(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の側壁部と、この側壁部の上端に設けられた上版部と、前記側壁部の下端に設けられた底版部と、前記底版部の下方に延設されるスカート部とを備え、サクション荷重を加えることにより水底地盤中に、前記スカート部を貫入させるケーソン躯体を有する水中基礎構造物において、
前記スカート部は、下方側への突出長が調整可能な下端が開口した複数の筒体で構成し、
前記筒体は、上端側が前記底版部に固設された固定筒体と、この固定筒体の内周側に、上下移動自在に嵌合された可動筒体と、前記可動筒体を上下方向に移動させる吊ロッドとを有し、
前記可動筒体の上端と前記底版部の下端面との間に、気密ないしは液密性を確保する蛇腹シートを設けたことを特徴とする水中基礎構造物。
【請求項２】
筒状の側壁部と、この側壁部の上端に設けられた上版部と、前記側壁部の下端に設けられた底版部と、前記底版部の下方に延設されるスカート部とを備えたケーソン躯体を、サクション荷重を作用させて水底地盤中に沈設する水中基礎構造物の構築工法において、
前記スカート部は、下方側への突出長が調整可能な下端が開口した複数の筒体で構成し、
前記筒体は、上端側が前記底版部に固設された固定筒体と、この固定筒体の内周側に、上下移動自在に嵌合された可動筒体と、前記可動筒体を上下方向に移動させる吊ロッドとを有し、
前記可動筒体の上端と前記底版部の下端面との間に、気密ないしは液密性を確保する蛇腹シートを設け、
前記ケーソン躯体を沈設する際に、前記蛇腹シートを伸縮させて前記可動筒体内への水の浸入を防止しながら、不陸,傾斜などの水底地盤の支持層の条件に応じて、前記可動筒体の突出長さを前記吊ロッドの操作により調節することを特徴とする水中基礎構造物の構築工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、水中基礎構造物および水中基礎構造物の構築工法に関し、特に、水中基礎構造物を構築する水底地盤の支持層に不陸や傾斜がある場合に好適な水中基礎構造物および水中基礎構造物の構築工法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
水中に基礎を構築する際に、杭基礎の場合は、押し込み力として打撃や振動などの機械力を利用することができるが、例えば、大型の海岸や海洋構造物のような大水深基礎では、このような機械力により、基礎構造物を沈設することが困難になる。
【０００３】
そこで、このような大水深基礎の構築方法の一つとして、スカート部を有するケーソン躯体を、圧力差（サクション）を利用して、水底地盤中に沈設するサクション基礎工法と呼ばれている構築方法がある。
【０００４】
この構築方法は、筒状のケーソン躯体の下端外周縁に、水底に貫入させて、水の流入を阻止するスカート部を設け、ケーソン躯体を沈設する際に、スカート部の先端側を水底地盤中に貫入させた状態で、スカート部内の水を排除することで、内部の圧力を下げて、スカート部の内外に圧力差を発生させて、ケーソン躯体を水底地盤中に沈設する。
【０００５】
この構築方法は、比較的施工が容易で、十分に水底地盤中に根入れされたケーソン躯体は、滑動，転倒，引き抜きに対する抵抗も著しく増大するという長所がある。
【０００６】
ところが、このようなケーソン躯体を用いる従来の水中基礎構造物の構築工法には、特に、ケーソン躯体の支持層である水底地盤に不陸や傾斜があると、以下に説明する技術的な課題があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
すなわち、従来のケーソン躯体を用いる水中基礎構造物の構築工法では、構造物の安定性は、水底地盤中の支持層へスカート部を必要な深さだけ貫入させることにより確保している。
【０００８】
ところが、基礎構造物を構築する現場の水底地盤の支持層に不陸や傾斜がある場合には、構造物の安定性に必要な貫入深さを確保しようとすると、スカート部の貫入量を場所によって異ならせることになり、このためには、通常、スカート部の突出長さを部分的に変える必要がある。
【０００９】
しかし、スカート部の突出長さを部分的に変化させると、突出長さが長い方では、曳航ないしは浮上させた際の喫水が大きくなり、喫水が不均一になって、安定性の確保が難しくなり、施工性が悪化する。
【００１０】
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、構造物の安定に必要な貫入量を確保しつつ施工性が向上する水中基礎構造物および水中基礎構造物の構築工法を提供することにある。
【００１１】
【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、この側壁部の上端に設けられた上版部と、前記側壁部の下端に設けられた底版部と、前記底版部の下方に延設されるスカート部とを備え、サクション荷重を加えることにより水底地盤中に、前記スカート部を貫入させるケーソン躯体を有する水中基礎構造物において、前記スカート部は、下方側への突出長が調整可能な下端が開口した複数の筒体で構成し、前記筒体は、上端側が前記底版部に固設された固定筒体と、この固定筒体の内周側に、上下移動自在に嵌合された可動筒体と、前記可動筒体を上下方向に移動させる吊ロッドとを有し、前記可動筒体の上端と前記底版部の下端面との間に、気密ないしは液密性を確保する蛇腹シートを設けた。
このように構成した水中基礎構造物によれば、スカート部は、下方側への突出長が調整可能な下端が開口した複数の筒体で構成しているので、曳航ないしは浮上する際には、突出長を調整して全長を短くしたり、あるいは同一にすると、喫水の不均一を低減ないしは回避することができる。
一方、ケーソン躯体を水底地盤中に沈設する際には、各筒体の下方側への突出長を調整すると、構造物の安定に必要なスカート部の支持層への貫入深さを確保することができる。
また、本発明では、筒体を固定および可動筒体からなる二重構造にすることにより、比較的簡単な構成により、構造物の安定に必要なスカート部の貫入深さを確保しつつ、施工性を改善することができる。
さらに、本発明は、筒状の側壁部と、この側壁部の上端に設けられた上版部と、前記側壁部の下端に設けられた底版部と、前記底版部の下方に延設されるスカート部とを備えたケーソン躯体を、サクション荷重を作用させて水底地盤中に沈設する水中基礎構造物の構築工法において、前記スカート部は、下方側への突出長が調整可能な下端が開口した複数の筒体で構成し、前記筒体は、上端側が前記底版部に固設された固定筒体と、この固定筒体の内周側に、上下移動自在に嵌合された可動筒体と、前記可動筒体を上下方向に移動させる吊ロッドとを有し、前記可動筒体の上端と前記底版部の下端面との間に、気密ないしは液密性を確保する蛇腹シートを設け、前記ケーソン躯体を沈設する際に、前記蛇腹シートを伸縮させて前記可動筒体内への水の浸入を防止しながら、不陸,傾斜などの水底地盤の支持層の条件に応じて、前記可動筒体の突出長さを前記吊ロッドの操作により調節するようにした。
このように構成した水中基礎構造物の構築工法によれば、曳航ないしは浮上する際には、各筒体の突出長さを短くしたり、あるいは、同一にすると、喫水の不均一を低減ないしは回避することができるとともに、ケーソン躯体を水底地盤中に沈設する際には、各筒体の下方側への突出長を調整することにより、構造物の安定に必要なスカート部の貫入深さを確保することができる。
【００１２】
【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６は、本発明にかかる水中基礎構造物および水中基礎構造物の構築工法の一実施例を示している。
【００１３】
同図に示した水中基礎構造物は、ケーソン躯体１０を有し、このケーソン躯体１０は、筒状の側壁部１２と、この側壁部１２の下端側を閉塞するように設けられた底版部１４と、底版部１４の下方に延設されるスカート部１６とを備えた、実質的に同一構成の複数のケーソンユニットが用いられている。
【００１４】
各ケーソンユニットの側壁部１２は、独立した中空円筒に形成されていて、長さの異なる複数(４個)が用いられ、外周面の一部同士が接触するように、垂直方向に配置された側壁部１２は、周縁部分において、相互に外周面同士が重なり合うようにして一体化されているとともに、その上端側は、上版部１３により閉塞されている。
【００１５】
底版部１４は、各側壁部１２の内面側に外周縁が固設され、下方に向けて膨出する球面状に形成されていて、その高さ位置は、ほぼ同一レベルになるように、各側壁部１２に対して異ならせている。
【００１６】
スカート部１６は、下方側への突出長さが調整可能な二重構造の固定および可動筒体１６ａ,１６ｂを備え、可動筒体１６ｂが固定筒体１６ａに対して、上下移動自在に設置されている。
【００１７】
スカート部１６は、本実施例の場合には、独立した中空円筒状に形成された側壁部１２に対して、それぞれに対応するように実質的に同一構成のものが配置されている。
【００１８】
固定筒体１６ａは、側壁部１２と同じ直径の両端が開口した円筒体であって、各側壁部１２を下方に延長するようにして、その上端が側壁部１２の下端側に一体に固設され、図３に示すように、外周面の一部が相互に結合されている。
【００１９】
本実施例の場合には、図１に示すように、水底地盤１８中の支持層２０が傾斜している個所にケーソン躯体１０を沈設するために、固定筒体１６ａは、その下方側への突出長さ、すなわち、軸方向の長さが、傾斜に沿うように、左から右に向かって、階段状に漸次短くなるように設定されている。
【００２０】
可動筒体１６ｂは、固定筒体１６ａと同じ形状の両端が開口した円筒体であって、固定筒体１６ａよりも直径が小さくなっていて、固定スカート１６ａの内面側に上下移動自在に収納される。
【００２１】
本実施例の場合には、固定筒体１６ａの軸方向の長さが、支持層２０の傾斜に沿うように、左から右に向かって階段状に漸次短くなるように設定されているので、可動筒体１６ｂの軸方向の全長も、これに併せて左から右に向けて階段状に漸次短くなっている。
【００２２】
可動筒体１６ｂの上下移動構造は、図３,４に示すように構成されている。同図に示した上下移動構造は、可動筒体１６ｂを固定筒体１６ａの内周側に嵌合した構成であって、固定筒体１６ａの内周面に固設された複数のプレート２２と、可動筒体１６ｂの外周面に突設された嵌合突起２４とを備えている。
【００２３】
プレート２２は、固定筒体１６ａの外周面に沿って等角度間隔で複数設けられ、各プレート２２には、嵌合突起２４の嵌合可能な凹溝２６がその長手方向に沿って設けられている。
【００２４】
嵌合突起２４は、固定筒体１６ａの外周面に沿って等角度間隔で複数設けられたプレート２２に対応するように、可動筒体１６ｂの外周面に同じ角度間隔で複数設けられている。
【００２５】
そして、各可動筒体１６ｂには、図５,６に示すように、複数の吊ロッド２８が取付けられている。この吊ロッド２８は、円筒状の可動筒体１６ｂの周方向に沿って複数配置され、その下端側が可動筒体１６ｂの壁体内に埋設されていて、可動筒体１６ｂの軸方向に沿って、底版部１４と上版部１３とを貫通するようにして、上方に延設されている。
【００２６】
突起２４を凹溝２６内に嵌合させて固定筒体１６ａ内に収納された可動筒体１６ｂの上端と底版部１４の下端面との間には、図５,６に示すように、蛇腹シート３０が配置されていて、スカート部１６内を減圧して、サクション荷重を加える際に、固定筒体１６ａと可動筒体１６ｂとの間の気密ないしは水密性を確保するようになっている。
【００２７】
各可動筒体１６ｂは、ケーソン躯体１０を曳航する場合、または、沈設設置する前に浮上させる場合には、図５に示すように、固定筒体１６ａ内に収納される。
【００２８】
この収納状態は、固定筒体１６ａの上端側近傍まで可動筒体１６ｂを吊ロッド２８により引き上げて、吊ロッド２８を止め金具３２により、上版部１３に係止固定し、可動筒体１６ｂの下端が固定筒体１６ａの下端から下方に突出しないようにする。
【００２９】
次ぎに、上記構成のケーソン躯体１０を用いて水中基礎構造物を構築する際の手順について説明する。上記構成のケーソン躯体１０は、基礎構造物の構築現場近傍の製作ヤードで作製され、構築現場まで曳航される。
【００３０】
ケーソン躯体１０を曳航する際には、ケーソン躯体１０を、図１に示すように、側壁部１２が直立状態になるように、水面上に浮上させて行う。このとき、本実施例のケーソン躯体１０においては、図５に示すように、吊ロッド２８を止め金具３２により上版部１３に係止固定し、可動筒体１６ｂの下端が固定筒体１６ａの下端から下方に突出しないようにする。
【００３１】
このようにすると、ケーソン躯体１０を浮上させた際の喫水の不均一が少なくなり、安定し易くなる。この場合、本実施例では、可動筒体１６ｂの上下移動が可能なので、吊ロッド２８による可動筒体１６ｂの係止位置を調節して、可動筒体１６ｂの下端が同じレベルになるようにすると、ケーソン躯体１０を浮上させた際の喫水の不均一が全くなくなり、より一層安定する。
【００３２】
そして、構築現場まで曳航されたケーソン躯体１０は、側壁部１２内に砂,砂利,砕石などの固体バラストおよびまたは海水などの水バラストを充填することにより沈設される。
【００３３】
ケーソン躯体１０を沈設する際には、不陸,傾斜などの水底地盤１８の支持層２０の条件に応じて、可動筒体１６ｂを上下方向に移動させて、スカート部１６全体の下方側への突出長さを調整し、図６に示すように、この状態を止め金具３２を装着することにより維持する。
【００３４】
すなわち、本実施例の場合には、図１に示したように、支持層２０が傾斜しているので、左側に可動筒体１６ｂがもっとも大きく下方に突出するようにし、右側に行くに従ってその突出量を階段状に漸減させる。
【００３５】
このように調整すると、スカート部１６全体の下方側への突出長さが、支持層２０の傾斜に沿った形態となり、構造物を安定して支持できるスカート部１６の支持層２０への貫入深さを確保することができる。
【００３６】
ケーソン躯体１０の沈設が進行して、可動筒体１６ｂの先端側が、水底地盤１８中に所定長貫入すると、可動筒体１６ｂ内を減圧して、サクション荷重を作用させる。
【００３７】
この場合、可動筒体１６ｂを下方に移動させると、その上端と上版部１３との間に設置された蛇腹シート３０が伸びて、可動筒体１６ｂ内をシールするので、可動筒体１６ｂ内を減圧状態に維持することができる。
【００３８】
そして、サクション荷重の印加によりケーソン躯体１０のスカート部１６が支持層２０の所定深さまで貫入すると、可動筒体１６内の減圧状態を解除して、サクション荷重を取り除くことにより水中基礎構造物の構築が終了する。
【００３９】
さて、以上のようにして行われる水中基礎構造物の構築工法によれば、ケーソン躯体１０を曳航ないしは浮上する際には、各可動筒体１６bの突出長さを同一にすることにより、喫水の不均一を回避することができ、安定性を確保することが可能になる。
【００４０】
また、ケーソン躯体１０を水底地盤１８中に沈設する際には、各可動筒体１６bの下方側への突出長を調整することにより、構造物の安定に必要なスカート部１６の貫入深さを確保することができる。
【００４７】
なお、上記実施例で示した固定および可動筒体１６ａ,１６ｂ間の上下移動構造は、嵌合突起２４と凹溝２６との係合関係に限ることはなく、たとえば、スプライン構造,可動筒体１６ｂを固定筒体１６ａ内に挿入する単なる嵌合構造であってもよい。
【００４８】
【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構造物および水中基礎構造物の構築工法によれば、構造物の安定に必要な貫入量を確保しつつ施工性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明にかかる水中基礎構造物および水中基礎構造物の構築工法の一実施例を
示す設置終了状態の全体図である。
【図２】  図１のスカート部の斜視図である。
【図３】  図２の要部上面拡大図である。
【図４】  図３のＡ部拡大図である。
【図５】  図１に示したケーソン躯体の可動筒体の上昇位置における断面説明図である。
【図６】  図１に示したケーソン躯体の可動筒体の下降位置における断面説明図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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