JP6569317B2 - 杭構造物の施工方法 - Google Patents

Description

本発明は、杭構造物の施工方法、特に、地盤に立設された杭と上部構造物とを接続した継手構造を形成する継手によって接続される杭構造物の施工方法に関する。

近年、クリーンエネルギ源として風力発電が注目され、設置場所の制約から洋上風力発電施設が建設されている。このとき、洋上風力発電施設は多数の基礎杭を精度良く打設すると共に、工期の短縮化や施工費の低減化を図る必要あることから、これに応えようとするモノパイル式基礎施工方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平２０１１−３８２４７号公報（第５−６頁、第１０図）

特許文献１に開示されたモノパイル式基礎施工方法は、海底に立設されたモノパイル基礎と風車タワー（以下「ボトムタワー」と称す）とを接続管(以下「ジョイントスリーブ」と称す)を用いて接続するものである。すなわち、ジョイントスリーブをモノパイル基礎に被せ、レベル調整部を介してジョイントスリーブの上端を水平にする。そして、ジョイントスリーブとモノパイル基礎との隙間にグラウト（例えば、水中不分解性高流動無収縮モルタル）を充填する「グラウト接合」である。このグラウト接合には、以下のような問題があった。

（１）グラウトの強度発現等の養生時間を含めると日数を必要とし、工事の全体工程に影響する。
（２）また、ボトムタワーに風や波が繰り返し作用することで、グラウトとボトムタワーとの付着やグラウトとモノパイル基礎との付着が切れるリスクがある。このため、グラウトが崩壊し、グラウト接合箇所が構造上の「弱点」になり易く、長期間に渡るグラウトの品質管理が難しい。

本発明は、前記のようなグラウト接合に伴う問題を解消するものであって、施工時間を短縮すると共に、長期間に渡って所要の継手性能を有する杭構造物の施工方法を提供することにある。

本発明に係る杭構造物の施工方法は、地盤に立設された杭の頭部に設置された杭頭部フランジ部と、上部構造物に設けられた上部構造物フランジ部とを継手によって接続する杭構造物の施工方法であって、
前記継手は、第１継手部材および第２継手部材を具備し、前記第１継手部材および前記第２継手部材はそれぞれ、円筒部と、前記円筒部の一方の端部に設けられた円環状の下フランジ部と、前記下フランジ部に形成された複数の下貫通孔と、前記円筒部の他方の端部に設けられた円環状の上フランジ部と、前記上フランジ部に形成された複数の上貫通孔と、を具備し、前記第１継手部材の前記上フランジ部は前記第１継手部材の前記下フランジ部に対して傾斜し、前記第２継手部材の前記上フランジ部は前記第２継手部材の前記下フランジ部に対して傾斜し、それぞれの傾斜角度が同じであり、
前記杭が鉛直に対して傾斜した杭傾斜方向および杭傾斜角度を計測する工程（Ｓ１）と、
前記第１継手部材および前記第２継手部材について、前記円筒部の中心軸を含む仮想面と前記下フランジ部との交線である回転下位相線に対して、前記仮想面と前記上フランジ部との交線である回転上位相線がなす角度である回転位相傾斜角度が、前記計測された杭傾斜角度の１／２になる仮想面を特定する工程（Ｓ２）と、
前記杭頭部フランジ部に形成された複数の杭頭貫通孔のうち前記杭傾斜方向の杭傾斜方向仮想線に最も近い位置になっている杭頭貫通孔に、前記第１継手部材の複数の下貫通孔のうち前記特定された仮想面における前記回転下位相線に最も近い位置に配置された下貫通孔を重ねて、前記杭頭部フランジ部に前記第１継手部材の下フランジ部を機械式接続手段によって接続する工程（Ｓ３）と、
前記第１継手部材の複数の上貫通孔のうち前記特定された仮想面における前記回転上位相線に最も近い位置に配置された上貫通孔に、前記第２継手部材の複数の下貫通孔のうち前記特定された仮想面における前記回転下位相線に最も近い位置に配置された下貫通孔を、前記杭の傾斜が打ち消されるように重ねて、前記第１継手部材の上フランジ部に前記第２継手部材の下フランジ部を機械式接続手段によって接続する工程（Ｓ４）と、
前記第２継手部材の前記上フランジ部に前記上部構造物フランジ部を機械式接続手段によって接続する工程（Ｓ５）とを有することを特徴とする。
また、本発明に係る杭構造物は、上記の杭構造物の施工方法により施工されたものである。

本発明によれば、杭の傾斜を吸収可能であって、施工時間が短くなると共に、繰り返し作用する外力に対して長期間に渡って継手としての所要の性能を有する。

本発明の実施の形態１に係る継手を説明する、一部（第１継手部材）を示す縦断面図。 本発明の実施の形態１に係る継手を説明する、構成する部材のそれぞれについて一部を断面にして示す斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る継手を説明する、構成する部材のそれぞれについて別方向に見た断面を示す横断面図である。 本発明の実施の形態２に係る継手構造を説明する、一部を断面にした側面図である。 図４に説明する継手構造の実施例２を説明する一部（ボトムタワー）を省略して各部材を透視して示す斜視図である。 図４に説明する継手構造の実施例３を説明する一部（ボトムタワー）を省略して各部材を透視して示す斜視図である。 図４に説明する継手構造の実施例４を説明する一部（ボトムタワー）を省略して各部材を透視して示す斜視図である。 本発明の実施の形態３に係る杭構造物の施工方法を説明するフローチャートである。

［実施の形態１：継手］
本発明を実施するための形態を、図面を参照して具体的に説明する。なお、以下の図面は模式的に描かれたものであり、本発明は描かれた形態に限定されるものではない。
図１〜図３は、本発明の実施の形態１に係る継手を説明するものであって、図１は一部（第１継手部材）を示す縦断面図、図２は構成する部材のそれぞれについて一部を断面にして示す斜視図、図３は構成する部材のそれぞれについて別方向に見た断面を示す横断面図である。なお、図２において、一部の部位（第１下外貫通孔等）についてはその一部を図示し、全数を図示していない。また、図３において、紙面下側に示す一方の部材（第１継手部材）については横断面を上方向に見たものであり、紙面上側に示す他方の部材（第２継手部材）については横断面を下方向に見たものである。

（継手部材）
図１〜図３において、継手１００は、地盤（海底や湖底、川床等を含む）に立設された円筒状の杭の頭部と上部構造物（図４参照）とを接続するための第１継手部材１１０ａおよび第２継手部材１１０ｂを有している。なお、第１継手部材１１０ａと第２継手部材１１０ｂとは形状寸法が同一（共通部品）である。
したがって、以下、主に第１継手部材１１０ａについて説明し、第２継手部材１１０ｂについては、第１継手部材１１０ａの各部位の名称を修飾する「第１」を「第２」に、符号に付した「ａ」を「ｂ」に、それぞれ読み替えるものとする。また、共通の内容の説明において、各部位の名称を修飾する「第１」または「第２」、および符号に付した「ａ」または「ｂ」の記載を省略する場合がある。

（円筒部）
第１継手部材１１０ａは、第１円筒部２０ａと、第１円筒部２０ａの中心軸（以下「第１円筒部中心軸」と称す）２９ａに垂直で、第１円筒部２０ａの一方の端部（以下「第１円筒部下端」と称す）２１ａに設けられた円環状の第１下フランジ部１０ａと、第１円筒部２０ａの他方の端部（以下「第１円筒部上端」と称す）２３ａに設けられ、第１下フランジ部１０ａに対して「継手部材傾斜角度α（例えば、α＝０．７５°）」傾斜した円環状の第１上フランジ部３０ａとを具備している。

そして、第１継手部材１１０ａにおいて、第１円筒部２０ａの第１下フランジ部１０ａの下面と第１上フランジ部３０ａの上面との距離（以下「厚さ」と称す）が最も厚くなる位置に対応した円周方向の位相を「第１最厚位相２２ａ」と称し、「位相Ａ」にて示す。また、第１円筒部中心軸２９ａの位置を「中心Ｏ（オー）」として、位相Ａと中心Ｏとを通過する仮想線を「第１仮想線２８ａ」とする。また、第１円筒部２０ａの厚さが最も薄くなる位置に対応した円周方向の位相を「第１最薄位相２４ａ」と称し、「位相Ｐ」にて示すと、位相Ｐは、第１仮想線２８ａ上で、中心Ｏに対する位相Ａの対称位置になる。
なお、説明の便宜上、位相Ａおよび位相Ｐを第１上フランジ部３０ａに図示しているが、第１下フランジ部１０ａにおいて、第１最厚位相２２ａも位相Ａであり、第１最薄位相２４ａも位相Ｐである。

また、以下の説明の便宜上、第１円筒部中心軸２９ａを含む第１最厚位相２２ａ方向の仮想面を、第１円筒部中心軸２９ａを回転中心にして所定の角度（以下「回転角度θと称す」）回転したときの当該仮想面の位相を「第１回転位相２５ａ」とする。そして、当該仮想面と第１下フランジ部１０ａの下面との交線を「第１回転下位相線２６ａ」、当該仮想面と第１上フランジ部３０ａの上面との交線を「第１回転上位相線２７ａ」とし、第１回転下位相線２６ａに対して第１回転上位相線２７ａがなす角度を「回転位相傾斜角度δ」とする。
なお、第２継手部材１１０ｂにおいては、第２下フランジ部１０ｂの第２最厚位相２２ｂを「位相Ｂ」にて示し、第２下フランジ部１０ｂの第２最薄位相２４ｂを「位相Ｑ」にて図示しているが、第２上フランジ部３０ｂにおいて、第２最厚位相２２ｂも位相Ｂであり、第２最薄位相２４ｂも「位相Ｑ」である。

（下フランジ部、上フランジ部）
第１下フランジ部１０ａは円環であって、第１円筒部２０ａの外側に突出した第１下外フランジ部１１ａと、第１円筒部２０ａの内側に突出した第１下内フランジ部１５ａとを具備している。そして、第１下外フランジ部１１ａにおける第１下外周円１２ａ上に、複数の第１下外貫通孔１３ａが等間隔に形成されている。同様に、第１下内フランジ部１５ａにおける第１下内周円１６ａ上に、複数の第１下内貫通孔１７ａが等間隔に形成されている。
同様に、第１上フランジ部３０ａは円環であって、第１円筒部２０ａの外側に突出した第１上外フランジ部３１ａと、第１円筒部２０ａの内側に突出した第１上内フランジ部３５ａとを具備している。そして、第１上外フランジ部３１ａにおける第１上外周円３２ａ上に、複数の第１上外貫通孔３３ａが等間隔に形成されている。また、第１上内フランジ部３５ａにおける第１上内周円３６ａ上に、複数の第１上内貫通孔３７ａが等間隔に形成されている。

（貫通孔）
第１下外貫通孔１３ａ、第１下内貫通孔１７ａ、第１上外貫通孔３３ａおよび第１上内貫通孔３７ａ（以下、それぞれを個別にまたはそれぞれをまとめて「貫通孔」と称す場合がある）はそれぞれ同数（例えば、３２箇所、図３参照）であって、それぞれのうちの一つが、第１最厚位相２２ａに配置されている。このとき、第１最厚位相２２ａに配置された第１下外貫通孔１３ａ（以下「第１最厚位相下外貫通孔１４ａ」と称す）の中心と、第１最厚位相２２ａに配置された第１上外貫通孔３３ａ（以下「第１最厚位相上外貫通孔３４ａ」と称す）の中心とを結ぶ第１外仮想線１１４ａは、第１円筒部中心軸２９ａに平行である。
同様に、第１最厚位相２２ａに配置された第１下内貫通孔１７ａ（以下「第１最厚位相下内貫通孔１８ａ」と称す）の中心と、第１最厚位相２２ａに配置された第１上内貫通孔３７ａ（以下「第１最厚位相上内貫通孔３８ａ」と称す）の中心とを結ぶ第１内仮想線１１８ａは、第１円筒部中心軸２９ａに平行である。

なお、以上は、全ての貫通孔が等間隔に形成されているが、本発明はこれに限定するものではない。すなわち、全ての貫通孔が第１仮想線２８ａに対して対称に配置される限り、少なくとも幾つかの貫通孔を互いに等間隔に配置し、かかる等間隔に配置された貫通孔同士の間に、さらに貫通孔を追加してもよい。また、第１下外貫通孔１３ａと第１下内貫通孔１７ａとが同数であるが、両者の数が相違してもよい。このことは、第１上外貫通孔３３ａと第１上内貫通孔３７ａとにおいても同じである。

なお、以上は、第１上フランジ部３０ａが円環であるが、第１上フランジ部３０ａを楕円状にしてもよい。
また、以上は、第１下フランジ部１０ａが第１円筒部２０ａの第１円筒部中心軸２９ａに対して垂直であるが、本発明はこれに限定するものではなく、第１下フランジ部１０ａおよび第１上フランジ部３０ａの両方が第１円筒部中心軸２９ａに対して傾斜してもよい。
さらに、第１下フランジ部１０ａは第１下外フランジ部１１ａまたは第１下内フランジ部１５ａの一方のみを具備し、第１上フランジ部３０ａは第１上外フランジ部３１ａまたは第１上内フランジ部３５ａの一方のみを具備してもよい。

（実施例１）
継手１００の形状は限定されるものではなく、特に、継手１００が設置される杭あるいは上部構造物の形状寸法によって、継手１００の形状寸法は変動する。
例えば、外径６０００ｍｍで厚さ７５ｍｍの円形鋼管（図４に示す「杭４００」参照）の上端に、４００ｍｍ幅（外径６０００ｍｍ、内径５２００ｍｍ）で厚さ７５ｍｍのフランジ部（図４に示す「杭頭部フランジ部４０」参照）が設置された杭の場合、継手１００の形状は例えば以下になる。

円筒部２０は、外径５４００ｍｍ、内径５２８０ｍｍの円形鋼管であって、最厚位相２２における厚さが９２２ｍｍで、最薄位相２４における厚さが８５２ｍｍである。
下フランジ部１０および上フランジ部３０は、外径５６３６ｍｍ、内径５０４８ｍｍ、厚さ７５ｍｍの円環である。そして、下外周円１２および上外周円３２は直径５５１７ｍｍで、その上に下外貫通孔１３および上外貫通孔３３が１７０箇所等間隔に形成されている。また、下内周円１６および上内周円３６は直径５１６３ｍｍで、その上に下内貫通孔１７および上内貫通孔３７が３２箇所等間隔に形成されている。
そして、上フランジ部３０は下フランジ部１０に対して「０．７５°（α＝０．７５°）」傾斜している。そのため、上フランジ部３０の上面と下フランジ部１０の下面との距離（厚さ）は、最厚位相２２（位相Ａ）において１０７４ｍｍ、最薄位相２４（位相Ｐ）において１０００ｍｍである。

なお、以上は、第１継手部材１１０ａと第２継手部材１１０ｂとの形状寸法が同一（共通部品）の場合であるが、本発明はこれに限定するものではない。それぞれ、円筒部（２０ａ、２０ｂ）、下フランジ部（１０ａ、１０ｂ）、上フランジ部（３０ａ、３０ｂ）および貫通孔（１３ａ、３３ｂ、１７ａ、３７ｂ）を具備し、それぞれの継手部材傾斜角度αが同じである限り、それぞれの形状寸法が相違してもよい。

［実施の形態２：継手構造］
本発明を実施するための形態を、図面を参照して具体的に説明する。なお、以下の図面は模式的に描かれ、一部の部位の記載を省略したものであり、本発明は描かれた形態に限定されるものではない。また、実施の形態１における部材と同じ部材については同じ符号を付し、説明を一部省略する。また、上部構造物として、風力発電機のボトムタワーを説明しているが、本発明はこれに限定するものではない。
図４〜図７は、本発明の実施の形態２に係る継手構造を説明するものであって、図４は一部を断面にした側面図、図５はその実施例２を一部（ボトムタワー）を省略して各部材を透視して示す斜視図 、図６はその実施例３を一部（ボトムタワー）を省略して各部材を透視して示す斜視図、図７はその実施例４を一部（ボトムタワー）を省略して各部材を透視して示す斜視図である。なお、図５〜７に貫通孔（図４等参照）を記載しない。

図４において、継手構造２００は、継手１００によって、地盤（図示しない）に立設された杭４００の頭部に設置された杭頭部フランジ部４０と、ボトムタワー（上部構造物に相当する）５００に設置されたタワーフランジ部（上部構造物フランジ部に相当する）５０とを接続するものである。
杭頭部フランジ部４０は、第１継手部材１１０ａの第１下フランジ部１０ａが当接するものであって、第１下外貫通孔１３ａおよび第１下内貫通孔１７ａと同位置に杭頭外貫通孔４３および杭頭内貫通孔４７がそれぞれ形成されている。そして、第１下外貫通孔１３ａおよび杭頭外貫通孔４３を貫通したボルト９０にナット９１が螺合し、第１下内貫通孔１７ａおよび杭頭内貫通孔４７を貫通したボルト９０にナット９１が螺合している（機械式接続手段に相当する）。

また、第１継手部材１１０ａと第２継手部材１１０ｂとの当接部において、第１上外貫通孔３３ａおよび第２下外貫通孔１３ｂを貫通したボルト９０にナット９１が螺合し、第１上内貫通孔３７ａおよび第２下内貫通孔１７ｂを貫通したボルト９０にナット９１が螺合している（機械式接続手段に相当する）。

さらに、タワーフランジ部５０は、第２継手部材１１０ｂの第２上フランジ部３０ｂに当接するものであって、杭頭外貫通孔４３および杭頭内貫通孔４７と同様に、タワー外貫通孔５３およびタワー内貫通孔５７がそれぞれ形成されている。そして、第２上外貫通孔３３ｂおよびタワー外貫通孔５３を貫通したボルト９０にナット９１が螺合し、第２上内貫通孔３７ｂおよびタワー内貫通孔５７を貫通したボルト９０にナット９１が螺合している（機械式接続手段に相当する）。
以上は、全ての貫通孔にボルト９０が挿入されているが、本発明はこれに限定するものではなく、幾つかの貫通孔にボルト９０が挿入され、これを除く貫通孔にボルト９０が挿入されなくてもよい。

（実施例２）
図５において、杭４００が鉛直方向４９０に立設されている場合について説明する。すなわち、杭傾斜角度φが「０．００°（φ＝０．００°）」である。
このとき、第１継手部材１１０ａの位相Ａ（第１最厚位相２２ａ）と第２継手部材１１０ｂの位相Ｑ（第２最薄位相２４ｂ）とは一致している（このとき、位相Ｐ（第１最薄位相２４ａ）と位相Ｂ（第２最厚位相２２ｂ）とは一致している）。
したがって、第１仮想線２８ａと第２仮想線２８ｂとは同一線上にあって、第１継手部材１１０ａの位相Ａ（第１最厚位相２２ａ）と第２継手部材１１０ｂの位相Ｂ（第２最厚位相２２ｂ）とは、中心Ｏに対する対角位置に配置されている（∠ＡＯＢ＝１８０°）。
このとき、第１継手部材１１０ａの継手部材傾斜角度αと第２継手部材１１０ｂの継手部材傾斜角度αとは互いに打ち消しあっているから、第１下フランジ部１０ａと第２上フランジ部３０ｂとは平行になっている（β＝０．００°）。
したがって、杭頭部フランジ部４０が水平の場合に継手１００を用いても、タワーフランジ部５０を水平にする（ボトムタワー５００を鉛直に立設する）ことができる。
なお、以上は、第１上フランジ部３０ａと第２下フランジ部１０ｂとが当接しているが、第２継手部材１１０ｂを裏返して、第１上フランジ部３０ａに第２上フランジ部３０ｂを当接してもよい。

（実施例３）
図６において、杭４００が杭傾斜方向４１０（太矢印にて示す）に杭傾斜角度「１．５０°（φ＝１．５０°）」傾斜している場合について説明する。なお、継手部材傾斜角度αは「０．７５°（α＝０．７５°）」で、杭傾斜角度φは継手部材傾斜角度αの２倍になっている（φ＝２・α）。
このとき、第１継手部材１１０ａの位相Ａ（第１最厚位相２２ａ）と第２継手部材１１０ｂの位相Ｂ（第２最厚位相２２ｂ）とは、杭中心軸４０９を通過する杭傾斜方向４１０の仮想線（以下「杭傾斜方向仮想線４０８」と称す）上で一致している。したがって、杭傾斜方向仮想線４０８と第１仮想線２８ａと第２仮想線２８ｂとは互いに重なっている（∠ＡＯＢ＝０°）。このとき、位相Ｐ（第１最薄位相２４ａ）と位相Ｑ（第２最薄位相２４ｂ）とは、杭傾斜方向仮想線４０８上で一致している。

すなわち、杭傾斜方向４１０において、第１継手部材１１０ａの継手部材傾斜角度αと第２継手部材１１０ｂの継手部材傾斜角度αとは単純に重ね合わされているから、継手傾斜角度βは、両者の継手部材傾斜角度αを合計した角度である「１．５０°」になり、杭傾斜角度φに一致している（β＝φ＝１．５０°）。また、杭傾斜方向４１０に対して垂直な方向については、第１下フランジ部１０ａに対する第１上フランジ部３０ａの傾斜と、第２下フランジ部１０ｂに対する第２上フランジ部３０ｂの傾斜とが、互いに打ち消し合うため水平になっている。
したがって、杭４００の傾斜（φ＝１．５０°）が継手１００によって吸収され、タワーフランジ部５０は水平になっている。よって、杭４００が斜めに立設された場合、継手１００を用いることによって、ボトムタワー５００を鉛直方向４９０に設置可能になる。
すなわち、例えば継手部材傾斜角度αを「０．７５°（α＝０．７５°）」にした場合、継手１００は、杭４００が杭傾斜方向４１０に最大「１．５０°」傾くまで、ボトムタワー５００を略鉛直方向４９０に設置可能である。
なお、以上は、第１上フランジ部３０ａと第２下フランジ部１０ｂとが当接しているが、第２継手部材１１０ｂを裏返して、第１上フランジ部３０ａに第２上フランジ部３０ｂを当接してもよい。

（実施例４）
図７において、杭４００が杭傾斜方向４１０（太矢印にて示す）に杭傾斜角度φ（例えば、φ＝０．７５°）傾斜している場合について説明する。
このとき、回転位相傾斜角度δが杭傾斜角度φの１／２（δ＝φ／２＝０．３７５°）になる第１回転下位相線２６ａおよび第１回転上位相線２７ａ（第１回転位相２５ａ、図２参照）と、第２回転下位相線２６ｂ（第２回転位相２５ｂ、図２参照）とが、それぞれ杭傾斜方向仮想線４０８に一致し、杭４００の傾斜を打ち消すように、第１継手部材１１０ａと第２継手部材１１０ｂとは接続されている。

このとき、継手部材傾斜角度αを「０．７５°」とすると、第１継手部材１１０ａの時計周り方向の回転角度θは「４５°（θ＝４５°）」で、第２継手部材１１０ｂの反時計周り方向の回転角度θは「４５°（θ＝４５°）」である（∠ＡＯＢ＝９０°）。
また、杭傾斜方向４１０に対して垂直な方向については、第１下フランジ部１０ａに対する第１上フランジ部３０ａの傾斜と、第２下フランジ部１０ｂに対する第２上フランジ部３０ｂの傾斜とが、互いに打ち消し合うため水平になっている。
したがって、杭４００の傾斜が継手１００によって吸収され、タワーフランジ部５０は略水平になっている。よって、杭４００が斜めに立設された場合、継手１００を用いることによって、杭傾斜角度φは近似的に吸収され、ボトムタワー５００は略鉛直になる。

以上のように、第１継手部材１１０ａと第２継手部材１１０ｂとを、回転位相傾斜角度δが杭傾斜角度φの１／２になる回転角度θを特定し（図２参照）、特定された回転角度θにある第１回転上位相線２７ａの上に配置された貫通孔および特定された回転角度θにある第２回転下位相線２６ｂの上に配置された貫通孔（または、かかる第１回転上位相線２７ａの最も近くに配置された貫通孔およびかかる第２回転下位相線２６ｂの最も近くに配置された貫通孔）が、杭４００の杭傾斜方向仮想線４０８上にある杭頭貫通孔（または、杭傾斜方向仮想線４０８に最も近い位置にある杭貫通孔）、すなわち、最も低い位置にある杭頭貫通孔の直上になるようにして、杭４００の傾斜を打ち消すように接続するから、継手構造２００は杭４００の傾斜を略吸収することが可能になる。
このとき、第１継手部材１１０ａと第２継手部材１１０ｂとは、杭傾斜方向仮想線４０８に対して互いに反対方向に回転され、対称に配置されたことに同じである。
なお、最も低い位置になっている杭頭貫通孔に代えて、最も高い位置になっている杭頭貫通孔基準にしてもよい。

以上のように、継手構造２００は、第１継手部材１１０ａの第１上フランジ部３０ａと第２継手部材１１０ｂの第２下フランジ部１０ｂとの当接面において、第１仮想線２８ａと第２仮想線２８ｂとのなす角度（∠ＡＯＢ）を変更することによって、すなわち、回転角度θを変更することによって、回転位相傾斜角度δ（図２参照）を変更可能であるから、第１継手部材１１０ａの第１下フランジ部１０ａの下面と第２継手部材１１０ｂの第２上フランジ部３０ｂの上面とがなす継手傾斜角度β（β＝２・δ）を変更可能である。さらに、グラウト接合でなく、機械式接続手段（ボルト９０／ナット９１）を用いる。したがって、以下の作用効果が得られる。
（１）杭４００が傾斜する場合、杭傾斜角度φを吸収してボトムタワー５００を鉛直または略鉛直にすることができる。
（２）グラウトのような強度発現等の養生時間が不要であるから工期が短くなる。
（３）また、ボトムタワー５００に風や波が繰り返し作用しても、長期間に渡って継手としての所要の性能を有する。

［実施の形態３：杭構造物の施工方法］
本発明を実施するための形態を、フローチャートを参照して具体的に説明する。なお、各工程を実施する順番は示された順番に限定するものではなく、適宜変更可能である。また、実施の形態１または実施の形態２における部材と同じ部材については同じ符号を付し、説明を一部省略する。
図８は、本発明の実施の形態３に係る杭構造物の施工方法を説明するフローチャートである。なお、各部位の名称および符号については図２を参照する。

（フローチャート）
図８において、杭構造物の施工方法は、以下の工程を有する。
杭４００の杭傾斜角度φを計測する工程（Ｓ１）と、
第１継手部材１１０ａについて、回転位相傾斜角度δが計測された杭傾斜角度φの１／２になる第１回転下位相線２６ａおよび第１回転上位相線２７ａを特定すると共に、第２継手部材１１０ｂについて、回転位相傾斜角度δが計測された杭傾斜角度φの１／２になる第２回転下位相線２６ｂおよび第２回転上位相線２７ｂを特定する工程（Ｓ２）と、
最も低い位置になっている杭頭外貫通孔４３および杭頭内貫通孔４７に、特定された第１回転下位相線２６ａに最も近い位置に配置された第１下外貫通孔１３ａおよび第１下内貫通孔１７ａを重ねて、杭頭部フランジ部４０に第１継手部材１１０ａの第１下フランジ部１０ａをボルト９０／ナット９１によって接続する工程（Ｓ３）と、
特定された第１回転上位相線２７ａに最も近い位置に配置された第１上外貫通孔３３ａおよび第１上内貫通孔３７ａに、特定された第２回転下位相線２６ｂに最も近い位置に配置された第２下外貫通孔１３ｂおよび第２下内貫通孔１７ｂを、杭４００の傾斜を打ち消すように重ねて、第１継手部材１１０ａの第１上フランジ部３０ａに第２継手部材１１０ｂの第２下フランジ部１０ｂをボルト９０／ナット９１によって接続する工程（Ｓ４）と、
第２継手部材１１０ｂの第２上フランジ部３０ｂにタワーフランジ部５０をボルト９０／ナット９１によって接続する工程（Ｓ５）。

すなわち、第２継手部材１１０ｂが杭傾斜方向仮想線４０８に対して第１継手部材１１０ａの対称位置（位相Ｂ（第２仮想線２８ｂ）が杭傾斜方向仮想線４０８に対して位相Ａ（第１仮想線２８ａ）の対称位置）になっている（図７参照）。
したがって、かかる杭構造物の施工方法は、継手構造２００を有し、継手構造２００が前記のように杭４００の傾斜を吸収可能であると共に、ボルト９０／ナット９１（機械式接続手段）を用いるから、前記作用効果が得られる。
なお、以上は、杭頭部フランジ部４０に接続された第１継手部材１１０ａに、第２継手部材１１０ｂを接続するものであるが、本発明はこれに限定するものではない。例えば、第１仮想線２８ａと第２仮想線２８ｂとのなす角度が回転角度θの２倍になった状態で、予め、第１継手部材１１０ａと第２継手部材１１０ｂとを一体にしておき、かかる一体になったものを杭頭部フランジ部４０に接続してもよい。
なお、最も低い位置になっている杭頭外貫通孔４３および杭頭内貫通孔４７に代えて、最も高い位置になっている杭頭外貫通孔４３および杭頭内貫通孔４７を基準にして、前記工程に準じた工程を実施してもよい。

本発明を、実施の形態をもとに説明したが、この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素の組み合わせ等にいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

以上のように、本発明の継手構造および継手並びに杭構造物の施工方法は、杭の傾斜を吸収可能であると共に、グラウトの使用に伴う問題を解消するから、杭と風力発電機のボトムタワーとの接続に限定されることなく、各種下部構造物と各種上部構造物とを接続する継手構造および継手並びに構造物の施工方法として広く利用可能である。

１０ａ：第１下フランジ部
１０ｂ：第２下フランジ部
１１ａ：第１下外フランジ部
１１ｂ：第２下外フランジ部
１２ａ：第１下外周円
１２ｂ：第２下外周円
１３ａ：第１下外貫通孔
１３ｂ：第２下外貫通孔
１４ａ：第１最厚位相下外貫通孔
１４ｂ：第２最厚位相下外貫通孔
１５ａ：第１下内フランジ部
１５ｂ：第２下内フランジ部
１６ａ：第１下内周円
１６ｂ：第２下内周円
１７ａ：第１下内貫通孔
１７ｂ：第２下内貫通孔
１８ａ：第１最厚位相下内貫通孔
１８ｂ：第２最厚位相下内貫通孔
２０ａ：第１円筒部
２０ｂ：第２円筒部
２１ａ：第１円筒部下端
２１ｂ：第２円筒部下端
２２ａ：第１最厚位相
２２ｂ：第２最厚位相
２３ａ：第１円筒部上端
２３ｂ：第２円筒部上端
２４ａ：第１最薄位相
２４ｂ：第２最薄位相
２５ａ：第１回転位相
２５ｂ：第２回転位相
２６ａ：第１回転下位相線
２６ｂ：第２回転下位相線
２７ａ：第１回転上位相線
２７ｂ：第２回転上位相線
２８ａ：第１仮想線
２８ｂ：第２仮想線
２９ａ：第１円筒部中心軸
２９ｂ：第２円筒部中心軸
３０ａ：第１上フランジ部
３０ｂ：第２上フランジ部
３１ａ：第１上外フランジ部
３１ｂ：第２上外フランジ部
３２ａ：第１上外周円
３３ａ：第１上外貫通孔
３３ｂ：第２上外貫通孔
３４ａ：第１最厚位相上外貫通孔
３５ａ：第１上内フランジ部
３５ｂ：第２上内フランジ部
３６ａ：第１上内周円
３７ａ：第１上内貫通孔
３７ｂ：第２上内貫通孔
３８ａ：第１最厚位相上内貫通孔
４０ ：杭頭部フランジ部
４３ ：杭頭外貫通孔
４７ ：杭頭内貫通孔
５０ ：タワーフランジ部
５３ ：タワー外貫通孔
５７ ：タワー内貫通孔
９０ ：ボルト
９１ ：ナット
１００ ：継手
１１０ａ：第１継手部材
１１０ｂ：第２継手部材
１１４ａ：第１外仮想線
１１８ａ：第１内仮想線
２００ ：継手構造
４００ ：杭
４０８ ：杭傾斜方向仮想線
４０９ ：杭中心軸
４１０ ：杭傾斜方向
４９０ ：鉛直方向
５００ ：ボトムタワー
α ：継手部材傾斜角度
β ：継手傾斜角度
δ ：回転位相傾斜角度
θ ：回転角度
φ ：杭傾斜角度
Ａ ：第１最厚位相
Ｂ ：第２最厚位相
Ｐ ：第１最薄位相
Ｑ ：第２最薄位相
Ｏ ：中心

Claims (2)

1. 地盤に立設された杭の頭部に設置された杭頭部フランジ部と、上部構造物に設けられた上部構造物フランジ部とを継手によって接続する杭構造物の施工方法であって、
   前記継手は、第１継手部材および第２継手部材を具備し、前記第１継手部材および前記第２継手部材はそれぞれ、円筒部と、前記円筒部の一方の端部に設けられた円環状の下フランジ部と、前記下フランジ部に形成された複数の下貫通孔と、前記円筒部の他方の端部に設けられた円環状の上フランジ部と、前記上フランジ部に形成された複数の上貫通孔と、を具備し、前記第１継手部材の前記上フランジ部は前記第１継手部材の前記下フランジ部に対して傾斜し、前記第２継手部材の前記上フランジ部は前記第２継手部材の前記下フランジ部に対して傾斜し、それぞれの傾斜角度が同じであり、
   前記杭が鉛直に対して傾斜した杭傾斜方向および杭傾斜角度を計測する工程（Ｓ１）と、
   前記第１継手部材および前記第２継手部材について、前記円筒部の中心軸を含む仮想面と前記下フランジ部との交線である回転下位相線に対して、前記仮想面と前記上フランジ部との交線である回転上位相線がなす角度である回転位相傾斜角度が、前記計測された杭傾斜角度の１／２になる仮想面を特定する工程（Ｓ２）と、
   前記杭頭部フランジ部に形成された複数の杭頭貫通孔のうち前記杭傾斜方向の杭傾斜方向仮想線に最も近い位置になっている杭頭貫通孔に、前記第１継手部材の複数の下貫通孔のうち前記特定された仮想面における前記回転下位相線に最も近い位置に配置された下貫通孔を重ねて、前記杭頭部フランジ部に前記第１継手部材の下フランジ部を機械式接続手段によって接続する工程（Ｓ３）と、
   前記第１継手部材の複数の上貫通孔のうち前記特定された仮想面における前記回転上位相線に最も近い位置に配置された上貫通孔に、前記第２継手部材の複数の下貫通孔のうち前記特定された仮想面における前記回転下位相線に最も近い位置に配置された下貫通孔を、前記杭の傾斜が打ち消されるように重ねて、前記第１継手部材の上フランジ部に前記第２継手部材の下フランジ部を機械式接続手段によって接続する工程（Ｓ４）と、
   前記第２継手部材の前記上フランジ部に前記上部構造物フランジ部を機械式接続手段によって接続する工程（Ｓ５）とを有することを特徴とする杭構造物の施工方法。
2. 請求項１に記載の杭構造物の施工方法により施工された杭構造物。

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