特開 2024-13039 地中構造体、地中構造体の施工方法、及び地中構造体の施工用治具

(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】P2024013039

(43)【公開日】2024-01-31

(54)【発明の名称】地中構造体、地中構造体の施工方法、及び地中構造体の施工用治具

(51)【国際特許分類】

   E02D 5/48 20060101AFI20240124BHJP

   E02D 5/44 20060101ALI20240124BHJP

   E02D 5/80 20060101ALI20240124BHJP

【ＦＩ】

E02D5/48

E02D5/44 A

E02D5/80 102

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022114942

(22)【出願日】2022-07-19

(71)【出願人】

【識別番号】000222174

【氏名又は名称】東洋エンジニアリング株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】新井 淳

【テーマコード（参考）】

2D041

【Ｆターム（参考）】

2D041AA02

2D041BA12

2D041BA23

2D041CA03

2D041DB02

(57)【要約】

【課題】耐引抜性及び耐沈降性をより向上できる地中構造体、地中構造体の施工方法、及び地中構造体の施工用治具を提供する。
【解決手段】地中構造体１０は、中空筒状の杭１１と、杭１１の内側に配置され、杭１１の延在方向と直交する方向に拡張可能な拡張機構を有する補強部材１２とを備えている。杭１１は、拡張した状態の補強部材１２によって、基端部３０ａを起点にして杭１１の外側に向けて押し広げられた一対の突出部３０を有している。突出部３０の先端部３０ｂは、杭１１と切り離されている。補強部材１２は、基端部３０ａよりも鉛直方向上側又は下側に位置している。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

中空筒状の杭と、
前記杭の内側に配置され、前記杭の延在方向と直交する方向に拡張可能な拡張機構を有する補強部材と、
を備え、
前記杭は、拡張した状態の前記補強部材によって、基端部を起点にして前記杭の外側に押し広げられた一対の突出部を有し、
前記突出部の先端部は、前記杭と切り離されており、
前記補強部材は、前記基端部よりも鉛直方向上側又は下側に位置していることを特徴とする地中構造体。

【請求項2】

前記補強部材としての第１補強部材と、前記補強部材としての第２補強部材とを備え、
前記杭は、拡張した状態の前記第１補強部材によって、前記基端部としての第１基端部を起点にして前記杭の外側に押し広げられた前記一対の突出部としての一対の第１突出部と、拡張した状態の前記第２補強部材によって、前記基端部としての第２基端部を起点にして前記杭の外側に押し広げられた前記一対の突出部としての一対の第２突出部とを有し、
前記一対の第２突出部は、前記杭の延在方向において前記一対の第１突出部とは異なる位置に設けられるとともに、前記杭の周方向において前記一対の第１突出部に対して９０度ずれた位置に設けられている請求項１に記載の地中構造体。

【請求項3】

中空筒状の杭を地中に打ち込む打ち込み工程と、
前記地中に打ち込まれた前記杭に対し、鉛直方向の上側又は下側に開口する形状の一対の切り込みを形成する切断工程と、
拡張機構を有する補強部材を前記杭の内側に挿入する挿入工程と、
前記補強部材を前記杭の延在方向と直交する方向に拡張させることによって、前記杭における前記切り込みに囲まれた部分を前記杭の外側に押し広げる拡張工程と、
を有する地中構造体の施工方法。

【請求項4】

請求項３に記載の地中構造体の施工方法における前記切断工程に用いられる地中構造体の施工用治具であって、
前記杭を切断可能な切断手段と、
前記杭の内周面に沿う形状の外周面を有する中空筒状のガイド部材と、
前記切断手段を前記ガイド部材の内外で移動させる移動機構と、
を備える地中構造体の施工用治具。

【請求項5】

前記ガイド部材は、前記ガイド部材の延在方向における寸法を示す第１目盛りを有している請求項４に記載の地中構造体の施工用治具。

【請求項6】

前記ガイド部材は、中空円筒状であり、前記ガイド部材の周方向における角度を示す第２目盛りを有している請求項４又は請求項５に記載の地中構造体の施工用治具。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、地中構造体、地中構造体の施工方法、及び地中構造体の施工用治具に関する。

【背景技術】

【0002】

太陽光発電パネルの架台等の地上構造物は、地中に打ち込まれた杭によって支持されている。このような杭には、例えば、地上構造物が風で煽られることによって引抜方向への力が作用したり、地上構造物の重みによって沈降方向への力が作用したりする。したがって、地中に打ち込まれた杭に対し、耐引抜性及び耐沈降性の試験が行われる。しかしながら、杭が打ち込まれた地盤が軟弱な場合には、所望の耐引抜性及び耐沈降性が得られないことがある。この場合、杭の耐引抜性及び耐沈降性を向上させる必要がある。

【0003】

例えば、特許文献１の基礎杭は、耐引抜性及び耐沈降性を向上するための構成として、杭の外側に張り出した張り出し部を有している。張り出し部は、杭の打ち込み後に形成される。具体的には、作業者は、杭を地中に打ち込んだ後、地中に打ち込まれた杭の先端を地上に向けて上昇させることによって杭を縮める。作業者が杭を縮める際、杭の一部が外側に張り出すことによって張り出し部が形成される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第５７５６５５１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１の基礎杭では、張り出し部を形成する際に杭の全長が短くなるため、張り出し部の上部は鉛直方向下側に移動するとともに、張り出し部の下部は鉛直方向上側に移動する。この場合、張り出し部の上下において杭とその周囲の土壌とがずれるため、杭の摩擦が低下することにより、杭の耐引抜性及び耐沈降性が低下するおそれがある。つまり、特許文献１の基礎杭は、張り出し部が設けられていない場合と比較すると耐引抜性及び耐沈降性が向上するものの、杭と杭の周囲の土壌との摩擦による耐引抜性及び耐沈降性には向上の余地がある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記問題点を解決するための地中構造体は、中空筒状の杭と、前記杭の内側に配置され、前記杭の延在方向と直交する方向に拡張可能な拡張機構を有する補強部材と、を備え、前記杭は、拡張した状態の前記補強部材によって、基端部を起点にして前記杭の外側に押し広げられた一対の突出部を有し、前記突出部の先端部は、前記杭と切り離されており、前記補強部材は、前記基端部よりも鉛直方向上側又は下側に位置している。

【0007】

上記地中構造体において、前記補強部材としての第１補強部材と、前記補強部材としての第２補強部材とを備え、前記杭は、拡張した状態の前記第１補強部材によって、前記基端部としての第１基端部を起点にして前記杭の外側に押し広げられた前記一対の突出部としての一対の第１突出部と、拡張した状態の前記第２補強部材によって、前記基端部としての第２基端部を起点にして前記杭の外側に押し広げられた前記一対の突出部としての一対の第２突出部とを有し、前記一対の第２突出部は、前記杭の延在方向において前記一対の第１突出部とは異なる位置に設けられるとともに、前記杭の周方向において前記一対の第１突出部に対して９０度ずれた位置に設けられていてもよい。

【0008】

上記問題点を解決するための地中構造体の施工方法は、中空筒状の杭を地中に打ち込む打ち込み工程と、前記地中に打ち込まれた前記杭に対し、鉛直方向の上側又は下側に開口する形状の一対の切り込みを形成する切断工程と、拡張機構を有する補強部材を前記杭の内側に挿入する挿入工程と、前記補強部材を前記杭の延在方向と直交する方向に拡張させることによって、前記杭における前記切り込みに囲まれた部分を前記杭の外側に押し広げる拡張工程と、を有する。

【0009】

上記地中構造体の施工方法における前記切断工程に用いられる地中構造体の施工用治具は、前記杭を切断可能な切断手段と、前記杭の内周面に沿う形状の外周面を有する中空筒状のガイド部材と、前記切断手段を前記ガイド部材の内外で移動させる移動機構と、を備える。

【0010】

上記地中構造体の施工用治具において、前記ガイド部材は、前記ガイド部材の延在方向における寸法を示す第１目盛りを有していてもよい。
上記地中構造体の施工用治具において、前記ガイド部材は、中空円筒状であり、前記ガイド部材の周方向における角度を示す第２目盛りを有していてもよい。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、耐引抜性及び耐沈降性をより向上できる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】カーポート及び地中構造体を模式的に示す斜視図である。

【図2】カーポート及び地中構造体を模式的に示す側面図である。

【図3】実施形態における地中構造体を示す断面図である。

【図4】実施形態における地中構造体を示す斜視図である。

【図5】打ち込み工程後の杭を示す側面図である。

【図6】切断工程後の杭を示す側面図である。

【図7】切断工程後の杭を示す側面図である。

【図8】第１挿入工程を示す断面図である。

【図9】第１拡張工程を示す断面図である。

【図10】第２挿入工程を示す断面図である。

【図11】第２拡張工程を示す断面図である。

【図12】実施形態における地中構造体の施工用治具を示す側面図である。

【図13】実施形態における地中構造体の施工用治具を示す平面図である。

【図14】実施形態における地中構造体の施工用治具の使用方法を示す側面図である。

【図15】実施形態における地中構造体の施工用治具の使用方法を示す側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、地中構造体、地中構造体の施工方法、及び地中構造体の施工用治具を具体化した一実施形態を図１～図１５にしたがって説明する。
図１及び図２に示すように、カーポート１００は、屋根１０１と、屋根１０１を支持する複数本の支柱１０２とを有している。屋根１０１には、太陽光発電パネル２００が載置されている。したがって、本実施形態のカーポート１００は、太陽光発電パネル２００の架台でもある。屋根１０１は、水平方向に対して傾斜するように設けられている。これにより、屋根１０１に載置された太陽光発電パネル２００も、水平方向に対して傾斜している。各支柱１０２の下端部は、地中ＵＧに打ち込まれた地中構造体１０に接続されている。カーポート１００は、地中構造体１０を介して地盤によって支持されている。

【0014】

＜地中構造体の構成＞
図３及び図４に示すように、地中構造体１０は、中空筒状の杭１１と、補強部材１２としての第１補強部材１２ａと、補強部材１２としての第２補強部材１２ｂと、モルタル１３とを備えている。

【0015】

本実施形態の杭１１は、中空円筒状である。杭１１は、スクリュー部１１ａと杭頭１１ｂとを有している。スクリュー部１１ａは、杭１１の第１端部に設けられている。スクリュー部１１ａは、杭１１の外周面から突出している。スクリュー部１１ａは、螺旋状に延びている。杭頭１１ｂは、杭１１の第１端部とは反対側の端部である第２端部に設けられている。杭頭１１ｂは、杭１１の周縁部から径方向外側に延出する円環状の板である。

【0016】

図３に示すように、杭１１は、延在方向が鉛直方向と一致するように地中ＵＧに打ち込まれている。杭１１は、スクリュー部１１ａが鉛直方向下側に位置し、かつ杭頭１１ｂが鉛直方向上側に位置するように設けられている。スクリュー部１１ａを含む杭１１の大部分は、地中ＵＧに埋設されている。杭頭１１ｂ及び杭１１における杭頭１１ｂ側の端部は、地上に位置している。カーポート１００の支柱１０２は、杭１１の杭頭１１ｂに接続されている。

【0017】

第１補強部材１２ａ及び第２補強部材１２ｂは、杭１１の内側に配置されている。第１補強部材１２ａと第２補強部材１２ｂは、杭１１の延在方向に並んでいる。第２補強部材１２ｂは、杭１１の延在方向において第１補強部材１２ａよりも杭頭１１ｂ側、すなわち第１補強部材１２ａよりも鉛直方向上側に位置している。

【0018】

本実施形態の補強部材１２は、パンタグラフジャッキである。補強部材１２は、ねじ棒２１と、菱形形状のアーム２２とを有している。ねじ棒２１は、アーム２２が有する４つの角部のうち、対角に位置する一対の角部を連結している。ねじ棒２１が第１の回転方向に回転すると、ねじ棒２１の軸方向におけるアーム２２の幅は縮小するとともに、ねじ棒２１の軸方向と直交する方向におけるアーム２２の幅は拡張する。一方、ねじ棒２１が第１の回転方向とは反対方向である第２の回転方向に回転すると、ねじ棒２１の軸方向におけるアーム２２の幅は拡張するとともに、ねじ棒２１の軸方向と直交する方向におけるアーム２２の幅は縮小する。

【0019】

補強部材１２は、ねじ棒２１の軸方向が杭１１の延在方向に一致するように杭１１の内側に配置されている。したがって、補強部材１２は、杭１１の延在方向と直交する方向に拡張可能な拡張機構を有している。本実施形態では、杭１１の延在方向と直交する方向は、杭１１の径方向である。したがって、本実施形態の補強部材１２は、杭１１の径方向に拡張可能な拡張機構を有している。

【0020】

補強部材１２が杭１１の径方向に拡張していない状態において、杭１１の径方向における補強部材１２の幅は杭１１の内径よりも小さい。このため、補強部材１２は、杭１１の径方向に拡張していない状態では、杭１１の内側を杭１１の延在方向に移動可能である。補強部材１２が杭１１の径方向に拡張すると、杭１１の径方向における補強部材１２の幅は杭１１の内径よりも大きくなる。このため、補強部材１２は、杭１１の外側に突出する。

【0021】

杭１１は、一対の突出部３０としての一対の第１突出部３１と、一対の突出部３０としての一対の第２突出部３２とを有している。つまり、杭１１は、一対の突出部３０を２セット有している。

【0022】

一方の第１突出部３１と他方の第１突出部３１は、杭１１の延在方向において同じ位置に設けられている。一方の第１突出部３１と他方の第１突出部３１は、杭１１の周方向において１８０度ずれた位置に設けられている。一方の第２突出部３２と他方の第２突出部３２は、杭１１の延在方向において同じ位置に設けられている。一方の第２突出部３２と他方の第２突出部３２は、杭１１の周方向において１８０度ずれた位置に設けられている。

【0023】

一対の第２突出部３２は、杭１１の延在方向において一対の第１突出部３１とは異なる位置に設けられている。一対の第２突出部３２は、杭１１の延在方向において一対の第１突出部３１よりも杭頭１１ｂ側、すなわち一対の第１突出部３１よりも鉛直方向上側に位置している。一対の第２突出部３２は、杭１１の周方向において一対の第１突出部３１に対して９０度ずれた位置に設けられている。

【0024】

各第１突出部３１は、杭１１の外周面から杭１１の外側に突出している。第１突出部３１が延びる方向は、杭１１の延在方向に対して傾斜している。第１突出部３１は、スクリュー部１１ａ側、すなわち鉛直方向下側に向かって延びている。第１突出部３１は、基端部３０ａとしての第１基端部３１ａと、先端部３０ｂとしての第１先端部３１ｂとを有している。第１基端部３１ａは、杭１１と繋がっている。第１突出部３１における第１基端部３１ａ以外の部分は、杭１１から切り離されている。したがって、第１先端部３１ｂは、杭１１から切り離されている。

【0025】

一対の第１突出部３１は、拡張した状態の第１補強部材１２ａによって、杭１１の一部が第１基端部３１ａを起点にして杭１１の外側に押し広げられることによって形成されている。第１補強部材１２ａのアーム２２の一部は、杭１１の外側に突出している。第１補強部材１２ａは、第１基端部３１ａよりも鉛直方向下側に位置している。杭１１は、杭１１の一部が一対の第１突出部３１として外側に押し広げられることによって形成された一対の第１貫通孔３３を有している。

【0026】

各第２突出部３２は、杭１１の外周面から杭１１の外側に突出している。第２突出部３２が延びる方向は、杭１１の延在方向に対して傾斜している。第２突出部３２は、杭頭１１ｂ側、すなわち鉛直方向上側に向かって延びている。第２突出部３２は、基端部３０ａとしての第２基端部３２ａと、先端部３０ｂとしての第２先端部３２ｂとを有している。第２基端部３２ａは、杭１１と繋がっている。第２突出部３２における第２基端部３２ａ以外の部分は、杭１１から切り離されている。したがって、第２先端部３２ｂは、杭１１から切り離されている。

【0027】

一対の第２突出部３２は、拡張した状態の第２補強部材１２ｂによって、杭１１の一部が第２基端部３２ａを起点にして杭１１の外側に押し広げられることによって形成されている。第２補強部材１２ｂのアーム２２の一部は、杭１１の外側に突出している。第２補強部材１２ｂは、第２基端部３２ａよりも鉛直方向上側に位置している。杭１１は、杭１１の一部が一対の第２突出部３２として外側に押し広げられることによって形成された一対の第２貫通孔３４を有している。

【0028】

図３に示すように、第１突出部３１及び第２突出部３２が杭１１の外側に押し広げられた後、モルタル１３は、杭１１の内側に充填される。杭１１の内側に充填されたモルタル１３は固化する。このため、杭１１の内側には、固化したモルタル１３が存在する。杭１１と補強部材１２とは、モルタル１３の固化によって互いに固定される。モルタル１３の一部は、第１貫通孔３３及び第２貫通孔３４から杭１１の外側に流れ出すことによって、第１突出部３１及び第２突出部３２が押し広げられることによって生じた地中ＵＧの空間に充填された後、固化する。

【0029】

＜地中構造体の施工方法＞
地中構造体の埋設方法は、打ち込み工程と、切断工程と、挿入工程としての第１挿入工程と、拡張工程としての第１拡張工程と、挿入工程としての第２挿入工程と、拡張工程としての第２拡張工程と、充填工程とを有している。

【0030】

図５に示すように、打ち込み工程は、杭１１を地中ＵＧに打ち込む工程である。本実施形態の打ち込み工程では、杭１１を回転させながら地中ＵＧに打ち込む。杭１１は、スクリュー部１１ａ側の端部から順に地中ＵＧに打ち込まれる。なお、打ち込み工程において地中ＵＧに打ち込まれる杭１１は、一対の第１突出部３１及び一対の第２突出部３２を有していない。

【0031】

図６及び図７に示すように、切断工程は、地中ＵＧに打ち込まれた杭１１に対し、鉛直方向上側又は下側に開口する形状の一対の切り込み４０を形成する工程である。一方の切り込み４０と他方の切り込み４０は、杭１１の延在方向において同じ位置に設けられている。一方の切り込み４０と他方の切り込み４０は、杭１１の周方向において１８０度ずれた位置に設けられている。

【0032】

本実施形態の切断工程では、地中ＵＧに打ち込まれた杭１１に対し、一対の切り込み４０としての一対の第１切り込み４１と、一対の切り込み４０としての一対の第２切り込み４２とを形成する。つまり、本実施形態の切断工程では、地中ＵＧに打ち込まれた杭１１に対し、一対の切り込み４０を２セット形成する。本実施形態の切断工程は、後述する治具５０によって行われる。

【0033】

図６に示すように、第１切り込み４１は、鉛直方向上側に開口する形状である。第１切り込み４１は、一対の第１軸方向切り込み４１ａと、第１周方向切り込み４１ｂとを有している。各第１軸方向切り込み４１ａは、杭１１の延在方向に沿って直線状に延びている。第１周方向切り込み４１ｂは、一対の第１軸方向切り込み４１ａの下端を接続している。第１周方向切り込み４１ｂは、杭１１の周方向に沿って延びている。本実施形態の第１切り込み４１は、コ字型である。

【0034】

図７に示すように、第２切り込み４２は、鉛直方向下側に開口する形状である。第２切り込み４２は、一対の第２軸方向切り込み４２ａと、第２周方向切り込み４２ｂとを有している。各第２軸方向切り込み４２ａは、杭１１の延在方向に沿って直線状に延びている。第２周方向切り込み４２ｂは、一対の第２軸方向切り込み４２ａの上端を接続している。第２周方向切り込み４２ｂは、杭１１の周方向に沿って延びている。本実施形態の第２切り込み４２は、コ字型である。

【0035】

図８に示すように、第１挿入工程は、杭１１の内側に第１補強部材１２ａを挿入する工程である。第１補強部材１２ａは、ねじ棒２１の軸方向が杭１１の延在方向と一致するように杭１１の内側に挿入される。第１補強部材１２ａは、杭１１の延在方向と直交する方向において縮小した状態で杭１１の内側に挿入される。第１補強部材１２ａは、アーム２２が杭１１における第１切り込み４１に囲まれた部分と対向する位置まで下降される。

【0036】

図９に示すように、第１拡張工程は、杭１１の内側に挿入された第１補強部材１２ａを杭１１の延在方向と直交する方向に拡張する工程である。具体的には、作業者は、第１補強部材１２ａのねじ棒２１に接続された回転ハンドル６０を回転させることによってねじ棒２１を回転させる。これにより、第１補強部材１２ａは、杭１１の延在方向と直交する方向に拡張する。なお、杭１１の内面と第１補強部材１２ａとの間には、図示しない規制部材が配置されている。規制部材によって、ねじ棒２１の回転に伴ってアーム２２も回転することが規制されている。そして、杭１１の延在方向と直交する方向における第１補強部材１２ａの幅が杭１１の内径よりも大きくなると、杭１１における第１切り込み４１に囲まれた部分は、第１補強部材１２ａによって、杭１１の外側に押し広げられる。詳しくは、杭１１における第１切り込み４１に囲まれた部分は、一対の第１軸方向切り込み４１ａの上端の間に位置する部分を起点にして、杭１１の外側に押し広げられる。その結果、杭１１における第１切り込み４１に囲まれた部分は、杭１１の外側に突出する一対の第１突出部３１になる。

【0037】

図１０に示すように、第２挿入工程は、杭１１の内側に第２補強部材１２ｂを挿入する工程である。第２補強部材１２ｂは、ねじ棒２１の軸方向が杭１１の延在方向と一致するように杭１１の内側に挿入される。第２補強部材１２ｂは、杭１１の延在方向と直交する方向において縮小した状態で杭１１の内側に挿入される。第２補強部材１２ｂは、アーム２２が杭１１における第２切り込み４２に囲まれた部分と対向する位置まで下降される。

【0038】

図１１に示すように、第２拡張工程は、杭１１の内側に挿入された第２補強部材１２ｂを杭１１の延在方向と直交する方向に拡張する工程である。具体的には、作業者は、第２補強部材１２ｂのねじ棒２１に接続された回転ハンドル６０を回転させることによってねじ棒２１を回転させる。これにより、第２補強部材１２ｂは、杭１１の延在方向と直交する方向に拡張する。なお、杭１１の内面と第２補強部材１２ｂとの間には、図示しない規制部材が配置されている。規制部材によって、ねじ棒２１の回転に伴ってアーム２２も回転することが規制されている。そして、杭１１の延在方向と直交する方向における第２補強部材１２ｂの幅が杭１１の内径よりも大きくなると、杭１１における第２切り込み４２に囲まれた部分は、第２補強部材１２ｂによって、杭１１の外側に押し広げられる。詳しくは、杭１１における第２切り込み４２に囲まれた部分は、一対の第２軸方向切り込み４２ａの下端の間に位置する部分を起点にして、杭１１の外側に押し広げられる。その結果、杭１１における第２切り込み４２に囲まれた部分は、杭１１の外側に突出する一対の第２突出部３２になる。

【0039】

図示しないが、充填工程は、杭１１の内側にモルタル１３を充填する工程である。杭１１の内側に充填されたモルタル１３が固化することによって、杭１１と補強部材１２とが固定される。

【0040】

＜治具の構成＞
図１２及び図１３に示すように、切断工程に用いられる治具５０は、ディスクグラインダ５１と、中空筒状のガイド部材５２と、ラボジャッキ５３とを備えている。

【0041】

ディスクグラインダ５１は、筐体５１ａと、回転軸５１ｂと、切断手段としてのカッタ５１ｃとを有している。筐体５１ａには、図示しないモータが内蔵されている。モータは、回転軸５１ｂを回転駆動する。カッタ５１ｃは、ディスク状である。カッタ５１ｃは、回転軸５１ｂに連結されている。カッタ５１ｃは、回転軸５１ｂと一体回転する。

【0042】

なお、杭１１に対し、延在方向に延びる切り込みを形成する際には、横軸型のディスクグラインダ５１が用いられる。横軸型のディスクグラインダ５１とは、回転軸５１ｂが筐体５１ａの長手方向に対して直交するように延びているディスクグラインダ５１のことである。杭１１に対し、周方向に延びる切り込みを形成する際には、縦軸型のディスクグラインダ５１が用いられる。縦軸型のディスクグラインダ５１とは、回転軸５１ｂが筐体５１ａの長手方向に沿って延びているディスクグラインダ５１のことである。

【0043】

ガイド部材５２は、杭１１と同形状である。本実施形態のガイド部材５２は、中空円筒状である。ガイド部材５２の外径は、杭１１の内径よりも僅かに小さい。したがって、ガイド部材５２の外周面は、杭１１の内周面に沿う形状である。ガイド部材５２は、ガイド部材５２の内外を連通させる複数の窓部５２ａを有している。ガイド部材５２は、第１目盛りＭ１を有している。第１目盛りＭ１は、ガイド部材５２の外周面に設けられている。第１目盛りＭ１は、ガイド部材５２の延在方向における寸法を示すための目盛りである。

【0044】

図１３に示すように、ガイド部材５２は、第２目盛りＭ２を有している。第２目盛りＭ２は、ガイド部材５２の延在方向における端面に設けられている。第２目盛りＭ２は、ガイド部材５２の周方向における角度を示すための目盛りである。

【0045】

ラボジャッキ５３は、ガイド部材５２の内側に設けられている。ラボジャッキ５３は、ガイド部材５２の軸方向と直交する方向に拡張可能に設けられている。ラボジャッキ５３の拡張方向における第１端部は、ガイド部材５２の内周面に固定されている。ラボジャッキ５３の拡張方向における第１端部とは反対側の端部である第２端部には、ディスクグラインダ５１の筐体５１ａが取り付けられている。筐体５１ａの長手方向は、ガイド部材５２の延在方向と一致している。

【0046】

図１２及び図１３に示すように、ラボジャッキ５３がガイド部材５２の軸方向と直交する方向に拡張していない状態では、カッタ５１ｃは、ガイド部材５２の内側に位置している。

【0047】

一方、図１４及び図１５に示すように、ラボジャッキ５３がガイド部材５２の軸方向と直交する方向に拡張している状態では、カッタ５１ｃは、ガイド部材５２の窓部５２ａを通ってガイド部材５２の外側に突出している。つまり、ラボジャッキ５３は、カッタ５１ｃをガイド部材５２の内外で移動させる移動機構を構成している。

【0048】

ラボジャッキ５３には、棒状の昇降ハンドル５４が連結されている。昇降ハンドル５４は、ガイド部材５２の延在方向に延びている。昇降ハンドル５４は、ガイド部材５２の外側に突出している。

【0049】

＜治具の使用方法＞
治具５０の使用方法について、第１切り込み４１の形成方法とともに説明する。なお、第２切り込み４２の形成方法については、第１切り込み４１の形成方法と同様であるため、説明を省略する。

【0050】

作業者は、まず、ラボジャッキ５３に横軸型のディスクグラインダ５１を取り付ける。また、作業者は、カッタ５１ｃがガイド部材５２の内側に位置するようにラボジャッキ５３を拡張前の状態にする。

【0051】

図１２に示すように、作業者は、昇降ハンドル５４を用いて治具５０を杭１１の内側に挿入する。治具５０は、ガイド部材５２の延在方向が杭１１の延在方向と一致する状態で杭１１の内側に挿入される。上述したように、ガイド部材５２の外周面は、杭１１の内周面に沿う形状である。このため、治具５０は、ガイド部材５２の外周面が杭１１の内周面に沿う状態で杭１１の内側に挿入される。作業者は、ガイド部材５２に設けられた第１目盛りＭ１によって、杭１１に対する治具５０の挿入量を確認しながら、治具５０を下降させる。作業者は、杭１１における第１軸方向切り込み４１ａを形成する位置にカッタ５１ｃが到達するまで治具５０を下降させる。

【0052】

図１４に示すように、作業者は、ラボジャッキ５３を拡張させることによって、カッタ５１ｃをガイド部材５２の外側に移動させる。ガイド部材５２の外側には杭１１が位置しているため、ガイド部材５２の外側に移動したカッタ５１ｃは、杭１１を切断する。そして、作業者は、カッタ５１ｃをガイド部材５２の外側に突出させた状態のまま、治具５０を杭１１の延在方向に移動させる。これにより、杭１１には、１本目の第１軸方向切り込み４１ａが形成される。

【0053】

次に、作業者は、ラボジャッキ５３を拡張前の状態に戻すことによって、カッタ５１ｃをガイド部材５２の内側に移動させる。次に、作業者は、治具５０を杭１１に対して杭１１の周方向に回転させる。作業者は、ガイド部材５２に設けられた第２目盛りＭ２によって、杭１１に対する治具５０の回転量を確認しながら、治具５０を回転させる。

【0054】

作業者は、杭１１における２本目の第１軸方向切り込み４１ａを形成する位置までカッタ５１ｃが到達したら、ラボジャッキ５３を拡張させることによって、カッタ５１ｃをガイド部材５２の外側に移動させる。また、作業者は、カッタ５１ｃをガイド部材５２の外側に突出させた状態のまま、治具５０を杭１１の延在方向に移動させる。これにより、杭１１には、２本目の第１軸方向切り込み４１ａが形成される。

【0055】

作業者は、杭１１に一対の第１軸方向切り込み４１ａを形成した後、ラボジャッキ５３を拡張前の状態に戻すことによって、カッタ５１ｃをガイド部材５２の内側に移動させる。その後、作業者は、昇降ハンドル５４を用いて治具５０を上昇させることによって、杭１１から治具５０を取り出す。そして、作業者は、ラボジャッキ５３から横軸型のディスクグラインダ５１を取り外す。作業者は、ラボジャッキ５３に縦軸型のディスクグラインダ５１を取り付ける。作業者は、カッタ５１ｃがガイド部材５２の内側に位置するようにラボジャッキ５３を拡張前の状態にする。

【0056】

作業者は、昇降ハンドル５４を用いて治具５０を杭１１の内側に挿入する。上述したように、作業者は、ガイド部材５２に設けられた第１目盛りＭ１によって、杭１１に対する治具５０の挿入量を確認しながら、治具５０を下降させる。作業者は、杭１１における第１周方向切り込み４１ｂを形成する位置にカッタ５１ｃが到達するまで治具５０を下降させる。

【0057】

図１５に示すように、ラボジャッキ５３を拡張させることによって、カッタ５１ｃをガイド部材５２の外側に移動させる。また、作業者は、カッタ５１ｃをガイド部材５２の外側に突出させた状態のまま、治具５０を杭１１に対して杭１１の周方向に回転させる。これにより、杭１１には、第１周方向切り込み４１ｂが形成される。

【0058】

作業者は、杭１１に第１切り込み４１を形成した後、ラボジャッキ５３を拡張前の状態に戻すことによって、カッタ５１ｃをガイド部材５２の内側に移動させる。その後、作業者は、昇降ハンドル５４を用いて治具５０を上昇させることによって、杭１１の内側から治具５０を取り出す。

【0059】

［本実施形態の作用及び効果］
本実施形態の作用及び効果を説明する。
（１）地中構造体１０は、中空筒状の杭１１と、杭１１の内側に配置された補強部材１２を備えている。補強部材１２は、杭１１の延在方向と直交する方向に拡張可能な拡張機構を有している。杭１１は、拡張した状態の補強部材１２によって、基端部３０ａを起点にして杭１１の外側に押し広げられた一対の突出部３０を有している。突出部３０の先端部３０ｂは、杭１１から切り離されている。

【0060】

この構成では、補強部材１２が突出部３０を介して地中ＵＧの土壌を杭１１の延在方向と直交する方向に押し付けるため、杭１１は鉛直方向に移動しにくくなる。よって、杭１１の耐引抜性及び耐沈降性が向上する。また、この構成では、杭１１の全長が変化しないため、杭１１と杭１１の周囲の土壌とが鉛直方向に沿う方向、すなわち上下方向にずれることなく、一対の突出部３０を杭１１の外側に突出させることができる。よって、杭１１の耐引抜性及び耐沈降性をより向上できる。

【0061】

（２）杭１１は、一対の第１突出部３１及び一対の第２突出部３２を有している。一対の第２突出部３２は、杭１１の延在方向において一対の第１突出部３１とは異なる位置に設けられている。また、一対の第２突出部３２は、杭１１の周方向において、一対の第１突出部３１に対して９０度ずらした位置に設けられている。したがって、一対の第１突出部３１と一対の第２突出部３２とが、例えば、第１突出部３１と第２突出部３２が杭１１の延在方向に並ぶように、杭１１の周方向において同じ位置に設けられている場合と比較して、杭１１が傾きにくくなる。

【0062】

（３）地中構造体１０は、次のように施工される。まず、杭１１が地中ＵＧに打ち込まれる。次に、地中ＵＧに打ち込まれた杭１１に対し、鉛直方向上側又は下側に開口する形状の一対の切り込み４０が形成される。そして、杭１１の内側に挿入された補強部材１２が杭１１の延在方向と直交する方向に拡張されることによって、杭１１における切り込み４０に囲まれた部分が杭１１の外側に押し広げられる。これにより、杭１１における切り込み４０に囲まれた部分は、一対の突出部３０になる。つまり、杭１１には、一対の突出部３０が形成される。よって、杭１１の耐引抜性及び耐沈降性をより向上できる。

【0063】

（４）治具５０は、地中構造体１０の施工における切断工程に用いられる。治具５０は、切断手段としてのカッタ５１ｃと、杭１１の内周面に沿う形状の外周面を有する中空筒状のガイド部材５２と、カッタ５１ｃをガイド部材５２の内外で移動させる移動機構としてのラボジャッキ５３とを備えている。

【0064】

切断工程において、治具５０は、杭１１の内側に挿入される。このとき、治具５０は、ガイド部材５２の外周面が杭１１の内周面に沿う状態で杭１１の内側に挿入される。したがって、杭１１の内側において治具５０が動きにくくなるため、作業性が良好になる。また、カッタ５１ｃは、ラボジャッキ５３によってガイド部材５２の内外を移動可能である。したがって、治具５０を杭１１の内側で移動させる際には、カッタ５１ｃをガイド部材５２の内側に位置させることにより、杭１１における意図しない部分がカッタ５１ｃによって切断されることを回避できる。また、杭１１に切り込み４０を形成する際には、カッタ５１ｃをガイド部材５２の外側に移動させることにより、カッタ５１ｃによって杭１１を切断できる。つまり、治具５０を用いることによって、切断工程を容易に行うことができる。

【0065】

（５）治具５０のガイド部材５２は、ガイド部材５２の延在方向における寸法を示す第１目盛りＭ１を有している。このため、作業者は、切断工程において、杭１１に対する治具５０の挿入量を確認することができる。したがって、杭１１に対して延在方向における所望の位置に切り込み４０を形成しやすくなる。

【0066】

（６）治具５０のガイド部材５２は、ガイド部材５２の周方向における角度を示す第２目盛りＭ２を有している。このため、作業者は、切断工程において、杭１１に対する治具５０の回転量を確認することができる。したがって、杭１１に対して周方向における所望の位置に切り込み４０を形成しやすくなる。

【0067】

（７）本実施形態の杭１１は、一対の第１突出部３１と一対の第２突出部３２とを有している。つまり、本実施形態の杭１１は、一対の突出部３０を２セット有している。したがって、杭１１が一対の突出部３０を１セットだけ有している場合と比較して、杭１１の耐引抜性及び耐沈降性をより向上できる。

【0068】

（８）本実施形態の補強部材１２は、パンタグラフジャッキである。パンタグラフジャッキは、量産品であるため安価である。よって、地中構造体１０のコストを削減できる。また、パンタグラフジャッキの耐荷重は数トンと大きいため、杭１１の耐引抜性及び耐沈降性をより向上できる。

【0069】

（９）本実施形態では、杭１１の内側に、モルタル１３が充填される。したがって、杭１１の内側にモルタル１３が充填されない場合と比較して、地中構造体１０の強度が高くなる。なお、補強部材１２が一対の突出部３０を介して土壌を押し付けることによって、杭１１の耐引抜性及び耐沈降性は確保されている。したがって、杭１１の内側にモルタル１３を充填した後、モルタル１３の固化を待たなくても、杭頭１１ｂに対してカーポート１００の支柱１０２を接続するといった次の工程に進むことができる。

【0070】

（１０）本実施形態の杭１１は、回転させながら打ち込まれる回転杭である。このため、例えば、杭１１に切り込み４０を形成した後、杭１１を打ち込もうとすると、杭１１の回転によって、杭１１がねじ切れるおそれがある。これに対し、本実施形態では、杭１１を地中ＵＧに打ち込んだ後、杭１１に対して切り込み４０を形成する。したがって、杭１１を打ち込む際に杭１１がねじ切れることを回避できる。

【0071】

（１１）カーポート１００の屋根１０１は、水平方向に対して傾斜するように設けられている。このため、カーポート１００は風に煽られやすい。したがって、杭１１の耐引抜性を向上させることが特に効果的である。

【0072】

（１２）杭１１の耐引抜性及び耐沈降性を向上する方法として、例えば、杭１１の周囲を掘り起こしてコンクリートを流し込む方法が考えられる。しかしながら、この場合、コンクリートが固化するまで次の工程に進むことができないため、工期が長くなる。また、杭１１の周囲を掘り起こすため、残土の処理が必要になる。これに対し、本実施形態の地中構造体の施工方法は、固化工程を含まないため、工期を短くできる。また、土壌を掘り起こす工程も含まないため、残土の処理も不要である。

【0073】

（１３）杭１１の耐引抜性及び沈降性を向上する方法として、例えば、杭１１の外周面からのスクリュー部１１ａの突出量を増大させることが考えられる。しかしながら、この場合には、杭１１を地中ＵＧに埋め込むために高トルクを出力できる大型の建機が必要になる。したがって、大型の建機が進入できないような狭い土地での杭１１の打ち込みが困難になる。これに対し、本実施形態では、大型の建機を用いなくても、杭１１の耐引抜性及び耐沈降性を向上できる。よって、大型の建機が進入できないような狭い土地であっても、地中構造体１０を施工することができる。

【0074】

（１４）杭１１の耐沈降性を向上する方法として、例えば、杭１１に対し、杭１１の外周面から突出する沈降抑制板を設けることが考えられる。しかしながら、沈降抑制板が地上にある場合には邪魔になる。また、沈降抑制板を地中ＵＧに埋設するためには、掘削作業が必要になる。これに対し、本実施形態では、補強部材１２は、地中ＵＧに埋設された杭１１の内側に位置している。つまり、補強部材１２は地中ＵＧにあるため、邪魔になりにくい。また、補強部材１２を地中ＵＧに埋設するための掘削作業も不要である。

【0075】

（１５）杭１１は、杭１１と別体の補強部材１２によって杭１１の外側に押し広げられる。このため、従来技術の基礎杭のような、杭の一部を杭の外側に突出させるための特別な構成を有する杭を用意する必要がなく、既存の杭を利用することができる。よって、地中構造体１０のコストを削減できる。また、杭１１に形成する一対の突出部３０の数や杭１１の延在方向における一対の突出部３０の形成位置を調整することが容易である。

【0076】

（１６）切り込み４０が杭１１の周方向の一方側又は他方側に開口する形状の場合、杭１１の径が小さいと、杭１１の周方向において切り込み４０が設けられる範囲が大きくなることによって、杭１１の強度が低下するおそれがある。これに対し、本実施形態では、切り込み４０は、杭１１の延在方向の一方側又は他方側に開口する形状である。したがって、杭１１に切り込み４０を設けたとしても、杭１１の強度が低下しにくい。

【0077】

（１７）本実施形態の治具５０の移動機構は、ラボジャッキ５３によって構成されている。ラボジャッキ５３は量産品であるため安価である。したがって、治具５０のコストを削減できる。

【0078】

（１８）本実施形態の治具５０のガイド部材５２は、複数の窓部５２ａを有している。したがって、治具５０を軽量化できる。
（１９）杭１１は、中空円筒状である。このため、切断工程において杭１１に対し、同じ方向に延びる切り込みを複数形成する際には、杭１１に対して治具５０を周方向に回転させることによって、治具５０を杭１１から引き抜かなくても複数の切り込みを形成できる。

【0079】

（２０）杭１１は、回転させながら地中ＵＧに打ち込まれる回転杭である。このため、狭い場所での杭１１の打ち込みが可能である。また、杭１１の打ち込み時の静穏性に優れる。また、スクリュー部１１ａが硬い地盤まで食い込む。また、残土の処理が不要である。

【0080】

［変更例］
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施できる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施できる。

【0081】

○ 杭１１の形状は、円筒状であるのが好ましいが、中空筒状であれば適宜変更されてもよい。例えば、杭１１は、四角筒状や三角筒状であってもよい。この場合、切断工程において杭１１に対し、同じ方向に延びる切り込みを複数形成する際には、１本の切り込みを形成する毎に治具５０を杭１１から引き抜く必要がある。

【0082】

○ 杭１１は、回転させながら地中ＵＧに打ち込まれる回転杭であるのが望ましいが、回転杭でなくてもよい。
○ 杭１１は、スクリュー部１１ａを有していなくてもよい。

【0083】

○ 杭１１は、スクリュー部１１ａの代わりに、杭１１の先端部がねじられることによって形成されたスパイラル部を有していてもよい。
○ 杭１１は、一対の第１突出部３１を有し、かつ一対の第２突出部３２を有していなくてもよい。この場合、第２補強部材１２ｂは省略される。

【0084】

○ 杭１１は、一対の第２突出部３２を有し、かつ一対の第１突出部３１を有していなくてもよい。この場合、第１補強部材１２ａは省略される。
○ 一対の第２突出部３２は、杭１１の周方向において一対の第１突出部３１に対して９０度ずれた位置に設けられていなくてもよい。例えば、一対の第１突出部３１と一対の第２突出部３２は、第１突出部３１と第２突出部３２とが杭１１の延在方向に並ぶように、杭１１の周方向において同じ位置に設けられていてもよい。

【0085】

○ 一対の第２突出部３２は、一対の第１突出部３１よりも鉛直方向下側に位置していてもよい。この場合、第２補強部材１２ｂも、第１補強部材１２ａよりも鉛直方向下側に位置する。

【0086】

○ 杭１１が一対の突出部３０を複数セット有する場合、一対の突出部３０の組み合わせは適宜変更されてもよい。例えば、杭１１は、一対の第１突出部３１を２セット以上有していてもよい。杭１１は、一対の第２突出部３２を２セット以上有していてもよい。杭１１は、一対の第１突出部３１を１セット以上有するとともに、一対の第２突出部３２を１セット以上有していてもよい。

【0087】

なお、例えば、杭１１が一対の突出部３０を３セット有している場合には、３セットの一対の突出部３０は、杭１１の周方向において互いに６０度ずれた位置に設けられていてもよい。

【0088】

○ 第１切り込み４１の形状は、コ字型でなくてもよい。第１切り込み４１の形状は、例えば、Ｕ字型、Ｃ字型、Ｖ字型であってもよい。
○ 第２切り込み４２の形状は、コ字型でなくてもよい。第２切り込み４２の形状は、例えば、Ｕ字型、Ｃ字型、Ｖ字型であってもよい。

【0089】

○ 補強部材１２は、杭１１の延在方向と直交する方向に拡張可能な拡張機能を有していれば、パンタグラフジャッキでなくてもよい。
○ 杭１１の内側には、モルタル１３の代わりにセメントやコンクリートが充填されてもよい。

【0090】

○ 杭１１の内側には、モルタル１３が充填されなくてもよい。
○ 切断工程は、上記実施形態の治具５０以外の手段によって行われてもよい。例えば、レーザによって杭１１を切断することによって、杭１１に切り込み４０を形成してもよい。

【0091】

○ 切断工程において、一対の第１軸方向切り込み４１ａ、第１周方向切り込み４１ｂ、一対の第２軸方向切り込み４２ａ、及び第２周方向切り込み４２ｂを形成する順番は適宜変更されてもよい。例えば、一対の第１軸方向切り込み４１ａ及び一対の第２軸方向切り込み４２ａを形成した後、第１周方向切り込み４１ｂ及び第２周方向切り込み４２ｂを形成してもよい。

【0092】

○ 切断手段は、ディスクグラインダ５１のカッタ５１ｃに限定されない。切断手段は、杭１１を切断可能であれば適宜変更されてもよい。切断手段は、例えば、チェーンソーであってもよい。

【0093】

○ ガイド部材５２は、第１目盛りＭ１を有していなくてもよい。
○ ガイド部材５２は、第２目盛りＭ２を有していなくてもよい。
○ 移動機構は、ラボジャッキ５３に限定されない。移動機構は、切断手段をガイド部材５２の内外で移動させることができるのであれば適宜変更されてもよい。

【0094】

○ カーポート１００の屋根１０１には、太陽光発電パネル２００が載置されていなくてもよい。
○ 地中構造体１０は、カーポート１００以外の地上構造物に適用されてもよい。地中構造体１０は、例えば、バス停に適用されてもよい。なお、バス停の屋根には、太陽光発電パネル２００が載置されていてもよい。

【符号の説明】

【0095】

１０…地中構造体、１１…杭、１２…補強部材、１２ａ…第１補強部材、１２ｂ…第２補強部材、３０…突出部、３０ａ…基端部、３０ｂ…先端部、３１…第１突出部、３１ａ…第１基端部、３２…第２突出部、３２ａ…第２基端部、４０…切り込み、５０…治具、５１ｃ…切断手段としてのカッタ、５２…ガイド部材、５３…移動機構としてのラボジャッキ、Ｍ１…第１目盛り、Ｍ２…第２目盛り、ＵＧ…地中。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】