JP6466783B2 - スパイラル杭と構造物の接合構造 - Google Patents

Description

本発明は、平鋼を捩じってスパイラル状とし、単杭又は群杭として地盤に打ち込んで構造物を支持するスパイラル杭に関し、詳しくは、そのスパイラル杭と構造物の接合構造に関する。

構造物（建築物をはじめ、それ以外のフェンス、ビニールハウス、標識柱、太陽光発電用架台などの工作物を含む）を地面に立設する際には、地盤に支持杭を埋設し、その支持杭に構造物の支柱を固定することで構造物を地盤の地耐力で支持している。従来、このような支持杭の一種として、コンクリートなどのような養生期間が必要なく短時間で安価に施工できるスパイラル杭が知られている。

例えば、特許文献１には、平鋼を捩った、ねじり平鋼１にパイプ３を接続して溶接し、パイプ３の先端近くに鉄棒が通る穴２を貫通し、ねじり平鋼１の先端を少し尖らせ、パイプ３とねじり平鋼１の接合部に鉄板からなる鍔６を溶接し、パイプ３の先端付近の側面に、穴をあけ、穴にナット４を溶接して、蝶ボルト５を取付けたアンカーが開示されている（特許文献１の特許請求の範囲の請求項２、明細書の段落［００１０］、［００１１］、図面の図２等参照）。

しかし、特許文献１に記載のアンカーは、人力でハンマー等を用いて地盤に打ち込むことにより簡易に短時間で設置でき、スパイラル杭を引き抜く方向に作用する軸力には対抗できるものの、構造物に作用する水平力により生じる曲げ応力には弱く、構造物がガタ付いてしまうという問題があった。特に、このようなアンカーにより構造物を支持する構造は、スパイラル杭を構成する平鋼が偏平な矩形断面からなるため、当該平鋼の弱軸での曲げ応力、即ち、平鋼の矩形水平断面の断面係数及び断面二次モーメントが小さい軸回りの曲げ応力に弱く、構造物がスパイラル杭の弱軸方向（平鋼の板面に対して垂直な方向）に揺れて、即ち、スパイラル杭が弱軸を中心に曲がって上部構造である構造物が揺動してガタ付いてしまい、構造物を安定して支持することができないという問題があった。

なお、特許文献１に記載のアンカーには、ねじり平鋼１の接合部に鉄板からなる鍔６が溶接されているので、アンカー設置当初は、この鍔６が地盤の地表面に接地しているため、多少、ガタ付きが抑えられると考えられる。しかし、経年的な地盤の圧密沈下のため又は地表面の土砂が流れるなどするため、継時的に地表面が鍔６から下がってしまい、鍔６が構造物の揺れを抑えるために地盤から反力を得てガタ付きを防止するという機能を果たさなくなってしまうという問題がある。また、スパイラル杭を地盤に捩じ込んだ力だけで鍔が接地している状態では、地盤の地表面付近から得られる反力も限られ、そもそも設置当初からガタ付き防止機能も不十分であるという問題もある。その上、フェンスなどの構造物を支持する場合など、複数のスパイラル杭の天端高さを揃える必要がある場合は、鍔６がねじり平鋼１に溶接されているため、不陸（凹凸）のある地表面に鍔６を密着させて接地することができず、鍔がガタ付き防止機能を果たさないという問題もある。

また、特許文献２には、スパイラル杭１と、該スパイラル杭１の頭部に、スパイラル杭１の長手方向に対して略垂直な部分を形成するように取り付けられた板状体４と、該スパイラル杭１及び該板状体４とは別部品として用意されて、その軸部が該板状体４に設けられた孔を貫通するボルト７と、該スパイラル杭１及び該板状体４とは別部品として用意されて、該ボルト７に螺合されるナット９と、を有し、該板状体４に設けられた孔にスパイラル杭１側から貫通して配置したボルト７に、該板状体４を挟むように該ナット９を螺合させることを特徴とする基礎杭が開示されている（特許文献２の特許請求の範囲の請求項１、明細書の段落［００２９］〜［００４９］、図面の図９、図１０等参照）。

しかし、特許文献２に記載の基礎杭は、板状体４が地表面に接地しておらず、特許文献１に記載のアンカーと同様に、スパイラル杭の弱軸方向に対する揺れに弱くガタ付いてしまい、構造物を安定して支持することができないという問題は解消されていなかった。

また、特許文献３には、構造物又は構造物の一部を支持する構造物用基礎３であり、スパイラル杭１を用いて地盤に固定される基礎部２を有する構造物用基礎３において、基礎部２は、スパイラル杭１を案内する円筒状鋼管２３と、円筒状鋼管２３を取り囲むように配置される水平方向受圧部２１と、を有し、基礎部２とスパイラル杭１とには、スパイラル杭１を円筒状鋼管２１に挿入し、スパイラル杭１を地盤に埋設した状態で、基礎部２とスパイラル杭１とを固着する固着手段１２及び２２が設けられている構造物用基礎３が開示されている（特許文献３の特許請求の範囲の請求項１、明細書の段落［００２６］〜［００３５］、図面の図３、図７等参照）。

しかし、特許文献３に記載の構造物用基礎は、水平方向の応力を緩和するべく、水平方向受圧部２１としてＨ形鋼などが必要なだけでなく、Ｈ形鋼などに固着手段１２等を溶接する必要があり、製品コストや設置コストが嵩むという問題があった。また、充填材６を充填する場合は、スパイラル杭における工期短縮のメリットも薄れてしまい、さらに設置コストが嵩む問題がある。

特開２０００−８７３４９号公報 特開２０１３−１６３９０９号公報 特開２０１４−７４２７８号公報

そこで、本発明は、前述した問題に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、安価で簡単な機構により短時間で設置が可能で製品コストや設置コストを抑えつつ、設置する地盤の地耐力の強弱にかかわらずスパイラル杭の弱軸方向への構造物の揺れやガタ付きを防いで、構造物を安定して支持することができるスパイラル杭と構造物の接合構造を提供することにある。

第１発明に係るスパイラル杭と構造物の接合構造は、平鋼からスパイラル状に捩じられて地盤に打ち込まれたスパイラル杭と、このスパイラル杭で支持される構造物と、を接合するスパイラル杭と構造物の接合構造であって、前記スパイラル杭に対して上下変位可能な平板からなる反力板と、この反力板を下方へ加圧する加圧機構と、を備え、前記スパイラル杭の上端には、上方へ延伸する接合ボルトが突設され、前記反力板には、前記スパイラル杭を構成する平鋼及び前記接合ボルトを挿通可能なスリット孔又はスリット溝が形成され、前記加圧機構は、前記接合ボルトを挿通可能な加圧部材を有し、前記接合ボルトと螺合するナットを締めることで前記加圧部材を介して前記反力板を下方へ変位させて地盤の地表面へ前記反力板を密着させる機構であることを特徴とする。

第２発明に係るスパイラル杭と構造物の接合構造は、第１発明において、前記接合ボルトに螺合するナットが固着され、前記加圧機構を覆って隠蔽する高さ調整カバーを備えることを特徴とする。

第３発明に係るスパイラル杭と構造物の接合構造は、第１発明又は第２発明において、前記加圧部材は、弾性変形可能なバネ部を有し、前記加圧機構で前記反力板を下方へ加圧する際に、前記バネ部が弾性変形する反発力を利用して前記反力板を加圧していること、を特徴とする。

第４発明に係るスパイラル杭と構造物の接合構造は、第３発明において、前記加圧部材は、前記スパイラル杭の弱軸での曲げモーメントを相殺する方向への付勢力が強くなるよう装着されていることを特徴とする。

第５発明に係るスパイラル杭と構造物の接合構造は、第１発明ないし第４発明のいずれかの発明において、前記反力板と前記加圧部材とが一体となっていることを特徴とする。

第６発明に係るスパイラル杭と構造物の接合構造は、第１発明ないし第３発明のいずれかの発明において、前記加圧部材は、圧縮されると弾性変形して容積が小さくなる中実弾性材からなることを特徴とする。

第１発明〜第６発明によれば、前記スリット孔又はスリット溝に前記スパイラル杭の上端が挿通された状態で前記加圧機構により前記反力板が下方へ加圧されて地盤の地表面と密着しているので、反力板が地表面と確実に密着し、構造物の揺れを抑える方向への応力モーメントとなる反力を地表面から得ることができる。このため、スパイラル杭の弱軸方向への構造物の揺れやガタ付きを防いで、構造物を安定して支持することができる。その上、先行掘りで地盤を乱すことなく設置が可能なため、地表面付近の地耐力を減損することなく構造物を支持することができる。それに加え、地盤が緩く地耐力が小さい場合や、地表面が沈下した場合などでも、ナットを締めるなどして構造物の揺れを抑えるのに必要な反力が得られるまで反力板を地表面に加圧して密着させることができ、地盤の地耐力の強弱にかかわらず経時的にも構造物を安定して支持することができる。

また、第１発明〜第６発明によれば、高価なＨ形鋼などが必要ないうえ、鍔をスパイラル杭に溶接する必要がなく、製品コストを低減することができる。その上、現場での設置作業もスパイラル杭を人力でハンマー等を用いて地盤に打ち込んでナットを締めるだけであるため、養生期間が必要なく、杭を打ち込み後、直ぐにスパイラル杭と上部構造である構造物との接合作業に取り掛かれ、構造物の設置が短期間ででき、構造物の設置コストも低減することができる。

特に、第２発明によれば、接合ボルトに螺合するナットが固着され、加圧機構を覆って隠蔽する高さ調整カバーを備えるので、不陸（凹凸）のある地表面にフェンスなどの構造物を支持する場合など、複数のスパイラル杭に亘って構造物を連接して接合する場合であっても、スパイラル杭を打ち込む高さを微調整することなく高さ調整カバーで高さを調整できる。このため、打ち込んだスパイラル杭を回し戻して高さを調整し、地盤を乱して地耐力を低減するおそれがなくなり、地盤の乱れのない地耐力の高い状態の地表面に反力板を密着させて、構造物を安定して支持することができる。その上、高さ調整カバーで加圧機構を覆って見栄えを良くすることができる。

特に、第３発明によれば、前記バネ部が弾性変形する反発力を利用して前記反力板を加圧しているので、常に一定以上の支圧力で反力板を加圧することができ、地層に乱れのない圧密された地耐力が高い状態の地盤をスパイラル杭と反力板との間に挟み込んで掴んで、挟み込んで掴んだ地盤からガタ付き防止に必要な反力を得て、構造物を支持することができる。このため、さらに安定して構造物を支持することができる。

特に、第４発明によれば、前記加圧部材は、前記スパイラル杭の弱軸での曲げモーメントを相殺する方向への付勢力が強くなるよう装着されているので、さらに、スパイラル杭の弱軸方向への構造物のガタ付きを防いで、構造物を安定して支持することができる。

特に、第５発明によれば、前記反力板と前記加圧部材とが一体となっているので、さらに、部品点数を削減して製品コストを低減することができる。

特に、第６発明によれば、前記加圧部材は、圧縮されると弾性変形して容積が小さくなる中実弾性材からなるので、加圧機構による加圧力が中実弾性材により反力板へ面圧として均等に付与されるため、構造物に水平力が加わりスパイラル杭に曲げ応力が作用した場合でも、その応力が地表面付近の一部の地盤のみに偏って伝達されるおそれが少ない。このため、経時的にも反力板を地表面に密着させて、構造物を安定して支持することができる。

本発明の第１実施形態に係るスパイラル杭と構造物の接合構造を示す斜視図である。 同上のスパイラル杭と構造物の接合構造の構成を示す分解斜斜視図である。 本発明の第２実施形態に係るスパイラル杭と構造物の接合構造を示す斜視図である。 同上のスパイラル杭と構造物の接合構造の加圧部材の別例を示す斜視図である。 本発明の第３実施形態に係るスパイラル杭と構造物の接合構造を示す斜視図である。 本発明の第４実施形態に係るスパイラル杭と構造物の接合構造を示す斜視図である。 本発明に係るスパイラル杭と構造物の接合構造の上部構造の実施形態の一例を示す分解斜視図である。 同上の上部構造の実施形態の別例を示す分解斜視図である。 同上の上部構造の鞘管の実施形態の一例を示す斜視図である。 同上の鞘管の実施形態の別例を示す斜視図である。

以下、本発明の実施形態に係るスパイラル杭と構造物の接合構造について、図面を参照しながら詳細に説明する。

［第１実施形態］
先ず、図１、図２を用いて、本発明の第１実施形態に係るスパイラル杭と構造物の接合構造について説明する。図１、図２に示すように、第１実施形態に係るスパイラル杭と構造物の接合構造Ｆ１は、スパイラル杭１と、このスパイラル杭１に対して上下変位可能な反力板２と、この反力板２を下方へ加圧する締め込み管３を有した加圧機構Ｋ１など、から構成されている。また、第１実施形態に係る接合構造Ｆ１には、加圧機構Ｋ１を覆う高さ調整カバー４と、上部構造となる構造物の支柱を装着する鞘管５も備えられている。

（スパイラル杭）
本実施形態に係るスパイラル杭１は、図２等に示すように、上下に長い帯状の平鋼を長手方向である上下方向に沿った鉛直軸で捩じってスパイラル状に形成されたものであり、一般に杭径が５０ｍｍ〜１５０ｍｍｍ程度の大きさでとなっており、地盤に打ち込まれて上部に接合された構造物を支持する機能を有している。

また、図２に示すように、このスパイラル杭１の上端の中央、即ち、杭芯には、上下方向を軸方向として上方へ延伸する接合ボルト１０が突設されている。本実施形態に係る接合ボルト１０は、スパイラル杭１を構成する平鋼の厚みと同程度の直径を有する全ねじボルトからなり、後述の３つのナットを装着してもさらに調整代があるように長めのねじ代となっている。

このスパイラル杭１は、杭を構成する平鋼の水平断面と略同形のスリットが形成された打ち込み用治具を定規として人力でゴムハンマー等を用いて打撃を加えることにより、スパイラル杭１が前記治具のスリットの中で回転しながら地盤に打ち込まれて設置される。勿論、例えば、杭径が７５ｍｍ以上となる大型のスパイラル杭の場合は、パイルドライバー等の機械で回転圧入してもよい。

このように、スパイラル杭１は、回転しながら地盤に打ち込まれるため、スパイラル杭１を構成する平鋼の水平断面部分の地盤のみを周りに押し込んで下降していくため、地盤を殆ど乱すことなく設置することが可能である。このため、杭周りの地盤は、長年自然に圧密された地山状態のままであり、地耐力を低下させることがなく打ち込め、スパイラルの周りの地盤をそのまま抱え込めるため、粘土層や干潟などの地耐力の低い軟弱地盤でも構造物を支持する充分な反力を得ることができる。

なお、スパイラル杭１は、地盤中を下降するのは、平鋼の水平断面部分だけであり、極めて細く小さいため、礫層であっても大きな礫を避けながら打ち込めるため、礫層からなる地盤にも適用可能である。

（反力板）
反力板２は、円盤状の鋼製の板材（平鋼）からなり、中央にスパイラル杭１の上部を挿通する矩形のスリット孔２０が穿設されている。この反力板２は、スパイラル杭１に対して上下変位可能となっており、下面が地盤の地表面に接地、密着して、地盤から反力を得る機能を有している。

スリット孔２０は、スパイラル杭１を構成する平鋼の水平断面より少し大きな矩形状のスリット孔である。勿論、このスリット孔２０は、反力板２がスパイラル杭１に対して上下変位可能なようにスパイラル杭１を挿通できる形状であればよく、例えば、矩形の孔が長手方向に反力板２の外縁まで延びスリット溝となっていても構わない。

また、反力板２は、円盤状でなくとも、例えば、矩形状の板材であってもよい。要するに、反力板２は、スリット孔２０又はスリット溝が形成され、スパイラル杭１に対して上下変位可能となっており、下面が地表面に接地できる構成であればよい。

（加圧機構）
本実施形態に係る加圧機構Ｋ１は、主に、前述の接合ボルト１０と、この接合ボルト１０と螺合するナットＮ１と、加圧部材である締め込み管３など、から構成されており、ナットＮ１を締めることで締め込み管３を介して前述の反力板２を地盤の地表面へ加圧する機能を有している。

この締め込み管３は、図１、図２に示すように、上端が天板３０で閉塞され、下端が開放された円筒状の側壁３１を有した鋼管からなり、天板３０には、前述の接合ボルト１０を挿通するボルト孔３０ａが穿設されている。

この加圧機構Ｋ１は、図２に示すように、スパイラル杭１に反力板２のスリット孔２０が挿通されたうえ、スパイラル杭１の接合ボルト１０に締め込み管３のボルト孔３０ａが挿通され、ワッシャＷ１を介してナットＮ１で接合ボルト１０に螺合されている構成である。このため、加圧機構Ｋ１は、接合ボルト１０にナットＮ１を締め付ける支圧力により、加圧部材である締め込み管３を介して反力板２を地表面に押し付けて、地盤から前述の構造物のガタ付きを防止できる所望の反力が得られるまで加圧する機能を有している。

（高さ調整カバー）
次に、高さ調整カバー４について説明する。高さ調整カバー４は、上端が天板４０で閉塞され、下端が開放された円筒状の側壁４１を有した鋼管からなり、天板４０の中心には、前述の接合ボルト１０を挿通するボルト孔４０ａが穿設されている。また、このボルト孔４０ａの直上の天板４０の下面には、接合ボルト１０と螺合するナット４２が溶接（固着）されている。

この高さ調整カバー４は、ナット４２を回して、前述の接合ボルト１０の任意の高さに高さ調整カバー４の上端が位置するようにすることで、後述の鞘管５と協同して鞘管５に取り付ける構造物の高さを調整する機能を有している。また、前述の加圧機構Ｋ１を覆って隠蔽し、ボルトやナットが露出するのを防ぎ、見栄えを良くする機能も有している。

（鞘管）
本実施形態に係る鞘管５は、下端が底板５０で閉塞されて上端が開放された円筒状の鋼管からなり、底板５０の中心には、前述の接合ボルト１０を挿通するボルト孔５０ａが穿設されている。また、このボルト孔５０ａの直下の底板５０の下面には、接合ボルト１０と螺合するナット５１が溶接（固着）されている。

この鞘管５は、前述の高さ調整カバー４で構造物を取り付ける高さを調整した後、鞘管５ごとナット５１を回して、高さ調整カバー４の上端の高さまで、鞘管５を下降させ、ナット４２とナット５１とで高さ調整カバー４と鞘間５を挟み込み強固に固定している。即ち、鞘管５は、高さ調整カバー４と鞘管５の高さが簡単には変わらないようにする機能となっている。

但し、この鞘管５は、本来、上部構造となる構造物の支柱等を取り付けてスパイラル杭１と接合・連結するための部材であり、後述のように、スパイラル杭１と接合する構造物に応じて、形状、機能等を適宜変更するものである。

（接合構造Ｆ１の作用効果）
以上説明した第１実施形態に係るスパイラル杭と構造物の接合構造Ｆ１によれば、反力板２がスパイラル杭１に対して上下変位可能となっているため、加圧機構Ｋ１により反力板２を地表面と確実に密着させるだけでなく、構造物の揺れを抑える方向への応力モーメントとなる反力を地表面から得ることができるまで、ナットＮ１を締め込んで支圧力を与えることがきる。このため、スパイラル杭１の弱軸方向への構造物の揺れやガタ付きを防いで、構造物を安定して支持することができる。また、地盤が緩く地耐力が小さい場合や、地表面が沈下した場合などでも、ナットＮ１を締めて構造物の揺れを抑えるのに必要な反力が得られるまで反力板２を地表面に加圧して密着させることができ、地盤の地耐力の強弱にかかわらず経時的にも構造物を安定して支持することができる。

その上、接合構造Ｆ１によれば、特許文献３に記載の構造物用基礎と比べて、高価なＨ形鋼などが必要ないうえ、特許文献１のアンカーのように、鍔をスパイラル杭に溶接する必要がなく、その点でも製品コストを低減することができる。それに加え、現場での設置作業もスパイラル杭を人力でハンマー等を用いて地盤に打ち込んでナットを締めるだけであるため、養生期間が必要なく、杭を打ち込み後、直ぐに上部構造である構造物を設置するため、スパイラル杭と構造物との接合作業に取り掛かれ、構造物の設置が短期間ででき、構造物の設置コストも低減することができる。

そして、接合構造Ｆ１によれば、高さ調整カバー４を備えるので、不陸（凹凸）のある地表面にフェンスなどの構造物を支持する場合など、複数のスパイラル杭に亘って構造物を連接して接合する場合であっても、打ち込んだスパイラル杭１を回し戻して高さを調整する必要がない。このため、地盤を乱して地耐力を低減するおそれがなくなり、地盤の乱れのない地耐力の高い状態の地表面に反力板２を密着させて、構造物を安定して支持することができる。また、高さ調整カバー４で加圧機構Ｋ１を覆って見栄えを良くすることができる。

［第２実施形態］
次に、図３を用いて、本発明の第２実施形態に係るスパイラル杭と構造物の接合構造について説明する。第１実施形態に係る接合構造Ｆ１と相違する点について主に説明し、同一構成は同一符号を付し、説明を省略する。図３に示すように、第２実施形態に係るスパイラル杭と構造物の接合構造Ｆ２は、前述のスパイラル杭１と、前述の反力板２と、前述の鞘管５と略同構成の鞘管５’と、反力板２を下方へ加圧する締め込み板６を有した加圧機構Ｋ２など、から構成されている。

（加圧機構）
本実施形態に係る加圧機構Ｋ２は、主に、前述の接合ボルト１０と、この接合ボルト１０と螺合するナットＮ１と、加圧部材である締め込み板６などから構成されており、ナットＮ１を締めることで締め込み板６を介して前述の反力板２を地盤の地表面へ加圧する機能を有している。

締め込み板６は、長方形の平板から長手方向の端部付近が下方に折り曲げ加工された板材であり、天板６０と、下方に折り曲げられた左右の部分が側板６１からなる。この天板６０の中心に、接合ボルト１０を挿通するボルト孔（図示せず）が穿設されている。

この加圧機構Ｋ２は、スパイラル杭１に反力板２のスリット孔２０が挿通されたうえ、スパイラル杭１の接合ボルト１０に締め込み板６のボルト孔が挿通され、ナットＮ１で接合ボルト１０に螺合されている構成である。このため、加圧機構Ｋ２は、接合ボルト１０にナットＮ１を締め付ける支圧力により、加圧部材である締め込み板６を介して反力板２を地表面に押し付けて、地盤から前述の構造物のガタ付きを防止できる所望の反力が得られるまで加圧する機能を有している。

また、側板６１部分が、弾性変形可能な板バネとなっているため、ナットＮ１を締め込むことで支圧力に応じて板バネである側板６１が弾性変形して、その反発力が正比例的に増加する仕組みとなっている。

この締め込み板６は、スパイラル杭１の上端の平鋼の板面に側板６１が平行配置されるように取り付けられる。即ち、スパイラル杭１の弱軸での曲げモーメントを相殺する方向へ側板６１の付勢力が強くなるよう装着されている。このため、スパイラル杭１の弱軸方向への構造物のガタ付きを効果的に抑制することができる。

（鞘管）
鞘管５’は、前述の鞘管５と略同構成であり、下端が底板（図示せず）で閉塞されて上端が開放された円筒状の鋼管からなり、底板の中心には、前述の接合ボルト１０を挿通するボルト孔（図示せず）が穿設されている。

（接合構造Ｆ２の作用効果）
第２実施形態に係るスパイラル杭と構造物の接合構造Ｆ２によれば、加圧機構Ｋ２により加圧部材である締め込み板６を介して加圧しているので、常に一定以上の力で反力板を加圧することができ、地層に乱れのない圧密された地耐力が高い状態の地盤をスパイラル杭１と反力板２との間に挟み込んで掴んで、挟み込んで掴んだ地盤からガタ付き防止に必要な反力を得て、構造物を支持することができる。このため、さらに安定して構造物を支持することができる。

また、接合構造Ｆ２によれば、締め込み板６が、スパイラル杭１の上端の平鋼の板面に側板６１が平行配置されるように取り付けられるので、スパイラル杭１の弱軸方向への構造物のガタ付きを効果的に防ぐことができる。

それに加え、接合構造Ｆ２によれば、接合構造Ｆ１と比べて部品点数が少ないので、製品コストを削減することができるだけでなく、部品点数が少ないため、構造物の設置作業における作業期間、作業時間も低減することができ、構造物の設置コストも削減することができる。

（加圧部材の変形例）
次に、図４を用いて、締め込み板６の変形例である加圧部材の別実施形態に係る締め込み板７について説明する。この締め込み板７は、円盤状の平鋼の外周縁に切れ込みを複数入れ、プレス加工したものであり、円形の天板７０と、この天板７０外周縁に沿って下方へ折り曲げられた側壁部７１と、からなる。

天板７０の中心には、接合ボルト１０を挿通するボルト孔７０ａが穿設され、下方へ折り曲げられた側壁部７１が、板バネの機能を果たしている。この締め込み板７は、円形であるため、バネ弾性の異方向性はなく、スパイラル杭１の上端の平鋼の向きに関係なく装着される。

［第３実施形態］
次に、図５を用いて、本発明の第３実施形態に係るスパイラル杭と構造物の接合構造について説明する。第１実施形態に係る接合構造Ｆ１、第２実施形態に係る接合構造Ｆ２と相違する点について主に説明し、同一構成は同一符号を付し、説明を省略する。図５に示すように、第３実施形態に係るスパイラル杭と構造物の接合構造Ｆ３は、前述のスパイラル杭１と、前述の鞘管５’と、締め込み板８を有した加圧機構Ｋ３など、から構成されている。なお、前述の反力板２の機能は、締め込み板８で兼用されている。

（加圧機構）
本実施形態に係る加圧機構Ｋ３は、主に、前述の接合ボルト１０と、この接合ボルト１０と螺合するナットＮ１と、加圧部材兼は反力板である締め込み板８などから構成されており、ナットＮ１を締めることにより、締め込み板８で地盤の地表面へ加圧する機能を有している。

締め込み板８は、略矩形の平鋼からなる上板８０と、略矩形の平鋼からなる下板８１とからなり、上板８０の長手方向両端に設けられた２つの係止爪８０ａが形成され、この上板８０の中心に、接合ボルト１０を挿通するボルト孔（図示せず）が穿設されている。

この下板８１の長手方向両端付近には、上板８０の係止爪８０ａを係止する矩形スリット状の２つの係止孔８１ａが形成されており、下板８１の中央には、前述のスリット孔２０と同形のスリット孔８１ｂが穿設されている。

この締め込み板８は、下板８１の係止孔８１ａに、上板８０の係止爪８０ａが掛け止められ、全体として、図５に示すように軸方向を水平にした円管を上下に押し潰したような略楕円管状の管材となっている。つまり、締め込み板８は、全体が弾性変形可能なバネ材となっている。

この加圧機構Ｋ３は、スパイラル杭１に締め込み板８のスリット孔８１ｂが挿通されたうえ、スパイラル杭１の接合ボルト１０に締め込み板８のボルト孔が挿通され、ナットＮ１で接合ボルト１０に螺合されている構成である。このため、加圧機構Ｋ３は、接合ボルト１０にナットＮ１を締め付ける支圧力により、加圧部材を兼ねた反力板である締め込み板８により下板８１を地表面に押し付けて、地盤から前述の構造物のガタ付きを防止できる所望の反力が得られるまで加圧する機能を有している。

また、締め込み板８全体が、弾性変形可能な板バネとなっているため、ナットＮ１を締め込むことで支圧力に応じて締め込み板８が弾性変形して、その反発力が正比例的に増加する仕組みとなっている。

この締め込み板８は、スパイラル杭１の上端の平鋼の板面に締め込み板８の長手方向の縁が直交配置されるように取り付けられる。即ち、スパイラル杭１の弱軸での曲げモーメントを相殺する方向へ締め込み板８の付勢力が強くなるよう装着されている。このため、スパイラル杭１の弱軸方向への構造物のガタ付きを効果的に抑制することができる。

（接合構造Ｆ３の作用効果）
第３実施形態に係るスパイラル杭と構造物の接合構造Ｆ３によれば、加圧機構Ｋ３により加圧部材を兼ねた反力板である締め込み板８により地盤の地表面を加圧しているので、常に一定以上力で地表面を加圧することができ、地層に乱れのない圧密された地耐力が高い状態の地盤をスパイラル杭１と締め込み板８との間に挟み込んで掴んで、挟み込んで掴んだ地盤からガタ付き防止に必要な反力を得て、構造物を支持することができる。このため、さらに安定して構造物を支持することができる。

また、接合構造Ｆ３によれば、締め込み板８が、スパイラル杭１の上端の平鋼の板面に締め込み板８の長手方向の縁が直交配置されるように取り付けられるので、スパイラル杭１の弱軸方向への構造物のガタ付きを効果的に防ぐことができる。

それに加え、接合構造Ｆ３によれば、接合構造Ｆ２と比べても部品点数が少ないので、製品コストをさらに削減することができるだけでなく、部品点数が少ないため、構造物の設置作業における作業期間、作業時間も低減することができ、構造物の設置コストも削減することができる。

［第４実施形態］
次に、図６を用いて、本発明の第４実施形態に係るスパイラル杭と構造物の接合構造について説明する。第１実施形態に係る接合構造Ｆ１と相違する点は、主に加圧部材だけであるためその点を中心に説明し、同一構成は同一符号を付し、説明を省略する。図６に示すように、第４実施形態に係るスパイラル杭と構造物の接合構造Ｆ４は、前述のスパイラル杭１と、前述の反力板２と、この反力板２を下方へ加圧する加圧部材であるゴム弾性体９を有した加圧機構Ｋ４など、から構成されている。また、第１実施形態に係る接合構造Ｆ１と同様に、接合構造Ｆ４には、加圧機構Ｋ４を覆う高さ調整カバー４と、前述の鞘管５も備えられている。

（加圧機構）
本実施形態に係る加圧機構Ｋ４は、主に、前述の接合ボルト１０と、前述のナットＮ１と、加圧部材であるゴム弾性体９など、から構成されており、ナットＮ１を締めることでゴム弾性体９を介して前述の反力板２を地盤の地表面へ加圧する機能を有している。

ゴム弾性体９は、圧縮されると弾性変形して容積が小さくなる中実弾性材からなる概形が円柱状のゴム弾性体であり、接合ボルト１０を挿通するボルト孔（図示せず）が設けられるとともに、スパイラル杭１の上端を受け入れる凹部（図示せず）が形成されている。

この加圧機構Ｋ４は、スパイラル杭１に反力板２のスリット孔２０が挿通されたうえ、スパイラル杭１の接合ボルト１０にゴム弾性体９のボルト孔が挿通され、ワッシャＷ１を介してナットＮ１で接合ボルト１０に螺合されている構成である。このため、加圧機構Ｋ４は、接合ボルト１０にナットＮ１を締め付ける支圧力により、加圧部材であるゴム弾性体９を介して反力板２を地表面に押し付けて、地盤から前述の構造物のガタ付きを防止できる所望の反力が得られるまで加圧する機能を有している。

また、ゴム弾性体９は、全体が、弾性変形可能なゴム弾性体となっているため、ナットＮ１を締め込むことで支圧力に応じてゴム弾性体９が弾性変形して、その反発力が正比例的に増加する仕組みとなっている。このとき、ゴム弾性体９は、中実材であるため、その反発力が反力板２に面圧として均等に伝達される。勿論、このゴム弾性体９は、円柱状であるため、バネ弾性の異方向性はなく、スパイラル杭１の上端の平鋼の向きに関係なく装着される。

（接合構造Ｆ４の作用効果）
第４実施形態に係るスパイラル杭と構造物の接合構造Ｆ４によれば、前述の接合構造Ｆ１の作用効果に加え、加圧機構Ｋ４による加圧力がゴム弾性体９により反力板２へ面圧として均等に付与されるため、構造物に水平力が加わりスパイラル杭１に曲げ応力が作用した場合でも、その応力が地表面付近の一部の地盤のみに偏って伝達されるおそれが少ない。このため、経時的にも反力板２を地表面に密着させて、構造物を安定して支持することができる。

［構造物と鞘管との接合構造］
次に、図７〜図１０を用いて鞘管の変形例（別実施形態）を挙げつつスパイラル杭と構造物の接合構造の上部構造となる構造物と鞘管との接合構造について説明する。取り付ける構造物としてフェンスを例示し、主に、各種フェンス支柱を接合するのに好適な鞘管について説明する。

（第１変形例）
図７には、ネットフェンスの支柱として一般的な、いわゆるハット型支柱ＨＰをスパイラル杭１に接合するのに適した第１変形例に係る鞘管１１を例示している。第１変形例に係る鞘管１１は、平鋼から切断、曲げ、プレス加工等により成形された鋼材であり、平面視で台形状の底板１１０と、その底板１１０の前面側に立ち上がる略矩形状の前側板１１１と、底板１１０の背面側から立ち上がる略矩形状の後側板１１２と、を備えている。

この底板１１０の中央には、前述の接合ボルト１０を挿通するボルト孔１１３が穿設され、接合ボルト１０にナットでボルト止めされることで鞘管１１がスパイラル杭１と接合される。

前側板１１１には、上部の側端にハット型支柱ＨＰのフランジ部分ＨＰ１を掛け止める掛止爪１１４が形成されており、この掛止爪１１４にハット型支柱ＨＰのフランジ部分ＨＰ１が上からスライド挿入されることで鞘管１１にハット型支柱ＨＰが掛け止められて装着される。

また、前側板１１１及び後側板１１２には、ボルト挿通孔１１５，１１６がそれぞれ穿設されており、ハット型支柱ＨＰに穿設されたボルト挿通孔ＨＰ２を利用して、こられのボルト挿通孔１１５，１１６でハット型支柱ＨＰが鞘管１１にボルト止めされ、強固に固定される。

（第２変形例）
図８には、メッシュフェンスの支柱として一般的な円形鋼管からなるいわゆる丸型支柱ＭＰをスパイラル杭１に接合するのに適した第２変形例に係る鞘管１２を例示している。第２変形例に係る鞘管１２は、前述の鞘管５，５’と略同形の丸型支柱ＭＰより一回り径の大きな円形鋼管からなる鞘管であり、下端が底板１２０で閉塞されて上端が開放されている。

また、底板１２０の中心には、前述の接合ボルト１０を挿通するボルト孔１２３が穿設されている。

そして、鞘管１２の側壁１２１には、ボルト挿通孔１２５，１２６がそれぞれ穿設されており、丸型支柱ＭＰに穿設されたボルト挿通孔ＭＰ１を利用して、こられのボルト挿通孔１２５，１２６で丸型支柱ＭＰが鞘管１２にボルト止めされ、固定される。

（第３変形例）
図９には、防獣柵などメッシュフェンスの金網部分が地表面近傍まで必要なフェンスの支柱をスパイラル杭１に接合するのに適した第３変形例に係る鞘管１３を例示している。第３変形例に係る鞘管１３は、前述の鞘管１２にフェンスの金網部分を挿通するスリット１３０が形成されているものであり、鞘管１２と同様に、ボルト挿通孔１３１が穿設されており、こられのボルト挿通孔１３１でフェンス支柱が鞘管１３にボルト止めされ、固定される。

（第４変形例）
図１０には、防獣柵で支柱の中心間に金網が装着されるのではなく、支柱の一側面に沿って装着されるタイプのフェンスの支柱をスパイラル杭１に接合するのに適した第４変形例に係る鞘管１４を例示している。第４変形例に係る鞘管１４は、前述の鞘管１２に欠き込み１４０が形成されているものであり、鞘管１２と同様に、ボルト挿通孔１４１が穿設されており、こられのボルト挿通孔１４１でフェンス支柱が鞘管１４にボルト止めされ、固定される。

以上、本発明の実施形態に係るスパイラル杭と構造物の接合構造について詳細に説明したが、前述した又は図示した実施形態は、いずれも本発明を実施するにあたって具体化した一実施形態を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。

特に、第２実施形態に係る接合構造Ｆ２、第３実施形態に係る接合構造Ｆ３では、高さ調整カバーのないものを例示したが、接合構造Ｆ２，Ｆ３にそれぞれの加圧機構をカバーできる大きな高さ調整カバーを備えることも可能である。

Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４ ：接合構造（スパイラル杭と構造物の接合構造）
１ ：スパイラル杭
１０ ：接合ボルト
Ｎ１ ：ナット
２ ：反力板
２０ ：スリット孔
Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３，Ｋ４ ：加圧機構
３ ：締め込み管（加圧部材）
４ ：高さ調整カバー
４２ ：ナット
５，５’，１１，１２，１３，１４ ：鞘管
６，７ ：締め込み板（加圧部材）
８ ：締め込み板（加圧部材、反力板）
９ ：ゴム弾性体（中実弾性材、加圧部材）

Claims (6)

1. 平鋼からスパイラル状に捩じられて地盤に打ち込まれたスパイラル杭と、このスパイラル杭で支持される構造物と、を接合するスパイラル杭と構造物の接合構造であって、
   前記スパイラル杭に対して上下変位可能な反力板と、この反力板を下方へ加圧する加圧機構と、を備え、
   前記スパイラル杭の上端には、上方へ延伸する接合ボルトが突設され、
   前記反力板には、前記スパイラル杭を構成する平鋼及び前記接合ボルトを挿通可能なスリット孔又はスリット溝が形成され、
   前記加圧機構は、前記接合ボルトを挿通可能な加圧部材を有し、前記接合ボルトと螺合するナットを締めることで前記加圧部材を介して前記反力板を下方へ変位させて地盤の地表面へ前記反力板を密着させる機構であること
   を特徴とするスパイラル杭と構造物の接合構造。
2. 前記接合ボルトに螺合するナットが固着され、前記加圧機構を覆って隠蔽する高さ調整カバーを備えること
   を特徴とする請求項１に記載のスパイラル杭と構造物の接合構造。
3. 前記加圧部材は、弾性変形可能なバネ部を有し、前記加圧機構で前記反力板を下方へ加圧する際に、前記バネ部が弾性変形する反発力を利用して前記反力板を加圧していること、
   を特徴とする請求項１又は２に記載のスパイラル杭と構造物の接合構造。
4. 前記加圧部材は、前記スパイラル杭の弱軸での曲げモーメントを相殺する方向への付勢力が強くなるよう装着されていること
   を特徴とする請求項３に記載のスパイラル杭と構造物の接合構造。
5. 前記反力板と前記加圧部材とが一体となっていること
   を特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のスパイラル杭と構造物の接合構造。
6. 前記加圧部材は、圧縮されると弾性変形して容積が小さくなる中実弾性材からなること
   を特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のスパイラル杭と構造物の接合構造。

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