JP2017210823A - 設置用の基礎杭、太陽光パネルの設置用の基礎杭、基礎杭の設置方法および太陽光パネルの基礎杭の設置方法 - Google Patents

Abstract

【課題】容易に沈下重および引抜応力に応じることができる設置用の基礎杭、太陽光パネルの設置用の基礎杭、基礎杭の設置方法および太陽光パネルの基礎杭の設置方法を提供する。【解決手段】基礎杭１００は、筒部２００の他端部に形成された切り込みにより筒部２００が軸方向から放射状に広がりアンカーを形成することができる。また、孔３００からモルタル６５０が、筒部２００の内部と外部とに補填される。その結果、筒部２００の一部を横杭（モルタル）として設けることで、設置用の基礎杭１００を安定して設置することができる。したがって、設置用の基礎杭１００は、容易に沈下重および引抜応力に応じることができる【選択図】図１

Description

本発明は、設置用の基礎杭、太陽光パネルの設置用の基礎杭、基礎杭の設置方法および太陽光パネルの基礎杭の設置方法に関する。

近年、太陽光電池パネルの設置が多数行われている。太陽光パネルは、安定してかつ半永続的にしっかりと固定される必要がある。

例えば、特許文献１（実用新案登録第３１８４３２２号）には、工期の短縮に適した構造の太陽電池パネル用架台について開示されている。

特許文献１記載の太陽電池パネル用架台は、太陽電池パネルが取り付けられる傾斜面を構成する複数の第１の単管パイプと、第１の単管パイプを支持する複数の第２の単管パイプと、地中に埋め込まれ、周囲に螺旋状の羽根が形成された中空状の複数のスパイラル杭と、備え、各第２の単管パイプは、各スパイラル杭の内部に挿入された状態で当該スパイラル杭に固定されているものである。

また、特許文献２（特開２００８−３１７７２号公報）には、掘削装置や施工のために膨大なコストをかけずに、改良体を、既製杭の内部には充填せずに既製杭の外周部に確実かつ容易に充填することができる、既製杭の施工方法とその施工方法に用いる蓋について開示されている。

特許文献２記載の既製杭の施工方法とその施工方法に用いる蓋は、掘削された地盤中に固化材と土砂とを攪拌して造成された改良体に、既製杭を建て込む既製杭の施工方法において、改良体に既製杭が建て込まれた後、既製杭の内部に圧力をかけるものである。

また、特許文献３（特開２００７−２３９４２０号公報）には、構造物の浮き上がりを防止するための基礎であって、杭孔に充填された硬化性材料からなる充填物の強度を低下させることなく定着体を杭孔の下方の地盤に配置した基礎の構造、その施工法及びその基礎又は施工法に用いる杭の構造について開示されている。

特許文献３記載の構造物の浮き上がりを防止するための基礎の構造は、構造物の下方の地盤に穿たれた杭孔の中に配置され、構造物を支持するように杭孔の底部まで該杭孔と同軸的に伸びる、中空部を有する既製杭と、杭孔の下方の地盤に該杭孔と同軸的に形成されたアンカー孔に配置された定着体と、該定着体に固定され、該定着体と構造物とを連結する連結手段であって、中空部及びアンカー孔に配置された連結手段と、アンカー孔及び中空部を満たす硬化性材料からなる充填物とを含むものである。

特許文献４（特開２００２−３４８８５９号公報）には、既製杭を施工中または施工後に拡径可能な構造とし、施工性の改善およびコストの低減を図る拡径可能な既製杭が開示されている。

特許文献４記載の既製杭は、中空の既製杭の長手方向複数箇所に杭中空部内面から杭外面に貫通するガイド孔が形成されており、杭中空部から杭外面に渡るガイド孔に拡径部材が出入可能に設けられている。

特許文献５（特開２００２−２２０８２９号公報）には、騒音、振動等を伴わずに施工でき、しかも大きな垂直支持力の得られるコンクリートねじ杭の提供について開示されている。

特許文献５記載のコンクリート製ねじ杭は、地盤等にねじ込み可能なねじ杭であって、断面が円形の中空なコンクリート製杭本体を有し、その外面に、ねじ込みのためのスクリュー羽根を具備したものである。

実用新案登録第３１８４３２２号公報 特開２００８−３１７７２号公報 特開２００７−２３９４２０号公報 特開２００２−３４８８５９号公報 特開２００２−２２０８２９号公報

以上のように、特許文献１から５に記載されるように、種々の開発が行われている。
しかしながら、容易に基礎杭の沈下重または引抜応力等に耐えることは、困難である。特に、低コストで、基礎杭を形成することが困難である。

本発明の主な目的は、容易に沈下重および引抜応力に応じることができる設置用の基礎杭、太陽光パネルの設置用の基礎杭、基礎杭の設置方法および太陽光パネルの基礎杭の設置方法を提供することである。

（１）
一局面に従う設置用の基礎杭は、長手方向に延在された筒部と、筒部の一端部に形成されたフランジ部と、筒部に形成された１または複数の第１の孔部に貫通された棒部材と、他端側に形成された１または複数の第２の孔部と、を含むものである。

この場合、筒部に形成された第１の孔部に貫通された棒部材が穴部の縦壁に接触し、アンカー形状となる。また、第２の孔部から固化部材が、筒部の内部と外部とに補填される。その結果、固化部材を横杭として設けることで、設置用の基礎杭を安定して設置することができる。したがって、設置用の基礎杭は、容易に沈下重および引抜応力に応じることができる。
また、第１の孔部に貫通された棒部材によりアンカー部材を形成することができる。特に棒状部材からなるので、安価で形成することができる。
すなわち、第１の孔部に貫通された棒部材は、穴部の直径よりも長いことが必要となる。

（２）
第２の発明にかかる設置用の基礎杭は、一局面に従う設置用の基礎杭において、１または複数の第１の孔部は、長手方向に沿って視野した場合に、第２の孔部と異なる位置に形成されてもよい。

この場合、１または複数の第１の孔部が、長手方向に沿って視野した場合に、１または複数の第２の孔部と異なる位置に形成されるので、筒部から放射状に棒部材によるアンカーおよび横杭を設けることができる。

（３）
第３の発明にかかる設置用の基礎杭は、一局面または第２の発明にかかる設置用の基礎杭において、筒部は、断面が六角形または円形からなってもよい。

この場合、筒部の断面が、六角形または円形からなるので、強度を維持することができる。また、筒部の断面が多角形からなってもよい。

（４）
第４の発明にかかる設置用の基礎杭は、一局面から第３の発明にかかる設置用の基礎杭において、１または複数の第１の孔部は、円形または矩形状に形成されてもよい。

この場合、１または複数の第１の孔は、円形または矩形状からなるので、容易に棒状部材を挿入することができる

（５）
他の局面に従う太陽光パネルの設置用の基礎杭は、一局面から第４の発明にかかる設置用の基礎杭と、フランジ部に設置する太陽光パネルと、を含むものである。

この場合、太陽光パネルの設置用の基礎杭を安定して設置することができる。その結果、沈下重および引抜応力に応じることができる。

（６）
さらに他の局面に従う、基礎杭の設置方法は、長手方向に延在された筒部と、筒部の一端部に形成されたフランジ部と、筒部に形成された１または複数の第１の孔部に貫通された棒部材と、他端側に形成された１または複数の第２の孔部と、を含む設置用の基礎杭を用いた基礎杭の設置方法であって、
設置用の基礎杭を埋設するための縦穴を掘削する掘削工程と、堀削工程により形成された縦穴に設置用の基礎杭を配設する基礎杭設置工程と、基礎杭の棒部材を縦穴に干渉させて湾曲させつつ、縦穴に押し込む、押し込み工程と、押し込み工程の後に、フランジ部側から筒部の第２の孔部の位置よりも上部までモルタルを投入するモルタル投入工程と、を含むものである。

この場合、掘削工程により縦穴を掘削し、基礎杭設置工程により堀削工程により形成された縦穴に基礎杭を配設し、押し込み工程により基礎杭の棒部材を縦穴に干渉させて湾曲させつつ、縦穴に押し込むことができる。さらに、押し込み工程の後にモルタル投入工程によりフランジ部側から筒部の孔部位置よりも上部までモルタルが投入される。
その結果、第１の孔部に設けられた棒状部材が縦穴の壁に接触して湾曲し、アンカーとすることができる。さらに、第２の孔部から固化部材が、筒部の内部と外部とに補填され、横杭を形成することができる。したがって、安定して設置することができる。

（７）
さらに他の局面にかかる太陽光パネルの基礎杭の設置方法は、さらに他の局面にかかる設置基礎杭の設置方法と、フランジ部に太陽光パネルを設置する設置工程とを含むものである。

この場合、フランジ部に太陽光パネルを設置することができる。その結果、沈下重および引抜応力に応じることができる。

（Ａ）
第８の発明にかかる設置用の基礎杭は、長手方向に延在された筒部と、筒部の一端部に形成されたフランジ部と、他端側に形成された１または複数の孔部と、を含むものである。

この場合、基礎杭を縦に設けた場合、孔部にモルタル等を投入し固定することにより、横杭を設けることができる。その結果、容易に沈下重および引抜応力に応じることができる。

本実施の形態にかかる設置用の基礎杭の一例を示す模式的正面図である。 図１の模式的上面図である。 図１の模式的下面図である。 図２のＡ−Ａ断面の一例を示す模式的断面図である。 堀削工程の一例を示す模式図である。 基礎杭を孔に設置した場合の状況を示す模式図である。 基礎杭を孔に押し込む状況を示す模式図である。 モルタル投入工程の一例を示す模式図である。 モルタル投入工程の一例を示す模式図である。

以下、本発明に係る実施の形態について図面を用いて説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。

（第１の実施の形態）
図１は、本実施の形態にかかる設置用の基礎杭１００の一例を示す模式的正面図であり、図２は図１の模式的上面図であり、図３は図１の模式的下面図である。また、図４は、図２のＡ−Ａ断面の一例を示す模式的断面図である。

図１から図４に示す設置用の基礎杭１００は、筒部２００、孔３００、棒状部材４００およびフランジ部５００を含む。
本実施の形態においては、棒状部材４００は、第１棒状部材４１０および第２棒状部材４２０からなる。
なお、本実施の形態にかかる基礎杭１００は、主に鋼管から形成される。例えば、材質は、一般構造用圧延鋼材と呼ばれる鉄鋼材料（Ｓ４００）、一般構造用炭素鋼鋼管（ＳＴＫ４００）に溶融亜鉛メッキが施されているものが好ましい。

フランジ部５００は、筒部２００の一端部に設けられている。また、フランジ部５００には、太陽光パネル（図示せず）を取り付けるための孔５１０が形成されている。孔５１０は長孔から形成される。

また、筒部２００には、筒部２００のフランジ部５００から距離Ｌ４の位置（上部側）に複数の孔２１０が設けられており、複数の孔２１０に第１棒状部材４１０が挿入されている。さらに、筒部２００の下端部から距離Ｌ１の位置（下部側）に複数の孔２２０が設けられており、複数の孔２２０に第２棒状部材４２０が挿入されている。

さらに、第１棒状部材４１０および第２棒状部材４２０は、鉄筋規格ＳＤ３４５（ＪＩＳ）であることが好ましく、呼び名Ｄ１０およびＤ１３であることが好ましい。また、複数の孔２１０、２２０は、直径１５ｍｍであることが好ましい。
なお、鉄筋規格ＳＤ２９５であってもよく、呼び名Ｄ５からＤ３５までのいずれかを用いてもよい。それにより、複数の孔２１０、２２０は、直径６ｍｍから３５ｍｍであってもよい。

図３に示すように、第１棒状部材４１０および第２棒状部材４２０は、上面視野した場合に、交差するように設けられる。
なお、本実施の形態においては、上部側および下部側において複数の孔２１０、２２０を設けているが、これに限定されず、複数の孔２１０または複数の孔２２０のみでもよく、３個、４個、５個、６個、８個、他の任意の個数の孔を形成してもよい。

続いて、図１および図４に示すように、他端部からの距離Ｌ２から他端部からの距離Ｌ３の長さで、幅Ｔ３の孔３００が形成されている。本実施の形態において、孔３００は、２個形成されている。なお、孔３００は、２個に限定されることなく、１個または３以上の複数個形成されていてもよく、楕円、円形等の他の任意の形状の孔であってもよい。

また、孔３００は、他端部側からさらに一定距離離れた部分に併設されてもよい。すなわち、孔３００を、２段、３段、その他の多段に形成してもよい。

（設置用の基礎杭１００の設置方法）
次に、図５から図９は、図１から図４に示した設置用の基礎杭１００の設置方法を説明するための模式的工程図である。本実施の形態において使用する基礎杭１００の筒部２００は、直径（φ）９０ｍｍ、であり、フランジ部５００の直径は、１７０ｍｍである。

（堀削工程）
図５は、堀削工程の一例を示す模式図である。
まず、図５に示すように、地面に対して、クローラ等で、穿孔堀削を行う。
この場合、具体的に穴６００は、直径（φ）１００ｍｍ、および深さＬ１０で形成される。なお、本実施の形態において、深さＬ１０は、７００ｍｍである。

（杭設置工程）
次に、図６および図７は、基礎杭１００を穴６００に設置した場合の状況を示す模式図である。

（押し込み工程）
図６に示すように、基礎杭１００は、穴６００に投入される。基礎杭１００の長手方向の長さは、例えば、１３５０ｍｍからなる。
ここで、図６に示すように、基礎杭１００の第２棒状部材４２０が穴６００の壁面に接触し、第２棒状部材４２０が湾曲される。

次に、図７に示すように、基礎杭１００は、穴６００にさらに挿入される。その結果、第２棒状部材４２０と共に、第１棒状部材４１０が湾曲される。
この場合、地上に基礎杭１００が６５０ｍｍだけ突出して配置される。

以上のように、第１棒状部材４１０および第２棒状部材４２０が穴６００の側壁に接触して湾曲し、基礎杭１００のアンカーの機能を持つ部材として形成される。

（モルタル投入工程）
続いて、図８および図９は、モルタル投入工程の一例を示す模式図である。

図８に示すように、基礎杭１００の孔部２５０にモルタル６５０を投入する。この場合、図８および図９に示すように、モルタル６５０が、孔３００から基礎杭１００の側方へ流れ出るとともに、筒部２００の内部に蓄積される。その結果、基礎杭１００の下端部側にモルタル６５０の横杭が形成される。

最後に、図示していないが、モルタル６５０をフランジ部５００の面まで投入する、または、モルタル６５０の上部に、掘削工程で生じた砂または土を戻す。

以上により基礎杭１００の設置は完了する。なお、設置後２週間経過した後、引き抜きテストを１トンまでテストしたが、引き抜き現象は、生じなかった。

なお、本実施の形態における基礎杭１００は、太陽光パネルの設置用の基礎杭１００として説明したが、これに限定されず、ビニールハウスなどの建築物の基礎として用いてもよく、その他の基礎として用いてもよい。

なお、本実施の形態においては、第１棒状部材４１０および第２棒状部材４２０を断面が円形状の棒状部材について説明しているが、これに限定されず、矩形状、コ字状、その他任意の形状の棒状部材からなってもよい。

以上のように、設置用の基礎杭１００は、筒部２００に形成された孔２１０，２２０に貫通された棒状部材４１０、４２０が穴６００の縦壁に接触し、アンカー形状となる。また、孔３００から固化部材が、筒部２００の内部と外部とに補填される。その結果、固化部材を横杭として設けることで、設置用の基礎杭１００を安定して設置することができる。したがって、設置用の基礎杭１００は、容易に沈下重および引抜応力に応じることができる。
また、孔２１０および第１棒状部材４１０と、孔２２０および第２棒状部材４２０とによりアンカー部材を形成することができる。特に、棒状部材４１０、４２０からなるので、安価で形成することができる。

また、１または複数の孔２１０、２２０が長手方向に沿って視野した場合（図３参照）に、１または複数の孔３００と異なる位置に形成されるので、筒部２００から放射状に棒状部材４１０、４２０によるアンカーおよび横杭を設けることができる。

さらに、筒部２００の断面が、六角形または円形からなるので、強度を維持することができる。また、筒部の断面が多角形からなってもよい。
また、１または複数の孔２１０、２２０は、円形または矩形状からなるので、容易に棒状部材を挿入することができる。さらに、コストを低減することができる。

また、設置用の基礎杭１００を太陽光パネルの設置用の基礎杭として用いることで、太陽光パネルを安定して設置することができる。その結果、沈下重および引抜応力に応じることができる。

本発明においては、設置用の基礎杭１００が「設置用の基礎杭」に相当し、孔２１０、２２０が「第１の孔部」に相当し、孔３００が「第２の孔部」に相当し、フランジ部５００が「フランジ部」に相当し、棒状部材４００が「１または複数の棒部材」に相当し、棒状部材４１０、４２０が「棒部材」に相当し、筒部２００が「筒部」に相当し、図５から図９は、「基礎杭の設置方法」に相当する。

本発明の好ましい一実施の形態は上記の通りであるが、本発明はそれだけに制限されない。本発明の精神と範囲から逸脱することのない様々な実施形態が他になされることは理解されよう。さらに、本実施形態において、本発明の構成による作用および効果を述べているが、これら作用および効果は、一例であり、本発明を限定するものではない。

１００ 設置用の基礎杭
２００ 筒部
４００ 棒状部材
４１０ 棒状部材
４２０ 棒状部材
５００ フランジ部

Claims (7)

1. 長手方向に延在された筒部と、
   前記筒部の一端部に形成されたフランジ部と、
   前記筒部に形成された１または複数の第１の孔部に貫通された棒部材と、
   前記他端側に形成された１または複数の第２の孔部と、を含む、設置用の基礎杭。
2. 前記１または複数の第１の孔部は、長手方向に沿って視野した場合に、前記第２の孔部と異なる位置に形成された、請求項１記載の設置用の基礎杭。
3. 前記筒部は、断面が六角形または円形からなる、請求項１または２記載の設置用の基礎杭。
4. 前記１または複数の第１の孔部は、円形または矩形状からなる、請求項１から３のいずれか１項に記載の設置用の基礎杭。
5. 前記請求項１から４のいずれか１項に記載の設置用の基礎杭と、前記フランジ部に設置する太陽光パネルと、を含む、太陽光パネルの設置用の基礎杭。
6. 長手方向に延在された筒部と、前記筒部の一端部に形成されたフランジ部と、前記筒部に形成された１または複数の第１の孔部に貫通された棒部材と、前記他端側に形成された１または複数の第２の孔部と、を含む設置用の基礎杭を用いた基礎杭の設置方法であって、
   前記設置用の基礎杭を埋設するための縦穴を掘削する掘削工程と、
   前記堀削工程により形成された前記縦穴に前記設置用の基礎杭を配設する基礎杭設置工程と、
   前記基礎杭の前記棒部材を前記縦穴に干渉させて湾曲させつつ、前記縦穴に押し込む、押し込み工程と、
   前記押し込み工程の後に、前記フランジ部側から前記筒部の第２の孔部の位置よりも上部までモルタルを投入するモルタル投入工程と、を含む、基礎杭の設置方法。
7. 請求項６に記載の基礎杭の設置方法と、前記フランジ部に太陽光パネルを設置する設置工程と、を含む、太陽光パネルの基礎杭の設置方法。

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