(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
海底に打設された杭と、
前記杭の内径よりも小さな外径であり前記杭内部に配置された脚と、
前記杭の内周面と前記脚の外周面との間に形成され、注入口からグラウトが注入されるグラウト充填空間と、
を備えた海洋構造物において、
前記グラウト充填空間における前記注入口よりも下流側と前記脚内部とを接続し、（１）前記グラウト充填空間に充填された海水、又は（２）前記グラウト充填空間に注入されたグラウトであって海水に希釈されたグラウト、又は（３）前記グラウト充填空間に注入されたグラウトの一部、を前記脚内部に注入する注入部を更に備える、
ことを特徴とする海洋構造物。
【請求項２】
前記注入部は、前記グラウト充填空間に注入されたグラウトの一部とともに海水も前記脚内部に注入する、
請求項１に記載の海洋構造物。
【請求項３】
前記注入部は、前記グラウト充填空間の上方に設けられている、
請求項１または２に記載の海洋構造物。
【請求項４】
前記注入部は、前記グラウト充填空間の上端に設けられたフランジプレートに設けられている、
請求項３に記載の海洋構造物。
【請求項５】
前記脚の周囲には、前記グラウト充填空間と連通するグラウトシールが設けられている、
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の海洋構造物。
【請求項６】
前記グラウト充填空間の下部には、仕切りプレートが設置されている、
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の海洋構造物。
【請求項７】
海底に打設された杭と、
前記杭の内径よりも小さな外径であり前記杭内部に配置された脚と、
前記杭の内周面と前記脚の外周面との間に形成されたグラウト充填空間であって注入口から注入されたグラウトが流れるグラウト充填空間と、
を備えた海洋構造物において、
前記グラウト充填空間における前記注入口よりも下流側と前記脚内部とを接続し、前記グラウト充填空間を流れるグラウトが前記脚内部に流れるよう、当該グラウトの流れの向きを変更する変更部を更に備える、
ことを特徴とする海洋構造物。
【請求項８】
前記変更部は、前記グラウト充填空間を流れるグラウトの下流に設けられた、
請求項７に記載の海洋構造物。
【請求項９】
前記脚の周囲に設けられたグラウトシールと、
前記グラウト充填空間と前記変更部との間に設けられたフランジプレートと、
を更に備え、
前記フランジプレートは、前記グラウト充填空間を流れるグラウトの一部が前記グラウトシールの内部に流れるよう、前記グラウト充填空間を流れるグラウトの流れの向きを変える、
請求項７または８に記載の海洋構造物。
【請求項１０】
前記杭の内部の海底面は、前記杭の外部の海底面よりも低く、
前記脚の下端は、前記杭の外部の海底面よりも下方に位置する、
請求項１乃至９のいずれか１項に記載の海洋構造物。
【請求項１１】
前記脚は、ジャケット脚である、
請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の海洋構造物。
【請求項１２】
杭を海底に打設するステップと、
前記杭の内径よりも小さな外径の脚を前記杭に挿入するステップと、
前記杭の内周面と前記脚の外周面との間に形成されたグラウト充填空間と、前記脚内部と、を連通する通路を設けるステップと、
前記グラウト充填空間にグラウトを注入口から注入し、前記注入口よりも下流側に位置する前記通路を通して、前記グラウトの一部を前記脚内部に注入するステップと、
を備えることを特徴とする海洋構造物の施工方法。
【請求項１３】
前記脚に取り付けられたグラウトシールで前記杭の上部を覆うステップを更に備える、
請求項１２に記載の海洋構造物の施工方法。
【請求項１４】
前記グラウトを注入するステップは、前記グラウトシールで前記杭が覆われた後に前記グラウトを注入する、
請求項１３に記載の海洋構造物の施工方法。
【請求項１５】
前記杭を海底に打設するステップの後に、前記杭内部に仕切り部材を設置するステップを更に備える、
請求項１２乃至１４のいずれか１項に記載の海洋構造物の施工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、海洋構造物および海洋構造物の施工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、下記特許文献１に記載のグラウト接合構造が知られている。このグラウト接合構造は、洋上風力発電設備の風車を支持するために用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１１５３７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この種の海洋構造物では、施工時におけるグラウトの海洋への排出を抑制しつつ、低コスト化を図ることに改善の余地がある。なお、グラウトの海洋への排出は、日本などの一部地域において、周辺環境への影響を考慮して現時点では承認されていない。
【０００５】
本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、施工時におけるグラウトの海洋への排出を抑制しつつ、低コスト化を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
＜１＞本発明の一態様に係る海洋構造物は、海底に打設された杭と、前記杭の内径よりも小さな外径の脚と、前記杭と前記脚との間に形成されたグラウト充填空間と、を備えた海洋構造物において、（１）前記グラウト充填空間に充填された海水、又は（２）前記グラウト充填空間に注入されたグラウトであって海水に希釈されたグラウト、又は（３）前記グラウト充填空間に注入されたグラウトの一部、を前記脚内部に注入する注入部を更に備える、ことを特徴とする海洋構造物。
＜２＞上記＜１＞に係る海洋構造物では、前記注入部は、前記グラウト充填空間に注入されたグラウトの一部とともに海水も前記脚内部に注入する、構成を採用してもよい。
＜３＞上記＜１＞または＜２＞に係る海洋構造物では、前記注入部は、前記グラウト充填空間からグラウトが溢れた場合に、溢れたグラウトを前記脚内部に注入する、構成を採用してもよい。
【０００７】
グラウト充填空間にグラウトを注入する前、グラウト充填空間には海水が充填されている。このグラウト充填空間にグラウトを注入すると、まず、（１）グラウト充填空間に充填された海水が、注入部を通して脚内部に注入される。グラウト充填空間がグラウトによって徐々に満たされていくと、（２）グラウト充填空間に注入されたグラウトであって海水に希釈されたグラウト（品質が悪いグラウト）が、注入部を通して脚内部に注入されたり、（３）グラウト充填空間に注入されたグラウトの一部（グラウトの上澄みを含む）が、注入部を通して脚内部に注入されたりする。その結果、グラウト充填空間がグラウトによって満たされつつ、グラウト充填空間に注入されるグラウトが、海洋中に排出されることが抑制される。
脚の外径が杭の内径よりも小さい。その結果、海洋構造物の低コスト化を図ることができる。
【０００８】
＜４＞上記＜１＞乃至＜３＞のいずれか１項に係る海洋構造物では、前記注入部は、前記グラウト充填空間の上方に設けられている、構成を採用してもよい。
【０００９】
注入部が、グラウト充填空間の上方に設けられている。そのため、海水の比重よりも高い比重を有するグラウトをグラウト充填空間に注入することで、グラウト充填空間に充填された海水や、海水に希釈されたグラウトなどを、グラウト充填空間から円滑に排出することができる。
【００１０】
＜５＞上記＜４＞に係る海洋構造物では、前記注入部は、前記グラウト充填空間の上端に設けられたフランジプレートに設けられている、構成を採用してもよい。
【００１１】
注入部が、グラウト充填空間の上端に設けられたフランジプレートに設けられている。よって、注入部を杭や脚に設ける必要が無い。これにより、例えば、杭や脚の強度を確保し易くすること等ができる。
【００１２】
＜６＞上記＜１＞乃至＜５＞のいずれか１項に係る海洋構造物では、前記脚の周囲には、前記グラウト充填空間と連通するグラウトシールが設けられている、構成を採用してもよい。
【００１３】
脚の周囲にグラウトシールが設けられている。したがって、グラウトがグラウト充填空間から海洋に排出されることを、グラウトシールによって確実に抑制することができる。
【００１４】
＜７＞上記＜１＞乃至＜６＞のいずれか１項に係る海洋構造物では、前記グラウト充填空間の下部には、仕切りプレートが設置されている、構成を採用してもよい。
【００１５】
グラウト充填空間の下部に仕切りプレートが設置されている。これにより、グラウト充填空間に充填されたグラウトに、海底地盤土が混入するのを抑制することができる。よって、海底であっても高品質な施工を実現することができる。
仕切りプレートとして、例えば工場や地上などで予め形成した鋼板などを使用することができる。この場合、施工現場である海底において、仕切りプレートを、例えば、単に海底に設置するだけでよく、施工を短時間で完了させることができる。なお仕切りプレートに代えて、例えば、海底地盤土の混合を防止するための下地となるグラウトを打設し、このグラウトを海底で凝固させる場合には、凝固が完了するまで待機する必要が生じ、施工に時間がかかる。
【００１６】
＜８＞本発明の一態様に係る海洋構造物は、海底に打設された杭と、前記杭の内径よりも小さな外径の脚と、前記杭と前記脚との間に形成されたグラウト充填空間であってグラウトが流れるグラウト充填空間と、を備えた海洋構造物において、前記グラウト充填空間を流れるグラウトが前記脚内部に流れるよう、当該グラウトの流れの向きを変更する変更部を更に備える、ことを特徴とする。
【００１７】
変更部が、グラウト充填空間を流れるグラウトが脚内部に流れるよう、当該グラウトの流れの向きを変更する。よって、グラウト充填空間に注入されてグラウト充填空間を流れるグラウトが、変更部によって流れの向きを変更させられて脚内部に流れる。その結果、グラウト充填空間がグラウトによって満たされつつ、グラウト充填空間に注入されるグラウトが、海洋中に排出されることが抑制される。
脚の外径が杭の内径よりも小さい。その結果、海洋構造物の低コスト化を図ることができる。
【００１８】
＜９＞上記＜８＞に係る海洋構造物では、前記変更部は、前記グラウト充填空間を流れるグラウトの下流に設けられた、構成を採用してもよい。
【００１９】
変更部が、グラウト充填空間を流れるグラウトの下流に設けられている。そのため、グラウト充填空間にグラウトを注入したとき、グラウト充填空間をグラウトによって満たしつつ、過剰なグラウトを、グラウト充填空間から円滑に排出することができる。
【００２０】
＜１０＞上記＜８＞または＜９＞に係る海洋構造物では、前記脚の周囲に設けられたグラウトシールと、前記グラウト充填空間と前記変更部との間に設けられたフランジプレートと、を更に備え、前記フランジプレートは、前記グラウト充填空間を流れるグラウトの一部が前記グラウトシールの内部に流れるよう、前記グラウト充填空間を流れるグラウトの流れの向きを変える、構成を採用してもよい。
【００２１】
フランジプレートが、グラウト充填空間を流れるグラウトの一部がグラウトシールの内部に流れるよう、グラウト充填空間を流れるグラウトの流れの向きを変える。よって、グラウト充填空間に注入された過剰なグラウトを、脚内部だけでなく、グラウトシールの内部にも排出することができる。
なお、フランジプレートが脚に固定されている場合、脚を杭に挿入するときに、例えば、フランジプレートを杭の上端に突き当てることで、杭が、フランジプレートを介して脚を支持することができる。この場合、グラウト充填空間にグラウトを充填してグラウトが凝固するまでの間、杭がフランジプレートを介して脚を仮受けしておくことができる。
【００２２】
＜１１＞上記＜１＞乃至＜１０＞のいずれか１項に係る海洋構造物では、前記杭の内部の海底面は、前記杭の外部の海底面よりも低く、前記脚の下端は、前記杭の外部の海底面よりも下方に位置する、構成を採用してもよい。
＜１２＞上記＜１＞乃至＜１１＞のいずれか１項に係る海洋構造物では、前記脚は、ジャケット脚である、構成を採用してもよい。
【００２３】
＜１３＞本発明の一態様に係る海洋構造物の施工方法は、杭を海底に打設するステップと、前記杭の内径よりも小さな外径の脚を前記杭に挿入するステップと、前記杭と前記脚との間に形成されたグラウト充填空間と、前記脚内部と、を連通する通路を設けるステップと、前記グラウト充填空間にグラウトを注入するステップと、を備えることを特徴とする。
【００２４】
グラウト充填空間と脚内部とが通路を通して連通している。したがって、グラウト充填空間にグラウトを注入するとき、グラウト充填空間に充填されていた海水や、グラウト充填空間に過剰に注入されたグラウトが、通路を通して脚内部に流れる。その結果、グラウト充填空間がグラウトによって満たされつつ、グラウト充填空間に注入されるグラウトが、海洋中に排出されることが抑制される。
脚の外径が杭の内径よりも小さい。その結果、海洋構造物の低コスト化を図ることができる。
【００２５】
＜１４＞上記＜１３＞に係る海洋構造物の施工方法では、前記脚に取り付けられたグラウトシールで前記杭の上部を覆うステップを更に備える、構成を採用してもよい。
【００２６】
脚に取り付けられたグラウトシールで杭の上部を覆う。したがって、グラウトがグラウト充填空間から海洋に排出されることを、グラウトシールによって確実に抑制することができる。
【００２７】
＜１５＞上記＜１４＞に係る海洋構造物の施工方法では、前記グラウトを注入するステップは、前記グラウトシールで前記杭が覆われた後に前記グラウトを注入する、構成を採用してもよい。
【００２８】
グラウトシールで杭が覆われた後にグラウトを注入する。したがって、グラウトがグラウト充填空間から海洋に排出されることを、グラウトシールによって一層確実に抑制することができる。
【００２９】
＜１６＞上記＜１３＞乃至＜１５＞のいずれか１項に係る海洋構造物の施工方法では、前記杭を海底に打設するステップの後に、前記杭内部に仕切り部材を設置するステップを更に備える、構成を採用してもよい。
【００３０】
杭内部に仕切り部材を設置する。これにより、グラウト充填空間に充填されたグラウトに、海底地盤土が混入するのを抑制することができる。よって、海底であっても高品質な施工を実現することができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、施工時におけるグラウトの海洋への排出を抑制しつつ、低コスト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施形態に係る海洋構造物を示す側面図である。
【図２】図１に示す海洋構造物を構成するジャケットを含む縦断面図である。
【図３】図２に示す海洋構造物の要部の縦断面図である。
【図４】図２に示す海洋構造物の要部の下面図である。
【図５】図２に示す海洋構造物の施工方法を説明する図であって、第１ステップを示す図である。
【図６】図２に示す海洋構造物の施工方法を説明する図であって、第３ステップを示す図である。
【図７】図２に示す海洋構造物の施工方法を説明する図であって、第３ステップを示す図である。
【図８】図２に示す海洋構造物の施工方法を説明する図であって、第４ステップを示す図である。
【図９】図８に示す図における要部の拡大図であって、図２に示す部分に相当する図である。
【図１０】図９に示す図における更なる要部の拡大図であって、図３に示す部分に相当する図である。
【図１１】本発明の一実施形態の第１変形例に係る海洋構造物を示す縦断面図であって、図１０に相当する図である。
【図１２】本発明の一実施形態の第２変形例に係る海洋構造物を示す縦断面図であって、図１０に相当する図である。
【図１３】本発明の一実施形態の第３変形例に係る海洋構造物を示す縦断面図であって、図１０に相当する図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、図面を参照し、本発明の一実施形態に係る海洋構造物１０、および海洋構造物１０の施工方法を説明する。
図１から図４に示すように、海洋構造物１０は、杭２０と、ジャケット３０と、を備えている。なお図１には、海洋構造物１０の施工に用いられる作業船８５も併せて図示されている。
【００３４】
図３に示すように、杭２０は、海底１１に打設されている。杭２０は、中空であり、管状である。杭２０は、ジャケット３０の後述する脚３１と同数設けられている。各杭２０は、海底１１において脚３１が固定される位置に打設されている。杭２０の内部の海底面１２（すなわち、海底地盤土の表面）は、杭２０の外部の海底面１２よりも低い。海底面１２を形成する海底地盤土は、杭２０の内部において削られている。杭２０は、鋼製である。
【００３５】
杭２０には、プレート受け２１が設けられている。プレート受け２１は、ドーナツ状（環状）である。プレート受け２１は、杭２０を海底１１に打設する前に、杭２０に予め固定されている。
【００３６】
プレート受け２１には、仕切りプレート２２（仕切り部材）が設置されている。プレート受け２１は、仕切りプレート２２を下方から支持する。仕切りプレート２２は、プレート受け２１に単に置かれているだけである。すなわち、仕切りプレート２２は、プレート受け２１に、溶接などによって固定されてはいない。仕切りプレート２２の外径は、杭２０の内径よりも小さく、プレート受け２１の内径よりも大きい。仕切りプレート２２は、後述するグラウト充填空間５０の下部に設置される。仕切りプレート２２は、鋼製である。
【００３７】
図１に示すように、ジャケット３０は、固定式の海洋プラットホームである。ジャケット３０は、全体として四角錘状に形成されている。ジャケット３０は、鋼製である。
ジャケット３０は、脚３１（ジャケット脚３１）と、デッキ３２と、斜材３３と、を備えている。
【００３８】
脚３１は、４本設けられている。各脚３１は、中空であり、管状である。
図２に示すように、各脚３１は、基部３４と、本体部３５と、を備えている。
基部３４は、杭２０の内部に差し込まれている。基部３４の外径は、杭２０の内径よりも小さい。基部３４の下端は、杭２０の外部の海底面１２よりも下方に位置している。基部３４の上端は、杭２０の外部の海底面１２よりも上方に位置している。基部３４は、鉛直方向に対して実質的に平行である。
【００３９】
図３に示すように、基部３４の下端は、ボトムキャップ３６によって閉塞されている。ボトムキャップ３６には、ガイド３７が設けられている。ガイド３７は、ボトムキャップ３６から下方に突出している。ガイド３７は、下方に向けて突となる錘状である。ガイド３７は、基部３４が杭２０の内部に差し込まれることを案内する。
【００４０】
基部３４には、フランジプレート３８が設けられている。フランジプレート３８は、後述するグラウト充填空間５０の上端に位置する。フランジプレート３８は、環状である。フランジプレート３８は、基部３４の外周面から径方向の外側に突出している。フランジプレート３８の外径は、杭２０の外径よりも大きい。フランジプレート３８は、杭２０の上端よりも上方に位置している。フランジプレート３８は、杭２０によって下方から支持されている。
【００４１】
フランジプレート３８には、筒３９が設けられている。筒３９は、フランジプレート３８の外周縁から上方に立ち上がっている。
【００４２】
図２に示すように、本体部３５は、基部３４の上端から上方に延びている。本体部３５は、基部３４よりも長い。本体部３５は、鉛直方向に対して傾斜している。本体部３５は、下方から上方に向かうに従い、ジャケット３０の中央に向けて延びている。本体部３５の上端は、海水面１３よりも上方（海上）に配置されている。本体部３５には、本体部３５の内部と外部とを連通する図示しない貫通孔が形成されている。貫通孔は、海水面１３の近くに形成されている。
【００４３】
図１に示すように、デッキ３２は、ジャケット３０の頂部に設けられている。デッキ３２は、４本の脚３１の上端に設けられている。デッキ３２は、４本の脚３１によって支持されている。
斜材３３は、水平方向に隣り合う脚３１を連結する。斜材３３は、デッキ３２よりも下方に位置している。斜材３３は、脚３１の本体部３５を水平方向に連結する。斜材３３は、水平方向に対して傾斜している。斜材３３は、水平方向に隣り合う脚３１の間にたすき掛けされている。斜材３３は、鉛直方向に複数段（図示の例では２段）設けられている。
【００４４】
ここで図３に示すように、杭２０と脚３１との間には、グラウト充填空間５０が形成されている。グラウト充填空間５０には、グラウト５１が充填される。グラウト充填空間５０は、全体で４つ形成されている。
【００４５】
グラウト充填空間５０は、（１）杭２０の内周面、（２）脚３１（基部３４）の外周面、（３）仕切りプレート２２の上面、（４）ボトムキャップ３６の下面、（５）フランジプレート３８の下面、の間に形成されている。グラウト充填空間５０には、グラウト５１が注入され、グラウト５１が流れる。グラウト充填空間５０に注入されたグラウト５１が凝固することにより、杭２０と脚３１とが接合される。
【００４６】
グラウト充填空間５０には、供給管５２が接続されている。図１および図２に示すように、供給管５２は、海上からグラウト充填空間５０にグラウト５１を供給する。供給管５２は、４つのグラウト充填空間５０それぞれに対応して１つずつ設けられている。供給管５２は、全体で４つ設けられている。なお図示の例では、供給管５２にバルブ５３が設けられているが、バルブ５３はなくてもよい。
【００４７】
各供給管５２は、ジャケット３０に設けられている。各供給管５２の上端は、デッキ３２の上方に位置している。各供給管５２は、デッキ３２の上方からデッキ３２を鉛直方向に貫通した後、脚３１（本体部３５）の上端から脚３１の内部に差し込まれている。各供給管５２は、脚３１に沿って、脚３１の上端から下端まで延びている。
【００４８】
図３に示すように、各供給管５２は、ボトムキャップ３６を鉛直方向に貫通し、グラウト充填空間５０に差し込まれている。各供給管５２の下端は、グラウト充填空間５０にグラウト５１を注入する注入口となっている。各供給管５２は、脚３１の中心軸に対して、脚３１の径方向にずらされている。供給管５２は、脚３１と同軸ではない。
【００４９】
グラウト充填空間５０では、供給管５２（注入口）から注入されたグラウト５１が、ボトムキャップ３６と仕切りプレート２２との間から杭２０の径方向の外側に広がり、杭２０の内周面と脚３１の外周面との間を通して上昇する（後述する図１０も参照）。グラウト充填空間５０では、下方の空間が上流であり、上方の空間が下流となる。
【００５０】
脚３１の周囲には、グラウトシール５４が設けられている。グラウトシール５４は、杭２０および脚３１を径方向の外側から覆う。グラウトシール５４は、中空であり、管状である。グラウトシール５４は、杭２０や脚３１に比べて軟質な材料によって形成されている。グラウトシール５４は、例えば帆布によって形成されたシートである。
【００５１】
グラウトシール５４の上端は、筒３９（脚３１）に固定されている。グラウトシール５４の下端は、杭２０に固定されている。グラウトシール５４は、筒３９や杭２０それぞれに、固定用のベルト５５によって固定されている。ベルト５５は、筒３９や杭２０それぞれの外面との間にグラウトシール５４を挟み込んだ状態で、筒３９や杭２０に対して外側から締め込まれている。
【００５２】
グラウトシール５４の内部は、グラウト充填空間５０と連通している。本実施形態では、フランジプレート３８と杭２０の上端との間にライナープレート５６が局所的に配置されている。ライナープレート５６は、スペーサとして機能する。フランジプレート３８において、ライナープレート５６が配置されていない領域の下面は、杭２０の上端に、隙間５７をあけて対向している。この隙間５７が、グラウト充填空間５０とグラウトシール５４の内部とを連通している。なお、ライナープレート５６の厚さや、隙間５７の鉛直方向の大きさも、例えば、５０〜１００ｍｍである。
【００５３】
図４に示すように、ライナープレート５６は、フランジプレート３８における周方向の一部分に限定して配置されている。言い換えると、フランジプレート３８は、ライナープレート５６が設けられた第１領域３８ａと、ライナープレート５６が設けられていない第２領域３８ｂと、を備えている。第１領域３８ａは、第２領域３８ｂよりも周方向に小さい。ライナープレート５６の周方向の大きさは、フランジプレート３８の周方向の大きさの半分以下（半分未満）である。
【００５４】
図３に示すように、ライナープレート５６は、フランジプレート３８の第１領域３８ａの下面に固定されている。ライナープレート５６の下面は、杭２０の上端に接触している。フランジプレート３８は、ライナープレート５６を介して杭２０に支持されている。第１領域３８ａは、供給管５２を間に挟んで脚３１の中心軸の反対側に位置している。言い換えると、第１領域３８ａは、供給管５２に対して径方向の外側に位置している。
【００５５】
なお、フランジプレート３８の第１領域３８ａの上面には、第１領域３８ａを補強する仮受けリブ４０が設けられている。仮受けリブ４０は、フランジプレート３８から上方に突出している。仮受けリブ４０は、基部３４（脚３１）の外周面および筒３９の内周面それぞれに連結されている。図示の例では、仮受けリブ４０は、周方向に間隔をあけて複数設けられている。
【００５６】
フランジプレート３８の第２領域３８ｂの下面は、杭２０の上端に、前記隙間５７をあけて対向している。フランジプレート３８は、グラウト充填空間５０を流れるグラウト５１の一部がグラウトシール５４の内部に流れるよう、グラウト充填空間５０を流れるグラウト５１の流れの向きを変える。すなわち、グラウト充填空間５０を流れるグラウト５１は、前記隙間５７を通して、グラウト充填空間５０からグラウトシール５４内に流入する。
【００５７】
グラウト５１は、少なくとも、グラウト充填空間５０の上端まで充填されている。さらに本実施形態では、グラウト５１は、グラウトシール５４の内部にも充填されている。グラウトシール５４の内部の一部は、海水であってもよく、海水に希釈されたグラウト５１であってもよい。なお、海水に希釈されたグラウト５１は、通常のグラウト５１よりも比重が低い。
グラウト５１としては、経時硬化性の材料が挙げられる。グラウト５１としては、例えば、超高強度グラウト材が挙げられる。
【００５８】
そして本実施形態では、海洋構造物１０には、グラウト充填空間５０と脚３１内部とを連通する配管５８（通路）が設けられている。配管５８は、（１）グラウト充填空間５０に充填された海水、又は（２）グラウト充填空間５０に注入されたグラウト５１であって海水に希釈されたグラウト５１（品質が悪いグラウト５１）、又は（３）グラウト充填空間５０に注入されたグラウト５１の一部（グラウト５１の上澄みを含む）、を脚３１内部に注入する注入部５９として機能する。配管５８は、グラウト充填空間５０を流れるグラウト５１が脚３１内部に流れるよう、当該グラウト５１の流れの向きを変更する変更部６０としても機能する。
【００５９】
配管５８は、グラウト充填空間５０の上方に設けられている。配管５８は、フランジプレート３８に設けられている。言い換えると、フランジプレート３８は、グラウト充填空間５０と変更部６０との間に設けられている。配管５８は、グラウト充填空間５０を流れるグラウト５１の下流に設けられている。
配管５８は、フランジプレート３８の第２領域３８ｂに設けられている。図４に示すように、配管５８は、周方向に間隔をあけて複数（図示の例では３つ）設けられている。
【００６０】
図３に示すように、各配管５８は、第１部分５８ａと、第２部分５８ｂと、を備えている。第１部分５８ａは、フランジプレート３８を上下方向に貫通し、グラウト充填空間５０に開口している。第１部分５８ａは、フランジプレート３８から上方に延びている。第２部分５８ｂは、第１部分５８ａの上端から、脚３１（基部３４）の外周面に延びている。第２部分５８ｂは、脚３１を水平方向に貫通し、脚３１の内部に開口している。
各配管５８の少なくとも一部は、筒３９によって水平方向の外側から覆われている。なお図示の例では、各配管５８の上端は、筒３９の上端よりも上方に位置している。
【００６１】
図４に示すように、フランジプレート３８の第２領域３８ｂには、配管５８に加え、エマージェンシーホール６１が形成されている。エマージェンシーホール６１は、周方向に隣り合う配管５８の間に形成されている。エマージェンシーホール６１は、グラウト充填空間５０に開口している。エマージェンシーホール６１には、離脱可能な栓６２が嵌め込まれている。栓６２は、エマージェンシーホール６１を塞いでいる。
【００６２】
エマージェンシーホール６１は、緊急時に、グラウト充填空間５０にグラウト５１を注入するための穴である。緊急時としては、例えば、供給管５２でグラウト詰まりが発生した場合などが挙げられる。この場合、栓６２をエマージェンシーホール６１から取り外し、エマージェンシーホール６１からグラウト充填空間５０にグラウト５１を注入する。
【００６３】
次に、海洋構造物１０の施工方法について説明する。この施工方法は、以下の各ステップを含む。
（第１ステップ）杭２０を海底１１に打設するステップ
（第２ステップ）杭２０内部に仕切りプレート２２（仕切り部材）を設置するステップ
（第３ステップ）ジャケット３０の脚３１を杭２０に挿入するステップ
（第４ステップ）脚３１に取り付けられたグラウトシール５４で杭２０の上部を覆うステップ
（第５ステップ）グラウト充填空間５０にグラウト５１を注入するステップ
以上の各ステップは、記載した順（第１ステップから第５ステップの順）に実施される。
【００６４】
（第１ステップ）
第１ステップでは、図５に示すように、杭２０を海底１１に打設する。杭２０は、例えば図示しないテンプレート等を用いて位置決めした上で、海底１１に打設する。
また第１ステップでは、杭２０の内部を、洗浄機８０を用いて洗浄する。洗浄機８０は、例えば、クレーン船８３によって吊り下げられる。このとき、杭２０の内部における海底地盤土を掘削し、杭２０の内部における海底面１２が、杭２０の外部における海底面１２よりも低くなる。杭２０の内部における海底面１２上には、プレート受け２１が位置している。
【００６５】
（第２ステップ）
第２ステップでは、杭２０内部に仕切りプレート２２を設置する。このとき、例えば、ダイバー８４が、仕切りプレート２２を杭２０の上端から杭２０内部に落とす。仕切りプレート２２は、プレート受け２１によって受け止められて支持される。
【００６６】
（第３ステップ）
第３ステップでは、図６および図７に示すように、ジャケット３０の脚３１を杭２０に挿入する。
第３ステップでは、図６に示すように、ジャケット３０は、輸送台船８１により据え付け位置の付近に搬送されている。なお、ジャケット３０の脚３１には、フランジプレート３８や供給管５２、配管５８などに加え、グラウトシール５４の上端が、ベルト５５によって固定されている。グラウトシール５４の上端は、筒３９に固定されている。グラウトシール５４の上端以外の部分は、脚３１に固定されていない。グラウトシール５４は、例えば、グラウトシール５４の上端を起点として、巻き上げられている。
【００６７】
第３ステップでは、図７に示すように、ジャケット３０は、クレーン船８３によって、輸送台船８１から吊り上げられ、据え付け位置に吊り下げられる。このとき、脚３１の基部３４が杭２０の内部に差し込まれる。ライナープレート５６（フランジプレート３８）が杭２０の上端に突き当たると、脚３１が杭２０によって支持される。このとき、脚３１は杭２０によって仮受けされる。なお脚３１内部には、例えば、本体部３５に形成された前記貫通孔から海水が浸入して充填される。なお図示の例では、クレーン船８３は、第１ステップで洗浄機８０を吊り下げたクレーン船８３と同一である。
【００６８】
ライナープレート５６（フランジプレート３８）が杭２０の上端に突き当たると、杭２０と脚３１との間にグラウト充填空間５０が形成される。このとき、グラウト充填空間５０には、海水が充填されている。
脚３１には、前述したように配管５８が予め設けられている。そのため、グラウト充填空間５０が形成されるときには、グラウト充填空間５０と脚３１内部とが連通されることとなる。第３ステップは、グラウト充填空間５０と脚３１内部とを連通する配管５８を設けるステップを兼ねていると言える。
【００６９】
（第４ステップ）
第４ステップでは、図８に示すように、脚３１に取り付けられたグラウトシール５４で杭２０の上部を覆う。第４ステップは、例えば、ダイバー８４によって実施される。ダイバー８４は、まず、脚３１に巻き上げられているグラウトシール５４を巻き戻す。ダイバー８４は、巻き戻したグラウトシール５４の下端を、ベルト５５によって杭２０に固定する。これにより、グラウトシール５４の上端が脚３１に固定され、かつ、グラウトシール５４の下端が杭２０に固定された状態となる。グラウトシール５４の内部は、海水が充填されている。
【００７０】
（第５ステップ）
第５ステップでは、図１、図９および図１０に示すように、グラウト充填空間５０にグラウト５１を注入する。
このときまず、作業船８５がジャケット３０の近くまで移動する。作業船８５には、ミキサー８６と、グラウトホース８７と、が積み込まれている。
【００７１】
ミキサー８６は、グラウト５１を攪拌する。ミキサー８６には、グラウト５１が流動性を具備する状態で貯留されている。
グラウトホース８７は、図示しないポンプを介してミキサー８６に接続される。グラウトホース８７は、各供給管５２に着脱可能である。グラウトホース８７には、バルブがあってもなくてもよい。なお、供給管５２にバルブがない場合、グラウトホース８７にバルブがあることが好ましい。
【００７２】
作業船８５の移動と並行して、または作業船８５の移動と前後して、各供給管５２の内部を海水によってフラッシングする。なお、フラッシングはしてもしなくてもよい。
【００７３】
そして図１０に示すように、グラウト５１を各供給管５２に供給し、各供給管５２から各グラウト充填空間５０にグラウト５１を注入する。
【００７４】
すると、まず、（１）グラウト充填空間５０に充填された海水が、配管５８を通して脚３１内部に注入される。グラウト充填空間５０がグラウト５１によって徐々に満たされていくと、（２）グラウト充填空間５０に注入されたグラウト５１であって海水に希釈されたグラウト５１（品質が悪いグラウト５１）が、配管５８を通して脚３１内部に注入されたり、（３）グラウト充填空間５０に注入されたグラウト５１の一部（グラウト５１の上澄みを含む）が、配管５８を通して脚３１内部に注入されたりする。
【００７５】
すなわち、配管５８は、グラウト充填空間５０に注入されたグラウト５１の一部とともに海水も脚３１内部に注入する。また配管５８は、グラウト充填空間５０からグラウト５１が溢れた場合に、溢れたグラウト５１を脚３１内部に注入する。言い換えると、配管５８は、グラウト充填空間５０を流れるグラウト５１が脚３１内部に流れるよう、当該グラウト５１の流れの向きを変更する。
以下、グラウト充填空間５０へのグラウト５１の注入に伴って、グラウト充填空間５０から排出される海水やグラウト５１（希釈されたグラウト５１含む）を、海水等という。
【００７６】
グラウト充填空間５０から排出される海水等は、配管５８を通して脚３１内部に注入されるだけではなく、グラウトシール５４の内部にも注入される。海水等は、杭２０の上端とフランジプレート３８との間の前記隙間５７を通してグラウトシール５４内に注入される。言い換えると、海水等は、グラウト充填空間５０から、配管５８および隙間５７に分岐され、脚３１内部およびグラウトシール５４それぞれに排出（注入）される。海水等がグラウトシール５４の内部に注入されると、グラウトシール５４が膨張する。
以上の結果、グラウト充填空間５０がグラウト５１によって満たされつつ、グラウト充填空間５０に注入されるグラウト５１が、海洋中に排出されることが抑制される。
【００７７】
なお、グラウト充填空間５０へのグラウト５１の注入量の管理は、例えば、以下の指標に基づいて判断することができる。
（指標１）供給管５２へのグラウト５１の供給量
（指標２）グラウトシール５４の膨出の程度
（指標３）配管５８内へのグラウト５１の到達状況
【００７８】
供給管５２へのグラウト５１の供給量は、例えば、グラウトホース８７や供給管５２に流量計を設けること等により測定される。
グラウトシール５４の膨出の程度は、例えば、ダイバー８４が目視することで確認される。
配管５８内へのグラウト５１の到達状況は、例えば、配管５８が透明な材料によって形成されている場合には、ダイバー８４が目視することで確認される。
【００７９】
また配管５８内へのグラウト５１の到達状況を確認するために、図１１に示す第１変形例に係る海洋構造物１０Ａのように、配管５８に確認用のバルブ５８ｃを設けてもよい。図示の例では、配管５８に、サンプル取得用の排出管５８ｄが接続されている。排出管５８ｄは、配管５８の第１部分５８ａの上端から上方に延びている。排出管５８ｄの上端は、排出口となっている。バルブ５８ｃは、前記排出管５８ｄに設けられている。
この場合、排出口に予め図示しない袋をかぶせた状態でバルブ５８ｃを開け、前記袋に排出口からサンプルを注入する。前記袋にサンプルが十分注入されたら回収し、例えばサンプルの密度などを確認することで、配管５８へのグラウト５１の到達状況が確認される。
【００８０】
上記いずれの指標によっても、グラウト充填空間５０にグラウト５１が十分、充填されたと判断された場合には、グラウト充填空間５０へのグラウト５１の更なる注入を停止する。
【００８１】
なお、配管５８によって脚３１内部に海水等が注入されると、注入された海水等の体積に応じて、予め脚３１内部に充填されていた海水が、例えば、本体部３５の前記貫通孔を通して海水中に放出される。グラウト５１は海水よりも比重が高いことから、脚３１内部に注入されたグラウト５１は、配管５８から脚３１内部の下方に向けて移動する。なお前記貫通孔は、配管５８に対して十分に距離が離れるほど、上方に位置していて、配管５８に注入されたグラウト５１が貫通孔から排出することは規制されている。
【００８２】
また、グラウト５１の供給管５２への注入の前に、先行材を注入してもよい。先行材は、グラウト５１の一部の成分を除外した材料である。前記一部の成分は、グラウト５１の流動性を高めるために先行材からは除外される。例えば、グラウト５１として骨材を含有する材料を用いる場合、グラウト５１から骨材を除いた材料を先行材として用いることができる。すなわち、先行材の成分は、グラウト５１の成分と共通しているものの、グラウト５１よりも流動性が高い。よって、先行材をグラウト５１に先行して供給管５２に注入することで、配管５８内でのグラウト５１の詰まりを抑制することができる。
【００８３】
本実施形態では、４本の供給管５２が設けられており、各供給管５２にグラウト５１を注入する前に、各供給管５２に先行材を注入することが好ましい。４本の供給管５２のうち、最も先に実施する供給管５２へ供給時には、先行材を、グラウトホース８７が接続されるポンプで吸い上げて、グラウトホース８７を通して供給管５２に供給することが好ましい。これにより、ポンプ内やグラウトホース８７内でのグラウト５１の詰まりも抑制することができる。なお、残りの３本の供給管５２へのグラウト５１の注入は、ポンプやグラウトホース８７を通さず、直接的に供給管５２に注入してもよい。
【００８４】
このように、グラウト５１に先行して先行材を供給管５２に注入した場合であっても、グラウト充填空間５０には先行材が注入され、先行材の体積分、グラウト充填空間５０に充填されていた海水が、配管５８から杭２０内部に注入される。前述したように、先行材の成分はグラウト５１の成分と共通している。よって、グラウト５１に先行してグラウト充填空間５０に注入されていた先行材は、グラウト５１が注入されるとグラウト５１と混ざり合ってグラウト５１の一部となる。
【００８５】
以上のステップ１からステップ５を実施することで、海洋構造物１０の施工が完了する。
【００８６】
以上説明したように、本実施形態に係る海洋構造物１０、および海洋構造物１０の施工方法によれば、グラウト充填空間５０に注入されるグラウト５１が、海洋中に排出されることが抑制される。
脚３１の外径が杭２０の内径よりも小さい。その結果、海洋構造物１０の低コスト化を図ることができる。
【００８７】
配管５８が、グラウト充填空間５０を流れるグラウト５１の下流に設けられている。そのため、グラウト充填空間５０にグラウト５１を注入したとき、グラウト充填空間５０をグラウト５１によって満たしつつ、過剰なグラウト５１を、グラウト充填空間５０から円滑に排出することができる。
【００８８】
配管５８が、グラウト充填空間５０の上方に設けられている。そのため、海水の比重よりも高い比重を有するグラウト５１をグラウト充填空間５０に注入することで、グラウト充填空間５０に充填された海水や、海水に希釈されたグラウト５１などを、グラウト充填空間５０から円滑に排出することができる。
【００８９】
配管５８が、グラウト充填空間５０の上端に設けられたフランジプレート３８に設けられている。よって、配管５８を杭２０や脚３１に設ける必要が無い。これにより、例えば、杭２０や脚３１の強度を確保し易くすること等ができる。
【００９０】
脚３１の周囲にグラウトシール５４が設けられている。したがって、グラウト５１がグラウト充填空間５０から海洋に排出されることを、グラウトシール５４によって確実に抑制することができる。
【００９１】
フランジプレート３８が、グラウト充填空間５０を流れるグラウト５１の一部がグラウトシール５４の内部に流れるよう、グラウト充填空間５０を流れるグラウト５１の流れの向きを変える。よって、グラウト充填空間５０に注入された過剰なグラウト５１を、脚３１内部だけでなく、グラウトシール５４の内部にも排出することができる。
【００９２】
なお本実施形態のように、フランジプレート３８が脚３１に固定されている場合、脚３１を杭２０に挿入するときに、例えば、フランジプレート３８を杭２０の上端に突き当てることで、杭２０が、フランジプレート３８を介して脚３１を支持することができる。この場合、グラウト充填空間５０にグラウト５１を充填してグラウト５１が凝固するまでの間、杭２０がフランジプレート３８を介して脚３１を仮受けしておくことができる。
【００９３】
グラウト充填空間５０の下部に仕切りプレート２２が設置されている。これにより、グラウト充填空間５０に充填されたグラウト５１に、海底地盤土が混入するのを抑制することができる。よって、海底１１であっても高品質な施工を実現することができる。
【００９４】
仕切りプレート２２として、例えば工場や地上などで予め形成した鋼板などを使用することができる。この場合、施工現場である海底１１において、仕切りプレート２２を、例えば、単に海底１１に設置するだけでよく、施工を短時間で完了させることができる。なお仕切りプレート２２に代えて、例えば、海底地盤土の混合を防止するための下地となるグラウト５１を打設し、このグラウト５１を海底１１で凝固させる場合には、凝固が完了するまで待機する必要が生じ、施工に時間がかかる。
【００９５】
なお、本発明の技術的範囲は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【００９６】
配管５８は前記実施形態に示した形態に限られない。
例えば、図１２に示す第２変形例に係る海洋構造物１０Ｂのように、配管５８が筒３９に設けられていてもよい。配管５８は、筒３９の内周面から脚３１の外周面に延びている。配管５８は、グラウトシール５４の内部と脚３１内部とを連通している。言い換えると、配管５８は、グラウトシール５４の内部を通して、グラウト充填空間５０と脚３１内部とを連通している。
この変形例では、グラウト充填空間５０から排出される海水等は、グラウトシール５４の内部、配管５８を通して脚３１内部に注入される。
【００９７】
また前記実施形態では、配管５８が注入部５９および変更部６０として機能するとしたが、本発明はこれに限られない。
例えば、図１３に示す第３変形例に係る海洋構造物１０Ｃのように、配管５８に代えて、開口５８Ａ（通路）を採用してもよい。開口５８Ａは、配管５８と同様に、グラウト充填空間５０と脚３１内部とを連通する。開口５８Ａは、脚３１を水平方向（径方向）に貫通する。開口５８Ａは、脚３１の周方向に間隔をあけて複数設けられている。開口５８Ａは、配管５８と同様に、注入部５９および変更部６０として機能する。
【００９８】
なお、配管５８や開口５８Ａ（以下、まとめて通路という）は、グラウト充填空間５０において、グラウト５１が最低限、充填が求められる高さ位置よりも上方に位置していることが好ましい。通路は、杭２０の上端よりも上方に位置していることが好ましい。この場合、グラウト充填空間５０において、杭２０の上端に至る位置まで、グラウト５１を円滑に充填することができる。
【００９９】
海洋構造物１０は、ジャケット３０に限られない。本発明は、モノパイルやトリポッドにも適用可能である。
【０１００】
その他、本発明の趣旨に逸脱しない範囲で、前記実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、前記した変形例を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【０１０１】
１０  海洋構造物
１１  海底
１２  海底面
２０  杭
２２  プレート
３０  ジャケット
３１  脚
３８  フランジプレート
５０  グラウト充填空間
５１  グラウト
５４  グラウトシール
５９  注入部
６０  変更部
【要約】
【課題】施工時におけるグラウトの海洋への排出を抑制しつつ、低コスト化を図る。
【解決手段】海底１１に打設された杭２０と、杭２０の内径よりも小さな外径の脚３１と、杭２０と脚３１との間に形成されたグラウト充填空間５０と、を備えた海洋構造物１０において、（１）グラウト充填空間５０に充填された海水、又は（２）グラウト充填空間５０に注入されたグラウトであって海水に希釈されたグラウト、又は（３）グラウト充填空間５０に注入されたグラウトの一部、を脚３１内部に注入する注入部５９を更に備える。
【選択図】図１０【図１】
0006824464.tif 000002
【図２】
0006824464.tif 000003
【図３】
0006824464.tif 000004
【図４】
0006824464.tif 000005
【図５】
0006824464.tif 000006
【図６】
0006824464.tif 000007
【図７】
0006824464.tif 000008
【図８】
0006824464.tif 000009
【図９】
0006824464.tif 000010
【図１０】
0006824464.tif 000011
【図１１】
0006824464.tif 000012
【図１２】
0006824464.tif 000013
【図１３】
0006824464.tif 000014