JP2012219567A - 柱状構造物および柱状構造物の設置方法 - Google Patents

Abstract

【課題】柱状構造物の設置までの工期を短縮することができる柱状構造物および柱状構造物の設置方法を提案すること。
【解決手段】柱状構造物１は、屋外に設置されるものであり、第１ポール２１と第２ポールとからなるポールと、固定手段３と、基礎４とを備える。第１ポール２１は、一部が地中１０１に埋設される。基礎４は、地中１０１に埋設されるとともに第１ポール２１の外周面を囲み、第１ポール２１に固定されることでポールを支持する。固定手段３は、基礎４を第１ポール２１に固定するものであり、基礎４と対向する第１ポール２１の外周面を囲んで第１ポール２１に固定された本体部３１と、本体部３１から径方向外側に突出し、先端に膨張部を有する複数の係止部３２とを有している。基礎４は、鉄筋コンクリートにより形成されており、複数の係止部３２を内部で係止している。
【選択図】図７

Description

本発明は、柱状構造物および柱状構造物の設置方法に関し、特に屋外に設置される柱状構造物および柱状構造物の設置方法に関するものである。

従来、屋外で通信用のアンテナなどを設置する場合に、柱状構造物が用いられることがある。柱状構造物は、ポールと基礎とを備える。ポールは、先端部に通信用のアンテナなどが取り付けられるものであり、基礎に固定されることで、基礎に支持されている。基礎は、ポールを固定する前に、予め一部が地表に露出するように埋設されている。ポールを基礎に固定する際には、例えば、特許文献１に示すように、アンカーボルトをポールのベースプレートに貫通させてナットを螺合させることで行われている。

特開平１０−１２１７８０号公報

ところで、基礎を予め一部が地表に露出するように埋設してポールを基礎に固定する場合は、基礎を埋設した後にポールを基礎に固定することとなる。また、基礎にポールを固定するためのアンカーボルトを設置する必要があった。従って、柱状構造物の設置までの工期の短縮を十分に図ることができなかった。

そこで、本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、柱状構造物の設置までの工期を短縮することができる柱状構造物および柱状構造物の設置方法を提案することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明では、屋外に設置される柱状構造物において、一部が地中に埋設されるポールと、前記地中に埋設されるとともに前記ポールの外周面を囲み、前記ポールに固定されることで前記ポールを支持する基礎と、前記基礎を前記ポールに固定する固定手段と、を備え、前記固定手段は、前記基礎と対向する前記ポールの外周面を囲んで前記ポールに固定された本体部と、前記本体部から径方向外側に突出し、先端に膨張部を有する複数の係止部とを有し、前記基礎は、鉄筋コンクリートにより形成されており、前記複数の係止部を内部で係止していることを特徴とする。

また、上記柱状構造物において、前記ポールは、複数のポールを連結することで構成されていることが好ましい。

また、本発明では、上記柱状構造物の設置方法であって、地表に穴を掘削する工程と、前記穴にポールを設置する工程と、前記ポールの外周面のうち、前記固定手段と対向する部分を囲むように前記基礎の鉄筋を設ける工程と、前記鉄筋を内部に含むように、前記基礎のコンクリート部を形成する工程と、を含むことを特徴とする。

本発明にかかる柱状構造物および柱状構造物の設置方法は、ポールの地中に埋設される部分に対して基礎を一体に形成するので、柱状構造物の設置までの工期を短縮することができるという効果を奏する。

図１は、実施形態に係る柱状構造物の概略構成例を示す図である。 図２は、実施形態に係る柱状構造物を鉛直方向上側から見た図である。 図３は、実施形態に係る柱状構造物を鉛直方向下側から見た図である。 図４は、第１ポールの概略構成例を示す図である。 図５は、固定手段を示す図である。 図６は、第１ポールの径方向断面図である。 図７は、第１ポールの鉛直方向要部断面図である。 図８は、実施形態に係る柱状構造物の設置方法のフローを示す図である。

以下、本発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の実施形態により本発明が限定されるものではない。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

図１は、実施形態に係る柱状構造物の概略構成例を示す図である。図２は、実施形態に係る柱状構造物を鉛直方向上側から見た図である。図３は、実施形態に係る柱状構造物を鉛直方向下側から見た図である。図４は、第１ポールの概略構成例を示す図である。図５は、固定手段を示す図である。図６は、第１ポールの径方向断面図である。図７は、第１ポールの鉛直方向要部断面図である。なお、図６は、図５のＡ−Ａ断面図である。また、図７は、図１のＢ−Ｂ断面図である。図１に示すように、本実施形態に係る柱状構造物１は、屋外に設置されるものである。柱状構造物１は、図１〜図３に示すように、ポール２と、固定手段３と、基礎４とを含んで構成されている。

ポール２は、図１に示すように、図示しない通信用のアンテナなどが先端部２ａに取り付けられるものである。ポール２は、先端部２ａから鉛直方向下側に向かうに伴い直径が拡大するテーパー状に形成されている。ポール２は、一部が地中１０１に埋設される。本実施形態では、ポール２は約３０ｍあり、約５ｍ分が地中１０１に埋設され、残りが地表１００から突出するように、柱状構造物１が地表１００に対して設置されている。また、ポール２は、本実施形態では、第１ポール２１と、第２ポール２２と２分割構造で構成されている。

第１ポール２１は、ポール２の下部を構成するものであり、図４に示すように、鉛直方向上側の端部にフランジ２１ａが形成されている。第１ポール２１は、図６に示すように、中空部２１ｂを有する中空構造であり、鉄筋コンクリート柱などのコンクリート柱である。第１ポール２１は、鉛直方向下側の端部が地中１０１に埋設され、外周面に固定手段３が設けられている。

第２ポール２２は、ポール２の上部を構成するものであり、図１に示すように、鉛直方向下側の端部にフランジ２２ａが形成されている。第２ポール２２は、図示は省略するが中空部を有する中空構造であり、鉄筋コンクリート柱などのコンクリート柱である。ここで、第２ポール２２は、フランジ２２ａを第１ポール２１のフランジ２１ａに固定、例えばボルトとナットにより固定することで第１ポール２１に連結される。つまり、ポール２は、複数のポールである第１ポール２１および第２ポール２２を連結することで構成されている。なお、第１ポール２１および第２ポール２２が連結することで、第１ポール２１の中空部２１ｂと第２ポール２２の中空部とが連結する。

固定手段３は、基礎４をポール２に固定するものであり、本実施形態では、基礎４を第１ポール２１に固定するものである。固定手段３は、図５および図６に示すように、本体部３１と、複数の係止部３２とを有している。

本体部３１は、複数の係止部３２を第１ポール２１に固定するものである。本体部３１は、基礎４と対向する第１ポール２１の外周面を囲んで設けられている。本体部３１は、鉄板や縞鋼板などで形成されており、基礎４と対向する第１ポール２１の外周面、すなわち第１ポール２１の埋設時に基礎４が固定される第１ポール２１の周囲に沿って巻かれ、対向する両端部を、例えば溶接などで一体化することで、第１ポール２１に固定されている。なお、本体部３１は、鉛直方向の高さが基礎４の高さよりも短くなるように設定されている（図７参照）。

複数の係止部３２は、本体部３１から径方向外側に突出してそれぞれ形成されている。複数の係止部３２は、本体部３１の周囲に等間隔に、かつ鉛直方向に１段あるいは複数段となるように固定されている。各係止部３２は、軸部３２ａと、膨張部３２ｂとを有している。軸部３２ａは、半径方向内側の端部が本体部３１の外周面に、例えば溶接などで固定されている。膨張部３２ｂは、軸部３２ａの軸方向と直交する平面における断面積よりも大きい断面積を有しており、軸部３２ａの半径方向外側の端部に連結されている。つまり、各係止部３２は、軸部３２ａと膨張部３２ｂとが一体に形成されており、本実施形態では、頭付きスタッドであり、本体部３１にスタッド溶接により固定されている。ここで、第１ポール２１に直接係止部３２を固定するとなると、第１ポール２１の外周面に穴を開け、開けた穴に係止部３２を挿入、固定することとなるが、第１ポール２１が鉄筋コンクリート柱であると、内部の鉄筋の位置によっては、穴を開けることが困難であり、鉄筋を切断すると強度が低下する問題があった。しかしながら、本実施形態では、本体部３１を介して複数の係止部３２を間接的に第１ポール２１に固定するので、複数の係止部３２を容易に第１ポール２１に固定することができる。また、係止部３２を第１ポール２１に固定することで、第１ポール２１の強度が低下することを抑制することができる。

基礎４は、図１に示すように、地中１０１に埋設されるものである。基礎４は、ポール２に固定手段３により固定されることで、ポール２を支持するものである。基礎４は、図７に示すように、下端筋４１と、上端筋４２と、コンクリート部４３とにより構成されている。

下端筋４１は、基盤部５の鉛直方向上側に配置されている。下端筋４１は、鉄筋であり、一部が基盤部５に固定されている。下端筋４１は、コンクリート部４３の内部において格子状に形成されている。下端筋４１は、図３に示すように、中央部に第１ポール２１を配置するための開口部４１ａが形成されている。また、下端筋４１は、開口部４１ａの周囲を囲むように補強筋４１ｂが配設されている。

上端筋４２は、図７に示すように、下端筋４１の鉛直方向上側に配置されている。上端筋４２は、鉄筋であり、一部が下端筋４１あるいは基盤部５に固定されている。上端筋４２は、コンクリート部４３の内部において格子状に形成されている。上端筋４２は、端部が下端筋４１に向かって鉛直方向下側に延在して形成されている。つまり、上端筋４２は、鉛直方向を含む平面での断面形状がコの字状に形成されている。上端筋４２は、図２に示すように、中央部に第１ポール２１を配置するための開口部４２ａが形成されている。ここで、下端筋４１と上端筋４２とにより、空間部４４が形成されおり、空間部４４には第１ポール２１の一部および固定手段３の複数の係止部３２が位置する。

コンクリート部４３は、下端筋４１および上端筋４２を内部に含み形成されている、つまり、空間部４４には、コンクリートが充填されている。これにより、基礎４は、鉄筋コンクリートにより形成される。また、コンクリート部４３は、第１ポール２１の外周面を囲むとともに、内部に複数の係止部３２が位置する。従って、基礎４は、複数の係止部３２を内部で係止する。これにより、基礎４は、第１ポール２１に固定されることで、第１ポール２１を支持する。

次に、本実施形態に係る柱状構造物の設置方法について説明する。図８は、実施形態に係る柱状構造物の設置方法のフローを示す図である。まず、着工前調査・設計を行う（Ｓ１）。この工程では、柱状構造物１の設置場所の決定、設置場所での適応基準風速の確認、設置場所の地盤標準貫入試験、基礎４のサイズの決定、柱状構造物１（特に基礎４）の設計、柱状構造物１に対する工作物許認可取得などが行われる。なお、地盤標準貫入試験は、ボーリング調査も兼ねている。予め基礎４を埋設した後にポール２を基礎４に固定する場合では、地盤標準貫入試験に伴い支持層を確認できるまで掘削することになるが、本実施形態ではポール２に対応した深さ（本実施形態のポール２では深さ７ｍ程度）まで掘削すればよい。従って、本実施形態における地盤標準貫入試験は、短い日数で行うことがきるので、予め基礎４を埋設した後にポール２を基礎４に固定する場合と比較して、柱状構造物１の設置までの工期を短縮することができる。また、本実施形態における地盤標準貫入試験は、地盤調査費を安くすることができるので、予め基礎４を埋設した後にポール２を基礎４に固定する場合と比較して、柱状構造物１の設置までコストを削減することができる。

次に、地表掘削を行う（Ｓ２）。この工程では、ポール２の一部および基礎４を地中１０１に埋設するための穴を形成する掘削が行われる。掘削工程では、基礎４を地中１０１に埋設するための基礎用穴を形成する基礎掘削と、第１ポール２１の一部を地中１０１に埋設するためのポール用穴を形成するオーガー掘削とが行われる。これにより、ポール２の一部および基礎４を地中１０１に埋設するための穴が地表１００に形成される。なお、基礎用穴は、埋設する基礎４よりも広く形成される。

次に、地業を行う（Ｓ３）。本工程では、基礎４を支えるために地盤に対して行うものであり、基礎４よりも鉛直方向下側に、砕石などにより構成される基盤部５を設ける。

次に、第１ポール２１の設置を行う（Ｓ４）。本工程では、地表１００に形成されたポール用穴に、例えばクレーンなどの建設車両を用いて第１ポール２１を挿入する。なお、ポール用穴には、第１ポール２１が挿入される前に根固め液（杭周固定液）が注入されていてもよいし、注入されていなくてもよい。

次に、配筋・型枠設置を行う（Ｓ５）。本工程では、基盤部５の鉛直方向上側に下端筋４１および上端筋４２を設けることで、第１ポール２１の外周面のうち、固定手段３と対向する部分を囲むように配筋を行う。また、配筋後、コンクリートを流し込みコンクリート部４３を形成するための型枠を下端筋４１および上端筋４２の周囲に設置する。

次に、コンクリート打設を行う（Ｓ６）。本工程では、型枠内にコンクリートを流し込むことで、下端筋４１および上端筋４２を内部に含むように、基礎４のコンクリート部４３を形成する。なお、コンクリート打設後は、養生を行う。

次に、第２ポールを設置（Ｓ７）。本工程では、第２ポール２２のフランジ２２ａを第１ポール２１のフランジ２１ａに固定することで、第２ポール２２を第１ポール２１に連結する。これにより、柱状構造物１を屋外に設置する。なお、コンクリート打設後に基礎４を地中に埋める工程は、養生後に行ってもよいし、第２ポール２２の設置後に行ってもよい。また、上記設置方法により柱状構造物１を屋外に設置した後、通信用のアンテナなどをポール２の先端部２ａに取り付ける。

本実施形態では、第１ポール２１のうち、地中１０１に埋設される部分に固定手段３を介して基礎４を固定することで、ポール２と基礎４とを一体に形成するので、予め基礎４を埋設した後にポール２を基礎４に固定する場合と比較して、アンカーボルトの設置などが必要なく、第１ポール２１を基礎４のコンクリート打設時に設置することができるので、柱状構造物１の設置までの工期を短縮することができ、柱状構造物１の設置費用を削減することができる。

また、本実施形態では、第１ポール２１が地中１０１に埋設された状態で、基礎４を第１ポール２１と固定するので、基盤部５の鉛直方向上側に捨てコンクリートを打設することなく、基礎４を地中１０１に埋設することができる。従って、捨てコンクリートがいらなくなるので、柱状構造物１の設置までの工期を短縮することができ、基礎４の設計費を削減することができる。

また、本実施形態では、ポール２をコンクリート柱で形成するので、同様の高さの鉄管柱でポール２を形成する場合と比較して、ポール２の単価を削減することができるので、柱状構造物１の設置費用を削減することができる。

以上のように、本実施形態に係る柱状構造物１および柱状構造物１の設置方法によれば、柱状構造物１の設置までの工期を大幅に短縮することができ、設置費用を大幅に削減することができる。

なお、本実施形態では、ポール２に取り付けられるものを通信用アンテナとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、屋外の高所に取り付けが必要なものであればいずれのものであってもよい。また、ポール２には、通信用のアンテナのみならず、これらを制御する制御機器などを取り付けてもよい。

また、本実施形態では、ポール２を２分割構造したが本発明はこれに限定されるものではなく、３分割構造以上であってもよい。また、地表１００からの高さが低い、例えば１５ｍ以下である場合は分割構造をとらなくてもよい。ポール２が分割構造をとらない場合は、第１ポール２１に第２ポール２２を連結する工程を削除することができ、工期をさらに短縮することができる。

また、本実施形態では、地盤調査の結果に基づいて基礎４のサイズを予め数種類設定しておくことが好ましい。予め基礎４を埋設した後にポール２を基礎４に固定する場合は、地盤調査の結果に基づいて個別に構造設計をすることとなる。しかしながら、地盤調査の結果に基づいて基礎４のサイズを予め数種類設定しておけば、地盤調査の結果に基づいて設定された数種類のサイズから基礎４のサイズを選択するだけでよく、素早く基礎４の設計を終了することができる。これにより、柱状構造物１の設置までの工期をさらに短縮することができ、基礎４の設計費を削減することができる。

１ 柱状構造物
２ ポール
２ａ 先端部
２１ 第１ポール
２１ａ フランジ
２１ｂ 中空部
２２ 第２ポール
２２ａ フランジ
３ 固定手段
３１ 本体部
３２ 係止部
３２ａ 軸部
３２ｂ 膨張部
４ 基礎
４１ 下端筋
４１ａ 開口部
４２ 上端筋
４２ａ 開口部
４３ コンクリート部
４４ 空間部
５ 基盤部
１００ 地表
１０１ 地中

Claims (3)

1. 屋外に設置される柱状構造物において、
   一部が地中に埋設されるポールと、
   前記地中に埋設されるとともに前記ポールの外周面を囲み、前記ポールに固定されることで前記ポールを支持する基礎と、
   前記基礎を前記ポールに固定する固定手段と、
   を備え、
   前記固定手段は、前記基礎と対向する前記ポールの外周面を囲んで前記ポールに固定された本体部と、前記本体部から径方向外側に突出し、先端に膨張部を有する複数の係止部とを有し、
   前記基礎は、鉄筋コンクリートにより形成されており、前記複数の係止部を内部で係止していることを特徴とする柱状構造物。
2. 請求項１に記載の柱状構造物において、
   前記ポールは、複数のポールを連結することで構成されていることを特徴とする柱状構造物。
3. 請求項１または２に記載の柱状構造物の設置方法であって、
   地表に穴を掘削する工程と、
   前記穴にポールを設置する工程と、
   前記ポールの外周面のうち、前記固定手段と対向する部分を囲むように前記基礎の鉄筋を設ける工程と、
   前記鉄筋を内部に含むように、前記基礎のコンクリート部を形成する工程と、
   を含むことを特徴とする柱状構造物の設置方法。

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