JP2011163009A - 基礎鋼管沈下防止構造 - Google Patents

Abstract

【課題】軟弱地盤に建柱された電柱等の柱体の沈下を防止するため、この柱体を埋設する際に使用する基礎鋼管に沈下防止板を設けた構造とし、この構造がより簡易となるように改良することによって、施工の簡単化及び低コスト化を実現する基礎鋼管沈下防止構造を提供する。
【解決手段】地盤に基礎鋼管を埋設する際に、基礎鋼管の外周を分割状態の沈下防止板の半円形穴で囲むと共に、分割状態の沈下防止板の対向せる側辺の補強枠を結合することによって形成した円周形補強枠に、地盤に回転圧入した基礎鋼管の鍔を上載することにより、基礎鋼管と沈下防止板とを結合状態にした構造とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、地盤に埋設した基礎鋼管に電柱等の柱体の下部を挿入して固定する際、地盤が軟弱地質であっても、基礎鋼管の沈下を防止し得る基礎鋼管沈下防止構造に関する。

従来から、基礎鋼管を所定の地盤に埋設し、この基礎鋼管の内部に電柱や街路灯又は信号灯等の柱体を挿入して固定することにより、これらの柱体を建柱することが行われている。この際、基礎鋼管を地盤へ埋設するには、アースオーガを用いた基礎鋼管を回転圧入して埋設し、上記の柱体を挿入して生コンクリート等の固化剤を投入することにより、基礎鋼管と柱体とを一体的に結合する。

ところで、このような基礎鋼管を軟弱地盤に埋設する際、地盤支持力が小さいため、柱体の沈下や傾斜が生じる。従って、基礎鋼管を軟弱地盤に埋設する際には、特に基礎鋼管の沈下を防止することが重要となる。

ここで、電柱等の柱体の沈下防止手段として従来の技術を参照する。特許文献１の発明は、「軟弱地盤用の回転圧入杭」と称するものである。その構成は、杭本体の下端に外向きフランジを設け、このフランジの外周の複数個所に地盤掘削用の爪を設けると共に、杭本体の左右外側に杭の回転方向へ向かう下り勾配を有する沈下防止用羽根を段違いに複数対設けたものである。

このような構成において、杭本体の下端に設けられたフランジは抵抗体の先端にあって、杭本体を地盤へ回転圧入する際の土圧をフランジ面で受けるため、杭本体を地盤中に進入する際に大きな回転力が必要となる。また、設計地盤支持力を得るためには予め杭先端位置の地盤強さの把握が必要となるが、電柱や街路灯のように同一地盤内での設置が限られる場合、杭先端部の地盤調査はコストも含め適用が困難である。さらに、杭本体の外周に沈下防止用羽根が設けられているため、地盤中に螺旋状に回転挿入できないと、逆に基礎周囲の地盤を緩める結果となり、柱体が傾斜しやすい基礎となる。

これに対して、特許文献２の発明「電柱の沈下防止方法及びその装置」は、抵抗板と収納筒を係合させた構造を有し、地盤に埋設した電柱の地際部地面に収納筒と電柱とを楔を介して一体結合したものである。また、その具体的構造として、抵抗板は長方形鋼板であって電柱の埋設後に地際部地面に設けられるため、抵抗板が電柱を埋設する際の妨げにはならない。しかも、特許文献２の抵抗板は、特許文献１と比較すると、地盤支持力を得る深さが浅いことから、予め抵抗板設置面の地盤強さを測定することが容易となり、沈下防止効果を有効に発揮することが可能である。

ところで、特許文献２に記載されている構造は、２枚の抵抗板を結合するための結合パイプや多数のＵボルト等を必要とし、さらに抵抗板を電柱に結合するための収納筒や楔を必要とするため、構造がやや複雑であり、施工に手間を要するものであった。このため、より簡易な構造によって抵抗板の沈下防止効果を発揮し得るように改善することが望まれていた。

特開平９−１９５２７１号公報 特公昭６３−１６５３３号公報

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、軟弱地盤に建柱された電柱等の柱体の沈下を防止するため、この柱体を埋設する際に使用する基礎鋼管に沈下防止板を設けた構造とし、この構造がより簡易となるように改良することによって、施工の簡単化及び低コスト化を実現する基礎鋼管沈下防止構造を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明による請求項１の基礎鋼管沈下防止構造は、下部外周に複数の爪が設けられた基礎鋼管を上方からの回転圧入によって軟弱地盤に埋設すると共に、基礎鋼管の内部に柱体の下部を挿入して固定する際、基礎鋼管に沈下防止板を固定することによって基礎鋼管及び柱体の沈下を防止するようにした基礎鋼管沈下防止構造において、基礎鋼管は、管体の上端付近に外周に張り出した鍔を形成する一方、沈下防止板は、基礎鋼管を嵌挿するために形成された嵌合穴を半円形に分割する位置で沈下防止板を別体に分割する分割構造を有し、分割された状態の沈下防止板の半円形穴及び外周に補強枠が設けられ、地盤に基礎鋼管を途中まで埋設した自立状態にして基礎鋼管の地上に露出した外周を分割状態の沈下防止板の半円形穴で囲むと共に、分割状態の沈下防止板において互いに対向せる補強枠同士を結合することによって形成した円周形補強枠に、地盤に回転圧入した基礎鋼管の鍔を上載することにより、基礎鋼管と沈下防止板とを結合状態にした構造とすることを特徴とする。

また、本発明の請求項２の基礎鋼管沈下防止構造は、請求項１において、沈下防止板には、基礎鋼管の回転圧入の際に発生し易い地表面付近の地盤の緩みを改善するため、円周形補強枠の外周に複数の穴部が形成され、この穴部にセメント溶剤等の充填剤を注入することによって、沈下防止板底面と基礎鋼管外周部の地盤を容易に補強することができる構造としたことを特徴とする。

本発明の基礎鋼管沈下防止構造は、上記のように、基礎鋼管の上端付近の外周に鍔が設けられ、沈下防止板が分割構造であって、双方の分割状の沈下防止板の半円形穴を基礎鋼管の外周に嵌合すると共に、双方の分割状の沈下防止板を互いに結合することによって広面積の沈下防止板を構成し得るものである。従って、本発明の基礎鋼管沈下防止構造は、極めて簡単な構造により効率的な沈下防止効果を低コストで得ることが可能となる。

また、本発明の基礎鋼管沈下防止構造の施工時には、基礎鋼管を途中まで埋設した自立状態にする。次いで、該基礎鋼管の地上に露出した外周を分割状態の沈下防止板の半円形穴で囲み、分割状態の沈下防止板の対向せる側辺の補強枠同士を結合することによって形成した円周形補強枠に、地盤に回転圧入した基礎鋼管の鍔を上載し、沈下防止板の穴部から充填剤を注入することにより、基礎鋼管の埋設施工及び沈下防止板の取付け施工を完了することが可能となる。従って、電柱等の柱体を建柱すべき箇所が軟弱地盤であっても、その現場にて、簡単な方法で沈下防止板を組立て、施工することが可能となる。

また、本発明の基礎鋼管沈下防止構造の適用時には、地盤支持力を得る深さが浅いことから、容易に地盤強さが計測でき、適切に沈下防止板の大きさを設定することが可能となる。従って、電柱等の柱体を建柱すべき箇所の地盤状態に合わせて、容易かつ確実な沈下防止策が提供できる。

また、このような基礎鋼管沈下防止構造においては、基礎鋼管と沈下防止板との結合手段を別途設けなくても、沈下防止板の円周形補強枠に基礎鋼管の鍔を上載した構造によって、基礎鋼管の重量が沈下防止板の上方から荷重として作用し、これによって基礎鋼管と沈下防止板とが結合された状態となるため、構造の簡単化に極めて有益となる。

本発明による基礎鋼管沈下防止構造の全体斜視図であり、（ａ）は沈下防止板を分割した状態、（ｂ）は沈下防止板を一体結合した状態を示す。 （ａ）、（ｂ）は、本発明による基礎鋼管沈下防止構造を地盤に埋設した状況を示す側面図である。 本発明による基礎鋼管沈下防止構造に係る抵抗板を示す平面図である。 （ａ）〜(ｆ)は、本発明による基礎鋼管沈下防止構造の施工工程を示す図であり、地盤の床堀りから柱体の建柱施工を完了するまでの工程を示す。

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。

本発明による実施例は、図１(ａ)、(ｂ)に示すように、下部外周に複数の爪２、２…が設けられた基礎鋼管１を上方からの回転圧入によって地盤に埋設すると共に、基礎鋼管１の内部に柱体４（図２参照）の下部を挿入して生コンクリート等の固定剤で固定する際、基礎鋼管１に沈下防止板３を固定することによって基礎鋼管１及び柱体４の沈下を防止するようにした基礎鋼管沈下防止構造を構成したものである。

上記の基礎鋼管沈下防止構造に使用されている基礎鋼管１は、所定長さとして、例えば２．５ｍから５．０ｍの円筒形の鋼製管体５からなり、この管体５の上端付近には外周に張り出した円盤形状の鍔６が固定されている。なお、鍔６は、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、基礎鋼管１の上端付近の外周に間隔をあけて設けられた複数のリブ７によって補強することも可能である。また、図３に示すように、例えば直径３５０ｍｍの電柱等の柱体４に対して、基礎鋼管１を直径約５００ｍｍとし、この柱体４を基礎鋼管１の内部に挿入すると、柱体４の周囲の空所に生コンクリート８を注入することによって柱体４は基礎鋼管１内で固定される。

また、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、柱体４を基礎鋼管１内で横方向に移動することにより、柱体４の周辺の障害物等を避けた状態にすることができる。また、基礎鋼管１内における柱体４の周囲の空所に生コンクリート８を注入することによって柱体４を所定位置に固定することができる。

図１（ｂ）に示すように、基礎鋼管１の上端付近に固定された鍔６は、沈下防止板３へ鉛直方向の荷重を伝達する。また、基礎鋼管１の下端外周には間隔をあけて複数の爪２、２…が下方向に突出した状態で固定されている。

さらに、図１（ａ）、(ｂ)に示すように、上記の基礎鋼管１の上端には直径方向の２箇所に一対の回転板１２が固定されている。回転板１２に形成された丸孔部１２ｂには回転工具１３（図４（ｂ）参照）が嵌め込まれ、回転工具１３に形成された中心穴（不図示）にアースオーガ回転装置１０を係止することによって基礎鋼管１の回転圧入が可能となる。従って、基礎鋼管１を地盤中に回転圧入する際には、図４（ｂ）に示すように、基礎鋼管１の上端に取り付けた回転工具１３を介して、アースオーガ回転装置１０で回転しつつ押圧すると、複数の爪２、２…が土壌を掘削しながら基礎鋼管１を下方向に進入させることができる。

また、図２（ａ）、(ｂ)又は図３に示すように、基礎鋼管１の回転板１２から回転工具１３を取り外した状態にして、一対の回転板１２の各凹部１２ａ（図１(ａ)、(ｂ)参照）に、後述する柱体受台１４の上端に設けられた掛板１４ｃを引掛けることによって、基礎鋼管１の内腔上部に柱体受台１４を取付けることが可能となる。

一方、本実施例の沈下防止板３は、図１（ａ）に示すように、基礎鋼管１を嵌挿するために形成された嵌合穴９を半円形に分割する位置で、沈下防止板３を別体に分割する分割構造を有している。即ち、図１（ｂ）に示すように、一体結合された状態の沈下防止板３は内部に基礎鋼管１を挿通する円形の嵌合穴９が形成され、図１（ａ）に示すように、沈下防止板３を分割すると、分割状態の沈下防止板３（以下、「分割沈下防止板３ａ、３ｂ」と云う）は互いに対向する側辺に半円形穴９ａ、９ｂ（図３参照）が形成された状態となる。

このような分割沈下防止板３ａ、３ｂの夫々には、半円形穴９ａ、９ｂ及び外周に補強枠１６が設けられている。また、これらの分割沈下防止板３ａ、３ｂを結合することによって、半円形穴９ａ、９ｂの枠体からなる円周形枠１７形成される。さらに、この円周形枠１７の外周には複数の穴部１８が形成され、図１(ｂ)に示すように、この穴部１８に充填剤１９を注入することによって沈下防止板３の底面と基礎鋼管１の外周部の地盤を補強することが可能となる。

また、図１（ａ）に示すように、夫々の分割沈下防止板３ａ、３ｂは、一対の半円形穴９ａ、９ｂ（図３参照）の両辺に設けられた補強枠１６ｃ、１６ｃの複数位置にボルト孔２０が形成されている。従って、図１（ｂ）に示すように、双方の分割沈下防止板３ａ、３ｂの半円形穴９ａ、９ｂで基礎鋼管１の周囲を嵌合した状態にして、双方の分割沈下防止板３ａ、３ｂの互いに対向する補強枠１６ｃ、１６ｃ同士を合致して各ボルト孔２０にボルト２１を挿通してナット２２で締結することにより、分割沈下防止板３ａ、３ｂを一体結合することが可能となる。

このようにして形成された一体結合後の沈下防止板３の円周形補強枠１７の内側の嵌合穴９に嵌合された基礎鋼管１は、この嵌合穴９に対して摺動可能であるため、図１（ｂ）に示すように、基礎鋼管１を嵌合穴９に沿って下方に移動すると、基礎鋼管１の鍔６が沈下防止板３の円周形補強枠１７の上端に当って載置された状態で停止する。従って、このような構造においては、基礎鋼管１と沈下防止板３との結合手段を別途設けなくても、基礎鋼管１の重量が沈下防止板３の上方から荷重として作用し、これによって基礎鋼管１と沈下防止板３とが固定された状態となる。

なお、図３に示すように、沈下防止板３を分割してなる各分割沈下防止板３ａ、３ｂは、必ずしも均等な面積である必要はなく、地盤の状況や周辺の障害物等の状況によって、何れかに偏った面積に形成することも可能である。この場合、各分割沈下防止板３ａ、３ｂの内部に設ける補強枠は、図３に示すように、円周形補強枠１７の左右均等の中心から対向する辺に対して直角となるようにアングル材１６ａを溶接接合することによって構成してもよい。

なお、地盤支持力によっては、各分割沈下防止板３ａを２枚組み込むことも可能となるよう、補強枠１６にボルト孔２０を設け、ボルトとナットで結合することも可能である。

図２（ａ）、（ｂ）に示す柱体受台１４は、左右の長尺の金属帯板１４ａ、１４ａと、左右の金属帯板１４ａ、１４ａの下端に固定した柱台１４ｂと、左右の金属帯板の上端に固定したＬ字形に形成してなる掛板１４ｃ、１４ｃとからなる。また、図２（ａ）、（ｂ）に示す基礎鋼管１の内部に柱体受台１４を挿入すると共に、基礎鋼管１の上端外周に固定された回転板１２の凹部１２ａに柱体受台１４の掛板１４ｃを掛止することによって、柱台１４ｂが基礎鋼管１の内部の所定高さに位置することとなる。そして、基礎鋼管１に挿入した柱体４は柱台１４ｂに支持された状態となり、この状態で基礎鋼管１内における柱体４の周囲に生コンクリート８を注入することとなる。

次に、上記のように構成された基礎鋼管沈下防止構造１の施工方法について説明する。まず、図４（ａ）に示すように、柱体４を建柱すべき地盤に沈下防止板の設置が可能な面積の床堀り２３を施し、基礎鋼管１の回転圧入位置における埋設物の有無を確認するため、例えば１ｍ程度の深度まで手掘り等より先行孔２６を掘削する。

次に、図４（ｂ）に示すように、地盤に形成された先行孔２６に基礎鋼管１の建て込みを行なう。この際、基礎鋼管１の上端の回転板１２に嵌合した回転工具１３を介してアースオーガ回転装置１０で回転しつつ押圧することによって基礎鋼管１を地盤中に進入させ、基礎鋼管１の周囲に地盤沈下防止板３の取付け作業を行い得る高さまで基礎鋼管１を埋設することによって該基礎鋼管１を自立状態にする。

次いで、図４（ｃ）に示すように、砕石２３ａを敷き詰めることによって床堀面養生を行った後、基礎鋼管１の地上に露出した外周を一方の分割沈下防止板３ａの半円形穴９ａ（図３参照）で囲む。また、基礎鋼管１の残りの周囲を他方の分割沈下防止板３ｂの半円形穴９ｂで囲み、図３に示すように双方の分割沈下防止板３ａ、３ｂの補強枠１６ｃ、１６ｃ同士をボルト２１とナット２２で結合する。

次いで、再び上記のように基礎鋼管１を回転しつつ押圧することにより、図４（ｄ）に示すように、基礎鋼管１を地盤中に進入させ、基礎鋼管１の鍔６が沈下防止板３の円周形補強枠１７の上端に当るまで回転圧入し、基礎鋼管１の鍔６を沈下防止板３の円周形補強枠１７に上載した状態とする。これによって、基礎鋼管１の埋設施工及び沈下防止板の取付け施工を完了する。

次いで、図４(ｅ)に示すように、沈下防止板３の穴部１８（図１（ｂ）参照）に充填剤１９を注入することによって沈下防止板３の底面と基礎鋼管１の外周部の地盤を補強する。

そして、上記の基礎鋼管１内に柱体４を固定するには、図２（ａ）、（ｂ）で説明したように、上記の基礎鋼管１内の上部に柱体受台１４を設け、基礎鋼管１内に上方から挿入した柱体４を柱体受台１４で支持する。

次いで、図４(ｆ)に示すように、基礎鋼管１内における柱体受台１４の周囲に生コンクリート８を流し込むことによって、基礎鋼管１の外周を生コンクリート８によって固め、床掘り２３の空間に土壌２４を埋め戻す。

本発明の基礎鋼管沈下防止構造は、軟弱地盤に建柱された電柱等の柱体の沈下を防止するため、この柱体を埋設する際に使用する基礎鋼管に沈下防止板を設けた構造とし、この構造がより簡易となるように改良することによって、施工の簡単化及び低コスト化を実現するようにした基礎鋼管沈下防止構造として利用可能である。

１ 基礎鋼管
２ 爪
３ 沈下防止板
３ａ、３ｂ 分割沈下防止板
４ 柱体
５ 管体
６ 鍔
７ リブ
８ 生コンクリート
９ 嵌合穴
９ａ、９ｂ 半円形穴
１０ アースオーガ回転装置
１１ 建柱車
１２ 回転板
１２ａ 凹部
１２ｂ 丸孔部
１３ 回転工具
１４ 柱体受台
１４ａ 金属帯板
１４ｂ 柱台
１４ｃ 掛板
１６ 補強枠
１６ａ、１６ｂ アングル材
１６ｃ 互いに対向する補強枠
１７ 円周形補強枠
１８ 穴部
１９ 充填剤
２０ ボルト孔
２１ ボルト
２２ ナット
２３ 床掘り
２３ａ 砕石
２４ 埋め戻した土壌
２５ 基礎鋼管内の土壌
２６ 先行孔

Claims (2)

1. 下部外周に複数の爪が設けられた基礎鋼管を上方からの回転圧入によって軟弱地盤に埋設すると共に、基礎鋼管の内部に柱体の下部を挿入して固定する際、基礎鋼管に沈下防止板を固定することによって基礎鋼管及び柱体の沈下を防止するようにした基礎鋼管沈下防止構造において、
   基礎鋼管は、管体の上端付近に外周に張り出した鍔を形成し、
   沈下防止板は、基礎鋼管を嵌挿するために形成された嵌合穴を半円形に分割する位置で沈下防止板を別体に分割する分割構造を有し、
   分割された状態の沈下防止板の半円形穴及び外周に補強枠が設けられ、
   地盤に基礎鋼管を途中まで埋設した自立状態にして基礎鋼管の地上に露出した外周を分割状態の沈下防止板の半円形穴で囲むと共に、分割状態の沈下防止板の対向せる側辺の補強枠を結合することによって形成した円周形補強枠に、地盤に回転圧入した基礎鋼管の鍔を上載することにより、基礎鋼管と沈下防止板とを結合状態にした構造とすることを特徴とする基礎鋼管沈下防止構造。
2. 沈下防止板には、分割状態の沈下防止板を結合することによって形成される円周形補強枠の外周に複数の穴部が形成され、この穴部に充填剤を注入することによって沈下防止板底面と基礎鋼管外周部の地盤を容易に補強したことを特徴とする基礎鋼管沈下防止構造。