チューブ挿入用スペーサ
【課題】熱交換用のチューブと既製杭の内周面との接触を防止しつつ、チューブを既製杭の内周面に近接した位置に容易に配設することができるチューブ挿入用スペーサを提供する。
【解決手段】既製杭２の内方に配置されるチューブ３の既製杭２内方への挿入を誘導し、チューブ３の既製杭２内方における所定位置を保持するためのスペーサであって、既製杭２の内周に沿う環状に形成され、チューブ３を支持しつつ、既製杭２内方へ挿入されるチューブ支持部材４と、チューブ支持部材４に上下方向に回転可能に設けられるとともに、既製杭２の内周面２ａとチューブ３との接触を防止するために、チューブ３に並設され、チューブ３よりも既製杭２の内周面２ａ側に突出される誘導リング５とを備える。
【解決手段】既製杭２の内方に配置されるチューブ３の既製杭２内方への挿入を誘導し、チューブ３の既製杭２内方における所定位置を保持するためのスペーサであって、既製杭２の内周に沿う環状に形成され、チューブ３を支持しつつ、既製杭２内方へ挿入されるチューブ支持部材４と、チューブ支持部材４に上下方向に回転可能に設けられるとともに、既製杭２の内周面２ａとチューブ３との接触を防止するために、チューブ３に並設され、チューブ３よりも既製杭２の内周面２ａ側に突出される誘導リング５とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換のために既製杭内に配設される熱交換用のチューブの挿入用スペーサに関する。
【背景技術】
【０００２】
地中熱を融雪設備や空調設備等の熱源に利用するために、地中に熱交換用配管を埋設して地中と配管内の冷媒との間で熱交換を行っている。熱交換用配管を地中に垂直方向で設置する場合、一般的に、地盤面に掘削された配管専用の縦孔の内方に熱交換用配管を設置し、該縦孔内方にグラウト材を注入している。熱交換用配管としては、縦孔内の配管部分に接手部を設ける必要がなく、冷媒が漏出する危険性を低減でき、施工が簡略化できる長尺のチューブが用いられている。長尺のチューブは、一般に樹脂製のものが使用され、縦孔内でＵ型にループさせることにより往きと還りのチューブが配設されている。縦孔内のチューブは、熱干渉を抑えるために往きと還り管の離隔距離を保持するとともに、縦孔内へのグラウト材注入の障害とならないように配設する必要がある。縦孔内の配設位置を保持するためにチューブにはスペーサが取り付けらる。このスペーサとしては、特許文献１のものが知られている。図８に示すように特許文献１におけるスペーサ１００は、熱交換チューブ削孔１０１の中央部のグラウト管１０２の周囲に配置された熱交換チューブ１０３を囲むように設けられている。
【０００３】
一方、熱交換用配管としてのチューブを、それ専用の縦孔を掘削して地中に埋設する工法に代えて、建築物等の基礎杭を利用してチューブを地中に配設することで、熱交換用配管専用の縦孔を省略して建設コストを低減する工法が近年採用されている。
【特許文献１】特開２００２−３０３０８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
建築物等の基礎杭を利用して熱交換用のチューブを埋設する場合、基礎杭の直径は熱交換用配管専用の縦孔の直径と比べて大きくなるため、チューブをできるだけ基礎杭の外周部側に配置し、地盤とチューブ内の冷媒との熱交換効率を確保する必要がある。基礎杭が場所打ち杭である場合には、基礎杭内部に配置される杭鉄筋を利用してチューブを支持することで、基礎杭の外周部側へ挿入し、その位置を保持することができるが、基礎杭に筒状の既製杭が採用される場合には、その内方へ挿入される杭鉄筋が存在しないため、チューブを既製杭の内周面に接近して挿入し、配置するためのスペーサが必要となる。しかし、特許文献１のスペーサではチューブを基礎杭の外周部側に保持することが難しく、さらにスペーサ１００が既製杭の内周面に傷を与えるおそれがあって基礎杭の構造上好ましくない。また、既製杭の種類によっては、上杭と下杭の接続金物が存在するため、チューブを既製杭内へ挿入する際、この接続部金物にスペーサが引っかかり、挿入作業の効率が低下するという問題点があった。さらに、既製杭の場合には、その先端金物や接続金物等にチューブが接触し、チューブに傷がつく可能性も高くなる。
【０００５】
本発明は上記従来の課題に鑑みて創案されたものであって、熱交換用のチューブと既製杭の内周面との接触を防止しつつ、チューブを既製杭の内周面に近接した位置に容易に配設することができるチューブ挿入用スペーサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明にかかるチューブ挿入用スペーサは、既製杭の内方に配置されるチューブの該既製杭内方への挿入を誘導し、該チューブの該既製杭内方における所定位置を保持するためのスペーサであって、上記既製杭の内周に沿う環状に形成され、上記チューブを支持しつつ、該既製杭内方へ挿入されるチューブ支持部材と、該チューブ支持部材に上下方向に回転可能に設けられるとともに、上記既製杭の内周面と上記チューブとの接触を防止するために、該チューブに並設され、かつ該チューブよりも該既製杭の内周面側に突出される誘導リングとを備えることを特徴とする。
【０００７】
前記チューブが前記チューブ支持部材の外周側で支持されることを特徴とする。
【０００８】
前記チューブが、前記チューブ支持部材に複数支持されるとともに、前記誘導リングが、該各チューブごとに配置されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明にかかるチューブ挿入用スペーサにあっては、熱交換用のチューブと既製杭の内周面との接触を防止しつつ、チューブを既製杭の内周面に近接した位置に容易に配設することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に、本発明にかかるチューブ挿入用スペーサの好適な一実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。本実施形態にかかるチューブ挿入用スペーサは基本的には、図１から図６に示すように、既製杭２の内方に配置されるチューブ３の既製杭２内方への挿入を誘導し、チューブ３の既製杭２内方における所定位置を保持するためのチューブ挿入用スペーサ１であって、既製杭２の内周に沿う環状に形成され、チューブ３を支持しつつ、既製杭２内方へ挿入されるチューブ支持部材４と、チューブ支持部材４に上下方向に回転可能に設けられるとともに、既製杭２の内周面２ａとチューブ３との接触を防止するために、チューブ３に並設され、かつチューブ３よりも既製杭２の内周面２ａ側に突出される誘導リング５とを備えている。また、チューブ３がチューブ支持部材４の外周側で支持されている。さらに、チューブ３は、チューブ支持部材４に複数支持されるとともに、誘導リング５が、各チューブ３ごとに配置されている。
【００１１】
既製杭２は、建築物の基礎を構成する略円筒状の杭であり、工場等で予め成形された杭が単独で又は複数接続されて構築されている。既製杭２は中空円筒体状に形成され、その外径サイズは複数設定されている。本実施形態における既製杭２は、工場で生産されたＰＣ杭（遠心力成形のプレストレストコンクリート杭）を複数接続して構築され、その外径は７００ｍｍ〜１０００ｍｍ程度に、その内径は５００ｍｍ〜７４０ｍｍ程度に設定されている。ＰＣ杭は、上杭の端面と下杭の端面それぞれに取り付けられた接続金物同士を溶接や接続金物により連結されて、既製杭２の所定長さが確保されている。本実施形態における既製杭２の底部は支持地盤に達し、根固め用のコンクリートが打設されている。既製杭２の内方には、その長さ方向に熱交換用配管としてのチューブ３が配置され、グラウト材としてセメントミルク（セメントと水とを練り混ぜてできたミルク状のものであり、時間経過により固化し液体から固体となる。）が注入される。したがって、チューブ３は、最終的に既製杭２内方でセメントミルク内に埋設される。既製杭２はＰＣ杭により構築されるものに限定されず、中空筒体状のであれば、ＲＣ杭（遠心力形成の鉄筋コンクリート杭）、ＰＨＣ杭（遠心力形成の高強度プレストレストコンクリート杭）、ＳＣ杭（遠心成形の外殻鋼管付コンクリート杭）、鋼管杭等で構築されても良い。なお、既製杭２の大きさは、チューブ３を内方に設置できるものであれば、上記サイズに限定されるものではない。また、既製杭２の内方にセメントミルク等のグラウト材が充填されない場合もある。
【００１２】
本実施形態における、チューブ３は呼び径２０Ａ〜２５Ａの架橋ポリエチレン管で構成された樹脂製チューブであり可撓性を有している。チューブ３は、それを二本平行に配置し、それらの一方の端部をＵ型接手６により接続したＵ型の熱交換用配管として構成される。Ｕ型の熱交換用配管の一方のチューブ３が冷媒の往き管となり、他方が還り管となる。本実施形態におけるＵ型接手６は、工場等で予めチューブ３に取り付けられ、チューブ３にはＵ型接手６からの長さが１ｍ単位で印字されている。Ｕ型の熱交換用配管を構成する各チューブ３、３の間隔は、Ｕ型接手６近辺を除き、チューブ３の可撓性により調整することが可能になっている。チューブ３は、Ｕ型接手６側の端部３ａ（以下「ループ端３ａ」という）から他方の端部３ｂ（以下「開放端３ｂ」という）までの長さが、既製杭２の長さより十分に長く設定され、チューブ３を既製杭２内方に配置した際に、Ｕ型接手６以外の接手が既製杭２内方に存在しないよう形成されている。なお、本実施形態におけるチューブ３は樹脂製であるが、長尺のチューブ、すなわち可撓性を有し、接手を用いることなく一体に形成された管であればこの材質に限定されない。例えば金属製のメッシュ管の内側に樹脂コーティングを施したチューブなどでもよい。
【００１３】
本実施形態において、一本の既製杭２の内方には、４本のチューブ３、（Ｕ型の熱交換用配管としては２本）が挿入される。チューブ３は、そのループ端３ａのＵ型接手６に錘７を取り付けて、既製杭２内方にほぼ垂直に配置される。各チューブ３は、その所定長さ毎にチューブ挿入用スペーサ１により一体に支持され、既製杭２の内周面２ａに近接して、内周面２ａに沿ってほぼ等間隔で配置される。なお、本実施形態において、２本のチューブを一つのＵ型接手６で接続したが、４本以上のチューブ３を一つのＵ型接手６で接続してもよい。また、現場でチューブ３にＵ型接手６を取り付けても良い。
【００１４】
チューブ挿入用スペーサ１は、チューブ支持部材４と誘導リング５により構成される。チューブ支持部材４は、既製杭２の内周に沿う環状に形成され、既製杭２の水平方向断面において、各チューブ３相互間の所定の位置を保持する機能を有する。本実施形態において既製杭２の内周に沿う環状とは、既製杭２の水平方向断面における内周面２ａの形状に沿う環状をいう。本実施形態のチューブ支持部材４は、鉄筋（Ｄ６からＤ１３程度の異形棒鋼）を、その端部同士を固定することなく周方向で重ねて、既製杭２の内周に沿う円形状に加工して構成されている。チューブ支持部材４の端部が固定されていないため、チューブ支持部材４は、その直径を縮小する方向に弾性変形することが可能に形成されている。チューブ支持部材４は、既製杭２の内周に沿う円形状であるため、既製杭２にセメントミルクを充填する際に、トレミー管をチューブ支持部材４の内方へ容易に挿通することができる。なお、チューブ支持部材４は、鉄筋の両端部がその長さ方向に相互に移動可能であれば、両端部を重ねることなく、隙間を空けて対向させてＣ字型に加工して構成してもよく、また、トレミー管を挿通するスペースが確保されれば、チューブ支持部材４の内方に補強材を設けてもよい。
【００１５】
本実施形態におけるチューブ支持部材４は、その外周側に、その周方向に沿ってほぼ等間隔で４本のチューブ３を支持する。すなわち、チューブ支持部材４の周方向に９０°間隔で４箇所でチューブ３を支持する。各チューブ３は、それらの長さ方向で相にほぼ平行し、チューブ支持部材４と上下方向で直交してチューブ支持部材４に支持される。ただし、チューブ支持部材４に支持されるチューブ３相互間の距離は、チューブ３、３間の熱干渉が軽減されるよう、ほぼ等間隔に支持されればよい。本実施形態において、チューブ３は樹脂製の結束材８を用いてチューブ支持部材４へ固定されて支持される。樹脂製の結束材８は、市販されている樹脂製の結束バンドなどであり、チューブ３とチューブ支持部材４を簡単に固定でき、施工時の緩みや位置ずれを防止できればよい。また、樹脂製の結束材８を使用することで、チューブ３に傷を与えることを防止できる。なお、チューブ３とチューブ支持部材４の固定は、樹脂製の結束材８に限定されるものではなく、チューブ支持部材４とチューブ３の位置関係を保持して容易に固定できるものであればよく、チューブ３に傷を与えない材質であれば、クランプ等の装置を用いても良い。
【００１６】
一方、本実施形態におけるチューブ支持部材４は鉄筋で構成されるため、チューブ３の損傷防止のために、チューブ３が接触するチューブ支持部材４の部分には保護部４０が設けられている。本実施形態における保護部４０は、チューブ支持部材４のチューブ３が接触する位置にゴム製のテープ材を巻いて形成されている。この保護部４０に弾性を有するゴム製のテープ材を使用することで、保護部４０とチューブ３との摩擦接触作用を増加させて、位置ずれ防止機能を保護部４０に持たせることができる。なお、保護部４０はチューブ３の保護機能を有していれば、材質や形状に限定はなく、例えば、ブロック状のゴム材等をチューブ３とチューブ支持部材４の間に挿入してもよい。また、保護部４０はチューブ３に設けても、チューブ３とチューブ支持部材４の双方に取り付けても良い。さらに、チューブ３の機能に障害を与えるような傷が発生しない場合、保護部４０を設けなくても良い。
【００１７】
チューブ支持部材４には、誘導リング５が各チューブ３ごとに並設される。本実施形態における「並設」とは、誘導リング５が各チューブ３の側部に隣接させて取り付けられることを意味する。また、「各チューブ３ごとに」とは一つのチューブ３に少なくとも一以上の誘導リング５が対応して、チューブ支持部材４に設けられることを意味する。本実施形態においては、チューブ支持部材４に支持されるチューブ３と同数の誘導リング５が、チューブ３の一方の側方に１つずつ設けられている。なお、誘導リング５をチューブ３を挟むように両側に設け、一つのチューブ３に対し二つの誘導リング５を配置してもよい。
【００１８】
誘導リング５は、チューブ支持部材４に固定されたチューブ３と既製杭２の内周面２ａとの接触を防止する機能と、既製杭２の水平方向断面の所定位置にチューブ３を保持するスペーサ機能と、チューブ３を既製杭２内方へ挿入しやすくするための誘導機能とを有している。本実施形態における誘導リング５は、円形状の樹脂製部材であり、外周環５ａとその中心部に設けられた中心環５ｂと、中心環５ｂから放射状に外周環５ａに向かって設けられたスポーク５ｃにより構成される。中心環５ｂにチューブ支持部材４が嵌合することにより、誘導リング５がチューブ支持部材４を中心として上下方向に回転可能に取り付けられる。外周環５ａと中心環５ｂには、チューブ支持部材４をその中心環５ｂに回転可能に嵌合させるための切り欠き部が形成され、切り欠き部には外周環５ａから中心環５ｂへ向けて間隔が小さくなる一対のガイド部５ｄ、５ｄが形成される。ガイド部５ｄ、５ｄの中心環５ｂ側の間隔は、チューブ支持部材４よりも幅が狭く形成されて、チューブ支持部材４から誘導リング５が離脱することを防止するストッパーの機能を有している。
【００１９】
誘導リング５の外径寸法は、チューブ支持部材４に取り付けられた誘導リング５の外周縁が、チューブ支持部材４に支持されたチューブ３よりも、既製杭２の内周面２ａ側に突出する寸法に設定されている。この寸法の設定により、チューブ３と既製杭２の内周面２ａとの接触が防止できる。また、チューブ３からの誘導リング５の突出寸法を、施工精度等を加味した上で可能な限り小さく設定することによりチューブ３を既製杭２の内壁面２ａに出来る限り近接して配置できる。誘導リング５の大きさは、既製杭２の内周面２ａに、鋼管杭における接続部の溶接用裏当て金などの突出部が存在する場合には、突出部の突出寸法より大きくなるように設定される。これにより、突出部とチューブ３との接触も防止できる。このように、誘導リング５の大きさは、チューブ３が、既製杭２の内周面２ａに接触することを防止しつつ、内周面２ａに近接できる寸法に適宜設定される。
【００２０】
この誘導リング５の大きさと、既製杭２の内周面２ａの直径が設定されることにより、チューブ支持部材４の大きさが定まる。すなわち、環状のチューブ支持部材４の外周側縁の半径は、既製杭２の内周面２ａの半径の寸法から、誘導リング５のチューブ支持部材４からの突出寸法を差し引いた寸法より小さい値に設定される。これにより、チューブ支持部材４と誘導リング５で形成されたチューブ誘導用スペーサ１の大きさが、既製杭２の内周面２ａの直径よりやや小さく設定され、既製杭２の内方へ容易に挿入することができる。
【００２１】
本実施形態のチューブ支持部材４には、チューブ３に並設された誘導リング５の位置がずれること防止のために位置決め部４１が設けられている。位置決め部４１は、チューブ支持部材４表面に、誘導リング５の中心環５ｂの内径より大径に形成された部分であり、誘導リング５の取り付け位置を挟んで左右に形成される。すなわち、位置決め部４１は、誘導リング５の取り付けスペース分の間隔を空けて左右一対の突起部としてチューブ支持部材４に形成される。さらに、位置決め部４１を、誘導リング５の取り付け前にチューブ支持部材４に設けておくことにより、誘導リング５の取り付け位置を示すマーカーとしての機能を発揮する。本実施形態の位置決め部４１は、チューブ支持部材４の表面にテープを巻いて、チューブ支持部材４の構成材の部材径を拡大することにより形成されている。
【００２２】
位置決め部４１の形式は、チューブ３に並設された誘導リング５の移動を防止できれば、その形式は限定されない。例えばチューブ支持部材４に結束線などを巻き付けたり、溶接などによりその鉄筋表面に突起物を取り付けて位置決め部４１を形成しても良い。また、位置決め部４１の左右一対のいずれか一方の突起部を、チューブ支持部材４に支持されたチューブ３または保護部４０で兼用してもよい。
【００２３】
本実施形態のチューブ挿入用スペーサ１は、チューブ３にその長さ方向に適宜間隔で複数設けられ、チューブ３の座屈変形（たわみ）を防止する。さらに、チューブ挿入用スペーサ１は、複数のチューブ３をほぼ等間隔で支持して一体化するため、既製杭２内に埋設されるチューブ３全体が一つの籠体１０を構成する。籠体１０に構成することにより、チューブ３を変形の少ない集合体として扱え、既製杭２内方への挿入作業が容易になる。また、籠体１０とすることで既製杭２内方にセメントミルクを充填した際の浮力によってチューブ３が変形することも防止しやすくなる。本実施形態においては、呼び径２０Ａ〜２５Ａの樹脂製のチューブ３に対してチューブ挿入用スペーサ１を２ｍ以下の間隔で設けることにより、籠体１０が形成されるチューブ３のたわみが防止できる。
【００２４】
以上説明した本実施形態にかかるチューブ挿入用スペーサ１の作用について説明する。まず、チューブ挿入スペーサ１の組立てについて説明する。既製杭２内方へのチューブ３の挿入作業に先だって、チューブ挿入スペーサ１を組み立てる。本実施形態における、チューブ挿入スペーサ１は、そのチューブ支持部材４の外周側にほぼ等間隔で４本のチューブ３を支持する。また、誘導リング５は、各チューブ３に対応してチューブ支持部材４にほぼ等間隔で４つ設けられる。
【００２５】
まず、チューブ挿入スペーサ１を構成するチューブ支持部材４を加工する。チューブ支持部材４を鉄筋で形成する。鉄筋は、その端部を重ね接手にして、既製杭２の内周に沿う円形状に加工する。円形状に加工されたチューブ支持部材４に、チューブ３の支持位置と誘導リング５の取り付け位置を墨出し、その墨出し位置に対応させて位置決め部４１と保護部４０を形成する。位置決め部４１は、チューブ支持部材４に誘導リング５の取り付け位置の両側にテープを巻いて形成する。次いで、墨出しされたチューブ３の支持位に合わせて保護部４０を設ける。保護部４０は、施工後等を勘案して、置取り付けられた各位置決め部４１に近接させてチューブ３が当接する可能性のあるチューブ支持部材４の範囲に設けておく。保護部４０は、チューブ３を保護するだけでなく、チューブ支持部材４へのチューブ３の取り付け位置の目安ともなる。各保護部４０は、位置決め部４１の左右いずれか一方に統一して設け、チューブ支持部４の周方向にほぼ等間隔で、厚手のゴム製テープを巻いて形成する
各位置決め部４１、保護部４０が形成されたチューブ支持部材４に、各位置決め部４１を目安にして誘導リング５を取り付ける。誘導リング５は、その切り欠き部からガイド部５ｄに沿ってチューブ支持部材４を中心環５ｂ方向へ挿入し、中心環５ｂへチューブ支持部材４を回転可能に嵌合される。チューブ支持部材４に嵌合された誘導リング５は、そのガイド部５ｄの中心環５ｂ側端部のストッパー機能により容易に離脱しない。各位置決め部４１が目安となるため、誘導リング５の取り付け作業は容易となる。このようにしてチューブ誘導スペーサ１を予め必要個数組み立てておく。
【００２６】
次にチューブ３へのチューブ誘導スペーサ１の取り付けと、チューブ３の既製杭２内への挿入について説明する。建築物の既製杭２（ＰＣ杭）の埋設完了後、フーチングや地中梁等の配筋前に、チューブ３を既製杭２の内方へ挿入する。本実施形態におけるチューブ３は、それら２本をＵ型接手６で接続したＵ型の配管として、ロール状に巻かれて挿入場所へ搬入される。一つの既製杭２には、４本のチューブ３が挿入される。埋設完了時の既製杭３は杭周辺地盤から、接続用の金物が取り付けられた杭端部が突出した状態となっているため、チューブ３は、杭端部により傷が付かないよう、既製杭２の上方からほぼ垂直に吊り下ろすようにして既製杭２内方へ挿入する。チューブ誘導スペーサ１は既製杭２の杭端部上方でチューブ３を一体に支持した後、既製杭２へ挿入される。以下に挿入工程を詳細に説明する。
【００２７】
まず、挿入の開始前に、既製杭２の上方でチューブ３のループ端３ａの位置（高さ）を合わせを行い、各チューブ３の長さ方向の位置を合わせる。具体的には、各チューブ３を、既製杭２の上方にほぼ垂直下げて左右に並べ、それらの各ループ端３ａに錘７を取り付け、各ループ端３ａの高さを合わせる。各ループ端３ａ位置合わせ後に、各チューブ３を、予め組み立てられたチューブ誘導スペーサ１のチューブ支持部材４の外周側にほぼ等間隔で支持する。チューブ挿入用スペーサ１は、各チューブ３のループ端３ａからの距離が等しくなる位置に、各チューブ３とチューブ支持部材４をほぼ直交させて取り付ける。この際、各チューブ３に印字されたループ端３ａからの距離を目安にチューブ挿入用スペーサ１の取り付け位置を判断する。チューブ３を誘導リング５の側部で保護部４０に当接させて、樹脂製の結束材８を用いてチューブ支持部材４に支持する。誘導リング５や保護部を４０を目安にチューブ３を支持することで、確実にチューブ３と誘導リング５を並設でき、チューブ３より外側に誘導リング５の外周縁を位置させることができる。また、チューブ支持部材４の外周側にチューブ３を支持するため、チューブ支持部材４の内方にチューブ３を挿通する作業が不要となり支持作業は簡略化される。最初のチューブ誘導スペーサ１を取り付けることにより、各チューブ３が、その長さが一致した状態で一体化される。
【００２８】
チューブ誘導スペーサ１により一体化されたチューブ３を、錘７が取り付けられたループ端３ａ（Ｕ型接手６側）から既製杭２の内方へ挿入する。既製杭２内方には、まだセメントミルクは充填されていないが地下水が内方に侵入しているため、その浮力に抗してチューブ３を挿入するために錘７が機能する。チューブ誘導スペーサ１をほぼ水平に保持しながら、チューブ３を既製杭２へ挿入し、チューブ誘導スペーサ１も既製杭２へ挿入する。最初のチューブ誘導スペーサ１の誘導リング５が既製杭２の内方に挿入されることにより、既製杭２の水平方向断面におけるチューブ３の位置がほぼ確定する。この結果、チューブ誘導スペーサ１に支持されたチューブ３が既製杭２の内周面２ａに近接しつつ、内周面２ａとの接触が防止される。一方、チューブ３の挿入過程において、既製杭２内方へ挿入されたチューブ誘導スペーサ１は、その誘導リング５が既製杭２の内周面２ａと接触する場合が生じる。その際、誘導リング５が上下方向に回転可能であるため、チューブ誘導スペーサ１と内周面２ａとの間に大きな摩擦を生じることなく、また、内周面２ａに構造上問題となるような傷付けることもなくスムーズにチューブ３を既製杭２の下方へ誘導できる。
【００２９】
引き続きチューブ３を既製杭２内に挿入し、最初のチューブ誘導スペーサ１の取り付け位置から所定間隔で二つ目以降のチューブ誘導スペーサ１をチューブ３に順次取り付ける。この取付要領は上記手順と同様であるため説明を省略する。本実施形態において、チューブ誘導スペーサ１の取付間隔は２ｍ以下に設定され、チューブ誘導スペーサ１、１間のチューブ３のたわみ（座屈変形）が防止される。最初と二番目のチューブ誘導スペーサ１、１とこれらの間の４本のチューブ３とにより籠体１０が形成される。この籠体１０により、各チューブ３のねじれ等を抑制しつつ、各チューブ３をまとめて既製杭２内方へ容易に挿入できる。その後はチューブ３の挿入にともなって、所定間隔でチューブ誘導スペーサ１をチューブ３に取り付けていき、籠体１０も順次形成されて長くなる。
【００３０】
チューブ３の挿入過程では、チューブ誘導スペーサ１が既製杭２の上杭と下杭の接続部を通過する。既製杭２の内周面２ａ側に接続金物等の突出部が存在する場合には、この突出部にチューブ誘導スペーサ１の誘導リング５が当り、チューブ３に、既製杭２内方へ押し込む力を加えて、チューブ誘導スペーサ１を押し下げることとなる。この際、チューブ３が籠体１０を構成していることから、チューブ３が変形することなく有効にチューブ誘導スペーサ１を押し下げることができる。さらに、チューブ誘導スペーサ１を押し下げた際、誘導リング５を支持しているチューブ支持部材４が、その直径を縮小する方向で弾性変形し、誘導リング５が、突出部上を下方へ回転しながら、既製杭２の内方側へも移動して無理なく突出部を超えることが可能となる。これにより、チューブ３を押し込む力により、チューブ３に対するチューブ誘導スペーサ１の取り付け位置がずれることが防止でき、さらに、既製杭２の接続部の構造に制約を受けることなく、チューブ誘導スペーサ１を用いてチューブ３を既製杭２の内方へ挿入することができる。
【００３１】
チューブ３を所定深さまで挿入した後、チューブ３を既製杭２の上端部で仮固定する。仮固定された段階における既製杭２内方のチューブ３の位置は、チューブ誘導スペーサ１により保持される。その後、既製杭２の内方にグラウト材としてのセメントミルクを充填する。セメントミルクの充填において、トレミー管を既製杭２の内方へ挿入するが、本実施形態のチューブ誘導スペーサ１は環状であるため、チューブ誘導スペーサ１の内方にトレミー管を容易に挿通できる。また、チューブ３がチューブ支持部材４の外周側で支持されているため、トレミー管と接触する危険性も低くなる。チューブ誘導スペーサ１の誘導リング５は幅が薄く、チューブ支持部材４の構成部材も小径の鉄筋であるため、充填されたセメントミルクが既製杭２の底部から上昇してくる際の障害とならず、良好なセメントミルク充填が可能となる。さらに、既製杭２の内方にセメントミルクを充填することにより、水よりも大きい浮力がチューブ３に作用するが、チューブ誘導スペーサ１によりチューブ３が籠体１０を構成しているため浮力による変形を生じることが少なく、チューブ３の上端部を固定しておくことで、チューブ３を所定の深さに容易に保持できる。最後に、セメントミルク硬化後にチューブ３の仮固定を解体し、挿入工程が終了する。
【００３２】
本実施形態において、既製杭２の内方に配置されるチューブ３の既製杭２内方への挿入を誘導し、チューブ３の既製杭２内方における所定位置を保持するためのチューブ挿入用スペーサ１が、既製杭２の内周に沿う環状に形成され、チューブ３を支持しつつ、既製杭２内方へ挿入されるチューブ支持部材４と、チューブ支持部材４に上下方向に回転可能に設けられるとともに、既製杭２の内周面とチューブ３との接触を防止するために、チューブ３に並設され、かつチューブ３よりも既製杭２の内周面２ａ側に突出される誘導リング５とを備えているため、チューブ３と既製杭２の内周面２ａとの接触を防止しつつ、チューブ３を既製杭２の内周面２ａに近接した位置に容易に配置できる。また、チューブ３相互間の位置関係も保持され、チューブ挿入用スペーサ１が既製杭２の内周面２ａに傷を与えることもない。さらに、既製杭２内方へのチューブ３の挿入が容易となる。
【００３３】
本実施形態におけるチューブ挿入用スペーサ１においては、チューブ３がチューブ支持部材４の外周側で支持されているため、チューブ３を既製杭２の内周面２ａにより接近させて配置することが可能となり、熱交換用配管としての熱交換効率を確保しやすくなる。また、チューブ挿入用スペーサ１にチューブ３を挿通する必要がないため、チューブ３とチューブ支持部材４との固定が容易である。さらに、チューブ挿入用スペーサ１が、基礎杭２内方へのセメントミルクの充填作業の障害にならず、逆にチューブ３がトレミー管等により傷等を受ける危険性も少なくできる。
【００３４】
本実施形態におけるチューブ挿入用スペーサ１において、チューブ３は、チューブ支持部材４に複数支持されるとともに、誘導リング５が、各チューブ３ごとに配置されているため、各チューブ３が既製杭２の内周面２ａとの接触を確実に防止することができる。
【００３５】
本実施形態におけるチューブ挿入用スペーサ１のチューブ支持部材４は、既製杭２の内周に沿う円形状に形成されるが、円形状に限定されるものではなく、既製杭２の内周に沿う形状で有れば四角形や六角形等などの多角形でも良い。例えば、図７に示すようにチューブ支持部材４を四角形に形成したチューブ挿入用スペーサ１でもよい。図７における、チューブ支持部材４の各角部には、チューブ支持部材４の対角線方向で外周側へ突出させて、誘導リング５が設けられている。チューブ３は、既製杭２の内周面２ａとの距離が最も近くなる、チューブ支持部材４の角部近辺に支持される。チューブ支持部材４の大きさは、その対角方向の外周寸法が、既製杭２の内周２ａの直径から、誘導リング５のチューブ支持部材４からの突出寸法の２倍を差し引いた寸法より小さく設定される。この変形例においても上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００３６】
本実施形態の誘導リング５は、チューブ支持部材４を中心にして、上下方向に回転可能に設けられるが、チューブ支持部材４に誘導リング５を取り付ける別部材を設け、その別部材に誘導リング５を上下方向に回転自在に取りつけても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に係るチューブ挿入用スペーサの好適な一実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１に示すチューブ挿入用スペーサにチューブを支持した状況を示す斜視図である。
【図３】図１に示すチューブ挿入用スペーサで支持したチューブが挿入された既製杭の垂直方向の断面図である。
【図４】図３に示す既製杭の水平方向の断面図である。
【図５】図３に示す既製杭のチューブ挿入用スペーサ部分の垂直方向の断面図である。
【図６】図５におけるチューブ挿入用スペーサのチューブ支持状況を示す既製杭内方から見た立面図である。
【図７】本発明に係るチューブ挿入用スペーサの好適な変形例をしめす、既設杭の水平方向断面図である。
【図８】従来技術のスペーサを示す縦孔の水平方向断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１ チューブ挿入用スペーサ
２ 既製杭
２ａ 既製杭の内周面
３ チューブ
４ チューブ支持部材
５ 誘導リング
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換のために既製杭内に配設される熱交換用のチューブの挿入用スペーサに関する。
【背景技術】
【０００２】
地中熱を融雪設備や空調設備等の熱源に利用するために、地中に熱交換用配管を埋設して地中と配管内の冷媒との間で熱交換を行っている。熱交換用配管を地中に垂直方向で設置する場合、一般的に、地盤面に掘削された配管専用の縦孔の内方に熱交換用配管を設置し、該縦孔内方にグラウト材を注入している。熱交換用配管としては、縦孔内の配管部分に接手部を設ける必要がなく、冷媒が漏出する危険性を低減でき、施工が簡略化できる長尺のチューブが用いられている。長尺のチューブは、一般に樹脂製のものが使用され、縦孔内でＵ型にループさせることにより往きと還りのチューブが配設されている。縦孔内のチューブは、熱干渉を抑えるために往きと還り管の離隔距離を保持するとともに、縦孔内へのグラウト材注入の障害とならないように配設する必要がある。縦孔内の配設位置を保持するためにチューブにはスペーサが取り付けらる。このスペーサとしては、特許文献１のものが知られている。図８に示すように特許文献１におけるスペーサ１００は、熱交換チューブ削孔１０１の中央部のグラウト管１０２の周囲に配置された熱交換チューブ１０３を囲むように設けられている。
【０００３】
一方、熱交換用配管としてのチューブを、それ専用の縦孔を掘削して地中に埋設する工法に代えて、建築物等の基礎杭を利用してチューブを地中に配設することで、熱交換用配管専用の縦孔を省略して建設コストを低減する工法が近年採用されている。
【特許文献１】特開２００２−３０３０８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
建築物等の基礎杭を利用して熱交換用のチューブを埋設する場合、基礎杭の直径は熱交換用配管専用の縦孔の直径と比べて大きくなるため、チューブをできるだけ基礎杭の外周部側に配置し、地盤とチューブ内の冷媒との熱交換効率を確保する必要がある。基礎杭が場所打ち杭である場合には、基礎杭内部に配置される杭鉄筋を利用してチューブを支持することで、基礎杭の外周部側へ挿入し、その位置を保持することができるが、基礎杭に筒状の既製杭が採用される場合には、その内方へ挿入される杭鉄筋が存在しないため、チューブを既製杭の内周面に接近して挿入し、配置するためのスペーサが必要となる。しかし、特許文献１のスペーサではチューブを基礎杭の外周部側に保持することが難しく、さらにスペーサ１００が既製杭の内周面に傷を与えるおそれがあって基礎杭の構造上好ましくない。また、既製杭の種類によっては、上杭と下杭の接続金物が存在するため、チューブを既製杭内へ挿入する際、この接続部金物にスペーサが引っかかり、挿入作業の効率が低下するという問題点があった。さらに、既製杭の場合には、その先端金物や接続金物等にチューブが接触し、チューブに傷がつく可能性も高くなる。
【０００５】
本発明は上記従来の課題に鑑みて創案されたものであって、熱交換用のチューブと既製杭の内周面との接触を防止しつつ、チューブを既製杭の内周面に近接した位置に容易に配設することができるチューブ挿入用スペーサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明にかかるチューブ挿入用スペーサは、既製杭の内方に配置されるチューブの該既製杭内方への挿入を誘導し、該チューブの該既製杭内方における所定位置を保持するためのスペーサであって、上記既製杭の内周に沿う環状に形成され、上記チューブを支持しつつ、該既製杭内方へ挿入されるチューブ支持部材と、該チューブ支持部材に上下方向に回転可能に設けられるとともに、上記既製杭の内周面と上記チューブとの接触を防止するために、該チューブに並設され、かつ該チューブよりも該既製杭の内周面側に突出される誘導リングとを備えることを特徴とする。
【０００７】
前記チューブが前記チューブ支持部材の外周側で支持されることを特徴とする。
【０００８】
前記チューブが、前記チューブ支持部材に複数支持されるとともに、前記誘導リングが、該各チューブごとに配置されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明にかかるチューブ挿入用スペーサにあっては、熱交換用のチューブと既製杭の内周面との接触を防止しつつ、チューブを既製杭の内周面に近接した位置に容易に配設することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に、本発明にかかるチューブ挿入用スペーサの好適な一実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。本実施形態にかかるチューブ挿入用スペーサは基本的には、図１から図６に示すように、既製杭２の内方に配置されるチューブ３の既製杭２内方への挿入を誘導し、チューブ３の既製杭２内方における所定位置を保持するためのチューブ挿入用スペーサ１であって、既製杭２の内周に沿う環状に形成され、チューブ３を支持しつつ、既製杭２内方へ挿入されるチューブ支持部材４と、チューブ支持部材４に上下方向に回転可能に設けられるとともに、既製杭２の内周面２ａとチューブ３との接触を防止するために、チューブ３に並設され、かつチューブ３よりも既製杭２の内周面２ａ側に突出される誘導リング５とを備えている。また、チューブ３がチューブ支持部材４の外周側で支持されている。さらに、チューブ３は、チューブ支持部材４に複数支持されるとともに、誘導リング５が、各チューブ３ごとに配置されている。
【００１１】
既製杭２は、建築物の基礎を構成する略円筒状の杭であり、工場等で予め成形された杭が単独で又は複数接続されて構築されている。既製杭２は中空円筒体状に形成され、その外径サイズは複数設定されている。本実施形態における既製杭２は、工場で生産されたＰＣ杭（遠心力成形のプレストレストコンクリート杭）を複数接続して構築され、その外径は７００ｍｍ〜１０００ｍｍ程度に、その内径は５００ｍｍ〜７４０ｍｍ程度に設定されている。ＰＣ杭は、上杭の端面と下杭の端面それぞれに取り付けられた接続金物同士を溶接や接続金物により連結されて、既製杭２の所定長さが確保されている。本実施形態における既製杭２の底部は支持地盤に達し、根固め用のコンクリートが打設されている。既製杭２の内方には、その長さ方向に熱交換用配管としてのチューブ３が配置され、グラウト材としてセメントミルク（セメントと水とを練り混ぜてできたミルク状のものであり、時間経過により固化し液体から固体となる。）が注入される。したがって、チューブ３は、最終的に既製杭２内方でセメントミルク内に埋設される。既製杭２はＰＣ杭により構築されるものに限定されず、中空筒体状のであれば、ＲＣ杭（遠心力形成の鉄筋コンクリート杭）、ＰＨＣ杭（遠心力形成の高強度プレストレストコンクリート杭）、ＳＣ杭（遠心成形の外殻鋼管付コンクリート杭）、鋼管杭等で構築されても良い。なお、既製杭２の大きさは、チューブ３を内方に設置できるものであれば、上記サイズに限定されるものではない。また、既製杭２の内方にセメントミルク等のグラウト材が充填されない場合もある。
【００１２】
本実施形態における、チューブ３は呼び径２０Ａ〜２５Ａの架橋ポリエチレン管で構成された樹脂製チューブであり可撓性を有している。チューブ３は、それを二本平行に配置し、それらの一方の端部をＵ型接手６により接続したＵ型の熱交換用配管として構成される。Ｕ型の熱交換用配管の一方のチューブ３が冷媒の往き管となり、他方が還り管となる。本実施形態におけるＵ型接手６は、工場等で予めチューブ３に取り付けられ、チューブ３にはＵ型接手６からの長さが１ｍ単位で印字されている。Ｕ型の熱交換用配管を構成する各チューブ３、３の間隔は、Ｕ型接手６近辺を除き、チューブ３の可撓性により調整することが可能になっている。チューブ３は、Ｕ型接手６側の端部３ａ（以下「ループ端３ａ」という）から他方の端部３ｂ（以下「開放端３ｂ」という）までの長さが、既製杭２の長さより十分に長く設定され、チューブ３を既製杭２内方に配置した際に、Ｕ型接手６以外の接手が既製杭２内方に存在しないよう形成されている。なお、本実施形態におけるチューブ３は樹脂製であるが、長尺のチューブ、すなわち可撓性を有し、接手を用いることなく一体に形成された管であればこの材質に限定されない。例えば金属製のメッシュ管の内側に樹脂コーティングを施したチューブなどでもよい。
【００１３】
本実施形態において、一本の既製杭２の内方には、４本のチューブ３、（Ｕ型の熱交換用配管としては２本）が挿入される。チューブ３は、そのループ端３ａのＵ型接手６に錘７を取り付けて、既製杭２内方にほぼ垂直に配置される。各チューブ３は、その所定長さ毎にチューブ挿入用スペーサ１により一体に支持され、既製杭２の内周面２ａに近接して、内周面２ａに沿ってほぼ等間隔で配置される。なお、本実施形態において、２本のチューブを一つのＵ型接手６で接続したが、４本以上のチューブ３を一つのＵ型接手６で接続してもよい。また、現場でチューブ３にＵ型接手６を取り付けても良い。
【００１４】
チューブ挿入用スペーサ１は、チューブ支持部材４と誘導リング５により構成される。チューブ支持部材４は、既製杭２の内周に沿う環状に形成され、既製杭２の水平方向断面において、各チューブ３相互間の所定の位置を保持する機能を有する。本実施形態において既製杭２の内周に沿う環状とは、既製杭２の水平方向断面における内周面２ａの形状に沿う環状をいう。本実施形態のチューブ支持部材４は、鉄筋（Ｄ６からＤ１３程度の異形棒鋼）を、その端部同士を固定することなく周方向で重ねて、既製杭２の内周に沿う円形状に加工して構成されている。チューブ支持部材４の端部が固定されていないため、チューブ支持部材４は、その直径を縮小する方向に弾性変形することが可能に形成されている。チューブ支持部材４は、既製杭２の内周に沿う円形状であるため、既製杭２にセメントミルクを充填する際に、トレミー管をチューブ支持部材４の内方へ容易に挿通することができる。なお、チューブ支持部材４は、鉄筋の両端部がその長さ方向に相互に移動可能であれば、両端部を重ねることなく、隙間を空けて対向させてＣ字型に加工して構成してもよく、また、トレミー管を挿通するスペースが確保されれば、チューブ支持部材４の内方に補強材を設けてもよい。
【００１５】
本実施形態におけるチューブ支持部材４は、その外周側に、その周方向に沿ってほぼ等間隔で４本のチューブ３を支持する。すなわち、チューブ支持部材４の周方向に９０°間隔で４箇所でチューブ３を支持する。各チューブ３は、それらの長さ方向で相にほぼ平行し、チューブ支持部材４と上下方向で直交してチューブ支持部材４に支持される。ただし、チューブ支持部材４に支持されるチューブ３相互間の距離は、チューブ３、３間の熱干渉が軽減されるよう、ほぼ等間隔に支持されればよい。本実施形態において、チューブ３は樹脂製の結束材８を用いてチューブ支持部材４へ固定されて支持される。樹脂製の結束材８は、市販されている樹脂製の結束バンドなどであり、チューブ３とチューブ支持部材４を簡単に固定でき、施工時の緩みや位置ずれを防止できればよい。また、樹脂製の結束材８を使用することで、チューブ３に傷を与えることを防止できる。なお、チューブ３とチューブ支持部材４の固定は、樹脂製の結束材８に限定されるものではなく、チューブ支持部材４とチューブ３の位置関係を保持して容易に固定できるものであればよく、チューブ３に傷を与えない材質であれば、クランプ等の装置を用いても良い。
【００１６】
一方、本実施形態におけるチューブ支持部材４は鉄筋で構成されるため、チューブ３の損傷防止のために、チューブ３が接触するチューブ支持部材４の部分には保護部４０が設けられている。本実施形態における保護部４０は、チューブ支持部材４のチューブ３が接触する位置にゴム製のテープ材を巻いて形成されている。この保護部４０に弾性を有するゴム製のテープ材を使用することで、保護部４０とチューブ３との摩擦接触作用を増加させて、位置ずれ防止機能を保護部４０に持たせることができる。なお、保護部４０はチューブ３の保護機能を有していれば、材質や形状に限定はなく、例えば、ブロック状のゴム材等をチューブ３とチューブ支持部材４の間に挿入してもよい。また、保護部４０はチューブ３に設けても、チューブ３とチューブ支持部材４の双方に取り付けても良い。さらに、チューブ３の機能に障害を与えるような傷が発生しない場合、保護部４０を設けなくても良い。
【００１７】
チューブ支持部材４には、誘導リング５が各チューブ３ごとに並設される。本実施形態における「並設」とは、誘導リング５が各チューブ３の側部に隣接させて取り付けられることを意味する。また、「各チューブ３ごとに」とは一つのチューブ３に少なくとも一以上の誘導リング５が対応して、チューブ支持部材４に設けられることを意味する。本実施形態においては、チューブ支持部材４に支持されるチューブ３と同数の誘導リング５が、チューブ３の一方の側方に１つずつ設けられている。なお、誘導リング５をチューブ３を挟むように両側に設け、一つのチューブ３に対し二つの誘導リング５を配置してもよい。
【００１８】
誘導リング５は、チューブ支持部材４に固定されたチューブ３と既製杭２の内周面２ａとの接触を防止する機能と、既製杭２の水平方向断面の所定位置にチューブ３を保持するスペーサ機能と、チューブ３を既製杭２内方へ挿入しやすくするための誘導機能とを有している。本実施形態における誘導リング５は、円形状の樹脂製部材であり、外周環５ａとその中心部に設けられた中心環５ｂと、中心環５ｂから放射状に外周環５ａに向かって設けられたスポーク５ｃにより構成される。中心環５ｂにチューブ支持部材４が嵌合することにより、誘導リング５がチューブ支持部材４を中心として上下方向に回転可能に取り付けられる。外周環５ａと中心環５ｂには、チューブ支持部材４をその中心環５ｂに回転可能に嵌合させるための切り欠き部が形成され、切り欠き部には外周環５ａから中心環５ｂへ向けて間隔が小さくなる一対のガイド部５ｄ、５ｄが形成される。ガイド部５ｄ、５ｄの中心環５ｂ側の間隔は、チューブ支持部材４よりも幅が狭く形成されて、チューブ支持部材４から誘導リング５が離脱することを防止するストッパーの機能を有している。
【００１９】
誘導リング５の外径寸法は、チューブ支持部材４に取り付けられた誘導リング５の外周縁が、チューブ支持部材４に支持されたチューブ３よりも、既製杭２の内周面２ａ側に突出する寸法に設定されている。この寸法の設定により、チューブ３と既製杭２の内周面２ａとの接触が防止できる。また、チューブ３からの誘導リング５の突出寸法を、施工精度等を加味した上で可能な限り小さく設定することによりチューブ３を既製杭２の内壁面２ａに出来る限り近接して配置できる。誘導リング５の大きさは、既製杭２の内周面２ａに、鋼管杭における接続部の溶接用裏当て金などの突出部が存在する場合には、突出部の突出寸法より大きくなるように設定される。これにより、突出部とチューブ３との接触も防止できる。このように、誘導リング５の大きさは、チューブ３が、既製杭２の内周面２ａに接触することを防止しつつ、内周面２ａに近接できる寸法に適宜設定される。
【００２０】
この誘導リング５の大きさと、既製杭２の内周面２ａの直径が設定されることにより、チューブ支持部材４の大きさが定まる。すなわち、環状のチューブ支持部材４の外周側縁の半径は、既製杭２の内周面２ａの半径の寸法から、誘導リング５のチューブ支持部材４からの突出寸法を差し引いた寸法より小さい値に設定される。これにより、チューブ支持部材４と誘導リング５で形成されたチューブ誘導用スペーサ１の大きさが、既製杭２の内周面２ａの直径よりやや小さく設定され、既製杭２の内方へ容易に挿入することができる。
【００２１】
本実施形態のチューブ支持部材４には、チューブ３に並設された誘導リング５の位置がずれること防止のために位置決め部４１が設けられている。位置決め部４１は、チューブ支持部材４表面に、誘導リング５の中心環５ｂの内径より大径に形成された部分であり、誘導リング５の取り付け位置を挟んで左右に形成される。すなわち、位置決め部４１は、誘導リング５の取り付けスペース分の間隔を空けて左右一対の突起部としてチューブ支持部材４に形成される。さらに、位置決め部４１を、誘導リング５の取り付け前にチューブ支持部材４に設けておくことにより、誘導リング５の取り付け位置を示すマーカーとしての機能を発揮する。本実施形態の位置決め部４１は、チューブ支持部材４の表面にテープを巻いて、チューブ支持部材４の構成材の部材径を拡大することにより形成されている。
【００２２】
位置決め部４１の形式は、チューブ３に並設された誘導リング５の移動を防止できれば、その形式は限定されない。例えばチューブ支持部材４に結束線などを巻き付けたり、溶接などによりその鉄筋表面に突起物を取り付けて位置決め部４１を形成しても良い。また、位置決め部４１の左右一対のいずれか一方の突起部を、チューブ支持部材４に支持されたチューブ３または保護部４０で兼用してもよい。
【００２３】
本実施形態のチューブ挿入用スペーサ１は、チューブ３にその長さ方向に適宜間隔で複数設けられ、チューブ３の座屈変形（たわみ）を防止する。さらに、チューブ挿入用スペーサ１は、複数のチューブ３をほぼ等間隔で支持して一体化するため、既製杭２内に埋設されるチューブ３全体が一つの籠体１０を構成する。籠体１０に構成することにより、チューブ３を変形の少ない集合体として扱え、既製杭２内方への挿入作業が容易になる。また、籠体１０とすることで既製杭２内方にセメントミルクを充填した際の浮力によってチューブ３が変形することも防止しやすくなる。本実施形態においては、呼び径２０Ａ〜２５Ａの樹脂製のチューブ３に対してチューブ挿入用スペーサ１を２ｍ以下の間隔で設けることにより、籠体１０が形成されるチューブ３のたわみが防止できる。
【００２４】
以上説明した本実施形態にかかるチューブ挿入用スペーサ１の作用について説明する。まず、チューブ挿入スペーサ１の組立てについて説明する。既製杭２内方へのチューブ３の挿入作業に先だって、チューブ挿入スペーサ１を組み立てる。本実施形態における、チューブ挿入スペーサ１は、そのチューブ支持部材４の外周側にほぼ等間隔で４本のチューブ３を支持する。また、誘導リング５は、各チューブ３に対応してチューブ支持部材４にほぼ等間隔で４つ設けられる。
【００２５】
まず、チューブ挿入スペーサ１を構成するチューブ支持部材４を加工する。チューブ支持部材４を鉄筋で形成する。鉄筋は、その端部を重ね接手にして、既製杭２の内周に沿う円形状に加工する。円形状に加工されたチューブ支持部材４に、チューブ３の支持位置と誘導リング５の取り付け位置を墨出し、その墨出し位置に対応させて位置決め部４１と保護部４０を形成する。位置決め部４１は、チューブ支持部材４に誘導リング５の取り付け位置の両側にテープを巻いて形成する。次いで、墨出しされたチューブ３の支持位に合わせて保護部４０を設ける。保護部４０は、施工後等を勘案して、置取り付けられた各位置決め部４１に近接させてチューブ３が当接する可能性のあるチューブ支持部材４の範囲に設けておく。保護部４０は、チューブ３を保護するだけでなく、チューブ支持部材４へのチューブ３の取り付け位置の目安ともなる。各保護部４０は、位置決め部４１の左右いずれか一方に統一して設け、チューブ支持部４の周方向にほぼ等間隔で、厚手のゴム製テープを巻いて形成する
各位置決め部４１、保護部４０が形成されたチューブ支持部材４に、各位置決め部４１を目安にして誘導リング５を取り付ける。誘導リング５は、その切り欠き部からガイド部５ｄに沿ってチューブ支持部材４を中心環５ｂ方向へ挿入し、中心環５ｂへチューブ支持部材４を回転可能に嵌合される。チューブ支持部材４に嵌合された誘導リング５は、そのガイド部５ｄの中心環５ｂ側端部のストッパー機能により容易に離脱しない。各位置決め部４１が目安となるため、誘導リング５の取り付け作業は容易となる。このようにしてチューブ誘導スペーサ１を予め必要個数組み立てておく。
【００２６】
次にチューブ３へのチューブ誘導スペーサ１の取り付けと、チューブ３の既製杭２内への挿入について説明する。建築物の既製杭２（ＰＣ杭）の埋設完了後、フーチングや地中梁等の配筋前に、チューブ３を既製杭２の内方へ挿入する。本実施形態におけるチューブ３は、それら２本をＵ型接手６で接続したＵ型の配管として、ロール状に巻かれて挿入場所へ搬入される。一つの既製杭２には、４本のチューブ３が挿入される。埋設完了時の既製杭３は杭周辺地盤から、接続用の金物が取り付けられた杭端部が突出した状態となっているため、チューブ３は、杭端部により傷が付かないよう、既製杭２の上方からほぼ垂直に吊り下ろすようにして既製杭２内方へ挿入する。チューブ誘導スペーサ１は既製杭２の杭端部上方でチューブ３を一体に支持した後、既製杭２へ挿入される。以下に挿入工程を詳細に説明する。
【００２７】
まず、挿入の開始前に、既製杭２の上方でチューブ３のループ端３ａの位置（高さ）を合わせを行い、各チューブ３の長さ方向の位置を合わせる。具体的には、各チューブ３を、既製杭２の上方にほぼ垂直下げて左右に並べ、それらの各ループ端３ａに錘７を取り付け、各ループ端３ａの高さを合わせる。各ループ端３ａ位置合わせ後に、各チューブ３を、予め組み立てられたチューブ誘導スペーサ１のチューブ支持部材４の外周側にほぼ等間隔で支持する。チューブ挿入用スペーサ１は、各チューブ３のループ端３ａからの距離が等しくなる位置に、各チューブ３とチューブ支持部材４をほぼ直交させて取り付ける。この際、各チューブ３に印字されたループ端３ａからの距離を目安にチューブ挿入用スペーサ１の取り付け位置を判断する。チューブ３を誘導リング５の側部で保護部４０に当接させて、樹脂製の結束材８を用いてチューブ支持部材４に支持する。誘導リング５や保護部を４０を目安にチューブ３を支持することで、確実にチューブ３と誘導リング５を並設でき、チューブ３より外側に誘導リング５の外周縁を位置させることができる。また、チューブ支持部材４の外周側にチューブ３を支持するため、チューブ支持部材４の内方にチューブ３を挿通する作業が不要となり支持作業は簡略化される。最初のチューブ誘導スペーサ１を取り付けることにより、各チューブ３が、その長さが一致した状態で一体化される。
【００２８】
チューブ誘導スペーサ１により一体化されたチューブ３を、錘７が取り付けられたループ端３ａ（Ｕ型接手６側）から既製杭２の内方へ挿入する。既製杭２内方には、まだセメントミルクは充填されていないが地下水が内方に侵入しているため、その浮力に抗してチューブ３を挿入するために錘７が機能する。チューブ誘導スペーサ１をほぼ水平に保持しながら、チューブ３を既製杭２へ挿入し、チューブ誘導スペーサ１も既製杭２へ挿入する。最初のチューブ誘導スペーサ１の誘導リング５が既製杭２の内方に挿入されることにより、既製杭２の水平方向断面におけるチューブ３の位置がほぼ確定する。この結果、チューブ誘導スペーサ１に支持されたチューブ３が既製杭２の内周面２ａに近接しつつ、内周面２ａとの接触が防止される。一方、チューブ３の挿入過程において、既製杭２内方へ挿入されたチューブ誘導スペーサ１は、その誘導リング５が既製杭２の内周面２ａと接触する場合が生じる。その際、誘導リング５が上下方向に回転可能であるため、チューブ誘導スペーサ１と内周面２ａとの間に大きな摩擦を生じることなく、また、内周面２ａに構造上問題となるような傷付けることもなくスムーズにチューブ３を既製杭２の下方へ誘導できる。
【００２９】
引き続きチューブ３を既製杭２内に挿入し、最初のチューブ誘導スペーサ１の取り付け位置から所定間隔で二つ目以降のチューブ誘導スペーサ１をチューブ３に順次取り付ける。この取付要領は上記手順と同様であるため説明を省略する。本実施形態において、チューブ誘導スペーサ１の取付間隔は２ｍ以下に設定され、チューブ誘導スペーサ１、１間のチューブ３のたわみ（座屈変形）が防止される。最初と二番目のチューブ誘導スペーサ１、１とこれらの間の４本のチューブ３とにより籠体１０が形成される。この籠体１０により、各チューブ３のねじれ等を抑制しつつ、各チューブ３をまとめて既製杭２内方へ容易に挿入できる。その後はチューブ３の挿入にともなって、所定間隔でチューブ誘導スペーサ１をチューブ３に取り付けていき、籠体１０も順次形成されて長くなる。
【００３０】
チューブ３の挿入過程では、チューブ誘導スペーサ１が既製杭２の上杭と下杭の接続部を通過する。既製杭２の内周面２ａ側に接続金物等の突出部が存在する場合には、この突出部にチューブ誘導スペーサ１の誘導リング５が当り、チューブ３に、既製杭２内方へ押し込む力を加えて、チューブ誘導スペーサ１を押し下げることとなる。この際、チューブ３が籠体１０を構成していることから、チューブ３が変形することなく有効にチューブ誘導スペーサ１を押し下げることができる。さらに、チューブ誘導スペーサ１を押し下げた際、誘導リング５を支持しているチューブ支持部材４が、その直径を縮小する方向で弾性変形し、誘導リング５が、突出部上を下方へ回転しながら、既製杭２の内方側へも移動して無理なく突出部を超えることが可能となる。これにより、チューブ３を押し込む力により、チューブ３に対するチューブ誘導スペーサ１の取り付け位置がずれることが防止でき、さらに、既製杭２の接続部の構造に制約を受けることなく、チューブ誘導スペーサ１を用いてチューブ３を既製杭２の内方へ挿入することができる。
【００３１】
チューブ３を所定深さまで挿入した後、チューブ３を既製杭２の上端部で仮固定する。仮固定された段階における既製杭２内方のチューブ３の位置は、チューブ誘導スペーサ１により保持される。その後、既製杭２の内方にグラウト材としてのセメントミルクを充填する。セメントミルクの充填において、トレミー管を既製杭２の内方へ挿入するが、本実施形態のチューブ誘導スペーサ１は環状であるため、チューブ誘導スペーサ１の内方にトレミー管を容易に挿通できる。また、チューブ３がチューブ支持部材４の外周側で支持されているため、トレミー管と接触する危険性も低くなる。チューブ誘導スペーサ１の誘導リング５は幅が薄く、チューブ支持部材４の構成部材も小径の鉄筋であるため、充填されたセメントミルクが既製杭２の底部から上昇してくる際の障害とならず、良好なセメントミルク充填が可能となる。さらに、既製杭２の内方にセメントミルクを充填することにより、水よりも大きい浮力がチューブ３に作用するが、チューブ誘導スペーサ１によりチューブ３が籠体１０を構成しているため浮力による変形を生じることが少なく、チューブ３の上端部を固定しておくことで、チューブ３を所定の深さに容易に保持できる。最後に、セメントミルク硬化後にチューブ３の仮固定を解体し、挿入工程が終了する。
【００３２】
本実施形態において、既製杭２の内方に配置されるチューブ３の既製杭２内方への挿入を誘導し、チューブ３の既製杭２内方における所定位置を保持するためのチューブ挿入用スペーサ１が、既製杭２の内周に沿う環状に形成され、チューブ３を支持しつつ、既製杭２内方へ挿入されるチューブ支持部材４と、チューブ支持部材４に上下方向に回転可能に設けられるとともに、既製杭２の内周面とチューブ３との接触を防止するために、チューブ３に並設され、かつチューブ３よりも既製杭２の内周面２ａ側に突出される誘導リング５とを備えているため、チューブ３と既製杭２の内周面２ａとの接触を防止しつつ、チューブ３を既製杭２の内周面２ａに近接した位置に容易に配置できる。また、チューブ３相互間の位置関係も保持され、チューブ挿入用スペーサ１が既製杭２の内周面２ａに傷を与えることもない。さらに、既製杭２内方へのチューブ３の挿入が容易となる。
【００３３】
本実施形態におけるチューブ挿入用スペーサ１においては、チューブ３がチューブ支持部材４の外周側で支持されているため、チューブ３を既製杭２の内周面２ａにより接近させて配置することが可能となり、熱交換用配管としての熱交換効率を確保しやすくなる。また、チューブ挿入用スペーサ１にチューブ３を挿通する必要がないため、チューブ３とチューブ支持部材４との固定が容易である。さらに、チューブ挿入用スペーサ１が、基礎杭２内方へのセメントミルクの充填作業の障害にならず、逆にチューブ３がトレミー管等により傷等を受ける危険性も少なくできる。
【００３４】
本実施形態におけるチューブ挿入用スペーサ１において、チューブ３は、チューブ支持部材４に複数支持されるとともに、誘導リング５が、各チューブ３ごとに配置されているため、各チューブ３が既製杭２の内周面２ａとの接触を確実に防止することができる。
【００３５】
本実施形態におけるチューブ挿入用スペーサ１のチューブ支持部材４は、既製杭２の内周に沿う円形状に形成されるが、円形状に限定されるものではなく、既製杭２の内周に沿う形状で有れば四角形や六角形等などの多角形でも良い。例えば、図７に示すようにチューブ支持部材４を四角形に形成したチューブ挿入用スペーサ１でもよい。図７における、チューブ支持部材４の各角部には、チューブ支持部材４の対角線方向で外周側へ突出させて、誘導リング５が設けられている。チューブ３は、既製杭２の内周面２ａとの距離が最も近くなる、チューブ支持部材４の角部近辺に支持される。チューブ支持部材４の大きさは、その対角方向の外周寸法が、既製杭２の内周２ａの直径から、誘導リング５のチューブ支持部材４からの突出寸法の２倍を差し引いた寸法より小さく設定される。この変形例においても上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００３６】
本実施形態の誘導リング５は、チューブ支持部材４を中心にして、上下方向に回転可能に設けられるが、チューブ支持部材４に誘導リング５を取り付ける別部材を設け、その別部材に誘導リング５を上下方向に回転自在に取りつけても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に係るチューブ挿入用スペーサの好適な一実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１に示すチューブ挿入用スペーサにチューブを支持した状況を示す斜視図である。
【図３】図１に示すチューブ挿入用スペーサで支持したチューブが挿入された既製杭の垂直方向の断面図である。
【図４】図３に示す既製杭の水平方向の断面図である。
【図５】図３に示す既製杭のチューブ挿入用スペーサ部分の垂直方向の断面図である。
【図６】図５におけるチューブ挿入用スペーサのチューブ支持状況を示す既製杭内方から見た立面図である。
【図７】本発明に係るチューブ挿入用スペーサの好適な変形例をしめす、既設杭の水平方向断面図である。
【図８】従来技術のスペーサを示す縦孔の水平方向断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１ チューブ挿入用スペーサ
２ 既製杭
２ａ 既製杭の内周面
３ チューブ
４ チューブ支持部材
５ 誘導リング
【特許請求の範囲】
【請求項１】
既製杭の内方に配置されるチューブの該既製杭内方への挿入を誘導し、該チューブの該既製杭内方における所定位置を保持するためのスペーサであって、
上記既製杭の内周に沿う環状に形成され、上記チューブを支持しつつ、該既製杭内方へ挿入されるチューブ支持部材と、
該チューブ支持部材に上下方向に回転可能に設けられるとともに、上記既製杭の内周面と上記チューブとの接触を防止するために、該チューブに並設され、かつ該チューブよりも該既製杭の内周面側に突出される誘導リングとを備えることを特徴とするチューブ挿入用スペーサ。
【請求項２】
前記チューブが前記チューブ支持部材の外周側で支持されることを特徴とする請求項１に記載のチューブ挿入用スペーサ。
【請求項３】
前記チューブが、前記チューブ支持部材に複数支持されるとともに、前記誘導リングが、該各チューブごとに配置されることを特徴とする請求項１又は２に記載のチューブ挿入用スペーサ。
【請求項１】
既製杭の内方に配置されるチューブの該既製杭内方への挿入を誘導し、該チューブの該既製杭内方における所定位置を保持するためのスペーサであって、
上記既製杭の内周に沿う環状に形成され、上記チューブを支持しつつ、該既製杭内方へ挿入されるチューブ支持部材と、
該チューブ支持部材に上下方向に回転可能に設けられるとともに、上記既製杭の内周面と上記チューブとの接触を防止するために、該チューブに並設され、かつ該チューブよりも該既製杭の内周面側に突出される誘導リングとを備えることを特徴とするチューブ挿入用スペーサ。
【請求項２】
前記チューブが前記チューブ支持部材の外周側で支持されることを特徴とする請求項１に記載のチューブ挿入用スペーサ。
【請求項３】
前記チューブが、前記チューブ支持部材に複数支持されるとともに、前記誘導リングが、該各チューブごとに配置されることを特徴とする請求項１又は２に記載のチューブ挿入用スペーサ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−８４９７９（Ｐ２００９−８４９７９Ａ）
【公開日】平成２１年４月２３日（２００９．４．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２５９７９９（Ｐ２００７−２５９７９９）
【出願日】平成１９年１０月３日（２００７．１０．３）
【出願人】（５９１０２３４７９）ダイダン株式会社 (82)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月２３日（２００９．４．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１０月３日（２００７．１０．３）
【出願人】（５９１０２３４７９）ダイダン株式会社 (82)
【Ｆターム（参考）】
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