JPH09125405A - 傾斜塔脚深礎基礎 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 地中に主脚材１を直接傾斜埋設して定着した
基礎体３と、地表部２９で基礎体間を繋ぐ梁７とを連結
したラーメン構造の基礎体３を地盤不攪乱工法により構
築して、基礎体周辺地盤の支持力の向上と、掘削工事量
の大幅な削減による基礎工事の簡素化および省力化によ
る合理化を図る。 【解決手段】 ボーリングによる各脚毎の地質調査結果
を基に、オーガー３４により主柱材２と同傾斜方向の地
盤を鑿掘した斜孔内に、拡底板１５、フランジ８、支圧
板９等が取付いた主脚材１を挿入し、据付け調整後、モ
ルタル１７を充填して地盤に定着させた塔脚基礎体３と
地表部２９に構築された各基礎体３間を繋ぐ梁７とを連
結することにより支持地盤の中に立脚した４本の塔脚基
礎体３と地表部２９に設置した４本の繋ぎ梁７とを連関
させた四面ラーメン構造の傾斜塔脚型の深礎基礎。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、送電線の鉄塔やマイ
クロウエーブ塔など高支持物の脚材を地中に直接、傾斜
埋設設置する基礎体の構造に係わるものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、公知技術として普通土砂（岩盤を
除く）に適用されている深礎基礎（拡底を含む）の主要
構成は、第６図、（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）の如く地中
に垂直に構築されたコンクリート・ピア（外径φ２．５
ｍ以上、深さ躯体径の２倍以上の柱体）の中に錨材、床
板、支圧板等を持った脚材を埋込んだ躯体部と、地表部
の柱体部からなる基礎体が代表的な形状で、（Ａ）
（Ｂ）は礎底土壌が不崩壊性地盤の場合の支持力（引揚
耐力）向上のため礎底を拡大した拡底型、（Ｃ）（Ｄ）
は崩壊性地盤の場合の基礎体で、いずれも礎底部は深い
支持層上にある。これらの基礎の内、近年、最も使用さ
れているものは（Ｄ）型である。いずれの基礎の掘削方
法も、孔壁土の崩落防止用土止め支保工にライナー・プ
レート（円形）を使用した人力と機械力による直掘工法
である。この工法の長所は、支持地盤に至るまでの地質
が直視できるため、地中の障害物の除去が可能なことや
大きな地耐力を必要とする大型基礎体の構築が可能なこ
となどであるが、反面、錨材を抱持する逆Ｔ字型の脚材
を地表下３〜４ｍのところの傾斜した柱体部と鉛直の躯
体部とが『く』の字形に屈折した状態で接合した箇所に
おいて定着させているため、基礎体の圧縮耐力は問題な
いが、引揚力が働いた場合に不足する引揚耐力と水平耐
力を確保するため、躯体部の重量と周面摩擦力を増やす
（直径を大きくとり、深くする）必要があった。また、
湧水層、崩壊層での掘削作業、深い躯体部の掘削作業あ
るいは掘削残土の処理などに手間がかかるといった問題
があった。一方、本発明と類似の基礎体構造として公開
（平成６年１０月２８日、公開広報）されている案件と
して、岩盤地帯における鉄塔基礎工事の簡素化と省力化
を図るために考案された『岩盤定着型タコ足アンカー基
礎』があるが、この基礎体は、岩盤層に適用するもので
あり、引揚げ力を補強するために群ロック・アンカーを
併設するなど、本発明とその使用目的と構成内容を異に
するもである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前述の後半で述べたよ
うに、従来の深礎基礎の掘削工法においては、湧水や、
水量の多い地層における排水処理、崩壊性地層における
土留支保工（ライナー・プレート）の設置と裏込め、あ
るいは深穴内の酸欠防止のための換気装置の設置など坑
内作業現場での作業者に対する環境保全対策の実施が必
要であった。

【０００４】また、掘削深度の深い鉛直の躯体部を構築
するための坑内作業においては、開口部での段堀施工の
ほか、昇降装置、墜落、飛来落下防止装置等、坑内作業
者に対する施工面での安全装備の設置が必要であった。

【０００５】また、脚材定着部より下部の基礎体の過大
化（躯体径あるいは深度増）にともなう打設コンクリー
ト量および取扱い土量の増加と相まって、掘削土の一部
柱体部周辺の埋戻し、転圧および残土処理（排土搬出）
などに多くの時間と労力を費やすため、基礎工事費が高
騰するといった問題があった。

【０００６】この発明は、以上のような問題を解決する
ためになされたもので、その目的とするところは、人が
深穴内に入抗して基礎構築作業をする事なく、機械によ
って斜孔鑿掘し、斜孔内に直接脚材を建込み設置するこ
とによる掘削および残土量の大幅な削減と、不攪乱地盤
掘削法による基礎体周辺地盤の引揚耐力の向上ならびに
地表部にて４脚相互を連結する繋ぎ梁を設置することに
より鉄塔基礎全体の支持力（圧縮酎力）の向上を図るも
ので、工事量の削減による省力化とともに作業の能率の
向上と安全性を確保するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、本
発明による基礎体の構成ならびに構築に当たっては、建
設工事と同時期にボーリング・マシンを脚材据付箇所毎
に設置し、基礎体の構築に先立って各脚毎の地質調査を
行い、脚材を支持する地盤（最深支持層）までの土質状
況を再確認したうえで、以後の鑿掘作業を実施する。

【０００８】掘削機による斜孔掘進を直線的に行うた
め、オーガー・ヘッドは土質に適応したビッドやスクリ
ューを使用するとともに、その回転シャフトの中に留置
したボーリング・ロッドを挿通し、これを掘進ガイドと
したオーガー機構により支持層までの地盤をオール・ケ
ーシング工法により鑿掘する。

【０００９】脚材を吊下げて斜設ケーシング内に挿入
し、脚材の据付調整を行った後、ケーシングとの空隙に
モルタルを充填するとともにケーシングを順次、引抜き
撤去してモルタルを土壌に密着させ、地中に脚材が傾斜
埋設した基礎体を構築する。

【００１０】地表部において各基礎体上部をＩ鋼で繋
ぎ、これに補強用鉄筋を繞設し、コンクリートを囲繞打
設した繋ぎ梁を口形状に構築する。

【００１１】基礎体と繋ぎ梁構築のために掘削した土砂
を基礎の安定土被り（載荷土量）として利用するため、
各基礎体および繋ぎ梁の周辺に盛土して十分搗固める。
これにより排土搬出は無くなり、残土は全て鉄塔敷地内
において処置される。

【００１２】

【作用】上記のように構成されてなる傾斜塔脚深礎基礎
の採用によれば、人による坑内作業が無くなり、地上で
の基礎土木作業も大半が機械化され、機械工具類も簡素
化されるため作業能率の向上とともに作業者の身の安全
が確保される。

【００１３】従来の深礎基礎に比べて基礎体（躯体部）
の掘削土量が少なく（約１３％）、繋ぎ梁設置を含めた
全体の取扱い土量も少なく、残土も少なくなることによ
り敷地内での残土処理が可能となる。

【００１４】最も支持力（地耐力）の期待できる原地盤
を攪乱（掘削）しない不攪乱施工法により地盤を鑿掘
し、その中に基礎体を傾斜設置し、モルタルによって地
盤と定着させるため、従来の深礎基礎に比べて基礎体外
側地盤の引揚げ耐力（転倒モーメントに対する基礎体側
面抵抗）効果が期待できる。

【００１５】支持層の中に脚材を設置した基礎体相互を
地表にて繋ぎ梁により連結した四面ラーメン構造体の構
築により、鉄塔基礎全体の支持力が向上し安定する。

【００１６】

【実施例】実施例について図面を参照して説明する。図
１において、脚材据付箇所（ｂ脚）の穿孔地点（４４）
より塔心（３９）に向かって対角線（４１）上の地山を
切取った施工基面（Ｆ・Ｌ）を脚材（１）の転び角
（δ）と同じ傾斜面とした作業場を造成してボーリング
・マシン（３３）を設置する。脚材（１）の転び角の方
向とボーリングの掘進方向を確認（同一）後、チューブ
貫入掘進法により斜孔ボーリングとサンプリングを行
い、最深支持層（２５）下２ｍに至るまでの地質状態を
把握する。ボーリング・マシン（３３）による試掘完了
後、支持層（２５）まで挿通したボーリング・ロッド
（４６）を留置し、ボーリング・マシン（３３）は撤去
する。

【００１７】図２において、留置したボーリング・ロッ
ド（４６）をオーガー・ヘッド（３５ａ）の回転シャフ
ト（４７）の中に通して掘進ガイドとし、オール・ケー
シング工法により支持層（２５）下２ｍまでの斜孔を鑿
掘し、穿孔終了後、ボーリング・ロッド（４６）を撤去
する。なお、斜孔（ケーシング）の内径は脚材（１）の
外径プラス４０ｃｍ（左右の空隙２０ｃｍを見込む）
で、最大径はφ１ｍとする。

【００１８】図３において、（Ａ）のようにオーガー
（３４）またはクローラー・クレーンにより拡底板（１
５）、支圧板（９）、フランジ（８）、ガイド・ローラ
ー（４０）等の取付いた脚材（１）を吊り下げ、斜孔内
への挿入建込みを行う。次に、（Ｂ）のように、地上に
設置した鉄柱やぐら（５４）と支持棒（５１）によって
脚材（１）頂部の据付調整を行った後、脚材（１）上部
を固定する。次に、（Ｃ）のように、斜孔ケーシング
（１６）と脚材（１）の空隙（Ｇ）にモルタル（１７）
を充填するとともにケーシング（１６）を順次、抜き取
る。モルタル（１７）充填後、脚材（１）が鋼管の場
合、中詰めコンクリート（２０）を充填して（Ｄ）のよ
うに、地中に傾斜埋設設置された塔脚基礎体（３）を構
築する。

【００１９】図４のように、地中に傾斜設置された基礎
体（３）と、地表部（２９）に各基礎体を結ぶ線上に溝
渠を口形状に掘削後、各脚材（１）上部をＩ鋼（５）に
よって連結し、鉄筋（１９）を繞設後、コンクリート
（１８）を囲繞打設した繋ぎ梁（７）とを連結すること
により図５のように，地中の支持地盤に立脚した塔脚基
礎体（３）と地表部で基礎体上部を繋ぐ梁（７）とが連
関した四面ラーメン構造の鉄塔基礎を構成する。

【００２０】

【発明の効果】本発明は、上述のように構成されるの
で、次のような効果を奏する。

【００２１】人による坑内作業が無いので、孔壁土砂の
崩壊、転落、飛来落下や酸欠等による人身災害事故の発
生がなくなる。

【００２２】掘削土量と打設コンクリート量が減少し、
排土も基礎周辺の土被りとして利用し、敷地内にて処置
をするため、工事量の大幅な削減と省力化により基礎工
事費が節減される。

【００２３】さらに、原地盤を損なわない不攪乱施工法
により基礎体を構築するため、基礎体周辺地盤の支持力
（引揚耐力）が向上する。

【００２４】また、支持地盤上に立脚した４本の基礎体
と繋ぎ梁とを地表部にて連結して四面のラーメン構造と
することにより鉄塔基礎全体の支持力が向上し、安定す
る。以上、鉄塔建設工事の内、最も手間と時間と経費の
かかる基礎工事が、脚材を直接傾斜埋設する本深礎基礎
体の採用によって大幅に簡素化されるため、作業者の安
全確保のほか、機械工具の軽量化、工期の短縮、省力化
等による工事費の大幅な節減とともに現場作業能率の一
層の向上が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】地質調査のため、穿孔地点付近の地山を切取っ
た傾斜面の作業場に設置したボーリング・マシンによる
支持層までの試掘状況を示す要部断面図と平面図。

【図２】穿孔地点に設置したオーガーによる最も深い支
持層までの斜孔鑿掘状況を示す要部断面図とオーガー・
ヘッドの断面図。

【図３】斜孔（斜設ケーシング）内に脚材を挿入して建
込み（傾斜埋設）後、モルタルを充填して地中に定着さ
せる塔脚基礎体を構築する作業工程を示す概念図。

【図４】地中に傾斜埋設設置された塔脚基礎体と地表部
に構築された基礎体間を連結する繋ぎ梁の主要断面図と
梁の断面図で、（Ａ）は脚材に鋼管を、（Ｂ）はアング
ルを使用した場合を示す。

【図５】鉄塔の主柱材と同じ傾斜の脚材を地中に埋設し
て構築した塔脚基礎体と地表部に構築した繋ぎ梁とを連
関してなる傾斜塔脚深礎基礎の分解要部斜視図。

【図６】従来の代表的な深礎基礎体の構造を示す断面
図。

【符号の説明】

１ 主脚材または脚材（鋼管、アングル）、１ａ錨
材、１ｂ床板 ２ 主柱材 ３ 基礎体（塔脚部） ４ 継手材 ５ Ｉ鋼 ６ 鉄塔の塔体 ７ 繋ぎ梁 ８ フランジ ９ 支圧板 １０ 拡底板 １１ リブ １２ ガセット・プート １３ 躯体部 １４ 柱体部 １５ 拡底部 １６ ケーシング １７ モルタル充填 １８ コンクリート １９ 鉄筋 ２０ 中詰めコンクリート ２１ スタンド・パイプ ２２ 栗石 ２３ 不攪乱地盤 ２４ 岩盤 ２５ 支持層 ２７ 盛土（掘削残土） ２９ 地表部 ３０ 掘削機 ３１ ビッド（オーガー） ３３ ボーリング・マシン ３４ オーガー・（アース・オーガー） ３５ スクリュー（オーガー）、３５ａオーガー・ヘ
ッド、 ３７ リーダー ３８ マスト ３９ 塔心 ４０ ガイド・ローラー ４１ 対角線 ４３ ａ脚、ｂ脚、ｃ脚 ４４ 穿孔地点 ４５ 斜孔中心線（斜孔芯） ４６ ボーリング・ロッド ４７ 回転シャフト ４８ 拡開刃 ４９ 先掘刃 ５０ 螺旋翼片 ５１ 支持棒 ５４ 鉄柱やぐら（３脚） ５５ ガイド・ロッド θ 摩擦角（土壌） δ 転び角（主柱材、主脚材） Ｆ・Ｌ 施工基準面 Ｇ・Ｌ 在来地表面 Ｇ 空隙 Ｈ 深さ（高さ） ｈ 〃 Ｄ 幅（直径） ｄ 〃

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地中に鉄塔（６）の主柱材（２）の転び
   と同じ傾斜角方向に鑿掘した斜孔（深さ１０ｍ以上）内
   に鋼管またはアングルの主脚材（１）〔以下、脚材とい
   う〕を建込み、据付け調整後、モルタルを孔内に充填
   し、傾斜した脚材（１）を地中に定着させてなる柱状
   （外径φ０．６〜１．０ｍ）の塔脚部基礎体（３）〔以
   下、基礎体という〕であって、 （ａ） 脚材据付箇所毎にボーリング・マシン（３３）
   を設置し、脚材（１）の転びと同傾斜方向に最も深い支
   持層（２５）（Ｎ値３０以上）下約２ｍ地点まで試掘
   し、地表より最終支持層（２５）までの土質の種類、性
   質および地盤強度等について地質調査を行うとともに挿
   通したボーリング・ロッド（４６）を留置する。 （ｂ） 脚材据付箇所毎にオーガー（３４）を設置し、
   留置されたボーリング・ロッド（４６）をガイド・ロッ
   ド（５５）としたオーガー・スクリュー（３５）により
   脚材建込用の斜孔を鑿掘すると同時に孔壁崩壊防止用ケ
   ーシング（１６）を連続挿入打設する。 （ｃ） 支持層（２５）が不崩壊性地盤の場合は、引揚
   げ支持力を確保するために孔底部を地山に掘込んで拡径
   する。（崩壊性地盤の場合は行わない） （ｄ） 鑿掘完了後、ボーリング・ロッド（４６）を撤
   去し、拡底板（１５）、支圧板（９）フランジ（８）等
   が取付いた脚材（１）を斜設ケーシング（１６）内に挿
   入して建込み、地上に設置した鉄柱やぐら（５４）と支
   持棒（５１）により脚材頂部を据付け固定する。 （ｅ） 斜設ケーシング（１６）と脚材（１）間にモル
   タル（１７）を充填すると同時にケーシング（１６）を
   順次、引抜き撤去してモルタル（１７）を孔壁土に密着
   させて斜孔内の脚材（１）を定着後、鋼管内に中詰めコ
   ンクリート（２０）を充填してなる基礎体。 （ｆ） 基礎体（３）構築のため掘削した土砂は、全て
   基礎の安定土被りとして利用するため、敷外搬出せず、
   基礎体周辺の地表部（２９）に盛土し、十分搗き固め
   る。以上、（ａ）〜（ｆ）の工程により構成される塔脚
   部が傾斜した深礎型の基礎体。
2. 【請求項２】 基礎体（３）間を地表部（２９）で連結
   した補強用繋ぎ梁（７）で、 （ａ） 地表部（２９）において地山掘削により各基礎
   体（３）間を結ぶ線上に溝渠を口形状（地形によりＸ
   形）に配設し、溝の底盤を搗き固め、栗石（２２）を敷
   設する。 （ｂ） 各脚材（１）上部をＩ鋼（５）〔幅、２００〜
   ３００ｍｍ、高さ、４００〜５００ｍｍ〕にて連結し、
   補強用鉄筋（１９）を組立て繞設後、コンクリート（１
   ８）を囲繞打設する。 （ｃ） 繋ぎ梁（７）を構築するために掘削した土砂
   は、全て基礎の安定土被りとして利用するため、敷外搬
   出せず、繋ぎ梁（７）周辺の地表部（２９）に盛土し、
   十分搗き固める。 以上、請求項１〜２記載の事項を特徴とする省力型の傾
   斜塔脚深礎基礎。