防止
するため補剛リング24を設ける。スカートコラム5
は、固定構造として挙動するに必要な長さの短尺の大径
鋼管で、メインコラム4の下端部外側に複数配置され、
複数段の連結材22でメインコラム4と、溶接等により
剛結合固定される。前記メインコラム4の連結部材22
およびスカートコラム5とメインコラム4の連結材22
としては、鋼板製の厚板や、H形鋼その他の形鋼等が用
いられる。
EXAMPLES Examples of the present invention will be described below. 1 to 3
Is an example of the underwater foundation of the present invention, and FIG.
2 is a plan view of the prefab pedestal, and FIG. 3 is a cross-sectional plan view of the prefab pedestal base. The submerged foundation of the present invention is composed of a main column 4 made of a long large-diameter pipe and a plurality of skirt columns 5 made of a short large-diameter pipe arranged outside the main column base and rigidly connected by a plurality of connecting members 22. The prefabricated pedestal 1 is erected on the water bottom surface 11, the main column 4 and the skirt column 5 are respectively inserted with the main pile 2 and the skirt pile 3, and the prefabricated pedestal base is integrally formed by the grout connection 6 at the base. It is a fixed structure.
As the main column 4, a large-diameter steel pipe having a diameter of 1 m or more is used, and one or a plurality of long objects having a length protruding from the lower end located at the water bottom to above the water surface are used. When a plurality of (4) main columns are used as in the above-described embodiment, a plurality of locations are fixed by the connecting member 22 so that they behave integrally, and in order to prevent local deformation at locations where external force acts. A stiffening ring 24 is provided. Skirt column 5
Is a short-sized large-diameter steel pipe with a length necessary to behave as a fixed structure, and a plurality of pipes are arranged outside the lower end of the main column 4,
Rigidly joined and fixed to the main column 4 by a plurality of connecting members 22 by welding or the like. Connecting member 22 of the main column 4
And the connecting member 22 between the skirt column 5 and the main column 4
As the steel plate, a thick plate made of a steel plate, an H-shaped steel, or another shaped steel is used.

【0009】以上の如き、メインコラム4とスカートコ
ラム5とは、陸上ヤード又はドライドックにて、一体製
作されたプレファブ脚柱1としてバージに搭載され、又
はクレーン船で吊った状態、又は浮上曳航により据付現
場に輸送される。なお、輸送手段として、バージ搭載を
採用し、据付現場でロンチング(進水)する場合および
浮遊曳航する場合は、メインコラム4、スカートコラム
5の両端部はパイル挿入時破断可能なラバー隔壁で密封
し、注排水バルブを設けておき、浮上・沈設可能として
おく必要がある。水底に立設されたプレファブ脚柱1を
固定するメインパイル2、スカートパイル3はそれぞれ
メインコラム4、スカートコラム5より約100mm程度
小さい直径の鋼管杭又はケーソンを用いて、コラム内に
挿通して水底地盤支持層8迄打込み又は中堀り圧入によ
り貫入している。このメインパイル2、スカートパイル
3の頭部は、プレファブ脚柱1の基部にて、それぞれメ
インコラム4、スカートコラム5との間隙に公知の手段
でモルタル等のグラウト材6を充填して固定している。
なお、グラウト結合はパイル外面とコラム内面にそれぞ
れ剪断突起を設けて結合強度を高めるようにした方が好
ましい。
As described above, the main column 4 and the skirt column 5 are mounted on a barge as a prefabricated stanchion 1 integrally manufactured in a land yard or a dry dock, or are hung by a crane ship, or levitated. Will be transported to the installation site. In addition, when a barge is used as a transportation means, both the main column 4 and the skirt column 5 are sealed with rubber partition walls that can be broken when the pile is inserted, when launching (launching) at the installation site or when floating towing. However, it is necessary to provide a pouring / draining valve so that it can float and sink. The main pile 2 and the skirt pile 3 for fixing the prefab pedestal 1 erected on the bottom of the water are inserted into the column by using steel pipe piles or caisson having a diameter about 100 mm smaller than the main column 4 and the skirt column 5, respectively. It penetrates to the water bottom ground support layer 8 by driving or press-fitting. The heads of the main pile 2 and the skirt pile 3 are fixed at the base of the prefab pedestal 1 by filling the gaps between the main column 4 and the skirt column 5 with a grout material 6 such as mortar by a known means. ing.
In addition, it is preferable that the grout connection be provided with shearing projections on the outer surface of the pile and the inner surface of the column to increase the bonding strength.

【0010】本実施例では、メインコラム4、メインパ
イル2、スカートパイル3の全てにコンクリート9,1
0を中詰しているが、少なくともメインコラム4の内部
には、下端部迄コンクリート10を中詰する必要があ
る。この理由は、プレファブ脚柱1の上部に作用する鉛
直荷重を、メインコラム4内のコンクリート10を介し
て、メインパイル頭部に伝達させるためである。この他
に、メインパイル2、スカートパイル3のコンクリート
中詰9,10は、コンクリートとの合成機能による剛性
アップの効果を狙ったものである。
In this embodiment, the main columns 4, the main pile 2 and the skirt pile 3 are all made of concrete 9 and 1.
0 is filled, but at least the inside of the main column 4 needs to be filled with concrete 10 to the lower end. The reason for this is that the vertical load acting on the upper part of the prefab pedestal 1 is transmitted to the main pile head through the concrete 10 in the main column 4. In addition to this, the concrete fillings 9 and 10 of the main pile 2 and the skirt pile 3 aim at the effect of increasing the rigidity by the function of combining with concrete.

【0011】次に本発明の水中基礎の据付方法を説明す
る。図4は本発明の据付方法によって据付完成した直後
の水中基礎の側面図、図5はその平面図である。本発明
の据付方法を採用する場合は、前述したプレファブ脚柱
1に、あらかじめスカートコラム上方延長線上のメイン
コラム側面に、間隔をおいて複数段のスカートパイルガ
イド23と、仮設杭ガイド25とを設けておき、プレフ
ァブ脚柱基部下端のメインコラム4、スカートコラム5
には、グラウトシール31を設けておき、かつ頂部には
作業足場26を設けておく必要がある。スカートパイル
ガイド23は、上部をラッパ状に拡径しておき、スカー
トパイル3挿入時のガイドへの誘導が容易にできるよう
にしたものを、メインコラム4の側面に取外し可能に設
ける。取付間隔はスカートパイル3の1本の長さ以下と
し、それぞれのガイド中心がスカートコラム5の中心と
合致するように配置する。スカートパイルガイド23の
取付手段は、メインコラム側面に固定したリブにボルト
接合する方法や、実施例に示すように、メインコラム4
の連結部材22と一体的に設けておき、後で切断して取
外すことにしてもよい。
Next, a method of installing the underwater foundation of the present invention will be described. FIG. 4 is a side view of the underwater foundation immediately after the installation is completed by the installation method of the present invention, and FIG. 5 is a plan view thereof. When adopting the installation method of the present invention, the prefab pedestal 1 described above is provided with a plurality of tiers of skirt pile guides 23 and temporary pile guides 25 on the side surface of the main column on the extension line of the skirt column in advance. The main column 4 and the skirt column 5 at the lower end of the prefab pedestal base are provided.
Needs to be provided with a grout seal 31 and a work scaffold 26 at the top. The upper portion of the skirt pile guide 23 is expanded in a trumpet shape so that it can be easily guided to the guide when the skirt pile 3 is inserted. The mounting interval is equal to or less than one length of the skirt pile 3, and the guide centers are arranged so as to match the center of the skirt column 5. The skirt pile guide 23 is mounted by bolting to a rib fixed to the side surface of the main column, or as shown in the embodiment, the main column 4 is attached.
It may be provided integrally with the connecting member 22 and then cut and removed later.

【0012】仮設杭ガイド25は、プレファブ脚柱1を
据付現場に沈設した後、潮流や波浪の外力による移動、
転倒等を防止するための仮固定用仮設杭21を容易に打
設するため設けるものであり、メインコラム4の側面
に、複数段かつメインコラム4回りに複数箇所設ける必
要がある。実施例では、メインコラム4の連結部材22
およびプレファブ脚柱基部の連結材22に4段、4箇所
設けている。なお、仮設杭ガイド25の形状は、実施例
では図示していないが、スカートパイルガイド23と同
様に上部をラッパ状に拡径する方が好ましい。またメイ
ンパイル2、スカートパイル3のグラウトシール31
は、図6に示すような公知のものを用いればよい。頂部
の作業足場26は、パイルの挿入・打設、グラウチン
グ、コンクリート中詰等の作業用に利用されるが、特
に、大規模な水中基礎の場合は、タワークレーン等を設
置する場合もある。また実施例では、メインコラム4の
頂部連結部材22が作業足場を兼ねた例を示している。
The temporary pile guide 25 is moved by external force such as tidal current or waves after the prefab pedestal 1 is sunk at the installation site.
Temporary fixing temporary piles 21 for preventing overturning are provided in order to easily drive them, and it is necessary to provide a plurality of stages on the side surface of the main column 4 and at a plurality of places around the main column 4. In the embodiment, the connecting member 22 of the main column 4 is
Further, the connecting member 22 at the base of the prefab pedestal is provided in four stages and four places. Although the shape of the temporary pile guide 25 is not shown in the embodiment, it is preferable to increase the diameter of the upper portion into a trumpet shape like the skirt pile guide 23. Also, the grout seal 31 of the main pile 2 and the skirt pile 3
A known one as shown in FIG. 6 may be used. The work scaffolding 26 at the top is used for work such as pile insertion / placing, grouting, concrete filling, etc. In particular, in the case of a large-scale underwater foundation, a tower crane or the like may be installed. Further, in the embodiment, the example in which the top connecting member 22 of the main column 4 also serves as a work scaffold is shown.

【0013】以下、水中基礎の据付手順を説明する。先
ず、陸上ヤード又はドライドックで製作された前述のプ
レファブ脚柱1を据付現場に輸送した後、沈設し、位置
決めして着底させた後、直ちに仮設杭ガイド25を通し
て、複数本の仮設杭21を水底地盤7に打設し、少くと
も上端の仮設杭21と仮設杭ガイド25をライナープレ
ート等で溶接固定して、仮固定する。次に、メインコラ
ム4内にメインパイル2を挿通し、スカートコラム5内
にスカートパイルガイド23を介してスカートパイル3
を挿通し、それぞれのパイルを水底地盤7の支持層8迄
貫入する。パイルの貫入手段は、パイル直径が1m〜2
m程度であればハンマー打撃により、これ以上の大径の
場合は中堀りして圧入方式によって行う。メインパイル
2およびスカートパイル3が所定の支持層8迄到達した
ら、頭部をプレファブ脚柱基部上端と同一レベルで水中
切断する。又はヤットコ杭によって、パイル頭部の高さ
を決定してもよい。
The procedure for installing the underwater foundation will be described below. First, after transporting the above-mentioned prefab pedestal 1 manufactured in a land yard or dry dock to the installation site, it is sunk, positioned, and bottomed, and then immediately passed through the temporary pile guide 25 and a plurality of temporary piles 21 Is placed on the water bottom ground 7, and at least the temporary pile 21 and the temporary pile guide 25 at the upper end are fixed by welding with a liner plate or the like. Next, the main pile 2 is inserted into the main column 4, and the skirt pile 3 is inserted into the skirt column 5 via the skirt pile guide 23.
And each pile is penetrated to the support layer 8 of the subseabed 7. The pile penetration means has a pile diameter of 1 m to 2
If it is about m, it is hammered, and if it is larger than this, it is dug into the center and press-fitted. When the main pile 2 and the skirt pile 3 reach the predetermined supporting layer 8, the head is cut underwater at the same level as the upper end of the prefab pedestal base. Alternatively, the height of the pile head may be determined by the Yatco pile.

【0014】次にプレファブ脚柱基部の区間のメインコ
ラム4とメインパイル2頭部の間隙、スカートコラム5
とスカートパイル3頭部の間隙に水中難分離性のモルタ
ル等のグラウト材6を注入・充填し、プレファブ脚柱1
とそれぞれのパイルを基部で完全に固定し一体化する。
次に少くとも、メインコラム4内にコンクリート10を
充填して中詰する。なお、メインコラム4以外のメイン
パイル2、スカートパイル3内は同様にコンクリート9
を中詰するか、又は土砂を中詰する。最後に、プレファ
ブ脚柱1のスカートパイルガイド23を撤去し、水中基
礎を完成する。なお、仮設杭21、仮設杭ガイド25は
撤去しても、そのまゝ残しても、いずれでも構わない。
Next, the gap between the main column 4 and the main pile 2 at the base of the prefab pedestal, and the skirt column 5
Pre-fab pedestal 1
And each pile is completely fixed and integrated at the base.
Next, at least, the main column 4 is filled with concrete 10 to be filled with concrete. In addition, inside the main pile 2 and the skirt pile 3 other than the main column 4, concrete 9
Or the earth and sand. Finally, the skirt pile guide 23 of the prefab pedestal 1 is removed to complete the underwater foundation. The temporary pile 21 and the temporary pile guide 25 may be removed or left as they are.

【0015】図7〜図10は本発明の水中基礎構造の他
の実施例を示すもので、1本のメインコラム4の外側に
2本又は4本のスカートコラム5を配置したものや、2
本のメインコラム4の外側に2本のスカートコラム5を
配置したもの、多数のメインコラム4の外側に多数のス
カートコラム5を配置したもの等、各種のバリエーショ
ンが考えられ、上部工の形状、荷重および環境条件等に
応じて適宜選択できる。
FIGS. 7 to 10 show another embodiment of the underwater foundation structure of the present invention, in which two or four skirt columns 5 are arranged outside one main column 4 and two main columns 4 are provided.
Various variations are conceivable, such as one in which two skirt columns 5 are arranged outside the main column 4 of a book, one in which a large number of skirt columns 5 are arranged outside a large number of main columns 4, and the shape of the superstructure, It can be appropriately selected according to the load and environmental conditions.

【0016】[0016]

【発明の効果】 本発明の水中基礎構造体は水中部に位置するメインコ
ラム部が、基部および支持パイル部と比較して投影面積
が小さいため、潮流や波浪外力の作用面積が小さく設計
外力が軽減でき、全体重量の低減が可能となる。さらに
構造体の重心が低くトップヘビーでない事から、地震時
の慣性力が小さく、耐震性に優れ、不等沈下が生じにく
い。また水中基礎構造体の頂部に作用する上部工の荷重
のうち、鉛直荷重は主として圧縮強度材として有利なメ
インコラム4内の中詰コンクリート10を介してメイン
パイル2に伝達されるので、水底地盤支持層8で確実に
抵抗させる事が可能である。一方、水平荷重およびそれ
に起因する転倒モーメントは、メインコラム4を介して
プレファブ脚柱基部に伝達され、プレファブ脚柱基部の
メインパイル2とのグラウト結合および複数段の連結材
22によるメインコラム4とスカートコラム5、スカー
トコラム5とスカートパイルのグラウト結合により、こ
れらが一体的に働き、全体のパイルに伝達されて水平地
盤反力およびスカートパイル3、メインパイル2の押し
込み、引き抜き反力により抵抗させる構造であるため安
定性が高い。 また本発明の水中基礎の据付方法は、プレファブ脚柱
1を据付現場に運搬した後、水底面11に沈設して、直
ちにメインコラムの側面に備えている仮設杭ガイド25
を通じて、水底地盤7中に仮設杭21を打設して仮固定
し、ついでメインコラム側面に備えているスカートパイ
ルガイド23を介して、スカートパイル3をスカートコ
ラム5内に挿通し、水底地盤7中の支持層8迄貫入さ
せ、同様にメインパイル2をメインコラム4内に挿通し
て水底地盤7中に貫入させ、これらの一連の据付作業
を、プレファブ脚柱1の頂部に設けた作業足場26を利
用して行い、据付工事のための導杭,導枠等の仮設構造
物の設置を不要とするばかりでなく、プレファブ脚柱1
自身に附設したガイド又はコラムを通じて行うため、大
水深や潮流の速いところでも、水上作業により極めて正
確に、かつ短工期で、しかも容易に施工することがで
き、さらに潜水夫やケーソン夫等の特殊な作業員による
作業を軽減又は不要にすることができる。また本発明
は、杭基礎や直接基礎のような水中フーチングを必要と
しない構造のため、水底面の床堀り、敷均し、埋戻し、
及び大量の水中プレパックドコンクリート打設が不要で
あり、海水、河川汚濁等を最小限にとどめる事が可能で
ある。さらにまたケーソン基礎のように大量の掘削土砂
が排出されないため、残土処理の負担は少ない。
EFFECTS OF THE INVENTION Since the main column portion located in the underwater portion of the present invention has a smaller projected area than the base portion and the supporting pile portion, the acting area of tidal current or wave external force is small and the design external force is small. It is possible to reduce the total weight. Furthermore, since the center of gravity of the structure is low and it is not top heavy, the inertial force during an earthquake is small, it has excellent earthquake resistance, and uneven settlement does not occur easily. Further, among the loads of the superstructure acting on the top of the underwater foundation structure, the vertical load is mainly transmitted to the main pile 2 through the filled concrete 10 in the main column 4 which is advantageous as a compressive strength material. The support layer 8 can surely make resistance. On the other hand, the horizontal load and the overturning moment resulting therefrom are transmitted to the prefab pedestal base through the main column 4, and are connected to the main pile 2 at the prefab pedestal base by the grout connection and the main column 4 by the connecting members 22 in a plurality of stages. By grouting the skirt column 5, the skirt column 5 and the skirt pile, they work together and are transmitted to the entire pile to resist the horizontal ground reaction force and the pushing and pulling reaction force of the skirt pile 3 and the main pile 2. The structure is highly stable. In addition, the installation method of the underwater foundation of the present invention is such that, after transporting the prefab pedestal 1 to the installation site, the prefab pedestal 1 is sunk on the water bottom surface 11 and immediately installed on the side surface of the main column.
Through the stake pile guide 23 provided on the side surface of the main column, the skirt pile 3 is inserted into the skirt column 5, and the temporary pile 21 is tentatively fixed. The supporting scaffold 8 is penetrated to the inside, and similarly, the main pile 2 is inserted into the main column 4 to penetrate into the subseabed ground 7, and a series of these installation work is carried out at the top of the prefab pedestal 1. 26, it is not only unnecessary to install temporary structures such as guide piles and guide frames for installation work, but also prefab pedestal 1
Since it is carried out through a guide or column attached to itself, it can be constructed very accurately by water work even in places with deep water or fast currents, in a short construction period, and easily, and it is special for divers and caissons. It is possible to reduce or eliminate the work performed by various workers. Further, the present invention is a structure that does not require underwater footing, such as a pile foundation or a direct foundation, so floor digging on the water bottom, laying, backfilling,
In addition, a large amount of underwater prepacked concrete is not required, and seawater and river pollution can be minimized. Furthermore, unlike the caisson foundation, a large amount of excavated sediment is not discharged, so the burden of residual soil treatment is small.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の水中基礎の実施例の側面図である。FIG. 1 is a side view of an embodiment of an underwater foundation of the present invention.

【図2】図1のA−A線矢視図である。FIG. 2 is a view taken along the line AA of FIG.

【図3】図1のB−B線断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line BB of FIG.

【図4】本発明の水中基礎の据付中の側面図である。FIG. 4 is a side view of the underwater foundation of the present invention during installation.

【図5】図4の平面図である。FIG. 5 is a plan view of FIG.

【図6】プレファブ脚柱基部のグラウトシールを示す一
部切欠斜視図である。
FIG. 6 is a partially cutaway perspective view showing a grout seal of a prefab pedestal base.

【図7】本発明の水中基礎の他の実施例を示す概略平面
図である。
FIG. 7 is a schematic plan view showing another embodiment of the underwater foundation of the present invention.

【図8】本発明の水中基礎の他の実施例を示す概略平面
図である。
FIG. 8 is a schematic plan view showing another embodiment of the underwater foundation of the present invention.

【図9】本発明の水中基礎の他の実施例を示す概略平面
図である。
FIG. 9 is a schematic plan view showing another embodiment of the underwater foundation of the present invention.

【図10】本発明の水中基礎の他の実施例を示す概略平
面図である。
FIG. 10 is a schematic plan view showing another embodiment of the underwater foundation of the present invention.

【図11】従来の水中フーチング式杭基礎の例を示す図
である。
FIG. 11 is a diagram showing an example of a conventional underwater footing type pile foundation.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 プレファブ脚柱 2 メインパイル 3 スカートパイル 4 メインコラム 5 スカートコラム 6 グラウト材 7 水底地盤 8 支持層 9 中詰コンクリート 10 中詰コンクリート 11 水底面 21 仮設杭 22 連結部材 23 スカートパイルガイド 24 補剛リング 25 仮設杭ガイド 26 作業足場、タワークレーン設置用基台 31 グラウトシール 1 Prefabricated pedestal 2 Main pile 3 Skirt pile 4 Main column 5 Skirt column 6 Grout material 7 Ground floor 8 Support layer 9 Filled concrete 10 Filled concrete 11 Water bottom 21 Temporary pile 22 Connecting member 23 Skirt pile guide 24 Stiffening ring 25 Temporary Pile Guide 26 Work Scaffold, Tower Crane Installation Base 31 Grout Seal

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 陸上ヤード又はドライドックで建造さ
れ、水底11の基部から水面より上方まで到達する長さ
の長尺大径管からなるメインコラム4およびメインコラ
ム基部の外側に配置され複数段の連結材22で剛結合さ
れた短尺大径管からなる複数のスカートコラム5で構成
されるプレファブ脚柱1と、据付現場においてメインコ
ラム4またはスカートコラム5の内部に挿通して水底地
盤7中の支持層8まで貫入させたメインパイル2または
スカートパイル3が、前記プレファブ脚柱基部にてメイ
ンコラム4およびスカートコラム5とグラウト材6によ
り結合され、かつメインコラム4内に中詰コンクリート
10が充填されていることを特徴とする水中基礎。
1. A main column 4 composed of a long large-diameter pipe having a length reaching from the base of the water bottom 11 to a position above the water surface, which is constructed in a land yard or a dry dock, and arranged in a plurality of stages outside the main column base. The prefab pedestal 1 composed of a plurality of skirt columns 5 made of short large-diameter pipes rigidly connected by a connecting member 22 and the main column 4 or the skirt column 5 at the installation site and inserted into the subsea ground 7 The main pile 2 or the skirt pile 3 penetrating to the support layer 8 is connected to the main column 4 and the skirt column 5 by the grout material 6 at the base of the prefab pedestal, and the main column 4 is filled with the filled concrete 10. Underwater foundation characterized by being.
【請求項2】 プレファブ脚柱1のスカートコラム5の
上方延長線上のメインコラム側面に、間隔をおいて複数
段のスカートパイルガイド23を設け、かつメインコラ
ム4の側面複数箇所に仮設杭ガイド25を複数段設け、
更に頂部には作業足場26を設けておき、このプレファ
ブ脚柱1を据付現場の水底11に位置決めして着底させ
た後、仮設杭ガイド25を通して複数本の仮設杭21を
打設して仮固定し、ついでメインコラム4内にメインパ
イル2を挿通し、スカートコラム5内にスカートパイル
ガイド23を介してスカートパイル3を挿通し、それぞ
れのパイルを水底地盤7中の支持層8まで貫入し、プレ
ファブ脚柱基部の区間において、それぞれのコラムとパ
イルの間隙にグラウト材6を注入し、ついでメインコラ
ム4内に中詰コンクリート10を充填し、スカートパイ
ルガイド23を取外す工程を特徴とする水中基礎の据付
方法。
2. A plurality of tiers of skirt pile guides 23 are provided at intervals on the side surface of the main column on the extension line of the skirt column 5 of the prefab pedestal 1, and temporary pile guides 25 are provided at a plurality of positions on the side surface of the main column 4. Multiple stages,
Further, a work scaffold 26 is provided on the top, and the prefab pedestal 1 is positioned on the water bottom 11 of the installation site and set to the bottom, and then a plurality of temporary piles 21 are driven through the temporary pile guide 25 to temporarily mount it. After fixing, the main pile 2 is inserted into the main column 4, the skirt pile 3 is inserted into the skirt column 5 through the skirt pile guide 23, and each pile is penetrated to the support layer 8 in the subseabed 7. In the section of the base of the prefab pedestal, the grout material 6 is injected into the gap between each column and the pile, and then the main column 4 is filled with the filled concrete 10 and the skirt pile guide 23 is removed. Foundation installation method.
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