(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水中に設置される基礎本体の下端にスカート部を一体に形成し、前記スカート部を水底地盤中に貫入させる水中基礎の構築工法において、
前記水底地盤に圧密対象の粘性土層が介在している際に、
前記スカート部の下端に集水ドレーン部を延設し、バラスト荷重やサクション荷重を作用させることで前記基礎本体を水底地盤の所定深度まで沈設させて、前記集水ドレーン部を支持地盤層に到達させた後に、前記集水ドレーン部に集められた前記粘性土層中の水を、前記スカート部に設けられた排水通路を介して、外部に排出することを特徴とする水中基礎の構築工法。
【請求項２】
前記集水ドレーン部は、前記排水通路と連通し、外周面に貫通孔が設けられたドレーン管と、このドレーン管内に設けられたフィルター材と、前記ドレーン管内に充填された透水材とを有することを特徴とする請求項１記載の水中基礎の構築工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、水中基礎の構築工法に関し、特に、スカート部を水底地盤中に貫入させる水中基礎の構築工法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
水中に基礎構造物を構築する際、基礎構造物が杭基礎の場合は、一般的に、押し込み力として打撃や振動を用いて施工する。しかし、基礎構造物が大規模で、建設地点が大深度の場合には、打撃や振動により押し込むことには、限界があって、このような条件下での杭基礎の採用は、非常に難しくなる。
【０００３】
そこで、大規模な基礎構造物を水中の大深度に構築する際には、スカート部を下端に一体に形成した基礎構造物を、自重に付加バラスト荷重を加えたり、あるいは、サクションを作用させることなどにより、水底地盤中に強制的に貫入する方法が採用されている。
【０００４】
ところが、このような水中基礎の構築工法には、以下に説明する技術的な課題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
すなわち、スカート部を水底地盤中に貫入させて基礎構造物を据え付けると、据え付け後の構造物の追加荷重などにより、スカート部が貫入している先端より下に粘性土層があると地盤が圧密沈下を起こし、構造物の完成後も沈下が継続し、沈下量が許容値以上になったり、傾斜するなどの不具合が発生し、構造物の供用に支障が生じる恐れがあった。
【０００６】
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、構築後に追加荷重などが作用しても、供用に支障を来すほどの不具合が発生することがない水中基礎の構築工法を提供することにある。
【０００７】
【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、水中に設置される基礎本体の下端にスカート部を一体に形成し、前記スカート部を水底地盤中に貫入させる水中基礎の構築工法において、前記水底地盤に圧密対象の粘性土層が介在している際に、前記スカート部の下端に集水ドレーン部を延設し、バラスト荷重やサクション荷重を作用させることで前記基礎本体を水底地盤の所定深度まで沈設させて、前記集水ドレーン部を支持地盤層に到達させた後に、前記集水ドレーン部に集められた前記粘性土層中の水を、前記スカート部に設けられた排水通路を介して、外部に排出するようにした。
このように構成した水中基礎の構築工法によれば、水底地盤に圧密対象の粘性土層が介在している際に、スカート部の下端に集水ドレーン部を延設し、バラスト荷重やサクション荷重を作用させることで基礎本体を水底地盤の所定深度まで沈設させて、集水ドレーン部を支持地盤層に到達させた後に、集水ドレーン部に集められた前記粘性土層中の水を、スカート部に設けられた排水通路を介して、外部に排出するので、スカート部の下方部分の水底地盤の圧密沈下が促進される。
従って、基礎の構築後に追加荷重などが作用しても、供用に支障を来すほどの沈下の発生を防止することができる。
前記集水ドレーン部は、前記排水通路と連通し、外周面に貫通孔が設けられたドレーン管と、このドレーン管内に設けられたフィルター材と、前記ドレーン管内に充填された透水材とで構成することができる。
この構成によれば、フィルター材により土砂の流入を防ぎつつ、圧密沈下を促進する排水を行うことができる。
【０００８】
【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、添付図面を参照にして詳細に説明する。図１から図４は、本発明にかかる水中基礎の構築工法の一実施例を示している。
【０００９】
同図に示した水中基礎は、水中に設置される基礎本体１０と、スカート部１２とを備えている。基礎本体１０は、版状の上版１０ａと、この上版１０ａの下端に一体に設けられた筒状の内，外側壁１０ｂ，１０ｃと、これらの内，外側壁１０ｂ，１０ｃの下端を閉塞するように設けられた版状の下版１０ｄとを備えている。
【００１０】
このように構成された基礎本体１０は、その水平断面が円ないしは角形に形成され、内部には、上，下版１０ａ，１０ｄと、内，外側壁１０ｂ，１０ｃとで隔成された隔室１０ｅが設けられ、この隔室１０ｅ内には、水中基礎を沈設する際にバラスト荷重となる海水などが充填される。
【００１１】
下版１０ｄは、本実施例の場合には、所定の曲率で湾曲する曲面に形成されている。
【００１２】
スカート部１２は、後述するように、水底地盤中に貫入されるものであって、本実施例の場合には、基礎本体１０の内，外側壁１０ｂ，１０ｃの下端に連なるように、内，外側壁１０ｂ，１０ｃと同じ厚みで、同じ直線上に位置するようにして、下方に向けて一体に延設された複数の中空円筒体から構成されている。
【００１３】
また、本実施例の場合には、スカート部１２は、内，外側壁１０ｂ，１０ｃの周方向に沿って、相互に所定の間隔を隔てて複数配置されている。
【００１４】
以上のような水中基礎としての基本的な構成は、従来のこの種の基礎と同じであるが、本実施例の水中基礎には、以下に説明する点に顕著な特徴がある。
【００１５】
すなわち、本実施例の水中基礎には、スカート部１２の下端にそれぞれ集水ドレーン部１４を延設し、この集水ドレーン部１４に集められた水を、スカート部１２に設けられた排水通路１６を介して、外部に排出するようにしている。
【００１６】
この集水ドレーン部１４の詳細を図３，４に示している。同図に示した集水ドレーン部１４は、ドレーン管１４ａと、フィルター材１４ｂと、透水材１４ｃとを備えている。
【００１７】
ドレーン管１４ａは、下端が閉塞された円筒ないしは角形，楕円形などの閉塞断面状の管体であって、その側面には、多数のスリット孔１４ｄが貫通形成されている。各ドレーン管１４ａは、各スカート部１２の下端に嵌着固定された取付用鋼筒１８に上端側が固設されることにより支持されている。
【００１８】
各スカート部１２内には、その上下方向に沿って伸びる排水通路１６が設けられていて、この排水通路１６とドレーン管１４ａの内部とが相互に連通するようになっている。
【００１９】
排水通路１６は、スカート部１２内を上下に貫通し、内，外側壁１０ｂ，１０ｃの中間位置まで延設され、上端側が上版１０ａの中心に垂設された合流管１７にバルブを介在させて連通接続されている。
【００２０】
各スカート部１２の下端に取付けられたドレーン管１４ａは、周および径方向に配置された連結材２０により相互に連結されている。フィルター材１４ｂは、各ドレーン管１４ａの内面側に設置され、水分のみを透過する機能を有する金網，合成樹脂網、不織布などの筒体から構成されている。
【００２１】
透水材１４ｃは、中詰砂，砂利，砕石，合成樹脂の小ブロックなどから構成され、フィルター材１４ｂが設置されたドレーン管１４ａ内に充填されている。
【００２２】
以上のように構成された水中基礎の構築方法について説明する。基礎本体１０は、スカート部１２および集水ドレーン部１４を一体に取付けた状態で製作ヤードで製作される。
【００２３】
製作された基礎本体１０は、設置地点まで曳航船などにより運搬する。設置地点まで運搬された基礎本体１０は、隔室１０ｅ内に海水などを注入することや、カウンターウエイトを載置するなどによりバラスト荷重を作用させ、また、減圧によりサクションを作用させることにより水底地盤Ａ中に沈設させる。
【００２４】
この場合、集水ドレーン部１４が支持地盤層Ｃに到達した後、排水通路１６の上端側の合流管１７に、排水ポンプなどの吸水装置を連通設置して、支持地盤層Ｃの間隙水を積極的に揚水，排水する。
【００２５】
なお、図１に示した実施例では、支持地盤層Ｃは、砂質土層Ｃ１と粘性土層Ｃ２とが、交互に形成されている。
【００２６】
そして、このような排水処理を所定期間行った後に、基礎本体１０の上部側に橋脚などの追加構造物２２を構築する。
【００２７】
さて、以上のようにして行う水中基礎の構築工法によれば、スカート部１２の下端に集水ドレーン部１４を延設し、集水ドレーン部１４に集められた水を、スカート部１２に設けられた排水通路１６を介して、外部に排出すると、排水により間隙水圧が低減して、水底地盤Ａの支持地盤層Ｃに対するプレロード効果が発揮され、スカート部１２を支持している支持地盤層Ｃ中の圧密沈下が促進される。
【００２８】
従って、基礎の構築後に追加荷重などが作用しても、供用に支障を来すほどの沈下の発生を防止することができる。また、スカート部１２を支持している地盤層Ｃの圧密沈下を積極的に促進させると、早期に確実な支持地盤が確保されるとともに、安定した基礎も早期に確保することができる。
【００２９】
このような作用効果は、支持地盤層Ｃが、砂質土層Ｃ１と粘性土層Ｃ２との互層状態であっても有効に発揮され、粘性土層Ｃ２の圧密化を早期に起こすことができる。
【００３０】
また、本実施例の場合には、集水ドレーン部１４は、スカート部１２に設けられた排水通路１６と連通し、外周面に貫通孔が設けられたドレーン管１４ａと、このドレーン管１４ａ内に設けられたフィルター材１４ｂと、ドレーン管１４ａ内に充填された透水材１４ｃで構成しているので、フィルター材１４ｂにより土砂の流入を防ぎつつ、圧密沈下を促進する排水を行うことができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上、実施例で詳細に説明したように、本発明にかかる水中基礎の構築方法によれば、構築後に追加荷重などが作用しても、供用に支障を来すほどの不具合が発生することがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明にかかる水中基礎の構築工法の一実施例を示す施工完了状態の説明図である。
【図２】  図１の要部水平断面図である。
【図３】  図１のＡ部拡大断面図である。
【図４】  図２のＢ部拡大図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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