特開 2024-14585 サクション基礎

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024014585

(43)【公開日】2024-02-01

(54)【発明の名称】サクション基礎

(51)【国際特許分類】

   E02D 27/52 20060101AFI20240125BHJP

【ＦＩ】

E02D27/52 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022117528

(22)【出願日】2022-07-22

(71)【出願人】

【識別番号】000005119

【氏名又は名称】日立造船株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100131200

【弁理士】

【氏名又は名称】河部 大輔

(72)【発明者】

【氏名】木村 雄一郎

(72)【発明者】

【氏名】東谷 修

(72)【発明者】

【氏名】中西 文雄

【テーマコード（参考）】

2D046

【Ｆターム（参考）】

2D046DA61

(57)【要約】

【課題】サクション基礎の撤去を容易にする。
【解決手段】サクション基礎１００は、天井壁１１と天井壁１１から下方に延びる側周壁１２とを有する基礎本体１０と、側周壁１２の内側において天井壁１１よりも下方に位置する仕切板１３と、仕切板１３の傾きを変化可能に仕切板１３を支持する吊り索１４とを備えている。仕切板１３は、側周壁１２が水中の地盤Ｇに貫入された状態において地盤Ｇと接触し、充填材５が充填される充填空間Ｓの下部を区画する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

天井壁と前記天井壁から下方に延びる側周壁とを有する基礎本体と、
前記側周壁の内側において前記天井壁よりも下方に位置する仕切板と、
前記仕切板の傾きを変化可能に前記仕切板を支持する支持部とを備え、
前記仕切板は、前記側周壁が水中の地盤に貫入された状態において地盤と接触し、充填材が充填される充填空間の下部を区画するサクション基礎。

【請求項2】

請求項１に記載のサクション基礎において、
前記支持部は、前記基礎本体から前記仕切板を吊り下げる吊り索であるサクション基礎。

【請求項3】

請求項１に記載のサクション基礎において、
前記側周壁が水中の地盤に貫入された状態において、前記充填空間を複数の分割空間に区画する隔壁をさらに備え、
前記仕切板は、前記分割空間ごとに設けられているサクション基礎。

【請求項4】

請求項１乃至３の何れか１つに記載のサクション基礎において、
前記仕切板に作用する荷重を検出する荷重計をさらに備えるサクション基礎。

【請求項5】

請求項１乃至３の何れか１つに記載のサクション基礎において、
前記基礎本体には、前記サクション基礎の撤去時に前記基礎本体の内部に給水するための給水孔が形成され、
前記給水孔は、前記仕切板よりも下方に位置しているサクション基礎。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

ここに開示された技術は、サクション基礎に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、水中の地盤に設置されるサクション基礎が知られている。例えば、特許文献１には、頂版部とスカート部とを備え、スカート部を水底地盤に貫入させるサクション基礎が開示されている。このサクション基礎が地盤に貫入された状態において、サクション基礎の内部には、地盤と頂版部とスカート部とで区画された領域が形成され得る。この領域には、サクション基礎の地盤への貫入後にグラウト等の充填材が充填される。これにより、サクション基礎の安定性が向上する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１９－２０３３１４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

前述のようなサクション基礎においては、充填材が地盤の砂又は泥と混ざり合う可能性がある。その場合、充填材と地盤とが一体化して、サクション基礎の撤去が困難になる虞がある。

【0005】

ここに開示された技術は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、サクション基礎の撤去を容易にすることにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

ここに開示されたサクション基礎は、天井壁と前記天井壁から下方に延びる側周壁とを有する基礎本体と、前記側周壁の内側において前記天井壁よりも下方に位置する仕切板と、前記仕切板の傾きを変化可能に前記仕切板を支持する支持部とを備え、前記仕切板は、前記側周壁が水中の地盤に貫入された状態において地盤と接触し、充填材が充填される充填空間の下部を区画する。

【発明の効果】

【0007】

前記サクション基礎によれば、サクション基礎の撤去を容易にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、地盤に設置されたサクション基礎の模式図である。

【図2】図２は、基礎本体を中心とする、サクション基礎の模式的な拡大図である。

【図3】図３は、サクション基礎を沈設する前の状態を示す説明図である。

【図4】図４は、基礎本体が地盤に貫入され、仕切板が地盤に到達した状態を示す説明図である。

【図5】図５は、基礎本体が地盤に貫入され、仕切板が地盤に倣って傾いた状態を示す説明図である。

【図6】図６は、充填材を充填完了後のサクション基礎の模式的な拡大図である。

【図7】図７は、撤去時のサクション基礎の模式的な拡大図である。

【図8】図８は、変形例１に係るサクション基礎の、基礎本体を中心とする模式図である。

【図9】図９は、変形例１に係るサクション基礎の底面図である。

【図10】図１０は、変形例２に係るサクション基礎の、基礎本体を中心とする模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、例示的な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

【0010】

図１は、地盤Ｇに設置されたサクション基礎１００の模式図である。図２は、基礎本体１０を中心とする、サクション基礎１００の模式的な拡大図である。

【0011】

サクション基礎１００は、水上又は水中に構造体を設置するための基礎であり、水中の地盤Ｇに沈設される。図１の例では、サクション基礎１００は、風車６０を洋上に設置するための基礎である。サクション基礎１００は、天井壁１１と天井壁１１から下方に延びる側周壁１２とを有する基礎本体１０と、側周壁１２の内側において天井壁１１よりも下方に位置する仕切板１３と、仕切板１３の傾きを変化可能に仕切板１３を支持する吊り索１４とを備えている。天井壁１１、側周壁１２及び仕切板１３は、鋼板で形成されている。

【0012】

基礎本体１０は、天井が閉塞され且つ底が開放された容器状に形成されている。天井壁１１は、略円盤状に形成されている。側周壁１２は、軸心Ｘの方向に延びる略円筒状に形成され、天井壁１１の周縁に接続されている。以下、「周方向」とは、特に断りが無い限り、側周壁１２の周方向を意味する。この例では、側周壁１２は軸心Ｘを中心とする略円筒状に形成されているので、「周方向」は、軸心Ｘを中心とする周方向を意味する。

【0013】

天井壁１１には、支柱６が設けられている。支柱６は、天井壁１１の中心に配置され、天井壁１１から鉛直方向の上方に延びている。支柱６の上端は、基礎本体１０が地盤Ｇに沈設された状態において、水面よりも上方に位置している。支柱６に、風車６０が設置されている。

【0014】

基礎本体１０は、側周壁１２が地盤Ｇに貫入されることによって、地盤Ｇに設置、即ち、沈設される。地盤Ｇに設置されたサクション基礎１００においては、側周壁１２に摩擦力が作用する。これにより、サクション基礎１００は、地盤Ｇに強固に固定されている。それに加えて、サクション基礎１００に外力が作用した場合には、基礎本体１０の内部に負圧が発生し、引き抜き抵抗が増加する。これにより、サクション基礎１００の安定性が確保される。

【0015】

基礎本体１０が地盤Ｇに設置された状態において、基礎本体１０の内部には地盤Ｇを構成する土粒子が充填されている。仕切板１３は、側周壁１２が地盤Ｇに貫入された状態において地盤Ｇと接触している。この状態において、基礎本体１０の内部は、土粒子で完全に満たされておらず、基礎本体１０の内部には、充填材５が充填される充填空間Ｓが形成されている。充填空間Ｓは、基礎本体１０（詳しくは、天井壁１１と側周壁１２）と仕切板１３とによって形成される。すなわち、仕切板１３は、充填空間Ｓの下部を区画する。

【0016】

仕切板１３の平面形状は、側周壁１２の内周面の断面形状と略同じである。具体的には、仕切板１３は、略円盤状に形成されている。また、仕切板１３の外径は、側周壁１２の内径よりもわずかに小さい。仕切板１３の外周縁と側周壁１２の内周面との間には、隙間が形成されている。仕切板１３は、周囲の側周壁１２に固定されておらず、充填空間Ｓ内で軸心Ｘに対する傾きを変更するように移動することができる。

【0017】

吊り索１４は、基礎本体１０から仕切板１３を吊り下げる。吊り索１４の上端は、天井壁１１に取り付けられている。吊り索１４の下端は、仕切板１３に取り付けられている。吊り索１４は、可撓性を有し、自在に変形できる。例えば、吊り索１４は、ロープ、チェーン又はワイヤ等で形成されている。吊り索１４は、金属、樹脂又は繊維等の柔軟な材質で形成されている。吊り索１４は、支持部の一例である。

【0018】

この例では、サクション基礎１００は、３本の吊り索１４を備えている。仕切板１３は、３本の吊り索１４によって基礎本体１０（具体的には天井壁１１）から吊り下げられている。仕切板１３の荷重は、３本の吊り索１４に支持されている。３本の吊り索１４は、軸心Ｘを中心とする周方向へ等間隔で配置されている。尚、図１等においては、２本の吊り索１４のみが模式的に図示されている。

【0019】

仕切板１３は、吊り索１４に支持されていることによって、傾き（具体的には、軸心Ｘ又は天井壁１１に対する傾き）を自在に変更することができる。例えば、仕切板１３は、地盤Ｇへの基礎本体１０の貫入前においては、天井壁１１と略平行となっている。軸心Ｘの方向における仕切板１３と側周壁１２の下端との距離は、地盤Ｇに貫入される側周壁１２の軸心Ｘの方向への長さよりも長い。地盤Ｇに貫入される側周壁１２の軸心Ｘの方向への長さは、サクション基礎１００に搭載される構造体に作用する設計荷重等に基づいて決められる。基礎本体１０が地盤Ｇに貫入された状態において、仕切板１３は、地盤Ｇと接触する。すなわち、吊り索１４の長さは、基礎本体１０の貫入状態において、仕切板１３が地盤Ｇに接触する長さに設定されている。仕切板１３は、地盤Ｇの表面に倣うように傾きを変更し、地盤Ｇの表面と略平行となる。

【0020】

さらに、サクション基礎１００は、仕切板１３に作用する荷重を検出する荷重計１５をさらに備えている。例えば、荷重計１５は、ロードセルである。この例では、荷重計１５は、天井壁１１の下面に取り付けられている。荷重計１５には、吊り索１４が連結されている。すなわち、吊り索１４は、荷重計１５を介して天井壁１１に取り付けられている。荷重計１５には、吊り索１４を介して仕切板１３の荷重が作用する。

【0021】

基礎本体１０には、充填管２１が設けられている。充填管２１は、充填空間Ｓに充填材５を充填するための管である。充填管２１は、側周壁１２において充填空間Ｓに接続されている。側周壁１２には、図２に示すように、充填空間Ｓと連通する連通孔２２が形成されている。充填管２１は、連通孔２２に接続されている。つまり、充填管２１は、連通孔２２を介して充填空間Ｓに連通している。充填管２１の上部（具体的には、水面よりも上方の部分）には、バルブ２３が設けられている（図１参照）。バルブ２３は、充填管２１の開通及び遮断を切り替える。

【0022】

基礎本体１０には、第１排水管４１が設けられている。第１排水管４１は、基礎本体１０の内部の水を強制的に排出するための管である。第１排水管４１は、天井壁１１において充填空間Ｓに接続されている。天井壁１１には、図２に示すように、排水孔４２が貫通形成されている。排水孔４２には、第１排水管４１が接続されている。すなわち、第１排水管４１は、排水孔４２を介して充填空間Ｓに連通している。第１排水管４１の上部（具体的には、水面よりも上方の部分）には、バルブ４３が設けられている（図１参照）。バルブ４３は、第１排水管４１の開通及び遮断を切り替える。

【0023】

第１排水管４１には、図示省略の排水ポンプが接続される。排水ポンプの作動により、基礎本体１０の内部の水が第１排水管４１を介して基礎本体１０の外部に排出される。第１排水管４１は、地盤Ｇへの基礎本体１０の貫入時に使用される。第１排水管４１を介して排水を行うことによって、基礎本体１０の地盤Ｇへの貫入が促進される。

【0024】

基礎本体１０には、第２排水管４４が設けられている。第２排水管４４は、基礎本体１０の内部の水を自然に排出するための管である。第２排水管４４は、天井壁１１において充填空間Ｓに接続されている。天井壁１１には、図２に示すように、排水孔４５が貫通形成されている。排水孔４５には、第２排水管４４が接続されている。すなわち、第２排水管４４は、排水孔４５を介して充填空間Ｓに連通している。第２排水管４４の上部（具体的には、水面よりも上方の部分）には、バルブ４６が設けられている（図１参照）。バルブ４６は、第２排水管４４の開通及び遮断を切り替える。

【0025】

第２排水管４４には、排水ポンプが接続されていない。第２排水管４４は、基礎本体１０の内部の水圧等によって基礎本体１０の内部から押し出される水を成り行きで排出する。第２排水管４４は、充填空間Ｓへの充填材５の充填時に使用される。第２排水管４４を介して排水を行うことによって、充填空間Ｓ内の水と充填材５との置き換わりが促進される。

【0026】

基礎本体１０には、給水管３１が設けられている。給水管３１は、サクション基礎１００を撤去する際に基礎本体１０の内部へ給水するための管である。側周壁１２には、図２に示すように、給水孔３２が貫通形成されている。給水孔３２は、仕切板１３よりも下方に位置している。給水孔３２には、給水管３１が接続されている。すなわち、給水管３１は、給水孔３２を介して基礎本体１０の内部空間のうち仕切板１３よりも下方の空間に連通している。給水管３１の上部（具体的には、水面よりも上方の部分）には、バルブ３３が設けられている（図１参照）。バルブ３３は、給水管３１の開通及び遮断を切り替える。

【0027】

給水管３１には、図示省略の給水ポンプが接続されている。給水ポンプの作動により、基礎本体１０の内部のうち仕切板１３よりも下方の空間に水が供給される。給水管３１は、サクション基礎１００の撤去時に使用される。給水管３１を介して給水を行うことによって、基礎本体１０の地盤Ｇからの浮上が促進される。

【0028】

風車６０は、サクション基礎１００に設置される構造体の一例である。風車６０は、タワー６１と、タワー６１に設けられたロータ６２とを有している。タワー６１は、基礎本体１０の支柱６に設置されている。ロータ６２は、タワー６１の先端部に回転自在に設けられている。

【0029】

続いて、サクション基礎１００の設置方法について説明する。図３は、サクション基礎１００を沈設する前の状態を示す説明図である。図４は、基礎本体１０が地盤Ｇに貫入され、仕切板１３が地盤Ｇに到達した状態を示す説明図である。図５は、基礎本体１０が地盤Ｇに貫入され、仕切板１３が地盤Ｇに倣って傾いた状態を示す説明図である。図６は、充填材５を充填完了後のサクション基礎１００の模式的な拡大図である。

【0030】

まず、図３に示すように、風車６０が設置されていない状態の基礎本体１０が設置現場まで曳航される。その後、基礎本体１０の地盤Ｇへの沈設が開始される。詳しくは、基礎本体１０は、自重又はバラスト荷重によって海底に沈んでいく。側周壁１２の下端部は、基礎本体１０の自重又はバラスト荷重によって地盤Ｇに或る程度貫入する。仕切板１３は、まだ地盤Ｇに接触していない。３本の吊り索１４が、浮力の分だけ減少した、仕切板１３の荷重を支えている。

【0031】

作業者が排水ポンプを作動させることによって、基礎本体１０の内側の水が第１排水管４１を介して排出される。このとき、バルブ２３、バルブ３３及びバルブ４６が閉じ、バルブ４３が開いている。側周壁１２の内周面と仕切板１３の外周縁との間には隙間が形成されている。さらに、仕切板１３は、多孔質で形成されている。そのため、仕切板１３よりも下方の水は、側周壁１２と仕切板１３との隙間、及び、仕切板１３の細孔を通過して、仕切板１３よりも上方へ、即ち、充填空間Ｓへ進入することができ、第１排水管４１を介して排出される。

【0032】

これにより、基礎本体１０にサクション荷重が作用し、側周壁１２は、地盤Ｇにさらに貫入していく。やがて、図４に示すように、仕切板１３が地盤Ｇに接触する。仕切板１３が地盤Ｇに接触したか否かは、荷重計１５の検出結果に基づいて判断できる。荷重計１５による検出荷重が減少することによって、仕切板１３が地盤Ｇに接触したと判定することができる。

【0033】

このとき、仕切板１３が全体的に地盤Ｇと接触するまで、地盤Ｇへの側周壁１２の貫入が継続される。

【0034】

例えば、地盤Ｇの表面が水平に対して傾斜している場合、図４に示すように、仕切板１３の一部だけが地盤Ｇに接触する。仕切板１３の荷重の一部を地盤Ｇが支える。仕切板１３のうち地盤Ｇに接触した部分に近い吊り索１４の張力が弱まるため、対応する荷重計１５の検出荷重は小さくなる。一方、仕切板１３のうち地盤Ｇに接触した部分から離れた吊り索１４の張力はそれほど弱まらないため、対応する荷重計１５の検出荷重はそれほど小さくならない。

【0035】

この状態から側周壁１２が地盤Ｇへさらに貫入すると、吊り索１４が撓んで、仕切板１３が地盤Ｇの表面に倣って傾いていく。やがて、図５に示すように、仕切板１３は、地盤Ｇの表面と略平行となり、全体的に地盤Ｇに接触する。

【0036】

以下、説明の便宜上、仕切板１３が地盤Ｇの表面に倣うように地盤Ｇと接触すること、即ち、仕切板１３が全体的に地盤Ｇと接触することを「全体接触」と称する。全体接触においては、仕切板１３が地盤Ｇの表面と略平行になるように地盤Ｇに接触している。ただし、地盤Ｇの表面は、凹凸又はうねりがあり、平坦とは限らないので、仕切板１３が部分的に地盤Ｇの表面と接触する場合、又は、仕切板１３が地盤Ｇの表面と完全な平行とならない場合も多い。そのような場合も「全体接触」に含まれる。

【0037】

仕切板１３が地盤Ｇに全体接触した状態においては、仕切板１３の荷重のほとんどを地盤Ｇが支える。荷重計１５には、対応する吊り索１４の荷重だけが作用する。つまり、仕切板１３が地盤Ｇに全体接触したか否かは、荷重計１５の検出荷重に基づいて判断することができる。例えば、全ての荷重計１５の検出荷重が所定の閾値以下となることによって、全体接触を判定することができる。所定の閾値は、全ての荷重計１５で共通であっても、荷重計１５ごとに独立に設定されていてもよい。例えば、所定の閾値は、仕切板１３の荷重が地盤Ｇによって支えられていると判断できる程度に小さい値であり得る。例えば、所定の閾値は、仕切板１３が地盤Ｇに接触する前の荷重を基準に所定の割合まで減少した値であり得る。

【0038】

地盤Ｇへの基礎本体１０の貫入は、仕切板１３が地盤Ｇに全体接触するまで継続される。仕切板１３が地盤Ｇに全体接触すると、排水ポンプによる排水が停止され、地盤Ｇへの基礎本体１０の貫入が完了する。

【0039】

基礎本体１０の貫入が完了した状態では、基礎本体１０の内部のうち仕切板１３よりも下方は地盤Ｇを構成する土粒子で満たされる。基礎本体１０の内部のうち仕切板１３の上方には、天井壁１１、側周壁１２及び仕切板１３によって区画された充填空間Ｓが形成されている。貫入の完了時においては、充填空間Ｓは、水で満たされている。

【0040】

この状態から、充填空間Ｓに充填材５が充填される。まず、作業者によってバルブ２３及びバルブ４６が開かれる。バルブ３３及びバルブ４３は閉じられている。それから、充填管２１を介して充填材５が充填空間Ｓへ充填されていく。連通孔２２から充填空間Ｓへ流入した充填材５は、充填空間Ｓ内に拡がっていく。充填空間Ｓの水は、第２排水管４４を介して充填空間Ｓの外部へ排出される。充填材５の比重は充填空間Ｓの水（この例では、海水）よりも大きいので、充填空間Ｓでは、下部に充填材５が沈殿し、上部に水が滞留する。第２排水管４４が接続される排水孔４５は、天井壁１１に形成されている。そのため、充填空間Ｓの水は排水孔４５から円滑に排出されていく。こうして、充填空間Ｓにおいて水と充填材５とが円滑に置き換わっていく。

【0041】

ここで、充填空間Ｓの下部は仕切板１３で区画されている。そのため、充填材５は、地盤Ｇとの接触が抑制される。充填材５の一部は、側周壁１２と仕切板１３との隙間から地盤Ｇに接触するものの、大半の充填材５は、仕切板１３上に堆積していく。これにより、充填材５が地盤Ｇの砂又は泥と混ざり合うことが抑制される。さらに、仕切板１３上に充填材５が堆積することによって、仕切板１３が地盤Ｇを押し固め、仕切板１３と地盤Ｇとの密着度が向上する。

【0042】

充填空間Ｓが充填材５で満たされた後も充填材５の充填が継続されると、余剰の充填材５は第２排水管４４を介して充填空間Ｓから排出される。そのため、作業者は、第２排水管４４を介して充填材５が漏れ出てくることをもって、充填空間Ｓが充填材５で満たされたことを知ることができる。

【0043】

充填空間Ｓへの充填材５の充填が完了すると、充填管２１を介した充填材５の充填を停止する。その後、バルブ２３及びバルブ４６が閉じられる。

【0044】

充填材５が硬化すると、基礎本体１０の荷重が充填材５を介して地盤Ｇへ適切に作用するようになる。これにより、サクション基礎１００の安定性が向上する。

【0045】

次に、基礎本体１０に風車６０が設置される。詳しくは、支柱６に風車６０が設置される。これにより、サクション基礎１００は、図１に示すように設置され、サクション基礎１００の設置が完了する。

【0046】

サクション基礎１００には、供用期間が設定されている。供用期間の経過後には、サクション基礎１００は撤去される。図７は、撤去時のサクション基礎１００の模式的な拡大図である。

【0047】

サクション基礎１００が撤去される際には、基礎本体１０の内部へ給水が行われる。詳しくは、まず、風車６０が基礎本体１０から取り外される。その後、作業者がバルブ３３を開き、給水管３１の給水ポンプを作動させることによって、給水管３１を介して基礎本体１０の内部のうち仕切板１３よりも下方に水が供給される。給水によって仕切板１３よりも下方の地盤Ｇが緩むと共に、給水の圧力によって基礎本体１０に浮上する方向への力が作用する。これにより、図７に示すように、地盤Ｇからの基礎本体１０の浮上が促進される。サクション基礎１００が無振動・無騒音で撤去され得る。

【0048】

充填空間Ｓの下部は仕切板１３によって区画されているので、充填空間Ｓの下部の充填材５のほとんどは、仕切板１３と接触し、地盤Ｇとは接触していない。仕切板１３と地盤Ｇとは単に接触しているだけなので、仕切板１３は、地盤Ｇから容易に離脱することができる。充填材５のほとんどは地盤Ｇと一体化していないので、充填材５が基礎本体１０の浮上を阻害することもない。

【0049】

このようなサクション基礎１００によれば、基礎本体１０の内部の充填空間Ｓの下部が仕切板１３により区画されているので、充填材５と地盤Ｇの砂又は泥等とが混ざり合うことが防止される。充填材５と地盤Ｇとの一体化が防止されるので、サクション基礎１００の撤去が容易となる。

【0050】

また、充填材５と地盤Ｇの砂又は泥等とが混ざり合うことが防止されるので、固結した充填材５の強度を向上させることもできる。

【0051】

仕切板１３は基礎本体１０に対して傾きが変化可能に支持されているので、基礎本体１０を地盤Ｇへ貫入させていくときに自然と仕切板１３が地盤Ｇと全体的に接触する状態になる。つまり、充填空間Ｓの下部を区画する仕切板１３を地盤Ｇの表面に倣うように接触させることができる。これにより、仕切板１３と地盤Ｇとの隙間を低減することができ、ひいては、充填材５と地盤Ｇとの間に介在する水を低減することができる。その結果、充填材５の荷重を仕切板１３を介して地盤Ｇに適切に作用させ、サクション基礎１００の安定性を向上させることができる。

【0052】

さらに、傾きの変化可能な仕切板１３の支持を吊り索１４によって実現しているので、仕切板１３の傾きを容易且つ自在に変化できる。つまり、吊り索１４は、可撓性を有し、自在に変形できる。そのため、仕切板１３の傾きも自在に変化する。結果として、地盤Ｇの表面形状に柔軟に対応させて、仕切板１３を傾かせることができる。

【0053】

それに加えて、荷重計１５を設けることによって、地盤Ｇへの仕切板１３の接触、さらには全体接触を容易に判定することができる。仕切板１３は基礎本体１０の内部に配置されているため、地盤Ｇへの基礎本体１０の貫入時には仕切板１３を視認することが難しい。例えば、基礎本体１０の貫入量等に基づいて、地盤Ｇへの仕切板１３の接触を予測することはできる。それに対し、荷重計１５を設けることによって、荷重計１５の検出結果に基づいて地盤Ｇへの仕切板１３の接触を精度よく判定することができる。さらには、荷重計１５の検出結果に基づいて、仕切板１３の荷重が地盤Ｇによってどの程度支持されているかを判定することができる。それにより、仕切板１３が地盤Ｇによって部分的に支持されているのか、完全に支持されているのか等、地盤Ｇによる仕切板１３の支持状況を判定することができる。

【0054】

さらに、荷重計１５を複数設けることによって、仕切板１３のどの部分が地盤Ｇにどの程度支持されているかを判定することができる。つまり、複数の荷重計１５の検出結果に基づいて、地盤Ｇに対する仕切板１３の傾きを判定することができる。

【0055】

また、荷重計１５は、基礎本体１０の貫入量の管理にも有益である。基礎本体１０に対する仕切板１３の配置を適切に設定することによって、基礎本体１０の貫入量が所定の値に達したか否かを荷重計１５の検出結果に基づいて判定することができる。

【0056】

このような基礎本体１０において給水孔３２を仕切板１３よりも下方に設けることによって、サクション基礎１００の撤去時の仕切板１３及び充填材５の浮上、ひいては、基礎本体１０の浮上を促進することができる。つまり、サクション基礎１００の撤去を容易にすることができる。

【0057】

〈変形例１〉
変形例１に係るサクション基礎２００について説明する。図８は、変形例１に係るサクション基礎２００の、基礎本体を中心とする模式図である。図９は、変形例１に係るサクション基礎２００の底面図である。図８は、地盤Ｇへの貫入が完了し、充填材５を充填する前の基礎本体２１０を示している。図９においては、第１排水管４１等の管類の図示が省略されている。

【0058】

サクション基礎２００は、充填空間Ｓが複数の空間に仕切られている点で、サクション基礎１００と異なる。サクション基礎２００の構成のうち、サクション基礎１００と同様の構成については、サクション基礎１００と同様の符号を付して説明を省略する。

【0059】

サクション基礎２００は、天井壁１１と天井壁１１から下方に延びる側周壁１２とを有する基礎本体２１０と、側周壁１２の内側において天井壁１１よりも下方に位置する仕切板２１３と、仕切板２１３の傾きを変化可能に仕切板２１３を支持する吊り索１４と、側周壁１２が水中の地盤Ｇに貫入された状態において充填空間Ｓを複数の空間に区画する隔壁２１６とを備えている。

【0060】

隔壁２１６は、天井壁１１に接続されている。隔壁２１６は、天井壁１１から側周壁１２と同じ方向、即ち、軸心Ｘの方向へ延びている。隔壁２１６は、側周壁１２にも接続されている。隔壁２１６の軸心Ｘの方向への寸法は、側周壁１２よりも短い。つまり、隔壁２１６の下端は、側周壁１２の下端よりも上方に位置している。ただし、隔壁２１６は、基礎本体２１０が地盤Ｇに貫入された場合に隔壁２１６も地盤Ｇに貫入されるだけの長さを有している。

【0061】

基礎本体２１０の内部は、隔壁２１６によって、下方に開放する複数の空間に区画されている。詳しくは、図９に示すように、隔壁２１６は、格子状に形成されている。基礎本体２１０の内部は、天井壁１１、側周壁１２及び／又は隔壁２１６によって９個の空間に分割されている。分割された各空間に仕切板２１３が設けられ、分割空間ｓ１が形成される。仕切板２１３のそれぞれは、分割空間ｓ１の下部を区画している。複数の仕切板２１３は、全体として、充填空間Ｓの下部を区画している。

【0062】

仕切板２１３は、多孔質の板で形成されている。各仕切板２１３は、対応する空間の断面形状と略同じ形状をしている。ただし、各仕切板２１３は、その周囲の側周壁１２又は隔壁２１６との間に隙間を有している。つまり、仕切板２１３は、周囲の側周壁１２又は隔壁２１６に固定されておらず、移動することができる。

【0063】

各仕切板２１３は、吊り索１４によって支持されている。吊り索１４は、天井壁１１に連結されている。各仕切板２１３は、複数の（例えば、３本の）吊り索１４によって支持されている。尚、図８では、各仕切板２１３につき２本の吊り索１４が図示されている。各仕切板２１３は、吊り索１４に支持されていることによって、傾き（具体的には、軸心Ｘ又は天井壁１１に対する傾き）を自在に変更することができる。複数の仕切板２１３は、互いに独立に吊り索１４によって支持されている。そのため、複数の仕切板２１３は、傾きを互いに独立に変更することができる。

【0064】

基礎本体２１０には、１本の第１排水管４１が設けられている。隔壁２１６は、隣接する分割空間ｓ１を連通させる連通孔が形成されている。つまり、複数の分割空間ｓ１は、互いに連通している。そのため、基礎本体２１０の貫入時には１本の第１排水管４１によって複数の分割空間ｓ１の水を排出することができる。同様に、基礎本体２１０には、１本の第２排水管４４が設けられている。充填材５の充填時には１本の第２排水管４４によって複数の分割空間ｓ１の水を排出することができる。

【0065】

ただし、基礎本体２１０には、複数の分割空間ｓ１に対応する複数の充填管２１が設けられている。各分割空間ｓ１に１本の充填管２１が接続されている。つまり、複数の分割空間ｓ１には、対応する充填管２１を介して互いに独立に充填材５が充填される。尚、図８においては、充填管２１が１本のみ図示されている。

【0066】

このように構成されたサクション基礎２００は、サクション基礎１００と同様に、基礎本体２１０が設置現場まで曳航され、自重又はバラスト荷重によって基礎本体２１０の沈設が開始される。その後、排水ポンプが作動され、基礎本体２１０の内側の水が第１排水管４１を介して排出される。各仕切板２１３の外周縁と側周壁１２又は隔壁２１６との間には隙間が形成されている。さらに、仕切板２１３は、多孔質で形成されている。そのため、仕切板２１３よりも下方の水は、仕切板２１３と側周壁１２又は隔壁２１６との隙間、及び、仕切板２１３の細孔を通過して、仕切板２１３よりも上方へ、即ち、分割空間ｓ１へ進入することができる。複数の分割空間ｓ１は連通しているので、基礎本体２１０内の水は、最終的に、１つの分割空間ｓ１に接続された第１排水管４１から排出される。

【0067】

これにより、基礎本体２１０にサクション荷重が作用し、側周壁１２は、地盤Ｇにさらに貫入していく。基礎本体２１０では、側周壁１２に加えて、隔壁２１６も地盤Ｇに貫入されていく。やがて、仕切板２１３が地盤Ｇに接触する。仕切板２１３は、傾きを変化可能に吊り索１４によって支持されているので、地盤Ｇに全体接触する。各仕切板２１３の動作は、サクション基礎１００の仕切板１３と同様である。それに加えて、複数の仕切板２１３は互いに独立に吊り索１４に支持されているので、それぞれの仕切板２１３が対応する地盤Ｇに全体接触する。複数の仕切板２１３は、全体としてより一層、地盤Ｇの表面形状に倣った形状となる。

【0068】

各仕切板２１３が地盤Ｇに全体接触したか否かは、荷重計１５の検出荷重に基づいて判断される。全ての仕切板２１３が地盤Ｇに全体接触するまで地盤Ｇへの側周壁１２の貫入が継続される。全ての仕切板２１３が地盤Ｇに全体接触すると、排水ポンプによる排水が停止され、地盤Ｇへの基礎本体２１０の貫入が完了する。

【0069】

基礎本体２１０の貫入が完了した状態から、充填空間Ｓ、即ち、分割空間ｓ１に充填材５が充填される。まず、作業者によってバルブ２３及びバルブ４６が開かれ、バルブ４３が閉じられる。基礎本体２１０は、複数の分割空間ｓ１に対応する複数の充填管２１を有している。そのため、各分割空間ｓ１には、対応する充填管２１を介して充填材５が充填される。充填材５は流動性が低いので、分割空間ｓ１ごとに充填管２１を設けることによって、充填空間Ｓの全体として充填材５を満遍なく充填することができる。一方、水の流動性は充填材５に比べて高いので、一の分割空間ｓ１に接続された１本の第２排水管４４から排出される。

【0070】

各分割空間ｓ１の下部は仕切板２１３で区画されている。そのため、充填材５は、地盤Ｇとの接触が抑制される。充填材５の一部は、仕切板２１３と側周壁１２又は隔壁２１６との隙間から地盤Ｇに接触するものの、大半の充填材５は、仕切板２１３上に堆積していく。これにより、充填材５が地盤Ｇの砂又は泥と混ざり合うことが抑制される。

【0071】

充填空間Ｓへの充填材５の充填が完了すると、充填管２１を介した充填材５の充填を停止する。その後、バルブ２３及びバルブ４６が閉じられる。

【0072】

充填材５が硬化すると、基礎本体２１０の荷重が充填材５を介して地盤Ｇへ適切に作用するようになる。これにより、サクション基礎２００の安定性が向上する。

【0073】

最終的に、基礎本体２１０に風車６０が設置され、サクション基礎２００の設置が完了する。

【0074】

サクション基礎２００を撤去する際には、基礎本体２１０の内部へ給水が行われる。詳しくは、まず、風車６０が基礎本体２１０から取り外される。その後、作業者が給水管３１の給水ポンプを作動させることによって、給水管３１を介して基礎本体２１０の内部のうち仕切板２１３よりも下方に水が供給される。給水によって仕切板２１３よりも下方の地盤Ｇが緩むと共に、給水の圧力によって基礎本体２１０に地盤Ｇから浮上する方向への力が作用する。これにより、地盤Ｇからの基礎本体２１０の浮上が促進される。サクション基礎２００が無振動・無騒音で撤去され得る。

【0075】

充填空間Ｓの下部は仕切板２１３によって区画されているので、充填空間Ｓの下部の充填材５のほとんどは、仕切板２１３と接触し、地盤Ｇとは接触していない。仕切板２１３と地盤Ｇとは単に接触しているだけなので、仕切板２１３は、地盤Ｇから容易に離脱することができる。充填材５のほとんどは地盤Ｇと一体化していないので、充填材５が基礎本体２１０の浮上を阻害することもない。

【0076】

このように構成されたサクション基礎２００においては、基礎本体２１０の内部の充填空間Ｓの下部が仕切板２１３により区画されているので、充填材５と地盤Ｇの砂又は泥等とが混ざり合うことが防止される。充填材５と地盤Ｇとの一体化が防止されるので、サクション基礎２００の撤去が容易となる。

【0077】

また、充填材５と地盤Ｇの砂又は泥等とが混ざり合うことが防止されるので、固結した充填材５の強度を向上させることもできる。

【0078】

さらに、隔壁２１６によって区画された、充填空間Ｓの分割空間ｓ１のそれぞれに仕切板２１３が設けられている。これにより、分割空間ｓ１のそれぞれにおいて仕切板２１３の傾きを地盤Ｇに対応させることができる。結果として、複数の仕切板２１３を全体としてより柔軟に地盤Ｇの表面形状に倣った形状とすることができる。

【0079】

〈変形例２〉
変形例２に係るサクション基礎３００について説明する。図１０は、変形例２に係るサクション基礎３００の、基礎本体を中心とする模式図である。

【0080】

サクション基礎３００は、仕切板１３が側周壁１２から吊り下げられている点で、サクション基礎１００と異なる。サクション基礎３００の構成のうち、サクション基礎１００と同様の構成については、サクション基礎１００と同様の符号を付して説明を省略する。

【0081】

サクション基礎３００は、天井壁１１と天井壁１１から下方に延びる側周壁１２とを有する基礎本体３１０と、側周壁１２の内側において天井壁１１よりも下方に位置する仕切板１３と、仕切板１３の傾きを変化可能に仕切板１３を支持する吊り索１４とを備えている。

【0082】

基礎本体３１０は、側周壁１２から基礎本体３１０の内側へ延びる複数の梁３１７をさらに有している。複数の梁３１７は、軸心Ｘを中心とする周方向に間隔を空けて配列されている。例えば、梁３１７は、側周壁１２の内周面から軸心Ｘを中心とする半径方向へ延びている。

【0083】

吊り索１４は、梁３１７に連結されている。つまり、仕切板１３は、梁３１７及び吊り索１４を介して側周壁１２から吊り下げられている。

【0084】

サクション基礎３００の設置方法等は、サクション基礎１００と同様である。サクション基礎３００においても、充填材５と地盤Ｇの砂又は泥等とが混ざり合うことを仕切板１３によって防止することができる。

【0085】

つまり、仕切板１３は、天井壁１１からではなく、側周壁１２から吊り下げられる構成であってもよい。尚、吊り索１４が連結される部材は、梁３１７に限定されない。例えば、軸心Ｘを中心とする周方向へ側周壁１２の内周面に沿って延びる円環状の壁が側周壁１２に設けられていてもよい。吊り索１４は、該壁に連結されていてもよい。

【0086】

《その他の実施形態》
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、前記実施形態を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、前記実施形態で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。また、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、前記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。

【0087】

基礎本体１０，２１０，３１０の形状は、略円筒状に限られるものではない。基礎本体１０，２１０，３１０は、天井壁及び側周壁を有し且つ底が開放された形状であれば、任意の形状に形成することができる。例えば、基礎本体１０，２１０，３１０は、断面が略四角形や略五角形等の角筒状に形成されていてもよい。また、基礎本体１０は、天井壁が湾曲したドーム状に形成されていてもよい。

【0088】

基礎本体１０，２１０，３１０の材質は、鋼板に限定されず、任意の材質であってもよく、例えばコンクリートであってもよい。また、仕切板１２，２１３は、鋼板に限定されず、任意の材質であってもよく、例えばコンクリートであってもよい。

【0089】

また、地盤Ｇに貫入された基礎本体１０，２１０，３１０の内部空間の全てが充填空間Ｓでなく、内部空間の一部が充填空間Ｓであってもよい。例えば、サクション基礎１００において、天井壁１１と仕切板１３との間に、基礎本体１０の内部空間を上下に分割する隔壁を設け、隔壁よりも下の空間を充填空間Ｓとしてもよい。つまり、隔壁、側周壁１２及び仕切板１３によって充填空間Ｓが区画され、隔壁よりも上方の空間には充填材５が充填されなくてもよい。例えば、サクション基礎２００において、分割空間ｓ１の全てに充填材５が充填されなくてもよい。例えば、９つの分割空間ｓ１のうち軸心Ｘが通過する中央の分割空間ｓ１には充填材５が充填されなくてもよい。このように基礎本体１０，２１０，３１０の内部空間の一部だけが充填空間Ｓとして区画されていてもよく、その場合には充填空間Ｓとして機能する分割空間ｓ１に仕切板が設けられていればよい。

【0090】

さらに、サクション基礎１００に設置される構造体は、風車６０に限られるものではない。構造体は、風況観測塔又はケーソン等であってもよい。基礎本体１０，２１０，３１０には、支柱６が設けられていなくてもよい。

【0091】

仕切板１３，２１３は、分割されていてもよい。すなわち、サクション基礎１００，２００，３００において、１つの空間に各１つの仕切板１３，２１３が配置されている。しかし、１つの空間に配置された仕切板１３，２１３が分割されていてもよい。例えば、サクション基礎１００，３００の仕切板１３が分割されていてもよい。サクション基礎２００の分割空間ｓ１に配置されたそれぞれの仕切板２１３が分割されていてもよい。これにより、仕切板１３，２１３の全体的な形状をより柔軟に変形させることができ、地盤Ｇの表面形状により一層倣うことができる。

【0092】

仕切板１３，２１３の支持部は、吊り索１４に限定されない。仕切板１３，２１３の傾きを変化可能に仕切板１３，２１３を支持する限りは、支持部として任意の構成を採用することができる。例えば、支持部は、コイルバネ等の弾性部材であってもよい。仕切板１３，２１３は、コイルバネ等によって天井壁１１又は側周壁１２から吊られていてもよい。あるいは、支持部は、ユニバーサルジョイント等の支持機構であってもよい。仕切板１３，２１３は、ユニバーサルジョイント等に支持されることによって、基礎本体１０，２１０，３１０に対して傾きを変化させることができる。

【0093】

仕切板１３が地盤Ｇに全体接触したか否かを荷重計１５の検出荷重に基づいて判定する方法は、前述の方法に限定されない。例えば、基礎本体１０，２１０，３１０の貫入量に対する荷重計１５の検出荷重の変化率が全ての荷重計１５に関して所定の閾値以下となることによって、全体接触を判定してもよい。このように、様々な方法によって、荷重計１５の検出荷重に基づいて全体接触を判定することができる。

【0094】

充填管２１、給水管３１第１排水管４１及び第２排水管４４等の個数は、前述の構成の個数に限定されない。例えば、１つの充填空間Ｓ又は１つの分割空間ｓ１に、複数の充填管２１が接続されていてもよい。また、分割空間ｓ１のそれぞれに第１排水管４１又は第２排水管４４が接続されていてもよい。給水管３１が複数設けられていてもよい。

【0095】

さらに、サクション基礎１００の構成及び変形例１、２の構成は、適宜組み合わせて採用することができる。

【0096】

以上のように、本開示の技術をまとめると以下の通りである。

【0097】

［１］サクション基礎１００，２００，３００は、天井壁１１と前記天井壁１１から下方に延びる側周壁１２とを有する基礎本体１０，２１０，３１０と、前記側周壁１２の内側において前記天井壁１１よりも下方に位置する仕切板１３、２１３と、前記仕切板１３，２１３の傾きを変化可能に前記仕切板１３，２１３を支持する吊り索１４（支持部）とを備え、前記仕切板１３，２１３は、前記側周壁１２が水中の地盤Ｇに貫入された状態において地盤Ｇと接触し、充填材５が充填される充填空間Ｓの下部を区画する。

【0098】

この構成によれば、充填空間Ｓの下部が仕切板１３，２１３により区画されているので、充填材５と地盤Ｇの砂又は泥等とが混ざり合うことが防止される。充填材５と地盤Ｇとの一体化が防止されるので、サクション基礎１００，２００，３００の撤去が容易となる。

【0099】

［２］ ［１］に記載のサクション基礎１００，２００，３００において、前記支持部は、前記基礎本体１０，２１０，３１０から前記仕切板１３，２１３を吊り下げる吊り索１４である。

【0100】

この構成によれば、吊り索１４は、可撓性を有し、自在に変形できるので、仕切板１３，２１３の傾きを自在に変更できる。そのため、仕切板１３，２１３の傾きを地盤Ｇの表面形状に柔軟に対応させることができる。

【0101】

［３］ ［１］又は［２］に記載のサクション基礎２００において、前記側周壁１２が水中の地盤Ｇに貫入された状態において、前記充填空間Ｓを複数の空間に区画する隔壁２１６をさらに備え、前記仕切板２１３は、前記隔壁２１６によって区画された分割空間ｓ１ごとに設けられている。

【0102】

この構成によれば、充填空間Ｓは単一の空間ではなく、複数の分割空間ｓ１に分割されている。そして、分割空間ｓ１ごとに仕切板２１３が設けられている。そのため、各分割空間ｓ１において、充填材５と地盤Ｇの砂又は泥等とが混ざり合うことが防止される。さらに、結果として、充填空間Ｓの下部は、分割された複数の仕切板２１３によって区画されることになる。それにより、複数の仕切板２１３のそれぞれが地盤Ｇの表面形状に対応して変動するので、複数の仕切板２１３の全体として、より柔軟に地盤Ｇの表面形状に倣うことができる。

【0103】

［４］ ［１］乃至［３］の何れか１つに記載のサクション基礎１００，２００，３００において、前記仕切板１３，２１３に作用する荷重を検出する荷重計１５をさらに備える。

【0104】

この構成によれば、仕切板１３，２１３が直接視認できなくても、荷重計１５の検出結果に基づいて仕切板１３，２１３が地盤Ｇに接触したか否かを判定することができる。その結果、基礎本体１０，２１０，３１０を地盤Ｇに貫入させる際に、仕切板１３，２１３を地盤Ｇに確実に接触させることができる。

【0105】

［５］ ［１］乃至［４］の何れか１つに記載のサクション基礎１００，２００，３００において、前記基礎本体１０，２１０，３１０には、前記サクション基礎１００，２００，３００の撤去時に前記基礎本体１０，２１０，３１０の内部に給水するための給水孔３２が形成され、前記給水孔３２は、前記仕切板１３，２１３よりも下方に位置している。

【0106】

この構成によれば、サクション基礎１００，２００，３００の撤去時に、仕切板１３，２１３よりも下方に給水することができ、水圧によって仕切板１３，２１３を押し上げることができる。結果として、基礎本体１０、２１０，３１０の地盤Ｇからの浮上を促進することができる。

【0107】

［６］天井壁１１と前記天井壁１１から下方に延びる側周壁１２とを有する基礎本体１０と、前記側周壁１２の内側において前記天井壁１１よりも下方に位置し、前記側周壁１２が水中の地盤Ｇに貫入された状態において地盤Ｇと接触する仕切板１３（接触部材）と、前記仕切板１３を支持する吊り索１４（支持部）と、前記仕切板１３に作用する荷重を検出する荷重計１５をさらに備える。

【0108】

つまり、仕切板１３は、接触部材として機能し、吊り索１４は、支持部として機能する。基礎本体１０の内部に充填材５は充填されなくてもよい。充填空間Ｓは必須ではない。仕切板１３は、側周壁１２が水中の地盤Ｇに貫入された状態において地盤Ｇと接触する機能を有してればよく、充填空間Ｓの下部を区画する必要はない。すなわち、接触部材の形状は、板状に限定されない。

【0109】

この構成によれば、地盤Ｇへの側周壁１２の貫入時に、荷重計１５の検出荷重に基づいて仕切板１３が地盤Ｇに接触したか否かを判定することができる。つまり、貫入前において仕切板１３の位置、即ち、高さを適切に設定することによって、荷重計１５の検出荷重に基づいて側周壁１２の貫入量を適切に判定することができる。

【符号の説明】

【0110】

１００，２００，３００ サクション基礎
１０，２１０，３１０ 基礎本体
１１ 天井壁
１２ 側周壁
１３，２１３ 仕切板
１４ 吊り索
１５ 荷重計
２１６ 隔壁
３２ 給水孔
Ｓ 充填空間
ｓ１ 分割空間（空間）
Ｇ 地盤

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】