(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022088698
(43)【公開日】2022-06-15
(54)【発明の名称】スクリュー杭の高さ不足を補正する方法
(51)【国際特許分類】
E02D 27/34 20060101AFI20220608BHJP
E02D 5/24 20060101ALI20220608BHJP
E02D 5/56 20060101ALI20220608BHJP
【FI】
E02D27/34 Z
E02D5/24 103
E02D5/56
【審査請求】有
【請求項の数】3
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2020199345
(22)【出願日】2020-12-01
(11)【特許番号】
(45)【特許公報発行日】2022-06-07
(71)【出願人】
【識別番号】511304279
【氏名又は名称】株式会社ビル技研
(74)【代理人】
【識別番号】100151183
【弁理士】
【氏名又は名称】前田 伸哉
(72)【発明者】
【氏名】佐用 功貴
(72)【発明者】
【氏名】藤澤 智
【テーマコード(参考)】
2D041
2D046
【Fターム(参考)】
2D041AA02
2D041BA19
2D041BA33
2D041BA36
2D041CA05
2D041CB01
2D041DB13
2D041FA14
2D046AA14
2D046DA17
(57)【要約】
【課題】基礎であるスクリュー杭の高さ不足を簡便に補正できる施工方法を提供すること。
【解決手段】本発明は、構造物7の基礎として用いられ、頂部に構造物7との結合に用いられるフランジ94を備えたスクリュー杭9の高さ不足を補正する方法であって、スクリュー杭9の高さ不足量を測定してその高さ不足量に対応する長さの棒部材13を用意し、その棒部材13の両端に、締結具14により一対のフランジ11、12を取り付けることで補正部材1を調製し、構造物7とスクリュー杭9との間に補正部材1を挿入した後に、構造物7及びスクリュー杭9と一対のフランジ12、11とをそれぞれ結合させることで、挿入された補正部材1を構造物7とスクリュー杭9との間に固定することを特徴とする。
【選択図】
図6
【特許請求の範囲】
【請求項1】
構造物の基礎として用いられ、頂部に前記構造物との結合に用いられるフランジを備えたスクリュー杭の高さ不足を補正する方法であって、
前記スクリュー杭の高さ不足量を測定してその高さ不足量に対応する長さの棒部材を用意し、その棒部材の両端に、締結具により一対のフランジを取り付けることで補正部材を調製し、前記構造物と前記スクリュー杭との間に前記補正部材を挿入した後に、前記構造物及び前記スクリュー杭と前記一対のフランジとをそれぞれ結合させることで、挿入された補正部材を前記構造物と前記スクリュー杭との間に固定することを特徴とする方法。
【請求項2】
前記一対のフランジが、前記棒部材の外径に対応した内径を備えた挿入部を備え、前記締結具が、前記挿入筒と前記棒部材との両方を貫通してこれらを締結するものである請求項1記載の方法。
【請求項3】
前記棒部材が管状であり、その内部がモルタルで充填されていることを特徴とする請求項2記載の方法。
【請求項4】
さらに、前記スクリュー杭から水平に離れる方向に拡がる沈下防止板を前記スクリュー杭の一部に設けることを特徴とする請求項1~3のいずれか1項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、構造物の基礎として用いられるスクリュー杭の沈下又は施工ミスに伴う高さ不足を補正する方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
近年、いわゆるメガソーラー事業者等を中心に、遊休地等にて複数の太陽電池パネルを設置して発電を行う事業が盛んに行われている。このような形態での太陽電池パネルの設置では、地面に基礎を設けてその上方に太陽電池パネルを設置することになる。この場合、工期の短縮や設置コストの削減を図るべく、コンクリート製の基礎ではなくスクリュー杭を基礎として用いる工法が盛んに行われている(一例として特許文献1を参照)。
【0003】
スクリュー杭は、地上への露出部となる杭の上方部分から、地面に打ち込まれる(すなわち貫入される)先端部分に向けて螺旋状の羽根が設けられた杭であり、尖った先端部を地面に刺してネジのように回転圧入させながら地中へと打ち込まれる。この羽根の存在が杭の引き抜きや沈下への抵抗力となるので、地面に打ち込まれたスクリュー杭は通常の杭に比べて引き抜きや沈下に強く、これを基礎として太陽電池パネルのような重量物を設置することが可能である。
【0004】
また、太陽電池パネルの設置の場合のみならず、例えば、コンクリート基礎のような構造物の設置が制限される農業用地にビニールハウスを設置する場合でもスクリュー杭は有用である。他にも、設置スペースが少なくて済むということや、工期を短縮したりコストを低く抑えたりするといったメリットを得られることから、スクリュー杭を基礎として活用する場面は少なくない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、いわゆるメガソーラーの設置が盛んになってから数年が経過した現在では、経年による太陽電池パネルの沈下が問題になる例も散見されるようになった。これは、太陽電池パネルという重量物を支えるスクリュー杭が、時間の経過とともに地面の中へと沈下していくことによるものである。こうした沈下は、一組の太陽電池パネルを支える4本のスクリュー杭の全てで生じることもあれば、4本のスクリュー杭のうちの一部だけで生じることもある。また、複数本のスクリュー杭が沈下している場合にはそれぞれのスクリュー杭で沈下の程度が異なる場合もある。こうした沈下の結果、設置された太陽電池パネルの傾きが意図しないものになり、歪みによるマイクロクラックが太陽電池パネルに生じて発電量の低下や火災を招く原因にもなり得る。また、こうした沈下の問題は、太陽電池パネル設置のための基礎の場合に限らず、あらゆる構造物の基礎としてスクリュー杭が用いられる場合に生じ得ることである。さらに、沈下によらず、施工時に杭の高さを間違えたことにより、これらの問題を生じる場合もある。このような場合に、設置された構造物を取り除いて、基礎であるスクリュー杭の打ち込み施工をやり直すのは多大なコストを必要とするし、現実的でない。
【0007】
本発明は以上の状況に鑑みてなされたものであり、基礎であるスクリュー杭の高さ不足を簡便に補正できる施工方法を提供することを目的とする。なお、上記のように、スクリュー杭の高さ不足は、沈下を原因とするものの他に、施工不良を原因とするものも考えられるが、本明細書では、説明の都合上、高さ不足の要因として沈下を例に挙げて説明する。しかしながら、本発明は、沈下による高さ不足の補正に制限されるものではない。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明者は、上記の課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、スクリュー杭の高さ不足量を測定してその高さ不足量に対応する長さの棒部材を用意し、その棒部材の両端に、締結具により一対のフランジを取り付けることで補正部材を調製し、この補正部材を構造物とスクリュー杭との間に挿入した後に、構造物及びスクリュー杭と上記一対のフランジとをそれぞれ結合させることで、構造物とスクリュー杭との間に上記補正部材を固定してスクリュー杭の高さを補正すればよいことを見出し、本発明を完成するに至った。具体的には、本発明は以下のようなものを提供する。
【0009】
(1)本発明は、構造物の基礎として用いられ、頂部に前記構造物との結合に用いられるフランジを備えたスクリュー杭の高さ不足を補正する方法であって、上記スクリュー杭の高さ不足量を測定してその高さ不足量に対応する長さの棒部材を用意し、その棒部材の両端に、締結具により一対のフランジを取り付けることで補正部材を調製し、上記構造物と上記スクリュー杭との間に上記補正部材を挿入した後に、上記構造物及び上記スクリュー杭と上記一対のフランジとをそれぞれ結合させることで、挿入された補正部材を上記構造物と上記スクリュー杭との間に固定することを特徴とする方法である。
【0010】
(2)また本発明は、上記一対のフランジが、上記棒部材の外径に対応した内径を備えた挿入部を備え、上記締結具が、上記挿入筒と上記棒部材との両方を貫通してこれらを締結するものである(1)項記載の方法である。
【0011】
(3)また本発明は、上記棒部材が管状であり、その内部がモルタルで充填されていることを特徴とする(2)項記載の方法である。
【0012】
(4)また本発明は、さらに、上記スクリュー杭から水平に離れる方向に拡がる沈下防止板を上記スクリュー杭の一部に設けることを特徴とする(1)項~(3)項のいずれか1項記載の方法である。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、基礎であるスクリュー杭の高さ不足を簡便に補正できる施工方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【
図1】
図1は、本発明のスクリュー杭の高さ不足を補正する方法の適用されるスクリュー杭9の一例を示す平面図及び側面図である。
【
図2】
図2は、スクリュー杭9を基礎として地面に設置された太陽電池パネル8用の架台7を示す側面図である。
【
図3】
図3は、補正部材1を構成する一対のフランジ筒11、12を表す平面図及び側面図である。
【
図4】
図4は、補正部材1の構成を表す側面図である。
【
図5】
図5は、補正部材1を表す側面断面図である。
【
図6】
図6(a)~(d)は、スクリュー杭7の高さ不足を補正する方法の手順を示す側面図である。
【
図7】
図7は、本発明により、基礎であるスクリュー杭9の高さが補正された太陽電池パネル8用の架台7を示す側面図である。
【
図8】
図8は、本発明の一実施態様で用いられる沈下防止パーツ3を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、本発明のスクリュー杭の高さ不足を補正する方法の一実施態様について図面を参照しながら説明する。なお、本発明は、以下の実施態様に何ら限定されるものでなく、本発明の範囲において適宜変更を加えて実施することができる。
【0016】
まず、本発明のスクリュー杭の高さ不足を補正する方法の実施態様を説明するのに先立ち、本発明の適用されるスクリュー杭について図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明のスクリュー杭の高さ不足を補正する方法の適用されるスクリュー杭の一例を示す平面図及び側面図である。
図2は、スクリュー杭を基礎として地面に設置された太陽電池パネル用の架台を示す側面図である。
【0017】
スクリュー杭9は、構造物の基礎として用いられるものであり、地面に貫入される先端部93を備え、この先端部93の反対側となる末端部である頂部にフランジ94を備える。フランジ94には、締結具により構造物を結合させるための結合穴96が設けられる。
図2に示すように、スクリュー杭9を基礎として例えば太陽電池パネル8の架台7を地面に設置する場合、この結合穴96を介してフランジ94と架台7の締結部72とを締結具73により締結することで、架台7をスクリュー杭9の上部に固定する。
【0018】
スクリュー杭9には、先端部93から末端となるフランジ94へ向けて、螺旋状の羽根95を備えたスパイラル部92と、羽根95を持たない直胴部91とが形成されている。スクリュー杭9を地面へ貫入させて基礎を形成させるに際しては、先端部93を地面に刺し、ネジのようにスクリュー杭9を回転圧入させる。通常、スパイラル部92が地中に没した段階、又は地面の形状に合わせ直胴部91の一部も地中に没した段階で貫入完了となり、直胴部91が地上に露出して基礎となる。地中に貫入したスクリュー杭9は、螺旋状の羽根95の存在により地中での上下への移動が規制されており、荷重による沈下が抑制される。
【0019】
しかしながら、スクリュー杭9の適用される地盤の状態によっては、時間の経過とともに、構造物の荷重によりスクリュー杭9の沈下を生じてスクリュー杭9の高さ不足を生じることもあり得る。本発明のスクリュー杭の高さ不足を補正する方法は、そうした沈下や施工不良等による高さ不足を補正し、高さ不足によりずれた構造物の位置を本来の位置に戻すために適用される。以下、太陽電池パネル8の架台7における高さ不足の補正を例として本発明を具体的に説明するが、本発明の適用対象となる構造物はこれに限定されるものではない。
【0020】
本発明の方法で用いられる補正部材1について、図面を参照しながら説明する。
図3は、補正部材1を構成する一対のフランジ筒11、12を表す平面図及び側面図である。
図4は、補正部材1の構成を表す側面図である。
図5は、補正部材1を表す側面断面図である。
【0021】
補正部材1は、棒部材13、及び一対のフランジ筒11、12から構成される。棒部材13は、中空の管状部材(すなわちパイプ部材)であり、胴部131と中空部132とを備え、その長さは、スクリュー杭9の高さ不足量に対応する。棒部材13は、予め測定されたスクリュー杭9の沈下量をもとに、その高さ不足量に対応する長さとなるようにパイプ部材から切り出されたものである。「高さ不足量に対応する長さ」とは、補正部材1全体の長さが上記高さ不足量となるように決定された長さであり、上記高さ不足量から、フランジ筒11、12に形成されたフランジ111、112の厚みを差し引いた長さに対応する。
【0022】
フランジ筒11は、フランジ111と、棒部材13が挿入されこれを収容するための挿入部113とを備える。挿入部113は、一端がフランジ111の中央に接合され、他端が開放された管部材であり、その内径が棒部材13の外径に略一致する。フランジ111は、挿入部113よりも外周側となる面に、スクリュー杭9のフランジ94に設けられた結合穴96と結合するための結合穴112を備える。この結合穴112が存在することにより、スクリュー杭9の結合穴96とフランジ111の結合穴112とを貫通する締結具が、補正部材1をスクリュー杭9の頂部に固定できることになる。
【0023】
フランジ筒12は、フランジ121と、棒部材13が挿入されこれを収容するための挿入部123と、挿入部123の内側となる面に穴128とを備える。挿入部123は、一端がフランジ121の中央に接合され、他端が開放された管部材であり、その内径が棒部材13の外径に略一致する。フランジ121は、挿入部123よりも外周側となる面に、構造物である架台7の締結部72と結合するための結合穴122を備える。この結合穴122が存在することにより、架台7の脚部71の末端に設けられた締結部72とフランジ121の結合穴122とを貫通する締結具が、補正部材1を架台7の下部に固定できることになる。穴128は、フランジ121の略中央であって挿入部123の内側となる面に設けられる。後述するように、穴128を通して、補正部材1の内部にモルタルを充填できるようになる。
【0024】
棒部材13は、胴部131の下端にフランジ筒11が挿入され、胴部131の上端にフランジ筒12が挿入される。挿入されたフランジ筒11、12は、挿入部113、123と胴部131とを貫通する締結具14により棒部材13に挿入された状態で締結され固定される。締結具14は、具体的にはビスであり、上記の締結がなされた後で棒部材13の中空部132に突き出る長さのものが選択される。
【0025】
棒部材13と一対のフランジ筒11、12とが互いに結合された後、フランジ筒12に設けられた穴128から、モルタル133が注入される。モルタル133は、棒部材13の中空部132の全部を満たし、さらに穴128を埋めるまで注入される。モルタル133が固化することにより、棒部材13の中空部132に突出した各締結具14は、中空部132に充填されたモルタル133により完全に固定され、経時による脱落や緩みが防止される。これにより、補正部材1が完成される。なお、必要に応じて、棒部材13と、フランジ筒11、12との継目には、パテ等を充填してもよい。
【0026】
次に、補正部材1を用いて、スクリュー杭7の高さ不足を補正する方法について図面を参照しながら説明する。
図6(a)~(d)は、スクリュー杭7の高さ不足を補正する方法の手順を示す側面図である。
【0027】
まず、スクリュー杭9の高さ不足量を測量し、その高さ不足量に応じた長さを備えた補正部材1を調製する。既に説明したように、補正部材1は、両端に一対のフランジ11、12を備え、スクリュー杭9のフランジ94と架台7の締結部72との間に挿入及び固定されて、スクリュー杭7の高さ不足量を補償する。
【0028】
まず、
図6(a)に示すスクリュー杭9の周囲の地面6を取り除き、地面に埋まったスクリュー杭9の直胴部91の一部を露出させる。次いで、露出した直胴部91の地中部分に沈下防止パーツ3を取り付ける(
図6(b))。沈下防止パーツ3は、スクリュー杭9のこれ以上の沈下を抑制するために設けられるものであり、その構成の詳細は後述する。スクリュー杭9の直胴部91に沈下防止パーツ3を取り付けた後、取り除いた地面を埋め戻す。これにより、沈下防止パーツ3は、地中に埋められることになる。
【0029】
次いで、スクリュー杭9と架台7とを結合する締結具73を取り外し、架台7をジャッキアップして、スクリュー杭9のフランジ94と架台7の締結部72との間を離間させる(
図6(c))。その後、離間したフランジ94と締結部72との間に補正部材1を挿入し、補正部材1の下方のフランジ11とスクリュー杭9のフランジ94とを締結具96により結合して固定させるとともに、補正部材1の上方のフランジ12と架台7の締結部72とを締結具73により結合して固定させる(
図6(d))。
【0030】
これらの各工程を経ることにより、
図7に示すように、架台7の基礎となるスクリュー杭9の高さが補正される。
図7は、本発明により、基礎であるスクリュー杭9の高さが補正された太陽電池パネル8用の架台7を示す側面図である。
【0031】
次に、沈下防止パーツ3の構成について図面を参照しながら説明する。
図8は、本実施態様で用いられる沈下防止パーツ3を示す斜視図である。
【0032】
本実施態様で用いられる沈下防止パーツ3は、半沈下防止板321と半挿入筒331とを備えたパーツAと、半沈下防止板322と半挿入筒332とを備えたパーツBとの二つのパーツからなる。
【0033】
図8に示すように、二つのパーツを一組とした沈下防止パーツ3は、半挿入筒331と半挿入筒332とが対向するようにパーツAとパーツBとを組み合わされ、スクリュー杭9が挿入される挿入筒33と、挿入筒33から延出し、挿入筒33の長さ方向を垂直に立てたときこれから水平に離れる方向へ拡がる沈下防止板32が形成される。つまり、二つ一組となった半挿入筒331、332が挿入筒33を形成し、二つ一組となった半沈下防止板321、322が沈下防止板32を形成する。
【0034】
半挿入筒331と半挿入筒332には、スクリュー杭9の直胴部91にビス留めするための穴34が設けられ、この穴34を通してパーツA及びパーツBがスクリュー杭9にビス留めされることにより、スクリュー杭9には、スクリュー杭9から水平に離れる方向に拡がる沈下防止板32が形成されることになる。
【0035】
以上、本発明のスクリュー杭の高さ不足を補正する方法の一実施態様について説明したが、本発明は上記の実施態様に限定されるものではない。
【0036】
例えば、上記実施態様では、構造物として太陽電池パネル8用の架台7を示したが、この構造物は他のものであってもよい。
【符号の説明】
【0037】
1 補正部材
11 フランジ筒
111 フランジ
112 結合穴
113 挿入部
12 フランジ筒
121 フランジ
122 結合穴
123 挿入部
13 棒部材
131 胴部
132 中空部
133 モルタル
14 締結具
3 沈下防止パーツ
32 沈下防止板
33 挿入筒
6 地面
7 架台
8 太陽電池パネル
9 スクリュー杭
91 直胴部
92 スパイラル部
93 先端部
94 フランジ
95 羽根
96 結合穴
【手続補正書】
【提出日】2022-03-19
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
構造物の基礎として用いられ、頂部に前記構造物との結合に用いられるフランジを備えたスクリュー杭の高さ不足を補正する方法であって、
前記スクリュー杭の高さ不足量を測定してその高さ不足量に対応する長さの棒部材を用意し、その棒部材の両端に、締結具により一対のフランジを取り付けることで補正部材を調製し、前記構造物と前記スクリュー杭との間に前記補正部材を挿入した後に、前記構造物及び前記スクリュー杭と前記一対のフランジとをそれぞれ結合させることで、挿入された補正部材を前記構造物と前記スクリュー杭との間に固定することを特徴とし、前記棒部材が管状であり、前記締結具が前記棒部材の中空部に突き出た状態で前記棒部材と前記フランジとを締結し、その棒部材の中空部に存在する前記締結具を埋めるように前記棒部材の内部がモルタルで充填されることを特徴とする方法。
【請求項2】
前記一対のフランジが、前記棒部材の外径に対応した内径を備えた挿入部を備え、前記締結具が、前記挿入筒と前記棒部材との両方を貫通してこれらを締結するものである請求項1記載の方法。
【請求項3】
さらに、前記スクリュー杭から水平に離れる方向に拡がる沈下防止板を前記スクリュー杭の一部に設けることを特徴とする請求項1又は2記載の方法。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0009
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0009】
(1)本発明は、構造物の基礎として用いられ、頂部に前記構造物との結合に用いられるフランジを備えたスクリュー杭の高さ不足を補正する方法であって、上記スクリュー杭の高さ不足量を測定してその高さ不足量に対応する長さの棒部材を用意し、その棒部材の両端に、締結具により一対のフランジを取り付けることで補正部材を調製し、上記構造物と上記スクリュー杭との間に上記補正部材を挿入した後に、上記構造物及び上記スクリュー杭と上記一対のフランジとをそれぞれ結合させることで、挿入された補正部材を上記構造物と上記スクリュー杭との間に固定することを特徴とし、上記棒部材が管状であり、上記締結具が上記棒部材の中空部に突き出た状態で上記棒部材と上記フランジとを締結し、その棒部材の中空部に存在する上記締結具を埋めるように上記棒部材の内部がモルタルで充填されることを特徴とする方法である。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0011
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0012
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0012】
(3)また本発明は、さらに、上記スクリュー杭から水平に離れる方向に拡がる沈下防止板を上記スクリュー杭の一部に設けることを特徴とする(1)項又は(2)項記載の方法である。
【手続補正書】
【提出日】2022-04-12
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
構造物の基礎として用いられ、頂部に前記構造物との結合に用いられるフランジを備えたスクリュー杭の高さ不足を補正する方法であって、
前記スクリュー杭の高さ不足量を測定してその高さ不足量に対応する長さの棒部材を用意し、その棒部材の両端に、締結具により一対のフランジを取り付けることで補正部材を調製し、前記構造物と前記スクリュー杭との間に前記補正部材を挿入した後に、前記構造物及び前記スクリュー杭と前記一対のフランジとをそれぞれ結合させることで、挿入された補正部材を前記構造物と前記スクリュー杭との間に固定することを特徴とし、前記棒部材が管状であり、前記締結具が前記棒部材の中空部に突き出た状態で前記棒部材と前記フランジとを締結し、その棒部材の中空部に存在する前記締結具を埋めるように前記棒部材の内部がモルタルで充填されることを特徴とする方法。
【請求項2】
前記一対のフランジが、前記棒部材の外径に対応した内径を備えた挿入部を備え、前記締結具が、前記挿入部と前記棒部材との両方を貫通してこれらを締結するものである請求項1記載の方法。
【請求項3】
さらに、前記スクリュー杭から水平に離れる方向に拡がる沈下防止板を前記スクリュー杭の一部に設けることを特徴とする請求項1又は2記載の方法。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0010
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0010】
(2)また本発明は、上記一対のフランジが、上記棒部材の外径に対応した内径を備えた挿入部を備え、上記締結具が、上記挿入部と上記棒部材との両方を貫通してこれらを締結するものである(1)項記載の方法である。