(57)【要約】【課題】水平力に対する抵抗力を確保しつつ、工期の短縮が可能な杭基礎及び杭基礎の施工方法を得る。【解決手段】杭基礎１０は、鉛直方向に沿って延在され、杭頭２４Ａが地盤２６よりも上方に突出されて塔状構造物１４を支持する杭２４と、地盤２６上に設置され、杭頭２４Ａに固定されて杭２４に作用する力を地盤２６へ伝達させる床版２８と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉛直方向に沿って延在され、杭頭が地盤よりも上方に突出されて塔状構造物を支持する杭と、
地盤上に設置され、前記杭頭に固定されて前記杭に作用する力を地盤へ伝達させる床版と、
を有する杭基礎。
【請求項２】
前記杭は、前記塔状構造物と同軸上に設けられている請求項１に記載の杭基礎。
【請求項３】
前記床版は、海中に設置されている請求項１又は２に記載の杭基礎。
【請求項４】
前記杭は、鋼管で形成されており、
前記床版は、鋼材で形成されている請求項１〜３の何れか１項に記載の杭基礎。
【請求項５】
前記床版は、鉄筋コンクリートで一体に形成されている請求項１〜３の何れか１項に記載の杭基礎。
【請求項６】
前記床版は、前記杭頭に接合された複数の鉄筋コンクリート造のブロックを含んで構成されている請求項１〜３の何れか１項に記載の杭基礎。
【請求項７】
前記塔状構造物は、風力発電装置の脚部を構成している請求項１〜６の何れか１項に記載の杭基礎。
【請求項８】
塔状構造物を支持する杭を地盤に打ち込む工程と、
打ち込まれた前記杭における地盤よりも上方に突出された杭頭の周囲に型枠を設置する工程と、
前記杭頭にコンクリートを打設する工程と、
を備え、
前記型枠の設置時に、前記型枠の下端部を地盤中に埋設させた杭基礎の施工方法。
【請求項９】
塔状構造物を支持する杭を地盤に打ち込む工程と、
打ち込まれた前記杭における地盤よりも上方に突出された杭頭の周面に複数のブロックを接合することで一体の床版を形成する工程と、
を有する杭基礎の施工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、杭基礎及び杭基礎の施工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、地中に埋設された杭の頭部（杭頭）に平板状の支圧部材が設けられた基礎杭構造が開示されており、支圧部材の上方には上部構造としてのフーチングが配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２５７７４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、塔状構造物を支持する杭基礎では、工期短縮のために、杭の径を拡大させることなく水平力に対する抵抗力を確保できる構造が求められる。この構造の一例として、上記特許文献１に記載されているように、支圧部材を地中に埋設する構造がある。しかしながら、支圧部材を埋設する際には、予め地盤を掘削する必要があり、大掛かりとなる。
【０００５】
本発明は上記事実を考慮し、水平力に対する抵抗力を確保しつつ、工期の短縮が可能な杭基礎及び杭基礎の施工方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の杭基礎は、鉛直方向に沿って延在され、杭頭が地盤よりも上方に突出されて塔状構造物を支持する杭と、地盤上に設置され、前記杭頭に固定されて前記杭に作用する力を地盤へ伝達させる床版と、を有する。
【０００７】
請求項１に記載の杭基礎では、鉛直方向に沿って延在された杭の下部が地盤中に埋設されており、この杭の杭頭が地盤よりも上方に突出されている。そして、この杭によって塔状構造物が支持されている。また、地盤上には床版が設置されており、この床版は、杭に固定されて杭に作用する力を地盤へ伝達させるように構成されている。これにより、塔状構造物から杭が倒れる方向の力が伝達された場合であっても、この力の少なくとも一部を床版から地盤へ伝達させることができ、水平力に対する抵抗力を確保することができる。
【０００８】
また、床版は、杭における地盤よりも上方に突出された杭頭に固定されている。これにより、床版を設置する際に予め地盤を掘削する必要がない。すなわち、地盤中に支持板を埋設する構造と比較して、短期間で床版を設置することができる。
【０００９】
請求項２に記載の杭基礎は、請求項１において、前記杭は、前記塔状構造物と同軸上に設けられている。
【００１０】
請求項２に記載の杭基礎では、杭を塔状構造物と同軸上に設けることで、１本の杭で塔状構造物を支持するモノパイル基礎とすることができる。この結果、複数の杭で塔状構造物を支持する構造と比較して、工期の短縮を図ることができる。
【００１１】
請求項３に記載の杭基礎は、請求項１又は２において、前記床版は、海中に設置されている。
【００１２】
請求項３に記載の杭基礎では、床版を海中に設置した場合であっても、予め地盤を掘削する必要がないため、杭基礎を施工するための設備が大掛かりにならずに済む。
【００１３】
請求項４に記載の杭基礎は、請求項１〜３の何れか１項において、前記杭は、鋼管で形成されており、前記床版は、鋼材で形成されている。
【００１４】
請求項４に記載の杭基礎では、杭と床版とが同じ鋼材となるため、ボルト及びナットなどによる機械的な締結によって杭頭に床版を固定する方法に加えて、溶接などの方法を用いることができる。
【００１５】
請求項５に記載の杭基礎は、請求項１〜３の何れか１項において、前記床版は、鉄筋コンクリートで一体に形成されている。
【００１６】
請求項５に記載の杭基礎では、杭を地盤に打ち込んだ後にコンクリートを打設して床版を形成する方法を採用することができる。
【００１７】
請求項６に記載の杭基礎は、請求項１〜３の何れか１項において、前記床版は、前記杭頭に接合された複数の鉄筋コンクリート造のブロックを含んで構成されている。
【００１８】
請求項６に記載の杭基礎では、複数の鉄筋コンクリート造のブロックを用いることで、地盤に杭を打ち込んだ後にコンクリートを打設することなく床版を設置することができる。
【００１９】
請求項７に記載の杭基礎は、請求項１〜６の何れか１項において、前記塔状構造物は、風力発電装置の脚部を構成している。
【００２０】
請求項７に記載の杭基礎では、風力発電装置などの重量物によって杭に転倒する方向のモーメントが作用するが、床版によって、このモーメントとは逆向きのモーメントが作用するため、杭に作用する最大モーメントを軽減することができる。
【００２１】
請求項８に記載の杭基礎の施工方法は、塔状構造物を支持する杭を地盤に打ち込む工程と、打ち込まれた前記杭における地盤よりも上方に突出された杭頭の周囲に型枠を設置する工程と、前記杭頭にコンクリートを打設する工程と、を備え、前記型枠の設置時に、前記型枠の下端部を地盤中に埋設させている。
【００２２】
請求項８に記載の杭基礎の施工方法では、コンクリートの型枠の下端部を地盤中に埋設させることで、この型枠の下端部を楔として機能させることができ、床版が地盤から離間するのを抑制することができる。
【００２３】
請求項９に記載の杭基礎の施工方法は、塔状構造物を支持する杭を地盤に打ち込む工程と、打ち込まれた前記杭における地盤よりも上方に突出された杭頭の周面に複数のブロックを接合することで一体の床版を形成する工程と、を有する。
【００２４】
請求項９に記載の杭基礎の施工方法では、分割されたブロックを接合して床版を形成することで、一体の床版を杭頭に接合する方法と比較して、床版の設置が大掛かりにならずに済む。
【発明の効果】
【００２５】
以上説明したように、本発明に係る杭基礎及び杭基礎の施工方法によれば、水平力に対する抵抗力を確保しつつ、工期の短縮が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】第１実施形態に係る杭基礎が適用された風力発電装置の全体図を示す模式図である。
【図２】（Ａ）は第１実施形態に係る杭基礎の立面図であり、（Ｂ）は杭基礎の平面図である。
【図３】（Ａ）は第１実施形態に係る杭基礎の立面図及び作用する力の方向を示す図であり、（Ｂ）は床版が無い構造における力の釣り合いを示す図であり、（Ｃ）は床版を備えた構造における力の釣り合い示す図である。
【図４】第１実施形態に係る杭に作用するモーメント図である。
【図５】（Ａ）は第２実施形態に係る杭基礎の立面図であり、（Ｂ）は図５（Ａ）の５Ｂ−５Ｂ線で切断した状態を示す平断面図である。
【図６】（Ａ）は第２実施形態の第１変形例に係る杭基礎の立面図であり、（Ｂ）は図６（Ａ）の６Ｂ−６Ｂ線で切断した状態を示す平断面図である。
【図７】（Ａ）は第２実施形態の第２変形例に係る杭基礎の立面図であり、（Ｂ）は図７（Ａ）の７Ｂ−７Ｂ線で切断した状態を示す平断面図である。
【図８】（Ａ）は第２実施形態の第３変形例に係る杭基礎の立面図であり、（Ｂ）は杭基礎の平面図である。
【図９】（Ａ）は第２実施形態の第３変形例に係る杭頭の要部拡大図であり、（Ｂ）は床版を構成するブロックの斜視図である。
【図１０】（Ａ）は第３実施形態に係る杭基礎の立面図であり、（Ｂ）は図１０（Ａ）の１０Ｂ−１０Ｂ線で切断した状態を示す平断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
＜第１実施形態＞
第１実施形態に係る杭基礎１０について、図面を参照して説明する。図１に示されるように、本実施形態の杭基礎１０は、風力発電装置１２を支持する基礎とされている。
【００２８】
風力発電装置１２は、杭基礎１０から鉛直方向に延在された塔状構造物としての脚部（タワー）１４と、この脚部１４の上端部に設けられた風車部１６とを含んで構成されている。また、風車部１６は、ナセル１８、ハブ２０及びブレード２２を含んで構成されている。
【００２９】
脚部１４は、上方へ向かうにつれて徐々に小径となるように形成されており、この脚部１４の下端が杭基礎１０に連結されている。また、風車部１６を構成するナセル１８は、脚部１４の上端部に回動自在に取り付けられており、このナセル１８の内部には、図示しない発電機や増幅器が収容されている。
【００３０】
ナセル１８は、図示しないロータ軸を介してハブ２０と連結されている。そして、ハブ２０には複数の回転翼であるブレード２２が取り付けられており、本実施形態では一例として３枚のブレード２２がハブ２０の周面に取り付けられている。
【００３１】
以上のように構成された風力発電装置１２の脚部１４が杭基礎１０に支持されている。ここで、本実施形態の杭基礎１０は、杭２４と床版２８とを含んで構成されている。
【００３２】
杭２４は、鋼管で形成されて鉛直方向を軸方向として延在されており、風力発電装置１２の脚部１４と略同軸上に設けられている。また、杭２４は、上部に設けられた杭頭２４Ａを除いた部分が打撃工法によって地盤２６中に打ち込まれている。ここで、本実施形態では、洋上の風力発電装置１２の杭基礎１０に適用しているため、杭２４は、海底に打ち込まれており、地盤２６から杭２４の杭径の４〜６倍程度の深さまで打ち込まれる。本実施形態では一例として、杭径が８ｍの杭２４を用いており、地盤２６から４０ｍ程度の深さまで打ち込まれている。
【００３３】
杭頭２４Ａは、地盤２６よりも上方に突出されており、この杭頭２４Ａには床版２８が設けられている。このため、床版２８は、海中に設置されている。図２（Ａ）に示されるように、床版２８は、ベース３０と三角板３２とを含んで構成されている。
【００３４】
ベース３０は、杭２４の軸方向（鉛直方向）を厚み方向として形成されており、地盤２６上に設置されている。また、図２（Ｂ）に示されるように、ベース３０は、平面視で杭２４と同心状の略円形に形成されている。そして、本実施形態では一例として、ベース３０が鋼材で形成されており、杭頭２４Ａの周面に固定されている。ベース３０を杭頭２４Ａに固定する方法としては、溶接の他、ボルト及びナット等によって機械的に締結する方法を採用してもよい。
【００３５】
ベース３０の上面側には複数の三角板３２が設けられている。三角板３２は、杭２４の周方向に沿って等間隔に８つ設けられおり、それぞれの三角板３２は、杭２４に沿った方向とベース３０に沿った方向とが直線部分となるように略三角形状に形成されている。
【００３６】
三角板３２の下端面は、ベース３０に沿って杭２４の径方向に延在されており、ベース３０の上面に固定されている。また、三角板３２における杭２４の中心側に位置する側面は、杭頭２４Ａに沿って鉛直方向に延在されており、この杭頭２４Ａに固定されている。この三角板３２をベース３０及び杭頭２４Ａに固定する方法としては、ベース３０と同様に溶接の他、ボルト及びナット等によって機械的に締結する方法を採用してもよい。
【００３７】
以上のように、床版２８は、地盤２６上に設置されており、杭頭２４Ａに固定されている。このため、杭２４に作用する外力が床版２８を介して地盤２６へ伝達されるように構成されている。
【００３８】
（杭基礎の施工方法）
次に、本実施形態の杭基礎１０の施工方法の一例について説明する。初めに、杭２４と床版２８が分離された状態で、打撃工法により杭２４を地盤２６に所定の深さまで打ち込む。このように打撃工法を採用すれば、地盤２６が土砂地盤や比較的緩い礫地盤に限らず、軟岩であっても杭２４を施工する（打ち込む）ことができる。
【００３９】
続いて、打ち込まれた杭２４に床版２８を固定する。ここで、本実施形態では、海中で床版２８を杭頭２４Ａに固定する作業となるため、予めベース３０に三角板３２を取り付けて床版２８を形成しておき、この状態で杭２４の上側から床版２８を杭頭２４Ａに通して地盤２６上に設置する方法を採用してもよい。
【００４０】
床版２８を地盤２６上に設置した後、ベース３０及び三角板３２を所定の方法で杭頭２４Ａに固定する。このようにして、杭基礎１０が施工される。
【００４１】
（作用）
次に、本実施形態の作用を説明する。
【００４２】
本実施形態の杭基礎１０では、地盤２６上に床版２８が設置されており、この床版２８は、杭２４に固定されて杭２４に作用する力を地盤２６へ伝達させるように構成されている。これにより、塔状構造物である風力発電装置１２の脚部１４から杭２４に対して、杭２４が倒れる方向の外力が入力された場合であっても、この外力の少なくとも一部を床版２８を介して地盤２６へ伝達させることができ、水平力に対する杭２４の抵抗力を確保することができる。この作用について、図３を参照して詳細に説明する。
【００４３】
図３（Ａ）に示されるように、杭基礎１０の杭２４には、水平方向に水平力Ｆ１が作用する。この水平力Ｆ１は、風力発電装置１２（図１参照）が風を受けることによって杭２４へ入力される外力である。
【００４４】
一方、地盤２６には、すべり面Ｐに対して、鉛直方向下向きに力Ｆ２が作用する。この力Ｆ２は、地盤２６の重量によって作用する力である。
【００４５】
ここで、床版２８が設けられていない杭基礎について考える。このような杭基礎では、図３（Ｂ）に二点鎖線で示されるように、水平力Ｆ１と地盤２６の重量による力Ｆ２との合力Ｆ４が地盤２６のすべり面Ｐに対して反力として作用することとなる。そして、杭２４の上部の土塊のすべりによって杭の抵抗力が決定される。
【００４６】
これに対して、本実施形態のように床版２８が設けられた杭基礎１０では、図３（Ａ）に示されるように、杭２４が倒れる方向（水平力Ｆ１の方向）に外力が作用することで、床版２８のベース３０から地盤２６へ斜め下向きの力Ｆ３が作用する。
【００４７】
このため、床版２８が設けられている杭基礎１０では、図３（Ｃ）に示されるように、杭２４に作用する水平力Ｆ１と地盤２６の重量による力Ｆ２に加えて、床版２８から地盤２６へ作用する斜め下向きの力Ｆ３の合力Ｆ５が地盤２６のすべり面Ｐに対して反力として作用することとなる。
【００４８】
ここで、合力Ｆ５は、床版２８が設けられていない構造における合力Ｆ４よりも大きくなる。また、合力Ｆ５の方が、合力Ｆ４よりも鉛直方向の力が増加するため、土塊のすべり抵抗力を増加させることができる。このようにして、杭２４の水平方向の変位量を小さくすることができる。
【００４９】
また、図４に示されるように、杭頭２４Ａに床版２８を設けることで、モーメント分布を全体的にスライドさせることができ、最大モーメントを軽減させることができる。なお、図４では、説明の便宜上、杭２４を仮想線（二点鎖線）で示しており、床版２８の図示を省略している。
【００５０】
図４に仮想線で示されるモーメントＭ１は、床版２８が設けられていない杭基礎におけるモーメント分布を表したものであり、図４に実線で示されるモーメントＭ２は、床版２８が設けられた構造におけるモーメント分布を表したものである。
【００５１】
モーメントＭ１及びモーメントＭ２は、杭２４に対して図中右向きの水平力が作用した場合のものであるが、モーメントＭ２は、床版２８（図３参照）から水平力とは反対向きのモーメントが作用することで、杭２４に生じる最大モーメントが低減されることとなる。これにより、杭２４に必要な断面耐力を小さく設計することが可能となる。すなわち、杭２４の直径を小さくしたり、杭２４を構成する鋼管の肉厚を薄くした場合であっても、水平力に対する抵抗力を確保することができる。
【００５２】
また、本実施形態では、地盤２６よりも上方に突出された杭頭２４Ａに床版２８が固定されており、この床版２８は地盤２６上に設置されている。これにより、床版２８を設置する際に予め地盤２６を掘削する必要がない。すなわち、地盤２６中に支持板等を埋設する構造と比較して、短期間で床版２８を設置することができ、杭基礎１０の施工期間を短縮することができる。
【００５３】
さらに、本実施形態では、図１に示されるように、杭２４を風力発電装置１２の脚部１４と同軸上に設けることで、１本の杭２４で脚部１４を支持するモノパイル基礎とすることができる。この結果、複数の杭２４を施工して風力発電装置１２などの塔状構造物を支持する構造と比較して、工期の短縮を図ることができる。
【００５４】
さらにまた、本実施形態のように床版２８を海中に設置した構造であっても、打撃工法によるモノパイル基礎であれば予め地盤２６を掘削する必要がないため、杭基礎１０を施工するための設備が大掛かりにならずに済む。
【００５５】
また、本実施系形態では、杭２４と床版２８とが同じ鋼材で形成されている。これにより、ボルト及びナットなどによる機械的な締結によって床版２８を杭頭２４Ａに固定する方法に加えて、溶接などの方法を用いて床版２８を杭頭２４Ａに固定する方法を採用することができる。
【００５６】
＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態に係る杭基礎４０について、図面を参照して説明する。なお、第１実施形態と同様の構成については同じ符号を付し、適宜説明を省略する。
【００５７】
図５（Ａ）に示されるように、本実施形態の杭基礎４０は、杭２４と床版４２とを含んで構成されており、床版４２は杭２４の上部の杭頭２４Ａに設けられている。なお、図５（Ａ）には杭基礎４０のみが図示されているが、この杭基礎４０の上側には第１実施形態と同様に風力発電装置が設けられている（図１参照）。後述する第２実施形態及び第３実施形態も同様である。
【００５８】
図５（Ｂ）に示されるように、床版４２は、平面視で略正八角形状に形成された鉄筋コンクリートによって構成されており、杭頭２４Ａの周囲にコンクリートを打設することによって地盤２６上に設置される。なお、床版４２の内部には図示しない鉄筋が配筋されている。以上のように、床版４２が鉄筋コンクリートで一体に形成されている。
【００５９】
（作用）
次に、本実施形態の作用を説明する。
【００６０】
本実施形態の杭基礎４０では、杭２４を地盤２６に打ち込んだ後にコンクリートを打設して床版４２を形成することができる。特に、海中ではなく陸上に床版４２を設ける構造の場合、鉄筋コンクリートで床版４２を形成する方が容易に大規模の床版を形成することができる。その他の作用については第１実施形態と同様である。
【００６１】
なお、本実施形態では、鉄筋コンクリートで一体の床版４２を形成したが、これに限らず、図６、７に示される変形例の構造を採用してもよい。
【００６２】
（第１変形例）
図６（Ａ）に示されるように、第１変形例の杭基礎５０を構成する床版５２は、平面視で略正八角形状に形成されており、Ｈ鋼５４及び鋼板５６を含んで構成された型枠５１と、コンクリート５８とを含んで構成されている。そして、本変形例の床版５２は、鋼材の型枠５１とコンクリート５８とが一体とされた、所謂、鋼コンクリート合成床版とされている。
【００６３】
型枠５１を構成するＨ鋼５４は、断面が略Ｈ字状で鉛直方向に延在された鋼材であり、このＨ鋼５４の下端部が地盤２６に埋設されている。また、図６（Ｂ）に示されるように、Ｈ鋼５４は、杭２４の周囲に等間隔で８つ設けられており、このＨ鋼５４が略正八角形状の床版５２の頂点部分を構成している。また、それぞれのＨ鋼５４のウェブ部は、杭２４の中心軸を通る直線上に位置するように向きが揃えられている。
【００６４】
隣り合うＨ鋼５４の間には鋼板５６が設けられている。このため、８枚の鋼板５６が設けられている。それぞれの鋼板５６の両端部は、Ｈ鋼５４のフランジの間に入り込んでいる。また、図６（Ａ）に示されるように、鋼板５６の下端部が地盤２６中に埋設されている。
【００６５】
図６（Ｂ）に示されるように、杭２４の周囲にはコンクリート５８が打設されている。コンクリート５８は、型枠５１と杭２４との間に充填されている。
【００６６】
ここで、杭基礎５０の施工方法の一例について説明する。初めに、打撃工法により杭２４を地盤２６に所定の深さまで打ち込む。続いて、杭頭２４Ａの周囲に型枠５１を設置する。この型枠５１の設置工程では、杭頭２４Ａの周囲の地盤２６にＨ鋼５４を打ち込み、打ち込まれたＨ鋼５４の間に鋼板５６を打ち込んで配置する。これにより、Ｈ鋼５４の下端部及び鋼板５６の下端部が地盤２６中に埋設される。
【００６７】
Ｈ鋼５４及び鋼板５６を配置した後、このＨ鋼５４及び鋼板５６と杭頭２４Ａとの間にコンクリートを打設する。これにより、コンクリート５８とＨ鋼５４及び鋼板５６が一体とされた杭基礎５０が施工される。
【００６８】
以上のように、本変形例では、コンクリート５８の型枠５１の下端部を地盤２６中に埋設させることで、この型枠５１の下端部を楔として機能させることができる。これにより、地盤２６上に設置した床版５２が地盤２６から離間する（浮き上る）のを抑制することができる。
【００６９】
（第２変形例）
図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示されるように、第２変形例の杭基礎６０を構成する床版６２は、型枠６４とコンクリート６６とを含んで構成されている。
【００７０】
型枠６４は、鋼材によって略円筒状に形成されており、この型枠６４の下端部が地盤２６中に埋設されている。そして、この型枠６４と杭頭２４Ａとの間にコンクリート６６が充填されている。
【００７１】
杭基礎６０の施工方法は、第１変形例と同様である。すなわち、打撃工法により杭２４を地盤２６に所定の深さまで打ち込んだ後、杭頭２４Ａの周囲に型枠６４を設置する。このとき、型枠６４の下部を地盤２６中に埋設させる。そして、型枠６４の設置後にコンクリート６６を打設することで、杭基礎６０が施工される。
【００７２】
（第３変形例）
図８（Ａ）に示されるように、第３変形例の杭基礎７０は、杭７４と床版７２とを含んで構成されている。杭７４は、鋼管で形成されて鉛直方向を軸方向として延在されており、上部に設けられた杭頭７４Ａを除いた部分が打撃工法によって地盤２６中に打ち込まれている。
【００７３】
ここで、図９（Ａ）に示されるように、杭７４の杭頭７４Ａには複数の環状突起７４Ｂが形成されており、一例として軸方向に等間隔で５つの環状突起７４Ｂが形成されている。
【００７４】
図８（Ａ）に示されるように、杭頭７４Ａには床版７２が設けられている。そして、図８（Ｂ）に示されるように、床版７２は、複数の鉄筋コンクリート造のブロック７３を含んで構成されており、一例として８つのブロック７３を含んで床版７２が構成されている。
【００７５】
図９（Ｂ）に示されるように、ブロック７３は、平面視で略台形状に形成されており、鉛直方向に延在されている。また、ブロック７３における杭７４と対向する側の側面には、複数の凹部７３Ａが形成されている。凹部７３Ａは、鉛直方向に等間隔に５つ形成されており、この５つの凹部７３Ａが形成されている位置は、杭頭７４Ａに形成された環状突起７４Ｂと対応している。また、それぞれの凹部７３Ａの形状は、環状突起７４Ｂと対応する形状とされている。
【００７６】
図８（Ｂ）に示されるように、８つのブロック７３は、杭頭７４Ａの周囲に配置されており、この杭頭７４Ａとブロック７３とがグラウト７６によって一体とされている。また、隣り合うブロック７３同士もグラウト７６又はその他の接合部材によって接合されている。
【００７７】
ここで、杭基礎７０の施工方法の一例について説明する。初めに、打撃工法により杭７４を地盤２６に所定の深さまで打ち込む（図９（Ａ）参照）。その後、杭頭７４Ａの周囲にブロック７３を配置する。そして、それぞれのブロック７３と杭頭７４Ａとの間にグラウト７６を流し込んでブロック７３と杭頭７４Ａとを接合する。
【００７８】
なお、隣り合うブロック７３同士は、予め接合してもよいし、杭頭７４Ａとブロック７３とを接合するタイミングで隣り合うブロック７３同士を接合してもよい。このようにして、複数のブロック７３を接合して一体の床版７２を形成する。
【００７９】
本変形例の杭基礎７０では、複数の鉄筋コンクリート造のブロック７３を用いることで、地盤２６に杭７４を打ち込んだ後にコンクリートを打設することなく床版７２を設置することができる。
【００８０】
また、分割されたブロック７３を接合して床版７２を形成することで、一体の床版７２を杭頭７４Ａに接合する方法と比較して、床版の設置が大掛かりにならずに済む。例えば、洋上の風力発電装置の杭基礎に適用する場合、床版７２を分割して現場まで運ぶことができる。
【００８１】
＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態の杭基礎８０について、図１０を参照して説明する。なお、第１実施形態と同様の構成については同じ符号を付し、適宜説明を省略する。本実施形態では、リブ８２を設けた点で第１実施形態と相違している。
【００８２】
図１０（Ａ）に示されるように、本実施形態の杭基礎８０は、杭２４と床版２８とを含んで構成されている。また、杭２４には複数のリブ８２が形成されている。
【００８３】
リブ８２は、鉛直方向に延在されており、杭２４における地盤２６に埋設された部位に形成されている。また、図１０（Ｂ）に示されるように、リブ８２は杭２４の周面から径方向へ突出されており、杭２４の周方向に沿って等間隔に８つのリブ８２が形成されている。
【００８４】
８つのリブ８２はそれぞれ、略同じ厚みで鉛直方向に略同じ長さとされている。また、リブ８２は、鉛直方向を長手方向とする略矩形板状に形成されている。
【００８５】
（作用）
次に、本実施形態の作用を説明する。
【００８６】
本実施形態の杭基礎８０では、第１実施形態の杭基礎１０による作用に加えて、地盤２６中に埋設された８つのリブ８２によって杭２４に作用する水平力に対する抵抗力を増加させることができる。すなわち、リブ８２を形成することにより、地盤２６のすべり面が杭２４の周面近傍ではなく、リブ８２の先端部分となるため、リブ８２が無い構造と比較して、地盤２６から杭２４へ作用する抵抗力を増加させることができる。
【００８７】
以上、第１〜第３実施形態及び変形例について説明したが、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。例えば、上記実施形態では、塔状構造物として風力発電装置を支持する杭基礎について説明したが、これに限定されない。すなわち、他の塔状構造物を支持する杭基礎に適用してもよく、鉄塔などの塔状構造物を支持する杭基礎に適用してもよい。この場合、複数の杭を地盤に打ち込むことで、鉄塔などの塔状構造物を支持することができる。
【００８８】
また、上記実施形態では、１つの杭で風力発電装置を支持するモノパイル基礎としたが、これに限定されず、他の基礎に適用してもよい。例えば、３つの杭を地盤に打ち込み、これらの杭を連結して風力発電装置を支持する三脚式（トライポッド式）の基礎に適用してもよい。この場合、それぞれの杭に対して独立して床版を設けることで、上記実施形態と同様の作用を奏し得る。
【００８９】
さらに、上記実施形態では、杭を鋼管で形成したが、杭の材質は特に限定されず、他の材質で杭を形成してもよい。例えば、木造の木杭やコンクリート造のコンクリート杭を用いてもよい。また、これらの材質を組み合わせた杭を用いてもよい。さらに、鋼管の杭を用いた場合において、杭の強度及び剛性を高めるために、内部にコンクリートを打設してもよい。例えば、杭の上部に作用するモーメントが大きい場合に、この杭の上部における内部にコンクリートを打設することで、杭の上部の強度及び剛性を向上させることができる。
【符号の説明】
【００９０】
１０      杭基礎
１２      風力発電装置
１４      脚部（塔状構造物）
２４      杭
２４Ａ    杭頭
２６      地盤
２８      床版
４０      杭基礎
４２      床版
５０      杭基礎
５１      型枠
５２      床版
５８      コンクリート
６０      杭基礎
６２      床版
６４      型枠
６６      コンクリート
７０      杭基礎
７２      床版
７３      ブロック
７４      杭
７４Ａ    杭頭
【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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