JP4564155B2 - パラシュート式アンカー及びそれを用いた基礎構築方法 - Google Patents

パラシュート式アンカー及びそれを用いた基礎構築方法 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はパラシュート式アンカー及びそれを用いた基礎構築方法に関し、さらに詳しくは、敷設した土中で広く大きく開くパラシュート式アンカー及びそれを用いた基礎構築方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
日本の平野部は、軟弱地層特有の軟土等の水分を多く含む土質の腐食土層、湿地、泥炭層、粘土層、沈泥層、関東ローム層等々あり、これらは日本のみならず世界中に分布している。拡大傾向にある、軟弱地盤上の建築物、構造物の基礎工事、施工工事等は最も難工事で、軟弱地盤用の土木建築施工工事では、大別すると次のような方法がある。まず、土質、土壌改良、表層改良等であるが、ベタ基礎等の基礎作りには大量に出る泥水、残土処理が必要となり、近年、産廃問題、環境問題が起きている。又、基礎支持杭等の打設工法であるが、この打撃工法は騒音や振動等の環境問題が発生するため、都市部や近郊においては採用が不可能となっている。又、このように、あらゆる土木基礎施工技術を駆使しても、軟弱地盤上に新築する住宅等は、年数の経過とともに、不等沈下等の原因で壁にひびが入ったり、窓等のサッシに隙間が出来たり、又、建具等の開閉の不都合が生じる等、欠陥住宅が増え続けている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
従前の軟弱地盤上の建築物、構造物の基礎工事では、軟弱地盤の特殊な土質を相手に土木技術を駆使し、多種多様の工法で施工している。一般には、大量に打設するコンクリートパイル等の打撃杭を採用している現場が多い。時間の経過とともに打設杭も安定しなかったり揺らいだり、杭の自重で沈下する等、工事完了後に不都合な問題が起きかねない。
【0004】
そこで、本発明は、従前のような欠点や不都合を改善し、安全で安心できる、居住性の高い基礎を実現するためのパラシュート式アンカー及びそれを用いた基礎構築方法を提供しようとするものである。
また、残土は少なく、産廃、環境問題に触れることもなく、工事中の騒音、振動等の公害も出さず、又、工期短縮で安定した積荷力は、従前のいかなる基礎の積荷力に劣らないパラシュート式アンカー及びそれを用いた基礎構築方法を提供しようとするものである。具体的には、一本の棒状に組み立てられたアンカーを地中に敷設し、地中で広く大きくパラシュートのごとく開放することにより軟弱地盤の特殊な土質に対応、鋼材で出来た頑丈で堅牢なパラシュート式アンカー及びそれを用いた基礎構築方法を提供しようとするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため請求項1に記載の本発明は、上端側にネジ山が設けられたネジ山付き主柱鋼管内部にスライド鋼管をその末端がネジ山付き主柱鋼管の先端から突出するように配置し、突出したスライド鋼管の末端に矢板蝶番受台を固定し、そして、石突に固定した主軸突起パイプの上端をスライド鋼管内に位置するように配置すると共に、矢板蝶番受台の周囲に先端が鋭角とされた複数枚の矢板を放射状に揺動可能に装着し、ネジ山付き主柱鋼管と矢板の表面を矢板の揺動を阻害しないように輪環棒で連結すると共に石突と矢板の裏面を矢板の揺動を阻害しないように支持板で連結して構成され、矢板を折り畳んで棒状とした状態で土中に敷設し、そして、スライド鋼管を押し込むことにより矢板が輪環棒と支持板に支持されながら矢板蝶番受台との取り付け部を支点として揺動することにより放射状に開いて土中に打ち込まれるようにされたことを特徴とするパラシュート式アンカーを提供する。
【0006】
上記の目的を達成するため請求項2に記載の本発明は、請求項1に記載のパラシュート式アンカーにおいて、蝶番受台を中心に放射状に装着した複数枚の矢板と矢板との間に折り畳み式の土圧ヨロイ板を取り付けると共に、支持板と支持板との間にも折り畳み式の下部土圧ヨロイ板を取り付け、使用時には土圧ヨロイ板及び下部土圧ヨロイ板を折り畳んで棒状とした状態で土中へ敷設し、矢板が開いたときにはそれに伴って土圧ヨロイ板及び下部土圧ヨロイ板が開くようにしたことを特徴とする。
【0007】
上記の目的を達成するため請求項3に記載の本発明は、請求項1又は2に記載のパラシュート式アンカーにおいて、石突の周囲に主軸突起パイプを介して注入したセメントミルクを排出する複数の排出口を設け、主軸突起パイプから注入されたセメントミルクを複数の排出口から排出することによりセメント施工可能に構成されたことを特徴とする。
【0008】
上記の目的を達成するため請求項4に記載の本発明は、請求項1から3のいずれか1項に記載のパラシュート式アンカーにおいて、輪環棒の矢板の表面への取り付け位置及び支持板の矢板裏面への取り付け位置を矢板の先端近傍とすることにより矢板の開放時にかかる土圧力を分散するようにしたことを特徴とする。
【0009】
上記の目的を達成するため請求項5に記載の本発明は、請求項1から4のいずれか1項に記載のパラシュート式アンカーを用いた基礎構築方法において、パラシュート式アンカーを敷設する縦穴を掘り、縦穴に棒状とされたパラシュート式アンカーをネジ山付き主柱鋼管の一部を地上に残した状態で敷設する工程と、角頭部分に回転を与えることによりスライド鋼管を静かにかつ強力に押し込む圧入棒を備えた太ネジ圧入開放装置をネジ山付き主柱鋼管のネジ山に取り付け、角頭部分に回転を与えることにより圧入棒でスライド鋼管を押し込み、それによって複数の矢板を開くと共に、矢板と矢板との間に折り畳まれていた土圧ヨロイ板及び支持板と支持板との間に折り畳まれていた下部土圧ヨロイ板を開く工程とを含み構成されてなる。
【0010】
上記の目的を達成するため請求項6に記載の本発明は、請求項5に記載のパラシュート式アンカーを用いた基礎構築方法において、太ネジ圧入開放装置が、油圧によって圧入棒を可動させる油圧ジャッキ圧入開放装置であり、油圧によって圧入棒を押し下げ、それによってスライド鋼管を静かにかつ強力に押し込むようにしたことを特徴とする。
【0011】
上記の目的を達成するため請求項7に記載の本発明は、請求項5又は6に記載のパラシュート式アンカーを用いた基礎構築方法において、土中に敷設したパラシュート式アンカーの矢板を開放した後、太ネジ圧入開放装置又は油圧ジャッキ圧入開放装置を外し、ネジ山付き主柱鋼管の上部からセメントミルクを圧入し、主軸突起パイプを介して石突の周囲に設けた排出より排出させることによりさらにコンクリートで固めることを特徴とする。
【0012】
上記の目的を達成するため請求項8に記載の本発明は、請求項5から7のいずれか1項に記載のパラシュート式アンカーを用いた基礎構築方法において、さらに、ネジ山付き主柱鋼管に構築物の土台として利用する基礎構築安定板を固定する工程をさらに備えてなることを特徴とする。
【0013】
本発明のパラシュート式アンカー及びそれを用いた基礎構築方法では、地下に敷設する前のパラシュート式アンカーは、一本の棒状に組み立てられた形状をなし、これを広げると大きな、鋼材で出来た厚く幅広の複数枚の矢板が放射状に設けられる。また、矢板と矢板の間に折り畳み式の土圧ヨロイ板が取り付けられている。さらに、矢板を裏側から支持板で補強すると共に、支持板にも矢板と同様の下部土圧ヨロイ板が装着されている。この土圧ヨロイ板及び下部土圧ヨロイ板が矢板と矢板との間及び支持板と支持板との空間を無くし、水分の多い軟土の中で土圧密度、摩擦抵抗を最大限に利用することで構造物の自重に耐えられる基礎を構築する
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るパラシュート式アンカー及びそれを用いた基礎構築方法について図面を参照しつつ説明する。図1は本発明に係るパラシュート式アンカーの一実施形態の組立完成側面図である。
【0015】
図示されたパラシュート式アンカーは、ネジ山付き主柱鋼管1の中に太さ違いのスライド鋼管挿入され、このスライド鋼管2に固定した矢板蝶番受台の円周には複数枚の矢板4が放射状に矢板蝶番受台3との取り付け部を支点として揺動可能に装着されている。また、それぞれの矢板を裏側から補強する支持板14矢板の揺動を阻害しないように取り付けられており、それとは反対側の支持板14の一方は、主軸突起パイプ9と連結されたの石突の円周部分に放射状に取り付けられ手いる。矢板4と矢板4と間には蝶番によって折り畳み可能な土圧ヨロイ板16が取り付けられていると共に支持板14と支持板14との間にも同様に下部土圧ヨロイ板17が設けられている。矢板の先端部は土壌に刺さりやすい鋭角な形状で、パラシュート式アンカーを構成する鋼材は、錆等に強い処理、又は素材を使用することが好ましい
【0016】
ネジ山付き主柱鋼管の末端の円周に矢板と同数の輪環を溶接する。矢板4の先端部の近い場所にも矢板輪環を溶接し、互いの輪環5、6の間に、輪環棒7を矢板の揺動を阻害しないように橋渡し装着する。
【0017】
次に、ネジ山付き主柱鋼管1に太ネジ圧入開放装置18又は油圧ジャッキ圧入開放装置21等のいずれかの装置のネジ山同士を噛み合わせ装着する。後は圧入棒20によってスライド鋼管に強力な加重を加えていくと、スライド鋼管が下にさがり始ると同時に、複数枚の矢板及び土圧ヨロイ板16が放射状に開放し始る。その時にネジ山付き主柱鋼管末端部と矢板に橋渡しした輪環棒7によって矢板が開放時にかかる強力な土圧を分散する。矢板の開放とともに、折り畳まれていた土圧ヨロイ板16及び支持板14との間の下部土圧ヨロイ板17も広がる。同時に主軸突起パイプ9がスライド鋼管内に挿入し終わると、鋼管全体の安定感が増加する。また、広く大きく開放したパラシュートアンカー基礎構築後に、ネジ山付き主柱鋼管に装着した太ネジ圧入開放装置18、又は油圧ジャッキ圧入開放装置21を外し、ネジ山付き主柱鋼管からセメントミルクを圧入する圧入するセメントミルクは主軸突起パイプ9の注入口を通り、石突の円周に設けた排出口11より排出される。これによりパラシュート式アンカーをコンクリートで固めることができ頑丈で堅牢な基礎を構築することができる。また、セメントの圧入施工が終了した後、ネジ山付き主柱鋼管に基礎構築安定板22を装着することで構築物の土台として使用するこのように、軟弱地盤の地下に敷設したパラシュートアンカーは広く大きく開放した矢板4が支持地盤をなし、最大級の土圧摩擦抵抗を受けることで、いかなる積荷重にも耐え、安定した基礎等の居住性を持ち、又、地震等にも強い、パラシュート式アンカー及びそれを用いた基礎構築方法を提供することができる。
【0018】
次に、本発明に係るパラシュート式アンカーの動作を説明しつつ本発明に係るパラシュート式アンカーを用いた基礎構築方法について説明する。本発明に係るパラシュート式アンカーは、複数の矢板4と、矢板4と矢板4の間に配置された土圧ヨロイ板16及び支持板14と支持板14の間に配置された下部土圧ヨロイ板がそれぞれ蝶番で折り畳まれて棒状に形成されおり、この棒状のパラシュート式アンカーを予め垂直に掘られた縦穴に敷設する。そして、ネジ山付き主柱鋼管のネジ山に太ネジ圧入開放装置18又は油圧ジャッキ圧入開放装置21のいずれかを取り付け、ネジ山付き主柱鋼管内のスライドの上部を圧入棒20で加圧していくと、スライド鋼管2に固定している矢板蝶番受台が下に押し込まれ、軟弱地層で矢板及びそれに付随する機構が静かに、かつ強力に複数枚の矢板を外側に向け開放し始める。ネジ山付き主柱鋼管と矢板との間に輪環棒介在させることで、矢板にかかる強力な土圧を分散し、又矢板4と矢板4との間に折り畳まれていた土圧ヨロイ板16が開放され、同様に支持板14と支持板14との間に折り畳まれていた下部土圧ヨロイ板17も開放され、最後に広く大きなパラシュート状のアンカーを開放させる。そして、ネジ山付き主柱鋼管に取り付けた太ネジ圧入開放装置18又は油圧ジャッキ圧入開放装置21を外した後に、ネジ山付き主柱鋼管1から主軸突起パイプ9を介してセメントミルクを圧入するとセメントミルクは石突8の周囲に形成された複数の排出口11から排出されてセメントで固められる。敷設した地下のアンカーをセメントで固めることで、頑丈で堅牢な基礎を構築することができる。また、このパラシュート式アンカーを用いた基礎構築方法では、従前の工法で公害とされている騒音や振動が全く出ないのが特徴である。
【0019】
【実施例】
次に、本発明に係るパラシュート式アンカー及びそれを用いた基礎構築方法の一実施例を図面に基づいて説明する。図1は本発明に係るパラシュート式アンカーの一実施例の組立完成側面図である。図示されたネジ山付き主柱鋼管1に太さ違いのスライド鋼管2が挿入されている。そして、スライド鋼管の末端には矢板蝶番受台が固定されている。矢板蝶番受台を中心に複数枚の矢板が放射状に装着されている。尚、矢板の背高は山形形状で幅広で厚い鋼材が使用され、先端は土に刺さりやすいように鋭角になっている。ネジ山付き主柱鋼管の末端に矢板と同数の輪環溶接により取り付けられている。また、矢板の先端部にも矢板輪環6が溶接により取り付けられている。この上下の輪環5、6に輪環棒7が矢板の揺動を阻害しないように橋渡しされるようにして取り付けられている。石突8と連結された主軸突起パイプはセメントミルクの10注入口となっており、石突8の側面には円周方向に沿って数カ所に11の排出口が設けられている。また、石突の側面には石突蝶番12が溶接により取り付けられていると共に、矢板の先端部裏側にも矢板裏蝶番13が溶接により取り付けられており、石突蝶番12と矢板裏蝶番13との間を支持板14で矢板の揺動を阻害しないように連結することにより矢板4の補強を行なっている。15は吊り金具である。
【0020】
図2に示すように、パラシュート式アンカーは、矢板を折り畳んで棒状に形成されている。ここで、図3は矢板4と矢板4の間の土圧ヨロイ板16が折り畳みから開放された状態を示している。また、図4は支持板14と支持板14の間の下部土圧ヨロイ板17が折り畳みから開放された状態を示している。図5はネジ山付き主柱鋼管1のネジ山に、上端に形成された角頭19と圧入棒20を備えた太ネジ圧入開放装置18を装着した状態を示している。図6はネジ山付き主柱鋼管1に油圧ジャッキ圧入開放装置21を装着した状態を示している。図7は基礎構築安定板22が示されており、ネジ山付き主柱鋼管1のネジ部に基礎構築安定板22を固定することにより構築物の土台として使用するものである。
【0021】
【発明の効果】
本発明に係るパラシュート式アンカー及びそれを用いた基礎構築方法によりれば、浅い地下に小さな穴を垂直に開けて棒形状のパラシュート式アンカーを敷設し、その後、専用の圧入開放装置でアンカーとなる複数枚の矢板土圧ヨロイ板16及び下部土圧ヨロイ板17が地下で広く大きく開いてパラシュートアンカーの基礎構築が完成されるように構成されているので、以下に記載するような効果を奏する。すなわち、公害となる振動・騒音もなく残土も少ない。また、最後にセメントミルク等の圧入によりパラシュート式アンカーを補強するので頑丈で堅牢な基礎を構築することが可能となる。さらに、本発明に係るパラシュート式アンカー及びそれを用いた基礎構築方法によりれば、パラシュート式アンカーで軟弱地盤の内部において土圧密度・摩擦抵抗を最大限に受けることで、あらゆる構造体の自重に耐え、凍結深度、不等沈下、地震に強く、敷設本数は少なく、工期短縮、作業動員削減、経費削減が可能な基礎の構築を行なうことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係るパラシュート式アンカーの一実施例の組立完成側面図である。
【図2】 図1のパラシュート式アンカーの断面図である。
【図3】 図1のパラシュート式アンカーの開放平面図である。
【図4】 図1のパラシュート式アンカーの開放裏面図である。
【図5】 太ネジ圧入開放装置の断面図である。
【図6】 油圧ジャッキ圧入開放装置である。
【図7】 基礎構築安定板の斜図である。
【符号の説明】
1 ネジ山付き主柱鋼管
2 スライド鋼管
3 矢板蝶番受台
4 矢板
5 輪環
6 矢板輪環
7 輪環棒
8 石突
9 主軸突起パイプ
10 注入口
11 排出口
12 石突蝶番
13 矢板裏蝶番
14 支持板
15 吊り金具
16 土圧ヨロイ板
17 下部土圧ヨロイ板
18 太ネジ圧入開放装置
19 角頭
20 圧入棒
21 油圧ジャッキ圧入開放装置
22 基礎構築安定板

Claims (8)

  1. 上端側にネジ山が設けられたネジ山付き主柱鋼管内部にスライド鋼管をその末端が前記ネジ山付き主柱鋼管の先端から突出するように配置し、突出した前記スライド鋼管の末端に矢板蝶番受台を固定し、そして、石突に固定した主軸突起パイプの上端を前記スライド鋼管内に位置するように配置すると共に、前記矢板蝶番受台の周囲に先端が鋭角とされた複数枚の矢板を放射状に揺動可能に装着し、前記ネジ山付き主柱鋼管と前記矢板の表面を当該矢板の揺動を阻害しないように輪環棒で連結すると共に前記石突と矢板の裏面を当該矢板の揺動を阻害しないように支持板で連結して構成され、前記矢板を折り畳んで棒状とした状態で土中に敷設し、そして、前記スライド鋼管を押し込むことにより前記矢板が前記輪環棒と前記支持板に支持されながら前記矢板蝶番受台との取り付け部を支点として揺動することにより放射状に開いて土中に打ち込まれるようにされたことを特徴とするパラシュート式アンカー。
  2. 請求項1に記載のパラシュート式アンカーにおいて、
    前記蝶番受台を中心に放射状に装着した複数枚の矢板と矢板との間に折り畳み式の土圧ヨロイ板を取り付けると共に、前記支持板と支持板との間にも折り畳み式の下部土圧ヨロイ板を取り付け、使用時には前記土圧ヨロイ板及び下部土圧ヨロイ板を折り畳んで棒状とした状態で土中へ敷設し、前記矢板が開いたときにはそれに伴って前記土圧ヨロイ板及び下部土圧ヨロイ板が開くようにしたことを特徴とするパラシュート式アンカー。
  3. 請求項1又は2に記載のパラシュート式アンカーにおいて、
    前記石突の周囲に前記主軸突起パイプを介して注入したセメントミルクを排出する複数の排出口を設け、前記主軸突起パイプから注入されたセメントミルクを前記複数の排出口から排出することによりセメント施工可能に構成されたことを特徴とするパラシュート式アンカー。
  4. 請求項1から3のいずれか1項に記載のパラシュート式アンカーにおいて、
    前記輪環棒の矢板の表面への取り付け位置及び前記支持板の矢板裏面への取り付け位置を当該矢板の先端近傍とすることにより矢板の開放時にかかる土圧力を分散するようにしたことを特徴とするパラシュート式アンカー。
  5. 請求項1から4のいずれか1項に記載のパラシュート式アンカーを用いた基礎構築方法において、
    前記パラシュート式アンカーを敷設する縦穴を掘り、当該縦穴に棒状とされた前記パラシュート式アンカーを前記ネジ山付き主柱鋼管の一部を地上に残した状態で敷設する工程と、
    角頭部分に回転を与えることにより前記スライド鋼管を静かにかつ強力に押し込む圧入棒を備えた太ネジ圧入開放装置を前記ネジ山付き主柱鋼管のネジ山に取り付け、前記角頭部分に回転を与えることにより前記圧入棒で前記スライド鋼管を押し込み、それによって複数の前記矢板を開くと共に、矢板と矢板との間に折り畳まれていた土圧ヨロイ板及び支持板と支持板との間に折り畳まれていた下部土圧ヨロイ板を開く工程と、
    を含み構成されてなるパラシュート式アンカーを用いた基礎構築方法。
  6. 請求項5に記載のパラシュート式アンカーを用いた基礎構築方法において、
    前記太ネジ圧入開放装置が、油圧によって前記圧入棒を可動させる油圧ジャッキ圧入開放装置であり、油圧によって前記圧入棒を押し下げ、それによって前記スライド鋼管を静かにかつ強力に押し込むようにしたことを特徴とするパラシュート式アンカーを用いた基礎構築方法。
  7. 請求項5又は6に記載のパラシュート式アンカーを用いた基礎構築方法において、
    土中に敷設したパラシュート式アンカーの前記矢板を開放した後、前記太ネジ圧入開放装置又は油圧ジャッキ圧入開放装置を外し、前記ネジ山付き主柱鋼管の上部からセメントミルクを圧入し、主軸突起パイプを介して前記石突の周囲に設けた前記排出より排出させることによりさらにコンクリートで固めることを特徴とするパラシュート式アンカーを用いた基礎構築方法。
  8. 請求項5から7のいずれか1項に記載のパラシュート式アンカーを用いた基礎構築方法において、
    さらに、前記ネジ山付き主柱鋼管に構築物の土台として利用する基礎構築安定板を固定する工程をさらに備えてなることを特徴とするパラシュート式アンカーを用いた基礎構築方法。
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