(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面側に開口する略鉛直方向の支持孔がコンクリート打設の際に形成された適宜形状のコンクリート基盤に、前記支持孔よりも幾分細い適宜長さの柱体の一端側を当該支持孔に挿入して略鉛直状に自立させるとともに、端部の挿入により安定した立設状態にある柱体とコンクリート基盤とを、両者の間隙に充填した硬化性充填材で一体化することを特徴とする海洋柱状構造物の製造方法。
【請求項２】
前記コンクリート基盤と柱体を分離状態で台船に搭載し、沈設直前に台船上において両者を一体化することを特徴とする請求項１に記載の海洋柱状構造物の製造方法。
【請求項３】
前記支持孔の内周面が凹凸状であることを特徴とする請求項１または２に記載の海洋柱状構造物の製造方法。
【請求項４】
前記柱体の遊嵌部分を除く外周面に予め養藻塗料を塗布したことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の海洋柱状構造物の製造方法。
【請求項５】
上面側に開口する略鉛直方向の支持孔がコンクリート打設の際に形成された適宜形状のコンクリート基盤と、このコンクリート基盤よりも幾分細く当該支持孔への端部の挿入によりに略鉛直状に自立し、安定した立設状態のまま挿入部分の周囲に充填された硬化性充填材でコンクリート基盤と一体化される柱体とからなることを特徴とする海洋柱状構造物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば海藻礁として藻場（海中林とも称される。）を造成する際の中核構造物となり、また魚介類の住処としても好適な柱状の海洋構造物とその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在、我国においては沿岸漁業の振興が重要な課題であり、魚介類、海藻類の増殖および養殖が図られている。しかるに、沿岸部においては種々の原因によって藻場が消滅し、藻場を生活の場としている魚介類が激減する、いわゆる「磯焼け」と呼ばれる現象が各地に拡大している。
【０００３】
一般に、海藻は比較的浅い海底の岩石表面に着生して繁殖する。ところが、磯焼け海域では近くに母藻が存在しないため遊走子等の供給源がないことや、岩石が石灰藻で覆われ、海藻が着生し難いこと等により生育環境としてはきわめて悪い状況になっている。また、砂泥質の海域では海藻の生育は元々困難である。したがって、このような磯焼け海域での藻場の再生や砂泥海域での藻場造りにおいては、海藻の移植と併せて、それら海藻の着生および生育に適した基体（構造物）の存在が不可欠である。
【０００４】
従来、この種の育成用基体に相当するものとして、古タイヤ、間伐材、使用済み電柱等の廃材を種々の立体形状に組み立てたものが提案されているが、これらは海藻用というよりもどちらかというと魚礁としての機能に主眼を置いたものであった。ところが、近年においては藻場が齎す水産資源の生産性や水質浄化機能など、その有用性が改めて見直され、海藻の繁茂を主目的として開発されたコンクリート構造物（海藻礁）も実用化されつつある。その中でも、例えば特開２０００−４７１０号公報、特開２０００−２３５９３号公報に開示された本出願人の提案になる柱状構造物は、海藻の着生率、着生した海藻の生存率、海中空間の有効利用などの点において、これまでの平面的な構造物に比べてはるかに優れ、しかも魚礁としての効果もあることから、今後の展開に大きな期待が寄せられている。すなわち、この柱状構造物は、矩形あるいは十字形等の適宜形状のコンクリート製基盤の上面に、複数本のコンクリート製長柱が互いに間隔を空けて立設された立体構造をなしている。そして、藻場造成を行う場合は、多数の柱状構造物が所定の海域に沈設される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記柱状構造物を製造するには、一般的なコンクリート建造物の構築と同様に、まず基盤の外形形状に合せて型枠を組み立て、その内部に配筋を行うとともに、型枠内の所定位置に柱体を立設した後、型枠内にコンクリートを打設することにより基盤の形成と同時に柱体との一体化を図っていた。この場合、打設したコンクリートが完全に硬化するまでは、長尺の柱体は非常に不安定な状態に置かれることから、例えば型枠の周囲に予め枠組足場を配置し、これに単管等を水平に架設するなどして柱体の上部および中間部を支持する必要があった。さらに、打設したコンクリートの強度が所定値以上になるまでは、その支持状態のままで養生しなければならず、この従来方法は作業性、生産性に大きな問題があった。また、多数の柱状構造物を短期間で製造する場合には、養生期間中の広いスペースが必要であるなど、この点についても改善すべき問題であった。本発明は、これら従来技術の問題点に鑑みなされたもので、海藻礁あるいは魚礁として好適な柱状構造物を効率よく製造することのできる方法と、それによって得られる柱状構造物の提供をその目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明による海洋柱状構造物の製造方法は、上面側に開口する略鉛直方向の支持孔がコンクリート打設の際に形成された適宜形状のコンクリート基盤に、前記支持孔よりも幾分細い適宜長さの柱体の一端側を当該支持孔に挿入して略鉛直状に自立させるとともに、端部の挿入により安定した立設状態にある柱体とコンクリート基盤とを、両者の間隙に充填した硬化性充填材で一体化することを特徴としている。
【０００７】
ここで、コンクリート基盤は予め柱体とは別体の部材として製作され、その上面に設けられる支持孔がコンクリート打設の際に適宜の抜き型枠により形成されたものである。この場合、支持孔の開口部分の大きさは、好適には柱体の挿入に支障が生じない最小限の大きさ、すなわち柱体よりも幾分大きめな程度に形成することにより、両者の一体化の過程において、柱体の一端側部分を当該支持孔に挿入するだけで柱体が略鉛直状に自立し、硬化性充填材が硬化するまでの間、柱体を安定した立設状態に保持することができるのである。このため、コンクリート基盤の作製時に柱体を立設する従来方法のように、柱体を立設状態に保持するための大掛かりな支持手段が不要になり、両者の嵌合部分の間隙に充填されたモルタル等の硬化性充填材を介してコンクリート基盤と柱体とが確実に一体化するので、その作業性はきわめて良好であり、低コストで柱状構造物を製造することができる。さらに、速硬性の硬化性充填材を使用することにより、コンクリート基盤と柱体を一体化した後、直ちに移動あるいは沈設することもできる。このため、従来のようにコンクリート打設後の養生に使用する広い場所が不要であるばかりか、状況によっては台船上において柱状構造物を組み立て、そのまま沈設することが可能になるなど、柱状構造物の組立からその沈設に至るまでの作業手順の選択範囲が一段と広がる。さらに、この台船上での組立方式を採用した場合には、それぞれを纏めて積み重ねるなどして台船上に多数のコンクリート基盤と柱体を嵩張らずに搭載することができ、これらを台船上で組み立てながら順次海中に沈設すればよい。したがって、台船上に搭載可能な柱状構造物の数は、予め陸上で組み立てる場合よりも格段と多くなり、この方式を採用すれば台船の使用効率を向上させることができる。なお、硬化性充填材としては、モルタル、セメントミルク、水中セメント等のセメント系充填材の他に、エポキシ樹脂等の合成樹脂系の充填材でもよく、作業条件等に応じて最適なものを選択すればよい。その充填方法は、予めコンクリート基盤の支持孔に適量を充填しておくか、あるいは柱体を挿入した後に支持孔の開口部から間隙に充填することができる。
【０００８】
本発明で用いるコンクリート基盤の形状としては、平面視で矩形、十字形、三つ又形、六角形、円形など、柱体を立設状態に支持できる適度な重量と面積を有するものであれば格別の限定はないが、いずれも上面側に開口する略鉛直方向の支持孔が少なくとも１個以上設けられたものである。この支持孔は、例えば柱体の外径よりも幾分大きめのパイプ等を抜き型枠として使用し、これを基盤形成用型枠の所定位置、すなわち柱体を立設する位置に固定した状態で当該抜き型枠以外の部分にコンクリートを打設することにより形成できる。ここで、例えば管壁が長手方向に波形状に形成されているパイプ等の内周面が凹凸状になっているものを使用すれば、硬化性充填材の付着力が高まるので、特に支持孔がコンクリート基盤を実質的に貫通するようにその高さ全体に形成されている場合において、コンクリート基盤からの柱体の脱落防止に効果がある。なお、支持孔の深さは、必ずしもコンクリート基盤の高さに近づける必要はなく、柱体の長さとの関係において少なくとも柱体を安定した自立状態に保持できる程度であればよい。これらは、使用する柱体の長さおよび素材、コンクリート基盤の高さなどに応じて適宜選択することができる。さらに、支持孔を形成する上記パイプ等は、コンクリート基内にそのまま残さず、柱体を一体化する前の適宜時期に除去してもよい。
【０００９】
次に、コンクリート基盤に立設する柱体は、円柱あるいは角柱のいずれも適用可能であり、その内部は必ずしも中実である必要はなく中空状であってもよい。また、その素材としてはコンクリート、プラスチック、金属などが挙げられる。特に、この柱状構造物を海藻礁として使用する場合には、構造物表面に対する海藻の付着のしやすさから、表面が他の素材からなるものに比べて平滑になりにくいコンクリート製のものが好適である。さらに、海藻礁として最大限の効果を発揮させるには、柱体のコンクリート基盤との嵌合部分を除いた表面部分に後述する養藻塗料を塗布することが望ましい。この塗布作業は、予め工場などにおいて柱体を水平に置いた状態で行うことが可能であり、この場合には、従来のようにコンクリート基盤と柱体とを一体化した後に塗布する方法に比べて塗布作業がしやすく、しかも均一な塗膜が得られるという利点がある。
【００１０】
かかる養藻塗料は、海藻の生育に有用な成分が配合された塗料状の組成物であり、例えば窒素、リンおよびカリを主成分とする一般の化成肥料と塗料基剤からなるものでもよいが、本出願人が既に提案している水域環境改善用塗料（特開平５−２４７３７８号公報参照）が特に好適である。すなわち、光合成細菌と、その担体としての多孔質粒子と、当該光合成細菌の栄養成分を主要な成分とするこの水域環境改善用塗料をコンクリート構造物等に塗布した場合には、海中に浮遊する海藻遊走子が塗膜表面に着生しやすく、かつその塗膜からは海藻の生育に必要な栄養分が長期間にわたり安定的に放出されることから、この塗料を塗布した構造物は、藻場造成の核となる海藻を育成する上で好都合である。なお、塗料を構成する基剤は、環境への配慮から有機溶剤を使用しない水性タイプあるいは二液反応タイプなどが望ましく、その選択基準として柱体に対する付着力、塗膜強度、海中での耐久性、栄養分の溶出に影響する通水性などを総合的に判断して決める。そして、これらの諸条件を満足するものとしては、代表的にはアクリルエマルジョン系、エポキシ系などの基剤が挙げられる。特に、海中において適度に膨潤して海藻の生育に必要な栄養分が塗膜中から溶出しやすく、しかもコスト面でも有利なアクリルエマルジョン系のものが好適である。
【００１１】
上記方法により製造される海洋柱状構造物は、コンクリート基盤と柱体との一体化の過程において、柱体がコンクリート基盤の支持孔に挿入された段階で自立し、硬化性充填材が硬化するまでの間、柱体を立設状態に保持するための別途支持手段が不要であることから、従来のものに比べて作業効率がよく安価に製造することが可能になり、大量生産にも適している。さらに、コンクリート基盤と柱体を一体化した後、直ちに移動あるいは沈設することもできるから、従来の基盤の形成と同時に柱体を立設する場合のように養生のための広い場所が不要であるばかりか、状況によっては台船上において柱状構造物を組み立て、そのまま対象海域に沈設することが可能になるなど、その取扱いにおいて融通性が高いものとなる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明による海洋柱状構造物１の斜視図である。図示の海洋柱状構造物１は、藻場造成において、計画区域に沈設する海藻礁の役割を果たすものであって、その基本構成は平面視十字状のコンクリート基盤２の上面に４本の横断面円形の柱体３が十字の各頂部近くに立設されたものである。さらに、この実施の形態では、コンクリート基盤２の上面および各側面、ならびに各柱体３の周面および上端面には上記養藻塗料４が塗布されている。因みに、コンクリート基盤２の横幅と高さは、それぞれ３ｍと０．６ｍである。また、柱体３は外径が０．２ｍの中空のコンクリート製円柱であり、コンクリート基盤２から露出している部分の長さが３．４ｍである。なお、ここで使用する柱体３の両端部分は閉鎖されている。
【００１３】
次に、図２および図３を用いて上記海洋柱状構造物１の製造方法を詳細に説明する。図２は、コンクリート基盤２に対して柱体３を嵌入するときの状態を示す説明図であり、図３はその要部を示す拡大断面図である。このコンクリート基盤２の各頂部には、内外の周面がその長手方向に波形状に形成され、且つ内径が柱体３の外径よりも幾分大きい金属製パイプ５が、柱体３の支持孔としてコンクリート基盤２を貫通するように鉛直方向に埋設されている。なお、金属製パイプ５の上面側はそのまま開口しているが、底面側はキャップ６により閉鎖されている。そして、陸上の適宜場所に置いたこのコンクリート基盤２の各金属製パイプ５の内部に適量のモルタル７を注入した後、コンクリート基盤２との嵌合部分（下端側の０．６ｍ）を除いて養藻塗料４が塗布されている柱体３をクレーン等により吊り下げ、その下端側から当該金属製パイプ５内に挿入する。この挿入に伴い、柱体３の下端面で押圧されたモルタル７は、柱体３と金属製パイプ５との隙間を上昇して密実状態となり、その硬化によりコンクリート基盤２と柱体３とが一体化される。柱体３と金属製パイプ５の隙間が多少大きい場合には、一体化後の見栄えを良くするため、すなわち柱体３のコンクリート基盤２に対する鉛直性をより向上させる手段として、柱体３を嵌入したら直ちに開口部側の複数個所にクサビを打ち込むなどして金属製パイプ５の中心で柱体３が確実に固定されるようにすることもできる。さらに、柱体３の下端側端面を開口するとともに、底面側のキャップ６に上方に突出する突起を設け、柱体３の開口部がその突起に嵌合するようにすれば、柱体３の下端側を確実に中心に位置させることができる。
【００１４】
なお、コンクリート基盤２の製作は、木製、鋼製等の転用型枠、もしくはセメント板等からなる打込み型枠を公知の方法により十字状に組み立て、その内部には必要により補強用鉄筋（図示せず）を配置するとともに、柱体３の立設予定位置に金属製パイプ５を適宜手段により固定した後、当該金属製パイプ５以外の部分にコンクリートを打設すればよい。この場合、金属製パイプ５の開口部に適宜キャップを被せてコンクリートの侵入を防止するとよい。また、コンクリート基盤２の形状を平面視矩形状等の他の形状に変更することは何ら問題はなく、柱体３の本数やその立設位置も自由に変更することができる。さらに、コンクリート基盤２の表面の養藻塗料４は、柱体３との一体化の前あるいは一体化後のいずれの段階で塗布を行ってもよく、藻場造成海域の状況等によっては柱体３も含めてその塗布を省略してもよい。ただし、柱体３への塗布が必要な場合には、コンクリート基盤２との一体化前に行うのが作業性の点から望ましい。
【００１５】
このように、本発明によれば、柱体３の支持孔５が形成されているコンクリート基盤２を予め用意し、これに柱体３の下端側部分を嵌入する方法を採用することにより、柱体３は一体化の前でもその下端側部分においてコンクリート基盤２により安定した立設状態に保持されるので、従来のような大掛かりな支持手段が不要となり、柱状構造物１の生産性が大きく向上し、その製造コストを低減することができる。かかる方法により製造された海藻礁としての柱状構造物１は、図４に示すように、藻場造成海域に沈設され適宜の期間が経過すると、周囲に自生している海藻からの遊走子を介して海藻８が柱体３を中心にして着生し、次第に柱状構造物１全体に繁茂するようになる。この場合、柱状構造物１の表面に養藻塗料４が存在することから、その表面部の生育環境は海藻８にとってきわめて良好であり、海中に沈設した柱状構造物１には比較的短期間で海藻８が着生し、その後も良好に生育を続ける。そして、そこで成熟した海藻８から胞子が放出され、周囲に藻場が造成されることになる。なお、自生している海藻が近くに存在しない場所での藻場造成を行う場合には、遊走子の供給源となる海藻の幼体あるいは成体を柱状構造物１自体に予め適宜固定手段により取り付けておくと好都合である。
【００１６】
次に、図５は柱状構造物１の組立を台船１０の上において行う場合の説明図である。ここで使用するコンクリート基盤２および柱体３の構成は、前記実施の形態と同様であり、それぞれが台船１０上に積み重ねた状態でコンパクトに搭載されている。そして、コンクリート基盤２の支持孔に水中セメントを充填する一方、クレーン１１により柱体３を吊り上げ、コンクリート基盤２に嵌入してクサビ等で固定して立設状態とし、そして柱状構造物１を海中に沈設する。海中ではダイバーＤが待機しており、柱状構造物１を所定の場所に設置する。この柱状構造物１の組立と沈設の作業を繰り返すことにより、多数の柱状構造物１を海底に効率よく設置することができる。なお、作業性をより高めるには、クレーン１１とは別に柱体３の吊上げを行うための小型のクレーンを台船１０上に設置すると好都合である。この場合には、水中セメントに代えてエポキシ樹脂等の速硬性の充填材を使用するとよい。
【００１７】
なお、上記実施の形態では、十字状のコンクリート基盤２に４本の柱体３を立設した形状の海藻礁としての柱状構造物１について説明したが、これを魚礁として利用することももちろん可能であり、また養藻塗料の塗布も任意である。さらに、コンクリート基盤の形状および柱体の本数を適宜変更したり、コンクリート基盤の支持孔の形成方法を変更するなど、この発明の技術思想内での種々の変更実施はもちろん可能である。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明による海洋柱状構造物の製造方法では、柱体がコンクリート基盤の支持孔に挿入されることにより略鉛直状に自立する構造であるから、従来のように硬化性充填材が硬化するまでの間、柱体を立設状態に保持するための大掛かりな支持手段が不要になる。したがって、安価に製造することができ、大量生産に最適なものとなる。さらに、速硬性の硬化性充填材を使用した場合には、コンクリート基盤と柱体を一体化した後、直ちに移動することが可能であり、また水中セメントを使用することにより柱体を嵌入した後、すぐに沈設することもできる。このため、基盤の形成と柱体の立設を同時に行う従来方法のような養生のための広い場所が不要であるばかり、作業手順の選択範囲が一段と広がるなど、実用上優れた効果が得られる。
【００１９】
さらに、本発明の方法によれば、分離状態で搭載したコンクリート基盤と柱体とを、上記のような速硬性の硬化性充填材を使用することにより、台船上において柱状構造物に組み立てながら順次海中に沈設することも可能である。この場合には、それぞれ積み重ねるなどして台船上に多数のコンクリート基盤と柱体を嵩張らずに搭載することができるので、予め陸上で組み立てた完成品を搭載する方法に比べて台船上に搭載可能な柱状構造物の数は格段と多くなり、台船の使用効率を向上させることができるばかりか、陸上のヤードを使わずに柱状構造物を組み立てることも可能である。
【００２０】
また、コンクリート基盤の支持孔として、例えば管壁が長手方向に波形状に形成されているパイプ等の少なくとも内周面が凹凸状になっているものを使用して形成すれば、硬化性充填材の付着力が高まり、コンクリート基盤からの柱体の抜け防止に効果がある。
【００２１】
さらにまた、コンクリート基盤との嵌合部分を除く表面部分に養藻塗料を塗布した柱体を適用する場合には、海中に浮遊する海藻遊走子が塗膜表面に着生しやすく、かつその塗膜からは海藻の生育に必要な栄養分が長期間にわたり安定的に放出されることから、この塗料を塗布した柱状構造物は、海藻礁として藻場造成の核となる海藻を育成する上で好都合である。特に、この塗布作業は、予め工場などにおいて柱体を水平に置いた状態で行うことが可能であるから、従来のようにコンクリート基盤と柱体とを一体化した後に塗布する方法に比べて作業がしやすく、しかも均一な塗膜が得られるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による海洋柱状構造物の斜視図である。
【図２】上記海洋柱状構造物の製造方法の説明図である。
【図３】図２の要部を示す拡大断面図である。
【図４】本発明による海洋柱状構造物の使用状態を示す正面図である。
【図５】本発明による海洋柱状構造物の別の製造方法を示す説明図である。
【符号の説明】
１…海洋柱状構造物、２…コンクリート基盤、３…柱体、４…養藻塗料、５…支持孔、６…キャップ、７…硬化性充填材、８…海藻、１０…台船、１１…クレーン
【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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