JPH10266175A - ジャケット構造物の杭との結合方法及び結合構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スリーブの下端で杭との結合を行ない、しか
も、スリーブと杭との定着長さを大きくすることなく大
きな荷重を支持させる。 【解決手段】 ジャケット構造物におけるスリーブ１の
下端部と杭４とを結合するに際し、スリーブ１側の内周
面と杭４側の外周面とをリブ１２と突起１４とを互いに
連結してスリーブ１と杭４とを結合し、ジャケット構造
物の荷重を杭に伝達し、スリーブ１の下端で杭４との結
合を行ない、しかも、スリーブ１と杭４との定着長さを
大きくすることなく大きな荷重を支持させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、海上等に構築する
ジャケット式基礎におけるジャケット構造物と杭との結
合方法及び結合構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１５に基づいてジャケット式基礎構造
の一般例を説明する。図１５には一般的なジャケット構
造物の概略構成を示してある。

【０００３】図に示すように、鋼管柱による中空状のス
リーブ１が連結材２により連結されており、ジャケット
構造物３が立体的なやぐら状に構成されている。ジャケ
ット構造物３は工場製作され、海底地盤５に設置され
る。スリーブ１の中には杭４が打設され、スリーブ１と
杭４とは所定の部位で結合されている。スリーブ１と杭
４とを結合することにより、ジャケット式基礎構造が完
成する。このジャケット式基礎は、例えば、石油掘削設
備の基礎として大水深に設置され、石油掘削設備の基礎
以外にも護岸やシーバースとしても利用されるようにな
っている。

【０００４】図１６及び図１７に基づいてジャケット構
造物におけるスリーブ１と杭４の結合構造を説明する。
図１６及び図１７には従来のスリーブ１と杭４の結合構
造を表す要部断面を示してある。

【０００５】図１６に示した例は、スリーブ１と杭４と
の間にグラウト８またはセメントミルク、コンクリート
等を充填してスリーブ１と杭４とを結合するものであ
る。図１６で示した例は、水中での作業となるのでグラ
ウト８の充填範囲の上下には流体圧力で膨張するシール
７が設けられ、シール７によりスリーブ１と杭４との間
の気密を保った状態で配管によりグラウト８を打設す
る。

【０００６】図１６に示した構造では、スリーブ１から
杭４への力の伝達は、スリーブ１及び杭４の表面とグラ
ウト８の付着強度及びグラウトのせん断強度に支配され
る。グラウト８の付着強度が不足する場合には、スリー
ブ１及び杭４の表面にシャーキー９をあらかじめ溶接し
ておくことが一般的である。また、グラウト８の定着長
さＬは杭４の支持する荷重に応じて設計される。

【０００７】図１７に示した例は、スリーブ１の上端
で、スリーブ１と杭４の間にシムプレート６を挿入し、
これらを溶接により結合してスリーブ１と杭４とを結合
するものである。図１７に示した構造は、水深20〜30m
程度のジャケット基礎に適用される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】グラウト８の充填によ
る図１６に示した結合構造では、スリーブ１と杭４の力
の伝達が、スリーブ１及び杭４の表面とグラウト８との
付着強度またはグラウト８のせん断強度により支配され
る。従って、杭４への荷重が増大するとグラウト８の定
着長さＬを大きくする必要があった。しかし、グラウト
８の施工性等の問題からグラウト８の定着長さＬを大き
くすることは困難で、現状のジャケット式基礎を大きく
上回る荷重を支持させることができないのが実情であ
る。

【０００９】また、図１７に示したシムプレート６を溶
接して結合する構造では、荷重伝達は確実であるが、ス
リーブ１の上端で杭４を結合することになる。このた
め、杭４をスリーブ１の上端まで継いでおく必要があ
り、杭４をスリーブ１の下端で結合する大水深の場合に
比べて不経済な構造となる。

【００１０】本発明は上記状況に鑑みてなされたもの
で、スリーブの下端で杭との結合が行なえ、しかも、ス
リーブと杭との定着長さを大きくすることなく大きな荷
重を支持させることができるジャケット構造物の杭との
結合方法及び結合構造を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明のジャケット構造物の杭との結合方法は、ジャ
ケット構造物におけるスリーブの下端部と杭とを結合す
るに際し、前記スリーブ側の内周面と前記杭側の外周面
とを突起部材を介して互いに連結して前記スリーブと前
記杭とを結合することを特徴とする。

【００１２】また、上記目的を達成するための本発明の
ジャケット構造物の杭との結合構造は、ジャケット構造
物におけるスリーブの下端部と杭との結合構造におい
て、前記スリーブの内周面にスリーブ側突起部材を配す
ると共に、前記杭に外周面となる杭側突起部材を配し、
前記スリーブ側突起部材及び前記杭側突起部材を互いに
連結させることで前記スリーブと前記杭とを結合したこ
とを特徴とする。

【００１３】そして、前記スリーブ側突起部材は、円周
方向に複数個配されると共に軸方向に２箇所配され、前
記杭側突起部材は、軸方向の２箇所の前記スリーブ側突
起部材の間に位置して円周方向に複数個配され、前記ス
リーブ側突起部材と前記杭側突起部材とにわたり結合剤
を充填したことを特徴とする。また、前記スリーブ側突
起部材は、円周方向に複数個配されると共に軸方向に３
箇所配され、上段及び中段の前記スリーブ側突起部材が
円周方向で同一位相に設けられ、下段の前記スリーブ側
突起部材が円周方向で位相を異にして設けられ、前記杭
側突起部材は、円周方向に複数個配されると共に軸方向
に２箇所配され、上段の前記杭側突起部材が前記スリー
ブ側突起部材の上段に対向し、前記杭側突起部材の下段
が前記スリーブ側突起部材の中段に対向すると同時に円
周方向で前記スリーブ側突起部材の下段の間に配され、
前記スリーブ側突起部材の上段、中段と前記杭側突起部
材の上段、下段との間に係合されて前記スリーブと前記
杭とを連結する係合部材を設けたことを特徴とする。ま
た、前記スリーブ側突起部材及び前記杭側突起部材は、
前記スリーブの内周面と前記杭の上端とにわたって接合
される連結部材からなることを特徴とする。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１乃至図６に基づいて本発明の
第１実施形態例に係るジャケット構造物の杭との結合構
造を説明する。図１にはスリーブ下部の断面、図２には
図１中のII-II 線矢視、図３にはプラグの斜視状態、図
４にはプラグを装着した状態の断面、図５には図４中の
V-V 線矢視、図６には充填剤を充填した状態の断面を示
してある。尚、図１５乃至図１７に示した部材と同一部
材には同一符号を付して重複する説明は省略してある。

【００１５】図１、図２に示すように、スリーブ１の下
端部の内周面に円周方向の複数箇所（６箇所）に均等に
スリーブ側突起部材としてのリブ１２が設けられ、リブ
１２は上下２箇所に配されている。杭４はスリーブ１の
中に打設され、リブ１２と対向する部位４ａが切断され
る。部位４ａが切断された後、杭４の上端部位とスリー
ブ１との間にシール７を設ける。

【００１６】杭４の部位４ａが切断された部分には、予
め製作されたプラグ１３（図３参照）が挿入されるよう
になっている。部位４ａの長さはプラグ１３の長さに合
わせて設定される。プラグ１３の外周には杭側突起部材
としての突起１４が円周方向に複数箇所（６箇所）に設
けられている。

【００１７】プラグ１３を挿入する場合、図５(a) に示
すように、スリーブ１内のリブ１２の間に突起１４を位
置させる。この状態でプラグ１３を挿入し、上下２箇所
のリブ１２の間に突起１４を位置させる。そして、図５
(b) に示すように、プラグ１３を回転させててスリーブ
１内のリブ１２と突起１４を係止させ、プラグ１３の上
下方向の移動を拘束し（図４の状態）、プラグ１３を杭
４の上端に溶接等によって接合する。プラグ１３を杭４
の上端に接合した後、図６に示すように、リブ１２と突
起１４との隙間にグラウト８を打設する。

【００１８】上述した方法によるジャケット構造物の杭
との結合構造では、スリーブ１の内面に均等に６箇所設
けられたリブ１２と、杭４に溶接されたプラグ１３の突
起１４とを係止させることでジャケット構造物のスリー
ブ１と杭４とが結合され、ジャケット構造物の荷重が杭
４に伝達される。また、グラウト８によりリブ１２と突
起１４との隙間が埋められ、リブ１２と突起１４との係
止部の荷重伝達がスムーズに行なわれる。また、杭４を
打設した後にプラグ１３の長さに合わせて部位４ａを切
断する際に、シール７により海水等の浸入が阻止され空
中での切断作業を可能にしている。また、シール７はグ
ラウト８を打設する時の型枠としても作用する。

【００１９】上述した結合方法及び結合構造によると、
ジャケット構造物と杭４とが機械的に結合されることに
なり、図１６で示した従来のグラウト充填による結合に
比べて、より大きな荷重を伝達することが可能となる。
また、ジャケット構造物の杭４との結合部位がスリーブ
１の下端であるため、大深度及び大荷重でのジャケット
式基礎構造物を経済的に提供することが可能になる。ま
た、杭４を切り離した後にプラグ１３を挿入するように
しているので、杭４の打ち止め高さに拘らずスリーブ１
と杭４とを結合することが可能である。更に、グラウト
８を充填したことにより、リブ１２と突起１４との隙間
を埋めてスムーズな荷重伝達が可能となる。

【００２０】図７乃至図１２に基づいて本発明の第２実
施形態例に係るジャケット構造物の杭との結合構造を説
明する。図７にはスリーブ下部の断面、図８には図７中
のVIII-VIII 線矢視、図９には図７中のIX-IX 線矢視、
図１０にはキーリングの斜視状態、図１１にはキーリン
グを装着した状態の断面、図１２には図１１中のXII-XI
I 線矢視を示してある。尚、図１５乃至図１７に示した
部材と同一部材には同一符号を付して重複する説明は省
略してある。

【００２１】図７乃至図９に示すように、スリーブ１の
下端部の内周面に円周方向の複数箇所（４箇所）には均
等にスリーブ側突起部材としての上段リブ２１が設けら
れ、上段リブ２１の下側には円周方向に同一位相のスリ
ーブ側突起部材としての中段リブ２２が複数箇所（４箇
所）に設けられている。更に、中段リブ２２の下側には
円周方向に位相を異にしてスリーブ側突起部材としての
ガイドリブ２３が複数箇所（４箇所）に設けられてい
る。つまり、スリーブ側突起部材は、円周方向に複数配
置されると共に軸方向に３箇所配され、上段及び中段の
スリーブ側突起部材が円周方向に同一位相に設けられ、
下段のスリーブ側突起部材が円周方向で位相を異にして
設けられている。

【００２２】杭４の外周の円周方向の複数箇所（４箇
所）には均等に杭側突起部材としての上段杭リブ２４が
設けられ、上段杭リブ２４の下側には円周方向に同一位
相の杭側突起部材としての下段杭リブ２５が設けられて
いる。杭４をスリーブ１内に打設した際、上段杭リブ２
４が上段リブ２１に対向し（図８参照）、下段杭リブ２
５が中段リブ２２に対向すると同時に円周方向でガイド
リブ２３の間に配されるようになっている（図８及び図
９参照）。

【００２３】杭４をスリーブ１内に打設した後、予め製
作された係合部材としてのキーリング２６（図１０参
照）が杭４の上部に装着される。図１０に示すように、
キーリング２６の円周方向には均等に４箇所の突起２７
が形成されている。図１２(a)に示すように、上段リブ
２１及び上段杭リブ２４の間に突起２７が位置する状態
でキーリング２６が杭４とスリーブ１の間に挿入し、図
１１に示すように、上下方向において、上段リブ２１、
上段杭リブ２４及び中段リブ２２、下段杭リブ２５の間
に突起２７を位置させる。そして、図１２(b) に示すよ
うに、キーリング２６を回転させてて上段リブ２１、上
段杭リブ２４及び中段リブ２２、下段杭リブ２５に突起
２７を係止させ、杭４とスリーブ１を機械的に結合す
る。

【００２４】上述した結合構造では、スリーブ１の内面
に均等に４箇所設けられた上段リブ２１、中段リブ２２
と、杭４の外周に均等に４箇所設けられた上段杭リブ２
４、下段杭リブ２５とがキーリング２６の突起２７によ
り係止されて杭４とスリーブ１が機械的に結合されてジ
ャケット構造物の荷重が杭４に伝達される。

【００２５】上記構成の結合構造によると、ジャケット
構造物と杭４とが機械的に結合されることになり、図１
６で示した従来のグラウト充填による結合に比べ、より
大きな荷重を伝達することが可能となる。また、ジャケ
ット構造物の杭４との結合部位がスリーブ１の下端であ
るため、大深度及び大荷重でのジャケット式基礎構造物
を経済的に提供することが可能になる。また、キーリン
グ２６の突起２７を係止させるだけの結合であるので、
溶接が不要で、シールや排水を考慮することなく水中で
の作業が可能となる。

【００２６】図１３及び図１４に基づいて本発明の第３
実施形態例に係るジャケット構造物の杭との結合構造を
説明する。図１３にはスリーブ下部の断面、図１４には
補強リブを溶接した状態のスリーブ下部の断面を示して
ある。尚、図１５乃至図１７に示した部材と同一部材に
は同一符号を付して重複する説明は省略してある。

【００２７】スリーブ１の下部内周と杭４の外周との間
にはシール７が設けられ、杭４の上端とスリーブ１の内
周面との間には中央に穴が開けられた連結部材としての
キャップ３１が配されている。杭４とキャップ３１とは
内面からの溶接３２によって接合され、スリーブ１とキ
ャップ３１とは溶接３３によって接合されている。キャ
ップ３１はスリーブ１の内周面と杭４とにわたって接合
され、キャップ３１によりスリーブ側突起部材及び杭側
突起部材が構成されている。

【００２８】接合強度を上げるため、杭４の内面とキャ
ップ３１の内面とにわたり補強リブ３４が配され、補強
リブ３４はすみ肉溶接３５によって接合されている。ま
た、スリーブ１の内周面とキャップ３１の上面とにわた
り補強リブ３６が配され、補強リブ３６はすみ肉溶接３
７によって接合されている。

【００２９】上述した結合構造では、スリーブ１と杭４
とにわたって接合されたキャップ３１によりスリーブ１
と杭４とが固定状態で連結される。そして、キャップ３
１、杭４の内面とキャップ３１の内面とにわたり接合さ
れた補強リブ３４及びスリーブ１の内周面とキャップ３
１の上面とにわたり接合された補強リブ３６によりジャ
ケット構造物の荷重が杭４に伝達される。

【００３０】上記構成の結合構造によると、ジャケット
構造物と杭４とがキャップ３１を介して固定状態で結合
されることになり、図１６で示した従来のグラウト充填
による結合に比べ、より大きな荷重を伝達することが可
能となる。また、ジャケット構造物の杭４との結合部位
がスリーブ１の下端であるため、大深度及び大荷重での
ジャケット式基礎構造物を経済的に提供することが可能
になる。杭４の打ち止め高さ等の施工誤差を許容するこ
とができるため、施工性がよく経済的な結合構造とな
る。

【００３１】

【発明の効果】本発明のジャケット構造物の杭との結合
方法及び結合構造は、ジャケット構造物におけるスリー
ブの下端部と杭とを結合するに際し、スリーブ側の内周
面と杭側の外周面とをスリーブ側突起部材と杭側突起部
材とを互いに連結してスリーブと杭とを結合したので、
スリーブ側突起部材と杭側突起部材を介してジャケット
構造物の荷重が杭に伝達される。この結果、スリーブの
下端で杭との結合が行なえ、しかも、スリーブと杭との
定着長さを大きくすることなく大きな荷重を支持させる
ことができる。

【００３２】また、本発明のジャケット構造物の杭との
結合構造は、スリーブ側突起部材は、円周方向に複数個
配されると共に軸方向に２箇所配され、杭側突起部材
は、軸方向の２箇所のスリーブ側突起部材の間に位置し
て円周方向に複数個配され、スリーブ側突起部材と杭側
突起部材とにわたり結合剤を充填したので、結合剤によ
って隙間が埋められたスリーブ側突起部材と杭側突起部
材を介してスリーブと杭とが結合され、スムーズにジャ
ケット構造物の荷重が杭に伝達される。この結果、スリ
ーブの下端で杭との結合が行なえ、しかも、スリーブと
杭との定着長さを大きくすることなく大きな荷重をスム
ーズに支持させることができる。また、杭側突起部材を
杭とは別体にすることにより、杭の打ち止め高さに拘ら
ず結合することが可能になる。

【００３３】また、本発明のジャケット構造物の杭との
結合構造は、スリーブ側突起部材は、円周方向に複数個
配されると共に軸方向に３箇所配され、上段及び中段の
スリーブ側突起部材が円周方向で同一位相に設けられ、
下段のスリーブ側突起部材が円周方向で位相を異にして
設けられ、杭側突起部材は、円周方向に複数個配される
と共に軸方向に２箇所配され、上段の杭側突起部材がス
リーブ側突起部材の上段に対向し、杭側突起部材の下段
がスリーブ側突起部材の中段に対向すると同時に円周方
向でスリーブ側突起部材の下段の間に配され、スリーブ
側突起部材の上段、中段と杭側突起部材の上段、下段と
の間に係合されてスリーブと杭とを連結する係合部材を
設けたので、溶接や排水等の作業を行なうことなく係合
部材のみでスリーブと杭とが機械的に結合され、ジャケ
ット構造物の荷重が杭に伝達される。この結果、簡単な
作業によってスリーブの下端で杭との結合が行なえ、し
かも、スリーブと杭との定着長さを大きくすることなく
大きな荷重を支持させることができる。

【００３４】また、本発明のジャケット構造物の杭との
結合構造は、スリーブ側突起部材及び杭側突起部材は、
スリーブの内周面と杭の上端とにわたって接合される連
結部材からなるので、連結部材を介してスリーブと杭と
が結合され、ジャケット構造物の荷重が確実に杭に伝達
される。この結果、スリーブの下端で杭との結合が確実
に行なえ、しかも、スリーブと杭との定着長さを大きく
することなく大きな荷重を支持させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態例に係るジャケット構造
物の杭との結合構造におけるスリーブ下部の断面図。

【図２】図１中のII-II 線矢視図。

【図３】プラグの斜視図。

【図４】プラグを装着した状態の断面図。

【図５】図４中のV-V 線矢視図。

【図６】充填剤を充填した状態の断面図。

【図７】本発明の第２実施形態例に係るジャケット構造
物の杭との結合構造におけるスリーブ下部の断面図。

【図８】図７中のVIII-VIII 線矢視図。

【図９】図７中のIX-IX 線矢視図。

【図１０】キーリングの斜視図。

【図１１】キーリングを装着した状態の断面図。

【図１２】図１１中のXII-XII 線矢視図。

【図１３】本発明の第３実施形態例に係るジャケット構
造物の杭との結合構造におけるスリーブ下部の断面図。

【図１４】補強リブを溶接した状態のスリーブ下部の断
面図。

【図１５】一般的なジャケット構造物の概略構成図。

【図１６】従来のスリーブと杭の結合構造を表す要部断
面図。

【図１７】従来のスリーブと杭の結合構造を表す要部断
面図。

【符号の説明】

１ スリーブ ２ 連結材 ３ ジャケット構造物 ４ 杭 ５ 海底地盤 ６ シムプレート ７ シール ８ グラウト １２ リブ １３ プラグ １４ 突起 ２１ 上段リブ ２２ 中段リブ ２３ ガイドリブ ２４ 上段杭リブ ２５ 下段杭リブ ２６ キーリング ２７ 突起 ３１ キャップ ３２，３３ 溶接 ３４，３６ 補強リブ ３５，３７ すみ肉溶接

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡部 俊三 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１ 号 三菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)発明者 岸 明信 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１ 号 三菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)発明者 亀井 宏之 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１ 号 三菱重工業株式会社神戸造船所内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ジャケット構造物におけるスリーブの下
   端部と杭とを結合するに際し、前記スリーブ側の内周面
   と前記杭側の外周面とを突起部材を介して互いに連結し
   て前記スリーブと前記杭とを結合することを特徴とする
   ジャケット構造物の杭との結合方法。
2. 【請求項２】 ジャケット構造物におけるスリーブの下
   端部と杭との結合構造において、前記スリーブの内周面
   にスリーブ側突起部材を配すると共に、前記杭に外周面
   となる杭側突起部材を配し、前記スリーブ側突起部材及
   び前記杭側突起部材を互いに連結させることで前記スリ
   ーブと前記杭とを結合したことを特徴とするジャケット
   構造物と杭との結合構造。
3. 【請求項３】 請求項１において、 前記スリーブ側突起部材は、円周方向に複数個配される
   と共に軸方向に２箇所配され、 前記杭側突起部材は、軸方向の２箇所の前記スリーブ側
   突起部材の間に位置して円周方向に複数個配され、 前記スリーブ側突起部材と前記杭側突起部材とにわたり
   結合剤を充填したことを特徴とするジャケット構造物と
   杭との結合構造。
4. 【請求項４】 請求項１において、 前記スリーブ側突起部材は、円周方向に複数個配される
   と共に軸方向に３箇所配され、上段及び中段の前記スリ
   ーブ側突起部材が円周方向で同一位相に設けられ、下段
   の前記スリーブ側突起部材が円周方向で位相を異にして
   設けられ、 前記杭側突起部材は、円周方向に複数個配されると共に
   軸方向に２箇所配され、上段の前記杭側突起部材が前記
   スリーブ側突起部材の上段に対向し、前記杭側突起部材
   の下段が前記スリーブ側突起部材の中段に対向すると同
   時に円周方向で前記スリーブ側突起部材の下段の間に配
   され、 前記スリーブ側突起部材の上段、中段と前記杭側突起部
   材の上段、下段との間に係合されて前記スリーブと前記
   杭とを連結する係合部材を設けたことを特徴とするジャ
   ケット構造物と杭との結合構造。
5. 【請求項５】 請求項１において、前記スリーブ側突起
   部材及び前記杭側突起部材は、前記スリーブの内周面と
   前記杭の上端とにわたって接合される連結部材からなる
   ことを特徴とするジャケット構造物と杭との結合構造。