JP5856511B2

JP5856511B2 - 杭基礎構造

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Publication number: JP5856511B2
Application number: JP2012059805A
Authority: JP
Inventors: 正彦高草木
Original assignee: Hory Corp
Current assignee: Hory Corp
Priority date: 2012-03-16
Filing date: 2012-03-16
Publication date: 2016-02-09
Anticipated expiration: 2032-03-16
Also published as: JP2013194365A

Description

本発明は、地盤上に設置される構築物のための杭基礎構造に係り、例えば、太陽光発電のためのソーラーパネル設置架台や、建築現場用仮設足場、さらには、仮設住宅等の各種の構築物を地盤に固定するために利用できるものである。

下記の特許文献１には、地盤上に設置される構築物のための杭基礎構造が示されている。この杭基礎構造は、地盤内に侵入する部分の外周面に螺旋羽根が設けられ、この螺旋羽根が地盤内にねじ込まれるとともに、頭部が地表面に露出する杭と、この頭部と構築物との間に介設され、杭と構築物との位置関係を水平の直交二方向に調整可能とする水平方向調整部材とを含んで構成されるものとなっている。水平方向調整部材は、構築物の支柱が立設される取付板であり、この取付板には、水平の直交二方向のうち、一つの方向に長い長孔が形成されており、また、取付板が載置される杭の頭部には、基板が結合されており、この基板には、杭の中心部から放射状に延びる複数の長孔が設けられている。

この杭基礎構造では、杭を、螺旋羽根を地盤中にねじ込み侵入させて地盤に固定するとともに、杭の頭部に設けられている基板を地表面に露出させ、この後に、この基板の上に取付板を載置し、この取付板の長孔と、基板に放射状に複数形成されている長孔のうち、取付板の長孔と直交する位置関係になっている長孔とにボルトを挿入し、このボルトと、このボルトに螺合されるナットとにより、杭の頭部の基板と、構築物の支柱が立設される取付板とを結合することが行われる。

そして、この杭基礎構造では、ボルトが挿入された基板の長孔と取付板の長孔とが、水平の直交二方向に長い長孔になっているため、これらの長孔の調整作用により、杭と構築物の支柱との位置関係を水平の直交二方向（例えば、前後方向と左右方向）に調整することになる。

特開２００７−２０５１０８号公報

しかし、上述の杭基礎構造では、杭の外周面に設けられている螺旋羽根の地盤内へのねじ込み深さにより、地表面に露出する杭の頭部の基板の高さレベルが決まるため、構築物の支柱の高さレベルは、螺旋羽根の地盤内へのねじ込み深さによって決定されることになる。このため、杭を専用機で回転させてこの杭の螺旋羽根を地盤内にねじ込み、これにより、構築物の支柱の所定の高さレベルを得られる深さまで杭を地盤内に侵入させたとき、基板に放射状に複数形成されている長孔のうち、どれかの長孔が必ず取付板の長孔と直交する位置関係になっているとは限らない。

このため、基板に放射状に複数形成されている長孔のうち、どれかの長孔を取付板の長孔と直交する位置関係にさせるためには、杭の螺旋羽根の地盤内へのねじ込み深さを調整しなければならず、これによると、杭の地盤内への侵入深さが変わるため、構築物の支柱を正確に所定の高さレベルで地盤上に設置することは困難であり、また、構築物を複数の杭基礎構造で支持する場合には、杭の地盤内への侵入深さが変わることにより、それぞれの杭基礎構造における地表面に露出する杭の頭部の基板の高さレベルが不揃いとなり、構築物が不陸となってしまうという問題も生ずる。

本発明の目的は、杭と構築物との位置関係を水平方向の直交二方向に調整できるとともに、構築物を容易かつ正確に所定の高さレベルで地盤上に設置することができる杭基礎構造を提供するところにある。

本発明に係る杭基礎構造は、地盤上に設置される構築物のための杭基礎構造であって、前記地盤内に侵入する部分の外周面に螺旋羽根が設けられ、この螺旋羽根が前記地盤内にねじ込まれるとともに、頭部が地表面に露出する杭と、この頭部と前記構築物との間に介設され、前記杭と前記構築物との位置関係を水平の直交二方向に調整可能とする水平方向調整部材とを含んで構成される杭基礎構造において、前記杭と水平方向調整部材との間に、前記杭を中心に回転させることにより前記杭に対する高さ位置が変化するねじ式高さ調整手段が設けられていることを特徴とするものである。

本発明に係る杭基礎構造では、杭と水平方向調整部材との間に、杭を中心に回転させることにより杭に対する高さ位置が変化するねじ式高さ調整手段が設けられているため、このねじ式高さ調整手段を杭を中心に回転させると、杭に対するねじ式高さ調整手段の高さ位置が変化するとともに、このねじ式高さ調整手段の上に配置される水平方向調整部材の高さ位置及びこの水平方向調整部材の上に設置される構築物の高さ位置が変化し、これにより、構築物を容易に所定の高さレベルに設定することができる。

また、この杭基礎構造の高さ調整手段は、杭を中心に回転させることにより杭に対する高さ位置が変化するねじ式のものとなっているため、杭に対する高さ調整手段の高さ位置を無段階式に調整することができ、このため、水平方向調整部材の高さ位置を正確に設定できて、構築物を所定の高さレベルに正確に設定することが可能となる。

また、本発明に係る杭基礎構造には、ねじ式高さ調整手段と構築物との間において、杭と構築物との位置関係を水平の直交二方向に調整可能とする水平方向調整部材が介設されているため、この水平方向調整部材により、杭と構築物との位置関係を水平の直交二方向に調整できることになる。

本発明において、ねじ式高さ調整手段は、杭を中心に回転させることにより杭に対する高さ位置が変化するねじ式のものであれば、任意の部材で構成された任意の構造のものでよい。その一例のねじ式高さ調整手段は、杭の頭部に立設固定される雄ねじ棒と、この雄ねじ棒に螺合する昇降ナットを備え、上面に水平方向調整部材が載置される昇降部材とを含んで構成されるものである。また、他の例のねじ式高さ調整手段は、上面に水平方向調整部材が載置される昇降部材と、この昇降部材の下面に結合されて下向きに延びる雄ねじ棒と、この雄ねじ棒を螺入させるために、杭の頭部に固定されるナットとを含んで構成されるものである。

これらのねじ式高さ調整手段では、昇降部材を杭を中心に回転させることにより、雄ねじ棒のねじ昇降案内作用により、杭に対する昇降部材の高さ位置が変化することになる。

このようなねじ式高さ調整手段においては、昇降部材の本体を、内部に杭の頭部が収納される筒状としてもよい。

このようにねじ式高さ調整手段における昇降部材の本体を、内部に杭の頭部が収納される筒状とすると、地表面に露出する杭の頭部を昇降部材の筒状の本体によって風雨等から保護できることになるため、杭の耐久性を向上させることができる。

また、杭の頭部を、外周面に前記螺旋羽根が設けられている杭の本体の頂部に被冠固定されたキャップ部材によって形成し、このキャップ部材の外径を、杭の本体の外径よりも大きい寸法にするとともに、昇降部材の本体の内径を、キャップ部材の外径と同じ又はこの外径よりも僅かに大きい寸法にしてもよい。

これによると、昇降部材を回転させることによってこの昇降部材を杭に対して昇降させる際に、杭の外周面と昇降部材の本体の内周面とが接触することがあっても、この接触は、キャップ部材と、このキャップ部材の箇所と対応する昇降部材の本体の内周面の一部とにおいて生じ、上記接触が、昇降部材の本体の内周面の上下に長い領域や杭の本体の外周面の上下に長い領域に渡って生ずることはないため、昇降部材を杭に対して昇降させるために行う昇降部材の回転操作を、杭との回転摩擦力を小さくして容易に行えることになる。

また、昇降部材の本体の内径を、キャップ部材の外径と同じ又はこの外径よりも僅かに大きい寸法にすることにより、構築物に作用する外力等により、昇降部材が杭に対して倒れる方向に変位しても、昇降部材の本体の内周面が直ちにキャップ部材の外周面に接触するため、この倒れる方向への昇降部材の変位を防止することができる。

また、ねじ式高さ調整手段を、上述したように、杭の頭部に立設固定される雄ねじ棒と、この雄ねじ棒に螺合する昇降ナットを備え、上面に水平方向調整部材が載置される昇降部材とを含んで構成する場合には、この昇降部材に、雄ねじ棒が螺入される昇降ナットが結合されることになる。

これによると、昇降部材を杭に対して回転させることにより、昇降部材は、雄ねじ棒に案内されて昇降することになる。

このようにねじ式高さ調整手段を構成する場合には、昇降ナットから上方へ延出する雄ねじ棒の上部に固定ナットを螺合し、この固定ナットにより、昇降部材の上面に載置される水平方向調整部材を昇降部材に固定できるようになる。

そして、固定ナットが螺合される雄ねじ棒の上部を、水平方向調整部材の上面から突出させず、水平方向調整部材の上面よりも下側の高さ位置において、固定ナットを雄ねじ棒の上部に螺合させるようにしてもよい。

これによると、固定ナットが螺合される雄ねじ棒の上部は、水平方向調整部材の上面から突出していないため、水平方向調整部材の上面に、雄ねじ棒の上部に影響されることなく、構築物を安定させて載置固定することができるようになる。

また、水平方向調整部材を、構築物が載置される高位部材と、この高位部材の下側に配置され、雄ねじ棒の上部が上下に貫通する低位部材とを含んで構成されたものとし、高位部材と低位部材との間に、雄ねじ棒の上部に螺合された固定ナットを操作するための工具が挿入可能となった空間部を設けてもよい。

これによると、固定ナットにより、昇降部材の上面に載置される水平方向調整部材を昇降部材に固定するための作業を行う際に、高位部材と低位部材との間に設けられた上記空間部から固定ナットを操作するための工具が挿入できるため、この作業を容易に行うことができる。

また、水平方向調整部材には、雄ねじ棒の上部が上下に貫通する孔を形成するとともに、この孔を、前述した水平の直交二方向のうち、一つの方向に長い長孔とし、水平方向調整部材には、この水平方向調整部材と構築物とを結合するためのボルトが挿入される孔も形成し、この孔を、水平の直交二方向のうち、他の方向に長い長孔としてもよい。

これによると、水平方向調整部材には、互いに直交する水平の二方向に長い長孔が形成されることになるため、杭と構築物との位置関係を水平の直交二方向に調整することができるようになる。

以上説明した本発明に係る杭基礎構造は、任意の構築物を地盤上に設置するために用いることができ、この構築物は、例えば、太陽光発電のためのソーラーパネル設置架台でもよく、建築現場や解体現場等で構築される仮設足場でもよく、さらには仮設住宅等でもよい。

また、構築物を地盤上に設置するために用いられる本発明に係る杭基礎構造の個数は、１個でもよく、複数個でもよい。すなわち、本発明に係る杭基礎構造は、１個だけで構築物を地盤上に設置するものでよく、複数個により構築物を地盤上に設置するものでよい。

本発明によると、杭と構築物との位置関係を水平方向の直交二方向に調整できるとともに、構築物を容易かつ正確に所定の高さレベルで地盤上に設置できるという効果を得られる。

図１は、本発明の一実施形態に係る杭基礎構造が適用された構築物である太陽光発電のためのソーラーパネル設置架台を示す側面図である。図２は、図１のソーラーパネル設置架台の要部を示す正面図である。図３は、図１及び図２で示されている杭基礎構造の全体を示す正面図である。図４は、図３で示されている杭基礎構造の分解図である。図５は、杭基礎構造の構成部材である杭を示し、（Ａ）は、杭の平面図、（Ｂ）は、杭の要部の正面図である。図６は、杭基礎構造のねじ式高さ調整手段の構成部材である昇降部材を示し、（Ａ）は、昇降部材の平面図、（Ｂ）は、昇降部材の一部を破断した正面図である。図７は、水平方向調整部材を示し、（Ａ）は、水平方向調整部材の平面図、（Ｂ）は、水平方向調整部材の正面図である。図８は、杭の頭部の上にねじ式高さ調整手段の昇降部材をセットしたときを示す正断面図である。図９は、昇降部材の上に水平方向調整部材をセットしたときを示す正面図である。図１０は、図９のときの水平方向調整部材を示す平面図である。

以下に本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。図１には、本発明の一実施形態に係る杭基礎構造１０により地盤５上に設置された構築物の側面図が示されており、この構築物は、太陽光発電のためのソーラーパネル設置架台１である。多数のソーラーパネル２が設置されるこの架台１のベース部材３は、後側（図１では右側）に開口したチャンネル材であり、架台１の桁材となって２本設けられているベース部材３のそれぞれが、本実施形態に係る杭基礎構造１０により地盤５上に固定配置されている。

図２には、１本のベース部材３について複数個設けられている杭基礎構造１０が拡大して示されており、また、図３には、杭基礎構造１０の全体が示され、図４には、杭基礎構造１０の分解図が示されている。図４から分かるように、杭基礎構造１０は、杭１１と、この杭１１の頭部に立設固定される雄ねじ棒１２と、この雄ねじ棒１２を介して杭１１の頭部に取り付けられる昇降部材１３と、この昇降部材１３の上面に載置される水平方向調整部材１５とを含んで構成され、この水平方向調整部材１５の上面に上述のベース部材３が載置固定される。

そして、本実施形態では、後述の説明で明らかになるように、雄ねじ棒１２と昇降部材１３を含む部材により、ねじ式高さ調整手段１４が構成されている。

杭１１の鋼管で形成されている本体１１Ａの外周面には螺旋羽根２０が設けられており、この螺旋羽根２０は、本実施形態では、本体１１Ａに上下の間隔を開けて複数個（図示例では３個）設けられている。螺旋羽根は、上下の間隔を開けずに連続して形成されたものでもよく、あるいは、周長が本体１１Ａの一周よりも小さい複数個のピース部材を、本体１１Ａの一周よりも短い間隔を開けて螺旋状に配置することにより形成したものでもよい。杭１０の本体１１Ａの下端には、三角錐状の先端部１１Ｂが設けられ、この先端部１１Ｂの外周面には切削刃２１が取り付けられている。また、杭１０の本体１１Ａの上端には、キャップ部材２２が溶接で取り付けられている。

このため、このキャップ部材２２によって杭１１の頭部で形成されており、図５（Ｂ）に示されているように、板金のプレス成形品となっているキャップ部材２２は、杭１１の本体１１Ａの上端開口部を覆う上面部２２Ａと、杭１１の本体１１Ａの上部外周面を覆うリング状のフランジ部２２Ｂとを有する。このため、キャップ部材２２の外径Ｄ１は、杭１１の本体１１Ａの外径Ｄ２より大きくなっている。キャップ部材２２の上面部２２Ａには、固定ナット２３が溶接で結合されており、また、上面部２２Ａには、杭１１の本体１１Ａの内部空間と固定ナット２３のねじ孔とを連通される孔２２Ｃが形成されている。そして、杭１１の本体１１Ａには、キャップ部材２２よりも下側において、孔１１Ｄが形成されている。

また、図４で示されている雄ねじ棒１２には、ロックナット２４が螺合されている。

図４で示されている昇降部材１３の具体的構造は、図６（Ａ）（Ｂ）に示されている。この昇降部材１３の本体１３Ａは筒状部材で形成されており、このため、この本体１３Ａは筒状となっているとともに、本体１３Ａの内径Ｄ３は、キャップ部材２２の外径Ｄ１と同じ又はこの外径Ｄ１よりも僅かに大きい寸法（例えば、Ｄ１が５５．４ｍｍであるときに、Ｄ３は５７．３ｍｍ。）になっている。また、昇降部材１３の本体１３Ａの上端開口部は蓋１３Ｂによって塞がれており、平板部材で形成されているこの蓋１３Ｂの下面には、昇降ナット２５が溶接で結合され、蓋１３Ｂには、この昇降ナット２５のねじ孔と一致する孔１３Ｃが形成されている。そして、昇降部材１３の本体１３Ａには、孔１３Ｄが形成されている。

図４で示されている水平方向調整部材１５の具体的構造は、図７（Ａ）（Ｂ）に示されている。水平方向調整部材１５は、平板部材で形成されている高位部材２６と、この高位部材２６よりも下側に配置され、板金の折り曲げ品となっている低位部材２７とからなる。この低位部材２７の中央部は、高位部材２６と平行になっているベース部２７Ａであり、このベース部２７Ａの両端部から立上部２７Ｂが上方へ立ち上がっており、それぞれの立上部２７Ｂの上端が溶接により高位部材２６の下面に結合されている。このため、高位部材２６と低位部材２７のベース部２７Ａとの間には、レンチ等の工具を挿入することができる空間部Ｓが形成されている。

低位部材２７のベース部２７Ａには、図７（Ａ）に示されているように、互いに直交する水平の二方向のうち、一つの方向に長い長孔２８が形成されており、この長孔２８は、前述した雄ねじ棒１２の上部が上下に貫通可能になっている孔である。また、高位部材２６には、低位部材２７の立上部２７Ｂとの結合箇所から外側へ外れた両方の箇所において、２個の長孔２９が形成されている。これらの長孔２９は、互いに直交する水平の二方向のうち、他の方向に長い長孔になっており、このため、長孔２８と長孔２９は、互いに直交する方向に長い長孔になっている。また、高位部材２６には、低位部材２７のベース部２７Ａの長孔２８と一致する箇所において、開口部３０が形成されており、この開口部３０は、長孔２８と同じ方向へ長くなっている長方形の開口部となっている。

次に、図１のソーラーパネル設置架台１を地盤５上に設置するために行う杭基礎構造１０の施工作業について説明する。

初めに、それぞれの杭基礎構造１０の杭１１を立設する地盤５の箇所に下穴を開ける作業を行い、次いで、これらの下穴にそれぞれの杭１１の先端部１１Ｂ及び本体１１Ａをねじ込む作業を行う。このねじ込み作業は、杭１１の頭部に図示しないソケットを介して回転式の専用機をセットし、この専用機により杭１１を回転させることによって行い、これにより、杭１１の螺旋羽根２０を地盤５内にねじ込み、このねじ込み作業により、杭１１の頭部を地盤５の地表面５Ａに露出させるとともに、この頭部に設けられている固定ナット２３の上面から地表面５Ａまでの寸法を所定寸法（例えば、１００ｍｍ）とする。

このようにして螺旋羽根２０が設けられている杭１１の本体１１Ａを地盤５内にねじ込み侵入させた後に、キャップ部材部材２２の固定ナット２３に上方から雄ねじ棒１２を螺入させ、雄ねじ棒１２を回転させることにより、固定ナット２３の上面から雄ねじ棒１２の上端までが所定寸法（例えば、７５ｍｍ）になったときに、雄ねじ棒１２に螺合させておいたロックナット２４を工具で回転させ、これにより、ロックナット２４を固定ナット２３に締め付け、ロックナット２４で雄ねじ棒１２を杭１１の頭部のキャップ部材部材２２に立設固定する。このようにロックナット２４を工具で回転させることで固定ナット２３にロックナット２４を締め付けるときに、杭１１の本体１１Ａに設けた孔１１Ｄに回転止め用のバーを挿入することにより、杭１１が回転することを止める。

次いで、雄ねじ棒１２に上方から昇降部材１３を被せ、そして、図８に示されているように、この昇降部材１３の蓋１３Ｂに設けられている昇降ナット２５に雄ねじ棒１２の上部１２Ａを螺入させ、昇降部材１３を回転させることにより、雄ねじ棒１２のねじ昇降案内作用により昇降部材１３を下降させるとともに、昇降部材１３を正逆回転させることによって昇降部材１３を昇降させ、これにより、水平方向調整部材１５が載置される昇降部材１３の上面の高さ位置を地表面５Ａから所定の高さ位置とする。このように水平方向調整部材１５が載置される昇降部材１３の上面の高さ位置を地表面５Ａから所定の高さ位置としたときには、図８から分かるように、キャップ部材２２で形成されている杭１１の頭部は、昇降部材１３の筒状の本体１３Ａの内部に収納されている。

そして、本実施形態では、雄ねじ棒１２と、この雄ねじ棒１２を杭１１の頭部に立設固定するためのロックナット２４と、蓋１３Ｂの下面に昇降ナット２５が取り付けられている昇降部材１３とにより、杭１１を中心に回転させることで杭１１に対し昇降してこの杭１１に対する高さ位置が変化するねじ式高さ調整手段１４が構成されていることになる。

以上の作業により雄ねじ棒１２の上部１２Ａは昇降部材１３の上面から上方へ突出し、この後に、図９に示されているように、昇降部材１３の上面に水平方向調整部材１５を載置するとともに、この水平方向調整部材１５の低位部材２７に形成されている長孔２８に、雄ねじ棒１２の上部１２Ａを下から挿入し、この上部１２Ａに、角座金４０及びばね座金４１を挿入して固定ナット４２を螺合し、この固定ナット４２を工具で回転させて締め付ける。なお、図１０から分かるように、水平方向調整部材１５の高位部材２６に形成されている開口部３０の大きさは、角座金４０、ばね座金４１及び固定ナット４２を上方から挿入できる大きさになっているため、雄ねじ棒１２の上部１２Ａに角座金４０、ばね座金４１及び固定ナット４２をセットする作業は、これらの角座金４０、ばね座金４１及び固定ナット４２を上方から開口部３０に挿入することによって行うことができる。

また、固定ナット４２を工具で回転させて締め付けるときには、昇降部材１３に設けた孔１３Ｄに回転止め用のバーを挿入することにより、昇降部材１３が回転することを止めるとともに、水平方向調整部材１５が回転することを作業者の手や工具等により阻止する。

そして、杭１１を地盤５内にねじ込み侵入させた地表面５Ａにおける箇所が、ソーラーパネル設置架台１の正確な配置位置によって決定される本来の箇所に対し、長孔２８の長さ方向（東西方向）にずれている場合には、固定ナット４２を工具で締め付ける作業を行う前に、雄ねじ棒１２の上部１２Ａが挿入されている水平方向調整部材１５の長孔２８の調整機能により、杭１１及び昇降部材１３に対する水平方向調整部材１５の配置位置を、長孔２８の長さ方向である図１０のＡ方向に修正する。

次いで、水平方向調整部材１５の高位部材２６の上面に、ソーラーパネル設置架台１の前述したベース部材３を載置する。このベース部材３は、前述したようにチャンネル材で形成されており、図９に示されているボルト５０を、水平方向調整部材１５の高位部材２６の長孔２９と、ベース部材３の下フランジ部３Ａに予め形成されている孔とに下から挿入し、下フランジ部３Ａから突出したボルト５０のねじ軸に平座金５１とばね座金５２を挿入してナット５３を螺合し、このナット５３を工具で締め付ける。

これにより、杭１１に、ねじ式高さ調整手段１４及び水平方向調整部材１５を介してソーラーパネル設置架台１のベース部材３が結合されることになる。

そして、杭１１を地盤５内にねじ込み侵入させた地表面５Ａにおける箇所が、ソーラーパネル設置架台１の正確な配置位置によって決定される本来の箇所に対し、長孔２９の長さ方向（南北方向）にずれている場合には、ナット５３を工具で締め付ける作業を行う前に、ボルト５０のねじ軸が挿入されている水平方向調整部材１５の長孔２９の調整機能により、杭１１及び昇降部材１３に対するベース部材３の配置位置を、長孔２９の長さ方向である図１０のＢ方向に修正する。

以上説明した本実施形態に係る杭基礎構造１０によると、杭１１の頭部と水平方向調整部材１５との間に、杭１１を中心に回転させることにより杭１１に対する高さ位置が変化するねじ式高さ調整手段１４が設けられているため、このねじ式高さ調整手段１４の昇降部材１３を杭１１を中心に回転させると、杭１１に対する昇降部材１３の高さ位置が変化するため、ねじ式高さ調整手段１４の上に配置される水平方向調整部材１５の高さ位置及びこの水平方向調整部材１５の上に設置されるソーラーパネル設置架台１のベース部材３の高さ位置を変化させることが可能となり、これにより、ソーラーパネル設置架台１を容易に所定の高さレベルに設定することができる。

また、この高さ調整手段１４は、雄ねじ棒１２を用いたものであって、杭１１を中心に昇降部材１３を回転させることで杭１１に対する昇降部材１３の高さ位置が変化するねじ式のものとなっているため、杭１１に対する昇降部材１３の高さ位置を無段階式に調整でき、このため、水平方向調整部材１５の高さ位置を正確に設定できて、ソーラーパネル設置架台１のベース部材３を所定の高さレベルに正確に設定することが可能となる。

このため、ソーラーパネル設置架台１が複数の杭基礎構造１０で支持されるものとなっていても、これらの杭基礎構造１０により、不陸をなくしてソーラーパネル設置架台１を支持できる。

また、本発明に係る杭基礎構造１０には、ねじ式高さ調整手段１４とソーラーパネル設置架台１のベース部材３との間において、杭１１とベース部材３との位置関係を、長孔２８と２９により、水平の直交二方向に調整可能とする水平方向調整部材１５が介設されているため、この水平方向調整部材１５の長孔２８と２９により、杭１１とベース部材３との位置関係を水平の直交二方向に調整できることになる。

また、ねじ式高さ調整手段１４の構成部材となっている昇降部材１３の本体１３Ａは、図８に示されているように、内部に杭１１の頭部が収納される筒状となっているため、地表面５Ａに露出する杭１１の頭部を昇降部材１３の筒状の本体１３Ａによって風雨等から保護できることになり、このため、杭１１の耐久性を向上させることができる。

また、本実施形態では、杭１１の頭部はキャップ部材２２で形成されているとともに、このキャップ部材２２のフランジ部２２Ｂにおける外径Ｄ１は、杭１１の本体１１Ａの外径Ｄ２よりも大きい寸法になっており、また、昇降部材１３の本体１３Ａの内径Ｄ３は、キャップ部材２２のフランジ部２２Ｂにおける外径Ｄ１と同じ又はこの外径Ｄ１よりも僅かに大きい寸法になっているため、昇降部材１３を回転させることによって昇降部材１３を杭１１に対して昇降させる際に、杭１１の外周面と昇降部材１３の内周面とが接触することがあっても、この接触は、キャップ部材２２のフランジ部２２Ｂと、このフランジ部２２Ｂの箇所と対応する昇降部材１３の内周面の一部とにおいて生じることになり、上記接触が、昇降部材１３の内周面の上下に長い領域や杭１１の外周面の上下に長い領域に渡って生ずることはないため、昇降部材１３を杭１１に対して昇降させるために行う昇降部材１３の回転操作を、杭１１との回転摩擦力を小さくして容易に行えることになる。

さらに、昇降部材の本体１３Ａの内径Ｄ３がキャップ部材２２のフランジ部２２Ｂの外径Ｄ１と同じ又はこの外径Ｄ１よりも僅かに大きい寸法になっていることにより、ソーラーパネル設置架台１に作用する外力等により、昇降部材１３が杭１１に対して倒れる方向に変位しても、昇降部材１３の内周面が直ちにキャップ部材２２のフランジ部２２Ｂの外周面に接触するため、この倒れる方向へ昇降部材１３の変位を防止することができる。すなわち、杭１１に対する昇降部材１３の直立状態を確保することができる。

また、本実施形態では、雄ねじ棒１２の上部１２Ａは、昇降部材１３の昇降ナット２５及び昇降部材１３の蓋１３Ｂの孔１３Ｃから上方へ突出し、この上部１２Ａに螺合させた固定ナット４２により、昇降部材１３の蓋１３Ｂの上面に載置した水平方向調整部材１５の低位部材２７が昇降部材１３に固定されているともに、固定ナット４２が螺合される雄ねじ棒１２の上部１２Ａは、水平方向調整部材１５の高位部材２６を上方へ貫通しておらず、この上部１２Ａが上方へ貫通しているものは、高位部材２６よりも下側に配置されている低位部材２７のベース部２７Ａである。

このため、本実施形態によると、雄ねじ棒１２の上部１２Ａが水平方向調整部材１５の上面から突出していないため、水平方向調整部材１５の上面に、雄ねじ棒１２の上部１２Ａに影響されることなく、ソーラーパネル設置架台１のベース部材３を安定させて載置固定することができる。

また、水平方向調整部材１５は、ソーラーパネル設置架台１のベース部材３が載置される高位部材２６と、この高位部材２６の下側に配置された低位部材２７とにより構成され、高位部材２６と低位部材２７のベース部２７Ａとの間に、雄ねじ棒１２の上部１２Ａに螺合された固定ナット４２を操作するための工具が挿入可能となった空間部Ｓが設けられているため、高位部材２６の上面にソーラーパネル設置架台１のベース部材３がボルト５０及びナット５３等で載置固定された後に、杭１１を地盤５内にねじ込み侵入させた地表面５Ａにおける箇所が、ソーラーパネル設置架台１の正確な配置位置によって決定される本来の箇所に対し、長孔２８の長さ方向にずれていることが判明した場合でも、空間部Ｓから挿入した工具で固定ナット４２を操作することにより、この固定ナット４２を緩めて杭１１及び昇降部材１３に対する水平方向調整部材１５の配置位置を長孔２８の長さ方向に修正することができ、また、この修正後に固定ナット４２を工具で再度締め付ける作業も行えることになり、このため、高位部材２６の上面にベース部材３を載置固定した後であっても、工具による固定ナット４２についての作業を容易に行える。

本発明は、太陽光発電のためのソーラーパネル設置架台や、建築現場用仮設足場、さらには、仮設住宅等の各種の構築物を地盤に固定するために利用することができる。

１構築物であるソーラーパネル設置架台
３ソーラーパネル設置架台のベース部材
５地盤
５Ａ地表面
１０杭基礎構造
１１杭
１１Ａ本体
１２雄ねじ棒
１３昇降部材
１３Ａ筒状の本体
１４ねじ式高さ調整手段
１５水平方向調整部材
２０螺旋羽根
２２キャップ部材
２４ロックナット
２５昇降ナット
２６高位部材
２７低位部材
２８，２９長孔
４２固定ナット
５０水平方向調整部材とソーラーパネル設置架台とを結合するためのボルト
Ｓ空間部

Claims

地盤上に設置される構築物のための杭基礎構造であって、
前記地盤内に侵入する部分の外周面に螺旋羽根が設けられ、この螺旋羽根が前記地盤内にねじ込まれるとともに、頭部が地表面に露出する杭と、この頭部と前記構築物との間に介設され、前記杭と前記構築物との位置関係を水平の直交二方向に調整可能とする水平方向調整部材とを含んで構成される杭基礎構造において、
前記杭と水平方向調整部材との間に、前記杭を中心に回転させることにより前記杭に対する高さ位置が変化するねじ式高さ調整手段が設けられ、
前記ねじ式高さ調整手段は、前記杭を中心に回転させることにより前記杭に対して昇降する昇降部材を含んで構成され、
前記昇降部材の本体は、内部に前記杭の頭部が収納される筒状となっていることを特徴とする杭基礎構造。
請求項１に記載の杭基礎構造において、前記杭の前記頭部は、外周面に前記螺旋羽根が設けられている前記杭の本体の頂部に被冠固定されたキャップ部材によって形成されており、このキャップ部材の外径は、前記杭の前記本体の外径よりも大きい寸法になっているとともに、前記昇降部材の前記本体の内径は、前記キャップ部材の外径と同じ又はこの外径よりも僅かに大きい寸法になっていることを特徴とする杭基礎構造。
請求項１又は２に記載の杭基礎構造において、前記ねじ式高さ調整手段は、前記杭の前記頭部に立設固定される雄ねじ棒を含んで構成され、前記昇降部材に、前記雄ねじ棒が螺入される昇降ナットが結合されていることを特徴とする杭基礎構造。
請求項３に記載の杭基礎構造において、前記昇降ナットから上方へ延出する前記雄ねじ棒の上部に固定ナットが螺合され、この固定ナットにより、前記昇降部材の上面に載置される前記水平方向調整部材が前記昇降部材に固定されることを特徴とする杭基礎構造。
請求項４に記載の杭基礎構造において、前記固定ナットが螺合される前記雄ねじ棒の前記上部は、前記水平方向調整部材の上面から突出しておらず、前記水平方向調整部材の前記上面よりも下側の高さ位置において前記雄ねじ棒の前記上部に螺合される前記固定ナットにより、前記水平方向調整部材が前記昇降部材に固定されることを特徴とする杭基礎構造。
請求項５に記載の杭基礎構造において、前記水平方向調整部材は、前記構築物が載置される高位部材と、この高位部材の下側に配置され、前記雄ねじ棒の前記上部が上下に貫通する低位部材とを含んで構成され、前記高位部材と前記低位部材との間に、前記雄ねじ棒の前記上部に螺合された前記固定ナットを操作するための工具が挿入可能となった空間部が設けられていることを特徴とする杭基礎構造。
請求項４〜６のいずれかに記載の杭基礎構造において、前記水平方向調整部材には、前記雄ねじ棒の前記上部が上下に貫通する孔が形成されているとともに、この孔は、前記水平の直交二方向のうち、一つの方向に長い長孔となっており、前記水平方向調整部材には、この水平方向調整部材と前記構築物とを結合するためのボルトが挿入される孔も形成され、この孔は、前記水平の直交二方向のうち、他の方向に長い長孔となっていることを特徴とする杭基礎構造。