(57)【要約】      （修正有）【課題】施工容易にして、鉛直方向支持力を高めたスパイラル杭基礎を提供する。【解決手段】スパイラル杭基礎は、螺旋状に捩じられた周面形状を有するスパイラル杭１と前記スパイラル杭１にフランジ状に張り出した状態で係合して固定される受圧部材２１と、を備え、前記スパイラル杭１を地面Ｇに埋設した状態で、当該地面Ｇに対して張り出した前記受圧部材２１が当該スパイラル杭１の鉛直方向支持力に寄与する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
螺旋状に捩じられた周面形状を有するスパイラル杭と、
前記スパイラル杭とは別部材として用意されて、当該スパイラル杭にフランジ状に張り出した状態で係合して固定される受圧部材と、を備え、
前記スパイラル杭を地面に埋設した状態で、当該地面に対して張り出した前記受圧部材が当該スパイラル杭の鉛直方向支持力に寄与することを特徴とするスパイラル杭基礎。
【請求項２】
請求項１に記載のスパイラル杭基礎において、
前記スパイラル杭は、螺旋状に捩じられた周面形状を有する螺旋状部と、当該螺旋状部の頭部に当該螺旋状部の外周より張り出して設けられた上端部と、を有し、
前記受圧部材は、前記螺旋状部が挿通する径を有し且つ前記上端部が縁部に係合する孔が設けられており、
前記孔に前記螺旋部を挿通させた前記スパイラル杭を地面に埋設した状態で、当該地面に対して張り出した前記受圧部材の孔の縁部に前記上端部が係合することにより、当該受圧部材は当該スパイラル杭にフランジ状に張り出した状態で係合して固定されることを特徴とするスパイラル杭基礎。
【請求項３】
請求項１に記載のスパイラル杭基礎において、
前記スパイラル杭は、平鋼を螺旋状に捩じって形成した螺旋状部を有し、
前記受圧部材は、前記螺旋状部が捩じ込まれるスリットが設けられており、
前記スリットに前記螺旋部を捩じ込んで挿通させた前記スパイラル杭を地面に埋設した状態で、当該地面に対して張り出した前記受圧部材のスリットの縁に前記螺旋状部が係合することにより、当該受圧部材は当該スパイラル杭にフランジ状に張り出した状態で係合して固定されることを特徴とするスパイラル杭基礎。
【請求項４】
請求項３に記載のスパイラル杭基礎において、
前記スリットは、その一端が前記受圧部材の側縁に開放した形状であることを特徴とするスパイラル杭基礎。
【請求項５】
請求項１に記載のスパイラル杭基礎において、
前記スパイラル杭は、螺旋状に捩じられた周面形状を有する螺旋状部と、当該螺旋状部の頭部に設けられた上端部と、を有し、当該螺旋状部は当該上端部の外周より張り出した形状であり、
前記受圧部材は、前記上端部が挿通し且つ前記螺旋状部が縁部に係合する孔が設けられており、
更に、前記上端部を内挿する外側部材を備え、
前記孔に挿通させた前記上端部を前記外側部材に内挿させ、前記螺旋状部と当該外側部材により前記受圧部材を挟んだ状態で、当該外側部材と前記上端部とを固着することにより、当該受圧部材は当該スパイラル杭にフランジ状に張り出した状態で係合して固定されることを特徴とするスパイラル杭基礎。
【請求項６】
請求項１に記載のスパイラル杭基礎において、
前記スパイラル杭は、螺旋状に捩じられた周面形状を有する螺旋状部と、当該螺旋状部の頭部に設けられた上端部と、を有し、
前記受圧部材は、前記螺旋状部又は前記上端部が挿通される孔が設けられており、
更に、前記上端部を内挿し且つその下端部外周にブラケットが設けられた外側部材を備え、
前記螺旋状部又は前記上端部を前記孔に挿通し、前記外側部材に当該上端部を内挿して、当該外側部材と当該上端部とを固着し、前記ブラケットと前記受圧部材とを固着することにより、当該受圧部材は当該スパイラル杭にフランジ状に張り出した状態で係合して固定されることを特徴とするスパイラル杭基礎。
【請求項７】
請求項５に記載のスパイラル杭基礎において、
前記受圧部材は全体的に螺旋状をなす円板状であり、当該受圧部材を回転させることにより当該受圧部材が地面を掘削して、当該受圧部材が地面に捩じ込まれて埋設されることを特徴とするスパイラル杭基礎。
【請求項８】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載のスパイラル杭基礎において、
前記受圧部材は突出部を有し、当該受圧部材を地面に設置した状態で、当該突出部が地中に嵌って当該受圧部材の回り止めに寄与することを特徴とするスパイラル杭基礎。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スパイラル杭を用いた基礎に関し、構造物を支持する基礎に用いて好適な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、地面に支柱を立てる時は、地面に設置した基礎を杭で固定し、該基礎に支柱を立てて、モルタル等で固定する方法が採用されている。そして、本出願人は、特に基礎を固定する杭として平鋼を捻ったスパイラル杭を採用しており、数多く実用化している。
【０００３】
具体例としては、特許文献１に示すような、直接地面に捻じ込んで支柱の基礎とするスパイラル杭や、特許文献２乃至４に示すような、地面に設置するコンクリートブロック又はコンクリート基礎に穴を開け、その穴にスパイラル杭を通して地面に捻じ込み、コンクリートブロック等を固定する方法がある。これらのスパイラル杭は、容易に埋設でき、また、地面との摩擦が大きいため抜けにくいという利点がある。
【０００４】
スパイラル杭は、例えば平鋼を捩じり加工した４５度のねじり面を有しているので引き抜きと押し込み両方に同等の鉛直方向支持力を発揮するが、荷重を支える基礎杭としては、引き抜き方向の支持力に比べて、押し込み方向の鉛直方向支持力の向上が求められる。
また、経済性などの理由から、基礎に使用するスパイラル杭の本数を減らす（例えば、杭のピッチを飛ばして杭の本数を減らす）設計も要請されている状況もあり、１本のスパイラル杭が支える荷重が大きくなる傾向がある。
スパイラル杭が鉛直方向の圧縮力を支持する力（鉛直方向支持力）は、杭の周面摩擦に負うところが大きく、支持力は杭の外径に依存する。しかしながら、特に、平鋼板を捩じり成形して製作したスパイラル杭においては、製作容易にして安価である利点があるが、大きな杭径のスパイラル杭を製作するには生産機械への大きな投資などが必要なため、スパイラル杭だけで十分な鉛直方向支持力を実現することが困難な場合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４０１７９２２号
【特許文献２】特許第３８３６７４５号
【特許文献３】特許第４５５８９０５号
【特許文献４】特許第４５８５７５７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記従来の事情に鑑みなされたものであり、スパイラル杭を用いた基礎の鉛直方向支持力を向上させることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るスパイラル杭基礎は、螺旋状に捩じられた周面形状を有するスパイラル杭と、前記スパイラル杭とは別部材として用意されて当該スパイラル杭にフランジ状に張り出した状態で係合して固定される受圧部材と、を備え、前記スパイラル杭を地面に埋設した状態で、当該地面に対して張り出した前記受圧部材が当該スパイラル杭の鉛直方向支持力に寄与することを特徴とする。
なお、本発明において、スパイラル杭の鉛直方向支持力は、一般にスパイラル杭が鉛直方向に埋設されることを想定しているが、スパイラル杭が例えば斜め方向に埋設されるような場合には、スパイラル杭の軸線方向支持力を意味する。
【０００８】
本発明に係るスパイラル杭基礎によると、スパイラル杭にかかる鉛直方向の圧縮力に対して、スパイラル杭の周面摩擦による鉛直方向支持力に加えて、受圧部材による鉛直方向支持力が作用する。これによって、例え比較的小径のスパイラル杭であっても、スパイラル杭基礎により十分な鉛直方向支持力を実現することができる。
なお、スパイラル杭は、その製法や材質等に特に限定はないが、平鋼板を捩じり加工してその周面形状を螺旋状に形成したものを用いるのが好ましく、これにより、製作容易にして安価にスパイラル杭を用意することができる。そして、比較的幅の狭い平鋼板を捩じる方が容易にスパイラル杭を加工することができるといえるが、このようにして加工された比較的小径のスパイラル杭の基礎によっても十分な鉛直方向支持力を実現することができる。
【０００９】
本発明では、別部材として用意された受圧部材を、杭の製造組み立て作業等においてスパイラル杭にフランジ状に張り出した状態で予め係合して固定させた状態としてもよいが、例えば、基礎の施工現場において受圧部材とスパイラル杭とを係合させて固定する、或いは、基礎の施工作業において受圧部材とスパイラル杭とを係合させて固定する、といったように、基礎の施工作業を行う前の状態では、スパイラル杭と受圧部材とを別部品の状態としてもよい。
このように、スパイラル杭と受圧部材とを別部品とすることにより、例えば、メッキを施す場合には部品毎に行うことができてメッキ作業が容易となり、また、運搬や保管の点からしても、部品毎に行うことができて運搬作業の容易化やスペースの効率的利用が図られる。
【００１０】
本発明では、スパイラル杭と受圧部材を係合させて固定する態様は種々採用することができるが、例えば次のような態様とするのが好ましい。
本発明に係るスパイラル杭基礎の好ましい態様として、前記スパイラル杭は、螺旋状に捩じられた周面形状を有する螺旋状部と、当該螺旋状部の頭部に当該螺旋状部の外周より張り出して設けられた上端部と、を有し、前記受圧部材は、前記螺旋状部が挿通する径を有し且つ前記上端部が縁部に係合する孔が設けられており、前記孔に前記螺旋部を挿通させた前記スパイラル杭を地面に埋設した状態で、当該地面に対して張り出した前記受圧部材の孔の縁部に前記上端部が係合することにより、当該受圧部材は当該スパイラル杭にフランジ状に張り出した状態で係合して固定されることを特徴とする。
【００１１】
上記の態様によると、基礎が施工される前の状態では、スパイラル杭と受圧部材とを別部品の状態とすることができ、螺旋状部を受圧部材の孔に挿通し、上端部を当該孔の縁部に係合させて、スパイラル杭を地面に埋設した状態において、受圧部材を地面と上端部とで挟んで固定することができる。なお、典型的には、上端部を孔より大きい径とすることで上端部を孔の縁部に係合させることができるが、上端部が孔の縁部に係合すればよいので、例えば上端部に孔の縁部に係合する突片を設ける等の種々な態様とすることができる。
この態様によると、上端部を有するスパイラル杭と、孔を有する受圧部材といった、簡単な構造の部品を用意すれば、十分な鉛直方向支持力を有するスパイラル杭基礎を実現することができる。
【００１２】
また、本発明に係るスパイラル杭基礎の好ましい態様として、前記スパイラル杭は、平鋼を螺旋状に捩じって形成した螺旋状部を有し、前記受圧部材は、前記螺旋状部が捩じ込まれるスリットが設けられており、前記スリットに前記螺旋部を捩じ込んで挿通させた前記スパイラル杭を地面に埋設した状態で、当該地面に対して張り出した前記受圧部材のスリットの縁に前記螺旋状部が係合することにより、当該受圧部材は当該スパイラル杭にフランジ状に張り出した状態で係合して固定されることを特徴とする。
【００１３】
上記の態様によると、基礎が施工される前の状態では、スパイラル杭と受圧部材とを別部品の状態とすることができ、螺旋状部を受圧部材のスリットに捩じ込んで挿通すると、スリットの縁に螺旋状部が係合し、これにより、当該螺旋状部（スパイラル杭）の長手方向への移動が規制される。すなわち、スリットの縁と螺旋状部との係合により、受圧部材とスパイラル杭は係合して固定される。なお、スリットは、典型的には螺旋状部の横断面に対応する大きさ及び形状であるが、挿通された螺旋状部に係合してその長手方向変位を規制できれば、その大きさや形状は実用範囲で変更可能である。
この態様によると、少なくとも螺旋状部を有するスパイラル杭と、スリットを有する受圧部材といった、簡単な構造の部品を用意すれば、十分な鉛直方向支持力を有するスパイラル杭基礎を実現することができる。
【００１４】
ここで、スリットは受圧部材に長孔状に設けたものの他、その一端が前記受圧部材の側縁に開放した長溝状のものであってもよい。
この後者の形状のスリットでは、例えば、既に埋設したスパイラル杭に対して、当該スパイラル杭の側方からスリットにより受圧部材を差し込んで係合させることもでき、スパイラル杭基礎の施工方法が多様化される。
【００１５】
また、本発明に係るスパイラル杭基礎の好ましい態様として、前記スパイラル杭は、螺旋状に捩じられた周面形状を有する螺旋状部と、当該螺旋状部の頭部に設けられた上端部と、を有し、当該螺旋状部は当該上端部の外周より張り出した形状であり、前記受圧部材は、前記上端部が挿通する径を有し且つ前記螺旋状部が縁部に係合する孔が設けられており、更に、前記上端部を内挿する外側部材を備え、前記孔に挿通させた前記上端部を前記外側部材に内挿させ、前記螺旋状部と当該外側部材により前記受圧部材を挟んだ状態で、当該外側部材と前記上端部とを固着することにより、当該受圧部材は当該スパイラル杭にフランジ状に張り出した状態で係合して固定されることを特徴とする。
【００１６】
上記の態様によると、基礎が施工される前の状態では、スパイラル杭と受圧部材と外側部材とを別部品の状態とすることができ、螺旋状部と外側部材により受圧部材を挟んだ状態で、外側部材と上端部とを固着することにより、受圧部材とスパイラル杭は係合して固定される。なお、典型的には、螺旋状部を孔より大きい径とすることで螺旋状部を孔の縁部に係合させることができるが、螺旋状部が孔の縁部に係合すればよいので、例えば螺旋状部に孔の縁部に係合する突片を設ける等の種々な態様とすることができる。
この態様によると、少なくともスパイラル杭と、孔を有する受圧部材と、外側部材といった、簡単な構造の部品を用意すれば、十分な鉛直方向支持力を有するスパイラル杭基礎を実現することができる。
【００１７】
また、本発明に係るスパイラル杭基礎の好ましい態様として、前記スパイラル杭は、螺旋状に捩じられた周面形状を有する螺旋状部と、当該螺旋状部の頭部に設けられた上端部と、を有し、前記受圧部材は、前記螺旋状部又は前記上端部が挿通される孔が設けられており、更に、前記上端部を内挿し且つその下端部外周にブラケットが設けられた外側部材を備え、前記螺旋状部又は前記上端部を前記孔に挿通し、前記外側部材に当該上端部を内挿して、当該外側部材と当該上端部とを固着し、前記ブラケットと前記受圧部材とを固着することにより、当該受圧部材は当該スパイラル杭にフランジ状に張り出した状態で係合して固定されることを特徴とする。
【００１８】
上記の態様によると、基礎が施工される前の状態では、スパイラル杭と受圧部材と外側部材とを別部品の状態とすることができ、外側部材と上端部とを固着し、ブラケットと受圧部材とを固着することにより、受圧部材とスパイラル杭は係合して固定される。なお、前記態様の外側部材と上端部とを固着する方法や、上記態様のブラケットと受圧部材とを固着する方法は、種々採用することができるが、例えば、両者をボルト止めすることができる。
この態様によると、少なくともスパイラル杭と、孔を有する受圧部材と、ブラケットを有する外側部材といった、簡単な構造の部品を用意すれば、十分な鉛直方向支持力を有するスパイラル杭基礎を実現することができる。
【００１９】
ここで、外側部材と上端部とを固着し、ブラケットと受圧部材とを固着する上記の態様では、スパイラル杭に対して受圧部材を回り止めした状態で係合固定することができる。
このような態様では、スパイラル杭を地面に捩じ込んで埋設する際に、受圧部材も同様に地面に捩じ込んで埋設されるように、前記受圧部材は全体的に螺旋状をなす円板状としてもよく、これによって、当該受圧部材を回転させることにより当該受圧部材が地面を掘削して、当該受圧部材が地面に捩じ込まれて埋設されるようにしてもよい。
【００２０】
これにより、受圧部材も地中に埋設する場合に、当該受圧部材を埋設するための穴を予め形成する必要はなく、作業効率が向上する。
なお、受圧部材は、なだらかな曲面の螺旋状として掘削時の抵抗を少なくするのが好ましいが、掘削抵抗がそれ程問題とならないような場合では、例えば、受圧部材に切込みを入れて、切込みの一方の片を下方に折り曲げてこれを掘削片とした、なだらかではない螺旋状としてもよい。
【００２１】
また、本発明に係るスパイラル杭基礎の好ましい態様として、受圧部材は突出部を有し、当該受圧部材を地面に設置した状態で、当該突出部が地中に嵌って当該受圧部材の回り止めに寄与するようにしてもよい。
これによると、施工されたスパイラル杭基礎において、受圧部材が回転方向に位置ずれしてスパイラル杭が上下方向に位置ずれすることを防止することができ、また、受圧部材が横方向に位置ずれしてスパイラル杭が横方向に位置ずれすることを防止することができる。更に、スパイラル杭基礎の施工作業において、例えば、スリットを設けた受圧部材である場合、スリットにスパイラル杭を捩じ込む際に受圧部材が回ってしまうことを防止することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によると、鉛直方向支持力が高められたスパイラル杭基礎を提供することができる。また、本発明によると、容易な施工作業により、鉛直方向支持力が高められたスパイラル杭基礎を構築することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１実施例に係るスパイラル杭を示す図である。
【図２】本発明の第１実施例に係る受圧板を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図３】本発明の第１実施例に係るスパイラル杭基礎を示す図である。
【図４】本発明の第１実施例に係る変形例を示す図である。
【図５】本発明の第２実施例に係るスパイラル杭を示す図である。
【図６】本発明の第２実施例に係る受圧板を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図７】本発明の第２実施例に係るスパイラル杭基礎を示す図である。
【図８】本発明の第２実施例に係る変形例を示す図である。
【図９】本発明の第３実施例を示す図であり、（ａ）はスパイラル杭、（ｂ）は外側部材である。
【図１０】本発明の第３実施例に係る受圧板を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図１１】本発明の第３実施例に係る固着部を示す断面図である。
【図１２】本発明の第３実施例に係るスパイラル杭基礎を示す図である。
【図１３】本発明の第４実施例を示す図であり、（ａ）はスパイラル杭、（ｂ）は外側部材である。
【図１４】本発明の第４実施例に係る受圧板を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図１５】本発明の第４実施例に係るスパイラル杭基礎を示す図である。
【図１６】本発明に係る受圧部材の変形例を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図１７】本発明の第５実施例に係る受圧板を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図１８】本発明の第５実施例に係るスパイラル杭に受圧部材を係合固定させた状態を示す図である。
【図１９】本発明の第６実施例に係る受圧板を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図２０】本発明の第６実施例に係るスパイラル杭に受圧部材を係合固定させた状態を示す図である。
【図２１】本発明の第６実施例に係るスパイラル杭基礎を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明を、下記の各実施例に基づいて具体的に説明する。
図１乃至図４には、本発明に係る第１実施例を示す。
図３に示すように、本実施例のスパイラル杭基礎は、螺旋状に捩じられた周面形状を有するスパイラル杭１と、スパイラル杭１にフランジ状に張り出した状態で係合して固定される受圧部材２１とを備えており、スパイラル杭１を地面Ｇに埋設した状態で、当該地面Ｇに対して張り出した受圧部材２１がスパイラル杭１の鉛直方向支持力に寄与する。
【００２５】
図１に示すように、スパイラル杭１は、螺旋状に捩じられた周面形状を有する螺旋状部２と、当該螺旋状部２の頭部に設けられた上端部３と、を有している。
螺旋状部２は平鋼を捩じり加工して形成されている。また、上端部３は円筒状のパイプであり、螺旋状部２の上端に溶接等により固着されている。
【００２６】
螺旋状部２の周面の最大外径ｄ１より、上端部３の外径ｄ２は大きく設定されており、これにより、上端部３は螺旋状部２の頭部に当該螺旋状部の外周より張り出して設けられている。
なお、本発明では、上端部３は円筒形或いは円柱形でなくてもよく、要は、螺旋状部の外周より張り出していればよい。
【００２７】
図２に示すように、受圧部材２１は円板状であり、中央に孔２２が設けられている。
この孔２２は、内径ｄ３の円孔であり、上記外径との関係はｄ１＜ｄ３＜ｄ２となっている。したがって、螺旋状部２を孔２２に挿通すると、上端部３が孔２２の縁部に係合する。
なお、受圧部材２１の形状は任意でよく、板状以外に例えばブロック状であってもよい。また、孔２２は必ずしも受圧部材２１の中央でなくてもよく、また必ずしも円孔でなくてもよい。
【００２８】
本実施例のスパイラル杭基礎は、例えば次のような方法で施工することができる。
まず、地面Ｇをオーガ等により掘削して受圧部材２１が入る円筒状の穴５０を形成する。
次いで、穴５０に受圧部材２１を収めて、受圧部材２１が穴５０の底面（地面Ｇ）に当接する状態とする。
【００２９】
次いで、スパイラル杭１の螺旋状部２を受圧部材２１の孔２２から地面Ｇに捩じ込み、当該螺旋部２を地中に埋設する。そして、この螺旋状部２の捩じ込みにより、上端部３の下端を受圧部材２１の孔縁部に当接させて、上端部３の下端と穴５０の底面とにより受圧部材２１を挟み込んで固定する状態とする。
【００３０】
次いで、穴５０内に土ｍを埋め戻して受圧部材２１を地面Ｇに埋設する。なお、埋め戻し土ｍとして、掘削により発生した現地発生土の他、良質土や改良土などを用いることができる。
ここで、本実施例では、穴５０を掘削して受圧部材２１を埋設しているが、受圧部材２１を地表面に設置するようにしてもよい。
このようにスパイラル杭基礎は、孔２２に螺旋部２を挿通させたスパイラル杭１を地面Ｇに埋設した状態で、地面Ｇに対して張り出した受圧部材２１の孔２２の縁部に上端部３が係合することにより、受圧部材２１はスパイラル杭１にフランジ状に張り出した状態で係合して固定される。
【００３１】
そして、このスパイラル杭基礎によると、図３に矢印で示すようにスパイラル杭１に下方への力が作用すると、地面Ｇに捩じ込み埋設されたスパイラル杭１の周面摩擦に加えて、フランジ状に張り出した受圧部材２１が地面Ｇを押え付ける力が作用する。この結果、スパイラル杭基礎は、大きな鉛直方向支持力を発揮することができる。
本実施例の一例として、螺旋状部２を直径１００ｍｍ程度、受圧部材２１を直径５００ｍｍ程度とすることができ、これにより、比較的小径のスパイラル杭１よっても構造物を支持するに十分な鉛直方向支持力を得ることができる。
【００３２】
ここで、上端部３を孔２２の縁部に係合させる態様としては、例えば、図４に示すように、上端部３に螺旋状部２の外周より棒状に突き出した突片３ａを設けて、この突片３ａにより受圧部材２１を係合固定するようにすることもできる。
なお、この場合には、上端部３の外径は孔２２の内径より小径であってもよい。
【００３３】
図５乃至図８には、本発明に係る第２実施例を示す。
なお、第１実施例と同様な部分には同一符号を付して、本実施例に特徴的な部分を詳しく説明する。
図７に示すように、本実施例のスパイラル杭基礎は、螺旋状に捩じられた周面形状を有するスパイラル杭１と、スパイラル杭１にフランジ状に張り出した状態で係合して固定される受圧部材２１とを備えており、スパイラル杭１を地面Ｇに埋設した状態で、当該地面Ｇに対して張り出した受圧部材２１がスパイラル杭１の鉛直方向支持力に寄与する。
【００３４】
図５に示すように、スパイラル杭１は、螺旋状に捩じられた周面形状を有する螺旋状部２と、当該螺旋状部２の頭部に設けられた上端部３と、を有している。
螺旋状部２は平鋼を捩じり加工して形成されている。
ここで、本実施例の上端部３は、後述するように、受圧部材２１の係合固定に直接的に関与するものではないので、その径の大きさは任意であり、また、スパイラル杭基礎として不要であれば省略することもできる。
【００３５】
図６に示すように、受圧部材２１にはスリット２３が設けられており、スリット２３は螺旋状部２の横断面に対応する形状及び大きさである。
したがって、螺旋状部２をスリット２３に捩じ込んで挿通すると、螺旋状部２にその長手方向の力が作用した場合には螺旋状部２が軸回りに回転しようとするため、螺旋状部２がスリット２３の縁部に係合して、螺旋状部２はその長手方向へ移動しないように固定される。
なお、受圧部材２１の形状は任意でよく、また、スリット２３は必ずしも受圧部材２１の中央で受圧部材２１の辺に平行でなくてもよい。ただし、螺旋状部２が捩じ込まれるスリット２３を設けた場合には、受圧部材２１は捩じ込みによって回転してしまわないように、四角形、多角形、楕円形などの、真円形以外の形状であるのが好ましい。
【００３６】
本実施例のスパイラル杭基礎は、例えば次のような方法で施工することができる。
まず、地面Ｇを掘削して受圧部材２１が入る円筒状の穴５０を形成し、穴５０に受圧部材２１を収めて、受圧部材２１が穴５０の底面（地面Ｇ）に当接する状態とする。
次いで、スパイラル杭１の螺旋状部２を受圧部材２１のスリット２３から地面Ｇに捩じ込み、当該螺旋部２を地中に埋設する。このように螺旋状部２がスリット２３に捩じ込んで挿通されている状態では、螺旋状部２がスリット２３の縁部に係合して、螺旋状部２がその長手方向へ移動しないように固定される。
【００３７】
次いで、穴５０内に土ｍを埋め戻して受圧部材２１を地面Ｇに埋設する。
このようにスパイラル杭基礎は、受圧部材２１のスリット２３の縁部に螺旋状部２が係合することにより、受圧部材２１はスパイラル杭１にフランジ状に張り出した状態で係合して固定される。
【００３８】
そして、このスパイラル杭基礎によると、図７に矢印で示すようにスパイラル杭１に下方への力が作用すると、地面Ｇに捩じ込み埋設されたスパイラル杭１の周面摩擦に加えて、フランジ状に張り出した受圧部材２１が地面Ｇを押え付ける力が作用する。この結果、スパイラル杭基礎は、大きな鉛直方向支持力を発揮することができる。
【００３９】
ここで、螺旋状部２をスリット２３の縁部に係合させる態様としては、例えば、図８に示すように、螺旋状部２の途中に受圧部材２１を係合固定するようにすることもできる。したがって、例えば、スパイラル杭１の地面Ｇから突き出す高さを調整する場合には、このように受圧部材２１の係合位置を調整すればよい。
【００４０】
図９乃至図１２には、本発明に係る第３実施例を示す。
なお、上記の実施例と同様な部分には同一符号を付して、本実施例に特徴的な部分を詳しく説明する。
図１１及び図１２に示すように、本実施例のスパイラル杭基礎は、螺旋状に捩じられた周面形状を有するスパイラル杭１と、スパイラル杭１にフランジ状に張り出した状態で係合して固定される受圧部材２１と、受圧部材２１をスパイラル杭１に係合固定させる外側部材３１とを備えており、スパイラル杭１を地面Ｇに埋設した状態で、当該地面Ｇに対して張り出した受圧部材２１がスパイラル杭１の鉛直方向支持力に寄与する。
【００４１】
図９（ａ）に示すように、スパイラル杭１は、螺旋状に捩じられた周面形状を有する螺旋状部２と、当該螺旋状部２の頭部に設けられた上端部３と、を有している。
上端部３の外径ｄ４は螺旋状部２の周面の最大外径ｄ５より小さく設定されており、これにより、螺旋状部２は上端部３の外周より張り出している。
【００４２】
図９（ｂ）に示すように、外側部材３１は筒状であり、その内径ｄ６は上端部３を内挿できるように上端部の外径ｄ４より大きく設定されている。
上端部３と外側部材３１には、それぞれボルトが貫通する孔３ａ、３１ａが設けられており、後述するように外側部材３１に上端部３を内挿させて受圧部材２１を係合固定する状態で、これら孔３ａ、３１ａの位置は対応して、ボルト４１が貫通できるようになっている。
なお、本発明では、上端部３は円筒形或いは円柱形でなくてもよく、また、外側部材３１は円筒形でなくてもよく、要は、外側部材３１は上端部３を内挿し且つ受圧部材２１の孔２２の縁部に係合すればよい。
【００４３】
図１０に示すように、受圧部材２１には孔２２が設けられており、この孔２２は上端部３が挿通し且つ螺旋状部２が縁部に係合する大きさ及び形状である。
本実施例では、孔２２の内径ｄ８は、上端部３の外径ｄ４より大きく且つ螺旋状部２の外径ｄ５及び外側部材３１ｂの外径ｄ７より小さく設定されている。
【００４４】
本実施例のスパイラル杭基礎は、例えば次のような方法で施工することができる。
まず、地面Ｇを掘削して受圧部材２１が入る円筒状の穴５０を形成し、スパイラル杭１の螺旋状部２を穴５０の底面（地面Ｇ）に捩じ込み、当該螺旋部２を地中に埋設する。
次いで、受圧部材２１を孔２２に上端部３を挿通させて穴５０に収め、受圧部材２１が穴５０の底面に当接する状態とする。
【００４５】
次いで、受圧部材２１から突出している上端部３を外側部材３１に内挿し、図１１に示すように、上端部３と外側部材３１の孔３ａ、３１ａにボルト４１を貫通させてナット４２で締結し、外側部材３１と上端部３とを固着する。
このように外側部材３１と上端部３とを固着する状態では、外側部材３１の下端及び螺旋状部２の上端がそれぞれ孔２２の縁部に上下から当接し、螺旋状部３と外側部材３１により受圧部材２１を挟んだ状態であり、受圧部材２１はスパイラル杭１にフランジ状に張り出した状態で係合して固定される。
次いで、穴５０内に土ｍを埋め戻して受圧部材２１を地面Ｇに埋設する。
【００４６】
このスパイラル杭基礎によると、図１２に矢印で示すようにスパイラル杭１に下方への力が作用すると、地面Ｇに捩じ込み埋設されたスパイラル杭１の周面摩擦に加えて、フランジ状に張り出した受圧部材２１が地面Ｇを押え付ける力が作用する。この結果、スパイラル杭基礎は、大きな鉛直方向支持力を発揮することができる。
【００４７】
図１３乃至図１５には、本発明に係る第４実施例を示す。
なお、上記の実施例と同様な部分には同一符号を付して、本実施例に特徴的な部分を詳しく説明する。
図１５に示すように、本実施例のスパイラル杭基礎は、螺旋状に捩じられた周面形状を有するスパイラル杭１と、スパイラル杭１にフランジ状に張り出した状態で係合して固定される受圧部材２１と、受圧部材２１をスパイラル杭１に係合固定させる外側部材３１とを備えており、スパイラル杭１を地面Ｇに埋設した状態で、当該地面Ｇに対して張り出した受圧部材２１がスパイラル杭１の鉛直方向支持力に寄与する。
【００４８】
図１３（ａ）に示すように、スパイラル杭１は、螺旋状に捩じられた周面形状を有する螺旋状部２と、当該螺旋状部２の頭部に設けられた上端部３と、を有している。
なお、第３実施例とは異なって、上端部３の外径は任意でよい。
図１３（ｂ）に示すように、外側部材３１は筒状であり、その内径は上端部３を内挿できるように上端部の外径より大きく設定されている。外側部材３１の下端部外周にはブラケット３２が設けられており、ブラケット３２にはボルト４３を通す孔３２ａが設けられている。
上端部３と外側部材３１には、それぞれボルトが貫通する孔３ａ、３１ａが設けられており、後述するように外側部材３１に上端部３を内挿させて受圧部材２１を係合固定する状態で、これら孔３ａ、３１ａの位置は対応して、ボルト４１が貫通できるようになっている。
【００４９】
図１４に示すように、受圧部材２１には孔２２が設けられており、この孔２２は螺旋状部２又は上端部３の少なくとも一方が挿通される形状及び大きさである。また、受圧部材２１にはボルト４３を通す孔２１ａが設けられている。
【００５０】
本実施例のスパイラル杭基礎は、例えば次のような方法で施工することができる。
地面Ｇを掘削して受圧部材２１が入る円筒状の穴５０を形成する。
また、螺旋状部２又は上端部３を受圧部材２１の孔２２に挿通し、外側部材３１に上端部３を内挿し、孔３ａ、３１ａにボルト４１を通してナット４２で締結することにより、外側部材３１と上端部３とを固着し、また、孔２１ａ、３２ａにボルト４３を通してナット４４で締結することにより、ブラケット３２と受圧部材２１とを固着する。これにより、受圧部材２１をスパイラル杭１にフランジ状に張り出した状態で係合して固定する。
【００５１】
次いで、スパイラル杭１の螺旋状部２を穴５０の底面（地面Ｇ）に捩じ込み、受圧部材２１が穴５０の底面に当接する状態まで螺旋部２を地中に埋設する。
次いで、穴５０内に土ｍを埋め戻して受圧部材２１を地面Ｇに埋設する。
【００５２】
このスパイラル杭基礎によると、図１５に矢印で示すようにスパイラル杭１に下方への力が作用すると、地面Ｇに捩じ込み埋設されたスパイラル杭１の周面摩擦に加えて、フランジ状に張り出した受圧部材２１が地面Ｇを押え付ける力が作用する。この結果、スパイラル杭基礎は、大きな鉛直方向支持力を発揮することができる。
【００５３】
第４実施例のように、受圧部材２１がスパイラル杭１に対して軸線回りに回り止めされて係合固定される態様では、図１６に示すように、受圧部材２１が地面Ｇを掘削できる形状であってもよい。
すなわち、受圧部材２１を全体的に螺旋状の円板として、受圧部材２１が回転することにより受圧部材２１が地面Ｇを掘削して穴５０を形成できるようにしてもよい。
【００５４】
この態様では、螺旋状部２と受圧部材２１の螺旋の捩じり方向（例えば、図１６中のＡ方向）を同じにして、螺旋状部２を地面Ｇに捩じ込んで行き、受圧部材２１が地面Ｇに当接しても螺旋状部２を更に捩じ込んで行くと、受圧部材２１が地面Ｇを掘削しながら地中に捩じ込まれて埋設される。
これにより、受圧部材２１も地中に埋設する場合に、受圧部材２１を埋設するための穴５０を予め形成する必要はなく、基礎を施工する作業効率が向上する。
【００５５】
図１７及び図１８は、本発明に係る第５実施例を示す。
なお、上記の実施例と同様な部分には同一符号を付して、本実施例に特徴的な部分を詳しく説明する。
本実施例のスパイラル杭基礎は、第２実施例に変形を加えたものであり、図１７に示すように、スリット２３の一端を受圧部材２１の側縁に開放させている。
このような形状のスリット２３にあっても、図１８に示すように、螺旋状部２をスリット２３に捩じ込んで挿通すると、螺旋状部２にその長手方向の力が作用した場合には螺旋状部２が軸回りに回転しようとするため、螺旋状部２がスリット２３の縁部に係合して、螺旋状部２はその長手方向へ移動しないように固定される。
【００５６】
本実施例のスパイラル杭基礎は、第２実施例のように施工することができるが、スリット２３が開放した長溝形状であるので、例えば次のような方法で施工することもできる。
すなわち、スパイラル杭１の螺旋状部２を地面Ｇに捩じ込み、その後に、当該スパイラル杭の螺旋状部２に対して、当該スパイラル杭１の側方からスリット２３により受圧部材２１を差し込んで係合させる。
本実施例のスパイラル杭基礎においても、スパイラル杭１に下方への力が作用すると、地面Ｇに捩じ込み埋設されたスパイラル杭１の周面摩擦に加えて、フランジ状に張り出した受圧部材２１が地面Ｇを押え付ける力が作用する。この結果、スパイラル杭基礎は、このフランジ部の鉛直方向の支持力も加わり、大きな鉛直方向支持力を発揮することができる。
【００５７】
図１９乃至図２１は、本発明に係る第６実施例を示す。
なお、上記の実施例と同様な部分には同一符号を付して、本実施例に特徴的な部分を詳しく説明する。
本実施例のスパイラル杭基礎は、受圧部材２１に変形を加えたものであり、以下の説明では第５実施例の態様に変形を加えた例を示す。
【００５８】
受圧部材２１は平板状に限定されるものではないが、図１９及び図２０に示すように、本実施例の受圧部材２１は突出部２１ａを有しており、図２１に示すように、受圧部材２１を地面に設置した状態で、突出部２１ａが地中に嵌って受圧部材２１の回り止めに寄与する。このような受圧部材２１としては、例えばアングル板を用いることができる。
なお、本実施例では、四角形の受圧部材２１の一側縁に突出部２１ａを下方に突出させて設けるが、受圧部材２１の形状や、突出部２１ａの数や設ける態様などは必要に応じて任意に変更すればよく、要は、地中に嵌って受圧部材２１の回り止めに寄与するように突出部２１ａが設けられればよい。
【００５９】
本実施例のスパイラル杭基礎においても、スパイラル杭１に下方への力が作用すると、地面Ｇに捩じ込み埋設されたスパイラル杭１の周面摩擦に加えて、フランジ状に張り出した受圧部材２１が地面Ｇを押え付ける力が作用し、スパイラル杭基礎は、大きな鉛直方向支持力を発揮することができる。そして、これに加えて、受圧部材２１が突出部２１ａによって回り止めされることから、スパイラル杭１が上下方向に位置ずれすることを防止することができ、また、受圧部材２１が横方向に位置ずれしてスパイラル杭１が横方向に位置ずれすることを防止することができる。
【００６０】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更や材料選択等を行えることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明は、杭基礎として公知の種々な用途に利用することができ、例えば、建物や塔などの構造物を支持する基礎、ソーラーパネルを支持する基礎などに用いることができる。
【符号の説明】
【００６２】
１：スパイラル杭、
２：螺旋状部、
３：上端部、
３ａ：突片、
２１：受圧部材、
２１ａ：突出部、
２２：孔、
２３：スリット、
３１：外側部材、
３２：ブラケット、
５０：穴、
Ｇ：地面、
ｍ：埋戻し土（現地発生土、良質土、改良土など）、
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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