JP2007262686A - 杭構造体 - Google Patents

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四郎 齋藤
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Abstract

【課題】低コストで容易に挿設され得、且つ構築物を安定に支持し易い杭構造体の提供
【解決手段】杭構造体1は、先細打込端部24,15,24を下端に構築物支持部40を上端に備えると共に、周方向に間隔をおいて形成された複数の側縁部25,25の夫々に円弧状案内部30,30を備え、円弧状案内部の上端35,35が地面E上に露出する状態で先細打込端部が地中に打込まれるアンカー杭2と、夫々が予め正円弧状に形成された複数の円弧状補助杭3,3で、アンカー杭の先細打込み端部が地中に打込まれている際に、夫々が該アンカー杭の対応する円弧状案内部の上端露出部に下端側で係合され、該円弧状案内部に沿って下方に案内されつつ地中に打込まれ、該円弧状案内部の円弧状経路34,34を延長した円弧状経路C1に沿って下方程外側に離れるように個別に地中に打込まれる正円弧状長尺体50,50からなるものとを有する。
【選択図】図1

Description

本発明は杭構造体に係り、より詳しくは、ビニールハウスのような簡易構築物を支えるに適した杭構造体、特に、ビニールハウスのように畑や砂地のような軟弱地盤の土地に建てられる構築物を支えるに適した杭構造体に係る。
ビニールハウスを支える簡便な杭として螺旋杭は古くから提案されている(例えば、特許文献1)。
しかしながら、この螺旋杭は、螺旋により形成される円筒状部分により囲まれる円形の横断面部分の断面積が比較的小さいことから、軟弱地盤では全体として抜け抵抗が小さいだけでなく、ビニールハウス等に風等の外力を繰返し受けると、円筒状部分の全体とその周囲の土壌部分との間に弱化部分(間隙やヒビ割れ)が生じ、強風等がビニールハウスに及ぼす力により螺旋杭が円筒状部分内の土壌と共に抜けてしまう虞れがある。
また、テントやビニールハウス等の構築物を支える支持具に相互にねじれの位置を採る状態で一対の案内筒を斜設し、一対の支持杭を相互にねじれの位置の状態で各案内筒に挿通して打込むようにしたテント等の張設用杭構造体も提案されている(特許文献2)。
しかしながら、この斜設支持杭は、本質的に、相互にねじれの位置の状態を採ることから、支持具にねじり力がかかり易く、構築物に不測の力がかかる虞れがある。また、ある程度正確な位置決めを要する場合には、適さない。
一方、下方程外側に拡がるように湾曲した一対のアンカー部を備えた拡開アンカーは、知られている(例えば、特許文献3や特許文献4)。
これらの拡開アンカーでは、アンカー部が全体として湾曲形状に変形され得るように多数の切欠窓を備える必要があり、且つ二葉のアンカー部が対称に形成され得るようにアンカー部材が折曲げ形状を備える必要がある等、アンカー部材自体が複雑な形状・構造を備える必要がある。
類似の構造が多数提案されている前者の拡開アンカーでは、二葉のアンカー部を同時に挿設し得るようにするために、基本的に、地面に形成した竪穴の底に下端基板が達する状態に全体を挿入した後、アンカー部を押込むように打込んで、該基板の上縁に形成した湾曲案内部に沿ってアンカー部を湾曲させつつ挿設する。従って、その挿設が容易でないだけでなく、特殊な専用の打込み装置を要する等の不利益を避け難い。一方、後者の場合には、引き棒をアンカー部材の先端につないでおいてアンカー部材を湾曲形状に拡げようとするもので、引き棒の移動を許容するような特殊な用途以外には適用し難い。
なお、杭に特殊の内部構造を形成しておくことにより、予め竪穴を形成しておかなくても拡張アンカーを挿設し得るようにすることも提案されているけれども(特許文献5)、構造が複雑化し十分な固定強度を実現し難い虞れが高い。
更に、アンカーを打込む際に、アンカーが確実に円弧状経路に沿うように、円弧状軌跡を機構的に確保することも提案されている(例えば、特許文献6や特許文献7)。
しかしながら、複雑化した機構は、複数の方向を向いた部分を備えており、該機構の全体を地中に打込むことは実際上容易でない虞れが高い。
また、形状だけに着目すれば、元々円弧状をしたアンカー部材を用いること自体は提案されている(特許文献8)。
しかしながら、このアンカーでは、竪穴中に予め配設したものを装置本体に対して上向きに引上げる際に円弧状アンカー部が上向きに回転しながら穴の側壁中に差し込まれるもので、装置の複雑化・高コスト化を避け難く、特殊な用途に限られる。
更に、四方向に同時にアンカー部を延ばすようにすることも提案されている(特許文献9)。しかしながら、このアンカーでは、竪穴内に配設した装置の先端において、水平面内でアンカー部を回転させて穴の側壁内に挿設しようとするもので、予め竪穴を設けておくことが不可欠であるだけでなく、アンカーの全体の構造の複雑化・高コスト化を避け難い。
実公平4−16985号公報 実開平4−4157号公報 特開2000−144731号公報 特開平6−136749号公報 実開昭54−446号公報 特公昭45−38784号公報 実開平2−125039号公報 特公平1−21289号公報 特公昭61−42048号公報
本発明は、前記諸点に鑑み成されたものであって、その目的とするところは、低コストで容易に挿設され得、且つ構築物を安定に支持し易い杭構造体を提供することにある。
本発明の杭構造体は、前記目的を達成すべく、先細打込み端部を下端に構築物支持部を上端に備えると共に、周方向に間隔をおいて形成された複数の側縁部の夫々に円弧状案内部を備え、円弧状案内部の上端が地上に露出する状態で先細打込み端部が地中に打込まれるアンカー杭と、夫々が予め正円弧状に形成された複数の円弧状補助杭であって、前記アンカー杭の先細打込み端部が地中に打込まれている際に、夫々が該アンカー杭の対応する円弧状案内部の上端露出部に下端側で係合され、該円弧状案内部に沿って下方に案内されつつ地中に打込まれ、該円弧状案内部の円弧状経路を延長した円弧状経路に沿って下方程外側に離れるように個別に地中に打込まれる正円弧状長尺体からなるものとを有する。
本発明の杭構造体では、「夫々が予め正円弧状に形成された複数の円弧状補助杭であって、夫々がアンカー杭の対応する円弧状案内部の上端露出部に下端側で係合され、該円弧状案内部に沿って下方に案内されつつ地中に打込まれ、該円弧状案内部の円弧状経路を延長した円弧状経路に沿って下方程外側に離れるように個別に地中に打込まれる正円弧状長尺体からなるもの」を有するので、補助杭を一本づつ打込めばよいから、補助杭の打込みが容易に行われ易い。また、本発明の杭構造体では、予め正円弧状に形成された複数の円弧状補助杭をアンカー杭の円弧状案内部に沿って打込むようにしているので、補助杭の打込みに際して、補助杭をアンカー杭により撓ませる必要がないから、補助杭の打込みに要する力を最低限に抑え得る。なお、本発明の杭構造体では、下方程外側に離れる円弧状経路の延長部に沿って円弧状補助杭が挿設されるので、補助杭が抜け難い拡開アンカーとして機能し得る。また、各補助杭が予め正円弧状に湾曲しているので、打込みに際して、各補助杭が相互に邪魔になる(干渉する)虞れを避けつつ、中心に対して半径方向に配置し得、アンカー杭にねじり力がかかる虞れがない。なお、補助杭の長さを比較的大きくすることにより、補助杭の湾曲の曲率を最低限にし得るから、補助杭の湾曲が補助杭の打込みの支障になることは実際上ない。
また、本発明の杭構造体では、「先細打込み端部を下端に構築物支持部を上端に備えると共に、周方向に間隔をおいて形成された複数の側縁部の夫々に円弧状案内部を備え、円弧状案内部の上端が地上に露出する状態で先細打込み端部が地中に打込まれるアンカー杭」が設けられるので、補助杭の打込み前に先細打込み端部が地中に打込まれる該アンカー杭によって、補助杭の打込み位置が規定されるから、位置決めが確実に行われ得る。
本発明の杭構造体において、円弧状案内部は、補助杭が案内されるべき円弧状経路を規定し得る限りどのようなものでもよく、例えば、円弧状の孔(又は該円弧状孔を形成する円弧状湾曲パイプ等)であっても、円弧状経路を規定する縁部を備えた部材であっても、複数の部材の間隙が全体として円弧状経路を規定するようになっていてもよい。
本発明の杭構造体において、円弧状案内部が設けられるアンカー杭の「側縁部」とは、アンカー杭の側部のうち端の方であることをいい、必ずしもアンカー杭の側部の端縁であることを要しない。すなわち、例えば、アンカー杭の側部の端縁に上下方向(鉛直方向)に延びた筒状体が設けられ、該筒状体の上下方向(鉛直方向)孔ないし空洞内に円弧状経路を規定する部材が配設されていてもよい。その場合、円弧状経路を規定する部材が円弧状孔を形成していてもよいけれどもその代わりに実際上正円弧状に湾曲した実質的に剛性の補助杭用の長尺体(剛性の比較的高い弾性体であってもよい)が挿通される場合該補助杭の複数箇所の位置が規制されることにより実質的に円弧状に案内されるようになっていてもよい。
本発明の杭構造体では、複数の補助杭が個別にアンカー杭の対応する円弧状案内部に案内されて打込まれるように構成されているので、補助杭及びアンカー杭の両方の構造を単純化し得るからそのコストを最低限に抑え得る。
本発明の杭構造体において、円弧状補助杭が円弧状案内部に対して実際上摺動する如く円弧状案内部の円弧状孔の如き円弧状経路を規定する壁部に丁度嵌合されるようになっていてもよいけれども、本発明の杭構造体では、典型的には、円弧状補助杭がアンカー杭の円弧状案内部の円弧状孔の如き円弧状経路を規定する壁部との間に遊びがある状態で該円弧状案内部に係合され、且つ上端部において該円弧状案内部に対して相対動可能に係止される。
その場合、補助杭が円弧状案内部を挿通され易いだけでなく、アンカー杭の振動が補助杭に伝わり難く、逆に補助杭が振動してもその振動がアンカー杭に伝わり難い。従って、例えば、アンカー杭の上端の構築物支持部にビニールハウスの如き構築物の支柱等が取付けられた状態でビニールハウスの如き構築物に強風等による力が不規則的に且つ断続的に加えられることによりビニールハウスの如き構築物が振動しても、その振動が補助杭に伝わり難い。従って、地中において補助杭のまわりに土壌の弱化部分が生じる虞れが最低限に抑えられ得る。また、補助杭と円弧状案内部との間の間隙がビニールハウスの如き構築物に対する免震構造として働き得るので、地震等の場合にも、ビニールハウスの如き構築物が過度に振動する虞れが少なく、且つ地震等の場合におけるビニールハウスの如き構築物の振動によって補助杭と土壌との間に隙間等の弱化部分が生じる虞れが少ない。
なお、本発明の杭構造体において、補助杭に関して「相対動可能に係止」とは、例えば、補助杭の上端部をピン等により回動可能にアンカー杭の円弧状案内部に取り付けた状態をいう。この場合、ピンはある程度のガタを許容するように孔に対して多少小径でもよい。
本発明の杭構造体では、典型的には、円弧状案内部は、該円弧状案内部の上端よりも上方に該円弧の中心が位置するように偏心した円弧形状を有する。円弧を含む仮想円がアンカー杭の中心軸線に過度に近接するのを避けるべく、偏心の程度は小さく、典型的には、半径の10〜20%程度以下である。
その場合、補助杭の打込みに際して、円弧状案内部は下方程アンカー杭の中心軸線から離れるような末広がりの形状を有するので、該円弧状案内部に案内されて打込まれる補助杭が木の根の如く横に張り出して、引抜抵抗を高め得る。
本発明の杭構造体では、典型的には、補助杭が該補助杭の円弧の中心角でみて30度以下の角度範囲に亘って円弧状に延在している。
その場合、補助杭の打込みに際して、補助杭が実際上直線状であるとみなし得るので、補助杭の打込みが案内部の湾曲によって支障を受ける虞れが少ない。なお、アンカー杭の円弧状案内部は補助杭よりも小さい範囲にわたって円弧状に延びるので、補助杭の打込みに際してはほぼ直線状とみなし得る。但し、補助杭の機械的強度が大きく曲がり難い場合には、補助杭が該補助杭の円弧の中心角でみて30度以上の角度範囲にわたって延びていてもよい。
本発明の杭構造体において、アンカー杭が直接単独で地中に打込まれてもよいけれども、好ましくは、アンカー杭の打込み位置を規定するために、基準杭が用いられる。すなわち、本発明の杭構造体では、典型的には、アンカー杭の打込み位置を規定すべく、アンカー杭の打込み前に上端部が地面から突出する状態で地中に打込まれる細長く真直ぐな棒の形態の基準杭を更に有し、前記アンカー杭が前記基準杭のまわりに嵌合される管状部を中央に備え、基準杭が打込まれた状態で、該アンカー杭がその中央の管状部において基準杭に嵌合・案内されて所定位置に打込まれるように構成される。なお、アンカー杭の中央の管状部の先端は、所望ならば、先細のテーパ状に面取りされていてもよい。
その場合、基準杭によりアンカー杭の位置を正確に確定した上で、該アンカー杭により補助杭の位置を正確に確定し得る。ここで、基準杭は、典型的には、細長い直線状ないし棒状体からなる。棒状体は、典型的には、中実な棒からなり、直線状に打込まれ易いように典型的にはその長手方向に延在したフィンないしリブ状部を外周の数箇所に周方向に間隔をおいて備える。基準杭は細長いので、その打込みは容易且つ確実に行われ得る。但し、フィンないしリブ状部等はなくてもよい。また、基準杭に位置決めされ案内された状態でアンカー杭を打込めばよいので、アンカー杭の打込みも容易且つ確実に正確に行われ得る。
本発明の杭構造体において、形状や構造の簡単さの観点ではアンカー杭は前記円弧状案内部を対称な二箇所に備えるのが好ましいけれども、所望ならば、アンカー杭が前記円弧状案内部を周方向に間隔をおいて三個以上備えていてもよい。
後者の場合、一本の杭構造体が強固な基礎を形成し得る。但し、前者の場合でも、隣接する杭構造体の中心軸線のまわりでの向きを変えることにより、全体として、方向によらず強固な支持を与え得る基礎になり得る。本発明の杭構造体では、三個以上の案内部が形成される場合であっても、該案内部が円弧状であり且つ補助杭を構成する長尺体が正円弧状に湾曲しているので、相互に干渉する虞れがない。また、本発明の杭構造体では、三個以上の案内部を設ける場合であっても、円弧状案内部を、楔形板状部の如き板状体の側縁に直接又は間接的に形成すればよいので、アンカー杭の打込み抵抗の増大を最低限に抑え得る。更に、本発明の杭構造体では、補助杭が個別に打込まれるので、補助杭の本数を増やすために単に打込み回数を増やせばよく、補助杭を纏めて同時に打込む従来技術と異なり打込み力を高める必要がない。従って、アンカー杭のコスト増を許容できる場合、補助杭の本数の増加は容易に行われ得、引抜抵抗のより高い安定な支持も可能になる。
本発明の杭構造体では、典型的には、補助杭が横断面円形で先端の尖ったパイプの形態であり、アンカー杭の案内部は、該パイプの形態の補助杭が挿通される横断面円形で前記パイプの外径よりも大きい内径の円弧状孔を備える。
その場合、補助杭は、アンカー杭のうち円弧状案内部の横断面円形の円弧状孔に挿通・案内されることにより、所定の位置及び向きで打込まれ得る。なお、この場合、補助杭は、横断面円形の中実な長尺体であってもよい。また、補助杭は、場合によっては、横断面が円形の代わりに矩形(長方形又は正方形)でもよく、その場合、円弧状案内部の孔の横断面も矩形に形成される。横断面矩形の補助杭は、中実であっても、中空(管ないしパイプ)であってもよい。
なお、前述のように、円弧状案内部が、円弧状に湾曲したパイプの代わりに、例えば、アンカー杭の側部の端縁に上下方向(鉛直方向)に延びた筒状体を含んでいてもよい。その場合、前述のように、鉛直方向延在筒状体の上下方向(鉛直方向)孔ないし空洞内に円弧状経路を規定する部材が配設されてればよい。また、その場合、前述のように、円弧状経路を規定する部材が円弧状孔を形成していてもよいけれどもその代わりに実際上正円弧状に湾曲した実質的に剛性の補助杭用の長尺体(剛性の比較的高い弾性体であってもよい)が挿通される場合該補助杭の複数箇所の位置が規制されることにより実質的に円弧状に案内されるようになっていてもよい。
補助杭がパイプの形態である場合、本発明の杭構造体では、典型的には、補助杭を構成するパイプは、上端部近傍の側壁に孔を備え、該孔からパイプの先端まで加圧流体送給チューブが挿通されて、該パイプの先端で開口した該チューブの先端から加圧流体が噴出するように構成される。
その場合、地盤が比較的固い場合であっても、補助杭が打込まれるべき地中の土壌が加圧流体によって除去されつつ補助杭の打込みが行われるので、補助杭の打込みが容易に行われ得る。なお、本発明の杭構造体が打込まれるべき土地がよく耕された畑のような軟弱地盤の場合、逆に、補助杭を構成する長尺体は、中実な棒状体でもよい。また、地盤が軟弱な場合、長尺体としては、ある程度幅のあるもの、例えば、狭幅の板状体(細長い板状体、例えば剛性の比較的高い板ばねの如きもの)等が選択され得、アンカー杭もそれに応じた構造のものが選択される。
すなわち、本発明の杭構造体において、長尺体は、典型的には、棒(中空又は中実)状であるけれども、場合によっては、細長い板状でもよい。本発明の杭構造体において、補助杭を構成する長尺体は、細長い一本の棒(中実又は中空)である代わりに、細長い板状部を備えていてもよく、所望ならば、各補助杭が円弧状に撓んだ細長い板状体と、一側において該板状体を支え、他側においてアンカー杭の対応する案内部に係合されるように構成された細長い係合部とからなっていてもよい。補助杭の係合部及びアンカー杭の対応案内部との係合は、特別の係合・被係合形状部からなっていても、その代わりに、板状体の表面自体が係合部として働き、アンカー杭の案内部が該板状体を円弧状経路に沿って位置決め・規制するように該板状体表面に当接可能な表面部分を適宜の箇所に備えていてもよい。その場合でも、好ましくは、円弧の外周側には円弧状表面があることが好ましい。
その場合、細長い板状部が打込みの際に地中において横方向(水平方向)に拡がろうとするので、補助杭による固定強度を高め易い。
なお、本発明の杭構造体において、案内部を構成する部材は、内部に正円弧状の案内路を形成し得る限り、該案内部材が正円弧状に撓んだような外形を備えていても、その代わりに、上下方向に直線状に延びた外表面形状を備えていてもよい。後者の場合、アンカー杭の打込みが容易に行われ易い。
本発明の杭構造体において、典型的には、アンカー杭は、中央部に基礎杭として働く鉛直方向延在大径部材(横断面は典型的には円形であるけれども矩形等他の形状でもよい)と、側縁部に位置する複数の案内部材と、該大径部材と各案内部材とをつなぐべく放射状に(少なくとも二方向に)延びた板状部とを備える。板状部の側縁が、円弧状案内部を直接的に(例えば鉛直方向延在筒状体とその内部の位置規制部(板状部の円弧状側縁を含む)とからなる場合)又は間接的に(例えば、円弧状パイプの場合の円弧状孔)規定する。板状部は、典型的には、アンカー杭の中央部に近接する程下方に突出した楔形前縁(下縁)を備えた楔形形状を有する。この場合、筒状体の下端も、楔形形状(アンカー杭の中央部に近接する程下方に突出した楔形前縁)を有していてもよい。また、各縁部の筒状体が一本である代わりに、鉛直方向下方程中心軸線から離れた位置に配置された複数本の短い鉛直方向延在筒状体からなっていてもよい。
本発明の杭構造体では、典型的には、打込まれるべき場所が、畑や砂地田やこれらと同様な硬さの荒地のような軟弱地盤の土地である。その場合、補助杭が湾曲していても補助杭の打込みが比較的容易に行われ易い。構築物がテントである場合、場合によっては、グランド(運動場)のような比較的硬い土地であってもよい。
本発明の好ましい実施の形態のいくつかを添付図面に示した好ましい実施例に基づいて説明する。
図1には、本発明による好ましい一実施例の杭構造体1が、地中E1に打込まれた状態で示され、図2の(a)及び(b)並びに図3の(a)〜(c)には、該杭構造体1を構成する部品であるアンカー杭2及び補助杭3が示されている。以下の説明において、杭構造体1は、畑や砂地田のような比較的軟弱な地盤に建てられるビニールハウス用の基礎杭であるとする。
杭構造体1は、アンカー杭ないしアンカープレート杭2と、二本の補助杭3a,3bとを有する。二本の杭3a,3bは同一の形状及び構造であり、両者を相互に区別しないとき又は総称するときは、添字a,bを省いて、符号3で示す。
アンカー杭2は、図1及び図2からわかるように、アンカー杭本体4と、補助杭案内部30a,30b(相互に区別しないとき又は総称するときは、添字a,bを省いて、符号30で示す、以下同)と、構築物支持部としての上端支持板部40とを有する。アンカー杭本体4は、中心軸線Cに沿って上下方向に延在する基礎杭部ないし中央管状部10と、該中央管状部10の両側に対称に形成された杭体部20a,20b(相互に区別しないとき又は総称するときは、符号20で示す、他の符号についても以下同)とを有する。
杭体部20は、この例では、概ね四角形状を有する楔形の板状体からなる。この板状杭体部20の四角形状は、直線状の上下方向長縁部21と、該上下方向長縁部21の上端から外向きに延びた直線状の水平方向上縁部22と、該水平方向上縁部22の外端から下方程外側に位置するように傾斜し且つ外向きに湾曲して延在した湾曲外縁部23と、該湾曲外縁部23の下端から前記上下方向長縁部21の下端まで延びと該上下方向長縁部21に対して鋭角で斜交した楔形前縁部24とによって規定されている。なお、図1の斜視説明図で示した例の場合、図2の(b)において想像線23i,23iで示したように、湾曲外縁部23の上部は、内向きに傾斜して上縁部22につながっている。
杭体部20は、上下方向長縁部21において、基礎杭として働く中央管状部10の外周面11に固着されている。中央管状部10の下端部15は該中央管状部10の中心軸線Cに対して垂直な平面であるかのごとく示されているけれども、中心側程下方に位置するようなテーパがつけられていてもよい。その場合、テーパ面は典型的には楔形板状部20の前縁(下縁)部24と実際上面一に形成される。一対の杭体部20,20の前縁部24,24及び中央管状部10の下端部15が全体として先細打込み端部を形成する。一対の杭体部20a,20bは、相互に同一平面状に位置し、夫々の内縁に位置する上下方向長縁部21a,21bにおいて、中央管状部10の外周面11の直径方向に対向する部位12a,12bに溶接等により固着されている。
同様に、杭体部20の湾曲外縁部23には、補助杭案内部30が溶接等により固着されている。湾曲外縁部23のうち補助杭案内部30が接合された湾曲部25は、数mから数10mの曲率半径の円弧で、円弧の長さは、中心角で見て、例えば、15度程度(0.26rad程度)である。湾曲部25は、上端部25uでは多少傾斜するだけでほぼ上下方向を向いており(即ち上端部25uの接線は中心軸線Cにほぼ平行であり)、該上端部25uから下方に至るほど中心軸線Cから遠ざかるように、外向きに湾曲している。
ガイド杭部ないし補助杭案内部30は、中心軸線C1が数10cmから数mないし数10mの曲率半径の円弧の形態に湾曲した円筒状パイプ31からなり、板状杭体部20の湾曲外縁部23の湾曲部25と同一形状の大径側縁部32において、該湾曲部25に溶接等で固着されている。ガイド杭として働く補助杭案内部30を構成する案内パイプないしガイドパイプ31は、外径が数cm(例えば、2〜3cm程度)で、肉厚が数mm(例えば3mm程度)の円筒管からなり、その内径はD1である。従って、補助杭案内部30も、杭体部20と同様に、数10cmから数mないし数10mの曲率半径の円弧で15度程度の範囲にわたって延びる。従って、図2の(b)において、右側に断面で示したように、補助杭案内部30の内周面33は、円弧状案内孔34を形成する。
補助杭案内部30を構成するパイプ31は、上端面35が実際上水平に延び、下端面36が杭体部20の楔形前縁部24と面一になる状態で、斜めに延びる。円弧状案内孔34の中心軸線でもある円弧C1の中心は、パイプ31の上端面35よりも若干上方に位置し(例えば、円弧C1の半径の数%程度、但し10〜20%程度上方でもよい)、下方に末拡がりの形態である。この例では、円弧状案内部が補助杭案内部30ないしパイプ31からなるとみなしてもよいけれども、厳密には、円弧状案内部は、円弧状案内孔34からなる。
なお、補助杭案内部30の上端部近傍には、ピン挿通孔38が形成されている。
上端支持板部40は、この例では、突出四隅41,41,41,41が突出し、中間凹状辺部42,42,42,42が凹んだほぼ四角形の板状体43からなる。板状体43は、中央孔44と四隅の孔45,45,45,45とを有する。中央孔44には、アンカー杭本体4の中央管状部10の上端部13が嵌合され、溶接等により、上端支持板部40に固着されている。また、板状体43の中央部46,46には、アンカー杭本体4の杭体部20が、水平方向上縁部22で接合され、溶接等により固着されている。
上端支持板部40は、中央孔44を備えると共にアンカー杭本体4の補助杭案内部30の上端35の開口37,37への補助杭3,3の挿入を許容する限り、支持されるべき構築物の支持に適したどのような形状・構造を有していてもよい。
補助杭3は、図1及び図3からわかるように、湾曲した円筒状パイプ50からなる。補助杭3を構成するパイプ50の曲率半径(該パイプ50の中心軸線C2の曲率半径)は、アンカー杭本体4の補助杭案内部30を構成するパイプ31の曲率半径(該パイプ31の中心軸線C2の曲率半径)と実質的に一致している。一方、補助杭3を構成する杭パイプ50の外径D2は、アンカー杭本体4の補助杭案内部30を構成するパイプ31の内径D1よりも数mm程度(例えば2〜3mm程度)小さい。従って、補助杭3がアンカー杭本体4の補助杭案内部30に挿通・嵌合された状態において、共振防止杭として働く打込み杭である補助杭3と補助杭案内部30との間には、多少の間隙が残る。その結果、風等の外力によりアンカー杭本体4ないし補助杭案内部30に振動その他の外力がかかっても直ちには乃至直接的には補助杭3には該振動その他の外力が伝わらず、また、補助杭3に振動その他の外力がかかっても直ちには乃至直接的には補助杭案内部30ないしアンカー杭本体4には該振動その他の外力が伝わらない。
補助杭3を構成するパイプ50は、水平な上端面51と、外縁52で尖った先端部53を与える斜めの下端面54とを備える。パイプ50は、更に、上端部の側壁に近傍にピン挿通孔55を備えると共に、上部の壁部にチューブ挿入孔56を備える。パイプ50に加えられる打込み力に対する強度を確保するためには、チューブ挿通孔は、図3の(b)において想像線56iで示したように、パイプ50の大径側壁部にあってもよい。
補助杭3,3がアンカー杭本体4の補助杭案内部30,30内に挿入されて所定深さまで打込まれた状態では、各補助杭3のピン挿通孔55がアンカー杭本体4の対応する補助杭案内部30のパイプ31のピン挿通孔38に整列し、該ピン挿通孔38,55にボルト6の軸部の如きピンが挿通されることにより、補助杭3がアンカー杭本体4の対応する補助杭案内部30に対して抜け止めされる。ボルト6の突出端はナット等で抜け止めされる。これにより、補助杭3,3は、アンカー杭本体4の補助杭案内部30,30に対して多少の遊びのある状態で抜け止めされる。
補助杭3,3をアンカー杭本体4の補助杭案内部30,30に対して遊びのある状態で抜け止めし得る限り、抜け止め手段は、ボルト6及びナット等とピン挿通孔38,55との組合せの代わりに他の手段でもよい。
次に、以上の如き構成を有するアンカー杭1の打込みについて、説明する。
なお、打込み手順を説明する前に、アンカー杭1の打込みに利用されるガイドピンないし基準杭60について、図4に基づいて、説明する。基準杭60は、アンカー杭1の打込み位置を正確に規定する位置出し乃至位置決めのための杭であり、また、アンカー杭本体4の打込みを実際上容易化するものである。
基準杭60は、図4の(a)及び(b)からわかるように、円柱状の基準杭本体ないしガイドピン61と、該基準杭本体61の外周に形成された複数のフィン状部乃至リブ状部62からなる。この例では、リブ状部62が周方向に等間隔に三個設けられている。リブ状部62は、細長い板を側縁で基準杭本体61の外周の対応する部分に溶接等で固着することにより形成しても、棒状体の複数箇所を切削により除去して、リブ状部62を形成してもよい。基準杭本体61は、先細に尖った先端部(下端部)63と平面状の上端面64とを有し、各リブ状部62は、本体61の下端部63の傾斜面65に沿った先端側端面66と、本体61の上端面64と実際上面一の上端面62uとを有する。リブ状部62,62,62の外側縁は直径D4の仮想円筒を規定し、該仮想円筒の径D4は、アンカー杭本体4の中央管状部10の内径D3と同程度で該内径D3よりも僅かに小さい。従って、基準杭60は、アンカー杭本体4の中央管状部10がほぼ摺接される状態で嵌合されるような大きさを有する。なお、基準杭60は、その中心軸線C5のまわりで回転対称な形状を有する。基準杭本体61は、その上端部近傍に、引抜用の貫通孔Nを有する。
基準杭60の本体61は、外径が例えば12mm程度で長さが45cm程度であり、リブ部を含めた基準杭60の外径は、例えば、28mm程度である。
地面Eの位置Pにアンカー杭1を基礎杭として建てる場合、図5の(a)及び(b)に示したように、まず、中心軸線C5が位置Pに一致するように、基準杭60を地面Eから地中E1に打込む。
ここで、基準杭60は、先端部63が尖り且つ杭本体61が細いのでその打込みは容易に行われ得る。また、基準杭60は、リブ状部62,62,62を備えるので、打込み力によって曲がる虞れが少ない。しかも、基準杭60では、リブ状部62,62,62が長手方向に直線状に延びるので、該基準杭60の地中E1への打込みに際して、侵入方向がずれる虞れも少ない。
従って、基準杭60は、先端部63を位置Pに配置して垂直に保持した状態で、振動式杭打込機等でその上端面64に振動を加えつつ該上端面64をF1方向に叩くことにより、容易且つ確実に地中E1に所望深さまで、鉛直下向きにF1方向に打込まれ得る。このようにして、基準杭60を地中E1に打込んだ状態が、図5の(a)及び(b)に示されている。この状態では、基準杭60は、下端部63を含む大半の部分67が地中E1にあり、上端側の一部部分68が地上に露出している。
次に、該基準杭60を利用して、アンカー杭2を打込む。
そのために、まず、基準杭60の地上露出部68にアンカー杭2の中央管状部10を、下端開口部14から嵌込み、図5の(c)に示したように、アンカー杭2をその中央管状部10の下端部15が地面Eに当接する状態で地上に立てる。これにより、アンカー杭2の中心軸線Cが位置Pに一致するところに位置決めされた基準杭60の中心軸線C5と一致する。
なお、図5の(c)では、図示の都合上、基準杭60の地上露出部68の長さがアンカー杭2の長さと比較して短く示されているけれども、地上露出部68は、アンカー杭2を安定に鉛直方向に支え得るに十分な長さに選択される。一方、基準杭60の地中打込み部67も、当然ながら、アンカー杭2の打込みを安定に支えると共にアンカー杭2の所定深さまでの打込みを可能にするに十分な深さまで打込まれ、それに応じた長さを備える。
次に、アンカー杭2の頂部の支持板40及び中央管状部20の上端部13のところを振動式杭打込機等で振動を加えつつF1方向に叩いて、アンカー杭2を基準杭60に案内された状態でF1方向に打込む。この打込みの初期段階では、図5の(c)において想像線24i,24iで示したように、アンカー杭2の杭本体4の楔状板状部20,20が楔状前縁部24,24からF1方向に打込まれるので、打ち込みは容易に行われ得る。すなわち、楔状板状部20,20が板状でF1方向に垂直な断面(水平断面)でみた断面積が比較的小さく且つ先端が楔状に傾斜しているのでアンカー杭2のF1方向打込みに要する力は比較的小さくてもよい。特に、ビニールハウスが建てられる地盤が、畑やその荒地である場合、その土壌は比較的軟弱であるから、打込みは容易に行われ得る。なお、中央管状部10の外径部分は水平断面で見るとある程度の面積領域を囲むけれども、その大半の部分は既に打込みが完了した基準杭60により占有されているので、該中央管状部10があってもアンカー杭2の打込みに大きな力は要しない。また、中央管状部10の内周面と基準杭60のリブ状部62,62,62の外側面とは実際上摺接する程度の小間隙しかないので、その間に土壌が詰まる虞れは少なく、特に、リブ状部62,62,62の間には、凹部69があるので、中央管状部10のF1方向打込みに際して、土壌は該凹部69に逃げる。また、該凹部69内及びその近傍にある土壌について言えば、アンカー杭2のF1方向の打込みに従って板状部20,20の楔状前縁部24,24が土壌を外側に排除しながらF1方向に入り込み、且つ中央管状部10が前端面15で基準杭60のリブ状部62,62,62間の凹部69より外側の土壌を該リブ状部62,62,62の外側縁に沿って切りながらF1方向に進むので、凹部60近傍の土壌の大半はむしろ外方に押しのけられる。
アンカー杭2が更にF1方向に打込まれると、アンカー杭2の補助杭案内部30,30が地面Eに接し、更に、地中E1に押込まれるようになる(図5の(c)において符号24j,24jで示したような状態)。補助杭案内部30,30は管状であって楔状板状部20,20よりも断面積(水平断面で見た断面積)が大きいけれども、補助杭案内部30,30が湾曲しその下端部が外向きに傾斜しているので、各補助杭案内部30の下端開口39の外周面自体が楔形形状を呈するから地面Eに入り易く、且つ各補助杭案内部30の下端面36が隣接する楔状板状部20の楔状前縁部24と同じ向きに傾斜しているので、補助杭案内部30が大きな抵抗になることなく地中E1に打込まれ得る。
アンカー杭2に更なるF1方向打込み力が加えられると、アンカー杭2は、図5の(d)及び(e)に示したように、中央管状部10、楔状板状部20,20及び補助杭案内部30,30の大半の部分が地中E1に入り込む。このとき、補助杭案内部30,30が管状であり、孔34があることから、該補助杭案内部30,30の外表面により囲まれる横断方向断面積が比較的大きいにもかかわらずその実効断面積が比較的小さいので、その打込み抵抗は比較的小さい。このとき土壌の一部は、補助杭案内部30,30の孔34,34内に入り込むことにより、打込み抵抗を低減させる。但し、補助杭案内部30,30の下端開口が斜めに開き且つ案内部30,30が湾曲しているので、該孔34,34内に土壌が硬く詰まった状態で入り込む虞れは少ない。更に、補助杭案内部30,30の孔34,34は上端が開口しているので、該孔34,34内に入った土壌が該孔34,34内で固く詰まる虞れも少ない。
このようなアンカー杭2の打込みは、典型的には、アンカー杭2の本体4の下端、すなわち中央管状部10の下端が基準杭60の下端と実際上一致する深さに達し、基準杭60の上端部がアンカー杭2の上端から突出するような所定深さにアンカー杭2が打込まれるまで行われる(例えば、図6参照)。
なお、アンカー杭2が基準杭60に一致する深さに達したことは、アンカー杭2の打込みに対する抵抗が、急に増加することにより、わかる。但し、基準杭60の打込み深さやアンカー杭2の打込み深さは、それらの地上露出部分の長さを厳密に監視したり計測することにより、管理され得る。
次に、補助杭3,3の打込みを行う。
補助杭3の打込みに際しては、まず、補助杭3をその先端53側からアンカー杭2の対応する案内管部30内に挿入する。なお、アンカー杭2の打込みの際に、比較的多くの土壌が案内管部30の孔34内に入り込んでいるときには、補助杭3を案内管部30の孔34内に僅かしか挿入できないので、圧縮空気又は圧縮窒素ガスの如き圧縮気体により孔34内の土壌を吹き飛ばす。そのためには、例えば、基端側が圧縮気体ボンベの如き圧縮気体源につながった細い可撓性チューブの先端を案内管部30の孔34内に上端側から入るところ(深さ)まで挿入し、圧縮気体を該可撓性チューブの先端開口から噴出させて土壌を吹き飛ばし、案内管部30の孔34の上端開口37から圧縮気体と共に吹出させる。
この圧縮気体ボンベ71及び圧縮気体送給用可撓性チューブ72は図6に示したようなものである。
案内管30の孔34内の土壌の除去が実際上完了したら、可撓性チューブを案内管30から一旦抜き、該案内管30の孔34内に補助杭3を挿入する。これにより、補助杭3は、その先端部53が案内管30の下端36の近傍まで挿入され、先端部53が地中E1の土壌に当たる(図6の(a)参照)。
次に、円弧状に湾曲した管状補助杭3の側壁の孔56から円弧状孔57内に圧縮気体送給用可撓性チューブ72を奥まで挿入する。これにより、チューブ72は、補助杭3のパイプ50内の孔57においてその先端部53まで差し込まれる。このような差込状態において、弁73を開いて圧縮気体Gをボンベ71からチューブ72を介して、その先端開口74(パイプ50が少し打込まれた状態を拡大して示した図6の(b)参照)からH1方向に噴出させる。この圧縮気体Gの噴出により、補助杭3を構成するパイプ50の先端開口59の近傍すなわち案内管30の先端開口39の近傍にある未掘削の土壌の一部又は相当部分が抉られ巻上げられて、圧縮気体と共に、補助杭3のパイプ50を通って該補助杭3のパイプ50の上端開口58から吹出されることにより、除去され、地中E1に空所Kが形成される。一方、補助杭3のパイプ50の上端部51をハンマー等の打込み工具でほぼF1方向に叩く。補助杭50の上端部51に加えられるほぼF1方向の力及び圧縮気体による先端部53近傍の土壌の部分的除去及び弱化に伴う空所Kの形成によって、補助杭3のパイプ50は、おおまかにはほぼ直線状の案内管30に沿ってF1方向に押込まれる。なお、案内管30及び補助杭3用のパイプ50は大きな曲率半径とはいえ多少湾曲しているので、該湾曲に応じた円弧すなわち中心軸線C1に沿って、J1方向に押込まれる。
以上のような圧縮気体GのH1方向の噴出及びH2方向への土壌を巻き込んだ吹出しとパイプ50のJ1方向への打込みとは、同時に行われても、一方が連続的に行われている最中に他方が間欠的に行われても、交互に間欠的に行われてもよい。
圧縮気体Gの噴出とパイプ50の打込みとにより、案内管30の中心軸線C1により規定される円弧に沿って、補助杭3たるパイプ50の打込みを行う。このようなパイプ50の打込みは、パイプ50のチューブ72の挿入孔56が案内管30の上端部35に達するまで継続される。
なお、補助杭3即ちパイプ50は円弧状に湾曲しているので、以上のような補助杭3用のパイプ50の打込みに際して、アンカー杭2の一方の案内管30に補助杭3用のパイプ50が既に挿設され打込まれた状態であっても、案内管30,30の間の最近接間隔よりも近付くことがないから、他方の案内管30を介する補助杭3用のパイプ50の打込みの邪魔になる虞れがない。
図3や図6の(a)では、パイプ50の孔57がパイプ50の上端部51から相当離れているかの如く示されているけれども、パイプ50の上端51の近傍の機械的強度が保たれ得る限り、孔57は上端部51の近傍にあればよい。また、所望ならば、ピン挿通孔55自体が、チューブ挿通孔56として利用されてもよい。その場合、チューブ挿通孔56はパイプ50の上端51に近接したところに位置し得る。
チューブ72を抜いたあと、最後に、一叩きか二叩きして、パイプ50をJ1方向に押込むことにより、補助杭3を構成するパイプ50が所定深さまで挿入され、パイプ50のピン挿通孔55が案内管30のピン挿通孔38に一列になるところまで、パイプ50が打込まれ得る。この最後の打込み分は、補助杭3を比較的強固に地中E1に打込むのにも役立つ。
以上のような補助杭3としてのパイプ50の打込みは、各パイプ50,50について独立に行われる。従って、例えば、多数の切欠を備えて折れ線状に折れ曲がる一対の板状部を備えるタイプの拡張アンカーとは異なり、その打込みは、容易に行われ得る。また、各パイプ50,50の打込みに際して該パイプ50,50に過度の打込み力を加える必要がないので、各パイプ50,50は、実際上、当初の湾曲形状をそのまま維持し得る。従って、各パイプ50,50が対応する案内管30,30の側壁の一部に強く押付けられる可能性が低くなるので、各パイプ50,50は、それに対応する案内管30,30に多少なりとも遊嵌された状態になる。
各パイプ50,50は、対応する案内管30,30に、整列したピン挿通孔55,38に挿入されるボルト・ナット組立体のような係止ピン6によって係止される。
以上のようにして、アンカー杭2及び補助杭3,3の打込みが完了した状態が、図7の(a)及び(b)に示されている。
なお、以上においては、畑等とはいえ地盤が比較的硬い場合を考慮して補助杭3,3の打込みに圧縮気体を利用することを想定したけれども、ビニールハウス等が建てられるべき土地の地盤が軟らかい畑や砂地田である場合、補助杭3,3として中空パイプの代わりに先端が比較的尖った中実な円柱状棒状体を用い、所望の打込み手段で正円弧状湾曲案内路に沿って打込むようにしてもよい。
次に、基準杭60を抜く。基準杭60は、アンカー杭2の打込みに際して、その打込み位置(場合によっては更に打込み深さも)を規定するためのもので、アンカー杭2を含む杭構造体1の引き抜き抵抗付与には直接的には寄与しないから、次の杭構造体1の打込みに利用するために、抜き取られるけれども、所望ならば、残しておいてもよい。
基準杭60の引き抜きに際しては、アンカー杭2の上端部から露出した基準杭60の上端部近傍の貫通孔Nにピン等を挿通し、該ピンの両端を引上げる。なお、基準杭60の引き抜きは他の手段によって行ってもよい。
基準杭60の引抜の完了により、杭構造体1の所定位置への打込みが完了する。この打込み完了状態が、図8の(a)及び(b)に示されている。
この杭構造体1では、アンカー杭2に加えて該アンカー杭2に係止された補助杭3,3が木の根の如く横に張出し且つ補助杭3,3がアンカー杭2に係止されているので、F2方向の引張りに対する抵抗すなわち抜けに対する抵抗が大きい。なお、前述のように、補助杭3,3が棒状乃至パイプ状であり一本づつ打込み可能であるからその打込みが容易であるにもかかわらず、抜け抵抗が大きくなっている。
また、杭構造体1では、補助杭3,3がアンカー杭2の対応する案内管30,30に対して遊嵌され(図8では誇張して間隙SGを示してあるけれども例えば小さい間隙が少なくとも一側にある)且つピンのような係止具6によって係止されているだけであるから、アンカー杭2に対してその支持板状部40等から振動その他の外力がかかっても、その外力が直接的には補助杭3,3に伝わらない。従って、アンカー杭2に対してその支持板状部40等から振動その他の外力がかかっても、補助杭3,3の脚部が地中E1で激しく振動したりする虞れが少ない。その結果、補助杭3,3の脚部の周囲の土壌中に空隙や土壌の密度の低い部分が生じる虞れ、その引抜抵抗が徐々に低下する虞れが少なく、支持板状部40等に突然大きな抜け応力がかかって、杭構造体1が抜ける虞れが少ない。
更に、杭構造体1では、その中央部に板状の楔状部20,20を備えるので、中心軸線Cのまわりのねじり応力を受けても、該応力により、杭構造体1がねじられる虞れが少ない。
以上において、例示した各部分の大きさは、一例であり、適用地盤の状況により異なり得る。すなわち、杭構造体1は、典型的には、畑等においてパイプを組んで形成されるビニールハウスの如きパイプハウスの支柱を支える基礎杭として用いられるけれども、より軟らかい軟弱地盤の場所(例えば、軟らかい地盤の畑や砂地の田や埋立畑や軟弱地盤の荒地等)に建てられるビニールハウスの如きパイプハウス等の基礎杭として用いられてもよい。また、場合によっては、その逆に、より硬質地盤の場所(例えば、固い地盤の荒地やグランド等)に建てられるイベント用のテントの基礎杭として用いられてもよい。
地盤の硬さがより硬いほど、アンカープレート杭2の基礎杭となる中央円筒状部10はより小径に且つより短く形成される。従って、地盤の硬さがより硬いほど、基準杭60を構成するガイドピン61もより短くなる。なお、ガイドピン61は通常十分に細いので基準杭60の外径は典型的にはフィンないしリブ部62の径方向長さを短くすることにより調整される。また、地盤の硬さがより硬いほど、円弧状案内管部30も、その外径がより小さく且つその長さがより短かくなるように選択される。従って、ある程度の水平方向への張り出しを確保し得るように、円弧状案内管部30の円弧の曲率半径は、地盤の硬さがより硬いほど、より小さくなるように選択される。従って、円弧状の打込み杭ないし補助杭3も、地盤の硬さがより硬いほど、より小径でより短くなるように且つ円弧の曲率半径がより小さくなるように選択される。
また、杭構造体1を構成するアンカー杭2及び補助杭3並びに基準杭60は、典型的には、鋼製で外表面に錆止め処理が施されている。錆止め処理は、亜鉛メッキのようなメッキでもよいけれども、繰返し使用を可能にするためには、錆止めをより確実にする表面処理が行われることが好ましい。
以上のような杭構造体1は、ビニールハウスQに適用した例が、図9に示されている。
ビニールハウスQの側壁Q1は、支柱Q2と梁Q3とを含む。図9では、支柱Q2として、三本の支柱Q21,Q22,Q23が示され、梁Q3として、三本の梁Q31,Q32,Q33が示されている。各支柱Q21,Q22,Q23に対応する地面部分には、杭構造体1(より詳しくは、同一構造・形状の杭構造体1A,1B,1C)が打込まれている。すなわち、杭構造体1Aは支柱Q21を支え、杭構造体1Bは支柱Q22を支え、杭構造体1Cは支柱Q23を支える。この例では、例えば、支柱Q2の下端部が対応する杭構造体1の中央円柱状部10の上端開口に嵌合されている。勿論、その代わりに、支持板状体40の如き支持体部分40に支柱Q2の下端部が固定されるようになっていてもよく、杭構造体1の支持体部分40は、杭構造体1のアンカー杭2の中央管状部10及び一対の楔形板状部20,20の全体を強固に支え得る限り、支柱Q2の下端部の支持に適する形状・構造を有し得る。支柱Q2の下端部を杭構造体1の支持体部分40による支持に適する形状・構造にしておいてもよい。なお、杭構造体1は、一対の楔形板状部20,20の張り出し方向に拡がったほぼ二次元構造・形状を有するので、該二次元面に沿う方向の外力に対する抵抗と比較して、該二次元面に対して垂直な方向の外力に対する抵抗が小さいので、図9の例では、一部の杭構造体1Bを隣接する杭構造体1A,1Cに対して90度(中心軸線Cのまわりで)回転させた向きに配置してある。これにより、杭構造体1A,1B,1C,・・・が全体として、種々の方向の外力に対して強い抵抗・支持強度を備え得る。勿論、側壁Q1にかかる外力の向きを考慮して、例えば、側壁Q1の支柱Q2を支える杭構造体1のうち過半数の杭構造体を例えば杭構造体1Bと同様な向きに配置してもよい。勿論、杭構造体1は、90度該回転させる代わりに、90度未満の複数種類の所望角度回転されていてもよい。
なお、杭構造体は、中心軸線Cを含む一平面に沿って(即ち中心軸線Cを中心として一つの直径方向に)、一対の楔形板状部20a,20b及び案内管部30a,30b並びに補助杭3a,3bを備える代わりに、中心軸線Cのまわりに、三本以上の補助杭等を備えていてもよい。
例えば、杭構造体は図10の(a)及び(b)に符号1Tで示したように、中心軸線Cのまわりに、周方向に90度の角度間隔で、四本の補助杭3a,3c,3b,3dを備えていてもよい。
この杭構造体1Tは、図1から図9に示した杭構造体1と比較して、一対の楔形板状部20a,20b及び案内管部30a,30b並びに補助杭3a,3bに加えて、これらが形成する平面(図10の(b)を表した平面)に対して直交し中心軸線Cを含む平面(図10の(b)の図示平面に対して直角で中心軸線Cを含む平面)に沿って、一対の楔形板状部20c,20d及び案内管部30c,30d並びに補助杭3c,3dを備える点を除き、杭構造体1と同様に構成されている。楔形板状部20c,20dと中央管状部10との接合は、楔形板状部20a,20bと中央管状部10との接合と同様に行われている。なお、図10では、基準杭60も示してある。
図10において、図1から図9までに示したものと同一の部材や要素には同一の符号が付され、対応するけれども異なるところのある部材や要素には添字Tが付されている。また、杭構造体1において符号a,bで示した要素と同様で直交する方向に付加された要素には上述のように符号c,dが付されている。
この杭構造体1Tでは、一対の補助杭3a,3b等により形成される平面に対して直角な向きに一対の補助杭3c,3d等が設けられているので、いずれの方向に横向きの力がかかっても、該横向きの力に対しても、被支持体を強固に保持し得る。また、木の根の如き補助杭が二方向ではなく四方に拡がっているので、引抜力などに対する抵抗もより大きくなる。
以上においては、補助杭が、丸パイプ50からなる例について説明したけれども、補助杭3Lは、図3の(d)に示したように、横断面形状が矩形の角パイプ50Lであっても、更に異なる横断面形状のパイプであってもよい。矩形は、典型的には、正方形であるけれども、所望ならば、長方形であってもよい。その場合、当然ながら、アンカー杭2の案内パイプ部30も横断面が矩形の孔を備えたパイプ、典型的には、矩形パイプからなる。形状以外の点は、前述の場合と同様に形成される。
また、畑のような比較的軟弱な地盤に打込まれる場合、補助杭は、パイプ即ち中空体からなる代わりに、中実な棒であってもよい。その場合、補助杭3Mは、典型的には、図3の(e)に示したように横断面が円形の丸棒50Mからなる。この場合も、補助杭3Mが角棒等のように、円形とは異なる横断面であってもよい。アンカー杭2の案内パイプ30の孔が補助杭とほぼ相補的形状に形成されるべきことは、前述のとおりである。
以上においては、補助杭が中空の又は中実な棒状である例について説明したけれども、打込まれるべき地盤が畑の如く軟弱な地盤からなる場合、補助杭は、棒状である代わりに、細長い板状であってもよい。
すなわち、例えば、杭構造体1Uは、図11の(a)〜(d)に示したような構造であってもよい。
図11の杭構造体1Uにおいて、図1から図8に示した杭構造体1の要素や部位と同様な要素や部位には同一の符号が付され、部分的に異なる箇所のある要素や部位には、最後に添字Uが付されている。
杭構造体1Uでは、補助杭3Uは、円弧状に湾曲した細長い板状部80と、該板状部80の大径側表面81の幅方向中央部に沿って円弧状に形成されたV字状係合部82とからなる。V字状係合部82は、V字状凹部83を形成する二つの脚部84,85と凹部83の開口86を狭める先端係止部87,88とを有する。
杭構造体1Uでは、アンカー杭2Uの杭本体4Uのうち、円弧状湾曲V字状案内部90,90が杭構造体1の該当部分30,30と異なり、管状の代わりに、V字状に形成される。アンカー杭2Uの杭本体4Uのうち中央管状部10及び楔形板状部20,20は、杭構造体1の該当部分と同様である。
V字状案内部90は、横断面がV字状の二つの脚部91,92からなり、Vの凹部93が楔形板状部20の円弧状側縁部23に溶接等により固着されている。
V字状案内部90のV字状の脚部91,92には、補助杭3UのV字状係合部82が係合される。補助杭3Uの上端を振動式打込み機で叩くと、V字状案内部90のV字状の脚部91,92にV字状係合部82で係合された、補助杭3Uが案内部90の円弧に沿ってJ1方向に打込まれる。この場合、補助杭3UのV字状係合部82は、補助杭3Uの剛性を高める役割も果たす。この補助杭3Uは、補助杭3と比較して断面積が大きくなることから、畑のような軟弱地盤への打込みに適する。
この場合も、補助杭3Uが中心軸線Cの直径方向に対向する二箇所(周方向に180度間隔をおいた箇所)に設けられる代わりに、三箇所以上に、典型的には周方向に等間隔に設けられてもよい。但し、等間隔でなくてもよい。
具体的には、例えば、図12の(a)及び(b)に示した杭構造体1Wでは、補助杭3Uが周方向に90度間隔で四箇所に設けられている。換言すれば、杭構造体1Wは、補助杭がパイプ50の形態の補助杭3から細長い板状部80とV字状係合部82とからなる補助杭3Uに変更され、且つ案内部がパイプ部30からV字状案内部90に変更されている点を除き図10に示した杭構造体1Tと同様な構造を有する。
図12に示した杭構造体1Wにおいて、図10の杭構造体1Tと同様な要素や部位には同一の符号が付され、異なる箇所のある要素や部位には対応する添字が付されている。
この杭構造体1Wは、杭構造体1Uと杭構造体1との差異及び杭構造体1Tと杭構造体1との差異に応じた特徴を有することは明らかであるから、その説明は省く。
なお、アンカー杭の補助杭案内部と補助杭との係合は、補助杭の打込みに際して補助杭の円弧状形状を保ちつつ補助杭を円弧に沿ってJ1方向に案内し得、且つ地中への打込みに際して打込み抵抗を最低限に抑え得る限り、どのような形態・形状でもよい。
以上においては、補助杭案内部が正円弧状に湾曲した管状のパイプ50や正円弧状に湾曲したV字状湾曲部90等からなる例について説明したけれども、案内部は、その代わりに、主として、板状部20の正円弧状湾曲縁部23自体によって形成されていてもよい。
このような杭構造体1Yの一例が、図13の(a)〜(c)に示されている。杭構造体1Yにおいて、杭構造体1等と同様な要素ないし部位には同一の符号が付され、部分的に異なるけれども対応する要素ないし部位には添字Yが付されている。
図13に示した杭構造体1Yは、板状部20Yの正円弧状湾曲縁部23Yを覆うように板状部20Yの両主面26,27に溶接等で固着された角筒130を含む。角筒130は、筒壁を構成する壁板部131,132,133,134,135を備える角筒本体136を有する。角筒本体136では、壁板部131の両縁に壁板部132,133が一側縁で溶接等により固着され、壁板部132,133の他側縁に壁板部134,135が一側縁で溶接等により固着されている。勿論、溶接等の代わりに折曲や成形等他の手段で角筒状に形成されていてもよい。壁板部134,135は同一平面上に位置し、夫々の他側縁で板状部20Yの主面26,27に溶接等で固着されている。角筒本体136は、中心軸線Cと平行に上下方向に延び、その横断面形状は長さ方向の部位によらず実際上一定である。角筒本体136の上端部には、上部位置決め規制板部137が固定されている。上部位置決め規制板部137の内縁部137nは、板状部20Yの正円弧状湾曲縁部23の上端部23uと協働して、補助杭3Yを上部で位置決めする上部案内部141として働き、角筒本体136の壁板部131の下端部131sは板状部20Yの正円弧状湾曲縁部23Yの下端部23sと協働して、補助杭3Yを下部で位置決めする下部案内部142として働く。従って、この例では、案内部140は、より厳密には、上部案内部141及び下部案内部142と、その中間の実際上全域を占める湾曲縁部23Yの中間部23mとからなる。なお、内縁部137nを備える限り、規制板部137と外側壁板部131との間には、土壌の通過を許容する間隙ないし開口が形成されていてもよい。場合によっては、壁板部132,133が補助杭3Yの水平方向への位置ズレを規制するような間隔であってもよく、また、土壌の容易な通過を許容し得るように、壁板部132,133と補助杭との間には隙間が残るようにしておくと共に且つ壁板部132,133の内面に上下方向に間隔をおいて位置規制用突起部を設けておいてもよい。
杭構造体1Yでは、補助杭3Yを構成する長尺体は、正円弧状に湾曲した円筒状パイプ150の形態で且つ内縁(曲率半径の大きい側の縁部)に沿ってスリット151を備える。スリット151の幅は板状部20Yの主面26,27間の厚さと同程度で、このスリット151の両縁部152,153が板状部20Yの両主面26,27にぼほ摺接可能である。杭構造体1Yは、支持板状部40と同様な所望形状の支持部(図示せず)を備える。
以上のように構成された杭構造体1Yでは、角筒部130が中心軸線Cと平行に上下方向に延びているので、杭構造体1等のように比較的大径の湾曲した案内管部50を備える場合と比較して、F1方向の打込みに対する抵抗が小さいから、その打込みがより容易になる。
なお、図13では、板状部20Yの楔形前縁部24にナイフエッジ状のテーパが形成され、また中央円筒状部10の下端部にもナイフエッジ状のテーパが形成されている。なお、このようなテーパは勿論図1から図12までの例の楔形板状部や中央円筒状部10においても同様に形成され得る。
また、杭構造体1Yにおいて、アンカー杭2Yの打込み後に、補助杭3Yを打込む場合、板状部20Yの湾曲縁部23Yが正円弧状湾曲パイプ150の内面の外側湾曲面154に実際上摺接し且つスリット151の両縁部152,153が板状部20Yの両主面26,27を挟んで該主面26,27にほぼ摺接するように、正円弧状湾曲パイプ150のスリット151の下端部を板状部20Yに嵌め、正円弧状湾曲パイプ150を板状部20Yの円弧状縁部23に沿ってJ1方向に押込む。これにより、正円弧状湾曲パイプ150は、角筒130の上端においては、上端案内部141により位置決めされ、角筒の下端においては下端案内部142により位置決めされ、その中間部分では円弧状縁部23の中間部分23mによって位置決めされた状態で、角筒130及び板状部20Yの湾曲縁部23の間で、J1方向に延びた状態を採る。なお、角筒130の下端に補助杭3Yの下端が達する前に、角筒130内に入り込んだ土壌により補助杭3Yの押込みが妨げられる場合には、補助杭3Yの上端を軽く叩いて、補助杭3Yの打込む。補助杭3Y(正円弧状湾曲パイプ150)が上端及び下端案内部141,142並びに中間円弧状部分23mで支持・案内されるようになると、その後は、補助杭3Yは、上端及び下端案内部141,142並びに中間円弧状部分23mで支持・案内された状態で、J1方向に打込まれる。打込みは、振動式の杭打ち機によって行っても、他のハンマー手段その他の任意の杭打ち手段で行ってもよい。
中心軸線Cと平行に上下方向に延びる筒体を用いる場合でも、補助杭を構成する長尺体が円筒状パイプの如く棒状(中空又は中実)の代わりに、幅の狭い帯状(板状)であってもよい。そのような杭構造体1Zの一例を図14の(a)〜(c)に示す。杭構造体1Zにおいて、杭構造体1や1Y等と同様な要素ないし部位には同一の符号が付され、部分的に異なるけれども対応する要素ないし部位には添字Zが付されている。
杭構造体1Zは、長尺体として、スリット付湾曲円筒状パイプ150の代わりに、正円弧状に湾曲した幅の狭い板状体160からなる補助杭3Zを有する。補助杭3Zを構成する板状体160は、内面161(曲率半径の大きい方の表面)で楔形板状体20Zの正円弧状湾曲縁部23Zに該湾曲縁部23Zの実質的に全長に亘ってほぼ摺接する。湾曲縁部23Zの上端23uが角筒130の上端規制部材137の内縁137nとの間で当該高さ位置にある板状体160の部分の水平方向の位置を規定し、且つ湾曲縁部23Zの下端23sが角筒130の壁板部131の下端131sとの間で当該高さ位置にある板状体160の部分の水平方向の位置を規定することは、杭構造体1Yの場合と同様である。すなわち、杭構造体1Zでも、部位23u及び137nが上端案内部141Zとして働き、部位23s及び部位131sが下端案内部142Zとして働く。また、この場合も、補助杭3Zの打込みの間、湾曲縁部23Zの中間部分23mが上端案内部141Zと下端案内部142Zとの間に位置する板状体160の部分の位置を規制する。更に、この杭構造体1Zでは、角筒130の本体部136を構成する側壁部132及び133が板状体160の両側縁部の水平方向位置を規制する。従って、これらの全体が、案内部140Zを構成する。なお、土壌の自由な通過を許容し得るように側壁部132,133の間隔を板状体160の幅よりも大きくしておき、側壁部132,133に間隔をおいて水平方向位置規制用の突起部を形成しておいてもよい。杭構造体1Zは、支持板状部40と同様な所望形状の支持部(図示せず)を備える。
この杭構造体1Zにおいても、角筒130が一定の横断面形状を有し上下方向に平行に延びているので、杭構造体1Yの場合と同様にアンカー杭2ZのF1方向の打込みが容易に行われ得ることは明らかであろう。また、この場合、湾曲板状体160は、内面161において部位23u、部位23m及び部位23sの全体に亘って主たる案内部として働く湾曲縁部23Zによって位置決めされてJ1方向に案内されること、該案内に際して、外面162(曲率半径の小さい方の表面)において部位137n及び部位131sにより位置規制・案内されると共に側面163,164において壁部132,133により位置規制・案内されることも明らかであろう。従って、まず、アンカー杭2Zの打込みを行い、その完了後、補助杭3Z,3Zを打込むことにより、杭構造体1Zの打込みが行われ得る。
なお、杭構造体1Yや1Zにおいて、筒130は、横断面が矩形である代わりに、横断面が円形その他の形状でもよい。また、補助杭3Zの数は三本以上でもよい(当然ながら楔形板状部20Zや筒130等も同数設けられる)。更に、例えば、図1〜図8に示した杭構造体1においても、内周面が案内部3を構成するパイプ50の外表面が円弧状に湾曲する代わりに、中心軸線Cと平行な方向に直線状に延びた横断面形状・大きさが一定の筒の形態であってもよい(内周面が案内経路としての正円弧状孔34を備えればよい)。
本発明の好ましい一実施例の杭構造体の斜視説明図。 図1の杭構造体を構成するアンカー杭を示したもので、(a)は平面説明図、(b)は正面説明図(但し、右側の案内管部は断面で示されている)。 図1の杭構造体を構成する補助杭を示したもので、(a)は平面説明図、(b)は正面説明図、(c)は右側面説明図、(d)は一変形例の補助杭の断面形状を示した説明図、(e)は別の変形例の補助杭についての(d)と同様な説明図。 図1の杭構造体の打込みの際に位置決めに用いられる基準杭を示したもので、(a)は平面説明図、(b)は正面説明図(但し、基準杭の頭部は斜視状態で示されている(以下同))。 図1の杭構造体を地面に打込む際の打込み手順の一部を示したもので、(a)及び(b)は基準杭の打込み段階を示した平面説明図及び正面説明図、(c)は基準杭の打込み後のアンカー杭の嵌込み段階を示した正面断面説明図、(d)及び(e)はアンカー杭の打込み段階における打ち込み途中の状態を示した平面説明図及び正面断面説明図。 図1の杭構造体を地面に打込む際の打込み手順の一部をなす補助杭の打込み段階を示したもので、(a)は全体の斜視説明図、(b)は補助杭の先端部の打込み状況を示した断面説明図。 図1の杭構造体を地面に打込む際の打込み手順の一部をなす補助杭の打込み段階が完了した状態を示したもので、(a)は平面説明図、(b)は正面断面説明図。 図1の杭構造体の地面への打込みが完了した状態を示したもので、(a)は平面説明図、(b)は一部を断面で示した正面説明図。 図1の杭構造体を用いたビニールハウスの支持構造を示した正面断面説明図。 本発明の一変形例の杭構造体を示したもので、(a)は平面説明図、(b)は正面断面説明図。 本発明の別の変形例の杭構造体を示したもので、(a)及び(c)はアンカー杭と補助杭との係合状態を示した平面説明図、(b)はアンカー杭の平面説明図、(d)は杭構造体の斜視説明図(但し、補助杭を想像線で示してある)。 本発明の更に別の変形例の杭構造体を示したもので、(a)は平面説明図、(b)は斜視説明図。 本発明の更に別の変形例の杭構造体を示したもので、(a)は杭構造体の正面説明図(但し、右半分は断面で示した)、(b)は(a)のXIIIB−XIIIB線断面説明図、(c)は(a)のXIIIC−XIIIC線断面説明図。 本発明の更に別の変形例の杭構造体を示したもので、(a)は杭構造体の正面説明図(但し、右半分は断面で示した)、(b)は(a)のXIVB−XIVB線断面説明図、(c)は(a)のXIVC−XIVC線断面説明図。
符号の説明
1,1A,1B,1C,1T,1U,1W,1Y,1Z 杭構造体
2,2T,2U,2W,2Y,2Z アンカー杭
3,3a,3b,3c,3d,3L,3M,3U,3Ua,3Ub,3Uc,3Ud,3Y,3Z 補助杭
4,4T,4U,4W,4Y,4Z 杭本体
6 抜止め用係止部材
10 中央管状部
11 外周面
12a,12b 直径方向対向部位
13 上端部
14 下端開口部
15 下端部
20,20a,20b,20c,20d,20Y,20Z 楔形板状部
21,21a,21b 上下方向長縁部
22 水平方向上縁部
23,23Y 湾曲外縁部
23i 外縁部の上部
23m 中間案内部
23s 下端
23u 上端
24,24a,24b 楔形前縁部
25 湾曲部
25u 上端部
30,30a,30b,30c,30d 管状案内部
31 円筒状パイプ
32 大径側側縁部
33 内周面
34 円弧状案内孔
35 上端面
36 下端面
37 上端開口
38 ピン挿通孔
39 下端開口(先端開口)
40 支持板状部
41 突出隅部
42 中間凹状辺部
43 板状体
44 中央孔
45 隅の孔
46 中央部
50,50L,50M 円弧状湾曲パイプ
51 上端
52 外縁
53 先端部
54 下端
55 係止ピン挿通孔
56 チューブ挿入孔
57 孔
58 上端開口
59 下端開口
60 基準杭
61 基準杭本体
62 リブ状部(フィン状部)
62u 上端面
63 先端部(下端部)
64 上端面
65 傾斜面
66 先端側端面
67 地中挿入部分
68 地上露出部
69 凹部
80 湾曲細長板状部
82 V字状係合部
83 V字状凹部
84,85 脚部
86 開口
87,88 先端係止部
90 円弧状湾曲V字状案内部
91,92 脚部
130 角筒
131,132,133,134,135 壁板部
131s 下端
131u 上端
136 角筒本体
140 案内部
141 上端案内部
142 下端案内部
150 スリット付湾曲パイプ
151 スリット
154 内面
160 正円弧状湾曲板状体
161,162 湾曲表面
163,164 側面
C,C1,C2,C5 中心軸線
F1 打込み方向
H1 噴出方向
H2 排出用吹出方向
J1 円弧状打込み方向
K 空所

Claims (10)

  1. 先細打込み端部を下端に構築物支持部を上端に備えると共に、周方向に間隔をおいて形成された複数の側縁部の夫々に円弧状案内部を備え、円弧状案内部の上端が地上に露出する状態で先細打込み端部が地中に打込まれるアンカー杭と、
    夫々が予め正円弧状に形成された複数の円弧状補助杭であって、前記アンカー杭の先細打込み端部が地中に打込まれている際に、夫々が該アンカー杭の対応する円弧状案内部の上端露出部に下端側で係合され、該円弧状案内部に沿って下方に案内されつつ地中に打込まれ、該円弧状案内部の円弧状経路を延長した円弧状経路に沿って下方程外側に離れるように個別に地中に打込まれる正円弧状長尺体からなるものと
    を有する杭構造体。
  2. 円弧状補助杭がアンカー杭の円弧状案内部との間に遊びがある状態で該円弧状案内部に係合され、且つ上端部において該円弧状案内部に対して相対動可能に係止される請求項1に記載の杭構造体。
  3. 円弧状案内部は、該円弧状案内部の上端よりも上方に該円弧の中心が位置するように偏心した円弧形状を有する請求項1又は2に記載の杭構造体。
  4. 補助杭が該補助杭の円弧の中心角でみて30度以下の角度範囲に亘って円弧状に延在している請求項1から3までのいずれか一つの項に記載の杭構造体。
  5. アンカー杭の打込み位置を規定すべく、アンカー杭の打込み前に上端部が地面から突出する状態で地中に打込まれる細長く真直ぐな棒の形態の基準杭を更に有し、
    前記アンカー杭が前記基準杭のまわりに嵌合される管状部を中央に備え、基準杭が打込まれた状態で、該アンカー杭がその中央の管状部において基準杭に嵌合・案内されて所定位置に打込まれるように構成された請求項1から4までのいずれか一つの項に記載の杭構造体。
  6. アンカー杭が前記円弧状案内部を周方向に間隔をおいて三個以上備える請求項1から5までのいずれか一つの項に記載の杭構造体。
  7. 補助杭が横断面円形で先端の尖ったパイプの形態であり、アンカー杭の案内部は、該パイプの形態の補助杭が挿通される横断面円形で前記パイプの外径よりも大きい内径の円弧状孔を備える請求項1から6までのいずれか一つの項に記載の杭構造体。
  8. 補助杭を構成するパイプは、上端部近傍の側壁に孔を備え、該孔からパイプの先端まで加圧流体送給チューブが挿通されて、該パイプの先端で開口した該チューブの先端から加圧流体が噴出するように構成される請求項1から7までのいずれか一つの項に記載の杭構造体。
  9. 各補助杭が円弧状に撓んだ細長い板状体と、一側において該板状体を支え、他側においてアンカー杭の対応する案内部に係合されるように構成された細長い係合部とからなる請求項1から8までのいずれか一つの項に記載の杭構造体。
  10. 打込まれるべき場所が、畑や砂地田やこれらと同様な硬さの荒地のような軟弱地盤の土地である請求項1から9までのいずれか一つの項に記載の杭構造体。

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