JP6949386B2

JP6949386B2 - 基礎部を活用した塔状建造物の倒し方法

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Publication number: JP6949386B2
Application number: JP2019512118A
Authority: JP
Inventors: 吉野　佳秀; 佳秀吉野; 良明青木
Original assignee: Besterra Co Ltd
Current assignee: Besterra Co Ltd
Priority date: 2017-04-13
Filing date: 2017-04-13
Publication date: 2021-10-13
Anticipated expiration: 2037-04-13
Also published as: JPWO2018189852A1; CN110520582A; US20200071949A1; US11053705B2; WO2018189852A1

Description

本発明は、塔状建造物の倒し方法に関し、特に、地盤に固設された基礎部に固定支持された塔状建造物を解体のために倒す塔状建造物の倒し方法に関する。

建造物は、その老朽化や他の新たな建造物への建て替えの必要等の理由から解体され、撤去されるが、当該建造物が高さの大きい塔状の建造物である場合、作業は時間と手間のかかる大変なものとなる。例えば、塔状の建造物を解体する場合、足場やクレーン等を準備し、塔状の建造物を頂部から底部に向かって小さな断片に切断してクレーン等で地上に降ろし、その後塔状の建造物を支持していた基礎を解体することとなる。

かかる塔状の建造物の解体作業を迅速かつ容易に行うために、塔状の建造物を倒して解体する発明が特許文献１に提案されている。

具体的には、塔状の建造物である熱風炉の蓄熱室を倒して解体する方法であって、蓄熱室の下部にある通気部に硬化剤を流し込んで硬化させて蓄熱室の最下部位置の上部領域を補強し、
蓄熱室の倒し方向側最下部位置を構成する土台部分を、蓄熱室が自立状態を維持できる範囲で除去し、
蓄熱室に対しその倒し方向に力を加え、蓄熱室を倒すことを特徴とするものである。

特許文献１の解体方法によれば、蓄熱室は土台部分が除去された方向、すなわち、意図する倒し方向に安全且つ確実に倒すことができ、その後、地上で一斉に塔状建造物を解体することができる。したがって、クレーンや足場を組む必要も無く、倒した後の解体作業も迅速に行うことが可能となる。

特許第４７９０３５７号公報

しかし、特許文献１の解体方法によれば、蓄熱室の倒し方向に力を加えて蓄熱室を倒す際、土台と接する蓄熱室の最下部位置の上部領域が転倒支点となり、当該転倒支点に座屈荷重が集中して座屈し、意図する倒し方向とは異なる倒し方向へと蓄熱室が転倒するおそれがあった。土台と接する蓄熱室の最下部位置の上部領域は、通気部を形成しており、一般に強度の弱い部分である。

そこで、特許文献１の解体方法においては、この通気部に硬化剤を流し込んで硬化させて補強することで上記座屈を防ぎ、蓄熱室が意図する倒し方向とは異なる方向に転倒することを防ぐ必要があった。

この特許文献１の解体方法が抱える転倒支点の座屈の課題は、蓄熱室を解体する場合に限られることではない。すなわち、塔状建造物を特許文献１の方法で解体しようとすると、塔状建造物の高さが大きくなればなるほどその質量は増大し、塔状建造物の転倒支点にかかる座屈荷重は大きくなる。特許文献１の蓄熱室の場合には転倒支点に通気部空間が存在するために硬化剤を充填することができたが、塔状建造物の種類次第では転倒支点の強化が困難な場合も考えられる。転倒支点の強化が不十分であれば、意図する方向とは異なる方向へ塔状建造物が転倒する虞があり、危険である。

また、転倒支点の強化には硬化剤を充填することから、硬化させるための時間や手間がかかる。したがって、より簡易に塔状建造物を倒す方法が求められていた。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、従来よりも安全に、より簡易且つ迅速に塔状建造物を倒す方法を提供することにある。

上記目的を達成するための請求項１に記載の発明は、地盤に固設された基礎部に固定支持された塔状建造物を解体のために倒す塔状建造物の倒し方法において、前記基礎部を略水平方向に切断することによって前記基礎部を前記塔状建造物に固定されている上部基礎と地盤に固定されている下部基礎とに分割する基礎部分割工程と、前記上部基礎を上方から前記略水平方向の切断により生じた略水平面まで縦方向に切断し、該上部基礎を前記塔状建造物が固定支持されている支持基礎部と塔状建造物から切り離された分離基礎部とに分割する上部基礎分割工程と、該分離基礎部を除去する除去工程と、前記支持基礎部の前記縦方向切断した縦方向切断面の下端辺を転倒軸として、前記塔状建造物を前記支持基礎部と一緒に倒す倒し工程と、を有し、前記転倒軸が、該転倒軸の軸方向視で前記塔状建造物の重心よりも前記塔状建造物の倒れ方向側に位置することを特徴とする。

この構成によれば、基礎部を上部基礎と下部基礎に分割し、上部基礎を塔状建造物を固定支持する支持基礎部と分離基礎部とに分割して分離基礎部を除去し、転倒軸を中心として支持基礎部を倒すことで塔状建造物を簡易且つ迅速に倒すことができる。

このとき、頑丈な基礎により転倒軸（転倒支点）が形成されることから、座屈荷重の集中によっても転倒軸を保つことができ、意図する方向へと塔状建造物を倒すことができるので、安全である。

また、頑丈な基礎がそのまま転倒支点となることから、転倒支点を補強する必要もなく、転倒支点の補強を有する従来の倒し方法よりもより簡易且つ迅速に塔状建造物を倒すことが可能となる。

さらに、転倒軸がその軸方向視で塔状建造物の重心よりも塔状建造物の倒れ方向側に位置することから、除去工程後においても塔状建造物が自立可能となり、除去工程後の予期せぬ塔状建造物の自然転倒を防止することができ、安全である。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の塔状建造物の倒し方法において、前記縦方向切断面が、上方から下方に移行するにつれて前記塔状建造物の重心側へと漸次近接する斜行断面であることを特徴とする。

この構成によれば、転倒軸を塔状建造物の重心により近接させることが可能となるため、縦方向切断面が略垂直となる場合と比較して容易に塔状建造物を倒すことが可能となる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の塔状建造物の倒し方法において、前記略水平面における前記塔状建造物の重心から前記転倒軸までの最短距離が、前記略水平面における前記重心から前記基礎部の側面部までの最短距離の１／２以下であることを特徴とする。

この構成によれば、略水平面における塔状建造物の重心位置から比較的近い位置に転倒軸が位置することから倒し工程における重心移動距離が小さくなり、塔状建造物は速やかに自重による自然転倒に移行する。したがって、より小さな力でより簡易且つ迅速に塔状建造物を倒すことが可能となる。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れか１項に記載の塔状建造物の倒し方法において、前記転倒軸及びその近傍を含む領域において、前記下部基礎及び前記支持基礎部が完全に切断されていない連続部を有し、前記連続部の強度が、前記倒し工程において前記塔状建造物が倒れる過程で前記連続部が破断しうる程度の強度であることを特徴とする。

この構成によれば、倒し工程の初期においては下部基礎と支持基礎部とは連続部によって繋がっているため、倒し工程の初期における転倒軸のズレを防止することができる。また、倒し工程の中期以降は支持基礎部の転倒軸を中心とした回動によって連続部が破断し、塔状建造物を倒すことができる。これにより、より確実に塔状建造物を意図する方向に倒すことが可能となる。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の何れか１項に記載の塔状建造物の倒し方法において、前記倒し工程が、前記基礎部分割工程後に前記下部基礎上に設けられた押し上げ手段によって前記支持基礎部の底面を押し上げる押し上げ動作を含むことを特徴とする。

この構成によれば、下部基礎上に押し上げ手段を設けることで下部基礎をそのまま反力受け面として活用することができ、且つ、支持基礎部の底面を押し上げるという簡易な動作で塔状建造物を倒す力を発揮させることができる。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜５の何れか１項に記載の塔状建造物の倒し方法において、前記除去工程と前記倒し工程との間に、前記下部基礎の、前記転倒軸よりも前記塔状建造物の倒れ方向側の部分を除去する下部基礎の一部除去工程を有することを特徴とする。

この構成によれば、倒し工程において塔状建造物が転倒した際、支持基礎部が、下部基礎の一部が除去された領域に落ち込み可能となるので、塔状建造物を意図する方向により確実に転倒させることができる。

本発明によれば、基礎部を上部基礎と下部基礎に分割し、上部基礎を塔状建造物を固定支持する支持基礎部と分離基礎部とに分割して分離基礎部を除去し、転倒軸を中心として支持基礎部を倒すことで塔状建造物を簡易且つ迅速に倒すことができる。

本発明の実施の形態に係る塔状建造物を示す側面図である。本実施の形態に係る塔状建造物の倒し方法の基礎部分割工程を示す図である。同じく、上部基礎分割工程及び除去工程を示す図である。同じく、下部基礎の一部除去工程を示す図である。同じく、下部基礎の一部除去工程後の下部基礎２６の略水平面２０ａを上から見た平面図である。同じく、倒し工程を示す図である。本実施の形態の変形例を示す図であり、（Ａ）除去工程後及び（Ｂ）倒し工程を示す。倒し工程の他の例を示す図である。塔状建造物の他の例としての蒸留塔５０を示す図である。塔状建造物の他の例としての煙突６０を示す図である。塔状建造物の他の例としての送電鉄塔７０を示す図である。塔状建造物の他の例としての電波塔８０を示す図である。塔状建造物の他の例としての熱風炉９０を示す図である。

次に、本発明の実施の形態について図に基づいて詳細に説明する。地盤に固定された基礎部に固定支持された塔状構造物を解体のために倒す塔状建造物の倒し方法を、図１〜図６を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態に係る塔状建造物を示す側面図、図２は塔状建造物の倒し方法の基礎部分割工程を示す図、図３は上部基礎分割工程及び除去工程を示す図、図４は下部基礎の一部除去工程を示す図、図５は下部基礎の一部除去工程後の下部基礎２６の略水平面２０ａを上から見た平面図並びに図６は倒し工程を示す図である。

図１に示すように、本実施の形態において、塔状建造物１０は、塔１２の上端部にナセル１４及びブレード１６を有する発電用風車であるが、後述するように、本発明の塔状建造物は発電用風車に限られるものではない。

塔状建造物１０は、塔１２を介して鉄筋コンクリート製の基礎部２０に固定支持されている。基礎部２０は、地盤Ｇに打ち込まれた図示しない杭に強固に固定されている。すなわち、基礎部２０は、基礎部２０の一部である杭を介して地盤Ｇに固設されている。なお、杭は必須というわけではなく、地盤Ｇの種類や塔状建造物の高さに応じて任意に選択され得る。

次に、本発明の塔状建造物の倒し方法の各工程について説明する。本発明の塔状建造物の倒し方法は、基礎部分割工程、上部基礎分割工程、除去工程及び倒し工程を有する。

［基礎部分割工程］
基礎部分割工程を図２により説明する。図２に示すように、基礎部２０を略水平方向に真っ二つに切断する。切断は、例えば、ワイヤーソーを用いて行うことができる。

基礎部２０は、略水平方向の切断により生じた略水平面２０ａによって上部基礎２２及び下部基礎２６に分割される。略水平面２０ａは、完全な水平面である必要はなく、若干斜行する断面であっても構わない（以上、基礎部分割工程）。

［上部基礎分割工程］
次に、上部基礎分割工程を図３により説明する。図３に示すように、上部基礎２２を上方から縦方向に略水平面２０ａまで切断する。上部基礎２２を略鉛直方向に切断しても良いが、本実施の形態においては実際には斜め方向に切断しており、したがって、切断後の縦方向切断面２２ａは、同図に示すように、上方から下方に移行するにつれて塔状建造物１０の重心Ｃ側へと漸次近接する斜行断面となっている。この縦方向切断面２２ａにより、上部基礎２２は、塔状建造物１０が固定支持されている支持基礎部２３と、塔状建造物１０から切り離された分離基礎部２４とに分割される（以上、上部基礎分割工程）。

［除去工程］
分離基礎部２４は、倒し工程の前に除去される。分離基礎部２４の除去は、分離基礎部２４に図示しないワイヤロープの一端を固定し、ワイヤロープの他端をウインチや車両で牽引することにより行うことができる。ワイヤロープの一端の分離基礎部２４への固定は、例えば、分離基礎部２４表面にＵ字フックやＬ字フック等を設け、これにワイヤロープの一端を括り付けることによりなされる。

分離基礎部２４の除去後は、倒し工程において後述するように、支持基礎部２３における略水平面２０ａと縦方向切断面２２ａとの境界線（縦方向切断面２２ａの下端辺２２ａａ）が転倒軸２３ａとなる。転倒軸２３ａは、図３に示すように、側面視で塔状構造物１０の重心Ｃよりも塔状建造物１０の倒れ方向側（図示左側）に位置することが好ましい（以上、除去工程）。

［下部基礎の一部除去工程］
本工程では、下部基礎２６の、転倒軸２３ａよりも塔状建造物１０の倒れ方向側の部分を除去する。本実施の形態においては、図４に示すように、下部基礎２６を、転倒軸２３ａよりも塔状建造物１０の倒れ方向側の位置２６ａから縦方向に切断し、下部基礎２６の切断部２９を除去する。切断部２９の除去は、分離基礎部２４の除去と同様の方法で行うことができる。

なお、除去される切断部２９は、略水平面２０ａ上の位置２６ａから転倒軸２３ａまでの長さが縦方向切断面２２ａの長さよりも小さくなるように設定される。これにより、後述するように、より確実に意図する方向に塔状建造物１０を転倒させることができるからである。

また、本実施の形態においては、基礎部分割工程よりも後に下部基礎２６上に押し上げ手段２８を設ける。押し上げ手段２８は、例えば、ジャッキを用いることができる。

押し上げ手段２８は、例えば、図４に示すように、下部基礎２６を側面から切削して凹部２７を形成し、この凹部２７に設置される（以上、下部基礎の一部除去工程）。

図５は下部基礎の一部除去工程後の下部基礎２６を上から見た平面図であるが、図示のように、略水平面２０ａにおける塔状建造物１０の重心Ｃから転倒軸２３ａまでの最短距離Ｄ_ａｃは、略水平面２０ａにおける重心Ｃから一部除去前の基礎部２０（２６）の側面部２６ａまでの最短距離Ｄ_ｓｃの１／２（すなわち、１／２Ｄ_ｓｃ）よりも小さいものとなっている。なお、上記最短距離Ｄ_ａｃは、１／２Ｄ_ｓｃ以下であることが好ましく、特に、１／３Ｄ_ｓｃ以下であることが好ましい。

本実施の形態においては、略水平面２０ａが円形の断面である場合のＤ_ｓｃと１／２Ｄ_ｓｃの大きさを対比しているが、略水平面２０ａの形状が、四角形、六角形、四角星等、他の形状である場合であっても上記Ｄ_ｓｃと１／２Ｄ_ｓｃの大きさの関係は当てはまる。

［倒し工程］
次に、倒し工程を図６により説明する。本工程では、同図に示すように、転倒軸２３ａを中心に支持基礎部２３の縦方向切断面２２ａが下部基礎２６の略水平面２０ａに近接する方向に支持基礎部２３を回動させて塔状建造物１０を支持基礎部２３ごと倒す。

倒し工程は押し上げ手段２８によって支持基礎部２３の底面２３ｂ（横断面２０ａ）を押し上げる押し上げ動作を含み、この押し上げ動作により、図６に示すように、支持基礎部２３ａが矢印１００方向に回動して塔状建造物１０が支持基礎部２３ごと転倒する。

なお、押し上げ動作の際、凹部２７に設けられた押し上げ手段２８の押し上げ高さが最大となった後は、図６に示すように、別の押し上げ手段２８を下部基礎２６上にさらに設置し、再び押し上げ動作を行うことで、塔状建造物１０を完全に転倒させることができる（以上、倒し工程）。

したがって、本実施の形態に係る塔状建造物の倒し方法によれば、基礎部２０を上部基礎２２と下部基礎２６に分割し、上部基礎２２を塔状建造物１０を固定支持する支持基礎部２３と分離基礎部２４とに分割して分離基礎部２４を除去し、転倒軸２３ａを中心として支持基礎部２３を倒すことで塔状建造物１０を簡易且つ迅速に倒すことができる。

このとき、頑丈な基礎部２０により転倒軸２３ａ（転倒支点）が形成されることから、座屈荷重の集中によっても転倒軸２３ａを保つことができ、意図する方向へと塔状建造物１０を倒すことができるので、安全である。

また、頑丈な基礎部２０がそのまま転倒支点となることから、転倒支点を補強する必要もなく、転倒支点の補強を必要とする従来の倒し方法よりもより簡易且つ迅速に塔状建造物１０を倒すことが可能となる。

さらに、図３及び図４に示すように、転倒軸２３ａの軸方向視で転倒軸２３ａが塔状建造物１０の重心Ｃよりも塔状建造物１０の倒れ方向側（図示左側）に位置することから、除去工程後においても塔状建造物１０は自立可能である。したがって、除去工程後の予期せぬ塔状建造物１０の自然転倒を防止することができ、安全である。

そのうえ、縦方向切断面２２ａが上方から下方に移行するにつれて塔状建造物１０の重心Ｃ側へと漸次近接する斜行断面であるから、転倒軸２３ａを塔状建造物１０の重心Ｃにより近接させることが可能となるため、縦方向切断面２２ａが略水平面２０ａに対して略垂直となる場合と比較して容易に塔状建造物１０を倒すことが可能となる。

また、略水平面２０ａにおける塔状建造物１０の重心Ｃから転倒軸２３ａまでの最短距離Ｄ_ａｃが、略水平面２０ａにおける重心Ｃから基礎部２０（２６）の側面部２６ａまでの最短距離Ｄ_ｓｃの１／２以下であるから、略水平面２０ａにおける重心Ｃ位置から近い位置に転倒軸２３ａが位置して倒し工程における重心移動距離が短くなり、塔状建造物１０は速やかに自重による自然転倒に移行する。したがって、より小さな力でより簡易且つ迅速に塔状建造物１０を倒すことが可能となる。

さらに、倒し工程が押し上げ手段２８による押し上げ動作を含むことから、下部基礎２６上に押し上げ手段２８を設けることで下部基礎２６をそのまま反力受け面として活用することができ、且つ、支持基礎部２３の底面を押し上げるという簡易な動作で塔状建造物１０を転倒させることができる。

そのうえ、倒し工程において塔状建造物１０が転倒した際、支持基礎部２３が、下部基礎２６の一部（切断部２９）が除去された領域に落ち込み可能となるので、塔状建造物１０を意図する方向により確実に転倒させることができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されることはなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、上記実施の形態においては、下部基礎２６と支持基礎部２３とは完全に切り離されているが、下部基礎の一部除去工程後においても下部基礎２６と支持基礎部２３とが完全に切り離されないものとしてもよい。

図７は、本実施の形態の変形例を示す図であり、同図（Ａ）は下部基礎の一部除去工程後を示し、同図（Ｂ）は倒し工程を示している。同図において上記実施の形態と同様の要素には、同一の符号を付しその説明を省略する。

図７（Ａ）に示すように、本変形例においては、下部基礎の一部除去工程後においても下部基礎２６と支持基礎部２３とが完全には切断されておらず、転倒軸２３ａに重心Ｃ側で隣接する部位は両者が連続する連続部３１となっている。

連続部３１の強度は、倒し工程において塔状建造物１０が倒れる過程で連続部３１が破断しうる程度の強度である。したがって、倒し工程の押し上げ手段２８による押し上げ動作に伴って連続部３１に上下方向への引張り力が作用し、図７（Ｂ）に示すように連続部３１は破断する。

この連続部３１によれば、倒し工程の初期においては下部基礎２６と支持基礎部２３とは連続部３１によって繋がっているため、倒し工程の初期における転倒軸２３ａのズレ（例えば、支持基礎部２３が下部基礎２６に対して重心Ｃの軸まわり方向への回動すること等）を防止することができる。また、倒し工程の中期以降は支持基礎部２３の転倒軸２３ａを中心とした回動によって連続部３１が破断し、塔状建造物１０を倒すことができる。これにより、より確実に塔状建造物１０を意図する方向に倒すことが可能となる。

また、上記実施の形態においては、押し上げ手段２８の押し上げ動作によって支持基礎部２３を矢印１００方向に回動させ、塔状建造物１０を倒しているが、これに限られるものではなく、他の動作により塔状建造物１０を倒しても良い。

図８は、倒し工程の他の例を示す図である。図示のように、ナセル１２の下部にはフック４１が設けられており、フック４１にはワイヤロープ４３の一端が固定されている。

そして、ワイヤロープ４３の他端を牽引することにより、転倒軸２３ａを中心として支持基礎部２３の縦方向切断面２２ａが下部基礎２６の略水平面２０ａに近接する方向に支持基礎部２３を回動させて塔状建造物１０を倒すこととしてもよい。なお、図８の変形例においては、下部基礎の一部除去工程は行われていないが、かかる変形例も本発明の塔状建造物の倒し方法に含まれる。

また、ワイヤロープ４３を用いた引張り動作と、押し上げ手段２８の押し上げ動作とを併用してもよい。

さらに、上記実施の形態においては、塔状建造物として発電用風車を例示しているが、これに限られるものではなく、基礎部を有する塔状の建造物であればどのようなものであってもよい。例えば、蒸留塔５０（図９）、煙突６０（図１０）、送電鉄塔７０（図１１）、電波塔８０（図１２）、熱風炉９０（図１３）や、橋脚、塔状ビルディングその他種々の塔状建造物を挙げることができる。

そのうえ、一つの基礎部上に設けられた複数の塔状建造物についても本発明の塔状建造物の倒し方法を適用することができる。すなわち、一つの基礎部を切断して転倒軸を形成し、転倒軸を中心として当該一つの基礎部ごと複数の塔状建造物を回動させて倒すこととすればよい。

１０塔状建造物
２０基礎部
２２上部基礎
２３支持基礎部
２３ａ転倒軸
２４分離基礎部
２６下部基礎
２８押し上げ手段
３１連続部

Claims

地盤に固設された基礎部に固定支持された塔状建造物を解体のために倒す塔状建造物の倒し方法において、
前記基礎部を略水平方向に切断することによって前記基礎部を前記塔状建造物に固定されている上部基礎と地盤に固定されている下部基礎とに分割する基礎部分割工程と、
前記上部基礎を上方から前記略水平方向の切断により生じた略水平面まで縦方向に切断し、該上部基礎を前記塔状建造物が固定支持されている支持基礎部と塔状建造物から切り離された分離基礎部とに分割する上部基礎分割工程と、
該分離基礎部を除去する除去工程と、
前記支持基礎部の前記縦方向切断した縦方向切断面の下端辺を転倒軸として、前記塔状建造物を前記支持基礎部と一緒に倒す倒し工程と、を有し、
前記転倒軸が、該転倒軸の軸方向視で前記塔状建造物の重心よりも前記塔状建造物の倒れ方向側に位置することを特徴とする塔状建造物の倒し方法。
前記縦方向切断面が、上方から下方に移行するにつれて前記塔状建造物の重心側へと漸次近接する斜行断面であることを特徴とする請求項１に記載の塔状建造物の倒し方法。
前記略水平面における前記塔状建造物の重心から前記転倒軸までの最短距離が、前記略水平面における前記重心から前記基礎部の側面部までの最短距離の１／２以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の塔状建造物の倒し方法。
前記転倒軸及びその近傍を含む領域において、前記下部基礎及び前記支持基礎部が完全に切断されていない連続部を有し、
前記連続部の強度が、前記倒し工程において前記塔状建造物が倒れる過程で前記連続部が破断しうる程度の強度であることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の塔状建造物の倒し方法。
前記倒し工程が、前記基礎部分割工程後に前記下部基礎上に設けられた押し上げ手段によって前記支持基礎部の底面を押し上げる押し上げ動作を含むことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の塔状建造物の倒し方法。
前記除去工程と前記倒し工程との間に、前記下部基礎の、前記転倒軸よりも前記塔状建造物の倒れ方向側の部分を除去する下部基礎の一部除去工程を有することを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の塔状建造物の倒し方法。