(57)【要約】【課題】貫入抵抗の低減を図りつつ、サクション力を十分に働かせること【解決手段】ケーソン躯体１０は、筒状の側壁部１２と、側壁部の下端に設けられた底版部１４と、側壁部１２の上端に設けられた上版部１６と、側壁部１２の下端から下方に延設され、下端が開口した逆凹形のスカート部１８とを有している。スカート部１８は、側壁部１２の外周面をそのまま下方に延設した外周部１８ａと、外周部１８ａで囲繞された内方に配置される内周部１８ｂと、スカート部１８内を複数の小空間１８ｃに画成する隔壁１８ｄとを備えている。外周部１８ａのスカート長Ｌ１は、内周部１８ｂのスカート長Ｌ２よりも大きくなるようにし、外周部１８ａは、その先端が、ケーソン躯体１０が沈設される水底地盤２６の支持層２８に到達する長さに設定し、内周部１８ｂは、その先端が、支持層２８の上方の軟弱層３０に到達する長さに設定している。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の側壁部と、前記側壁部の下端に設けられた底版部と、前記側壁部の上端に設けられた上版部と、前記側壁部の下端から下方に延設されたスカート部とを備えたケーソン躯体を、前記スカート部の先端を水底地盤中に貫入させた状態で、サクション荷重を作用させて、前記ケーソン躯体を所定深度まで沈設させるスカート・サクション基礎構造体において、
前記スカート部は、外周部と、前記外周部で囲繞された内方に配置される内周部と、前記スカート部内を複数の小空間に隔成する隔壁と備え、
前記外周部のスカート長が、前記内周部のスカート長よりも大きくなるようにし、
前記外周部は、その先端が、前記ケーソン躯体が沈設される水底地盤の支持層に到達する長さに設定し、
前記内周部は、その先端が、前記支持層の上方の軟弱層に到達する長さに設定することを特徴とするスカート・サクション基礎構造体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、スカート・サクション基礎構造体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工法の一種として、特許文献１に開示されているようなサクション基礎工法が知られている。この種の基礎工法では、筒状の側壁部と、側壁部の下端に設けられた底版部と、側壁部の上端に設けられた上版部と、側壁部の下端から下方に延設されたスカート部とを備えたケーソン躯体が用いられる。
【０００３】
基礎構造物を構築する際には、スカート部の先端を水底地盤中に貫入させた状態で、サクション荷重を作用させて、ケーソン躯体を所定深度まで沈設させ、その後に、ケーソン躯体の上方に下部工と上部工とを順次構築することになる。
【０００４】
しかしながら、このような従来のサクション基礎工法には、以下に説明する技術的な課題があった。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−１７０１４６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
すなわち、前述したサクション基礎工法においては、サクション力を働かせた際に、ケーソン躯体を水平に沈設させるために、スカート部内を小さく区画している。
【０００７】
ところが、スカート部をこのような形状に形成すると、所定の支持地盤に到達すると、スカート先端の貫入抵抗が大きくなり、所定の深度まで貫入させるためには、大きなサクション力が必要になる。また、水深が浅い場合には、所要のサクション力が作用できないこともある。
【０００８】
この場合、所定の深度まで貫入させることが難しい時には、ケーソン躯体の全体の面積を広げて、支持力を確保しなければならない。この場合、貫入抵抗を減少させるために、区画した内部のスカート長を短くして、先端が水底地盤に着底しない構造とするものも提供されているが、この構造では、スカート部内が大きな空間となり、サクション力が十分に働かない場合などに、不均一な沈下が起こり易いという問題があった。
【０００９】
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、貫入抵抗の低減を図りつつ、サクション力を十分に働かせることができるスカート・サクション基礎構造体を提供することにある。
【００１０】
【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、筒状の側壁部と、前記側壁部の下端に設けられた底版部と、前記側壁部の上端に設けられた上版部と、前記側壁部の下端から下方に延設されたスカート部とを備えたケーソン躯体を、前記スカート部の先端を水底地盤中に貫入させた状態で、サクション荷重を作用させて、前記ケーソン躯体を所定深度まで沈設させるスカート・サクション基礎構造体において、前記スカート部は、外周部と、前記外周部で囲繞された内方に配置される内周部と、前記スカート部内を複数の小空間に隔成する隔壁と備え、前記外周部のスカート長が、前記内周部のスカート長よりも大きくなるようにし、前記外周部は、その先端が、前記ケーソン躯体が沈設される水底地盤の支持層に到達する長さに設定し、前記内周部は、その先端が、前記支持層の上方の軟弱層に到達する長さに設定した。
【００１１】
このように構成したスカート・サクション基礎構造体によれば、スカート部は、外周部と、外周部で囲繞された内方に配置される内周部と、スカート部内を複数の小空間に隔成する隔壁と備え、外周部のスカート長が、内周部のスカート長よりも大きくなるようにしているので、スカート部の長さを同じにした場合よりも、支持地盤到達後の貫入抵抗が低減する。
【００１２】
また、外周部は、その先端が、ケーソン躯体が沈設される水底地盤の支持層に到達する長さに設定し、内部部は、その先端が、支持層の上方の軟弱層に到達する長さに設定するので、ケーソン躯体を自重で水底地盤に沈設貫入させた際に、内部部の先端が軟弱層に到達していれば、サクション力は、隔壁で区画された小空間に均等に作用させることができる。
【００１３】
【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、本発明にかかるスカート・サクション基礎構造体の一実施例を示している。
【００１４】
図１は、本発明にかかるスカート・サクション基礎構造体の一実施例を示している。同図に示したスカート・サクション基礎構造体は、ケーソン躯体１０を備えている。
【００１５】
ケーソン躯体１０は、鋼製のものであって、筒状の側壁部１２と、側壁部の下端に設けられた底版部１４と、側壁部１２の上端に設けられた上版部１６と、側壁部１２の下端から下方に延設され、下端が開口した逆凹形のスカート部１８とを有している。
【００１６】
側壁部１２は、ケーソン躯体１０の外周面を画成するものであって、本実施例の場合には、図２にその平面形状を示すように、６個の同じ直径の円弧面を連結した形状になっている。
【００１７】
この側壁部１２内は、中心に設けられた水平断面が６角形の角筒部２０により、内室２４と外室２６とに区画されている。底版部１４は、本実施例の場合、中心部が下方に向けて膨出する円弧面に形成され、内室２４および外室２６の下面側を画成している。
【００１８】
上版部１６は、中心部が上方に向けて膨出する円弧面に形成され、内室２４および外室２６の上面側を画成している。なお、本実施例の場合、内室２４を画成する角筒部２０は、その周囲の上版部１６よりも上方に突出しているが、これは、必ずしも突出させる必要はなく、他の部分と同じレベルであっても良い。
【００１９】
スカート部１８は、本実施例の場合、側壁部１２の外周面をそのまま下方に延設した外周部１８ａと、外周部１８ａで囲繞された内方に配置される内周部１８ｂと、スカート部１８内を複数の小空間１８ｃに画成する複数の隔壁１８ｄとを備えている。
【００２０】
外周部１８ａは、側壁部１２と同様に、６個の同じ直径の円弧面を連結した形状になっている。内周部１８ｂは、本実施例の場合には、側壁部１２の中心に設けられた角筒部２０の周面を下方にそのまま延設した６角筒形に形成されている。
【００２１】
隔壁１８ｄは、外周部１８ａと内周部１８ｂとの間に介装され、外周部１８ａと内周部１８ｂとの間に形成された空間を周方向に沿って区画して、内周部１８ｂとほぼ同じ面積の６個の小空間１８ｃを設けるようにしている。
【００２２】
外周部１８ａのスカート長Ｌ１は、内周部１８ｂのスカート長Ｌ２よりも大きくなるようにし、外周部１８ａは、その先端が、ケーソン躯体１０が沈設される水底地盤２６の支持層２８に到達する長さに設定し、内周部１８ｂは、その先端が、支持層２８の上方の軟弱層３０に到達する長さに設定している。
【００２３】
なお、隔壁１８ｄの長さは、外周部１８ａと同じ長さ、ないしは、内周部１８ｂの長さと同じ長さのいずれもでもよく、さらには、外周部１８ａの先端から内周部１８ｂの先端を結ぶ傾斜状に形成しても良い。
【００２４】
以上のように構成されたスカート・サクション基礎構造体は、設置現場近傍の製作ヤードで製造され、設置現場まで曳航されて、その後沈設設置される。基礎構造体を沈設設置する際には、まず、図３に示すように、ケーソン躯体１０の、スカート部１８の先端を水底地盤中に貫入させる。
【００２５】
この際には、ケーソン躯体１０は、その自重で水底地盤２６中に貫入させられ、この自重貫入により、スカート部１８の外周部１８ａが水底地盤２６の軟弱層３０に貫入し、その後、内周部１８ｂが軟弱層３０に貫入する。
【００２６】
このような沈設貫入状態になると、内周部１８ｂ内、および、隔壁１８ｄで画成された小空間１８ｃ内を、排水，減圧して、サクション荷重を作用させて、ケーソン躯体１０を所定深度まで沈設させる。
【００２７】
そして、スカート部１８の外周部１８ａの先端が、軟弱層３０の下方に位置する支持層２８に到達し、所定量支持層２８に貫入すると、サクション荷重による沈設を終了する。この際には、図４に示すように、スカート部１８の内周部１８ｂは、その先端が軟弱層３０に留まった状態にする。
【００２８】
すなわち、本実施例の場合、スカート部１８は、内周部１８ｂは、支持層２８に到達しない長さになっているので、支持層２８に貫入するのは、外周部１８ａのみとなり、支持層２８に到達した後の貫入抵抗が低減する。
【００２９】
このようにして、ケーソン躯体１０が所定深度まで沈設されると、底版部１４の下方にグラウト材３２を注入して、グラウト材３２を固化させることで、底版部１４と水底地盤２４のとの間を埋めて、基礎構造体の安定化を図る。
【００３０】
さて、以上のように構成したスカート・サクション基礎構造体によれば、スカート部１８は、外周部１８ａと、外周部１８ａで囲繞された内方に配置される内周部１８ｂと、スカート部１８内を複数の小空間１８ｃに隔成する隔壁１８ｄと備え、外周部１８ａのスカート長Ｌ１が、内周部１８ｂのスカート長Ｌ２よりも大きくなるようにしているので、スカート部１８の長さを同じにした場合よりも、貫入抵抗が低減する。
【００３１】
ケーソン躯体１０の貫入抵抗が低減すると、必要以上に大きなサクション力を加えることなく、所定の深度まで貫入させることができ、ケーソン躯体の全体の面積を広げて、支持力を確保するといった対策も不要になる。
【００３２】
また、外周部１８ａは、その先端が、ケーソン躯体１０が沈設される水底地盤２６の支持層２８に到達する長さに設定し、内部部１８ｂは、その先端が、支持層２８の上方の軟弱層３０に到達する長さに設定するので、ケーソン躯体１０を自重で水底地盤２６に沈設貫入させた際に、内部部１８ｂの先端が軟弱層３０に到達していれば、サクション力は、隔壁１８ｄで区画された小空間１８ｃに均等に作用させることができ、不均一な沈下を回避することができる。
【００３３】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明にかかるスカート・サクション基礎構造体によれば、貫入抵抗の低減を図りつつ、サクション力を十分に働かせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるスカート・サクション基礎構造体の一実施例を示す縦断面図である。
【図２】図１の要部水平断面図である。
【図３】図１の基礎構造体を沈設する際の初期状態の説明図である。
【図４】図１の基礎構造体の沈設完了時の説明図である。
【符号の説明】
１０        ケーソン躯体
１２        側壁部
１４        底版部
１６        上版部
１８        スカート部
１８ａ      外周部
１８ｂ      内周部
１８ｃ      小空間
１８ｄ      隔壁
２６        水底地盤
２８        支持層
３０        軟弱層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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