杭圧入装置
- 【要約】
【課題】 ケーシング付きアースオーガで先掘りしながら杭を圧入する杭圧入装置において、杭の圧入の迅速化を図る。
【解決手段】 杭圧入装置は、前後に二つ配置された杭チャック部２０ａにより二本の杭（鋼矢板２）を並んだ状態に掴むチャック２０を有する。また、このチャック２０を昇降する油圧シリンダ１５を有する。チャック２０には、前後にそれぞれ杭に対応してアースオーガ１７のケーシング１６を掴む二つのケーシングチャックが備えられている。また、ケーシングチャックは、それぞれチャック２０内で油圧シリンダにより昇降自在となっている。従って、一度に二本の杭をそれぞれアースオーガ１７で先掘りしながら圧入できるようになっており、杭の圧入作業を迅速化することができる。また、アースオーガを引抜ながらアースオーガの引抜抵抗力から反力を取って二本の杭をそれぞれ圧入することができる。
- 【特許請求の範囲】
【請求項１】 杭を地盤に圧入するに際し、ケーシング付きアースオーガで杭を圧入する部分や圧入部近傍を掘削して杭を圧入する杭圧入装置であって、上記杭を連続して複数並べた状態に掴むチャックと、該チャックを昇降させることにより複数の上記杭を連続して並べた状態に圧入する杭昇降手段とが備えられ、かつ、上記アースオーガのケーシングを掴むケーシングチャックと、該ケーシングチャックを昇降させることにより、上記杭に沿って上記アースオーガの昇降を行うアースオーガ昇降手段とが上記チャックに掴まれた各杭毎にそれぞれ設けられていることを特徴とする杭圧入装置。
【請求項２】 上記杭がＵ型の鋼矢板とされ、上記チャックが複数の上記鋼矢板を並べた状態に掴む際に、並んだ上記鋼矢板の凸部が交互に左右を向くようにしていることを特徴とする請求項１記載の杭圧入装置。
【請求項３】 上記チャックに掴まれた各杭毎にそれぞれ設けられたケーシングチャックにケーシングを掴まれることにより、複数並んだ状態で配置されるアースオーガの回転方向が交互に逆向きとなっていることを特徴とする請求項１または２記載の杭圧入装置。
- 【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、硬質地盤においても矢板等の杭を圧入可能とするために、アースオーガによる掘削を併用して杭を圧入する杭圧入装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、既設の杭から反力を取って新たに杭を地盤に圧入する図５に示すような杭圧入装置１が知られている。この杭圧入装置１は、既に打ち込まれた杭（Ｕ型の鋼矢板２…）をクランプ３…で掴んで、既設の鋼矢板２…から反力を取った状態で、チャック４に掴まれた鋼矢板２を、チャック４を降下させることにより地盤に圧入するものである。また、図５に示される杭圧入装置１においては、油圧だけで鋼矢板２を圧入することが困難な硬質地盤に対しても、鋼矢板２を圧入できるように、ケーシング付きアースオーガ５で先掘りしながら、鋼矢板２を圧入できるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記杭圧入装置においては、硬質地盤に鋼矢板を圧入するために、ケーシング付きアースオーガで先掘りを行っているとともに、上述のような杭圧入装置では、例えば、油圧シリンダで鋼矢板の圧入や、アースオーガの掘削時の降下を行っている。そして、油圧シリンダは、その一回の動作による昇降距離があまり長くないので、アースオーガの掘削時の降下や、鋼矢板の圧入に際しては、油圧シリンダを何度も作動させる必要があるとともに、例えば、油圧シリンダを伸ばした際に、アースオーガの掘削時の降下や、鋼矢板の圧入が行われるものとすれば、油圧シリンダを縮める間は、待ちの時間となり、油圧シリンダを繰り返し作動させる度に待ちの時間が生じることになる。従って、アースオーガで先掘りしながら鋼矢板を圧入するのには、時間がかかることになる。
【０００４】また、Ｕ型の鋼矢板を地盤に連続して圧入することにより矢板壁を構築する場合には、一般的にＵ型の鋼矢板の突出する側を一本ずつ交互に左右に向けることで、矢板壁が平面視して波状となるようにしており、上記杭圧入装置では、チャックを左右に回転させることにより、鋼矢板の向きを一本ずつ左右に変えられるようになっている。また、この際には、アースオーガをクレーン等で引き上げて、アースオーガがチャックと共に回転しないようにしている。従って、一本の鋼矢板を圧入してから次ぎの鋼矢板を圧入するまで、アースオーガの吊上げやチャックの回転を行う必要があり、圧入作業に時間がかかっていた。
【０００５】本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、アースオーガによる掘削を併用して杭を圧入する際に、作業の簡略化及び作業時間の短縮を図れる杭圧入装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の杭圧入装置は、杭を地盤に圧入するに際し、ケーシング付きアースオーガで杭を圧入する部分を掘削して杭を圧入するものであり、上記杭を連続して複数並べた状態に掴むチャックと、該チャックを昇降させることにより複数の上記杭を連続して並べた状態に圧入する杭昇降手段とが備えられ、かつ、上記アースオーガのケーシングを掴むケーシングチャックと、該ケーシングチャックを昇降させることにより、上記杭に沿って上記アースオーガの昇降を行うアースオーガ昇降手段とが上記チャックに掴まれた各杭毎にそれぞれ設けられていることを特徴とする。上記構成によれば、複数本の杭を同時に圧入することができるので、アースオーガで先掘りしながら杭を圧入するものとしても、作業時間を短縮することができる。
【０００７】本発明の請求項２記載の杭圧入装置は、上記杭がＵ型の鋼矢板とされ、上記チャックが複数の上記鋼矢板を並べた状態に掴む際に、並んだ上記鋼矢板の凸部が交互に左右を向くようにしていることを特徴とする。上記構成によれば、鋼矢板をその凸部が交互に左右を向くように連続して圧入する際に、チャックにおいて既に、複数本の鋼矢板がその凸部が交互に左右を向くように掴まれ、この状態で鋼矢板が圧入されるので、鋼矢板を圧入するたびに、チャックを回転させて次ぎに圧入する鋼矢板の向きを変える必要がなく、作業時間の短縮を図ることができる。なお、鋼矢板の凸部が交互に左右を向くように連続して鋼矢板を圧入する際には、鋼矢板を偶数本ずつ圧入することが好ましい。
【０００８】本発明の請求項３記載の杭圧入装置は、上記チャックに掴まれた各杭毎にそれぞれ設けられたケーシングチャックにケーシングを掴まれることにより、複数並んだ状態で配置されるアースオーガの回転方向が交互に逆向きとなっていることを特徴とする。上記構成によれば、複数並んで配置されたアースオーガにおいて、交互に回転方向を逆にすることにより、アースオーガの回転により生じる反力が相殺されるので、上記反力が杭の圧入に影響するのを防止できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態の一例の杭圧入装置を図面を参照して説明する。図１〜図３は、この一例の杭圧入装置１０を示すものであり（図２及び図３ではアースオーガを省略）、図４は、圧入されるＵ型の鋼矢板２を示すものである。図１〜図３に示すように、杭圧入装置１０は、従来の杭圧入装置と同様に、既設のＵ型の鋼矢板２…を掴むクランプ１１…を下部に備えたサドル１２と、該サドル１２に対して前後にスライド移動するスライドベース１３と、スライドベース１３上で旋回する旋回部１４と、旋回部１４の前方において油圧シリンダ１５、１５により昇降可能で、かつ、鋼矢板２、２を掴むチャック２０と、先掘り用のケーシング付きアースオーガ１７、１７と、該アースオーガ１７、１７の油圧モータ１８に油圧を供給するホース（図示略）が巻き取られるリール１９とを備えたものである。
【００１０】図１に示すように、上記アースオーガ１７には、円筒状のケーシング１６が備えられるとともに、ケーシング１６内に、先端にビットを有するとともに外周に沿って上下に螺旋状に設けられたスクリューを有するスクリューロッド１７ａが、上記油圧モータ１８により回転可能に設けられている。また、ケーシング１６の上端部には、掘削土砂を排土するための排土部１６ａが設けられ、該排土部１６ａに排土用の管１６ｂ（上端部だけを図示）が接続されるようになっている。なお、この一例で用いられる二本のケーシング付きアースオーガ１７においては、それぞれの油圧モータ１８，１８の回転方向が逆になっている。
【００１１】上記チャック２０は、図１〜図３に示すように、旋回部１４の前面に上下動自在に嵌合した状態とされるとともに、油圧シリンダ１５，１５に取り付けられて、上下に駆動されて昇降するようになっている。そして、チャック２０は、図１に示すように前部２１と後部２２とにおいて、それぞれ、鋼矢板２、２と、ケーシング付きアースオーガ１７、１７とを支持できるようになっている。そして、チャック２０の前部２１と後部２２とには、それぞれの下部に、鋼矢板２を掴む杭チャック部２０ａ（図３に外部を図示）が設けられている。該杭チャック部２０ａは、鋼矢板２を挟持するための油圧シリンダ（図示略）を備えたものであり、チャック２０内の図示しない固定部材に鋼矢板２を油圧シリンダが押し付けることで、鋼矢板２を掴めるようになっている。従って、二つの杭チャック部２０ａを有するチャック２０が二本の鋼矢板２、２を掴むことになり、チャック２０を昇降する油圧シリンダ１５，１５が杭昇降手段となる。また、チャック２０においては、図２に示すように前後に二本連続して並んだ状態に掴まれるＵ型の鋼矢板２、２の凸部の向きが前後で互いに逆になるようになっている。すなわち、上記チャック２０が複数の上記鋼矢板２，２を並べた状態に掴む際に、並んだ上記鋼矢板２，２の凸部が交互に左右を向くようにしている。
【００１２】また、チャック２０の前部２１及び後部２２には、それぞれ、図２に示すように、上記ケーシング１６を掴むケーシングチャック２３が設けられるとともに、ケーシングチャック２３を、チャック２０内で昇降させる油圧シリンダ２４が設けられている。そして、ケーシングチャック２３には、ケーシング１６を挿通させる挿通孔を備えた保持部２３ａと、該保持部２３ａの内面に向かってケーシング１６の外周面からケーシング１６を押圧する油圧シリンダ２３ｂとが備えられている。そして、該保持部２３ａに挿通されたケーシング１６をケーシング１６の外側に配置された油圧シリンダ２３ｂで、油圧シリンダ２３ｂに略対向する保持部２３ａの内面に押し付けることで、ケーシング付きアースオーガ１７をＵ型の鋼矢板２の略凹部内に挟持できるようになっている。
【００１３】また、ケーシングチャック２３は、チャック２０の内部に上下動自在に嵌合しており、この状態で、油圧シリンダ２４により昇降できるようになっている。また、チャック２０内部には、ケーシングチャック２３のストロークを検知するストロークセンサ（図示略）が設けられている。また、上記保持部２３ａの内面及び油圧シリンダ２３ｂのケーシング１６への当接面には、上記ケーシング１６の外面に上下に形成された突条に対応する溝が形成されており、ケーシング１６の突条がこれら溝に係合することで、掘削時のケーシング１６の回転を阻止できるようになっている。また、図３に示すように、チャック２０の最下部には、上記ケーシングチャック２３とは別に、ケーシング１６を掴む補助ケーシングチャック２６が設けられ、該補助ケーシングチャック２６は、ケーシング１６を挟持するための油圧シリンダ（図示略）有するものである。
【００１４】次ぎに、以上のような杭圧入装置により鋼矢板２を地盤に圧入して矢板壁を形成する方法を説明する。まず、図１に示すように、杭圧入装置１０は、既設の鋼矢板２…をクランプ１１…により掴んだ状態で、新たに二本の鋼矢板２を一度に圧入することになる。この際には、二本のアースオーガ１７をチャック２０内の前後のケーシングチャック２３、２３で掴んだ状態でケーシングチャック２３、２３をアースオーガ昇降手段である前後の油圧シリンダ２４、２４により下降させることで、圧入される二本の鋼矢板２、２の下方を先掘りする。次ぎに、ケーシング１６，１６を掴んだケーシングチャック２３を上昇させることによりアースオーガ１７、１７を引き上げるとともに、鋼矢板２、２を杭チャック部２０ａで掴んだチャック２０を杭昇降手段となる油圧シリンダ１５，１５で下降させて鋼矢板２、２を圧入する。
【００１５】これにより、アースオーガ１７、１７を引き上げることで形成された空間に土砂を押込みながら鋼矢板２、２が圧入されるので、硬質地盤でも杭を確実に圧入することができるとともに、杭圧入装置１０は、自身の重量、掴んだ既設の杭の重量及び引抜抵抗力から反力を取るだけではなく、二本のアースオーガ１７、１７を引き上げる際のケーシング１６、１６の引抜抵抗力からも反力を取ることができるので、杭圧入時の反力に対して余裕を持った状態で、杭を圧入することができる。すなわち、安定した状態で杭を圧入することができる。また、この際のケーシング１６，１６の引抜抵抗力は、ケーシング１６，１６が複数あることによりケーシング１６を一本だけ引き抜いた場合に比較して大きなものとなる。
【００１６】従って、既設の杭よりも新たに圧入される杭に近い位置で大きな反力を取ることができるので、より安定した状態で杭を圧入できる。また、引き抜かれるケーシングから十分に反力を取ることができるのならば、既設の杭から取る反力が少なくとも安定して杭を圧入できるので、例えば、図１に示すように、四つのクランプ１１…で四本の鋼矢板２…を掴むことにより既設の杭から反力を取っていたものを、例えば、三つもしくは二つのクランプ１１…で三本もしくは二本の既設の鋼矢板２…を掴んで二本もしくは三本の既設の杭から反力を取るように変更することも可能となる。この際には、クランプ１１…の数を減らすことにより、杭圧入装置の小型化及び軽量化を図ることができる。また、二本のアースオーガ１７，１７による先掘りに際しては、二本のアースオーガ１７，１７の回転方向が互いに逆になっているので、回転により生じる反力が互いに相殺されることになり、アースオーガ１７，１７の回転により圧入される鋼矢板２，２が、例えば、既設の鋼矢板２…から離れるように変位するのを防止することができる。
【００１７】次ぎに、鋼矢板２、２及びアースオーガ１７、１７を放した状態で、チャック２０を油圧シリンダ１５，１５により上昇させ、再び、上述のようにアースオーガ１７、１７を下降させて先掘りを行なった後に、アースオーガ１７、１７を引き上げながら鋼矢板２、２を下方に圧入する。そして、以上の動作を繰り返し行うことにより、順次鋼矢板２、２を圧入していき、最終的に鋼矢板２、２を予め決められた深さまで圧入する。これにより二本ずつ鋼矢板２、２が圧入されるので、圧入作業の迅速化を図ることができる。また、図４に示すように、二本のＵ型の鋼矢板２，２がその凸部を互いに異なるように左右に向けているので、二本ずつ鋼矢板２，２を圧入していくと、交互に凸部の向きを左右に変えた状態となり、平面視して波状になるように矢板壁が形成されることになる。従って、一本ずつ鋼矢板２を圧入した場合のように、鋼矢板２を一本圧入した後に、次ぎの鋼矢板２を圧入する際に、鋼矢板２の向きを左右逆にするために、チャック２０を１８０度回転させる必要がなく、また、チャック２０と一体にアースオーガ１７が回転してしまうのを防止するためにチャック２０からアースオーガ１７を引き上げる必要もないので、さらに圧入作業の迅速化を図ることができる。
【００１８】次ぎに、アースオーガ１７を地盤から引抜くことになるが、この際には、上記補助ケーシングチャック２６があるので、アースオーガ１７を掴んだ状態のケーシングチャック２３を油圧シリンダ２４で上昇させ、次いで、アースオーガ１７のケーシング１６を補助ケーシングチャック２６で掴み、この状態で、ケーシングチャック２３からアースオーガ１７を放して、ケーシングチャック２３を下降させ、再び、ケーシングチャック２３でアースオーガ１７を掴み、次いで、補助ケーシングチャック２６がアースオーガ１７を放した状態で再びアースオーガ１７を掴んだケーシングチャック２３を上昇させる。このような動作を繰り返すことにより、アースオーガを地盤から完全に引抜いた状態とすることができる。従って、地盤に支持されていない状態のアースオーガ１７をケーシングチャック２３から放しても、アースオーガ１７が落ちてしまうことがないので、クレーンを使用せずにアースオーガ１７を地盤から引抜くことができる。
【００１９】次ぎに、杭圧入装置１０のサドル１２に対してスライドベース１３を前方にスライド移動させることにより、チャック２０を次ぎの二本の杭圧入位置に前進させ、チャック２０に二本の鋼矢板２をセットして、再び、上述のように二本の鋼矢板２、２を圧入する。そして、このような鋼矢板２、２の圧入を繰り返し行うことにより、矢板壁を構築することができる。なお、杭圧入装置１０は、鋼矢板２上を自走可能となっており、順次杭圧入装置１０を前進させて鋼矢板２を連続して圧入することができる。また、言うまでもなく、杭圧入装置１０においては、チャック２０に一本だけ鋼矢板２をセットして圧入することも可能である。
【００２０】そして、この際には、チャック２０の後部２２に鋼矢板２をセットするとともに、チャック２０の前部２１及び後部２２の両方にアースオーガ１７をセットするようにすれば、杭圧入装置１０のチャック２０により後部２２で鋼矢板２を圧入するとともに、前部２１側でアースオーガ１７により地盤の掘削、すなわち、地盤の揉み込みができる。このようにすれば、チャック２０の前部２１のアースオーガ１７で地盤を先揉みした後に、後部２２のアースオーガ１７で先掘りしながら杭を圧入することができるので、より硬い地盤に対しても杭を圧入することが可能となる。なお、上述の波状の矢板壁を構築する場合には、チャック２０もしくはその一部が左右に回転できるようになっていることが好ましい。また、本発明の杭圧入装置は、鋼矢板２用に限定されるものではなく、他の鋼管矢板、Ｈ型矢板、Ｚ型矢板、直線型矢板、コンクリート矢板等や他の矢板以外の杭にも応用できる。
【００２１】
【発明の効果】本発明の請求項１記載の杭圧入装置によれば、複数本の杭を同時に圧入することができるので、杭の圧入の作業時間を短縮することができる。また、ケーシングチャックに掴まれたアースオーガにより先掘りを行い、アースオーガを引く抜きながら杭を圧入することにより、アースオーガの引抜抵抗力から反力を取って杭を圧入できるとともに、複数本のアースオーガの引抜抵抗力から反力を取れるので、安定して杭を圧入できる。また、杭圧入装置が既存の複数本の杭から反力取って新たに杭を圧入するものである場合に、上述のように複数本のアースオーガの引抜抵抗力から大きく反力を取れるので、反力を取る杭の数を減らすことができ、これにより杭圧入装置の小型化及び軽量化を図ることができる。
【００２２】本発明の請求項２記載の杭圧入装置によれば、鋼矢板の左右を交互に変更するようにして連続して地盤に複数の鋼矢板を圧入する際に、チャックを回転しなくとも、順次、チャックにより複数本の杭を圧入していくだけで、鋼矢板の凸部が交互に左右を向くように鋼矢板を圧入できる。従って、チャックを回転する作業及びそれに付随する作業が必要なくなるので、杭の圧入作業の省力化及び作業時間の短縮を図ることができる。
【００２３】本発明の請求項３記載の杭圧入装置によれば、複数並んで配置されたアースオーガにおいて、交互に回転方向を逆にすることにより、アースオーガの回転により生じる反力が相殺されるので、反力が杭の圧入に影響するのを防止できる。
- 【公開番号】特開２０００−２０７０（Ｐ２０００−２０７０Ａ）
【公開日】平成１２年１月７日（２０００．１．７）
【発明の名称】杭圧入装置
- 【出願番号】特願平１０−１６５６５５
【出願日】平成１０年６月１２日（１９９８．６．１２）
【出願人】
【識別番号】０００１４１５２１
【氏名又は名称】株式会社技研製作所
- 【代理人】
【識別番号】１０００９００３３
【弁理士】
【氏名又は名称】荒船 博司
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