(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基礎地盤に根巻き部設置孔を穿つ工程と、
杭穴を前記根巻き部設置孔の内部に穿つ工程と、
前記杭穴に膨張セメントミルクを前記杭穴が埋まる程度に流し込み、この膨張セメントミルクが固まる前に、この膨張セメントミルクに、地盤沈下分上方に構造物の係止位置を調整する前記構造物が固定されたアンカーボルトを内部に格納する鞘管を挿入して杭部を形成する工程とを含み、前記アンカーボルトを上下方向に昇降させて前記構造物の係止位置を調整する基礎杭施工方法。
【請求項２】
前記膨張セメントミルクは、
生石灰を９．０重量％以上３６．４重量％以下、
普通ポルトランドセメントを６１．３重量％以上９０．５重量％以下、
生石灰の表面処理剤を０．５重量％以上２．３重量％以下、を含有する基材と、
水とを含有する請求項１記載の基礎杭施工方法。
【請求項３】
地盤沈下分上方に構造物の係止位置を調整するアジャスト機構を内部に有し、膨張セメントミルクによって前記アジャスト機構と一体形成される杭部と、前記アジャスト機構に接続する前記構造物の支持脚とを備える基礎杭において、
前記アジャスト機構は、載置される前記構造物を固定するアンカーボルトと、
内部に固定され、前記アンカーボルトを上下方向に昇降可能に格納する鞘管とを備える基礎杭。
【請求項４】
前記鞘管は、
内部がネジ切りされた固定プレート挿通孔を有する固定プレートを備え、
前記アンカーボルトは、ネジ切りを有し、前記固定プレート挿通孔に回転可能に挿通される請求項３記載の基礎杭。
【請求項５】
前記鞘管は、内部にネジ切りされた固定プレート挿通孔を有する固定プレートを備え、
前記アンカーボルトはアジャストボルトの上端に固定され、
前記アジャストボルトは、前記アンカーボルトの外径より太い外径を有し、ネジ切りを有し、回転軸を共通に固定された調整ナットを有し、前記固定プレート挿通孔に回転可能に挿通される請求項４記載の基礎杭。
【請求項６】
前記膨張セメントミルクは、
生石灰を９．０重量％以上３６．４重量％以下、
普通ポルトランドセメントを６１．３重量％以上９０．５重量％以下、
生石灰の表面処理剤を０．５重量％以上２．３重量％以下、を含有する基材と、
水とを含有する請求項３乃至５のいずれか１項記載の基礎杭。
【請求項７】
太陽電池モジュールと、前記太陽電池モジュールを載置する架台と、前記架台の支持脚を固定する固定手段と膨張セメントミルクによって一体形成される杭部とを備える太陽電池アレイにおいて、
地盤沈下分上方に前記太陽電池アレイの係止位置を調整するアジャスト機構を前記杭部内部に備え、前記アジャスト機構に接続する前記支持脚を固定するアンカーボルトと、
内部に固定され、前記アンカーボルトを上下方向に昇降可能に格納する鞘管とを備える太陽電池アレイ。
【請求項８】
前記膨張セメントミルクは、
生石灰を９．０重量％以上３６．４重量％以下、
普通ポルトランドセメントを６１．３重量％以上９０．５重量％以下、
生石灰の表面処理剤を０．５重量％以上２．３重量％以下、を含有する基材と、
水とを含有する請求項７記載の太陽電池アレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、基礎杭施工方法、基礎杭及び太陽電池アレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の地球温暖化防止の意識の高まりからメガワット級の大規模太陽電池システムが建設されるようになっている。
【０００３】
この大規模太陽電池システムは広大な土地に太陽電池アレイを多数並べる必要がある。特に、太陽電池アレイを設置する土地の地盤が脆弱な場合は施工が困難な場合がある。
【０００４】
基礎地盤の上にコンクリートによりべた基礎を形成する方法の場合、大型車が走行できる程度に地盤が強固である必要がある。しかし、廃棄物処分場跡地などの場合、地盤が軟弱なため大型車が走行できない場合がある。
【０００５】
この点に関し、鋼管の先端にスクリューを設け、基礎地盤にこのスクリューをねじ込むことにより施工する方法が提案されている。
【０００６】
しかし、この工法であっても杭打機が走行できるだけの硬さが基礎地盤になければ施工できない。
【０００７】
そこで、基礎地盤に穴を穿ち、この穴に膨張セメントミルクを流し込むことにより基礎を形成し、この基礎にアンカーボルトを設置して太陽電池の架台の足をこのアンカーボルトに固定する工法が提案されている。
【０００８】
この工法の場合、基礎地盤に穴を穿つ装置は持ち運びができるため、人が歩けるだけの地盤強度があれば施工が可能であるという利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】実用新案登録第３１５８６２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、この工法の場合、精度よくアンカーボルトを設置することが困難であるため、施工に工数、費用がかかる。
【００１１】
従って、軟弱地盤であっても精度よく、低コストにて施工できる基礎杭施工方法、基礎杭、太陽電池アレイが求められている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を解決するために、本発明の一実施形態は基礎地盤に根巻き部設置孔を穿つ工程と、杭穴を前記根巻き部設置孔の内部に穿つ工程と、前記杭穴に膨張セメントミルクを前記杭穴が埋まる程度に流し込み、この膨張セメントミルクが固まる前に、この膨張ミルクに、地盤沈下分上方に構造物の係止位置を調整する前記構造物が固定されたアンカーボルトを内部に格納する鞘管を挿入して杭部を形成する工程とを含み、前記アンカーボルトを上下方向に昇降させて前記構造物の係止位置を調整する工程を含む基礎杭施工方法を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】基礎杭施工方法を、順を追って示す図である。
【図２】基礎杭施工方法を、順を追って示す図である。
【図３】基礎杭施工方法を、順を追って示す図である。
【図４】基礎杭施工方法を、順を追って示す図である。
【図５】基礎杭施工方法を、順を追って示す図である。
【図６】基礎杭施工方法を、順を追って示す図である。
【図７】基礎杭の外観斜視図である。
【図８】根巻き部を形成する工程を示す図である。
【図９】アジャスト機構を示す図である。
【図１０】地盤沈下が生じた場合の対処を示す図である。
【図１１】地盤沈下が生じた場合の対処を示す図である。
【図１２】地盤沈下が生じた場合の対処を示す図である。
【図１３】地盤沈下が生じた場合の対処を示す図である。
【図１４】地盤沈下が生じた場合の対処を示す図である。
【図１５】地盤沈下が生じた場合の対処を示す図である。
【図１６】太陽電池アレイを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明による基礎杭施工方法、基礎杭、太陽電池アレイの一実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。
【００１６】
（第１の実施形態）
（基礎杭施工方法）
図１乃至図６は、基礎杭施工方法を、順を追って示す図である。図１に示すように、まず、基礎地盤１００に根巻き部を設置するための根巻き部設置孔１０を穿つ。
【００１７】
根巻き部設置孔１０は、例えば縦３５０ｍｍ、横３５０ｍｍ、深さ２００ｍｍの大きさを有する。
【００１８】
図２に示すように、次に杭部１２を形成するための杭穴１１を、根巻き部設置孔１０の内部に穿つ。杭穴１１は、例えばハンドオーガやクローラードリルを用いて穿つことができる。
【００１９】
杭穴１１は、例えば内径φ１が１００ｍｍ以上２００ｍｍ以下、深さｈ１が１ｍ以上２ｍ以下である。
【００２０】
図３に示すように、次に杭穴１１に膨張セメントミルクを杭穴１１が埋まる程度に流し込み、この膨張セメントミルクが固まる前に、この膨張セメントミルクに心棒１３を挿入し、杭部１２を形成する。心棒１３は、例えば鉄筋又は鋼管により形成され、上端が杭穴１１から突出する長さを有する。
【００２１】
図４に示すように、膨張セメントミルクの初期養生が終了した後、すなわち、心棒１３が自立する程度に膨張セメントミルクが固化した後、直ちに根巻き部１４を根巻き部設置孔１０に設置する。
【００２２】
本実施形態においては、根巻き部１４は予めコンクリートにより形成しておき、完全に固化した根巻き部１４を根巻き部設置孔１０に設置する。根巻き部１４は中心部に上下に貫通する中心孔を有する。
【００２３】
図５に示すように、中心孔にグラウトを流し込み、このグラウトが固化する前に支持脚２０２を心棒１３に沿わせてこのグラウトに挿入し、脚固定部１５を形成する。支持脚２０２はグラウトの養生が完了するまで適宜治具によって支持される。この治具により、支持脚２０２は精度よく固定され、養生が完了するまでは微調整が可能となる。
【００２４】
図６に示すように、膨張セメントミルクは養生が進むにつれて水平方向である矢印Ｘ１方向に膨張する。この膨張により、杭部１２は基礎地盤１００に密着する。
【００２５】
ここで、グラウトは膨張セメントミルクより早く固化するものを使用することが望ましい。根巻き部１４と脚固定部１５とにより膨張セメントミルクを上部から抑え込むことができるため、膨張セメントミルクがより水平方向に膨張しやすくなるからである。
【００２６】
膨張セメントミルクとグラウトとの養生が完了した後、例えばランマー２０により垂直方向である矢印Ｘ２方向に根巻き部１４の周囲を圧迫して締め固める。
【００２７】
（基礎杭）
図７は、本実施形態の基礎杭１１０の外観斜視図である。図７に示すように、基礎杭１１０は、内部に心棒１３を有する杭部１２と、杭部１２の上部に接続される根巻き部１４と、根巻き部１４に接続する、例えば太陽電池アレイなどの構造物の支持脚２０２と、この支持脚２０２を支持する脚固定部１５と、を一体に備える。
【００２８】
根巻き部１４は、外形が直方体をなし、中心部に上下に貫通する脚固定部１５を有する。根巻き部１４の一辺の長さｗ２は３５０ｍｍ、高さｈ２は３００ｍｍである。
【００２９】
ここで、根巻き部設置孔１０は深さが２００ｍｍであるから、根巻き部１４は１００ｍｍ地上に露出する。従って、雨水や基礎地盤１００からしみ出す水が支持脚２０２を浸すことはない。
【００３０】
脚固定部１５の一辺の長さｗ１は３００ｍｍ以上２５０ｍｍ以下である。杭部１２の外径φ２は１００ｍｍ以上２００ｍｍ以下である。
【００３１】
（膨張セメントミルク）
膨張セメントミルクは例えば次のような構成をとることができる。
【００３２】
（実施例１）
生石灰：９．０重量％
普通ポルトランドセメント：９０．５重量％
生石灰の表面処理剤（不飽和脂肪酸）：０．５重量％
以上を混合して基材とし、この基材にこの基材と同体積の水を加えて撹拌する。
【００３３】
なお、水の量は適宜増減できる。
【００３４】
（実施例２）
生石灰：２０．０重量％
普通ポルトランドセメント：７７．７重量％
生石灰の表面処理剤（不飽和脂肪酸）：２．３重量％
以上を混合して基材とし、この基材にこの基材と同体積の水を加えて撹拌する。
【００３５】
なお、水の量は適宜増減できる。
【００３６】
（実施例３）
生石灰：３６．４重量％
普通ポルトランドセメント：６１．３重量％
生石灰の表面処理剤（不飽和脂肪酸）：２．３重量％
以上を混合して基材とし、この基材にこの基材と同体積の水を加えて撹拌する。
【００３７】
なお、水の量は適宜増減できる。
【００３８】
（性能比較）
実施例１：膨張率  体積比で約１０％、実施例２より硬い
実施例２：膨張率  体積比で約１２％
実施例３：膨張率  体積比で約１５％、実施例２よりもろい
従って、より軟弱な地盤（例えば、Ｎ値３以下。）では実施例３を、軟弱な地盤でもより硬めの地盤（例えば、Ｎ値５以上。）では実施例１を、中程度の軟弱地盤（例えばＮ値が３より大きく５未満。）では実施例２の膨張セメントミルクを使用することが望ましい。
【００３９】
（第１の実施形態の効果）
以上述べたように、本実施形態の基礎杭施工方法は、基礎地盤１００に根巻き部１４を設置するための根巻き部設置孔１０を穿つ工程と、杭部１２を形成するための杭穴１１を根巻き部設置孔１０の内部に穿つ工程と、杭穴１１に膨張セメントミルクを杭穴１１が埋まる程度に流し込み、この膨張セメントミルクが固まる前に、この膨張セメントミルクに心棒１３を挿入し、杭部１２を形成する工程と、心棒１３が自立する程度に膨張セメントミルクが固化した後、直ちに根巻き部１４を根巻き部設置孔１０に設置する工程と、根巻き部１４の中心孔にグラウトを流し込み、このグラウトが固化する前に支持脚２０２を心棒１３に沿わせてこのグラウトに挿入し、脚固定部１５を形成する工程と、を含む。
【００４０】
従って、軟弱地盤であっても精度よく、低コストにて施工できるという効果がある。
【００４１】
（第２の実施形態）
（基礎杭施工方法）
本実施形態の基礎杭施工方法は、基礎地盤１００に根巻き部を設置するための根巻き部設置孔１０を穿つ工程と、杭部１２を形成するための杭穴１１を根巻き部設置孔１０の内部に穿つ工程と、杭穴１１に膨張セメントミルクを杭穴１１が埋まる程度に流し込み、この膨張セメントミルクが固まる前に、この膨張セメントミルクに心棒１３を挿入し、杭部１２を形成する工程とは第１の実施形態と同様である。
【００４２】
図８は、根巻き部１６を形成する工程を示す図である。図８に示すように、杭部１２を形成する工程の後に、心棒１３が自立する程度に膨張セメントミルクが固化した後、直ちに心棒１３に支持脚２０２をスパイラス鉄筋１７によって固定する。
【００４３】
次に、根巻き部設置孔１０に設置された型枠にグラウトを流し込み、根巻き部１６を形成する。型枠は、養生後はそのまま放置しても、取り外してもよい。
【００４４】
（基礎杭）
本実施形態の基礎杭１１０は、第１の実施形態の基礎杭１１０と根巻き部１６が第１の実施形態の根巻き部１４と脚固定部１５とを兼ねる点において異なる。
【００４５】
（膨張セメントミルク）
本実施形態の膨張セメントミルクは、第１の実施形態の膨張セメントミルクを用いることができる。
【００４６】
（第２の実施形態の効果）
以上述べたように、本実施形態の基礎杭施工方法は、基礎地盤１００に根巻き部を設置するための根巻き部設置孔１０を穿つ工程と、杭部１２を形成するための杭穴１１を根巻き部設置孔１０の内部に穿つ工程と、杭穴１１に膨張セメントミルクを杭穴１１が埋まる程度に流し込み、この膨張セメントミルクが固まる前に、この膨張セメントミルクに心棒１３を挿入し、杭部１２を形成する工程と、心棒１３が自立する程度に膨張セメントミルクが固化した後、直ちに心棒１３に支持脚２０２をスパイラス鉄筋１７によって固定する工程と、根巻き部設置孔１０に設置された型枠にグラウトを流し込み、根巻き部１６を形成する工程と、を含む。
【００４７】
従って、より安価に施工できるという効果がある。
【００４８】
（第３の実施形態）
（基礎杭施工方法）
本実施形態の基礎杭施工方法は、基礎地盤１００に根巻き部を設置するための根巻き部設置孔１０を穿つ工程と、杭部１２を形成するための杭穴１１を根巻き部設置孔１０の内部に穿つ工程と、は第１の基礎杭施工方法と同様である。
【００４９】
本実施形態の基礎杭施工方法は、杭穴１１を穿った後に、杭穴１１に膨張セメントミルクを杭穴１１が埋まる程度に流し込み、この膨張セメントミルクが固まる前に、この膨張セメントミルクに、地盤沈下分上方に係止位置を調整するアジャスト機構３００Ｌを挿入し、杭部１２を形成する。
【００５０】
その後、アジャスト機構３００Ｌに支持脚２０２をナットによって固定する。
【００５１】
（アジャスト機構）
図９は、本実施形態のアジャスト機構３００Ｌを示す図である。図９（Ａ）に示すように、アジャスト機構３００Ｌは、杭部１２内部に固定され、鉛直方向に延びる筒状の鞘管３０２と、鞘管３０２の上端に固定され、内側にネジ切りを有する固定プレート挿通孔３０４Ａを備える固定プレート３０４と、全長にわたってネジ切りを有し、鞘管３０２の内部に、固定プレート挿通孔３０４Ａに回転自在に挿通されて格納されるアジャスタボルト３０３と、アジャスタボルト３０３に回転軸を共通に固定される調整ナット３０５と、内部にネジ切りを有する載置プレート挿通孔３０６Ａを備え、アジャスタボルト３０３に固定される載置プレート３０６と、載置プレート３０６に載置される環状の座金３０７と、アジャスタボルト３０３に固定されるアンカーボルト３０８と、を備える。
【００５２】
図９（Ｂ）は鞘管３０２の平面図である。図９（Ｂ）に示すように、鞘管３０２は筒状をなし、内部の空間３０２Ａはアジャスタボルト３０３を回転可能に格納するのに十分な広さを有する。
【００５３】
図９（Ｃ）は固定プレート３０４の平面図である。固定プレート３０４は、回転を防止するために杭部１２に埋設されることが望ましい。
【００５４】
図９（Ｄ）は調整ナット３０５の平面図である。図９（Ｄ）に示すように、調整ナット３０５は、レンチにて回転しやすいように６角形をなしていることが望ましい。
【００５５】
図９（Ｅ）は載置プレート３０６の平面図である。図９（Ｅ）に示すように、載置プレート３０６は太陽電池架台２０２の脚部を載置するのに十分な面積を有する。
【００５６】
図９（Ｆ）は座金３０７の平面図である。図９（Ｆ）に示すように、座金３０７はアンカーボルト３０８の外径より直径が大きい内孔３０７Ａを有する。座金３０７は載置プレート３０６に載置される大きさを有する。
【００５７】
鞘管３０２と固定プレート３０４とは溶接などにより固定される。調整ナット３０５はアジャスタボルト３０３に溶接などにより固定される。アジャスタボルト３０３は、アンカーボルト３０８よりも外径が太く、長さは予測される地盤沈下量より長い。
【００５８】
調整ナット３０５を回転すると調整ナット３０５に固定されたアジャスタボルト３０３が回転する。アジャスタボルト３０３は内部にネジ切りを有する固定プレート挿通孔３０４Ａに挿通されている。従って、アジャスタボルト３０３の回転によりアジャスタボルト３０３は上下に昇降可能である。
【００５９】
図１０乃至図１５は、地盤沈下が生じた場合の対処を示す図である。  
図１０は、地盤沈下する前の太陽電池アレイ２０１の側面図である。  
地盤沈下が生じた場合、図１１に示すように、ナット３２０が外され、太陽電池アレイ２０１はワイヤ８００を用いてクレーンにより持ち上げられる。
【００６０】
図１２に示すように、アンカーボルト３０８が回転されて鞘管３０２から地盤沈下量だけ引き出される。
【００６１】
図１３に示すように、ナット３２０を複数個アンカーボルト３０８に嵌め込むことにより、アンカーボルト３０８が固定される。または、型枠材を組み合わせ、内部にコンクリート４０３を流し込んでアンカーボルト３０８が固定される。ナット３２０の個数により、またコンクリート４０３の厚さにより、高さの微調整が可能である。
【００６２】
また、ナット３２０にて微調整した後に、ナット３２０を取り付けたままアンカーボルト３０８を型枠材４０１により取り囲み、コンクリート４０３によって固定してもよい。
【００６３】
図１４に示すように、コンクリート４０３が固化した後に太陽電池モジュール２０１が下ろされ、脚部２０２Ａにアンカーボルト３０８が挿通される。
【００６４】
図１５に示すように、ナット３２０によりアンカーボルト３０８に太陽電池架台２０２が固定される。
【００６５】
（基礎杭）
本実施形態の基礎杭１１０は、第１の実施形態の基礎杭１１０と、杭部１２の内部にアジャスト機構３００Ｌを有し、心棒１３を備えず、根巻き部１４を備えない点において異なる。
【００６６】
（膨張セメントミルク）
本実施形態の膨張セメントミルクは、第１の実施形態の膨張セメントミルクを用いることができる。
【００６７】
（第３の実施形態の効果）
以上述べたように、本実施形態の基礎杭施工方法は、基礎地盤１００に根巻き部を設置するための根巻き部設置孔１０を穿つ工程と、杭部１２を形成するための杭穴１１を根巻き部設置孔１０の内部に穿つ工程と、杭穴１１に膨張セメントミルクを杭穴１１が埋まる程度に流し込み、この膨張セメントミルクが固まる前に、この膨張セメントミルクにアジャスト機構３００Ｌを挿入し、杭部１２を形成する工程と、アジャスト機構３００Ｌに支持脚２０２をナットによって固定する工程と、を含む。
【００６８】
従って、軟弱地盤であっても精度よく、低コストにて施工できるという効果に加え、地盤沈下が起きても対処できるという効果がある。
【００６９】
（太陽電池アレイ）
図１６は、本実施形態の太陽電池アレイ２００を示す図である。図１６に示すように、太陽電池アレイ２００は、第１の実施形態乃至第３の実施形態の基礎杭１１０と、基礎杭１１０に固定された架台２０３と、架台２０３に載置される太陽電池モジュール２０１と、を備える。
【００７０】
従って、軟弱地盤であっても精度よく、低コストにて施工できるという効果がある。
【００７１】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００７２】
１２：杭部
１３：心棒
１４：根巻き部
１５：脚固定部
２００：太陽電池アレイ
２０１：太陽電池モジュール
２０２：支持脚
２０３：太陽電池架台
３０２：鞘管
３０４：固定プレート
３０３：アジャスタボルト
３０５：調整ナット
３０６：載置プレート
３０８：アンカーボルト
【図１】
0005430628.tif 000002
【図２】
0005430628.tif 000003
【図３】
0005430628.tif 000004
【図４】
0005430628.tif 000005
【図５】
0005430628.tif 000006
【図６】
0005430628.tif 000007
【図７】
0005430628.tif 000008
【図８】
0005430628.tif 000009
【図９】
0005430628.tif 000010
【図１０】
0005430628.tif 000011
【図１１】
0005430628.tif 000012
【図１２】
0005430628.tif 000013
【図１３】
0005430628.tif 000014
【図１４】
0005430628.tif 000015
【図１５】
0005430628.tif 000016
【図１６】
0005430628.tif 000017