JP5136798B2 - 鉄塔基礎の構築方法 - Google Patents

Description

本発明は、地盤中に打設されたコンクリート杭体の頭部に、鉄塔の主脚柱の基部が埋設されるとともに、この主脚柱の基部を囲むように上下方向に間隔をおいて脚柱補強鉄筋が配設された鉄塔基礎の構築方法に関する。

前記鉄塔の主脚柱を支持する基礎構造として、比較的支持層が深い場合には、図３５に示されるように、地盤に比較的口径の小さい複数の杭体７０，７０…を打設した後、これら杭体７０，７０…の頂部と連結するように鉄筋コンクリートによってフーチング７１を造成し、このフーチング７１と鉄塔の主脚柱７２とを接続する方式が一般的となっていたが（下記特許文献１等参照）、近年は、送電用鉄塔の杭基礎として、地盤中に打設された杭基礎と、鉄塔の主脚柱とをコンクリートを打設した鋼管内で定着する方法（以下、鋼管定着構造という。）が多く採用されるようになってきた。

このような鉄塔基礎の例としては、例えば下記特許文献２に記載されるように、地盤中に打ち込まれた抗材と鉄塔用脚材とをコンクリート打設により接合し、鉄塔基礎を構築する方法において、前記鉄塔用脚材にコンクリートを支圧するための突出した部材を設け、前記鉄塔用脚材及び打設コンクリートの周囲を拘束する筒状部材（鋼管）を設け、前記筒状部材内壁に打設する前記コンクリートと係合する係合部材を形成し、前記コンクリートを打設して鉄塔基礎を構築するものである。

この基礎構造によれば、耐力が向上し、別途フーチングを設けずに場所打ち杭や小口径鋼管杭と接合することができ、接合部の縮小化、土工量の削減が図れるようになるなどの利点を有する。

ここで、前記特許文献２に係る鉄塔基礎の構築方法について、図２５〜図３４に基づいて説明する。

先ず、図２５に示されるように、ケーシング５０を設置した状態で掘削を終え、鉄筋籠５２を建て込んだならば、ケーシング５０の内側に鋼管５１を設置する。次いでトレミー管を挿入し、徐々に引上げながらコンクリートを打設する。打ち止め高さは鋼管５１の下端部位置とする。図２６に示すようにバキュームにて、スライム等を除去した後、必要により主脚材の据え付け位置までコンクリート５３を打設する。図２７に示すように、鋼管５１内に下蓋５４と上蓋５５とを取付、鋼管５１内にコンクリートが流入しない状態とした後、図２８に示すように鋼管５１の周囲にコンクリート５６を打設し、図２９に示すようにケーシング５０を撤去する。次いで、図３０に示すように、下蓋５４と上蓋５５とを撤去し、図３１に示すように、鋼管５１内で据付調整台５７を用いて位置調整しながら主脚材５８を据え付ける。図３２に示すように、頭部に型枠５９を設置した後、図３３に示すように、定着部及び根巻き部にコンクリート６０を打設した後、図３４に示すように、コンクリートの硬化後に型枠５９を撤去する。

特開平９−３８８２号公報 特開２００４−２８５７３７号公報 特開２０００−３４５５７１号公報

しかしながら、前記特許文献２に係る鉄塔基礎の場合は、鋼管５１を事前に準備する必要があるが、この鋼管５１は内面にズレ止め用リブ（係合部材）等の加工を必要とするため、発注から納品までに時間を要し、緊急工事に迅速に対応できない欠点があった。また、鋼管５１は鉄筋よりもかなり製作費が割高になるとともに、製造工場から施工現場まで距離がある場合は、運搬費が嵩むとともに、特に施工場所が山岳地である場合には運搬に多くの手間が掛かるなどの問題があった。

一方、鉄塔の脚材の定着方法として、上記特許文献３に記載されるように、脚材基部を囲むように周囲にスパイラル鉄筋、ウルボン筋等の補強筋を配設し、コンクリートを打設するようにした定着構造（以下、鉄筋定着構造という。）が提案されている。

前記鋼管定着構造では、前述したように、鋼管５１が主脚材５８を定着するための空間を形成する部材を兼用するものである。しかし、鋼管定着構造に代えて上記鉄筋定着構造を採用した場合には、地下水位が高いと脚材据え付け空間を別途の手段によって形成しなければいけないという問題が発生することになる。

そこで本発明の主たる課題は、地盤中に打設されたコンクリート杭体の頭部に、鉄塔の主脚柱の基部が埋設されるとともに、この主脚柱の基部を囲むように上下方向に間隔をおいて脚柱補強鉄筋が配設された鉄塔基礎を効率的に構築する方法を提案することにある。

前記課題を解決するために請求項１に係る本発明として、地盤中に打設されたコンクリート杭体の頭部に、鉄塔の主脚柱の基部が埋設されるとともに、この主脚柱の基部を囲むように上下方向に間隔をおいて脚柱補強鉄筋が配設された鉄塔基礎の構築方法であって、
ケーシングを設置した状態で、掘削を行った後、前記脚柱補強鉄筋を組み付けた杭体用鉄筋籠を挿入し、ほぼ前記主脚柱の据え付け高さまでコンクリートを打設する第１手順と、
前記脚柱補強鉄筋の内部側にエアバッグ式中空型枠を設置する第２手順と、
前記エアバッグ式中空型枠とケーシングとの間の空間にコンクリートを打設するとともに、前記ケーシングを撤去する第３手順と、
前記エアバッグ式中空型枠のエアを抜いて撤去した後、この空間内に主脚柱の基部を据え付ける第４手順と、
前記エアバッグ式中空型枠撤去後の空間にコンクリートを打設する第５手順とからなることを特徴とする鉄塔基礎の構築方法が提供される。

請求項２に係る本発明として、地盤中に打設されたコンクリート杭体の頭部に、鉄塔の主脚柱の基部が埋設されるとともに、この主脚柱の基部を囲むように上下方向に間隔をおいて脚柱補強鉄筋が配設された鉄塔基礎の構築方法であって、
ケーシングを設置した状態で、掘削を行った後、前記脚柱補強鉄筋を組み付けた杭体用鉄筋籠を挿入し、ほぼ前記主脚柱の据え付け高さまでコンクリートを打設する第１手順と、
前記脚柱補強鉄筋の内部側に中空メッシュ型枠を設置する第２手順と、
前記中空メッシュ型枠とケーシングとの間の空間にコンクリートを打設するとともに、前記ケーシングを撤去する第３手順と、
前記中空メッシュ型枠を残置したまま、この中空メッシュ型枠内部の空間に主脚柱の基部を据え付ける第４手順と、
前記中空メッシュ型枠内部の空間にコンクリートを打設する第５手順とからなることを特徴とする鉄塔基礎の構築方法が提供される。

請求項３に係る本発明として、前記エアバッグ式中空型枠又は中空メッシュ型枠の外周面には、上下方向に複数段に亘って付着強度を確保するためのリブ形成用突起を設けてある請求項１、２いずれかに記載の鉄塔基礎の構築方法が提供される。

請求項４に係る本発明として、前記エアバッグ式中空型枠又は中空メッシュ型枠の底面形状は、逆傘状の錐形状としてある請求項１〜３いずれかに記載の鉄塔基礎の構築方法が提供される。

請求項５に係る本発明として、前記エアバッグ式中空型枠又は中空メッシュ型枠の底面中央に係合部を備え、予め主脚材の据え付けコンクリート面に固設してある固定用金具の被係合部に対して係脱自在又は係合可能としてある請求項１〜４いずれかに記載の鉄塔基礎の構築方法が提供される。

請求項６に係る本発明として、前記エアバッグ式中空型枠又は中空メッシュ型枠の係合部は雄ネジとし、前記固定用金具の被係合部は雌ネジとしてある請求項５記載の鉄塔基礎の構築方法が提供される。

請求項７に係る本発明として、前記主脚柱の基部を据え付ける際に、前記固定用金具の被係合部を利用して据付調整台を設置するようにしてある請求項５，６いずれかに記載の鉄塔基礎の構築方法が提供される。

以上詳説のとおり本発明によれば、地盤中に打設されたコンクリート杭体の頭部に、鉄塔の主脚柱の基部が埋設されるとともに、この主脚柱の基部を囲むように上下方向に間隔をおいて脚柱補強鉄筋が配設された鉄塔基礎を効率的に構築することが可能となる。

鉄塔基礎１の構造縦断面図である。 地下水が存在しない場合等における構築手順図(その１)である。 地下水が存在しない場合等における構築手順図(その２)である。 地下水が存在しない場合等における構築手順図(その３)である。 地下水が存在しない場合等における構築手順図(その４)である。 地下水が存在しない場合等における構築手順図(その５)である。 地下水が存在しない場合等における構築手順図(その６)である。 地下水が存在しない場合等における構築手順図(その７)である。 地下水が存在する場合等における構築手順図(その１)である。 地下水が存在する場合等における構築手順図(その２)である。 地下水が存在する場合等における構築手順図(その３)である。 地下水が存在する場合等における構築手順図(その４)である。 地下水が存在する場合等における構築手順図(その５)である。 地下水が存在する場合等における構築手順図(その６)である。 地下水が存在する場合等における構築手順図(その７)である。 地下水が存在する場合等における構築手順図(その８)である。 地下水が存在する場合等における構築手順図(その９)である。 地下水が存在する場合等における構築手順図(その１０)である。 エアバッグ式中空型枠２４の縦断面図である。 メッシュ型枠２７の縦断面図である。 (A)は下部固定金具１９、(B)は上部固定金具２０の平面図である。 据付調整台１５を示す、(A)は側面図、(B)は平面図である。 据付調整台１５の固定具３２の他例を示す平面図である。 据付調整台１５の固定具３２の他例を示す平面図である。 従来の鋼管定着方式の構築手順図（その１）である。 従来の鋼管定着方式の構築手順図（その２）である。 従来の鋼管定着方式の構築手順図（その３）である。 従来の鋼管定着方式の構築手順図（その４）である。 従来の鋼管定着方式の構築手順図（その５）である。 従来の鋼管定着方式の構築手順図（その６）である。 従来の鋼管定着方式の構築手順図（その７）である。 従来の鋼管定着方式の構築手順図（その８）である。 従来の鋼管定着方式の構築手順図（その９）である。 従来の鋼管定着方式の構築手順図（その１０）である。 従来のフーチング式鉄塔基礎を示す側面図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳述する。
図１は鉄塔基礎１の構造縦断面図、図２〜図１８は構築手順図である。

鉄塔基礎１は、図１に示されるように、地盤中に打設されたコンクリート杭体２の頭部２Ａに、鉄塔の主脚柱３の基部が埋設されるとともに、この主脚柱３の基部３Ａを囲むように上下方向に間隔をおいて脚柱補強鉄筋４が配設された鉄塔基礎である。

上記鉄塔基礎１の構築に当たっては、杭頭部２Ａ部分に地下水が存在しないか若しくは水位が低く、地山が自立する場合と、地下水が存在し、地山が自立しない場合とで構築方法が異なるため、それぞれに分けて説明する。
〔地下水が存在しないか若しくは水位が低く、地山が自立する場合〕
以下、図２〜図８に基づいて、構築手順を説明する。

図２に示されるように、事前にライナープレート１０で土留めを行いながら、主脚柱３の設置予定位置の下部まで掘削する。地下水がある場合は、ライナープレート１０の下部外周部にコンクリート１１を打設する。なお、ライナープレート１０の外周は、事前にグラウト注入を行うか、開口式ライナープレートを用いるようにする。

次に、図３に示されるように、所定の位置に杭打ち機（図示せず）を設置するとともに、ライナープレート１０の内側にケーシング１２を設置し、ライナープレート１０の底面より掘削を行う。掘削完了後に、脚柱補強鉄筋４を組み付けた杭体用鉄筋籠５を挿入し、トレミー管を用いほぼ前記主脚柱３の据え付け高さまで、ケーシング１２を引き抜きながらコンクリート１３を打設する。コンクリート１３の上部には、スライム１４が存在している。

前記脚柱補強鉄筋４は、主脚柱３の基部を囲むように上下方向に間隔をおいて配置される補強鉄筋であり、杭主筋を囲むスパイラル鉄筋を用いるか多数のリング鉄筋を多段で配置したものである。この脚柱補強鉄筋４は、杭体用鉄筋籠５の上部に一体的に組み付けられ、掘削穴内に建て込まれる。

図４に示されるように、スライム１４を除去したならば、図５に示されるように、位置調整のための据付調整台１５を設置し、主脚柱３の下端部を前記据付調整台１５にセットし、主脚柱３をサポート材１６を用いて所定の傾斜方向に固定する。前記主脚柱３の下端外周面には、上下方向に所定の間隔で複数の、図示例では６つの支圧板３ａ、３ａ…が固設されている。

図６に示されるように、杭頭部に根巻き用型枠１７を設置したならば、図７に示されるように、コンクリート１８を打設し、その後硬化を待って図８に示されるように、根巻き用型枠１７を撤去し、施工を完了する。

〔地下水が存在し、地山が自立しない場合〕
《第１形態例》
第１形態例に係る鉄塔基礎の構築方法は、ケーシング１２を設置した状態で、掘削を行った後、前記脚柱補強鉄筋４を組み付けた杭体用鉄筋籠５を挿入し、ほぼ前記主脚柱３の据え付け高さまでコンクリートを打設する第１手順と、前記脚柱補強鉄筋４の内部側にエアバッグ式中空型枠２４を設置する第２手順と、前記エアバッグ式中空型枠２４とケーシング１２との間の空間にコンクリート２９を打設するとともに、前記ケーシング１２を撤去する第３手順と、前記エアバッグ式中空型枠２４のエアを抜いて撤去した後、この空間内に主脚柱３の基部を据え付ける第４手順と、前記エアバッグ式中空型枠撤去後の空間にコンクリート１８を打設する第５手順とからなるものである。

以下、図９〜図１８に基づいて、具体的に構築手順を説明する。

図９に示されるように、所定の位置に杭打ち機（図示せず）を設置するとともに、ケーシング１２を設置し掘削を行う。掘削完了後に、脚柱補強鉄筋４を組み付けた杭体用鉄筋籠５を挿入し、トレミー管を用いほぼ前記主脚柱３の据え付け高さまでケーシング１２を引き抜きながらコンクリート１３を打設する。コンクリート１３の上部には、スライム１４が存在している。

図１０に示されるように、バキュームにてスライム１４を除去したならば、コンクリート１３の上面にエアバッグ式中空型枠２４の位置決め及び浮き上がり防止のための下部固定金具１９を設置するとともに、脚柱補強鉄筋４の上部位置に上部固定金具２０を設置する。前記下部固定金具１９は、図２１(A)に示されるように、リング板２１と、このリング板２１の内部に設けられた十字板２２と、この十字板２２の交点部に設けられた、本発明の「被係合部」を構成する雌ネジ部２３とから構成される部材である。前記リング板２１の外周寄りには周方向に所定の間隔で小穴２１ａ、２１ａ…が形成されており、鉄筋籠５の主筋を番線等で結束し易くしている。一方、前記上部固定金具２０は、前記下部固定金具１９から十字板２２と、雌ネジ部２３を取り外した部材である。なお、前記下部固定金具１９及び上部固定金具２０は事前に取り付けることも可能である。

次に、図１１に示されるように、脚柱補強鉄筋４の内部に、後に主脚柱３の据付空間を形成するためのエアバッグ式中空型枠２４を設置する。前記エアバッグ式中空型枠２４は、詳細には、図１９に示されるように、ゴム等によって製作された略円柱形状の袋体であって、エアの供給、吸引によって加圧膨張；減圧収縮可能としたものである。本発明で使用するエアバッグ式中空型枠２４の底面形状は、スライムが残留しないように、逆傘状の錐形状としてある。また、外周面には上下方向に複数段に亘って付着強度を確保するためのリブ形成用突起２５，２５…を設けてある。さらに、底面中央に本発明の「係合部」を構成する雄ネジ２６を備えている。

前記エアバッグ式中空型枠２４を持ち込み、上部固定金具２０の内枠部に挿入し、雄ネジ２６を下部固定金具１９の雌ネジ部２３に螺合させて、位置決めと浮き上がり防止を図るようにする。前記上部固定金具２０の内径は、前記エアバッグ式中空型枠２４の外径とほぼ一致しており、エアバッグ式中空型枠２４が倒れないように保持される。

前記エアバッグ式中空型枠２４の設置が完了したならば、図１２に示されるように、前記エアバッグ式中空型枠２４とケーシング１２との間の空間にコンクリート２９を打設するとともに、図１３に示されるように、前記ケーシング１２を撤去する。

次に、図１４に示されるように、エアバッグ式中空型枠２４からエアを抜き取り収縮させて撤去する。

図１５に示されるように、位置調整のための据付調整台１５を設置し、主脚柱３の下端部を前記据付調整台１５にセットし、主脚柱３をサポート材１６を用いて所定の傾斜方向に固定する。

図１６に示されるように、杭頭部に根巻き用型枠１７を設置したならば、図１７に示されるように、コンクリート１８を打設し、その後硬化を待って図１８に示されるように、根巻き用型枠１７を撤去し、施工を完了する。

《第２形態例》
第２形態例に係る鉄塔基礎の構築方法は、前記エアバッグ式中空型枠２４に代えて、図２０に示されるメッシュ型枠２７を使用するものである。このメッシュ型枠２７は、前記エアバッグ式中空型枠２４と同様に、底面形状は、スライムが残留しないように、逆傘状の錐形状としてある。また、外周面には上下方向に複数段に亘って付着強度を確保するためのリブ形成用突起２５，２５…を設けてある。さらに、底面中央に本発明の「係合部」を構成する雄ネジ２６を備えている。前記メッシュ型枠２７のメッシュ材としては、薄鋼板、金網、ラス材、布製等種々のものを用いることができる。

エアバッグ式中空型枠２４を用いた場合との相違点は、撤去することなく埋め殺しとする点だけであり、その他の施工手順は全く同様であるため、説明は省略する。なお、メッシュ型枠２７は残置するため、下部固定金具１９に対する係合は、取り外し不能な構造であってもよい。

（据付調整台１５について）
前記主脚柱３の下端を支持する据付調整台１５としては、図２２に示される構造のものを使用することができる。同図に示される据付調整台１５は、下部固定金具１９の雌ネジ部２３を利用して支柱ボルト２８を螺合させ、この支柱ボルト２８に下プレート２９を支持させるとともに、この下プレート２９の四隅に夫々配置した上下連結ボルト３０，３０…によって上プレート３１を支持する構造としたものである。前記上プレート３１の上面には、主脚柱３の下端を位置決めするための固定具３２が設けられている。図示例では、主脚柱３は円管とされるため、この円管が嵌合されるリング部材を固設している。例えば、主脚柱３の断面形状がＬ字断面である場合には、図２３に示されるように、垂直板にネジを螺合させた複数の固定具３３Ａ〜３３Ｃによって位置決めを行うようにしても良いし、図２４に示されるように、垂直板３４Ａ〜３４Ｄによって位置決めを行うようにしてもよい。

１…鉄塔基礎、２…コンクリート杭体、３…主脚柱、４…脚柱補強鉄筋、５…杭体用鉄筋籠、１０…ライナープレート、１２…ケーシング、１５…据付調整台、２４…エアバッグ式中空型枠、２７…メッシュ型枠

Claims (7)

1. 地盤中に打設されたコンクリート杭体の頭部に、鉄塔の主脚柱の基部が埋設されるとともに、この主脚柱の基部を囲むように上下方向に間隔をおいて脚柱補強鉄筋が配設された鉄塔基礎の構築方法であって、
   ケーシングを設置した状態で、掘削を行った後、前記脚柱補強鉄筋を組み付けた杭体用鉄筋籠を挿入し、ほぼ前記主脚柱の据え付け高さまでコンクリートを打設する第１手順と、
   前記脚柱補強鉄筋の内部側にエアバッグ式中空型枠を設置する第２手順と、
   前記エアバッグ式中空型枠とケーシングとの間の空間にコンクリートを打設するとともに、前記ケーシングを撤去する第３手順と、
   前記エアバッグ式中空型枠のエアを抜いて撤去した後、この空間内に主脚柱の基部を据え付ける第４手順と、
   前記エアバッグ式中空型枠撤去後の空間にコンクリートを打設する第５手順とからなることを特徴とする鉄塔基礎の構築方法。
2. 地盤中に打設されたコンクリート杭体の頭部に、鉄塔の主脚柱の基部が埋設されるとともに、この主脚柱の基部を囲むように上下方向に間隔をおいて脚柱補強鉄筋が配設された鉄塔基礎の構築方法であって、
   ケーシングを設置した状態で、掘削を行った後、前記脚柱補強鉄筋を組み付けた杭体用鉄筋籠を挿入し、ほぼ前記主脚柱の据え付け高さまでコンクリートを打設する第１手順と、
   前記脚柱補強鉄筋の内部側に中空メッシュ型枠を設置する第２手順と、
   前記中空メッシュ型枠とケーシングとの間の空間にコンクリートを打設するとともに、前記ケーシングを撤去する第３手順と、
   前記中空メッシュ型枠を残置したまま、この中空メッシュ型枠内部の空間に主脚柱の基部を据え付ける第４手順と、
   前記中空メッシュ型枠内部の空間にコンクリートを打設する第５手順とからなることを特徴とする鉄塔基礎の構築方法。
3. 前記エアバッグ式中空型枠又は中空メッシュ型枠の外周面には、上下方向に複数段に亘って付着強度を確保するためのリブ形成用突起を設けてある請求項１、２いずれかに記載の鉄塔基礎の構築方法。
4. 前記エアバッグ式中空型枠又は中空メッシュ型枠の底面形状は、逆傘状の錐形状としてある請求項１〜３いずれかに記載の鉄塔基礎の構築方法。
5. 前記エアバッグ式中空型枠又は中空メッシュ型枠の底面中央に係合部を備え、予め主脚材の据え付けコンクリート面に固設してある固定用金具の被係合部に対して係脱自在又は係合可能としてある請求項１〜４いずれかに記載の鉄塔基礎の構築方法。
6. 前記エアバッグ式中空型枠又は中空メッシュ型枠の係合部は雄ネジとし、前記固定用金具の被係合部は雌ネジとしてある請求項５記載の鉄塔基礎の構築方法。
7. 前記主脚柱の基部を据え付ける際に、前記固定用金具の被係合部を利用して据付調整台を設置するようにしてある請求項５，６いずれかに記載の鉄塔基礎の構築方法。

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