(57)【要約】【課題】水深の浅い個所での施工を可能にすること。【解決手段】サクション基礎工法では、スカート部を備えたケーソン躯体を、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、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。サクション荷重により、スカート部を水底地盤中に貫入させる際には、下部工の荷重に対応した大きさの荷重が加えられる（ステップ３）。下部工の構築が終了すると、ケーソン躯体の底版部の直下部分に、止水部が形成され、スカート部の内面に形成される空間内に注水して、注水荷重によるプレロード▲２▼を、底版部の直下水底地盤に加える（ステップ７）。この場合、上部工の荷重に相当する荷重を注水荷重とする。【選択図】  図４
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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、その後に、前記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サクション基礎工法において、
前記サクション荷重は、前記下部工の荷重に対応させて、前記スカート部にプレロードを加えるものとし、
前記ケーソン躯体の上部側に前記下部工を構築した後に、前記底版部下の水底地盤中に止水部を形成した後に、前記止水部と前記底版部との間に注水荷重を導入して、前記底版部下の水底地盤に、プレロードを加えることを特徴とするサクション基礎工法。
【請求項２】
前記底版部下の水底地盤に加えるプレロードは、前記上部工の荷重に相当する大きさに設定することを特徴とする請求項１記載のサクション基礎工法。
【請求項３】
前記底版部下の水底地盤に加えるプレロードは、前記ケーソン躯体の自重と、前記下部工の荷重、および、前記ケーソン躯体の周面抵抗を加えたものを反力として、これらの総和に相当する大きさに設定することを特徴とする請求項１記載のサクション基礎工法。
【請求項４】
前記底版下の水底地盤にプレロードを加えた後に、前記下部工の上方に前記上部工を構築する前に、前記注水荷重に代えて、前記底版下にグラウト材を注入することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載のサクション基礎工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、サクショク基礎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ク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２０００−２４００６６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、下部工および上部工完成時に、沈下量を最小限に抑えるためには、完成時に地盤に作用する荷重を予めプレロードとして作用させる必要があり、例えば、ケーソン躯体の荷重が３０００ｔｆ、上部工が５０００ｔｆ、下部工が３０００ｔｆであるとすると、ケーソン躯体の貫入時に、使用時の荷重をサクションで載荷するとすれば、必要なサクション荷重は、８０００ｔｆ（上部工５０００ｔｆ＋下部工３０００ｔｆ）となる。
【０００７】
このような大きさのサクション荷重を加えるためには、例えば、ケーソン躯体の面積を４００ｍ２とすると、２０ｍ以上の水深が必要になり、水深の浅い個所での施工が困難になり、地盤支持力を満足させるためには、ケーソン躯体の面積を大きくしなければならない。
【０００８】
また、前述したサクション基礎工法では、ケーソン躯体の貫入時に、加えられるサクション荷重は、プレロードとなるが、このプレロードは、スカート部にしか作用していないので、底版下地盤の支持力の効果が期待することができず、不経済な設計となっていた。
【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、地盤支持力を向上させることで、水深が浅い場合でも、面積の拡大などの対策が不要になり、かつ、経済的な設計も可能にするサクション基礎工法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、その後に、前記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サクション基礎工法において、前記サクション荷重は、前記下部工の荷重に対応させて、前記スカート部にプレロードを加えるものとし、前記ケーソン躯体の上部側に前記下部工を構築した後に、前記底版部下の水底地盤中に止水部を形成した後に、前記止水部と前記底版部との間に注水荷重を導入して、前記底版部下の水底地盤にプレロードを加えるようにした。
【００１１】
このように構成したサクション基礎工法によれば、サクション荷重は、下部工の荷重に対応させて、スカート部にプレロードを加えるものとするので、ケーソン躯体の貫入時に、下部工と上部工とを含む荷重に相当するプレロードを加える場合に比べて、浅い水深でも施工することができ、地盤支持力を満足させるために、ケーソン躯体の面積を大きくするなどの対策が不要になる。
【００１２】
また、本発明では、ケーソン躯体の上部側に下部工を構築した後に、底版下の水底地盤中に止水部を形成した後に、止水部と底版との間に注水荷重を導入して、底版下の水底地盤にプレロードを加えるので、底版下地盤の支持力を期待することができる。
【００１３】
前記底版部下の水底地盤に加えるプレロードは、前記上部工の荷重に相当する大きさに設定することができる。
【００１４】
前記底版部下の水底地盤に加えるプレロードは、前記ケーソン躯体の自重と、前記下部工の荷重、および、前記ケーソン躯体の周面抵抗を加えたものを反力として、これらの総和に相当する大きさに設定することができる。
【００１５】
また、本発明では、前記底版下の水底地盤にプレロードを加えた後に、前記下部工の上方に前記上部工を構築する前に、前記注水荷重に代えて、前記底版下にグラウト材を注入することができる。
【００１６】
【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４は、本発明にかかるサクション基礎工法の一実施例を示している。
【００１７】
これらの図に示したサクション基礎工法では、側壁部１０と、底版部１２と、上版部１４と、スカート部１６とを有するケーソン躯体１８を用いて、水中に基礎が構築される。
【００１８】
側壁部１０は、例えば、円形，多角形，楕円形などの閉塞した断面形状の筒状に形成されている。底版部１２は、側壁部１０の下端側にあって、側壁部１２を閉塞するようにして、側壁部１０と一体に形成され、本実施例の場合には、中心が下方に膨出する湾曲形状になっている。
【００１９】
上版部１４は、側壁部１０の上端側にあって、側壁部１０の上端側を閉塞する平坦状になっていて、側壁部１０と一体に形成されている。なお、上版部１４は、必ずしも側壁部１２の上端を閉塞する形状にする必要はない。
【００２０】
スカート部１６は、側壁部１０の下端から、側壁部１０と同一形状で、下方に延設された、下端が開口した環状体であって、開口端には、刃先部が設けられている。なお、スカート部１６は、必ずしも側壁部１０と同一形状に形成する必要はない。
【００２１】
このような形状のケーソン躯体１８は、例えば、鉄筋コンクリートで基礎の構築現場近傍の製作ヤードで製造される。図４には、製造されたケーソン躯体１８を基礎として用い、この基礎上に下部工２０および上部工２２を構築する際の手順が示されており、以下にこの手順に従って、本実施例の基礎工法の施工方法を説明する。
【００２２】
製作ヤードで製造されたケーソン躯体１８は、構築現場まで曳航された後に、所定の位置に位置決めされて、水中に沈設される（ステップ１）。ケーソン躯体１８の先端に設けられているスカート部１６が、水底地盤２４に到達すると、まず、図１に示すように、ケーソン躯体１８の自重による貫入が行われる（ステップ２）。
【００２３】
そして、この自重貫入が終わると、次に、スカート部１６内を減圧して、ケーソン躯体１８にサクション荷重を加えて、このサクション荷重により、スカート部１６を水底地盤２４中に貫入させる工程が行われる（ステップ３）。
【００２４】
このときのサクション貫入は、スカート部１６にプレロード▲１▼を加えるものであって、下部工２０の荷重に対応させるものとする。この場合、ケーソン躯体１８の荷重（自重）が３０００ｔｆ、上部工２２が５０００ｔｆ、下部工２０が３０００ｔｆであるとすると、下部工２０の荷重は、３０００ｔｆなので、基礎面積４００ｍ２であれば、８ｍの水深があればよく、同じ基礎面積で２０ｍ以上の水深が必要になる従来工法よりも、浅い水深での施工が可能になる。
【００２５】
サクション荷重を加えて、スカート部１６が水底地盤２４の所定深度まで沈下すると、（ステップ４）、サクション荷重の印加を停止して、次に、図２に示すように、ケーソン躯体１８の上版部１４上に下部工２０が構築される（ステップ５）。
【００２６】
このようにして下部工２０を構築すると、予め、その荷重分に相当するプレロードがスカート部１６に加えられているので、下部工２０の構築により、ケーソン躯体１８が沈下することがない。
【００２７】
下部工２０の構築が終了すると、ケーソン躯体１８の底版部１２の直下部分に、止水部２６が形成される。この止水部２６の形成は、スカート部１６で囲繞されている水底地盤２４に、ベントナイトなどの粘稠剤を注入して、底版部１２下に止水部２６を形成する（ステップ６）。
【００２８】
止水部２６が形成されると、この止水部２６とスカート部１６および底版部１２とで四周が画成された空間が、スカート部１６の内面に形成されるので、この空間内に注水して、注水荷重によるプレロード▲２▼を、底版部１２の直下水底地盤２４に加える（ステップ７）。
【００２９】
この場合に加えうるプレロード▲２▼は、ケーソン躯体１８の荷重（自重）３０００ｔｆで、下部工２０が３０００ｔｆ、周面抵抗が２０００ｔｆなので、これらの総和を反力とすることができ、合計８０００ｔｆまで載荷することができる。
【００３０】
この場合、上部工２２の荷重が５０００ｔｆなので、少なくともこれに相当する荷重を注水荷重とすればよい。なお、止水部２６を設けておくと、後述する注水荷重を除いた場合に、水底地盤２４が隆起して、注水荷重によるプレロード▲２▼の効果が消失することが防止される。
【００３１】
所定の注水荷重が載荷されて、底版部１２の直下水底地盤２４にプレロード▲２▼が加えられると、次に、図３に示すように、スカート部１６内に、注水荷重に替えて、グラウト材２８が注入される（ステップ８）。
【００３２】
このグラウト材２８は、例えば、モルタルなどであり、止水部２６とスカート部１６および底版部１２とで外周が画成された空間内に、グラウト材２８を注入して、これを固化させる。
【００３３】
グラウト材２８が注入されて、これが固化すると、次に、下部工２０の上方に上部工２２が構築され（ステップ９）、工事が完了する。上部工２２を構築する際には、スカート部１６の３０００ｔｆのプレロード▲１▼が作用し、底版部１２の直下地盤２４には、少なくとも、５０００ｔｆ（最大８０００ｔｆ）のプレロード▲２▼が作用しているので、上部工２２を構築する際の沈下に対する安全性が非常に高くなる。
【００３４】
さて、以上のように構成したサクション基礎工法によれば、サクション荷重▲１▼は、下部工２０の荷重に対応させて、スカート部１６にプレロードを加えるものとするので、ケーソン躯体１８の貫入時に、下部工２０と上部工２２とを含む荷重に相当するプレロードを加える場合に比べて、浅い水深でも施工することができ、地盤支持力を満足させるために、ケーソン躯体１８の面積を大きくするなどの対策が不要になる。
【００３５】
また、本実施例では、ケーソン躯体１８の上部側に下部工２０を構築した後に、底版部１２下の水底地盤２４中に止水部２６を形成した後に、止水部２６と底版部１２との間に注水荷重を導入して、底版部１２下の水底地盤２４に、上部工２２の荷重に対応するプレロード▲２▼を加えるので、底版部１２下地盤の支持力を期待することができる。このため、常時の許容支持力が大きくなり、沈下に対してより安全となる。
【００３６】
この場合のプレロード▲２▼は、上部工２２の荷重に相当する大きさ、ないしは、ケーソン躯体１８の自重と、下部工２０の荷重、および、ケーソン躯体１８の周面抵抗を加えたものを反力として、これらの総和に相当する大きさに設定することができ、このような大きさのプレロード▲２▼を作用させることで、沈下に対する安全性がより一層高くなる。
【００３７】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明にかかるサクション基礎工法によれば、地盤支持力を向上させることで、水深が浅い場合でも、面積の拡大などの対策が不要になり、かつ、経済的な設計も可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるサクション基礎工法の初期工程の説明図である。
【図２】図１に引き続いて行われる工程の説明図である。
【図３】図２に引き続いて行われる工程の説明図である。
【図４】本発明にかかるサクション基礎工法の施工手順を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
１０        側壁部
１２        底版部
１４        上版部
１６        スカート部
１８        ケーソン躯体
２０        下部工
２２        上部工
２４        水底地盤
２６        止水部
２８        グラウト材
【図１】
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【図２】
2004353217.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004353217.tif 000006