JP6424061B2

JP6424061B2 - 基礎杭およびその設置方法

Info

Publication number: JP6424061B2
Application number: JP2014210341A
Authority: JP
Inventors: 正典岩島
Original assignee: 北栄鉄工株式会社
Priority date: 2014-10-15
Filing date: 2014-10-15
Publication date: 2018-11-14
Anticipated expiration: 2034-10-15
Also published as: JP2016079619A

Description

本発明は、基礎杭およびその設置方法に関する。

例えば、野立て太陽光発電のソーラーパネル（太陽電池パネル）の架台を設置する際、コンクリート基礎を構築してその上にパネル架台を構築する方法があるが、コンクリートの養生に時間がかかり、まだ残土処理が煩わしいという問題があった。そのため、今日では、鋼管の外周にスクリュー羽根をスパイラル状に巻き回したスクリュー杭（螺旋杭またはスパイラル杭ともいう。）を利用した基礎杭方式が普及し始めている（例えば、特許文献１参照。）。

スクリュー杭を利用した基礎杭方式は、そのスクリュー杭を回転させて地中に貫入させ、地中の土砂を側方に押圧して圧縮することにより、支承力を得るもので、コンクリートの基礎工事を要さず、工期の短縮にも資する方式である。

特開２０１０‐２３６３４４号公報

ところで、ソーラーパネルは、パネル面の設置角度等によって発電効率が大きく左右されるため、ソーラーパネル用のスクリュー杭は、最適な発電効率となるように測量を精微に実施した上で設置する必要がある。この際、例えば、地面に赤色等に着色した割り箸を差し込み、土木測量やスクリュー杭の設置箇所の目印としている。

しかし、割り箸等の目印を仮設置した場合には、ソーラーパネル用のスクリュー杭を設置する際に、その目印を撤去する必要があるため、スクリュー杭を連続して設置することができず、作業効率が悪いという問題がある。

また、スクリュー杭を設置する際に、目印を撤去するため、どうしても設置位置に誤差が生じやすく、スクリュー杭の設置精度に影響を与える恐れがある。

そこで、本発明はこのような問題点に着目してなされたもので、スクリュー杭を設置する際に目印を撤去する必要がなく、作業効率が良く、かつ、スクリュー杭の設置精度を向上させることができる基礎杭およびその設置方法を提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明に係る基礎杭は、中空状の鋼管の外周面にスクリュー羽根が設けられ、その先端部は開放している一方、後端部は回転装置と連結されて回転させることにより先端部から地盤中に進入して設置されるスクリュー杭と、前記スクリュー杭の設置箇所に突き刺して前記スクリュー杭の設置箇所の位置決めに使用すると共に、平面視の最大幅が前記スクリュー杭の内径とほぼ同じであって前記スクリュー杭の中に入る位置決め部材とを有し、前記位置決め部材は、前記スクリュー杭の設置箇所に突き刺す軸部と、その軸部の長手方向の中間に設けられ、平面視の最大幅が前記スクリュー杭の内径とほぼ同じであり、その中心に前記軸部を通して、前記スクリュー杭の中に前記位置決め部材が入った際、前記スクリュー杭の中心と前記軸部の中心が略一致するように前記スクリュー杭を案内する中心案内部とを備え、前記軸部先端は前記中心案内部よりも突出する一方、前記中心案内部は前記軸部の軸心に対し点対称をなす下端部または下側面を有し、前記軸部の軸心に対し点対称をなす前記中心案内部の下端部または下側面は前記軸部の軸心に対し垂直な一の垂直面上に位置することを特徴とする。
ここで、前記スクリュー杭は、後端部も開放しており、先端部から通した前記位置決め部材が後端部から取出し可能に構成されているとさらに良い。
また、前記位置決め部材は、その上端部に目印が設けられているとさらに良い。
また、本発明に係る基礎杭の設置方法は、上述のいずれかの基礎杭における前記位置決
め部材を前記スクリュー杭の設置箇所に埋標する工程と、設置箇所に突き刺された前記位
置決め部材の上端部から前記スクリュー杭の先端部を通す工程と、前記スクリュー杭の内
部に前記位置決め部材を入れた状態で前記スクリュー杭を回転させて前記スクリュー杭を
その設置箇所に設置する工程と、を有することを特徴とする。
ここで、前記位置決め部材を埋標する工程では、前記位置決め部材を目印とした測量に
より前記スクリュー杭の設置箇所を特定し、特定した前記スクリュー杭の設置箇所に前記
位置決め部材を埋標するようにしても良い。

本発明に係る基礎杭およびその設置方法は、中空状の鋼管で先端部が開放しているスクリュー杭と、平面視の最大幅がスクリュー杭の内径以下であってスクリュー杭の中に入る位置決め部材とから構成したため、スクリュー杭の設置箇所に予め位置決め部材を設置しておき、その位置決め部材の上方からスクリュー杭の先端部を挿入してスクリュー杭を設置することが可能となる。
そのため、スクリュー杭を設置する際に、目印である位置決め部材を撤去する必要がなくなるため、スクリュー杭の連続的な設置作業が可能となり、作業効率が向上すると共に、スクリュー杭の設置精度を向上させることができる。

本発明に係る実施形態の基礎杭の上に架台を設置し、その上にソーラーパネルを設定した状態を示す図である。本発明に係る実施形態の基礎杭の構成を示す正面図である。本発明に係る実施形態の基礎杭の特徴を示す図である。本発明に係る実施形態の基礎杭の設置方法において位置決め部材を地盤に打ち込んだ状態を示す図である。本発明に係る実施形態の基礎杭の設置方法において位置決め部材の上方にスクリュー杭を移動させた状態を示す図である。本発明に係る実施形態の基礎杭の設置方法においてスクリュー杭の中に位置決め部材を入れた状態を示す図である。本発明に係る実施形態の基礎杭の設置方法においてスクリュー杭の中に位置決め部材を入れた状態でスクリュー杭を地盤中に打ち込んでいる状態を示す図である。本発明に係る実施形態の基礎杭の設置方法においてスクリュー杭の設置が完了した状態を示す図である。本発明に係る実施形態の基礎杭の設置方法においてスクリュー杭の設置が完了後、位置決め部材を撤去した状態を示す図である。本発明に係る実施形態の基礎杭における他の位置決め部材の例を示す図である。（ａ），（ｂ）それぞれ本発明に係る実施形態の基礎杭における位置決め部材における軸部の上端部の変形例を示す図である。

以下、本発明に係る基礎杭およびその設置方法の実施形態について説明する。尚、以下に説明する実施形態の基礎杭およびその設置方法は、ソーラーパネル（太陽電池モジュール）設置用の基礎杭およびその設置方法を一例として説明するが、本発明に係る基礎杭およびその設置方法は、ソーラーパネルの設置に限定されるものではない。

図１に示すように、実施形態の基礎杭１は、その上にソーラーパネル（太陽電池モジュール）２の架台３を設置するためのもので、頭部を突出した状態で地盤４中に埋め込まれるもので、図２に示すように、スクリュー杭１１と、位置決め部材１２とから構成される。

スクリュー杭１１は、中空状で円筒形の鋼管１１ａの外周面にスクリュー羽根１１ｂが螺旋状に設けられており、鋼管１１ａの先端部１１ａ１および後端部１１ａ２は所定の内径Ｒ１で開放していると共に、後端部１１ａ２付近の外周面には油圧式のオーガーや穴掘り建柱車（図示せず。）の回転装置と連結するための連結部１１ａ３が設けられている。

位置決め部材１２は、スクリュー杭１１の設置箇所の位置決めに使用するもので、図２や図３に示すように、先端部が地盤４に突き刺す軸部１２ａと、その軸部１２ａの長手方向の中間に設けられた中心案内部１２ｂとから構成される。

軸部１２ａは、所定の長さを有する鉄やアルミ、ステンレス製等の中空または中実の金属性の棒状部材、またはグラスファイバー等の金属以外の棒状部材から構成され、スクリュー杭１１の鋼管１１ａの内径Ｒ１よりも小さい外径であることを特徴とする。また軸部１２ａは、土木測量を容易に行うため、図１１（ａ）に示すように上端部に測量器に対する目印１２ｄを設けたり、長さが変更できるように伸縮可能に構成されていても良い。

中心案内部１２ｂは、例えば、同一形状の４枚の案内板１２ｂ１を９０度毎に接合してその中心である接合部分に軸部１２ａを通して構成したもので、図３に示すように、平面視の最大幅がスクリュー杭１１の鋼管１１ａの内径Ｒ１以下にして、スクリュー杭１１の鋼管１１ａの中をその先端部１１ａ１から後端部１１ａ２まで通るように構成している。

ここで、本実施形態では、図３に示すように、中心案内部１２ｂの平面視の最大幅をスクリュー杭１１の鋼管１１ａの内径Ｒ１と略同じかそれより僅か小さくして、スクリュー杭１１の鋼管１１ａの中に位置決め部材１２が入った場合、スクリュー杭１１の中心と位置決め部材１２の中心とがほぼ一致するように構成している。

また、本実施形態では、各案内板１２ｂ１の角部を図３に示すように斜めに切り欠くことによって、鋼管１１ａの中心と位置決め部材１２の中心とが少しずれていた場合には、鋼管１１ａの下端部が当って鋼管１１ａの中心を位置決め部材１２の中心へ案内する傾斜案内部１２ｂ２を設けている。ただし、傾斜案内部１２ｂ２を設けることは任意で、省略しても良いし、上部の角部のみに設けても良い。

また、本実施形態では、後述するように位置決め部材１２を何度も再利用するため、後述する図８に示すように、中心案内部１２ｂの下端部から軸部１２ａの上端部までの長さＨ１は、スクリュー杭１の設置完了後の突出高さ（長さ）Ｈ２とほぼ同じか、若干長くしている。ただし、スクリュー杭１１の設置完了後、位置決め部材１２を引き抜くことができるのであれば、その長さＨ１がスクリュー杭１の設置完了後の突出高さ（長さ）Ｈ２より短くても問題ない。

次に、以上のように構成されたソーラーパネル２の基礎杭１を使用した設置方法について説明する。

［位置決め部材の設置工程］
まずは、設置すべきソーラーパネル２やその架台３の配置図等に応じて測量を実施して、地盤４上において各スクリュー杭１１の設置箇所を決定し、各設置箇所にそれぞれ図４に示すように位置決め部材１２を突き刺して埋標していく。

この際、位置決め部材１２を測量の目印とし、スクリュー杭１１の設置箇所にそのまま埋標することができる。

［スクリュー杭の打設工程］
次に、図５に示すように、油圧式のオーガーや穴掘り建柱車（図示せず。）の作動アームの先端に装着されたスクリュー杭１１を地盤４上の各設置箇所に埋標した位置決め部材１２の上方に移動させ、位置決め部材１２に向かって下方へ降ろしていく。

すると、スクリュー杭１１の鋼管１１ａの先端部１１ａ１は開放しており、位置決め部材１２の軸部１２ａはスクリュー杭１１の鋼管１１ａの内径Ｒ１よりも非常に小さい外径であるから、極めて容易に軸部１２ａの上端部がスクリュー杭１１の鋼管１１ａの中に入る。

また、位置決め部材１２の中心案内部１２ｂの平面視の最大幅Ｗは、スクリュー杭１１の鋼管１１ａの内径Ｒ１以下で、鋼管１１ａの内径Ｒ１と略同じかそれより僅か小さいため、図６に示すように位置決め部材１２もスクリュー杭１１の鋼管１１ａの中を通ることになる。

その際、スクリュー杭１１の鋼管１１ａの中心と位置決め部材１２の中心がズレている場合、鋼管１１ａの下端縁が中心案内部１２ｂの上端面に当接して、鋼管１１ａの中に位置決め部材１２の中心案内部１２ｂが入っていかない場合がある。

しかし、このような場合でも、鋼管１１ａの下端縁を中心案内部１２ｂの上端面に当接しない位置になるまでスクリュー杭１１を水平方向に移動させるだけで、鋼管１１ａの中心と位置決め部材１２の中心とを一致させることが可能となり、鋼管１１ａの中に位置決め部材１２の中心案内部１２ｂが入っていくことになる。

そのため、位置決め部材１２の中心案内部１２ｂによってスクリュー杭１１の中心と位置決め部材１２の中心とが略一致するように案内できるため、測量して決めた設置箇所に正確にスクリュー杭１１を設置することが可能となる。

また、位置決め部材１２の中心案内部１２ｂを構成する４枚の案内板１２ｂの角部には、斜めに切り欠かれた傾斜案内部１２ｂ２が設けられているため（図５参照。）、鋼管１１ａの中心と位置決め部材１２の中心とが僅かずれていた場合は、鋼管１１ａの下端部が位置決め部材１２の中心案内部１２ｂを構成する案内板１２ｂ上部の傾斜案内部１２ｂ２に当って、スクリュー杭１１の中心と位置決め部材１２の中心とが一致するように円滑に案内することができる。

そして、オーガー（図示せず。）によってスクリュー杭１１を回転させると、図７に示すようにスクリュー杭１１はスクリュー羽根１１ｂによって地盤４中に打ち込まれて進入していくものの、位置決め部材１２は、４枚の案内板１２ｂ１を接合して構成された中心案内部１２ｂが抵抗となる。

尚、位置決め部材１２の軸部１２ａの下端側に上端側との異径部を設けた場合等は、回転止めとなる。

そのため、スクリュー杭１１の内部に位置決め部材１２を入れた状態でオーガー（図示せず。）等によりスクリュー杭１１を回転させても、図７に示すように位置決め部材１２は地盤４中に進入せずに、スクリュー杭１１のみがその設置箇所の地盤４中に進入（貫入）していくことになる。

その結果、従来とは異なり、スクリュー杭１１を設置際に位置決め部材１２を引き抜く必要なく、スクリュー杭１１を連続して設置することが可能となり、作業効率が向上して、工期を短縮することができる。

また、スクリュー杭１１を設置する際に、位置決め部材１２を撤去する必要がないため、スクリュー杭１１の設置位置に誤差が生じることもなくなり、スクリュー杭の設置精度が向上する。

［位置決め部材１２の引き抜き工程］
そして、スクリュー杭１が地盤４に所定の深さまで進入（貫入）し、スクリュー杭１の上端部からオーガー（図示せず。）の連結部を取外すと、図８に示すように、位置決め部材１２の中心案内部１２ｂの下端部から軸部１２ａの上端部までの高さ（長さ）Ｈ１は、スクリュー杭１の地盤４から突出する高さ（長さ）Ｈ２とほぼ同じかわずか大きく設計しているため、スクリュー杭１を地盤４中に打ち込んだ場合でも、位置決め部材１２の軸部１２ａの上端部が突出する。

そのため、スクリュー杭１１の設置完了後は、図９に示すように、スクリュー杭１１の後端部の開口部１１ａ２から位置決め部材１２を引き抜いて撤去することができる。

その結果、引き抜いた位置決め部材１２を再利用することが可能となり、廃棄物の少ない環境に優しい基礎杭１およびその設置方法を提供することができる。

以上説明したように、本実施形態の基礎杭１およびその設置方法によれば、その基礎杭１を中空状の鋼管１１ａで先端部１１ａ１が開放しているスクリュー杭１１と、平面視の最大幅Ｗがスクリュー杭１１の内径Ｒ１以下であってスクリュー杭１１の中に入る位置決め部材１２とから構成したため、スクリュー杭１１の設置箇所に予め位置決め部材１２を設置しておき、その位置決め部材１２の上方からスクリュー杭１１の先端部を挿入してスクリュー杭１１を設置することが可能となる。

そのため、スクリュー杭１１を設置する際に、目印である位置決め部材１２を撤去する必要がなくなるので、スクリュー杭１１の連続的な設置作業が可能となり、作業効率が向上すると共に、スクリュー杭の設置精度を向上させることができる。

また、スクリュー杭１１の設置完了後、スクリュー杭１１の後端部から位置決め部材１２を引き抜いて再利用することも可能となり、廃棄物の少ない環境に優しい基礎杭１を提供することができる。

尚、上記の説明では、位置決め部材１２は、図２や図３等に示すように、軸部１２ａと、４枚の案内板１２ｂ１を９０度毎に接合した中心案内部１２ｂから構成して説明したが、本発明ではこれに限らず、例えば、図１０に示すように、軸部１２ａと、スクリュー杭１１の鋼管１１ａの内径Ｒ１とほぼ同じか僅かに小さい直径Ｒ２の円盤形状の中心案内部１２ｃとにより構成しても良い。

また、スクリュー杭１の設置完了後、引き抜く際の便宜を考慮して、例えば、図１１（ｂ）に示すように引抜連結部１２ｅを設けるようにしても勿論良い。

１基礎杭
１１柱側金具
１１ａ鋼管
１１ａ１先端部
１１ａ２後端部
１１ａ３連結部
１１ｂスクリュー羽根
１２位置決め部材
１２ａ軸部
１２ｂ，１２ｃ中心案内部
１２ｂ１案内板
１２ｂ２傾斜案内部
１２ｄ目印
１２ｅ引抜連結部
２ソーラーパネル
３架台
４地盤

Claims

中空状の鋼管の外周面にスクリュー羽根が設けられ、その先端部は開放している一方、後端部は回転装置と連結されて回転させることにより先端部から地盤中に進入して設置されるスクリュー杭と、
前記スクリュー杭の設置箇所に突き刺して前記スクリュー杭の設置箇所の位置決めに使用すると共に、平面視の最大幅が前記スクリュー杭の内径とほぼ同じであって前記スクリュー杭の中に入る位置決め部材とを有し、
前記位置決め部材は、
前記スクリュー杭の設置箇所に突き刺す軸部と、
その軸部の長手方向の中間に設けられ、平面視の最大幅が前記スクリュー杭の内径とほぼ同じであり、その中心に前記軸部を通して、前記スクリュー杭の中に前記位置決め部材が入った際、前記スクリュー杭の中心と前記軸部の中心が略一致するように前記スクリュー杭を案内する中心案内部とを備え、
前記軸部先端は前記中心案内部よりも突出する一方、前記中心案内部は前記軸部の軸心に対し点対称をなす下端部または下側面を有し、前記軸部の軸心に対し点対称をなす前記中心案内部の下端部または下側面は前記軸部の軸心に対し垂直な一の垂直面上に位置することを特徴とする基礎杭。
請求項１記載の基礎杭において、
前記スクリュー杭は、後端部も開放しており、先端部から通した前記位置決め部材が後端部から取出し可能に構成されていることを特徴とする基礎杭。
請求項１または請求項２に記載の基礎杭において、
前記位置決め部材は、その上端部に目印が設けられていることを特徴とする基礎杭。
請求項１〜請求項３のいずれか一の請求項に記載の基礎杭における前記位置決め部材を前記スクリュー杭の設置箇所に埋標する工程と、
設置箇所に突き刺された前記位置決め部材の上端部から前記スクリュー杭の先端部を通す工程と、
前記スクリュー杭の内部に前記位置決め部材を入れた状態で前記スクリュー杭を回転させて前記スクリュー杭をその設置箇所に設置する工程と、
を有することを特徴とする基礎杭の設置方法。
請求項４に記載の基礎杭の設置方法において、
前記位置決め部材を埋標する工程では、前記位置決め部材を目印とした測量により前記スクリュー杭の設置箇所を特定し、特定した前記スクリュー杭の設置箇所に前記位置決め部材を埋標することを特徴とする基礎杭の設置方法。