木材杭

木製杭は、缶詰工場、埠頭、海岸の建物など、多くの歴史的建造物の基礎として使用されています。古い杭は、経年劣化や生物による破壊、腐敗により、修復時に困難な問題を引き起こします。基礎全体を交換することも可能ですが、費用がかかります。木製杭を定期的に検査し、メンテナンスすることで、基礎の寿命を延ばすことができます。

水中や海洋環境での木杭建設は、ヨーロッパではスイスの青銅器時代や石器時代にまで遡る長い歴史を持っています。^[1]

19世紀半ばのスイスの深刻な干ばつで、以前は水に浸かっていた湖の地域が露出し、個人住宅や公共施設の基礎として使われたさまざまな種類の木材杭支持構造物の古代考古学的遺跡が発見されました。これらの木材構造物のデザインは、居住時代（青銅器時代か石器時代か）や、木材が置かれた場所の地質条件によっても異なります。^[1]

この集落はスイス湖沼住民と呼ばれ、チューリッヒ周辺やスイスの他の地域の様々な淡水湖に存在していた。考古学的発掘調査の際、多くの堆積物が空気に触れて溶解した。^[1]

ヴェネツィアでは、初期の杭基礎のいくつかは木材の杭の上に建てられました。初期のヴェネツィアの建設者は、木製のいかだや木材の杭で支えられた不浸透性の石を使用するなどの建築技術を使用していました。^{[2]木材の杭は}ラグーンの底の泥の中に設置されていたため、酸素や有害な微生物が到達できず、腐りませんでした。 ^[2]

2,000年以上前、木工職人は海洋穿孔虫と腐食を認識しており、粗抽出物やさまざまな化学物質を使用して木材を保護していました。^[3]海洋穿孔虫の活動と腐食に対処する方法についてのさらなる研究は18世紀に加速しました。

18世紀と19世紀には、オランダを守っていた木製杭の堤防の劣化や、イギリス海軍の船の腐食と海洋穿孔虫の活動レベルの高さから、木材保存の研究が復活しました。 ^[3]オランダ の初期の堤防は木製杭で支えられていました。^{[4]石炭処理から得られる} クレオソートは、木製杭の腐食を防ぐために18世紀半ばに発見されました。 [ ^3]ジョン・ベセルによるクレオソートの加圧処理の開発も、木製杭建設における重要な進歩でした。^{[3]木製杭で支えられた歴史的建造物は、クレオソートまたは}クロム酸銅ヒ酸で処理されている場合があります。

アメリカ合衆国では、太平洋岸北西部ではダグラスファー材の杭が最も多く使われ、東海岸ではサザンパイン材が最も一般的に使われている。ダグラスファーは、その高い強度、再生可能性、低コストのため、西海岸で最も一般的に使われている。^[5]

西海岸の海域には、グリブル、フナクイムシ、ホラドの3つのグループの海洋穿孔虫が存在し、それぞれが引き起こす被害の種類が異なります。^[6]

グリブル（Limnoria）は、木材の表面に穴を掘る破壊的な甲殻類です。[ ^{6 ]}他の海洋穿孔虫とは異なり、グリブルは木材を食料や隠れ場所として利用し、木材から木材へと容易に移動できます。 [6]グリブルは浅い深さまで穴を掘りますが、それでも1年に1インチずつ山の直径を小さくすることができます。グリブルに侵食された山は、通常、潮の満ち引き​​の線で砂時計の形をしています。^[6]

フナ虫（テレドライト）は、水中の木材に深く潜る木材穿孔性の二枚貝です。^[7]フナ虫に襲われた木材は表面上は無傷に見えますが、内部は迷路のようなトンネルで完全に覆われている場合があります。^[6]フナ虫は、自由に泳ぐ幼虫の段階でのみ、新しい木材に広がります。^[8]フナ虫は木材を襲って穴をあけると、その中に閉じ込められてしまいます。^[8]昔の船乗りは、フナ虫が船の木材に閉じ込められていることに気付き、川をはるか上流まで航海し、数か月間淡水に留まってフナ虫を殺しました。^[8]経験豊富なダイバーは、木材から突き出ているサイフォンを探したり、超音波装置を使用して内部の損傷の範囲を推定したりします。^[8]フナ虫とグリブルの攻撃は、未処理の木材パネルを水に浸し、毎月破壊的にサンプルを採取することでも検出できます。^[8]

岩に穴を掘るハマグリの一種であるフォラッドは、ハワイやメキシコ付近の暖かい海域やオレゴンの海岸沿いで、未処理の木材に穴を掘って木材の表面だけに穴を開け、木材を損傷します。^[8]木材の殻が損傷を受けないようにすることで、このフォラッドの侵入を防ぐことができます。

水面より上の木材は、シロアリ、大工アリ、甲虫など、多くの昆虫の被害を受ける可能性があります。^[9]甲虫の一種であるナセデス・メラヌラ（Nacedes melanura）は、未処理または損傷した処理済みの広葉樹や水分含有量の高い針葉樹を広範囲にトンネルを掘り、さらに木材を劣化させる暗褐色の糞便を残すことで攻撃する可能性があります。^[9]

木材腐朽とは、菌糸が細胞壁に侵入する段階から木材が完全に破壊されるまでの、菌類による木材の侵食のあらゆる段階を指します。^[10]木材に生息する菌類は、水面上の木材の山で最も多く見られます。水中では酸素が不足し、菌類の成長が阻害されるためです。^[10]

未処理の杭の頂上では、1年以内に初期腐食が始まり、2～4年以内に腐敗と呼ばれる目に見える進行段階に達し、ダグラスファーの杭の内部の腐朽部分から4フィート以上に広がることがあります。^[9]表面の劣化や海洋穿孔虫の攻撃がないか杭を検査する際には、三角形の刃のスクレーパー、鋭いシャベル、または鈍いプローブが役立ちます。検査員が劣化の深さを推定できるためです。^[9] これらのツールを使用している間は未処理の木材が露出していることが多いため、露出部分に防腐剤の溶液またはペーストを塗布する必要があります。^[9]

木材の処理後に生じたひび割れは、条件が整えば、穿孔虫や昆虫の被害を受けやすく、腐食も起こりやすくなります。ひび割れの深さ、位置、処理状態を確認するには、杭の初期検査時に評価する必要があります。

切断した杭や木材の上部に高温のクレオソート（150～200°F）、ディーゼル油に溶かしたペンタクロロフェノール、またはミネラルスピリットに溶かしたナフテン酸銅を浸して液体防腐剤を塗布します。 ^[11]

フッ素クロムヒ素フェノール（FCAP）などの固形防腐剤は、乾燥した状態で、またはペースト状で、ロープでキャップを剥がして木材を湿気や腐敗生物にさらす場所に塗布することができます。^[11]

クレオソートはサンフランシスコ北部の沿岸水域における海洋穿孔虫の攻撃を効果的に防ぎます。また、サンフランシスコ南部では、主に暖かい海域に生息する木材穿孔虫の攻撃の可能性が高いため、無機塩（クロム酸銅ヒ素（CCA）またはアンモニア性銅ヒ素（ACA））の使用が推奨されます。^[12]

不浸透性バリアは、木材への穿孔虫の侵入を阻止し、利用可能な酸素を制限することで定着した穿孔虫を殺す嫌気性条件を作り出すことにより、防腐処理された水面下の木材杭を海洋穿孔虫の攻撃から保護することができます。^[13]

ひどく損傷した杭構造は、損傷部分を切り取り、防腐処理した木材に置き換えることで補強できます。^[14]杭をプラスチックのバリアで包むと、25年以上海洋の食害から保護できます。^[14]コンクリートによる杭の補強は、空隙を粗い石とモルタルで埋めるだけで十分です。^[14]損傷がひどい場合は、金属、木材、コンクリート、織りナイロン、またはピッチを含浸させた繊維でできた型枠を、泥線の下2フィートまで杭に固定します。^[14]

木製杭を効果的に保全・維持するためには、定期的な検査を行って、交換が必要になる前に構造物の劣化を検出する必要があります。^[5]杭の検査は5年ごとに行う必要があります。^[5]

劣化の原因と劣化の段階を確かめる最も良い方法の一つは、使用を中止した杭を検査することです。^[5]検査に使用した杭を1本失っても、残りの木製杭と部材の交換を回避できる場合があります。問題を診断するには、木材を短いセクションに切断し、各セクションを縦方向に分割して、防腐剤がどの程度浸透しているかを確認します。^[5]外部から供給された処理済み木製杭の再利用は推奨されません。適用された処理、過去の使用、または最近再処理したように見せるために表面にディーゼル燃料が塗布されたかどうかを知らないと、杭の寿命が短くなる可能性があります。一部の悪質な中古木製杭の供給者は避けるべきです。請負業者の中には、埋め込まれたクレオソートを表面に出すために杭の外側にディーゼル燃料を塗布している人もいるためです。

深い基盤

• ケラー、フェルディナンド、リー、ジョン・エドワード（2017年12月1日）。『スイスの湖畔住居』ロンドン：ロンドン：ロングマンズ、グリーン、アンドカンパニー、pp.1-8、12-16。
• Morrell, Jeffery, J.; Helsing, Guy G.; Graham, Robert D. (1984 年 10 月)。「海洋木材メンテナンス マニュアル: 海洋環境におけるダグラスファーの適切な使用ガイド」。森林研究ラボ、林業および海洋助成プログラム大学(48): 4。{{cite journal}}: CS1 maint: 複数の名前: 著者リスト (リンク)
• >プレジウソ、セシリア。「ヴェネツィアとその潟湖」。未来のヴェネツィア。 2017年12月5日閲覧。
• >ミュラー・ベック、ハンスユルゲン（1961年12月）。「先史時代のスイス湖沼住民」。サイエンティフィック・アメリカン。205 （6）：138-149。JSTOR  24937169。
• 「堤防の歴史」。オランダの堤防。 2017年12月5日閲覧。<

• Singh, Ram D. (2013)。「木製杭支持海洋橋脚の評価」。国際土木工学事例会議。 (3)。
• テザック、スコット、ロー、デビッド、リーダー、アダム (2009 年 2 月)。FEMA P-762、沿岸建設に関する地方自治体ガイド。連邦緊急事態管理庁。pp. 6-1–6-24。
• レイノルズ、TN (2003)。「木製杭と基礎」。BREダイジェスト。479 ：1-10 。
• コリン、ジェームズ G. (2002)。木材杭の設計と施工マニュアル。アメリカ木材保存協会。pp. 1–145。
• クロスマン、マット、シム、ジョナサン (2004)。河川および海岸工学における木材利用マニュアル。ロンドン: Thomas Telford Publishing。pp. 1–348。ISBN 0 7277 3283 8。