JPH11140880A - ケーソン貫入時の周面摩擦の低減方法および低減装置 - Google Patents

ケーソン貫入時の周面摩擦の低減方法および低減装置

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JPH11140880A JP31205997A JP31205997A JPH11140880A JP H11140880 A JPH11140880 A JP H11140880A JP 31205997 A JP31205997 A JP 31205997A JP 31205997 A JP31205997 A JP 31205997A JP H11140880 A JPH11140880 A JP H11140880A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ケーソンの周面摩擦を低減すること。 【解決手段】 低減装置は、ケーソン12の側壁12a
およびスカート部12d内に設けられた送気通路14,
送水通路16,排水通路18とを有している。排水通路
22は、一端がケーソン12の上下方向に沿って垂直に
延設されていて、上端側がケーソン12の外部側の水中
に開口し、下端側は、スカート部12の刃先部分の上部
に開口している。送気通路14は、上端が圧縮空気の注
入口20となっている。送気通路14の下端側は、噴射
口22であって、排水通路18の側面に開口している。
送水通路16は、上端側がケーソン12の外部側の水中
に開口し、下端側は、送気通路14に臨むように開口し
ている。ケーソン12を沈設設置する際には、注入口2
0から圧縮空気を供給し、これを噴射口22から噴射さ
せ、離脱した土砂を圧縮空気の浮上力により上方に浮上
させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、ケーソン貫入時
の周面摩擦の低減方法および低減装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】水中に基礎を構築する際に、杭基礎の場
合は、押し込み力として打撃や振動などの機械力を利用
することができるが、例えば、大型の海岸や港湾および
海洋構造物のような大水深基礎では、このような機械力
により、基礎構造物を沈設することが困難になる。
【0003】そこで、このような大水深基礎では、ケー
ソンを自重およびバラスト荷重により沈設する方法が一
般的には採用されている。このような基礎の構築方法で
は、ケーソンの下端に設けられたスカート部を、水底地
盤に着底させた状態で、ケーソンの自重およびバラスト
荷重を作用させることでスカート部を水底地盤中に貫入
させる。
【0004】ところが、このような基礎の構築方法にお
いても、水底地盤の状態などの諸条件により、自重およ
びバラスト荷重だけでは、スカート部の貫入抵抗が大き
く、スカート部を必要な根入れ長まで貫入させることが
困難な場合がある。
【0005】このような場合には、従来、スカート部内
の圧力を低下させて、スカート部の内外圧力差(サクシ
ョン)を利用して、スカート部を水底地盤中に貫入させ
る方法で対処していた。
【0006】しかしながら、このようなケーソン基礎の
貫入方法には、以下に説明する技術的な課題があった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】すなわち、スカート部
内の圧力を低下させて、スカート部のサクションを利用
して、ケーソン基礎を水底地盤中に貫入させる方法であ
っても、ケーソンが大型で、貫入長を深くする場合に
は、スカート部の周面摩擦が非常に大きくなり、スカー
ト部を水底地盤中に貫入することが困難になる。
【0008】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたものであって、その目的とするところは、周
面摩擦を低減して、貫入を容易にすることができる方法
および装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、水底地盤中にケーソンの下端に設けられ
たスカート部を着底させ、前記ケーソンに荷重を作用さ
せて、前記スカート部を水底地盤中に貫入するケーソン
基礎の貫入方法において、前記ケーソン内に設けた送気
通路を介して、前記スカート部の周面が接触している水
底地盤に向けて、高圧気体を噴射し、この高圧気体の噴
射により吸引される水と噴射により離脱した土砂とを混
合して、前記スカート部に沿って浮上させるようにし
た。このように構成した周面摩擦の低減方法によれば、
スカート部の周面が接触している水底地盤に向けて、高
圧気体を噴射し、この高圧気体の噴射により吸引される
水と噴射により離脱した土砂とを混合して、スカート部
に沿って浮上させるので、スカート部の周面摩擦抵抗が
低減し、スカート部を水底地盤に容易に貫入することが
できる。本発明の貫入方法では、ケーソンの沈設荷重
は、自重,バラスト荷重,サクション荷重を単独ないし
は併用することができる。前記高圧気体は、前記スカー
ト部の先端側の側方から前記スカート部の外面側の水底
地盤に向けて噴射することができる。この構成によれ
ば、スカート部が貫入する際の外周面の摩擦抵抗を低減
することができる。前記高圧気体は、前記スカート部の
先端側の側方から前記スカート部の内面側の水底地盤に
向けて噴射することができる。この構成によれば、スカ
ート部が貫入する際の内周面の摩擦抵抗を低減すること
ができる。また、本発明は、水底地盤中にケーソンの下
端に設けられたスカート部を着底させ、前記ケーソンに
荷重を作用させて、前記スカート部を水底地盤中に貫入
するケーソン基礎において、前記ケーソン内の周方向に
沿って所定の間隔を隔てて設けられた複数の送気,送水
通路と、前記ケーソンの内部または側面に設けられた排
水通路とを備え、前記スカート部の周面が接触している
水底地盤に向けて、前記送気通路から高圧気体を噴射
し、この高圧気体の噴射により吸引される水を前記送水
通路を介して、前記送気通路の噴射口に供給し、供給さ
れた水と噴射により離脱した土砂とを混合して、前記排
水通路に沿って浮上させるようにした。このように構成
したケーソン貫入時の周面摩擦の低減装置によれば、ス
カート部の周面が接触している水底地盤に向けて、送気
通路から高圧気体を噴射し、高圧気体の噴射により吸引
される水と噴射により離脱した土砂とを混合して、排水
通路に沿って浮上させるので、ケーソンの周面摩擦が低
減し、スカート部を水底地盤に容易に貫入することがで
きる。また、送気および送水通路は、ケーソン内に設け
られているので、ケーソンの貫入抵抗を増加させること
がない。さらに、ケーソンの内部または側面には、水と
土砂との混合物を、スカート部に沿って浮上案内する排
水通路を設けているので、離脱した土砂をスムーズに排
出することができる。前記低減装置は、前記ケーソンを
上下方向に貫通して、前記スカート部の先端に開口する
前記送気通路と、前記ケーソンの上下方向に沿って延設
され、一端が水中に開口し、他端が前記送気通路の噴射
口に臨むように開口する前記送水通路と、前記ケーソン
の外側面または内側面の上下方向に沿って切欠延設さ
れ、一端が水中に開口し、他端が前記送気通路の噴射口
に臨むように開口する前記排水通路とで構成することが
できる。この構成によれば、スカート部が貫入する際の
外周面または内周面側の摩擦抵抗を低減することができ
る。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について、添付図面に基づいて詳細に説明する。図1か
ら図3は、本発明にかかるケーソン貫入時の周面摩擦の
低減方法および低減装置の第1実施例を示している。
【0011】同図に示した低減方法および低減装置で
は、水底地盤10中に沈設設置されるケーソン12は、
円筒状のケーソン本体である側壁12aと、この側壁1
2aの上端側に設けられた頂版12bと、側壁12aの
内面側に設けられた底版12cと、側壁12aの下端側
に一体に設けられたスカート部12dとを備えている。
【0012】ケーソン12には、その上部側に、側壁1
2a,頂版12b,底版12cにより隔成された上部隔
室12eと、下部側に、底版12c,スカート部12d
により隔成された下部隔室12fとが形成され、この下
部隔室12fの下端は、開口している。
【0013】ケーソン12の周面摩擦の低減装置は、ケ
ーソン12の側壁12aおよびスカート部12d内に設
けられた送気通路14,送水通路16,排水通路18と
を有している。
【0014】送気通路14は、ケーソン12の厚み方向
の中心上に位置し、ケーソン12の周方向に沿って所定
の間隔を隔てて複数配置され、側壁12a,スカート部
12dを上下方向に垂直に貫通するように設けられてい
る。
【0015】各送気通路14は、その上端が側壁12a
の上端面に開口した高圧気体、例えば、圧縮空気の注入
口20となっており、この注入口20は、図外の圧縮空
気の供給装置に接続されている。
【0016】送気通路14の下端側は、二股状に分岐
し、分岐下部部の先端が、それぞれ注入口20から供給
された圧縮空気の噴射口22となっていて、この噴射口
22は、図2に示すように、スカート部12dの先端面
から上方に離間した位置に開口している。
【0017】送水通路16は、周方向に隣接配置された
一対の送気通路14の1つおきに複数配置され、一対の
送気通路14の中心軸上にあって、ケーソン12の側壁
12a,スカート部12dの上下方向に沿って垂直に延
設されている。
【0018】各送水通路16は、上端側がケーソン12
の外部側の水中に開口し、下端側は、二股状に分岐し、
送気通路14の噴射口22に臨むように、下方から迂回
するように開口している(図2参照)。
【0019】排水通路18は、周方向に沿って設けられ
た送気通路14と送水通路16との間にそれぞれ配置さ
れていて、ケーソン12の側壁12a,スカート部12
dの上下方向に沿って垂直に延設されている。
【0020】本実施例の場合には、各排水通路18は、
ケーソン12の外側面を凹状に切欠したスリット溝から
構成されていて、各排水通路18は、上端側がケーソン
12の外部側の水中に開口し、下端側は、送気通路14
の噴射口22に臨むようにして、スカート部12dの先
端面に開口している。
【0021】なお、排水通路18の形成手段は、この実
施例の構造に限られることはなく、例えば、送気および
送水通路14,16と同様に、ケーソン12の内部に管
体を埋設することにより形成するできるし、また、凹状
切欠部の開口した部分を板材などにより閉塞して排水通
路18とすることも可能である。
【0022】送気および送水通路14,16は、例え
ば、ケーソン12の躯体内に管体を埋設することにより
形成される。なお、上記実施例で示した送気および送水
通路14,16は、周方向に配置されている排水通路1
8の中間に交互に配置した場合を示しているが、1つの
排水通路18に対して、1つずつの送気および送水通路
14,16を隣接配置することもできる。
【0023】このように構成されたケーソン12は、予
め製作されて、沈設現場まで曳航され、水底地盤10中
に沈設設置されることになる。ケーソン12を沈設設置
する際には、まず、スカート部12dの先端が水底地盤
10上に着底させられる。
【0024】そして、送気通路14の注入口20から圧
縮空気を供給し、これを噴射口22から噴射させる。噴
射口22から噴射された圧縮空気は、スカート部12d
の外側面が接触している水底地盤10に向けて噴出し、
地盤10の土砂を離脱させる。
【0025】噴射口22から圧縮空気を噴射させると、
その噴射の流と、噴射によって生じる負圧とにより、送
水通路16内の水が吸引されて、噴射口22の部分で離
脱した土砂と混合される。
【0026】水と混合した土砂は、圧縮空気の浮上力に
連行されて、上方に浮上する。このときの浮上方向は、
スカート部12dに沿って設けられている排水通路18
に沿って案内され、スカート部12dに沿って浮上した
土砂は、排水通路18の上端からケーソン12の外部側
に排出される。
【0027】このようにして水底地盤10の土砂を排出
すると、ケーソン12のスカート部12dの外面側の周
面摩擦を低減させることができ、場合によっては、ケー
ソン12の自重だけて、スカート部12dを必要な貫入
長まで貫入させることができる。
【0028】この場合、上部隔室12eにバラストを充
填して、バラスト荷重を作用させてもよいし、また、下
部隔室12f内を減圧して、サクション荷重をケーソン
12に作用させてもよい。
【0029】そして、スカート部12dが所定の貫入長
だけ貫入させられると、頂版12bの上部に橋脚24な
どの上部構造物が構築される。
【0030】さて、以上にように構成されたケーソン貫
入時の周面摩擦の低減方法によれば、スカート部12の
外側面が接触している水底地盤10に向けて、圧縮空気
を噴射し、この高圧気体の噴射により吸引される水と噴
射により離脱した土砂とを混合して、スカート部12d
に沿ってエアリフト作用により浮上させるので、スカー
ト部12dの外周面の摩擦抵抗が低減し、スカート部1
2dを水底地盤10に容易に貫入することができる。
【0031】また、以上のように構成されたケーソン貫
入時の周面摩擦の低減装置によれば、送気通路14と送
水通路16とがケーソン12の内部に設けられ、排水通
路18は、凹状に切欠形成されていて、ケーソン12の
外側面に突出していないので、ケーソン12の貫入抵抗
を増加させることがない。
【0032】さらに、ケーソン12の外側面には、水と
土砂との混合物を、スカート部12dに沿って浮上案内
する排水通路18を設けているので、離脱した土砂をス
ムーズに排出することができる。
【0033】図4は、この発明にかかるケーソン貫入時
の周面摩擦の低減方法および低減装置の第2実施例を示
しており、上記実施例と同一もしくは相当する部分に
は、同一符号を付してその説明を省略するとともに、以
下にその特徴点についてのみ説明する。
【0034】同図に示した実施例では、送気通路14の
噴出口22をケーソン12の内部側に向け、排水通路1
8をケーソン12の内面側に形成していて、実質的に
は、図2に示した状態のケーソン12の内外を逆にした
構成となっている。
【0035】このように構成した場合には、圧縮空気を
スカート部12dの内面側に沿って上昇させるので、ケ
ーソン12の内周面側の周面摩擦を低減させることがで
きる。
【0036】なお、上記第1および第2実施例は、それ
ぞれを単独で実施することもできるが、これらを組合せ
ることも可能であり、組合せた場合には、ケーソン12
の内,外周面の摩擦を同時に低減することができる。
【0037】
【発明の効果】以上、実施例で詳細に説明したように、
本発明にかかるケーソン貫入時の周面摩擦低減方法およ
び低減装置によれば、スカート部の周面摩擦を低減する
ことができるので、ケーソンの水底地盤中に容易に貫入
させるとが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかるケーソン貫入時の周面摩擦低減
方法および低減装置の第1実施例を示す全体構造の一部
破断斜視図である。
【図2】図1の要部断面説明図である。
【図3】図1の要部平面説明図である。
【図4】本発明にかかるケーソン貫入時の周面摩擦低減
方法および低減装置の第2実施例を示す要部断面説明図
である。
【符号の説明】
10 水底地盤 12 ケーソン 12a 側壁 12b 頂版 12c 底版 12d スカート部 14 送気通路 16 送水通路 18 排水通路 20 注入口 22 噴射口

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水底地盤中にケーソンの下端に設けられ
    たスカート部を着底させ、前記ケーソンに荷重を作用さ
    せて、前記スカート部を水底地盤中に貫入するケーソン
    基礎の貫入方法において、 前記ケーソン内に設けた送気通路を介して、前記スカー
    ト部の周面が接触している水底地盤に向けて、高圧気体
    を噴射し、この高圧気体の噴射により吸引される水と噴
    射により離脱した土砂とを混合して、前記スカート部に
    沿って浮上させることを特徴とするケーソン貫入時の周
    面摩擦の低減方法。
  2. 【請求項2】 前記高圧気体は、前記スカート部の先端
    側の側方から前記スカート部の外面側の水底地盤に向け
    て噴射することを特徴とする請求項1記載のケーソン貫
    入時の周面摩擦の低減方法。
  3. 【請求項3】 前記高圧気体は、前記スカート部の先端
    側の側方から前記スカート部の内面側の水底地盤に向け
    て噴射することを特徴とする請求項1または2記載のケ
    ーソン貫入時の周面摩擦の低減方法。
  4. 【請求項4】 水底地盤中にケーソンの下端に設けられ
    たスカート部を着底させ、前記ケーソンに荷重を作用さ
    せて、前記スカート部を水底地盤中に貫入するケーソン
    基礎において、 前記ケーソン内の周方向に沿って所定の間隔を隔てて設
    けられた複数の送気,送水通路と、前記ケーソンの内部
    または側面に設けられた排水通路とを備え、 前記スカート部の周面が接触している水底地盤に向け
    て、前記送気通路から高圧気体を噴射し、この高圧気体
    の噴射により吸引される水を前記送水通路を介して、前
    記送気通路の噴射口に供給し、供給された水と噴射によ
    り離脱した土砂とを混合して、前記排水通路に沿って浮
    上させることを特徴とするケーソン貫入時の周面摩擦の
    低減装置。
  5. 【請求項5】 請求項4記載の低減装置は、 前記ケーソンを上下方向に貫通して、前記スカート部の
    先端に開口する前記送気通路と、 前記ケーソンの上下方向に沿って延設され、一端が水中
    に開口し、他端が前記送気通路の噴射口に臨むように開
    口する前記送水通路と、 前記ケーソンの外側面または内側面の上下方向に沿って
    切欠延設され、一端が水中に開口し、他端が前記送気通
    路の噴射口に臨むように開口する前記排水通路とを有す
    ることを特徴とするケーソン貫入時の周面摩擦の低減装
    置。
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