JPS6055649B2 - 水底地盤における砂抗造成工法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は水底地盤における砂杭造成工法に関するもので
ある。

近時海底等の水底地盤の改良強化を必要とする土木工事
が増加の傾向にある。軟弱な水底地盤の改良強化には、
一般に多数の砂杭を水底地盤中に造成する改良工法が多
く採用されている。しかして、上記の水底地盤における
砂杭造成には、中空管の径および長さを特に大きくした
従来の砂杭造成用の中空管を用いて、従来の工法に準じ
て砂ドライ旋工によつて水底地盤に締固め砂杭あるいは
普通の砂杭を造成するのが一般である。しかし、従来の
工法によつて、水底地盤に砂杭を造成する場合には、砂
杭造成の工程において、砂杭造成用中空管の先端が、水
中を通つて、ついで水底地盤に達する間に、管の先端部
から管内に水が入つて管の先端部が水底地盤に貫入した
とき、水深分の水が管内に残り、以後管内に供給される
砂は水と飽和状態になる故、締固め時に周囲の土壌の管
内への逆流が生じ、造成される砂杭が所望の品質のもの
とならない欠点がある。更に管内の砂が水で飽和してい
る間は、管の先端部より下方への砂抜けが悪く、砂の排
出に時間が多くかかつて、全体として砂杭造成の能率が
低下する欠点が生じる。また、中空管内の砂面高さの電
極錘を使用する砂面計で検出して砂杭の品質管理を行う
場合にも、管内に水が存在することは、そのＩ検出が困
難となるなどの不便がある。上記した中空管の先端が、
水中を通つて水底地盤に達する間に、中空管内に水が入
ることを阻止する方法として、本発明の出願人は、特許
第８９２０１９号において、砂杭造成用の中空管を水底
地盤の所定深さにｉ貫入する際、中空管内に圧縮空気を
送入して管先端から水中において管内に入る水を強制的
に排出または阻止する工法及び中空管の先端が水底地盤
にある程度貫入したのち、中空管の先端から水中におい
で管内に入つた水を、中空管に装着した真空吸引バイブ
で排出する工法を提案している。上記した工法における
前者の場合、水底地盤中に砂ドライ旋工による砂杭を造
成することは良好に行い得るけれども、中空管の先端か
ら圧縮空気が相当排出することはやむを得ず、水底に汚
濁物質が沈積したり、水底地盤の表層が軟弱土壌の場合
には、中空管先端から排出する圧縮空気によつて、工事
地区の海水等が汚濁したり、水底地盤の表層が攪乱した
りする恐れが存する。また後者の場合は、上記の恐れは
無いが、真空吸引による管内の水の排出するに相当の時
間がかかるという旋工の能率上の難点がさけられない。
本発明の出願人は、更に研究、実験から、特許第１１２
８０８７号において、管下端を水に対して開放した中空
管の管内に、先端から数メートルの砂面高さの砂を残留
させることによつて、この砂の砂柱だけで管の先端部を
水密的に閉塞して、中空管の先端が水中にある工程にお
いて水が管内に入ることを阻止する工法を提案している
。しかし、上記の工法は、実際の水底地盤への砂杭旋工
に有効であるが、中空管の径が特に大きくなると、上記
の管内に残留させる砂、すなわち砂柱に要する砂の量は
大量になつて、中空管の水中の移動に要する電力が高ま
ると共に、中空管の水中の移動中、砂柱の砂が管の先端
から水中に落脱する不安も存する。本発明は、水底地盤
における砂ドライ旋工による砂杭造成工法において、中
空管の先端部を上記した砂柱による水密的な閉塞と水密
を期待しない開閉弁とを協力させることによつて、前記
した先行の特許工法について述べた問題を解消して、実
際の旋工において、水底地盤中に一連の多数の砂杭を、
より安全、確実に且つより経済的に造成し得る工法を提
案するのが目的である。

すなわち、本発明の水底地盤における砂杭造成工法は、
砂杭造成用の中空管を水上から操作して水底地盤中に砂
ドライ旋工によつて多数の砂杭を造成する砂杭造成工法
において、先端部に強制作動によつて開閉する開閉弁を
設けた中空管を使用・し、所定の一連の多数の砂杭を同
じ中空管につて順次連続的に造成することと、上記の一
連の砂杭造成の全工程において、砂杭の造成位置の水底
地盤の所定深さに貫入した中空管によつて該砂杭の管内
に供給される砂による造成が終了する直前に、中空管の
開閉弁を閉じて中空管内に砂を適量残置させ、ついでこ
の中空管をその先端が水中に在るようわずか引き上げ、
中空管の先端部を上記の残置した砂による砂柱と閉じた
開閉弁との協力によつて中空管の先端部の先端部から管
内に水が入るのを阻止して、中空管を、その先端部が水
中に在る状態を保持して、つぎの砂杭の造成位置に移動
させ、ついでこの中空管をそのままつぎの砂ｌ杭造成の
水底地盤の所定深さに貫入することを特徴とするもので
ある。

以下更に本発明の工法を添付の第１図及び第２図に示す
実施例によつて説明する。

６は砂杭造成用の中空管１の頂部に装着された打込み機
で、普通には振動式あるいは振動衝撃式の打込み機が用
いられるが、その他の適当な型式の打込み機の使用は可
能である。

また７は砂供給用のホッパー、８は開閉弁４の弁を強制
作動によつて閉じる油圧シリンダー等の作動機で、この
作動機８と開閉弁４との関連は、第１図においては図示
を省略してある。しかして、上記の開閉弁４は、弁を閉
じた状態において、水密を意図しない構成になつている
。つぎに、第１図において、図ａ乃至図ｅには本発明の
砂杭造成工法の全工程における最初の砂杭の造成が示さ
れている。すなわち、図ａには中空管１の先端が水上か
ら水中を通して下降しつつある状態が示され、ついで、
図ｂには中空管１の先端が水底地盤２の所定の深さＤま
で貫入した状態が示されている。また、図示は省略され
ているが、水上において中空管１の開閉弁４の弁は作動
機８によつて強制的に閉じられると共に中空管１内に砂
が水上において適量供給され、中空管１の先端部は、こ
の砂による砂柱５と開閉弁４の閉じた弁との協力によつ
て水密的に閉塞されれ、中空管１内への水の浸入は阻止
される。つぎに図Ｃ，ｄに示すように、上記の砂柱５の
上にホッパー７から管内に供給される砂９によつて、砂
ドライ旋工として、砂杭が造成される。しかして、図ｃ
及びｄには締固め砂杭３がいわゆるコンポーザエ法で造
成される過程が示されている。すなわち、図ｃは中空管
１を下行して開閉弁を閉じて下方に排出された砂を締固
めている状態、図ｄは開閉弁を開いて中空管１を引き上
げ、管下端から砂を排出しいる状態を示している。つぎ
に図ｅには締固め砂杭３の造成が終了した状態が示され
ており、この時点では、その直前に中空管１の先端の開
閉弁４の弁が閉ざされると共に中空管１内に砂が適量残
置され、この砂によつて砂柱５が形成されることが重要
である。ついで、図ｆに示されるように、中空管１は、
その先端が水中に在るようわずか引き上げられ、中空管
１はつぎの砂杭すなわち２番目に造成される砂杭の造成
位置に移動されるが、中空管１の先端は、水中に在る状
態を保持して水底地盤の表面に近い水中を通つて移動さ
れ、ついで、図ｇに示されるように、中空管１はそのま
まつぎの砂杭造成の水底地盤２の所定の深さＤまで貫入
される。上記の図ｆ〜図ｇに示される工程中、中空管１
の先端部は、図ｅに示す中空管１に適量残置された砂に
よる砂柱５と閉じた開閉弁４との協力によつて、水密的
に閉塞され、管内への水の浸入は完全に阻止されるもの
である。ついで、上記の第２番目に造成される砂杭は、
最初に造成の砂抗の図ｃ〜図ｅに示す締固め砂杭の造成
に準じて造成され、まこれに続く砂杭の造成は前記同様
にして繰り返えされるものである。なお、最初に造成の
砂杭における中空管１の先端が水上から水中を通つて水
底地盤の所定深さＤに至る間の工程中の中空管１の先端
部の水密手段自体は、前記したように、第１図の図ｅ〜
図ｇの工程中のそれと同じであるが、最初に造成の砂杭
３における上記の工程は、本発明の工法の全工程におけ
る最初だけであるから、この工程における中空管１の先
端部の水密手段は、図ｂに続く以後の前記した砂杭造成
に支障のない範囲内で、これに代る他の水密手段にする
ことも可能である。

また、本発明の工法における全工程の最後に造成の砂杭
が終了すれば、中空管１の先端は水上に引き上げられる
のが普通であり、上記砂杭の造成の終了時点において、
中空管１内の砂の残置は、かならずしも必要ではない。
本発明の工法は上記の如くであつて、水底地盤における
一連の多数の砂杭造成を完全に砂ドライ旋工によつて行
うことができる利点があることは云うまでもなく、工事
地区の海水等の水を汚濁することなく水底地盤に砂杭造
成ができる利点がある。

つぎに、中空管の先端部に設ける開閉弁は、第２図に例
示するよに、弁を作動機でローブを介して上方に強制的
に引張つて閉じた状態にしたとき、水密を意図する必要
はなく、弁の上方の管内に残置させる適当量の砂による
砂柱と閉じた弁とは協力して中空管の先端部を水密的に
閉塞して完全に管内へ水が入るのを阻止できるから、開
閉弁は弁を閉じた状態において水密が不完全である構成
でよく、開閉弁の工作が極めて簡単、容易となる利点が
ある。更に、水底地盤に多数の砂杭を造成する砂杭旋工
の作業計画に基き所定される一連の多数の砂杭を同じ中
空管によつて順次連続的に造成する全工程において、前
の砂杭の造成が完了してつぎの砂杭の造成位置に、中空
管を、中空管の先端部を上記した手段で水密的に閉塞し
て、水中を移動することができ、この工程において中空
管を水上まで引き上げる操作が不要てあり、また、中空
管の先端は水中の水底地盤の表面かられずか上方に引き
上げればよいから、この工程を要する電力と作業時間を
節約できる利点がある。また上記の水密的に閉塞する手
段は、水密を要しない砂柱との協力によるもので、その
中空管の操作は容易であると共に、閉じた状態の開閉弁
が、砂柱の底部を支持するから、前記した特許第１１２
８０８７号の工法の砂柱だけで中空管の先端部を水密的
に閉塞する手段に比して、砂柱に要する砂量を相当すく
なくでき、中空管を水中を通つてつぎの砂杭の造成位置
に移動する工程を要する電力によソー層節約できる上に
、中空管の径が相当大きい場合も、上記の開閉弁による
砂柱の底部の支持によつて、砂柱の砂が水中に脱落する
ことを有効に防ぐことができ、安全かつ確実に砂杭の造
成ができる利点がある。

更に、本発明の工法の一連の多数の砂杭を順次連続的に
造成する全工程ては、上記した電力と作業時間の節約は
累積し、その造成の旋工費を大幅に減少できる利点があ
る。なお、本発明の砂杭造成工法は、前記した実施例の
締固め砂杭の造成ばかりでなく、いわゆるサンドドレー
ン等のゆるい砂杭の造成にも適用されるものである。ま
た第１図においては、水底地盤の表面上にサンドマット
１１が敷かれているが、本発明の工法にはこのサンドマ
ット１１はかなら・ずしも必要ではない。

【図面の簡単な説明】

添附の図面は本発明の工法の態様を説明する実施例図で
、第１図は本発明の工法を順次的に示す断面説明図、第
２図は中空管に設けられる開閉弁の要部の断面図である
。 １・・・・・・中空管、２・・・・・・水底地盤、８・
・・・・・砂杭、４・・・・・・開閉弁、５・・・・・
・砂柱、６・・・・・・打込み機、７・・・・・・ホッ
パー、８・・・・・・作動機、９・・・・・・砂、１０
・・・・・・ローブ、１１・・・・・・サンドマット。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 砂杭造成用の中空管を水上から操作して水底地盤中
   に砂ドライ旋工によつて多数の砂杭を造成する砂杭造成
   工法において、先端部に強制作動によつて開閉する開閉
   弁を設けた中空管を使用し、所定の一連の多数の砂杭を
   同じ中空管によつて順次連続的に造成することと、上記
   の一連の砂杭造成の全工程において、砂杭の造成位置の
   水底地盤の所定深さに貫入した中空管によつて該砂杭の
   管内に供給される砂による造成が終了する直前に、中空
   管の開閉弁を閉じて中空管内に砂を適量残置させ、つい
   でこの中空管をその先端が水中に在るようにわずか引き
   上げ、中空管の先端部を上記の残置した砂による砂柱と
   閉じた開閉弁との協力によつて中空管の先端部から管内
   に水が入るのを阻止して、中空管を、その先端部が水中
   に在る状態を保持してつぎの砂杭の造成位置に移動させ
   、ついでこの中空管をそのままつぎの砂杭造成の水底地
   盤の所定深さに貫入することを特徴とする水底地盤にお
   ける砂杭造成工法。