JPH0754076B2

JPH0754076B2 - 海底基礎杭施工用掘削方法

Info

Publication number: JPH0754076B2
Application number: JP303092A
Authority: JP
Inventors: 孝男吉田; 義彰林; 正基林
Original assignee: Kajima Corp
Current assignee: Kajima Corp
Priority date: 1992-01-10
Filing date: 1992-01-10
Publication date: 1995-06-07
Anticipated expiration: 2010-06-07
Also published as: JPH05187179A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、洋上構造物基礎を海底
に建設する際の海底基礎杭施工用掘削方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】洋上構造物、例えば大規模橋の橋脚を５
０ｍ前後の水深箇所に建設するには、大規模な橋脚用コ
ンクリート基礎をドック等で建設しておき、建設予定地
点に曵航して沈設する方法が採られている。沈設予定地
点は、あらかじめクラブ船による浚渫、潜水夫による海
底爆破、整地工事が行われている。本来、橋脚用コンク
リート基礎の下の海底地盤に所定深さの杭基礎を施工し
ておくのが好ましいが、現在の技術では、水深５０ｍ前
後の海底に基礎杭を施工するのは困難である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】水深が大きくなるの
と、クラブ船により浚渫を早く正確に行うのは困難で、
浚渫箇所をモニターする装置も、浚渫時に発生する濁水
により迅速なモニターが困難になる。また、潜水夫によ
る海底作業は高水圧環境下での作業となり、潜水病など
の危険を含む危険な作業となる。また、作業機械も高水
圧に耐える必要があり、電気などの動力機械は、高圧水
封困難に基づく漏電による危険も増える。

【０００４】また、船上よりロッドで回転動力を伝える
ボーリング方式で海底を掘削するのは、石油掘削などで
行われているが、船上で掘削回転の反力をとるのは困難
であり、水深の大きい場所で長い距離を掘削するような
ロッドが長い場合は、ロッド自体の荷重を支えること、
回転動力を切羽先端まで伝えるための剛性が必要で、ロ
ッドの根元が非常に太くなってしまうことなどから、掘
削口径にも限界が生じる。

【０００５】本発明は、大深度、大口径の海底基礎杭孔
を掘削することができる海底基礎杭施工用掘削方法を提
供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明による方法は、海
上作業足場より杭打設用ケーシングパイプを下ろし、該
ケーシングパイプを介して切羽部に高圧水を送り、該切
羽部に設けた水車を駆動し、該水車に連結した掘削ビッ
トを回転させ、該掘削ビットにより基礎杭孔を削孔する
ことを特徴としている。

【０００７】上記ケーシングパイプは、海底基礎杭孔の
口径に略等しい外径の外管、内管及び泥水排出管の３重
管で構成し、外管と中管との間のスペースを介して水車
に高圧水を送り、中管と排出管との間のスペースから水
車を駆動した高圧水を戻し、排出管から、掘削により発
生した掘削屑を水車駆動高圧水の一部により戻すように
するのが好ましい。

【０００８】また、掘削ビットは、調速機を介して水車
に連結するのが好ましい。

【０００９】

【作用】本発明による海底基礎杭施工用掘削方法におい
ては、外管と中管の間のスペースから高圧水を水車に送
り、水車からの戻り水は、中管と泥水排出管との間のス
ペースから船上のポンプに戻して水車を駆動し、水車に
調速機を介して連結した掘削ビットにより穿孔する。こ
の際、水車駆動用高圧水の一部により、掘削ビットを冷
却すると共に、掘削により発生する泥水化した掘削屑を
配水排出管から船上に戻す。

【００１０】したがって、切羽の高水圧に耐え得る水中
電動機方式の漏電対策は不要である。

【００１１】また、従来の動力伝達用のロッドを必要と
しないため、ケーシングパイプを船上で懸垂できる範囲
であれば、掘削水深は、いくらでも大きくすることがで
きる。また船上で回転反力をとる必要がないので、洋上
作業足場は着底、又はアンツーカなどにより正確に固定
する必要がない。また、掘削する口径は、実用ビットサ
イズの範囲で任意に設定することができる。

【００１２】また、掘削により破砕泥水化した掘削屑
は、泥水排出管により洋上作業足場に送られるので、切
羽のモニタリングが容易で、かつ、周辺海域への濁水拡
散を防止することができる。

【００１３】

【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。本発明の実施に際し、掘削ビットは掘削する土質、
地質に合せて用いることができるが、図１、図２にはそ
の一例が示されている。図１において、海面Ａに設けら
れた海底掘削作業足場Ｂからは、海底Ｃに向けてケーシ
ングパイプすなわち基礎杭掘削管１が懸垂され、その下
端には、海底掘削部Ｄが設けられている。

【００１４】図２において、基礎杭掘削管１は、外管
２、中管３及び中央の泥水排出管４の３重管で構成さ
れ、海底掘削部Ｄは海底掘削管１の下端に設けられてい
る。前記外管２は、図示しない基礎杭の外径に略等しい
外径に形成され、中管３は外管２より短く、泥水排出管
４は外管２より若干短く形成されている。これら外管２
と泥水排出管４との間のスペースには、水車５が設けら
れ、その水車５は、外管２と中管３との間の環状スペー
スＳ１を介して供給される作業足場Ｂ上の図示しないポ
ンプからの高圧水で駆動されるようになっており、水車
５を駆動した高圧水は、中管３と泥水排出管４との間の
環状スペースＳ２からポンプに戻される。この水車５の
下部には、調速機６が連結され、その調速機６の下部に
は、全体を符号７で示す掘削ビットが連結されている。
この掘削ビット７は公知技術によるもので、センタビッ
ト８と複数のサイドビット９とが設けられている。その
センタビット８は、インナカバー１０で覆われ、その上
部開口は、泥水排出管４の開口に対向されており、カバ
ー１０の軸線には、センタパイプ１１が設けられてい
る。また、サイドビット９の内側上縁付近とインナカバ
ー１０とを覆うアウタカバー１２が設けられている。そ
して、外管２の端部に設けられたガイド部１ａと調速機
６の外方を覆うガイド筒１３と調速機６とにより、外方
の環状通路１４と内方の環状通路１５とを画成する。

【００１５】次に、掘削の態様を説明する。海底掘削作
業台Ｂから下端に海底掘削部Ｄを取付けた海底掘削管１
を懸垂し、掘削部Ｄの掘削ビット７を海底Ｃに当接させ
る。そこで、作業台Ｂのポンプを作動して高圧水を矢印
ａ、ｂ、ｃで示すように、スペースＳ１を介して水車５
に送り、スペースＳ２からポンプに循環すると共に、高
圧水の一部を矢印ｄで示すようにセンタパイプ１１から
センタビット８の後方に噴出し、矢印ｅで示すようにサ
イドビット９の上面に噴出し、矢印ｆで示すようにサイ
ドビット９の側面にそれぞれ噴出しながら海底掘削管１
を下降させる。すると、高圧水により水車５が駆動さ
れ、調速機６を介して掘削ビット７が回転する。そし
て、回転する掘削ビット７のセンタビット８は、基礎杭
孔の底部を掘削し、サイドビット９は周部を掘削する。
この際、掘削により破砕泥水化した掘削屑は、矢印ｄ、
ｅ、ｆの高圧水により矢印ｇ、ｈで示すように、インナ
カバー１０とアウタカバー１２との間のスペースＳ３を
介し泥水排出管４から作業台Ｂの図示しない泥水処理設
備に送られる。この際、センタビット８は、矢印ｄの高
圧水により、サイドビット９は、矢印ｅ、ｆの高圧水に
より掘削による温度上昇が防止され、かつ、潤滑され
る。

【００１６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、従
来困難とされていた水深５０〜１００ｍの海底に高品質
の基礎杭を施工することを可能とし、その基礎杭の上に
計画された長大橋、海上都市等の大構造物を建設するこ
とができる。

【００１７】また、本発明は、海上だけでなく、陸上の
基礎杭用掘削にも実施することが可能で、特に大深度、
大口径の掘削に効果的である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による海底掘削を説明する全体図。

【図２】本発明を実施する海底掘削部を示す側断面図。

【符号の説明】

Ａ・・・海面Ｂ・・・海底掘削作業足場Ｃ・・・海底Ｄ・・・海底掘削部Ｓ１、Ｓ２・・・環状スペース１・・・海底掘削管１ａ・・・ガイド部２・・・外管３・・・中管４・・・泥水排出管５・・・水車６・・・調速機７・・・掘削ビット８・・・センタビット９・・・サイドビット１０・・・インナカバー１１・・・センタパイプ１２・・・アウタカバー１３・・・ガイド筒１４、１５・・・環状通路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】海上作業足場より杭打設用ケーシングパ
イプを下ろし、該ケーシングパイプを介して切羽部に高
圧水を送り、該切羽部に設けた水車を駆動し、該水車に
連結した掘削ビットを回転させ、該掘削ビットにより基
礎杭孔を削孔することを特徴とする海底基礎杭施工用掘
削方法。