(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】2023-12-11
(45)【発行日】2023-12-19
(54)【発明の名称】深礎基礎の主脚材据付方法
(51)【国際特許分類】
E02D 5/34 20060101AFI20231212BHJP
E02D 27/12 20060101ALI20231212BHJP
【ＦＩ】
E02D5/34 Z
E02D27/12 Z
【請求項の数】
6
(21)【出願番号】P 2020040641
(22)【出願日】2020-03-10
(65)【公開番号】P2021143465
(43)【公開日】2021-09-24
【審査請求日】2022-11-09
(73)【特許権者】
【識別番号】000003687
【氏名又は名称】東京電力ホールディングス株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100120400
【弁理士】
【氏名又は名称】飛田 高介
(74)【代理人】
【識別番号】100124110
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 大介
(72)【発明者】
【氏名】和田 収司
(72)【発明者】
【氏名】西 俊彰
【審査官】荒井 良子
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１７－０９６０５２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－０９０２６６（ＪＰ，Ａ）
【文献】実公昭４８－０１１４５８（ＪＰ，Ｙ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｅ０２Ｄ ５／３４
Ｅ０２Ｄ ２７／１２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
掘削孔の壁面に支保工を設置し、掘削孔の開口部近傍に一方の壁面から対向する壁面にわたる２本の梁材を取り付け、
前記梁材に柱体部となる鋼管を支持させた状態で、
躯体部および鋼管内にコンクリートを一度に打設し、
前記鋼管の上端に主脚材を定着させることを特徴とする深礎基礎の主脚材据付方法。
【請求項2】
前記梁材は、前記躯体部のコンクリート打設面より上方に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の深礎基礎の主脚材据付方法。
【請求項3】
前記梁材は、前記掘削孔内で鉄塔中心に向けて設置されていて、前記鋼管の側面には、前記梁材の上に載置されるタブが取り付けられていて、
前記タブを前記梁材の上に乗せることで該梁材が前記鋼管を支持し、
前記タブが前記梁材の上に乗った状態で前記鋼管を該梁材に沿って移動させることで、該鋼管の位置調節可能であることを特徴とする請求項１または２に記載の深礎基礎の主脚材据付方法。
【請求項4】
前記タブは前記鋼管に対して着脱可能であることを特徴とする請求項３に記載の深礎基礎の主脚材据付方法。
【請求項5】
前記鋼管の下端には定着用の鉄筋が取り付けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の深礎基礎の主脚材据付方法。
【請求項6】
前記躯体部および前記鋼管内にコンクリートを打設した後に、前記鋼管内のコンクリート打設面より上方の位置で該鋼管の複数方向にネジ穴を設け、
前記ネジ穴それぞれにボルトを取り付け、
前記ボルトにより前記主脚材の位置を調整した後に該主脚材を定着させることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の深礎基礎の主脚材据付方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、鉄塔等の構造物の脚部を構成する主脚材を深礎基礎に据え付ける深礎基礎の主脚材据付方法に関する。
【背景技術】
【0002】
一般に、山岳地に立地する送電鉄塔等の巨大な構造物の脚部は深礎基礎に支持される（例えば特許文献１）。深礎基礎上に構造物の脚部を設置する際には、まず地中を掘削することにより、掘削孔を形成し、脚部を構成する主脚材の下端近傍となる位置まで掘削孔内にコンクリートを打設する（１回目）。そして、１回目に打設したコンクリートに主脚材を据え付けた後に、かかる掘削孔の上端までコンクリートを更に打設する（２回目）。これにより、深礎基礎が形成される。その後、主脚材の周囲に型枠を設置し、そこにコンクリートを打設することにより（３回目）、構造物の脚部が深礎基礎上に設置される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特許第３７４５０２７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上述したように従来の手法では、深礎基礎を形成する際に、躯体部では、主脚材の配置前および配置後で２回のコンクリートを打設する。このため、主脚材の配置前後のコンクリートを繋ぐ打継筋を設置する必要がある。コンクリートは打設直後では柔らすぎるため、打継筋は、主脚材の配置前に打設したコンクリートがある程度硬化し始めてからではないと設置できない。このため、１回目のコンクリートを打設した後、打継筋を設置するまでにコンクリートの硬化を待たなければならず、作業時間にロスが生じてしまう。また主筋を２度にわけて設置する必要があるため、二度手間になるうえ、主筋のラップ長も必要になる。
【0005】
またコンクリートを２回打設する場合、コンクリートの品質確保のため、１回目に打設したコンクリートの表面の不純物を除去するレイタンス処理が必要となる。更に、主脚材を据え付ける際には、主脚材を固定するためのブロックを１回目に打設したコンクリート上に設置する必要がある。しかし、この工程においても１回目のコンクリートがある程度硬化してからでないと実施できないため、ここでも作業時間にロスが生じてしまう。
【0006】
加えて、２回コンクリートを打設するとなると、当然にして１回目に打設したコンクリートの養生期間が必要となる。またコンクリートの打設作業が２回になるため（深礎基礎躯体部を分割して打設するため）、コンクリート打設用資機材の準備、清掃、片付け等、打設作業の前後の作業も２回行わなければならない。このため、コンクリートポンプ車、配管、バケット、シュート、バイブレーター等の供用日数が増加し、清掃等の作業が増えるため、人件費や資材費等のコストが増大してしまう。
【0007】
更に、深礎基礎の上部には、鉄塔の主脚材が定着される柱体部が形成される。この柱体部もＲＣ構造であるため定着鉄筋を躯体内部まで入れる必要がある。しかし掘削孔の中は非常に狭く、足場などの構築スペースが確保できないため定着鉄筋を宙づりにした状態で作業することになる。重い定着鉄筋を上下作業で据え付けることは難しく、作業性および効率が悪いという問題がある。
【0008】
本発明は、このような課題に鑑み、構造物の脚部を構成する主脚材を深礎基礎に据え付ける際の作業工程を簡略化することができ、作業に要する時間やコスト、労力を大幅に削減することが可能な深礎基礎の主脚材据付方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記課題を解決するために、本発明にかかる深礎基礎の主脚材据付方法の代表的な構成は、掘削孔の壁面に支保工を設置し、掘削孔の開口部近傍に一方の壁面から対向する壁面にわたる２本の梁材を取り付け、梁材に柱体部となる鋼管を支持させた状態で、躯体部および鋼管内にコンクリートを一度に打設し、鋼管の上端に主脚材を定着させることを特徴とする。
【0010】
上記構成によれば、躯体部のコンクリートを１回で打設することができる。したがって、構造物の脚部を構成する主脚材を深礎基礎に据え付ける際の作業工程を簡略化することができ、作業に要する時間やコスト、労力を大幅に削減することが可能となる。そして上記構成では特に、柱体部となる鋼管を梁材に支持させ、鋼管の上端に主脚材を定着させる。これにより、主脚材が安定した状態で鋼管に支持されるため、深礎基礎に主脚材を定着させる作業を効率的に行うことが可能となる。
【0011】
上記梁材は、躯体部のコンクリート打設面より上方に配置されているとよい。かかる構成によれば、梁材が躯体部のコンクリートに埋設されないため、梁材を再利用することができる。したがって、部材コストの削減を図ることが可能となる。
【0012】
上記梁材は、掘削孔内で鉄塔中心に向けて設置されていて、鋼管の側面には、梁材の上に載置されるタブが取り付けられていて、タブを梁材の上に乗せることで梁材が鋼管を支持し、タブが梁材の上に乗った状態で鋼管を梁材に沿って移動させることで、鋼管の位置調節可能であるとよい。これにより、タブを梁材の上に乗せることで、梁材が鋼管をより確実に支持することが可能となる。またかかる構成によれば、タブを梁材に沿って移動させることで、掘削孔内における鋼管の位置を容易に調節することができる。
【0013】
上記タブは鋼管に対して着脱可能であるとよい。これにより、コンクリートを打設して鋼管を躯体部に定着させた後にタブを取り外すことで、タブを再利用することができる。したがって、部材コストの削減を図ることが可能となる。
【0014】
上記鋼管の下端には定着用の鉄筋が取り付けられているとよい。このように定着用の鉄筋を用いることにより、全体を鋼管とする場合と比して軽量化しつつ、山岳地への運搬を容易にすることが可能になる。
【0015】
上記躯体部および鋼管内にコンクリートを打設した後に、鋼管内のコンクリート打設面より上方の位置で鋼管の複数方向にネジ穴を設け、ネジ穴それぞれにボルトを取り付け、ボルトにより主脚材の位置を調整した後に主脚材を定着させるとよい。かかる構成によれば、鋼管に設けられたネジ穴およびボルトによって主脚材の位置を容易に調整することが可能となる。
【発明の効果】
【0016】
本発明によれば、構造物の脚部を構成する主脚材を深礎基礎に据え付ける際の作業工程を簡略化することができ、作業に要する時間やコスト、労力を大幅に削減することが可能な深礎基礎の主脚材据付方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】本実施形態にかかる深礎基礎の主脚材据付方法を説明する図である。
【図2】本実施形態にかかる深礎基礎の主脚材据付方法の作業工程を説明する図である。
【図4】鋼管の下端近傍の拡大図である。
【図5】主脚材の位置調整について説明する図である。
【図6】従来の深礎基礎の主脚材据付方法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【0019】
図１は、本実施形態にかかる深礎基礎の主脚材据付方法を説明する図である。図２は、本実施形態にかかる深礎基礎の主脚材据付方法の作業工程を説明する図である。図６は、従来の深礎基礎の主脚材据付方法を説明する図である。以下、本実施形態の深礎基礎の主脚材据付方法（以下、単に据付方法と称する）の特徴を理解しやすくために、まず図６を参照して従来の据付方法を説明した後に、本実施形態の据付方法について詳述する。
【0020】
図６（ａ）に示すように、従来の据付方法では、まず地中を掘削することにより掘削孔１０を形成し、掘り進むごとに掘削孔１０の壁面に支保工１２を設置する。そして、支保工１２の内側に躯体鉄筋１４を組み立て、図６（ｂ）に示すように、躯体下部コンクリート１６（１回目のコンクリート）を打設する。
【0021】
躯体下部コンクリート１６の硬化後、その品質を確保するために、１回目に打設した躯体下部コンクリート１６のコンクリート打設面１６ａの不純物を除去するレイタンス処理を行う。そして、図６（ｃ）に示すように、コンクリート打設面１６ａにブロック２０を設置し、ブロックに主脚材２２を据え付ける。据付けが完了したら躯体鉄筋１４ｂを組立てる。
【0022】
その後、主脚材２２の周囲に柱体鉄筋２４を組み立てる。このとき、柱体鉄筋２４は宙吊り状態となっている。そして図６（ｄ）に示すように躯体上部コンクリート２６（２回目のコンクリート）を打設する。そして柱体の下面になる箇所をレイタンス処理した後に、図６（ｅ）に示すように柱体鉄筋２４の周囲に型枠を設置して、柱体コンクリート２８を打設する。これにより、図６（ｆ）に示すように、２層の躯体下部コンクリート１６・躯体上部コンクリート２６からなる深礎基礎３０が形成され、そこに主脚材２２が据え付けられた状態となる。
【0023】
上記説明したように、従来の据付方法では、深礎基礎３０を形成する際に躯体下部コンクリート１６および躯体上部コンクリート２６の２回の打設が必要となる。そしてそれに伴い、躯体下部コンクリート１６のコンクリート打設面１６ａのレイタンス処理、柱体下面のレイタンス処理を行う必要が生じる。
【0024】
またこのようにコンクリートの打設作業が２回になる、すなわち深礎基礎３０を分割して打設することにより、コンクリート打設用資機材の準備等、打設工程前後の作業も２回行わなければならなくなる。このため、コンクリートポンプ車、等の供用日数の増加し、清掃等の作業が増えるため、人件費や資材費等のコストが増大してしまう。
【0025】
そこで本実施形態の据付方法では、深礎基礎３０を形成する際のコンクリートの打設を１回で行うことにより、従来のように２回コンクリートを打設していた場合の作業時間やコストを大幅に削減することを可能とする。なお、以下の説明では、図６を用いて説明した従来の据付方法と共通する構成要素および工程については、同一の符号を付すことにより、説明を省略する。
【0026】
図１に示すように、本実施形態の据付方法では、躯体部１１０および柱体部１２０からなる深礎基礎１００を形成し、そこに主脚材２２を据え付ける。図２（ａ）に示すように、本実施形態の据付方法においても、まず掘削孔１０を形成し、掘り進むごとに掘削孔１０の壁面に支保工１２を設置する。支保工１２は、図２（ａ）では断面で図示されているが、実際には円周方向に分割された円弧状の板材であり、掘削孔１０を上方から掘り進めるにしたがって、上から順に取り付けられる。すなわち掘削孔１０の内部において、支保工は高さ方向および円周方向に連結して設置される。躯体部１１０においては、支保工１２と地中の土との間にはグラウト（不図示）が充填される。
【0027】
本実施形態では、掘削孔１０の開口部近傍の支保工１２と支保工１２の間に補強リング１３０を取り付ける。例えば、上から１層目の支保工１２と、２層目の支保工１２の間に取り付けるとよい。補強リング１３０は断面がＨ字形状の円環状の部材であって、その近傍の支保工１２の剛性を高めるための部材である。しかし本実施形態では、後述する梁材１４０を取付ける目的で設置する。掘削孔１０を掘り終わったら、その内部に躯体鉄筋１４を組み立てる。
【0028】
次に、図２（ｂ）に示すように、補強リング１３０に梁材１４０を取り付けて、梁材１４０に柱体部１２０となる鋼管１５０を支持させる。図３は図２（ｂ）の詳細図である。図３（ａ）は、梁材１４０および鋼管１５０を側方から観察した拡大図であり、図３（ｂ）は、掘削孔１０を上方から観察した図であり、図３（ｃ）は、梁材１４０の拡大図である。
【0029】
まず、図２（ｂ）および図３（ｃ）に示すように補強リング１３０に引っ掛けるようにして２本の梁材１４０を取り付ける。これにより、掘削孔１０の開口部近傍に、その一方の壁面から対向する壁面にわたって、２本の梁材１４０が取り付けられる。支保工１２は、補強リング１３０によって補強されているため高い強度で梁材１４０を支持することができる。なお、本発明はこれに限定するものではなく、補強リング１３０を用いずに支保工１２に梁材１４０を直接支持させる構成とすることも可能である。
【0030】
図３（ａ）に示すように、鋼管１５０の側面には、梁材１４０の上に載置されるタブ１５２が取り付けられている。これにより、タブ１５２を梁材１４０の上に乗せることで鋼管１５０が梁材１４０に支持される。したがって、鋼管１５０は安定的に支持することができる。この鋼管はコンクリート中詰鋼管柱（ＣＦＴ）として設計されるため、鉄筋コンクリートで主脚材を巻く必要がなく、従来技術のように宙吊り状態で作業することがない。
【0031】
図３（ｂ）に示すように、梁材１４０は、掘削孔１０内において鉄塔中心に向けて配置される。これにより、タブ１５２が梁材１４０の上に乗った状態で鋼管を梁材に沿って移動させることで、鉄塔中心に対する鋼管１５０の水平方向の位置を調節可能となる。例えば図３（ｂ）の矢印に示すように、鋼管１５０を梁材１４０の長手方向に移動させることにより、鋼管１５０と鉄塔中心との距離を調節することができる。
【0032】
更に、図３（ａ）および（ｃ）に示すようにタブ１５２に対してボルト１５４を挿通し、ボルト１５４のねじ込み具合を調整することにより、鋼管１５０の高さ方向の位置を調節することが可能となる。鋼管１５０の傾きと方向は支持部材４０によって調節する。鋼管１５０の位置が決定したら、図３（ｃ）に示すように固定ボルト１５５によってタブ１５２と梁材１４０とを固定する。
【0033】
図３（ａ）の例では、上記のタブ１５２は鋼管１５０に溶接することを想定している。しかしながらタブ１５２は、鋼管１５０に対してボルト等を用いて着脱可能としてもよい。着脱可能とすれば、掘削孔１０内における鋼管１５０の位置を調整し、躯体コンクリート１６０を打設した後に、タブ１５２を取り外して再利用することができる。したがって、部材コストの削減を図ることが可能となる。
【0034】
図４は、鋼管１５０の下端近傍の拡大図である。図４に示すように、鋼管１５０の下端には定着用の鉄筋１８０が取り付けられる。詳細には、鋼管１５０の下端の側面にはカプラー１５６（長いナットのような部材）が溶接されている。一方、定着用の鉄筋１８０にはねじ節鉄筋を用いる。これにより、鋼管１５０の側面に溶接されたカプラー１５６に鉄筋１８０をねじ込むことにより、鉄筋１８０が鋼管１５０に取り付けられる。主筋である鉄筋１８０の周囲には、帯筋１８２を螺旋状に巻き付けている。このように定着用の鉄筋１８０を用いることにより、全体を鋼管とする場合と比して軽量化しつつ、鋼管１５０を躯体部１１０により強固に定着させることが可能となる。なお、鉄筋１８０は鋼管１５０に直接溶接してもよい。
【0035】
図２（ｃ）に示すように、鋼管１５０の位置決めが完了したら、その状態で躯体部１１０および鋼管１５０内にコンクリート（躯体コンクリート１６０および柱体コンクリート１７０）を打設する。これにより、躯体部１１０だけでなく、柱体部１２０の中途位置まで一度に打設される。柱体部１２０においては鋼管１５０が型枠の役目をするので、型枠を組むことは必要ない。また柱体部１２０においては鋼管１５０が柱体コンクリート１７０を拘束するＣＦＴ設計とすることで、内部に配筋する必要もない。
【0036】
梁材１４０は、躯体コンクリート１６０のコンクリート打設面１６０ａより上方に配置される。これにより、梁材１４０が躯体コンクリート１６０に埋設されないため、梁材１４０を再利用することができる。したがって、部材コストの削減を図ることが可能となる。
【0037】
躯体コンクリート１６０および柱体コンクリート１７０を打設したら、梁材１４０を取り外して、埋め戻し作業を行う。次に鋼管１５０の上端に主脚材２２を挿入して更に柱体コンクリート１７２を打設する。
【0038】
図５は、主脚材２２の位置調整について説明する図である。図５（ａ）に示すように、鋼管１５０には、鋼管１５０内のコンクリート打設面１７０ａより上方の位置に複数のネジ穴１５０ａをあらかじめ形成してある。本実施形態では、図２（ｃ）に示すように埋め戻しを行い、足場が確保できた後、コンクリート打設面１７０ａの上方のネジ穴１５０ａから、それぞれにボルト１５８を取り付ける。
【0039】
そして、図５（ｂ）に示すボルト１５８を回して進退させることにより、鋼管１５０内における主脚材２２の位置を調整する。３本のボルト１５８を主脚材２２に３方向から突き当てることにより、主脚材２２を鋼管１５０に対して位置決め及び固定することができる。そして、主脚材２２の位置を調整した後に、図２（ｄ）に示すようにコンクリート（柱体コンクリート１７２）を打設し、主脚材２２を定着させる。このように本実施形態の据付方法によれば、鋼管１５０に設けられたネジ穴１５０ａおよびボルト１５８によって主脚材２２の位置を容易に調整することが可能である。
【0040】
以上説明したように、本発明にかかる深礎基礎の主脚材据付方法によれば、躯体部１１０のコンクリートを１回で打設するため、従来技術と比較して、構造物の脚部を構成する主脚材２２を深礎基礎１００に据え付ける際の作業工程を簡略化することができる。したがって、作業に要する時間やコスト、労力を大幅に削減することが可能となる。
【0041】
また柱体部１２０となる鋼管１５０を梁材１４０に支持させ、その鋼管１５０の上端に主脚材２２を定着させる。これにより、鋼管１５０および主脚材２２を安定的に支持することができる。したがって、従来技術のように宙吊り状態で作業することがなく、深礎基礎１００に主脚材２２を定着させる作業を効率的に行うことが可能となる。
【0042】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【0043】
本発明は、鉄塔等の構造物の脚部を構成する主脚材を深礎基礎に据え付ける深礎基礎の主脚材据付方法として利用することができる。
【符号の説明】
【0044】
１０…掘削孔、１２…支保工、１４…躯体鉄筋、１６…躯体下部コンクリート、１６ａ…コンクリート打設面、２０…ブロック、２２…主脚材、２４…柱体鉄筋、２６…躯体上部コンクリート、２８…柱体コンクリート、３０…深礎基礎、４０…支持部材、１００…深礎基礎、１１０…躯体部、１２０…柱体部、１３０…補強リング、１４０…梁材、１５０…鋼管、１５０ａ…ネジ穴、１５２…タブ、１５４…ボルト、１５５…固定ボルト、１５６…カプラー、１５８…ボルト、１６０…躯体コンクリート、１６０ａ…コンクリート打設面、１７０…柱体コンクリート、１７２…柱体コンクリート、１８０…鉄筋、１８２…帯筋
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】