WO2006030894A1 - 鉄塔の基礎構造 - Google Patents

Abstract

　【課題】基礎の構造規模の縮小化及び施工の簡略化を可能とすることにより、労働負荷の低減を図るとともに、工費削減、工程の短縮化等を図り得る鉄塔の基礎構造を提供する。 　【解決手段】鉄塔の各主脚柱４を支持するための基礎構造であって、前記基礎構造は、前記主脚柱４の方向とほぼ一致する方向に沿って地盤中に設けられた主杭１と、平面視で基礎と鉄塔中心とを結ぶ面方向に沿って地盤中に設けられた副杭２と、前記主杭１と副杭２とを結合するとともに、前記主脚柱４の基部が定着された結合構造体３とからなる。前記結合構造体３は、例えば鋼管６内にコンクリート７を打設することによって造成された構造体とし、前記結合構造体３の下面側に前記主杭１の頂部を接合し、側面に前記副杭２の頂部を接合する。

Description

明 細 書

鉄塔の基礎構造

技術分野

[0001] 本発明は、鉄塔の主脚柱を支持するための鉄塔の基礎構造に関する。

背景技術

[0002] 特に山岳地帯における送電用鉄塔の基礎構造としては、支持層が比較的浅い場 合には図 24に示される逆 T字型基礎 50が採用され、支持層が深い場合などや引抜 き耐カが大きな場合などには図 25に示される深礎基礎 51が主に採用されて！/、る。 一方で、前記送電用鉄塔の基礎においては、鉄塔の自重、電線の自重の影響より も、電線の延線張力や、台風や季節風などによる風荷重の影響を強く受けることにな る。その結果、転倒モーメントが他の要因による全圧縮荷重に比べて大きくなるため 、風下側の鉄塔脚部には圧縮荷重が作用する一方で、風上側の鉄塔脚部には圧縮 荷重 (押込み力）の約 7割に及ぶ引揚荷重（引抜き力）が作用する。また、前記押込 み力と引抜き力による偶力によって曲げモーメントが作用するとともに、水平力が作 用すること〖こなる。

[0003] 従って、鉄塔脚部を支持する基礎では、前記逆 T字型基礎 50を採用する場合でも 、引抜き力や水平力に抵抗するために、所要の土被り厚を必要とし、直径 4〜5m、 深さ 5〜： LOm程度の掘削を行い、その床付面を施工基面として基礎の築造を行って いた (下記特許文献 1等参照)。

[0004] 一方、深礎基礎 51の場合は、一般的に直径 2. 5〜3m、深さ 6〜20m程度の規模 とされるが、山岳地帯では地形条件力 大型重機の搬入が困難であることが多ぐ掘 削は専ら人力掘削により行われている。この人力掘削は、狭隘な空間内に作業員が 入り、縦穴の壁面に土留めのためにライナープレートを順次配設しながら、逆巻きに よって地中深く地盤を掘削して 、た (下記特許文献 2等参照)。

特許文献 1：特開昭 53 - 111606号公報

特許文献 2：特開平 7— 23511号公報

発明の開示 発明が解決しょうとする課題

[0005] 前述したように、鉄塔基礎の場合は、風荷重の影響により、大きな引抜き力と共に、 水平力が作用することになるため、基礎形状が比較的大きくなり、基礎構築のための 掘削量、土留め支保ェ、基礎本体のコンクリート量が増大する傾向にある。

また、岩盤が地表面近くであり、掘削重機による掘削が難しい場合は、発破を併用 しなければならな力つたり、土留め支保ェの組立ては人力を主体として行う必要があ るため、労働負荷が大きいとともに、工程が長期化するなどの問題があった。

[0006] 一方、鉄塔脚部を支持する基礎 (フーチング)では、図 26に示されるように、主脚柱 52とフーチング 53の定着部において、フーチングが浅くなり過ぎると、主脚柱 52の 基部を中心としたコーン状の剪断ひび割れ 54が発生し定着部破壊を引き起こすこと がある。また、図 27に示されるように、杭体 55がフーチング 53の外縁に近すぎる場 合には定着部から外側に割裂ひび割れ状の剪断ひび割れ 56, 56· ··が発生し、定 着部破壊が起こることがある。さらに、フーチングが薄くなり過ぎると、同図に示される ように、杭体 55を中心としてコーン状の剪断ひび割れ 54が発生することがあるなどの 問題があった。

[0007] 従って、これらの押込み力、引抜き力、曲げモーメント、水平力に対して十分な耐カ を有し、ひび割れを起こさないようにフーチング 53を設計すると、フーチング規模が 大型化してしまうとともに、フーチングが大規模となった分、掘削量が多くなるとともに 、コンクリート打設量が多くなるなどの問題も発生し、施工に多くの時間と手間が掛か つていた。

そこで本発明の主たる課題は、基礎の構造規模の縮小化及び施工の簡略ィ匕を可 能とすることにより、労働負荷の低減を図るとともに、工費削減、工程の短縮化等を図 り得る鉄塔の基礎構造を提供することになる。

課題を解決するための手段

[0008] 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、鉄塔の各主脚柱を支持 するための基礎構造であって、前記基礎構造は、前記主脚柱の方向とほぼ一致する 方向に沿って地盤中に設けられた 1又は複数の主杭と、平面視で基礎と鉄塔中心と を結ぶ面方向に沿って地盤中に設けられた 1又は複数の副杭と、前記主杭と副杭と を結合するとともに、前記主脚柱の基部が定着された結合構造体とからなることを特 徴とする鉄塔の基礎構造が提供される。

[0009] 上記請求項 1記載の本発明においては、主脚柱の方向とほぼ一致する方向に沿つ て地盤中に設けられた 1又は複数の主杭と、平面視で基礎と鉄塔中心とを結ぶ面方 向に沿って地盤中に設けられた 1又は複数の副杭と、前記主杭と副杭とを結合すると ともに、前記主脚柱の基部が定着された結合構造体との 3要素カゝらなる基礎構造と するものである。

[0010] 送電用鉄塔のようなトラス鉄塔は、基礎部に作用する荷重には一定の指向性がある ことが既往の文献 (1)本郷,田邊,松尾、 "平野部大型送電用鉄塔基礎の許容変位量 の見直し"，送電線建設資料，社団法人送電線建設技術研究会， 2000年 11月，第 47 集 pl lト 128、（2)本郷,田邊,松尾、〃山岳地における送電用鉄塔の基礎の変位を考 慮した合理的な設計法"，電力土木，社団法人電力土木技術協会， 1999年 11月， No .284 p95-99等や、計測及び解析等力も判明している。この結果によれば、基礎に作 用する荷重は風荷重がどのような方向から作用しても、平面的に基礎中心と鉄塔中 心を結ぶ線上に作用する。これは、送電用鉄塔の主脚柱の方向はすべて鉄塔の中 心に向いていること、最下節部骨組は斜めの腹材によって緩やかに拘束され、ラーメ ン構造のような骨組みではないため、主脚柱軸力に起因する水平力が支配的である こと、規模の大きな鉄塔ほど腹材が長いため、基礎の多少の変形では腹材のひずみ 力 S小さぐ応力が極端に変化しない傾向にあることなどの理由によると考えられる。

[0011] 従って、前記主杭及び副杭を、基礎中心と鉄塔中心を結ぶ方向に沿って配向する ことにより、基礎に作用する大きな押込み力と引抜き力とに効果的に抵抗することが 可能となる。

[0012] 前記主杭は、その方向を主脚柱の方向と略一致させる方向に沿って設けることによ り、主脚柱から作用する軸力の水平分力による水平荷重が無くなり、主杭に加わる曲 げモーメントとせん断力とを低減することが可能となる。なお、前記主杭は、 1本以上 配置することとし、その配置は鉄塔の中心軸に対して結果的に対象配置となる。

[0013] 前記副杭は、平面視で基礎と鉄塔中心とを結ぶ面方向に沿って設けられることによ つて、基礎に発生する曲げやせん断力の一部を受け持ち、主杭に発生する曲げ'せ ん断カを低減するものである。

[0014] 詳細には後述の実施例で述べるが、前記主杭と副杭とを組合せた組杭構造とする ことにより、特に単杭に比べて、変位を抑制することができる、変位方向を制御可能 である、引抜き耐カを大幅に向上できる、荷重方向が変化しても支持耐力の変化が 少ないなど、種々の効果が得られることになる。

[0015] 以上より、主杭と副杭とを組合せた組杭構造とすることにより、コンパクトでも十分な 耐カを備えた基礎構造とでき、基礎の構造規模の縮小化及び施工の簡略ィ匕を可能 とすること〖こより、労働負荷の低減が図れるようになるとともに、工費削減、工程の短 縮ィ匕等が図れるようになる。

[0016] 請求項 2に係る本発明として、前記主杭と副杭との成す角度が 30度以上 90度以下 である請求項 1記載の鉄塔の基礎構造が提供される。

[0017] 上記請求項 2記載の本発明にお 、ては、前記主杭と副杭との成す角度 Θ力 ¾0度 以上 90度以下、好ましくは 40度以上 60度以下とするものである。主杭と副杭との成 す角度 Θが 30度未満である場合は、組杭としての所望の効果を得ることができない 。また、主杭と副杭との成す角度 Θが 90度を超えると、コンクリート打設等の施工が 困難になるとともに、実際の地盤では交角 Θを 90° 以上とする必要性もない。

[0018] 請求項 3に係る本発明として、前記主杭は、鉄筋コンクリート造であり、かつ口径が 2 50〜600mmの杭体である請求項 1、 2いずれかに記載の鉄塔の基礎構造が提供さ れる。

[0019] 上記請求項 3記載の本発明においては、前記主杭として、鉄筋コンクリート造でか つ口径が 250〜600mmの杭体とするものである。主杭としては、圧縮耐カ及び引抜 き耐力が大きいとともに、施工や搬入が簡易で済む、場所打ちの鉄筋コンクリート杭 とするのが望ましい。杭の口径が 600mm以下である場合には、地盤が岩層であって も、回転衝撃式のダウンザホールノ、ンマー〔商標名〕の使用が可能であり、岩の掘削 であっても、高速に施工が可能である。なお、使用するコンクリートとしては、現場練り の高流動コンクリートを用いるのが望まし 、。

[0020] 請求項 4に係る本発明として、前記副杭は、アンカー杭又は鉄筋コンクリート造であ る請求項 1〜3いずれかに記載の鉄塔の基礎構造が提供される。 [0021] 上記請求項 4記載の発明にお 、ては、前記副杭として、アンカー杭又は鉄筋コンク リート造の杭体とするものである。副杭は主杭を補強する二次的杭であり、 杭種については特に限定はないが、圧縮耐力が主杭のみで十分である場合は、施 ェが簡易で済むアンカー杭とすることでもよいし、所要の圧縮耐カ及び引抜き耐カ が要求される設計条件の場合は、圧縮耐カ及び引抜き耐力が大きい鉄筋コンクリー ト造の杭体とするのが望ましい。なお、前記アンカー杭は引抜き力に対して機能し、 押込み力には機能しない構造である。前記鉄筋コンクリート造の場合も、使用するコ ンクリートとしては、隅々までコンクリートが回り、防食性が期待でき、耐久性が向上す るように、現場練りの高流動コンクリートを用いるのが望ま 、。

[0022] 請求項 5に係る本発明として、前記副杭は、主杭の引抜き耐力の少なくとも 20%以 上の引抜き耐カを有する請求項 1〜4いずれかに記載の鉄塔の基礎構造が提供さ れる。

[0023] 上記請求項 5記載の発明においては、副杭は、主杭の引抜き耐力の少なくとも 20 %以上の弓 I抜き耐カを有する杭体とするものである。副杭が主杭の 20%以上の弓 I抜 き耐カを備えることにより、主杭の引抜き抵抗力が最大値を超えた後も、副杭が主杭 の耐カ低下分を分担することにより、基礎は急激に引き抜かれることはなぐ靱性の 高 、破壊形態をとることが可能となる。

[0024] 請求項 6に係る本発明として、前記結合構造体は、鋼管内にコンクリートを打設する ことによって造成された構造体とし、該結合構造体の下面側に前記主杭の頂部が接 合され、側面に前記副杭の頂部が接合されている請求項 1〜5いずれかに記載の鉄 塔の基礎構造が提供される。

[0025] 上記請求項 6記載の発明においては、前記結合構造体として、鋼管内にコンクリー トを打設することによって造成された構造体 (以下、コンクリート構造体ともいう。）とす るものである。

[0026] 従来は、鉄塔主脚柱の定着部の設計は、コンクリートの許容引張応力度や許容剪 断応力度に基づいた定着耐カにより補強が成されていたが、安全性の検知力 十分 でないと予測される場合があり、一層の定着耐カ向上のために、経験則に基づく補 強が成されていたため、過剰補強が成されることがあった。本出願人はこのような状 況に鑑み、効率的な基礎の設計及び補強について鋭意検討を行った結果、特開 20 00-345571号公報において開示するように、主脚柱に継続的な応力が作用すると、コ ンクリートに水平のひび割れや垂直のひび割れ (割裂ひび割れ)が発生する。そして 、支圧定着方式の場合には、前記割裂ひび割れの発生による影響を大きく受け、こ の割裂ひび割れが発生した時は、その内の一つでも基礎表面にまで至ると破壊が生 じるとの知見を得るに至った。なお、本願発明者等は、割裂ひび割れに直交する方 向、すなわち主脚柱の周方向を鋼管により補強し、コンクリートの拘束を向上させて 割裂破壊を抑制することにより、定着耐カを飛躍的に向上できることを十数体の模型 実験や数値解析から得て!ヽる。

[0027] 従って、割裂ひび割れをできる限り抑制することができれば、定着耐力が向上し、 接合部 (基礎部分)が縮小化できるとの考えの下、上記構造のコンクリート構造体とし 、その下部側に、前記地盤中に打設された複数本の杭体の頂部が接合され、かつ前 記鉄塔主脚柱の下部に定着部材が設けられ、前記定着部材が設けられた主脚柱部 分が前記コンクリート構造体に埋設されている基礎構造とした。

[0028] その結果、前記鋼管が打設されたコンクリートを外部 (周囲)から拘束することにより 割裂ひび割れが防止され、コンクリート構造体の定着耐カを大幅に向上できるように なるとともに、杭体は鋼管内の内壁面近傍に近接して配置することができるようになる ため、コンクリート構造体の規模を大幅に縮小化できるようになる。また、コンクリート 構造体の規模を縮小化できることにより、施工時間の短縮、掘削量の低減、コンクリ 一ト打設量の縮小などが図れるようになる。さらに、前記鋼管とコンクリートとからなる 結合構造体とすることにより、 1本以外に複数本の杭を設置することが可能であるとと もに、主杭や副杭の施工誤差を容易に吸収することが可能になる。

[0029] 請求項 7に係る本発明として、前記鋼管は、内壁面に、周方向に沿って固設された ズレ止め用リブを上下方向に複数段に亘つて有する請求項 6記載の鉄塔の基礎構 造が提供される。

上記請求項 7記載の発明においては、前記鋼管として、内壁面に、周方向に沿つ て固設されたズレ止め用リブを上下方向に複数段に亘つて有する構造とするもので ある。前記ブレ止め用リブを鋼管の内壁に設けることにより、打設されるコンクリートと の間に、耐カ上十分な付着力が確保されるようになる。

発明の効果

[0030] 以上詳説のとおり本発明によれば、主杭と副杭とを組合せた組杭構造とすることに より、コンパクトでも十分な耐カを備えた基礎構造とでき、基礎の構造規模の縮小化 、施工の簡略ィ匕が可能となり、労働負荷の低減が図れるようになるとともに、工費削 減、工程の短縮ィ匕等が図れるようになる。

発明を実施するための最良の形態

[0031] 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。

〔第 1形態例〕

図 1及び図 2に示されるように、本発明に係る鉄塔基礎構造は、主脚柱 4の方向 Sと ほぼ一致する方向に沿って地盤中に設けられた 1又は複数の主杭 1と、平面視で基 礎と鉄塔中心 Pとを結ぶ面方向に沿って地盤中に設けられた 1又は複数の副杭 2と、 前記主杭 1と副杭 2とを結合するとともに、前記主脚柱 4の基部が定着された結合構 造体 3と力 なるものである。

[0032] 以下、より具体的に詳述すると、

前記結合構造体 3としては、例えば径が 1000〜5000mm程度、厚みは約 20〜30 mm程度の厚肉鋼管 6と、鋼管 6の内部に打設されたコンクリート 7からなる構造体が 好適に使用される。

前記鋼管 6の内壁面には、周方向に沿って固設されたズレ止め用リブ 5, 5…が上 下方向に複数段に亘つて設けられている。前記ズレ止め用リブ 5, 5…としては、打設 されるコンクリート 7との間で確実に滑りを防止し得る突起形状であれば如何なる断面 形状のものであってもよい。例えば、図 6(A)に示されるように、鉄筋 Z鋼棒 5aを鋼管 6の内壁面に沿って溶接によって固設してもよいし、図 6(B)に示されるように、角鋼材 5bを用いても良 、し、図 6(C)に示されるようにフラットバー 5cなどを用いてもょ 、。

[0033] なお、図示の例では前記鋼管 6として、鋼製の円形管としたが、角管や多角形管な どの鋼製管を用いることもできる。また、前記結合構造体 3は、地上に載置するような 形態で築造することもできるが、土圧抵抗による変位量の低減を図るため、大部分が 地盤に埋設されて!、る状態で築造するのが望ま 、。 [0034] 前記主脚柱 4は、その下部外面に複数段に亘り、図示例では 5段に亘り支圧板 8, 8…が設けられ、この支圧板配設部位 Kが前記結合構造体 3のほぼ中央に位置する ように、結合構造体 3に埋設されている。前記主脚柱 4の断面寸法は特に限定はない 力 概ね 300〜3000mm程度とされる。前記支圧板 8としては、リング板を前記主脚 柱 4の周囲に溶接等によって固設した構造としたが、支圧板 8の平面形状は多角形 状等であってもよい。また、本形態例では、前記主脚柱 4の定着方式として支圧板方 式を採用したが、図 24の逆 T字型基礎 50で採用されている、いかり材定着方式を採 用することもできるし、図 7に示されるボルト定着方式を採用してもよい。

[0035] さらに、図示例では鉄塔の主脚柱 4として、鋼管柱の例を示した力 主脚柱 4として は例えば山形鋼や、複数の主材をジグザグ状に配置したラチスバー (腹材)で連結し た組立柱などを対象とすることもできる。

[0036] 前記主脚柱 4には、前述したように、風荷重等の方向によって、押込み力又は引抜 き力の双方が作用することになるため、押込み力と引抜き力との両者に対応可能とす るため、前記ズレ止め用リブ 5は、前記鉄塔主脚柱 4の支圧板配設部位 Kを境に、そ の上部側及び下部側のそれぞれに配設するのが望ましい。実際には、図示のように 、前記鋼管 6の上下方向にほぼ均等の間隔で配置するのが望ましい。

[0037] 前記主杭 1としては、杭種は問わず、鋼管杭、場所打ち杭、或いは既製杭などのい ずれ力とすることができるが、圧縮耐カ及び引抜き耐力が大きいとともに、施工ゃ搬 入が簡易で済む、場所打ちによる鉄筋コンクリート造とし、かつ口径が 250〜600mm の杭体とするのが望ましい。この杭体の施工は、例えば削孔により地盤中に穿孔を行 つたならば、この穿孔内に組立筋を挿入し、高流動性コンクリートを充填することによ り造成することができる。前記地盤の穿孔は、地盤が弱い場合にはロータリー式など を採用し、岩盤か途中に岩盤層が介在するような地盤の場合には回転打撃式のダウ ンザホールハンマー（商標名）などを好適に採用することができる。

[0038] 前記主杭 1は、図示例では主脚柱 4の軸線 Sに対して、斜面の山側では鉄塔中心 側にずれた位置とし、斜面の谷側では鉄塔の外側にずれた位置に配置して ヽるが、 図 3に示されるように、主脚柱 4の軸線 Sの延長線上に設けるようにしてもよい。また、 主杭 1を複数設けるようにしてもよい。例えば、図 4に示されるように、平面的に軸線 S を跨いで両側に 1づっ設けるようにしてもよい。複数設ける場合は、杭群の中心軸が 前記主脚柱 4の軸線 Sの方向となるように配置する。

[0039] 前記主杭 1と結合構造体 3との接合は、図 2の例では両者間に跨る定着鉄筋 9, 9 …を配設する鉄筋定着方式を採用しているが、鋼管杭の場合には結合構造体 3内 に挿入した杭頭部の外面に、外方に突出するように設けたリング状等の支圧板によ つて定着を図る支圧板接合方式を採用してもよい。さらに、図 8に示されるように、鋼 管 6の下部側に横架した梁材 12に対して、杭体 1から延出する鋼棒をボルト固定す ることにより結合したり、場合によっては溶接によって結合してもよい。

[0040] 前記副杭 2は、平面視で基礎と鉄塔中心 Pとを結ぶ面方向に沿って地盤中に設け られた杭体である。杭種には特に限定が無い。例えば、鋼管杭、場所打ち杭、或い は既製杭などの他、引抜き力にのみ抵抗するアンカー杭とすることも可能である。こ の副杭 2についても、場所打ちによる鉄筋コンクリート造とするのが望ましぐ必要に 応じて、前記鋼管 6との接合部付近を鋼管で被覆した合成構造とすることができる。

[0041] 前記鋼管 6との接合方式は、図 2に示されるように、鋼管 6に対して予め挿入口 6aを 形成しておき、前記挿入口 6aから副杭 2に跨る定着筋 10、 10…を配設することによ り、一体ィ匕を図るようにしてもよいし、鋼管杭の場合は、図 7に示されるように、副杭 2 の頭部を鋼管 6の外面に対して溶接等によって接合してもよいし、さら〖こ図 8〖こ示され るように、鋼管 6の外面にボルト 14, 14によって接合してもよい。

[0042] 前記副杭 2は、平面視で基礎と鉄塔中心 Pとを結ぶ面方向に沿って配置されてい ればよい。例えば、図 1および図 5に示されるように、傾斜地盤の場合は、各基礎の 副杭 2、 2…を斜面の山側では鉄塔の外側方向に向けて配置してもよいし、斜面の谷 側の基礎については、鉄塔の内側に向けて配置するようにしてもよい。また、副杭 2 についても複数設けるようにしてもよい。例えば、図 4に示されるように、基礎と鉄塔中 心 Pとを結ぶ面を跨いで両側に 1づっ設けるようにしてもよい。複数設ける場合は、杭 群の中心軸が基礎と鉄塔中心 Pとを結ぶ面に一致するように配置する。

[0043] 前記主杭 1と副杭 2との成す角度 Θは、引抜き力と水平力とにバランス良く抵抗させ るためには、 30度以上 90度以下、好ましくは 40度以上 60度以下とするのが望まし い。また、前記副杭 2は、主杭 1の引抜き耐力の少なくとも 20%以上の引抜き耐カを 有することが望ましい。副杭 2が主杭 1の 20%以上の引抜き耐カを備えることにより、 主杭 1の引抜き抵抗力が最大値を超えた後も、副杭 2が主杭 1の耐カ低下分を分担 することにより、基礎は急激に引き抜かれることはなぐ靱性の高い破壊形態をとるこ とが可能となる。

[0044] 施工は、先ず最初に、結合構造体 3の施工部を地盤掘削したならば、掘削部の壁 面より穿孔を行い、杭体 1と定着筋 9、および副杭 2を打設した後、鋼管 6を設置する 。なお、鋼管 6の壁面には、予め前記副杭 2との一体ィ匕を図るために定着筋 10の挿 入口 6aが形成されている。

[0045] 次いで、鋼管 6内に所定の鉄筋を配筋し、かつ鋼管 6の挿入口 6aから定着筋 10を 挿入する。その後、主脚柱 4の基部を鋼管 6内の所定の位置に位置決めし、仮固定 部材（図示せず）によって固定したならば、コンクリートを打設する。

また、前記鋼管 6の挿入口 6aの外側部分にも、コンクリートを打設し、副杭 2の頭部 を固定し、結合構造体 3との一体化を図るようにする。

実施例

[0046] 以下、本発明による組杭の効果および荷重作用時の杭の挙動等を検証するために 各種の実験を行った。

(1)組杭の変位特性

実際の現場において、図 9に示されるように、梁 20を反力杭 21, 21で固定し、主杭 1及び副杭 2からなる基礎をジャッキ 22より引抜き、 X—Y方向の変位量を調べた。そ の結果、図 10に示されるように、鉛直方向に変位しながらも、副杭 2のほぼ直交方向 に変位することが判明した。

(2)変位量

同様の現場試験において、図 11に示されるように、載荷方向の変位を横軸に取り、 単杭と組杭との各ケースについて変位量を比較した。その結果、同一載荷荷重では 組杭の方がかなり変位が抑制できることが判明している。また、単杭の場合は、載荷 荷重 6000kNで勾配が小さくなり最大耐カを迎えていることが判る力 組杭の場合は 載荷荷重 7000kNでも勾配が直線状態にあり、まだ弾性に近い状態にあり、最大耐 力も格段に向上していることが判る。 (3)ピーク後の変位挙動

図 12に示されるように、試験体の上層地盤を除去し、杭の定着長を短くした状態で 載荷試験を行い、ピーク後の変位挙動を調べた。その結果、図 13に示されるように、 最大荷重付近以降は、副杭 2が主杭 1の支持力の低下を補うため、荷重の減少が急 激ではなぐ靭性の高い構造となっていることが判る。同図から、ピーク後の副杭 2の 荷重分担率はほぼ 20%前後であり、副杭 2は、主杭 1の引抜き耐力の少なくとも 20 %以上の引抜き耐カを有するようにすればよいことが判る。

[0047] (4)組杭の荷重方向変化に対する安定性分析

載荷荷重の方向は、主杭 1の方向には完全には一致しないため、荷重方向が若干 変化した場合の安定性について、図 14に示される FEM解析モデルにより解析を行 つた。解析ケースは図 15に示されるように、単杭及び組杭のそれぞれ Mのケースに おいて、主杭 1の方向（0° 方向）と、これに対して ± 12° の 3ケースとした。

その結果、 0° 方向の引抜き載荷のケースを示した図 16より、組杭の場合は変位を 大幅に抑制し得ることが判明した。特に、谷側一 12° 方向の引抜き載荷のケースを 示した図 17の場合には、変位量の差は力なり顕著となった。

また、最大荷重時の水平変位と鉛直変位とを比較した図 18から、組杭の場合は載 荷方向が変化しても、変位は量及び方向が一定の範囲で安定しているのに対して、 単杭の場合には、載荷方向によって変位方向と量とが大きくばらつ 、て 、ることが判 る。さらに、最大荷重時の水平荷重と鉛直荷重とを比較した図 19から、組杭の場合 には載荷方向が変化しても安定した耐カを維持することが可能であるが、単杭の場 合は載荷方向（谷側- 12° のケース）によっては、支持力が大きく低下することがある ことが判明した。

[0048] (5)全体モデル解析による基礎部の変形及び断面力の比較

図 20に示されるように、鉄塔全体をフレームでモデル化（図 20は 2次元モデルであ るが実際は 3次元モデル)するとともに、基礎が本発明に係る組杭基礎のケースと、 単杭基礎のケースとについて、解析を行った。なお、主杭及び副杭には、図 21に示 されるように、杭軸方向及び杭軸直交方向にそれぞれパネを考慮した。その解析結 果、図 22および図 23に示す。 [0049] 図 22は、各基礎の水平変位を示したものである。単杭のケースは、全般に水平変 位が大きぐ特に圧縮力が作用する C脚では組杭に比べて力なり変位が大きくなつて いる。これに比べて、組杭の場合には、各基礎共に変位が抑制されていることが判る

[0050] 図 23は、主杭に生じる断面力（せん断力、曲げモーメント）を単杭と組杭の各ケース で比較したものである。同図から組杭とすることにより、主杭の断面力を大幅に低減 できることが半 Uる。

図面の簡単な説明

[0051] [図 1]鉄塔基礎の平面構造を示す図である。

[図 2]鉄塔の基礎構造を示す、（A)は縦断面図、（B)は横断面図である。

[図 3]基礎構造の変形例 (その 1)を示す縦断面図である。

[図 4]基礎構造の変形例 (その 2)を示す横断面図である。

[図 5]基礎構造の変形例 (その 3)を示す縦断面図である。

[図 6](A)〜(C)はズレ止め用リブ 5の変形例を示す図である。

[図 7]基礎構造の変形例 (その 4)を示す縦断面図である。

[図 8]基礎構造の変形例 (その 5)を示す縦断面図である。

[図 9]現場実験の試験体 (その 1)を示す正面図である。

[図 10]水平変位-鉛直変位図である。

[図 11]載荷方向変位 載荷荷重図である。

[図 12]現場実験の試験体 (その 2)を示す正面図である。

[図 13]結合部位の変位-作用荷重図である。

[図 14]FEM解析モデル図である。

[図 15]荷重の載荷方向ケースを示す図である。

[図 16]0° 方向の引抜き載荷ケースの変位一荷重図である。

[図 17]谷側- 12° 方向の引抜き載荷ケースの変位―荷重図である。

[図 18]FEM解析における最大荷重時の水平変位-鉛直変位図である。

[図 19]FEM解析における最大荷重時の水平荷重-鉛直荷重図である。

[図 20]フレーム解析のモデル図である。 [図 21]杭に対するパネ設定図である。

[図 22]各基礎の水平変位図である。

[図 23]主杭に生じる断面力（せん断力、曲げモーメント）図である。

[図 24]従来の逆 T字型基礎の縦断面図である。

[図 25]従来の深礎基礎の縦断面図である。

[図 26]フーチングの破壊形態 (その 1)を示す図である。

[図 27]フーチングの破壊形態 (その 2)を示す図である。

符号の説明

1···主杭、 2···副杭、 3…結合構造体、 4…主脚柱、 5'5a〜5c…ズレ止め用リブ、 6 …鋼管、 7···コンクリート、 8…支圧板、 9· 10···定着筋

Claims

請求の範囲

[1] 鉄塔の各主脚柱を支持するための基礎構造であって、前記基礎構造は、前記主脚 柱の方向とほぼ一致する方向に沿って地盤中に設けられた 1又は複数の主杭と、平 面視で基礎と鉄塔中心とを結ぶ面方向に沿って地盤中に設けられた 1又は複数の 副杭と、前記主杭と副杭とを結合するとともに、前記主脚柱の基部が定着された結合 構造体とからなることを特徴とする鉄塔の基礎構造。

[2] 前記主杭と副杭との成す角度が 30度以上 90度以下である請求項 1記載の鉄塔の 基礎構造。

[3] 前記主杭は、鉄筋コンクリート造であり、かつ口径が 250〜600mmの杭体である請 求項 1、 2いずれかに記載の鉄塔の基礎構造。

[4] 前記副杭は、アンカー杭又は鉄筋コンクリート造である請求項 1〜3いずれかに記 載の鉄塔の基礎構造。

[5] 前記副杭は、主杭の引抜き耐力の少なくとも 20%以上の引抜き耐カを有する請求 項 1〜4 、ずれかに記載の鉄塔の基礎構造。

[6] 前記結合構造体は、鋼管内にコンクリートを打設することによって造成された構造 体とし、該結合構造体の下面側に前記主杭の頂部が接合され、側面に前記副杭の 頂部が接合されて ヽる請求項 1〜5 ヽずれかに記載の鉄塔の基礎構造。

[7] 前記鋼管は、内壁面に、周方向に沿って固設されたズレ止め用リブを上下方向に 複数段に亘つて有する請求項 6記載の鉄塔の基礎構造。