(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-10-04
(45)【発行日】2023-10-13
(54)【発明の名称】建造物の基礎構造、プレキャスト部材、および、建造物の基礎構造の製造方法
(51)【国際特許分類】
E02D 27/42 20060101AFI20231005BHJP
【FI】
E02D27/42 B
(21)【出願番号】P 2020002119
(22)【出願日】2020-01-09
【審査請求日】2022-10-21
(73)【特許権者】
【識別番号】000227722
【氏名又は名称】株式会社日本ネットワークサポート
(74)【代理人】
【識別番号】100103517
【氏名又は名称】岡本 寛之
(72)【発明者】
【氏名】奧川 正人
【審査官】石川 信也
(56)【参考文献】
【文献】特開2010-013820(JP,A)
【文献】特開平11-117326(JP,A)
【文献】特開昭51-074412(JP,A)
【文献】特開昭48-025234(JP,A)
【文献】実開昭60-187258(JP,U)
【文献】特開平07-180162(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
E02D 27/00-27/52
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
建造物を支える支持部材と
前記支持部材を支える基礎と、
を備え、
前記支持部材は、前記基礎に固定される固定部であって、前記基礎と接触する球面を有する固定部を有
し、
前記基礎は、前記固定部の周りに配置される複数のプレキャスト部材からなり、プレストレスト・コンクリート構造を有し、
前記複数のプレキャスト部材のそれぞれは、前記固定部と接触し、
前記固定部は、前記複数のプレキャスト部材によって締め付けられることにより、前記基礎に固定されていることを特徴とする、建造物の基礎構造。
【請求項2】
前記支持部材は、前記固定部から延びる支柱であって、前記建造物を支える支柱を、さらに備えることを特徴とする、請求項1に記載の建造物の基礎構造。
【請求項3】
前記支柱が延びる方向と直交する方向において、前記固定部の外寸は、前記支柱の外寸よりも大きいことを特徴とする、請求項2に記載の建造物の基礎構造。
【請求項4】
前記基礎は、
前記固定部を収容する凹部と、
前記凹部に通じる開口と
を有し、
前記開口の内寸は、前記固定部の外寸よりも小さいことを特徴とする、請求項3に記載の建造物の基礎構造。
【請求項5】
前記支持部材は、複数のプレキャスト部材からなることを特徴とする、請求項
1~4のいずれか一項に記載の建造物の基礎構造。
【請求項6】
請求項1
~5のいずれか一項に記載の建造物の基礎構造の一部であることを特徴とする、プレキャスト部材。
【請求項7】
請求項1
~5のいずれか一項に記載の建造物の基礎構造の製造方法であって、
前記基礎の少なくとも一部を製造する第1工程と、
前記第1工程で製造された前記基礎の少なくとも一部に、前記球面が接触するように、前記固定部を載せて、前記固定部を支点として前記支持部材を傾ける第2工程と
を含むことを特徴とする、建造物の基礎構造の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、建造物の基礎構造、プレキャスト部材、および、建造物の基礎構造の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、鉄塔基礎構造部材を支える基礎として、コンクリートからなる基礎を備える基礎構造が知られている(下記特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上記した特許文献1に記載されるような基礎構造では、鉄塔の建造現場において、鉄塔基礎構造部材を所望の角度で固定することが困難である。
【0005】
そのため、基礎工事の効率化を図ることが困難である。
【0006】
そこで、本発明の目的は、基礎工事の効率化を図ることができる建造物の基礎構造、プレキャスト部材、および、建造物の基礎構造の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明[1]は、建造物を支える支持部材と、前記支持部材を支える基礎とを備え、前記支持部材が、前記基礎に固定される固定部であって、前記基礎と接触する球面を有する固定部を有する、建造物の基礎構造を含む。
【0008】
このような構成によれば、固定部を基礎に載せた状態で、球面が基礎と接触する。
【0009】
そのため、固定部を基礎に載せた状態で、容易に支持部材の傾斜を調整できる。
【0010】
その結果、基礎工事の効率化を図ることができる。
【0011】
本発明[2]は、支持部材が、前記固定部から延びる支柱であって、前記建造物を支える支柱を、さらに備える、上記[1]の建造物の基礎構造を含む。
【0012】
本発明[3]は、前記支柱が延びる方向と直交する方向において、前記固定部の外寸は、前記支柱の外寸よりも大きい、上記[2]の建造物の基礎構造を含む。
【0013】
本発明[4]は、前記基礎が、前記固定部を収容する凹部と、前記凹部に通じる開口とを有し、前記開口の内寸が、前記固定部の外寸よりも小さい、上記[3]の建造物の基礎構造を含む。
【0014】
このような構成によれば、固定部が凹部から外れることを抑制できる。
【0015】
その結果、支持部材が基礎から抜けることを抑制できる。
【0016】
本発明[5]は、前記基礎が、前記固定部の周りに配置される複数のプレキャスト部材からなり、プレストレスト・コンクリート構造を有し、前記固定部が、前記複数のプレキャスト部材に付与されるプレストレスによって、前記基礎に固定される、上記[1]~[4]のいずれか1つの建造物の基礎構造を含む。
【0017】
このような構造によれば、基礎は、複数のプレキャスト部材からなる。
【0018】
そのため、プレキャスト工法によって、建造現場で基礎を組み立てることができ、基礎工事の効率化を、より図ることができる。
【0019】
また、固定部が、複数のプレキャスト部材に付与されるプレストレスによって、基礎に固定される。
【0020】
そのため、基礎に付与されるプレストレスを利用して、支持部材を、基礎に固定できる。
【0021】
本発明[6]は、前記支持部材が、複数のプレキャスト部材からなる、上記[5]の建造物の基礎構造を含む。
【0022】
このような構造によれば、プレキャスト工法によって、建造現場で支持部材を組み立てることができ、基礎工事の効率化を、より図ることができる。
【0023】
本発明[7]は、上記[1]~[6]のいずれか1つの建造物の基礎構造の一部である、プレキャスト部材を含む。
【0024】
本発明[8]は、上記[1]~[6]のいずれか1つの建造物の基礎構造の製造方法であって、前記基礎の少なくとも一部を製造する第1工程と、前記第1工程で製造された前記基礎の少なくとも一部に、前記球面が接触するように、前記固定部を載せて、前記固定部を支点として前記支持部材を傾ける第2工程とを含む、建造物の基礎構造の製造方法を含む。
【発明の効果】
【0025】
本発明の建造物の基礎構造、プレキャスト部材、および、建造物の基礎構造の製造方法によれば、基礎工事の効率化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0026】
【
図1】
図1は、本発明の一実施形態としての建造物の基礎構造を示す。
【
図3】
図3Aは、第1コンクリート層を構成するプレキャスト部材の平面図である。
図3Bは、
図3Aに示すプレキャスト部材を、基礎の周方向から見た側面図である。
【
図4】
図4Aは、第2コンクリート層を構成するプレキャスト部材の平面図である。
図4Bは、
図4Aに示すプレキャスト部材を、基礎の周方向から見た側面図である。
【
図5】
図5Aは、第3コンクリート層を構成するプレキャスト部材の平面図である。
図5Bは、
図5Aに示すプレキャスト部材を、基礎の周方向から見た側面図である。
【
図6】
図6は、
図1に示す基礎構造の製造方法を説明する説明図であって、支持部材の固定部が第3コンクリート層の上に載せられた状態を示す。
【
図7】
図7は、
図6とともに基礎構造の製造方法を説明する説明図であって、支持部材が固定部を支点として傾けられた状態を示す。
【発明を実施するための形態】
【0027】
図1に示すように、建造物の基礎構造1は、支持部材2と、基礎3とを備える。なお、建造物は、限られない。建造物としては、例えば、送電鉄塔などの鉄塔、例えば、橋梁、例えば、オフィスビル、タワーマンションなどの高層建築物などが挙げられる。
【0028】
1.支持部材
支持部材2は、建造物を支える。支持部材2には、建造物が固定される。具体的には、建造物が鉄塔である場合、支持部材2には、鉄塔の脚が、固定される。本実施形態では、支持部材2は、鉄塔の脚の傾斜に応じて、鉛直方向と傾斜する方向に延びる。なお、支持部材2は、鉛直方向に延びてもよい。支持部材2は、固定部2Aと、支柱2Bとを有する。
【0029】
(1)固定部
固定部2Aは、支持部材2が延びる方向において、支持部材2の一端部(下端部)に配置される。固定部2Aは、基礎3に固定される。固定部2Aは、略球形状を有する。固定部2Aは、球面S1を有する。球面S1は、基礎3と接触する。
【0030】
(2)支柱
支柱2Bは、固定部2Aから延びる。支柱2Bは、支持部材2が延びる方向に延びる。支柱2Bは、円柱形状を有する。支柱2Bは、建造物を支える。支柱2Bには、建造物が固定される。支柱2Bが延びる方向と直交する方向において、固定部2Aの外寸L1は、支柱2Bの外寸L2よりも大きい。
【0031】
(3)支持部材の部品構造
支持部材2は、複数(本実施形態では、4つ)のプレキャスト部材21~24からなる。そのため、プレキャスト工法によって、建造現場で支持部材2を組み立てることができ、基礎工事の効率化を、より図ることができる。
【0032】
プレキャスト部材21は、固定部2Aを有する。プレキャスト部材22~24のそれぞれは、支柱2Bの一部である。複数のプレキャスト部材21~24は、支持部材2が延びる方向において、支持部材2の一端部から他端部に向かって、プレキャスト部材21、プレキャスト部材22、プレキャスト部材23、プレキャスト部材24の順に並ぶ。プレキャスト部材22は、プレキャスト部材21と接続される。プレキャスト部材23は、プレキャスト部材22と接続される。プレキャスト部材24は、プレキャスト部材23と接続される。複数のプレキャスト部材21~24のそれぞれは、鉄筋コンクリートからなる。
【0033】
なお、支持部材2は、プレストレスト・コンクリート構造を有する。プレキャスト部材21~24が接続された状態で、プレキャスト部材21~24には、支持部材2が延びる方向において、プレストレス(圧縮応力)が付与される。
【0034】
2.基礎
基礎3は、地中または地表に配置される。なお、基礎3が地中に配置される場合、支持部材2の一部も、基礎3とともに地中に配置される。基礎3は、支持部材2を支持する。基礎3は、支持部材2を介して、建造物を支持する。本実施形態では、基礎3は、
図2に示すように、平面視において、円形状を有する。なお、基礎3の形状は、限定されない。基礎3は、凹部3Aと、開口3Bとを有する。
【0035】
(1)凹部
凹部3Aは、平面視において、基礎3の中央に配置される。凹部3Aは、略球形状を有する。
図2Bに示すように、凹部3Aの内寸L3は、固定部2Aの外寸L1(
図1参照)よりもわずかに大きい。凹部3Aは、固定部2A(
図1参照)を収容する。
【0036】
(2)開口
開口3Bは、基礎3の上端部に配置される。
図2Aに示すように、開口3Bは、平面視において、基礎3の中央に配置される。開口3Bは、円形状を有する。開口3Bは、凹部3Aに通じる。
【0037】
開口3Bの内寸L4は、固定部2Aの外寸L1(
図1参照)よりも小さい。これにより、固定部2Aが凹部3Aから外れることを、抑制できる。その結果、支持部材2が基礎3から抜けることを、抑制できる。
【0038】
(3)基礎の部品構造
図1および
図2Bに示すように、本実施形態では、基礎3は、コンクリート層30と、鋼板4と、複数の溝形鋼5A~5D(
図2A参照)とを有する。
【0039】
コンクリート層30は、第1コンクリート層31と、第2コンクリート層32と、第3コンクリート層33とを有する。第1コンクリート層31、第2コンクリート層32、おおよび第3コンクリート層33は、上下方向(積層方向)に積層される。なお、コンクリート層30は、3層に限られない。例えば、2層でもよく、4層以上であってもよい。
【0040】
(3-1)第1コンクリート層
図2Bに示すように、第1コンクリート層31は、上記した凹部3Aの上端部と、開口3Bとを有する。
【0041】
図2Aに示すように、第1コンクリート層31は、複数(本実施形態では、4つ)のプレキャスト部材31A~31Dからなる。複数のプレキャスト部材31A~31Dのそれぞれは、鉄筋コンクリートである。複数のプレキャスト部材31A~31Dは、基礎3の周方向に並ぶ。複数のプレキャスト部材31A~31Dは、固定部2Aを囲む。
【0042】
図2Bに示すように、複数のプレキャスト部材31A~31Dのそれぞれは、固定部2Aの上端部と接触する。つまり、複数のプレキャスト部材31A~31Dは、固定部2Aの上端部の周りに配置される。
【0043】
図3Aに示すように、プレキャスト部材31Aは、中心角が90°の略扇形状を有する。
図3Aおよび
図3Bに示すように、プレキャスト部材31Aは、凹部311と、凹部312とを有する。凹部311は、開口3B(
図2Aおよび
図2B参照)の一部を形成する。凹部311の内面は、上下方向に延びる。凹部312は、凹部3A(
図2Aおよび
図2B参照)の一部を形成する。凹部312の内面は、球面の一部をなす曲面である。
【0044】
なお、プレキャスト部材31B~31Dは、プレキャスト部材31Aと同じ形状を有する。そのため、プレキャスト部材31B~31Dの説明を省略する。
【0045】
(3-2)第2コンクリート層
図1および
図2Bに示すように、第2コンクリート層32は、第1コンクリート層31の下に配置される。
図2Bに示すように、第2コンクリート層32は、上記した凹部3Aの上下方向中央部を有する。
【0046】
第2コンクリート層32は、複数(本実施形態では、4つ)のプレキャスト部材32A~32Dからなる。プレキャスト部材32A、32Bは、
図1に示され、プレキャスト部材32C、32Dは、
図2Bに示される。複数のプレキャスト部材32A~32Dのそれぞれは、鉄筋コンクリートである。プレキャスト部材32Aは、プレキャスト部材31Aの下(積層方向における一方側)に配置される。プレキャスト部材32Bは、プレキャスト部材31Bの下に配置される。プレキャスト部材32Cは、プレキャスト部材31Cの下に配置される。プレキャスト部材32Dは、プレキャスト部材31Dの下に配置される。複数のプレキャスト部材32A~32Dは、基礎3の周方向に並ぶ。複数のプレキャスト部材32A~32Dは、固定部2Aを囲む。
【0047】
図2Bに示すように、複数のプレキャスト部材32A~32Dのそれぞれは、固定部2Aの上下方向略中央部と接触する。つまり、複数のプレキャスト部材32A~32Dは、固定部2Aの上下方向略中央部の周りに配置される。
【0048】
図4Aに示すように、プレキャスト部材32Aは、中心角が90°の略扇形状を有する。
図4Aおよび
図4Bに示すように、プレキャスト部材32Aは、凹部321を有する。凹部321は、凹部3A(
図2B参照)の一部を形成する。凹部321の内面は、球面の一部をなす曲面である。
【0049】
なお、プレキャスト部材32B~32Dは、プレキャスト部材32Aと同じ形状を有する。そのため、プレキャスト部材32B~32Dの説明を省略する。
【0050】
(3-3)第3コンクリート層
図1および
図2Bに示すように、第3コンクリート層33は、第2コンクリート層32の下に配置される。第3コンクリート層33は、上記した凹部3Aの下端部を有する。第3コンクリート層33は、固定部2Aを支える。
【0051】
第3コンクリート層33は、複数(本実施形態では、4つ)のプレキャスト部材33A~33Dからなる。プレキャスト部材33A、33Bは、
図1に示され、プレキャスト部材33C、33Dは、
図2Bに示される。複数のプレキャスト部材33A~33Dのそれぞれは、鉄筋コンクリートである。プレキャスト部材33Aは、プレキャスト部材32Aの下に配置される。プレキャスト部材33Bは、プレキャスト部材32Bの下に配置される。プレキャスト部材33Cは、プレキャスト部材32Cの下に配置される。プレキャスト部材33Dは、プレキャスト部材32Dの下に配置される。複数のプレキャスト部材33A~33Dは、基礎3の周方向に並ぶ。
【0052】
図2Bに示すように、複数のプレキャスト部材33A~33Dのそれぞれは、固定部2Aの下端部と接触する。つまり、複数のプレキャスト部材33A~33Dは、固定部2Aの下端部の周りに配置される。
【0053】
図5Aに示すように、プレキャスト部材33Aは、中心角が90°の略扇形状を有する。
図5Aおよび
図5Bに示すように、プレキャスト部材33Aは、凹部331を有する。凹部331は、凹部3A(
図2B参照)の一部を形成する。凹部331の内面は、球面の一部をなす曲面である。
【0054】
なお、プレキャスト部材33B~33Dは、プレキャスト部材33Aと同じ形状を有する。そのため、プレキャスト部材33B~33Dの説明を省略する。
【0055】
(3-4)プレストレスト・コンクリート構造
図1および
図2Bに示すコンクリート層30は、プレストレスト・コンクリート構造を有する。言い換えると、基礎3は、プレストレスト・コンクリート構造を有する。
【0056】
詳しくは、
図1に示すように、プレキャスト部材31A、32A、33Aには、上下方向にプレストレスが付与される。プレキャスト部材31B、32B、33Bには、上下方向にプレストレスが付与される。
図2Bに示すように、プレキャスト部材31C、32C、33Cには、上下方向にプレストレスが付与される。プレキャスト部材31D、32D、33Dには、上下方向にプレストレスが付与される。
【0057】
また、
図1に示すように、プレキャスト部材31A、31Bには、プレキャスト部材31Aとプレキャスト部材31Bとが並ぶ方向にプレストレスが付与される。プレキャスト部材32A、32Bには、プレキャスト部材32Aとプレキャスト部材32Bとが並ぶ方向にプレストレスが付与される。プレキャスト部材33A、33Bには、プレキャスト部材33Aとプレキャスト部材33Bとが並ぶ方向に圧縮応力が付与される。
【0058】
また、
図2Aに示すように、プレキャスト部材31B、31Cには、プレキャスト部材31Bとプレキャスト部材31Cとが並ぶ方向にプレストレスが付与される。同様に、プレキャスト部材32B、32Cには、プレキャスト部材32Bとプレキャスト部材32Cとが並ぶ方向にプレストレスが付与される。プレキャスト部材33B、33Cには、プレキャスト部材33Bとプレキャスト部材33Cとが並ぶ方向に圧縮応力が付与される。
【0059】
また、
図2Bに示すように、プレキャスト部材31C、31Dには、プレキャスト部材31Cとプレキャスト部材31Dとが並ぶ方向にプレストレスが付与される。プレキャスト部材32C、32Dには、プレキャスト部材32Cとプレキャスト部材32Dとが並ぶ方向にプレストレスが付与される。プレキャスト部材33C、33Dには、プレキャスト部材33Cとプレキャスト部材33Dとが並ぶ方向に圧縮応力が付与される。
【0060】
また、
図2Aに示すように、プレキャスト部材31A、31Dには、プレキャスト部材31Aとプレキャスト部材31Dとが並ぶ方向にプレストレスが付与される。同様に、プレキャスト部材32A、32Dには、プレキャスト部材32Aとプレキャスト部材32Dとが並ぶ方向にプレストレスが付与される。プレキャスト部材33A、33Dには、プレキャスト部材33Aとプレキャスト部材33Dとが並ぶ方向に圧縮応力が付与される。
【0061】
複数のプレキャスト部材31A~31D、32A~32D、33A~33Dに上記したプレストレスが付与されることにより、固定部2Aは、複数のプレキャスト部材31A~31D、32A~32D、33A~33Dによって、締め付けられる。これにより、固定部2Aは、基礎3に固定される。つまり、固定部2Aは、複数のプレキャスト部材31A~31D、32A~32D、33A~33Dに付与されるプレストレスによって、基礎3に固定される。これにより、基礎3に付与されるプレストレスを利用して、支持部材2を、建造物の脚に合わせた角度で、基礎3に固定できる。
【0062】
(3-5)鋼板
図1および
図2Bに示すように、鋼板4は、コンクリート層30の上に配置される。鋼板4は、コンクリート層30の上面に固定される。鋼板4は、コンクリート層30の上端部を補強する。これにより、固定部2Aが凹部3Aから外れることを、より抑制できる。その結果、支持部材2が基礎3から抜けることを、より抑制できる。本実施形態では、鋼板4は、平面視において、円板形状を有する。鋼板4は、開口を有する。開口は、鋼板4の中央に配置され、開口3Bと通じる。開口は、開口3Bと同じ形状(円形状)を有する。
【0063】
(3-6)溝形鋼
図2Aおよび
図2Bに示すように、溝形鋼5A~5Dは、開口3Bの周りに配置される。溝形鋼5A~5Dは、開口3Bを囲む。溝形鋼5A~5Dは、鋼板4の上に配置される。溝形鋼5A~5Dは、鋼板4とともに、コンクリート層30に固定される。溝形鋼5A~5Dは、開口3Bの周りを補強する。これにより、固定部2Aが凹部3Aから外れることを、より一層抑制できる。その結果、支持部材2が基礎3から抜けることを、より一層抑制できる。
【0064】
3.基礎構造の製造方法
次に、基礎構造1の製造方法について説明する。
【0065】
基礎構造1を製造するには、
図6に示すように、まず、第3コンクリート層33を製造する。つまり、基礎3の一部を製造する(第1工程)。すると、第3コンクリート層33の中央に、凹部(凹部3Aの下端部、
図2B参照)が形成される。
【0066】
次に、クレーンなどによって支持部材2を吊りながら、第3コンクリート層33の凹部に、球面が接触するように、支持部材2の固定部2Aを載せる。
【0067】
次に、
図7に示すように、固定部2Aを支点として、支持部材2を傾ける(第2工程)。このとき、固定部2Aが球面S1で基礎3と接触しているため、支持部材2を容易に傾けることができる。
【0068】
そして、支持部材2の傾斜を定めた後、
図1に示すように、第2コンクリート層32および第1コンクリート層31を、第3コンクリート層33の上に、順に積み上げ、上記したようにプレストレスを付与する。
【0069】
プレストレスが付与されると、支持部材2は、調整された傾斜で、基礎3に固定される。これにより、支持部材2の傾斜の調整が完了する。
【0070】
4.作用効果
(1)上記した基礎構造1によれば、
図6に示すように、固定部2Aを第3コンクリート層33に載せた状態で、球面S1が第3コンクリート層33と接触する。
【0071】
そのため、
図7に示すように、固定部2Aを第3コンクリート層33に載せた状態で、建造物の形状、および、建造物が建造される土地の傾斜などの条件に応じて、容易に支持部材2の傾斜を調整できる。
【0072】
その結果、基礎工事の効率化を図ることができる。
【0073】
(2)上記した基礎構造1によれば、
図2Aに示すように、開口3Bの内寸L4は、固定部2Aの外寸L1(
図1参照)よりも小さい。
【0074】
これにより、固定部2Aが凹部3Aから外れることを、抑制できる。
【0075】
その結果、支持部材2が基礎3から抜けることを、抑制できる。
【0076】
(3)上記した基礎構造1によれば、
図1および
図2Bに示すように、基礎3は、複数のプレキャスト部材31A~31D、32A~32D、33A~33Dからなる。
【0077】
そのため、プレキャスト工法によって、建造現場で基礎3を組み立てることができ、基礎工事の効率化を、より図ることができる。
【0078】
また、固定部2Aは、複数のプレキャスト部材31A~31D、32A~32D、33A~33Dに付与されるプレストレスによって、基礎3に固定される。
【0079】
そのため、基礎3に付与されるプレストレスを利用して、支持部材2を、建造物の脚に合わせた角度で、基礎3に固定できる。
【0080】
(4)上記した基礎構造1によれば、
図1に示すように、支持部材2は、複数のプレキャスト部材21~24からなる。
【0081】
そのため、プレキャスト工法によって、建造現場で支持部材2を組み立てることができ、基礎工事の効率化を、より図ることができる。
【符号の説明】
【0082】
1 建造物の基礎構造
2 支持部材
2A 固定部
2B 支柱
3 基礎
3A 凹部
3B 開口
21~24 プレキャスト部材
31A~31D プレキャスト部材
32A~32D プレキャスト部材
33A~33D プレキャスト部材
L1 外寸
L4 内寸
S1 球面