JP2014185446A

JP2014185446A - 基礎、及び、基礎の構築方法

Info

Publication number: JP2014185446A
Application number: JP2013060054A
Authority: JP
Inventors: 淳次 ▲高▼木; Junji Takagi; Akihiko Fujiyoshi; 昭彦藤吉
Original assignee: Kumagai Gumi Co Ltd
Current assignee: Kumagai Gumi Co Ltd
Priority date: 2013-03-22
Filing date: 2013-03-22
Publication date: 2014-10-02

Abstract

【課題】風荷重が上部構造物に作用した場合に基礎に働く引抜き力に対して周面摩擦力による引抜き抵抗力を得ることができる安価な基礎、及び、当該基礎の構築方法を提供する。
【解決手段】本発明に係る基礎は、底面１１が地下水レベル３より上方に位置され、引き抜き抵抗力が周面７と地盤８との周面摩擦力によって得られるように構成された。また、本発明に係る基礎の構築方法は、穴底面が地下水レベルより上方に位置する穴を地盤に形成するステップと、穴内に芯材（組立鉄筋５１）を設置するステップと、芯材が設置された穴内にコンクリートを打設するステップとを備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、周面摩擦によって引抜き抵抗力を確保する基礎、及び、当該基礎の構築方法に関する。

上部構造物の応力を地盤に伝えるための基礎としては、上部構造物からの荷重を直接地盤に伝える形式の直接基礎と、上部構造物からの荷重を杭を介して地盤に伝える形式の杭基礎とが知られている。
風荷重が上部構造物に作用した場合に基礎に働く引抜き力に対して、直接基礎の場合は直接基礎の重量によって抵抗するように構成され、杭基礎の場合は杭基礎と地盤との周面摩擦力によって抵抗するように構成される。
例えば、上部構造物としての太陽電池アレイ装置の基礎として、太陽電池アレイ装置に作用する風荷重に対して引抜き抵抗力となるカウンターウエイトとして作用する程度の自重を有した直接基礎を設けること（例えば特許文献１等参照）や、太陽電池アレイ装置に作用する風荷重に対する引抜き抵抗力を確保するために地中深くまで杭を到達させた杭基礎を設けること（例えば特許文献２等参照）が知られている。

特開２０１２−１６０７６４号公報特開２０１２−１２２３２０号公報

上述したように従来の基礎の場合、直接基礎では、引抜き抵抗力を確保するために重量を重くし、杭基礎では、引抜き抵抗力となる杭の周面摩擦力を確保するために長さの長い杭を設けるようにしていたので、基礎の材料コスト、及び、構築コストが高くなる。
本発明は、風荷重が上部構造物に作用した場合に基礎に働く引抜き力に対して周面摩擦力による引抜き抵抗力を得ることができる安価な基礎、及び、当該基礎の構築方法を提供する。

本発明に係る基礎によれば、底面が地下水レベルより上方に位置され、引き抜き抵抗力が周面と地盤との周面摩擦力によって得られるように構成されたので、風荷重が上部構造物に作用した場合に基礎に働く引抜き力に対して周面摩擦力による引抜き抵抗力を得ることができる安価な基礎を提供できる。
基礎が太陽電池アレイ装置の架台と接続されたので、風荷重が太陽電池アレイ装置に作用した場合に基礎に働く引抜き力に対して周面摩擦力による引抜き抵抗力を得ることができる安価な基礎を提供できる。
穴底面が地下水レベルより上方に位置する穴を地盤に形成するステップと、穴内に芯材を設置するステップと、芯材が設置された穴内にコンクリートを打設するステップとを備えたので、風荷重が上部構造物に作用した場合に基礎に働く引抜き力に対して周面摩擦力による引抜き抵抗力を得ることができる安価な基礎を構築できる。

基礎を示す断面図。図１のＡ−Ａ断面図。基礎の構築方法を示す図。基礎に接続された太陽電池アレイ装置を示す斜視図。太陽電池アレイ装置の架台と基礎との接続構造を示す斜視図。

図３に示すように、基礎１は、穴底面２が地下水レベル３より上方に位置するように地盤８に形成された穴４内に芯材の一例としての鉄筋５を設置して、当該鉄筋５が設置された穴４内にコンクリート（生コンクリートと呼ばれる流動性を有したコンクリート）６が打設されることによって、周面７と地盤８に形成された穴４の壁面９との摩擦力である周面摩擦力を期待できるように構成された柱状の鉄筋コンクリート製の基礎である。

図１に示すように、基礎１は、例えば、地面（ＧＬ）１０から底面１１までの長さａが７００ｍｍ以上２０００ｍｍ以下、地面１０から上端面（頂面）１２までの長さｂが０ｍｍ以上５００ｍｍ以下、径寸法ｃが３００ｍｍ以上６００ｍｍ以下、コンクリートかぶり厚さｄが１００ｍｍ以上の円柱状に形成された構成である。

鉄筋５としては、例えば予め組み立てられた組立鉄筋５１を用いる。当該組立鉄筋５１は、例えば、仮想の円柱の中心軸周りを６０度ずつ隔てた当該仮想の円柱の円周上に当該仮想の円柱の中心軸と平行に配置された６本の主筋５２；５２…と、これら６本の主筋５２；５２…の外面を囲んで形成される仮想の円柱の中心軸に沿って当該仮想の円柱の外周に螺旋状に巻きつけられたスパイラルフープ筋５３とを備えた円柱状の鉄筋骨組により構成される（図２；図１参照）。

また、穴４内に設置された場合に地面１０より上方に突出する組立鉄筋５１の一端５５側には、上部構造物２０と基礎１とを接続するための接続手段の構成要素の一例としてのアンカーボルト５６が設けられ（図３（ｂ）；（ｃ）参照）、基礎１は、上端面１２より突出するアンカーボルト５６を備えた構成となる（図３（ｄ）；図１参照）。

従って、例えば図５に示すように、基礎１の上端面１２より突出するアンカーボルト５６が上部構造物２０と基礎１とを接続するための接続部材としてのベース６０の連結孔５７に通され、ナット５８がアンカーボルト５６に締結されて構成される接続手段によって、ベース６０が基礎１の上端面１２に固定される。

例えば、図４；図５に示すように、基礎１の上端面１２に固定されたベース６０に上部構造物２０の一例としての太陽電池アレイ装置２１の架台２２の支柱２３を固定することにより、太陽電池アレイ装置２１を地盤８に固定することができる。太陽電池アレイ装置２１の架台２２の支柱２３は、例えばＨ形鋼のような形鋼により構成される。
太陽電池アレイ装置２１の架台２２の支柱２３とベース６０とが接続手段により接続される。当該接続手段は、例えば図５に示すように、ベース６０の接続板６１と、当該接続板６１及び支柱２３とに形成された図外の貫通孔と、これら貫通孔に貫通するボルト６２と、ボルト６２に締結される図外のナットとにより構成される。

このように当該基礎１に接続されて地盤８に設置された太陽電池アレイ装置２１によれば、風荷重が太陽電池アレイ装置２１に加わって基礎１に引抜き力が作用した場合、当該引抜き力に対抗するための引抜き抵抗力が、地盤８に形成された穴４の壁面９と基礎１の周面７との周面摩擦力によって得られる。従って、風荷重が太陽電池アレイ装置２１に作用した場合に基礎１に働く引抜き力に対して基礎１の周面７と地盤８に形成された穴４の壁面９との摩擦力である周面摩擦力による引抜き抵抗力を得ることができ、しかも、基礎１の材料コスト、及び、構築コストを安価にできる。

次に、基礎１の構築方法について説明する。
基礎１の構築方法は、穴底面２が地下水レベル３より上方に位置する穴４を地盤８に形成する穴形成ステップと、穴４内に芯材の一例としての鉄筋５を設置する芯材設置ステップと、組立鉄筋５１が設置された穴４内にコンクリート６を打設するコンクリート打設ステップと、養生ステップとを備える。

穴形成ステップでは、図３（ａ）に示すように、例えばオーガヘッド・スクリュー４１で地盤８を掘削することにより円柱形状の穴４を形成する。この場合、まず、現場地盤の地下水レベル３を測定して、穴４の穴底面２が地下水レベル３より上方に位置するように穴４を形成する。
掘削した穴４の穴底面２にくり粉や崩れた土砂等があれば除去して穴４の出来形が設計値を満足していることを確認した後、芯材設置ステップでは、図３（ｂ）に示すように、予め組み立てられた組立鉄筋５１を穴４内の所定の位置に設置する。この場合、例えば１００ｍｍ以上のコンクリートかぶり厚ｄ（図１参照）を確保できるようにスペーサ４２等の位置決め部材を用いて、例えば組立鉄筋５１の中心軸と穴４の中心軸とが一致するように組立鉄筋５１を設置し、図３（ｃ）に示すように、組立鉄筋５１の一端５５側に当該一端５５より上方に延長するようにアンカーカーボルト５６を取付ける。
次に、コンクリート打設ステップでは、穴４から延長して地面１０より上方に突出する突出部１３（図３（ｄ）参照）を形成するために、図３（ｃ）に示すように、穴４と同軸状に位置されて穴４の開口縁４３より立ち上がるような円筒状の型枠４４を設置した後、組立鉄筋５１が設置された穴４内、及び、型枠４４内にコンクリート６（所謂生コン）を打設する。
そして、養生ステップでは、図３（ｄ）に示すように、型枠４４を除去した後、突出部１３に図外のシートを被せる等して養生を行う。

以上により、底面１１が地下水レベル３より上方に位置されて、周面７と穴４の壁面９との摩擦力である周面摩擦力を期待できるように構成され、かつ、地面１０より上方に突出する突出部１３を備えた基礎１であって、上部構造物２０との接続のための接続手段の構成要素の一例としてのアンカーボルト５６が突出部１３の上端面１２より上方に突出するように設けられた柱状の鉄筋コンクリート製の基礎１が構築される。

実施形態の基礎１によれば、地下水レベル３より上方において周面摩擦力を得るようにしたので、基礎１の高さを短くできて、基礎１の材料コスト、及び、構築コストを抑えることができ、基礎に働く荷重が主に風荷重等による引抜き力や滑動となる比較的軽量な上部構造物２０の基礎として用いることができて、周面摩擦力による引抜き抵抗力を確保できる安価な基礎１を得ることができる。
すなわち、基礎に働く荷重が主に風荷重等による引抜き力や滑動となる比較的軽量な上部構造物２０の基礎としては、従来のような、引抜き抵抗力を確保するために重量を重くしなければならない直接基礎や、引抜き抵抗力となる杭の周面摩擦力を確保するために杭長を長くしなければならない杭基礎と比べて安価であり、かつ、必要な引抜き抵抗力も確保できる基礎１となる。

つまり、従来、基礎に働く荷重が主に風荷重等による引抜き力や滑動となる比較的軽量な上部構造物２０の一例として、例えば基礎に働く荷重が風荷重による引抜き力となる太陽電池アレイ装置２１の基礎を設計する場合において、直接基礎を採用する場合は、主として基礎の重量によって引抜き力に抵抗するようにしていたので、比較的重くて大きな独立基礎を構築するようにし、また、杭基礎を採用する場合は、地下水レベルより下方の地中深くまで延長するような杭長の長い杭を用いて当該杭の周面と地盤との周面摩擦力によって引抜き力に抵抗するようにしていたので、基礎の規模が大きくなり、基礎の材料コスト及び構築コストが高くなってしまって、基礎に働く荷重が主に風荷重等による引抜き力や滑動となる比較的軽量な上部構造物２０の基礎として採用するには経済的ではないという面があった。
実施形態では、周面摩擦力によって引抜き抵抗力を確保できるようにするため、地盤８に穴４を形成して穴４内に鉄筋５等の芯材を設置した後に芯材が設置された穴４内にコンクリート６を打設する場所打ち杭の構築方法を考慮しながら、場所打ち杭の構築方法のようにケーシングや安定液などで穴壁を保護しなくても、地下水の影響を受けずに、必要な引抜き抵抗力を確保するための周面摩擦力を期待できるように、地下水レベル３より上方において周面摩擦力を得る構成の基礎１としたので、基礎に働く荷重が主に風荷重等による引抜き力や滑動となる比較的軽量な上部構造物２０の基礎として、引抜き抵抗力を確保でき、かつ、安価な基礎を提供できるようになる。

尚、芯材としては、鉄骨を用いてもよい。また、穴４から延長して地面１０より上方に突出する突出部１３を備えない構成としてもよい。

１基礎、２穴底面、３地下水レベル、４穴、５鉄筋（芯材）、
６コンクリート、７周面、８地盤、１１基礎の底面、
２１太陽電池アレイ装置、２２架台。

Claims

底面が地下水レベルより上方に位置され、引き抜き抵抗力が周面と地盤との周面摩擦力によって得られるように構成されたことを特徴とする基礎。
太陽電池アレイ装置の架台と接続されたことを特徴とする請求項１に記載の基礎。
穴底面が地下水レベルより上方に位置する穴を地盤に形成するステップと、穴内に芯材を設置するステップと、芯材が設置された穴内にコンクリートを打設するステップとを備えたことを特徴とする基礎の構築方法。