JP6384722B2

JP6384722B2 - Pile foundation structure

Info

Publication number: JP6384722B2
Application number: JP2014166323A
Authority: JP
Inventors: 治夫鈴木; 秀保八戸; 正弘石橋
Original assignee: Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Corp
Priority date: 2014-08-19
Filing date: 2014-08-19
Publication date: 2018-09-05
Anticipated expiration: 2034-08-19
Also published as: JP2016041886A

Description

本発明は、杭基礎の構造に関する。 The present invention relates to a structure of a pile foundation.

従来、作用する荷重が比較的小さい構造物、例えば太陽電池アレイを地盤上に設置する際には、太陽電池アレイを所定の傾斜角度で支持するための支持フレーム（支持物）と、支持フレームを安定的に支持するための基礎構造とが必要である。そして、基礎構造としては、地盤が所望の耐力を備えている場合にコンクリートによる直接基礎、軟弱地盤である場合に杭基礎（例えば、特許文献１参照）が多用されている。 Conventionally, when a structure having a relatively small acting load, such as a solar cell array, is installed on the ground, a support frame (support) for supporting the solar cell array at a predetermined inclination angle and a support frame are provided. A foundation structure for stable support is required. And as a foundation structure, a pile foundation (for example, refer patent document 1) is frequently used when the ground is provided with the desired proof stress, and when it is a soft foundation and a soft ground.

また、太陽電池アレイを設置するための基礎構造には、太陽電池アレイ、支持フレームの重量などの固定荷重の他に風荷重、積雪荷重、地震荷重など、鉛直荷重だけでなく引抜荷重が作用する。 In addition to the fixed load such as the weight of the solar cell array and the support frame, not only the vertical load but also the pull-out load such as wind load, snow load and seismic load acts on the basic structure for installing the solar cell array. .

そして、杭基礎を用いる場合には、作用する荷重が比較的小さくて済むため、支持フレームの鋼材を直接ボルト接合で支持杭に連結することが多く、また、引抜荷重を考慮して小口径回転圧入鋼管杭を用いることが多くなっている。 And when using pile foundations, the load acting is relatively small, so the steel material of the support frame is often connected to the support pile by direct bolting, and the small diameter rotation takes into account the pull-out load. The use of press-fit steel pipe piles is increasing.

特許第４６０１５２５号公報Japanese Patent No. 4601525

ここで、杭基礎を用いる場合、泥炭層のように強度が非常に小さく、その層厚が大きくなると、支持層が深くなり大きな杭長が必要になる。また、摩擦杭を採用したとしても、強度が小さいと、やはり杭長を大きくするか、杭径を大きくせざるを得ず、さらに杭本数を増やして１本あたりの作用荷重を低減する必要が生じる。また、摩擦をとるために節付きＰＨＣ杭を使用することも考えられるが、杭径が大きくなる上、支持フレームとの確実な接合手法を確立することが求められる。 Here, when the pile foundation is used, the strength is very small like a peat layer, and when the layer thickness is increased, the support layer is deepened and a large pile length is required. Even if friction piles are used, if the strength is low, the pile length must be increased or the pile diameter must be increased, and the number of piles must be increased to reduce the working load per unit. Arise. Although it is conceivable to use a PHC pile with a knot to take friction, the pile diameter becomes large and it is required to establish a reliable joining method with the support frame.

すなわち、泥炭層のように軟弱層厚が大きく、強度が非常に小さい地盤であると、大掛かりで過大な基礎を構築する必要が生じてしまう。このため、作用する荷重が比較的小さい構造物、例えば太陽電池アレイを設置するための基礎構造として、施工性、経済性に優れる杭基礎構造を開発することが強く望まれていた。 That is, it is necessary to construct a large and excessive foundation if the ground has a soft layer thickness and a very low strength like a peat layer. For this reason, it has been strongly desired to develop a pile foundation structure excellent in workability and economy as a foundation structure for installing a structure having a relatively small acting load, for example, a solar cell array.

本発明は、上記事情に鑑み、施工性、経済性に優れ、軟弱地盤上に、作用する荷重が比較的小さい構造物、例えば太陽電池アレイ等を設置する際に用いて好適な杭基礎構造を提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, the present invention provides a pile foundation structure that is excellent in workability and economy, and suitable for use when installing a structure having a relatively small load, such as a solar cell array, on soft ground. The purpose is to provide.

上記の目的を達するために、この発明は以下の手段を提供している。 In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.

本発明の杭基礎構造は、支持物を接続し、該支持物を支持するための杭基礎構造であって、木杭と、上端側の開口を閉塞する接続板部を備えて略筒状に形成された鋼管キャップとを備え、前記木杭の杭頭側に前記鋼管キャップを被せて設置し、前記鋼管キャップの接続板部に前記支持物を接続して前記支持物を支持するように構成されており、前記鋼管キャップの長さが、前記木杭の地上に配される部分と、地中の凍結深さ及び腐食の発生が予測される深さの部分と、を被覆するように設定されていることを特徴とする。 The pile foundation structure of the present invention is a pile foundation structure for connecting a support and supporting the support, and includes a wooden pile and a connection plate portion that closes the opening on the upper end side, and has a substantially cylindrical shape. A steel pipe cap formed, and is configured to cover the steel pipe cap on the pile head side of the wooden pile and connect the support to the connection plate portion of the steel pipe cap to support the support The length of the steel pipe cap is set so as to cover the portion of the wooden pile placed on the ground and the portion of the ground where the freezing depth and the occurrence of corrosion are predicted. It is characterized by being.

さらに、本発明の杭基礎構造においては、前記木杭と前記鋼管キャップの間に樹脂材を注入充填して構成されていることがより望ましい。
また、本発明の杭基礎構造においては、前記木杭における前記鋼管キャップが取り付けられる前記杭頭側の部分が、他の下方部分よりも小径に形成されていることがより望ましい。
Furthermore, in the pile foundation structure of this invention, it is more desirable to inject and fill the resin material between the wooden pile and the steel pipe cap.
Moreover, in the pile foundation structure of this invention, it is more desirable that the part by the side of the said pile head to which the said steel pipe cap in the said wooden pile is attached is formed in a smaller diameter than the other lower part.

本発明の杭基礎構造においては、予め鋼管キャップを被せた木杭を油圧ショベルなどの建設機械を用いて地盤に打設し、鋼管キャップの接続板部に支持物を接続することで、容易に且つ好適に支持物を保持して設置することができる。 In the pile foundation structure of the present invention, a wooden pile covered with a steel pipe cap in advance is placed on the ground using a construction machine such as a hydraulic excavator, and a support is connected to the connecting plate portion of the steel pipe cap. In addition, the support can be suitably held and installed.

そして、このように木杭と鋼管キャップを備えて杭基礎構造を構成すると、例えば鋼管杭を用いた場合と比較し、所望の支持耐力を確保しつつ、杭長を大幅に短くでき、且つ大幅に施工コスト（材工）を削減することが可能になる。 And if it comprises a wooden pile and a steel pipe cap in this way and constitutes a pile foundation structure, compared with the case where a steel pipe pile is used, for example, pile length can be shortened significantly, ensuring desired bearing strength, and drastically It is possible to reduce the construction cost (material work).

本発明の一実施形態に係る杭基礎構造を用いて太陽電池アレイを設置した状態を示す図である。It is a figure which shows the state which installed the solar cell array using the pile foundation structure which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る杭基礎構造を示す図である。It is a figure which shows the pile foundation structure which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る杭基礎構造を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the pile foundation structure which concerns on one Embodiment of this invention.

以下、図１から図３を参照し、本発明の一実施形態に係る杭基礎構造について説明する。なお、本実施形態では、本発明に係る杭基礎構造で支持する支持物が太陽電池アレイやこれを保持するための支持フレームであるものとして説明を行う。 Hereinafter, a pile foundation structure according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3. In addition, in this embodiment, it demonstrates as what the support body supported by the pile foundation structure which concerns on this invention is a solar cell array or a support frame for holding this.

すなわち、本実施形態は、図１に示すように、鋼材を組み付けて形成され、太陽電池アレイ（支持物）１を所定の角度で支持するための支持フレーム（支持物）２を接続し、この支持フレーム２及び太陽電池アレイ１を支持するための杭基礎構造Ａに関するものである。 That is, as shown in FIG. 1, this embodiment is formed by assembling steel materials, and connecting a support frame (support) 2 for supporting the solar cell array (support) 1 at a predetermined angle. This relates to a pile foundation structure A for supporting the support frame 2 and the solar cell array 1.

言い換えれば、本実施形態は、泥炭地盤等の軟弱層が存在し強度が低い地盤Ｇ上に、太陽電池アレイ１のような作用する荷重が比較的小さい構造物（支持物）を設置する際に用いて特に好適な杭基礎構造Ａに関するものであり、その適用対象を、必ずしも太陽電池アレイ１や支持フレーム２に限定してなくてもよい。 In other words, in the present embodiment, when a structure (support) having a relatively small acting load such as the solar cell array 1 is installed on the ground G where a soft layer such as peat ground exists and has low strength. It is related to a pile foundation structure A that is particularly suitable for use, and its application target is not necessarily limited to the solar cell array 1 or the support frame 2.

具体的に、本実施形態の杭基礎構造Ａは、図１から図３に示すように、木杭３が主な構成要素とされている。 Specifically, as shown in FIGS. 1 to 3, the pile foundation structure A of the present embodiment includes a wooden pile 3 as a main component.

また、本実施形態では、この木杭３が杭頭３ａ側の所定の長さ部分に鋼管キャップ４を被せ、杭頭３ａ側を鋼管杭のようにして構成されている。鋼管キャップ４の長さＬは、地上に配される部分と、例えば地中の凍結深さ、腐食の発生が予測される深さの部分とを鋼管キャップ４で被覆できるように設定されている。 Moreover, in this embodiment, this wooden pile 3 is comprised so that the steel pipe cap 4 may be covered to the predetermined length part by the side of the pile head 3a, and the pile head 3a side may be made like a steel pipe pile. The length L of the steel pipe cap 4 is set so that the steel pipe cap 4 can cover a portion disposed on the ground and a portion having a depth of freezing in the ground and a depth at which corrosion is expected to occur, for example. .

また、鋼管キャップ４は、円筒状の鋼管本体部４ａと鋼管本体部４ａの上端側の開口を閉塞するように取り付けられた接続板部４ｂとを備えて略筒状に形成されている。さらに、メッキ処理など、その表面を防腐処理や超撥水処理して形成されている。 Moreover, the steel pipe cap 4 is provided with the cylindrical steel pipe main-body part 4a and the connection board part 4b attached so that the opening of the upper end side of the steel pipe main-body part 4a may be obstruct | occluded, and is formed in the substantially cylindrical shape. Furthermore, the surface is formed by antiseptic treatment or super water-repellent treatment such as plating.

さらに、本実施形態では、鋼管キャップ４を取り付ける木杭３の杭頭３ａ側が他の下方部分よりも小径にして形成されている。そして、鋼管キャップ４及び木杭３の杭頭３ａ側には、ボルト挿通孔５が貫通形成されており、このボルト挿通孔５に通しボルト６を挿通しナットを締結することで、木杭３に鋼管キャップ４を一体に固定して取り付けることができる。 Furthermore, in this embodiment, the pile head 3a side of the wooden pile 3 to which the steel pipe cap 4 is attached is formed with a smaller diameter than the other lower part. A bolt insertion hole 5 is formed through the steel pipe cap 4 and the pile head 3a side of the wooden pile 3. By inserting a bolt 6 through the bolt insertion hole 5 and fastening a nut, the wooden pile 3 The steel pipe cap 4 can be fixed and attached integrally.

また、鋼管キャップ４の天端を形成する接続板部４ｂには、例えば内面に雌ネジの螺刻を施した複数の接続孔７が穿設されており、この接続孔７にボルトを螺合させるなどして支持フレーム２の鋼材を接続できるように構成されている。 Further, the connection plate portion 4b that forms the top end of the steel pipe cap 4 is provided with a plurality of connection holes 7 in which, for example, internal threads are threaded, and bolts are screwed into the connection holes 7. For example, the steel material of the support frame 2 can be connected.

そして、上記のように構成した本実施形態の杭基礎構造Ａを設置する際には、鋼管キャップ４を取り付けた状態で（あるいは鋼管キャップ４を外した状態で）、木杭３を、木杭打込み用アタッチメントを取り付けた油圧ショベルなどの建設機械を用いて地盤Ｇに打設する。 And when installing the pile foundation structure A of this embodiment comprised as mentioned above, with the steel pipe cap 4 attached (or with the steel pipe cap 4 removed), the wooden pile 3 It is placed on the ground G using a construction machine such as a hydraulic excavator to which the attachment for driving is attached.

また、地盤Ｇの所定深度まで打設した状態で、鋼管キャップ４の接続板部４ｂ側から杭基礎構造Ａの木杭３と鋼管キャップ４の間にエポキシ樹脂などの樹脂材を注入・充填する。 In addition, a resin material such as epoxy resin is injected and filled between the wooden pile 3 of the pile foundation structure A and the steel pipe cap 4 from the connection plate portion 4b side of the steel pipe cap 4 in a state where the ground G is driven to a predetermined depth. .

これにより、木杭３を用いた場合であっても、鋼管キャップ４によってその腐食を防止し、また凍結融解の影響を防ぐことができる。また、樹脂材を注入することで、木杭３と鋼管キャップ４の隙間をなくすことができ、且つ木杭３の杭頭３ａ側のさらなる腐食防止を図ることができる。 Thereby, even if it is a case where the wooden pile 3 is used, the corrosion can be prevented with the steel pipe cap 4, and the influence of freezing and thawing can be prevented. Moreover, by inject | pouring a resin material, the clearance gap between the wooden pile 3 and the steel pipe cap 4 can be eliminated, and the further corrosion prevention by the side of the pile head 3a of the wooden pile 3 can be aimed at.

ここで、上記構成からなる本実施形態の杭基礎構造Ａと、従来の鋼管杭を泥炭地盤Ｇに打設し、同一荷重に対する耐力を確認した。この結果、杭径φ１３９．８ｍｍ、板厚３．５ｍｍ、杭長７．０ｍの先端羽根付きの鋼管杭と同等の耐力が、末口径φ１６ｃｍ、杭長５．６ｍ、鋼管キャップ（直径φ１６５．２ｍｍ、板厚４．５ｍｍ、長さ０．８ｍ）付きの本実施形態の杭基礎構造Ａで得られることが確認された。 Here, the pile foundation structure A of the present embodiment having the above-described configuration and a conventional steel pipe pile were placed on the peat ground G, and the yield strength against the same load was confirmed. As a result, the proof strength equivalent to the steel pipe pile with a tip blade of pile diameter φ139.8mm, plate thickness 3.5mm, pile length 7.0m is the end diameter φ16cm, pile length 5.6m, steel pipe cap (diameter φ165.2mm It was confirmed that the pile foundation structure A of the present embodiment with a thickness of 4.5 mm and a length of 0.8 m was obtained.

したがって、本実施形態の杭基礎構造Ａにおいては、木杭３を油圧ショベルなどの建設機械を用いて地盤Ｇに打設し、鋼管キャップ４の接続板部４ｂに支持フレームなどの支持物２を接続することで、容易に且つ好適に（安定的に）太陽電池アレイ１を保持して設置することができる。 Therefore, in the pile foundation structure A of the present embodiment, the wooden pile 3 is driven on the ground G using a construction machine such as a hydraulic excavator, and the support 2 such as a support frame is attached to the connection plate portion 4b of the steel pipe cap 4. By connecting, the solar cell array 1 can be easily and suitably (stablely) held and installed.

そして、このように木杭３と鋼管キャップ４を備えて杭基礎構造Ａを構成すると、鋼管杭を用いた場合と比較し、所望の支持耐力を確保しつつ、杭長を大幅に短くできる。さらに、施工が容易になるとともに安価な木杭３を用いることで大幅に施工コスト（材工）を削減することが可能になる。 And if the pile foundation structure A is comprised by providing the wooden pile 3 and the steel pipe cap 4 in this way, compared with the case where a steel pipe pile is used, pile length can be shortened significantly, ensuring a desired bearing strength. Furthermore, construction becomes easy and construction costs (material work) can be significantly reduced by using inexpensive wooden piles 3.

以上、本発明に係る杭基礎構造の一実施形態について説明したが、本発明は上記の一実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。 As mentioned above, although one embodiment of the pile foundation structure concerning the present invention was described, the present invention is not limited to the above-mentioned one embodiment, and can be suitably changed in the range which does not deviate from the meaning.

１太陽電池アレイ（支持物）
２支持フレーム（支持物）
３木杭
３ａ杭頭
４鋼管キャップ
４ａ鋼管本体部
４ｂ接続板部
５ボルト挿通孔
６通しボルト
７ボルト孔
Ａ太陽電池アレイ用杭基礎構造
Ｇ地盤 1 Solar cell array (support)
2 Support frame (support)
3 Wooden pile 3a Pile head 4 Steel pipe cap 4a Steel pipe body 4b Connection plate 5 Bolt insertion hole 6 Through bolt 7 Bolt hole A Pile foundation structure G for solar cell array Ground

Claims

支持物を接続し、該支持物を支持するための杭基礎構造であって、
木杭と、
上端側の開口を閉塞する接続板部を備えて略筒状に形成された鋼管キャップとを備え、
前記木杭の杭頭側に前記鋼管キャップを被せて設置し、前記鋼管キャップの接続板部に前記支持物を接続して前記支持物を支持するように構成されており、
前記鋼管キャップの長さが、前記木杭の地上に配される部分と、地中の凍結深さ及び腐食の発生が予測される深さの部分と、を被覆するように設定されていることを特徴とする杭基礎構造。 A pile foundation structure for connecting a support and supporting the support,
With wooden piles,
A steel pipe cap formed in a substantially cylindrical shape with a connecting plate portion that closes the opening on the upper end side;
The steel pipe cap is placed on the pile head side of the wooden pile, and the support is connected to the connection plate portion of the steel pipe cap to support the support ,
The length of the steel pipe cap is set so as to cover the portion of the wooden pile that is disposed on the ground and the portion of the depth where the underground freezing depth and corrosion are expected to occur . Pile foundation structure characterized by

請求項１に記載の杭基礎構造において、
前記木杭と前記鋼管キャップの間に樹脂材を注入充填して構成されていることを特徴とする杭基礎構造。 In the pile foundation structure according to claim 1 ,
A pile foundation structure comprising a resin material injected and filled between the wooden pile and the steel pipe cap.

請求項１または請求項２に記載の杭基礎構造において、
前記木杭における前記鋼管キャップが取り付けられる前記杭頭側の部分が、他の下方部分よりも小径に形成されていることを特徴とする杭基礎構造。 In the pile foundation structure according to claim 1 or claim 2,
The pile foundation structure characterized by the said pile head side part to which the said steel pipe cap in the said wooden pile is attached being formed in a smaller diameter than the other lower part .