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太陽光発電スクリュー杭打ち・先行掘削

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かわい

太陽光発電の地盤沈下で架台の沈下や浮き上がり、メンテナンス等でお困りではないですか?そのままにしておくととても危険です。 杭基礎工事300件、打設本数65,000本以上の実績を持つ当社では、台風や大雨などで被害を受けた架台やパネルの、様々な補修方法・復旧方法もご提案しています。

ジオリゾームの「太陽光発電 地盤沈下対策工事」

メンテナンスフリーと言われてきました太陽光発電ですが、産業用太陽光発電(野立て太陽光発電)が4・5年も経ってくると、様々な箇所で、メンテナンスが必要になってきます。

「太陽光発電設備のO&M(運用監視(Operation)と保守(Maintenance))」という言葉もよく聞かれると思いますが、太陽光発電設備を長期的に安全に稼働させるためには、維持管理やメンテナンスがとても重要になります。
また、改正FIT法により、事業計画認定申請時にメンテナンスの計画を提出することが義務化されています。

事前対策と早期リペア

かわい

特に、軟らかい地盤や硬い地盤では、以下のことが起こりやすくなります。

  • 軟らかい地盤だとしっかりと打設したつもりでも、地盤沈下により少しずつ杭が沈下していくことによって架台の倒壊
  • 硬い地盤だとなかなか杭が打設できないので、無理矢理に杭を打ち込み過ぎて穴が広がってしまい、これもまた杭が抜けやすくなってしまう

つまり、現地の地盤にあった適切な資材を、適切な工法で施工することが重要です。

当社では、そのようなことを防ぐために羽の広いスクリュー杭の使用固い岩盤への先行掘削の他、地盤や打設した杭の強度を確認する事前試験も実施しています。

また、経年による架台の沈下や浮き上がりを放置し続けると大規模災害時の被害がさらに増大していくケースが増えています。早期のリペアやメンテナンスが発電と売電の期間継続を左右します

スクリュー杭や架台の沈下とその対策

前述の通り、架台やスクリュー杭の沈下の要因は地盤が柔らかかったせいか、杭を打ち込み過ぎてしまったかの2つの要因がほとんどです。

目安としては、スクリュー杭に多くの沈下が見受けられる場合は、地盤が柔らかすぎたパターン。スクリュー杭がところどころ沈下している場合は、杭の打設のし過ぎのパターンだと思われます。

台風などへの強風対策:パネル補強(5点留め&6点留め)

台風等の強風は、発電施設の杭基礎を浮き上がらせて抜いてしまい、架台倒壊のほかにソーラーパネルが吹き飛ばされるといった大きな被害を生み出します。当社案件でも、近年の暴風により架台とパネルが大きく歪んでしまい、多数の発電施設で修繕とメンテナンスを要したことがあります。

台風被害

スクリュー杭が抜けてしまった場合、架台を下げないようにしつつクリュー杭を掘り起こして処置します。再び強風で浮き上がることがないようにセメントで固め、単管を繋いで固定などの対策をとります。

このように当社では、強風被害に対してもメンテナンスと修繕を行い、少しでも早い復旧ができるように努めさせていただいています。また、強風による損壊を未然に防ぐためにも、通常の多くの太陽光発電施設では太陽光パネルを金具4点留めして固定しているところを、5点留めや6点留めにすることによって強度を上げておく処置もおすすめしています。

左:金具4点留め 右:金具6点留め

架台の高さ調整に便利な「ダブルフランジ(嵩上げ杭)」のご紹介

スクリュー杭を打設する際、杭の高さを調整して打設していきますが、地形が凸凹していたり、地質の硬さのよっては高さが足りなくなってしまうことがあります。

写真の現場では、南西方向の傾斜地となっており、北東方向(写真奥)の方は、地面からの距離が短いスクリュー杭の打設になります。一方、南西方向(写真手前)は、地面からの距離がかなり長くなっているので、2.5mのスクリュー杭を使用して打設をしていきました。しかし、それでも必要としている高さ(レベル)まで届かなかったので、ダブルフランジを間に入れて結合して、レベルの不足分を補いました。

ダブルフランジ

ダブルフランジ

このように、ダブルフランジは高さを継ぎ足し、スクリュー杭のレベルを調節していく際に重宝する建材です。ダブルフランジの上下のフランジ(お皿部分)の間の長さのサイズは、300mm、500mm、900mm、1000mmがあります。こちらのダブルフランジですが、当社で販売を行っておりますので、在庫確認も含め、御入用という方はお気軽にご連絡ください

尚、スクリュー杭との接合にはネジ部品も必要となりますが、そちらも販売しています。また、「100mmサイズのダブルフランジが欲しい!」など、3種類以外のダブルフランジのご要望にも対応させて頂きます。

ダブルフランジ 販売価格(税抜き)
L-100 2400円
L-300 2,500円
L-500 2,600円
L-900 2,900円
L-1000 3,300円

※ボルト、ナット、ワッシャー 1セット300円(税抜き)
※フランジは、全てφ200mmで8個穴です。
※送料は含んでおりません。

メンテナンス事例

宮城県案件

スクリュー杭の沈下により、架台とパネルが歪んでしまいました。地盤沈下対策工事を施し、復旧を行いました。

杭基礎が30cmも沈下したことにより、架台がずれてパネルを押さえる金具の爪が外れてしまいました。金具の数を増やして強度を増やしても、地盤沈下によって外れてしまったら十分な効果を発揮できません。このまま放置してしまうと強風によってパネルが吹き飛び二次被害を起こす恐れがあります。

 


復旧施工後。

加東市案件

スクリュー杭の沈下がみられたため、地盤沈下対策工事をして、復旧を行いました。

左:沈下により端のパネル部分が歪んでいます 右:メンテナンス後

加東市案件②

スクリュー杭の沈下がみられたため、地盤沈下対策工事をして、復旧を行いました。

上:沈下によりパネル部分が歪んでいます 下:メンテナンス後。遠景、近影

三田市案件

大型台風の影響で、太陽光パネル4枚が飛んでしまい、スクリュー杭も5本抜けかけました。 

台風被害台風被害
台風によって下から吹き上げられて大きく歪んだパネル架台

スクリュー杭のねじ山部分が見えてしまっている程、杭が抜けてしまっています。このような場合、架台を下げないようにしつつスクリュー杭を掘り起こして処置します。車に使用するジャッキで固定し、杭の掘削、異形直交クランプを入れた後、1mの単管をかませることにしました。その後はまた強風で浮き上がらないようにセメントで固め、単管を繋いで固定しました。

台風被害、復旧台風被害、復旧スクリュー杭を補強し、強風対策としてソーラーパネルの押さえ金具も4点留めから6点留めに変更しました。

三田市案件②

お客様よりスクリュー杭の沈下のお問合せをいただき、現場調査を行ったのち、復旧作業を実施しました。


杭が沈下し、パネルが下がり歪んでしまいました(左)。復旧作業を施し直しました(右)。

スクリュー杭や架台の沈下を放置すると、パネル同士に負荷がかかり破損につながります。無傷のパネルまで損傷することになり、大きな出費となってしまいます。
幸い、早い段階でご連絡を受けたため、パネルへの損傷もなく継続して発電できることになりました。

台風・豪雨・雪などで起こる太陽光発電基礎へのダメージと復旧

近年は、豪雨や大型台風が本当に多くなりました。自然災害で影響を受けやすいのは基礎部分です。その他、地震や積雪等によっても、今後は想定外の被害規模が生じてくる可能性も増加していくものと思われます。具体的な、災害による被害とその復旧方法を見ていきたいと思います。

台風などの強風による被害

台風被害

台風被害台風被害
  1. 強風により、スクリュー杭が一部浮き上がってしまい、架台が変形してしまう。
  2. 強風により、ソーラーパネルの抑えていた金具が破壊される。強風により、ソーラーパネルの抑え金具が破壊し、パネルが飛んでいってしまう。

パネルが1枚でも飛んでいってしまうと、他のパネルに当たり、パネルの破壊枚数が多く出てしまいます。

スクリュー杭先端

対策として、①で注意するべき点は、地盤が非常に硬い場合と柔らかい場合です。
地盤が非常に硬い場合、スクリュー杭の羽の部分が削れて摩耗してしまっている可能性が高いです。単管のような状態になってしまい、摩擦する箇所がなくなるので、抜けやすくなります。人が触って確認した程度では、スクリュー杭の打設の強度は分かりません(人が触れた程度でグラグラと揺れるようでは、その時点で危険ですが…)ので、注意が必要です。
地盤が柔らかいと、地中深くまで杭を打設したつもりでも強風によって架台が浮いて持ち上げられてしまい、杭が抜けやすくなってしまいます。

②の対策ですが、押え金具の個数を増やすことをオススメします。
多くの太陽光発電システムのパネルは、4段で4点留めだと思います。強風が吹いた時、4段目の押え金具が破損してしまい、3段目、2段目とパネルが飛んでいってしまいます。つまり、4段目が飛ばされなかったら、3段目以降のパネルが飛ぶことを押えられる可能性が上がります。
これから、4段目のパネルを4点留めから5点留めや6点留めにして、強度を上げることで、強風対策が可能になります。

豪雨による被害

当社では雨による被害報告はまだありませんが、ニュースなどの報道で、雨により土台が削られて地盤が脆くなり、土砂崩れが発生してソーラーパネルや架台ごと施設が破壊されてしまったという事例を聞きます。

土砂崩れ被害

特に傾斜地における雨への対策は非常に重要で、場合によっては、太陽光発電をやらないという選択肢もあって良いと思います。事故により交通機関、道路などのインフラへの損害や人的被害が発生する前に、無理な造成工事や太陽光発電の設置は止めておくべきです。
また、地盤が柔らかい場所で杭施工を行っていた場合、雨などによって少しずつ杭の周りの地盤が削られて緩んでいき、地盤沈下していく原因にもなります。

雪による被害

雪による架台やソーラーパネルの破損も増えてきている印象があります。積雪の重量に設備が耐え切れず倒壊してしまうのです。この倒壊や破損の要因は2つ上げられます。

積雪被害

1:地面からの距離が短い

地面からの高さが無い場合、架台やパネルに積もった雪が滑り落ち続けるが、だんだんと落ちるところがなくなってしまいます。結果、パネル上に雪が残ってしまい、その重みで倒壊してしまいます。 

積雪被害

2:パネルの傾斜角度

積雪が滑り落ちやすいように、最低でも20度以上の傾斜角度は必要としたほうがいいでしょう。

強風だけでなく、雪が多く降る地域では、今までに経験したことのないような想定外の積雪への対策についてこれからも考えたほうが無難です。

かわい

ジオリゾームでは太陽光発電の地盤沈下対策工事に特化した、また、お客様のご要望に応じた様々なメンテナンス・災害復旧を行っています。気になること、お困りのことなどございましたら、お気軽にお問い合わせください!

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