特許 7507078 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 27/12 20060101ALI20240620BHJP

   E02D 27/00 20060101ALI20240620BHJP

【ＦＩ】

E02D27/42 A

E02D27/12 Z

E02D27/00 D

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020204504

(22)【出願日】2020-12-09

(65)【公開番号】P2022091588

(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】神谷 洋介

(72)【発明者】

【氏名】土井 彰

【審査官】五十幡 直子

(56)【参考文献】

【文献】登録実用新案第３０１９３６５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実公昭５３－０４５４４３（ＪＰ，Ｙ２）

【文献】実公昭６０－０２４７５７（ＪＰ，Ｙ２）

【文献】実開昭５７－０７７３６４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特公昭５３－０００２２７（ＪＰ，Ｂ２）

(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、
前記基礎部に設けられたロッドと前記支柱に設けられた係合部とが係合し、鉛直方向に拘束され、
前記基礎部に固定された下部プレートと前記支柱が貫通した上部プレートとが接合され、水平方向に拘束され、
前記上部プレートには第１のスリットが設けられ、
前記下部プレートには第２のスリットが設けられ、
前記第１のスリットまたは前記第２のスリットのいずれか一方は、前記支柱から放射状に延びるように形成され、
前記第１のスリット及び前記第２のスリットは、互いに交差する方向に延びるように形成され、
前記上部プレートと前記下部プレートとは、締結部材によって接合され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、
前記第１のスリットと前記締結部材との間には第１の傾き調整用クリアランスを有し、
前記第２のスリットと前記締結部材との間には第２の傾き調整用クリアランスを有す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、
前記基礎部と前記下部プレートとは、少なくとも３本のピンによって固定され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、前記基礎部に設けられたロッドと前記支柱に設けられた係合部とが係合し、鉛直方向に拘束され、前記基礎部に固定された下部プレートと前記支柱が貫通した上部プレートとが接合され、水平方向に拘束され、前記上部プレートには第１のスリットが設けられ、前記下部プレートには第２のスリットが設けられ、前記第１のスリットまたは前記第２のスリットのいずれか一方は、前記支柱から放射状に延びるように形成され、前記第１のスリット及び前記第２のスリットは、互いに交差する方向に延びるように形成され、前記上部プレートと前記下部プレートとは、締結部材によって接合されることを特徴とする。

【0010】

本発明に係る杭基礎構造において、前記第１のスリットと前記締結部材との間には第１の傾き調整用クリアランスを有し、前記第２のスリットと前記締結部材との間には第２の傾き調整用クリアランス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、前記基礎部と前記下部プレートとは、少なくとも３本のピンによって固定されると好適である。

【0012】

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

【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調整用クリアランスによって、支柱の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及び上部プレートを示す斜視図

【図5】本実施形態に係る基礎部及び下部プレートを示す斜視図

【図6】本実施形態に係る杭基礎構造を示す上面図

【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及び上部プレートを示す斜視図、図５は、本実施形態に係る基礎部及び下部プレートを示す斜視図、図６は、本実施形態に係る杭基礎構造を示す上面図である。

【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、地中に設置される基礎部２０、支柱１０の下端に設けられる係合部１１、上部プレート３０及び下部プレート４０によって構成される。上部プレート３０と下部プレート４０は、ボルト５１、ナット５２及びワッシャ５３からなる締結部材によって接合される。

【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の下端には、基礎部２０と係合するために用いられる略Ｌ字形の切り欠きである係合部１１を備える。また、支柱１０の表面には、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。

【0023】

係合部１１は、支柱１０の軸方向に対して平行な切り欠き１１ａと、支柱１０の軸方向に対して垂直な切り欠き１１ｂからなり、略Ｌ字形に形成される。係合部１１は、支柱１０の下端の両側面に備えられ、一方の切り欠き１１ａの中心線と、他方の切り欠き１１ａの中心線は、支柱１０の中心軸を含む１つの平面上に位置するように形成される。一方の切り欠き１１ｂと他方の切り欠き１１ｂは、支柱１０の下端面から同じ高さに形成され、切り欠き１１ａの片側であって、支柱１０の中心軸に対して左右対称に形成される。切り欠き１１ａ、１１ｂの幅寸法は、後述するロッド２３の径寸法よりも僅かに大きく形成される。

【0024】

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の係合部１１と係合するロッド２３、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。

【0025】

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の両側面にはロッド２３を取り付けるための貫通孔２２が形成される。

【0026】

貫通孔２２は、鋼管杭２１の両側面に設けられ、貫通孔２２の軸は、鋼管杭２１の長手方向の軸に対して垂直であって、鋼管杭２１の円筒断面の中心を通る。

【0027】

ロッド２３は、図５に示すように、棒状の鋼材であって、貫通孔２２に挿入されて鋼管杭２１の両側面を架橋する。ロッド２３は、その端部と鋼管杭２１の側面とを溶接することで固定される。ロッド２３の位置及び姿勢は、貫通孔２２にガイドされるため、鋼管杭２１の長手方向の軸に対して垂直であって、鋼管杭２１の円筒断面の中心を通るようにロッド２３は固定される。ロッド２３は、支柱１０を係合した際に、支柱１０を介して負荷される上部構造２の自重や外力に対して、変形や破損が起きない太さや断面形状に適宜設定される。本実施形態において、ロッド２３は、一例として中実丸棒の鋼材の場合について説明を行うが、ロッド２３の形状はこれに限らず、例えば中空丸棒の鋼材やボルト等であっても構わない。

【0028】

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。

【0029】

上部プレート３０は、図４に示すように、平面視において略円形の鋼板からなり、略中央に支柱１０の外径よりも僅かに大きい貫通孔３１、及び貫通孔３１の周囲に複数の第１のスリット３２を備える。上部プレート３０の材料は、例えば一般構造用圧延鋼材等が用いられ、上部プレート３０の表面には、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

【0030】

第１のスリット３２は、上部プレート３０の径方向に長手をもち、両端形状が半円に形成された貫通長孔であって、上部プレート３０の円周方向に所定の間隔で複数形成される。第１のスリット３２の幅寸法は、両端部の半円の直径と等しく、ボルト５１の軸径よりも大きく形成される。このとき、ボルト５１の軸径と第１のスリット３２の長手方向のクリアランスを、支柱１０の角度を調整するための第１の傾き調整用クリアランスＣ_１とする。本実施形態において、第１のスリット３２は、一例として両端形状が半円に形成された貫通長孔の場合について説明を行うが、第１のスリット３２の形状はこれに限らず、例えば矩形長孔であっても構わない。

【0031】

下部プレート４０は、図５に示すように、平面視において略円形の鋼板からなり、下部プレート４０の略中央に鋼管杭２１の内径よりも僅かに小さい貫通孔４１、及び貫通孔４１の周囲に複数の第２のスリット４２を備える。また、下部プレート４０の下面には、鋼管杭２１の外側面と嵌合する少なくとも３本のピン４３を備える。下部プレート４０の材料は、例えば一般構造用圧延鋼材等が用いられ、下部プレート４０の表面には、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

【0032】

第２のスリット４２は、下部プレート４０の接線方向に長手をもち、両端形状が半円に形成された貫通長孔であって、第１のスリット３２と対応する位置に複数形成される。第２のスリット４２の幅寸法は、両端部の半円の直径と等しく、ボルト５１の軸径よりも大きく形成される。このとき、ボルト５１の軸径と第２のスリット４２の長手方向のクリアランスを、支柱１０の角度を調整するための第２の傾き調整用クリアランスＣ_２とする。本実施形態において、第２のスリット４２は、一例として両端形状が半円に形成された貫通長孔の場合について説明を行うが、第２のスリット４２の形状はこれに限らず、例えば矩形長孔であっても構わない。

【0033】

ピン４３は、鋼管杭２１の外側面と嵌合し、下部プレート４０を鋼管杭２１の軸に対して垂直方向に拘束する。ピン４３は、例えば断面が円形の棒鋼からなり、少なくとも３本のピン４３が、鋼管杭２１の外側面と接する位置に配置される。ピン４３と下部プレート４０とは、溶接によって接合されている。本実施形態において、ピン４３は、一例として３本の棒状部材からなる場合について説明を行うが、ピン４３はこれに限らず、下部プレート４０を鋼管杭２１の軸に対して垂直方向に拘束できればよく、例えば下部プレート４０の下面に溶接された円筒状の部品であって、鋼管杭２１の側面に圧入することで下部プレート４０と鋼管杭２１を固定しても構わない。

【0034】

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。

【0035】

先ず、図４に示すように、支柱１０を上部プレート３０の貫通孔３１に貫通させる。このとき、貫通孔３１の穴径は支柱１０の外径より僅かに大きいため、支柱１０と上部プレート３０とを相対的に動かし得るが、異物や手指が挟まる程度の隙間は形成されない。次に、図５に示すように、基礎部２０の鋼管杭２１に下部プレート４０を嵌合させる。このとき、３本のピン４３は鋼管杭２１の外側面と接し、下部プレート４０は鋼管杭２１の軸方向に対して分解できる程度に嵌め合わされ、軸に垂直な方向に対しては動きが拘束される。次に、図３に示すように、支柱１０を鋼管杭２１に挿入させ、支柱１０の係合部１１を基礎部２０のロッド２３に係合させる。係合部１１をロッド２３に係合させる際には、ロッド２３が軸方向に対して平行な切り欠き１１ａを通過した後に、軸方向に対して垂直な切り欠き１１ｂ内にロッド２３が位置するように、支柱１０を回転させる。これにより、支柱１０は係合部１１を介してロッド２３に載置され、尚且つ引き抜き方向に対する動きも規制される。上記のように支柱１０を鋼管杭２１に挿入した後に、上部プレート３０と下部プレート４０とを、ボルト５１、ナット５２及びワッシャ５３からなる締結部材で接合する。したがって、上記のように接合された支柱１０と基礎部２０は、軸方向の動きに対しては係合部１１とロッド２３によって、軸方向に垂直な動きに対しては上部プレート３０と下部プレート４０によってそれぞれ拘束される。

【0036】

このように立設した支柱１０の傾きを調整する場合には、ボルト５１とナット５２との締結を一旦緩め、図６に示す第１の傾き調整用クリアランスＣ_１及び第２の傾き調整用クリアランスＣ_２の範囲でボルト５１の位置を変え、支柱１０の傾きを調整する。本実施形態においては、一例として第１の傾き調整用クリアランスＣ_１及び第２の傾き調整用クリアランスＣ_２をそれぞれ１６ｍｍとしたときに、支柱の傾き調整角度は約２．１度となる。

【0037】

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。

【0038】

なお、上記では支柱１０及び鋼管杭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及び鋼管杭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、上部プレート３０と下部プレート４０の外形も略円形である場合についての説明を行ったが、上部プレート３０と下部プレート４０の外形は、第１のスリット３２及び第２のスリット４２が形成可能な面積があればよく外形の形状は問わない。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】

【0039】

１ 杭基礎構造
１０ 支柱
１１ 係合部
２０ 基礎部
２１ 鋼管杭
２３ ロッド
２４ 抵抗板
３０ 上部プレート
３１ 貫通孔
３２ 第１のスリット
４０ 下部プレート
４１ 貫通孔
４２ 第２のスリット
４３ ピン
５１ ボルト
５２ ナット
５３ ワッシャ
Ｃ_１ 第１の傾き調整用クリアランス
Ｃ_２ 第２の傾き調整用クリアランス

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】