JPH0742180A - アンカー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】大きな繋留力で水中トンネルを繋留する。 【構成】海底面２ａに沈没する形の基盤部３１の下側
に、該基盤部３１に接続する形で複数の杭体３３を、海
底地盤２中に設け、該杭体３３によって、隣接する杭体
３３相互間の海底地盤２を接続一体化することによっ
て、土塊２０を形成する。ＰＣワイヤ７等を介して基盤
部３１を、浮力を受ける水中トンネルのトンネル構造体
５に接続すると、アンカー構造３は、土塊２０全体の重
量を介してトンネル構造体５を牽引する形で、該トンネ
ル構造体５を水中６における所定の位置に安定的に繋留
することが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水中トンネルの繋留に
用いるに好適なアンカーに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、海や湖等の水域中に設けられるト
ンネルでは、トンネル構造体の自重によって該トンネル
構造体を構成するための沈埋函を水底に沈設したり、或
いは、水底下の地盤深くに基礎を打設して、該基礎によ
ってトンネル構造体を支持させる形で、該水域における
所定の位置にトンネルを留置していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、最近、トン
ネル全体が浮力を受けるような構造によって水中トンネ
ルを形成し、該水中トンネルを水底地盤に繋留すること
によって、安価にして長大なトンネルを構築せんとする
水中トンネル工法が検討されている。こういった水中ト
ンネル工法では、トンネルに作用する浮力に抗して堅固
にトンネル構造体を繋留する必要があるところから、水
底において強力な繋留力を発現し得るアンカーが必須に
求められており、この要求を満たすような適当なるアン
カーは今までなかった。そこで本発明は、上記事情に鑑
み、強力な繋留力を発現し得るアンカーを提供するもの
である。

【０００４】

【課題を解決するための手段】即ち本発明は、水底（２
ａ）に沈没する形で被繋留物（５）に接続自在な本体
（３１）を有し、前記本体（３１）に複数の杭体（３
３）を、該本体（３１）と該複数の杭体（３３）がそれ
ぞれ接続された形で該本体（３１）の下方の地盤（２）
中に設け、該複数の杭体（３３）によって隣接する杭体
（３３）相互間の地盤（２）を接続一体化したことを特
徴として、構成される。なお、（ ）内の番号等は、図
面における対応する要素を示す、便宜的なものであり、
従って、本記述は図面上の記載に限定拘束されるもので
はない。以下の作用の欄についても同様である。

【０００５】

【作用】上記した構成により、本発明は、複数の杭体
（３３）によって接続一体化された隣接する杭体（３
３）相互間の地盤（２）が土塊（２０）となって、該土
塊（２０）全体で被繋留物（５）を繋留するように作用
する。

【０００６】

【実施例】図１は本発明によるアンカーを用いた水中ト
ンネルの一例を示す斜視図、図２は本発明によるアンカ
ーの一実施例を示す斜視図、図３は図２に示すアンカー
の断面図である。

【０００７】水中トンネル１は、図１に示すように、海
等の水中６に浮遊する形のトンネル構造体５を有してお
り、トンネル構造体５の内部にはトンネル空間５ｓが、
図５矢印Ａ、Ｂ方向に伸延する形で横転円柱状に形成さ
れている。トンネル構造体５は、その全体比重が海水の
比重より小さくなるように形成された形で、水中６にお
いて矢印Ｃ方向に浮力Ｆ１が作用した形になっており、
トンネル構造体５は、海底地盤２が形成している水底で
ある海底面２ａ下に設置されたアンカー構造３によっ
て、該浮力Ｆ１に抗して水中６に繋留された形で、該ア
ンカー構造３に対しては被繋留物になっている。

【０００８】即ち、水中トンネル１が設けられた海域の
海底地盤２には、図１に示すように、アンカー設置位置
２Ｐが、水中６に位置する前記トンネル構造体５の下方
において、図１矢印Ｄ、Ｅ方向に所定の間隔Ｌ１をもっ
て２列をなす形で、それぞれ設けられており、各アンカ
ー設置位置２Ｐには、該トンネル構造体５を繋留するた
めのアンカー構造３が、図１矢印Ａ、Ｂ方向に沿って複
数並ぶ形でそれぞれ設けられている。各アンカー構造３
の上端部には、ＰＣワイヤ７が、トンネル構造体５の矢
印Ｄ、Ｅ方向相互間に懸架されるように該トンネル構造
体５の周面上部に沿って巻着された形で、実施例におい
ては１ヶのアンカー構造３に３本づつ接続装着されてお
り、各ＰＣワイヤ７は、その両端部がアンカー構造３の
コンクリート体３０中に埋設定着された形になってい
る。

【０００９】アンカー構造３は、コンクリート体３０と
該コンクリート体３０を介してその周囲の海底地盤２に
よって形成された土塊２０によって構成されており、コ
ンクリート体３０の上部には、図２又は図３に示すよう
に、所定の重量をなす形で平板状に打設形成された基盤
部３１が、アンカー構造３の本体部分として海底面２ａ
に沈没するよう設けられている。基盤部３１は、その上
面部分がアンカー構造３の上面３ａを形成する形で、該
上面３ａが海底面２ａに略整合した位置に配置されてお
り、基盤部３１はまた、前記ＰＣワイヤ７の両端部が該
基盤部３１中に埋設配置する形で、該ＰＣワイヤ７を介
して前記トンネル構造体５に接続自在になっている。一
方、コンクリート体３０の下部には、杭部３２が、基盤
部３１の下側に位置する形で海底面２ａ下の地盤２中に
打設形成されており、杭部３２には、その各々が所定長
さＬ２をなす形で中空軸状に形成された杭体３３が、基
盤部３１の底面部分にそれぞれ接続された形で、各アン
カー構造３に所定本数づつ複数設けられている。従っ
て、アンカー構造３には複数の杭体３３が、基盤部３１
と該複数の杭体３３の各々がそれぞれ接続された形で、
該基盤部３１の下方の海底地盤２中に位置するように設
けられている。また、杭体３３の上下方向２か所には、
突起部３３ａが、該突起部３３ａの外径が杭体３３にお
ける他の部分の外径より大きく形成された形で、各杭体
３３に２ヶづつそれぞれ設けられている。

【００１０】また、コンクリート体３０には、図２又は
図３に示すように、基盤部３１から杭部３２の各杭体３
３に内通した形の注入孔３５が、該コンクリート体３０
中に上下方向に貫通形成された形で、各杭体３３の数量
分だけそれぞれ設けられており、各注入孔３５の上端部
には、前記上面３ａ部分において開口形成する形の注入
口３５ａが、該注入孔３５の内外を連通させた形でそれ
ぞれ設けられている。また、注入孔３５には複数の吐出
口３５ｂが、各杭体３３における前記突起部３３ａと下
端部３３ｂにおいて該注入孔３５が該杭体３３の外側に
連通した形で設けられており、注入孔３５には水中打設
に適したモルタル等からなる注入材３６が、該注入孔３
５を埋め尽くす形でここに打設充填されている。

【００１１】各杭体３３間と脚部３２の周囲の海底地盤
２中には、図３に示すように、先に述べたように注入孔
３５に打設充填された注入材３６が、該杭体３３の突起
部３３ａ及び下端部３３ｂに複数設けられた吐出口３５
ｂを介して該海底地盤２中に吐出浸入された形になって
おり、従って、海底地盤２においては、隣接する杭体３
３相互間の該海底地盤２が、注入材３６を含めた複数の
杭体３３によって接続一体化された形で、土塊２０が、
コンクリート体３０の外側形状に対応した外側形状をな
すように形成されている。土塊２０は、アンカー構造３
の配設数量に対応した形で、前記アンカー設置位置２Ｐ
に沿ってそれぞれ形成されており、コンクリート体３０
とその周囲に形成された土塊２０は注入材３６を介して
一体化した形で、アンカー構造３が、図１に示すよう
に、そのそれぞれが直方体状に形成されている。よっ
て、複数のアンカー構造３は、図１矢印Ａ、Ｂ方向に示
すトンネル構造体５の伸延方向に沿って所定のピッチで
巻着されたＰＣワイヤ７を介して、各アンカー構造３の
杭部３２が形成している各土塊２０全体の重量でトンネ
ル構造体５を、該トンネル構造体５に作用する浮力Ｆ１
に抗して図１矢印Ｇ、Ｈ方向に牽引する形で、該トンネ
ル構造体５を水中６における所定の位置に繋留する形に
なっている。

【００１２】水中トンネル１は、以上のような構成を有
しているので、該水中トンネルを構築する際には、トン
ネル構造体５を水中６の所定の位置に位置決めしたとこ
ろで、該トンネル構造体５に所定ピッチで所定本数のＰ
Ｃワイヤ７を巻着し、該ＰＣワイヤ７のそれぞれの両端
部が、アンカー構造３のコンクリート体３０の任意位置
に埋設された形になるよう該アンカー構造３のコンクリ
ート体３０を構築し、該アンカー構造３によって、アン
カー設置位置２Ｐ、２Ｐからトンネル構造体５を浮力Ｆ
１に抗して図１矢印Ｇ方向及びＨ方向に牽引する形で、
水中６の所定の位置に繋留する。

【００１３】そこで、アンカー構造３を構築するために
は、まず、アンカー構造３を形成するための各杭体３３
を、各アンカー設置位置２Ｐにおける各アンカー構造３
の構築位置において所定本数づつ海底地盤２中に打設す
る。これには、まず、各杭体３３の打設位置において海
底面２ａ下の海底地盤２を、例えばケーシング等を用い
て下方に向けてコア状に掘削し、その後該ケーシング中
に杭体３３を設置していく形で、海底面２ａ下に打設す
る。なお、杭体３３は、これに設けられた突起部３３
ａ、３３ａによって、海底地盤２に定着されるので、そ
の設置完了と略同時に、即ち注入材３６注入以前にケー
シングを取り外しても、海底地盤２中において安定した
状態を呈することが出来る。

【００１４】こうして、杭体３３を所定本数打設したと
ころで、次に、該所定本数の杭体３３をフーチングで纏
める形で、水中コンクリートを平板状に打設することに
よって、基盤部３１を形成する。この際、基盤部３１を
打設するためのコンクリート型枠中には、ＰＣワイヤ７
の端部を配置させておき、また、該基盤部３１には各杭
体３３の注入孔３５と連通するよう注入口３５ａを形成
しておく。そして、複数の杭体３３の上側に該複数の杭
体３３の頭部と接続する形になるよう、基盤部３１のコ
ンクリートを打設する。すると、先に打設された所定本
数の杭体３３が基盤部３１によって群状に纏められる形
で、脚部３２になり、これによって、コンクリート体３
０が海底地盤２の所定位置に形成設置される。すると、
コンクリート体３０は、その平板状に形成された基盤部
３１の重量によって、水中６から各アンカー設置位置２
Ｐにおける所定の位置の海底面２ａより下に沈む形でこ
こに設置される。この際、コンクリート体３０は、その
基盤部３１がその重量によって水中６に沈没した形で設
置されるので、この状態で、該基盤部３１の重量に対応
した分だけの牽引力を保有することが出来る。

【００１５】そこで次に、杭体３３にそれぞれ設けられ
た各注入孔３５に、水中打設に適したモルタル等の注入
材３６を、その各々の注入口３５ａから所定圧力で静か
に注入していく。すると、注入材３６は注入孔３５を充
填し、さらに、その注入圧力を介して、吐出口３５ｂか
ら該注入孔３５の外側に吐出される。これによって、各
吐出口３５ｂが設けられた杭体３３の周囲の海底地盤２
中に注入材３６が浸入し、該注入材３６が浸入した領域
中の海底地盤２が該注入材３６の硬化によって後に該そ
れぞれの杭体３３と共に一体になる形で、土塊２０が形
成される。この際、コンクリート体３０には、多数の杭
体３３による杭部３２が設けられていて、該杭体３３に
はそれぞれ突起部３３ａが設けられているところから、
該突起部３３ａによって該海底地盤２との付着強度が増
大する形で、確実にコンクリート体３０と海底地盤２が
一体化する。こうして形成された土塊２０は、既存の海
底地盤２を形成していた土粒子が注入材３６によって接
続一体化された形で、堅牢なる状態を呈することが出来
る。

【００１６】こうして、各コンクリート体３０におい
て、全ての注入孔３５に注入材３６を注入充填し、該注
入孔３５が設けられた杭体３３周囲に土塊２０を形成す
ると、該土塊２０は、図１に示すように、その外側形状
が本体２の外側形状に沿った形で、直方体状に形成され
る。即ち、土塊２０の内部にコンクリート体３０が、注
入材３６を介して所定本数の杭体３３が海底地盤２と確
実に一体をなすように定着された形で、アンカー構造３
が形成される。こうして形成されたアンカー構造３は、
基盤部３１によって纏められた所定本数の複数の杭体３
３が、隣接する杭体３３相互間の海底地盤２を接続一体
化した形で、堅牢なる土塊２０を形成する。これによっ
てアンカー構造３は、土塊２０全体の重量を支持力とし
て有効に利用した形で、極めて強力な繋留力を発現する
ことが出来る。即ち、こうしてアンカー設置位置２Ｐに
アンカー構造３を順次設置したところで、該設置された
アンカー構造３に先に述べたようにその両端部を埋設定
着したＰＣワイヤ７を、トンネル構造体５の周面上部に
沿って架け渡す形になるよう、図１矢印Ｄ、Ｅ方向に所
定の幅Ｌ１で対をなす２ヶのアンカー構造３、３を結ぶ
形で巻着していく。これによって、アンカー構造３とト
ンネル構造体５を接続する。

【００１７】すると、トンネル構造体５は、先に述べた
ように、その全体比重が海水の比重より小さくなるよう
に形成された形で、水中６において図１矢印Ｃ方向に浮
力Ｆ１が作用する形になっている。これに対して、該ト
ンネル構造体５にＰＣワイヤ７を介して巻着されたアン
カー構造３のコンクリート体３０は、基盤部３１の重量
に加えて、その杭部３２の多数の杭体３３が形成してい
る土塊２０全体の重量を介して、トンネル構造体５を図
１矢印Ｇ、Ｈ方向に牽引する形で、該浮力Ｆ１に抗す
る。即ち、１本１本の杭体３３が保有しているアンカー
力を集合させたよりはるかに大きな土塊２０の支持力で
トンネル構造体５を繋留することが出来る。これによっ
て、トンネル構造体５は浮力Ｆ１によって浮上すること
無く、水中６における所定の位置に繋留される。

【００１８】また、こうしてアンカー構造３がトンネル
構造体５を矢印Ｇ、Ｈ方向に牽引する際に、該アンカー
構造３のコンクリート体３０は、これに設けられた杭部
３２の各杭体３３が、その２段の突起部３２ａ、３２ａ
を介して強力な摩擦抗力を発揮することが出来るので、
これによって該コンクリート体３０は海底地盤２に対し
て強力な定着強度を保有する形になる。よって、浮力Ｆ
１によって、コンクリート体３０が海底地盤２から引き
抜かれることは防止される。また、アンカー構造３は、
図１に示すように、トンネル構造体５の下方において矢
印Ｄ、Ｅ方向に所定の間隔Ｌ１をなすアンカー設置位置
２Ｐ、２Ｐにおいて、それぞれ矢印Ａ、Ｂ方向に並ぶ形
で設置されているところから、矢印Ａ、Ｂ方向に隣接す
るアンカー構造３、３の土塊２０、２０は、それぞれの
土塊２０形成時に海底地盤２中に注入された注入材３６
によって相互に接続された形になる。これによって、そ
れぞれのアンカー設置位置２Ｐに設置された複数のアン
カー構造３のそれぞれは、一層堅固に一体となる形でト
ンネル構造体５を矢印Ｇ方向又は矢印Ｈ方向に牽引する
ことが出来る。

【００１９】従って、アンカー構造３は、そのコンクリ
ート体３０の所定本数の複数の杭体３３が、隣接する杭
体３３相互間の海底地盤２を接続することによって形成
する土塊２０の重量によって、トンネル構造体５に対し
て大きな繋留力を発現することが出来るので、該トンネ
ル構造体５は、水中６の所定の位置に安定的に繋留され
る。よって、本発明を用いれば、トンネル全体が浮力を
受けるような構造によって水中トンネルを形成し、該水
中トンネルを水中６の所定の位置に繋留しておくこと
が、アンカー構造３が保有している強力な繋留力をもっ
て出来るので、こういった水中トンネル工法によって、
安価にして長大なトンネルを構築することが可能とな
る。

【００２０】なお、上述した実施例においては、その各
々を予め中空軸状に形成した複数の杭体３３を海底地盤
２中に打設し、該複数の杭体３３の頭部を接続する形
で、該複数の杭体３３の上側に水中コンクリートを打設
することによって、基盤部３１を形成してこれをアンカ
ー構造３の本体とした例を述べたが、各杭体３３は該本
体部分の下方の海底地盤２中に、該本体と接続する形で
設けられるものであれば、現場打設コンクリート或いは
その他の鋼材等によって形成されても構わない。また、
基盤部３１等の本体や杭体３３の形状及びその施工手順
は任意である。さらに、アンカー構造３とトンネル構造
体５との接続手法はＰＣワイヤ７に限定されるものでは
ない。。また、実施例においては、海等の水中６に浮遊
する形のトンネル構造体５を繋留するために、アンカー
構造３を海底地盤２に設置した例を述べたが、本発明の
適用は海中トンネルに限定されるものではなく、湖や運
河その他の水域の水中トンネルに適用されても、全く同
等の効果を発現することが出来る。さらには、本発明
は、その非常に大きな繋留力を利用して、水中トンネル
以外の水中構造物の繋留に適用しても構わない。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、海
底面２ａ等の水底に沈没する形でトンネル構造体５等の
被繋留物に接続自在な基盤部３１等の本体を有し、前記
本体に複数の杭体３３を、該本体と該複数の杭体３３が
それぞれ接続された形で該本体の下方の海底地盤２等の
地盤中に設け、該複数の杭体３３によって隣接する杭体
３３相互間の地盤を接続一体化したことを特徴として、
アンカー構造３等のアンカーを構成したので、複数の杭
体３３によって接続一体化された隣接する杭体３３相互
間の地盤２が土塊２０となって、該土塊２０全体で被繋
留物を繋留することが出来る。即ち、本発明によるアン
カーは、杭体３３の地盤に対する引き抜き強度を利用し
た該杭体３３の１本１本のアンカー力を集合させた繋留
力に留まることなく、複数の杭体３３が該杭体３３と一
体に接続形成した土塊２０全体の重量を介して、被繋留
物を堅固に繋留支持することが出来る。従って、水底に
おいて極めて強力な繋留力を発現することが出来る。そ
こで、本発明によるアンカーを用いれば、トンネル全体
が浮力を受けるような構造によって水中トンネルを形成
し、該水中トンネルを被繋留物として本体に接続してお
くことによって、該水中トンネルを該浮力に抗して水中
の所定位置に安定的に繋留しておくことが出来る。これ
を行うことによって、沈埋函を設置したり、水底下の地
盤深くに打設した基礎に支持させる形でトンネル構築を
行う必要なく、安価にして長大なる水中トンネルを構築
することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるアンカーを用いた水中トンネルの
一例を示す斜視図である。

【図２】本発明によるアンカーの一実施例を示す斜視図
である。

【図３】図２に示すアンカーの断面図である。

【符号の説明】

２……地盤（海底地盤） ２ａ……水底（海底面） ３……アンカー（アンカー構造） ３１……本体（基盤部） ３３……杭体 ５……被繋留物（トンネル構造体）

フロントページの続き (72)発明者 大丸 正八郎 福岡県福岡市博多区店屋町１番35号 博多 三井ビルディング２号館 三井建設株式会 社九州支店内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】水底に沈没する形で被繋留物に接続自在な
   本体を有し、 前記本体に複数の杭体を、該本体と該複数の杭体がそれ
   ぞれ接続された形で該本体の下方の地盤中に設け、 該複数の杭体によって隣接する杭体相互間の地盤を接続
   一体化して構成したことを特徴とするアンカー。