ホントのことを伝える
home太陽光スクリュー杭打ちスクリュー杭打設の事前試験

スクリュー杭打設の事前試験

野立て太陽光発電の基礎で用いられるスクリュー杭ですが、現場の状況によっては杭打ちや設備の設置が困難であることがあります。そのようなアクシデントを未然に防ぐため、事前試験と調査が重要となります。

事前試験とは?

野立て太陽光発電の施工現場にて、実際に使用予定のスクリュー杭で杭打ちを行い、引き抜き試験などの各種試験によって、地盤の固さや強度などの状態を確認していく作業のことです。

画像画像

1.スクリュー杭打ち状況 2.引き抜き試験

例えば田んぼや畑などは地盤が軟らかく、スクリュー杭を打っても強度が弱い場合があります。そのような場合に、この試験打ちを実施することによって地盤の強度を調べていきます。

これにより、スクリュー杭工法に適しているのかと現場の土地に適している打設方法についての判断と提案をさせていただきます。試験の結果によっては、スクリュー杭での工法は推奨できない場合もございますが、代替案もご提案させていただきます。

画像

引き抜き試験

アイコンスクリュー杭基礎施工に向いている土地

事前試験はなぜ必要

スクリュー杭工法は、コンクリート基礎に比べれば施工期間が短く、施工費用も安くなるので、コストパフォーマンスがいい工法です。しかしながら、どのような土地でもスクリュー杭工法による施工が可能というわけではありません。現場となる土地の地盤の状態によってはスクリュー杭工法が困難な場合もあります。

硬い地盤へのスクリュー杭打設

画像

地中に小石や岩盤がある等、地盤が硬いとスクリュー杭を打設しようとしても、なかなか打ち込めず、ひどい時にはスクリュー杭が折れ曲がるなどして変形してしまうこともあります。

kusa硬い地盤へのスクリュー杭打設

軟弱な地盤へのスクリュー杭打設

逆に、柔らかい軟弱な地盤や地中に空洞や水脈がある土地でもいけません。スクリュー杭を打ち込むこと自体は問題なく行えます。しかし、スクリュー杭基礎を打ち込んで、架台とパネルを載せて組み上げた後、しばらくすると、架台とパネルが重さで沈んでいき折角の発電設備がダメになってしまいます。強風で杭が抜けてしまうこともあります。当社では、そのような際の設備のメンテナンス等も実施しております。

画像

しかし、それでも万が一のことがあった際は、発電(売電)が中断してしまう恐れがあります。売電利益が出る為に約20年以上の発電を支える基礎となりますので、こうした施工中やその後々のトラブルと損害を防ぎ避ける為に、多少の必要経費と考えてでも、スクリュー杭施工前には現地調査で事前試験を実施することを、ジオリゾームでは強くお勧めしています

事前試験の内容

事前試験には、主に次のような方法があります。

引き抜き試験

画像

引き抜き試験

『引っ張り試験』と呼ぶこともあります。杭を打ち込んで必要強度まで杭を引き抜き、強度が出ているのか確認する試験です。

スクリュー杭を任意の深度まで打設し、その打設した杭に計測器を付けて引っ張ることで、杭の瞬間的負荷にどれだけの耐久性があるのかを試します。上方向に引く『垂直引き抜き試験』と横方向に引く『水平引き抜き試験』で強度を確認します。

太陽光発電施設では、上左右方向に引かれる力というのは風ぐらいしかありません。それも、引き抜かれるような強風だとしたらかなり瞬間的なものになります。台風等によって杭が抜けてしまうと、架台やパネルが歪んで破損する恐れがあります。

画像

歪んだ太陽光パネル

弊社では約1tの強度で計測しますが、よく使われているコンクリート基礎の50cm角でも、その重さは400kg程度なので、この場合、十分な強度が保たれていると言えるかと思います。土質などによっては、1t以下で引き抜けてしまうこともあり、かなり弱いところでは150kg程度でも抜けてしまいます。

画像

メリットとしては、杭を打ち込むので地盤の硬さも確認できて、柔らかい場合、硬い場合によって杭の長さなど調整することで経費を最小限に抑えることができます

例えば2mの杭打ち施工を予定していて、引張り試験の結果1.6mのスクリュー杭でも強度が保てるという事が分かれば、経費の削減にもなります。弊社においては、杭にアタッチメントを装着して弊社保有のジオプローブで引っ張ることで、強度を計測するので、スクリュー杭の打設と一緒にご依頼いただけた場合は費用削減につながります。引き抜き試験は、事前試験の中でも主流になっており、お客様の安心感にもつながりますので、実施をおすすめ致します。

スウェーデン式サウンディング(SS)試験

画像

野立て太陽光発電設置予定地の地盤が、どの程度の硬さなのかを調べる試験です(※戸建て住宅の地盤試験として最もポピュラーになっている試験です)。

この試験は、先端がドリル状(スクリューポイント)なっている鉄の棒(ロッド)を地面に垂直に立てて、それにおもりを載せた荷重、そのまま回転を加えた場合に対するそれぞれの沈み込む深さ(貫入量)を測定し、土層構成と地盤の強さを判定するものです。

荷重と回転数を計測して、地盤の強度を表す「N値」を算出することで、事前にどのような基礎を選定すればいいかなどに役立ちます。このN値が低すぎると、地盤の沈下などを引き起こす原因にもなるので、重要な指標となってきます。例えば、50cm掘ってみようとしたが岩盤になっており、スクリュー杭での施工が好ましくない現場もあるので、そのような現場での事前計画が立てやすくなるというのも利点の一つです。

あくまで土壌の組成を調べるもので参考となる程度ですが、野立てで太陽光発電を設置する際にきちんとSS試験を実施しておけば、後々のトラブルを防ぐことにつながります。スクリュー杭工法にて設置する際は、一般的にN値4~7が理想と言われております。

押し込み(平板載荷)試験

画像
画像

地面に打設したスクリュー杭基礎に直接荷重を加えていき、その杭の沈下量から地盤の支持力(地盤が支えられる荷重の大きさ)を求める試験方法です。

スクリュー杭に計測装置類を取り付け、ユンボなどの重機によって荷重を加えていき、時間をかけてどの位沈下したのかを計測します。大型の重機類が入りにくい地域や短時間で計測したい場合は、計器にブロックや重機のアーム等によって荷重を加えて計測する簡易式の試験方法もあります。

画像

押し込み試験を行う事によってスクリュー杭基礎が沈下してしまうトラブルの対策と防止につながります。

押し込み(平板載荷)試験は家などを建てる際に、その基礎を地盤が硬い地層まで何mも打ちこむために行います。太陽光発電施工の場合だと地盤調査もせず表面の地盤だけで硬さを判断して、地盤が柔らかくても気づかずに架台やパネル設置してしまうケースがあります。そうすると何年かすると架台やパネルの重さで杭が沈下してしまい、その影響で架台が曲がる、パネルが割れるといった破損が起こるのです。

特に雪がよくふる豪雪地帯等では、パネルや架台への積雪によって荷重が急速にかかり、発電設備が大きく損壊してしまうという事例が多くあります。長期の運用のためにも引き抜き試験だけでなく押し込み試験が必要な案件も増えています。

上記のうち以下の3つを、事前3試験といいます。

事前3試験
  1. 『垂直引き抜き(引張り)試験』
  2. 『水平引き抜き(引張り)試験』
  3. 『垂直引き抜き試験』と『水平引き抜き試験』は、強風によって、架台が上や左右に動いた時に、耐久力があるかの試験。

  4. 『押込み(平板載荷)試験』
  5. 『押込み試験』は、積雪によって荷重がかかった時の耐久力の試験です

    構造計算によりますが、垂直引き抜き試験は700kg以上、押込み試験は900kg以上、水平引き抜き試験は350kg以上の数値が概ね欲しいところです。

事前試験が増えている理由

太陽光発電施設の事前試験と言うと引抜き試験もしくはSS試験が多く、当社でも年間10案件以上はご依頼をいただいておりました。しかし、今現在ではSS試験や引抜き試験だけでなく「押込み試験をして欲しい」というご相談が増えております。

使用前自己確認制度

2015年から太陽光発電の設置が急激に増えて施工不良による重大事故・被害が多発したため、「経済産業省が安全性確保に向けた対策を見直したことにより、「使用前自己確認制度」が導入されました。

この制度によると、
「出力500kW以上の太陽光発電を設置する前に技術基準に満たしているか確認する必要があり、事前試験を実施しなければいけないのです。」

また、これまでは台風や突風などで太陽光発電が飛ぶ危険性を一番に考慮した引抜き試験だけの事前試験が多くございました。しかし、既に設置している太陽光発電施設で基礎が荷重に耐えきれず沈んでしまいパネルが割れたり、架台が曲がってしまったりという、事故も増えているため、引抜き試験だけでなく、押込み試験が増えているのです。

どのような土地なのかを情報としてご相談頂ければ、どのような方法で試験を行うか、また、他の試験方法を行うかなど、安心して頂けるようなご提案もさせていただきます。

太陽光発電施工の事前試験に関してご相談がある方は、是非ともお問い合わせください 。全国対応いたします。

アイコン自社保有機械と、自社施工の特徴 アイコン取り扱い重機と打設方法 アイコンスクリュー杭打ちでよく頂くご質問 アイコン施工実績

お問い合わせ 問い合わせ お見積り 杭打ち問い合わせ

*24時間対応 休業時間帯は、転送で直接担当者につながります。

杭打ち問合せ 産業用お見積り マッチング スタッフブログ 情報誌