(57)【要約】【課題】ケーシング打設時の直進性を確実に且つ効率的に維持できる装置を提供する。【解決手段】ケーシングガイド装置１は、打設中のケーシング２に当接可能であって、該ケーシングを打設方向にガイド可能な複数のガイドローラー５，６を具備する。各ガイドローラーはそれぞれ個別に位置調節可能に設けられている。複数の上段ガイドローラー５と複数の下段ガイドローラー６はそれぞれ、ケーシングを挟持可能な挟持手段を構成している。ガイドローラーのそれぞれがケーシング外周に常に当接することで、該ケーシングは直進性を維持したまま一定の打設方向にガイドされる。ケーシング外周面に当接するガイドローラーは、打設方向に自在に回転するので、ガイドローラーとケーシングとの間には、打設を妨げるような摩擦は生じない。また、ガイドローラーがケーシング外周面に常に当接するので、打設途中のケーシングが導材等に対して打撃を繰り返すといった事態を防止できる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシングを打設する際に該ケーシングをガイドする装置において、
ケーシングに当接可能で、該ケーシングを打設方向にガイド可能な複数のローラーと、
前記複数のローラーが設けられた本体と、を具備し、
前記複数のローラーのそれぞれがケーシング外周に当接することで、該ケーシングは直進性を維持したまま一定の打設方向にガイドされる、ことを特徴とするケーシングガイド装置。
【請求項２】
ケーシングガイド装置を任意の場所、機械または構造物に対して固定するための固定部を有し、独立した装置として構成されていることを特徴とする請求項１に記載のケーシングガイド装置。
【請求項３】
前記複数のローラーはそれぞれ個別に位置調節可能に設けられている、ことを特徴とする請求項１に記載のケーシングガイド装置。
【請求項４】
前記複数のローラーは、該ローラーでケーシングを挟持可能な挟持手段を構成し、
前記挟持手段は、ケーシングの長手方向の複数箇所を挟持できるように複数設けられている、ことを特徴とする請求項１に記載のケーシングガイド装置。
【請求項５】
前記本体は、ケーシングが挿通可能な内側空間を有し、
前記複数のローラーは、前記本体に挿通するケーシングの方へ突出するように設けられている、ことを特徴とする請求項１に記載のケーシングガイド装置。
【請求項６】
前記本体は分割可能または開閉可能に構成されている、ことを特徴とする請求項１に記載のケーシングガイド装置。
【請求項７】
請求項１に記載の装置を用いてケーシングを打設する方法であって、
地盤に定着した構造物に対しケーシングガイド装置を固定し、
ケーシングガイド装置の本体に通した状態のケーシングを鉛直にセットし、
ケーシングガイド装置の複数のローラーを鉛直状態の前記ケーシングに当接させ、
前記ローラーによって直進性が維持された状態で前記ケーシングを打設する、
ことを特徴とするケーシング打設方法。
【請求項８】
前記ケーシングが鋼管杭または鋼管矢板である、ことを特徴とする請求項７に記載のケーシング打設方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
開示技術は、桟橋の支持杭、鋼管矢板、地すべり用の抑止杭、肉厚のコンクリート杭、その他のケーシングの打設を行う際にその直進性を維持するための装置の技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ケーシングの打設を伴う公共工事等では、長尺の鋼管杭・鋼管矢板などの打ち込み工事や、各種構造を確保するための前段作業としての長尺ケーシングの打設が多く求められるようになってきている。
【０００３】
このようなケーシング打設は、例えば、災害発生時に対応するリダンダンシー確保のための緊急輸送道路の工事において、起伏の激しい峡谷を含む難工事区間に差し掛かる現場などに必要とされる。また例えば、大規模な（従って大水深の）ダムの維持補修工事や、機能追加工事が計画される場合などにも必要とされる。
【０００４】
従来、そのようなケーシング打設に対応するためには、次に挙げるような重機を用いるのが一般的であった。
・  三点支持式杭打機
・  リーダー付きクレーン（クレーンのブーム先端にリーダーを垂下した状態で具備
する重機）
【０００５】
しかしながら、上記「三点支持式杭打機」や「リーダー付きクレーン」のいずれも、その構造上の理由からクレーンの作業半径が小さく、また、重機設置位置と打設ポイントとの間の距離や位置関係に制限を受ける。
例えば、海上、河川、湖沼、山間傾斜地などの特殊な地理的条件の現場において、「三点支持式杭打機」や「リーダー付きクレーン」を用いて施工する場合には、機台設置位置に制約が生じる。
したがってかかる地理的条件の現場では、重機の足場確保を図るべく鋼製の作業構台の架設や築島工や切土工や盛土等の構築等の付帯工事の増大が不可避的に発生し、施工期間の長期化や能率の低下を招き、コスト高となる不利点があった。
【０００６】
また、「三点支持式杭打機」や「リーダー付きクレーン」は、重機の中心位置に対して打設ポイントが一定（重機中心と打設位置との間の距離が一定）であり、打設位置との距離を自由に調節できないという最大の欠点がある。
【０００７】
上述したような「三点支持式杭打機」や「リーダー付きクレーン」の問題を解決するため、現在では、特許文献１（特許第3708795号）の方法が本願出願人によって開発・実用化され、ケーシングそのものがリーダーとして機能するようになり、実施工に採用されている。
【０００８】
しかしながら、特にダムサイトにおいては現場の性質上、従来僅少だった30ｍを裕に越える大水深の湖底面に50ｍを越える長尺杭を打ち込むなどの施工条件が不可避的に発生することになり、上記特許文献１の方法だけでは鉛直精度の確保が困難であるという問題が生じている。
【０００９】
現在、ケーシングを打設する現場においては、打設精度を確保するため、比較的長尺のビーム「導枠Ａ」を２本１対でレール状に設け、更に打設の際には、上記「導枠Ａ」の上部に比較的短尺のビーム「導枠Ｂ」を２本一対で井桁状に組み付けている。仮設鋼材である導枠ＡＢが杭心位置を囲繞するように設けてあるため、当該仮設鋼材群（総称として「導材」と呼ばれる）によって打設の平面位置が確保される。
【００１０】
また実際の現場では、特許文献２（特許第3640371号）のような方法で、導枠Ｂによりケーシング回転方向の移動を拘束するとともに、上記の特許文献１（特許第3708795号）の方法などにより掘削機の回転駆動装置の反力を確保しているが、その際、ケーシング打設方向の直進性の維持は実質的に「導材Ｂ」のみで確保している状態となる。
【００１１】
そして多くの場合「導枠Ｂ」にはＨ形鋼が利用されるため、一見すると、「導枠Ｂ」はそのＨ形鋼の高さ分だけ（例えば、H300×300であれば30cm）は、ケーシングの直進性を維持するためのガイドとして機能するようにも見える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特許第3708795号公報
【特許文献２】特許第3640371号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかし、数十ｍにおよぶ長尺ケーシングを、例えば湖底や急峻な山の斜面、また海中へ打設するに際して、その直進性を維持するには、上記のような導材を用いる方法では十分でない。その理由として以下２点があげられる。
【００１４】
（理由１）
打設の進行を阻害しないように、元来「ケーシング」とケーシング姿勢を支えるための「導枠」との間には離隔が設けられている。なぜなら、導枠とケーシングが常時密着（当接）しているなら、導枠とケーシングとの間に生ずる摩擦は打設を妨げる要因になり、更には、導枠の密着性があまりに高い場合は打設の障害になってしまうからである。一方で、ケーシングが微小に傾いたときに初めて導枠とケーシングが干渉して該ケーシングの傾きが抑制されるのであり、それ故、一般的な導材は、ケーシングが必ず微小に傾くという動作を許容することで始めて機能しているといえる。
すなわち、従来よりケーシング打設に用いられてきた導枠は、ケーシングが傾いて導枠に干渉することで始めて機能するのであるが、一方で、導枠とケーシングが接することで摩擦が生じてケーシングの打設を妨げるといった弊害を生じている。
【００１５】
（理由２）
上記理由１で述べたように導枠が機能するため、必然的に、打設中に導枠とケーシングの一部はケーシングに傾きが生ずるたびに断続的に衝突を続けているといえる。
そして、ケーシング下端位置でひとたび打設方向がずれると、ケーシングの直進性を保持している導枠の位置に生ずる外力は導枠〜打設面の離隔（距離）に比例して大きくなり、更に、掘削機による振動や衝撃によりケーシングに発生する力が増幅されるため、導枠の変形量は常時大きく変化する。
したがって、その動的でランダムな変形がケーシング姿勢に大きく影響し、結果として、導枠ではケーシングの直進性を維持できなくなる、といった問題が生じる。
【００１６】
（本発明の目的）
この出願の発明の目的は、ケーシング打設時の直進性を従来に比してより確実に且つ効率的に維持できる装置および方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的は、ケーシングを打設する際に該ケーシングをガイドする装置であって、ケーシングに当接可能で、該ケーシングを打設方向にガイド可能な複数のローラーと、前記複数のローラーが設けられた本体と、を具備し、前記複数のローラーのそれぞれがケーシング外周に当接することで、該ケーシングは直進性を維持したまま一定の打設方向にガイドされる、ことを特徴とするケーシングガイド装置によって達成される。
【００１８】
上記ケーシングガイド装置では、該装置を任意の場所、機械または構造物に対して固定してその姿勢を一定に保つための固定部を有し、独立した装置として構成されている。
【００１９】
前記複数のローラーはそれぞれ個別に位置調節可能に設けられていることが好ましい。
【００２０】
前記複数のローラーは、該ローラーでケーシングを挟持可能な挟持手段を構成し、前記挟持手段は、ケーシングの長手方向の複数箇所を挟持できるように複数設けられている、ことが好ましい。
【００２１】
前記本体は、ケーシングが挿通可能な内側空間を有し、前記複数のローラーは、前記本体に挿通するケーシングの方へ突出するように設けられている、ことが好ましい。
【００２２】
前記本体は分割可能または開閉可能に構成されていることが好ましい。
【００２３】
また上記目的は、地盤に定着した構造物に対し上記ケーシングガイド装置を固定し、ケーシングガイド装置の本体に通した状態のケーシングを鉛直にセットし、ケーシングガイド装置の複数のローラーを鉛直状態の前記ケーシングに当接させ、前記ローラーによって直進性が維持された状態で前記ケーシングを打設する、ことによって達成される。
【００２４】
前記ケーシングの具体例には鋼管杭や鋼管矢板が含まれる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明のケーシングガイド装置では、打設されるケーシングの直進性を維持する手段として、複数のローラーを採用している。この複数のローラーは、ケーシングが打設されている間、該ケーシングの外周面に対し当接し続けるので、それによってケーシングの直進性が維持され、該ケーシングを傾斜させることなく一定の打設方向にガイドできる。
しかも、ケーシング外周面に当接するローラーは、打設方向に自在に回転する（すなわちケーシングの貫入または引き抜きに応じて従動回転する）ので、ローラーとケーシングとの間には、打設を妨げるような摩擦が生じることはない。したがって、本発明のケーシングガイド装置によれば、ケーシングの打設を阻害することなく、その直進性を確実に維持できる。
さらに、複数のローラーがケーシング外周面に対し常に当接するので、打設途中のケーシングが導材等を打撃するといった事態を防止でき、その結果、ケーシングガイド装置やこれを固定する構造物の変形・損壊を防止することが可能になる。
なお、本発明によれば、従来ケーシングを用いずに行っていたダウンザホールハンマによる長尺の掘削作業においての、シャフト部を構成する（通常１本あたり５ｍ以下で、ピン等を介し連結されて、長さに応じて継ぎ足される）ドリルロッドの多数の連結部の遊びで生ずる連結姿勢の屈曲により、掘削のための回転軸が常時たわんで安定せず、その結果、掘削の直進性を維持できないといったような課題も、ケーシングの剛性および上記ケーシングガイドの安定性により直進性を確実に維持するようにして解決できるようにもなる。
【００２６】
本発明のケーシングガイド装置は、該装置を任意の場所、機械または構造物に対して固定するための固定部を有し、独立した装置（機能的にも構成的にも他の構成体や機材から独立した装置）として構成されている。このように、固定する対象となる機械や場所を選ばないよう独立したモジュールとして構成することで、周辺環境や施工条件の異なる様々な現場でケーシングガイド装置を広く利用できるようになる。また単独のモジュールとして構成されているので、既存の機械を使った様々な現場でのケーシング打設に利用できる。
【００２７】
本発明のケーシングガイド装置では、ケーシング外周面に接する複数のローラーのそれぞれを、別個独立で位置調節できるように構成している。
これにより例えば、ケーシングガイド装置の本体にケーシングを通した上で該ケーシングを鉛直にセットし、その鉛直状態が保持されるように、各ローラーをケーシングに対して押し当てることができ、またその押し当て状態を維持できる。すなわち、ケーシングガイド装置の傾斜角度や取付角度に影響されることなく、打設するケーシングの鉛直を確保維持できるようになる。
また、ローラーの位置調節ができることで、一タイプのケーシングガイド装置で外径の異なる複数種のケーシングに対応できる
【００２８】
本発明のケーシングガイド装置では、ケーシングの長手方向の複数箇所を常にローラーで挟持するようになっている。なお、挟持箇所の２点間距離は可能な限り長く確保することが好ましい。
上記構成により、ケーシング打設時に打撃等による衝撃を受けたとしても、打設途中でのケーシングの傾斜を許容することがなく、確実に指向性が維持確保された状態でケーシング打設を実行できる。しかも挟持部分が、従動回転するローラーで構成されているので、該挟持部分がケーシングの打設を妨げることがない。
【００２９】
本発明のケーシングガイド装置では、複数のローラーは、本体に挿通するケーシングの方へ突出するように設けられている。このような構成であれば、本発明のガイド装置を、ケーシングの一種である鋼管矢板の打設にも利用できる。
すなわち、鋼管矢板は、「本管」とその両脇に固設された「一対の継手」で構成される。したがって、ケーシングガイド装置の本体を鋼管矢板が自在に挿通できるように設計し、且つ、ローラーを本体内側に突出するように構成することで、該ローラーを鋼管矢板本管に対して当接させることができる。したがって、鋼管矢板の打設に本発明のケーシングガイド装置を利用することで、鋼管矢板の直進性を維持して鉛直に打設できるようになる。
【００３０】
本発明のケーシングガイド装置では、本体は分割可能または開閉可能に構成されている。これにより例えば、ケーシング打設後のケーシングガイド装置の撤去に際して、ケーシングの長手方向における当該装置の移動が他の構造物等で阻害されているような場合でも、速やかにケーシングガイド装置を撤去できるようになる。
【００３１】
本発明のケーシング打設方法では、ケーシングガイド装置を地盤の定着物（地盤に定着した構造物）に対して固定するようになっている。これにより、ケーシングガイド装置が地盤に対して間接的に固定された状態が確保されるので、当該ケーシングガイド装置を介して打設することで、ケーシング打設方向がぶれることなく一定方向に定まる。したがって、指向性が確実に一定に維持確保された状態でケーシング打設を実行できる。
また、ケーシングを鉛直にセットした後にローラーを該ケーシングに当接させるので、たとえケーシングガイド装置が傾斜して固定されている場合であっても、該装置の固定状態にかかわらず、ケーシングを鉛直状態に維持したまま打設できる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明のケーシングガイド装置を示す側面図である。
【図２】本発明のケーシングガイド装置を示す断面図である。
【図３】本発明のケーシングガイド装置を示す平面図と底面図である。
【図４】本発明のケーシングガイド装置（分解した状態）を示す平面図と底面図である。
【図５】本発明のケーシングガイド装置（開いた状態）を示す平面図と底面図である。
【図６】ケーシングガイド装置が具備するガイドローラーを示す側面図と正面図と平面図である。
【図７】ガイドローラーがスライドする様子を示す側面図と平面図である。
【図８】ケーシングガイド装置を用いた本発明のケーシング打設方法の一例を示す図である。
【図９】図８に示す方法において桟橋の上部構造として用いる桟橋パネルを示す平面図である。
【図１０】図８の地盤定着構造体に対し固定されたケーシングガイド装置を示す拡大図である。
【図１１】図８に示すケーシング打設方法を具体的に示す工程図である。
【図１２】本発明のケーシング打設方法で利用可能な掘削装置の一例を示す図である。
【図１３】図８の地盤定着構造体に対しケーシングガイド装置を固定する場合の変形例を示す拡大図である。
【図１４】本発明のケーシング打設方法の変形例を示す図である。
【図１５】本発明のケーシングガイド装置の変形例を示す図である。
【図１６】本発明のケーシング打設方法の変形例を示す図である。
【図１７】本発明のケーシング打設方法で利用可能な掘削装置の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
（ケーシングガイド装置の概略構成）
はじめに、図１〜図３に基づいて、本発明のケーシングガイド装置の概略構成について説明する。
図１〜図３に示すケーシンングガイド装置１は、ケーシング２を打設する際に該ケーシングの直進性を維持して、ぶれないように所定の打設方向にガイドするために用いる装置である。
【００３４】
このケーシングガイド装置１は、主として、ケーシング２が挿通可能な略円筒状の本体３と、位置調節可能に該本体に設けられた複数のガイドローラー５，６を有している。この複数のガイドローラー（ガイド機構）には、本体３の上端側に設けられた複数の上段ガイドローラー５と、その下方に設けられた複数の下段ガイドローラー６が含まれている。
【００３５】
ガイドローラー５，６のそれぞれは、筒状本体３の内側空間の中心軸方向へスライドして突き出ることができるように配設され、その突出量（筒状本体内側への突出量）は各ガイドローラーを前後にスライドさせることで調節可能である（図７参照）。
【００３６】
上記構成のケーシングガイド装置１は、好ましくは、地盤に対し定着し固定された構造物（例えば、構築途中の桟橋の桟橋完成部分、作業構台など）に固定して用いられる。
というのも、例えば、ダム湖、海洋など水上工事で施工を行う際に、作業台船を足場とした三点支持式杭打ち機のような装置構成でケーシングの打ち込み施工を行う場合、上記ケーシングガイド装置が、上記台船の上、または三点支持式杭打ち機の一部に固定されると、水位の変化、波浪の影響を受け、位置および地盤に対する相対姿勢が不安定で確定できず、ガイドとしての機能に支障を来たしてしまう。
従って、そのような施工条件においては特に、上記ケーシングガイド装置は桟橋完成部分や、地盤に導杭を介して固定された導材、堤体などの地盤上に構築された構造物上や（水位の変動や波浪に影響を受けない強度の１対４本レグを装着しており、それらを地盤に着底し沈設することにより、地盤に作業床となる船体部分の荷重を預け、更に船底と水面との間に離隔を確保するようにして船体をリフトアップすることが自在な）自己昇降式台船上に設置固定することにより、確実な固定状態を確保することが好適である。
すなわち、上記ケーシングガイド装置は、あらゆる作業条件下で最も好適な場所に固定自在なように、固定する対象となる機械や場所を選ばないよう独立したモジュールとして構成されており、必要に応じて、直接的および間接的に地盤に固定できることを特徴としている。
【００３７】
以下、図１〜図７に基づいて、ケーシングガイド装置１を構成する筒状本体３と、ガイドローラー５，６の具体的構成について説明する。
【００３８】
（筒状本体）
略円筒状の本体３は、内側でケーシング２が自在に挿通可能な略円筒状の筒状部３１と、複数の上段ガイドローラー５を取り付けるための環状の上段取付フランジ３２と、複数の下段ガイドローラー６を取り付けるための環状の下段取付フランジ３３と、該本体を構造物（地盤に定着した構造物）に固定するための環状の固定用フランジ３４を有している。
【００３９】
筒状部３１は、略ハーフパイプ状の一対の半割れ筒状体で構成されている。各半割れ筒状体は、図１の側面図に示すように、該半割れ筒状体を接合してボルト固定するための略矩形の接合用フランジ３５，３５を両脇に具備している。
【００４０】
この筒状部３１は、図１及び図２に示すように、打設対象であるケーシング２が自在に挿通可能な内径を有している。また、下段ガイドローラー３３が配設されるすべての部位には、その回転体６１が筒状部３１内側のケーシング２に当接できるように、ガイドローラー用窓３６（開口部）が形成されている。
【００４１】
フランジ３２，３３，３４は、それぞれ平面視ハーフリング形状の一対の半割れフランジで構成され、筒状部３１を構成する一対の半割れ筒状体の所定位置に設けられている。
【００４２】
上段取付フランジ３２は、筒状部３１の上端において環状に張り出すように設けられている。この上段取付フランジ３２の上には、図３(A)に示すように、４つの上段ガイドローラー５が等間隔で配設され、さらに、図１に示すように、クレーンでの吊り込み時に利用する吊り環３７が立設されている。
【００４３】
下段取付フランジ３３は、筒状部３１の中間位置（上段取付フランジ３２と固定用フランジ３４との間であって後者寄り）において環状に張り出すように設けられている。この下段取付フランジ３３にも、上記と同様に、４つの下段ガイドローラー６が等間隔で配設されている。
【００４４】
固定用フランジ３４は、ケーシングガイド装置を対象物に固定するための固定部であって、筒状部３１の下端において環状に張り出すように設けられている。この固定用フランジ３４にボルトを通して、ケーシングガイド装置全体を対象物に対してボルト固定する。固定用フランジ３４を介してケーシングガイド装置を対象物に固定することで、該装置の姿勢が一定に保たれる。なお、ケーシングガイド装置を何処に固定するかは特に限定されず、施工現場の判断などに応じて、任意の場所、機械または構造物に対して固定することができる。すなわち、本発明のケーシングガイド装置は、あらゆる作業条件下で最も好適な場所に固定自在なように、固定する対象となる機械や場所を選ばないよう独立したモジュール（機能的にも構成的にも独立した装置）として構成されている。
【００４５】
また、上段取付フランジ３２には、図３及び図４に示すように、一対の半割れ筒状体を組み合わせた状態で凹凸嵌合する、位置決め用の凹凸部３８が形成されている。同様に、固定用フランジ３４にも、位置決め用の凹凸部３８が形成されている。このような凹凸部３８をフランジ３２，３４に形成することで、図４に示すような分割状態のケーシングガイド装置を、図３に示すように組み立てる際に、位置合わせ作業が容易になって簡単かつ確実に組み立て作業を進めることができる。
【００４６】
（ガイドローラー）
次に、ガイドローラー５，６の構成について説明する。
【００４７】
４つの上段ガイドローラー５は、図３(A)に示すように、上段取付フランジ３２の上に等間隔で取り付けられている。この上段ガイドローラー５はそれぞれ、図２に示すように、筒状部３１内を挿通するケーシング２に対してその回転体５１が転動自在に当接できるように配設されている。また、４つの上段ガイドローラー５は全体として一つの「上段挟持手段」を構成しており、その回転体５１，５１…でケーシング２を挟持するように配設されている。
【００４８】
上記と同様に、４つの下段ガイドローラー６は、下段フランジ３３に等間隔で取り付けられている。この下段ガイドローラー６はそれぞれ、図２に示すように、筒状部３１内を挿通するケーシング２に対してその回転体６１が転動自在に当接できるように、配設されている。また、４つの下段ガイドローラー６は全体として一つの「下段挟持手段」を構成しており、その回転体６１，６１…でケーシング２を挟持するように配設されている。なお、下段ガイドローラー６と向かい合う筒状部３１の部位には、図１及ぶ図２に示すように、窓３６（開口部）が形成されており、各下段ガイドローラーの回転体６１は、この窓３６を通して筒状部内のケーシング２に当接する。
【００４９】
４つの上段ガイドローラー５からなる「上段挟持手段」と、４つの下段ガイドローラー６からなる「下段挟持手段」は、図２に示すように上下方向で離隔した位置に配設されている。すなわち、打設時におけるケーシング２は、長手方向の２箇所において、複数のガイドローラー（上段ガイドローラー５からなる「上段挟持手段」と下段ガイドローラー６からなる「下段挟持手段」）によって挟持されている。
【００５０】
なお、本実施形態では、複数のガイドローラーからなる挟持手段を、図２に示すようにケーシング長手方向の２箇所に配設しているが、ケーシングガイド装置の長手方向のサイズによっては３箇所又はそれ以上設けることも可能である。また、本実施形態では各挟持手段を４台のガイドローラーで構成しているが、該挟持手段を２台、３台または５台以上のガイドローラーで構成してもよい。
【００５１】
以下、各ガイドローラーの構成について詳細に説明する。なお、上段ガイドローラー５と下段ガイドローラー６は同様の構成であるため、下段ガイドローラーについての説明は省略する。
【００５２】
各ガイドローラー５は、図６に示すように、打設されるケーシングに対して当接可能な回転体５１と、この回転体を回転自在に支持する支持部材５２と、この支持部材が固設された摺動自在のベース５３と、このベースの摺動を前後２方向に制限するための摺動規制部材５４，５４と、摺動自在の前記ベースを所望の位置で固定するための固定ボルト５５を有している。
【００５３】
回転体５１は、図２に示すように、筒状部３１内を通って打設されるケーシング２に対して当接する。この回転体５１は、上段取付フランジ３２にベース５３が固定された状態でケーシング２に対して圧接可能であり、該ケーシングの貫入又は引き抜き時に従動回転できるように回転自在に支持されている。したがって、ケーシング２に対する回転体５１の当接が該ケーシングの打設を妨げることがない。また、そのような打設を妨げる摩擦がケーシングとガイドローラーとの間に生じることもない。
【００５４】
図６に示すように、支持部材５２は回転体５１を回転自在に支持し、摺動自在のベース５３に立設状態で固定されている。
【００５５】
平面視略矩形のベース５３は、自在にスライドできるように上段取付フランジ３２の上に配設されている。このベース５３には、図６(C)に示すように、細長いガイドホール５６が形成され、このガイドホールにボルト５５を通してベース５３が上段取付フランジ３２に対してボルト固定される。
【００５６】
一対の摺動規制部材５４，５４は上段取付フランジ３２上に平行に配設された状態で、該フランジに対して固定されている。この摺動規制部材５４をベース５３の両脇で固設することで、該ベースの摺動方向が前後２方向に制限される。
【００５７】
（ガイドローラーの位置調節方法）
次に、ガイドローラーの位置調節方法について説明する。
【００５８】
本発明において、上段ガイドローラー５および下段ガイドローラー６は、それぞれ独立して位置調節できるように構成されている。以下、上段ガイドローラー５の位置調節を行う場合について説明する。なお、下段ガイドローラー６の位置調節は同様である。
【００５９】
ケーシング打設時には図６(C)に示すボルト５５を締め、ベース５３を上段取付フランジ３２に対してボルト固定することで、ガイドローラー５の全体が上段取付フランジ３２に対して確りと固定される。この状態では、打設途中のケーシングを介して衝撃などの外力を受けても、ガイドローラーが動くことはない。したがって打設中は、ケーシングに対してガイドローラーの回転体５１が当接する状態が常に維持される。
【００６０】
一方、ガイドローラー５の位置調節を行う際には、図６(C)に示すボルト５５を緩めることで、ベース５３が押し引き可能な状態になる。この状態で、ケーシングから回転体５１を引き離したいときには、図７(A)に示すように、ベース５３を手前（本体外側方向）に引き戻し、逆に、ケーシングに回転体５１を押し当てたいときには、図７(B)に示すように、ベース５３をケーシング方向（本体内側方向）へ押し込む。これにより、摺動規制部材５４，５４の間にあるベース５３が前後方向にスライドするので、ガイドローラー５の位置（ケーシングに対する相対的位置）を自在に調節できる。
【００６１】
上記操作でガイドローラー５の位置（回転体５１がケーシングに当接する位置）が定まったら、再びボルト５５を締めて、打設時の衝撃を受けてもガイドローラーが位置ずれしないようにベース５３を上段取付フランジ３２に対して確りと固定する。
【００６２】
（ケーシング打設方法）
次に、上述したケーシングガイド装置１を利用したケーシング打設方法について説明する。
【００６３】
本発明のケーシングガイド装置１は、重機の中心位置に対して打設ポイントが一定となるような杭打機（例えば三点支持式杭打機）では打設が困難又は高コストになるような現場で好適に用いられ、より具体的には例えば、深い峡谷やダムサイト、急峻な山岳地帯、また波浪の影響を受ける海洋工事などの施工現場におけるケーシング打設に好適に用いられる。
【００６４】
図８は、本発明のケーシング打設方法の一例であって、ダムサイトでの桟橋施工において、ケーシングガイド装置１を利用してケーシングの一種である管状杭２ａ（支持杭）を打設している様子を示している。
図９は、図８の機械足場７１の上部構造をなす桟橋パネル７４（導材７２としても利用）を示す平面図である。
図１０は、図８の導材７２に固定されたケーシングガイド装置１を示す拡大図である。
【００６５】
以下、桟橋施工における管状杭の打設をケーシング打設の代表例として挙げて、本発明のケーシング打設方法について説明する。
【００６６】
図８に示す実施形態では、既に構築された桟橋完成部分である機械足場７１に対して、導材７２を延設状態で固定している。機械足場７１は、未完成の桟橋の一部（すなわち構築途中の桟橋の一部）であるが、足場として利用できる既設構造物でもある。また、機械足場７１とこれに固定された導材７２は、全体として、地盤に対して定着し固定された構造物である地盤定着構造物７を構成している。
【００６７】
地盤定着構造物７の主要部をなす機械足場７１は、地盤に対して打設された複数の管状杭２ｂとブレース７３からなる「下部構造」と、該下部構造によって支持された桟橋パネル７４からなる「上部構造」とで構成されている。かかる構成の機械足場７１上には、図示するようにクレーンが用意されている。
【００６８】
また、地盤定着構造物７の一部分である導材７２は、機械足場７１から片持ち状に張り出すようにその上部構造（桟橋パネル７４）に対して固定されている。この導材７２は、図９の平面図に示すような筒状の杭ガイド７５を具備するフレームで構成されている。この導材７２を介して管状杭を必要本数打設し、その既設管状杭の頭部に導材７２を固定すれば、当該導材（桟橋パネル）は上部構造として機能する。
【００６９】
本実施形態では、この片持ち状に張り出した導材７２に、前述したケーシングガイド装置１を固定して、ケーシングである管状杭２ａを打設する。
以下、図１１(a)〜(e)に示す工程ａ〜ｅを参照しながら、図８に示す桟橋施工の具体的手順を説明する。
【００７０】
１．工程ａ
はじめに、図８に示すように機械足場７１に用意したクレーンを使って、図９に示す桟橋パネルからなる導材７２を、該機械足場の上部構造（桟橋パネル７４）に対し片持ち状に延設して固定する。これにより、導材７２が機械足場７１と一体化し、その結果、当該導材も地盤定着構造物７の一部となる。
【００７１】
すなわち、この段階における機械足場７１と導材７２は、構築途中（未完成）の桟橋の一部であるが、同時に、地盤に対して固定された既設構造物でもある。この導材７２の先端には、図１０に示すように、管状杭２ａを地盤へガイドする杭ガイド７５（ガイドパイプ）が設けられている。
【００７２】
２．工程ｂ
次に、機械足場７１上のクレーンで吊り込んだケーシングガイド装置１を、図１０に示すように、延設した導材７２の杭ガイド７５の上に載置してボルトで固定する。これにより、地盤定着構造物７の一部である「導材７２」と「ケーシングガイド装置１」が一体化するので、ケーシングガイド装置１が、地盤定着構造物７に固定された状態が確保される。
【００７３】
なお、後工程でガイド装置１内に管状杭２ａを挿通できるように、また、後工程での管状杭２ａの杭心セットを阻害しないように、ガイド装置のガイドローラー５，６を図７(A)に示すように予め手前位置（外側位置）に引いておく。
【００７４】
３．工程ｃ
次に、鋼管（杭材）を必要本数継ぎ足してなる管状杭２ａを、足場上のクレーンで吊ってケーシングガイド装置１及び導材７２に通して対象地盤上に建て込み、続いて、建て込んだ管状杭を杭心に（鉛直に）セットする。
【００７５】
そして、管状杭２ａの杭心が確保された状態で、ガイドローラー５，６のそれぞれを、図７(B)に示すように筒状本体内側の杭方向へ押し込んでその回転体を杭外周面に押し当てる。すなわち、すべてのガイドローラー５，６のそれぞれについて前述した位置調節を行い、その回転体５１，６１を管状杭２ａに当接させる。
【００７６】
続いて、後工程で打撃等に起因する衝撃を受けても上記当接状態が確実に維持されるように、すなわち衝撃を受けてもガイドローラー５，６が位置ずれしないように、ボルトを締めて各ガイドローラーをフランジ３２，３３に対して確りと固定する。
【００７７】
以上の手順を経て、鉛直にセットされた管状杭２ａが上下２段の挟持手段（上下２段のガイドローラー群）によって挟持され、該管状杭の直進性が維持されつつ、打設方向に円滑にガイドされる状態が確保される。すなわち、後工程において打撃等に伴う衝撃を受けても管状杭２ａの直進性（鉛直性）は上下の挟持手段であるガイドローラー５，６によって保持され、その状態を保ったまま一定方向に円滑にガイドされるようになる。
【００７８】
４．工程ｄ
次に、図８に示すように掘削装置８を機械足場上のクレーンで吊り込んで、鉛直にセットされた管状杭２ａの内側に挿入し、ワイヤロープを繰り出して該装置を降下させ、該掘削装置８で管状杭２ａを打設する。
【００７９】
掘削装置を用いた管状杭の打設は、例えば、図１２に示す打設原理を利用して行う。
図１２は、本発明に適用可能な掘削装置の一例を示す図であり、掘削装置８を用いて対象地盤を掘削すると同時に、該掘削装置で管状杭２ａを地盤に打ち込んでいる様子を示している。
【００８０】
図１２に示すように、掘削装置８は主として、クレーン吊り下げ式の回転駆動装置８１と、該回転駆動装置８１に連結されたダウンザホールハンマ８３を有している。
【００８１】
回転駆動装置８１は、その下部のダウンザホールハンマ８３を回転駆動する。
ダウンザホールハンマ８３は、打撃力発生用のピストンを内蔵するハンマシャフト８４を有している。ハンマシャフト８４の上端側は、回転駆動装置８１に作動可能に連結されている。一方、ハンマシャフト８４の先端（下端）には、地盤を掘削するための拡縮可能な掘削ビット８５が設けられている。掘削ビット８５の上方であって、ハンマシャフト８４の外周面には、打撃力を管状杭２ａの下部に印加するためのリング状段部８６が固設されている。
【００８２】
ハンマシャフト先端の掘削ビット８５は、拡径状態と縮径状態との間で変位可能に構成されている。掘削ビット８５が縮径状態にあるときには、ダウンザホールハンマ８３を管状杭２ａに対して自在に挿通させることができる。拡径状態では、掘削ビット８５は外方に張り出して、その外側端の旋回軌跡は、図１２に示すように管状杭２ａの外径を上回る。
【００８３】
管状杭の打設時には、図１２に示すように管状杭２ａの内空部にダウンザホールハンマ８３を挿通させ、その先端開口部から掘削ビット８５を突き出し、該掘削ビットを拡径状態にセットして対象地盤を掘削する。
【００８４】
上記構成の掘削装置８を用いて打設を行う際には、回転駆動装置８１でダウンザホールハンマ８３に回転力を付与すると同時に、コンプレッサーでダウンザホールハンマ８３内にエア（圧搾空気）を供給する。エアがダウンザホールハンマ８３内に供給されると、ハンマシャフト８４に内蔵したピストンが上下駆動して、該ピストンの打撃力がハンマ先端の掘削ビット８５に伝達される。その結果、掘削対象地盤に対し連続的打撃を加えながら回転掘削を行うことができる。
【００８５】
掘削ビット８５で削り出される掘削ずり（掘削土）は、ダウンザホールハンマ８３の駆動用エア（圧搾空気）を利用してエアリフト式に吹き上がる。吹き上げられた掘削ずりは、エアの流れに乗って管状杭２ａの内空部（詳細には、該管状杭の内壁とハンマシャフト８４の外周面との間の隙間から成る排土経路）を通り、管状杭上部の開口部から噴出する。
【００８６】
上述した原理で掘削ずりを管状杭２ａの外へ排出しながら対象地盤を掘削することにより、ダウンザホールハンマ８３が掘進する。そして、ダウンザホールハンマ８３が掘進するとき、掘削ビット８５上部であってハンマシャフト８４の外周面に固設したリング状段部８６と、管状杭２ａの下端側内壁側に固設した段部８７とが、上下方向で相互干渉して、管状杭が掘進方向へ打ち込まれ圧入される。
【００８７】
したがって、ダウンザホールハンマ８３を管状杭２ａに挿通させた状態で地盤を掘削すれば、それと同時に打撃力が管状杭下部に印加されて、該管状杭がダウンザホールハンマ８３に追随するので、掘削と同時に管状杭３の打ち込みが進行する。
【００８８】
５．工程ｅ
目標深度までの管状杭２ａの打設が完了したら、ケーシングガイド装置１を導材７２から取り外す。ケーシングガイド装置１の取り外しの際には、図１１(e)に示すように、固定ボルトを外した状態でケーシングガイド装置１を吊り上げる。その際、例えば上空制限がある現場などでは、図４に示すように、ケーシングガイド装置１を半割れ状に分割してもよく（分割できるタイプのケーシングガイド装置の場合）、或いは、図５に示すようにケーシングガイド装置１を開いて取り外してもよい（開閉できるヒンジ付きケーシングガイド装置の場合）。
【００８９】
なお、上記一連の工程を実現するにあたり、ケーシングガイド装置１を、図１０に示すように、延設した導材７２の杭ガイド７５の上に載置してボルトで固定されているが、設計上の必要に応じて、図１３に示すように導材７２の杭ガイド７５の下にボルト固定することを選択することができることは勿論である。また、導材７２の杭ガイド７５の上下両側のそれぞれにケーシングガイド装置１を固定してもよい（図１０の態様と図１３の態様の組み合わせ）。
【００９０】
（変形例１）
上述した実施形態は、特許請求の範囲に記載の発明の一例であって、その技術的範囲を当該実施形態に限定する趣旨ではない。例えば、特許請求の範囲に記載の本発明には、以下に述べるような変形例も含まれる。
【００９１】
本発明の第１の変形例を図１４に示す。
上述した実施形態では、１本のケーシングの打設に際して、１台のケーシングガイド装置を使って管状杭を打設していたが、図１４に示すように、ケーシングガイド装置１を複数利用してもよい。
【００９２】
図１４に示す変形例では、前述と同様に延設した導材７２にケーシングガイド装置１を固定している。加えて、下部構造である既打設管状杭２ｂに対してフレーム７６を延設して、該フレームの先端側にケーシングガイド装置１を固定している。上下離れた位置にあるケーシングガイド装置１，１は、両者の筒状部が同軸状になるように位置決めしてある。
【００９３】
このような複数台のケーシングガイド装置を用いる打設方法であれば、ガイドローラーによるケーシング挟持箇所の２点間距離を、前述した実施形態の打設方法よりも大きくとることができ、その結果、より高度の鉛直精度・直進性を確保維持することが可能になる。なお、上述した変形例で用いるフレーム７６とケーシングガイド装置１は、１セットに限定されず、杭長や掘削装置の長さによっては複数セット取り付けて３箇所以上を挟持するようにしてもよい。
【００９４】
（変形例２）
上述した実施形態では、掘削用のケーシングの一種である管状杭（鋼管杭）の打設について例示したが、本発明に適用可能なケーシングはこれに限定されず、例えば、鋼管矢板や各種締切構造（止水用の壁体）などの基礎杭、深井戸、取水口、換気立孔などの各種立坑の壁面を構成する管状構造などの打設にも幅広く利用可能である。すなわち、本発明に適用可能なケーシングには、管状杭、鋼管矢板のほか、該構造物の工事目的に関わりなく、少なくともその一部分が地中に打設される管状構造物を成す全般の構造が含まれる。
【００９５】
図１５は、本発明のケーシングガイド装置に鋼管矢板を挿通させた状態を示す平面図である。図１５に示す変形例のケーシングガイド装置１’では、前述した実施形態に比べて、上段ガイドローラー５が、内側空間の方へより大きくスライドして突き出るようになっている（図示を省略しているが下段ガイドローラーも同様）。その結果、図１５に示すように、鋼管矢板２ｃの継手２１，２１をケーシングガイド装置１’に接触させることなく、ガイドローラーで鋼管矢板本管２０を挟持できる。
【００９６】
このように本発明では、ガイドローラーのスライド幅（ガイドローラーが本体内空部に突出する長さ）は特に限定されず、使用目的やケーシングのタイプに合わせて適宜設計変更することができる。
【００９７】
（変形例３）
また、上述した実施形態では、本発明を桟橋工に利用する場合について例示したが、本発明を適用可能な工事はこれに限定されない。例えば、図１６に示すように、地盤に対し定着し固定された構造物７’を構築し、その上部構造を井桁状に構成し、該上部構造の上にケーシングガイド装置１’（図１５参照）を固定して、これを介して鋼管矢板２ｃを打設するようにしてもよい。
【００９８】
掘削装置を用いた鋼管矢板２ｃの打設は、例えば、図１７に示す打設原理を利用して行う。
図１７は、掘削装置８を用いて対象地盤を掘削すると同時に、該掘削装置で鋼管矢板２ｃを地盤に打ち込んでいる様子を示している。掘削装置８の構成とこれを用いた掘削打設の原理は、図１２に示すものと同様である。
【００９９】
鋼管矢板打設時には、図１７に示すように鋼管矢板本管２０の内空部にダウンザホールハンマ８３を挿通させ、該本管先端から掘削ビット８５を突き出し、該掘削ビットを拡径状態にセットして対象地盤を掘削する。
【０１００】
掘削ずりを鋼管矢板本管４の外へ排出しながら対象地盤を掘削することにより、ダウンザホールハンマ８３が掘進する。そして、ダウンザホールハンマ８３が掘進するとき、掘削ビット８５上部であってハンマシャフト８４の外周面に固設したリング状段部８６と、鋼管矢板本管２０の下端側内壁側に固設した段部８７とが、上下方向で相互干渉して、鋼管矢板２ｃが掘進方向へ打ち込まれ圧入される。
【０１０１】
したがって、ダウンザホールハンマ８３を鋼管矢板本管２０に挿通させた状態で地盤を掘削すれば、それと同時に打撃力が鋼管矢板下部に印加されて、該鋼管矢板がダウンザホールハンマ８３に追随するので、掘削と同時に鋼管矢板２ｃの打ち込みが進行する。
【０１０２】
（その他の変形例）
上述した実施形態では、地盤に対して直接又は間接に固定された構造物に対して、ケーシングガイド装置を固定して使用する態様を例示したが、本発明のケーシングガイド装置の利用態様はこれに限定されず、施工状況に応じて地盤に対して定着・固定されていない構造物（具体例として、波浪の影響を受ける海洋工事で用いる台船など）に固定して利用することも可能である。
【０１０３】
また、ケーシングガイド装置の底部にキャスターなどの車輪部材を複数設けて、非固定状態のガイド装置を手押し式または牽引式に移動できるようにしてもよい。（勿論、打設時にはキャスターが機能しないようにケーシングガイド装置は対象物や地盤に確りと固定される。）これにより、例えば隣接打設ポイントへのガイド装置の移動を簡単かつ速やかに完了できる。
【符号の説明】
【０１０４】
１      ケーシンングガイド装置
１’    ケーシンングガイド装置
２      ケーシング
２ａ    ケーシングの一種である管状杭（支持杭）
２ｂ    既打設の管状杭（支持杭）
２ｃ    ケーシングの一種である鋼管矢板
３      略円筒状の本体
５      上段ガイドローラー（上段ガイド機構）
６      下段ガイドローラー（下段ガイド機構）
７      地盤定着構造物
７’    地盤定着構造物
８      掘削装置
２０    鋼管矢板本管
２１    継手
３１    筒状部
３２    上段取付フランジ
３３    下段取付フランジ
３４    固定用フランジ（固定部／装置固定手段）
３５    接合用フランジ
３６    窓（開口部）
３７    吊り環
３８    位置決め用の凹凸部
５１    回転体
５２    支持部材
５３    ベース
５４    摺動規制部材
５５    固定ボルト
５６    ガイドホール
６１    回転体
７１    機械足場
７２    導材（桟橋パネル）
７３    ブレース
７４    桟橋パネル
７５    筒状の杭ガイド
７６    フレーム
８１    回転駆動装置
８３    ダウンザホールハンマ
８４    ハンマシャフト
８５    掘削ビット
８６    リング状段部
８７    段部
【図１】
2014070469.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2014070469.tif 000010
【図９】
2014070469.tif 000011
【図１０】
2014070469.tif 000012
【図１１】
2014070469.tif 000013
【図１２】
2014070469.tif 000014
【図１３】
2014070469.tif 000015
【図１４】
2014070469.tif 000016
【図１５】
2014070469.tif 000017
【図１６】
2014070469.tif 000018
【図１７】
2014070469.tif 000019