JP2005113501A - 基礎杭兼用貯蔵タンク及びその施工方法並びに貯水された水の使用方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 建築物の基礎杭が水等の貯蔵タンクを兼ね上水設備の負荷を軽減し河川の増水による災害を防止し環境保全に役立ち簡易に雨水等の貯水が可能となる基礎杭兼用貯蔵タンク及びその施工方法並びに貯水された水の使用方法を提供することを目的とする。
【解決手段】 本発明は下端部１３がコンクリートで閉塞され口径１２００ｍｍ、長さ４．３ｍ、厚さ１２ｍｍの鋼管杭１１を５本使用する。上端部が建築物３の基礎２に固定された５本の鋼管杭１１と、下端部側１３において鋼管杭同士が連通する連通管１２と、鋼管杭は水の流入路１４とポンプ１５とを備える。施工方法は鋼管杭と同じ口径及び厚さのケーシングを遥動しつつ圧入し、ケーシング内を掘削して鋼管を接続して更に圧入して鋼管杭を構築する。連通管は鋼管杭に坑口を設けて、推進工でスパイラル継手付き塩化ビニール管を設置する。貯蔵された水は、トイレ及び庭の散水等に使用される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、基礎杭兼用貯蔵タンク及びその施工方法並びに貯蔵された水の使用方法に関する。更に詳しくは、地中に埋設されて建築物の基礎に固定されると共に、モノが貯蔵できる構造の基礎杭兼用蔵タンク、その施工方法並びに貯蔵された水の使用方法に関する。

居住空間を制限するため貯蔵タンクの設置は、困難な場合が多い。また、この貯蔵タンクに雨水等の天然の水を貯蔵して利用することは、単に渇水対策だけでなく防災対策、環境保全に有効である。また、上水は大きなエネルギーを使用して作られている。トイレの流し水、洗車及び草木への散水等は、上水を使用する必要はない。更に、上水には滅菌用の塩素が混入しており、この水を洗車や庭の散水に使用するのは却って害が発生する恐れがある。
従って、雨水等を貯水して使用することは、資源の有効活用になり、上水の負担が軽減される。また、渇水時であっても庭木の散水、洗車、防火用水をして使用できるうえに水道料金の節約もできる。また、降水時の河川の負担が軽減され、大雨の時の河川の増水による災害を防止する。更に、地震等の災害による緊急時には飲料水とすることも可能である。

一方、トイレに使う水量は４人家族で、１年間に約７３ｍ^３といわれている。日本の降水量から計算すると４人家族のトイレ洗浄水を雨水だけでまかなうには６ｍ^３の雨水貯蔵タンクが必要になるという試算もある。また、トイレ以外に洗車、庭木の散水等の全てを雨水等でまかなうとすると約１０ｍ^３の雨水タンクが必要となると考えられる。また、この量を確保するには１００ｍ^２（約３０坪）の集水面積が必要であると試算されており、これは日本の一般家屋の屋根の面積に相当する。従って、一般家庭においては、飲料水以外の水を雨水等でまかなうには約１０ｍ^３貯水槽が必要となる。

しかし、雨水等の有効利用は今後必要不可欠なものになりつつあるものの、１０ｍ^３の雨水貯蔵タンクの設置にかかる費用は、水道料金の節約によっては、設置費用を回収できないのが現状である。更に、貯蔵タンクの設置場所についても問題がある。建築会社等においても雨水利用システムの技術の蓄積は少ない。

一方、一般的に建築物を構築するときには、基礎の上に建築物を構築するが、軟弱地盤上に構築する時は鋼管杭等の多数の中空体杭部材を軟弱地盤より下方にある支持地盤に打ち込んで固定して、この上に基礎を構築している。この建築物の中空基礎杭に雨水及びその他のものを貯蔵することにより、雨水貯蔵タンク等の設置場所及び設置費用を減少させることができる。
本願発明は、建築物の基礎杭が雨水等の貯蔵タンクを兼ねて、上水設備の負荷を軽減し、河川の増水による災害を防止し、環境保全に役立つと共に、簡易に雨水等の貯蔵が可能となる基礎杭兼用貯蔵タンク及びその施工方法並びに貯蔵された水の使用方法を提供することを目的とする。

本願発明は以下のとおりである。
１．地中に埋設され、下端部が閉塞され、上端部が建築物の基礎に固定された中空杭を備えることを特徴とする基礎杭兼用貯蔵タンク。
２．上記中空杭が複数であり、該中空杭は下端部で外中空杭同士を連通する連通管を備える上記１．記載の基礎杭兼用貯蔵タンク。
３．上記中空杭は４個以上であり、該中空杭は正方形形状若しくは長方形形状に配置され、又は該正方形形状若しくは該長方形形状の中心に更に中空杭が１つ配置された形状である上記２．に記載の基礎杭兼用貯蔵タンク。
４．該中空杭が鋼管杭である上記１．乃至３．のいずれかに記載の基礎杭兼用貯蔵タンク。
５．上記貯蔵タンクは水を貯蔵するものであり、上記下端部側において上記中空杭同士が連通する連通管と、少なくとも１つの該中空杭に設けられた水の流入路と、少なくとも１つの該中空杭に設けられた揚水装置と、を備える１．乃至４．のいずれかに記載の基礎杭兼用貯蔵タンク。
６．上記流入路は、雨水を流入させるためのものである上記５．に記載の基礎杭兼用貯蔵タンク。
７．上記流入路は、沈砂装置及び／又は濾過器を備える上記５．又は６．に記載の基礎杭兼用貯蔵タンク。
８．上記中空杭の各々は上部においてオーバーフロー管で連結され、該中空杭の少なくとも１つは外溝に接続されたオーバーフロー管を備え上記５．乃至７．のいずれかに記載の基礎杭兼用貯蔵タンク。
９．更に、地中に埋設され、下端部が閉塞され、上端部が建築物の基礎に固定されていなくて、且つ該基礎の外側に配置され、水の流入路及び揚水装置を有する中空杭であって、該中空杭は上記基礎杭兼用貯蔵タンクの中空杭の少なくとも１つと連通する中空杭を備える上記５．乃至８．のいずれかに記載の基礎杭兼用貯蔵タンク。
１０．上記２．乃至上記９．のいずれかに記載の基礎杭兼用貯蔵タンクの施行方法において、鋼製円筒のケーシングを搖動又は旋回しつつ地中に圧入し、ケーシング内を掘削し、該ケーシングと同一の径を有する鋼管を該ケーシングに接続し、更に搖動又は旋回しつつ圧入することにより鋼管杭を構築する工程と、鋼管杭を構築した後にコンクリートによって該鋼管杭の下端部を閉塞する工程と、該鋼管杭及びこれと連通する鋼管杭の下端側に連通管設置用坑口を設けて該鋼管杭同士を連通する連通管を推進掘削し埋設する工程を有することを特徴とする基礎杭兼用貯蔵タンクの施行方法。
１１．上記１．乃至９．のいずれかに記載の基礎杭兼用貯蔵タンクに貯水された水を使用することを特徴とする水の使用方法。
１２．上記貯水された水は雨水であり、該貯水された水はトイレの水洗用、庭木散水用、洗車用、掃除用及び家屋冷却用のうちの少なくとも１つに使用される上記１１．に記載の水の使用方法。
１３．上記貯水された水は緊急時に飲用及び／又は食品に用いる上記１２．に記載の水の使用方法。

本発明の基礎杭兼用貯蔵タンクは建築物の基礎の下方地中部に設置されるために居住空間を制限することなく効率的に利用でき、地下に設置されるため貯蔵タンク内の温度が１年をとおして平均しているために食品等の貯蔵に適する。また、日光があたらないため藻等の植物の発生等がなく水を貯蔵した場合は貯水を清潔に保持できる。また、基礎杭と貯蔵タンクとを兼用するため簡易に施工できる。
また、中空杭が複数であって、この中空杭が下端部で中空杭同士が連通管を備える場合は、建築物の基礎の補強効果が大きく且つ多量の貯蔵が容易となる。
更に、中空杭が、正方形、長方形又は、該正方形若しくは該長方形の中心に更に該中空杭が１つ配置された形状である場合は、基礎杭としての機能と貯蔵タンクとしての機能を容易に兼ね備えることができる。
また、中空杭が鋼管である場合は、強度が大きく且つ溶接・溶断が可能であり連設管等の配管などが容易となる。
更に、この貯蔵タンクは水を貯蔵するものであり、下端部側において中空杭同士が連通する連通管と、少なくとも１つの中空杭に設けられた水の流入路と、少なくとも１つの中空杭に設けられた揚水装置と、を備える場合は、水の貯蔵が容易であり更に貯蔵した水の使用が容易である。
また、水の流入路が雨水を流入させるためのものである場合は、集水が容易である。
更に、流入路に沈砂装置及び／又は濾過器を備える場合は、清澄な水が貯水できる。
また、中空杭の各々は上部においてオーバーフロー管で連結され、該中空杭の少なくとも１つは外溝に接続されたオーバーフロー管を備える場合は、水面上の挟雑物を排出することができ、更に大量に降水があった場合にも適量の貯水が可能である。
更に、地中に埋設され、下端部が閉塞され、上端部が建築物の基礎に固定されていなくて、且つ該基礎の外側に配置され、水の流入路及び揚水装置を有する中空杭であって、該中空杭は上記基礎杭兼用貯蔵タンクの中空杭の少なくとも１つと連通する中空杭を備える場合は、水の流入配管、汲み上げ装置等の設置及びその維持管理が容易となるうえに、水の貯水量も多くすることができる。
本発明の基礎杭兼用貯蔵タンク施工方法によれば、簡易に基礎杭兼用貯蔵タンクを施工できる。
本発明の基礎杭兼用貯蔵タンクに貯水された水の使用方法は、あらゆる用途に貯水された水を使用でき、上水設備の負荷を軽減し、河川の増水による災害を防止し、環境保全に役立つ。
また、貯水された水がトイレの水洗用、庭木散水用、洗車用、掃除用及び家屋冷却用のうちの少なくとも１つに使用される方法である場合は上水設備の負荷を軽減し、河川の増水による災害を防止し、天然資源の有効利用となり且つ環境保全に役立つ。
更に、貯水された水が緊急時に飲用及び／又は食品に使用される方法である場合は、更に天然資源の有効利用となる。

本発明について、以下本発明を詳しく説明する。
本発明は建造物の基礎杭と貯蔵タンクを兼用し、中空体の基礎杭の中に種々のモノが貯蔵できる。この基礎杭は建造物の基礎を支えるものであり通常は複数で建造物を支えるが、その機能を果たす限り単数とすることもできる。
基礎杭を貯蔵タンクと兼用するためには、複数の基礎杭同士を連通して複数の基礎杭を一体として貯蔵タンクとして使用するのが効率的である。また、この基礎杭兼用貯蔵タンクは、基礎を支えるものであるから構造的に強固でなくてはならない。更に、雨水等を有効利用するためには容量も一定以上なくてはならない。そして、簡易且つ容易に施工でき、貯水された水の使用方法は容易なものなくてはならない。

本発明の「基礎杭兼用貯蔵タンク」は地中に埋設され、下端部が閉塞され、上端部が建築物の基礎に固定された中空杭を備えることを特徴とする。
この基礎杭兼用貯蔵タンクは建築物の基礎を支持する強度を備えていて、モノを貯蔵できる構造であれば大きさ、形状及び材質等は特に限定されない。ここで上記タンクとは液体を貯蔵するものならずあらゆるモノを貯蔵する容器を意味する。

また、この中空杭は既知の基礎杭を適用できる。形状は特に限定されないが、強度及び施工方法を考慮すると円筒状が好ましい。
また、この中空杭の材料は基礎を支持する強度を備えれば特に限定されない。例えば、鋼管、鉄筋コンクリート管、ステンレス管、樹脂ライニング鋼管、及び鋳鉄管等で作製される。これらのうちで鋼管が好ましく用いられる。強度が大きく、加工性に富み、耐腐食性が大きく且つ安価のためである。

この中空体杭の長さは特に限定されない。地表面から支持地盤までの距離により任意に選択できる。市販の中空杭が使用でき、特にこの杭が鋼管等の金属製である場合は、必要に応じて溶接又は溶断により杭長を調節することができる。一般家庭においては好ましくは２〜１０ｍ、より好ましくは４〜８ｍのものが使用される。

この中空杭の口径も基礎を支持する強度を備えれば特に限定されない。荷重、施工方法、土質、支持層及び杭長等を考慮して適宜選択できる。本発明に使用される中空杭は、一定量以上の貯蔵を目的とするため、好ましくは９００〜３０００ｍｍ、より好ましくは９５０〜２５００ｍｍ、更に好ましくは１０００ｍｍ〜２０００ｍｍである。上記範囲であるとモノの貯蔵量が容易となるためである。また、９００ｍｍ未満であると後述する連通管１２（図１参照）敷設のための機器の設置が困難になり、３０００ｍｍを超えると中空杭の構築施工が困難となる場合がある。

また、この中空杭の肉厚は、基礎を支持する強度を備えれば特に限定されない。杭の口径、荷重、施工方法、土質、支持層、杭長及び腐食代等から計算することができる。上記中空杭が鋼管杭である場合は好ましくは１０〜３０ｍｍである。地中における鋼管の腐食代は０．０２ｍｍ／年以下であることを考慮すると(建設基礎構造設計基準・同解説）上記肉厚の範囲で十分に安全といえる。
中空杭が鋼管杭である場合は、杭の口径と肉厚の好ましい組合せは、直径が２０００ｍｍ〜３０００ｍｍの場合は、肉厚が１６〜３０ｍｍ、であり、直径が１０００〜２０００ｍｍの場合は肉厚が１２〜１６ｍｍである。

図１に示すように中空杭の下端部１３は閉塞される。この閉塞に使用される材料の種類は中空杭から漏水しないものであれば特に限定されない。例えば、コンクリート、樹脂、ゴム及び鋼板等の金属等が挙げられる。これらのうちでコンクリートが好ましく使用される。この下端部の閉塞は中空杭を地中に埋設前にしてもよいし、又は埋設後に閉塞してもよい。効率的な基礎杭兼用貯蔵タンクの施工を考慮すると、鋼管を地中に埋設した後、コンクリートを打設して閉塞するのが好ましい。
このコンクリートの打設量は、鋼管杭の口径により適宜選択されるが、この口径が１０００〜３０００ｍｍである場合は、コンクリート打設量は好ましくは１０００〜１５００ｍｍ、より好ましくは１０００〜１４００ｍｍ、更に好ましくは１０００〜１３００ｍｍの厚さにする。

この中空杭の上端部は建造物３の基礎コンクリート２に固定する。この固定方法は既知の方法が適用できる。基礎杭の口径が大きく貯蔵タンクの上部からヒトの出入又はモノの搬出入をする開口部を備える構造とする場合は、具体例として、図２及び３に示すように基礎杭の上端部にＨ型鋼２１等を架け渡し基礎杭とＨ型鋼等を溶接又は固着具等で固定する。通常はこの基礎杭に固定されたＨ型鋼２１等と鉄筋を溶接等して固定し、基礎コンクリートを打設して中空杭と建築物基礎を固定する。また、上記開口部を設ける場合は、中空杭の内側にステップを備えることが好ましい。

貯蔵するモノが水等の液体であり、貯蔵タンクにヒトの出入する構造又は貯蔵タンクの上部からモノの搬出入をする構造としない場合は、図１に示すようにこの貯蔵タンクの上端部を閉塞して建造物基礎に固定することもできる。この閉塞に使用される材料の種類及び閉塞方法は前記中空杭の下端部を閉塞する場合のものを適用できる。また、この建造物３は、一般住宅のみならず、店舗、事務所、集合住宅及びオフィスビル等のあらゆる種類の建造物とすることができる。

この中空杭は複数であり、中空杭は下端部で中空杭同士を連通する連通管を備えることが好ましい。基礎杭としての機能を考慮すると複数から構成され、貯蔵タンクとしての機能を考慮すると下端部において連通する連通管を備えることが好ましいためである。
この中空杭の数は建築物３の基礎２を支持する強度を備えていて、一定量以上のモノが貯蔵できるものであれば特に限定されない。また、この複数の中空杭の配置も特に限定されない。

好ましい中空杭の配置及び数は図４〜７に示すように、中空杭は４個以上であり、この中空杭は正方形形状若しくは長方形形状に配置され、又はこの正方形形状若しくは長方形形状の中心に更に中空杭が１つ配置された形状である。ここで正方形形状若しくは該長方形形状の中心とは正方形又は長方形の各々の角からほぼ等距離の中心近傍のことをいう。この配置及び数であると基礎の補強効果に優れ且つ貯蔵量も確保しやすいためである。また、わが国の一般住宅に適用可能性が大きいためである。

この連通管の形状は各中空杭を連通できれば特に限定されない。連通管の強度、設置の容易及びコストを考慮すると断面が円形であるのが好ましい。
また、この連通管の材料は特に限定されない。例えば、塩化ビニール管、鋼管、鋳鉄管、樹脂ライニング鋼管及び鉄筋コンクリート製管が挙げられる。このうちで塩化ビニール管及び鋼管が好ましく用いられる。

この連通管の口径は、特に限定されない。ヒトが通行できる構造とする場合は８００〜１５００ｍｍ、より好ましくは１０００〜１４００ｍｍである。
また、水等の液体を貯蔵する場合は、各々の中空杭同士を水が円滑に連通できれば特に制限されないため、好ましくは１００〜２００ｍｍ、より好ましくは１２５〜１５０ｍｍである。

貯蔵タンクは水を貯蔵するものであり、上記下端部側において上記中空杭同士が連通する連通管と、少なくとも１つの該中空杭に設けられた水の流入路と、少なくとも１つの該中空杭に設けられた揚水装置と、を備えることが好ましい。

複数の中空杭１１の少なくとも１つは、水の流入路１４を備える。少なくとも１つとあるのは、いずれかの中空杭に水が流入すれば中空杭同士は連通管で連通されているためである。また、複数の中空杭の全てにこの水の流入路を備えていてもよい。この流入路の形状および材料等は特に制限はない。具体例としては、鋼管及び塩化ビニール管等が用いられる。この口径は好ましくは７５〜２００ｍｍ、より好ましくは１００〜１５０ｍｍである。上記範囲であると大量の水を短時間に流入させることができるためである。この流入路１４の取付け位置は中空杭１１の上端部側が好ましい。

この中空杭１１同士は中空杭の下端部側で連通管１２により連通されている。この基礎杭兼用貯蔵タンクが水を貯蔵する場合は、この連通管は中空杭の少なくとも１つに水が注入された場合に、全ての中空杭に貯水できるように連通されていればよい。例えば、図４のように連通していてもよいし、図５〜７の示すように連通していてもよい。この連通管の配置場所は、可能な限り中空杭の下端部に近いところが好ましい。各中空杭内に貯水された水を有効利用できるためである。

この流入する水の種類は特に制限されない。雨水、河川の水、上水及び井水等が挙げられる。これらのうちで雨水が好ましい。この雨水は地表に降水するものを集水したものであってもよいし、建築物の屋根に降水した雨水を集水したものであってもよい。特に建築物の屋根に降水する雨水は効率的に集水でき、基礎杭兼用貯水槽に流入させることができるため好ましい。

雨水は基本的には蒸留水であって清潔な水であるが、大気中の塵及び埃等混入し、又は、屋根に付着ししている塵及び埃等が混入する。従って、初期雨水は選別して廃棄するのが好ましい。

また、この流入路には、沈砂装置１６及び／又は濾過器１７を設けることが好ましい。この沈砂装置の形状は特に限定されない。流入水に対して十分に砂等が沈殿できるように有効平面積が大きいものが好ましい。また、沈殿した砂及び汚泥等を容易に取り出すとことができる形状が好ましい。この沈砂装置はコンクリート製、金属製及びプラスチック製等で製作することができる。建築物の屋根に降水した雨水を貯蔵するための沈砂装置の具体例を図９に示す。集水管１６１からこの沈砂装置に導入された雨水の出口１６２は水の流入路１４に接続する。この装置に沈殿した砂等はバルブ１６３から排出できる。

また、この流入路の途中には濾過器１７が取り付けられることが好ましい。埃、塵及び枯葉等の挟雑物の混入を防止するためである。濾過器の形状及び種類等は特に限定されない。この流入路に取り付ける前記沈砂層及びこの濾過器はいずれを上流側に取り付けてもよい。

この中空杭の各々は上部においてオーバーフロー管１９で連結され、該中空杭の少なくとも１つは外溝に接続されたオーバーフロー管を備えていることが好ましい。各々の中空杭の上部においてオーバーフロー管で連結するのは、水に浮いた共雑物を排除できるためである。この連絡管の材料は特に限定されない。例えば、塩化ビニール管、鋼管等が挙げられる。また、此の間の口径も特に限定されない。好ましくは５０〜１００ｍｍ、より好ましくは６５〜１００ｍｍ、更に好ましくは７５〜１００ｍｍである。

中空杭の少なくとも１つには、オーバーフロー管１８が外溝に取り付けられる。このオーバーフロー管の取り付け位置は、前記した流入路の取付け位置とほぼ同様の高さに取り付ける。このオーバーフロー管は排水溝に接続し逆流防止のために開口することが好ましい。このオーバーフロー管は各中空杭に設置しても良いが、中空杭の少なくとも１つに取り付ければ足りる。このオーバーフロー管の材料は特に限定されない。例えば、鋼管及び塩化ビニール管が挙げられる。中空杭の流入路の位置よりも基礎杭兼用貯水槽の貯水水位が高くならないようにオーバーフロー管の口径は選択できる。オーバーフロー管の口径は好ましくは７５〜１５０ｍｍである。

この中空杭の少なくとも１つには、水の汲み上げ装置１５が備えられることが好ましい。このくみ上げ装置は、水を汲み上げることができれば特に限定されないが一般にはポンプを使用する。このポンプは既知のポンプを使用できる。例えば、ボリュートポンプ、定量ポンプ等が挙げられるが、ボリュートポンプのうちで水中ポンプ及びフート弁付の自吸式地上設置ボリュートポンプが好ましく用いられる。特に圧力センサーにより作動するポンプが好ましい。また、緊急時のために自家発電機付の電動ポンプを備えることもできる。

この基礎杭兼用貯蔵タンクは、図８に示すように更に地中に埋設され、下端部が閉塞され、上端部が建築物の基礎に固定されていなくて、且つ該基礎の外側に配置され、水の流入路及び揚水装置を有する中空杭であって、該中空杭は上記基礎杭兼用貯蔵タンクの中空杭の少なくとも１つと連通する中空杭２０を備えることが好ましい。

すべての中空杭がその上端部で建築物の基礎に固定されていると、水の汲み上げポンプの設置、配管、ポンプの保守管理が困難な場合が生じるためである。更に、所望の貯水量を確保するためにも好ましい。この中空杭の大きさ、配置及び数は特に限定されない。所望の貯水量に応じて、計算される。この貯水槽は前記した中空杭と同様のものを使用することができるし、他の構造のものを使用することができる。この中空杭は基礎を支える強度を必要としない。従って所望貯水量が大きい場合は、基礎を支える強度と関係なくその大きさを設計できる。

基礎杭兼用貯蔵タンクの施工方法は特に限定されないが、一般的に以下に示す施工方法による。即ち図１０に示すように鋼製円筒形状のケーシング４を圧入機４１のウデ４３で抱えて搖動又は旋回しつつ圧入しケーシング内を掘削することにより鋼管杭を構築する工程を有する。具体的には、鋼管杭と同じ口径のケーシング４を芯出し後搖動又は旋回しつつ地中に圧入する。所定の位置まで圧入したらケーシング内を図１１に示すように掘削して土を取り出す。その後、このケーシングに同口径の鋼管を溶接又はボルトナット等の固着具で接合して再度搖動しながら圧入する。このケーシングは鋼管杭の一部となる（以下このケーシングを含めて「鋼管杭」という）。所定の位置まで圧入ができたら、再度鋼管内を掘削して土を取り出す。上記作業を繰り返して、所定の深さまで鋼管を地中に圧入して鋼管杭を構築する。この鋼管杭構築工程は騒音及び振動が少なく環境に悪影響を及ぼさない。

また、上記工程で構築された鋼管杭の下端部をコンクリート打設により閉塞する工程を有する。このコンクリートの打設量は前述したものが適用できる。
コンクリートを所定の高さまで打設した後、通常は鋼管杭を好ましくは５００〜８００ｍｍ、より好ましくは６００〜７００ｍｍ引き抜く。図１２に示すように、その後コンクリートは固化して鋼管杭はコンクリートの台に乗った状態となる。この状態であると、鋼管杭に対する上からの荷重に対して、良好な閉塞が保持できる。また、地盤の状態によっては鋼管杭を引き抜く必要はない。更に、コンクリート打設前に鋼管杭の中に地下水が溜まっている状態である場合は、トレミー管を使って水中コンクリートを打設することもできる。

更に、この鋼管杭及びこれと連通する鋼管杭の下端側に連通管設置用坑口を設けて連通管を埋設推進する工程を有する。図１３に示すようにこの坑口の大きさは連通管の口径よりも若干大きいものにする。
この埋設推進は鋼管杭に開けられた坑口からこれと連通する鋼管杭の坑口を直線的にオーガ掘削する。この掘削・排土後連通管を設置する。この連通管の口径は前記詳述したものが適用できる。また、連通管の材料は上記鋼管杭に開けられた坑口同士を連接できれば特に限定されない。例えば、スパイラル継手付塩化ビニール直管及びスパイラル継手付鋼管の直管等が挙げられる。これらのうちでスパイラル継手付塩化ビニール直管が好ましく用いられる。その後、鋼管杭の坑口に差し込まれた連通管と鋼管杭を接合する。

この接合方法は特に限定されなく、既知の接合方法を用いることができる。例えば図１４に示すように鋼管杭１１に連通管１２の口径より若干大きい口径のフランジ５により連通管の口径の約２／３の孔を備えたゴムシート５１をボルトナット等で取り付け、図１３に示すように、このゴムシートの孔５２に連通管を貫入し、このゴムシートをホースバンド５３等で固定する。また、ゴムシートと坑口の間に図１３に示す用に充填剤５４を注入することが好ましい。この充填剤の種類は特に限定されないが、シリコンゴムが好ましく用いられる。上記の方法で連通管を設ける場合は、耐震性を考慮して図１３に示すように、この連通管を中空杭内に好ましくは１００〜２００ｍｍ貫入させる。

また、連通管がスパイラル継手付鋼管の直管等の場合は、この連通管を鋼管杭に溶接することもできる。この推進工法よれば連通管を取り付けるために、地表面から連通管取付け位置まで新たに掘削する必要がないため、簡易に連通管が敷設できる。

基礎杭兼用貯蔵タンクに貯水された水の使用方法は特に制限されない。あらゆる用途に使用できる。具体的には、トイレの水洗用及び掃除用等の洗浄用、庭木散水用及び農作物灌漑等の散水用、家屋冷却用及び機械冷却水用等の冷却水用、飲用及び食品用等の飲食品用等が挙げられる。

これらのうちで、トイレの水洗用、庭木散水用、洗車用、掃除用及び家屋冷却用のうちの少なくとも１つに使用されることが好ましい。これらの用途は一般家庭で常に必要とされるためである。

また、緊急時には飲用及び／又は食品用として使用することができる。この場合は、一般的に濾過及び殺菌して用いられる。濾過は既知の方法が使用できる。具体的には、砂等を用いた緩速濾過又は急速濾過、活性炭又はゼオライトを使用した吸着濾過、ミクロフィルターを使用したフィルターによる濾過等が挙げられる。また、これらを組み合わせて濾過することもできる。殺菌方法としては、既知の方法が使用できる。具体的には煮沸等の熱殺菌、塩素等の薬品による殺菌及びオゾン等による殺菌が挙げられる。これらのうちで熱殺菌が好ましい。簡易且つ確実に殺菌できるためである。また、これらを組み合わせて殺菌することができる。
更に、貯水された水が上水である場合は殺菌のみで又は濾過のみで使用することもできる。

１．口径１２００ｍｍ、肉厚１２ｍｍ、長さ２ｍのケーシング４を圧入機４１を用いて芯出し後搖動しつつ地中に圧入し、ケーシング内の土を掘削機４２で排出した。次いで、口径１２００ｍｍ、肉厚１２ｍｍ、長さ２ｍの鋼管を溶接し更に搖動しつつ地中に圧入した。掘削機で土を排出した後、更に口径１２００ｍｍ、肉厚１２ｍｍ、長さ１ｍの鋼管をボルトナットで接合し、更に搖動しつつ地中に圧入した。その後、鋼管杭の下端部１３にコンクリートの高さが１０００ｍｍになるように打設し、次いでこの鋼管を７００ｍｍ引き上げた。コンクリート面から地表面までの距離は４ｍとなり地表面から上の部分の鋼管を溶断して取り除いた。同様に図４に示すような配置で５本の鋼管杭１１を構築した。

その後、各鋼管杭１１に鋼管杭同士が連通可能にするため、鋼管杭の下端部側から３００ｍｍの位置に直径１８０ｍｍの坑口を設けた。次いで、この中空杭の坑口から連通すべきく鋼管杭に向かってオーガを備えた推進掘削機で掘削・排土した。その後、呼径１５０ｍｍのスパイラル継手付塩化ビニール管の直管を図４に示すような配置で連通管１２を敷設し、この連通管と鋼管杭を前記詳述した方法で接合した。
次いで、水の流入路として呼径１００ｍｍの塩化ビニール管を管の中心が地表面より３００ｍｍ下方になるように設けた。また、この流入路と同じ高さにオーバーフロー管１８として呼径１００ｍｍの塩化ビニール管をとりつけ、外溝に接続した。また、揚水装置１５として１．５ｋｗのフート弁つきの自吸式ボリュートポンプを取り付けた。鋼管杭に鋼板の蓋を溶接しその上に建築基準法に適合するように１３ｍｍのダブル鉄筋を組み２００ｍｍの厚さコンクリートを打設して建築物基礎２を設け、更に、この基礎に基礎杭兼用貯蔵タンクの荷重耐久性能調査のため鋼管杭1本に付１５トンの荷重をかけた。

その後、水の流入路から２ｍ^３／時間で、上水を注入した。１０時間でオーバーフロー管から水が流出した。２ｍ^３／時間の注水は、降雨量２０ｍｍ／時間、１００ｍ^２の屋根から集水したものと同等である。この水の注入路及びオーバーフロー管には異常が認められず、激しい降雨時にも管の口径は適切であることがわかる。
注水から１５０日経過後においても鋼管杭中の水は減少が見られず、漏水は見られない。このことから、鋼管杭の下端部のコンクリートによる閉塞及び連通管と鋼管杭の接合は適切に行われていることが解かる。
また、基礎に沈下は認められず、本発明の基礎杭兼用貯水の地盤補強は十分であることがわかる。
また、１５０日経過後において、貯水された水は十分清澄であり異臭は感じられず、藻等の発生もみられなかった。この水を使用して、トイレの水洗に使用した結果、便器が水により汚染されることなく上水を使用した場合と同等の清潔感がえられた。

以上より、本発明の基礎杭兼用貯蔵タンクは従来の基礎杭と同様の効果を有するとともに、十分な貯水量が得られ、広く建築等及びモノの貯蔵等に利用できる。

基礎杭兼用貯蔵タンクの説明図である。 鋼製中空杭の上にＨ型鋼を架渡して建造物の基礎に固定した断面模式図である。 鋼製中空杭の上にＨ型鋼を架渡して建造物の基礎に固定した平面模式図である。 基礎杭兼用貯蔵タンクを上方から見た場合における、正方形形状の中心に更に中空杭が１つ配置された形状の配置及び連接管の連接状態の説明図である。 基礎杭兼用貯蔵タンクを上方から見た場合の中空杭の配置及び連接管の連接状態の他の態様の説明図である。 基礎杭兼用貯蔵タンクを上方から見た場合の中空杭の配置及び連接管の連接状態の他の態様の説明図である。 基礎杭兼用貯蔵タンクを上方から見た場合の中空杭の配置及び連接管の連接状態の他の態様の説明図である。 基礎杭兼用貯蔵タンクの他の態様の説明図である。 沈砂装置の断面模式図である。 ケーシングを圧入する場合の説明図である。 ケーシング内を掘削する場合の説明図である。 鋼管杭の下端部を閉塞した場合の説明図である。 鋼管杭に連通管を取り付けた場合の説明図である。 連接管の取付に使用するゴムを装着した状態のフランジの平面図である。

符号の説明

１：基礎杭兼用貯蔵タンク、１１：中空杭、１２：連通管、１３：中空杭下端部、14：水流入管、１５：揚水装置、１６：沈砂層、１７：濾過器、１８：オーバーフロー管、２：建築物基礎、３：建築物、４：ケーシング、４１：圧入機、４２：掘削機、５：フランジ、５１：ゴムシート。

Claims (13)

1. 地中に埋設され、下端部が閉塞され、上端部が建築物の基礎に固定された中空杭を備えることを特徴とする基礎杭兼用貯蔵タンク。
2. 上記中空杭が複数であり、該中空杭は下端部で該中空杭同士を連通する連通管を備える請求項１記載の基礎杭兼用貯蔵タンク。
3. 上記中空杭は４個以上であり、該中空杭は正方形形状若しくは長方形形状に配置され、又は該正方形形状若しくは該長方形形状の中心に更に中空杭が１つ配置された形状である請求項２に記載の基礎杭兼用貯蔵タンク。
4. 上記中空杭が鋼管杭である請求項１乃至３のいずれかに記載の基礎杭兼用貯蔵タンク。
5. 上記基礎杭兼用貯蔵タンクは水を貯蔵するものであり、上記下端部側において上記中空杭同士が連通する連通管と、少なくとも１つの該中空杭に設けられた水の流入路と、少なくとも１つの該中空杭に設けられた揚水装置と、を備える請求項２乃至４のいずれか１項に記載の基礎杭兼用貯蔵タンク。
6. 上記流入路は、雨水を流入させるためのものである請求項５に記載の基礎杭兼用貯蔵タンク。
7. 上記流入路は、沈砂装置及び／又は濾過器を備える請求項５又は６に記載の基礎杭兼用貯蔵タンク。
8. 上記中空杭の各々は上部においてオーバーフロー管で連結され、該中空杭の少なくとも１つは外溝に接続されたオーバーフロー管を備える請求項５乃至７のいずれか１項に記載の基礎杭兼用貯蔵タンク。
9. 更に、地中に埋設され、下端部が閉塞され、上端部が建築物の基礎に固定されていなくて、且つ該基礎の外側に配置され、水の流入路及び揚水装置を有する中空杭であって、該中空杭は上記基礎杭兼用貯蔵タンクの中空杭の少なくとも１つと連通する中空杭を備える請求項５乃至８のいずれか１項に記載の基礎杭兼用貯蔵タンク。
10. 請求項２乃至９のいずれか１項に記載の基礎杭兼用貯蔵タンクの施行方法において、鋼製円筒のケーシングを搖動又は旋回しつつ地中に圧入し、ケーシング内を掘削し、該ケーシングと同一の径を有する鋼管を該ケーシングに接続し、更に搖動又は旋回しつつ圧入することにより鋼管杭を構築する工程と、鋼管杭を構築した後にコンクリートによって該鋼管杭の下端部を閉塞する工程と、該鋼管杭及びこれと連通する鋼管杭の下端側に連通管設置用坑口を設けて該鋼管杭同士を連通する連通管を推進掘削し埋設する工程を有することを特徴とする基礎杭兼用貯蔵タンクの施行方法。
11. 請求項１乃至９のいずれか１項に記載の基礎杭兼用貯蔵タンクに貯水された水を使用することを特徴とする水の使用方法。
12. 上記貯水された水は雨水であり、該貯水された水はトイレの水洗用、庭木散水用、洗車用、掃除用及び家屋冷却用のうちの少なくとも１つに使用される請求項１１に記載の水の使用方法。
13. 上記貯水された水は緊急時に飲用及び／又は食品に用いる請求項１２に記載の水の使用方法。
    

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