JP5841851B2 - 杭頭接合構造組立用治具及びこれを用いた杭頭接合構造の組立方法 - Google Patents
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そのため、複数の杭の上部に構造物を水平に設置するためには、杭の上部で杭の鉛直方向、水平方向及び傾斜角の施工誤差をそれぞれ調整する必要があった。
本発明による杭頭接合構造組立用治具によれば、杭に設けた筒状の係止部材に支持された調整機構によってその上方に支持する調整板の高さと傾きを調整することができ、更に調整板に載置した支持部材を摺動させることで、支持部材に支持された固定部材の水平方向の誤差を調整することができるから、地盤に埋設した杭に傾きや高さ方向や水平方向の誤差である各種の埋設誤差があっても容易に調整することができて、固定部材の杭内に挿入された部分に硬化剤を充填することによって固定部材の傾きや高さ方向や水平方向の誤差を調整した状態で固定できる。
支持機構によって固定部材を垂直に支持した状態で、支持プレートを調整板上で水平方向に移動可能とすることで、杭の傾きや高さや水平位置の誤差があっても固定部材を杭内で杭の埋設誤差を吸収して正しい姿勢で固定保持できる。
支持プレートの杭側に固定部材が連結されているため、固定部材を調整板の中央孔を通して杭内に挿入させた状態で、支持プレートを調整板上で水平方向に移動させることで、杭の傾きや高さや水平位置の誤差があっても固定部材を杭内で正しい姿勢で固定保持できる。なお、支持プレートに対する固定部材の連結は溶接やボルト止め等を採用できる。
調整板の傾きや高さ位置を設定する際、調整機構の3点の調整軸をそれぞれ受け部に挿入させた状態で3点の調整軸を任意に昇降調整することで、杭の傾きや高さの位置ズレがあっても調整板の傾きや高さ位置を調整して固定部材の傾きや高さ位置を調整できる。
しかも、杭の傾きや高さを固定部材によって調整する調整機構を3点支持を行う調整軸によって構成したため、水平面の調整や傾きの調整を容易に行える。
固定部材を挿入した杭内に硬化剤を充填して硬化させる際、シート材に硬化剤の液面が形成されるため、杭の頭部よりも上方に位置することになり、硬化剤の硬化後にシート材を取り外すことで硬化剤の上端面が水平面とされて構造物を精度よく載置できる上に係止部材を繰り返し使用できる。
調整の終了した調整板と支持部材を重ねてクランプ部材でクランプすることで、杭に対して固定部材を硬化剤によって精度よく固定できる。
アイボルトの傾きや高さ位置や水平位置を調整する際、アイボルトの下端側に設けた開口部に挿通する軸部材によってアイボルトの傾き、高さ、水平移動の範囲が制御されることになり、これらの調整が容易で確実である。
連結部材の傾きや高さ位置や水平位置を調整する際、連結部材の下端側に設けた開口部に挿通する軸部材によってガイドされ、調整機構と調整板及び支持部材によって連結部材の傾き、高さ、水平移動の範囲が制御されることになり、これらの調整が容易で確実である。
本発明によれば、杭に設けた係止部材に支持された調整機構によってその上方に支持する調整板の高さと傾きを調整することができ、更に調整板に載置した支持部材を摺動させることで、支持部材に支持された固定部材の水平方向の位置を調整することができるから、地盤に埋設した杭に傾きや高さ方向や水平方向の誤差があっても容易に調整することができて、その後に固定部材の杭内に硬化剤を充填することによって固定部材を固定し、杭の傾きや高さ方向や水平方向の誤差を調整した状態で固定できる。
杭が傾き誤差や高さの位置ズレだけでなく水平方向にも位置ズレを生じている場合には、調整板の上に載置した支持部材を水平方向に摺動させることで、固定部材を杭内で水平方向に調整して水平方向の位置ズレを吸収でき、その後に杭内に硬化剤を充填して固定部材を固定できる。
また、固定部材は、下端部に軸部材を挿通させる開口部を有する鋼管状の連結部材であってもよい。
いずれの場合も、アイボルトや連結部材の傾きや高さ位置や水平位置を調整する際、杭内の下端側に設けた軸部材によってアイボルトや連結部材の傾き、高さ、水平移動の範囲が制御されることになり、これらの調整が容易で確実である。
また、杭に対する固定部材の位置決め精度を調整する杭頭接合構造組立用治具の部材数を削減できて単純な構造としたため、杭に対する固定部材の位置決め作業が迅速で簡単に行える。
また、水平方向の位置調整が任意の範囲で行えるように杭頭に固定する調整機構と固定部材を固定する支持部材を分離して個々に設置できるようにしたため、治具の組み立てと位置調整を容易に行える。
図1乃至図9は第一実施形態による杭頭接合構造とその組立用治具を示す図である。
図1は構造物として例えば太陽電池モジュール設備を設置した杭頭接合構造を示す要部側面図である。図1に示す構造物の接合構造1において、地中に打設された複数の杭2の頭部である杭頭2aに杭頭接合構造3が設けられ、この杭頭接合構造3上にベースレール5が連結されている。ベースレール5上には、構造物7としてフレーム6の支持フレーム6aが太陽光の方向に傾斜して接合され、支持フレーム6a上には複数の太陽電池パネルを備えた太陽電池モジュール8が設置されている。
杭2にはその上端近傍において外周面に水平方向に対向する2つの開口11が形成されている。これら2つの開口11には略水平方向に軸部材をなす通しボルト12が貫通状態で配設され、通しボルト12の頭部13と反対側端部には締結ナット14が杭2の外側で締め込まれて固定されている。
そのため、モルタル23の充填前には、杭2が傾斜や位置ズレ等していても調整可能であり、アイボルト16はモルタル23の充填によって鉛直方向に固定支持され、ベースレール5はモルタル23の水平面をなす上端面23aに載置されてアイボルト16に固定されることで水平面状に固定されることになる。
次に、このような杭頭接合構造3を組み立てるための杭頭接合構造組立用治具30を本発明の第一実施形態として図3乃至図9により説明する。
図3において、杭2の杭頭2aの外周面には、例えば杭施工装置によって杭2を回転させながら地盤に埋設するための保持部31が設けられているが、杭2は打設等によって埋設してもよい。杭2の杭頭2aには保持部31の上側の外周面に円筒状の係止板33(図9参照)が杭頭2aの上端から上方に若干突出した位置で配設され、その両端の突出片33aはボルト34によって締め込み固定されている。係止板33は係止部材を構成する。
この円筒状の係止板33の内周面にはシート35が係止板33より若干上方に突出した状態で筒状に形成されている。
以下、杭頭接合構造組立用治具30の各構成について図面により具体的に説明する。
図5は調整板37と支持プレート39を示す平面図であり、支持プレート39は調整板37上に摺動可能に載置されていて中央に長穴39aが形成されている。図6に示すように、支持プレート39上には長穴39aの真上に支持機構40が形成されており、支持機構40は支持プレート39に対して垂直に取り付けられた一対の竪壁42に直交して第一板43と第二板44が上下二段に連結され、これら第一板43及び第二板44にはアイボルト16を挿通させる孔43a、44aが形成されている。
図8及び図9に示す円筒状の係止板33は、杭2の杭頭2aの上端から上方に突出した位置で杭2に巻回されており、その外周面には例えば120度間隔で羽根部49が突出して形成されている。各羽根部49に穿孔された挿通穴49aの下面には固定ナット51が固着されている。この固定ナット51には調整軸として位置決め用の調整ボルト50が螺合されて上下方向に進退可能に保持されており、その上端は調整板37の裏面に配設された凹部47に挿入されている。そのため、調整板37は調整ボルト50によって3点支持されている。
地盤に円筒状の鋼管からなる杭2を埋設した状態で、図3及び図4に示すように杭2に杭頭接合構造組立用治具30を設置する。まず、杭2の杭頭2aの上端付近に円筒状の係止板33を取り付け、両端の突出片33aをボルト34で締め込み固定する。そして、円筒状の係止板33の上端からシート35を上方に突出させて円筒状の係止板33の内面に円筒状に形成して取り付ける。
そして、杭2の外周面に形成した一方の開口11を通して通しボルト12を杭2内に略水平に挿入してアイボルト16の下端部のリング部17を貫通し、杭2の他方の開口11を通した後、締結ナット11で締め込み通しボルト12を杭2に固定する。この状態で、通しボルト12をガイドとして、支持プレート39及びアイボルト16を調整板37上で水平方向に摺動させることでアイボルト16を水平方向にも位置決めする。アイボルト16は下端部が杭2内に挿入された状態で杭2の傾きに関わらず鉛直に保持され、その高さも設定されている。
その後、杭頭接合構造組立用治具30を杭2及びアイボルト16から取り外すことで、図2に示すように、杭2内にモルタル23を鉛直に固定保持した杭頭接合構造3が得られる。
この杭頭接合構造3の杭2上のモルタル23の水平面の上端面23aにベースレール5の下部フランジ5aを載置してその孔にアイボルト16の上端部を貫通させてワッシャ18を介してナット19,20で締め込むことでベースレール5を精度よく水平に取り付けできる。そして、ベースレール5上に構造物7としてフレーム6と太陽電池モジュール8を固定することができる。
また、アイボルト16の杭2内への据え付け位置を調整する杭頭接合構造組立用治具30の部品数を削減して単純な構造としたため、アイボルト16の位置決め作業を迅速かつ簡単に行える。 さらに、調整機構36は、水平方向や傾きを調整する調整ボルト50を3点支持で構成したため、少ない部品点数で水平面の調整や傾きの調整を容易に行える。
また、杭頭2aに支持する調整板37とアイボルト16を固定する支持プレート39を分離して個々に設置できるようにしたため、調整機構36によって調整板37を水平状態に設定し且つその高さを調整できて、アイボルト16の傾きや高さを簡単かつ正確に調整できる。しかも、アイボルト16の水平方向の位置調整を調整板37の中央孔37aの範囲で且つ杭2の内径の範囲で容易に行える。
本発明の第二実施形態による杭頭接合構造組立用治具55について図10乃至図13により説明する。第二実施形態による杭頭接合構造組立用治具55は、杭2に構造物を取り付ける杭頭接合部としてアイボルト16に代えて鋼管形状の連結部材56を用いたものである。
連結部材56は中空の円筒状をなす鋼管からなり、その外周面の対向する部分を切除して一対の開口56aが形成されており、この開口56aを通しボルト12が貫通して固定されている。連結部材56はその上端が杭2の杭頭2aの上端から上方に突出していて金属製板材をなす支持プレート58に溶接部59で溶接によって連結されている。支持プレート58には連結部材56に重なる中央開口58aとその両側の一対の開口58bとが形成されている。
支持プレート58の中央開口部58aはモルタル23を杭2の上端を通して中空部分に充填するための穴である。また、支持プレート58の両側の一対の開口58bは、支持プレート58とベースプレート5の下部フランジ5aの孔にボルト60を挿通させてワッシャ61を介してナット62,63で連結するための穴である。
また、連結部材56の軸方向は構造物7の設置に要求される水平面に対して垂直方向に設置される。その結果、支持プレート58が水平に施工され、更にベースプレート5の下部フランジ5aがボルト60によって支持プレート58に水平に連結される。そのため、杭2の立設方向が傾斜していても杭2内にモルタル23を充填・固化することで連結部材56を垂直方向に固定できるため、連結部材56及び支持プレート58によって杭2の傾き誤差を吸収できる。
第二の実施形態による杭頭接合構造組立用治具55は、図11に示すように、構造物7を接合する連結部材56として上述のように略円筒状の鋼管を用いた。
図11において、杭2の杭頭2aには保持部31の上側の外周面に円筒状の係止板33が杭頭2aの上端付近で形成され、その両端の突出片33aはボルト34によって固定されている。また、係止板33の上方には、図11及び図12に示すように、中央孔65aを有する略リング状で第一実施形態による調整板37とほぼ同一の形状をなす調整板65が配設され、調整板65の上面には上述した支持プレート58が載置されている。調整板65は図13に示すように、中央孔65aから外周縁まで切り欠いた所定幅のスリット66が形成されている。調整板65の裏面には中央孔65aの周囲に例えば120度間隔で配設された3点の凹部47が形成されている。
そして、支持プレート58を調整板65に沿って摺動させることで、連結部材56は通しボルト12をガイドとして一対の開口56aによって杭2内の範囲で移動可能とされている。
地盤に円筒状の鋼管からなる杭2を埋設した状態で、図11に示すように杭2に杭頭接合構造組立用治具55を設置する。まず、杭2の杭頭2aの上端付近に円筒状の係止板33を取り付け、両端の突出片33aをボルト34で締め付け固定する。
次に係止板33の各羽根部49に設けた調整ボルト50の上端に調整板65の裏面の凹部47を嵌合させて3点支持する。この状態で、調整板65の上面に水準器を載置して、調整板65が水平になるように3点の調整ボルト50の羽根部49からの突出長さを固定ナット51に対して進退させて調整する。調整板65の鉛直方向の長さも調整ボルト50の突出長さを調整することで設定する。
そして、杭2の外周面に形成した一方の開口11を通して通しボルト12を杭2内に略水平に挿通して、鋼管形状からなる連結部材56の対向する一対の開口部56aに貫通し、通しボルト12を杭2の他方の開口11を通して外部に突出させて締結ナット11で締め込み、通しボルト12を杭2に固定する。
或いは、係止板33とモルタル23が直接接触しないようにシート35を係止板33の内面に配設してモルタル23をリング状のシート35内に充填してもよく、この場合にも、モルタル23の上端面23aは水平面として固化される。
この状態で、杭2が地盤に対して傾斜していたとしても連結部材56は傾き誤差と高さと水平方向位置の誤差が吸収されて精度よく鉛直方向に固定される。
また、連結部材56の杭2内への取付精度を調整する杭頭接合構造組立用治具55の部材数を削減して単純な構造としたため、連結部材56の位置決め作業を迅速かつ簡単に行える。
即ち、調整機構36は、水平方向や傾きを調整する調整ボルト50を3点支持で構成したため、少ない部品点数で水平面の調整や傾きの調整を容易に行える。しかも、連結部材56を支持プレート58に直接溶接で連結するため、第一実施形態における支持機構40が不要になり、杭頭接合構造組立用治具55の構成が一層簡単になる。
係止板33とモルタル23が直接接触しないようにシート35を係止板33の内面に配設することが好ましい。
この場合でも、モルタル23の硬化後にシート35を取り外すとモルタル23の上面である水平面23aは杭頭2aより上方に位置するから、ベースレール5の下部フランジ5aを水平面状に載置して連結できる。
また、ベースレール5や支持プレート58は必ずしも水平状態でアイボルト16や連結部材56に接合する必要はなく、傾斜していてもよい。同様にアイボルト16や連結部材56も鉛直に固定される構成に限定されることなく、構造物7の取付姿勢に応じて特定の傾斜角度に設定されてもよい。
2 杭
2a 杭頭
3、57 接頭接合構造
5 ベースレール
8 太陽電池モジュール
12 通しボルト
16 アイボルト
17 リング部
23 モルタル
30、55 接頭接合構造用取付治具
33 係止板
35 シート
36 調整機構
37、65 調整板
38 支持部材
39 支持プレート
40 支持機構
47 凹部
49 羽根部
50 調整ボルト
56 連結部材
56a 開口
58 支持プレート
58a、65a 中央開口
59 溶接部
66 スリット
Claims (12)
- 構造物を支持するための筒状の杭と、該杭内に杭の長手方向に交差する方向に固定された軸部材と、前記杭内に挿入された部分が前記軸部材に移動可能に支持され且つ上端部が前記杭の頭部から上方に突出して前記構造物に連結可能な固定部材と、前記筒状の杭の内部に充填されて前記固定部材を固定する硬化剤と、を備えた杭頭接合構造を組み立てるための杭頭接合構造組立用治具であって、
前記杭内に挿入された前記固定部材を垂直に支持するための支持部材と、前記支持部材を摺動可能に載置する調整板と、前記杭の頭部に係止された係止部材と、該係止部材に支持されていて調整板の高さ位置及び傾きを調整する調整機構と、を備えたことを特徴とする杭頭接合構造組立用治具。 - 前記支持部材は、調整板上に水平移動可能に支持される支持プレートと、該支持プレートに取り付けられていて前記固定部材を垂直に支持する支持機構とを備えた請求項1に記載された杭頭接合構造組立用治具。
- 前記支持部材は、調整板上に水平移動可能に支持される支持プレートを備え、該支持プレートの杭側に前記固定部材が連結されている請求項1に記載された杭頭接合構造組立用治具。
- 前記調整機構は、前記調整板の裏面に設けられた受け部に挿入されていて前記調整板を昇降可能な3点の調整軸を備えた請求項1乃至3のいずれか1項に記載された杭頭接合構造組立用治具。
- 前記係止部材は、前記杭の頭部に対して着脱可能に装着され、前記係止部材の筒状をなす内面に該係止部材よりも上方に突出する筒状のシート材が形成されていて、前記硬化剤の表面がシート材内に形成されている請求項1乃至4のいずれか1項に記載された杭頭接合構造組立用治具。
- 前記支持部材と調整板とを接合状態で固定可能なクランプ部材が設けられている請求項1乃至5のいずれか1項に記載された杭頭接合構造組立用治具。
- 前記固定部材は、下端部に前記軸部材を挿通させる開口部を有するアイボルトである請求項1または2に記載された杭頭接合構造組立用治具。
- 前記固定部材は、下端部に前記軸部材を挿通させる開口部を有する鋼管状の連結部材である請求項1または3に記載された杭頭接合構造組立用治具。
- 構造物を支持するための筒状の杭と、該杭内に杭の延在方向に交差する方向に固定された軸部材と、前記杭内に挿入されていて下端側が前記軸部材に沿って移動可能に支持され且つ上端部が前記杭の頭部から上方に突出して前記構造物に連結可能な固定部材と、前記筒状の杭の内部に充填されて前記固定部材を固定する硬化剤と、を備えた杭頭接合構造を組み立てるための杭頭接合構造組立方法であって、
地中に埋設された前記杭の頭部に筒状の係止部材を係止させる工程と、
前記杭及び係止部材の上方に調整板を設置して前記係止部材に設けた調整機構によって前記調整板の傾きと高さに調整する工程と、
前記杭内に挿入された前記固定部材を垂直に支持するための支持部材に対して直交する方向に装着した固定部材の一部を前記杭内に挿入させた状態で、前記杭の内部に硬化剤を充填させて前記固定部材を固定する工程と、
を備えたことを特徴とする杭頭接合構造の組立方法。 - 前記調整板の上に支持部材を載置させて該支持部材で支持する固定部材を前記杭内に挿入して水平方向に調整する工程を更に備えた請求項9に記載された杭頭接合構造の組立方法。
- 前記固定部材は、下端部に前記軸部材を挿通させるリング部を有するアイボルトである請求項9または10に記載された杭頭接合構造の組立方法。
- 前記固定部材は、下端部に前記軸部材を挿通させる開口部を有する鋼管状の連結部材である請求項9または10に記載された杭頭接合構造の組立方法。
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