JP2017503101A5 - - Google Patents
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Description
例示的な実施形態は、概して、風力タービン、橋梁、および海上建築物をその上に支持するよう構成された海洋上プラットホームを支持するための中空円筒柱を、海洋環境における海底に固定するための施工方法に関し、特に、非水中環境中でのパイルキャップの施工中に、中空円柱を仮設潜函として用いることにより、施工コストの削減および安全性の向上を図る方法に関する。 Exemplary embodiments generally provide for securing a hollow cylindrical column for supporting an offshore platform configured to support wind turbines, bridges, and offshore buildings thereon to a seabed in a marine environment. In particular, the present invention relates to a method for reducing the construction cost and improving the safety by using a hollow cylinder as a temporary submersible during construction of a pile cap in a non-water environment.
風力エネルギー、海流および潮力エネルギー、海洋養魚場、さらには海洋都市の建設等を含む海洋資源開発の発展を支えるためのある種の現場指揮基地が求められている。その基地は、海底に固定されてもよく、または水上に浮かぶように構成されていてもよい。浮上型の基地には、水深が５０ｍより浅い場合、停泊のための係留が困難であるという問題がある。係留索が切れた場合、基地はどこへ漂流するかわからず、人々に大きな危険を及ぼすおそれがある。このため、浮上型基地に比べ、固定型基地の方がより好ましいことが多く、より高い安全性を提供できる。加えて、静止型固定プラットホームは、浮上型基地上での船内生活とは対照的に、乗員に陸上での生活と同様の快適性を提供できるため、好ましい。 There is a need for some on-site command bases to support the development of marine resource development, including wind energy, ocean and tidal energy, marine fish farms, and even the construction of marine cities. The base may be fixed to the seabed or configured to float on the water. A floating base has a problem that mooring for anchoring is difficult when the water depth is less than 50 m. If the mooring line breaks, the base will not know where it will drift and may pose a great danger to people. For this reason, a fixed base is often more preferable than a floating base, and higher safety can be provided. In addition, stationary stationary platforms are preferred because they can provide passengers with the same comfort as life on land, as opposed to onboard life on a floating base.
本出願人の先行技術である中国特許出願第２０１２１００３８４０５．９号および第２０１２００１０４８９８．８号は、硬い海底または海底中の軟弱土壌物を浚渫でき、また基底層が海底表面に近い場合の状況に適用できる方法を開示している。岸に近い水域、特に土壌や砂の厚い層が堆積した河口では、軟弱土壌物の除去は単純に不可能である。そのため、海洋上プラットホームを、一般に完全には除去できない厚い軟弱土壌物の層を含む海底に固定する方法が求められている。 Applicant's prior art Chinese Patent Applications Nos. 2012010038405.9 and 20121048898.8 apply to situations where hard seabed or soft soil in the seabed can be dredged and the basal layer is close to the seabed surface A possible method is disclosed. In the waters near the shore, especially in estuaries where thick layers of soil and sand are deposited, it is simply not possible to remove soft soil. Therefore, there is a need for a method of anchoring an offshore platform to the seabed that includes a layer of thick, soft soil that generally cannot be completely removed.
従来の洋上プラットホームのプラットホームデッキを載置する準備の際に中空円柱を海底に固定する方法では、典型的には、パイルキャップが海底上に水中で施工される複数の杭を用いる。施工の際、中空円柱の内部で非水中作業環境を提供するため、仮設の鋼製潜函型構造物が用いられる。しかしながら、仮設潜函を用いると、コストが高くなる。そのため、コストと建設時間を顕著に低下させるために、仮設潜函を用いなくともよい方法が求められている。さらに、もしプラットホームの部品を生産するためのプレキャスト製造場が陸上にあり、プラットホームを固定済みの中空円柱の上に組み付けることができれば、量産能力および施工速度の向上が可能となる。 In a conventional method of fixing a hollow cylinder to the seabed in preparation for mounting a platform deck of an offshore platform, a plurality of piles in which a pile cap is constructed underwater on the seabed are typically used. During construction, a temporary steel submersible structure is used to provide a non-underwater working environment inside the hollow cylinder. However, using a temporary submersion increases the cost. Therefore, in order to significantly reduce the cost and construction time, a method that does not require the use of a temporary submersion is required. Furthermore, if there is a precast production site on the land for producing platform parts and the platform can be assembled on a fixed hollow cylinder, mass production capacity and construction speed can be improved.
本発明の例示的な一実施形態は、洋上プラットホーム等の水上構造物を支持するための基礎であって、軟質の海洋堆積物の厚い層を含むような海底に固定されるべき一つ以上の中空円筒柱を有する基礎を海底に固定するための施工方法に関する。この方法では、海水面より上の所定の長さを有する複数の鋼管を中空円柱の設置箇所で海底中の支持層へ打ち込み、その後、鋼管が中空円柱内に収まるように、中空円柱を海底へ降下させる。水中コンクリートを海底と中空円柱の底部との間に注入し、コンクリート杭を形成する。中空円柱の内部を潜函として用いることができるように排水した後、鋼管をパイルキャップの高さ、または所定の設計高さより上で切断する。その後、コンクリートを注入してパイルキャップを打設し、基礎を完成させる。 One exemplary embodiment of the present invention is a foundation for supporting an offshore structure, such as an offshore platform, that includes one or more to be secured to the seabed, including a thick layer of soft marine sediment. The present invention relates to a construction method for fixing a foundation having a hollow cylindrical column to the seabed. In this method, a plurality of steel pipes having a predetermined length above the sea level are driven into a support layer in the sea floor at the installation location of the hollow cylinder, and then the hollow cylinder is moved to the sea floor so that the steel pipe can be accommodated in the hollow cylinder. Lower. Underwater concrete is poured between the sea floor and the bottom of the hollow cylinder to form a concrete pile. After draining so that the inside of the hollow cylinder can be used as a submerged container, the steel pipe is cut above the height of the pile cap or a predetermined design height. After that, concrete is poured and a pile cap is placed to complete the foundation.
本発明の別の例示的な実施形態は、洋上プラットホーム等の水上構造物を支持するための基礎であって、海底に固定されるべき一つ以上の中空円柱を有する基礎を海底に固定するための施工方法に関する。この方法では、複数の鋼管を海底中の支持層内に打ち込み、その後、鋼管を囲むように中空円柱を海底へ降下させる。そして、潜函として構成された中空円柱の底部内に、鉄筋コンクリートプラグを形成する。そして、中空円柱の内部を排水し、パイルキャップ補強材を固定し、その後、コンクリートを打設して、パイルキャップを形成する。 Another exemplary embodiment of the present invention is a foundation for supporting a floating structure, such as an offshore platform, for securing a foundation having one or more hollow cylinders to be secured to the seabed to the seabed. It relates to the construction method. In this method, a plurality of steel pipes are driven into a support layer in the seabed, and then a hollow cylinder is lowered to the seabed so as to surround the steel pipes. And a reinforced concrete plug is formed in the bottom part of the hollow cylinder comprised as a submersible. Then, the inside of the hollow cylinder is drained, the pile cap reinforcing material is fixed, and then concrete is cast to form a pile cap.
本例示的な実施形態は、以下の発明を実施するための形態の説明および添付図面により十分に理解されるであろう。ここで、同様の要素には同様の参照符号が付され、また、発明を実施するための形態の説明および添付図面は、単に例示のために示されているに過ぎず、本明細書における例示的な実施形態を限定するものではない。 The exemplary embodiments will be more fully understood from the following description of the mode for carrying out the invention and the accompanying drawings. Here, the same reference numerals are given to the same elements, and the description of the mode for carrying out the invention and the accompanying drawings are merely shown for the sake of illustration, and the examples in the present specification. The specific embodiments are not limited.
図１は、中空円柱を海底に固定する施工方法の一例による、施工途中の一段階を示す図である。 FIG. 1 is a diagram showing a stage in the middle of construction by an example of a construction method for fixing a hollow cylinder to the seabed.
図２は、中空円柱を海底に固定する施工方法の一例による、施工の最終段階を示す図である。 FIG. 2 is a diagram showing a final stage of construction according to an example of a construction method for fixing a hollow cylinder to the seabed.
図３は、図１のＦ−Ｆ線断面を示す図である。 FIG. 3 is a diagram showing a cross section taken along line FF in FIG. 1.
図４は、図１のＧ−Ｇ線断面を示す図である。 4 is a diagram showing a cross section taken along the line GG of FIG.
図５は、パイルキャップの形成を示す立断面図である。 FIG. 5 is a sectional elevation view showing the formation of a pile cap.
図６Ａは、鋼製ケーシングまたは鋼管杭内の表面の、コンクリートプラグ中に埋設されることになる杭の部分におけるせん断キーを示す側面図である。 FIG. 6A is a side view showing the shear key at the part of the pile that will be embedded in the concrete plug on the surface in the steel casing or steel pipe pile.
図６Ｂは、鋼製ケーシングまたは鋼管杭内のせん断キーの配置を示す、図６ＡのＨ−Ｈ線断面図である。 FIG. 6B is a cross-sectional view taken along the line HH of FIG. 6A showing the arrangement of the shear keys in the steel casing or steel pipe pile.
図６Ｃは、図６Ａのせん断キーの一部分の拡大図である。 6C is an enlarged view of a portion of the shear key of FIG. 6A.
図７Ａ、図７Ｂ、図８、および図９は、３つの異なる海底地質用の３つの異なるスカート部のオプションを示す図である。 Figures 7A, 7B, 8 and 9 show three different skirt options for three different submarine geology.
１ 海水面
２ 海底／海床
４１ 杭
４３ コンクリートプラグ（小パイルキャップ）
４４ コンクリートパイルキャップ
４５ 設置済み補強用棒鋼
４７ パイルキャップ補強材
４８ 杭からのラッピング棒鋼
４９ 鋼管（鋼管杭またはコンクリート製埋込み杭用の鋼製ケーシング）
４９Ａ コンクリートプラグ４３に接する領域の鋼管
５０ せん断キー
１０８ 中空円柱
１１１ 設置済みラッピング棒材
１１２ 上端仮設支持
１１３ 杭頭ジャッキ柱
１１９ 安定化ブレース
１２１ 片持ち板
１２２ スカート板
１２３ 強化材
１２４ ボルト
１３１ Ｌ字型スカート板
１４１ 鋼製リング
１４２ 鋸歯状部
1 Sea surface 2 Sea floor / Sea floor 41 Pile 43 Concrete plug (small pile cap)
44 Concrete pile caps 45 Installed reinforcing steel bars 47 Pile cap reinforcements 48 Lapping steel bars from piles 49 Steel pipes (steel pipe piles or steel casings for concrete embedded piles)
49A Steel pipe in contact with concrete plug 43 50 Shear key 108 Hollow cylinder 111 Installed lapping rod 112 Upper end temporary support 113 Pile head jack column 119 Stabilization brace 121 Cantilever plate 122 Skirt plate 123 Reinforcement material 124 Bolt 131 L-shape Skirt plate 141 Steel ring 142 Serrated portion
ここで、用語「本発明」は、出願時の請求項または手続きを経た特許後の請求項に含まれる主題の絶対的な表示として解されるべきではない。用語「本発明」は、本開示が恐らく新規であろうと思われるような一般的な印象を読者に持たせるのに資するよう用いられているが、用語「本発明」の使用により示されるこの理解は、あくまで暫定的および一時的なものであり、出願手続きの経過にともなう関連情報の展開および請求項の補正の可能性により、変更の対象となるものである。 Here, the term “invention” should not be construed as an absolute indication of the subject matter contained in the claims as filed or the claims after proceeding. The term “present invention” is used to help the reader have a general impression that this disclosure is likely to be novel, but this understanding is indicated by the use of the term “present invention”. These are provisional and temporary, and are subject to change due to the development of relevant information and the amendment of claims as the application procedure progresses.
本明細書を通じ、「例示的な一実施形態」または「一実施形態」への言及は、その実施形態に関して述べられたある特定の一システム、方法、特徴、構造、または特性が、少なくとも一つの実施形態に含まれることを意味する。そのため、本明細書を通じて様々な箇所にある「例示的な一実施形態において」や「一実施形態における」といった語句は、必ずしも同一の実施形態を示しているわけではない。さらに、特定のシステム、方法、特徴、構造、または特性は、一つ以上の例示的な実施形態において種々適切に組み合わされてもよい。 Throughout this specification, reference to an "exemplary embodiment" or "an embodiment" refers to a particular system, method, feature, structure, or characteristic described with respect to that embodiment. It is meant to be included in the embodiment. Thus, phrases such as “in an exemplary embodiment” and “in an embodiment” in various places throughout this specification are not necessarily referring to the same embodiment. Furthermore, the particular systems, methods, features, structures, or characteristics may be variously combined in one or more exemplary embodiments.
用語「および／または」は、非排他的意味に解されてもよく、例えば、Ａおよび／またはＢとは、（ｉ）Ａは真であるがＢは偽である、または（ｉｉ）Ａは偽であるがＢは真である、または（ｉｉｉ）Ａ、Ｂ、ともに真である、ということを意味する。 The term “and / or” may be interpreted in a non-exclusive sense, for example, A and / or B means (i) A is true but B is false, or (ii) A is Means false but B is true, or (iii) A, B are both true.
本明細書および添付の請求項において用いられているように、各名詞の単数での記載は、明らかに内容がそうでないと示さない限り、複数も含む。用語「または」は、内容から明らかにそうでないと示されていない限り、「および／または」を含む意味において用いられている。 As used in this specification and the appended claims, the singular description of each noun includes the plural unless the content clearly dictates otherwise. The term “or” is used in a sense including “and / or” unless the content clearly dictates otherwise.
図面において、同一の参照符号は同様の要素または動作を示す。図面中の要素の寸法および相対位置は、必ずしも原寸に忠実に描かれているものではない。 In the drawings, identical reference numbers indicate similar elements or operations. The dimensions and relative positions of the elements in the drawings are not necessarily drawn to true dimensions.
内容から要求されない限り、明細書および請求項を通じ、用語「含む」および「含まれる」、および「含まれた」等の派生語は、非制限的・包含的意味、つまり、「含むが、それに限られない」と解されるべきである。 Unless required by content, throughout the specification and claims, derivatives such as the terms “include” and “included”, and “included” have non-limiting and inclusive meanings, ie, It should be understood that it is not limited.
本明細書および添付の請求項において用いられるように、用語「対応」、「対応する」、「対応した」等は、言及されている対象の比率または類似性を表すものである。「対応」等の使用は、正確な形状や寸法を意味すると解されるべきではない。 As used herein and in the appended claims, the terms “corresponding”, “corresponding”, “corresponding” and the like represent a proportion or similarity of the referenced object. Use of “correspondence” or the like should not be understood to mean an exact shape or dimension.
ここで、用語「中空円柱」は、水域中の海底に固定され、その上に風力発電タービン、海洋建築物、および／または橋梁を設置しうる中空円筒柱を意味する。 Here, the term “hollow cylinder” means a hollow cylindrical column that is fixed to the sea floor in a body of water and on which wind turbines, offshore buildings, and / or bridges can be installed.
以下、より詳細に示すように、中空円柱を海底に固定するための例示的な施工方法は、鋼管（本明細書では鋼管杭または「杭」とも称する）を海底中の支持層へ打ち込む工程と、鋼管を囲むように中空円柱を海底へ降下させる工程と、中空円柱の底部に鉄筋コンクリートプラグを形成する工程と、含み、中空円柱は潜函として構成されている。そして、中空円柱の内部を排水し、パイルキャップ補強材を固定し、最後にコンクリートを打設してパイルキャップを形成し、それにより設置を完了する。こうして、後に建設予定の海洋上プラットホーム等の水上構造物のプラットホームデッキを支持する用意が整う。こうして、従来の方法とは異なり、中空円柱が施工段階で潜函としての役割を果たし、例えば、高価な仮設の鋼製潜函を必要とせずにすむ。さらには、中空円柱は、海洋上プラットホーム等の水上構造物のための支持構造の一部となる。そのため、さらに安全かつ効率的である。 Hereinafter, as shown in more detail, an exemplary construction method for fixing a hollow cylinder to the sea floor includes a step of driving a steel pipe (also referred to herein as a steel pipe pile or “pile”) into a support layer in the sea floor; The hollow cylinder is configured as a submersion, including a step of lowering the hollow cylinder to the sea bottom so as to surround the steel pipe and a step of forming a reinforced concrete plug at the bottom of the hollow cylinder. Then, the inside of the hollow cylinder is drained, the pile cap reinforcing material is fixed, and finally the concrete is cast to form the pile cap, thereby completing the installation. Thus, it is ready to support a platform deck of a floating structure such as an offshore platform to be constructed later. Thus, unlike the conventional method, the hollow cylinder plays a role as a submergence at the construction stage, and for example, an expensive temporary steel submergence is not required. Further, the hollow cylinder becomes part of a support structure for a floating structure such as an offshore platform. Therefore, it is safer and more efficient.
一実施例においては、杭は、現場打設され後に打設されるパイルキャップの補強用ケージに組み込まれるよう変形されうる、パイルキャップ内の長さ部分を有する鋼管杭であってもよい。高さおよび位置調整ジャッキを有する仮設杭頭ジャッキ柱が、中空円柱を支えるよう、杭の上部に固定される。監視カメラを用いて、大きな空隙や間隙がないかどうかを判定するため中空円柱の底部を検査してもよい。発見された場合、こうした空隙や間隙は砂礫で埋められる。 In one embodiment, the pile may be a steel pipe pile having a length in the pile cap that can be deformed to be incorporated into a pile cap reinforcement cage that is cast in place and then cast. A temporary pile head jack post having a height and position adjustment jack is secured to the top of the pile to support the hollow cylinder. A surveillance camera may be used to inspect the bottom of the hollow cylinder to determine if there are any large voids or gaps. If found, these voids and gaps are filled with gravel.
形成されるコンクリートプラグは、従来の施工方法におけるもののような純粋に流入する水を止めるためだけのものではない。むしろ、コンクリートプラグは、中空円柱を支持する役割を果たす。なぜなら、中空円柱の底部で杭の間の間隙に補強用棒鋼が前もって設置されているからである。この補強用棒鋼は、従来のコンクリートプラグを鉄筋コンクリートスラブに転換するものである。あるいは、コンクリートプラグの底部は、径方向に短く延びている。コンクリートプラグと杭との間の接合を強化するため、杭のコンクリートプラグ内に埋設されると予測される部分に、三角形状のせん断キーが溶接されてもよい。 The concrete plug that is formed is not just for stopping purely incoming water as in conventional construction methods. Rather, the concrete plug serves to support the hollow cylinder. This is because a reinforcing steel bar is previously installed in the gap between the piles at the bottom of the hollow cylinder. This reinforcing steel bar converts a conventional concrete plug into a reinforced concrete slab. Alternatively, the bottom of the concrete plug extends short in the radial direction. In order to strengthen the connection between the concrete plug and the pile, a triangular shear key may be welded to the portion expected to be embedded in the concrete plug of the pile.
あるいは、中空円柱の底部には、スカート部が設けられていてもよい。スカート部は、コンクリートプラグの打設中のコンクリートの横方向への過度な流出を防ぐように、中空円柱の径よりも大きな径を有する鋼板を含む。スカート部は、強化材を備えた片持ち板を含み、中空円柱の底端部にボルトにより固定されている。スカート部は、片持ち部に対してほぼ垂直に配向された鋼製スカート板を有する。さらに他の形態では、スカート部は、中空円柱の端部から延びる鋸歯状部を備えた鋼製リングとして実現されてもよい。さらに別の形態では、スカート部は、中空円柱の端部にボルト締結され、放射状に分散配置された複数のＬ字型鋼板として実現されてもよい。 Or the skirt part may be provided in the bottom part of the hollow cylinder. The skirt portion includes a steel plate having a diameter larger than that of the hollow cylinder so as to prevent the concrete from flowing out excessively in the lateral direction during the placement of the concrete plug. The skirt portion includes a cantilever plate provided with a reinforcing material, and is fixed to the bottom end portion of the hollow cylinder with a bolt. The skirt has a steel skirt plate oriented substantially perpendicular to the cantilever. In yet another form, the skirt may be realized as a steel ring with a serrated portion extending from the end of the hollow cylinder. In yet another embodiment, the skirt portion may be realized as a plurality of L-shaped steel plates that are bolted to the end of the hollow cylinder and are radially distributed.
以下に示すように、本例の施工方法によれば、高価な仮設潜函の必要がなくなり、また、水中施工の必要もなくなる。このため、設置場所において本例の方法を採用することにより、施工の危険度が顕著に減少し、また、作業の質も顕著に向上する。 As shown below, according to the construction method of this example, there is no need for an expensive temporary submersion and no need for underwater construction. For this reason, by adopting the method of this example at the installation location, the risk of construction is significantly reduced, and the quality of work is also significantly improved.
上記のように例示的な実施形態の一般概念を説明したが、以下、図１〜図９を参照し、風力タービン、橋梁、および海上建築物をその上に支持するように構成された海洋上プラットホームを、海洋環境中の軟弱土壌物の厚い層を含みうる海底に固定するための方法の一例を説明する。本例の方法は、約８〜１０ｍ以上の範囲の径を有するプレキャスト鉄筋コンクリート中空円筒柱の、複数の鋼管杭または「杭」を用いた海底への固定に基づくものである。例示的な本実施形態は、沿岸部近傍の海底によく見られる、軟弱土壌物の層が被さった海底に適している。 Having described the general concept of an exemplary embodiment as described above, now referring to FIGS. 1-9, an offshore configured to support wind turbines, bridges, and offshore buildings thereon An example of a method for securing a platform to the seabed that may include a thick layer of soft soil in a marine environment is described. The method of this example is based on fixing a precast reinforced concrete hollow cylindrical column having a diameter in the range of about 8 to 10 m or more to the seabed using a plurality of steel pipe piles or “pile”. This exemplary embodiment is suitable for a seabed covered with a layer of soft soil, often found on the seabed near the coast.
図１、図２、および図５は、沿岸用途向けの本方法の例示的な一実施形態を示す。当業者は、多様な類似の水域に本例を展開することが可能であることが、理解される。本例において用いられる建設用船舶は、いかなる同種の建設用船舶でもよく、そのため、その機能の詳細は簡潔のため本明細書では省略する。 1, 2 and 5 show an exemplary embodiment of the method for coastal applications. It will be appreciated by those skilled in the art that this example can be deployed in a variety of similar waters. The construction vessel used in this example may be any similar type of construction vessel, so the details of its function are omitted here for brevity.
初めに、複数の杭４９が中空円柱１０８の位置に沈められる。例えば、４本以上の鋼杭４９が中空円柱１０８の内部空間内に配置され、適切な地層の海底２へ打ち込まれてもよい。中空円柱１０８が杭４９を収容するように海底２へ下方向に挿入されるのを妨げない限り、杭４９は、縦方向に配向され、または傾斜させられていてもよい。全ての杭４９が設置されると、安定化ブレース１１９が各杭４９の位置を安定させるために用意される。例えば、杭４９群を収容した中空円柱１０８を挿入した後、ブレース１１９が杭４９にボルト締結される。図面に示すように、ブレース１１９は、三角形状またはその他の形状に構成されていてもよい。 First, a plurality of piles 49 are sunk at the position of the hollow cylinder 108. For example, four or more steel piles 49 may be disposed in the internal space of the hollow cylinder 108 and driven into the seabed 2 of an appropriate formation. As long as the hollow cylinder 108 is not prevented from being inserted downward into the seabed 2 to accommodate the pile 49, the pile 49 may be oriented or inclined in the longitudinal direction. When all the piles 49 are installed, a stabilizing brace 119 is prepared to stabilize the position of each pile 49. For example, the brace 119 is bolted to the pile 49 after inserting the hollow cylinder 108 containing the pile 49 group. As shown in the drawing, the brace 119 may be configured in a triangular shape or other shapes.
そして、高さ調整ジャッキを持つ仮設杭頭ジャッキ柱１１３が、鋼杭４９の上部に固定される。ジャッキ柱１１３は、鋼杭４９の上部を必要な高さまで切断し、肉厚鋼板を杭頭に溶接し、鋼板上にジャッキを配置することにより作製される。 And the temporary pile head jack pillar 113 with a height adjustment jack is fixed to the upper part of the steel pile 49. FIG. The jack column 113 is produced by cutting the upper part of the steel pile 49 to a required height, welding a thick steel plate to the pile head, and arranging the jack on the steel plate.
この４柱構成の例では、杭４９が海底２に固定された後、陸上でプレキャストされた中空円柱１０８を設置用船舶により吊り上げ、杭４９が中空円柱１０８の内部に配置されるよう、中空円柱１０８を杭４９群の中へ海底２まで挿入する。杭４９および中空円柱１０８が位置合わせ許容量に合致した場合、中空円柱１０８の壁はいずれの杭４９にも接することなく杭群を収容すべきである。軟弱層を有する海底２の場合、また、図１に示すように、中空円柱１０８の壁の一部は、海底２を貫通している。その後、安定化ブレース１１９が設置される。 In the example of this four-pillar configuration, after the pile 49 is fixed to the seabed 2, the hollow cylinder 108 pre-cast on land is lifted by an installation ship, and the hollow cylinder 108 is arranged so that the pile 49 is disposed inside the hollow cylinder 108. 108 is inserted into the pile 49 group up to the seabed 2. If the pile 49 and the hollow cylinder 108 meet the alignment tolerance, the wall of the hollow cylinder 108 should accommodate the pile group without touching any pile 49. In the case of the seabed 2 having a soft layer, as shown in FIG. 1, a part of the wall of the hollow cylinder 108 penetrates the seabed 2. Thereafter, a stabilizing brace 119 is installed.
図３に示すように、中空円柱１０８は、溶接またはボルト締結により中空円柱１０８の壁面に固定されうる仮設十字枠１１２に、適正な高さで設置される。十字枠１１２は、中空円柱１０８の高さが海水面１より上の要求される高さに調節されうるように自身の高さ調節が可能な杭頭ジャッキ支持柱１１３により支持される。 As shown in FIG. 3, the hollow cylinder 108 is installed at an appropriate height on a temporary cross frame 112 that can be fixed to the wall surface of the hollow cylinder 108 by welding or bolt fastening. The cross frame 112 is supported by a pile head jack support column 113 capable of adjusting its own height so that the height of the hollow cylinder 108 can be adjusted to a required height above the sea level 1.
監視カメラを用いて、中空円柱１０８の壁面と海底２との間に間隙があるか検査してもよい。間隙が発見された場合、その間隙を埋めるために砂礫が加えられる。そして、トレミー管を用いて、トレミーコンクリート（水中コンクリート）を中空円柱１０８の底部内に注入し、コンクリートプラグ４３を形成する。コンクリートプラグ４３は、水が浸入するのを防ぐように構成されている。図１に示すように、コンクリートは重力により外方へ移動するが、スカート板により閉じ込められている。 You may test | inspect whether there exists a clearance gap between the wall surface of the hollow cylinder 108, and the seabed 2 using a surveillance camera. If a gap is found, gravel is added to fill the gap. Then, using a tremy tube, tremy concrete (underwater concrete) is poured into the bottom of the hollow cylinder 108 to form a concrete plug 43. The concrete plug 43 is configured to prevent water from entering. As shown in FIG. 1, concrete moves outward by gravity, but is confined by a skirt plate.
図４を参照すると、中空円柱１０８の壁の底端部には、従来のマスコンクリートプラグが鉄筋コンクリートスラブに転換されるよう、補強用棒鋼４５が前もって設置されている。このように、従来のマスコンクリートプラグ４３は、中空円柱１０８の重量およびその浮力、さらには施工中の様々な施工荷重を支持することが可能な小パイルキャップとして機能する。 Referring to FIG. 4, a reinforcing steel bar 45 is installed in advance at the bottom end of the wall of the hollow cylinder 108 so that a conventional mass concrete plug is converted into a reinforced concrete slab. As described above, the conventional mass concrete plug 43 functions as a small pile cap capable of supporting the weight of the hollow cylinder 108 and its buoyancy, and various construction loads during construction.
小パイルキャップ／コンクリートプラグ４３は、中空円柱１０８内の排水を可能にする止水機能を提供する。したがって、中空円柱１０８の壁は、水が浸入するのを食い止める潜函としての役割をはたす。 The small pile cap / concrete plug 43 provides a water stop function that allows drainage in the hollow cylinder 108. Therefore, the wall of the hollow cylinder 108 serves as a submersion that stops water from entering.
作業者は、これにより中空円柱１０８の底部まで降下するアクセスを得ることができる。非水中作業環境において、鋼杭４９は、要求される高さで切断される。そして、本技術における杭頭は、ここでパイルキャップ補強ケージに組み込まれることができるよう変形される。これは、コンクリートを破壊し補強用棒材を露出させること（杭４９がコンクリート製埋込み杭の場合）、または、鋼杭４９に補強用棒材４８をラッピング棒材として溶接することを含む。図５に最もよく示されるように、パイルキャップ補強材４７を固定し、ラッピング棒材を、中空円柱１０８の内面の設置済み棒鋼コネクタ（図示せず）にねじ込む。このような技術は公知であるため、その詳細は簡潔のため省略する。そして、図２および図５に示すように、正式なパイルキャップ４４を打設するため、コンクリートを流し込む、または、注入する。 The operator can thereby gain access to descend to the bottom of the hollow cylinder 108. In a non-underwater working environment, the steel pile 49 is cut at the required height. The pile head in the present technology is then deformed so that it can now be incorporated into a pile cap reinforcement cage. This includes breaking the concrete and exposing the reinforcing bar (when the pile 49 is a concrete embedded pile) or welding the reinforcing bar 48 to the steel pile 49 as a wrapping bar. As best shown in FIG. 5, the pile cap reinforcement 47 is secured and the wrapping bar is screwed into the installed steel bar connector (not shown) on the inner surface of the hollow cylinder 108. Since such techniques are known, the details are omitted for the sake of brevity. Then, as shown in FIGS. 2 and 5, concrete is poured or poured in order to place a formal pile cap 44.
パイルキャップ４４の形成後、施工用船舶を撤収させることができる。こうして、中空円柱１０８が海中に立設され、その上にプラットホームデッキを施工する準備ができる。図５に示すように、プラットホームデッキとの接続のため、複数のラッピング棒材１１１が前もって設置されていてもよい。 After the pile cap 44 is formed, the construction ship can be withdrawn. In this way, the hollow cylinder 108 is erected in the sea, and the platform deck is ready for construction. As shown in FIG. 5, a plurality of wrapping bars 111 may be installed in advance for connection with the platform deck.
鋼製ケーシングを必要とするコンクリート製埋込み杭については、鋼製ケーシングは、パイルキャップ４４の高さから穿孔の底部まで鉄筋コンクリートにより充填されている。 For concrete embedded piles that require a steel casing, the steel casing is filled with reinforced concrete from the height of the pile cap 44 to the bottom of the drilling.
一例において、中空円柱１０８は、単一の鉄筋コンクリート要素として実現されてもよいが、中空円柱１０８は、数個の部分に分割されていてもよい。プレストレスト棒材により各部分を保持するため、各部分の共通端面に設けられた複数のコンクリートせん断キーおよび位置決めブロック（ともに当該技術において既知であり図示せず）を用いてもよい。各部分は、施工用船舶上で組み立てられ、設置の際に単一の部材として吊り上げられてもよい。その後の手順は、前述の手順と同様である。 In one example, the hollow cylinder 108 may be realized as a single reinforced concrete element, but the hollow cylinder 108 may be divided into several parts. In order to hold each part with a prestressed bar, a plurality of concrete shear keys and positioning blocks (both known in the art and not shown) provided on the common end face of each part may be used. Each part may be assembled on a construction vessel and lifted as a single member during installation. The subsequent procedure is the same as that described above.
鋼杭４９の表面と小パイルキャップ／コンクリートプラグ４３との間の接合を強化するため、鋼杭表面（同様に、コンクリート製埋込み杭においては鋼製ケーシング表面）には、溶接された複数の三角形状せん断キー５０が、せん断キー５０の鋭角が下方を向くような配向で設けられている。このような配向により、土壌層への貫通が容易になる。これらのせん断キー５０は、小パイルキャップ／コンクリートプラグ４３と接触する杭／ケーシング４９Ａの一部分の表面上に分散されていてもよい（例えば、図６Ａ〜図６Ｃ参照）。 In order to enhance the bond between the surface of the steel pile 49 and the small pile cap / concrete plug 43, the steel pile surface (also the steel casing surface in the case of concrete embedded piles) is welded with a plurality of triangles. The shape shear key 50 is provided in such an orientation that the acute angle of the shear key 50 faces downward. Such orientation facilitates penetration into the soil layer. These shear keys 50 may be distributed on the surface of the portion of the pile / casing 49A that contacts the small pile cap / concrete plug 43 (see, eg, FIGS. 6A-6C).
本例におけるせん断キー５０は、鋭角が下方に向けられた小型の三角形状金属片として実現されている。せん断キー５０は、土壌層を貫いて下方へ打ち込まれる杭４９／ケーシングに対してはほとんど抵抗を生じないが、中空円柱１０８の下方への移動に対しては大きな抵抗を生じる。中空円柱１０８は、せん断キー５０の表面および機械的接合により抵抗を受ける。せん断キー５０の形状は、図６Ａ〜図６Ｃに示されるものに限らないことは明らかであり、鋼杭４９／鋼製ケーシングと小パイルキャップ／コンクリートプラグ４３との接触面の表面積が増大させられる限り、いかなる幾何学的形状も可能である。 The shear key 50 in this example is realized as a small triangular metal piece whose acute angle is directed downward. The shear key 50 produces little resistance to the pile 49 / casing driven down through the soil layer, but great resistance to the downward movement of the hollow cylinder 108. The hollow cylinder 108 is resisted by the surface of the shear key 50 and by mechanical bonding. It is clear that the shape of the shear key 50 is not limited to that shown in FIGS. 6A to 6C, and the surface area of the contact surface between the steel pile 49 / steel casing and the small pile cap / concrete plug 43 is increased. As long as any geometric shape is possible.
例示的な本実施形態は、異なる地質状態を有する海底に適用可能であり、それらは大きく以下の３種類に分類される。１）軟弱土壌物、主に海洋泥からなる海底、２）砂質粘土からなる海底、および３）硬質風化岩石からなる海底、の３種類である。中空円柱１０８の海底２との接触を改善するため、海底２の種類または地質状態に基づき、異なるスカート部の選択肢が採用される。 The present exemplary embodiment is applicable to the seabed having different geological conditions, and they are roughly classified into the following three types. There are three types: 1) soft soil, seabed mainly composed of marine mud, 2) seabed composed of sandy clay, and 3) seabed composed of hard weathered rock. In order to improve the contact of the hollow cylinder 108 with the seabed 2, different skirt options are employed based on the type of the seabed 2 or the geological condition.
図７Ａおよび図７Ｂは、軟性海中堆積物に適用される片持ちスカート部を示す。スカート部の主な機能は、コンクリートプラグ（小パイルキャップ）４３の打設中に水中コンクリートをスカート板内に閉じ込めることであるが、スカート部は、また、接触面積の増大による海底２の支持圧力を減少させるという二次的な機能を提供する。図７Ａは、外縁端部の径が中空円柱１０８の径よりも大きく、中空円柱１０８の壁面の底端部にボルト締結された片持ち板１２１を有する、円形状のスカート部を示している。複数の補強材１２３が、円形の中で均等に分散されていてもよい。本例のスカート部は、さらに、片持ち板１２１の外縁に取り付けられたスカート板１２２を含んでいる。スカート部は、工場において前もって製造され、中空円柱１０８の壁面の底端部にボルト１２４により固定されていてもよい。 7A and 7B show a cantilevered skirt that is applied to soft submarine sediments. The main function of the skirt part is to confine the underwater concrete in the skirt plate during the placement of the concrete plug (small pile cap) 43. However, the skirt part also supports the pressure of the seabed 2 due to an increase in the contact area. Provides a secondary function of reducing FIG. 7A shows a circular skirt portion having a cantilever plate 121 bolted to the bottom end portion of the wall surface of the hollow cylinder 108 with the outer edge end portion having a diameter larger than that of the hollow cylinder 108. The plurality of reinforcing members 123 may be evenly distributed in a circle. The skirt portion of this example further includes a skirt plate 122 attached to the outer edge of the cantilever plate 121. The skirt portion may be manufactured in advance in a factory and fixed to the bottom end portion of the wall surface of the hollow cylinder 108 with a bolt 124.
図８は、砂質海底用の他のスカート部を示す。このリング状のスカート部は、中空円柱１０８の壁の底端部にボルト締結された鋼製リング１４１からなる。鋸歯状部１４２が鋼製リング１４１に取り付けられている。鋸歯状部１４２は、中空円柱１０８の壁を、砂質の海底中に貫入させ、コンクリートプラグ（小パイルキャップ）４３の打設中に水中コンクリートが横方向へ漏出しないよう海床と密着させることができる。 FIG. 8 shows another skirt for sandy seabed. The ring-shaped skirt portion is made of a steel ring 141 that is bolted to the bottom end portion of the wall of the hollow cylinder 108. A serrated portion 142 is attached to the steel ring 141. The serrated portion 142 allows the wall of the hollow cylinder 108 to penetrate into the sandy seabed and closely contact the seabed so that the underwater concrete does not leak laterally during the placement of the concrete plug (small pile cap) 43. Can do.
図９は、風化岩石からなる海底用のさらに他のスカート部を示す。風化岩石は極度に硬く貫通できないため、いかなる貫通手段も用いることができない。単一のスカート部では、海底の様々な不均一な地形をカバーすることは不可能である。解決策としては、中空円柱１０８の壁の底端部に取り付けられた複数のＬ字型スカート板１３１を用いることである。図９に示すように、本例のスカート部は、海底２におけるどのような不均一な地形上でも載置されるように構成された６４個のＬ字型スカート板１３１に分割され、それにより、コンクリートプラグ（小パイルキャップ）４３の打設中の水中コンクリートの過度な漏出を防ぐことができる。 FIG. 9 shows still another skirt portion for the seabed made of weathered rock. Because weathered rocks are extremely hard and cannot penetrate, no penetration means can be used. With a single skirt, it is impossible to cover various uneven terrain on the seabed. The solution is to use a plurality of L-shaped skirt plates 131 attached to the bottom end of the wall of the hollow cylinder 108. As shown in FIG. 9, the skirt portion of the present example is divided into 64 L-shaped skirt plates 131 configured to be placed on any non-uniform terrain on the seabed 2, thereby Further, excessive leakage of the underwater concrete during the placement of the concrete plug (small pile cap) 43 can be prevented.
上記のような実施形態によれば、本例示の中空円柱１０８を用いた海上構造物または洋上プラットホームの設置および施工では、仮設潜函を要することがなく、コストおよび施工時間が大きく削減される。加えて、水からの防護のために中空円柱１０８を用いることで、中空円柱１０８内の作業者の安全性が向上する。さらに、形成されたコンクリートプラグ４３は、単にコンクリートの塊ではなく、２つの機能を有する特別に設計された鉄筋コンクリートプラグである。第１の機能は、止水部としての機能であり、第２の機能は、恒久パイルキャップ４４の施工中に中空円柱１０８を支持する仮設（小）パイルキャップとしての機能である。第１の機能を強化するため、スカート部を中空円柱１０８の端部に加えてもよい。第２の機能を強化するため、杭４９の表面のコンクリートプラグ４３内に埋設されることになる杭の部分４９Ａに、せん断キー５０が溶接される。 According to the embodiment as described above, the installation and construction of the offshore structure or the offshore platform using the illustrated hollow cylinder 108 does not require a temporary submergence, and the cost and construction time are greatly reduced. In addition, by using the hollow cylinder 108 for protection from water, the safety of the operator in the hollow cylinder 108 is improved. Furthermore, the formed concrete plug 43 is not a concrete block but a specially designed reinforced concrete plug having two functions. The first function is a function as a water stop part, and the second function is a function as a temporary (small) pile cap that supports the hollow cylinder 108 during the construction of the permanent pile cap 44. In order to enhance the first function, a skirt portion may be added to the end of the hollow cylinder 108. In order to reinforce the second function, a shear key 50 is welded to a pile portion 49A to be embedded in the concrete plug 43 on the surface of the pile 49.
以上、本実施形態を説明したが、多種多様な応用が可能であることは明らかである。例えば、ここに開示する中空円柱１０８を海底２へ固定する方法は、上記の特定の実施形態に限らない。各種の変更や変形が、当業者により、保護対象の精神や範囲を逸脱することなく実施されうる。例えば、異なる例示的実施形態の要素および／または特徴を、本開示の範囲内でそれぞれ組み合わせおよび／または代替することができる。 Although the present embodiment has been described above, it is obvious that various applications are possible. For example, the method of fixing the hollow cylinder 108 disclosed herein to the seabed 2 is not limited to the specific embodiment described above. Various changes and modifications can be made by those skilled in the art without departing from the spirit and scope of protection. For example, elements and / or features of different exemplary embodiments may be combined and / or substituted, respectively, within the scope of this disclosure.
種々の実施形態、構成、および態様において、本発明は、ここで描写および説明したような部品、方法、処理、システム、および／または装置を含み、その種々の実施形態、下位の組み合わせ、およびサブセットを含む。当業者は、本開示を理解すれば、本発明をいかに実施および使用すべきかを理解するであろう。本発明は、種々の実施形態、構成、および態様において、ここに描写および／または説明されていない事項なしに、または、ここにおける種々の実施形態、構成、および態様において、例えば、性能の向上、容易性の達成、および／または実施におけるコストの削減のため、先の装置または方法において用いられてきた事項なしに提供される装置および方法を提供することを含む。 In various embodiments, configurations, and aspects, the invention includes parts, methods, processes, systems, and / or devices as depicted and described herein, in various embodiments, subcombinations, and subsets thereof. including. Those of ordinary skill in the art will understand how to make and use the present invention after understanding the present disclosure. The present invention may be employed in various embodiments, configurations, and aspects without having been depicted and / or described herein, or in various embodiments, configurations, and aspects herein, for example, improved performance, To achieve ease and / or to reduce costs in implementation, including providing devices and methods that are provided without what has been used in previous devices or methods.
上記の本発明の説明は、例示および説明のために提示したものである。上記は、本発明をここに開示された形態に限定するものではない。例えば上記の「発明を実施するための形態」においては、開示を効率化する目的で、本発明の種々の特徴が一つ以上の実施形態、構成、または態様にまとめられている。本発明の実施形態、構成、または態様の特徴は、上記した以外の他の実施形態、構成、または態様に組み合わせられてもよい。この開示の方法は、本出願の発明が各請求項に明示的に示すものを超える特徴を必要とするという意図を反映するとは解されるべきではない。むしろ、以下の請求項に反映されるように、発明の態様は、一つの前記開示された実施形態、構成、または態様の全ての特徴を超えないものにある。このため、以下の請求項は、この「発明を実施するための形態」の記載に組み込まれたものであり、各請求項がそれ自体で別個の発明の好ましい実施形態として成立する。 The above description of the present invention has been presented for purposes of illustration and description. The above is not intended to limit the invention to the form disclosed herein. For example, in the above Detailed Description, various features of the invention are grouped into one or more embodiments, configurations, or aspects for the purpose of streamlining the disclosure. Features of embodiments, configurations, or aspects of the invention may be combined with other embodiments, configurations, or aspects other than those described above. This method of disclosure is not to be interpreted as reflecting an intention that the claimed invention requires more features than are expressly recited in each claim. Rather, as reflected in the following claims, aspects of the invention do not exceed all features of a single disclosed embodiment, configuration, or aspect. For this reason, the following claims are incorporated into the description of the “Mode for Carrying Out the Invention”, and each claim itself constitutes a separate preferred embodiment of the invention.
さらに、本発明の明細書は一つ以上の実施形態、構成、または態様および一定の変更および変形の説明を含んでいるが、他の変更、組み合わせ、および変形も、本開示を理解した後は当業者の技術および知識の範囲内のものとなるため、本発明の範囲に含まれる。代替、交換可能、および／または均等な構造、機能、範囲、または工程がここに開示されているか否かにかかわらず、権利請求される代替、交換可能、および／または均等な構造、機能、範囲、または工程を含むとともに、いかなる特許可能な主題をも公衆に提示するという意図なく、許容される範囲において他の実施形態、構成、または態様を含む権利を獲得することが意図される。 Further, although the specification of the present invention includes descriptions of one or more embodiments, configurations, or aspects and certain changes and modifications, other changes, combinations, and modifications will become apparent after understanding the present disclosure. It falls within the scope of the present invention because it is within the skill and knowledge of those skilled in the art. Regardless of whether alternative, interchangeable, and / or equivalent structures, functions, ranges, or steps are disclosed herein, the claimed alternative, interchangeable, and / or equivalent structures, functions, and ranges are claimed. Or rights to include other embodiments, configurations, or aspects to the extent permitted, without the intention of presenting any patentable subject matter to the public.
Claims (24)
前記中空円柱の設置箇所の前記海底中に、それぞれ海水面より上に所定の長さを有する複数の鋼管を打ち込む工程と、
前記中空円柱内に配置された前記鋼管で支持されるよう、前記中空円柱を前記海底まで降下させる工程と、
前記海底と前記中空円柱との間に水中コンクリートを注入してコンクリート杭を形成する工程と、
前記中空円柱の内部を排水する工程と、
前記複数の鋼管を、形成されるべきパイルキャップの高さよりも上、または所定の設計高さで切断する工程と、
パイルキャップ補強ケージに組み込まれるラッピング棒鋼に取り付けられるように前記杭頭を変形する工程と、
前記パイルキャップの鋼製補強材を固定する工程と、
コンクリートを注入して、前記パイルキャップを打設し基礎を完成させる工程と、
を含む、基礎を海底に固定するための施工方法。 A construction method for fixing a foundation having a hollow cylinder configured to support a floating structure thereon to a seabed,
A step of driving a plurality of steel pipes having a predetermined length above the seawater surface into the seabed at the installation location of the hollow cylinder,
Lowering the hollow cylinder to the seabed to be supported by the steel pipe disposed in the hollow cylinder;
Injecting underwater concrete between the seabed and the hollow cylinder to form a concrete pile;
Draining the interior of the hollow cylinder;
Cutting the plurality of steel pipes above the height of the pile cap to be formed or at a predetermined design height;
Transforming the pile head to attach to a wrapping steel bar incorporated in a pile cap reinforcement cage;
Fixing the steel reinforcement of the pile cap;
Injecting concrete, placing the pile cap and completing the foundation;
Construction method for fixing the foundation to the seabed, including
前記中空円柱の底端部と前記海底との間を検査して間隙を探す工程と、
発見された間隙の大きさが所定の限度を超えていた場合、間隙を砂礫で埋める工程と、
をさらに含む、請求項１〜５のいずれか一つに記載の方法。 Before the method injects concrete into the bottom of the hollow cylinder,
Inspecting the gap between the bottom end of the hollow cylinder and the seabed to find a gap;
If the size of the found gap exceeds a predetermined limit, filling the gap with gravel;
The method according to claim 1, further comprising:
海底に複数の杭を基礎支持高さまで打ち込む工程と、
前記杭を囲むように中空円柱を海底へ降下させる工程と、
潜函としての役割を果たす前記中空円柱の底部に鉄筋コンクリートプラグを形成する工程と、
前記中空円柱の内部を排水する工程と、
パイルキャップ補強材を固定する工程と、
コンクリートを打設し、杭の上端にパイルキャップを形成する工程と、
を含む基礎を固定するための方法。 A foundation configured to support a floating structure such as an offshore platform, wherein the foundation has one or more hollow cylinders to be fixed to the seabed for supporting the offshore platform thereon. A method for
A process of driving a plurality of piles to the foundation support height on the seabed;
Lowering the hollow cylinder to the seabed so as to surround the pile;
Forming a reinforced concrete plug at the bottom of the hollow cylinder that serves as a submersion;
Draining the interior of the hollow cylinder;
Fixing the pile cap reinforcement,
Placing concrete and forming a pile cap on the top of the pile;
A method for fixing the foundation including.
請求項１または１８に記載の方法で中空円柱を海底に固定する工程と、
前記固定された中空円柱から前記洋上プラットホームの設置および施工を継続する工程と、
を含む、水上構造物の施工方法。 A method for constructing a floating structure comprising an offshore platform supported by at least one hollow cylinder configured to support a beam / slab platform deck as part of an offshore platform,
Fixing the hollow cylinder to the seabed by the method according to claim 1 or 18,
Continuing the installation and construction of the offshore platform from the fixed hollow cylinder;
A construction method for water structures including
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