JPH0240106Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、港湾、海洋や河川等の水域におい
て、各種の構造物を支持するのに用いる水中用プ
レ防食鋼管杭すなわち打込前に予め防食が施され
ている鋼管杭に関するものである。

〔従来技術〕

鋼管杭は、陸上の建築物の基礎杭をはじめ、港
湾や河川等の護岸および桟橋構造物のみならず、
海洋構造物においても大水深域や軟弱地盤に対応
できる建設用鋼材として広く使用されているが、
港湾、海洋や河川水域において用いられる鋼管杭
は、従来裸使用が一般的である。

港湾、海洋や河川水域において鋼管杭を裸使用
した場合、鋼管杭の腐食速度は、飛沫帯（さく望
平均満期潮面H.W.Lより上部），干満帯（さく望
平均満潮面H.W.L〜さく望平均干潮面L.W.L）近
傍において最も著しく、次に海水中（さく望平均
干潮面L.W.Lより下部）、海泥中の順に漸減する。

最近の公的機関における港湾鋼構造物の腐食速
度調査による鋼管杭の平均腐食速度の一例を示す
と、飛沫帯では0.37mm／年〜0.6mm／年，干満帯
およびその近傍では0.35mm／年〜0.5mm／年であ
り、海水中の深度が大きくなるにつれて平均腐食
速度は漸減する傾向がみられ、0.05mm／年以下で
あつたと報告されている。

また海泥面下では、捨石中で0.1mm／年〜0.05
mm／年，ヘドロ中で0.05mm／年，海泥中で0.01
mm／年〜０mm／年であつたと報告されている。

このように、鋼管杭の平均腐食速度比率は飛沫
帯および干満帯を1.0とすると、海水中では約1/1
０、海泥中では約1/50にすぎない。

一方、港湾、海洋や河川水域において用いられ
る鋼管杭についても、40〜50年間にわたる長期の
耐久性が要求されている。鋼管杭にこのような長
期の耐久性を付与するためには、鋼管杭における
最も腐食速度の速い部分である飛沫帯から干満帯
までの範囲を防食する必要がある。

このため、最近、最も腐食速度の著しい飛沫帯
および干満帯に対する防食方法として、鋼管杭を
打設したのち、その鋼管杭における飛沫帯および
干満帯の範囲を環状底部を有する筒状カバー（型
枠）で囲み、そのカバーと鋼管杭との間にモルタ
ルを充填する防食方法等が実施されているが、こ
の防食方法の場合は、施工にあたつては、潜水夫
等の専門職を必要とし、また波浪や潮位等の海象
条件の影響を受けるためコストが高くなるという
欠点がある。

従来、潜水作業を必要としない鋼管杭の防食方
法として、鋼管杭にタールエポキシ塗料を塗布す
る方法、電気防食を施す方法等が知られており、
また予め鋼管杭に防食被覆を施した防食被覆鋼管
杭として、特開昭53−42403号公報により公表さ
れているように、鋼管杭の外周面にF.R.P.を塗布
して第１樹脂層を形成し、次いでその第１樹脂層
が未硬化の間に、その第１樹脂層の上にガラス繊
維を種々異なる方向に並列した状態で積層させて
ガラス繊維層を形成し、続いてそのガラス繊維層
の上に再びF.R.P.を塗布して第２樹脂層を形成
し、次に前記第１樹脂層および第２樹脂層が未硬
化の間に、第２樹脂層の外面を押圧しながら摩擦
するなどにより、各重合層内に含まれている空気
を排除すると共に、ガラス繊維層を内外両面から
挾んでいる未硬化のF.R.P.の一部をガラス繊維層
内に侵入させた防食被覆鋼管杭が知らせている。

さらにまた、上下の鉄筋コンクリート杭を連結
する鉄製継手座板の防食手段として、特開昭57−
123329号公報により公表されているように、内側
にブチルゴム系粘着剤からなる防食層を設けた架
橋ポリエチレン等の熱収縮チユーブを、予め上方
または下方の杭に嵌設しておき、上下の杭の鉄製
継手座板を溶接等により結合したのち、前記防食
層付きの熱収縮チユーブを、前記各継手座板の外
周面を覆う位置に移動し、次にバーナー等により
前記熱収縮チユーブを加熱収縮させて、その熱収
縮チユーブにより上下の杭の連結部の継手座板を
被覆した防食手段も知られている。

〔考案が解決しようとする問題点〕 しかしながら、タールエポキシ塗料を塗布する
方法の場合は、数年以内に再塗布する必要がある
ので煩雑であり、しかも長期の防食性能が期待で
きず、かつ鋼管杭を打設する前にタールエポキシ
塗料を塗布しても、塗膜が柔かいため、ハンドリ
ング中あるいは杭打込時に、塗膜にスクラツチ傷
等の傷がつき易く、さらに杭打設後に流木等が衝
突したときも傷がつき易く、その傷部から鋼管杭
が腐食し易いという欠点がある。また鋼管杭の打
設後にタールエポキシ塗料を塗布する場合は、鋼
管杭の水中部に塗布することができず、水上部だ
けの腐食になる。鋼管杭の水中部まで塗布する場
合は排水処理が必要であるのでコストが高くな
る。

また電気防食を施す方法の場合は、その電気化
学的機構上、最も鋼材腐食の進行が著しい飛沫帯
や干満帯のような水面から空中に突出した部分に
おいては、防食効果が発揮しにくいという欠点が
ある。

前記特開昭53−42403号公報により公表されて
いる防食被覆鋼管杭の場合は、防食被覆の構造が
複雑で塗覆工程が複雑となり、かつフアイバー材
補強等を行なうため、コスト高になるという問題
がある。

また前記特開昭57−123329号公報により公表さ
れている防食手段を鋼管杭の防食に採用すること
も考えられるが、この防食手段の場合は、熱収縮
チユーブが鋼管杭に対し固着されないので、鋼管
杭を杭打機により打撃して、防食鋼管杭を水底地
盤に打込む際の衝撃力で防食被覆がずれ動くこと
になる。

また熱収縮チユーブの長さには制限があるの
で、長尺の鋼管杭に連続した防食被覆を設けるこ
とはできない。鋼管杭の外表面に長い範囲にわた
つて熱収縮チユーブからなる防食被覆を設ける場
合は、多数の短尺の熱収縮チユーブをその端部が
相互に重なるように配置して、順次加熱収縮させ
る必要があるが、隣り合う熱収縮チユーブの端部
は単に重合されているだけであるので、その重合
部から水が鋼管杭の外表面に浸入して防食が不完
全になる。さらに多数の短尺の熱収縮チユーブを
順次加熱収縮させて防食被覆鋼管杭を製造する作
業は煩雑でかつコスト高になる。

また一方、鋼管杭にエポキシ樹脂やポリウレタ
ン樹脂等の防色材を塗布して、防色被覆鋼管杭を
構成する場合、作業上１回で塗布できる塗膜の厚
さは約250μｍであるので、防食材の塗布により
厚い防食被覆を形成する場合は、塗布された防食
材が乾燥したのち再び防食材を塗布するという作
業を多数回反復して行なわねばならないので、防
食被覆鋼管杭の製造工程が煩雑でコスト高になる
という問題がある。

〔考案の目的、構成〕

この考案は前述の問題を有利に解決した水中用
プレ防食鋼管杭を提供することを目的とするもの
であつて、この考案の要旨とするところは、水底
地盤に打込まれる鋼管杭１の外表面における少な
くとも飛沫帯から干満帯までの部分が、鋼管杭１
の外表面に塗布された接着剤を介して単層の架橋
ポリエチレンを除くポリエチレン樹脂系被覆材２
により連続して被覆され、その被覆材２の厚さが
1.5〜4.5mmに設定されていることを特徴とする水
中用プレ防食鋼管杭にある。

〔問題点を解決するための手段〕

この考案において、架橋ポリエチレンを除くポ
リエチレン樹脂を使用した理由は、(1)耐透水性に
優れていること、(2)耐酸、耐アルカリ性、耐薬品
性に優れていること、(3)電気絶縁抵抗値が大きく
かつ長期間低下しないので腐食電位発生が防止で
きること、(4)熱可塑性であり後述するように工場
で容易に厚い被覆をすることができること、(5)変
性ポリエチレン等の接着剤を使用することにより
強固な接着が可能であること、(6)材料コストが安
いことなどによる。

またこの考案において前記被覆材の厚みを限定
したのは以下の理由による。

すなわち前記ポリエチレン樹脂系被覆材２に微
小貫通疵すなわちピンホールがある場合、鋼管杭
１におけるピンホールが位置する部分に集中腐食
が発生する。しかし、実験の結果によると、ピン
ホール径とピンホールの深さ（被覆材の厚さ）と
の比が1/10以下であれば、ピンホールが腐食生成
物や気泡により閉塞され、かつ閉塞後は腐食が殆
んど進行しない。すなわち被覆材の厚さが厚くな
るほど、ピンホールの存在による鋼管杭１の集中
腐食が発生しなくなる。一般にピンホール径は
0.1mm程度であるから、ピンホールによる集中腐
食を抑制するためには前記ポリエチレン樹脂系被
覆材２の厚さを１mm以上にする必要がある。

また前記ポリエチレン樹脂系被覆材２の酸化劣
化を防止するためには、酸素ガスの透過速度より
その厚さを１mm以上にする必要がある。さらにプ
レ防食鋼管杭に流木が衝突した場合は、実験によ
ると、前記ポリエチレン樹脂系被覆材２に最大
0.5mmの窪みが生じる。したがつて、流木の衝突
により前記ポリエチレン樹脂系被覆材２に窪みが
生じても、ピンホールによる集中腐食を抑制し、
かつ前記ポリエチレン樹脂系被覆材２の酸化劣化
を防止するためには、１mmに0.5mmの余裕を加え
てそのポリエチレン樹脂系被覆材２の厚さを1.5
mm以上にする必要がある。

またこの考案においてプレ防食鋼管杭を製造す
るとき、押出機のＴダイから半溶融状態で連続し
て帯状に押出される前記ポリエチレン樹脂系被覆
材を、予め加熱しかつ接着材を塗布した鋼管杭の
外表面に対し、螺旋状にかつその被覆材の巾方向
の一部が相互に重なるように巻付ける方法がとら
れる。次いでその巻付直後に、加圧成形ロールに
より加圧成形するが、前記被覆材２の厚さが4.5
mmよりも厚くなると、巻付成形後の前記被覆材２
を迅速に冷却することができず、製造能率が悪く
なり、コストが高くなる。したがつて、前記ポリ
エチレン樹脂系被覆材２の最大厚さを4.5mmにす
る必要がある。

〔実施例〕

次にこの考案を図示の例によつて詳細に説明す
る。

第１図ないし第３図はこの考案の第１実施例を
示すものであつて、水底地盤３に打込まれる鋼管
杭１における飛沫帯４および干満帯５ならびにそ
れよりも若干下方の部分の外表面に、接着剤が塗
布され、続いて架橋ポリエチレンを除くポリエチ
レン樹脂材に紫外線劣化防止剤および酸化防止剤
を添加してなる厚さ1.5〜4.5mmのポリエチレン樹
脂系被覆材２が巻付けられて一体に固着されてい
る。

このように構成された多数のプレ防食鋼管杭６
における下側の鋼管部分は水底地盤３、例えば海
底地盤に打込まれ、次に各プレ防食鋼管杭６の杭
頭部にわたつてコンクリート桟橋等のコンクリー
ト構造物７が築造される。すなわちコンクリート
構造物が築造されたのちは、各プレ防食鋼管杭に
おける前記被覆材２の上端面はコンクリート構造
物７の内部に配置される。

このことは、従来の鋼管杭の防食法と異なり、
この考案の場合はプレ防食鋼管杭であつて、事前
に工場にて設計上必要な範囲にわたりポリエチレ
ン樹脂系被覆材が鋼管杭に被着されているので、
容易にかつ確実に鋼管杭の防食を行なうことがで
きる。特にコンクリートのアルカリ成分にも耐久
性を有するポリエチレン樹脂系被覆材によりコン
クリート構造物の内部にわたる位置まで被覆する
ことによつて、鋼管杭がコンクリート構造物内に
挿入される箇所近傍が海水のしぶき等により腐食
されるのを長期間にわたり防止することができ
る。

第４図はこの考案の第２実施例を示すものであ
つて、架橋ポリエチレンを除くポリエチレン樹脂
系被覆材２が、鋼管杭１におけるコンクリート構
造物７内に位置する箇所から飛沫帯４、干満帯５
およびこれと海底地盤上の捨石層８との間の部分
に予め被着されているが、その他の構成は第１実
施例の場合と同様である。

第１実施例の場合、鋼管杭１における前記ポリ
エチレン樹脂系被覆材２を被着した部分と水底地
盤３との間に電気腐食を施してもよく、あるいは
鋼管杭における前記被覆材２よりも下側の部分全
体に電気防食を施してもよい。さらにまた、前記
被覆材２を鋼管杭１の全長にわたつて被着しても
よく、あるいは前記被覆材２による被覆範囲を水
底地盤面より若干下方の箇所でとどめてもよい。
この場合は電気防食を施す必要がない。

第２実施例のように、前記ポリエチレン樹脂系
被覆材２を、鋼管杭１に対し、コンクリート構造
物７内の箇所から飛沫帯４および干満帯５を含み
捨石層８または水底地盤面より若干下方の箇所ま
で連続して被着しておけば、鋼管杭１におけるコ
ンクリート構造物７の箇所から捨石層８内または
水底地盤面より若干下方の箇所までの全範囲にわ
たつて耐久防食することができ、また前記ポリエ
チレン樹脂系被覆材２は、耐アルカリ性、耐酸
性、耐薬品性が優れているので、プレ防食鋼管杭
６の周囲にアルカリ性物質や耐性物質や薬品等を
含む産業廃棄物を投棄することがあつても、その
産業廃棄物による鋼管杭の腐食を確実に防止する
ことができる。

この考案を実施する場合、前記ポリエチレン樹
脂系被覆材２として、前記ポリエチレン樹脂材に
紫外線を遮断するためのカーボンブラツクとフエ
ノール系または硫黄系化合物からなる酸化防止剤
とを添加したものを使用すれば、前記被覆材２の
耐候性、耐食性および耐スクラツチ性を一層向上
させることができる。

次に前記ポリエチレン樹脂系被覆材の成分の具
体例を示す。

例 １ ポリエチレン樹脂材 97.2％ カーボンブラツク 2.6％ フエノール系酸化防止材0.2％ 例 ２ ポリエチレン樹脂材 96.9％ カーボンブラツク 2.8％ フエノール系酸化防止材0.3％ なお前記ポリエチレン樹脂材としては、密度
0.915〜0.970ｇ／cm³、メイトインデツクス0.05〜
0.5ｇ／10分の物性で、酢酸ビニル、ブテンヘキ
セン等との共重合体を使用するのが好ましい。

この考案のプレ防食鋼管杭を製作する場合は、
例えば押出機のＴダイから半溶融状態で連続して
帯状に押出されるポリエチレン樹脂系被覆材を、
予め加熱しかつ接着剤を塗布した鋼管杭の外表面
に対し、螺旋状にかつその被覆材の巾方向の一部
が相互に重なるように巻付け、次いでその巻付直
後に、加圧成形ロールにより加圧成形して各部が
1.5〜4.5mmの範囲内でほぼ均一な厚さになるよう
に仕上げる。

〔考案の効果〕

この考案によれば、水底地盤に打込まれる鋼管
杭１の外表面における少なくとも飛沫帯から干満
帯までの部分が、鋼管杭１の外表面に塗布された
接着剤を介して単層の架橋ポリエチレンを除くポ
リエチレン樹脂系被覆材２により連続して被覆さ
れるので、プレ防食鋼管杭を水底地盤に打込む際
に、打撃振動により前記ポリエチレン樹脂系被覆
材２が鋼管杭１に対し相対的にずれ動くことはな
く、かつ水底地盤に打込まれた鋼管杭１における
最も腐食し易い飛沫帯および干満帯に位置する部
分を、耐透水性、耐食性および耐スクラツチ性に
富む前記ポリエチレン樹脂系被覆材２により被覆
して、長期間にわたつて有効に防食することがで
き、特に鋼管杭１の外表面に接着剤を介して単層
の架橋ポリエチレンを除くポリエチレン樹脂系被
覆材２を固着しているので、構造が簡単であると
共に低コストで製造することができ、さらに前記
ポリエチレン樹脂系被覆材２の厚さは1.5mm以上
になつているので、前記被覆材２にピンホールが
あつても、そのピンホールが腐食生成物や気泡に
より閉塞されて、腐食の進行が抑制され、しかも
酸化劣化が防止され、かつ流木の衝突により前記
被覆材２に窪みが生じても、ピンホールによる腐
食の進行抑制に必要な厚さおよび酸化劣化防止に
必要な厚さを確保することができる。また前記ポ
リエチレン樹脂系被覆材２の厚さが4.5mm以下で
あるので、半溶融状態のポリエチレン樹脂系被覆
材２を鋼管杭１の外表面に塗布された接着剤の上
に巻付けてプレ防食鋼管杭を製造する場合、前記
被覆材２を容易に冷却してプレ防食鋼管杭を高能
率で製造できると共に、前記ポリエチレン樹脂系
被覆材２の使用量を少なくしてプレ防食鋼管杭を
経済的に製造することができる。さらにまた、鋼
管杭１の打込前に、その鋼管杭１の外表面に前記
ポリエチレン樹脂系被覆材２が被着されるので、
品質管理を充分に行なうことができ、しかもその
ポリエチレン樹脂系被覆材２は強固であるので、
ハンドリング中に傷がつきにくく、さらに前記ポ
リエチレン樹脂系被覆材２は長期の耐久性を有す
るので、メンテナンスが不要で経済的である等の
効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図はこの考案の第１実施例を
示すものであつて、第１図は水中用プレ防食鋼管
杭の側面図、第２図はそのＡ−Ａ線拡大断面図、
第３図は前記プレ防食鋼管杭をコンクリート構造
物の支持に使用した構造物の状態を示す一部縦断
側面図である。第４図はこの考案の第２実施例の
プレ防食鋼管杭によりコンクリート構造物を支持
した構造物の状態を示す一部縦断側面図である。 図において、１は鋼管杭、２はポリエチレン樹
脂系被覆材、４は飛沫帯、５は干満帯、６は水中
用プレ防食鋼管杭、７はコンクリート構造物であ
る。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 水底地盤に打込まれる鋼管杭１の外表面におけ
   る少なくとも飛沫帯から干満帯までの部分が、鋼
   管杭１の外表面に塗布された接着剤を介して単層
   の架橋ポリエチレンを除くポリエチレン樹脂系被
   覆材２により連続して予め被覆され、その被覆材
   ２の厚さが1.5〜4.5mmに設定されていることを特
   徴とする水中用プレ防食鋼管杭。