(57)【要約】【課題】柱管を固定する基礎管の端部に掘削刃を有する鋼管ポール用基礎において簡便な基礎を形成し、強風や地震などによる繰り返し荷重に対する耐久性、施工性に優れた鋼管ポール用基礎およびその基礎工法を提供する。【解決手段】基礎管の端部に掘削刃を有する鋼管ポール用基礎において、前記掘削刃は、基礎管の端部を歯形状に切り欠いて、該基礎管の長手方向に刃先を有する掘削刃を形成したことを特徴とする鋼管ポール用基礎およびその基礎工法。【選択図】図２
2007224537.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
柱管を固定する基礎管の端部に掘削刃を有する鋼管ポール用基礎において、
前記掘削刃は、基礎管の端部を歯形状に切り欠いて、該基礎管の長手方向に刃先を有する掘削刃を形成したことを特徴とする鋼管ポール用基礎。
【請求項２】
前記掘削刃の刃先角θを30〜70度、刃高Ｈを30〜100mm、刃幅Ｗを50〜100mmとしたことを特徴とする請求項１に記載の鋼管ポール用基礎。
【請求項３】
前記掘削刃の刃元を前記基礎管の内側方向に湾曲させたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の鋼管ポール用基礎。
【請求項４】
前記湾曲させた刃元幅Ｗ´を刃幅Ｗの30〜50％、前記刃元の基礎管径方向の湾曲距離Ｄを5〜20mmとしたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の鋼管ポール用基礎。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の鋼管ポール用基礎を、長手軸を中心に回転させながら地面に押し込むことにより、基礎外面の土壁をくずさず、かつ、基礎内面の残土処理を必要としないことを特徴とする鋼管ポールの基礎工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、柱管を固定する基礎管の端部に掘削刃を有する鋼管ポール用基礎およびその基礎工法に関する。
具体的には、例えば、道路標識や外灯などに用いる円形鋼管や角形鋼管を使用した鋼管ポール用基礎およびその基礎工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
道路標識や外灯などに用いる円形鋼管や角形鋼管を使用した鋼管ポール用基礎は、強風などよる繰り返し荷重に長期間耐える耐久性と施工性が求められており、鋼管をコンクリートに直接埋め込む方法や、土中に打ち込んだＨ形鋼からなる杭基礎に鋼管ポールのアンカーを溶接する方法など種々の方法が用いられているが、従来のコンクリート基礎はコンクリートの養生期間が必要であり工程が多いため施工に時間がかかるうえ、打ち込み基礎は、大型の打ち込み機が必要となるうえ、騒音問題が生じるという問題点があった。
【０００３】
そこで、鋼管ポール自体を基礎として用いる方法が検討され、従来から種々の提案がなされている。
例えば、先端にスクリュービットを有する掘削機（オーガ）を用いて鋼管ポールの内側の土砂を取り除くことにとって、鋼管ポールを土中に貫入し易くして土中に埋め込む方法が提案され、一部で採用されている。
しかし、この方法は、鋼管ポールの内側の土砂を一旦取り除き、基礎が出来上がった後に再度埋め戻す
など、残土処理が必要となるという問題点があった。
また、特開２００３−０２７４７５号公報（特許文献１）には、図３に示すように基礎管１の端部における外周に傾斜した掘削刃４´を設けることにより、基礎管１を回転しながら土中に押し込む方法が提案されている。
【０００４】
しかし、この方法は、図３に示すように傾斜した掘削刃４´を新たに作り、基礎管１の外周に溶接する必要があるうえ、基礎管１の回転と推進を同調させるために大掛かりな回転圧入機を用いる必要があり、施工コストが高くつくという問題点があった。
また、傾斜した掘削刃４´が回転して土中を進む際に、基礎管１の周囲の土壁を崩してしまうため、出来上がった基礎の耐力が低下してしまうという問題点もあった。
【特許文献１】特開２００３−０２７４７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、前述のような従来技術の問題点を解決し、柱管を固定する基礎管の端部に掘削刃を有する鋼管ポール用基礎において簡便な基礎を形成し、強風や地震などによる繰り返し荷重に対する耐久性、施工性に優れた鋼管ポール用基礎およびその基礎工法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、前述の課題を解決するために鋭意検討の結果、柱管を固定する基礎管の端部を歯型状に切欠いて、その基礎管の長手方向に刃先を有する掘削刃を形成することによって簡便な基礎を形成することができ、強風や地震などによる繰り返し荷重に対する耐久性、施工性に加に優れた鋼管ポール用基礎およびその基礎工法を提供するものであり、その要旨とするところは特許請求の範囲に記載した通りの下記内容である。
（１）柱管を固定する基礎管の端部に掘削刃を有する鋼管ポール用基礎において、前記掘削刃は、基礎管の端部を歯形状に切り欠いて、該基礎管の長手方向に刃先を有する掘削刃を形成したことを特徴とする鋼管ポール用基礎。
（２）前記掘削刃の刃先角θを30〜70度、刃高Ｈを30〜100mm、刃幅Ｗを50〜100mmとしたことを特徴とする（１）に記載の鋼管ポール用基礎。
（３）前記掘削刃の刃元を前記基礎管の内側方向に湾曲させたことを特徴とする（１）または（２）に記載の鋼管ポール用基礎。
（４）前記湾曲させた刃元幅Ｗ´を刃幅Ｗの30〜50％、前記刃元の基礎管径方向の湾曲距離Ｄを5〜20mmとしたことを特徴とする（１）乃至（３）のいずれかに記載の鋼管ポール用基礎。
（５）（１）乃至（４）のいずれかに記載の鋼管ポール用基礎を、長手軸を中心に回転させながら地面に押し込むことにより、基礎外面の土壁をくずさず、かつ、基礎内面の残土処理を必要としないことを特徴とする鋼管ポールの基礎工法。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、柱管を固定する基礎管の端部を歯型状に切欠いて、その基礎管の長手方向に刃先を有する掘削刃を形成することによって簡便な基礎を形成することができ、強風や地震などによる繰り返し荷重に対する耐久性、施工性に加に優れた鋼管ポール用基礎およびその基礎工法を提供することができ、産業上有用な著しい効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
発明を実施するための最良の形態について、図１乃至図３を用いて詳細に説明する。
図３は、従来の掘削刃を有する鋼管ポール用基礎を例示する側断面図である。
図３において、１は基礎管、２はフランジ、３はボルト穴、４´は掘削刃を示し、基礎管１の上部にフランジ２を介して柱管がボルト穴３の位置で固定される。
【０００９】
前述のように、従来の掘削刃４´は、図３に示すように基礎管１の端部における外周に傾斜させて取り付けられており、基礎管１を回転しながら土中に押し込むことによって、掘削刃４´が地中方向への推進力を担うことができ、基礎管１の内面の土砂を取り除く必要がないので残土処理が不要であるうえ、打ち込む必要がないため騒音問題も軽減することができる。
【００１０】
しかし、この方法は、図３に示すように地中方向に傾斜した掘削刃４´を新たに作り、基礎管１の外周に溶接する必要があるうえ、掘削刃４´の傾斜角によって、基礎管１の回転角と推進距離との関係が決まってしまうので、基礎管１の回転角と推進距離とを同調させるために大掛かりな回転圧入機を用いる必要があり、施工コストが高くつくという問題点があり、基礎管１の径が250mmφを超える建築用の基礎工法としてはよいが、基礎管１の径が150〜250mmφ程度の、道路標識や外灯などに用いる鋼管ポール用基礎には適さなかった。
また、傾斜した掘削刃４´が回転して土中を進む際に、基礎管１の周囲の土壁を崩してしまうため、出来上がった基礎の耐力が低下してしまうという問題点もあった。
【００１１】
図１は、本発明における鋼管ポール用基礎の実施形態を例示する側縦断面図である。
また、図２は、本発明における鋼管ポール用基礎に用いる掘削刃を例示する詳細図であり、上段（a）は、基礎管の長手方向から見た横断面図、下段(b)は、側断面図である。
図１及び図２において、１は基礎管、２はフランジ、３はボルト穴、４は掘削刃、５は刃先、６は刃元、θは刃先角（度）、Ｈ刃高(mm)、Ｗは刃幅(mm)、Ｗ´湾曲させた刃元幅(mm)、Ｄは刃元の基礎管径方向の湾曲距離を(mm)を示し、基礎管１の上部にフランジ２を介して柱管がボルト穴３の位置で固定される。
【００１２】
図１及び図２に示すように、本発明の鋼管ポール用基礎は、基礎管１の端部に掘削刃４を有する鋼管ポール用基礎において、前記掘削刃４は、基礎管１の端部を歯形状に切り欠いて、該基礎管１の長手方向に刃先５を有する掘削刃を形成したことを特徴とする。
本発明は、基礎管１の端部を歯形状に切り欠いて、該基礎管１の長手方向に刃先５を有する掘削刃４を形成させることによって、図３に示す従来の掘削刃４´のように、基礎管１の外周に掘削刃を溶接する必要がなく、簡便に掘削刃４を形成することができる。
【００１３】
本発明においては、掘削刃４の形成方法は問わないが、切断精度及び汎用性の観点から、例えば、プラズマやレーザーなどを用いた切断機を用いて、基礎管１の管端を歯形状に切除する方法が好ましい。
また、本発明に用いる切削刃４は、基礎管１の長手方向に刃先５を有するので、基礎管１の外周方向に刃先を有する場合に比べて、掘削抵抗を著しく低減することができるうえ、基礎管１の回転と土中方向への推進距離を自由に選択できるため、従来の基礎管１の外周に設けた掘削刃４´のように、掘削刃の傾斜角に応じて基礎管１の回転角と推進距離とを同調させる大掛かりな回転圧入機を用いる必要がなく、コンクリート電柱の建柱に一般的に用いられている自走式建柱機を使用することで充分である。
【００１４】
また、本発明においては、図１の矢印で示すように基礎管１を回転させながら地中に押し込むことによって、掘削刃４が地面を切削しながら地中に押し込まれるため、基礎管１の内側に土砂が内在する状態で基礎管１を土中に埋め込むことができ、基礎管１の内側の土砂を取り除いたり、埋め戻したりする必要がない。
さらに、本発明においては、掘削刃４が基礎管１の外周から外側に突出していないので、基礎管１の外周の土壁を崩すことがないため、出来上がった基礎の耐力が低下してしまうという問題点も解消された。
【００１５】
次に、本発明の好ましい実施形態について説明する。
本発明に用いる掘削刃４の刃元６は、図２（a）の横断面図に示すように、基礎管１の内側方向に湾曲させることが好ましい。
基礎管１を埋め込む地中の土砂が空隙を多く含む場合には、基礎管１を回転させながら比較的簡単に地中に押し込むことができるが、水分を含んだ粘土層に押し込む場合には、空隙が少ないため、粘土層が掘削刃４にからまって推進できなくなる場合がある。
【００１６】
そこで、図２（a）の基礎管１の長手方向から見た横断面図に示すように、掘削刃４の刃元６を、基礎管１の内側方向に湾曲させることによって、粘土層を「ろくろ」でなでるように、基礎管１の内側に図２（a）の矢印の方向に押し込むことによって、基礎管１の内面と粘土層との間に空隙を形成することができるため、粘土質の地盤であっても基礎管１を比較的容易に押し込むことができる。
また、本発明においては、基礎管１の径は問わないが、道路標識や外灯などに多用されている比較的小径の150〜250mmφの円形鋼管や150〜250mm□の角形鋼管を使用した鋼管ポールに用いることが好ましい。
【００１７】
本発明者は、この管径150〜250mmφサイズの基礎管１を対象として、種々の実験を行った結果、図２（b）に示す掘削刃４の刃先角θを30〜70度、刃高Ｈを30〜100mm、刃幅Ｗを50〜100mmとし、前記湾曲させた刃元幅Ｗ´を刃幅Ｗの30〜50％、前記刃元の基礎管径方向の湾曲距離Ｄを5〜20mmとすることが好ましいことを見出した。
まず、刃先角θを30〜70度とするのは、刃先角θが30度未満では、刃の強度が弱く、掘削した際に刃先が曲がってしまうからであり、また、刃先角θが70度を超えると掘削力が弱くなって基礎管１を土中に推進できなくなるからである。
【００１８】
また、刃高Ｈを30〜100mm、刃幅Ｗを50〜100mmとするのは、掘削刃の刃高を小さく刃幅を広くした方が刃の強度が向上する一方で掘削力が低下するため、刃の強度と掘削力のバランスを考慮し、種々の実験の結果、この範囲であれば掘削できることが判明したからである。
また、湾曲させた刃元幅Ｗ´を刃幅Ｗの30〜50％、前記刃元の基礎管径方向の湾曲距離Ｄを5〜20mmとするのは、湾曲幅Ｗ´及び湾曲距離Ｄを大きくすることによって、前述の粘土層を管の内側に押し込む効果は増大するが、その分、掘削刃４の強度が低下するため、粘土層を管の内側に押し込む効果と掘削刃の強度とのバランスを考慮し、種々の実験の結果、この範囲であれば粘土質の地盤であっても掘削できることが判明したからである。
【００１９】
なお、本発明においては、掘削刃４の枚数は問わないが、１０枚以上では、掘削の際に刃が折れ曲がったため、掘削刃４の枚数は５〜７枚が好ましい。
また、本発明においては、刃元幅Ｗ´を湾曲させる方法は問わないが、刃元の刃幅Ｗの30〜50％に切り込みを入れ、その先端部分を基礎管１の内側に押し込んで円弧状に湾曲させることが好ましい。
また、図１に示すように、刃元６の湾曲部の先端を基礎管の内径方向に折り曲げてすくい角を付けることにより、前述の粘土を内側に押し込む効果をさらに増大させることができる。
また、基礎管１の長さは通常２〜３ｍであるが、柱管の径や長さの関係で３〜５ｍの長さの基礎管１が必要な場合には、特に土質が粘土層の場合には、刃先形状の工夫だけでは基礎管１の内部に、土砂が詰り基礎管１の内面との摩擦力が増加するため、一度の工程で基礎管１を埋め込むことが困難な場合がある。
そこで、例えば、基礎管１の長さが４ｍの場合を例に挙げると、掘削開始から約１ｍ掘削した時点で基礎管１を一旦引き抜き、先端にスクリュービットを有する掘削機（オーガ）などを用いて、基礎管１の内側に詰まっている土砂を取り除いた後に再度掘削を開始し、状況によってこの作業を繰り返し、最終の１ｍについては基礎管１を引き抜くことなく埋設作業を終了させることができる。
この場合、基礎管１の内側から除去した土砂が排出されるが、掘削終了後に基礎管１の内部に残土を投入することで、土砂の残存を極力低減することができる。
以上のように、柱管を固定する基礎管１の端部を歯形状に切り欠いて、該基礎管１の長手方向に刃先を有する掘削刃４を形成した鋼管ポール用基礎を長手軸を中心に回転させながら地面に押し込むことにより、基礎外面の土壁をくずさず、かつ、基礎内面の残土処理を必要としない鋼管ポールの基礎工法を実現することができる。
【実施例】
【００２０】
図１及び図２に示す本発明の鋼管ポール用基礎を下記条件で実施した。
＜実施条件＞
・基礎管の径：216.3mmφ、板厚：5.8mm
・刃先角：30〜70度
・刃高Ｈ：30〜100mm
・刃幅Ｗ：50〜100mm
・湾曲させた刃元幅Ｗ´：30〜50mm（刃幅Ｗの30〜50％）
・刃元の基礎管径方向の湾曲距離Ｄ：5〜20mm
【００２１】
その結果、図３に示す従来の掘削刃４´を用いた鋼管ポール用基礎に比べて耐力は同等で、施工コストは約30％低減することができ、本発明の効果が確認された。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明における鋼管ポール用基礎の実施形態を例示する側縦断面図である。
【図２】本発明における鋼管ポール用基礎に用いる掘削刃を例示する詳細図である。
【図３】従来の掘削刃を有する鋼管ポール用基礎を例示する側断面図である。
【符号の説明】
【００２３】
１  基礎管
２  フランジ
３  ボルト穴
４、４´  掘削刃
５  刃先
６  刃元
Ｈ  刃高(mm)
Ｗ  刃幅(mm)
Ｗ´湾曲させた刃元幅(mm)
Ｄ  刃元の基礎管径方向の湾曲距離(mm)
【図１】
2007224537.tif 000003
【図２】
2007224537.tif 000004
【図３】
2007224537.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成18年6月8日(2006.6.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
柱管を固定する基礎管の端部に掘削刃を有する鋼管ポール用基礎において、
前記掘削刃は、基礎管の端部を歯形状に切り欠いて、該基礎管の長手方向に刃先を有する掘削刃を形成し、
前記掘削刃の刃元を前記基礎管の内側方向に湾曲させ、該刃元を前記基礎管の内面より内側に突出させたことを特徴とする鋼管ポール用基礎。
【請求項２】
前記掘削刃の刃先角θを30〜70度、刃高Ｈを30〜100mm、刃幅Ｗを50〜100mmとしたことを特徴とする請求項１に記載の鋼管ポール用基礎。
【請求項３】
前記湾曲させた刃元幅Ｗ´を刃幅Ｗの30〜50％、前記刃元の基礎管径方向の湾曲距離Ｄを5〜20mmとしたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の鋼管ポール用基礎。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の鋼管ポール用基礎を、長手軸を中心に回転させながら地面に押し込むことにより、基礎外面の土壁をくずさず、かつ、基礎内面の残土処理を必要としないことを特徴とする鋼管ポールの基礎工法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明は、前述の課題を解決するために鋭意検討の結果、柱管を固定する基礎管の端部を歯型状に切欠いて、その基礎管の長手方向に刃先を有する掘削刃を形成することによって簡便な基礎を形成することができ、強風や地震などによる繰り返し荷重に対する耐久性、施工性に加に優れた鋼管ポール用基礎およびその基礎工法を提供するものであり、その要旨とするところは特許請求の範囲に記載した通りの下記内容である。
（１）柱管を固定する基礎管の端部に掘削刃を有する鋼管ポール用基礎において、前記掘削刃は、基礎管の端部を歯形状に切り欠いて、該基礎管の長手方向に刃先を有する掘削刃を形成し、前記掘削刃の刃元を前記基礎管の内側方向に湾曲させ、該刃元を前記基礎管の内面より内側に突出させたことを特徴とする鋼管ポール用基礎。
（２）前記掘削刃の刃先角θを30〜70度、刃高Ｈを30〜100mm、刃幅Ｗを50〜100mmとしたことを特徴とする（１）に記載の鋼管ポール用基礎。
（３）前記湾曲させた刃元幅Ｗ´を刃幅Ｗの30〜50％、前記刃元の基礎管径方向の湾曲距離Ｄを5〜20mmとしたことを特徴とする（１）または（２）に記載の鋼管ポール用基礎。
（４）（１）乃至（３）のいずれか一項に記載の鋼管ポール用基礎を、長手軸を中心に回転させながら地面に押し込むことにより、基礎外面の土壁をくずさず、かつ、基礎内面の残土処理を必要としないことを特徴とする鋼管ポールの基礎工法。