JP2006343005A - 杭頭部の構造 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 構造物の基礎杭である中空既製杭内に熱媒体流動用配管を配置することにより前記中空既製杭を地中熱交換体として利用する中空既製杭の杭頭部の構造であって、構造物の基礎コンクリート5と円筒状既製杭1の杭頭部の間に設置されて基礎コンクリート5を支持する杭頭支持部材7を備え、杭頭支持部材7は、横方向に配置される角型鋼管9と、角型鋼管9の下面側に連結されて前記円筒状既製杭の杭頭部に挿入される短尺の円形鋼管11とを有してなり、角型鋼管9と円形鋼管11の連結部には熱媒体流動配管3を挿通するための連通穴13が設けられている。
【選択図】 図1
Description
戸建て住宅など低層建築物の多くは、基礎コンクリートと杭頭部を固結する一般の構造物と異なり、基礎コンクリートと杭の間で設計上せん断力と曲げモーメントを伝達しない構造(以下、「非固結構造」という)になっている。このため地震時には基礎コンクリートと杭がずれることがある。このような構造において熱媒配管を直接基礎コンクリート内に埋め込むと、基礎コンクリートと杭とがずれた場合に熱媒配管が潰されるなど破損する恐れがある。
このため、非固結杭頭構造の基礎杭を地中熱交換体として利用することはこれまでできなかった。
(2)熱媒配管のメンテナンスができない。
熱媒配管が杭体内で損傷したり詰まったりした場合、熱媒配管を点検、補修または交換するなどメンテナンスが必要であるが、基礎コンクリート内に埋め込まれているため取り出すことができず、メンテナンスができない。
該杭頭支持部材は、少なくとも上面が平面状に形成されて横方向に配置される管状の横部材と、該横部材の下面側に連結されて前記円筒状既製杭の杭頭部に挿入されるか、または前記円筒状既製杭の杭頭部が挿入される管状の縦部材とを有してなり、前記横部材と縦部材の連結部には熱媒体流動配管を挿通するための連通穴が設けられていることを特徴とするものである。
上記のように構成された杭頭部の構造においては、熱媒体流動配管を横部材および縦部材を経由して中空既製杭内に引き込むようにする。
なお、本発明においては杭頭支持部材と基礎コンクリートとが固結構造となる場合を排除するものではない。杭頭支持部材と基礎コンクリートとが固結構造となった場合であっても、横部材に挿入される熱媒体流動配管が基礎コンクリートに固定されないようにすれば地震の際に熱媒体流動配管の損傷を防止または抑制する効果を奏することができる。
このように、横部材として角型鋼管を、縦部材として円形鋼管をそれぞれ用いるようにすることでコストを低減できる。
図1は本発明の一実施の形態に係る杭頭部の構造の説明図である。本実施の形態の杭頭部の構造は、図1に示すように、構造物の基礎杭である中空既製杭1内に熱媒体流動用配管3を配置することにより中空既製杭1を地中熱交換体として利用する中空既製杭の杭頭部の構造であって、構造物の基礎コンクリート5と円筒状既製杭1の杭頭部の間に設置されて基礎コンクリート5を支持する杭頭支持部材7を備えてなる構成である。そして、杭頭支持部材7は、横方向に配置される角型鋼管9と、角型鋼管9の下面側に連結されて円筒状既製杭1の杭頭部に挿入される短尺の円形鋼管11とからなり、角型鋼管9と円形鋼管11の連結部には熱媒体流動配管3を挿通するための連通穴13が設けられている。
以下、各構成をさらに詳細に説明する。
中空既製杭1の種類は特に限定されるものではなく、例えば鋼管杭、コンクリート杭が挙げられる。
図2は杭頭支持部材7の説明図であり、図2(a)が正面図、図2(b)が図2(a)の矢視A−A断面図、図2(c)が図2(a)の矢視B−B断面図である。杭頭支持部材7は、図2に示されるように、本発明の横部材に相当する角型鋼管9と、本発明の縦部材に相当する円形鋼管11から構成される。角型鋼管9の下面中央には熱媒体流動配管3を挿通するための連通穴13が設けられており、この連通穴13を覆うようにして円形鋼管11が角型鋼管9に固着されており、この連通穴13を通じて角型鋼管9と円形鋼管11が連通している。
また、円形鋼管11の外径は中空既製杭1の杭頭部の内径よりも小径に設定されており、これにより円形鋼管11を中空既製杭1の杭頭部に挿入可能になっている。なお、図1に示すように、円形鋼管11を中空既製杭1内に挿入したときに、円形鋼管11の外面と中空既製杭1の内面との間に一定の隙間ができるようにすることで、地震の際に杭頭支持部材7がずれても中空既製杭1にモーメントが作用しないようにできる。
基礎コンクリート5は、地面の下方に構築され、その上部には構造物の柱または壁が設置される。
基礎コンクリート5としては、フーチング基礎、布基礎、ベタ基礎、地中梁など各種のものが含まれる。
(1)中空既製杭1を地盤に設置した後、円筒状既製杭1の頭部中空部に杭頭支持部材7の円形鋼管部11を挿入する。
(2)次に、角型鋼管9の上に基礎コンクリート5を現場で造成する。この例では基礎コンクリート5と角型鋼管9は非固結構造となっている。
なお、角型鋼管9の上面にスタットジベルなどを設けて角型鋼管9と基礎コンクリート5を固結構造とするものを排除するものではない。
(3)次に、熱媒配管3を、角型鋼管9の開口部から挿入し、連通穴13および円形鋼管11を介して中空既製杭1の内部に挿入する。
熱媒配管3の配管材料には、杭頭支持部材7の中をスムーズに通すため、ポリエチレン管などの樹脂管や蛇腹製ステンレス管など可撓性の材料を用いる。
なお、熱媒配管3は、杭頭支持部材7を円筒状既製杭1に設置する前に杭頭支持部材7内に挿入し、その後、杭頭支持部材7を円筒状既製杭1に設置するようにしてもよい。
この点、本発明においては、熱媒配管3を基礎コンクリート5内に配置することなく杭頭連結部材7内に設置するようにしたので、杭頭部と基礎コンクリート5の間でズレが発生したとしても、熱媒配管3が損傷を受けることがない。すなわち、上記構成を採用することで中空既製杭1を地中熱交換体として安全に利用することが可能となるのである。
また、中空既製杭内に設置した熱媒配管3をメンテナンス時に簡単に取り出すことができ、点検、補修、交換などのメンテナンスの施工性に極めて優れている。
中空既製杭1内の熱媒配管3は、中空既製杭1の下端部まで挿入され、下端部で折り返して再び杭頭部、杭頭支持部材7を通って水平方向に引き出されて地上に出る。熱媒配管3の両端は地上に設置されたヒートポンプ15に接続されている。そして、ヒートポンプ15には空調設備へ熱媒体を流すためのパイプが配管されている。
また、中空既製杭1の中空部には水が充填されている。
図4は本発明の他の実施の形態に係る杭頭部の構造の説明図であり、実施の形態1を示した図1〜図3と同一または対応する部分には同一の符号を付してある。本実施の形態の杭頭部の構造は、図4に示すように、杭頭支持部材7を構成する角型鋼管9のうち隣接する複数の角型鋼管を連結し、熱媒配管3をまとめて角型鋼管内に通すようにした例である。
また、上記の実施の形態1、2においては、杭頭支持部材7を構成する横部材として角型鋼管9を用い、縦部材として円形鋼管11を用いた例を示したが、本発明はこれに限られるものではなく、横部材の形状としては少なくとも上面が平面な管状部材であればよく、縦部材としては縦部材に連通穴を介して連結された管状部材であればよい。
Claims (2)
- 構造物の基礎杭である中空既製杭内に熱媒体流動用配管を配置することにより前記中空既製杭を地中熱交換体として利用する中空既製杭の杭頭部の構造であって、
構造物の基礎コンクリートと前記円筒状既製杭の杭頭部の間に設置されて前記基礎コンクリートを支持する杭頭支持部材を備え、
該杭頭支持部材は、少なくとも上面が平面状に形成されて横方向に配置される管状の横部材と、該横部材の下面側に連結されて前記円筒状既製杭の杭頭部に挿入されるか、または前記円筒状既製杭の杭頭部が挿入される管状の縦部材とを有してなり、前記横部材と縦部材の連結部には熱媒体流動配管を挿通するための連通穴が設けられていることを特徴とする中空既製杭の杭頭部の構造。 - 杭頭支持部材を構成する横部材は角型鋼管からなり、縦部材は円形鋼管からなることを特徴とする請求項1に記載の杭頭部の構造。
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