JP4448592B2 - 補強杭の固定具 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高圧の送電線を高架支持する電力用鉄塔等建築構造物における基礎を、補強するための施工技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７に示されるように、電力用鉄塔１００等の構造物の基礎１００Ｂは、地盤Ｇに打設された場所打ちコンクリート杭等からなる基礎杭１０１と、その杭頭１０１ａと接合一体化されたコンクリートからなるフーチング１０２（図示のものは連続フーチング）で構成され、鉄塔１００の柱脚１０３が前記フーチング１０２の上に構築されている。前記基礎杭１０１は通常、一つのフーチング１０２あたり、それぞれ１本乃至複数本、鉛直に打設される。
【０００３】
ところで近年、電力用鉄塔１００の場合、近年の電力需要の増大に伴い、図示されていない送電線の重量が増大し、このため送電線の弛み量が増大（垂れ下がり）することになる。そして、このような垂れ下がりを補償するには、送電線の架設高さを高くする必要があり、このため鉄塔１００の高さが高くなる傾向にある。その結果、鉄塔１００の重量が増大し、これを支持する基礎杭１０１の耐力を向上させることが要求されている。
【０００４】
一方、大地震時において発生する鉄塔１００の傾斜や倒壊といった被害は、基礎杭１０１の破損に起因するものであり、したがって耐震性を向上させる観点からも、基礎杭１０１の耐力を向上させることが要求されている。
【０００５】
従来、既設の基礎杭（以下、既設杭という）１０１を補強するための工法としては、図８に示されるようなものが知られている。すなわち、従来工法においては、まずフーチング１０２に、既設杭１０１の鉛直方向投影位置に隣接して、所要数の鉛直貫通孔１０２ａを削孔し、この鉛直貫通孔１０２ａを通じて、前記既設杭１０１の隣接地盤を鉛直方向にボーリングして、補強用の杭１０４を打ち込む。そして、各補強杭１０４の杭頭に支圧部材１０５を取り付け、これらの支圧部材１０５を埋めるように、前記フーチング１０２の上面に、所要の厚さで鉄筋コンクリート１０６を打ち継ぐ。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の既設基礎の補強技術によれば、鉄筋コンクリートからなるフーチング１０２に、いくつもの鉛直貫通孔１０２ａを削孔したり、補強杭１０４の打設後に、支圧部材１０５を固定するために、前記フーチング１０２上に型枠を組み立てて配筋し、コンクリート１０６を増設するといった工程が必要であるため、施工が煩雑でコストが高くなるばかりか、工期も長くなるといった問題があった。
【０００７】
本発明は、上述のような問題に鑑みてなされたもので、その主な技術的課題とするところは、鉄塔等の地上構造物からの支持荷重増大や地震等に対する基礎の耐力の向上を図るため、既設の基礎を容易かつ低コストで補強可能な工法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述の技術的課題は、本発明によって有効に解決することができる。
【０００９】
本発明に係る補強杭の固定具は、縁部に沿って複数の結合孔が開設された基板と、この基板に突設され、鋼管とその内周に挿通された金属芯材と前記鋼管及び金属芯材の間に充填された固結材とからなる補強杭の前記鋼管を、遊びをもって挿通可能な杭頭挿入孔が開設された結合板と、前記杭頭挿入孔に挿入した補強杭の杭頭を前記結合板に結合する結合部材群と、前記結合孔に挿通されてフーチングの側面に打ち込み又はねじ込まれることにより前記基板を定着する複数のアンカーとを備え、前記結合部材群が、前記杭頭挿入孔に挿通した前記鋼管を結合板に接合する部材と、前記金属芯材の頭部に螺合されると共にこの金属芯材を前記結合板に接合する部材とからなる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る補強杭の固定具を用いた基礎の補強工法を、図１乃至図６を参照しながら説明する。
【００１１】
まず図１は、電力用鉄塔の基礎１Ｂを、本発明の工法により補強した状態を概略的に示すものである。すなわち、この図において、参照符号１は、鉄骨等により構築された電力用の鉄塔であり、その基礎１Ｂは、前記鉄塔１の柱脚１１の下端に接合され地盤Ｇの表層部に鉄筋コンクリートにより構築されたフーチング２と、杭頭３ａが前記フーチング２に接合され地盤Ｇへ鉛直に打設された場所打ちコンクリート杭等からなる既設の基礎杭（以下、既設杭という）３からなる。
【００１２】
基礎１Ｂにおけるフーチング２の側面２ａには、複数の固定具４が図示の断面と直交する方向へ適当な間隔で配置されており、フーチング２の周囲から既設杭３と平行（鉛直）に打設された複数の補強杭５の各杭頭５ａが、前記固定具４を介して前記フーチング２の側面２ａに固定されている。
【００１３】
固定具４は、図２の斜視図及び図３の断面図に示されるように、外周部に複数の結合孔４１ａが開設された所要の肉厚の鋼板等からなる基板４１と、この基板４１の中央部にその面に対して垂直に突設された鋼板等からなる結合板４２と、この結合板４２の幅方向両側に位置して、前記基板４１及び結合板４２の双方に対して垂直に設けられた鋼板等からなる一対の補強板４３と、前記結合板４２と補強杭５とを接合する結合部材群４４と、前記基板４１の結合孔４１ａに挿通されてフーチング２の側面２ａに打ち込み又はねじ込まれることにより、この固定具４を強固に定着する複数のアンカー４５とを備える。また、前記基板４１、結合板４２及び補強板４３は、溶接等により互いに一体化され、めっきあるいは施工後の塗装や吹き付け等によって防錆される。
【００１４】
補強杭５としては、公知の構造を有する比較的小径（例えばφ３００ｍｍ以下）の、かつ高耐力を有するものが好適に採用される。すなわち、この補強杭５は、図３に示されるように、地盤Ｇにおける軟弱層Ｇ１の下端又はそれより深くまで挿入されると共に、頭部を固定具４の結合板４２にそれぞれ結合部材群４４を介して接合された鋼管５１と、この鋼管５１の内周に挿通され、この鋼管５１の下部開口から更に下側へ延びる下端５２ａが、前記軟弱層Ｇ１より下層にある堅固な支持層Ｇ２内へ達すると共に、頭部が前記結合板４２にそれぞれ前記結合部材群４４を介して接合された金属芯材としての異形鉄筋５２と、前記鋼管５１及び地盤Ｇと異形鉄筋５２との間に充填された固結材としてのグラウト５３とからなるものである。グラウト５３は、鋼管５１の下側（支持層Ｇ２内）では拡径されたペデスタル状に形成されており、また、このグラウト５３の一部は鋼管５１の外周側に回り込んで、地盤Ｇの削孔面に定着されている。
【００１５】
図４乃至図６に、固定具４と補強杭５との種々の接合構造が例示されるように、固定具４の結合板４２には、それぞれ補強杭５の鋼管５１を、適当な遊びをもって挿通可能な杭頭挿入孔４２ａが開設されている。
【００１６】
図４に示される例においては、結合部材群４４は、結合板４２の下側に位置するように、補強杭５における鋼管５１の頭部近傍の外周に溶接等により固定される鋼製の下部フランジ４４１と、前記結合板４２の杭頭挿入孔４２ａから上側へ突出した前記鋼管５１の頭部外周に、溶接等により固定される鋼製の上部フランジ４４２と、この上部フランジ４４２の上に配置され、複数の螺子部材４４３の緊結によって、前記結合板４２との間に上部フランジ４４２を挟着した状態で補強杭５の杭頭を押さえる鋼製の支圧板４４４とで構成される。支圧板４４４の中央には螺子孔４４４ａが開設されており、補強杭５における異形鉄筋５２の頭部が、この螺子孔４４４ａに螺合されることによって、前記支圧板４４４に固定されるようになっている。
【００１７】
また、図５に示される例においては、結合部材群４４は、結合板４２の下側に位置するように、補強杭５における鋼管５１の頭部近傍の外周に溶接等により固定される鋼製の下部フランジ４４１と、前記結合板４２の杭頭挿入孔４２ａから上側へ突出した前記鋼管５１の頭部を覆うと共に、外周下面が前記結合板４２に当接するように配置され、溶接又は螺合等により前記鋼管５１に固定される鋼製の支圧キャップ４４５と、前記支圧キャップ４４５の上部中央に開設した鉄筋挿通孔４４５ａに、補強杭５における異形鉄筋５２の頭部を挿通状態に固定する一対のナット４４６，４４６とで構成される。
【００１８】
また、図６に示される例においては、結合部材群４４は、結合板４２の下側に位置するように、補強杭５における鋼管５１の頭部近傍の外周に溶接等により固定される鋼製の下部フランジ４４１と、前記結合板４２の杭頭挿入孔４２ａから上側へ突出した前記鋼管５１の頭部外周に、溶接等により固定される鋼製の上部フランジ４４２と、この上部フランジ４４２の上に配置され、複数のボルト４４７によって、前記結合板４２との間に上部フランジ４４２を挟着した状態で補強杭５の杭頭を押さえる鋼製の支圧板４４４と、この支圧板４４４の中央に開設された鉄筋挿通孔４４４ｂに、補強杭５における異形鉄筋５２の頭部を挿通状態に固定する一対のナット４４６，４４６とで構成される。
【００１９】
上述の補強工法によれば、鉄塔１及びこれに架設された送電線（図示省略）の重量による荷重は、柱脚１１からフーチング２を介して既成杭３に伝達されると共に、前記フーチング２から、固定具４を介して各補強杭５にも伝達される。このため前記荷重に対する基礎１Ｂの支持耐力が増大するので、例えば電力需要の増大に対処して、図１に実線で示される既設の鉄塔１を、一点鎖線で示されるような、サイズの大きな鉄塔１’に建て替えることによる荷重の増大に対応することができる。
【００２０】
また、補強杭５によって、地震による水平加速度が鉄塔１に加えられた場合の水平慣性力に対する耐力や、鉄塔１の揺れによるモーメント及び引き抜き力に対する耐力が向上する。このため、杭全体としての剪断強度が増強され、大地震発生時の既設杭３の破壊や、あるいはフーチング２と既設杭３との接合部等の破壊に起因する鉄塔１の傾斜や倒壊を防止するための、耐震補強工法としても有用である。
【００２１】
以下、この補強工法による施工手順を説明すると、図２に示されるように、まず、フーチング２の周囲の地盤Ｇを所要の深さに掘削して、前記フーチング２の側面２ａを露出させる。
【００２２】
次に、フーチング２の側面２ａと近接した位置から、補強杭５を鉛直に打設する。補強杭５の打設位置は、前記側面２ａに固定具４を固定した場合の結合板４２における杭頭挿入孔４２ａの位置を考慮して決定し、また、補強杭５の打設本数や打設間隔は、目的とする強度を考慮して適切に決定する。
【００２３】
各補強杭５の打設作業は、よく知られているように、まず、この補強杭５の鋼管５１よりも適宜大径の管状ケーシング（図示省略）を用いてボーリング（ケーシング掘り）を行い、地盤Ｇにおける支持層Ｇ２内に達する削孔を形成する。そのとき、前記鋼管５１はボーリングに合わせてケーシングと共に地盤Ｇの支持層Ｇ２まで一緒に挿入される。削孔が形成されたら、前記鋼管５１を地盤Ｇ内に残し、ケーシングだけを引き抜く。次に、異形鉄筋５２を鋼管５１内に挿入するが、この異形鉄筋５２にはグラウト５３を圧入する装置が取り付けられていて、一緒に挿入される。挿入が完了したら、前記圧入装置を用い、前記削孔内にグラウト５３を圧入し、これに合わせて、鋼管５１を所定の高さまで引き上げる。グラウト５３が十分に充填されたら、再度前記鋼管５１を挿入し、同時にグラウト５３も再度圧入する。そしてこの時の加圧力によって、前記鋼管５１の下側でグラウト５３がペデスタル状に拡散される。
【００２４】
補強杭５としては、先に説明したようにφ３００ｍｍ以下の小径で高耐力を有するものが好適に採用されるため、フーチング２の側面２ａに近接した位置からでも容易に打設することができ、しかも比較的小型の重機による打設が可能である。また、補強杭５の打設のためにフーチング２に図８のような鉛直貫通孔１０２ａを削孔する必要がないため、補強杭５の打設における施工コストが低減される。
【００２５】
打設された各補強杭５の鋼管５１の頭部近傍には、先に説明した図４乃至図６に示されるように、結合部材群４４の一部である下部フランジ４４１が予め溶接等により接合される。そして、フーチング２の周囲の掘削空間Ｓに突出した各補強杭５の杭頭に、それぞれ固定具４を配置して、その結合板４２の杭頭挿入孔４２ａに前記杭頭（鋼管５１の頭部）を通すと共に、この固定具４の基板４１を、複数のアンカー４５によってフーチング２の側面２ａに固定する。このとき、フーチング２には特にコンクリートを増設する必要はなく、しかも固定具４は鋼板等によって安価に製作可能であるため、ここでも施工コストが低減される。
【００２６】
次に、前記結合板４２と補強杭５の杭頭とを、結合部材群４４によって、図４乃至図６に示されるような方法で結合する。その後は、必要に応じて、塗装や吹き付け等によって、防錆加工を施してから、フーチング２の周囲の掘削空間Ｓを掘削土により埋め戻し、施工を完了する。
【００２７】
なお、上記実施形態においては、補強杭５に、いわゆるマイクロパイルを用いるものとして説明したが、本発明は、これには限定されず、固定具４により固定可能で、所要の耐力を発揮するものであれば良い。
【００２８】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明に係る補強杭の固定具によれば次のような効果が実現される。まず施工上においては、フーチングへの孔開けやコンクリートの増設等が不要であるため、大掛かりな工事にならず、フーチングの周囲の狭い空間でも施工可能であるため、容易にかつ低コストで実施可能である。
【００２９】
また、この補強杭の固定具を用いた基礎の補強工法による既設杭の補強を行うことによって、鉛直荷重に対する基礎の支持耐力や、地震時における水平耐力が向上するので、鉄塔等の地上構造物の建て替えによる支持荷重の増大に対処することができ、また、大地震時の基礎杭の破壊に起因して発生する前記構造物の傾斜や倒壊といった被害を防止するための有効な対策となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態に係る補強杭の固定具を用いた基礎の補強工法により補強された、鉄塔の基礎を概略的に示す説明図である。
【図２】 上記実施形態の固定具によりフーチングと補強杭を接合した状態を示す斜視図である。
【図３】 実施形態の固定具及び補強杭の構造をフーチング及び既設杭の一部と共に示す断面図である。
【図４】 実施形態の固定具と補強杭との結合構造の一例を示す要部断面図である。
【図５】 実施形態の固定具と補強杭との結合構造の他の例を示す要部断面図である。
【図６】 実施形態の固定具と補強杭との結合構造の他の例を示す要部断面図である。
【図７】 電力用鉄塔の基礎の構造を示すもので、（Ａ）は縦断面図、（Ｂ）は部分的な平面図である。
【図８】 電力用鉄塔の基礎を、従来の補強工法により補強した状態を概略的に示す説明図である。
【符号の説明】
１ 鉄塔（構造物）
１Ｂ 基礎
２ フーチング
３ 既設杭
４ 固定具
４１ 基板
４１ａ 結合孔
４２ 結合板
４２ａ 杭頭挿入孔
４４ 結合部材群
５ 補強杭
【発明の属する技術分野】
本発明は、高圧の送電線を高架支持する電力用鉄塔等建築構造物における基礎を、補強するための施工技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７に示されるように、電力用鉄塔１００等の構造物の基礎１００Ｂは、地盤Ｇに打設された場所打ちコンクリート杭等からなる基礎杭１０１と、その杭頭１０１ａと接合一体化されたコンクリートからなるフーチング１０２（図示のものは連続フーチング）で構成され、鉄塔１００の柱脚１０３が前記フーチング１０２の上に構築されている。前記基礎杭１０１は通常、一つのフーチング１０２あたり、それぞれ１本乃至複数本、鉛直に打設される。
【０００３】
ところで近年、電力用鉄塔１００の場合、近年の電力需要の増大に伴い、図示されていない送電線の重量が増大し、このため送電線の弛み量が増大（垂れ下がり）することになる。そして、このような垂れ下がりを補償するには、送電線の架設高さを高くする必要があり、このため鉄塔１００の高さが高くなる傾向にある。その結果、鉄塔１００の重量が増大し、これを支持する基礎杭１０１の耐力を向上させることが要求されている。
【０００４】
一方、大地震時において発生する鉄塔１００の傾斜や倒壊といった被害は、基礎杭１０１の破損に起因するものであり、したがって耐震性を向上させる観点からも、基礎杭１０１の耐力を向上させることが要求されている。
【０００５】
従来、既設の基礎杭（以下、既設杭という）１０１を補強するための工法としては、図８に示されるようなものが知られている。すなわち、従来工法においては、まずフーチング１０２に、既設杭１０１の鉛直方向投影位置に隣接して、所要数の鉛直貫通孔１０２ａを削孔し、この鉛直貫通孔１０２ａを通じて、前記既設杭１０１の隣接地盤を鉛直方向にボーリングして、補強用の杭１０４を打ち込む。そして、各補強杭１０４の杭頭に支圧部材１０５を取り付け、これらの支圧部材１０５を埋めるように、前記フーチング１０２の上面に、所要の厚さで鉄筋コンクリート１０６を打ち継ぐ。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の既設基礎の補強技術によれば、鉄筋コンクリートからなるフーチング１０２に、いくつもの鉛直貫通孔１０２ａを削孔したり、補強杭１０４の打設後に、支圧部材１０５を固定するために、前記フーチング１０２上に型枠を組み立てて配筋し、コンクリート１０６を増設するといった工程が必要であるため、施工が煩雑でコストが高くなるばかりか、工期も長くなるといった問題があった。
【０００７】
本発明は、上述のような問題に鑑みてなされたもので、その主な技術的課題とするところは、鉄塔等の地上構造物からの支持荷重増大や地震等に対する基礎の耐力の向上を図るため、既設の基礎を容易かつ低コストで補強可能な工法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述の技術的課題は、本発明によって有効に解決することができる。
【０００９】
本発明に係る補強杭の固定具は、縁部に沿って複数の結合孔が開設された基板と、この基板に突設され、鋼管とその内周に挿通された金属芯材と前記鋼管及び金属芯材の間に充填された固結材とからなる補強杭の前記鋼管を、遊びをもって挿通可能な杭頭挿入孔が開設された結合板と、前記杭頭挿入孔に挿入した補強杭の杭頭を前記結合板に結合する結合部材群と、前記結合孔に挿通されてフーチングの側面に打ち込み又はねじ込まれることにより前記基板を定着する複数のアンカーとを備え、前記結合部材群が、前記杭頭挿入孔に挿通した前記鋼管を結合板に接合する部材と、前記金属芯材の頭部に螺合されると共にこの金属芯材を前記結合板に接合する部材とからなる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る補強杭の固定具を用いた基礎の補強工法を、図１乃至図６を参照しながら説明する。
【００１１】
まず図１は、電力用鉄塔の基礎１Ｂを、本発明の工法により補強した状態を概略的に示すものである。すなわち、この図において、参照符号１は、鉄骨等により構築された電力用の鉄塔であり、その基礎１Ｂは、前記鉄塔１の柱脚１１の下端に接合され地盤Ｇの表層部に鉄筋コンクリートにより構築されたフーチング２と、杭頭３ａが前記フーチング２に接合され地盤Ｇへ鉛直に打設された場所打ちコンクリート杭等からなる既設の基礎杭（以下、既設杭という）３からなる。
【００１２】
基礎１Ｂにおけるフーチング２の側面２ａには、複数の固定具４が図示の断面と直交する方向へ適当な間隔で配置されており、フーチング２の周囲から既設杭３と平行（鉛直）に打設された複数の補強杭５の各杭頭５ａが、前記固定具４を介して前記フーチング２の側面２ａに固定されている。
【００１３】
固定具４は、図２の斜視図及び図３の断面図に示されるように、外周部に複数の結合孔４１ａが開設された所要の肉厚の鋼板等からなる基板４１と、この基板４１の中央部にその面に対して垂直に突設された鋼板等からなる結合板４２と、この結合板４２の幅方向両側に位置して、前記基板４１及び結合板４２の双方に対して垂直に設けられた鋼板等からなる一対の補強板４３と、前記結合板４２と補強杭５とを接合する結合部材群４４と、前記基板４１の結合孔４１ａに挿通されてフーチング２の側面２ａに打ち込み又はねじ込まれることにより、この固定具４を強固に定着する複数のアンカー４５とを備える。また、前記基板４１、結合板４２及び補強板４３は、溶接等により互いに一体化され、めっきあるいは施工後の塗装や吹き付け等によって防錆される。
【００１４】
補強杭５としては、公知の構造を有する比較的小径（例えばφ３００ｍｍ以下）の、かつ高耐力を有するものが好適に採用される。すなわち、この補強杭５は、図３に示されるように、地盤Ｇにおける軟弱層Ｇ１の下端又はそれより深くまで挿入されると共に、頭部を固定具４の結合板４２にそれぞれ結合部材群４４を介して接合された鋼管５１と、この鋼管５１の内周に挿通され、この鋼管５１の下部開口から更に下側へ延びる下端５２ａが、前記軟弱層Ｇ１より下層にある堅固な支持層Ｇ２内へ達すると共に、頭部が前記結合板４２にそれぞれ前記結合部材群４４を介して接合された金属芯材としての異形鉄筋５２と、前記鋼管５１及び地盤Ｇと異形鉄筋５２との間に充填された固結材としてのグラウト５３とからなるものである。グラウト５３は、鋼管５１の下側（支持層Ｇ２内）では拡径されたペデスタル状に形成されており、また、このグラウト５３の一部は鋼管５１の外周側に回り込んで、地盤Ｇの削孔面に定着されている。
【００１５】
図４乃至図６に、固定具４と補強杭５との種々の接合構造が例示されるように、固定具４の結合板４２には、それぞれ補強杭５の鋼管５１を、適当な遊びをもって挿通可能な杭頭挿入孔４２ａが開設されている。
【００１６】
図４に示される例においては、結合部材群４４は、結合板４２の下側に位置するように、補強杭５における鋼管５１の頭部近傍の外周に溶接等により固定される鋼製の下部フランジ４４１と、前記結合板４２の杭頭挿入孔４２ａから上側へ突出した前記鋼管５１の頭部外周に、溶接等により固定される鋼製の上部フランジ４４２と、この上部フランジ４４２の上に配置され、複数の螺子部材４４３の緊結によって、前記結合板４２との間に上部フランジ４４２を挟着した状態で補強杭５の杭頭を押さえる鋼製の支圧板４４４とで構成される。支圧板４４４の中央には螺子孔４４４ａが開設されており、補強杭５における異形鉄筋５２の頭部が、この螺子孔４４４ａに螺合されることによって、前記支圧板４４４に固定されるようになっている。
【００１７】
また、図５に示される例においては、結合部材群４４は、結合板４２の下側に位置するように、補強杭５における鋼管５１の頭部近傍の外周に溶接等により固定される鋼製の下部フランジ４４１と、前記結合板４２の杭頭挿入孔４２ａから上側へ突出した前記鋼管５１の頭部を覆うと共に、外周下面が前記結合板４２に当接するように配置され、溶接又は螺合等により前記鋼管５１に固定される鋼製の支圧キャップ４４５と、前記支圧キャップ４４５の上部中央に開設した鉄筋挿通孔４４５ａに、補強杭５における異形鉄筋５２の頭部を挿通状態に固定する一対のナット４４６，４４６とで構成される。
【００１８】
また、図６に示される例においては、結合部材群４４は、結合板４２の下側に位置するように、補強杭５における鋼管５１の頭部近傍の外周に溶接等により固定される鋼製の下部フランジ４４１と、前記結合板４２の杭頭挿入孔４２ａから上側へ突出した前記鋼管５１の頭部外周に、溶接等により固定される鋼製の上部フランジ４４２と、この上部フランジ４４２の上に配置され、複数のボルト４４７によって、前記結合板４２との間に上部フランジ４４２を挟着した状態で補強杭５の杭頭を押さえる鋼製の支圧板４４４と、この支圧板４４４の中央に開設された鉄筋挿通孔４４４ｂに、補強杭５における異形鉄筋５２の頭部を挿通状態に固定する一対のナット４４６，４４６とで構成される。
【００１９】
上述の補強工法によれば、鉄塔１及びこれに架設された送電線（図示省略）の重量による荷重は、柱脚１１からフーチング２を介して既成杭３に伝達されると共に、前記フーチング２から、固定具４を介して各補強杭５にも伝達される。このため前記荷重に対する基礎１Ｂの支持耐力が増大するので、例えば電力需要の増大に対処して、図１に実線で示される既設の鉄塔１を、一点鎖線で示されるような、サイズの大きな鉄塔１’に建て替えることによる荷重の増大に対応することができる。
【００２０】
また、補強杭５によって、地震による水平加速度が鉄塔１に加えられた場合の水平慣性力に対する耐力や、鉄塔１の揺れによるモーメント及び引き抜き力に対する耐力が向上する。このため、杭全体としての剪断強度が増強され、大地震発生時の既設杭３の破壊や、あるいはフーチング２と既設杭３との接合部等の破壊に起因する鉄塔１の傾斜や倒壊を防止するための、耐震補強工法としても有用である。
【００２１】
以下、この補強工法による施工手順を説明すると、図２に示されるように、まず、フーチング２の周囲の地盤Ｇを所要の深さに掘削して、前記フーチング２の側面２ａを露出させる。
【００２２】
次に、フーチング２の側面２ａと近接した位置から、補強杭５を鉛直に打設する。補強杭５の打設位置は、前記側面２ａに固定具４を固定した場合の結合板４２における杭頭挿入孔４２ａの位置を考慮して決定し、また、補強杭５の打設本数や打設間隔は、目的とする強度を考慮して適切に決定する。
【００２３】
各補強杭５の打設作業は、よく知られているように、まず、この補強杭５の鋼管５１よりも適宜大径の管状ケーシング（図示省略）を用いてボーリング（ケーシング掘り）を行い、地盤Ｇにおける支持層Ｇ２内に達する削孔を形成する。そのとき、前記鋼管５１はボーリングに合わせてケーシングと共に地盤Ｇの支持層Ｇ２まで一緒に挿入される。削孔が形成されたら、前記鋼管５１を地盤Ｇ内に残し、ケーシングだけを引き抜く。次に、異形鉄筋５２を鋼管５１内に挿入するが、この異形鉄筋５２にはグラウト５３を圧入する装置が取り付けられていて、一緒に挿入される。挿入が完了したら、前記圧入装置を用い、前記削孔内にグラウト５３を圧入し、これに合わせて、鋼管５１を所定の高さまで引き上げる。グラウト５３が十分に充填されたら、再度前記鋼管５１を挿入し、同時にグラウト５３も再度圧入する。そしてこの時の加圧力によって、前記鋼管５１の下側でグラウト５３がペデスタル状に拡散される。
【００２４】
補強杭５としては、先に説明したようにφ３００ｍｍ以下の小径で高耐力を有するものが好適に採用されるため、フーチング２の側面２ａに近接した位置からでも容易に打設することができ、しかも比較的小型の重機による打設が可能である。また、補強杭５の打設のためにフーチング２に図８のような鉛直貫通孔１０２ａを削孔する必要がないため、補強杭５の打設における施工コストが低減される。
【００２５】
打設された各補強杭５の鋼管５１の頭部近傍には、先に説明した図４乃至図６に示されるように、結合部材群４４の一部である下部フランジ４４１が予め溶接等により接合される。そして、フーチング２の周囲の掘削空間Ｓに突出した各補強杭５の杭頭に、それぞれ固定具４を配置して、その結合板４２の杭頭挿入孔４２ａに前記杭頭（鋼管５１の頭部）を通すと共に、この固定具４の基板４１を、複数のアンカー４５によってフーチング２の側面２ａに固定する。このとき、フーチング２には特にコンクリートを増設する必要はなく、しかも固定具４は鋼板等によって安価に製作可能であるため、ここでも施工コストが低減される。
【００２６】
次に、前記結合板４２と補強杭５の杭頭とを、結合部材群４４によって、図４乃至図６に示されるような方法で結合する。その後は、必要に応じて、塗装や吹き付け等によって、防錆加工を施してから、フーチング２の周囲の掘削空間Ｓを掘削土により埋め戻し、施工を完了する。
【００２７】
なお、上記実施形態においては、補強杭５に、いわゆるマイクロパイルを用いるものとして説明したが、本発明は、これには限定されず、固定具４により固定可能で、所要の耐力を発揮するものであれば良い。
【００２８】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明に係る補強杭の固定具によれば次のような効果が実現される。まず施工上においては、フーチングへの孔開けやコンクリートの増設等が不要であるため、大掛かりな工事にならず、フーチングの周囲の狭い空間でも施工可能であるため、容易にかつ低コストで実施可能である。
【００２９】
また、この補強杭の固定具を用いた基礎の補強工法による既設杭の補強を行うことによって、鉛直荷重に対する基礎の支持耐力や、地震時における水平耐力が向上するので、鉄塔等の地上構造物の建て替えによる支持荷重の増大に対処することができ、また、大地震時の基礎杭の破壊に起因して発生する前記構造物の傾斜や倒壊といった被害を防止するための有効な対策となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態に係る補強杭の固定具を用いた基礎の補強工法により補強された、鉄塔の基礎を概略的に示す説明図である。
【図２】 上記実施形態の固定具によりフーチングと補強杭を接合した状態を示す斜視図である。
【図３】 実施形態の固定具及び補強杭の構造をフーチング及び既設杭の一部と共に示す断面図である。
【図４】 実施形態の固定具と補強杭との結合構造の一例を示す要部断面図である。
【図５】 実施形態の固定具と補強杭との結合構造の他の例を示す要部断面図である。
【図６】 実施形態の固定具と補強杭との結合構造の他の例を示す要部断面図である。
【図７】 電力用鉄塔の基礎の構造を示すもので、（Ａ）は縦断面図、（Ｂ）は部分的な平面図である。
【図８】 電力用鉄塔の基礎を、従来の補強工法により補強した状態を概略的に示す説明図である。
【符号の説明】
１ 鉄塔（構造物）
１Ｂ 基礎
２ フーチング
３ 既設杭
４ 固定具
４１ 基板
４１ａ 結合孔
４２ 結合板
４２ａ 杭頭挿入孔
４４ 結合部材群
５ 補強杭
Claims (1)
- 縁部に沿って複数の結合孔が開設された基板と、
この基板に突設され、鋼管とその内周に挿通された金属芯材と前記鋼管及び金属芯材の間に充填された固結材とからなる補強杭の前記鋼管を、遊びをもって挿通可能な杭頭挿入孔が開設された結合板と、
前記杭頭挿入孔に挿入した補強杭の杭頭を前記結合板に結合する結合部材群と、
前記結合孔に挿通されてフーチングの側面に打ち込み又はねじ込まれることにより前記基板を定着する複数のアンカーと、
を備え、
前記結合部材群が、前記杭頭挿入孔に挿通した前記鋼管の頭部を前記結合板に接合する部材と、前記金属芯材の頭部に螺合されると共にこの金属芯材を前記結合板に接合する部材とからなることを特徴とする補強杭の固定具。
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