特許 7022025 サクション基礎及びその設置方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-02-08

(45)【発行日】2022-02-17

(54)【発明の名称】サクション基礎及びその設置方法

(51)【国際特許分類】

   E02D 27/52 20060101AFI20220209BHJP

   E02D 3/10 20060101ALI20220209BHJP

【ＦＩ】

E02D27/52 Z

E02D3/10 101

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2018139382

(22)【出願日】2018-07-25

(65)【公開番号】P2020016073

(43)【公開日】2020-01-30

【審査請求日】2020-12-29

(73)【特許権者】

【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】100170896

【弁理士】

【氏名又は名称】寺薗 健一

(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】小野 泰明

(72)【発明者】

【氏名】矢幡 武人

(72)【発明者】

【氏名】岡村 武俊

【審査官】高橋 雅明

(56)【参考文献】

【文献】特開２０００－１１０１７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－１５８８８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６１－０４９０２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－１７０１８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０３４４３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０２０２８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－３１１１６６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０２Ｄ ２７／５２

Ｅ０２Ｄ ３／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

天井部と前記天井部に接続された周壁部とを有して底が開放されるように形成され、前記周壁部が水中の地盤に貫入される隔壁と、
前記隔壁を貫通して前記隔壁の内部と外部とを連通させ、前記隔壁の内部の土粒子間の間隙水圧を解放する解放部とを備え、
前記解放部は、前記周壁部の貫入後の前記隔壁に構造体が設置された後の、前記隔壁の内部の間隙水圧を解放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、
前記解放部は、前記隔壁の内部と外部との連通及び遮断を切り替え可能なバルブを有するサクション基礎。

【請求項3】

請求項２に記載のサクション基礎において、
前記解放部は、一端が前記隔壁の内部に開口し、他端が前記隔壁の外部であって且つ水面より上方において開口する管を有し、
前記バルブは、前記管のうち水面よりも上方の部分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、
前記解放部は、前記隔壁の内部の間隙水を排出する排水ポンプを有するサクション基礎。

【請求項5】

請求項１乃至４の何れか１つに記載のサクション基礎において、
前記周壁部は、地盤のうち不透水層に貫入するサクション基礎。

【請求項6】

天井部と前記天井部に接続された周壁部とを有して底が開放されるように形成された隔壁を備えたサクション基礎の設置方法であって、
前記周壁部を水中の地盤に貫入させる工程と、
前記周壁部の貫入後の前記隔壁に構造体を設置する工程と、
前記構造体の設置後に前記隔壁の内部の土粒子間の間隙水圧を解放する工程とを含むサクション基礎の設置方法。

【請求項7】

請求項６に記載のサクション基礎の設置方法において、
前記周壁部を貫入させる工程では、前記周壁部を地盤のうち不透水層に貫入させるサクション基礎の設置方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

ここに開示された技術は、サクション基礎及びその設置方法に関する。

【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、天井部と周壁部とを有して底が開放された隔壁を備えたサクション基礎が開示されている。周壁部が水底地盤中に貫入されることにより、隔壁が地盤に支持される。隔壁には、躯体等の構造体が設置される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００５－２３７３０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

前述のサクション基礎は、周壁部が貫入された地盤によって支持されている。この地盤が緩むと、地盤の支持力が低下し、サクション基礎の安定性も低下してしまう。

【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、サクション基礎の安定性を向上させることにある。

【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、天井部と前記天井部に接続された周壁部とを有して底が開放されるように形成され、前記周壁部が水中の地盤に貫入される隔壁と、前記隔壁を貫通して前記隔壁の内部と外部とを連通させ、前記隔壁の内部の土粒子間の間隙水圧を解放する解放部とを備える。

【発明の効果】

【0007】

前記サクション基礎によれば、サクション基礎の安定性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、サクション基礎の模式図である。

【図2】図２は、サクション基礎の底面図である。

【図3】図３は、サクション基礎の設置方法の手順を示すフローチャートである。

【図4】図４は、ステップＳ１において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5】図５は、ステップＳ１においてサクション基礎を沈設した後の状態を示す説明図である。

【図6】図６は、変形例１に係るサクション基礎の模式図である。

【図7】図７は、変形例２に係るサクション基礎の模式図である。

【図8】図８は、変形例３に係るサクション基礎の模式図である。

【図9】図９は、変形例４に係るサクション基礎の模式図である。

【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、サクション基礎１００の模式図である。図２は、サクション基礎１００の底面図である。

【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４０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、風車４０が設置される隔壁１０と、隔壁１０の内部の土粒子間の間隙水圧を解放する解放部３０とを備えている。

【0012】

隔壁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。具体的には、隔壁１０は、略円盤状の天井部１１と、天井部１１の周縁に接続された略円筒状の周壁部１２とを有している。天井部１１には、支柱１５が設けられている。支柱１５は、天井部１１の中心Ｘに配置され、鉛直方向の上方に延びている。支柱１５の上端は、隔壁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１５に、風車４０が設置されている。

【0013】

隔壁１０の内部、即ち、天井部１１と周壁部１２とによって囲まれた空間は、図２に示すように、３つの仕切壁部１３によって３つの空間Ｐに区画されている。仕切壁部１３は、天井部１１の中心Ｘから半径方向に延びている。３つの仕切壁部１３は、中心Ｘ周りの周方向に等間隔に配置されている。隔壁１０（詳しくは、天井部１１、周壁部１２及び仕切壁部１３）は、鋼板で形成されている。

【0014】

周壁部１２及び仕切壁部１３は、地盤Ｇに貫入している。このとき、隔壁１０の内部、即ち、空間Ｐには地盤Ｇを構成する土粒子が充填されている。ここで、「充填」とは、空間Ｐが土粒子で完全に満たされた状態だけでなく、空間Ｐにおいて土粒子の上方に水が残留した状態も含む意味である。地盤Ｇに設置されたサクション基礎１００においては、周壁部１２及び仕切壁部１３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、隔壁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】

解放部３０は、３本の排水管３１と、各排水管３１に設けられたバルブ３２とを有している。解放部３０は、空間Ｐに充填された土粒子間の間隙水圧を解放する。

【0016】

排水管３１は、隔壁１０を貫通して隔壁１０の内部と外部とを連通させる。詳しくは、排水管３１は、空間Ｐを水面より上方の大気に連通させる。排水管３１は、一端が隔壁１０の内部、即ち、空間Ｐに開口し、他端が隔壁１０の外部であって且つ水面より上方において開口する。排水管３１は、３つの空間Ｐのそれぞれに設けられている。つまり、それぞれの空間Ｐは、個別の排水管３１によって大気に開放される。排水管３１は、支柱１５に沿って設けられ、支柱１５に支持されている。排水管３１は、解放部の管の一例である。

【0017】

バルブ３２は、隔壁１０の内部と外部との連通及び遮断、即ち、排水管３１の開通及び遮断を切り替える。バルブ３２は、排水管３１のうち水面よりも上方の部分に設置されている。

【0018】

尚、サクション基礎１００は、図示を省略するが、隔壁１０を沈設する際に隔壁１０内の水を排水する排水機構をさらに有していてもよい。この排水機構は、３つの空間Ｐのそれぞれに連通する３本の排水管と、各排水管に設けられた排水ポンプとを有している。排水ポンプを作動させて、排水管を介して空間Ｐ内の水を排水することによって隔壁１０の地盤Ｇへの貫入が促進される。

【0019】

風車４０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４０は、タワー４１と、タワー４１に設けられたロータ４２とを有している。タワー４１は、隔壁１０の支柱１５に設置されている。ロータ４２は、タワー４１の先端部に回転自在に設けられている。

【0020】

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の設置方法の手順を示すフローチャートである。図４は、ステップＳ１においてサクション基礎１００を沈設する前の状態を示す説明図である。図５は、ステップＳ１においてサクション基礎１００を沈設した後の状態を示す説明図である。

【0021】

まず、ステップＳ１において、図４に示すように、風車４０が設置されていない状態のサクション基礎１００が設置現場まで曳航される。その後、サクション基礎１００の地盤Ｇへの沈設が開始される。詳しくは、サクション基礎１００は、自重又はバラスト荷重によって海底に沈んでいく。周壁部１２及び仕切壁部１３の下端部は、サクション基礎１００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。このとき、バルブ３２は、閉じている。

【0022】

その後、排水機構の排水ポンプを作動させ、隔壁１０の内側（空間Ｐ）の水が排水される。これにより、隔壁１０にサクション荷重が作用し、周壁部１２は、地盤Ｇにさらに貫入していく。図５に示すように、周壁部１２が所定の深さ（例えば、天井部１１が地盤Ｇに接する深さ）まで地盤Ｇに貫入すると、排水ポンプによる排水が停止される。ステップＳ１は、周壁部を水中の地盤に貫入させる工程の一例である。

【0023】

このように周壁部１２及び仕切壁部１３が地盤Ｇに貫入していくのに従って、隔壁１０の内部、即ち、空間Ｐは、地盤Ｇを構成する土粒子によって下方から満たされていく。このとき、地盤Ｇより上方の水や土粒子間の間隙水は、排水ポンプによって排出されたり、隔壁１０の下端から隔壁１０の外部へ排出されていく。

【0024】

次に、ステップＳ２において、隔壁１０に風車４０が設置される。詳しくは、支柱１５に風車４０が設置される。ステップＳ２は、周壁部の貫入後の隔壁に構造体を設置する工程の一例である。

【0025】

風車４０が設置されると、風車４０を含む隔壁１０の重量が大きくなる。これにより、隔壁１０の内部の圧力は高くなり、隔壁１０の内部の土粒子間の間隙水圧が高くなる。間隙水圧が高くなると、土粒子同士の摩擦力が低減し、地盤Ｇが緩んでしまう。その結果、地盤Ｇによる隔壁１０の支持力が低下してしまう。ただし、隔壁１０の内部において土粒子間の間隙水は、隔壁１０の底、即ち、周壁部１２の下端から排出され得る。そのため、隔壁１０の内部の過剰間隙水圧（同じ水深における隔壁１０の外部の土粒子間の間隙水圧からの増大分の水圧）はやがて低減される。しかしながら、地盤Ｇには、砂質土等からなる透水層Ｓだけでなく、粘性土等からなる不透水層Ｃが存在する場合がある。ステップＳ１において、周壁部１２を地盤Ｇのうち不透水層Ｃに貫入させる場合がある。周壁部１２が不透水層Ｃに貫入している場合には、不透水層Ｃよりも上方の部分の間隙水の排出が不透水層Ｃにより妨げられる。不透水層Ｃよりも上方の部分の間隙水は不透水層Ｃに浸透して、隔壁１０の底から少しずつ排水される場合もあるが、隔壁１０の内部の間隙水圧が高い状態が長い間継続することになる。

【0026】

そこで、風車４０の設置後に、ステップＳ３において、過剰間隙水圧の解放が実行される。ステップＳ３は、構造体の設置に起因して増大する、隔壁の内部の土粒子間の間隙水圧を解放する工程の一例である。

【0027】

詳しくは、作業者は、風車４０の設置後にバルブ３２を開ける。風車４０の搭載により増加した過剰間隙水圧によって、空間Ｐの水が排水管３１を介して成り行きで排出される。これにより、同じ水深における隔壁１０の外部の間隙水圧と隔壁１０の内部の間隙水圧との差が低減していく。やがて、排水管３１のうち水面よりも上方に突出している部分の水頭と空間Ｐの土粒子の間隙水圧とのバランスが取れるところで、排水管３１からの排水が停止される。作業者は、排水が停止した後、バルブ３２を閉じる。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。

【0028】

これにより、隔壁１０の内部の土粒子間の過剰間隙水圧が早期に低減され、地盤Ｇによる隔壁１０の支持力が早期に向上する。尚、周壁部１２が不透水層Ｃに貫入していない場合であっても、隔壁１０の内部の水が隔壁１０の底からだけではなく解放部３０を介しても排出されるので、隔壁１０の内部の過剰間隙水圧が早期に低減され、地盤Ｇによる隔壁１０の支持力が早期に向上する。

【0029】

また、隔壁１０の内部の過剰間隙水圧が低減した後にバルブ３２を閉じることによって排水管３１を介した隔壁１０の内部と外部との連通が遮断される。前述の如く、サクション基礎１００は、隔壁１０の内部に発生する負圧によって外力に対する引き抜き抵抗を増加させる。排水管３１を開通させたままにしておくと、負圧を発生させる機能が多少なりとも弱まってしまう。バルブ３２を閉じることによって、隔壁１０の閉塞性を高め、負圧の発生機能の低下を抑制することができる。ここでいう「閉塞性」とは、隔壁１０の底が開放していることを踏まえた上での閉塞性であり、天井部１１及び周壁部１２による閉塞性である。

【0030】

尚、ステップＳ２とステップＳ３とは並行して行われてもよい。つまり、バルブ３２を開けた状態で風車４０を設置してもよい。風車４０の設置により隔壁１０の内部の間隙水圧が増大すると、その増加に応じて隔壁１０内の水が排水管３１を介して排出される。風車４０の設置後にバルブ３２が閉じられる。尚、バルブ３２は、風車４０の設置を開始するときよりも前、例えば、ステップＳ１の隔壁１０の貫入時から開いていてもよい。

【0031】

また、隔壁１０の内部の過剰間隙水圧を解放した後にバルブ３２を閉じず、排水管３１を開通させたままにしておいてもよい。排水管３１を開通させておくことによって、潮汐や地盤Ｇの圧密状態の経年変化等に起因する、隔壁１０の内部の間隙水圧の増大を緩和することができる。例えば、潮位が低下した際には、隔壁１０の内部の間隙水圧に比べて隔壁１０の外部の間隙水圧が低くなる。その結果、隔壁１０の内部の水が排水管３１から排出され、隔壁１０の内部と外部とでの間隙水圧の差が低減される。逆に、潮位が上昇した際には、隔壁１０の内部の間隙水圧に比べて隔壁１０の外部の間隙水圧が高くなる。その結果、排水管３１内の水位が低下し、隔壁１０の内部と外部とでの間隙水圧の差が低減される。尚、排水管３１が開通していると、隔壁１０の閉塞性が低下することになるが、排水管３１の断面積は空間Ｐの断面積に比べて小さいので、隔壁１０の閉塞性の低下はわずかである。つまり、排水管３１が開通していることによる、隔壁１０の負圧の発生機能の低下はそれほど大きくはない。

【0032】

以上のように、サクション基礎１００は、天井部１１と天井部１１に接続された周壁部１２とを有して底が開放されるように形成され、周壁部１２が水中の地盤Ｇに貫入される隔壁１０と、隔壁１０を貫通して隔壁１０の内部と外部とを連通させ、隔壁１０の内部の土粒子間の間隙水圧を解放する解放部３０とを備える。

【0033】

この構成によれば、隔壁１０に風車４０等の構造体が設置されることによって隔壁１０の内部の間隙水圧が増大したとしても、増大した間隙水圧が解放部３０によって早期に低減される。その結果、過剰間隙水圧による地盤Ｇの支持力の低下を早期に解消でき、サクション基礎１００の安定性を早期に向上させることができる。

【0034】

また、解放部３０は、隔壁１０の内部と外部との連通及び遮断を切り替え可能なバルブ３２を有する。

【0035】

この構成によれば、隔壁１０の内部と外部との連通及び遮断をバルブ３２によって切り替えることができる。バルブ３２を開いて隔壁１０の内部と外部とを解放部３０を介して連通させると、潮汐等による隔壁１０の内部の間隙水圧の増大を緩和することができるという利点がある。一方、バルブ３２を閉じて隔壁１０の内部と外部との解放部３０を介した連通を遮断すると、隔壁１０の閉塞性を向上させるという利点がある。バルブ３２を設けることによって、いずれの利点を優先するかを選択することができるようになる。

【0036】

さらに、解放部３０は、一端が隔壁１０の内部に開口し、他端が隔壁１０の外部であって且つ水面より上方において開口する排水管３１（管）を有し、バルブ３２は、排水管３１のうち水面よりも上方の部分に設けられている。

【0037】

この構成によれば、バルブ３２は、水面よりも上方の位置に設けられている。そのため、バルブ３２の開閉を手動で行う場合に、その作業を水中で行う必要がないので、バルブ３２の開閉の作業性が向上する。

【0038】

また、解放部３０は、隔壁１０に風車４０（構造体）が設置されることに起因して隔壁１０の内部に発生する過剰間隙水圧を解放する。

【0039】

この構成によれば、解放部３０は、隔壁１０に風車４０等の構造体を設置した後に隔壁１０の内部に発生する過剰間隙水圧を解放することができる。つまり、隔壁１０に風車４０等の構造体を設置した後の地盤Ｇの支持力の低下を抑制することができる。

【0040】

また、周壁部１２は、地盤Ｇのうち不透水層Ｃに貫入する。

【0041】

この構成によれば、隔壁１０の内部の水が隔壁１０の底から排出されることが妨げられるので、解放部３０によって隔壁１０の内部の過剰間隙水圧を解放することが特に有効となる。

【0042】

また、天井部１１と天井部１１に接続された周壁部１２とを有して底が開放されるように形成された隔壁１０を備えたサクション基礎１００の設置方法は、周壁部１２を水中の地盤Ｇに貫入させる工程と、周壁部１２の貫入後の隔壁１０に風車４０（構造体）を設置する工程と、風車４０の設置に起因して増大する、隔壁１０の内部の土粒子間の間隙水圧を解放する工程とを含む。

【0043】

この構成によれば、解放部３０は、風車４０等の構造体の設置に起因して隔壁１０の内部に発生する過剰間隙水圧を早期に低減することができる。その結果、過剰間隙水圧による地盤Ｇの支持力の低下を早期に抑制でき、サクション基礎１００の安定性を早期に向上させることができる。

【0044】

また、周壁部１２を貫入させる工程では、周壁部１２を地盤Ｇのうち不透水層Ｃに貫入させる。

【0045】

この構成によれば、隔壁１０の内部の水が隔壁１０の底から排出されることが妨げられるので、解放部３０によって隔壁１０の内部の過剰間隙水圧を解放することが特に有効となる。

【0046】

続いて、サクション基礎１００の変形例について説明する。以下の説明では、サクション基礎１００と同様の構成については同様の符号を付して説明を省略し、異なる部分を中心に説明する。

【0047】

〈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６は、変形例１に係るサクション基礎２００の模式図である。サクション基礎２００は、バルブ３２の開閉を自動制御する点で、サクション基礎１００と異なる。

【0048】

サクション基礎２００の解放部２３０は、排水管３１及びバルブ３２に加えて、バルブ３２を制御する制御部３５をさらに有している。制御部３５は、サクション基礎２００の設置時にバルブ３２の開閉を制御する。

【0049】

サクション基礎２００は、前述の図３のフローチャートの手順で設置される。ステップＳ１，Ｓ２までの処理は、サクション基礎１００の場合と同様である。

【0050】

作業者は、ステップＳ３において、風車４０の設置後に制御部３５を作動させる。制御部３５は、バルブ３２を開ける。風車４０の設置により増加した過剰間隙水圧によって、空間Ｐの水が排水管３１を介して成り行きで排出される。これにより、同じ水深における隔壁１０の外部の間隙水圧と隔壁１０の内部の間隙水圧との差が低減していく。やがて、排水管３１のうち水面よりも上方に突出している部分の水頭と空間Ｐの土粒子の間隙水圧とのバランスが取れるところで、排水管３１からの排水が停止される。制御部３５は、この水頭と間隙水圧とがバランスすると想定される時間だけ待機した後、バルブ３２を閉じる。制御部３５は、３つのバルブ３２を同様に且つ並行して制御する。

【0051】

これにより、隔壁１０の内部の土粒子間の過剰間隙水圧が早期に低減され、地盤Ｇによる隔壁１０の支持力が早期に向上する。また、隔壁１０の内部の過剰間隙水圧が低減した後にバルブ３２を閉じることによって隔壁１０の閉塞性を高め、負圧の発生機能の低下を抑制することができる。

【0052】

尚、ステップＳ２とステップＳ３とは並行して行われてもよい。つまり、バルブ３２を開けた状態で風車４０を設置してもよい。尚、バルブ３２は、風車４０の設置を開始するときよりも前、例えば、ステップＳ１の隔壁１０の貫入時から開いていてもよい。

【0053】

〈変形例２〉
図７は、変形例２に係るサクション基礎３００の模式図である。サクション基礎３００は、バルブ３２の制御内容が、変形例１に係るサクション基礎２００と異なる。

【0054】

サクション基礎３００の解放部３３０は、排水管３１、バルブ３２及び制御部３５に加えて、波高を検出する波高センサ３６と、風速を検出する風速センサ３７とをさらに有している。制御部３５には、波高センサ３６及び風速センサ３７の検出結果が入力されている。制御部３５は、サクション基礎３００の設置時にバルブ３２の開閉を制御すると共に、サクション基礎３００の設置後においても外部環境の変化に応じてバルブ３２の開閉を制御する。

【0055】

サクション基礎３００は、前述の図３のフローチャートの手順で設置される。ステップＳ１，Ｓ２までの処理は、サクション基礎１００の場合と同様である。

【0056】

制御部３５は、変形例２と同様に、ステップＳ３において風車４０の設置後にバルブ３２を開ける。ただし、隔壁１０の内部の過剰間隙水圧を解放した後は、制御部３５は、波高センサ３６及び風速センサ３７の検出結果に基づいてバルブ３２の開閉を制御する。詳しくは、制御部３５は、波高センサ３６により検出される波高が所定の波高閾値よりも高い場合、又は、風速センサ３７により検出される風速が所定の風速閾値よりも大きい場合には、バルブ３２を閉じる。一方、制御部３５は、波高センサ３６により検出される波高が所定の波高閾値以下で且つ、風速センサ３７により検出される風速が所定の風速閾値以下の場合には、バルブ３２を開いたままにする。制御部３５は、３つのバルブ３２を同様に且つ並行して制御する。

【0057】

波高又は風速が大きい場合には、サクション基礎３００に作用する外力が大きくなる。そのような場合には、制御部３５はバルブ３２を閉じることによって、隔壁１０の内部と外部との解放部３３０を介した連通を遮断する。これにより隔壁１０の閉塞性を高め、外力へのサクション基礎３００の耐性を向上させることができる。一方、波高及び風速が小さい場合には、サクション基礎３００に作用する外力が小さいので、バルブ３２を開けておくことによって、潮汐や地盤Ｇの圧密状態の経年変化等に起因する、隔壁１０の内部の間隙水圧の増大を緩和することができる。

【0058】

尚、ステップＳ２とステップＳ３とは並行して行われてもよい。つまり、バルブ３２を開けた状態で風車４０を設置してもよい。尚、バルブ３２は、風車４０の設置を開始するときよりも前、例えば、ステップＳ１の隔壁１０の貫入時から開いていてもよい。

【0059】

〈変形例３〉
図８は、変形例３に係るサクション基礎４００の模式図である。サクション基礎４００は、バルブ３２を有していない点で、サクション基礎１００と異なる。

【0060】

解放部４３０は、排水管３１を有し、バルブ３２を有していない。つまり、解放部４３０の排水管３１は、常時、開放されている。

【0061】

サクション基礎４００は、前述の図３のフローチャートの手順で設置される。ステップＳ１の処理は、サクション基礎１００の場合と同様である。

【0062】

そして、ステップＳ２の風車４０の設置とステップＳ３の過剰間隙水圧の解放とが常に並行して行われる。さらに、風車４０の設置後においては、排水管３１は開放されたままである。排水管３１を開通させておくことによって、潮汐や地盤Ｇの圧密状態の経年変化等に起因する、隔壁１０の内部の間隙水圧の増大を緩和することができる。

【0063】

〈変形例４〉
図９は、変形例４に係るサクション基礎５００の模式図である。サクション基礎５００は、解放部５３０が排水ポンプ３３を有する点で、サクション基礎１００と異なる。ここでは、サクション基礎３００から変形した構成について説明する。しかし、変形例４のベースとなる構成は、サクション基礎３００に限られず、サクション基礎１００，２００，４００等であってもよい。

【0064】

サクション基礎５００の解放部５３０は、排水管３１、バルブ３２、制御部３５、波高センサ３６及び風速センサ３７に加えて、隔壁１０の内部の間隙水を排出する排水ポンプ３３と、各排水管３１に設けられた圧力センサ３４と、隔壁１０の傾きを検出する傾きセンサ３８とをさらに有している。制御部３５には、圧力センサ３４、傾きセンサ３８、波高センサ３６及び風速センサ３７の検出結果が入力されている。排水ポンプ３３は、空間Ｐの水を排水管３１を介して排水する。排水ポンプ３３は、排水管３１のうち水面よりも上方の部分に設置されている。圧力センサ３４は、排水管３１内の水圧を検出する。

【0065】

サクション基礎５００は、前述の図３のフローチャートの手順で設置される。ステップＳ１，Ｓ２までの処理は、サクション基礎１００の場合と同様である。

【0066】

制御部３５は、ステップＳ３においてバルブ３２を開けると共に圧力センサ３４の検出結果に基づいて排水ポンプ３３を作動させることによって、空間Ｐの水を排出する。制御部３５は、同じ水深における隔壁１０の外部の間隙水圧と隔壁１０の内部の間隙水圧との差が低減するように水を排出する。具体的には、圧力センサ３４の検出圧力と、圧力センサ３４と隔壁１０（例えば、排水管３１の下端）との高低差とから、隔壁１０の内部の間隙水圧がわかる。圧力センサ３４の検出圧力が目標の間隙水圧の範囲に対応する圧力範囲内に入るように、制御部３５は、排水ポンプ３３を制御する。圧力センサ３４の検出圧力が目標の圧力範囲内に入ると、制御部３５は、排水ポンプ３３を停止すると共にバルブ３２を閉じる。制御部３５は、３組のバルブ３２及び排水ポンプ３３に対するこのような制御を並行して行う。

【0067】

サクション基礎５００は、隔壁１０の内部の水を排水ポンプ３３によって強制的に排出するので、隔壁１０の内部の水を成り行きで排出する場合と比較して、隔壁１０の内部の過剰間隙水圧を早期に低減することができる。

【0068】

尚、ステップＳ２とステップＳ３とは並行して行われてもよい。つまり、バルブ３２を開け且つ排水ポンプ３３で排水を行いつつ風車４０を設置してもよい。尚、バルブ３２は、風車４０の設置を開始するときよりも前、例えば、ステップＳ１の隔壁１０の貫入時から開いていてもよい。

【0069】

それに加えて、制御部３５は、過剰間隙水圧を解放する際に、隔壁１０の傾きを調節してもよい。隔壁１０の内部の水を排出すると、間隙水圧が低下するだけでなく、周壁部１２が地盤Ｇにさらに貫入し得る。制御部３５は、傾きセンサ３８の検出結果に基づいて、３つの排水ポンプ３３の排水量を調節する。詳しくは、制御部３５は、傾きセンサ３８の検出結果に基づいて、天井部１１のうち相対的に高い部分に対応する空間Ｐの排水ポンプ３３の排水量を相対的に多くする。このとき、制御部３５は、３つの圧力センサ３４の検出圧力が前述の圧力範囲に収まる範囲内で３つの排水ポンプ３３の排水量を調節する。これにより、隔壁１０の内部の過剰間隙水圧を低減しつつ、隔壁１０の傾きを調節することができる。

【0070】

さらに、制御部３５は、サクション基礎５００の設置後の通常の運用時に、波高センサ３６及び風速センサ３７の検出結果に基づいてバルブ３２及び排水ポンプ３３を制御してもよい。詳しくは、制御部３５は、波高センサ３６により検出される波高が所定の波高閾値よりも高い場合、又は、風速センサ３７により検出される風速が所定の風速閾値よりも大きい場合には、バルブ３２を開くと共に排水ポンプ３３を作動させる。制御部３５は、圧力センサ３４による検出圧力が所定の圧力以下になるまで排水ポンプ３３による排水を継続する。この所定の圧力は、前述の過剰間隙水圧の解放における圧力範囲よりも小さい値である。排水ポンプ３３の停止後は、バルブ３２が閉じられる。一方、制御部３５は、波高センサ３６により検出される波高が所定の波高閾値以下で且つ、風速センサ３７により検出される風速が所定の風速閾値以下の場合には、バルブ３２を閉じ、排水ポンプ３３を停止させたままにする。制御部３５は、３つのバルブ３２及び排水ポンプ３３を同様に且つ並行して制御する。

【0071】

波高又は風速が大きい場合には、サクション基礎５００に作用する外力が大きくなる。そのような場合には、制御部３５はバルブ３２を開け、排水ポンプ３３によって隔壁１０の内部の水を排出する。これによって、隔壁１０の内部の間隙水圧が低下し、地盤Ｇの支持力が増強される。その結果、外力へのサクション基礎５００の耐性を向上させることができる。一方、波高及び風速が小さい場合には、サクション基礎３００に作用する外力が小さいので、バルブ３２を開けておくことによって、潮汐や地盤Ｇの圧密状態の経年変化等に起因する、隔壁１０の内部の間隙水圧の増大を緩和することができる。

【0072】

このように、サクション基礎５００の解放部５３０は、隔壁１０の内部の間隙水を排出する排水ポンプ３３を有する。

【0073】

この構成によれば、隔壁１０の内部の水を成り行きで排水する場合と比べて、早期に排水することができる。その結果、過剰間隙水圧による地盤Ｇの支持力の低下をより早期に抑制でき、サクション基礎１００の安定性をより早期に向上させることができる。

【0074】

尚、サクション基礎５００において、傾き制御及び外部環境によるバルブ３２及び排水ポンプ３３の制御は省略してもよい。

【0075】

また、制御部３５は、圧力センサ３４の検出結果に基づいて排水ポンプ３３を制御しているが、これに限られない。例えば、解放部５３０は、目標とする隔壁１０の内部の間隙水圧に対応する揚程を有する排水ポンプ３３を採用し、圧力センサ３４を省略してもよい。その場合、制御部３５は、風車４０の設置後に過剰間隙水圧を解放する際には、排水ポンプ３３の排水能力で排出できるだけの水を排出させるようにしてもよい。排水ポンプ３３が可能な量の水を排出したときには、隔壁１０の内部の間隙水圧は、目標とする値となる。

【0076】

《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。

【0077】

例えば、前記実施形態について、以下のような構成としてもよい。

【0078】

隔壁１０の形状は、略円筒状に限られるものではない。隔壁１０は、天井部及び周壁部を有し且つ底を有さない形状であれば、任意の形状に形成することができる。例えば、隔壁１０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、隔壁１０は、天井部が湾曲したドーム状に形成されていてもよい。

【0079】

また、隔壁１０の内部は、仕切壁部１３によって複数の空間に仕切られているが、仕切壁部１３が省略されてもよい。すなわち、隔壁１０の内部には、単一の空間が形成されていてもよい。

【0080】

隔壁１０には、支柱１５が設けられていなくてもよい。

【0081】

さらに、サクション基礎１００に設置される構造体は、風車４０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。

【0082】

隔壁１０の内部と外部との連通は、排水管３１以外の構成で実現されてもよい。例えば、隔壁１０に形成された貫通孔によって、隔壁１０の内部と外部との連通が実現されてもよい。

【0083】

排水管３１は、隔壁１０の内部の空間Ｐごとに１つ設けられているが、空間Ｐごとに複数設けられていてもよい。また、排水管３１の上端は、水面よりも上方に位置しているが、水面よりも下方に位置していてもよい。また、排水管３１は、天井部１１を貫通しているが、周壁部１２を貫通していてもよい。

【0084】

バルブ３２及び／又は排水ポンプ３３が設けられている場合には、バルブ３２及び／又は排水ポンプ３３は、排水管３１のうち水面よりも下方の部分に設けられていてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0085】

以上説明したように、ここに開示された技術は、サクション基礎及びその設置方法について有用である。

【符号の説明】

【0086】

１００，２００，３００，４００，５００ サクション基礎
１０ 隔壁
１１ 天井部
１２ 周壁部
３０，２３０，３３０，４３０，５３０ 解放部
３１ 排水管（管）
３２ バルブ
３３ 排水ポンプ
４０ 風車（構造体）
Ｇ 地盤
Ｃ 不透水層

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】