JP2013159945A - 上部構造物と杭との接続構造 - Google Patents

Abstract

【課題】杭と上部構造物との接続作業が容易で、施工時間の短縮等を図ることが可能な、接続構造を提供することを目的とする。
【解決手段】鋼管杭２０の円筒状の杭頭２４内にその周方向に移動可能に取り付けられた杭頭金具３０と、杭頭金具にその直径方向に沿って形成された調整用長穴３１にその長さ方向に移動可能に取り付けられた接続軸４０と、接続軸４０が貫通する調整用ルーズ穴５１を有し、上部構造物と鋼管杭との間に配置され、上部構造物と鋼管杭とを接続するための中間金具５０と、を備え、杭頭金具を杭頭内で移動調整して固定し、接続軸を調整用長穴内で移動調整し、中間金具を杭頭に載せ、調整用ルーズ穴を貫通した接続軸の部分に固定部材６０を取り付けて鋼管杭に中間金具を接続する。
【選択図】図１

Description

本発明は上部構造物とそれを支持する杭との接続構造に関する。

太陽光発電システムに使用される太陽電池モジュール又は太陽電池アレイを敷設する場合、例えば所要箇所に予めコンクリートを打設してコンクリート土台を構築し、このコンクリート土台に太陽電池モジュール又は太陽電池アレイ用架台（上部構造物）の脚部を固定する接続構造が一般的に採用されている。

これにより、太陽電池モジュール又は太陽電池アレイ用架台に作用する風圧（風荷重）によって架台（太陽電池モジュール又は太陽電池アレイ）が地面から浮き上がるのを防止し、また太陽電池モジュール又は太陽電池アレイの自重により架台の脚部が地中に沈下するのを防止している。

上記接続構造では、敷地の所要箇所にコンクリートを打設する基礎工事と、打設したコンクリートの土台に架台（上部構造物）の脚部を固定する工事とが必要で、施工時間かかかり、施工コストが高くなる。

この解決策の一つとして、例えば、杭を地中に打ち込み、杭の上端部に架台（上部構造物）の脚部下端を接続する、接続構造が提案されている（特許文献１参照）。

特開平５−３３３５号公報

上述した杭を使用する接続構造では、コンクリートを打設しなくても済むことから施工時間を短縮し、施工コストを安く抑えることが可能ではあるが、杭を打ち込む際、例えば地中に僅かな障害物があっても、所定の場所からずれた位置に杭が埋設されて、杭の軸心と架台脚部の軸心とがずれてしまうことがある。

このような芯ずれ（施工誤差）に対処するために上述した接続構造では、杭の上端部と架台（上部構造物）の脚部下端とをそれらの外径より大きな内径を有するコンクリート製ブロックからなる筒状の支持部を介して接続するようにしている。

しかしながら、芯ずれの度合により内径の異なる複数の支持部を予め準備する必要がある。また、杭や脚部と支持部との間に生じた隙間にコンクリートを充填し、養生する必要があることから、手間がかかる。

特に、太陽電池モジュールを複数並列に接続した太陽電池アレイ用架台の場合にあっては、風圧等に耐えられるように打ち込む杭の本数が多く、杭と架台（上部構造物）の脚部との接続作業量は膨大で、接続作業の簡素化が要望されている。

本発明は上部構造物と杭との接続作業が容易で、施工時間の短縮及び施工コストの低廉化を図ることが可能な、上部構造物と杭との接続構造を提供することを目的とする。

本発明の請求項１に記載の接続構造は、上部構造物とそれを支持する杭との接続構造であって、前記杭の円筒状の杭頭内にその周方向に移動可能に取り付けられた杭頭金具と、前記杭頭金具にその直径方向に沿って形成された調整用長穴にその長さ方向に移動可能に取り付けられた接続軸と、前記接続軸が貫通する調整用ルーズ穴を有し、前記上部構造物と前記杭との間に配置され、前記上部構造物と前記杭と接続するための中間金具と、を備え、前記杭頭金具を前記杭頭内で移動調整して前記杭頭に固定し、前記接続軸を前記調整用長穴内で移動調整し、前記中間金具を前記杭頭に載せ、前記調整用ルーズ穴を貫通した前記接続軸の部分に固定部材を取り付けて前記杭に前記中間金具を接続することを特徴とする。

本発明の接続構造によれば、上部構造物の軸芯（脚柱の軸芯）と杭の軸芯との間に芯ずれが存在していても何ら支障なく杭の杭頭と脚柱の下端とを接続することができる上に、上部構造物と杭との接続作業が容易で、施工時間の短縮及び施工コストの低廉化を図ることが可能である。

本発明の接続構造の一実施例を示し、図１（ａ）は要部の縦断面図、図１（ｂ）は一部省略した平面図である。 図１の接続構造における杭頭金具及びこの杭頭金具の裏面に取り付けられるボルト回転止め金具を示す図で、図２（ａ）は杭頭金具の平面図、図２（ｂ）は杭頭金具の側面図、図２（ｃ）はボルト回転止め金具の平面図、図２（ｄ）はボルト回転止め金具の正面図である。 図１の接続構造における中間金具及び中間金具に取り付けられる偏心座金を示す図で、図３（ａ）は中間金具の平面図、図３（ｂ）は中間金具の側面図、図３（ｃ）は偏心座金の平面図、図３（ｄ）は偏心座金の側面図である。 図３の中間金具上に取り付けられる、上部構造物の脚柱下端に設けられた固定金具を示し、図４（ａ）は脚柱部分を切断して示す固定金具の平面図、図４（ｂ）は固定金具の一部省略した側面図である。 図１の接続構造を示す一部省略した斜視図である。 図１の接続構造の施工手順を説明する図で、図６（ａ）は埋設予定位置（上部構造物の脚柱の軸芯位置）から芯ずれを起こして埋設された鋼管杭を示す平面図、図６（ｂ）は鋼管杭の杭頭空間内にセットされた杭頭金具を芯ずれにあわせて回動調整した状態を示す平面図である。 図６に示す施工手順の後に引き続き行われる施工手順を説明する図で、図７（ａ）は図６（ｂ）に示す杭頭金具の調整用長穴に取り付けた接続軸を埋設予定位置（上部構造物の脚柱の軸芯位置）に向けて移動調整した状態を示す平面図、図７（ｂ）は向きを調整する前の中間金具と接続軸との位置関係を示す平面図である。 図７に示す施工手順の後に引き続き行われる施工手順を説明する図で、図８（ａ）は向きを調整した後の中間金具と接続軸との位置関係を示す平面図、図８（ｂ）は図６（ａ）から図８（ａ）に至るまでの施工手順を示す平面図である。 図８に示す施工手順の後に引き続き行われる施工手順を説明する図で、図８（ａ）、（ｂ）に示す、中間金具上に偏心座金を取り付けた状態を示す平面図である。 図１に示す本発明の接続構造の実施例で使用する鋼管杭の一例を示す一部省略した側面図である。 本発明の接続構造を使用して上部構造物としての太陽電池モジュール又は太陽電池アレイ用架台を鋼管杭で支持した状態の説明側面図である。 図１１に示す上部構造物としての太陽電池モジュール又は太陽電池アレイ用架台と同架台の接続構造の一部である杭の埋設箇所を示す平面図である。

本発明の接続構造の実施例（図１（ａ）、（ｂ）等参照）では、上部構造物としての太陽電池モジュール又太陽電池アレイＳを支持する架台１０（図１１参照）が設置される敷地の所要箇所（例えば図１２に符号Ｃで示す架台１０の脚柱１１が設置される箇所）にそれぞれ埋設される杭として、例えば、図１０に示す翼付き鋼管杭２０が使用される。この翼付き鋼管杭２０は、鋼管製の杭本体２１の下端側外周面にほぼ一巻きの螺旋翼２２が設けられ、また杭本体２１の下端底部に先端掘削刃２３が設けられる。なお、杭としては、図１０に示す翼付き鋼管杭２０に限定されるものではない。

翼付き鋼管杭（以下鋼管杭と記す）２０は、杭本体２１の上端部に接続した回転押し込み装置（オーガー 図示せず）により、杭本体２１を地面に起立させた状態で回転させ、螺旋翼２２を地盤中に食い込ませることにより、螺旋翼２２の回転推進で杭本体２１が地中に押し込まれる。地中に埋設された鋼管杭２０は、荷重や引き抜き力が作用しても螺旋翼２２などによって地中に沈下し、地中から引き抜かれることはない。しかし、地中に埋設する過程で地盤などの影響によって杭本体２１が螺旋翼２２の傾斜方向に回転移動して水平方向に変位すること（芯ずれを起こすこと）がある。すなわち、本来の埋設予定地点から水平方向に変位して埋設されることがある（施工誤差が生じることがある）。

本発明者等は約３，５００本の鋼管杭２０を軟弱地盤に埋設した過去の実績について、そのデータを詳細に解析したところ、１０mm以内の芯ずれが約３０％、１０mm超え２０mm以内の芯ずれが約４０％、２０mm超え３０mm以内の芯ずれが約３０％あることが判明した。地盤が硬い場合は芯ずれ量はさらに大きくなり、最大１００mm程度ずれることがある。

芯ずれを起こす方向は一定せず様々であり、芯ずれ量も様々であり、このため鋼管杭２０に架台１０（図１１参照）の脚柱１１を直接接続することが困難である。

本発明の接続構造は、多様な芯ずれが存在していても何ら支障なく杭頭に架台１０（上部構造物）の脚柱１１を接続するものであって、従来技術のようにコンクリート製ブロックからなる筒状の支持部を介して接続しなくても済むようにしたものである。

以下、本発明の接続構造の実施例について詳述する。

図１（ａ）、（ｂ）乃至図５は本発明の接続構造の一実施例を示す。

本実施例の接続構造Ｍは、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、鋼管杭２０（杭本体２１）上端部にある円筒状の杭頭２４内に、その周方向に水平状態で移動（回動）可能に配置された杭頭金具３０と、杭頭金具３０にその直径方向に沿って形成された調整用長穴３１にその長さ方向に移動調整可能に取り付けられた接続軸４０と、接続軸４０が貫通する調整用ルーズ穴５１を有し、上部構造物としての架台１０の脚柱１１と鋼管杭２０との間に配置される中間金具５０と、調整用長穴３１と調整用ルーズ穴５１を貫通した接続軸４０に取り付けて鋼管杭２０の杭頭２４上に中間金具５０を固定する固定部材６０とを備えて構成される。

鋼管杭２０の杭頭に固定された中間金具５０に、架台１０の脚柱１１の下端に設けられた接続用端板１２がボルト１３、座金１４及びナット１５で固定される。本実施例の接続構造Ｍによって鋼管杭２０の杭頭２４に架台１０の脚柱１１が、鋼管杭２０の軸芯と脚柱１１の軸芯との間の芯ずれにかかわらず何ら支障なく接続される。

前記杭頭金具３０は、図２（ａ）、（ｂ）に示すように円板状で、その直径は杭頭２４の内径よりも若干小さく設定され、杭頭２４内で周方向への移動が円滑に行えるようにしてある。また、前記杭頭金具３０は、その軸線方向の寸法である肉厚が強度上必要とされる厚さよりも厚く設定される。埋設後の鋼管杭２０の杭頭の高さ（地面から露出する高さ）が予め設定していた寸法よりも低いとき、前記杭頭金具３０を杭頭内２４から若干露出させて高さの微調整が出来るようにするためである。なお、杭頭の高さが予め設定していた高さよりも高いときは、鋼管杭２０を切断することがある。ちなみに、コンクリート杭の場合、このような切断で杭頭の高さ調整をすることは出来ず、鋼管杭２０を使用するメリットはここにもある。

前記調整用長穴３１は、その長さ方向の寸法が、鋼管杭２０の埋設時に予測される水平方向の変位によって生じる施工誤差（鋼管杭２０の軸芯と脚柱１１の軸芯との間の芯ずれ）に対応可能な長さに設定されている。実際の施工誤差が前記調整用長穴３１の長さ方向の寸法を超える場合、すなわち前記調整用長穴３１で対応しきれなかった場合、対応しきれなかった部分（前記調整用長穴３１を超える施工誤差範囲）については、同部分に対応可能な寸法に設定された、前記調整用ルーズ穴５１で対応するので、何ら支障はない。

前記杭頭金具３０の裏面には、前記調整用長穴３１を覆うようにして断面略Ｕ字状のボルト回転止め３２（図１（ａ）、図２（ｃ）、（ｄ）参照）が設けられる。このボルト回転止め３２は、前記調整用長穴３１に沿って延びており、前記調整用長穴３１内での前記接続軸４０の移動調整時に前記接続軸４０をガイドし、前記調整用ルーズ穴５１から突出した前記接続軸４０の部分に前記固定部材６０を取り付ける際、前記接続軸４０が回転しないようにその頭部を拘束する。

前記接続軸４０は、例えば六角ボルトからなり、前記調整用長穴３１、前記調整用ルーズ穴５１を貫通する。前記接続軸４０は、六角ボルトに限定されるものではなく、前記調整用長穴３１の長さ方向に沿って移動でき、前記調整用長穴３１から前記調整用ルーズ穴５１を貫通することができるものであればよい。

前記中間金具５０は、図３（ａ）に示すように、例えば正方形板状で、その軸芯５０ａから一方向にαだけ偏心した位置に前記接続軸４０の外径よりも大きい内径を有する前記調整用ルーズ穴５１が設けられる。また、前記中間金具５０の四隅にはそれぞれ固定穴５２が設けられ、これら固定穴５２には前記中間金具５０に前記接続用端板１２を固定するための前記ボルト１３（図１（ａ）参照）が挿入される。

前記固定部材６０は、図１（ａ）に示すように、偏心座金６１と、スプリングワッシャ６２及びナット６３を備える。前記偏心座金６１は、前記接続軸４０と前記調整用ルーズ穴５１との間の隙間を塞ぐもので、図３（ｃ）、（ｄ）に示すように、方形板状で、貫通穴６１ａが偏心座金６１の軸芯から一方向にβ偏心し、他方向にγ偏心して設けられる。

前記α（軸芯５０ａからの偏心量）と前記調整用ルーズ穴５１の内径は、施工誤差に対して前記調整用長穴３１で対応しきれなかった部分（前記調整用長穴３１を超える施工誤差範囲）を前記調整用ルーズ穴５１によってカバーできるように設定される。すなわち、施工時、前記中間金具５０を、その軸芯５０ａを中心にして水平面内で９０°毎に回転させることにより（向きを変えることにより）、前記調整用ルーズ穴５１に前記接続軸４０が何ら支障なく貫通できる、前記中間金具５０の向きが見いだせるように、前記α（偏心量）と前記調整用ルーズ穴５１の内径が設定される。

前記接続軸４０と前記調整用ルーズ穴５１との間の隙間は一様ではなく、場所によって異なることから（図８（ａ）、図９参照）、前記貫通穴６１ａの前記偏心座金６１に対する偏心量である前記βと前記γについては、前記偏心座金６１の寸法と共に前記隙間に対応できるように設定される。

前記接続用端板１２は、図１（ａ）、（ｂ）及び図４（ａ）、（ｂ）に示すように、前記中間金具５０と同形で同寸法に設定されており、その中央部に正方形状の窓穴１６が設けられる。前記接続軸４０と前記固定部材６０がこの窓穴１６内に位置する。窓穴１６には、施工後にモルタルなどが注入されることがある。前記接続用端板１２の四隅の前記固定穴５２と対向する箇所にはそれぞれ固定穴１７が設けられ、これら固定穴１７と前記固定穴５２に前記ボルト１３を挿入し、固定穴１７から突出した前記ボルト１３の部分にワッシャ１４を介してナット１５を螺合し、締め付けることにより前記接続用端板１２が前記中間金具５０に接続される。前記脚柱１１の一側面の下端寄りには、図５に示すように、メンテナンス用の窓穴１８が設けられ、前記窓穴１６内に位置する前記接続軸４０と前記固定部材６０のメンテナンスが行えるようにしてある。なお、メンテナンス用の窓穴１８は前記脚柱１１の設置や利用に関与せず、無くても何ら支障がない。上述したように、例えば、施工後に前記窓穴１６内にモルタルなどを注入して前記接続軸４０と前記固定部材６０を覆ってシールすればメンテナンスフリーとすることが可能である。

なお、前記α（軸芯５０ａからの偏心量）と前記調整用ルーズ穴５１の内径は必要最小限の範囲内にとどめられている。これは、前記接続軸４０と前記調整用ルーズ穴５１との間の隙間を覆う前記偏心座金６１の寸法を大きく設定しなくても済むようにするためである。この結果、前記中間金具５０の表面上に占める固定部材６０（前記偏心座金６１）の割合を可及的に少なく抑えることが可能で、前記接続用端板１２の中央部に設けられる前記窓穴１６を必要以上に大きく設定しなくても済むようになる。

施工誤差に対して前記調整用長穴３１で対応しきれなかった部分を前記調整用ルーズ穴５１でカバーすることだけを考えるならば、前記調整用ルーズ穴５１を前記中間金具５０にその軸芯５０ａからαだけ偏心させて設けることをせずに、前記軸芯５０ａ位置を中心にして前記調整用ルーズ穴５１の内径を大きく設定してもよい。この場合、前記調整用ルーズ穴５１に前記接続軸４０が貫通できる、前記中間金具５０の向きを見出すために、前記中間金具５０を９０°毎に向きを変える操作をしなくても済む。しかし、前記調整用ルーズ穴５１と前記接続軸４０との間の隙間を前記偏心座金６１で塞ぐ際、塞ぎきれず、例えば前記偏心座金６１の一部（特に端部）が前記調整用ルーズ穴５１内に位置して（宙ぶらりんの状態になり）、前記ナット６３の締め付け力が前記偏心座金６１を介して前記中間金具５０に十分伝わらず（作用せず）、前記中間金具５０を鋼管杭２０に強固に接続できなくなるおそれがある。この場合には、例えば、前記偏心座金６１の代わりに、前記調整用ルーズ穴５１と前記接続軸４０との間の隙間を覆って前記ナット６３の締め付け力を前記中間金具５０に伝えるのに十分な寸法の座金を使用すればよい。

図６（ａ）、（ｂ）乃至図９を参照して図１（ａ）、（ｂ）乃至図４（ａ）、（ｂ）に示す接続構造の施工手順について説明する。

図６（ａ）は鋼管杭２０が芯ずれを起こして埋設された場合、すなわち鋼管杭２０の軸芯Ｂが上部構造物である架台１０の脚柱１１の軸芯Ａに対して同図のＸ方向に距離ａ、Ｙ方向に距離ｂ離れて（偏心して）埋設された場合を示す。杭頭２４内には杭頭金具３０を仮止めし、調整用長穴３１に接続軸４０を取り付けている。

まず、図６（ｂ）に示すように、軸芯Ａと軸芯Ｂとを結ぶ線上に前記調整用長穴３１の長さ方向の軸線Ｌが重なるように前記杭頭金具３０を前記杭頭２４内で軸芯Ｂを中心に矢印Ｄ方向に回動させて、前記杭頭金具３０を前記杭頭２４に溶接などで固定する。

次いで、図７（ａ）に示すように、前記調整用長穴３１に沿って前記接続軸４０を軸芯Ａに向けて移動させる。同図に示す場合では前記調整用長穴３１で芯ずれを全てカバーすることができず、そのため前記接続軸４０を軸芯Ａの手前まで移動させている。

次いで、図７（ｂ）に示すように、中間金具５０を、前記杭頭２４上で、その軸芯５０ａを軸芯Ａ（図６（ａ）など参照）に一致させた状態で調整用ルーズ穴５１内に前記接続軸４０が位置して何ら支障なく挿通できるか否かをチェックする。

前記調整用ルーズ穴５１内に前記接続軸４０の全体が位置していない場合（前記接続軸４０が前記調整用ルーズ穴５１内に挿通できない場合）には、前記中間金具５０を、前記杭頭２４上で、その軸芯５０ａを軸芯Ａに一致させた状態で９０°毎に向きを変える。そして、図８（ａ）に示すように、前記調整用ルーズ穴５１内に前記接続軸４０が位置して何ら支障なく挿通できる、前記中間金具５０の向きを見出す。

次いで、図８（ｂ）に示すように、前記中間金具５０を、その軸芯５０ａを軸芯Ａに一致させた状態で前記杭頭２４に載せる。前記調整用ルーズ穴５１からは前記接続軸４０の一部が突出する。

次いで、貫通穴６１ａから前記接続軸４０の一部が貫通するようにして偏心座金６１を前記中間金具５０上に載せる。そして、図９に示すように、前記偏心座金６１を、前記接続軸４０を中心にして回動させて前記調整用ルーズ穴５１と前記接続軸４０との間の隙間を全て覆うようにする。すなわち、ナット６３の締め付け力が前記偏心座金６１を介して前記中間金具５０に伝わる（作用する）ように、前記偏心座金６１を前記中間金具５０上に載せる。

次いで、前記貫通穴６１ａから突出した前記接続軸４０の部分にスプリングワッシャ６２を介して前記ナット６３を螺合して締め付ける（図１（ａ）参照）。これにより前記中間金具５０が前記鋼管杭２０に接続される。

この後、接続用端板１２を前記中間金具５０上に載せ、固定穴１７と固定穴５２にボルト１３を挿入し、固定穴１７から突出したボルト１３の部分にワッシャ１４を介してナット１５を螺合し、締め付けることにより前記接続用端板１２が前記中間金具５０に接続される（図１（ｂ）参照）。

実際の施工現場では、太陽電池モジュール又太陽電池アレイＳが敷設される敷地内に、例えば図１２の符号Ｃで示す箇所（以下箇所Ｃと記す。箇所Ｃは架台１０の脚柱１１が設置される箇所である。）にそれぞれ鋼管杭２０を埋設する。次いで、地面から露出した鋼管杭２０上で複数本のヒモ（図示せず）を互いに交差（直交）するように張り、ヒモの各交点が脚柱１１の軸心Ａ（図６（ａ）など参照）の位置を示すようにしておく。換言すると、予め施工図面で設定した各脚柱１１の軸心Ａが位置する敷地内の各箇所をヒモの交点で示しておく。鋼管杭２０（杭本体２１）の杭頭２４内に杭頭金具３０を仮止めし、調整用長穴３１に接続軸４０を取り付けておく。そして、ヒモの交点を目印にして箇所Ｃに埋設された各鋼管杭２０の芯ずれの方向及び芯ずれ量をチェックする。箇所Ｃに埋設するものの埋設過程で水平方向に変位して、ヒモの交点が示す脚柱１１の軸芯Ａの位置から外れて鋼管杭２０が埋設された場合（鋼管杭２０の軸芯Ｂが軸芯Ａと一致しない場合）には、各鋼管杭２０について、図６（ｂ）で示したように、調整用長穴３１の長さ方向の軸線Ｌが軸芯Ａと軸芯Ｂとを結ぶ線上に位置するように（芯ずれの方向に沿うように）、杭頭金具３０を回動して杭頭２４内に溶接などで固定する。次いで、接続軸４０を、軸芯Ａを示すヒモの交点に近づけるように調整用長穴３１に沿って移動させる。接続軸４０をヒモの交点の下の位置まで移動させることが出来なかった場合には、軸芯Ａを示すヒモの交点に中間金具５０の軸芯５０ａを一致させた状態で中間金具５０を杭頭２４上で９０°毎に向きを変える。調整用ルーズ穴５１内に調整用長穴３１から突出した接続軸４０が位置して何ら支障なく貫通する、中間金具５０の向きを見出したら、中間金具５０を杭頭２４上に載せる。そして、調整用ルーズ穴５１から突出した接続軸４０の部分に偏心座金６１、スプリングワッシャ６２を介してナット６３を螺合して締め付け、中間金具５０を鋼管杭２０に接続する。この際、接続軸４０と調整用ルーズ穴５１との間の隙間を覆うように偏心座金６１を中間金具５０上に載せる。中間金具５０は、その軸芯５０ａをヒモの交点と一致させた状態で鋼管杭２０に接続されるので、この接続後はヒモの交点の真下に軸芯５０ａが位置することになる。この後、架台１０を敷地内に搬入し、脚柱１１を、ヒモの交点を目印にして中間金具５０上に位置させる。次いで、ヒモを外し、脚柱１１の下端にある接続用端板１２を中間金具５０上に重ね合わせるようにして載せる。そして、固定穴１７と固定穴５２にボルト１３を挿入し、固定穴１７から突出したボルト１３の部分にワッシャ１４を介してナット１５を螺合し、締め付けて前記接続用端板１２を前記中間金具５０に接続する。

これにより、架台１０が鋼管杭２０に接続されて支持される。一旦地中に埋設された鋼管杭２０は、螺旋翼２２（図１０参照）などによって荷重や引き抜き力が作用しても地中に沈下し、地中から引き抜かれることはない。そのため、太陽電池モジュール又太陽電池アレイＳ（図１１参照）に風圧などが作用しても架台１０（脚柱１１）が地面から浮き上がるおそれがなく、また太陽電池モジュール又太陽電池アレイＳや架台１０などの自重で脚柱１１が地面に沈下するおそれがない。

本実施例の接続構造Ｍによれば、埋設された鋼管杭２０の芯ずれ方向や芯ずれ量をチェックし、杭頭金具３０を杭頭２４内で回動し、接続軸４０を調整用長穴３１に沿って移動調整し、さらに中間金具５０をその軸芯５０ａを軸芯Ａと一致させた状態で調整用ルーズ穴５１内に接続軸４０が位置するように９０°毎に向きを変える構成、すなわち、鋼管杭２０の芯ずれを調整用長穴３１のみではなく、調整用ルーズ穴５１の双方でカバーする構成なので、鋼管杭２０の芯ずれを起こす方向が一定せず、また芯ずれ量も一定せず様々であったとしてもこれに対処することが可能である。また、従来技術のように芯ずれの度合により内径の異なる複数種の支持部を予め準備する必要がなく、さらに杭や脚部と支持部との間に生じた隙間にコンクリートを充填し、養生する必要がなく、施工時間の大幅な短縮を図り、施工コストを低減することが可能となる。

本発明の接続構造は、上記実施例で示した太陽電池モジュール又は太陽電池アレイの架台１０と鋼管杭２０との接続に限定されるものではなく、例えば風力発電装置や送電用鉄塔などの上部構造物と杭との接続などにも適用される。

上記実施例では、調整用長穴３１を杭頭金具３０に貫通させた状態で設けた場合を示したが、例えば調整用長穴３１を杭頭金具３０にほぞ穴形式で設けるようにしてもよい。ほぞ穴形式にすると調整用長穴３１の内壁が接続軸４０の回転止めの機能を果たし、杭頭金具３０の裏面に断面略Ｕ字状のボルト回転止め３２を設ける必要がなくなる。また、ほぞ穴の代わりに逆Ｌ字状の２本のレールにより調整用長穴３１を杭頭金具３０に形成するようにしてもよい。

また、上記実施例では、固定部材６０として偏心座金６１、スプリングワッシャ６２及びナット６３を使用した場合を示したが、これに限定されるものではない。固定部材６０を、例えば接続軸４０が貫通する貫通穴を有した板片で形成し、板片で調整用ルーズ穴５１を覆い、貫通穴を貫通した接続軸４０と板片とを溶接などで固定してもよい。

また、上記実施例では、中間金具５０として正方形板状で、その軸芯５０ａから一方向にαだけ偏心した位置に接続軸４０の外径よりも大きい内径を有する調整用ルーズ穴５１を設けて構成した場合を示したが、これに限定されるものではない。例えば円板状で、その中心部から偏心した位置に調整用ルーズ穴５１を設けるようにしてもよい。

本発明の上部構造物と杭との接続構造は、太陽電池モジュール又は太陽電池アレイの架台などの上部構造物が風圧などで浮き上がるのを防止し、また上部構造物台の自重で沈下するのを防止するのに適用される。

１０ 架台（上部構造物）
１１ 脚柱
２０ 鋼管杭（杭）
２４ 杭頭
３０ 杭頭金具
３１ 調整用長穴
４０ 接続軸
５０ 中間金具
５１ 調整用ルーズ穴
６０ 固定部材
６１ 偏心座金
６１ａ 貫通穴
Ａ 軸心
Ｂ 軸心

Claims (5)

1. 上部構造物とそれを支持する杭との接続構造であって、
   前記杭の円筒状の杭頭内にその周方向に移動可能に取り付けられた杭頭金具と、
   前記杭頭金具にその直径方向に沿って形成された調整用長穴にその長さ方向に移動可能に取り付けられた接続軸と、
   前記接続軸が貫通する調整用ルーズ穴を有し、前記上部構造物と前記杭との間に配置され、前記上部構造物と前記杭と接続するための中間金具と、を備え、
   前記杭頭金具を前記杭頭内で移動調整して前記杭頭に固定し、前記接続軸を前記調整用長穴内で移動調整し、前記中間金具を前記杭頭に載せ、前記調整用ルーズ穴を貫通した前記接続軸の部分に固定部材を取り付けて前記杭に前記中間金具を接続することを特徴とする、上部構造物と杭との接続構造。
2. 請求項１記載の上部構造物と杭との接続構造において、
   前記杭頭金具は円板状で、
   前記調整用長穴は、その長さ方向の寸法が、杭の埋設時に予測される水平方向の変位によって生じる施工誤差のうち、施工杭径に対応した長穴寸法範囲に対応可能な長さに設定されていることを特徴とする、上部構造物と杭との接続構造。
3. 請求項２記載の上部構造物と杭との接続構造において、
   前記中間金具は正方形板状で、
   前記調整用ルーズ穴は、前記中間金具の軸芯から偏心して設けられ、前記調整用長穴を超える施工誤差範囲に対応可能な寸法に設定されていることを特徴とする、上部構造物と杭との接続構造。
4. 請求項１ないし３の何れか一項に記載の上部構造物と杭との接続構造において、
   前記固定部材は、前記接続軸が貫通する貫通穴が偏心して設けられ、前記調整用ルーズ穴を覆って前記中間金具上に取り付けられる偏心座金を備えることを特徴とする、上部構造物と杭との接続構造。
5. 請求項１乃至４の何れか一項に記載の上部構造物と杭との接続構造において、
   前記杭は、杭本体の外周面に螺旋翼を設けてなることを特徴とする、上部構造物と杭との接続構造。

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