JP4676620B2 - 軟着底浮体構造物の不同沈下修正方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、潮位変動のある水面に配置される浮体構造物を水底地盤に軽く着底させることにより、潮位変動による上下動を回避すると共に、水底地盤の圧密沈下を減少させるようにした軟着底浮体構造物の不同沈下修正方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
軟着底方式の浮体構造物は、浮力を受けて、ほんの僅かな荷重により水底地盤に着底しているため、構造物の荷重による水底地盤の圧密沈下を減少できる利点があり、しかも、ポンツーン方式の浮体構造物に見られるような潮位変動による上下動を回避でき、波浪や風による動揺もない等の利点があるが、常に水底地盤に着底しているので、水底地盤に不同沈下が発生した時、それに追随して軟着底浮体構造物が傾斜することになり、軟着底浮体構造物の水平度を修正する必要がある。
【０００３】
このような水底地盤の不同沈下に追随する軟着底浮体構造物の不同沈下に際し、従来では、軟着底浮体構造物の上に構築された建物の１階床直下に設置したジャッキ式のレベル調整機構で建物をジャッキアップすることにより、床レベルでの修正を行えばよいと考えられていた。
【０００４】
しかしながら、この修正方法では、例えば、圧密沈下が予想される沖積粘土層の下にあって、圧密沈下は無視できる程度であると考えられていた洪積層にまで大きな圧密沈下が発生した場合のように、予想沈下量に対し、実際の沈下量が大きい場合、ジャッキアップのストロークが不足し、ジャッキの盛り替え工事が必要になるという問題点があった。この盛り替え工事は、大掛かりな工事となり、工事費用も莫大なものとなる。
【０００５】
尚、特公平２−２０７６８号公報に記載されている軟着底浮体構造物では、水面よりも上方に位置するデッキ部分を支持する複数本の柱脚を内柱と外柱とから構成し、外柱の内部を浮力調整可能な浮力タンク室に形成して、各柱脚の下端部を水底地盤に軟着底させるように構成する一方、デッキ部分には、各柱脚の内柱が挿通される複数本の中空状の支柱を設け、支柱と内柱との間に、夫々、内柱側に設けた縦方向のラックと支柱側に設けたウオームとで構成された位置調整装置を設け、内柱の支柱に対する上下位置、換言すれば、柱脚に対するデッキ部分の上下位置を調整することによって、デッキ部分を水平に維持するように構成されている。従って、予想沈下量に対し、実際の沈下量が大きい場合、内柱の継足しによるラックの延長が必要であり、大掛かりな工事となる点では、ジャッキの盛り替え工事と大差がない。また、継ぎ足した内柱がデッキ部分の上面から突出することになり、デッキ部分を利用する際の障害物となり、デッキ部分の用途が制限されるという問題点もある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の点に留意してなされたものであって、その目的とするところは、水底地盤の不同沈下に追随して軟着底浮体構造物の不同沈下が発生した際、軟着底浮体構造物に当然に装備される浮力調整機構（バラスト水の注排水機構）を利用して、軟着底浮体構造物が着底する水底地盤表面の傾斜を修正することにより、水底地盤の不同沈下が大きくても、床レベルでの修正を行うジャッキの盛り替え工事を行わずに対応できる軟着底浮体構造物の不同沈下修正方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明が講じた技術的手段は、次のとおりである。即ち、請求項１に記載の発明による軟着底浮体構造物の不同沈下修正方法は、潮位変動のある水面に配置される浮体構造物を水底地盤に軽く着底させることにより、潮位変動による上下動を回避すると共に、水底地盤の圧密沈下を減少させるようにした軟着底方式の浮体構造物において、当該浮体構造物が着底する水底地盤に一定以上の不同沈下が生じたとき、浮体構造物のバラスト水を排出することにより浮体構造物を浮かせて水平にし、浮体構造物と水底地盤との間に生じた隙間に固結性の充填材を注入して、水底地盤表面の傾斜を修正した後、浮体構造物にバラスト水を再注入して、浮体構造物を水底地盤に軟着底させることを特徴としている。
【０００８】
上記の構成によれば、水底地盤に不同沈下が発生すると、当該水底地盤に軟着底している浮体構造物も、それに追随して傾斜するが、浮体構造物を軟着底させる必要上、当然に装備されている浮力調整機構（バラスト水の注排水機構）を利用して、浮体構造物のバラスト水を排出することにより、浮体構造物を軟着底に必要な重量よりもさらに軽くして、水に浮かせ、浮体構造物を水平にすることができる。
【０００９】
そして、浮体構造物の浮上により、浮体構造物と水底地盤との間には、水底地盤の傾斜に対応した隙間が生じるので、この隙間に固結性の充填材を注入して、水底地盤表面の傾斜を修正し、しかる後、浮体構造物にバラスト水を再注入して浮体構造物の浮力調整（接地圧の調整）を行い、つまり、浮体構造物の重量を軟着底に必要な重量に増加させ、浮体構造物を水底地盤に設計通りの荷重となるように軟着底させるのである。
【００１０】
従って、浮体構造物上部の床レベルでの修正を行うジャッキのストロークが短くて済み、水底地盤の不同沈下が大きくても、ジャッキの盛り替え工事を行わずに対応できることになる。
【００１１】
尚、浮体構造物のバラスト水を排出することにより、浮体構造物を浮かせて水平にするにあたっては、浮体構造物を、一旦、元のレベル（不同沈下が生じる前のレベル）以上に浮かせ、浮体構造物と水底地盤との間に生じた隙間に充填材を注入した後、充填材が硬化する前に、バラスト水を再注入して、浮体構造物を元のレベル（不同沈下が生じる前のレベル）まで下降させることにより、余分な海水や未硬化の充填材を浮体構造物によって周囲の水中に押し出し、隙間に満たされた充填材が硬化した後、更にバラスト水を追加注入して、浮体構造物を軟着底させるようにしてもよく、あるいは、バラスト水を排出することにより、浮体構造物を元のレベル（不同沈下が生じる前のレベル）まで浮かせ、この状態で、浮体構造物と水底地盤との間に生じた隙間に充填材を注入することにより、隙間に入り込んだ海水を充填材で押し出し、充填材の硬化後、バラスト水を再注入して、浮体構造物の重量を増し、浮体構造物を軟着底させるようにしてもよいが、後者の方が、作業工程が少なくて済み、工期の短縮が可能である点で、好ましい。
【００１２】
請求項２に記載の発明による軟着底浮体構造物の不同沈下修正方法は、常に水面下に位置する水平面積の大きい浮体部分と、常に水面よりも上方に位置するデッキ部分と、両者を連結する水平面積の小さいコラム部分とから構成され、デッキ部分にはレベル調整機構を介して床スラブが設けられている半潜式軟着底浮体構造物において、当該浮体構造物が着底する水底地盤に一定以上の不同沈下が生じたとき、浮体構造物のバラスト水を排出することにより浮体構造物を浮かせて水平にし、浮体構造物と水底地盤との間に生じた隙間に固結性の充填材を注入して、水底地盤表面の傾斜を修正した後、浮体構造物にバラスト水を再注入して、浮体構造物を水底地盤に軟着底させることを特徴としている。
【００１３】
この構成によれば、請求項１に記載の発明と同様に、浮体構造物が着底する水底地盤表面の傾斜を修正することによって、軟着底浮体構造物の不同沈下を修正するので、水底地盤が大きく不同沈下した場合、床スラブのレベルでの修正を行うレベル調整機構の調整ストロークが短くても、レベル調整機構の盛り替え工事を行わずに対応できるという利点があり、しかも、潮位が変動した際の水中に位置する部分の体積変化が小さいので、潮位変動による浮力の変動を小さく抑えることができるという利点がある。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、浮体構造物を軟着底させる水底地盤の上層部が、水面下の沖積粘土層にセメント系の地盤改良材を注入混合して造成された深層混合処理改良地盤であり、その下層部である洪積層に不同沈下が生じた際に、浮体構造物のバラスト水を排出することにより、浮体構造物を浮かせて水平にし、浮体構造物と深層混合処理改良地盤との間に生じた隙間に固結性の充填材を注入して、深層混合処理改良地盤の傾斜を修正した後、浮体構造物にバラスト水を再注入して、浮体構造物を深層混合処理改良地盤に軟着底させることを特徴としている。
【００１５】
この構成によれば、従来、圧密沈下が無視できる程度であると考えられていた洪積層の不同沈下に起因する水底地盤表面の傾斜にも対応できる。即ち、水底地盤の上層部が軟弱な沖積粘土層であっても、これを深層混合処理改良地盤とすることにより、沖積粘土層での圧密沈下が無くなることになる。そして、従来、圧密沈下が無視できる程度に小さいと考えられていた水底地盤下層部の洪積層が予想以上に不同沈下した場合には、水底地盤上層部の深層混合処理改良地盤がそれに追随して傾斜することになるが、浮体構造物のバラスト水を排出することにより、浮体構造物を浮かせて水平にし、浮体構造物と深層混合処理改良地盤との間に生じた隙間に固結性の充填材を注入して、深層混合処理改良地盤の傾斜を修正した後、浮体構造物にバラスト水を再注入して、浮体構造物を深層混合処理改良地盤に軟着底させることにより、洪積層の不同沈下に起因する軟着底浮体構造物の不同沈下を修正できることになる。
【００１６】
尚、本発明は、単体の軟着底浮体構造物に付いて適用できることは勿論であるが、請求項４に記載のように、複数の浮体構造物を相互の上下動と水平軸芯周りでの回動を許容するルーズな状態に連結し、床スラブを一体的に連結することにより、軟着底浮体構造の大規模な人工地盤に付いても適用できる。即ち、各々の浮体構造物が水底地盤の不同沈下に追随するので、予想される範囲の不同沈下に対しては、レベル調整機構により床スラブの修正を行い、予想以上に大きく不同沈下した場合には、浮体構造物が接地する水底地盤表面の傾斜を修正することによって、これに対応でき、レベル調整機構による調整ストロークが短くても、レベル調整機構の盛り替え工事は不要である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１は、例えば陸地又は古い時期に造成された埋立地１ａと、その近くに造成された新しい埋立地１ｂとの間に残された海面のような潮位変動のある水面２に配置された半潜式軟着底浮体構造の大規模な人工地盤を示す。この人工地盤は、複数のユニット化された浮体構造物Ａ…を連結することによって構成されたものである。
【００１８】
各浮体構造物Ａは、水底地盤Ｂに軽く着底させることにより、潮位変動による上下動を回避すると共に、水底地盤Ｂの圧密沈下を減少させるようにした軟着底方式を採用したものであって、常に水面２下に位置する水平面積の大きい浮体部分３と、常に水面２よりも上方に位置するデッキ部分４と、両者３，４を連結する水平面積の小さい鉄骨トラス構造のコラム部分５とから構成されたいわゆる半潜式の浮体構造物であり、潮位変動による浮力の変動を小さく抑えるようになっている。
【００１９】
デッキ部分４には、上部に建物を構築可能な床スラブ７がジャッキ等を用いた多数のレベル調整機構６を介して支持された状態に設けられている。これらのレベル調整機構６は、水底地盤Ｂの予想される範囲の小さな不同沈下に追随する人工地盤の不同沈下に対応するためのものであり、床レベルにおいて修正を行うようになっている。
【００２０】
浮体部分３は、函状に形成されており、内部が複数の室に仕切られ、各室には図２の（イ）に示すように、バラスト水（海水）ａが貯留されている。そして、水中ポンプ８ａとバラスト注排水パイプ８ｂ等で構成された浮力調整機構（バラスト水の注排水機構）８によって、各室内部に収容するバラスト水（海水）ａの量を調整することにより、浮力（水底地盤Ｂへの接地圧）を調整できるようになっている。図２の（イ）〜（ロ）に示す９は、浮体部分３の底を貫通する充填材注入用パイプ９ａと水中ポンプ９ｂ等で構成された充填材投入装置であり、必要な時には、デッキ部分４から吊り下げたパイプ（図示せず）を充填材投入装置９に連結できるようになっている。
【００２１】
隣接する浮体構造物Ａ…は、例えば、図１に拡大して図示するように、互いにルーズに係合するリング状の連結金物１０ａ，１０ｂ等により、相互の上下動と水平軸芯周りでの回動を許容するルーズな状態に連結されており、床スラブ７だけがコンクリートの現場打ち等により互いに一体的に連結されている。
【００２２】
図１に示した実施の形態では、前記水底地盤Ｂは、その上層部が、水面下の沖積粘土層１１にセメント系の地盤改良材を注入混合して造成することにより圧密沈下が生じないようにした深層混合処理改良地盤Ｂ1であり、その下層部が洪積層Ｂ2となっている。１２は埋立て時に沖積粘土層１１の上に投入された敷砂、１３は盛砂、１４は捨石、１５は埋立土である。尚、図示の例では、浮体部分３の底部を深層混合処理改良地盤Ｂ1に埋め込むことにより、地震時の水平方向への滑動に対して抵抗させるようにしてある。
【００２３】
水底地盤Ｂの上層部である深層混合処理改良地盤Ｂ1は圧密沈下しないから、水底地盤Ｂの下層部である洪積層Ｂ2に不同沈下が発生すると、これに追随して深層混合処理改良地盤Ｂ1が傾斜することになる。しかし、洪積層Ｂ2の不同沈下が小さい場合、深層混合処理改良地盤Ｂ1の傾斜も僅かであるから、これに追随する人工地盤の不同沈下に対しては、前記レベル調整機構６で必要な部位の床スラブ７をコラム部分５に対して必要量、上昇させることによって対応することができる。
【００２４】
水底地盤Ｂに前記レベル調整機構６だけでは対応できない大きな不同沈下が発生した場合、つまり、人工地盤の造成後、長年月が経過し、水底地盤Ｂの下層部である洪積層Ｂ2に大きな不同沈下が生じて、深層混合処理改良地盤Ｂ1が大きく傾いた場合、これに軟着底している浮体構造物Ａも大きく傾くことになる。
【００２５】
この場合には、図２の（イ）〜（ロ）に示す方法により修正を行うのである。
即ち、洪積層Ｂ2に大きな不同沈下が生じて、深層混合処理改良地盤Ｂ1が大きく傾いた場合、図２の（イ）、（ロ）に示すように、浮体構造物Ａの浮体部分３も大きく傾くので、図２の（ハ）に示すように、各浮体構造物Ａの浮体部分３に収容されているバラスト水ａを排出することにより、浮体構造物Ａを浮かせて水平にする。即ち、各浮体構造物Ａに装備されている浮力調整機構８の水中ポンプ８ａを稼動し、バラスト水ａを必要量だけ海中に排出して浮体部分３を軽量にし、各浮体構造物Ａの浮体部分３を元のレベル（不同沈下が生じる前のレベル）まで浮かせる。
【００２６】
この状態で、図２の（ニ）、（ホ）に示すように、浮体構造物Ａの浮体部分３と深層混合処理改良地盤Ｂ1との間に生じた隙間Ｓにモルタルやコンクリート等の固結性の充填材ｂを注入して、隙間Ｓに入り込んだ海水を充填材ｂで押し出し、深層混合処理改良地盤Ｂ1の傾斜を修正する。そして、充填材ｂが荷重を支持するのに必要な強度まで硬化したら、再び、前記浮力調整機構８の水中ポンプ８ａを稼動して、浮体部分３にバラスト水ａを再注入することにより、浮体構造物Ａの重量を増し、浮体構造物Ａの浮体部分３を平らになった深層混合処理改良地盤Ｂ1に軟着底させるのである。
【００２７】
上記の構成によれば、浮体構造物Ａが接地する水底地盤表面Ｂの傾斜を修正することによって、軟着底浮体構造物Ａの不同沈下を修正するので、床スラブ７のレベルでの修正を行うレベル調整機構６の調整ストロークが短くて済み、水底地盤Ｂの不同沈下が大きくても、レベル調整機構６の盛り替え工事を行わずに対応できる。
【００２８】
尚、図１〜図２に示した実施の形態では、水中ポンプ８ａ，９ｂを使用して浮力調整機構８や充填材投入装置９を構成したが、メンテナンス性を高めるために、デッキ部分４又はコラム部分５に設置した通常のポンプを使用して浮力調整機構８や充填材投入装置９を構成してもよい。また、図１〜図２に示した実施の形態では、水底地盤Ｂのうち、特に軟弱な上層部の沖積粘土層１１を改良して圧密沈下の生じない深層混合処理改良地盤Ｂ1となし、その下層部である洪積層Ｂ2が不同沈下する場合を例にとって本発明を説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、洪積層Ｂ2以外の軟弱な水底地盤Ｂに接地する軟着底浮体構造物Ａの全てに適用可能である。例えば、軟着底浮体構造物Ａが接地する水底地盤Ｂが沖積粘土層である場合や、図３に示すように、古い時期に造成された埋立地１ａと、その近くに造成された新しい埋立地１ｂとの間に位置する水底地盤Ｂが、沖積粘土層１１と、その上に、埋立て工事で投入された敷砂１２、盛砂１３、その上に投入された軽量材１６や捨石１４等で構成されている場合にも適用できる。
【００２９】
【発明の効果】
本発明は、上述した構成よりなるから、水底地盤の不同沈下に追随して軟着底浮体構造物の不同沈下が発生した際、軟着底浮体構造物に当然に装備される浮力調整機構（バラスト水の注排水機構）を利用して、軟着底浮体構造物が着底する水底地盤表面の傾斜を修正することにより、水底地盤の不同沈下が大きくても、床レベルでの修正を行うジャッキの盛り替え工事を行わずに対応できる等の効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る軟着底浮体構造物の不同沈下修正方法の適用対象を例示する人工地盤の概略断面図である。
【図２】本発明に係る軟着底浮体構造物の不同沈下修正方法の説明図である。
【図３】本発明に係る軟着底浮体構造物の不同沈下修正方法の他の適用対象を示す人工地盤の概略断面図である。
【符号の説明】
Ａ…軟着底浮体構造、Ｂ…水底地盤、ａ…バラスト水、ｂ…充填材。
【発明の属する技術分野】
本発明は、潮位変動のある水面に配置される浮体構造物を水底地盤に軽く着底させることにより、潮位変動による上下動を回避すると共に、水底地盤の圧密沈下を減少させるようにした軟着底浮体構造物の不同沈下修正方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
軟着底方式の浮体構造物は、浮力を受けて、ほんの僅かな荷重により水底地盤に着底しているため、構造物の荷重による水底地盤の圧密沈下を減少できる利点があり、しかも、ポンツーン方式の浮体構造物に見られるような潮位変動による上下動を回避でき、波浪や風による動揺もない等の利点があるが、常に水底地盤に着底しているので、水底地盤に不同沈下が発生した時、それに追随して軟着底浮体構造物が傾斜することになり、軟着底浮体構造物の水平度を修正する必要がある。
【０００３】
このような水底地盤の不同沈下に追随する軟着底浮体構造物の不同沈下に際し、従来では、軟着底浮体構造物の上に構築された建物の１階床直下に設置したジャッキ式のレベル調整機構で建物をジャッキアップすることにより、床レベルでの修正を行えばよいと考えられていた。
【０００４】
しかしながら、この修正方法では、例えば、圧密沈下が予想される沖積粘土層の下にあって、圧密沈下は無視できる程度であると考えられていた洪積層にまで大きな圧密沈下が発生した場合のように、予想沈下量に対し、実際の沈下量が大きい場合、ジャッキアップのストロークが不足し、ジャッキの盛り替え工事が必要になるという問題点があった。この盛り替え工事は、大掛かりな工事となり、工事費用も莫大なものとなる。
【０００５】
尚、特公平２−２０７６８号公報に記載されている軟着底浮体構造物では、水面よりも上方に位置するデッキ部分を支持する複数本の柱脚を内柱と外柱とから構成し、外柱の内部を浮力調整可能な浮力タンク室に形成して、各柱脚の下端部を水底地盤に軟着底させるように構成する一方、デッキ部分には、各柱脚の内柱が挿通される複数本の中空状の支柱を設け、支柱と内柱との間に、夫々、内柱側に設けた縦方向のラックと支柱側に設けたウオームとで構成された位置調整装置を設け、内柱の支柱に対する上下位置、換言すれば、柱脚に対するデッキ部分の上下位置を調整することによって、デッキ部分を水平に維持するように構成されている。従って、予想沈下量に対し、実際の沈下量が大きい場合、内柱の継足しによるラックの延長が必要であり、大掛かりな工事となる点では、ジャッキの盛り替え工事と大差がない。また、継ぎ足した内柱がデッキ部分の上面から突出することになり、デッキ部分を利用する際の障害物となり、デッキ部分の用途が制限されるという問題点もある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の点に留意してなされたものであって、その目的とするところは、水底地盤の不同沈下に追随して軟着底浮体構造物の不同沈下が発生した際、軟着底浮体構造物に当然に装備される浮力調整機構（バラスト水の注排水機構）を利用して、軟着底浮体構造物が着底する水底地盤表面の傾斜を修正することにより、水底地盤の不同沈下が大きくても、床レベルでの修正を行うジャッキの盛り替え工事を行わずに対応できる軟着底浮体構造物の不同沈下修正方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明が講じた技術的手段は、次のとおりである。即ち、請求項１に記載の発明による軟着底浮体構造物の不同沈下修正方法は、潮位変動のある水面に配置される浮体構造物を水底地盤に軽く着底させることにより、潮位変動による上下動を回避すると共に、水底地盤の圧密沈下を減少させるようにした軟着底方式の浮体構造物において、当該浮体構造物が着底する水底地盤に一定以上の不同沈下が生じたとき、浮体構造物のバラスト水を排出することにより浮体構造物を浮かせて水平にし、浮体構造物と水底地盤との間に生じた隙間に固結性の充填材を注入して、水底地盤表面の傾斜を修正した後、浮体構造物にバラスト水を再注入して、浮体構造物を水底地盤に軟着底させることを特徴としている。
【０００８】
上記の構成によれば、水底地盤に不同沈下が発生すると、当該水底地盤に軟着底している浮体構造物も、それに追随して傾斜するが、浮体構造物を軟着底させる必要上、当然に装備されている浮力調整機構（バラスト水の注排水機構）を利用して、浮体構造物のバラスト水を排出することにより、浮体構造物を軟着底に必要な重量よりもさらに軽くして、水に浮かせ、浮体構造物を水平にすることができる。
【０００９】
そして、浮体構造物の浮上により、浮体構造物と水底地盤との間には、水底地盤の傾斜に対応した隙間が生じるので、この隙間に固結性の充填材を注入して、水底地盤表面の傾斜を修正し、しかる後、浮体構造物にバラスト水を再注入して浮体構造物の浮力調整（接地圧の調整）を行い、つまり、浮体構造物の重量を軟着底に必要な重量に増加させ、浮体構造物を水底地盤に設計通りの荷重となるように軟着底させるのである。
【００１０】
従って、浮体構造物上部の床レベルでの修正を行うジャッキのストロークが短くて済み、水底地盤の不同沈下が大きくても、ジャッキの盛り替え工事を行わずに対応できることになる。
【００１１】
尚、浮体構造物のバラスト水を排出することにより、浮体構造物を浮かせて水平にするにあたっては、浮体構造物を、一旦、元のレベル（不同沈下が生じる前のレベル）以上に浮かせ、浮体構造物と水底地盤との間に生じた隙間に充填材を注入した後、充填材が硬化する前に、バラスト水を再注入して、浮体構造物を元のレベル（不同沈下が生じる前のレベル）まで下降させることにより、余分な海水や未硬化の充填材を浮体構造物によって周囲の水中に押し出し、隙間に満たされた充填材が硬化した後、更にバラスト水を追加注入して、浮体構造物を軟着底させるようにしてもよく、あるいは、バラスト水を排出することにより、浮体構造物を元のレベル（不同沈下が生じる前のレベル）まで浮かせ、この状態で、浮体構造物と水底地盤との間に生じた隙間に充填材を注入することにより、隙間に入り込んだ海水を充填材で押し出し、充填材の硬化後、バラスト水を再注入して、浮体構造物の重量を増し、浮体構造物を軟着底させるようにしてもよいが、後者の方が、作業工程が少なくて済み、工期の短縮が可能である点で、好ましい。
【００１２】
請求項２に記載の発明による軟着底浮体構造物の不同沈下修正方法は、常に水面下に位置する水平面積の大きい浮体部分と、常に水面よりも上方に位置するデッキ部分と、両者を連結する水平面積の小さいコラム部分とから構成され、デッキ部分にはレベル調整機構を介して床スラブが設けられている半潜式軟着底浮体構造物において、当該浮体構造物が着底する水底地盤に一定以上の不同沈下が生じたとき、浮体構造物のバラスト水を排出することにより浮体構造物を浮かせて水平にし、浮体構造物と水底地盤との間に生じた隙間に固結性の充填材を注入して、水底地盤表面の傾斜を修正した後、浮体構造物にバラスト水を再注入して、浮体構造物を水底地盤に軟着底させることを特徴としている。
【００１３】
この構成によれば、請求項１に記載の発明と同様に、浮体構造物が着底する水底地盤表面の傾斜を修正することによって、軟着底浮体構造物の不同沈下を修正するので、水底地盤が大きく不同沈下した場合、床スラブのレベルでの修正を行うレベル調整機構の調整ストロークが短くても、レベル調整機構の盛り替え工事を行わずに対応できるという利点があり、しかも、潮位が変動した際の水中に位置する部分の体積変化が小さいので、潮位変動による浮力の変動を小さく抑えることができるという利点がある。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、浮体構造物を軟着底させる水底地盤の上層部が、水面下の沖積粘土層にセメント系の地盤改良材を注入混合して造成された深層混合処理改良地盤であり、その下層部である洪積層に不同沈下が生じた際に、浮体構造物のバラスト水を排出することにより、浮体構造物を浮かせて水平にし、浮体構造物と深層混合処理改良地盤との間に生じた隙間に固結性の充填材を注入して、深層混合処理改良地盤の傾斜を修正した後、浮体構造物にバラスト水を再注入して、浮体構造物を深層混合処理改良地盤に軟着底させることを特徴としている。
【００１５】
この構成によれば、従来、圧密沈下が無視できる程度であると考えられていた洪積層の不同沈下に起因する水底地盤表面の傾斜にも対応できる。即ち、水底地盤の上層部が軟弱な沖積粘土層であっても、これを深層混合処理改良地盤とすることにより、沖積粘土層での圧密沈下が無くなることになる。そして、従来、圧密沈下が無視できる程度に小さいと考えられていた水底地盤下層部の洪積層が予想以上に不同沈下した場合には、水底地盤上層部の深層混合処理改良地盤がそれに追随して傾斜することになるが、浮体構造物のバラスト水を排出することにより、浮体構造物を浮かせて水平にし、浮体構造物と深層混合処理改良地盤との間に生じた隙間に固結性の充填材を注入して、深層混合処理改良地盤の傾斜を修正した後、浮体構造物にバラスト水を再注入して、浮体構造物を深層混合処理改良地盤に軟着底させることにより、洪積層の不同沈下に起因する軟着底浮体構造物の不同沈下を修正できることになる。
【００１６】
尚、本発明は、単体の軟着底浮体構造物に付いて適用できることは勿論であるが、請求項４に記載のように、複数の浮体構造物を相互の上下動と水平軸芯周りでの回動を許容するルーズな状態に連結し、床スラブを一体的に連結することにより、軟着底浮体構造の大規模な人工地盤に付いても適用できる。即ち、各々の浮体構造物が水底地盤の不同沈下に追随するので、予想される範囲の不同沈下に対しては、レベル調整機構により床スラブの修正を行い、予想以上に大きく不同沈下した場合には、浮体構造物が接地する水底地盤表面の傾斜を修正することによって、これに対応でき、レベル調整機構による調整ストロークが短くても、レベル調整機構の盛り替え工事は不要である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１は、例えば陸地又は古い時期に造成された埋立地１ａと、その近くに造成された新しい埋立地１ｂとの間に残された海面のような潮位変動のある水面２に配置された半潜式軟着底浮体構造の大規模な人工地盤を示す。この人工地盤は、複数のユニット化された浮体構造物Ａ…を連結することによって構成されたものである。
【００１８】
各浮体構造物Ａは、水底地盤Ｂに軽く着底させることにより、潮位変動による上下動を回避すると共に、水底地盤Ｂの圧密沈下を減少させるようにした軟着底方式を採用したものであって、常に水面２下に位置する水平面積の大きい浮体部分３と、常に水面２よりも上方に位置するデッキ部分４と、両者３，４を連結する水平面積の小さい鉄骨トラス構造のコラム部分５とから構成されたいわゆる半潜式の浮体構造物であり、潮位変動による浮力の変動を小さく抑えるようになっている。
【００１９】
デッキ部分４には、上部に建物を構築可能な床スラブ７がジャッキ等を用いた多数のレベル調整機構６を介して支持された状態に設けられている。これらのレベル調整機構６は、水底地盤Ｂの予想される範囲の小さな不同沈下に追随する人工地盤の不同沈下に対応するためのものであり、床レベルにおいて修正を行うようになっている。
【００２０】
浮体部分３は、函状に形成されており、内部が複数の室に仕切られ、各室には図２の（イ）に示すように、バラスト水（海水）ａが貯留されている。そして、水中ポンプ８ａとバラスト注排水パイプ８ｂ等で構成された浮力調整機構（バラスト水の注排水機構）８によって、各室内部に収容するバラスト水（海水）ａの量を調整することにより、浮力（水底地盤Ｂへの接地圧）を調整できるようになっている。図２の（イ）〜（ロ）に示す９は、浮体部分３の底を貫通する充填材注入用パイプ９ａと水中ポンプ９ｂ等で構成された充填材投入装置であり、必要な時には、デッキ部分４から吊り下げたパイプ（図示せず）を充填材投入装置９に連結できるようになっている。
【００２１】
隣接する浮体構造物Ａ…は、例えば、図１に拡大して図示するように、互いにルーズに係合するリング状の連結金物１０ａ，１０ｂ等により、相互の上下動と水平軸芯周りでの回動を許容するルーズな状態に連結されており、床スラブ７だけがコンクリートの現場打ち等により互いに一体的に連結されている。
【００２２】
図１に示した実施の形態では、前記水底地盤Ｂは、その上層部が、水面下の沖積粘土層１１にセメント系の地盤改良材を注入混合して造成することにより圧密沈下が生じないようにした深層混合処理改良地盤Ｂ1であり、その下層部が洪積層Ｂ2となっている。１２は埋立て時に沖積粘土層１１の上に投入された敷砂、１３は盛砂、１４は捨石、１５は埋立土である。尚、図示の例では、浮体部分３の底部を深層混合処理改良地盤Ｂ1に埋め込むことにより、地震時の水平方向への滑動に対して抵抗させるようにしてある。
【００２３】
水底地盤Ｂの上層部である深層混合処理改良地盤Ｂ1は圧密沈下しないから、水底地盤Ｂの下層部である洪積層Ｂ2に不同沈下が発生すると、これに追随して深層混合処理改良地盤Ｂ1が傾斜することになる。しかし、洪積層Ｂ2の不同沈下が小さい場合、深層混合処理改良地盤Ｂ1の傾斜も僅かであるから、これに追随する人工地盤の不同沈下に対しては、前記レベル調整機構６で必要な部位の床スラブ７をコラム部分５に対して必要量、上昇させることによって対応することができる。
【００２４】
水底地盤Ｂに前記レベル調整機構６だけでは対応できない大きな不同沈下が発生した場合、つまり、人工地盤の造成後、長年月が経過し、水底地盤Ｂの下層部である洪積層Ｂ2に大きな不同沈下が生じて、深層混合処理改良地盤Ｂ1が大きく傾いた場合、これに軟着底している浮体構造物Ａも大きく傾くことになる。
【００２５】
この場合には、図２の（イ）〜（ロ）に示す方法により修正を行うのである。
即ち、洪積層Ｂ2に大きな不同沈下が生じて、深層混合処理改良地盤Ｂ1が大きく傾いた場合、図２の（イ）、（ロ）に示すように、浮体構造物Ａの浮体部分３も大きく傾くので、図２の（ハ）に示すように、各浮体構造物Ａの浮体部分３に収容されているバラスト水ａを排出することにより、浮体構造物Ａを浮かせて水平にする。即ち、各浮体構造物Ａに装備されている浮力調整機構８の水中ポンプ８ａを稼動し、バラスト水ａを必要量だけ海中に排出して浮体部分３を軽量にし、各浮体構造物Ａの浮体部分３を元のレベル（不同沈下が生じる前のレベル）まで浮かせる。
【００２６】
この状態で、図２の（ニ）、（ホ）に示すように、浮体構造物Ａの浮体部分３と深層混合処理改良地盤Ｂ1との間に生じた隙間Ｓにモルタルやコンクリート等の固結性の充填材ｂを注入して、隙間Ｓに入り込んだ海水を充填材ｂで押し出し、深層混合処理改良地盤Ｂ1の傾斜を修正する。そして、充填材ｂが荷重を支持するのに必要な強度まで硬化したら、再び、前記浮力調整機構８の水中ポンプ８ａを稼動して、浮体部分３にバラスト水ａを再注入することにより、浮体構造物Ａの重量を増し、浮体構造物Ａの浮体部分３を平らになった深層混合処理改良地盤Ｂ1に軟着底させるのである。
【００２７】
上記の構成によれば、浮体構造物Ａが接地する水底地盤表面Ｂの傾斜を修正することによって、軟着底浮体構造物Ａの不同沈下を修正するので、床スラブ７のレベルでの修正を行うレベル調整機構６の調整ストロークが短くて済み、水底地盤Ｂの不同沈下が大きくても、レベル調整機構６の盛り替え工事を行わずに対応できる。
【００２８】
尚、図１〜図２に示した実施の形態では、水中ポンプ８ａ，９ｂを使用して浮力調整機構８や充填材投入装置９を構成したが、メンテナンス性を高めるために、デッキ部分４又はコラム部分５に設置した通常のポンプを使用して浮力調整機構８や充填材投入装置９を構成してもよい。また、図１〜図２に示した実施の形態では、水底地盤Ｂのうち、特に軟弱な上層部の沖積粘土層１１を改良して圧密沈下の生じない深層混合処理改良地盤Ｂ1となし、その下層部である洪積層Ｂ2が不同沈下する場合を例にとって本発明を説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、洪積層Ｂ2以外の軟弱な水底地盤Ｂに接地する軟着底浮体構造物Ａの全てに適用可能である。例えば、軟着底浮体構造物Ａが接地する水底地盤Ｂが沖積粘土層である場合や、図３に示すように、古い時期に造成された埋立地１ａと、その近くに造成された新しい埋立地１ｂとの間に位置する水底地盤Ｂが、沖積粘土層１１と、その上に、埋立て工事で投入された敷砂１２、盛砂１３、その上に投入された軽量材１６や捨石１４等で構成されている場合にも適用できる。
【００２９】
【発明の効果】
本発明は、上述した構成よりなるから、水底地盤の不同沈下に追随して軟着底浮体構造物の不同沈下が発生した際、軟着底浮体構造物に当然に装備される浮力調整機構（バラスト水の注排水機構）を利用して、軟着底浮体構造物が着底する水底地盤表面の傾斜を修正することにより、水底地盤の不同沈下が大きくても、床レベルでの修正を行うジャッキの盛り替え工事を行わずに対応できる等の効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る軟着底浮体構造物の不同沈下修正方法の適用対象を例示する人工地盤の概略断面図である。
【図２】本発明に係る軟着底浮体構造物の不同沈下修正方法の説明図である。
【図３】本発明に係る軟着底浮体構造物の不同沈下修正方法の他の適用対象を示す人工地盤の概略断面図である。
【符号の説明】
Ａ…軟着底浮体構造、Ｂ…水底地盤、ａ…バラスト水、ｂ…充填材。
Claims (4)
- 潮位変動のある水面に配置される浮体構造物を水底地盤に軽く着底させることにより、潮位変動による上下動を回避すると共に、水底地盤の圧密沈下を減少させるようにした軟着底方式の浮体構造物において、当該浮体構造物が着底する水底地盤に一定以上の不同沈下が生じたとき、浮体構造物のバラスト水を排出することにより浮体構造物を浮かせて水平にし、浮体構造物と水底地盤との間に生じた隙間に固結性の充填材を注入して、水底地盤表面の傾斜を修正した後、浮体構造物にバラスト水を再注入して、浮体構造物を水底地盤に軟着底させることを特徴とする軟着底浮体構造物の不同沈下修正方法。
- 常に水面下に位置する水平面積の大きい浮体部分と、常に水面よりも上方に位置するデッキ部分と、両者を連結する水平面積の小さいコラム部分とから構成され、デッキ部分にはレベル調整機構を介して床スラブが設けられている半潜式軟着底浮体構造物において、当該浮体構造物が着底する水底地盤に一定以上の不同沈下が生じたとき、浮体構造物のバラスト水を排出することにより浮体構造物を浮かせて水平にし、浮体構造物と水底地盤との間に生じた隙間に固結性の充填材を注入して、水底地盤表面の傾斜を修正した後、浮体構造物にバラスト水を再注入して、浮体構造物を水底地盤に軟着底させることを特徴とする軟着底浮体構造物の不同沈下修正方法。
- 浮体構造物を軟着底させる水底地盤の上層部が、水面下の沖積粘土層にセメント系の地盤改良材を注入混合して造成された深層混合処理改良地盤であり、その下層部である洪積層に不同沈下が生じた際に、浮体構造物のバラスト水を排出することにより、浮体構造物を浮かせて水平にし、浮体構造物と深層混合処理改良地盤との間に生じた隙間に固結性の充填材を注入して、深層混合処理改良地盤の傾斜を修正した後、浮体構造物にバラスト水を再注入して、浮体構造物を深層混合処理改良地盤に軟着底させることを特徴とする請求項１又は２に記載の軟着底浮体構造物の不同沈下修正方法。
- 複数の浮体構造物が相互の上下動と水平軸芯周りでの回動を許容するルーズな状態に連結され、床スラブが一体的に連結されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の軟着底浮体構造物の不同沈下修正方法。
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