吸力桩的施工方法 【技术领域】
本发明涉及一种吸力桩(suction pile)的施工方法，更详细地讲，涉及利用桩的内压和外压之间的气压差或者水压差在水底打桩并设立该吸力桩的施工方法。
背景技术
现在，作为用于构筑海上建筑物的基础桩的施工方法，使用在通过遮水工事挡住海水的状态下象在一般陆地上的施工过程一样进行基础桩施工的施工方法。
根据现有施工方法，在水深不那么深的海上其施工不困难，但在水很深的深海上使用该施工方法是非常困难的，而且这样的施工方法有施工时间过长和成本过高地缺点。
作为用于改善这种现有施工方法的技术而提出的方案，是使用吸力桩的施工方法。
使用吸力桩的施工方法按照以下过程进行。
首先，在下部开放、上部密闭的吸力桩上安装水下泵，该水下泵安装在吸力桩的上部。另外，在水上设有用驳船或者普通船舶做成的作业平台，在该作业平台上装有用于设立吸力桩的起重机及测定水下位置的位置测定装备(GPS装备)等。
用起重机将吸力桩定位在水下的适当位置后，当启动水下泵向外部排出桩内的水时，水下和吸力桩之间就产生压力差，通过该压力差将吸力桩打入海底。
图1是本发明人在韩国申请了专利的吸力桩的施工装置的示意图。在此图中为了便于说明，画出了吸力桩7的剖面。图2所示是图1中的吸力桩7的详细图。
如图1所示，在海上安装有由驳船的脚部8支撑的作业平台9。用在作业平台9或者水上船舶等安装的起重机装置等将吸力桩7垂直地设立在水底(不仅限于海，包括河底、湖底等)。
在上述吸力桩7的上部装有文丘里流量计(ベンチュ一リ計)6，而且该吸力桩7的上部除了与上述文丘里流量计6连通的排出口21外是密闭着的。上述文丘里流量计6经排出管5与位于作业平台9上的泵1连接。
上述泵1经吸入管2将水吸上来，通过边看压力计4边操作阀门3，经排出管5向装在吸力桩7上部的文丘里流量计6加压供水。10是安在吸入管端部、用于防止异物流入吸入管2的过滤器。
给文丘里流量计6加压供给的水，边流过文丘里流量计6的中央部分边变快流速，根据文丘里原理，吸力桩7内部的水通过排出口21从文丘里流量计6的出口排出。由于吸力桩内部的水持续排出，吸力桩7的内压和外压之间产生压力差，通过由于该压力差产生的力，吸力桩7被压向水底，打入水底。
在这样现有的吸力桩施工方法中，在吸力桩7定位于水底的瞬间，由于吸力桩7的自重打入一定深度，但此时，由于自重吸力桩7产生瞬间过多的下沉，其结果，在吸力桩7的内部产生漂浮力。由于这种漂浮力有时发生吸力桩7上浮、倾斜。另外，由于水底地质不均匀等有时吸力桩7也会倾斜。这样，在吸力桩7倾斜时，吸力桩7就不能垂直立住。
还有，即使吸力桩7垂直设立，并适当地保持吸力桩7的内压和外压之差，如图2所示，沿着桩的内面也会产生局部沙沸(sandboiling)现象11，从而沙流入吸力桩的内部。
这样，如果沙流入吸力桩7的内部，就会在吸力桩7内部的上端积累沙，最终堵塞排出口21，其结果是，吸力桩7内部的水不能被顺利地排出，难以打入吸力桩7。而且，在吸力桩7中将产生未完全打入的区域12。
【发明内容】
本发明是鉴于上述现有技术的问题而提出的，其目的是提供一种吸力桩施工方法，能在吸力桩初期设置时边垂直保持吸力桩边设立，而且能将吸力桩完全打入水底。
为达成上述目的，本发明的吸力桩的施工方法，将吸力桩打入水底来设立吸力桩，其特征在于：由水上的起重机使吊挂在上述吸力桩上端的相互对置的位置的绳索下降，使吸力桩接触到水底；为使上述吸力桩的内压与外压相比变小、并因由吸力桩的内压和外压之间的压差产生的对称的力使吸力桩边保持垂直状态边打入水底，而从上述吸力桩接触水底的瞬间开始，使上述吸力桩内部的水向上述吸力桩的外部排出；为了除去在上述吸力桩打入过程中积累在上述吸力桩内部上端的沙，反复进行下列步骤以将吸力桩打入海底：步骤1，为使上述吸力桩的内压与外压保持相同，而通过向吸力桩的内部注入与从吸力桩排出的水量相对应的水，来搅乱吸力桩内部的沙并向吸力桩的外部排出；步骤2，中断水的注入，并使吸力桩内的水被持续地排出。
【附图说明】
图1是本发明人提出的吸力桩施工装置的结构示意图。
图2是表示进行现有的吸力桩施工时发生的沙的积累现象的吸力桩的剖面图。
图3是表示本发明的吸力桩施工方法的实施例的示意图，。
图4是表示适用于本发明施工方法的吸力桩的图，(a)是吸力桩的剖面图，(b)是吸力桩的平面图。
【具体实施方式】
以下参照附图，就与本发明有关的吸力桩的施工方法的最佳实施例加以详细地说明。
图3是用来说明本发明的吸力桩施工方法的各个步骤的示意图，除了在作业平台9上安装起重机13这一点和后面所述的所用吸力桩7的结构不同这一点之外，其结构与上述图1中所示的现有技术本质相同。因此对与图1中所说明的结构相同之处，省略其说明。
图4是表示本发明中使用的吸力桩7结构的图，图4a是吸力桩7的剖面图，图4b是图4a中所示的吸力桩7的平面图。
如图3所示，在水底设立吸力桩7，利用起重机13，起重机13的牵引绳14挂在吸力桩7上端两侧的相互对置的位置，通过降下该牵引绳14将吸力桩7降向水底。象这样将牵引绳14挂在吸力桩7上端两侧的相对位置的理由是为了吸力桩7降向水底时保持吸力桩7的平衡。
在本发明中，上述吸力桩7，如图4a以及4b所示，在其上部除排出口21以外形成多个注入口22。上述排出口21与图1相关连并如前所述，是吸力桩7内部的水排向文丘里流量计6用的孔，上述注入口22是吸力桩7外部的水向吸力桩内部注入用的孔，经注入管15与上述泵1连接着(参照图3)。上述注入口22最好形成在上述吸力桩7的边缘附近，但并不是必须限于此。
用起重机13将吸力桩7慢慢地降向水底。在水上作业平台9上装有位置测量装备(例如GPS装备)，用它来确认吸力桩的设立位置等。
从吸力桩7与水底接触的瞬间开始，作业平台9上的泵1按预定的时间运转，经排出管5向装在吸力桩7上部的文丘里流量计6加压供水。
向文丘里流量计6加压供给的水，边流过文丘里流量计6的中央部分边加快流速，根据文丘里原理，吸力桩7内部的水经排出口21从文丘里流量计6的出口被排出。
这样，从吸力桩7接触到水底的瞬间开始吸力桩7内部的水被排出，由此吸力桩7内部的漂浮力被消除，由于吸力桩7的内压和外压之间的压力差吸力桩7无倾斜地以垂直状态压向水底并打入水底。
通过这样的过程吸力桩7开始垂直地打入，由于泵1以一定的压力运转，吸力桩内部的水向外部排出，由此吸力桩7继续打入水底。随着吸力桩的继续打入，由于沙沸现象沙在吸力桩7内部上端积累，在本发明中，启动泵1向注入管23供水，经在吸力桩7上部形成的注入口22向吸力桩7的内部供水。此时，适当地调节经注入口22注入的水量和经排出口21排出的水量，使吸力桩7的内压与外压保持相同的压力。其结果，积累在吸力桩7上端的沙被注入的水搅乱，该被搅乱的沙经排出口21和水一起被排出。因此，可以防止在吸力桩7打入过程中由于沙积累在吸力桩7的内部上端而造成排出口21堵塞现象的发生。
从开始排沙开始经过一定的时间后，中断水的注入，使吸力桩7内部的水排向外部，再次打入吸力桩7。另外，经过一定的时间后或者吸力桩7打到预定的深度后，或者沙积累在吸力桩7内部上端而使吸力桩7的打入延迟时，再次向吸力桩7内部注入水，同时通过排水使沙排向吸力桩7的外部。反复这样的过程将吸力桩7打入水底，完成对其的设置。
本发明的效果如下。
根据上述的本发明，可在吸力桩7设置初期，防止吸力桩7的倾斜，并垂直地设立吸力桩7。
另外，可以防止在吸力桩7打入过程中发生沙积累在吸力桩7上端内部的问题。因此，可以防止由于沙的积累而造成的吸力桩7未完全打入。