JP2016061116A - 基礎杭、基礎杭の設置方法及び太陽光パネルの施工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】太陽光パネルを地上に安定して固定できる基礎杭を提供する。
【解決手段】地面に打ち込まれ、太陽光パネルを支持する基礎杭１であって、長尺の円筒状でかつ先端部が尖形に形成された中空の本体部１０と、本体部１０の外周面の所定部位から先端部に向かってスクリュー状に形成される突条部１４と、本体部１０における突条部１４が形成されている領域に複数形成された貫通孔１６と、本体部１０の後端部に形成され、セメントミルクを注入する中心孔１２ａと、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、地面に打ち込まれ、太陽光パネルを固定するフレーム等を支持する基礎杭、基礎杭の設置方法及び太陽光パネルの施工方法に関する。

太陽光パネルは、太陽光の受光量が多い方が有利であることから、パネル面を傾けて設置されている。例えば、方角が真南、傾斜角が３０°程度に設定されている。ここで、太陽光パネルが地面に設置される場合、太陽光パネルの下方に風が通るため、強風が吹いた場合に、太陽光パネルが浮き上がるおそれがある。このため、杭が地面から抜けないようにしっかりと固定される必要がある。

図６は、従来における太陽光パネルを固定するフレームの設置態様を示す斜視図である。従来、先端部がスクリュー状に形成された基礎杭１００が地面に打ち込まれ、この基礎杭１００に、高さを調節するための接続柱１１０が固定され、この接続柱１１０に、太陽光パネルを固定するフレーム１２０が固定される。

基礎杭１００は、軸周りに回転させながら地面に押し込むことによって、地面に打ち込まれる。打ち込まれた基礎杭１００は、上方に引き抜かれようとした場合にスクリュー状の突条部１０１が抵抗となるため、引き抜かれ難くなる。

また、従来、この種の技術としては、特許文献１に記載されている技術がある。特許文献１には、基礎杭に接続装置を連結し、この接続装置に、太陽光パネルを固定するフレームの設置し、接続装置によって基礎杭とフレームとのずれを吸収する技術について記載されている。

特開２０１３−４４０９３号公報

ところで、太陽光パネルをフレーム上に設置しやすくするため、近年、太陽光パネルの軽量化が図られている。しかし、太陽光パネルを軽量化することは、風による影響を受けやすくやることに繋がる。このため、打ち込まれた基礎杭の更なる安定化が望まれる。

また、図６に示すような突条部１０１を有する基礎杭１００を用いた場合、基礎杭１００を打ち込んだ際に、基礎杭１００の周囲の土壌が、突条部１０１によって崩された状態にある。このため、基礎杭１００を打ち込んでから基礎杭１００の周囲の土壌が安定するまで、基礎杭１００は抜けやすい状態にある。

本発明は、太陽光パネル等の構造物を地上に安定して固定できる基礎杭、基礎杭の設置方法及び太陽光パネルの施工方法を提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、本発明は、次に記載する構成を備えている。

（１） 地面に打ち込まれ、太陽光パネルを支持する基礎杭であって、長尺の円筒状でかつ先端部が尖形に形成された中空の本体部と、当該本体部の外周面の所定部位から先端部に向かってスクリュー状に形成される突条部と、前記本体部における前記突条部が形成されている領域に複数形成された貫通孔と、前記本体部の後端部に形成され、液状の硬化材を注入する注入部と、を備えることを特徴とする基礎杭。

（２） （１）の基礎杭を地面に設置する設置方法であって、前記基礎杭を回転させながら前記基礎杭の先端を地面に押し付けて、前記基礎杭を地面に挿入する工程と、前記基礎杭を地面に挿入した後、前記注入部に液状の硬化材を注入し、前記貫通孔から前記本体部の外部に硬化材を流出させて、前記突条部の周辺の土壌に硬化材を浸透させる工程と、を備えることを特徴とする基礎杭の設置方法。

（３） （１）の基礎杭を用いて太陽光パネルを設置する施工方法であって、前記基礎杭を回転させながら前記基礎杭の先端を地面に押し付けて、前記基礎杭を地面に挿入する工程と、前記基礎杭を地面に挿入した後、前記注入部に液状の硬化材を注入し、前記貫通孔から前記本体部の外部に硬化材を流出させて、前記突条部の周辺の土壌に硬化材を浸透させる工程と、前記基礎杭に、太陽光パネルを支持する支持体を固定する工程と、前記支持体に、太陽光パネルを固定する工程と、を備えることを特徴とする太陽光パネルの施工方法。

（１）〜（３）によれば、基礎杭を地面に打ち込んだ後に、注入部から液状の硬化材を注入することにより、硬化材を貫通孔から外部に流出させ、突条部周辺の土壌に硬化材を浸透させることが可能になる。これにより、突条部周辺の土壌が硬化することによって、基礎杭が一層抜けにくくなる。特に、（３）によれば、太陽光パネルを地上に安定して設置することが可能になる。

本発明によれば、打ち込んだ後の基礎杭を一層抜けにくくすることが可能になり、太陽光パネルを地上に安定して設置することが可能になる。

本発明の一実施形態における基礎杭１の外観を示す斜視図である。 本発明の一実施形態における基礎杭１の外観を示す正面図である。 本発明の一実施形態における基礎杭１の先端部付近の内部構成を示す断面図である。 本発明の一実施形態における基礎杭１の設置方法を示す説明図である。 本発明の一実施形態における基礎杭１上に太陽光パネル２００を設置した状態を示す側面図である。 従来における太陽光パネルを固定するフレームの設置態様を示す斜視図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態における基礎杭１の外観を示す斜視図、図２は、本発明の一実施形態における基礎杭１の外観を示す正面図、図３は、本発明の一実施形態における基礎杭１の先端部付近の内部構成を示す断面図である。基礎杭１は、本体部１０と、フランジ部１２と、突条部１４と、貫通孔１６と、によって構成されている。

図１、図２に示すように、本体部１０は、円筒状の金属管形の長尺部材であり、本体部１０の先端部は尖形に形成されている。

フランジ部１２は、本体部１０の先端に形成され、本体部１０よりも長径の円板体からなる。フランジ部１２の中心部には、本体部１０の内部に連通する中心孔１２ａが形成されている。この中心孔１２ａが、後述するセメントミルクを注入するための注入部として機能する。

また、フランジ部１２には、中心に対して放射状に延びる長孔１２ｂと、中心に対して円弧状に延びる円弧孔１２ｃとが形成されている。本実施形態によれば、６本の長孔１２ｂと６本の円弧孔１２ｃとが形成されており、中心と隣合う長孔１２ｂ、１２ｂとによって形成される角度は全て等角であり、円弧孔１２ｃは、中心と隣合う長孔１２ｂ、１２ｂとの間の領域の外周部分に形成されている。長孔１２ｂ及び円弧孔１２ｃは、基礎杭１に所定の構造物（例えば、太陽光パネル）を固定する際のボルト孔となる。

突条部１４は、本体部１０の外周面の所定部位から先端部に向かってスクリュー状に形成され、本体部１０の外周面から板状に延びている。突条部１４の外周は、地面に入り込みやすいように鋭角に形成されている。

貫通孔１６は、本体部１０における突条部１４が形成されている領域に複数形成されている。貫通孔１６は、図３に示すように、本体部１０の内部と外部とを連通している。本実施形態においては、複数の貫通孔１６が、突条部１４の始端付近から本体部１０の先端に向かって、螺旋を描くように等間隔に配置されている。

次に、基礎杭１の設置方法について図４を参照しながら説明する。
まず、基礎杭１の後端部（フランジ部１２）に基礎杭１を軸周りに回転させる電動工具（図示せず）を取り付ける。そして、作業員は、図４（ａ）に示すように、太陽光パネルを設置する場所に基礎杭１の先端を差し込み、電動工具（図示せず）を駆動させて基礎杭１を回転させながら基礎杭１を押し込む。そして、基礎杭１が地面から所望の長さだけ突出した状態になった時点で電動工具（図示せず）を停止することにより、図４（ｂ）に示すように、基礎杭１が地面に打ち込まれる。なお、以下の説明の便宜上、地面に打ち込まれた基礎杭１における先端側を下方、後端側（フランジ部１２側）を上方と称する場合がある。

次に、作業員は、図４（ｂ）に示すように、基礎杭１の中心孔１２ａからセメントと水とを混ぜ合わせてなるセメントミルクを注入し、基礎杭１の内部にセメントミルクを充填する。このセメントミルクが硬化剤に相当する。これにより、基礎杭１の内部に充填されたセメントミルクは、自重により貫通孔１６を通って外部に流出し、図４（ｃ）に示すように、突条部１４周辺の土壌に浸透する。ここで、突条部１４周辺の土壌は、基礎杭１を打ち込む際に突条部１４によって崩されているため、比較的セメントミルクが浸透しやすい状態となっている。そして、所定期間養生することにより、突条部１４周辺の土壌がセメントミルクによって硬化し、基礎杭１を地中で支持する支持層５０が形成される。

セメントミルクは、基礎杭１の周囲の土壌に浸透させる必要があるため、比較的粘度が低くなるように設定されている。具体的に、水とセメントとの混合比は、４：１程度が好ましい。

なお、水とセメントとの混合比は、土壌の質に応じて適宜設定可能である。また、貫通孔１６の口径が異なる複数種類の基礎杭１を用意し、土壌の質に応じて打ち込む基礎杭１を選択してもよい。

図５は、基礎杭１上に太陽光パネル２００を設置した状態を示す側面図である。図４に示す設置方法によって、複数の基礎杭１（本実施形態によれば４本）を打ち込み、養生した後、基礎杭１のフランジ部１２に、高さを調節するための接続柱１１０が固定され、この接続柱１１０に、太陽光パネル２００を固定するフレーム１２０が固定される。そして、フレーム１２０に複数の太陽光パネル２００を並べて固定することにより、太陽光パネル２００の設置が完了する。

以上説明したように構成された本実施形態によれば、基礎杭１を地面に打ち込んだ後に、注入部（中心孔１２ａ）から液状の硬化材（セメントミルク）を注入することにより、硬化材を貫通孔から外部に流出させ、突条部周辺の土壌に硬化材を浸透させることが可能になる。これにより、突条部周辺の土壌が硬化することによって、基礎杭１が一層抜けにくくなり、太陽光パネルを地上に安定して設置することが可能になる。

また、セメントミルクはアルカリ性であることから、鉄製の基礎杭１を用いた場合に、基礎杭１が錆びにくくなる。これにより、経時における基礎杭１の腐食が低減され、基礎杭１が、長期間に渡って太陽光パネル２００を安定して支持することが可能になる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の実施形態は上述した構成に限るものではない。例えば、上述した実施形態においては、本体部１０の後端の中心孔１２ａからセメントミルクを注入しているが、他の場所に注入孔を形成し、そこからセメントミルクを注入してもよい。例えば、本体部１０の後端側の側面の一部に注入孔を形成し、そこから、セメントミルクを注入してもよい。これにより、太陽光パネル２００を設置した後に、基礎杭１の内部にセメントミルクを注入することが可能になる。

また、上述した実施形態においては、本体部１０における突条部１４の領域に貫通孔１６が形成されているが、それに限らず、本体部１０における地中に埋設される領域に貫通孔１６を形成してもよい。

また、上述した実施形態においては、基礎杭１の内部にセメントミルクを充填することにより、突条部１４の周囲の土壌にセメントミルクを浸透させているが、その際、充填したセメントミルクに外部から圧力を加えて、基礎杭１の内部のセメントミルクを外部に流出させてもよい。例えば、エアコンプレッサを用いて中心孔１２ａから空気を送り込み、セメントミルクに空気圧を加えたり、フランジ部１２を一旦取り外し、本体部１０の他端を開放してから、本体部１０に、先端に円板が固定された棒状部材を差し込んだりすることによって、基礎杭１の内部に充填したセメントミルクに圧力を加えてもよい。

１ 基礎杭
１０ 本体部
１２ フランジ部
１２ａ 中心孔
１２ｂ 長孔
１２ｃ 円弧孔
１４ 突条部
１６ 貫通孔
５０ 支持層
１００ 基礎杭
１０１ 突条部
１１０ 接続柱
１２０ フレーム
２００ 太陽光パネル

Claims (3)

1. 地面に打ち込まれ、構造物を支持する基礎杭であって、
   長尺の円筒状でかつ先端部が尖形に形成された中空の本体部と、
   当該本体部の外周面の所定部位から先端部に向かってスクリュー状に形成される突条部と、
   前記本体部における前記突条部が形成されている領域に複数形成された貫通孔と、
   前記本体部の後端部に形成され、液状の硬化材を注入する注入部と、を備えることを特徴とする基礎杭。
2. 請求項１記載の基礎杭を地面に設置する設置方法であって、
   前記基礎杭を回転させながら前記基礎杭の先端を地面に押し付けて、前記基礎杭を地面に挿入する工程と、
   前記基礎杭を地面に挿入した後、前記注入部に液状の硬化材を注入し、前記貫通孔から前記本体部の外部に硬化材を流出させて、前記突条部の周辺の土壌に硬化材を浸透させる工程と、を備えることを特徴とする基礎杭の設置方法。
3. 請求項１記載の基礎杭を用いて太陽光パネルを設置する施工方法であって、
   前記基礎杭を回転させながら前記基礎杭の先端を地面に押し付けて、前記基礎杭を地面に挿入する工程と、
   前記基礎杭を地面に挿入した後、前記注入部に液状の硬化材を注入し、前記貫通孔から前記本体部の外部に硬化材を流出させて、前記突条部の周辺の土壌に硬化材を浸透させる工程と、
   前記基礎杭に、太陽光パネルを支持する支持体を固定する工程と、
   前記支持体に、太陽光パネルを固定する工程と、を備えることを特徴とする太陽光パネルの施工方法。
   

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