JP2014005636A - 鋼管と建造物の基礎との接続構造 - Google Patents
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Abstract
【課題】建造物の基礎を鋼管に強固に固定することができる上、作業現場における建造物の基礎の位置調整が容易で、建造物の建設基礎工事の工程を短縮することが可能な鋼管と建造物の基礎との接続構造を提供する。
【解決手段】鋼管1は、基端に支持板3が溶接されており、当該支持板の四隅にボルト部材8,8・・が鉛直上方に突出するように螺着されている。かかる鋼管1は、ボルト部材8,8・・の上端際の部分のみを地表に露出させた状態で、地盤G中に立て込まれている。一方、太陽光発電設備用架台31の基礎鋼材33,33の下側には、鋼鉄を矩形状に裁断してなるベース板11が、略水平となるように固着されており、当該ベース板11には、鋼管1に固着されたボルト部材8,8・・の先端際の部分が螺着されている。
【選択図】図9
【解決手段】鋼管1は、基端に支持板3が溶接されており、当該支持板の四隅にボルト部材8,8・・が鉛直上方に突出するように螺着されている。かかる鋼管1は、ボルト部材8,8・・の上端際の部分のみを地表に露出させた状態で、地盤G中に立て込まれている。一方、太陽光発電設備用架台31の基礎鋼材33,33の下側には、鋼鉄を矩形状に裁断してなるベース板11が、略水平となるように固着されており、当該ベース板11には、鋼管1に固着されたボルト部材8,8・・の先端際の部分が螺着されている。
【選択図】図9
Description
本発明は、軟弱な地盤に立て込んだ鋼管の上方に建造物を建てる際に利用される鋼管と建造物の基礎(支柱や基礎鋼材等)との接続構造に関するものである。
軟弱な地盤の上に建造物を建てる方法として、地盤中に多数の鋼管杭を立て込み、それらの鋼管杭の基端の上方に建造物の基礎を設置する方法が知られている。また、そのように地盤中に立て込んだ鋼管杭の上方に建造物を建てる際に、工費の低減や工期の短縮を図る目的で、立て込んだ鋼管杭の真上に建造物の基礎(支柱や基礎鋼材材等)を直接的に接続(固定)させる方法が利用されることがある。かかる鋼管杭と建造物の基礎との接続方法としては、特許文献1の如く、周囲にネジ孔を穿設した矩形の杭頭プレートを鋼管杭の基端に固着するとともに、周囲にネジ孔を穿設した矩形のベースプレートを建造物の基礎(支柱)の下端に固着し、鋼管杭を立て込んだ後に、建造物の基礎のベースプレートを鋼管杭の杭頭プレートに当接させ、両プレートのネジ孔を合致させて、両プレートをボルトとナットとで螺着する方法が知られている。
しかしながら、上記したような鋼管(鋼管杭)と建造物の基礎との接続構造では、建造物の支柱を鉛直に立てた状態で、支柱のベースプレートのネジ孔と鋼管杭の杭頭プレートのネジ孔とを正確に合致させなければ、支柱を鋼管杭に固定させることができないため、調整代に制限がある。さらに、鋼管杭が地盤に対して斜めに立て込まれた場合には、支柱を正確な鉛直方向を向くように固定させるのが困難である。
本発明の目的は、上記従来の鋼管(鋼管杭)と建造物の基礎との接続構造が有する問題点を解消し、建造物の基礎を鋼管(あるいは鋼管杭)に強固に固定することができる上、作業現場における建造物の基礎の位置調整が容易で、建造物の建設基礎工事の工程を短縮することが可能な鋼管(あるいは鋼管杭)と建造物の基礎との接続構造を提供することにある。
本発明の内、請求項1に記載された発明は、地盤中に鋼管を立て込み、その鋼管の上端に、建造物の基礎を設置する建造物の施工において、鋼管の上端に建造物の基礎を接続させるための接続構造であって、鋼管が、基端に、防錆処理を施した棒状体を鉛直上方に突出するように固着したものであり、その鋼管が、地盤を掘削した縦穴内で現状土とセメント含有水とを混練して固化させることによって形成した柱状体内に、少なくとも前記棒状体を地表に露出させた状態で立て込まれているとともに、建造物の基礎の下側にベース板が略水平に固着されており、そのベース板に、鋼管に固着された棒状体の先端際の部分が螺着されていることを特徴とするものである。
請求項2に記載された発明は、請求項1に記載された発明において、鋼管の基端に、支持板が略水平に固着されており、その支持板に、棒状体が鉛直上方に突出するように螺着されていることを特徴とするものである。
請求項3に記載された発明は、請求項1、または請求項2に記載された発明において、鋼管の先端に、前記支持板より面積の小さな先端プレートが、略水平に固着されていることを特徴とするものである。
請求項4に記載された発明は、請求項1〜3のいずれかに記載された発明において、鋼管の基端に固着された支持板、あるいは、建造物の基礎の下側に固着されたベース板に、前記棒状体を挿通させた状態で螺着させるための複数のボルト挿通孔が穿設されているとともに、それらのボルト挿通孔が、長手方向を同一にした長孔であることを特徴とするものである。
請求項1に記載の接続構造によれば、地盤中に立て込んだ鋼管の上部に建造物の基礎(支柱や基礎鋼材等)を固定させる際に、現状土とセメント含有水とを混練した柱状体の固化前であれば、鋼管の基端(上端)と建造物の基礎の固着位置とが水平面内方向において多少位置ずれしている場合や、鋼管が多少傾斜している場合でも、鋼管の基端が正確な位置および姿勢に配置されるように人力により容易に位置調整することができる。したがって、作業現場において建造物の基礎の鋼管の基端への固定作業をきわめて簡便に行うことが可能となるため、建造物の建設基礎工事の工程を短縮することができる。加えて、請求項1に記載の接続構造によれば、防錆加工を施しにくい鋼管と棒状体との固着部分が掘削した現状土とセメント含有水とを混練した柱状体とともに固化され、亜鉛メッキ等の防錆処理を施した棒状体の先端際の部分のみが地表から露出した状態となるので、長期間に亘って風雨に曝された場合でも、棒状体が錆びたりせず、鋼管の基端と建造物の基礎との固着強度が低下したりしない。加えて、固化した柱状体によって、周囲の地盤が強固に改良されるので、軟弱な地盤に強固な建造物を建造することも可能となる。
請求項2に記載の鋼管と建造物の基礎との接続構造によれば、支持板に棒状体を螺着させるだけで、鋼管の基端に容易に棒状体を固着させることができる。したがって、作業現場における鋼管の基端と建造物の基礎との固着作業がより簡便なものとなるので、建造物の建設基礎工事の工程を一層短縮することができる。
請求項3に記載の鋼管と建造物の基礎との接続構造によれば、鋼管の先端に固着された先端プレートが広い面積で柱状体と接合するため、地盤に立て込まれた鋼管を引き抜く方向に作用する力に対して高い耐力を発現させることが可能となる。また、先端プレートは、支持板より小さな面積であるため、未固化の柱状体内へ立て込む際に、大きな抵抗力を受けることなく鋼管を立て込む(沈める)ことができる。
請求項4に記載の鋼管と建造物の基礎との接続構造は、鋼管の基端に固着された支持板、あるいは、建造物の基礎の下側に固着されたベース板に穿設された棒状体螺着用のボルト挿通孔が長手方向を同一にした長孔であるため、当該長孔の長手方向に関しては、固化された柱状体内に立て込まれた鋼管が多少位置ずれしている場合でも、鋼管の基端に建造物の基礎を固着させる際に、その位置ずれを解消して、建造物の基礎を正確な位置に固着させることが可能となる。したがって、請求項4に記載の接続構造によれば、未固化の柱状体内に立て込まれた鋼管の位置調整や、鋼管の基端と建造物の基礎との固着作業をきわめて簡便なものとすることができる。
以下、本発明に係る鋼管と建造物の基礎との接続構造の一実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。
<鋼管と建造物の基礎との接続構造>
図1は、建造物である太陽光発電設備用架台を、地盤中に立て込んだ4本の鋼管を基礎として建造した様子を示したものである。太陽光発電設備用架台31の各支柱(L形鋼)32,32・・は、地表際に水平に配置された基礎鋼材(H形鋼)33,33・・に螺着されており、それらの基礎鋼材33,33・・は、ベース板11を介して、地盤中に立て込まれた各鋼管1,1・・に接続された状態(螺着された状態)になっている。また、基礎鋼材33,33同士は、補助鋼材34,34・・によって接続されている。
図1は、建造物である太陽光発電設備用架台を、地盤中に立て込んだ4本の鋼管を基礎として建造した様子を示したものである。太陽光発電設備用架台31の各支柱(L形鋼)32,32・・は、地表際に水平に配置された基礎鋼材(H形鋼)33,33・・に螺着されており、それらの基礎鋼材33,33・・は、ベース板11を介して、地盤中に立て込まれた各鋼管1,1・・に接続された状態(螺着された状態)になっている。また、基礎鋼材33,33同士は、補助鋼材34,34・・によって接続されている。
<鋼管の構造>
一方、図2は、鋼管1を示したものであり、鋼管1は、管本体2、支持板3、先端プレート4、頭部補強板5,5・・、先端補強板6,6・・によって構成されている。管本体2は、鋼鉄によって、外径約101.6mm、厚さ4.5mm、長さ500mmの長尺な円筒状に形成されている。また、支持板3は、厚さ約12mmの鋼鉄板を裁断することによって、縦(奥行き)×横(幅)=約220mm×約220mmの正方形状に形成されている。そして、四隅際に、直径11mmのボルト挿通孔7,7・・が穿設されている。一方、先端プレート4は、厚さ約6mmの鋼鉄板を裁断することによって、直径約140mmの円形に形成されている。
一方、図2は、鋼管1を示したものであり、鋼管1は、管本体2、支持板3、先端プレート4、頭部補強板5,5・・、先端補強板6,6・・によって構成されている。管本体2は、鋼鉄によって、外径約101.6mm、厚さ4.5mm、長さ500mmの長尺な円筒状に形成されている。また、支持板3は、厚さ約12mmの鋼鉄板を裁断することによって、縦(奥行き)×横(幅)=約220mm×約220mmの正方形状に形成されている。そして、四隅際に、直径11mmのボルト挿通孔7,7・・が穿設されている。一方、先端プレート4は、厚さ約6mmの鋼鉄板を裁断することによって、直径約140mmの円形に形成されている。
管本体2の基端(頭部)には、正方形状の支持板3が、中心を管本体2の中心と合致させた状態で、管本体2の基端(頭部)の外周との接合部分を溶接することによって固着されている。また、管本体2の基端(頭部)の外周には、鋼鉄によって三角形(直角三角形)状に形成された3つの頭部補強板5,5・・が、管本体2の中心から放射状に突出するように等間隔(120°間隔)で溶接されており、それらの頭部補強板5,5・・の上辺(短辺)と支持板3の下面との接合部分が溶接されている。
一方、管本体2の先端(下端)には、円形の先端プレート4が、中心を管本体2の中心と合致させた状態で、管本体2の先端の外周との接合部分を溶接することによって固着されている。そして、中央には、後述するように未固化のセメント含有柱状体へ立て込む際に、土砂とセメント含有水との混練物を管本体2の内部へ導入させるための導入孔27が穿設されている。また、管本体2の先端の外周には、鋼鉄によって頭部補強板5,5・・より小さな三角形(直角三角形)状に形成された3つの先端補強板6,6・・が、管本体2の中心から放射状に突出するように等間隔(120°間隔)で溶接されており、それらの先端補強板6,6・・の下辺(短辺)と先端プレート4の上面との接合部分が溶接されている。
また、上記の如く構成された鋼管1の支持板3には、棒状体として機能する4本のボルト部材(所謂、頭なしボルト)8,8・・が、支持板3の板面と直交するように螺着されている。各ボルト部材8,8・・は、鋼鉄によって直径10mmで長さ250mmの長尺な円柱状に形成されている。また、各ボルト部材8,8・・は、所謂全ねじであり、外周面全体にネジ溝が刻設されている。それらのボルト部材8,8・・は、支持板3の表裏からナット9,9を螺合させることによって、上側の部分を支持板3の上面から約200mm上方に突出させた状態で支持板3に螺着されている。また、各ボルト部材8,8・・の外周には、所謂、ドブ付けメッキ法によって、防錆処理としての亜鉛メッキが施されている。
<建造物の基礎の構造>
図3は、太陽光発電設備用架台31の基礎鋼材33を示したものであり、基礎鋼材33は、2つの軽みぞ形鋼(C形鋼)38,38を背中合わせに接合したものである。各軽みぞ形鋼38,38は、平板部分36の上下幅が約100mmであり、当該平板部分36の上下両端縁から、左右幅約50mmの辺35,35が同一方向に水平に突出し、フランジのような形状になっている。そして、それらの辺35,35の先端から、それぞれ、一定幅のリップが、内向きに直交するように折り曲げ形成された状態になっている。また、平板部分36辺35,35、およびリップの厚みは、約3.2mmであり、下側の辺35の端縁際には、直径13mmの2つのボルト挿通孔37,37が穿設されている。そして、各軽みぞ形鋼38,38は、平板部分36の背面同士を当接させた状態で、ボルト39,39およびナット40,40によって螺着されている。
図3は、太陽光発電設備用架台31の基礎鋼材33を示したものであり、基礎鋼材33は、2つの軽みぞ形鋼(C形鋼)38,38を背中合わせに接合したものである。各軽みぞ形鋼38,38は、平板部分36の上下幅が約100mmであり、当該平板部分36の上下両端縁から、左右幅約50mmの辺35,35が同一方向に水平に突出し、フランジのような形状になっている。そして、それらの辺35,35の先端から、それぞれ、一定幅のリップが、内向きに直交するように折り曲げ形成された状態になっている。また、平板部分36辺35,35、およびリップの厚みは、約3.2mmであり、下側の辺35の端縁際には、直径13mmの2つのボルト挿通孔37,37が穿設されている。そして、各軽みぞ形鋼38,38は、平板部分36の背面同士を当接させた状態で、ボルト39,39およびナット40,40によって螺着されている。
また、図4は、上記した基礎鋼材33を、地盤中に立て込んだ鋼管1に固着させる(螺着させる)際に利用するベース板11を示したものである。ベース板11は、厚さ約9mmの鋼鉄板を裁断することによって、縦(奥行き)×横(幅)=約250mm×約250mmの正方形状に形成されている。そして、四隅際には、直径11mmのボルト挿通孔12,12・・が穿設されている。なお、それらのボルト挿通孔12,12・・の穿設位置(相対位置)は、上記した支持板3のボルト挿通孔7,7・・の穿設位置(相対位置)と同一になっている。
また、ベース板11のボルト挿通孔12,12・・の内側には、2つの基礎鋼材33,33を螺着させるための4つの基礎鋼材螺着用孔13,13・・が、長方形の頂点を成し、ベース板11の前後の中心線および左右の中心線に対して対称となるように穿設されている。また、右側の2つのボルト挿通孔15,15の中間には、補助鋼材34を螺着させるための補助鋼材螺着用孔14が穿設されている。
<鋼管と建造物の基礎との接続方法>
図5〜図7は、上記の如く構成された鋼管1と太陽光発電設備用架台31の基礎鋼材33,33とを接続する(固定する)様子を示したものである。鋼管1と基礎鋼材33,33とを接続させる場合には、まず、地盤中に鋼管1を立て込む。鋼管1を立て込む方法としては、地盤中に、単純に、鋼管1を打ち込んだり、ねじ込んだりする方法を採用することも可能であるが、そのような方法ではなく、地盤を掘削して縦穴を形成し、その縦穴内で、掘削した現状土とセメント含有水とを混練してセメント混合土からなる柱状体(セメント含有柱状体)を生成し、そのセメント含有柱状体内に、鋼管1を立て込んだ後に、鋼管1ごとセメント含有柱状体を固化させる方法(柱状体形成法)を好適に用いることができる。
図5〜図7は、上記の如く構成された鋼管1と太陽光発電設備用架台31の基礎鋼材33,33とを接続する(固定する)様子を示したものである。鋼管1と基礎鋼材33,33とを接続させる場合には、まず、地盤中に鋼管1を立て込む。鋼管1を立て込む方法としては、地盤中に、単純に、鋼管1を打ち込んだり、ねじ込んだりする方法を採用することも可能であるが、そのような方法ではなく、地盤を掘削して縦穴を形成し、その縦穴内で、掘削した現状土とセメント含有水とを混練してセメント混合土からなる柱状体(セメント含有柱状体)を生成し、そのセメント含有柱状体内に、鋼管1を立て込んだ後に、鋼管1ごとセメント含有柱状体を固化させる方法(柱状体形成法)を好適に用いることができる。
図5は、地盤G中にセメント含有柱状体を形成する様子を示したものであり、セメント含有柱状体を形成する場合には、掘削機(重機)21およびプラント車(図示せず)を施工現場に搬入し、先端に掘削装置(オーガー)23を装着したロット22を掘削機21に取り付けて、鋼管1を立て込む位置にセットする。そして、ロット22の先端の掘削装置23を地盤Gの表面に突き立てて、プラント車によって供給されるセメントスラリー(たとえば、セメント固化材と水との混合物;セメント固化材の添加量=300kg/m3 ,セメント固化材に対する水の重量比=80%)を、掘削装置23の刃先から噴出させながらロット22を回転させることによって地盤Gを掘削し、所定の大きさ(たとえば、直径約400mmφ、深さ約1,000mm)の鉛直な縦穴24を形成する。そのように縦穴24を掘削することによって、縦穴24の内部で、掘削した土壌(現状土)とセメントスラリーとが均一に混合されたセメント混合土からなるセメント含有柱状体(固化前)25が形成される。
上記の如く、セメント含有柱状体25を形成した後には、図6の如く、その未固化のセメント含有柱状体25の略中心に、鋼管1の先端側を突っ込んで、ボルト部材8,8・・の先端部分(上端から約150mm下方までの部分)のみが地表から露出するまで、鋼管1を鉛直に押し込む(立て込む)。そして、そのように未固化のセメント含有柱状体25の内部に鋼管1を立て込む際には、建造する太陽光発電設備用架台31の基礎鋼材33,33との相対的な位置が正しい位置となるように調整する。なお、未固化のセメント含有柱状体25の内では、鋼管1は、人力によって内部へ容易に押し込むことができ、大きな力を加えなくても容易に位置調整することができる。そして、鋼管1をセメント含有柱状体25内に立て込んだ後には、十分な時間をかけてセメント含有柱状体25を養生して固化させる。セメント含有柱状体25が固化し、柱状体として機能するようなると、周面摩擦力が期待できるようになり、N値=2〜3程度のきわめて軟らかい地盤でも、大きな支持力を得ることが可能となる。
上記の如く鋼管1を立て込んだ後には、図7の如く、地表へ露出した4本のボルト部材8,8・・の先端部分に、ベース板11を螺着させる。すなわち、各ボルト部材8,8・・の先端部分に、下部ナット15a,15a・・を螺合させ、それらの下部ナット15a,15a・・の上端面が所定の高さの水平面を形成するように位置調整する。しかる後、下部ナット15a,15a・・を螺合させた各ボルト部材8,8・・の先端部分を、ベース板11の各ボルト挿通孔12,12・・に挿通させる。なお、上述したようにベース板11のボルト挿通孔12,12・・の穿設位置は、鋼管1に固着された支持板3のボルト挿通孔7,7・・の穿設位置と同一になっているため、各ボルト部材8,8・・の先端部分は、スムーズに(各ボルト部材8,8・・の位置を調整すべく大きな力を加えなくても)ベース板11の各ボルト挿通孔12,12・・に挿通させることができる。そして、そのように各ボルト部材8,8・・の先端部分をベース板11の各ボルト挿通孔12,12・・に挿通させた後には、各ボルト部材8,8・・の先端部分に上部ナット15b,15b・・を螺合させて締めつけることによって、各ボルト部材8,8・・にベース板11を強固に螺着させる。
上記の如く鋼管1の基端から突出した各ボルト部材8,8・・にベース板11を螺着させた後には、図8、図9の如く、当該ベース板11の上に、太陽光発電設備用架台31の基礎鋼材33(2つの軽みぞ形鋼38,38を背中合わせに接合させたもの)および補助鋼材(L形鋼)34を螺着させる。すなわち、ベース板11の上に、基礎鋼材33の片方の端縁を、基礎鋼材33の長手方向がベース板11の側縁の方向と合致するように載置し、ベース板11の基礎鋼材螺着用孔13,13を挿通させたボルト16,16・・を、基礎鋼材33の各軽みぞ形鋼38,38の下側の辺35に穿設されたボルト挿通孔37,37に挿通させてナット17,17・・で締着することによって、基層鋼33の片端縁際をベース板11に固着させる。しかる後、別の基礎鋼材33を、先にベース板11に固着された基礎鋼材33と一直線状になるようにベース板11の上に載置し、基礎鋼材螺着用孔13,13を利用して上記した方法と同様な方法によってベース板11に固着させる。さらに、ベース板11の補助鋼材螺着用孔14を利用して、補助鋼材34を固着させる。そのようにベース板11を介して基礎鋼材33,33を鋼管1の基端(上端)に固着した後には、それらの基礎鋼材33,33を基礎として、重機等を利用して太陽光発電設備用架台31の支柱32,32・・を順次立設する。
<接続構造の効果>
上記した鋼管1と建造物(太陽光発電設備用架台31)の基礎(基礎鋼材33,33)との接続構造は、鋼管1が、基端に、防錆処理を施した棒状体であるボルト部材8,8・・を鉛直上方に突出するように固着したものであり、その鋼管1が、地盤Gを掘削した縦穴24内で現状土とセメント含有水とを混練して固化させることによって形成した柱状体(セメント含有柱状体)25内に、ボルト部材8,8・・のみを地表に露出させた状態で立て込まれているとともに、太陽光発電設備用架台31の基礎鋼材33,33の下側にベース板11が略水平に固着されており、そのベース板11に、鋼管1に固着されたボルト部材8,8・・の先端際の部分が螺着されたものである。それゆえ、この接続構造によれば、地盤G中に立て込んだ鋼管1の上部に太陽光発電設備用架台31の基礎鋼材33,33を固定させる際に、セメント含有柱状体25の固化前であれば、鋼管1の基端(上端)と太陽光発電設備用架台31の基礎鋼材33,33の固着位置とが水平面内方向において多少位置ずれしている場合や、鋼管1が多少傾斜している場合でも、鋼管1の基端が正確な位置に配置されるように人力により容易に位置調整することができる。したがって、作業現場において太陽光発電設備用架台31の基礎鋼材33,33の鋼管1の基端への固定作業をきわめて簡便に行うことが可能となるため、太陽光発電設備用架台31の建設基礎工事の工程を短縮することができる。加えて、この接続構造によれば、防錆加工を施しにくい鋼管1とボルト部材8,8・・との固着部分がセメント含有柱状体25とともに固化され、亜鉛メッキ等の防錆処理を施したボルト部材8,8・・の先端際の部分のみが地表から露出した状態となるので、長期間に亘って風雨に曝された場合でも、ボルト部材8,8・・が錆びたりせず、鋼管1の基端と太陽光発電設備用架台31の基礎鋼材33,33との固着強度が低下したりしない。加えて、固化したセメント含有柱状体25によって、周囲の地盤Gが強固に改良されるので、軟弱な地盤Gに強固な太陽光発電設備用架台31を建造することも可能となる。
上記した鋼管1と建造物(太陽光発電設備用架台31)の基礎(基礎鋼材33,33)との接続構造は、鋼管1が、基端に、防錆処理を施した棒状体であるボルト部材8,8・・を鉛直上方に突出するように固着したものであり、その鋼管1が、地盤Gを掘削した縦穴24内で現状土とセメント含有水とを混練して固化させることによって形成した柱状体(セメント含有柱状体)25内に、ボルト部材8,8・・のみを地表に露出させた状態で立て込まれているとともに、太陽光発電設備用架台31の基礎鋼材33,33の下側にベース板11が略水平に固着されており、そのベース板11に、鋼管1に固着されたボルト部材8,8・・の先端際の部分が螺着されたものである。それゆえ、この接続構造によれば、地盤G中に立て込んだ鋼管1の上部に太陽光発電設備用架台31の基礎鋼材33,33を固定させる際に、セメント含有柱状体25の固化前であれば、鋼管1の基端(上端)と太陽光発電設備用架台31の基礎鋼材33,33の固着位置とが水平面内方向において多少位置ずれしている場合や、鋼管1が多少傾斜している場合でも、鋼管1の基端が正確な位置に配置されるように人力により容易に位置調整することができる。したがって、作業現場において太陽光発電設備用架台31の基礎鋼材33,33の鋼管1の基端への固定作業をきわめて簡便に行うことが可能となるため、太陽光発電設備用架台31の建設基礎工事の工程を短縮することができる。加えて、この接続構造によれば、防錆加工を施しにくい鋼管1とボルト部材8,8・・との固着部分がセメント含有柱状体25とともに固化され、亜鉛メッキ等の防錆処理を施したボルト部材8,8・・の先端際の部分のみが地表から露出した状態となるので、長期間に亘って風雨に曝された場合でも、ボルト部材8,8・・が錆びたりせず、鋼管1の基端と太陽光発電設備用架台31の基礎鋼材33,33との固着強度が低下したりしない。加えて、固化したセメント含有柱状体25によって、周囲の地盤Gが強固に改良されるので、軟弱な地盤Gに強固な太陽光発電設備用架台31を建造することも可能となる。
さらに、上記した鋼管1と基礎鋼材33,33との接続構造は、鋼管1の基端に、支持板3が略水平に固着されており、その支持板3に、棒状体であるボルト部材8,8・・が鉛直上方に突出するように螺着されているため、この接続構造によれば、支持板3にボルト部材8,8・・を螺着させるだけで、鋼管1の基端に容易にボルト部材8,8・・を固着させることができる。したがって、作業現場における鋼管1の基端と太陽光発電設備用架台31の基礎鋼材33,33との固着作業がより簡便なものとなるので、太陽光発電設備用架台31の建設基礎工事の工程を一層短縮することができる。
加えて、上記した鋼管1と基礎鋼材33,33との接続構造は、鋼管1の先端に、支持板3より面積の小さな先端プレート4が略水平に固着されており、当該先端プレート4が広い面積でセメント含有柱状体25と接合するため、地盤Gに立て込まれた鋼管1を引き抜く方向に作用する力に対して高い耐力を発現させることが可能となる。また、先端プレート4は、支持板3より小さな面積であるため、未固化のセメント含有柱状体25内へ立て込む際に、大きな抵抗力を受けることなく鋼管1を立て込む(沈める)ことができる。
<接続構造の変更例>
なお、本発明に係る鋼管と建造物の基礎との接続構造の構成は、上記した各実施形態の態様に何ら限定されるものではなく、鋼管、建造物の基礎、ベース板の形状・構造等の構成を、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、必要に応じて適宜変更できる。
なお、本発明に係る鋼管と建造物の基礎との接続構造の構成は、上記した各実施形態の態様に何ら限定されるものではなく、鋼管、建造物の基礎、ベース板の形状・構造等の構成を、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、必要に応じて適宜変更できる。
たとえば、建造物の基礎と接続させる鋼管は、上記実施形態の如く、管本体の先端に先端プレートを溶接したものに限定されず、先端プレートのないものでも良い。また、頭部補強板や先端補強板を設けたものに限定されず、それらの補強板のないものでも良い。なお、上記実施形態の如く、支持板を頭部補強板で補強した場合には、棒状体(ボルト部材)に大きな荷重が加わった場合でも、支持板が湾曲しにくい、というメリットがある。また、上記実施形態の如く、管本体の先端に先端プレートを溶接した場合には、先端支持力が増大する、というメリットがある。
また、地盤中に鋼管を立て込む方法として、単純に、鋼管を打ち込んだり、ねじ込んだりする方法を採用する場合には、鋼管の先端際の外周に螺旋翼を設けたり、鋼管の先端にバイトを設けたりすることも可能である。
一方、鋼管の基端に棒状体を固着させる方法は、上記実施形態の如く、鋼管の基端に溶接した支持板に棒状体を螺着させる方法に限定されず、鋼管の外周に棒状体を直接的に溶接する方法等に変更することも可能である。かかる構成を採用する場合には、ベース板に穿設するボルト挿通孔の位置を鋼管への棒状体の固着位置に合わせて変更する必要がある。また、鋼管の基端に固着させる(螺着させる)棒状体の本数は、上記実施形態の如く、4本に限定されず、必要に応じて適宜増減することができる。なお、鋼管の基端に固着させる(螺着させる)棒状体の本数を変更する場合には、それに合わせてベース板に穿設するボルト挿通孔の個数を変更する必要がある。
また、棒状体(ボルト部材)に施す防錆処理は、上記実施形態の如き亜鉛メッキ処理に限定されず、その他の金属や合成樹脂等を棒状体の表面に付着させる処理に変更することも可能である。
また、建造物の基礎(基礎鋼材)を固着させるベース板や、鋼管の基端に固着させる支持板は、上記実施形態の如く、矩形状のものに限定されず、円形や楕円形等の他の形状を有するものに変更することも可能である。
加えて、鋼管の基端に固着させる支持板や、建造物の基礎(支柱や基礎鋼材)の下側に固着させるベース板は、ボルト部材を挿通させた状態で螺着させるための複数のボルト挿通孔が円形であるものに限定されず、それらのボルト挿通孔が長手方向を同一にした長孔であるものとすることも可能である(図10は、ベース板11のボルト部材8,8・・螺着用のボルト挿通孔26,26・・を長孔にした一例を示したものである)。かかる構成を採用した場合には、長孔(図10の例では、ボルト挿通孔26,26・・)の長手方向に関しては、固化された柱状体内に立て込まれた鋼管が多少位置ずれしている場合でも、鋼管の基端に建造物の基礎を固着させる際に、その位置ずれを解消して、建造物の基礎を正確な位置に固着させることが可能となる。それゆえ、未固化の柱状体内に立て込まれた鋼管の位置調整や、鋼管の基端と建造物の基礎との固着作業をきわめて簡便なものとすることができる。
一方、地盤中に立て込んだ鋼管と接続させる建造物の基礎(基礎鋼材)は、上記実施形態の如く、2つの軽みぞ形鋼を背中合わせに接合させたものに限定されず、H形鋼、L形鋼、I形鋼やC形鋼(あるいは2つのC形鋼を背中合わせに接合させたもの)等の別の形状を有するものに変更することも可能である。
加えて、本発明に係る鋼管と建造物の基礎との接続構造においては、ベース板に固着させる建造物の基礎の種類を、必要に応じて適宜変更することでき、建造物の支柱や柱脚等を直接的にベース板に固着させることも可能である。かかる構成を採用する場合には、固着させる支柱や柱脚等の形状に合わせて、ベース板の上に当該基礎との接続用の接続部材等を設置することも可能である。
また、本発明に係る鋼管と建造物の基礎との接続構造は、上記実施形態の如く、鋼管が棒状体のみを地表に露出させた状態で柱状体内に立て込まれたものに限定されず、鋼管が棒状体とともに管本体の基端部分(あるいは、管本体の基端部分および支持板)を地表に露出させた状態で柱状体内に立て込まれたものに変更することも可能である。なお、そのような構成を採用する場合には、鋼管全体あるいは鋼管の基端部分(管本体の基端部分、あるいは管本体の基端部分および支持板)に防錆処理をしておく必要がある。
また、本発明に係る接続構造を利用して建造する建造物は、上記実施形態の如く、太陽光発電設備用架台に限定されず、一般の住宅等の建造物に対して本発明に係る接続構造を用いることも可能である。
本発明に係る鋼管と建造物の基礎との接続構造は、上記の如く優れた効果を奏するものであるので、太陽光発電設備用架台を始めとする各種の建造物の基礎を施工する際に、好適に用いることができる。
1・・鋼管
3・・支持板
8・・ボルト部材(棒状体)
11・・ベース板
24・・縦穴
25・・セメント含有柱状体(柱状体)
31・・太陽光発電設備用架台(建造物)
33・・基礎鋼材(建造物の基礎)
G・・地盤
3・・支持板
8・・ボルト部材(棒状体)
11・・ベース板
24・・縦穴
25・・セメント含有柱状体(柱状体)
31・・太陽光発電設備用架台(建造物)
33・・基礎鋼材(建造物の基礎)
G・・地盤
Claims (4)
- 地盤中に鋼管を立て込み、その鋼管の上端に、建造物の基礎を設置する建造物の施工において、鋼管の上端に建造物の基礎を接続させるための接続構造であって、
鋼管が、基端に、防錆処理を施した棒状体を鉛直上方に突出するように固着したものであり、その鋼管が、地盤を掘削した縦穴内で現状土とセメント含有水とを混練して固化させることによって形成した柱状体内に、少なくとも前記棒状体を地表に露出させた状態で立て込まれているとともに、
建造物の基礎の下側にベース板が略水平に固着されており、そのベース板に、鋼管に固着された棒状体の先端際の部分が螺着されていることを特徴とする鋼管と建造物の基礎との接続構造。 - 鋼管の基端に、支持板が略水平に固着されており、その支持板に、棒状体が鉛直上方に突出するように螺着されていることを特徴とする請求項1に記載の鋼管と建造物の基礎との接続構造。
- 鋼管の先端に、前記支持板より面積の小さな先端プレートが、略水平に固着されていることを特徴とする請求項1、または請求項2に記載の鋼管と建造物の基礎との接続構造。
- 鋼管の基端に固着された支持板、あるいは、建造物の基礎の下側に固着されたベース板に、前記棒状体を挿通させた状態で螺着させるための複数のボルト挿通孔が穿設されているとともに、それらのボルト挿通孔が、長手方向を同一にした長孔であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の鋼管と建造物の基礎との接続構造。
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---|---|---|---|
JP2012141360A JP2014005636A (ja) | 2012-06-22 | 2012-06-22 | 鋼管と建造物の基礎との接続構造 |
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---|---|---|---|---|
JP2016044495A (ja) * | 2014-08-25 | 2016-04-04 | 豊通ファシリティーズ株式会社 | ソーラーカーポート用基礎構造 |
CN108832875A (zh) * | 2018-06-27 | 2018-11-16 | 芜湖盘云石磨新能源科技有限公司 | 一种稳固性强的光伏发电板 |
-
2012
- 2012-06-22 JP JP2012141360A patent/JP2014005636A/ja active Pending
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