(57)【要約】【課題】クレーン作業車両で重量のあるアースオーガ掘進機を吊支することなく、低い位置でアースオーガの回転駆動ができるので、安全性が高いパイル圧入機及びパイル圧入工法を提供する。【解決手段】既設杭クランプ３によって既設杭上に定置される基盤４と、前記基盤４の上面にあって前後移動可能なスライドベース５と、該スライドベース５の上方に立設された杭圧入機本体としてのマスト６と、該マスト６の側方に昇降自在に配設された杭圧入シリンダ７及び昇降体２０と、該昇降体２０の下方に旋回自在に配設された杭掴み装置とを設けたパイル圧入機にアースオーガのオーガ駆動装置２８を設けた。【選択図】図１
2020143440.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
既設杭クランプによって既設杭上に定置される基盤と、前記基盤の上面にあって前後移動可能なスライドベースと、該スライドベースの上方に立設された杭圧入機本体としてのマストと、該マストの側方に昇降自在に配設された杭圧入シリンダ及び昇降体と、該昇降体の下方に旋回自在に配設された杭掴み装置とを設けたパイル圧入機にアースオーガのオーガ駆動装置を設けたことを特徴とするパイル圧入機。
【請求項２】
アースオーガのオーガ駆動装置は、アースオーガの駆動用モータと該駆動用モータにより回転駆動する回転伝達機構を備え、該回転伝達機構にはアースオーガのケリーバをスライド自在に貫通させ、かつ、回転させる回転体を設けた請求項１記載のパイル圧入機。
【請求項３】
アースオーガのケリーバをスライド自在に貫通させる回転体を内蔵する保持部本体を中央にして左右に出るアーム端にシートパイルのフランジでスライドガイドするガイド部を設けた振れ止め冶具を併用する請求項1または請求項２記載のパイル圧入機。
【請求項４】
請求項１のパイル圧入機を使用し、杭圧入シリンダによるシートパイルの圧入に先行させてパイル圧入機に設けたアースオーガのオーガ駆動装置によりアースオーガのケリーバを回転させ、ケリーバ先端のオーガヘッドで掘削することを特徴としたパイル圧入工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はパイル圧入機及びパイル圧入工法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から汎用されている静荷重型杭圧入引抜機による杭圧入工法は、既設杭で反力を取りつつ杭圧入引抜シリンダを利用して鋼矢板等で成るパイルを地中に圧入し、かつ、引抜く工法であり、騒音を低減した無公害型装置として広く利用されている。更にこのような静荷重型杭圧入引抜機にアースオーガを併用して、硬い地盤へのパイルの圧入と引抜きを行う工法も知られている。
【０００３】
このような装置では、パイルを地盤にしっかり圧入するためにパイルの圧入が先行し、これにアースオーガの掘進が後続するのが通例であるが、パイルの圧入先行が困難な硬い地盤の場合には、この硬い個所を先にアースオーガで掘進することによってパイルの圧入を容易にする工法を取ることが望まれる。
【０００４】
下記特許文献には、地盤に並べて建込まれたパイルを掴むクランプと、該クランプに隣接して配置されて、該クランプとの間に相対的上下駆動ならびにパイル並列方向へのパイル建て込みピッチ以上の相対的前後駆動が可能なチャックを備え、該チャックがアースオーガのケーシングとこれに並べたパイルを合して両側方から掴む相対向する可動掴みメンバー、及びその一方の可動掴みメンバーと協働してアースオーガのケーシングに固定した、かつ、これの長手方向に延びるラグを掴む固定掴みメンバーとから成るパイル圧入機の構成が開示されている。
【特許文献１】特開昭６０−１１２９２５号公報
【０００５】
かかるパイル圧入機によれば、必要に応じてパイル圧入先行よりアースオーガ掘進及びパイル圧入を先行にしたり、アースオーガ掘進先行からパイル圧入先行に転身することが可能であり、地盤等の条件に応じたパイル圧入作業を実施することが出来る。
【０００６】
しかしながら、このような従来の静荷重型杭圧入引抜機を用いた杭圧入工法は、長尺のパイルを圧入する場合とか、地盤がレキとか土炭等の比較的硬質の場合には３点支持したやぐらを装備した大きなベースマシーンを必要とするため、作業現場のスペースを広く取ることが要求される上、大きなやぐらによって作業現場近所の住民とか通行人に威圧感を与えてしまうという課題があり、更に土炭等硬質の地盤での施工が困難であるという難点がある。
【０００７】
また、比較的硬質の地盤についてはアースオーガの併用によってパイルを圧入させることが可能であるが、オーガスクリュー先端のヘッド直径をケーシングの外径よりも大きく取ることが出来ず、掘進性能に限界が存在するとともに、固定掴みメンバーがケーシングの外径に沿っている構造であるため、現場でのケーシングの溶接とか運搬による歪変形によって固定掴みメンバーとケーシングとの位置関係に狂いが生じてしまい、建込杭が固定掴みメンバーのチャック部へ入らなくなってしまうことがあるという問題点を有している。
【０００８】
下記特許文献はこのような従来のパイル圧入機が有している課題を解消して、作業現場のスペースを格別広くとることがなく、しかもアースオーガの掘進性能を高めてパイル圧入もしくは引抜時の作業性を改善したものとして提案された。
【特許文献２】特開平７−１２７０６０号公報
【０００９】
図１０に示すように、パイル圧入機は、既設杭クランプ３を設けて既設杭１上に定置する基盤４の上面には、進行方向に対して前後移動可能なスライドベース５を設け、該スライドベース５の上方に杭圧入引抜機本体としてのマスト６を立設した。
【００１０】
前記マスト６の側方に杭圧入シリンダ７と昇降体２０とを昇降自在に配設し、更に該昇降体２０の下方には杭（パイル）掴み装置８を旋回自在に配設した。
【００１１】
前記基盤４の上面に設けられたスライドベース５は、杭の建込ピッチの２倍以上のストロークを有するように構成されており、これによってマスト６と杭掴み装置８とが既設杭クランプ３によりクランプされている既設杭１より進行方向に２枚の建込杭が圧入可能となる。２は建込杭である。
【００１２】
前記杭掴み装置８は図１１に示すように、アースオーガ用のケーシング１３に対するものとして、ケーシング受け側チャックシリンダ１０を有するケーシング受けチャック爪９と、建込杭チャックシリンダ１２を有するは建込杭チャック爪１１とからなる。
【００１３】
建込杭チャック爪１１の開放時には、ケーシング１３の円周方向のケーシング外径に対してケーシング受けチャック爪９との間に適当なスペースαを設けてある。後述するように杭掴み装置８によってケーシング１３及び建込杭２を打ち込み又は引抜き可能となっている。
【００１４】
一方、上記ケーシング１３の建込杭２との当接部上方には、杭掴み装置８へケーシング１３を挿入する際の落下を防止する建込杭押えチャック１９を設けた。
【００１５】
更にこの建込杭押えチャック１９の上方には、ケーシング１３と一体にアースオーガリーダ１５が形成されており、該アースオーガリーダ１５の側方にアースオーガ掘進機１６が昇降可能に配設されている。１７はオーガスクリュー，１８はオーガヘッドである。
【００１６】
前記ケーシング１３には杭掴み装置８の開放時にアースオーガ掘進機１６の回転時の回転止め部材１４を突設しており、杭掴み装置８には該回転止め部材１４に対応する切欠部８ａを形成した。
【００１７】
使用に際しては、先ず既設杭１を既設杭クランプ３によってクランプし、杭掴み装置８を用いてケーシング１３と建込杭２をチャックして杭圧入シリンダ７の働きにより建込杭２の圧入又は引抜作業を実施する。この時に既設杭クランプ３により反力を取ることによって作業時の安定な姿勢を得ることができる。
【００１８】
前記動作時に、杭圧入時にはケーシング１３が建込杭２と当接しており、ケーシング受けチャック爪９、建込杭チャック爪１１により挾持されている。
【００１９】
ケーシング受けチャック爪９及び建込杭チャック爪１１の開閉は、ケーシング受け側チャックシリンダ１０と建込杭チャックシリンダ１２により行い、ケーシング受けチャック爪９、建込杭チャック爪１１の開放は、ケーシング１３とケーシング受けチャック爪９との間に設けられた前記スペースαを利用して行う。
【００２０】
一方、作業の進行に際して上記既設杭クランプ３のクランプ位置は順次進行方向に噛合位置を変更しなければならないが、既設杭クランプ３は進行方向に対して直角にスライド可能な構成としてあり、これによって既設杭のクランプ位置を変更することができる。
【００２１】
杭圧入機本体の自力移動は、２枚目の建込杭の圧入途中で既設杭クランプ３を開放し、杭圧入引抜シリンダ７の働きにより基盤４を上昇させ、スライドベース５を１本目の位置へ戻す。これに伴って基盤４と既設杭クランプ３は進行方向へパイル１ピッチ分前進移動する。
【００２２】
次に既設杭クランプ３を既設杭１の噛合位置に変更してから基盤４を下降させる。これにより圧入引抜機本体の自力移動が可能となり、順次自力移動する事によって杭の圧入作業を継続させることができる。
【００２３】
アースオーガ掘進機１６の下降方法としては、オーガスクリュー１６の正転掘削による自重による下降とし、引き上げはオーガスクリュー１６を逆転させ、排土しながら引き上げる。排土不足によって引き上げが不能な場合は、クレーンにより補助的にオーガ掘進機１６を吊り上げて実施すれば良い。
【００２４】
建込杭の組立要領としては、図１２に示したように、クレーン作業車両２３に配備されたクレーン２４のワイヤに吊支されたフック２５によりアースオーガ掘進機１６を吊り上げ、ケーシング１３を垂直に支持する。次にクレーン２４の補巻用ワイヤ２６を用いて建込杭２を引き上げる。
【００２５】
この時ケーシング１３の下部に固着された掛け金具２１に建込杭２の下部に固着されている止め金具２２を引っかける。
【００２６】
このようにして引き上げられた建込杭２を建込杭押えチャック１９でチャックする。
【００２７】
そして図１３に示すようにケーシング１３をクレーンにて杭掴み装置８へ挿入し、前記したケーシング受けチャック爪９と建込杭チャック爪１１を用いて強固にチャックする。
【００２８】
次に図１４に示すように、アースオーガ掘進機１６を正転させながら杭圧入シリンダ７の作用によりケーシング１３及び建込杭２を地盤に同時に圧入する。
【００２９】
この時に地盤が硬い場合には、図１５に示したようにはアースオーガ掘進機１６のみを正転掘削させて圧入抵抗を軽減させる。
【００３０】
次に図１６に示すように圧入ストロークが完了した時点で杭掴み装置８を開放し、杭圧入シリンダ７の作用によって杭掴み装置８を上昇させる。
【００３１】
そして前記図１４〜図１６に示す工程を繰返し行うことにより建込杭２を所定深さまで圧入する。
【００３２】
なお、建込杭２の圧入完了時の先端部の水切り又は土圧が必要な場合には、図１７に示すように、アースオーガ掘進機１６による先行掘削をやめて、建込杭２を先行させる。この作業は予め先行深さを決めておき、杭掴み装置８を開放してからアースオーガ掘進機１６を逆転させると、排土力によりケーシング１３が上昇する。この動作により建込杭２の先行位置を確保することが出来る。
【００３３】
次に図１８に示すように、杭掴み装置８によって建込杭２の上端を決められた高さになるまで圧入して圧入作業を完了する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３４】
前記特許文献２のパイル圧入機は、安全性の点で大きな難点がある。それは、オーガを先行させて圧入引抜機による圧入と同時に施工するオーガ併用圧入作業を可能となるものであるが、図１２に示すように、クレーン作業車両２３に配備されたクレーン２４のワイヤに吊支されたフック２５によりアースオーガ掘進機１６を吊り上げ、ケーシング１３を垂直に支持し、さらにクレーン２４の補巻用ワイヤ２６を用いて建込杭２を引き上げるものであり、クレーン２４のブームにはアースオーガ掘進機１６を含めた大きな荷重がかかり、ブームの破損やクレーン２４の転倒を惹起するおそれがある。
【００３５】
本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、クレーン作業車両で重量のあるアースオーガ掘進機を吊支することなく、低い位置でアースオーガの回転駆動ができるので、安全性が高いパイル圧入機及びパイル圧入工法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３６】
前記目的を達成するため請求項１記載の本発明は、パイル圧入機として、既設杭クランプによって既設杭上に定置される基盤と、前記基盤の上面にあって前後移動可能なスライドベースと、該スライドベースの上方に立設された杭圧入機本体としてのマストと、該マストの側方に昇降自在に配設された杭圧入シリンダ及び昇降体と、該昇降体の下方に旋回自在に配設された杭掴み装置とを設けたパイル圧入機にアースオーガのオーガ駆動装置を設けたことを要旨とするものである。
【００３７】
請求項１記載の本発明によれば、常にアースオーガを先行させて圧入機による圧入と同時に施工するアースオーガ併用圧入作業を可能とし、また、アースオーガの駆動はパイル圧入機に設けたアースオーガのオーガ駆動装置で行うのでクレーン作業車両で重量のあるアースオーガ掘進機を吊支することなく、低い位置で行うことができる。
【００３８】
請求項２記載の本発明は、アースオーガのオーガ駆動装置は、アースオーガの駆動用モータと該駆動用モータにより回転駆動する回転伝達機構を備え、該回転伝達機構にはアースオーガのケリーバをスライド自在に貫通させ、かつ、回転させる回転体を設けたことを要旨とするものである。
【００３９】
請求項２記載の本発明によれば、アースオーガのオーガ駆動装置は、アースオーガのケリーバをスライド自在に貫通させ、かつ、回転させる回転体を設けた回転伝達機構を備えるもので、低い位置でケリーバを回転させることでアースオーガの駆動を行うことができ、また、ケリーバに沿ってスライドできるのでアースオーガの掘削進行を確実なものとすることができる。
【００４０】
請求項３記載の本発明は、アースオーガのケリーバをスライド自在に貫通させる回転体を内蔵する保持部本体を中央にして左右に出るアーム端にシートパイルのフランジでスライドガイドするガイド部を設けた振れ止め冶具を併用することを要旨とするものである。
【００４１】
請求項３記載の本発明は、シートパイルのフランジでスライドガイドするガイド部を設けた振れ止め冶具を併用することでより安定した掘削が可能となる。また、この振れ止めはアースオーガのケリーバに沿って移動できるので、オーガヘッドをその近傍で保持して安定した掘削を可能にすることができる。
【００４２】
請求項４記載の本発明は、パイル圧入工法として、請求項１のパイル圧入機を使用し、杭圧入シリンダによるシートパイルの圧入に先行させてパイル圧入機に設けたアースオーガのオーガ駆動装置によりアースオーガのケリーバを回転させ、ケリーバ先端のオーガヘッドで掘削することを要旨とするものである。
【００４３】
請求項４記載の本発明によれば、アースオーガを先行させて圧入機による圧入と同時に施工するアースオーガ併用圧入作業において、アースオーガのオーガ駆動装置によりアースオーガのケリーバを回転させ、ケリーバ先端のオーガヘッドで掘削するが、アースオーガのオーガ駆動装置はパイル圧入機に設けたもので、クレーン作業車両で重量のあるアースオーガ掘進機を吊支することなく、低い位置で行うことができる。
【発明の効果】
【００４４】
以上述べたように本発明のパイル圧入機及びパイル圧入工法は、クレーン作業車両で重量のあるアースオーガ掘進機を吊支することなく、低い位置でアースオーガの回転駆動ができるので、安全性が高いものである。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明のパイル圧入機の１実施形態を示す側面図である。
【図２】本発明のパイル圧入機の１実施形態を示す平面図である。
【図３】本発明のパイル圧入機の１実施形態を示す縦断正面図である。
【図４】本発明のパイル圧入機のアースオーガのオーガ駆動装置部分の横断平面図である。
【図５】本発明のパイル圧入機で併用する振れ止め冶具の平面図である。
【図６】本発明のパイル圧入機で併用する振れ止め冶具の側面図である。
【図７】本発明のパイル圧入工法の打設工程を示す側面図である。
【図８】本発明のパイル圧入工法の冶具外し工程を示す側面図である。
【図９】本発明のパイル圧入工法の冶具回収工程を示す側面図である。
【図１０】従来例を示す側面図である。
【図１１】従来例を示す杭掴み装置の横断面図である。
【図１２】従来例を示す全体の側面図である。
【図１３】従来例の第１工程を示す側面図である。
【図１４】従来例の第２工程を示す側面図である。
【図１５】従来例の第３工程を示す側面図である。
【図１６】従来例の第４工程を示す側面図である。
【図１７】従来例の第５工程を示す側面図である。
【図１８】従来例の第６工程を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
以下、図面について本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明パイル圧入機の1実施形態を示す側面図、図２は同上平面図、図３は同上縦断正面図で、パイル圧入機にアースオーガのオーガ駆動装置２８を設けたものである。
【００４７】
パイル圧入機については、前記従来例として図１０等で説明した通りであり、既設杭クランプ３を設けた既設杭上に定置する基盤４の上面には、進行方向に対して前後移動可能なスライドベース５を設け、該スライドベース５の上方に杭圧入引抜機本体としてのマスト６を立設したものである。
【００４８】
前記マスト６の側方に杭圧入シリンダ７と昇降体２０とを昇降自在に配設し、更に該昇降体２０の下方には杭（パイル）掴み装置８を旋回自在に配設した。
【００４９】
前記基盤４の上面に設けられたスライドベース５は、杭の建込ピッチの２倍以上のストロークを有するように構成されており、これによってマスト６と杭掴み装置８とが既設杭クランプ３によりクランプされている既設杭１より進行方向に２枚の建込杭が圧入可能となる。２は建込杭である。建込杭２はシートパイルであり、コ字形平面の左右端部に継手となる爪フランジを有する。
【００５０】
昇降体２０には建込杭２が挿通する開口２７を形成し、また、この開口２７を間にして建込杭チャック爪１１と建込杭チャックシリンダ１２を設け、建込杭チャックシリンダ１２で建込杭２の側面をチャックできるようにしている。
【００５１】
アースオーガのオーガ駆動装置２８はアースオーガの駆動用モータ２９と、減速機３２を介して該駆動用モータ２９に連結し、該駆動用モータ２９により回転駆動する回転伝達機構３０を備え、該回転伝達機構３０にはアースオーガのケリーバ３３をスライド自在に貫通させ、かつ、回転させる回転体３１を設けた。
【００５２】
回転体３１はアースオーガのケリーバ３３が貫通する貫通孔を形成した筒体であり、該貫通孔はケリーバ３３の断面に見合う６角形もしくは三角形の断面である。回転体３１は前記昇降体２０の下方にある程度の長さで垂下する。
【００５３】
図５、図６に示すように、前記パイル圧入機には振れ止め冶具３４を併用する。
【００５４】
該振れ止め冶具３４は、アースオーガのケリーバ３３をスライド自在に貫通させる回転体３５を内蔵する保持部本体３６を中央にして左右に出るアーム３７端にシートパイルのフランジでスライドガイドするガイド部３８を設けた。
【００５５】
回転体３５はケリーバ３３の断面に見合う６角形もしくは三角形の貫通孔を設けたもので、保持部本体３６に対してベアリング等を介して回転自在となっている。
【００５６】
また、ガイド部３８はシートパイルのフランジ端の継手が係合する溝を有する。
【００５７】
次に本発明のパイル圧入工法を前記パイル圧入機の使用法をもとに説明する。
使用に際しては、先ず既設杭１を既設杭クランプ３によってクランプし、杭掴み装置８を用いて建込杭２をチャックして杭圧入シリンダ７の働きにより建込杭２の圧入作業を実施する。この時に既設杭クランプ３により既設杭から反力を取ることによって作業時の安定な姿勢を得ることができる。
【００５８】
建込杭チャック爪１１の開閉は、建込杭チャックシリンダ１２により行う。
【００５９】
一方、作業の進行に際して上記既設杭クランプ３のクランプ位置は順次進行方向に噛合位置を変更しなければならないが、既設杭クランプ３は進行方向に対して直角にスライド可能な構成としてあり、これによって既設杭のクランプ位置を変更することができる。
【００６０】
杭圧入機本体の自力移動は、２枚目の建込杭の圧入途中で既設杭クランプ３を開放し、杭圧入シリンダ７の働きにより基盤４を上昇させ、スライドベース５を１本目の位置へ戻す。これに伴って基盤４と既設杭クランプ３は進行方向へパイル１ピッチ分前進移動する。
【００６１】
次に既設杭クランプ３を既設杭１の噛合位置に変更してから基盤４を下降させる。これにより圧入引抜機本体の自力移動が可能となり、順次自力移動する事によって杭の圧入作業を継続させることができる。
【００６２】
建込杭の組立要領としては、クレーン作業車両２３に配備されたクレーン２４のワイヤに吊支されたフック２５により（図１２参照）、図７に示すようにアースオーガのケリーバ３３をスイベル３９を介して回転自在に吊り下げる。
【００６３】
この時ケリーバ３３はアースオーガのオーガ駆動装置２８の回転伝達機構３０を通してスライド自在に貫通させる。
【００６４】
アースオーガのオーガヘッド１８は建込杭２の先端下方に位置させ、また、振れ止め冶具３４を建込杭２の先端付近にセットする。
【００６５】
建込杭２を建込杭押えチャック１９でチャックし、オーガ駆動装置２８を正転させながら、オーガヘッド１８で掘削を行い、杭圧入シリンダ７の作用により建込杭２を地盤に同時に圧入する。
【００６６】
前記オーガヘッド１８での掘削はパイル圧入機に設けたアースオーガのオーガ駆動装置２８によりアースオーガのケリーバ３３を回転させ、ケリーバ先端のオーガヘッド１８で掘削する
【００６７】
次に圧入ストロークが完了した時点で杭掴み装置８を開放し、杭圧入シリンダ７の作用によって杭掴み装置８を上昇させる。
【００６８】
そして前記工程を繰返し行うことにより建込杭２を所定深さまで圧入する。
【００６９】
なお、建込杭２の圧入完了時の先端部の水切り又は土圧が必要な場合には、アースオーガのオーガ駆動装置２８による先行掘削をやめて、建込杭２を先行させる。この作業は予め先行深さを決めておき、杭掴み装置８を開放してからオーガ駆動装置２８を逆転させる。
【００７０】
このように杭掴み装置８によって建込杭２の上端を決められた高さになるまで圧入して圧入作業を完了する。
【００７１】
圧入作業が完了した後は、図８、図９に示すように建込杭２から振れ止め冶具３４を外し、回収する。
【００７２】
なお、前記パイル圧入機は、既設杭の引抜作業を実施することもでき、その際、オーガを使用してもよい。
【符号の説明】
【００７３】
１…既設杭
２…建込杭
３…既設杭クランプ
４…基盤
５…スライドベース
６…マスト
７…杭圧入シリンダ
８…杭掴み装置
８ａ…切欠部
９…ケーシング受けチャック爪
１０…ケーシング受け側チャックシリンダ
１１…建込杭チャック爪
１２…建込杭チャックシリンダ
１３…ケーシング
１４…回転止め部材
１５…アースオーガリーダ
１６…アースオーガ掘進機
１７…オーガスクリュー
１８…オーガヘッド
１９…建込杭押えチャック
２０…昇降体
２１…掛け金具
２２…止め金具
２３…クレーン作業車両
２４…クレーン
２５…フック
２６…補巻用ワイヤ
２７…開口
２８…オーガ駆動装置
２９…駆動用モータ
３０…回転伝達機構
３１…回転体
３２…減速機
３３…ケリーバ
３４…振れ止め冶具
３５…回転体
３６…保持部本体
３７…アーム
３８…ガイド部
３９…スイベル
【図１】
2020143440.tif 000003
【図２】
2020143440.tif 000004
【図３】
2020143440.tif 000005
【図４】
2020143440.tif 000006
【図５】
2020143440.tif 000007
【図６】
2020143440.tif 000008
【図７】
2020143440.tif 000009
【図８】
2020143440.tif 000010
【図９】
2020143440.tif 000011
【図１０】
2020143440.tif 000012
【図１１】
2020143440.tif 000013
【図１２】
2020143440.tif 000014
【図１３】
2020143440.tif 000015
【図１４】
2020143440.tif 000016
【図１５】
2020143440.tif 000017
【図１６】
2020143440.tif 000018
【図１７】
2020143440.tif 000019
【図１８】
2020143440.tif 000020
【手続補正書】
【提出日】令和2年6月22日(2020.6.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はパイル圧入機及びパイル圧入工法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から汎用されている静荷重型杭圧入引抜機による杭圧入工法は、既設杭で反力を取りつつ杭圧入引抜シリンダを利用して鋼矢板等で成るパイルを地中に圧入し、かつ、引抜く工法であり、騒音を低減した無公害型装置として広く利用されている。更にこのような静荷重型杭圧入引抜機にアースオーガを併用して、硬い地盤へのパイルの圧入と引抜きを行う工法も知られている。
【０００３】
このような装置では、パイルを地盤にしっかり圧入するためにパイルの圧入が先行し、これにアースオーガの掘進が後続するのが通例であるが、パイルの圧入先行が困難な硬い地盤の場合には、この硬い個所を先にアースオーガで掘進することによってパイルの圧入を容易にする工法を取ることが望まれる。
【０００４】
下記特許文献には、地盤に並べて建込まれたパイルを掴むクランプと、該クランプに隣接して配置されて、該クランプとの間に相対的上下駆動ならびにパイル並列方向へのパイル建て込みピッチ以上の相対的前後駆動が可能なチャックを備え、該チャックがアースオーガのケーシングとこれに並べたパイルを合して両側方から掴む相対向する可動掴みメンバー、及びその一方の可動掴みメンバーと協働してアースオーガのケーシングに固定した、かつ、これの長手方向に延びるラグを掴む固定掴みメンバーとから成るパイル圧入機の構成が開示されている。
【特許文献１】特開昭６０−１１２９２５号公報
【０００５】
かかるパイル圧入機によれば、必要に応じてパイル圧入先行よりアースオーガ掘進及びパイル圧入を先行にしたり、アースオーガ掘進先行からパイル圧入先行に転身することが可能であり、地盤等の条件に応じたパイル圧入作業を実施することが出来る。
【０００６】
しかしながら、このような従来の静荷重型杭圧入引抜機を用いた杭圧入工法は、長尺のパイルを圧入する場合とか、地盤がレキとか土炭等の比較的硬質の場合には３点支持したやぐらを装備した大きなベースマシーンを必要とするため、作業現場のスペースを広く取ることが要求される上、大きなやぐらによって作業現場近所の住民とか通行人に威圧感を与えてしまうという課題があり、更に土炭等硬質の地盤での施工が困難であるという難点がある。
【０００７】
また、比較的硬質の地盤についてはアースオーガの併用によってパイルを圧入させることが可能であるが、オーガスクリュー先端のヘッド直径をケーシングの外径よりも大きく取ることが出来ず、掘進性能に限界が存在するとともに、固定掴みメンバーがケーシングの外径に沿っている構造であるため、現場でのケーシングの溶接とか運搬による歪変形によって固定掴みメンバーとケーシングとの位置関係に狂いが生じてしまい、建込杭が固定掴みメンバーのチャック部へ入らなくなってしまうことがあるという問題点を有している。
【０００８】
下記特許文献はこのような従来のパイル圧入機が有している課題を解消して、作業現場のスペースを格別広くとることがなく、しかもアースオーガの掘進性能を高めてパイル圧入もしくは引抜時の作業性を改善したものとして提案された。
【特許文献２】特開平７−１２７０６０号公報
【０００９】
図１０に示すように、パイル圧入機は、既設杭クランプ３を設けて既設杭１上に定置する基盤４の上面には、進行方向に対して前後移動可能なスライドベース５を設け、該スライドベース５の上方に杭圧入引抜機本体としてのマスト６を立設した。
【００１０】
前記マスト６の側方に杭圧入シリンダ７と昇降体２０とを昇降自在に配設し、更に該昇降体２０の下方には杭（パイル）掴み装置８を旋回自在に配設した。
【００１１】
前記基盤４の上面に設けられたスライドベース５は、杭の建込ピッチの２倍以上のストロークを有するように構成されており、これによってマスト６と杭掴み装置８とが既設杭クランプ３によりクランプされている既設杭１より進行方向に２枚の建込杭が圧入可能となる。２は建込杭である。
【００１２】
前記杭掴み装置８は図１１に示すように、アースオーガ用のケーシング１３に対するものとして、ケーシング受け側チャックシリンダ１０を有するケーシング受けチャック爪９と、建込杭チャックシリンダ１２を有するは建込杭チャック爪１１とからなる。
【００１３】
建込杭チャック爪１１の開放時には、ケーシング１３の円周方向のケーシング外径に対してケーシング受けチャック爪９との間に適当なスペースαを設けてある。後述するように杭掴み装置８によってケーシング１３及び建込杭２を打ち込み又は引抜き可能となっている。
【００１４】
一方、上記ケーシング１３の建込杭２との当接部上方には、杭掴み装置８へケーシング１３を挿入する際の落下を防止する建込杭押えチャック１９を設けた。
【００１５】
更にこの建込杭押えチャック１９の上方には、ケーシング１３と一体にアースオーガリーダ１５が形成されており、該アースオーガリーダ１５の側方にアースオーガ掘進機１６が昇降可能に配設されている。１７はオーガスクリュー，１８はオーガヘッドである。
【００１６】
前記ケーシング１３には杭掴み装置８の開放時にアースオーガ掘進機１６の回転時の回転止め部材１４を突設しており、杭掴み装置８には該回転止め部材１４に対応する切欠部８ａを形成した。
【００１７】
使用に際しては、先ず既設杭１を既設杭クランプ３によってクランプし、杭掴み装置８を用いてケーシング１３と建込杭２をチャックして杭圧入シリンダ７の働きにより建込杭２の圧入又は引抜作業を実施する。この時に既設杭クランプ３により反力を取ることによって作業時の安定な姿勢を得ることができる。
【００１８】
前記動作時に、杭圧入時にはケーシング１３が建込杭２と当接しており、ケーシング受けチャック爪９、建込杭チャック爪１１により挾持されている。
【００１９】
ケーシング受けチャック爪９及び建込杭チャック爪１１の開閉は、ケーシング受け側チャックシリンダ１０と建込杭チャックシリンダ１２により行い、ケーシング受けチャック爪９、建込杭チャック爪１１の開放は、ケーシング１３とケーシング受けチャック爪９との間に設けられた前記スペースαを利用して行う。
【００２０】
一方、作業の進行に際して上記既設杭クランプ３のクランプ位置は順次進行方向に噛合位置を変更しなければならないが、既設杭クランプ３は進行方向に対して直角にスライド可能な構成としてあり、これによって既設杭のクランプ位置を変更することができる。
【００２１】
杭圧入機本体の自力移動は、２枚目の建込杭の圧入途中で既設杭クランプ３を開放し、杭圧入引抜シリンダ７の働きにより基盤４を上昇させ、スライドベース５を１本目の位置へ戻す。これに伴って基盤４と既設杭クランプ３は進行方向へパイル１ピッチ分前進移動する。
【００２２】
次に既設杭クランプ３を既設杭１の噛合位置に変更してから基盤４を下降させる。これにより圧入引抜機本体の自力移動が可能となり、順次自力移動する事によって杭の圧入作業を継続させることができる。
【００２３】
アースオーガ掘進機１６の下降方法としては、オーガスクリュー１６の正転掘削による自重による下降とし、引き上げはオーガスクリュー１６を逆転させ、排土しながら引き上げる。排土不足によって引き上げが不能な場合は、クレーンにより補助的にオーガ掘進機１６を吊り上げて実施すれば良い。
【００２４】
建込杭の組立要領としては、図１２に示したように、クレーン作業車両２３に配備されたクレーン２４のワイヤに吊支されたフック２５によりアースオーガ掘進機１６を吊り上げ、ケーシング１３を垂直に支持する。次にクレーン２４の補巻用ワイヤ２６を用いて建込杭２を引き上げる。
【００２５】
この時ケーシング１３の下部に固着された掛け金具２１に建込杭２の下部に固着されている止め金具２２を引っかける。
【００２６】
このようにして引き上げられた建込杭２を建込杭押えチャック１９でチャックする。
【００２７】
そして図１３に示すようにケーシング１３をクレーンにて杭掴み装置８へ挿入し、前記したケーシング受けチャック爪９と建込杭チャック爪１１を用いて強固にチャックする。
【００２８】
次に図１４に示すように、アースオーガ掘進機１６を正転させながら杭圧入シリンダ７の作用によりケーシング１３及び建込杭２を地盤に同時に圧入する。
【００２９】
この時に地盤が硬い場合には、図１５に示したようにはアースオーガ掘進機１６のみを正転掘削させて圧入抵抗を軽減させる。
【００３０】
次に図１６に示すように圧入ストロークが完了した時点で杭掴み装置８を開放し、杭圧入シリンダ７の作用によって杭掴み装置８を上昇させる。
【００３１】
そして前記図１４〜図１６に示す工程を繰返し行うことにより建込杭２を所定深さまで圧入する。
【００３２】
なお、建込杭２の圧入完了時の先端部の水切り又は土圧が必要な場合には、図１７に示すように、アースオーガ掘進機１６による先行掘削をやめて、建込杭２を先行させる。この作業は予め先行深さを決めておき、杭掴み装置８を開放してからアースオーガ掘進機１６を逆転させると、排土力によりケーシング１３が上昇する。この動作により建込杭２の先行位置を確保することが出来る。
【００３３】
次に図１８に示すように、杭掴み装置８によって建込杭２の上端を決められた高さになるまで圧入して圧入作業を完了する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３４】
前記特許文献２のパイル圧入機は、安全性の点で大きな難点がある。それは、オーガを先行させて圧入引抜機による圧入と同時に施工するオーガ併用圧入作業を可能となるものであるが、図１２に示すように、クレーン作業車両２３に配備されたクレーン２４のワイヤに吊支されたフック２５によりアースオーガ掘進機１６を吊り上げ、ケーシング１３を垂直に支持し、さらにクレーン２４の補巻用ワイヤ２６を用いて建込杭２を引き上げるものであり、クレーン２４のブームにはアースオーガ掘進機１６を含めた大きな荷重がかかり、ブームの破損やクレーン２４の転倒を惹起するおそれがある。
【００３５】
本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、クレーン作業車両で重量のあるアースオーガ掘進機を吊支することなく、低い位置でアースオーガの回転駆動ができるので、安全性が高いパイル圧入機及びパイル圧入工法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３６】
前記目的を達成するため請求項１記載の本発明は、既設杭クランプによって既設杭上に定置される基盤と、前記基盤の上面にあって前後移動可能なスライドベースと、該スライドベースの上方に立設された杭圧入機本体としてのマストと、該マストの側方に昇降自在に配設された杭圧入シリンダ及び昇降体と、該昇降体の下方に旋回自在に配設された杭掴み装置とを設けたパイル圧入機に、アースオーガの駆動用モータと該駆動用モータにより回転駆動する回転伝達機構を備え、該回転伝達機構にはアースオーガのケリーバをスライド自在に貫通させ、かつ、回転させる回転体を設けたアースオーガのオーガ駆動装置を設け、さらに、アースオーガのケリーバをスライド自在に貫通させる、ケリーバの断面に見合う貫通孔を設けた回転体を内蔵する保持部本体を中央にして左右に出るアーム端にシートパイルのフランジでスライドガイドするガイド部を設けた振れ止め冶具を併設したことを要旨とするものである。
【００３７】
請求項１記載の本発明によれば、常にアースオーガを先行させて圧入機による圧入と同時に施工するアースオーガ併用圧入作業を可能とし、また、アースオーガの駆動はパイル圧入機に設けたアースオーガのオーガ駆動装置で行うのでクレーン作業車両で重量のあるアースオーガ掘進機を吊支することなく、低い位置で行うことができる。
【００３８】
また、アースオーガのオーガ駆動装置は、アースオーガのケリーバをスライド自在に貫通させ、かつ、回転させる回転体を設けた回転伝達機構を備えるもので、低い位置でケリーバを回転させることでアースオーガの駆動を行うことができ、また、ケリーバに沿ってスライドできるのでアースオーガの掘削進行を確実なものとすることができる。
【００３９】
さらに、シートパイルのフランジでスライドガイドするガイド部を設けた振れ止め冶具を併用することでより安定した掘削が可能となる。また、この振れ止めはアースオーガのケリーバに沿って移動できるので、オーガヘッドをその近傍で保持して安定した掘削を可能にすることができる。
【００４０】
請求項２記載の本発明は、パイル圧入工法として、請求項１のパイル圧入機を使用し、杭圧入シリンダによるシートパイルの圧入に先行させてパイル圧入機に設けたアースオーガのオーガ駆動装置によりアースオーガのケリーバを回転させ、ケリーバ先端のオーガヘッドで掘削することを要旨とするものである。
【００４１】
請求項２記載の本発明によれば、アースオーガを先行させて圧入機による圧入と同時に施工するアースオーガ併用圧入作業において、アースオーガのオーガ駆動装置によりアースオーガのケリーバを回転させ、ケリーバ先端のオーガヘッドで掘削するが、アースオーガのオーガ駆動装置はパイル圧入機に設けたもので、クレーン作業車両で重量のあるアースオーガ掘進機を吊支することなく、低い位置で行うことができる。
【発明の効果】
【００４２】
以上述べたように本発明のパイル圧入機及びパイル圧入工法は、クレーン作業車両で重量のあるアースオーガ掘進機を吊支することなく、低い位置でアースオーガの回転駆動ができるので、安全性が高いものである。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明のパイル圧入機の１実施形態を示す側面図である。
【図２】本発明のパイル圧入機の１実施形態を示す平面図である。
【図３】本発明のパイル圧入機の１実施形態を示す縦断正面図である。
【図４】本発明のパイル圧入機のアースオーガのオーガ駆動装置部分の横断平面図である。
【図５】本発明のパイル圧入機で併用する振れ止め冶具の平面図である。
【図６】本発明のパイル圧入機で併用する振れ止め冶具の側面図である。
【図７】本発明のパイル圧入工法の打設工程を示す側面図である。
【図８】本発明のパイル圧入工法の冶具外し工程を示す側面図である。
【図９】本発明のパイル圧入工法の冶具回収工程を示す側面図である。
【図１０】従来例を示す側面図である。
【図１１】従来例を示す杭掴み装置の横断面図である。
【図１２】従来例を示す全体の側面図である。
【図１３】従来例の第１工程を示す側面図である。
【図１４】従来例の第２工程を示す側面図である。
【図１５】従来例の第３工程を示す側面図である。
【図１６】従来例の第４工程を示す側面図である。
【図１７】従来例の第５工程を示す側面図である。
【図１８】従来例の第６工程を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
以下、図面について本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明パイル圧入機の1実施形態を示す側面図、図２は同上平面図、図３は同上縦断正面図で、パイル圧入機にアースオーガのオーガ駆動装置２８を設けたものである。
【００４５】
パイル圧入機については、前記従来例として図１０等で説明した通りであり、既設杭クランプ３を設けた既設杭上に定置する基盤４の上面には、進行方向に対して前後移動可能なスライドベース５を設け、該スライドベース５の上方に杭圧入引抜機本体としてのマスト６を立設したものである。
【００４６】
前記マスト６の側方に杭圧入シリンダ７と昇降体２０とを昇降自在に配設し、更に該昇降体２０の下方には杭（パイル）掴み装置８を旋回自在に配設した。
【００４７】
前記基盤４の上面に設けられたスライドベース５は、杭の建込ピッチの２倍以上のストロークを有するように構成されており、これによってマスト６と杭掴み装置８とが既設杭クランプ３によりクランプされている既設杭１より進行方向に２枚の建込杭が圧入可能となる。２は建込杭である。建込杭２はシートパイルであり、コ字形平面の左右端部に継手となる爪フランジを有する。
【００４８】
昇降体２０には建込杭２が挿通する開口２７を形成し、また、この開口２７を間にして建込杭チャック爪１１と建込杭チャックシリンダ１２を設け、建込杭チャックシリンダ１２で建込杭２の側面をチャックできるようにしている。
【００４９】
アースオーガのオーガ駆動装置２８はアースオーガの駆動用モータ２９と、減速機３２を介して該駆動用モータ２９に連結し、該駆動用モータ２９により回転駆動する回転伝達機構３０を備え、該回転伝達機構３０にはアースオーガのケリーバ３３をスライド自在に貫通させ、かつ、回転させる回転体３１を設けた。
【００５０】
回転体３１はアースオーガのケリーバ３３が貫通する貫通孔を形成した筒体であり、該貫通孔はケリーバ３３の断面に見合う６角形もしくは三角形の断面である。回転体３１は前記昇降体２０の下方にある程度の長さで垂下する。
【００５１】
図５、図６に示すように、前記パイル圧入機には振れ止め冶具３４を併用する。
【００５２】
該振れ止め冶具３４は、アースオーガのケリーバ３３をスライド自在に貫通させる回転体３５を内蔵する保持部本体３６を中央にして左右に出るアーム３７端にシートパイルのフランジでスライドガイドするガイド部３８を設けた。
【００５３】
回転体３５はケリーバ３３の断面に見合う６角形もしくは三角形の貫通孔を設けたもので、保持部本体３６に対してベアリング等を介して回転自在となっている。
【００５４】
また、ガイド部３８はシートパイルのフランジ端の継手が係合する溝を有する。
【００５５】
次に本発明のパイル圧入工法を前記パイル圧入機の使用法をもとに説明する。
使用に際しては、先ず既設杭１を既設杭クランプ３によってクランプし、杭掴み装置８を用いて建込杭２をチャックして杭圧入シリンダ７の働きにより建込杭２の圧入作業を実施する。この時に既設杭クランプ３により既設杭から反力を取ることによって作業時の安定な姿勢を得ることができる。
【００５６】
建込杭チャック爪１１の開閉は、建込杭チャックシリンダ１２により行う。
【００５７】
一方、作業の進行に際して上記既設杭クランプ３のクランプ位置は順次進行方向に噛合位置を変更しなければならないが、既設杭クランプ３は進行方向に対して直角にスライド可能な構成としてあり、これによって既設杭のクランプ位置を変更することができる。
【００５８】
杭圧入機本体の自力移動は、２枚目の建込杭の圧入途中で既設杭クランプ３を開放し、杭圧入シリンダ７の働きにより基盤４を上昇させ、スライドベース５を１本目の位置へ戻す。これに伴って基盤４と既設杭クランプ３は進行方向へパイル１ピッチ分前進移動する。
【００５９】
次に既設杭クランプ３を既設杭１の噛合位置に変更してから基盤４を下降させる。これにより圧入引抜機本体の自力移動が可能となり、順次自力移動する事によって杭の圧入作業を継続させることができる。
【００６０】
建込杭の組立要領としては、クレーン作業車両２３に配備されたクレーン２４のワイヤに吊支されたフック２５により（図１２参照）、図７に示すようにアースオーガのケリーバ３３をスイベル３９を介して回転自在に吊り下げる。
【００６１】
この時ケリーバ３３はアースオーガのオーガ駆動装置２８の回転伝達機構３０を通してスライド自在に貫通させる。
【００６２】
アースオーガのオーガヘッド１８は建込杭２の先端下方に位置させ、また、振れ止め冶具３４を建込杭２の先端付近にセットする。
【００６３】
建込杭２を建込杭押えチャック１９でチャックし、オーガ駆動装置２８を正転させながら、オーガヘッド１８で掘削を行い、杭圧入シリンダ７の作用により建込杭２を地盤に同時に圧入する。
【００６４】
前記オーガヘッド１８での掘削はパイル圧入機に設けたアースオーガのオーガ駆動装置２８によりアースオーガのケリーバ３３を回転させ、ケリーバ先端のオーガヘッド１８で掘削する
【００６５】
次に圧入ストロークが完了した時点で杭掴み装置８を開放し、杭圧入シリンダ７の作用によって杭掴み装置８を上昇させる。
【００６６】
そして前記工程を繰返し行うことにより建込杭２を所定深さまで圧入する。
【００６７】
なお、建込杭２の圧入完了時の先端部の水切り又は土圧が必要な場合には、アースオーガのオーガ駆動装置２８による先行掘削をやめて、建込杭２を先行させる。この作業は予め先行深さを決めておき、杭掴み装置８を開放してからオーガ駆動装置２８を逆転させる。
【００６８】
このように杭掴み装置８によって建込杭２の上端を決められた高さになるまで圧入して圧入作業を完了する。
【００６９】
圧入作業が完了した後は、図８、図９に示すように建込杭２から振れ止め冶具３４を外し、回収する。
【００７０】
なお、前記パイル圧入機は、既設杭の引抜作業を実施することもでき、その際、オーガを使用してもよい。
【符号の説明】
【００７１】
１…既設杭
２…建込杭
３…既設杭クランプ
４…基盤
５…スライドベース
６…マスト
７…杭圧入シリンダ
８…杭掴み装置
８ａ…切欠部
９…ケーシング受けチャック爪
１０…ケーシング受け側チャックシリンダ
１１…建込杭チャック爪
１２…建込杭チャックシリンダ
１３…ケーシング
１４…回転止め部材
１５…アースオーガリーダ
１６…アースオーガ掘進機
１７…オーガスクリュー
１８…オーガヘッド
１９…建込杭押えチャック
２０…昇降体
２１…掛け金具
２２…止め金具
２３…クレーン作業車両
２４…クレーン
２５…フック
２６…補巻用ワイヤ
２７…開口
２８…オーガ駆動装置
２９…駆動用モータ
３０…回転伝達機構
３１…回転体
３２…減速機
３３…ケリーバ
３４…振れ止め冶具
３５…回転体
３６…保持部本体
３７…アーム
３８…ガイド部
３９…スイベル
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
既設杭クランプによって既設杭上に定置される基盤と、前記基盤の上面にあって前後移動可能なスライドベースと、該スライドベースの上方に立設された杭圧入機本体としてのマストと、該マストの側方に昇降自在に配設された杭圧入シリンダ及び昇降体と、該昇降体の下方に旋回自在に配設された杭掴み装置とを設けたパイル圧入機に、アースオーガの駆動用モータと該駆動用モータにより回転駆動する回転伝達機構を備え、該回転伝達機構にはアースオーガのケリーバをスライド自在に貫通させ、かつ、回転させる回転体を設けたアースオーガのオーガ駆動装置を設け、さらに、アースオーガのケリーバをスライド自在に貫通させる、ケリーバの断面に見合う貫通孔を設けた回転体を内蔵する保持部本体を中央にして左右に出るアーム端にシートパイルのフランジでスライドガイドするガイド部を設けた振れ止め冶具を併設したことを特徴とするパイル圧入機。
【請求項２】
請求項１のパイル圧入機を使用し、杭圧入シリンダによるシートパイルの圧入に先行させてパイル圧入機に設けたアースオーガのオーガ駆動装置によりアースオーガのケリーバを回転させ、ケリーバ先端のオーガヘッドで掘削することを特徴としたパイル圧入工法。