(57)【要約】【課題】表層に太陽光発電設備の支持架台を設置するために、柱状改良体と既製杭との組み合わせ工法において、安定した基礎杭構造を実現する。【解決手段】後で挿入する基礎杭となる既製杭よりも大なる径を有する柱状のソイルセメントにより土壌改良を表層より行ない、土壌中にソイルセメントからなる柱状改良体を形成する。次に、その柱状改良体が固化する前に、太陽光発電設備の支持架台を連結するためのアンカーを上端部に有する既製杭を表層側から柱状改良体に圧入する。このとき、既製杭と柱状改良体との間にセメントミルクを注入しながら圧入するので、未改良の土壌の巻き込みや、既製杭と柱状改良体との間に隙間を生じさせることなく、安定した基礎杭構造を提供することができる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽光発電設備の支持架台等の地上設置物を設置するための基礎杭の設置方法であって、
後で挿入する基礎杭となる既製杭よりも大なる径を有する柱状のソイルセメントにより土壌改良を表層より行なって土壌中にソイルセメントからなる柱状改良体を形成し、その柱状改良体が固化する前に、地上設置物を連結するためのアンカーを上端部に有する既製杭を、前記柱状改良体に表層側から圧入し、この圧入時に既製杭と柱状改良体との間に未改良の土壌が巻き込むのを防ぎ、かつ既製杭と柱状改良体との間に隙間を生じさせないよう、両者の間にセメントミルクを注入しながら前記既製杭を圧入することを特徴とする基礎杭の設置方法。
【請求項２】
既製杭は、その外周面に軸方向に間隔をおいて複数の節部が形成されたコンクリート製のものであって、上端部に前記アンカーの基端部が埋設され、アンカーの上端部が上方に向かって突出していることを特徴とする請求項１に記載の基礎杭の設置方法。
【請求項３】
太陽光発電設備の支持架台等の地上設置物を設置するための基礎杭の設置構造であって、基礎杭となる既製杭よりも大径の柱状のソイルセメントにより土壌中に柱状改良体が形成され、前記地上設置物を連結するためのアンカーを上端部に有する既製杭が前記柱状改良体に表層側から圧入され、さらに前記既製杭と柱状改良体との間にセメントミルクが注入されていることを特徴とする基礎杭の設置構造。
【請求項４】
前記既製杭は、その外周面に軸方向に間隔をおいて複数の節部が形成されたコンクリート杭であって、上端部に前記アンカーの基端部が埋設され、アンカーの上端部が上方に向かって突出していることを特徴とする請求項３に記載の基礎杭の設置構造。
【請求項５】
前記アンカーに前記地上設置物との取り合い誤差を調整するための調整金具が連結され、該調整金具は、前記アンカーとの取り合い面に既製杭側のアンカーボルトを挿入するために長軸方向を水平方向とする第１の長孔が形成され、前記地上設置物との連結部に地上設置物との取り合い誤差を調整するために長軸方向を水平方向とする第２の長孔が形成され、第１の長孔と第２の長孔とは、その長軸方向が互いに直交する方向に設定されていることを特徴とする請求項４に記載の基礎杭の設置構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光発電設備の支持架台等の地上設置物の基礎構造、およびその基礎杭の設置方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
太陽光発電設備等の地上設置物を地上に設置するための基礎構造は、場所打ちコンクリート工法、プレコン工法、スパイラル鋼材を使用した設置方法等により形成されていた。
【０００３】
場所打ちコンクリート工法は、地盤に掘削した穴に、配筋して現場でコンクリートを打設して基礎杭を形成する工法である（特許文献１参照）。この現場打ちコンクリート工法では、基礎構造が安定するが、コンクリートの打設やその後の養生に工期を要する。
【０００４】
プレコン工法は、地盤を整地転圧して、その上に予め工場で製作したコンクリート基礎製品（プレコン品）を上据置きする方式であるが、地盤状態により表層改良が必要となり、また、プレコン品は現場打ちよりも高価となる。さらに、プレコン品は重量物であるため、輸送費や設置用の重機代も嵩み、コスト高となる難点がある。
【０００５】
スパイラル鋼材を使用した設置方法では、簡易整地した地盤にバックホーに専用アタッチメントを付け、アースドリル式でスパイラル鋼材を直接埋設する方式である。そのため、施工スピードは速く施工コストが低くなるが、スパイラル鋼材を回転しながら埋設するため、鋼材の表面のメッキ（溶融亜鉛メッキ）が損傷しやすく錆による耐久性に課題があった。
【０００６】
他の基礎杭設置方法として、地盤に掘削した杭穴内でセメントミルクと土壌とを攪拌混合して柱状のソイルセメントからなる柱状改良体を形成し、その柱状改良体が固化する前に、既製杭を圧入する摩擦杭工法も開示されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第2548661号公報
【特許文献２】特開2008-317721号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、特許文献２の柱状改良体と既製杭との組み合わせ工法においては、柱状改良体と既製杭との間に未改良の土壌を巻き込み、また、既製杭が複数の節部を有する既製杭の場合、既製杭を柱状改良体に対して圧入していく際に、両者の間に隙間が生じる可能性がある。このような隙間が形成された基礎構造では安定性に課題があった。
【０００９】
本発明は、上記に鑑み、柱状改良体と既製杭との組み合わせ工法において、安定した基礎杭構造を実現することができる、基礎杭の設置方法および基礎杭の設置構造の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明においては、太陽光発電設備の支持架台等の地上設置物を設置するための基礎杭の設置方法であって、後で挿入する基礎杭となる既製杭よりも大なる径を有する柱状のソイルセメントにより土壌改良を表層より行なって土壌中にソイルセメントからなる柱状改良体を形成し、その柱状改良体が固化する前に、地上設置物を連結するためのアンカーを上端部に有する既製杭を、前記柱状改良体に表層側から圧入し、この圧入時に既製杭と柱状改良体との間に未改良の土壌が巻き込むのを防ぎ、かつ既製杭と柱状改良体との間に隙間を生じさせないよう、両者の間にセメントミルクを注入しながら前記既製杭を圧入することを特徴とする。
【００１１】
上記構成によると、柱状改良体は既製杭よりも大径に形成されているので、柱状改良体の中心部に既製杭を圧入すれば、未改良の土壌を巻き込むことはないが、柱状改良体の中心と既製杭の中心とがずれた場合、未改良土壌を巻き込むおそれがある。また、既製杭の圧入時に既製杭に複数の節部が形成されている場合や、圧入方向が垂直方向からずれたため、これを修正した場合などで、既製杭と柱状改良体との間に隙間が生じ、基礎杭が安定しない場合がある。
【００１２】
このような場合でも、セメントミルクを注入しながら、既製杭の圧入作業を行なうため、未改良土壌を巻き込んでもセメントミルクにより固化され、また、既製杭と柱状改良体との隙間をセメントミルクで埋めるため、安定した基礎杭構造が出来上がる。そのため、既製杭の上端部に埋設したアンカーに支持架台等の地上設置物を連結する場合も安定した基礎を提供することができる。
【００１３】
ここで、地上設置物と基礎杭との連結部が水平方向でずれる場合があるが、地上設置物と基礎杭との取り合い誤差を調整するための調整金具を設ければ、簡単に両者を連結することができる。
【００１４】
調整金具の具体的構成は以下のとおりである。例えば、調整金具は、アンカーとの取り合い面に既製杭側のアンカーボルトを挿入するために長軸方向を水平方向とする第１の長孔が形成され、地上設置物との連結部に地上設置物との取り合い誤差を調整するために長軸方向を水平方向とする第２の長孔が形成され、第１の長孔と第２の長孔とは、その長軸方向が互いに直交する方向に設定されている。
【００１５】
これにより、水平方向で前後方向と左右方向にずれていたとしても第１の長孔と第２の長孔とで、地上設置物と基礎杭との水平方向のずれを調整することができ、地上設置物を基礎杭に容易に連結することができ、設置作業性を大幅に向上させることができる。
なお、地上設置物としては、太陽光発電設備の支持架台、看板、あるいは街路灯等を例示することができる。
【発明の効果】
【００１６】
以上のとおり、本発明によると、既製杭と柱状改良体との間に隙間を生じさせないよう、両者の間にセメントミルクを注入しながら既製杭を圧入するので、安定した基礎杭構造が出来上がる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施形態における太陽光発電設備の概略側面図である。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は柱状改良体と既製杭との組み合わせ工法を説明するための図である。
【図３】パネル支持架台と基礎杭との連結部の構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１に示す太陽光発電設備１は、基礎杭２、３の上側にパネル固定用の支持架台４を介して太陽光パネル（図示略）が設置される。側面視で前側の基礎杭２と支持架台４とは、架台側の取付金具５が基礎杭２側の取り合い誤差吸収用の調整金具６を介して連結されている。
【００１９】
後側の基礎杭３は、前側の基礎杭２よりも長く形成し、かつ地盤からの突出量を多くして支持架台４に直接取り付けることもできるが、本例では、基礎杭３に取り合い誤差吸収用の調整金具６を介して補助支柱７を立設し、この補助支柱７の上端に取付金具５を介して支持架台４を取り付けている。
【００２０】
図２（ａ）〜（ｄ）は柱状改良体と既製杭との組み合わせ工法を説明するための図、図３はパネル支持架台と基礎杭との連結部の構成を示す斜視図であるが、これらの図２（ｃ）（ｄ）および図３を用いて基礎杭の構造を説明する。
【００２１】
基礎杭２，３は、コンクリート製の既製杭であって、その外形は、円柱形、角型のいずれであってもよい。基礎杭２，３の基本的構造は、地盤から上方に突出させる杭上部１０と、杭上部１０の下方に形成された杭下部１１とから構成される。
【００２２】
杭上部１０には、その杭頭部の上端面に、太陽光発電設備の支持架台４を連結するためのアンカー１５の基端部が埋設され、上端部が上方に突出形成されている。本例では、アンカーとして、２本のアンカーボルト１５が上方に突出形成されている。
【００２３】
杭下部１１は、ストレート状の軸部１２と、その軸部に沿って等間隔に形成された複数の節部１３とから構成される。節部１３の外径は杭上部１０の外径と等しく形成され、軸部１２は、節部１３よりも小径に形成される。杭内部には鉄筋もしくは鋼管が配置され、コンクリート強度を補強している。鉄筋で配筋する場合、例えば、杭上部１０から杭下部１１にかけて軸部１２の外周部に沿って等間隔にＰＣ鋼棒を配置し、その周囲に螺旋状に鉄筋を巻き付ける。本例では、角型の既製杭としているため、角型の鋼管で配筋を行なっている。
【００２４】
本例の基礎杭２，３は、例えば、杭長さが２０００ｍｍ〜２５００ｍｍ、埋込み長さ１５００ｍｍ〜２０００ｍｍ、杭上部１０を約５００ｍｍに設定することができる。これらの基礎杭２，３は、太陽光発電設備の支持架台４に合わせて、前後左右に所定間隔で地盤２２上に打設される。
【００２５】
次に、地盤表層に太陽光発電設備の支持架台を設置するための基礎杭２，３の設置方法を図２に基づいて説明する。図２（ａ）はアースオーガ２０による地盤の掘削状態を示し、同図（ｂ）はソイルセメントにより柱状改良体２１を形成した状態を示し、同図（ｃ）は柱状改良体に上方から基礎杭を圧入する状態を示し、同図（ｄ）は圧入した基礎杭にパネル支持架台を取付けた状態を示す。
【００２６】
まず、基礎杭２，３を設置するには、地盤を改良するため、地盤２２の表層２２ａからアースオーガ２０により柱状の杭穴２３を掘削する。杭穴２３の径は、例えば、基礎杭２，３の外径が２５０ｍｍ程度であれば、基礎杭よりも大径で、６００ｍｍ程度に形成すればよい。
【００２７】
そして、杭穴２３を掘削しながら、図２（ａ）に示すように、セメント系固化材と水とを攪拌混合してセメントミルクを生成する生成部２５からポンプ２６、ホース２８により、杭穴２３にセメントミルク２７を注入し、アースオーガ２０により掘削土砂とセメントミルクとをスラリー状になるまで攪拌混合し、ソイルセメントを形成する。
【００２８】
その後、杭穴２３からアースオーガ２０を徐々に引き上げていけば、同図（ｂ）に示すように、杭穴２３にはソイルセメントから構成される、例えば外径が６００ｍｍ程度の柱状改良体２１が形成される。
【００２９】
柱状改良体２１が形成されたならば、所定間隔だけ離れた地盤の表層に次の杭穴２３を形成するためアースオーガ２０を移動し、上記と同様な掘削作業で杭穴２３を形成すると共に、杭穴２３内にソイルセメントからなる柱状改良体２１を形成する。
【００３０】
このように、順次形成される柱状改良体２１に対して、ソイルセメントが固化する前に、既製の基礎杭２，３を圧入する。この基礎杭２，３の圧入作業は、アースオーガによるソイルセメントからなる柱状改良体の形成作業を追いかけるように順次行なう。
【００３１】
例えば、基礎杭２，３の圧入作業は、例えば、バックホー（図示略）を用いてバケットに既製の基礎杭２，３を吊り下げて柱状改良体２１の直上に搬送し、柱状改良体２１のソイルセメントに基礎杭２，３を挿入し、バケットの背部等を用いて既製の基礎杭２，３をソイルセメント内に圧入する。
【００３２】
このとき、既製杭２，３と柱状改良体２１との間にセメントミルク生成部２５からセメントミルク２７を注入しながら既製杭２，３を圧入する。この場合のセメントミルク２７もセメント系固化材と水とを攪拌混合して得られたものである。
【００３３】
そうすると、柱状改良体２１に対して基礎杭２，３の圧入位置がわずかにずれて、圧入する際に未改良の土壌を巻き込んだとしても、セメントミルク２７が巻き込んだ未改良土壌と混合されることになる。また、既製杭２，３には複数の節部１３が形成されているため、既製杭２，３の圧入につれて既製杭２，３の節部１３よりも小径の軸部１２とソイルセメントとの間に隙間が生じるおそれがあるが、セメントミルク２７の注入によりその隙間が埋められることになり、隙間をなくして安定した基礎杭構造とすることができる。
【００３４】
上記のようにして、柱状改良体２１に基礎杭２、３の圧入作業が完了したならば、支持架台４を基礎杭２，３上に連結する。このとき、支持架台４と基礎杭２，３との連結部が水平方向でずれる場合があるが、支持架台４と基礎杭２，３との取り合い誤差を調整するための調整金具６を設けているので、簡単に両者を連結することができる。
【００３５】
図３に調整金具６の一例を示す。本例の調整金具６は、板状部材が側面視で逆ハット形に折り曲げ形成され、その中央底板部３１が基礎杭２，３との取付部とされ、左右両側の立ち上げり側壁３２を介して左右外方向に広がる両翼部３３が、支持架台４の取付金具５との取付部とされている。
【００３６】
中央底板部３１には、長軸方向を水平方向で前後方向とする前後一対の第１の長孔３５が形成される。両翼部３３には、長軸方向を水平方向で左右方向とする第２の長孔３６が形成されている。左右の各翼部３３には、第２の長孔３６が前後に間隔をおいて一対づつ形成されている。したがって、第１の長孔３５と第２の長孔３６とは、その長軸方向が互いに直交する方向に設定されている。
【００３７】
中央底板部３１の第１の長孔３５は基礎杭２，３の杭頭部の上端面から突出する一対のアンカーボルト１５を挿入してボルト締めすることにより、取り合い誤差を吸収しながら連結できる。
【００３８】
両翼部３３の第２の長孔３６は、支持架台４側に取り付けられた取付金具５の取付孔３７と軸心を合わせ、両者を貫通するように締付けボルト（図示略）で締結する。
【００３９】
このように、調整金具６において、第１の長孔３５と第２の長孔３６とは、その長軸方向が互いに直交する方向に設定されているので、基礎杭２，３と支持架台４とが前後左右方向でわずかにずれていたとしても、第１の長孔３５と第２の長孔３６とで、そのずれを調整することができ、支持架台４を基礎杭２，３に容易に連結して設置することができる。
【００４０】
また、本例では、既製杭２，３よりも大なる径を有する柱状のソイルセメントからなる柱状改良体２１により土壌改良を表層より行ない、その柱状改良体２１が固化する前に、支持架台を連結するためのアンカー１５を有する既製杭２，３を表層側から柱状改良体２１に圧入し、その際、既製杭２，３と柱状改良体２１との間に、セメントミルク２７を注入しながら圧入するので、安定した基礎杭構造を提供することができる。
【００４１】
なお、本例の工法は、既製杭と地盤の柱状改良体とを併用した摩擦杭工法であり、基礎杭の摩擦面が柱状改良体の外周面となるので大きな摩擦力が得られる。この基礎杭２，３による摩擦力と併せて基礎杭２，３の底面が大径に形成されているため、その支持力も期待できる。さらに基礎杭２，３はコンクリート製であるため、スパイラル鋼材による場合とは異なり、腐食がなく耐久性にも優れた基礎杭構造を提供することができる。
【００４２】
さらに、施工性については、アースオーガ等の柱状改良機、基礎杭の圧入用としてバックホー、ソイルセメント形成用として、あるいは圧入時のセメントミルク注入用として、混練および圧送機能を有するセメントミルク設備が必要であるが、土壌改良（柱状改良体の形成）と基礎杭の設置作業を追いかけ作業で行えるので、現場打ちコンクリート工法やプレコン工法に比べて施工性を大幅に改善することができる。しかも、現場打ちコンクリート工法に比べて掘削による廃土が極めて少なくなり、また、プレコン工法のように、本整地・転圧作業が不要である。
【００４３】
さらに、スパイラル鋼材による工法では、ガラ石に当たると施工不能となるが、本例の場合、柱状掘削段階でバックホー等を利用してガラ石を除去することができる。
【００４４】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で多くの修正・変更を加えることができるのは勿論である。例えば、本発明では、アンカー付き既製杭を柱状改良体に表層側から圧入するとき、既製杭と柱状改良体との間にセメントミルクを注入しながら既製杭を圧入しているが、これに代えて、アンカー付き既製杭を柱状改良体に圧入した後、既製杭と柱状改良体との間にセメントミルクを注入するようにすることも考えられる。
【００４５】
また、本発明においては、調整金具の形状を側面視ハット形ではなく、基礎杭側のアンカーボルトを貫通して受けることができる程度のスペースがあれば、平板状のものに、第１の長孔と第２の長孔を形成したものであってもよい。
【００４６】
さらに、上記実施形態では、太陽光発電設備のパネル支持架台の設置用の基礎杭構造について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、立て看板の基礎杭構造として、あるいは、街路灯の基礎構造等としても用いることができる。
【符号の説明】
【００４７】
１    太陽光発電設備
２，３    基礎杭
４    パネル固定用支持架台
５    取付金具
６    取り合い誤差吸収用の調整金具
７    補助支柱
１０    杭上部
１１    杭下部
１２    軸部
１３    節部
１５    アンカーボルト
２０    アースオーガ
２１    柱状改良体
２２    地盤
２２ａ  表層
２３    杭穴
２５    セメントミルク生成部
２６    ポンプ
２７    セメントミルク
２８    ホース
３１    中央底板部
３２    側壁
３３    両翼部
３５    第１の長孔
３６    第２の長孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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