特許 7507077 杭基礎構造

(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】2024-06-19

(45)【発行日】2024-06-27

(54)【発明の名称】杭基礎構造

(51)【国際特許分類】

   E02D 27/42 20060101AFI20240620BHJP

   E02D 27/00 20060101ALI20240620BHJP

   E02D 27/12 20060101ALI20240620BHJP

【ＦＩ】

E02D27/42 A

E02D27/00 D

E02D27/12 Z

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020204502

(22)【出願日】2020-12-09

(65)【公開番号】P2022091586

(43)【公開日】2022-06-21

【審査請求日】2023-09-04

(73)【特許権者】

【識別番号】000231110

【氏名又は名称】ＪＦＥ建材株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000958

【氏名又は名称】弁理士法人インテクト国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100120237

【弁理士】

【氏名又は名称】石橋 良規

(72)【発明者】

【氏名】志釜 大生

(72)【発明者】

【氏名】土井 彰

【審査官】五十幡 直子

(56)【参考文献】

【文献】特開平０６－１７３２２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１９０００１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０２Ｄ ２７／００－２７／５２

Ｅ０４Ｈ １７／００－１７／２６

Ｅ０１Ｆ ９／００－１１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

地面に打設される基礎部と、前記基礎部に挿入される支柱とを接合する杭基礎構造において、
前記基礎部と前記支柱は複数の締結部材によって接合され、
前記基礎部には、高さ方向に間隔を開けて前記締結部材を貫通する複数のスリットが形成され、
前記支柱には、前記スリットに対応する位置に複数の貫通孔が形成され、
前記基礎部に接合された前記支柱の位置及び傾きを調整する位置調整用クリアランスを有し、
前記位置調整用クリアランスは、前記スリットが延びる方向及び前記締結部材が延びる方向に形成される隙間であることを特徴とする杭基礎構造。

【請求項2】

請求項１に記載する杭基礎構造において、
前記基礎部及び前記支柱は、中空円筒からなることを特徴とする杭基礎構造。

【請求項3】

請求項１または２に記載する杭基礎構造において、
前記基礎部には、前記締結部材の面圧を受ける支圧部を有する
ことを特徴とする杭基礎構造。

【請求項4】

請求項１から３のいずれか１項に記載する杭基礎構造において、
前記貫通孔には、雌ねじ部を有することを特徴とする杭基礎構造。

【請求項5】

請求項１から４のいずれか１項に記載する杭基礎構造において、
前記基礎部の上部には、天蓋を有することを特徴とする杭基礎構造。

【請求項6】

請求項１から５のいずれか１項に記載する杭基礎構造において、
前記基礎部の側面には、抵抗板を有することを特徴とする杭基礎構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、フェンス等に用いられる支柱を立設する際に、その基礎となる杭と支柱とを接合する杭基礎構造に関するものである。

【背景技術】

【0002】

一般的な杭基礎構造は、敷地境界部に沿って取り付けられるフェンス等を設ける際、これらを構成する支柱を支持するための構造であって、フェンス等の構造に合わせて所定の間隔で杭基礎が地面等の設置面に設けられる。またこのような杭基礎構造は、フェンス等の重量を支え、人為的な外力や風等による自然の外力などに対しても耐えうる構造である必要がある。

【0003】

例えば、特許文献１には、地中に圧入した長尺な円筒鋼管に支柱を挿入し、円筒鋼管と支柱との隙間にコンクリートを充填することによって、支柱を強固に支持することができる杭基礎構造が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０００－０６４３０６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に示すような杭基礎構造は、支柱を強固に支持する一方で、円筒鋼管と支柱との接合にコンクリートが用いられるため、コンクリートの充填や硬化完了までの養生に手間と時間を要し、作業者の負担軽減や、作業時間の短縮が求められていた。また、フェンス等に用いられる支柱を立設する際には、後にフェンスパネルを取付ける寸法を確保するため、また審美的な観点から、重力方向に平行となるように支柱を立設することが必須とされるが、特許文献１に示すような杭基礎構造においては、支柱を重力方向に平行に立設するのが難しく、一度コンクリートが硬化してしまうと支柱の角度を調整することが困難であった。

【0006】

そこで、本発明は上記の事項に鑑みてなされたものであり、コンクリートやモルタルを用いることなく支柱を立設させ、容易な構造で支柱の傾き調整をすることができる杭基礎構造を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

この発明は、上記課題を達成するためになされたものであって、下記を特徴とするものである。

【0008】

本発明に係る杭基礎構造は、地面に打設される基礎部と、前記基礎部に挿入される支柱とを接合する杭基礎構造において、前記基礎部と前記支柱は複数の締結部材によって接合され、前記基礎部には、高さ方向に間隔を開けて前記締結部材を貫通する複数のスリットが形成され、前記支柱には、前記スリットに対応する位置に複数の貫通孔が形成され、前記基礎部に接合された前記支柱の位置及び傾きを調整する位置調整用クリアランスを有し、前記位置調整用クリアランスは、前記スリットが延びる方向及び前記締結部材が延びる方向に形成される隙間であることを特徴とする。

【0009】

本発明に係る杭基礎構造において、前記基礎部及び前記支柱は、中空円筒からなると好適である。

【0010】

本発明に係る杭基礎構造において、前記基礎部には、前記締結部材の面圧を受ける支圧部を有すると好適である。

【0011】

本発明に係る杭基礎構造において、前記貫通孔には、雌ねじ部を有すると好適である。

【0012】

本発明に係る杭基礎構造において、前記基礎部の上部には、天蓋を有すると好適である。

【0013】

本発明に係る杭基礎構造において、前記基礎部の側面には、抵抗板を有すると好適である。

【0014】

上記発明の概要は、本発明に必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた発明となり得る。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、コンクリートやモルタルを用いることなく支柱を立設させ、スリットと締結部材との間に作られる傾き位置調整用クリアランスによって、支柱の位置調整及び傾き調整を容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本実施形態に係る杭基礎構造を用いて設置されたフェンスの一形態を示す正面図

【図2】本実施形態に係る杭基礎構造を示す斜視図

【図3】本実施形態に係る杭基礎構造を示す分解斜視図

【図4】本実施形態に係る支柱を示す分解斜視図

【図5】本実施形態に係る基礎部を示す分解斜視図

【図6】本実施形態に係る支圧金具を示す三面図

【図7】本実施形態に係る杭基礎構造を示す断面図

【図8】本実施形態に係る支柱位置調整時を示す図７のＹ－Ｙ断面図

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明を実施するための好適な実施形態について、図面を用いて説明する。なお、以下の実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

【0018】

図１は、本実施形態に係る杭基礎構造を用いて設置されたフェンスの一形態を示す正面図、図２は、本実施形態に係る杭基礎構造を示す斜視図、図３は、本実施形態に係る杭基礎構造を示す分解斜視図、図４は、本実施形態に係る支柱を示す分解斜視図、図５は、本実施形態に係る基礎部を示す分解斜視図、図６は、本実施形態に係る支圧金具を示す三面図、図７は、本実施形態に係る杭基礎構造を示す断面図、図８は、本実施形態に係る支柱位置調整時を示す図７のＹ－Ｙ断面図である。

【0019】

本実施形態に係る杭基礎構造１は、一例として図１に示すように、上部構造２と共にフェンス１００を構成する。

【0020】

図１に示すフェンス１００の上部構造２は、支柱１０に継手４を介してフェンスパネル３を固定することによって構成される。図１においてフェンスパネル３は、一例として鋼板等の平板からなり、全面に渡って複数のスリットを等間隔に施したパネルを示すが、フェンスパネル３の形状はこれに限らず、フェンス１００によって敷地境界部を仕切ることができ、その境界部を容易に乗り越えることができないものであればよく、例えば線材を格子状に接合したメッシュ状のパネルや、線材を編み合わせて菱形の網目を形成した金網等であっても構わない。

【0021】

本実施形態に係る杭基礎構造１は、図２及び３に示すように、支柱１０の下端部と地中に設置される基礎部２０とを、複数のボルト４１、ナット４２及びワッシャ４３からなる締結部材によって接合し、上部構造２を支持する。また、杭基礎構造１は、支柱１０と基礎部２０との隙間への、外部からの異物等の進入を防ぐため、図２に示すような天蓋５１を備える。

【0022】

支柱１０は、図４に示すように、中空円筒に形成され、例えば一般構造用炭素鋼鋼管等の材料が用いられる。支柱１０の太さ及び肉厚等は、上部構造２の仕様や、要求される強度等に基づき、適宜設定されるものである。支柱１０の下端部には、基礎部２０と接合するために用いられる複数の貫通孔１１と、貫通孔１１と対応する位置に雌ねじ部１２を備える。

【0023】

貫通孔１１は、支柱１０の両側の側面を貫く貫通孔であって、支柱１０の下端部において、長手方向に間隔を開けて複数設けられる。貫通孔１１の軸は、支柱１０の長手方向の軸に対して垂直であって、支柱１０の円筒断面中心を通る。貫通孔１１の内径は、締結部材であるボルト４１の軸径より大きく形成される。

【0024】

雌ねじ部１２は、貫通孔１１の同軸上であって、支柱１０の一方の側面に設けられる。本実施形態においては、図４に示すように、ナットを支柱１０の側面に溶接することで雌ねじ部１２を形成する。なお、雌ねじ部１２はナット溶接に限らず、支柱１０の肉厚が十分に厚い場合は、支柱１０の側面に直接雌ねじ加工を施しても構わない。雌ねじ加工の方法としては、例えばタップによる切削加工等が用いられる。また、貫通孔１１にブラインドナットをかしめて雌ねじ部を形成しても構わない。

【0025】

支柱１０の表面には、上記の貫通孔１１及び雌ねじ部１２の加工が施された後に、錆等による腐食を防ぐため、亜鉛メッキや、ポリエステル樹脂をベース塗料とする静電粉体塗装等が施されると好適である。

【0026】

基礎部２０は、上部構造２の仕様に合わせて支柱１０を立設できるよう、適切な間隔で地中に設置される。基礎部２０は、図５に示すように、中空円筒の鋼管からなる鋼管杭２１、支柱１０を接合する際に締結部材の面圧を受ける支圧部となる複数の支圧金具３０、及び、基礎部２０の地中への設置を補強する抵抗板２４を備える。

【0027】

鋼管杭２１は、例えば一般構造用炭素鋼鋼管等が用いられ、外径及び肉厚は、上部構造２の仕様や、要求される強度等に基づき適宜設定される。また、鋼管杭２１の内径は、支柱１０を挿入した際に、鋼管杭２１の内径と支柱１０の外径との間に十分なクリアランスＣ_１が確保できるように設定される。鋼管杭２１に用いられる鋼管は、上記の条件を満たし、且つ一般的に流通している規格の鋼管が用いられると好適である。鋼管杭２１の上端部には、支柱１０と接合する際にボルト４１を貫通させるスリット２２が、上下に間隔を開けて複数形成される。

【0028】

スリット２２は、鋼管杭２１の軸に対して垂直方向に長手寸法をもち、両端形状が半円に形成された長孔であって、鋼管杭２１の両側の側面を貫通する。スリット２２の高さ寸法は、両端部の半円の直径と等しく、ボルト４１の軸径よりも大きく形成される。スリット２２の長手方向であって、両端部の向かい合う半円とボルト４１の軸部とのクリアランスは、鋼管杭２１の内径と支柱１０の外径とのクリアランスＣ_１と同寸法、またはそれ以上の寸法に設定される。このときのボルト４１の軸径とスリット２２の長手方向のクリアランスを、支柱１０の位置及び角度を調整するための位置調整用クリアランスＣ_２とする。なお、本実施形態においてスリット２２は、両端形状が半円である長孔の場合について説明を行ったが、スリット２２の形状はこれに限らず、例えば矩形状の貫通孔であっても構わない。また、スリット２２の長手方向の寸法については、鋼管杭２１の強度等を考慮して適宜短縮しても構わない。スリット２２は、鋼管杭２１の上端部に、上下に間隔を開けて複数形成されるが、スリット２２の上下方向の間隔は、支柱１０に形成される複数の貫通孔１１の上下方向の間隔と同寸法に形成される。

【0029】

支圧金具３０は、図５に示すように、鋼管杭２１の両側面であって、複数のスリット２２と対応する位置に、一つずつ取り付けられる。支圧金具３０は、例えば冷間圧延鋼板等の鋼板からなり、図６に示すように、断面形状が略コの字形に形成される。支圧金具３０は、支柱１０と基礎部２０とを接合する際に、ワッシャ４３が当接し締結部材の受圧面となる平面部３１と、平面部３１の上部に上部屈曲辺３３、下部に下部屈曲辺３５が形成される。

【0030】

平面部３１は、図６に示すように、スリット３２が支圧金具３０の幅方向の略中央に形成される。スリット３２の形状はスリット２２の形状と等しく形成される。

【0031】

下部屈曲辺３５は、図６に示すように、平面部３１に対して直角に屈曲して形成される。下部屈曲辺３５の長さＡは、一例として曲げ加工が可能であって、最短の長さに形成される。

【0032】

上部屈曲辺３３は、図６に示すように、平面部３１に対して直角に屈曲され、鋼管杭２１の側面形状に対応するように、円弧状の切り欠き３４が形成される。円弧状の切り欠き３４は、その中心線が支圧金具３０の幅方向の略中央となるように形成され、平面部３１と切り欠き３４との最短距離が、下部屈曲辺３５の長さＡと同寸法となるように形成されると好適である。

【0033】

切り欠き３４は、支圧金具３０の鋼管杭２１への取り付けの際に、鋼管杭２１の側面と当接する。上部屈曲辺３３の最短部の長さと下部屈曲辺３５の長さは、上記の通り共に寸法Ａで等しいため、切り欠き３４を鋼管杭２１の側面に当接させると、下部屈曲辺３５も鋼管杭２１の側面に当接する。したがって、図７に示すように、平面部３１は鋼管杭２１の軸に対して平行に配置することができ、鋼管杭２１の両側面で対応する位置にある支圧金具３０の平面部３１同士も平行に配置される。支圧金具３０は、切り欠き３４を鋼管杭２１の側面に溶接することによって、鋼管杭２１に固定される。

【0034】

抵抗板２４は、鋼管杭２１の側面から外側に向かって立設される板状の部品であって、鋼管杭２１の軸線方向に平行となるように設置される。抵抗板２４は、基礎部２０が地中に設置された際、その表面に対して垂直な方向に外力が作用するときに大きな荷重を受け、その反射的効果として、基礎部２０に強固な抵抗力を持たせることが可能であり、フェンス１００の倒壊を防止する。また、抵抗板２４の表面に対して平行な方向からの力に対しては、大きな外力を受けることはない。したがって基礎部２０を地中に打設等する際には、抵抗板２４への外力を受けずに作業を行うことができる。

【0035】

天蓋５１は、支柱１０の立設後に形成される支柱１０の側面と鋼管杭２１の内面との隙間へ、外部から異物等が進入しないよう防ぐ機能を有する。天蓋５１は、図７に示すように、天井部を有する円筒状の部品であって、天井部には支柱１０を貫通する貫通孔を有している。天蓋５１の内径は、支柱１０が鋼管杭２１の内側で、後述する調整移動をした場合でも、鋼管杭２１と干渉しないように形成される。天蓋５１は、例えば一般構造用圧延鋼材等に塑性加工等を施して形成される。天蓋５１は、錆等による腐食を防ぐため、亜鉛メッキや、ポリエステル樹脂をベース塗料とする静電粉体塗装等が施されると好適である。

【0036】

次に、上記のような特徴を備える杭基礎構造１において、支柱１０と基礎部２０とを接合する方法について説明する。

【0037】

先ず、フェンス１００を立設する設置面において、支柱１０が位置する箇所に鋼管杭２１の打設を行う。その際、鋼管杭２１を鉛直方向に設置し易くするため、事前に設置面には床堀を行う。床堀の深さ及び範囲は、ボルト４１及びナット４２の締結作業が可能であるように、必要に応じて深さ及び範囲を調節する。鋼管杭２１の打設後、図３に示すように、ボルト４１をワッシャ４３に通し、一方の支圧金具３０のスリット３２及び一方の鋼管杭２１のスリット２２に貫通させる。次に、ボルト４１を支柱１０の両側面にある貫通孔１１に貫通させ、雌ねじ部１２に螺合させる。ボルト４１の雌ねじ部１２への螺合については、ボルト４１の頭、ワッシャ４３及び平面部３１とが互いに当接した状態において、支柱１０の軸と鋼管杭２１の軸とが一致するように、ボルト４１に対する雌ねじ部１２の位置を調整する。このとき、ボルト４１の先端は、他方の鋼管杭２１のスリット２２及び他方の支圧金具３０のスリット３２を貫通している。次に、ボルト４１にワッシャ４３を貫通させ、ナット４２を螺合させて締結を行う。上記のボルト４１の挿入及び締結は、複数あるボルト４１についてそれぞれ行う。次に、支柱１０に天蓋５１の貫通孔を貫通させ、天蓋５１を鋼管杭２１に被せることで、支柱１０と鋼管杭２１との隙間を塞ぐことができる。なお、支柱１０の上部構造２に該当する部分に、継手やキャップ等の部品が取り付けられ、支柱１０の上端から天蓋５１を貫通させることができない場合には、あらかじめ天蓋５１を支柱１０の雌ねじ部１２の上方に準備しておく必要がある。

【0038】

上記のように立設した支柱１０を、鋼管杭２１に対してスリット２２、２３の長手方向に移動もしくは傾き調整を行いたい場合には、ボルト４１とナット４２との締結を緩め、支柱１０を所定の位置まで移動させ、再びボルト４１とナット４２を締結させる。支柱１０の調整量は、図８に示すように、支柱１０が鋼管杭２１の内壁に当接するまでの範囲（クリアランスＣ_１の範囲）となる。このとき、上記の通りボルト４１とスリット２２、２３との間にある位置調整用クリアランスＣ_２は、クリアランスＣ_１と同寸法、またはそれ以上の寸法に設定されているため、ボルト４１はスリット２２、２３と干渉することなく支柱１０の位置調整が可能である。また、支柱１０を、鋼管杭２１に対してボルト４１の軸線方向に移動もしくは傾き調整を行いたい場合には、ボルト４１とナット４２との締結を緩めた後に、ボルト４１を回転させ、ボルト４１に対する雌ねじ部１２の位置を調整することによって行う。支柱１０の立設及び傾き調整後、鋼管杭２１周囲の床堀り部の埋め戻しを行う。

【0039】

以上のように、本実施形態においては、支柱１０をコンクリートやモルタル等によって基礎部２０に固定させないため、必要に応じて支柱１０の位置調整及び傾き調整が可能であり、施工誤差を吸収することができる。

【0040】

なお、上記では支柱１０び鋼管杭２１は、中空円筒である場合についての説明を行ったが、支柱１０び鋼管杭２１の形状はこれに限らず、例えば断面形状が中空矩形である材料等で形成されても構わない。また、このような場合で締結部材の受圧面が鋼管杭２１の側面に設けられるならば、支圧金具３０を使用しなくとも構わない。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれうることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

【符号の説明】

【0041】

１ 杭基礎構造
１０ 支柱
１１ 貫通孔
１２ 雌ねじ部
２０ 基礎部
２１ 鋼管杭
２２、３２ スリット
２４ 抵抗板
３０ 支圧金具
３１ 平面部
３３ 上部屈曲辺
３４ 切り欠き
３５ 下部屈曲辺
４１ ボルト
４２ ナット
４３ ワッシャ
５１ 天蓋
Ｃ_１、Ｃ_２ 位置調整用クリアランス

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】