(57)【要約】      （修正有）【課題】岩盤または硬質地盤が露出している場所及びその上に堆積層を有する水底地盤にモノパイル基礎を高い位置精度で施工できる洋上風力発電用のモノパイル基礎の施工方法および洋上風力発電用のモノパイル基礎を提供する。【解決手段】昇降式の作業構台１６をモノパイル杭の建込予定位置に据え付ける。次に、作業構台１６に据え付けた全周回転掘削機２３にケーシングパイプ２９を取り付け、岩盤層３の所定の深さに達するガイド孔を先行削孔した後、ケーシングパイプ２９に拡径掘削装置３３を取り付け、ガイド孔を拡径掘削して杭孔３５を掘削する。そして、作業構台１６に設置した挿入用ガイドにモノパイル杭を通し、杭孔３５に建て込む。その後、杭孔３５とモノパイル杭との間に水中コンクリートを充填してモノパイル基礎を完成する。【選択図】図７
2020128672.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
岩盤または硬質地盤に洋上風力発電用のモノパイル基礎を施工する方法であって、
昇降式の作業構台を、モノパイル杭の建込予定位置に据え付ける工程ａと、
前記作業構台を上下方向に貫通する作業空間上に据え付けた全周回転掘削機により、前記岩盤または硬質地盤の所定の深さに達する杭孔を掘削する工程ｂと、
前記作業空間にモノパイル杭の挿入用ガイドを設置し、前記挿入用ガイドを通してモノパイル杭を前記杭孔に建て込む工程ｃと、
前記杭孔と前記モノパイル杭との間に水中コンクリートを充填する工程ｄと、
を具備することを特徴とする洋上風力発電用のモノパイル基礎の施工方法。
【請求項２】
前記岩盤または硬質地盤の上に堆積層が存在し、
前記工程ａの前に、前記堆積層を前記岩盤または硬質地盤まで改良して改良体を形成する工程ｅをさらに具備し、
前記工程ｂで、前記改良体を貫通して前記杭孔を掘削することを特徴とする請求項１記載の洋上風力発電用のモノパイル基礎の施工方法。
【請求項３】
前記工程ｂが、
前記全周回転掘削機にケーシングパイプを取り付け、ガイド孔を先行削孔する工程ｆと、
前記ケーシングパイプに拡径掘削装置を取り付け、前記ガイド孔を拡径掘削して前記杭孔を掘削する工程ｇと、
を具備することを特徴とする請求項１または請求項２記載の洋上風力発電用のモノパイル基礎の施工方法。
【請求項４】
前記工程ｆまたは前記工程ｇで、前記ケーシングパイプの中心を把握し、
前記工程ｃで、前記挿入用ガイドを通した前記モノパイル杭の中心と前記ケーシングパイプの中心とが一致するように前記挿入用ガイドを設置することを特徴とする請求項３記載のモノパイル基礎の施工方法。
【請求項５】
前記工程ａと前記工程ｂとの間に、前記作業構台の中央部に架台を設置し、前記架台に前記全周回転掘削機を据え付けることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の洋上風力発電用のモノパイル基礎の施工方法。
【請求項６】
前記工程ｄの間、前記モノパイル杭を天端が所定の高さとなるように保持することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の洋上風力発電用のモノパイル基礎の施工方法。
【請求項７】
岩盤または硬質地盤の上に堆積層を有する地盤に施工された洋上風力発電用のモノパイル基礎であって、
前記堆積層を前記岩盤または硬質地盤まで改良して形成された改良体と、
前記改良体を貫通し前記岩盤または硬質地盤の所定の深さに達する杭孔に建て込まれ、前記杭孔よりも径の小さい既製のモノパイル杭と、
前記モノパイル杭と前記杭孔との間に充填された水中コンクリートと、
からなり、
前記改良体の強度が、前記杭孔の削孔時に孔壁が崩壊しない強度に設定されたことを特徴とする洋上風力発電用のモノパイル基礎。
【請求項８】
前記モノパイル杭が鉄筋コンクリート製またはプレストレストコンクリート製であることを特徴とする請求項７記載の洋上風力発電用のモノパイル基礎。
【請求項９】
前記水中コンクリートは、固化後に前記岩盤または硬質地盤と同等以上の強度を発現することを特徴とする請求項７または請求項８記載の洋上風力発電用のモノパイル基礎。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、洋上風力発電用のモノパイル基礎の施工方法および洋上風力発電用のモノパイル基礎に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、再生可能エネルギーのひとつである風力発電の建設場所は、設備の大型化や周囲への影響、風況などにより陸上から洋上へと移行している。洋上風車の基礎構造形式の中では、構造が単純で経済性の高いモノパイル基礎が最も一般的である。モノパイル基礎は油圧ハンマー等による打撃工法により地盤に打設される。
【０００３】
また、支持層の上に厚い軟弱層が存在する場合には、未改良部位を残して軟弱層を地盤改良し、未改良部位を掘削してモノパイルを根入れする方法が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４６６４６３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、打撃工法によってモノパイル基礎を施工する場合、施工対象地盤は打ち込み可能な土砂に限られ、露岩している部分は施工できない。また、杭材の材質や肉厚を打撃に耐え得るものにする必要があるため、風車の大型化に伴ってモノパイル基礎の製作費や輸送費が増大する。杭打ち精度の補正が必要となる場合もある。
【０００６】
また、我が国における洋上での風力発電の建設場所は風況の良い沖合での計画が主流となるため、水深が深く堆積層が浅い沖合においては特許文献１記載の方法では、根入れ深さの確保が困難となることがある。
【０００７】
本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とすることは、打撃工法が適用できない岩盤または硬質地盤にモノパイル基礎を高い位置精度で施工できる洋上風力発電用のモノパイル基礎の施工方法および洋上風力発電用のモノパイル基礎である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前述した目的を達成するために第１の発明は、岩盤または硬質地盤に洋上風力発電用のモノパイル基礎を施工する方法であって、昇降式の作業構台を、モノパイル杭の建込予定位置に据え付ける工程ａと、前記作業構台を上下方向に貫通する作業空間上に据え付けた全周回転掘削機により、前記岩盤または硬質地盤の所定の深さに達する杭孔を掘削する工程ｂと、前記作業空間にモノパイル杭の挿入用ガイドを設置し、前記挿入用ガイドを通してモノパイル杭を前記杭孔に建て込む工程ｃと、前記杭孔と前記モノパイル杭との間に水中コンクリートを充填する工程ｄと、を具備することを特徴とする洋上風力発電用のモノパイル基礎の施工方法である。
【０００９】
第１の発明では、全周回転掘削機を用いて岩盤または硬質地盤の所定の深さに達する杭孔を掘削してモノパイル杭を建て込むことにより、打撃工法が適用できない岩盤または硬質地盤にモノパイル基礎を施工することができる。また、打撃工法を用いないためモノパイル杭が打撃による衝撃荷重を受けず、モノパイル杭の材質の選択肢が広がる。さらに、作業空間に設置した挿入用ガイドにモノパイル杭を通すことにより、モノパイル杭を高い位置精度で建て込むことができる。
【００１０】
前記岩盤または硬質地盤の上に堆積層が存在し、前記工程ａの前に、前記堆積層を前記岩盤または硬質地盤まで改良して改良体を形成する工程ｅをさらに具備し、前記工程ｂで、前記改良体を貫通して前記杭孔を掘削してもよい。
これにより、岩盤または硬質地盤の上に堆積層がある地盤において、堆積層の厚さに関わらず根入れ深さを確保してモノパイル基礎を施工することができる。また、堆積層に改良体を形成するため、モノパイル杭の周囲の洗掘防止工の省略が可能となる。
【００１１】
前記工程ｂが、前記全周回転掘削機にケーシングパイプを取り付け、ガイド孔を先行削孔する工程ｆと、前記ケーシングパイプに拡径掘削装置を取り付け、前記ガイド孔を拡径掘削して前記杭孔を掘削する工程ｇと、を具備してもよい。
小径のガイド孔を先行削孔すれば、大径の杭孔を鉛直方向に確実に掘削することができる。
【００１２】
この場合、前記工程ｆまたは前記工程ｇで、前記ケーシングパイプの中心を把握し、前記工程ｃで、前記挿入用ガイドを通した前記モノパイル杭の中心と前記ケーシングパイプの中心とが一致するように前記挿入用ガイドを設置することが望ましい。
これにより、モノパイル杭の中心をケーシングパイプで掘削した杭孔の中心に合わせることができるので、モノパイル杭をより高い位置精度で建て込むことができる。
【００１３】
前記工程ａと前記工程ｂとの間に、前記作業構台の中央部に架台を設置し、前記架台に前記全周回転掘削機を据え付けることが望ましい。
これにより、作業構台にモノパイル杭を通すための作業空間より全周回転掘削機が小型である場合にも、全周回転掘削機を安定して取り付けることができる。
【００１４】
前記工程ｄの間、前記モノパイル杭を天端が所定の高さとなるように保持することが望ましい。
これにより、モノパイル杭を所定の高さに固定できる。
【００１５】
第２の発明は、岩盤または硬質地盤の上に堆積層を有する地盤に施工された洋上風力発電用のモノパイル基礎であって、前記堆積層を前記岩盤または硬質地盤まで改良して形成された改良体と、前記改良体を貫通し前記岩盤または硬質地盤の所定の深さに達する杭孔に建て込まれ、前記杭孔よりも径の小さい既製のモノパイル杭と、前記モノパイル杭と前記杭孔との間に充填された水中コンクリートと、からなり、前記改良体の強度が、前記杭孔の削孔時に孔壁が崩壊しない強度に設定されたことを特徴とする洋上風力発電用のモノパイル基礎である。
【００１６】
第２の発明では、堆積層に改良体が形成され、改良体を貫通して岩盤または硬質地盤の所定の深さに達する杭孔にモノパイル杭が建て込まれる。これにより、岩盤層などの上に堆積層がある地盤において、堆積層の厚さに関わらずモノパイル基礎の根入れ深さを確保することができ、杭孔の孔壁崩落対策も不要となる。また、堆積層に改良体が形成されるため、モノパイル杭の周囲の洗掘防止工の省略が可能となる。さらに、杭孔が先行掘削されるためモノパイル杭が打撃による衝撃荷重を受けず、モノパイル杭の材質の選択肢が広がる。
【００１７】
前記モノパイル杭が鉄筋コンクリート製またはプレストレストコンクリート製であることが望ましい。
これにより、大型の洋上風車に対応する大径のモノパイル杭の製作費を削減できる。
【００１８】
前記水中コンクリートは、固化後に前記岩盤または硬質地盤と同等以上の強度を発現することが望ましい。
これにより、モノパイル杭を杭孔に確実に固定することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、岩盤または硬質地盤が露出している場所及び岩盤または硬質地盤の上に堆積層を有する水底地盤にモノパイル基礎を高い位置精度で施工できる洋上風力発電用のモノパイル基礎の施工方法および洋上風力発電用のモノパイル基礎を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】地盤１に改良体９を形成する工程を示す図。
【図２】昇降式海上作業構台１５を曳航する工程を示す図。
【図３】昇降式海上作業構台１５を据え付ける工程を示す図。
【図４】全周回転掘削機２３を据え付ける工程を示す図。
【図５】ガイド孔３１を先行削孔する工程を示す図。
【図６】拡径掘削装置３３を取り付ける工程を示す図。
【図７】杭孔３５を掘削する工程を示す図。
【図８】作業構台１６に挿入用ガイド４７を設置する工程を示す図。
【図９】モノパイル杭３９を杭孔３５に建て込む工程を示す図。
【図１０】水中コンクリート４１を打設する工程を示す図。
【図１１】昇降式海上作業構台１５を撤去する工程を示す図。
【図１２】モノパイル基礎４５ａの例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面に基づいて本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。図１は、地盤１に改良体９を形成する工程を示す図である。図１（ａ）はモノパイル基礎の施工予定位置付近の鉛直方向の断面図、図１（ｂ）は堆積層５の水平方向の断面図である。本実施形態では、図１に示すような岩盤層３の上に堆積層５が存在する地盤１にモノパイル基礎を施工する。
【００２２】
地盤１にモノパイル基礎を施工するには、まず、図１（ａ）に示すように、ＣＤＭ船（深層混合処理船）等の地盤改良船７により、堆積層５を岩盤層３の深さまで改良して改良体９を形成する。
【００２３】
改良体９は、杭孔３５等の削孔に際し、孔壁の安定が確保され崩壊しないような強度に設定される。改良体９による地盤改良範囲は、モノパイル杭に作用する風車からの風圧、波力、潮流力及び地震力といった水平力に対して改良体の強度に応じた地盤反力を期待できるように、堆積層５の下端からの受働崩壊線４３を包括するものとする。改良体９は、図１（ｂ）に示すように平面視で円形の範囲に形成することが望ましい。
【００２４】
図２は、昇降式海上作業構台１５を曳航する工程を示す図である。図２（ａ）はモノパイル基礎の施工予定位置付近の鉛直方向の断面図、図２（ｂ）は昇降式海上作業構台１５を上方から見た図である。
【００２５】
改良体９を形成したら、図２に示すように、昇降式海上作業構台１５にフロータ１３を取り付け、モノパイル基礎の建込予定位置まで曳船１１で曳航する。昇降式海上作業構台１５は、作業構台１６と、作業構台１６に対して上下方向に移動可能なレグ１７とからなる。曳航時には、レグ１７は地盤１に接触しない高さに固定される。
【００２６】
作業構台１６は、図２（ｂ）に示すように中央部に作業空間２５を有するロの字型であり、コの字型の本体１６ａと、コの字型に開いた部分を埋めるように本体１６ａに対して着脱可能な着脱式床版１６ｂとからなる。曳航時には、本体１６ａに着脱式床版１６ｂが取り付けられた状態とする。
【００２７】
図３は、昇降式海上作業構台１５を据え付ける工程を示す図である。昇降式海上作業構台１５をモノパイル基礎の建込予定位置まで曳航したら、図３に示すように、レグ１７を地盤１に着底させ、作業構台１６を鉛直方向に移動させてフロータ１３を取り外し、作業構台１６を水上の所定高さに固定する。このとき全てのレグ１７を改良体９上に着底させることにより、レグ１７が不均等に沈むことがなくなるので昇降式海上作業構台１５を安定して据え付けることができる。
【００２８】
図４は、昇降式海上作業構台１５に全周回転掘削機２３を据え付ける工程を示す図である。図４（ａ）はモノパイル基礎の施工予定位置付近の鉛直方向の断面図、図４（ｂ）は昇降式海上作業構台１５を上方から見た図である。
【００２９】
昇降式海上作業構台１５を据え付けたら、図示しないクレーン船を用いて図４に示すクローラクレーン１９、架台２１、掘削装置である全周回転掘削機２３を作業構台１６上に載せる。
【００３０】
図４に示すように、作業空間２５は作業構台１６を上下方向に貫通する。架台２１は、作業空間２５を跨ぐように作業構台１６の上面に設置される。全周回転掘削機２３は、架台２１に装着される。
【００３１】
図５は、ガイド孔３１を先行削孔する工程を示す図である。全周回転掘削機２３を作業構台１６に据え付けたら、全周回転掘削機２３にケーシングパイプ２９を取り付ける。そして、ケーシングパイプ２９を作業構台１６上で継ぎ足しつつ全周回転掘削機２３を用いて地盤１に回転させながら押し込み、ハンマーグラブ２７によって内部を掘削することにより、図５に示すように地盤１に改良体９を貫通して岩盤層３の所定の深さに達するガイド孔３１を削孔する。
【００３２】
図６は、拡径掘削装置３３を取り付ける工程を示す図である。ガイド孔３１の削孔が完了したら、図６に示すようにケーシングパイプ２９を引き上げ、ケーシングパイプ２９に拡径掘削装置３３を取り付ける。
【００３３】
図７は、杭孔３５を掘削する工程を示す図である。ケーシングパイプ２９に拡径掘削装置３３を取り付けたら、先行削孔したガイド孔３１（図６参照）を図７に示すように拡径掘削装置３３を用いて拡径掘削し、杭孔３５を形成する。
【００３４】
図５から図７に示す工程でガイド孔３１や杭孔３５を削孔する時、削孔で生じた掘削ずりは、クローラクレーン１９によりハンマーグラブ２７を用いてケーシングパイプ２９内から搬出され、図示しない土運船に積み込まれる。
【００３５】
ここで、改良体９は上記したように削孔時に孔壁の安定が確保されるような強度に設定されている。そのため、図６に示すようにケーシングパイプ２９を引き上げてもガイド孔３１は崩壊しない。また図７に示すように拡径掘削しても杭孔３５は崩壊しない。さらに全周回転掘削機２３を用いてガイド孔３１や杭孔３５の真円度を高めれば、リング効果によって肌落ちを防いで孔壁をさらに安定させることができる。
【００３６】
図８は、作業構台１６に挿入用ガイド４７を設置する工程を示す図である。図８（ａ）はモノパイル基礎の施工予定位置付近の鉛直方向の断面図、図８（ｂ）は昇降式海上作業構台１５を上方から見た図である。
【００３７】
杭孔３５の形成が完了したら、削孔に用いた装置類を撤去し、図８に示すように作業構台１６に挿入用ガイド４７を設置する。挿入用ガイド４７は、モノパイル杭３９（図９参照）を挿入する環状部材４７ａと、作業構台１６に架け渡して環状部材４７ａを保持する保持部材４７ｂとからなる。挿入用ガイド４７は例えば上下２段に配置される。
【００３８】
なお、前記した図４から図７に示す工程のいずれかの段階で、ケーシングパイプ２９の中心の位置を把握しておき、その位置に合わせて挿入用ガイド４７を設置してもよい。例えば、ケーシングパイプ２９の中心に挿入用ガイド４７の環状部材４７ａの中心を合わせ、挿入用ガイド４７の設置個所を作業構台１６上にマーキングしてもよい。このマークに合わせて挿入用ガイド４７を設置すれば、杭孔３５の中心と挿入用ガイド４７の中心とを確実に合わせることができる。このため、挿入用ガイド４７を通したモノパイル杭３９の中心とケーシングパイプ２９により掘削された杭孔３５の中心とを一致させることができる。
【００３９】
図９は、モノパイル杭３９を杭孔３５に建て込む工程を示す図である。挿入用ガイド４７を設置したら、図９に示すように起重機船３７でモノパイル杭３９を吊り下げ、挿入用ガイド４７を通してモノパイル杭３９を杭孔３５に建て込む。      
【００４０】
モノパイル杭３９は、トランジションピースの代わりとなる風車タワーの接続部が一体となっているタイプである。モノパイル杭３９は、例えば、鉄筋コンクリート製、プレストレストコンクリート製のプレキャスト杭である。モノパイル杭３９は杭孔３５よりも径が小さい。モノパイル杭３９の下端部は閉塞されていてもよいし、開放されていてもよい。
【００４１】
モノパイル杭３９は、下端付近に、モノパイル杭３９の外周面と杭孔３５の孔壁との間隔を調整するための図示しない調整機構を有してもよい。調整機構としては、モノパイル杭３９の外周の全周又は複数個所に突出するものである。例えば、モノパイル杭３９の建て込み中にはモノパイル杭３９の断面内に格納されて外周面から突出せず、建て込み後に油圧で張出量を調整することによってモノパイル杭３９の外周面から杭孔３５の径方向に張出す機構を適用することができる。これによりモノパイル杭３９を杭孔３５内の正確な位置に固定できる。
【００４２】
図１０は、水中コンクリート４１を打設する工程を示す図である。杭孔３５にモノパイル杭３９を建て込んだら、図１０に示すように杭孔３５とモノパイル杭３９との間に図示しないコンクリートプラント船等により水中コンクリート４１を充填する。水中コンクリート４１は、杭孔３５内に隙間なく回り込むように流動性や充填性の高いものとし、固化後に岩盤層３と同等以上の強度を発現するものとする。
【００４３】
水中コンクリート４１を充填する際には、起重機船３７で吊り下げることによりモノパイル杭３９を天端が所定の高さとなるように保持する。また、作業構台１６に図示しない固定手段を設けてモノパイル杭３９の頭部を固定することにより波や潮流の影響を避けることが望ましい。
【００４４】
さらに、モノパイル杭３９の下端部が閉塞されている場合は、モノパイル杭３９の内部に水を入れて水中コンクリート４１からの揚圧力による浮き上がりを防ぐ。モノパイル杭３９の下端部が開放されている場合は、水中コンクリート４１をモノパイル杭３９の内部の地盤１の表面付近まで回し込んで強度を高める。
【００４５】
図１１は、昇降式海上作業構台１５を撤去する工程を示す図である。水中コンクリート４１が固化したら、図１１（ａ）に示すようにモノパイル杭３９の吊下げを終了し、改良体９、モノパイル杭３９、水中コンクリート４１等からなる洋上風力発電用のモノパイル基礎４５を完成する。
【００４６】
モノパイル基礎４５が完成したら、図１１（ｂ）に示すように作業構台１６から着脱式床版１６ｂを取り外す。次に、作業構台１６の本体１６ａの下にフロータ１３を差し込み、昇降式海上作業構台１５をフロータ１３で支持した後、レグ１７を地盤１から上昇させる。そして、モノパイル基礎４５が着脱式床版１６ｂの取り外しによってできた空間を通るように曳船１１で昇降式海上作業構台１５を図１１の右方向に移動させて撤去する。その後、図示しない風車タワーをモノパイル基礎４５に取り付ける。
【００４７】
このように、本実施形態によれば、岩盤層３などの上に薄い堆積層５がある地盤にも根入れ深さを確保してモノパイル基礎４５を施工することができる。本実施形態では、削孔時に孔壁が崩壊しない強度に設定された改良体９を堆積層５に形成するため、ガイド孔３１や杭孔３５の孔壁崩落対策が不要となる。堆積層５に改良体９を形成すれば、一般的に必要とされるモノパイル杭３９の周囲の洗掘防止工の省略も可能である。
【００４８】
本実施形態では、掘削装置として全周回転掘削機２３を用い、全周回転掘削機２３でガイド孔３１を先行削孔した後、拡径掘削装置３３でガイド孔３１を拡径掘削して杭孔３５を掘削する。そのため、強度が高い改良体９や岩盤層３に大径の杭孔３５を鉛直方向に確実に掘削することができる。
【００４９】
本実施形態では、打撃工法を用いず、杭孔３５を掘削してモノパイル杭３９を建て込む。そのため、モノパイル杭３９が打撃による衝撃荷重を受けず、モノパイル杭３９の材質の選択肢が広がる。例えばモノパイル杭３９を鉄筋コンクリート製またはプレストレストコンクリート製のプレキャスト杭とすることが可能になり、大型の洋上風車に対応する大径のモノパイル杭３９の製作費及び防蝕に要する維持費を縮減できる。
【００５０】
本実施形態では、作業構台１６のレグ１７を地盤１に着底させるので、波や潮流によって作業構台１６が揺れることがない。そのため、作業構台１６の作業空間２５から杭孔３５を削孔しモノパイル杭３９を建て込むことで、削孔位置や建込位置の精度を確保できる。また、杭孔３５の削孔時にケーシングパイプ２９の中心を把握しておき、モノパイル杭３９の中心とケーシングパイプ２９の中心とが一致するように挿入用ガイド４７を設置してモノパイル杭３９を建て込むことで、建込位置の精度をより高めることができる。このように本実施形態ではモノパイル杭３９を高い位置精度で設置できるので、位置補正および風車タワーとの接続ためのトランジションピースを省略し、風車タワーとの接続部が一体となったモノパイル杭３９を適用することが可能となる。
【００５１】
本実施形態では、モノパイル杭３９を天端が所定の高さとなるように保持した状態で、杭孔３５とモノパイル杭３９との間に固化後に岩盤層３と同等以上の強度を発現する水中コンクリート４１を充填する。これにより、モノパイル杭３９を所定の高さで傾きなく確実に固定することができる。
【００５２】
なお、本実施形態では、風車タワーとの接続部が一体となったモノパイル杭３９を用いる場合について述べたが、本発明は風車タワーとの接続部が一体となっていないモノパイル杭を用いる場合にも適用できる。
【００５３】
図１２は、モノパイル基礎４５ａの例を示す図である。図１２（ａ）はモノパイル基礎４５ａの鉛直方向の断面図、図１２（ｂ）は昇降式海上作業構台１５ａを上方から見た図である。モノパイル基礎４５ａでは、風車タワーとの接続部が一体になっていないモノパイル杭３９ａが用いられる。
【００５４】
図１２に示す例では、図１２（ｂ）に示すロの字型の作業構台１６ｃを有する昇降式海上作業構台１５ａを用いてモノパイル基礎４５ａを施工する。図１２（ａ）に示すように、モノパイル杭３９ａは、風車タワーと接続するための接続部が一体となっていないため、天端が図１１に示すモノパイル杭３９より低い水面付近に位置する。
【００５５】
モノパイル基礎４５ａが完成したら、作業構台１６ｃの下にフロータ１３を差し込み、作業構台１６ｃの下面がモノパイル杭３９ａの天端より上に位置するように昇降式海上作業構台１５ａをフロータ１３で支持し、レグ１７を地盤１から上昇させる。そして、モノパイル杭３９ａが作業構台１６ｃの下をくぐるように曳船１１で昇降式海上作業構台１５ａを移動させて撤去する。その後、モノパイル杭３９ａの上部に風車タワーとの接続のためのトランジションピースを取り付ける。
【００５６】
本実施形態や図１２に示す例では、モノパイル基礎の支持層として岩盤層３を示したが、支持層は岩盤層３以外の硬質地盤であってもよく、堆積層５がない露岩部であってもよい。堆積層５がない露岩部等にモノパイル基礎を施工する場合には、改良体９を形成しない。また、昇降式の作業構台として昇降式海上作業構台１５を用いたが、昇降式作業構台付き作業船（ＳＥＰ）やその他の台船を用いてもよい。昇降式作業構台付き作業船を用いた場合は曳船１１やフロータ１３が不要である。
【００５７】
本実施形態では先行掘削したガイド孔３１をガイドとして杭孔３５を拡径掘削したが、杭孔の径によってはガイド孔３１を先行掘削しなくてもよい。さらに、モノパイル杭は、鋼製や、鋼とコンクリートとの合成構造であってもよい。掘削装置を据え付ける架台２１やモノパイル杭の挿入用ガイド４７は図示したものに限らない。
【００５８】
以上、添付図面を参照しながら、本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００５９】
１………地盤
３………岩盤層
５………堆積層
７………地盤改良船
９………改良体
１１………曳船
１３………フロータ
１５、１５ａ………昇降式海上作業構台
１６、１６ｃ………作業構台
１６ａ………本体
１６ｂ………着脱式床版
１７………レグ
１９………クローラクレーン
２１………架台
２３………全周回転掘削機
２５………作業空間
２７………ハンマーグラブ
２９………ケーシングパイプ
３１………ガイド孔
３３………拡径掘削装置
３５………杭孔
３７………起重機船
３９、３９ａ………モノパイル杭
４１………水中コンクリート
４３………受働崩壊線
４５、４５ａ………モノパイル基礎
４７………挿入用ガイド
４７ａ………環状部材
４７ｂ………保持部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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