(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水面上に浮体構造物を浮設すると共に、該水面とその下方の支持地盤との相対的距離が短期的および長期的に変動するものにおいて、上記支持地盤に保持手段を定着せしめると共に、該保持手段と上記浮体構造物とを運動減衰手段を介して接合し、上記浮体構造物の短期的な変動あるいは上記水面と支持地盤との相対距離の長期的な変動に対して、上記浮体構造物を安定して浮設するようにしたことを特徴とする浮体構造物の安定化工法。
【請求項２】
支持地盤上に堆積した軟弱地盤中にプール構造体を構築して、その内部に液体を湛えると共にその液面上に上記浮体構造物を浮設し、該液面と上記プール構造体の底面との相対的距離が短期的および長期的に変動するものにおいて、上記底面に保持手段を定着せしめると共に、該保持手段と上記浮体構造物とを運動減衰手段を介して接合し、上記浮体構造物の短期的な変動あるいは上記液面と底面との相対距離の長期的な変動に対して、上記浮体構造物を安定して浮設するようにしたことを特徴とする浮体構造物の安定化工法。
【請求項３】
水面とその下方の支持地盤との相対的距離が短期的および長期的に変動するものにおいて、上記支持地盤に定着される保持手段と、上記水面上に浮設される浮体構造物と該保持手段との間に介在して設けられる運動減衰手段と、から構成されることを特徴とする浮体構造物の安定化装置。
【請求項４】
上記保持手段が、杭などの長尺状剛構造部材であることを特徴とする請求項３に記載の浮体構造物の安定化装置。
【請求項５】
上記保持手段が、上記支持地盤に定着されるアンカー部材と、上記浮体構造物との間に上記運動減衰手段を介して接続されるピストン部材と、これらアンカー部材とピストン部材を連結する係留ケーブルなどの索条部材であることを特徴とする請求項３に記載の浮体構造物の安定化装置。
【請求項６】
上記運動減衰手段が、アスファルト等の粘弾性材であることを特徴とする請求項３、４または５に記載の浮体構造物の安定化装置。
【請求項７】
上記運動減衰手段が、粘性流体や（海）水などの流体を少しづつ流通せしめることが可能なポートを有するダンパー装置であることを特徴とする請求項３、４または５に記載の浮体構造物の安定化装置。
【請求項８】
支持地盤上に堆積した軟弱地盤中に構築したプール構造体の底面と、該プール構造体内に湛えられた液体の液面との相対的距離が短期的あるいは長期的に変動するものにおいて、上記プール構造体の底面に定着される保持手段と、上記水面上に浮設される浮体構造物と該保持手段との間に介在して設けられる運動減衰手段と、から構成されることを特徴とする浮体構造物の安定化装置。
【請求項９】
複数の上記保持手段の間にブレースを設けて、該ブレースに運動減衰手段を設けたことを特徴とする請求項３、４、５、６、７または８に記載の浮体構造物の安定化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、海上空港や海上工業用地などの人工地盤、橋梁、特に浮上式人工地盤等の浮体構造物の安定化工法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、海、河川、湖沼、干潟などにおける埋め立て地業により空港や工業団地用地などが造成されているが、特に不同沈下対策として長期に亘るメンテナンスを必要とするだけでなく、土砂の掘削・運搬・埋立てに伴う環境汚染等の問題もある。
【０００３】
一方、海、河川、湖沼上に人工地盤を浮かせて海上空港や海上工業用地などを構築したり、上記人工地盤を支持杭により支持するものもある。前者のように、水上に浮かせる人工地盤の場合には、図７（Ａ）に示すように、波や風などにより水面Ｗが短時間のうちに上下変動すると、人工地盤Ｄが船と同様に揺れるなどの問題がある。また、後者のように、支持杭により支持される人工地盤の場合には、図７（Ｂ）に示すように、支持地盤Ｇが沈下するとこれに伴って支持杭Ｐが下がって上記人工地盤Ｄが水面Ｗ下に沈んだり、あるいは、水面Ｗの変位（長期的な上下動）などにより、支持地盤Ｇと水面Ｗとの距離が長期間に亘って変動すると、上記人工地盤Ｄが水面Ｗ下に沈んだり水面Ｗ上に浮き上がってしまう等の問題点があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来の問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、支持地盤の（不同）沈下や長期に亘る水位の変動による影響や、波動による揺れなどの水面の短期的な変動のない浮体構造物の安定化工法および装置を提供することにある。
【０００５】
【問題を解決するための手段】
本発明の浮体構造物の安定化工法は、水面上に浮体構造物を浮設すると共に、該水面とその下方の支持地盤との相対的距離が短期的および長期的に変動するものにおいて、上記支持地盤に保持手段を定着せしめると共に、該保持手段と上記浮体構造物とを運動減衰手段を介して接合し、上記浮体構造物の短期的な変動あるいは上記水面と支持地盤との相対距離の長期的な変動に対して、上記浮体構造物を安定して浮設するようにしたことを特徴とする。また、上記支持地盤上に堆積した軟弱地盤中にプール構造体を構築して、その内部に液体を湛えると共にその液面上に上記浮体構造物を浮設し、該液面と上記プール構造体の底面との相対的距離が短期的および長期的に変動するものにおいて、上記底面に保持手段を定着せしめると共に、該保持手段と上記浮体構造物とを運動減衰手段を介して接合し、上記浮体構造物の短期的な変動あるいは上記液面と底面との相対距離の長期的な変動に対して、上記浮体構造物を安定して浮設するようにしたことを特徴とするものである。
【０００６】
【問題を解決するための手段】
本発明の浮体構造物の安定化装置は、水面とその下方の支持地盤との相対的距離が短期的および長期的に変動するものにおいて、上記支持地盤に定着される保持手段と、上記水面上に浮設される浮体構造物と該保持手段との間に介在して設けられる運動減衰手段と、から構成されることを特徴とする。また、上記保持手段が、杭などの長尺状剛構造部材であることを特徴とする。さらに、上記保持手段が、上記支持地盤に定着されるアンカー部材と、上記浮体構造物との間に上記運動減衰手段を介して接続されるピストン部材と、これらアンカー部材とピストン部材を連結する係留ケーブルなどの索条部材であることを特徴とする。又更に、上記運動減衰手段が、アスファルト等の粘弾性材であることを特徴とする。更に又、上記運動減衰手段が、粘性流体や（海）水などの流体を少しづつ流通せしめることが可能なポートを有するダンパー装置であることを特徴とする。また、支持地盤上に堆積した軟弱地盤中に構築したプール構造体の底面と、該プール構造体内に湛えられた液体の液面との相対的距離が短期的あるいは長期的に変動するものにおいて、上記プール構造体の底面に定着される保持手段と、上記水面上に浮設される浮体構造物と該保持手段との間に介在して設けられる運動減衰手段と、から構成されることを特徴とする。さらに、複数の上記保持手段の間にブレースを設けて、該ブレースに運動減衰手段を設けたことを特徴とするものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１（Ａ）において、１は浮体構造物であって、水面２上に浮いている。該浮体構造物１は、例えば、本実施例のように上部建造物３などを構築する場合には、これを支持するのに十分な強度の構造物であって、しかも、該浮体構造物１自身および上部建造物３など全体の荷重に対抗する浮力を生じさせる材料・構造のものであれば、いずれでもよく、本実施例に限定するものではない。なお、上記上部建造物３は、本発明の浮体構造物にとって必須ものもではなく、上記浮体構造物１の利用態様もさまざまなものがあり、特に限定するものではない。従って、本発明の浮体構造物には、水上建築物や桟橋などの水上建造物も含まれる。
【０００８】
４は水底の支持地盤であって、該支持地盤４には、鋼管杭５などの保持手段の下部が定着されている。また、本発明の保持手段としては、上記鋼管杭５に限定するものではなく、上記浮体構造物１を上記支持地盤４に保持し得るものであれば、他の杭構造物などの長尺状剛構造部材あるいは後述する係留ケーブルなどの索条部材など、いずれでもよい。上記鋼管杭５の上部は、アスファルト６などの粘弾性材を介して、上記浮体構造物１に接合されている。
【０００９】
図１（Ｂ）および（Ｃ）は、上記浮体構造物１と鋼管杭５の接合部を拡大して示すもので、上記浮体構造物１にシリンダー状穴１ａを下方に向けて開設すると共に、該シリンダー状穴１ａ内に上記鋼管杭５の上端部５ａを挿設し、これれら鋼管杭５の上端部５ａと上記シリンダー状穴１ａの間にアスファルト６を充填することにより両者を接合している。なお、該アスファルト６は、必ずしも本実施例のように筒状に充填する必要はなく、要するに、上記浮体構造物１と上記鋼管杭５の間に介在していればいずれの態様でもよい。７は、上記シリンダー状穴１ａの内面に固着されている外部鋼管であり、その内面が上記アスファルト６に接合している。この外部鋼管７は必須のものではなく、アスファルト６を上記シリンダー状穴１ａの壁面に直接接合させてもよい。
【００１０】
上記アスファルト６のような粘弾性材は、固体と流動体の両性質を有するため、短期的な変動荷重に対しては固体のような性質を発揮して、この変動加重に抵抗し、一方、長期的な変動荷重に対しては流動体のような性質を発揮して無抵抗となる。従って、図２に示すように、上記浮体構造物１が水面２の波動による短期的な上下動を受けても、上記アスファルト６がこれに抵抗するので、上下動は上記鋼管杭５に伝達される。さらに、該鋼管杭５は支持地盤４に定着されているので、上記浮体構造物１の上記短期的な上下動は、最終的に、上記支持地盤４により阻止されることになる。
【００１１】
また、図３に示すように、上記支持地盤４が不同沈下（単なる沈下であってもよい）すると、これに定着されている各鋼管杭５（本実施例では４本）がこれに伴って下方に移動する。一方、上記浮体構造物１が浮力を受けている水面２は変化しない。その結果、上記浮体構造物１に対して上記鋼管杭５が下方への変動力を受ける。上記沈下は長期間に亘って行われるため、上記鋼管杭５の下方への変動荷重は長期的なものであり、上記アスファルト６はこれに抵抗することはなく、各鋼管杭５の下方への移動を許すことになる。
【００１２】
図４（Ａ）は、本発明の運動減衰手段の別の実施例を示すもので、上記鋼管杭５の上端部にピストン５ｂを設けて、該ピストン５ｂにポート（小さな孔）５ｃを形成したダンパー装置が設けられている。従って、上記浮体構造物１と上記鋼管杭５の上下方向の相対移動に伴って、シリンダー状孔１ａ内に充填されている流体（オイル等の粘性流体、水など）が上記ポート５ｃを通って移動するようになっている。従って、上記相対移動が短期的な場合には、上記ポート５ｃを流体が急激に流れることができないため、事実上、ロックされた状態となる。一方、上記相対移動が長い時間をかけて行われると、上記ポート５ｃを流体がゆっくりと流れることができ、相対移動が行われる。上記流体が水である場合には、浮体構造物１を浮かせている海水等の水であってもよい。
【００１３】
図４（Ｂ）は上記図４（Ａ）のダンパー装置の改変例を示すもので、本発明の保持手段としての鋼管杭５の端部にポート５ｃを形成した構造となっていて、このポート５ｃを水が通過するようになっていて、その作用については、上記図４（Ａ）の実施例と同じである。この水は、浮体構造物１を浮かせている海水等の水を利用するのが好ましい。
【００１４】
再び、図１において、上記鋼管杭５の間にはブレース５′が設けられている。本実施例のブレース５′は棒鋼材などの引張材により構成されているが、圧縮に抵抗する部材により構成してもよい。上記ブレース５′には運動減衰手段６′が設けられていて、ブレース５′の短期的な引張力には抵抗し、長期的な引張力に対してはブレース５′が伸びるようになっている。ブレース５′が圧縮材により構成されている場合には、圧縮力にたいしても同様の挙動を示す。上記運動減衰手段６′は、例えば、図４（Ｃ）に示すように、上記アスファルト６を介挿した運動減衰構造であったり、図４（Ｄ）あるいは（Ｅ）に示すように、ダンパー装置から成る運動減衰構造である。
【００１５】
図５は、上記浮体構造物１のシリンダー状孔１ａに上記アスファルト６等の粘弾性材を介してピストン部材８を設けると共に、上記支持地盤４にアンカー部材９を定着させて、これらのピストン部材８とアンカー部材９を係留ケーブル１０で繋いで構成している。従って、支持地盤４が沈下すると、上記係留ケーブル１０を通じてピストン部材８が長期間に亘って下方に引っ張られ、アスファルト６が流動して上記ピストン部材８が移動する。本実施例は、支持杭を構築する必要がないため、建設コストを安くすることができる。
【００１６】
図６は、沼や干潟などの軟弱地盤上に人工地盤等を構築する場合の実施例を示すもので、軟弱地盤４′にプール構造物１１を構築すると共に、該プール構造物１１内に液体１２を湛え、該液体１２に浮体構造物１を浮かべて構成されている。上記プール構造物１１の底面には鋼管杭１３を植設して、その上端部をアスファルト６等の粘弾性材を介して上記浮体構造物１に接合する。本実施例では、沼地や干潟や臨海埋立地や液状化の可能性のある場所などの軟弱な地盤に建造物を構築する場合に好適である。
【００１７】
【発明の効果】
１）支持地盤の（不同）沈下や長期に亘る水位の変動による影響や、波動による揺れのない安定した浮体構造物を提供することができる。
２）ジャッキアップにより浮力の調整をすることで、水面からの距離を変化させることができる極めて安定した浮体構造物を構築することができる。
３）２４時間稼働が可能な海上空港や、生活環境との距離を確保できる海上工業団地などの大規模な浮体構造物を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す説明図（Ａ）、その要部の拡大図（Ｂ）、（Ｂ）のイ−イ拡大断面図（Ｃ）である。
【図２】図１の実施例の作用説明図である。
【図３】図１の実施例の作用説明図である。
【図４】本発明の運動減衰手段の別の実施例をそれぞれ示す説明図（Ａ）（Ｂ）である。
【図５】本発明の別の実施例を示す説明図である。
【図６】本発明の更に別の実施例を示す説明図である。
【図７】従来の浮体構造物の説明図である。
【符号の説明】
１  浮体構造物
１ａ  シリンダー状穴
２  水面
３  上部建造物
４  支持地盤
４′軟弱地盤
５  鋼管杭
５′ブレース
５ａ  上端部
５ｂ  ピストン
５ｃ  ポート
６  アスファルト
６′運動減衰手段
７  外部鋼管
８  ピストン部材
９  アンカー部材
１０  係留ケーブル
１１  プール構造物
１２  液体
１３  鋼管杭
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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