JPS5949370B2 - 軟着底海洋構造物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、海洋立地プラント等に好適に応用し得る海
洋構造物に関するものである。

一般に、海底面に着底させる構造物は、海中に設けた部
分の体積に相当する海水重量と比例した浮力を受けるた
め、その分だけ構造物の見掛は重量が減少する。

従って、この種の構造物は、地盤の鉛直支持力に対し、
陸域に施工される構造物よりは有利となる。

そこで、海底面に着底させる構造物の重要な課題は、海
水の付加質量が作用することによって増加する地震力や
台風時等における高波の波力等に対する耐久性である。

従来公知の構築法に基づいて、構造物直下に杭等を打設
し、海底地盤に構造物を剛着底させた場合、構造物自身
の質量と海水の付加質量の和に対し、構造物は地震動に
よる加速度を直接的に受け、この結果構造物や杭に大き
な地震力が作用し、構造物および杭は必要以上の耐力が
要求され、設備費が著しく増大し不経済である。

そこで、本発明者等は種々検討を重ねた結果、前述した
構造物の欠点は海底地盤に構造物を剛着底させているこ
とに起因することを突き止め、海水による浮力を利用し
て構造物を地盤上に単純に置いた状態（以下軟着底とい
う）にすれば、大きな地震力に対しては構造物底面と地
盤との間にすべりを生じ、地盤の振動に対し構造物の振
動を小さく保持することができ、本発明を完成するに至
った。

すなわち、本発明は、海中に軟着底しに構造物底面に作
用する地震力・は、構造物の見掛重量に地盤と構造物底
面の摩擦係数を乗じた値であり、このため構造物がいく
ら大きな地震力に遭遇した場合においても、構造物に作
用する水平力は前記摩擦力以上にはならないという理論
に基づくものである。

しかしながら、単純に構造物を海底地盤に軟着底させた
状態だけでは、大地震の度びに少しづつ構造物が移動し
、従って大地震が度び重なると構造物の移動量は大きく
なり、構造物の機能に種々の弊害が生じる惧れがある。

そこで、本発明においては、構造物の周囲地盤に複数本
の杭を打設し、これら抗頭と構造物とをその間にクッシ
ョン材を介在させて連結することにより、構造物の残留
移動量が所定値を超えた場合、杭およびクッション材に
よって生じるばね弾力により構造物を元の位置近くへ戻
すことが可能となり、前述した海洋構造物としての問題
点を一挙に解消することができる。

従って、本発明の目的は、地震等に対し耐久性および免
震性を有しかつ常に安定に構築し得る経済性に優れた海
洋構造物を提供するにある。

前記の目的を達成するため、本発明においては、海底地
盤に直接又は海底地盤の表面層を割栗石等で置換した人
工海底地盤上に、ケーソン函体を設置し、このケーソン
函体の周囲地盤に複数本の粒群を打設し、これらの杭と
ケーソン函体を直接又はクッション材を介して連結し、
海底地盤に軟着底させることを特徴とする。

前記の海洋構造物において、ケーソン函体は下部にバラ
ンス注入スペースを設けて所定の海底地盤まで曳航によ
り運搬し、バラストの注入により海底地盤上に沈設し軟
着底するよう構成すれば好適である。

また、前記構造物の固有周期を地震動および波動の周期
と一致しないよう設定すれば好適である。

次に、本発明に係る海洋構造物の実施例につき添付図面
を参照しながら以下詳細に説明する。

第１図は、本発明に係る海洋構造物の原理的な構築状態
図を示すものである。

第１図において、参照符号１０は、所定の目的をもった
構造物を構築するためのケーソン函体、１２は前記ケー
ソン函体１０を載置する海底１４の表面に形成した割栗
石人工地盤を示す。

この場合、海底１４の表層は例えば砂層であり、この砂
層の一部を掘削して割栗石を敷設したものである。

ケーソン上半部は一般構造物と同規格にて計画し、ケー
ソンの下半部はバラスト注入スペース１０．３を一部考
慮して計画し、目的地まで曳航により運搬し、現地にて
バラスト水の注入により人工地盤１２上に沈設する。

また、ケーソン函体１０を設けた周囲地盤には、複数本
の杭１６を打設する。

この場合、杭１６は一般に直続を採用するが、適宜斜坑
と組合せることも可能である。

これら杭１６の各杭頭部１６ａと前記ケーソン函体１０
の外壁面とは、その間に適宜クッション材１８を介在さ
せて連結する。

なお、複数本の杭１６を組合せて、これらの粒群とケー
ソン函体１０とを連結する場合、粒群は適宜各杭頭部１
６ａにおいて固定式連結材２０等で相互に連結すれば好
適である。

このような構成からなる本発明に係る海洋構造物は、地
震等に際し、構造物としてのケーソン函体１０が海底地
盤上を所定量以上移動しれ場合、このケーソン函体１０
の周囲に連結される杭１６およびクッション材１８かば
ね弾力作用を生じてケーソン函体１０を元の位置近くに
戻るよう機能する。

このようにして、ケーソン函体１０は海底に対し常に安
定に設置することができる。

また、ケーソン函体１０と杭１６とは、クッション材１
８を介して間接的に結合されているから、ケーソン函体
１０に作用する水平地震動は、ケーソン函体１０の底面
から直接伝達されると共に、杭１６よりクッション材１
８を介しても伝達されるため、杭１６自体の水平ばね定
数およびクッション材１８のばね定数と減衰率とを夫々
適当な大きさに選定し、これら複数の構成部材からなる
海洋構造物の固有周期を地震動の周期と相違させること
ができ、従ってケーソン函体１０に対し抗１６から伝達
される水平力を小さく設定することができかつケーソン
函体１０の安定性を向上させることができる。

このように、海底地盤に対し軟着底した構造物の水平地
震動に対する安定効果は、理論的にも計算可能であり、
陸域構造物と比べて地震動揺が少くしかも杭およびケー
ソン函体に作用する地震水平力も非常に小さくなること
が計算上においても確認された。

一方、構造物に対する鉛直地震動や波力に対しては、構
造物を構成するケーソン函体１０の底部に水または砂等
のバラストを適宜積載することにより、接地圧を調整し
て動揺を生じないように構成することができる。

また、海底地盤に対し、抗１６、クッション材１８およ
びケーソン函体１０とからなる連成形を構成した構造物
の固有周期を地震動や波動の周期と一致しないように設
定することにより、鉛直地震動や波力に対する構造物の
動揺を一層小さくすることができる。

さらに、波動が予想される側の杭１６の外側に消波装置
を施した粒群を構造物と独立させて設けることにより、
構造物に作用する波力を軽減することができる。

前述の実施例においては、海底地盤の表面部が砂層等の
ように悪い条件の場合において、その表面部を掘削して
割栗石で置換し人工地盤１２を構成したものを示したが
、海底地盤の表面部が岩盤等のように比較的良好な条件
の場合には、直接構造物を軟着底することができる。

しかしながら、良好な条件を有する地盤である場合にお
いても、前述したような人工地盤１２を施工することに
より、地震力を減衰させる効果（免震効果）や、ケーソ
ン函体１０を設定する場合の施工性も良好となる等の利
点がある。

前述したように多くの利点を有する本発明に係る海洋構
造物は、離岸距離約１．５海里（２２Ｋｍ）以内、水深
約３０ｍ以内の沿岸海域において好適に施工することが
できる。

従って、本発明海洋構造物は、各種発電プラントを始め
として、各種の化学処理プラント、廃棄物処理・貯蔵用
プラント等として広範囲に応用することができる。

以上、本発明の好適な実施例について説明したが、ケー
ソン函体を使用する方式に代えて、他の築島方式にも採
用することができるばかりでなく、その他車発明の精神
を逸脱しない範囲内において種々の設計変更をなし得る
ことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る海洋構造物の一実施例を示す構築
状態断面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 海底地盤に直接又は海底地盤の表面層を割栗石等で
   置換した人工海底地盤上に、ケーソン函体を設置し、こ
   のケーソン函体の周囲地盤に複数本の杭群を打設し、こ
   れらの杭とケーソン函体を直接又はクッション材を介し
   て連結し、海底地盤上に軟着底させることを特徴とする
   海洋構造物。 ２ ケーソン函体は、下部バラスト注入スペースを設け
   て所定の海底地盤まで曳航により運搬し、バラストの注
   入により海底地盤上に沈設し軟着底することからなる特
   許請求の範囲第１項記載の海洋構造物。 ３ 海洋構造物の固有周期を地震動および波動の周期と
   一致しないように設置してなる特許請求の範囲第１項ま
   たは第２項記載の海洋構造物。