JPS6149029A - 水中基礎固定装置 - Google Patents

水中基礎固定装置

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JPS6149029A
JPS6149029A JP59167796A JP16779684A JPS6149029A JP S6149029 A JPS6149029 A JP S6149029A JP 59167796 A JP59167796 A JP 59167796A JP 16779684 A JP16779684 A JP 16779684A JP S6149029 A JPS6149029 A JP S6149029A
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JP
Japan
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anchor
anchor member
pile
water
ground
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Pending
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JP59167796A
Other languages
English (en)
Inventor
Tetsuo Kimura
哲夫 木村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D27/00Foundations as substructures
    • E02D27/32Foundations for special purposes
    • E02D27/50Anchored foundations
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02BHYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B17/00Artificial islands mounted on piles or like supports, e.g. platforms on raisable legs or offshore constructions; Construction methods therefor
    • E02B2017/0056Platforms with supporting legs
    • E02B2017/0073Details of sea bottom engaging footing
    • E02B2017/0078Suction piles, suction cans

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Paleontology (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Foundations (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は引抜力を受ける水中基礎の固定装置に関する
ものである。
〔従来技術〕
従来、引抜力を受ける水中(海中)基礎としては、抗基
礎と重力式基礎とが知られている。M者は抗と地盤の摩
擦抵抗を利用したものであり、後者は巨大なコンクリー
トブロックや鋼製構造体の重さにより引抜力に抵抗しよ
うとするものである。
抗基礎は地盤状態にあまり左右されないが、重力式基礎
は固い地盤でないと沈下してしまうので、あまフ多く採
用されていない。
第11図は石油生産等に用いられる固定式ジャケット構
造物の基礎を示すものであって、ジャケット構造物4に
おける鋼管製脚柱5内に主支持杭6が挿通されて水底地
盤2に打設され、かつジャケット構造物の下部周囲に固
定された円筒状の杭固定部材8に、スカート杭9が挿通
されて水底地盤2に打設され、前記脚柱5と主支持杭6
および杭固定部材8とスカート杭9は、それらの間に注
入充填されたグラウト材により結合されている。
また第12図は浮遊式海洋構造物の−っであるテンショ
ンレグプラットホーム(TLP)’(r示し、第13図
はそのTLPにおける基礎を拡大して示すものであって
、周囲に複数の円筒状抗固定部材8を備えている基礎本
体10の中央部にワイヤストランドやパイプ等からなる
引張膜11の下端部が連結され、その引張膜11の上端
部は浮遊構造体12に連結され、かつ前記固定部材8に
挿通されて水底地盤2に打設された杭3と杭固定部材8
との間にはモルタルからなる結合用グラウト材14が注
入充填されている。
しかるに、前記TLPにおいては、台風時の波力や潮流
力により浮遊構造体12に数1oooトンという大きな
浮力が作用し、その浮力が引張膜11を介して基礎に引
抜力として伝達される。
前記T L Pにおける浮遊構造物12の下部は引張膜
11の初期張力を受けて海中に沈んでおり、その浮遊構
造体12は、波浪により浮力が減少しても沈下すること
はない。もし浮遊構造体12が沈下すると、引張膜11
が弛み、波が通過して再度引張膜11に引張力が作用し
た時に大きな衝撃力(スラック現象)が発生する。この
ためスラック現象を発生させないように、事前に引張膜
11により浮遊構造体12の下部を強制的に沈み込ませ
るのがTLPの特徴である。
このため1つの基礎に対し常時3000)ン、暴風時7
000)ン程度の引抜力が作用し、しかも波により周期
が変動するので、引張膜や他の構成部材が疲労により劣
化していく。
杭基礎を採用する場合も例外ではなく、周期荷重によシ
杭周辺の地盤が劣化して、耐力が減少したシ杭の抜けが
発生することがある。静隠時に地盤耐力は回復すると云
われているが、杭の抜けは回復しない。杭の抜けを防止
するために、極端に大径(2〜3m)で長い杭を使用す
ることが考えられるが、この場合は、大規模な施工設備
を必要とすると共に工費が著しく高くなり経済的でない
〔発明の目的、構成〕
この発明は前述の問題を有利に解決できる水中基礎固定
装置を提供することを目的とするものであって、この発
明の要旨とするところは、下部が開放されている箱状の
アンカー部材1を水底地盤2に設置し、かつそのアンカ
ー部材1に杭6を固定し、荒海象時等の非常時にアンカ
ー部材1の水を排出し、そのアンカー部材の上面に作用
する水圧によって、アンカー部材1と杭6とを水底地盤
2に押込むことを特徴とする水中基礎固定装置にある。
〔実施例〕
次にこの発明を図示の例によって詳細に説明する。
第1図および第2図はこの発明を実施する場合に用いる
水中基礎固定装置を示すものであって、円形環状の鋼製
上端板15の外周縁および内周縁に、円形の鋼製外筒1
6および鋼製内筒17の上端部が水密状態で固着されて
、下部開放箱状のアンカー部材1が構成され、このよう
に構成された複数のアンカー部材1は6角形、4角形ま
たはその他の多角形の隅部に位置するように配置され、
各アンカー部材1の側部が鋼製連結材18に連結されて
基礎構造体19が構成され、かつ浮遊構造体12と前記
連結部材18とはワイヤストランド等からなる引張膜1
1を介して連結され、前記浮遊構造体12に搭載固定さ
れた吸引用ポンプ2゜の吸引口とアンカー部材1の上部
に設けられた排出口とは、開閉バルブ(図示を省略した
)および吸引用ホース21を介して接続されている。
なお前記ポンプ2oは常時運転されることになく、設置
時、暴風時、抜は上がった杭を押し込んで回復させる場
合にのみ運転される。
前記水中基礎固定装置を使用して、水中基礎を施工する
場合は、1ず第6図に示すように基礎構造体19をワイ
ヤロープ22により吊下げてアンカー部材1を水底地盤
2の透水層26に設置したのち、前記ポンプ20により
アンカー部材1内の水を吸引排出する。このようにする
と、第4図に示すように、アンカー部材1の上面に作用
する水圧によりアンカー部材1が水底地盤2の透水層2
6に押込まれていく。この時点で基礎構造体19の水平
度に狂いがある時は、各アンカー部材内から吸引量を変
えて沈下量を調整することにより基礎構造体19の水平
度を修正する。なおアンカー部材1が透水層26に押込
まれていくとき、アンカー部材内にかなりのスピードで
水が侵入してくるので、大きなポンプ能力を必要とする
。アンカー部材1の下端が不透水層24に到達すると、
アンカー部材1内に水が殆んど侵入しなくなるので、こ
の状態で前記ポンプ20e作動させると、アンカー部材
1内が減圧されるので、アンカー部材1はその」二面に
作用する水圧により強力に押込まれる。
第5図に示すようにアンカー部材1が不透水層24に押
込まれたのち、第6図に示すように、環状のアンカー部
材2の中央部に杭6を貫通して、ハンマー等により水底
地盤2に打設したのち、第7図に示すように、モルタル
等のグラウト材14を、グラウトホース25を経て杭6
とアンカー部材1との間に注入充填し、そのグラウト材
14によりアンカー部材1と杭3とを固定し、次に第2
図および第8図に示すように、前記浮遊構造体12から
その下方に繰り出されたワイヤストランドからなる引張
脚11を基礎構造体19における連結部材18に連結す
る。
第9図は、海洋構造物の耐用年数(約60年)の間に常
時荷重によるクリープと周期荷重による地盤耐力劣化の
ために、水中基礎が初期位置(点線)から若干抜は上が
った状態を示し、第10図はアンカー部材1内に吸引力
を作用させて、水中基礎を初期位置に回復した状態を示
している。
この発明の長所の一つは、基礎の設置が容易である点に
ある。通常のTLPの海底基礎構造は中敷10mに及ぶ
が、これを海底地盤に水平に置くことは容易でない。
次に具体的数値をもってこの発明の利点を示す。
水深600mの比較的浅い海域で、杭の直径を1524
+=+n、アンカー部材の直径’e400 Qwnに設
定すると、アンカー部材内の水を吸引排出するこ、とに
より、3222)ンのアンカー部材押込力を期待するこ
とができる。杭根入れ長さを60口、杭と土との摩擦力
0.8 kg/crnとすれば、杭の摩擦抵抗は229
8 )ンとなり、これはアンカー部材の押込力よシも小
さいので、アンカー部材の押込力により杭を容易に押込
むことができる。
また水深600mで、杭の直径を2032y=m、アン
カー部材の直径’t 4000 mmに設定した場合は
、アンカー部材の押込力が5594)ンに増大するので
、そのアンカー部材の押込力により前記直径の杭を極め
て容易に押込むことができる。
前記実施例の場合は、各アンカー部材1円からの吸引量
を変えることにより、基礎構造体の水平度を容易に修正
することができる。またこの発明は、浮遊式海洋構造物
の基礎の他に固定式海洋構造物の基礎にも実施すること
ができる。
〔発明の効果〕 この発明によれば下部が開放されている箱状のアンカー
部材1を水底地盤2に設置し、かつそのアンカー部材1
に杭3を固定し、次にアンカー部材1の水を排出し、そ
のアンカー部材の上面に作用する水圧によって、アンカ
ー部材1と杭3とを水底地盤2に押込むので、極めて簡
単な手段によって箱状のアンカー部材1とこれに固定さ
れた杭6とを容易に水底地盤2に押込むことができ、さ
らにアンカー部材1と杭6とを水底地盤2に押込んだの
ちは、常時荷重を杭6によシ支持し、台風等の非常時の
動的引抜力に対してはアンカー部材内に吸引力を作用さ
せて水圧による押込力を加えることにより、杭の引抜抵
抗に水圧によるアンカー部材の引抜抵抗を付加して、前
記非常時の動的引抜力に対し強力に対抗させることがで
き、そのため長期耐力の保持が可能であり、また杭およ
びアンカー部材が抜は上がり、アンカー部材に直接また
は間接的に接続されている引張脚等の繋止部材が弛んだ
場合は、アンカー部材内に吸引力を作用させることによ
り、アンカー部材の上面に作用する水圧を利用して杭お
よびアンカー部材を押戻して回復することができるので
、前記繋止部材の弛みをなくすることができ、そのため
信頼性の高い基礎が得られ、しかも杭およびアンカー部
材が抜は上がった場合、これを押戻して回復することが
できるので、極端に大径で長い杭を使用する必要がなく
、そのため経済的に施工することができる等の効果が得
られる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の実施例に係る水中基礎固定装置を示
す概略斜視図、第2図はその一部を拡大して示す一部縦
断斜視図である。第6図ないし第8図は水中基礎施工順
序を示す縦断側面図、第9図は水中基礎が初期位置から
抜は上がった状態を示す縦断側面図、第10図は水中基
礎を初期位置に回復させた状態を示す縦断側面図である
。第11図は従来のジャケット構造物の基礎を示す斜視
図、第12図は従来のTLPI示す斜視図、第13図は
そのT L P Kおける基礎を示す縦断側面図である
。 図において、1は箱状のアンカー部材、2は水底地盤、
6は杭、11は引張膜、12は浮遊構造体、14は結合
用グラウト材、18は鋼製連結材、19は基礎構造体、
20は吸引用ポンプ、21は吸引用ホース、22はワイ
ヤロープ、23は透水層、24は不透水層である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 下部が開放されている箱状のアンカー部材1を水底地盤
    2に設置し、かつそのアンカー部材1に抗3を固定し、
    荒海象時にアンカー部材1の水を排出し、そのアンカー
    部材の上面に作用する水圧によつて、アンカー部材1と
    杭3とを水底地盤2に押込むことを特徴とする水中基礎
    固定装置。
JP59167796A 1984-08-13 1984-08-13 水中基礎固定装置 Pending JPS6149029A (ja)

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