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杭圧入装置
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- 【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、アースオーガを自力で地盤から引き抜けるようにする。
【解決手段】 杭圧入装置は、杭チャック部２２を有して杭を掴むチャック２０と、該チャック２０を昇降する油圧シリンダとを備える。また、チャック２０には、アースオーガのケーシング１６を掴むケーシングチャック２３と、これをチャック２０内で昇降する油圧シリンダ２４とが備えられている。また、チャック２は、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を有する。そして、ケーシングチャック２３、油圧シリンダ２４及び補助ケーシングチャック２６により、クレーンを使うことなく、アースオーガを地盤から引き抜くことができる。
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- 【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、上記杭を掴むチャックと、該チャックを昇降させることにより杭の圧入を可能とする杭昇降手段と、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、上記ケーシングチャックとは別に上記ケーシングを掴む補助ケーシングチャックとが備えられていることを特徴とする杭圧入装置。
【請求項２】 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杭圧入装置であって、上記杭を掴むとともに、上記杭を軸回りに回転させるように回転可能なチャックと、該チャックを昇降させることにより上記杭の圧入を可能とする杭昇降手段とが備えられ、かつ、上記チャックに、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備えられ、上記ケーシングには、その軸回りの回転を上記チャックに係合することにより抑止する係合部材が、上記ケーシングの所定の高さ位置の部分を除いて上記ケーシングの軸方向に沿って設けられていることを特徴とする杭圧入装置。
- 【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８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８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、複数の鋼矢板を連続して圧入する際に、アースオーガで掘削を行っては、これを地盤から引き抜いて次ぎの掘削を行うことを繰り返すことになる。しかし、上記杭圧入装置は、例えば、チャックの上下動等により、アースオーガを短いスパンで昇降させることができるが、アースオーガを完全に地盤から引き抜くようなことはできなかった。従って、一つの鋼矢板を圧入した後に次ぎの鋼矢板を圧入する際には、クレーン等を用いてアースオーガを地盤から引き抜く必要があった。
【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。従って、一つの鋼矢板を圧入してから次ぎの鋼矢板を圧入する際には、チャックを左右のどちらかに１８０度回転させることになるが、この際に、チャックにアースオーガが取り付けられた状態だと、アースオーガも回転してしまうことになる。すなわち、アースオーガのケーシングには、掘削時にケーシングが回転してしまわないように、チャックに係合してケーシングの回転を防止する係合部材が設けられており、チャックに係合部材が係合した状態でチャックを回転させるとケーシング（アースオーガ）も回転することになる。
【０００５】しかし、アースオーガには、排土を行うための排土用チューブや、アースオーガを回転させる油圧モータへの油圧用配管等が取り付けられており、アースオーガを回転してしまうと、排土用チューブが回りの構造物に当たってしまったり、油圧用配管が引っ張られたりするといった問題が生じる可能性がある。そこで、ケーシングがチャックと一体に回転しないようにするには、少なくとも、ケーシングの係合部材がチャックに係合しない位置まで、ケーシングをクレーン等で吊上げ、この状態でチャックを回転させる必要があった。また、ケーシングを吊上げて、チャックからケーシングの係合部材を外しているので、再び掘削を行うために、ケーシングを降ろす際には、ケーシングの係合部材をチャックに係合するように調整する必要があった。以上のことから一本の鋼矢板を圧入し終わってから、次ぎの鋼矢板を圧入するまでに、煩雑な作業が必要となるとともに、時間を要していた。
【０００６】本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、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の作業を省力化して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。
【０００７】
【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、上記杭を掴むチャックと、該チャックを昇降させることにより杭の圧入を可能とする杭昇降手段と、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、上記ケーシングチャックとは別に上記ケーシングを掴む補助ケーシングチャックとが備えられていることを特徴とする。上記構成によれば、上記ケーシングチャックとは別に上記ケーシングを掴む補助ケーシングチャックによりケーシングを支持しながら、ケーシングチャックの昇降により、順次ケーシング付きアースオーガを上昇させることができる。従って、アースオーガをクレーンを使わずに地盤から引き抜くことができる。
【０００８】本発明の請求項２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、上記杭を掴むとともに、上記杭を軸回りに回転させるように回転可能なチャックと、該チャックを昇降させることにより上記杭の圧入を可能とする杭昇降手段とが備えられ、かつ、上記チャックに、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備えられ、上記ケーシングには、その軸回りの回転を上記チャックに係合することにより抑止する係合部材が、上記ケーシングの所定の高さ位置の部分を除いて上記ケーシングの軸方向に沿って設けられていることを特徴とする。上記構成によれば、杭（例えば、鋼矢板）を連続して圧入して、平面視して波状の矢板壁を構築するために、一本の鋼矢板を圧入した後に、次ぎの鋼矢板を圧入する際に、鋼矢板の向きを変えるためにチャックを回転させる場合に、チャックのケーシングに対する位置が上記所定の高さ位置となるようにし、かつ、ケーシング付きオーガが地盤に支持された状態で、チャックを回転させれば、ケーシングの係合部材がチャックに係合する位置にないので、チャックを回転してもケーシングが回転することがない。従って、ケーシングをクレーンで吊上げなくとも、ケーシングを回転させることなくチャックだけ回転させることができる。
【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４〜図７は、上記杭圧入装置１０のチャック２０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と、該アースオーガ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図示しないスクリューロッドが、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に図示しない排土用の管が接続されるようになっている。また、ケーシング１６の表面には、図１及び図６に示すように、上下に、例えば、突条１６ｂが形成されている。該突条１６ｂは、チャック２０の後述するケーシングチャック２３に係合して、ケーシング１６の回転を抑止するものである。また、上記突条１６ｂは、ケーシング１６の所定高さ位置としての上端部を除く部分に設けられるようになっており、図１に示すように、チャック２０に対してケーシング１６を最も下げた状態で、ケーシング１６のチャック２０より下の部分から下方に向かって延在するように突条１６ｂが形成されている。従って、チャック２０に対して上述のようにケーシング１６を下げた状態では、チャック２０に対してケーシング１６が回転可能、すなわち、ケーシング１６に対してチャック２０が回転可能となっている。なお、突条１６ｂの数は一つでもそれ以上でも良い。
【００１１】そして、上記チャック２０は、旋回部１４の前面に図４等に示す環状支持部２１を介して上下動自在に嵌合した状態とされるとともに、該環状支持部２１を介して油圧シリンダ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。また、チャック２０は、環状支持部２１の内周に沿って、後述するようにチャック２０に保持されたケーシング１６の中心軸を回転中心として左右に回転自在となっている。そして、チャック２０の断面を示す図４とチャック２０の底面を示す図７とに示されるように、チャック２０の下部の図中右側には、鋼矢板２を掴む杭チャック部２２が設けられ、該杭チャック部２２は、チャック２０内に固定的に設けられた固定保持部２２ａと、該固定保持部２２ａに対向して配置され、固定保持部２２ａに向かって伸長可能な油圧シリンダ２２ｂとを備え、固定保持部２２ａと油圧シリンダ２２ｂとにより鋼矢板２（図４においては、鋼矢板２の左右側縁部を削除して中央部のみを図示）を挟持するものである。従って、杭チャック部２２を有するチャック２０が鋼矢板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。
【００１２】また、図４と、一部を破断したチャック２０の左側面を示す図５と、チャック２０の一部を破断した平面を示す図６とに示されるように、チャック２０の図中左側には、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（図４及び図５に図示）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の右側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とが備えられており、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の内部のガイド部２０ａ、２０ａに上下動自在に嵌合しており、ガイド部２０ａ、２０ａにガイドされた状態で、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２５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の突条１６ｂに対応する溝２３ｃ…が形成されており、ケーシング１６の突条１６ｂがこれら溝２３ｃ…の一つに係合することで、掘削時のケーシング１６の回転を阻止できる。また、図４、図５及び図７に示されるように、チャック２０の最下部の図中左側には、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、チャック２０内に固定的に設けられた上記固定保持部２２ａと、該固定保持部２２ａの裏面に対向して配置され、固定保持部２２ａに向かって伸長可能な油圧シリンダ２６ａとを備えたものである。なお、固定保持部２２ａは、杭チャック部２２と共用されている。そして、補助ケーシングチャック２６は、ケーシングチャック２３より下方において、固定保持部２２ａと油圧シリンダ２６ａとによりケーシング１６を挟持できるようになっている。
【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、新たに鋼矢板２を圧入することになる。この際には、アースオーガ１７をチャック２０内のケーシングチャック２３で掴んだ状態でケーシングチャック２３をアースオーガ昇降手段である油圧シリンダ２４により下降させることで、圧入される鋼矢板２の下方を先掘りする。次ぎに、ケーシング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を引き上げるとともに、鋼矢板２を杭チャック部２２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を圧入する。
【００１５】これにより、アースオーガ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、アースオーガ１７を引き上げる際のケーシング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。次ぎに、鋼矢板２及びアースオーガ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を下降させて先掘りを行なった後に、アースオーガ１７を引き上げながら鋼矢板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を圧入していき、最終的に鋼矢板２を予め決められた深さまで圧入する。
【００１６】そして、図１に示すようにチャック２０に掴まれた鋼矢板２を圧入し終わった段階で、チャック２０から鋼矢板２を外し、鋼矢板２によりチャック２０の回転を邪魔されない位置までチャック２０を上昇させる。そして、次ぎに圧入するＵ型の鋼矢板２の凸部が前に圧入した鋼矢板２の逆となるように、チャック２０を上記環状支持部２１内で１８０度回転させる。この際に、チャック２０は、ケーシング１６を中心として回転するとともに、ケーシング１６の上述のように突条１６ｂが無い所定高さ位置にチャック２０が配置された状態で回転するので、上部を除く部分が地盤中に埋設された状態のアースオーガ１７がチャック２０内に挿入された状態で、アースオーガ１７を回転させることなくチャック２０だけを回転させることができる。従って、従来のようにクレーンでアースオーガ１７をチャック２０の回転の邪魔にならない高さまで引き上げる必要がない。また、ケーシング１６の上端部にチャック２０が配置された状態では、ケーシング１６の突条１６ｂとチャック２０の係合が外れた状態となる。しかし、ケーシング１６の突条１６ｂが係合するケーシングチャック２３の溝２３ｃ…が、互いに等間隔で４つ配置されており、９０度毎に溝２３ｃ…が配置されていることになるので、ケーシング１６に対してチャック２０を１８０度回転させた場合には、ケーシング１６の突条１６ｂの位置と、ケーシングチャック２３に設けられた溝２３ｃ…の位置が再び一致することになる。従って、この状態、例えば、チャック２０に対してケーシング１６を上昇させれば、そのまま、再び、チャック２０にケーシング１６が係合する。なお、ケーシング１６の突条１６ｂが設けられない所定高さ位置とは、必ずしも、ケーシング１６の上端部でなくとも良いが、ケーシング１６の上端部にチャック２０が配置された状態、すなわち、ケーシング１６の上端部を除く部分が略地盤に埋設されて地盤に支持された状態で、ケーシング１６に対してチャック２０が回転可能となることが好ましい。
【００１７】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。なお、アースオーガ１７を地盤から引き抜いた状態でも、アースオーガ１７がケーシングチャック２３に掴まれているので、ケーシング１６の突条１６ｂとチャック２０とが係合した状態が保たれる。
【００１８】次ぎに、杭圧入装置のサドル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を次ぎの杭圧入位置に前進させ、チャック２０に鋼矢板２をセットして、再び、上述のように鋼矢板２を圧入する。そして、このような鋼矢板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。そして、上述のように、一つの鋼矢板２を圧入し終わってから次ぎの鋼矢板２を圧入する際に、クレーンでアースオーガ１７を引き上げることなく、チャック２０の回転と、アースオーガ１７の地盤からの引き抜きを行うことができるので、一つの鋼矢板２を圧入し終わってから次ぎの鋼矢板２を圧入するまでの作業の簡略化及び省力化を図ることができ、かつ、作業時間の短縮を図ることができる。なお、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、補助ケーシングチャック２６を設けることにより、先掘りを行うケーシング付きアースオーガ１７をクレーンなしで地盤から引き抜くことができる。また、一つの鋼矢板２を圧入し終わってから次ぎの鋼矢板２を圧入する際に、鋼矢板２を左右逆向きに圧入する必要がない矢板や杭を圧入する杭圧入装置においては、ケーシング１６の所定高さ位置に、突条１６ｂ、すなわち、チャック２０との回転防止用の係合部材を設けないようにする必要はない。
【００１９】
【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、補助ケーシングチャックを設けたことにより、クレーンで吊上げることなく、ケーシングチャック、アースオーガ昇降手段及び補助ケーシングチャックによりアースオーガを地盤から引き抜くことができる。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ために鋼矢板を圧入した後にチャックを回転する必要がある場合に、チャックがケーシングの回転止め用の係合部材がない所定高さ位置に配置された状態で、チャックを回転するようにすれば、クレーンによりチャックからケーシングを引き抜くことなく、チャックを回転することができる。さらに、請求項１記載のように補助ケーシングチャックを設ければ、一つの鋼矢板を圧入し終わってから次ぎの鋼矢板を圧入する際に、クレーンでアースオーガを吊上げる必要がなくなり、連続して杭を圧入する際に、作業の省力化と作業時間の短縮を図ることができる。
- 【公開番号】特開２０００−２０７１（Ｐ２０００−２０７１Ａ）
【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１０−１６５６５７
【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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