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技術 構造物の基礎構造及びその構築方法

出願人 株式会社つばさテクノ旭有機材株式会社フジモリ産業株式会社
発明者 武部俊夫川村親平穴吹亮太近藤歓也
出願日 2016年3月9日 (4年3ヶ月経過) 出願番号 2016-045365
公開日 2017年9月14日 (2年9ヶ月経過) 公開番号 2017-160658
状態 未登録
技術分野 基礎
主要キーワード 所要強度 道路用砕石 本発明構造 コンクリート用砕石 杭部分 ホームセンター 珪酸ソーダ溶液 ウレタン液
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この項目の情報は公開日時点(2017年9月14日)のものです。
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図面 (6)

課題

太陽光発電パネル装置その他の構造物基礎構造に使われる充填剤養生期間を短縮し、ひいては施工工期を短縮する。

解決手段

構造物1の支柱21を支持する基礎構造10を構築するにあたり、地面4に基礎孔4aを形成する。基礎孔4aに支柱21の下端部を配置する。かつ、基礎孔4aに充填剤11を充填することによって、支柱21の下端部を充填剤11中に埋設する。充填剤11として、ウレタン系樹脂を用いる。

概要

背景

例えば、特許文献1に記載の太陽光発電パネル装置構築方法によれば、地面に基礎孔を形成し、この基礎孔にセメントミルク流し込むとともに支柱下端部(鉄心)を挿入する。セメントミルクが固化することによって支柱の下端部が定着される。その後、支柱上に等の架台を組み、太陽光発電パネルを設置する。

概要

太陽光発電パネル装置その他の構造物基礎構造に使われる充填剤養生期間を短縮し、ひいては施工工期を短縮する。構造物1の支柱21を支持する基礎構造10を構築するにあたり、地面4に基礎孔4aを形成する。基礎孔4aに支柱21の下端部を配置する。かつ、基礎孔4aに充填剤11を充填することによって、支柱21の下端部を充填剤11中に埋設する。充填剤11として、ウレタン系樹脂を用いる。

目的

本発明は、かかる事情に鑑み、太陽光発電パネル装置その他の構造物の基礎構造に使われる充填剤の養生期間を短縮し、ひいては施工の工期を短縮することを目的とする

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

構造物支柱を支持する基礎構造であって、地面に形成された基礎孔に充填された充填剤を備え、前記充填剤に前記支柱の下端部が埋設されて支持されており、前記充填剤が、ウレタン系樹脂を含むことを特徴とする構造物の基礎構造。

請求項2

前記基礎孔の前記充填剤内に砕石が混在されていることを特徴とする請求項1に記載の構造物の基礎構造。

請求項3

構造物の支柱を支持する基礎構造を構築する方法であって、地面に基礎孔を形成し、前記基礎孔に支柱の下端部を配置し、かつ前記基礎孔に充填剤を充填することによって、前記支柱の下端部を前記充填剤に埋設し、前記充填剤が、ウレタン系樹脂を含むことを特徴とする構造物の基礎構造の構築方法

請求項4

前記基礎孔に砕石を投入した後、前記充填剤を前記基礎孔に流し込んで充填することを特徴とする請求項3に記載の基礎構造の構築方法。

請求項5

前記砕石の粒径が2.5mm以上であることを特徴とする請求項4に記載の基礎構造の構築方法。

技術分野

0001

本発明は、例えば太陽光発電パネル装置等の構造物基礎構造及びその構築方法に関し、特に地面の基礎孔に充填されて支柱下端部を支持する充填剤を含む基礎構造及びその構築方法に関する。

背景技術

0002

例えば、特許文献1に記載の太陽光発電パネル装置の構築方法によれば、地面に基礎孔を形成し、この基礎孔にセメントミルク流し込むとともに支柱の下端部(鉄心)を挿入する。セメントミルクが固化することによって支柱の下端部が定着される。その後、支柱上に等の架台を組み、太陽光発電パネルを設置する。

先行技術

0003

特許5468701号公報

発明が解決しようとする課題

0004

セメントミルク、モルタルコンクリート等のセメント含有材料は、固化するまでの養生期間(例えば1日以上)が長い。この養生期間中は、架台や太陽光発電パネルの設置を待つ必要があり、工期が長くなってしまう。
本発明は、かかる事情に鑑み、太陽光発電パネル装置その他の構造物の基礎構造に使われる充填剤の養生期間を短縮し、ひいては施工の工期を短縮することを目的とする。

課題を解決するための手段

0005

前記問題点を解決するために、本発明構造は、構造物の支柱を支持する基礎構造であって、
地面に形成された基礎孔に充填された充填剤を備え、
前記充填剤に前記支柱の下端部が埋設されて支持されており、
前記充填剤が、ウレタン系樹脂を含むことを特徴とする。
本発明方法は、構造物の支柱を支持する基礎構造を構築する方法であって、
地面に基礎孔を形成し、
前記基礎孔に支柱の下端部を配置し、
かつ前記基礎孔に充填剤を充填することによって、前記支柱の下端部を前記充填剤に埋設し、
前記充填剤が、ウレタン系樹脂を含むことを特徴とする。
これによって、充填剤の養生時間を短縮でき、ひいては、施工の工期を短縮できる。しかも、基礎構造の充填剤として所要の強度を十分に発現することができる。

0006

前記基礎孔の前記充填剤内に砕石が混在されていることが好ましい。
前記基礎孔に砕石を投入した後、前記充填剤を前記基礎孔に流し込んで充填することが好ましい。
前記砕石の粒径が2.5mm以上であることが好ましい。

発明の効果

0007

本発明によれば、構造物の基礎構造の充填剤としてウレタン系樹脂を用いることによって、養生時間を短縮でき、ひいては、施工の工期を短縮できる。しかも、基礎構造としての所要強度を十分に発現することができる。

図面の簡単な説明

0008

図1は、本発明の一実施形態を示し、太陽光発電パネル装置の断面側面図である。
図2は、前記太陽光発電パネル装置の施工方法における削孔工程を示す断面側面図である。
図3は、前記太陽光発電パネル装置の施工方法における支持治具設置工程を示す断面側面図である。
図4は、前記太陽光発電パネル装置の施工方法における砕石投入工程を示す断面側面図である。
図5は、前記太陽光発電パネル装置の施工方法におけるウレタン液の充填〜硬化工程を示す断面側面図である。

実施例

0009

以下、本発明の一実施形態を図面にしたがって説明する。
図1に示すように、本実施形態の施工対象の構造物は、太陽光発電パネル装置1である。太陽光発電パネル装置1は、地中の基礎構造10と、地上の装置上部構造20とを備えている。

0010

装置上部構造20は、複数の支柱21,21…と、パネル架台22と、太陽光発電パネル23を含む。支柱21の地上部分にパネル架台22が架設されている。このパネル架台22上に太陽光発電パネル23が設置されている。

0011

各支柱21の設置箇所の地面4には、基礎孔4aが形成されている。この基礎孔4a内に基礎構造10が構築されている。鉛直な支柱21の下端部(杭部分)が、基礎構造10の内部に挿入されて定着されている。地面4は、バックホウ等を用いて改良対象地盤を平面的に掘削し、石灰セメントセメント系固化材等を混合しながら埋め戻し、ローラーランマーにより十分に転圧して締め固める浅層混合処理工法等により地盤改良を行い、標準貫入試験によるN値が4以上となることが好ましい。なお、N値とは、63.5kgの重りを75cmの高さから落下させて貫入サンプラーが30cmもぐるのに必要な打撃回数のことである。

0012

基礎孔4aの深さすなわち基礎構造10の高さは、例えば100mm〜1500mm程度であり、好ましくは500mm〜1000mm程度であり、より好ましくは800mm程度であるが、本発明がこれに限られるものではない。
基礎孔4aの直径ひいては基礎構造10の直径は、例えば50〜200mm程度であり、好ましくは100mm〜150mm程度であり、より好ましくは125mm程度であるが、本発明がこれに限られるものではない。

0013

基礎構造10は、充填剤11のみで形成しても良いが、充填剤11と、砕石15を含むことが好ましい。この実施形態では、基礎孔4aに充填剤11が充填され、かつ多数の砕石15が充填剤11内に分散して混在した状態となっている。なお、充填剤11と砕石15は、ウレタン液11Aと砕石15とを混練して基礎孔4aに充填させても良いが、ウレタン液11Aを砕石15が詰められた基礎孔4aに流し込むことが好ましい。

0014

砕石15の粒径は、2.5mm以上であり、好ましくは5mm〜80mmであり、更に好ましくは10mm〜50mm程度である。粒径が2.5mmより小さいと、砕石15間にウレタン液11aが流れ込みにくくなって空隙が発生し易くなり、75mmより大きいと、基礎孔に砕石を投入することが困難になる。砕石15が充填剤11内に混在されることにより、基礎構造10の強度を向上させ、基礎構造としての重量を増やすことができる。なお、粒径2.5mm以上の砕石とは、JISZ8801に規定する2.36mmの網ふるいふるい分けた時に通過するものの質量百分率が5%以下の砕石である。

0015

このような砕石としては、コンクリート用砕石としてJIS4005、JIS2505、JIS2005、JIS1505、JIS1305、JIS1005、JIS8040、JIS6040、JIS4020、JIS2515、JIS2015、JIS2513、JIS2013、JIS2510、JIS2010、道路用砕石としてS−80(1号)、S−60(2号)、S−40(3号)、S−30(4号)、S−20(5号)S−13(6号)、その他、ホームセンターなどで購入できるガーデンロック玉砂利等が挙げられる。

0016

充填剤11は、ウレタン系樹脂によって構成されている。本発明におけるウレタン系樹脂の材料は、珪酸ソーダ溶液、及びイソシアネート化合物を含むものが好適に用いられる。

0017

珪酸ソーダ溶液としては、Na2O・2SiO2・aq(珪酸ソーダ1号モル比2)、2Na2O・5SiO2・aq(珪酸ソーダ2号 モル比2.5)、Na2O・3SiO2・aq(珪酸ソーダ3号 モル比3)、Na2O・nSiO2・aq(特殊珪酸ソーダ モル比1.7〜4)等が挙げられる。Na2O/SiO2のモル比は2.0〜3.0が好ましい。
更に、珪酸ソーダ溶液には、触媒、水、ポリオール界面活性剤難燃剤などの添加成分を含んでいてもよい。
珪酸ソーダ溶液の20℃雰囲気中での比重は、1.25〜1.75程度である。
珪酸ソーダ溶液の25℃雰囲気中の粘度は、各々500mPa・s以下、好ましくは10〜500mPa・s、より好ましくは40〜250mPa・sである。

0018

イソシアネート化合物としては、1分子中に少なくとも2つのイソシアネート基を含む化合物であるジフェニルメタンジイソシアネートポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネートトリレンジイソシアネートポリトリレンポリイソシアネートキシリレンジイソシアネートナフタレンジイソシアネートヘキサメチレンジイソシアネートイソホロンジイソシアネート分子末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマー、ポリイソシアネートのイソシアヌレート変性体カルボジイミド変性体等が挙げられる。好ましくは、1分子中に少なくとも2つのイソシアネート基を含むイソシアネート化合物である。
更に、イソシアネート化合物には、触媒、水、ポリオール、界面活性剤、難燃剤などの添加成分が含まれていてもよい。
イソシアネート化合物の20℃雰囲気中の比重は、1.1〜1.4程度である。
イソシアネート化合物の25℃雰囲気中の粘度は、各々500mPa・s以下、好ましくは10〜500mPa・s、より好ましくは40〜250mPa・sである。

0019

ここで、珪酸ソーダ溶液及びイソシアネート化合物は、撹拌混合してウレタン液を生成した後、砕石が詰められた基礎孔に流し込んで充填させる際に、ウレタン液を基礎孔内に漏れなく充填させると共に、ウレタン液が基礎孔から地面に浸透しすぎないように、適度な流動性粘性を有する必要があるため、各々の25℃の粘度が10〜500mPa・sの範囲内であるとよい。

0020

珪酸ソーダ溶液とイソシアネート化合物の混合比(重量比)は、0.6:1.4〜1.4:0.6であり、好ましくは0.8:1.2〜1.2:0.8であり、より好ましくは1:1程度である。
珪酸ソーダ溶液とイソシアネート化合物とを混合して得たウレタン液の比重は、通常1以上であり、好ましくは1.2〜1.4であり、より好ましくは1.32程度である。比重が1より大きいことで、雨水等の溜まった基礎孔内にウレタン液を充填する場合であっても、水を押し上げ、ウレタン液により充填させることができる。
ウレタン系樹脂は、ほぼ無発泡であることが好ましい。ウレタン系樹脂の発泡倍率は、好ましくは1.0〜1.5程度、より好ましくは1.1程度である。

0021

太陽光発電パネル装置1の構築方法を、基礎構造10の構築を中心に説明する。
<削孔>
図2に示すように、地面4の所定位置クローラードリル(図示せず)等で基礎孔4aを形成する。

0022

<支持治具設置>
図3に示すように、地上には、支持治具5(テンプレート)を設置する。支持治具5は、水平な梁5aと、梁5aを支える脚部5bと、梁5aに設けられた保持部5cとを含む。
<支柱挿入>
次に、基礎孔4aに支柱21の下端部を挿入する。この支柱21を高さ調整しながら支持治具5の保持部5cによって支持させる。保持部5cと支柱21とは、例えばボルト締め等によって連結できる。好ましくは、支柱21の下端を基礎孔4aの底部から少し浮かせて支持する。

0023

<砕石投入>
次に、図4に示すように、基礎孔4aの内周と支柱21との間に砕石15を投入する。投入量は、基礎孔4aの地面開口から砕石15までの深さが例えば0mm〜120mmになる程度とする。

0024

<ウレタン液生成>
別途、珪酸ソーダ溶液とイソシアネート化合物を撹拌混合させることで、ウレタン液11A(図5)を生成する。撹拌混合時間は、60秒程度である。撹拌混合には、攪拌機を用いることが好ましい。

0025

<ウレタン液充填>
図5に示すように、生成したウレタン液11Aを基礎孔4aに流し込むことにより、ウレタン液11Aは砕石15間の隙間を流れて基礎孔4a内に充填される。好ましくは、ウレタン液11Aを攪拌機からバケツ小分けし、バケツから各基礎孔4aに流し込む。大型の機械を使用する必要がなく、作業性が良い。
セメントなどを用いる場合、砕石とセメントとを混練して基礎孔4aに充填させる作業が必要になるため、砕石の重さで混練や基礎孔4aへの充填に時間と労力が掛かるのに対し、本実施形態によれば、砕石15の投入、ウレタン液11Aの充填と、個別に作業行うことができ、作業性が良く短時間での作業が可能となる。
<ウレタン液硬化>
ウレタン液11Aは、温度にもよるが、20℃では20分程度で硬化して、硬化ウレタン系樹脂からなる充填剤11となり、強度が発生する。したがって、養生期間がセメント、モルタル、コンクリート等のセメント含有材と比べて極めて短い。

0026

<上部構造構築>
この結果、ウレタン液11Aの充填後、殆ど時間を置かずに、支柱21にパネル架台22を組むことができる(図1)。更に、パネル架台22に太陽光発電パネル23を設置する。
このようにして、太陽光発電パネル装置1を短時間で施工することができる。

0027

本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改変をなすことができる。
ウレタン系樹脂は、基礎構造として必要な物性を有し、砕石の詰められた基礎孔に流し込んで充填可能なものであれば、特に限定されない。
施工対象の構造物は、太陽光発電パネル装置1に限られず、標識柱看板柱等であってもよい。

0028

本発明は、例えば太陽光発電パネル装置の基礎構造に適用可能である。

0029

1太陽光発電パネル装置(構造物)
4 地面
4a基礎孔
5支持治具
5a 梁
5b 脚部
5c 保持部
10基礎構造
11充填剤
11Aウレタン液
15砕石
20 装置上部構造
21支柱
22パネル架台
23 太陽光発電パネル

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