JPH11193648A - 浮力を利用した免震・沈下対策構造物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 水底地盤が沖積粘性土のような軟弱地盤であ
っても採用することが可能であり、水位変動や積載荷重
の変動、風や波浪の影響による建物の動揺を確実に抑制
でき、地震力による影響が少なく、地盤の不同沈下にも
容易に対処できるようにした免震・沈下対策構造物を提
供する。 【解決手段】 建物１を、軟弱地盤に形成され山止め壁
４で囲まれた人工の池２や埋め立て地盤に隣接した海に
浮かべる一方、水底地盤６に場所打ちコンクリート杭５
を構築し、場所打ちコンクリート杭に埋込み固定したア
ンカー部材８に下端側が連結された引張材７の上端側を
建物１に連結し、当該引張材７により建物１を浮力に抗
して水中に所定位置まで引き込んで、免震・沈下対策構
造物を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、浮力を利用した免
震・沈下対策構造物に関し、例えば、沖合人工島に隣接
して構築される水域施設のような建物や臨海埋め立て地
盤に構築される建物の免震・沈下対策として利用され
る。

【０００２】

【従来の技術】水域に近くて地下水位が高い軟弱な地盤
に建物を建てる場合、一般には、地盤造成後、サンドド
レーンやＤＣＭ等による地盤改良やプレロードによる沈
下促進を行い、地盤がある程度安定してから工事を行っ
ているため、工期が長くなり、工費も高く付いた。ま
た、基礎や地下階の工事に際しては、埋め立てた地盤に
遮水壁を構築し、敷地内の地下水位を下げて地盤の掘削
を行う必要があり、せっかく、このように手間をかけて
施工しても、大規模な埋め立て地盤では、地盤の沈下が
長く継続して発生するため、杭基礎の検討や不同沈下対
策を施すことが必要とされた。

【０００３】殊に、海底の軟弱粘性土を埋め立てた沖合
人工島では、大規模な建物は地震や地盤沈下の影響を受
けやすく、そのため、地震対策や不同沈下対策が重要な
技術課題となっており、地盤改良やジャッキアップ工法
の採用等、基礎構造への配慮によって、工期および工費
の増大を招いている。

【０００４】建物を浮体構造とすることは、水の持つ免
震効果により地震による影響を軽減でき、地盤沈下の影
響も小さくなる等々の利点があり、上記の欠点を解消し
得る有力な方法であるが、浮体構造物は潮位変動や積載
荷重の変動、風や波浪による影響を受けるため、潮位変
動等に起因する浮体構造物の変位を小さくし、周辺地盤
との取り合いの段差をできるだけ小さくしなければ、交
通手段の乗り入れやライフラインの接続に支障を来た
し、使用に供し得ない工法でもある。

【０００５】浮体構造物の周りに遮水壁を設けて潮位変
動による影響をなくす方法も提案されているが、大規模
な建物では、遮水壁の構築に莫大な費用が必要である
上、膨大な量の土砂で埋め立て造成された人工島の荷重
による地盤沈下の影響が大きいので、長期にわたる遮水
壁の不同沈下によって、遮水壁が破損する可能性が大
で、遮水壁が破綻した場合の対処も困難である。

【０００６】石油採掘プラットホームのような浮体構造
物では、特開昭６１−４９０２９号公報に見られるよう
に、杭と地盤の摩擦抵抗を利用したもので、周囲に複数
の円筒状杭固定部材を備えた基礎本体を水底に設置し、
基礎本体の中央部に引張材の下端を連結し、その引張材
の上端を浮体構造物に連結し、各円筒状杭固定部材に挿
通して水底地盤に打設された既製杭の頭部と円筒状杭固
定部材との間に結合用グラウト材を注入充填し、前記引
張材により浮体構造物の下部を強制的に水中に沈み込ま
せて、潮位変動や積載荷重の変動、風や波浪による影響
を受けないようにした牽引型浮体構造物も提案されてい
るが、水底地盤が軟弱な場合には、採用が困難であっ
た。即ち、既製杭を打ち込む水底地盤が沖積粘性土のよ
うな軟弱地盤である場合には、杭の周面摩擦耐力が小さ
いため、杭の本数や杭長を著しく増大する必要があり、
しかも、干潮と満潮の繰返しにより、杭に大きな引抜力
が周期的に作用するので、沖積粘性土のような軟弱地盤
では、この周期荷重により杭周辺の地盤が劣化して、摩
擦耐力が低下し、杭の抜けが発生する可能性が大きいか
らである。

【０００７】また、浮体構造物を水底に軽く着底させ、
干潮時の浮力減少分（即ち、鉛直荷重増大分）を水底地
盤で受ける軟着底方式も考えられるが、これによる場合
は、水の免震効果により地震による影響を軽減し得ると
いう浮体構造物本来の利点が阻害され、不同沈下に対す
る対策も困難になることが予想される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の諸問
題を踏まえてなされたものであって、その目的とすると
ころは、地盤の安定化や建物を構築する上で厄介な水を
排除するのではなく、水のもつ力（浮力）を有効に活用
して、つまり、建物を水中に意識的に浮かべることによ
って、地盤からの地震力および地盤沈下の影響を極力小
さくし、建物への負担を軽減することで、工期および工
費を低減でき、しかも、水底地盤が沖積粘性土のような
軟弱地盤であっても採用することが可能であり、水位変
動や積載荷重の変動、風や波浪による影響を確実に抑制
でき、地盤の不同沈下にも容易に対処できるようにする
ことにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明が講じた技術的手段は、次のとおりであ
る。即ち、請求項１に記載の発明による浮力を利用した
免震・沈下対策構造物は、建物を水に浮かべる一方、水
底地盤には場所打ちコンクリート杭を構築し、当該場所
打ちコンクリート杭に埋込み固定したアンカー部材に下
端側が連結された引張材の上端側を前記建物に連結し、
当該引張材により建物を浮力に抗して水中に所定位置ま
で引き込んであることを特徴としている。

【００１０】既に造成されている地盤で且つ埋立地のよ
うな水域に近くて地下水位が高い軟弱な地盤に建物を建
てる場合には、請求項２に記載の発明のように、軟弱地
盤に山止め壁で囲まれた人工の池を形成し、この池に建
物を浮かべるものとする。沖合人工島等の埋め立て造成
前に、建設を計画できる場合には、請求項３に記載の発
明のように、建物位置の海を無理に埋め立てず、水面を
残したままとし、この水面に建物を浮かべるものとす
る。

【００１１】上記の構成によれば、建物が水に浮いた状
態で支持されているので、水の持つ免震効果によって、
地震による影響を軽減でき、それでいて、建物を、水底
地盤に打設された場所打ちコンクリート杭に下端側をア
ンカーした引張材により、浮力に抗して水中に所定位置
まで引き込んでおくので、水位変動や積載荷重の変動、
風や波浪等による建物の動揺を阻止することができる。

【００１２】水底地盤の圧密沈下による場所打ちコンク
リート杭の沈下に対しては、建物に対する引張材の上端
側の固定を緩め、引張材の長さ調整を行うことによって
対処でき、不同沈下対策が容易である。

【００１３】この場合、請求項８に記載の発明のよう
に、場所打ちコンクリート杭を建物の周囲の水底地盤に
構築すると共に、引張材の上端側を水面よりも高い位置
において建物に連結しておくことにより、引張材上端側
の固定点への防水対策が不要であり、引張材の長さ調整
が容易になる利点がある。

【００１４】建物に作用する浮力は、引張材を介して場
所打ちコンクリート杭に引抜力として伝達され、場所打
ちコンクリート杭の自重と周面摩擦耐力とでこれに対抗
することになるが、請求項７に記載の発明のように、水
底地盤に打設された場所打ちコンクリート杭の水中重量
を、水位が最高で且つ建物への積載加重が最小のとき杭
に作用する引張力以上に設定しておくことにより、周面
摩擦耐力や水底地盤の圧密沈下に伴って杭周面に作用す
る負の摩擦力が、全て、場所打ちコンクリート杭の引抜
きに対して安全率を高める要素として作用することか
ら、水底地盤が沖積粘性土のような軟弱地盤であって
も、杭に作用する周期荷重によって杭の抜けが発生する
可能性が原理的になくなり、安全性、信頼性を著しく高
めることができる。

【００１５】また、水底地盤に打設する杭が場所打ちコ
ンクリート杭であるから、水中であっても、例えば、オ
ールケーシングによるベノト工法等、既存の場所打ち杭
工法によって、必要な重量を持つ大径の杭の施工が容易
であり、しかも、引張材の下端側を場所打ちコンクリー
ト杭に埋込み固定したアンカー部材（例えば、請求項
４，５に記載のように、場所打ちコンクリート杭に芯材
として埋設した鉄骨、場所打ちコンクリート杭の内部に
施工されたアースアンカーの定着部がアンカー部材とさ
れる。）に連結して杭に引張力を伝達させるため、既製
杭を打設する場合のような周囲に円筒状杭固定部を備え
た基礎本体や当該基礎本体で杭頭どうしを水中において
連結する工程が不要である。

【００１６】尚、請求項９に記載の発明のように、場所
打ちコンクリート杭は、曲げにも耐えられるように、鋼
製ケーシングを残置させてＳＲＣ造とすることが望まし
い。また、請求項１０に記載の発明のように、建物を、
常に水面下に位置する水平面積の大きい下部構造物と、
常に水面よりも上方に位置する水平面積の大きい上部構
造物と、両者を連結する複数本のコラム部分とから構成
すれば、水位変動による浮力の変動をできるだけ小さく
することができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１は本発明に係る浮力を利用し
た免震・沈下対策構造物の一例を示し、図２〜図４は、
その施工手順を示す。図において、１は地下階を備えた
建物である。２は、臨海埋め立て地盤３に形成され、且
つ、山止め壁４で囲まれた人工の池である。山止め壁４
は、さほど遮水性能がなく、且つ、海Ｓに近接している
ため、池２の水位は、海Ｓの潮位変動の影響下にあり、
時間的に遅れて水位が変動することになる。Ｌ₁ は干潮
時の水面（最低の水位）、Ｌ₂ は満潮時の水面、Ｌ₃ は
台風時の高潮や吹き寄せ等による異常に高い水面（最高
の水位）を示す。５は、沖積粘性土のような軟弱な水底
地盤６に構築された複数本の場所打ちコンクリート杭で
ある。７は引張材であり、引張材７の下端側は、場所打
ちコンクリート杭５に埋込み固定したアンカー部材８に
連結され、上端側は、建物１に連結されている。

【００１８】建物１は池２に浮かべてあり、引張材７に
より、水位が最高Ｌ₃ で且つ建物１への積載荷重が最小
のとき引張材７の引張力が最大となり、水位が最低Ｌ₁
で且つ建物１への積載荷重が最大のとき引張材７の引張
力が最小（ゼロ又はそれに近い値）となるように、建物
１を浮力に抗して（強制的に）水中に所定位置まで引き
込んである。ａは水底地盤６の上に打設された捨てコン
クリート、ｂは山止め壁４を補強するアースアンカーで
ある。

【００１９】尚、この実施の形態では、場所打ちコンク
リート杭５にコンクリートがまだ固まらないうちに芯材
となる鉄骨を挿入し、この鉄骨をアンカー部材８として
おり、引張材７としてはＰＣ鋼棒を使用している。引張
材７の下端はアンカー部材８にピン支持されており、上
端側は引張材７に形成されたネジ部と螺合するナット部
材９ａ、座金９ｂ等からなる固定金物９によって、長さ
調節（引張力の調節）ができる状態に固定されている。
また、この実施の形態では、引張材７が建物１の底部を
貫通して設置されているので、図１に仮想線で示すよう
に、杭頭と建物１の底面に形成された引張材挿通孔の周
縁部とを、伸長可能な筒状の防水部材１０で連結し、内
部にグリースを充填する等して、防水対策を施してあ
る。

【００２０】上記の浮力を利用した免震・沈下対策構造
物は、次の手順により施工される。先ず、図２に示すよ
うに、軟弱な臨海埋め立て地盤３にソイルパイル柱列、
シートパイル等による山止め壁４を構築した後、図外の
ディープウエルによって山止め壁４で囲まれた地盤の地
下水位を一時的に下げて、ドライな環境下で掘削、捨て
コンクリートａの打設、場所打ちコンクリート杭５の構
築を行う。また、山止め壁４の変形を少なくするため必
要に応じてアースアンカーｂにより山止め壁４を固定す
る。山止め壁４に代えて周辺地盤をセメント系材料等で
地盤改良後、掘削する方法をとれば、アースアンカーｂ
も必要なく池を築造できる。

【００２１】次に、図３に示すように、池２の底に、建
物１を場所打ちコンクリート杭５に載置された状態に構
築し、引張材７は建物１の底部を貫通させておく。

【００２２】しかる後、図４に示すように、ディープウ
エルによる地下水の汲み上げを停止し、掘削底や山止め
壁４の隙間から地下水を池２に流入させる。必要であれ
ば、ポンプで海水を注入して、満水までの時間を短縮す
る。建物１が水に浮いたら引張材７の上端側で建物１の
底部を押し下げることにより、建物１を浮力に抗して所
定位置まで水中に引き込み、図１に示した免震・沈下対
策構造物を構成するのである。

【００２３】尚、山止め壁４に一端を連結した別の引張
材７’の上端部を建物１に固定し、建物１の補助的な変
位制御を行うようにしてもよい。また、必要であれば、
仮想線で示すように、建物１と山止め壁４との間に、引
張方式又は圧縮方式の水平変位阻止機構１１を設けても
よい。

【００２４】上記の構成によれば、建物１が水に浮いた
状態で支持されているので、水の持つ免震効果によっ
て、地震による影響を軽減でき、それでいて、建物１
を、水底地盤６に打設された場所打ちコンクリート杭５
に下端側をアンカーした引張材７により、浮力に抗して
水中に所定位置まで引き込んでおくので、水位変動（Ｌ
₁〜Ｌ₃ ）や積載荷重の変動、風や波浪等による建物１
の動揺を阻止することができる。

【００２５】建物１に作用する浮力は、引張材７を介し
て場所打ちコンクリート杭５に引抜力として伝達され、
場所打ちコンクリート杭５の自重と周面摩擦耐力とでこ
れに対抗することになる。

【００２６】この場合、場所打ちコンクリート杭５の打
設された水底地盤６が沖積粘性土のような軟弱な地盤で
あると、水底地盤６の圧密沈下に伴って杭周面には、図
１に下向き矢印で示すように、負の摩擦力（ネガティブ
フリクション）が作用するので、場所打ちコンクリート
杭５の自重と負の摩擦力とによって、大きな引抜力に対
抗することになり、杭の本数を現実的な範囲に抑えるこ
とができる。また、後述する他の実施の形態と同じよう
に、水底地盤６に打設された場所打ちコンクリート杭５
の水中重量を、水位が最高Ｌ₃ で且つ建物１への積載加
重が最小のとき杭に作用する引張力以上に設定しておく
ことにより、周面摩擦耐力や杭周面に作用する負の摩擦
力が、全て、場所打ちコンクリート杭５の引抜きに対し
て安全率を高める要素として作用するようにしてもよ
い。

【００２７】水底地盤６の圧密沈下による場所打ちコン
クリート杭５の沈下に対しては、建物１に対する引張材
７の上端側の固定を緩め、引張材７の長さ調整を行うこ
とによって対処でき、不同沈下対策が容易である。

【００２８】図５は、本発明の他の実施の形態を示し、
引張材７の下端側を連結するアンカー部材８が、場所打
ちコンクリート杭５の内部に施工されたアースアンカー
の定着部である点に特徴がある。即ち、この実施の形態
では、場所打ちコンクリート杭５のコンクリートが硬化
した後、建物１の構築に先立って、場所打ちコンクリー
ト杭５の内部にアースアンカーを施工し、アースアンカ
ー下端（引張材７を構成するＰＣ鋼棒やＰＣ鋼より線等
の下端）周囲の掘削孔にグラウト材の注入を行って形成
した定着部を、引張材７の下端側を連結するためのアン
カー部材８としている。その他の構成は、図１の実施の
形態と同じであるため、同一構成部材に同一符号を付
し、説明を省略する。

【００２９】図６は、本発明の他の実施の形態を示す。
この実施の形態は、場所打ちコンクリート杭５の先端を
貫通した状態に長いアースアンカーを施工し、場所打ち
コンクリート杭５の内部から場所打ちコンクリート杭５
の下方にわたって位置する適当な長さＨの定着部を形成
し、この定着部を、引張材７の下端側を連結するための
アンカー部材８とした点に特徴がある。

【００３０】この構成によれば、アースアンカー定着部
のうち、場所打ちコンクリート杭５の先端から下方に突
き出た部分の引抜き抵抗が、場所打ちコンクリート杭５
に作用する引抜力に対抗する力として、プラスされるこ
とになる。その他の構成は、図５の実施の形態と同じで
あるため、同一構成部材に同一符号を付し、説明を省略
する。

【００３１】図７は本発明の他の実施の形態を示す。こ
の実施の形態は、埋め立て造成前に建設を計画できる場
合に好適な免震・沈下対策構造物の一例を示している。
図において、Ｓ’は、先行して埋め立て造成された臨海
埋め立て地盤３と、遅れて埋め立て造成された臨海埋め
立て地盤３’との間に形成された水路（海）であり、Ｌ
₁ は干潮時の水面（最低の水位）、Ｌ₂ は満潮時の水
面、Ｌ₃ は台風時の高潮や吹き寄せ、波浪等による異常
に高い水面（最高の水位）を示す。

【００３２】この免震・沈下対策構造物は、以上のよう
な水位変動（潮位変動）Ｌ₁ 〜Ｌ₃のある水面に建物１
を浮かべる一方、沖積粘性土のような軟弱な水底地盤６
に場所打ちコンクリート杭５を構築し、当該場所打ちコ
ンクリート杭５に埋込み固定したアンカー部材（この実
施の形態では、コンクリートがまだ固まらないうちに芯
材となる鉄骨を挿入し、この鉄骨をアンカー部材として
いる。）８に下端側が連結された引張材（この実施の形
態では、ＰＣ鋼より線等のケーブルを使用している。）
７の上端側を建物１に連結し、潮位が最高Ｌ₃ で且つ建
物１への積載荷重が最小のとき引張材７の引張力が最大
となり、潮位が最低Ｌ₁ で且つ建物１への積載荷重が最
大のとき引張材７の引張力が最小（ゼロ又はそれに近い
値）となるように、当該引張材７により建物１を浮力に
抗して水中に所定位置まで引き込んで構成したものであ
る。

【００３３】尚、場所打ちコンクリート杭５の水中重量
は、潮位が最高Ｌ₃ で且つ建物１への積載加重が最小の
とき杭に作用する引張力以上に設定してある。遅れて埋
め立て造成された臨海埋め立て地盤３’は、先行して埋
め立て造成された臨海埋め立て地盤３に比して沈下量が
大きいため、沈下が進行して、地盤が安定したとき、略
同一レベルとなるように、地面を高くしてある。また、
この実施の形態では、複数本の場所打ちコンクリート杭
５から引張材７を斜めに張り渡すことによって、建物１
の水平方向の変位を阻止するように構成してあるが、こ
れに代えて、建物１と、両側の臨海埋め立て地盤３，
３’との間に、図１に仮想線で示したような引張方式又
は圧縮方式の水平変位阻止機構１１を設けてもよい。こ
の実施の形態においても、引張材７が建物１の底部を貫
通して設置されているので、図７に仮想線で示すよう
に、杭頭と建物１の底面に形成された引張材挿通孔の周
縁部とを、伸長可能な筒状の防水部材１０で連結し、内
部にグリースを充填する等して、防水対策を施してあ
る。

【００３４】水路Ｓ’の仮締切りを行って、ドライな環
境下で杭工事を行うことが可能であれば、場所打ちコン
クリート杭５の鋼製ケーシングの全部を引抜き回収して
もよいが、水中で場所打ちコンクリート杭５を構築する
場合には、必要長さの鋼製ケーシングを残置させること
によって、場所打ちコンクリート杭５をＳＲＣ造とする
必要があり、杭の曲げ耐力を高める上でも望ましい。

【００３５】また、建物１は、ドックや近隣の静穏海域
を利用して、プレストレストコンクリートケーソンを造
る要領で建造されるが、建物１が大規模である場合に
は、工期短縮のために、小ブロックに分けて製造し、適
宜建設地点に曳航して結合するか、建設地点で小ブロッ
クに分けて製造し、結合することが望ましい。水路Ｓ’
の仮締切りを行って、ドライな環境下で構築作業ができ
る場合、建物１を建設地点で構築してもよい。

【００３６】上記の構成によれば、建物１は、引張材７
の初期引張力を受けて水中に強制的に引き込まれてお
り、潮位が最低Ｌ₁ で且つ建物１への積載加重が最大に
なっても、換言すれば、建物１が最も重くなっても、沈
下することがなく、一定のレベルに保たれることにな
る。そして、潮位の変動、積載荷重の変動、台風時の波
浪等により建物１には、大きな浮力が作用し、その浮力
が引張材７を介して水底地盤６に打設された場所打ちコ
ンクリート杭５に引抜力として伝達され、場所打ちコン
クリート杭５の自重と周面摩擦耐力とでこれに対抗する
ことになる。

【００３７】この場合、水底地盤６に打設された場所打
ちコンクリート杭５の水中重量を、潮位が最高Ｌ₃ で且
つ建物１への積載加重が最小のとき杭に作用する引張力
以上に設定してあるので、周面摩擦耐力や水底地盤６の
圧密沈下に伴って杭周面に作用する負の摩擦力が、全
て、場所打ちコンクリート杭５の引抜きに対して安全率
を高める要素として作用することになる。

【００３８】従って、水底地盤６が沖積粘性土のような
軟弱地盤であっても、杭に作用する周期荷重によって杭
の抜けが発生する可能性が原理的になくなり、安全性、
信頼性を著しく高めることができる。

【００３９】また、水底地盤６に打設する杭が場所打ち
コンクリート杭５であるから、水中であっても、例え
ば、オールケーシングによるベノト工法等、既存の場所
打ち杭工法によって、必要な重量を持つ大径の杭の施工
が容易であり、しかも、引張材７の下端側を場所打ちコ
ンクリート杭５に埋込み固定したアンカー部材８に連結
して杭に引張力を伝達させるため、既製杭を打設する場
合のような周囲に円筒状杭固定部を備えた基礎本体や当
該基礎本体で杭頭どうしを水中において連結する工程が
不要である。

【００４０】また、上記の構成によれば、建物１が水に
浮いた状態で支持されているため、水の持つ免震効果に
よって、地震による影響を軽減できる。水底地盤６や両
側の臨海埋め立て地盤３，３’の圧密沈下による場所打
ちコンクリート杭５の沈下に対しては、建物１に対する
引張材７の上端側の固定を緩め、引張材７の長さ調整を
行うことによって対処でき、不同沈下対策が容易であ
る。

【００４１】図８は、本発明の他の実施の形態を示し、
引張材７の下端側を連結するアンカー部材８がアースア
ンカーの定着部である点に特徴がある。即ち、この実施
の形態では、場所打ちコンクリート杭５のコンクリート
が硬化した後、場所打ちコンクリート杭６の内部にアー
スアンカーを施工し、アースアンカー下端（引張材７を
構成するＰＣ鋼棒やＰＣ鋼より線等の下端）周囲の掘削
孔にグラウト材の注入を行って形成した定着部を、引張
材７の下端側を連結するためのアンカー部材８としてい
る。

【００４２】アースアンカーの施工にあたっては、図６
の実施形態と同様に、場所打ちコンクリート杭５の先端
を貫通した状態に長いアースアンカーを施工し、図８に
仮想線で示すように、場所打ちコンクリート杭５の内部
から場所打ちコンクリート杭５の下方にわたって位置す
る適当な長さＨの定着部を形成することにより、アース
アンカー定着部のうち、場所打ちコンクリート杭５の先
端から下方に突き出た部分の引抜き抵抗が、場所打ちコ
ンクリート杭５に作用する引抜力に対抗する力として、
プラスされるようにしてもよい。その他の構成は、図７
の実施の形態と同じであるため、同一構成部材に同一符
号を付し、説明を省略する。

【００４３】図９、図１０は、本発明の他の実施の形態
を示す。この実施の形態は、建物１を、常に水面下に位
置する水平面積の大きい下部構造物１Ａと、常に水面よ
りも上方に位置する水平面積の大きい上部構造物１Ｂ
と、両者１Ａ，１Ｂを連結する複数本の細い（水平面積
の小さい）コラム部分１Ｃ…とから構成し、潮位がＬ₁
〜Ｌ₃ の範囲で変動しても、それによる排水量の変動を
小さくして、浮力の変動をできるだけ小さくすることが
できるようにした点に特徴がある。尚、図面上では省略
されているが、上部構造物１Ｂには上部建物が構築され
ている。

【００４４】場所打ちコンクリート杭５は、図１０に示
すように、掘削時の鋼製ケーシング１２を残置させてＳ
ＲＣ造（鉄筋籠は図面上、省略してある。）とされてい
る。引張材（この実施の形態では、ＰＣ鋼棒を使用して
いる。）７の下端は、場所打ちコンクリート杭５に埋設
した芯材用の鉄骨からなるアンカー部材８にピン支持さ
れている。引張材７の上端側は、引張材７に形成したネ
ジ部と螺合する下面が球面状のナット部材９ａと上面が
球面状の支持部材９ｃと座金９ｂからなる固定金物９に
よって建物１の下部構造物１Ａに固定されている。下部
構造物１Ａの引張材７挿通孔は、孔縁部と杭頭部を伸長
可能な筒状の防水部材１０で連結し、内部にグリースを
充填する等して、防水対策を施してある。また、建物１
の上部構造物１Ｂと両側の臨海埋め立て地盤３，３’と
の間を連絡する通路１３に、ネジ機構や油圧機構を利用
した引張方式又は圧縮方式の水平変位阻止機構１１を設
けてある。１４は洪積砂層であり、場所打ちコンクリー
ト杭５の先端は洪積砂層１４に達している。

【００４５】上記の構成によれば、潮位の変動、積載荷
重の変動、台風時の波浪等により建物１には大きな浮力
が作用するが、潮位がＬ₁ 〜Ｌ₃ の範囲で変動しても、
それによる排水量の変動が小さくいので、浮力の変動が
小さくて済む。その他の構成や作用は、図７の実施の形
態と同じであるため、同一構成部材に同一符号を付し、
説明を省略する。

【００４６】図１１、図１２は、本発明の他の実施の形
態を示す。この実施の形態は、引張材７としてＰＣ鋼よ
り線等のケーブルを使用し、ケーブル（引張材７）の上
端側をＸ形に交差させて配置し、下部構造物１Ａの柱１
５に固定すると共に、柱１５間に水平方向の圧縮材１６
を介装して柱１５を補強した点に特徴がある。その他の
構成及び作用は、図９、図１０の実施の形態と同じであ
るため、同一構成部材に同一符号を付し、説明を省略す
る。

【００４７】図１３、図１４は、本発明の他の実施の形
態を示す。この実施の形態は、複数本の場所打ちコンク
リート杭５を建物１の周囲の水底地盤６に適当な杭ピッ
チで構築すると共に、引張材７の上端側を水面（最高潮
位Ｌ₃ ）よりも高い位置において建物１の上部構造物１
Ｂに連結した点に特徴があり、引張材７上端側の固定点
への防水対策が不要で、引張材７の長さ調整が容易にな
る利点がある。

【００４８】場所打ちコンクリート杭５は、図１４に示
すように、鋼製ケーシング１２を残置させてＳＲＣ造と
してある。１７は鉄筋籠である。１８は、鋼管杭やＰＣ
杭等の既製杭による補強用の斜杭であり、杭頭を場所打
ちコンクリート杭７の杭頭とブロック状のコンクリート
１９で連結してある。引張材（この実施の形態では、Ｐ
Ｃ鋼棒を使用している。）７の下端は、場所打ちコンク
リート杭７に埋設した芯材用の鉄骨からなるアンカー部
材８にピン支持されている。引張材７の上端側は、引張
材７に形成したネジ部と螺合する球面状のナット部材９
ａと球面状支持部材９ｃと座金９ｂからなる固定金物９
によって建物１の上部構造物１Ｂに固定されている。ア
ンカー部材８に溶接してブロック状コンクリート１９の
側面に突出させたブラケット２０と上部構造物１Ｂの側
面とは、ネジ機構（又は油圧機構）を利用した引張方式
の水平変位阻止機構１１で連結されているが、圧縮方式
の水平変位阻止機構で連結してもよい。その他の構成及
び作用は、図１１、図１２の実施の形態と同じであるた
め、同一構成部材に同一符号を付し、説明を省略する。

【００４９】図１５、図１６は、本発明の他の実施の形
態を示す。この実施の形態は、場所打ちコンクリート杭
５に埋設した芯材用の鉄骨からなるアンカー部材８にピ
ン支持された複数本の引張材（この実施の形態では、Ｐ
Ｃ鋼棒を使用している。）７を座金９ｂとナット部材９
ａからなる固定金物９によって建物１の上部構造物１Ｂ
に固定する一方、座金９ｂと上部構造物１Ｂの上面との
間に、鋼板とゴム板が積層されてなる免震装置２１を介
在させて、地震による影響を一層軽減した点に特徴があ
る。ブロック状コンクリート１９の側面と上部構造物１
Ｂの側面とは、ネジ機構（又は油圧機構）を利用した圧
縮方式の水平変位阻止機構１１で連結されているが、図
１４のような引張方式の水平変位阻止機構１１で連結し
てもよい。その他の構成及び作用は、図１３、図１４の
実施の形態と同じであるため、同一構成部材に同一符号
を付し、説明を省略する。

【００５０】因みに、図９〜図１６に示した実施の形態
において、建物１の上部構造物１Ｂの長さを３００ｍ、
幅Ｌを１５０ｍ、潮位変動Ｌ₁ 〜Ｌ₃ を３．７１ｍ、喫
水１ｍ当たり排水量（浮力）を３，２９０ｔ／ｍ、浮力
変動量を３，２９０ｔ／ｍ×３．７１ｍ＝１２，２００
ｔ、最大積載荷重９，０００ｔ、浮力変動と最大積載荷
重合計を２１，２００ｔ、場所打ちコンクリート杭（杭
径２ｍ、杭長５０ｍ）１本当たりの水中重量を３．１４
×５０×１．３＝２０４ｔ／本に設定した場合、場所打
ちコンクリート杭５の自重（水中重量）のみで引抜力に
耐えるようにするために必要な場所打ちコンクリート杭
５の本数は２１，２００／２０４＝１０４本であり、杭
ピッチは８．６５ｍとなり、地上の一般的な大規模建築
物の場合と大差がなく、充分に実施可能である。

【００５１】

【発明の効果】本発明は、上述した構成よりなり、水底
地盤が沖積粘性土のような軟弱地盤であっても採用する
ことが可能であり、水位変動や積載荷重の変動、風や波
浪の影響による建物の動揺を確実に抑制でき、地震力に
よる影響が少なく、地盤の不同沈下にも容易に対処でき
るようにした構造物を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す浮力を利用した免震
・沈下対策構造物の構成図である。

【図２】浮力を利用した免震・沈下対策構造物の施工手
順の説明図である。

【図３】図２に続く施工手順の説明図である。

【図４】図３に続く施工手順の説明図である。

【図５】本発明の他の実施の形態を示す浮力を利用した
免震・沈下対策構造物の構成図である。

【図６】本発明の他の実施の形態を示す浮力を利用した
免震・沈下対策構造物の構成図である。

【図７】本発明の他の実施の形態を示す浮力を利用した
免震・沈下対策構造物の構成図である。

【図８】本発明の他の実施の形態を示す浮力を利用した
免震・沈下対策構造物の構成図である。

【図９】本発明の他の実施の形態を示す浮力を利用した
免震・沈下対策構造物の構成図である。

【図１０】要部の縦断側面図である。

【図１１】本発明の他の実施の形態を示す浮力を利用し
た免震・沈下対策構造物の構成図である。

【図１２】要部の縦断側面図である。

【図１３】本発明の他の実施の形態を示す浮力を利用し
た免震・沈下対策構造物の構成図である。

【図１４】要部の縦断側面図である。

【図１５】本発明の他の実施の形態を示す浮力を利用し
た免震・沈下対策構造物の構成図である。

【図１６】要部の縦断側面図である。

【符号の説明】

１…建物、２…池、４…山止め壁、５…場所打ちコンク
リート杭、６…水底地盤、７…引張材、８…アンカー部
材、Ｌ₁ ，Ｌ₂ ，Ｌ₃ …水位。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 建物を水に浮かべる一方、水底地盤には
   場所打ちコンクリート杭を構築し、当該場所打ちコンク
   リート杭に埋込み固定したアンカー部材に下端側が連結
   された引張材の上端側を前記建物に連結し、当該引張材
   により建物を浮力に抗して水中に所定位置まで引き込ん
   であることを特徴とする浮力を利用した免震・沈下対策
   構造物。
2. 【請求項２】 建物を浮かべる場所が、軟弱地盤に形成
   され、且つ、山止め壁で囲まれた人工の池である請求項
   １に記載の浮力を利用した免震・沈下対策構造物。
3. 【請求項３】 建物を浮かべる場所が、埋め立て地盤に
   隣接した海である請求項１に記載の浮力を利用した免震
   ・沈下対策構造物。
4. 【請求項４】 前記アンカー部材が、場所打ちコンクリ
   ート杭の内部に埋設した鉄骨である請求項１〜３の何れ
   かに記載の浮力を利用した免震・沈下対策構造物。
5. 【請求項５】 前記アンカー部材が、場所打ちコンクリ
   ート杭の内部に施工されたアースアンカーの定着部であ
   る請求項１の何れかに記載の浮力を利用した免震・沈下
   対策構造物。
6. 【請求項６】 水位が最高で且つ建物への積載荷重が最
   小のとき引張材の引張力が最大となり、水位が最低で且
   つ建物への積載荷重が最大のとき引張材の引張力が最小
   となるように設定したことを特徴とする請求項１〜５の
   何れかに記載の浮力を利用した免震・沈下対策構造物。
7. 【請求項７】 場所打ちコンクリート杭の水中重量を、
   水位が最高で且つ浮体構造物への積載加重が最小のとき
   杭に作用する引張力以上に設定したことを特徴とする請
   求項１〜６の何れかに記載の浮力を利用した免震・沈下
   対策構造物。
8. 【請求項８】 場所打ちコンクリート杭を建物の周囲の
   水底地盤に構築すると共に、引張材の上端側を水面より
   も高い位置において建物に連結してあることを特徴とす
   る請求項１〜７の何れかに記載の浮力を利用した免震・
   沈下対策構造物。
9. 【請求項９】 場所打ちコンクリート杭が鋼製ケーシン
   グを残置させてＳＲＣ造とされていることを特徴とする
   請求項１〜８の何れかに記載の浮力を利用した免震・沈
   下対策構造物。
10. 【請求項１０】 建物が、常に水面下に位置する水平面
    積の大きい下部構造物と、常に水面よりも上方に位置す
    る水平面積の大きい上部構造物と、両者を連結する複数
    本のコラム部分とから構成されていることを特徴とする
    請求項１〜９の何れかに記載の浮力を利用した免震・沈
    下対策構造物。