(57)【要約】【課題】杭の圧入施工を好適に行うことができる杭圧入方法を実現する。【解決手段】杭圧入装置１０のチャック装置１５でオーガ装置１を支持してオーガ併用工法による杭の圧入施工を行う場合に、オーガ装置１の上部（オーガ駆動部４）に設けられている巻き揚げ機５がドラム５１にワイヤ５２を巻き取る機能を利用して、その巻き揚げ機５よりも低い位置にあるウエイト部材Ｗに固定したワイヤ５２にテンションを掛けることで、ウエイト部材Ｗからも反力を取ることができるので、杭圧入装置１０が既設杭Ｐとウエイト部材Ｗから反力を取って杭Ｐの圧入を好適に行うことを可能にした。【選択図】図１
2015206243.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
既設杭から反力を取って杭を地盤に圧入する杭圧入装置と、前記地盤を掘削するオーガ装置を併用した杭圧入方法であって、
前記杭圧入装置は、前記杭と前記オーガ装置のケーシングを掴むチャック装置を備えており、
前記チャック装置に設置された前記オーガ装置における当該チャック装置よりも上の位置には、ドラムに一端が固設されて前記ドラムに巻き付けられるワイヤを有する巻き揚げ機が設けられており、
前記ワイヤの他端を前記巻き揚げ機よりも低い位置にあるウエイト部材に固定して前記ワイヤにテンションを掛けた状態とし、前記ウエイト部材からも反力を取って前記杭の圧入を行うことを特徴とする杭圧入方法。
【請求項２】
前記ウエイト部材は、施工現場に載置されている資材または作業機械であることを特徴とする請求項１に記載の杭圧入方法。
【請求項３】
前記ウエイト部材が前記巻き揚げ機で吊り込まれて、前記ワイヤに吊り下げられた状態で前記杭の圧入を行うことを特徴とする請求項１に記載の杭圧入方法。
【請求項４】
前記オーガ装置を挟んだ前記ウエイト部材の反対側で、前記オーガ装置の上部と前記杭圧入装置に架け渡されているテンション部材を備え、
前記テンション部材を前記杭圧入装置側に引き付けるテンションを掛けた状態で、前記杭の圧入を行うことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の杭圧入方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、杭圧入方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、杭圧入装置によって地盤に杭（鋼矢板）を圧入する施工を行う際、地盤への杭の圧入効率を向上させるために、オーガ装置を用いたオーガ併用工法を採用することがある（例えば、特許文献１参照。）。
例えば、オーガ併用工法では、下記工程にて杭の圧入施工を行う。
１．既設の杭列上を自走可能な杭圧入装置のチャック装置にオーガ装置を設置する。
２．クレーンで吊った杭をオーガ装置に沿わすようにチャック装置にセットする。
３．オーガ装置で地盤を掘削しつつ、杭圧入装置は既設杭から反力を取りチャック装置で杭の圧入を行う。（圧入途中の杭を利用して杭圧入装置が自走にて移動する。）
４．杭の圧入完了後、チャック装置にてオーガ装置を引き上げる。
５．「２」に戻り、杭の圧入を繰り返す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１９５８７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来技術の場合、杭圧入装置は既設杭から反力を取って杭を地中に圧入しているので、杭に作用する周面抵抗が小さい地盤などで既設杭から反力を取りにくい状態では、十分な圧入力を掛けることができないことがある。そのためにチャック装置による打ち抜き回数が多くなって、杭１本あたりの施工時間が長くなってしまい、工期が延びてしまうことがあった。
【０００５】
本発明の目的は、杭の圧入施工を好適に行うことができる杭圧入方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、
既設杭から反力を取って杭を地盤に圧入する杭圧入装置と、前記地盤を掘削するオーガ装置を併用した杭圧入方法であって、
前記杭圧入装置は、前記杭と前記オーガ装置のケーシングを掴むチャック装置を備えており、
前記チャック装置に設置された前記オーガ装置における当該チャック装置よりも上の位置には、ドラムに一端が固設されて前記ドラムに巻き付けられるワイヤを有する巻き揚げ機が設けられており、
前記ワイヤの他端を前記巻き揚げ機よりも低い位置にあるウエイト部材に固定して前記ワイヤにテンションを掛けた状態とし、前記ウエイト部材からも反力を取って前記杭の圧入を行うことを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の杭圧入方法において、
前記ウエイト部材は、施工現場に載置されている資材または作業機械であることを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の杭圧入方法において、
前記ウエイト部材が前記巻き揚げ機で吊り込まれて、前記ワイヤに吊り下げられた状態で前記杭の圧入を行うことを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載の杭圧入方法において、
前記オーガ装置を挟んだ前記ウエイト部材の反対側で、前記オーガ装置の上部と前記杭圧入装置に架け渡されているテンション部材を備え、
前記テンション部材を前記杭圧入装置側に引き付けるテンションを掛けた状態で、前記杭の圧入を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、杭の圧入施工を好適に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】杭圧入装置とオーガ装置を併用した杭圧入方法に関する説明図である。
【図２】杭圧入装置とオーガ装置を併用した杭圧入方法の他の実施形態を示す説明図である。
【図３】杭圧入装置とオーガ装置を併用した杭圧入方法の他の実施形態を示す説明図（ａ）（ｂ）である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明に係る杭圧入方法の実施形態について詳細に説明する。
本実施形態における杭圧入方法は、既設杭から反力を取って杭を地盤に圧入する杭圧入装置と、地盤を掘削するオーガ装置を併用したオーガ併用工法によるものである。
【００１３】
オーガ装置１は、図１に示すように、筒状のケーシング２と、ケーシング２内に配されるオーガスクリュー（図示省略）を回転駆動させるオーガ駆動部４と、オーガ駆動部４に設けられた巻き揚げ機５等を備えて構成されている。
【００１４】
ケーシング２は、後述する杭圧入装置１０のチャック装置１５に支持されて、施工現場にて鉛直に立設された姿勢で設置される。
このケーシング２内に配されるオーガスクリュー（図示省略）の下端部には、オーガヘッド（図示省略）が交換可能に取り付けられている。
【００１５】
オーガ駆動部４は、ケーシング２の上端に固設されており、オーガ駆動部４に設けられた巻き揚げ機５は、ケーシング２の上端よりも上の位置に配設されている。勿論、この巻き揚げ機５は、ケーシング２を保持するチャック装置１５よりも上の位置にあって作動するようになっている。
巻き揚げ機５は、モーターなどの駆動機によって回転されるドラム５１と、ドラム５１に一端が固定されてドラム５１に巻き付けられるワイヤ５２と、を有している。
この巻き揚げ機５は、例えば、ワイヤ５２の他端に杭Ｐを繋いで、そのワイヤ５２をドラム５１に巻き付けるようにして杭Ｐを吊り上げ、杭Ｐをオーガ装置１に吊り込むために設けられた機械（例えば、ウインチ）である。
【００１６】
そして、後述する杭圧入装置１０によって地盤に杭（例えば、鋼矢板）を圧入する際に、このオーガ装置１を杭圧入装置１０と併用してオーガ併用工法による杭の圧入施工を行うことができる。
【００１７】
杭圧入装置１０は、図１に示すように、杭Ｐをチャック装置１５で掴んで地中に圧入する装置であり、既に地中に埋設された既設の杭Ｐの上端側を掴んで支持する複数のクランプ装置１１…を備えたサドル１２と、サドル１２に対して前後動可能なスライドベース１３と、スライドベース１３上で左右に旋回可能なリーダーマスト１４と、リーダーマスト１４の前面に昇降可能に取り付けられたチャック装置１５と、リーダーマスト１４に対してチャック装置１５を昇降駆動するメイン油圧シリンダ１６等を備えている。
この杭圧入装置１０のリーダーマスト１４には、オーガ装置１を作動させるためにオーガ駆動部４に接続される動力伝達綱６ａを巻き取ったり繰り出したりするリール６が取り付けられている。動力伝達綱６ａは、例えば、油圧ホースや電気ケーブルである。
【００１８】
クランプ装置１１は、サドル１２の下面に設けられている。このクランプ装置１１は、例えば、先に圧入された既設の杭Ｐの上端側を挟んだ状態で、図示しない油圧シリンダの駆動によりその杭Ｐの上端部を挟持して掴むことができる。つまり、クランプ装置１１は、既設杭Ｐを掴むことで杭圧入装置１０を既設杭Ｐの上端部に固定する固定手段として機能する。
特に、クランプ装置１１は、掴んで支持した既設杭Ｐから反力を取って、杭圧入装置１０が新たに杭Ｐを圧入したり、埋設されている杭Ｐを引き抜いたりすることができるように、杭圧入装置１０を既設杭Ｐの上端部に固定し設置するようになっている。
なお、クランプ装置１１が備える固定クランプ爪と可動クランプ爪とからなるクランプ爪や、可動クランプ爪を駆動させる油圧シリンダの構成や、クランプ爪が杭Ｐを掴む動作は周知であるので、ここでは詳述しない。
【００１９】
スライドベース１３は、サドル１２に対し前方に移動して、リーダーマスト１４とともにチャック装置１５を水平に前側に移動させることにより、サドル１２を移動することなく、先頭のクランプ装置１１が支持している既設杭Ｐの先に、新たな２本の杭を前後方向に並べて順次圧入することを可能にする。
【００２０】
リーダーマスト１４は、スライドベース１３と一体的に前後に移動する。
また、リーダーマスト１４は、スライドベース１３に対し左右に旋回してチャック装置１５の向きを変えることにより、順次並んで圧入される杭の列の方向を直角に曲げたり、湾曲して曲げたりすることが可能となっている。
【００２１】
チャック装置１５は、その背面側がリーダーマスト１４の前面側に昇降可能に嵌合した状態とされるとともに、リーダーマスト１４とチャック装置１５に接続されたメイン油圧シリンダ１６により昇降駆動されるようになっている。
このチャック装置１５の内部には、例えば、オーガ装置１のケーシング２を掴むケーシングチャックと、杭Ｐを掴むパイルチャックとが設けられている。ケーシングチャックは、チャック装置１５に挿通されたケーシング２を、図示しない油圧シリンダの駆動により作動する爪部で把持して保持することができる。パイルチャックは、チャック装置１５に挿通された杭Ｐを、図示しない油圧シリンダの駆動により作動する爪部で把持して保持することができる。
なお、チャック装置１５が備えるケーシングチャックやパイルチャック、その爪部を駆動させる油圧シリンダの構成や動作は周知であるので、ここでは詳述しない。
【００２２】
そして、チャック装置１５が把持した杭Ｐを地中に圧入する際、チャック装置１５の昇降範囲は限られているので、杭Ｐを把持してチャック装置１５を下降させることと、杭Ｐを離してチャック装置１５を上昇させることを繰り返すようになっている。これにより、チャック装置１５が昇降する１ストローク分ずつ杭Ｐを圧入することが繰り返され、チャック装置１５の昇降範囲より深く杭Ｐを地中に圧入することが可能になっている。
同様に、杭Ｐを把持してチャック装置１５を上昇させることと、杭Ｐを離してチャック装置１５を下降させることを繰り返して、杭Ｐを地中から引き抜くことが可能になっている。
また、チャック装置１５が把持したケーシング２（オーガ装置１）を地中に押し下げることや、地中から引き上げることも同様に行うことが可能になっている。
【００２３】
上記した杭圧入装置１０は、既設杭Ｐの先に新たな杭Ｐをチャック装置１５で圧入する動作と、クランプ装置１１による既設杭Ｐの上端部の挟持と解除の動作と、サドル１２に対するスライドベース１３の前後動の動作と、を組み合わせることで、既設杭Ｐからなる杭列上を自走し移動することができる。
なお、杭圧入装置１０が杭列上を自走する動作は周知であるので、ここでは詳述しない。
【００２４】
次に、オーガ装置１と杭圧入装置１０を協働させる杭圧入方法（オーガ併用工法）によって杭の圧入施工を行う手順について説明する。
ここでは、既設杭Ｐからなる杭列上を自走可能な杭圧入装置１０のチャック装置１５に、既にオーガ装置１が設置されている状態であるものとする。
【００２５】
まず、オーガ装置１の巻き揚げ機５からワイヤ５２を繰り出し、フック５２ａが取り付けられているワイヤ５２の他端を地上に下ろす。また、施工現場に搬入されている杭Ｐの端部に吊り金具をボルトなどで固定し、吊り金具に牽引ロープ５２ｂの端部を締結する（玉掛けする）。その牽引ロープ５２ｂのループにワイヤ５２のフック５２ａを架けた後、巻き揚げ機５のドラム５１にワイヤ５２を巻き付けていき、ワイヤ５２の他端に繋がれている杭Ｐを徐々に引き上げ、オーガ装置１に杭Ｐを吊り込む。
巻き揚げ機５は、オーガ装置１に吊り込んだ杭Ｐをケーシング２に沿わせた位置に吊り下げる。この巻き揚げ機５が、杭Ｐの長さよりも高い位置に配設されていることにより、巻き揚げ機５で吊り込んだ杭Ｐをケーシング２に沿った位置に吊り下げやすくなっている。また、巻き揚げ機５によってオーガ装置１に吊り込まれた杭Ｐは、その下端部がチャック装置１５の近傍であって、チャック装置１５の直上に位置するように吊り下げられるので、吊り込んだ杭Ｐをチャック装置１５に挿通しやすくなっている。
こうして巻き揚げ機５のワイヤ５２によって吊り下げられている杭Ｐをチャック装置１５に保持させるように、作業者が杭Ｐを誘導しつつ、ワイヤ５２を少しずつ繰り出していき、杭Ｐをチャック装置１５に挿通してセットする。
【００２６】
次いで、チャック装置１５にセットされた杭Ｐ（吊り金具）から牽引ロープ５２ｂの端部を外し（例えば、自動玉外し装置を使用して外す）、オーガ装置１の巻き揚げ機５からワイヤ５２を繰り出してフック５２ａが取り付けられているワイヤ５２の他端を地上に下ろす。
次いで、施工現場において杭圧入装置１０の前方に載置されている資材（ここでは杭Ｐの束）をウエイト部材Ｗとして利用し、そのウエイト部材Ｗに牽引ロープ５２ｂの端部を締結する。ウエイト部材Ｗに締結した牽引ロープ５２ｂのループにワイヤ５２のフック５２ａを架けた後、巻き揚げ機５のドラム５１にワイヤ５２を巻き付けていき、ドラム５１とウエイト部材Ｗの間に張られたワイヤ５２の弛みを無くして、ワイヤ５２にテンションを掛ける。
【００２７】
こうして、図１に示すように、ワイヤ５２の他端（フック５２ａおよび牽引ロープ５２ｂ）を巻き揚げ機５よりも低い位置にあるウエイト部材Ｗに固定して、オーガ装置１の巻き揚げ機５でワイヤ５２を巻き取ることで、そのワイヤ５２にテンションが掛かった状態とすれば、杭圧入装置１０はケーシング２（オーガ装置１）とワイヤ５２（巻き揚げ機５）を通じてウエイト部材Ｗから反力を取って杭Ｐの圧入を行うことが可能になる。
そして、杭圧入装置１０はクランプ装置１１で掴んだ既設杭Ｐから反力を取るとともに、テンションが掛かったワイヤ５２を介してウエイト部材Ｗからも反力を取って杭Ｐの圧入を行う。
このように、オーガ装置１の巻き揚げ機５よりも低い位置にあるウエイト部材Ｗにワイヤ５２を固定し、そのワイヤ５２にテンションを掛けてウエイト部材Ｗから反力を取って杭Ｐの圧入を行う場合には、その反力を取ることに伴いオーガ装置１を杭圧入装置１０（チャック装置１５）に付勢する向きの力が作用するようになるので、地盤に対するオーガ装置１及び杭圧入装置１０の姿勢を安定させて杭Ｐの圧入施工を好適に行うことができる。
【００２８】
杭Ｐの圧入完了後には、牽引ロープ５２ｂをウエイト部材Ｗから取り外して、次の杭Ｐの吊り込み作業に利用する。
つまり、杭Ｐの圧入完了後、巻き揚げ機５で次の杭Ｐの吊り込みを行い、その杭Ｐをチャック装置１５にセットし、セットした杭Ｐから外した牽引ロープ５２ｂの端部をウエイト部材Ｗに締結することでワイヤ５２をウエイト部材Ｗに固定し、そのワイヤ５２にテンションを掛けてウエイト部材Ｗから反力を取るようにして杭Ｐの圧入施工を繰り返す。
【００２９】
なお、杭Ｐを圧入する工程では、オーガ装置１の下降に応じて巻き揚げ機５でワイヤ５２を巻き取って、常にワイヤ５２に適正なテンションが掛かった状態とするように、巻き揚げ機５を連動させる制御を行うようになっている。
また、杭Ｐを引き抜く工程では、オーガ装置１の上昇に応じて巻き揚げ機５でワイヤ５２を繰り出して、常にワイヤ５２に適正なテンションが掛かった状態とするように、巻き揚げ機５を連動させる制御を行うようになっている。
【００３０】
以上のように、オーガ装置１の巻き揚げ機５は、杭Ｐをオーガ装置１および杭圧入装置１０に吊り込む機能と、ウエイト部材Ｗに固定したワイヤ５２にテンションを掛ける機能を有している。
そして、杭圧入装置１０のチャック装置１５でオーガ装置１を支持してオーガ併用工法による杭の圧入施工を行う場合に、オーガ装置１の巻き揚げ機５を利用して、ウエイト部材Ｗに固定したワイヤ５２にテンションを掛けてウエイト部材Ｗから反力を取ることができるので、杭圧入装置１０は既設杭Ｐとウエイト部材Ｗから反力を取って杭Ｐの圧入を行うことができる。
【００３１】
つまり、本実施形態の杭圧入方法であれば、杭圧入装置１０が既設杭Ｐのみから反力を取って杭Ｐの圧入を行う従来の方法に比べて、より大きな圧入力を掛けて杭Ｐを圧入することができるので、よりスピーディに杭Ｐの圧入施工を好適に行うことができ、工期短縮を図ることができる。さらに工期短縮によって工費節減を図ることができる。
特に、杭に作用する周面抵抗が小さい地盤などで既設杭Ｐから反力を取りにくい場合でも、オーガ装置１の巻き揚げ機５を利用してウエイト部材Ｗから反力を取ることができるので、杭圧入装置１０が既設杭Ｐのみから反力を取って杭Ｐの圧入を行う従来の方法では反力不足により施工困難であった現場であっても、杭Ｐの圧入施工を好適に行うことができる。
【００３２】
なお、本発明は上記実施形態に限られるものではない。
例えば、図２に示すように、巻き揚げ機５のワイヤ５２で吊り込まれたウエイト部材Ｗが、フック５２ａと牽引ロープ５２ｂを介してワイヤ５２に吊り下げられた状態で、杭Ｐの圧入を行うようにしてもよい。
重量物であるウエイト部材Ｗをワイヤ５２で吊り下げ、そのワイヤ５２にテンションが掛かった状態とすれば、杭圧入装置１０はケーシング２（オーガ装置１）とワイヤ５２（巻き揚げ機５）を通じてウエイト部材Ｗから反力を取って杭Ｐの圧入を行うことが可能になる。
このような杭圧入方法であっても、杭圧入装置１０はクランプ装置１１で掴んだ既設杭Ｐから反力を取るとともに、テンションが掛かったワイヤ５２を介してウエイト部材Ｗからも反力を取って杭Ｐの圧入施工を行うことができる。
【００３３】
また、図３（ａ）に示すように、例えば、長尺な杭Ｐを圧入施工する際など、オーガ装置１のオーガ駆動部４が高い位置にある場合に、ワイヤ５２にテンションを掛けたことでオーガ装置１（ケーシング２）が撓んでしまい、ウエイト部材Ｗから効率よく反力を取ることができなくなることがある。
このとき、杭圧入装置１０がその前方（チャック装置１５側）に載置されたウエイト部材Ｗから反力を取っており、オーガ装置１（ケーシング２）が杭圧入装置１０の前方に傾くように撓んでいる場合には、図３（ｂ）に示すように、オーガ駆動部４と杭圧入装置１０に架け渡されている動力伝達綱６ａをテンション部材として利用し、動力伝達綱６ａをリール６に巻き取り、動力伝達綱６ａを杭圧入装置１０側に引き付けるテンションを掛けた状態とすることで、オーガ装置１（ケーシング２）の姿勢を安定させることができる。
【００３４】
つまり、杭圧入装置１０は、チャック装置１５よりも後方のリーダーマスト１４に動力伝達綱６ａのリール６を備えているので、杭圧入装置１０の前方に載置されたウエイト部材Ｗにワイヤ５２を繋いで、そのウエイト部材Ｗから反力を取る杭圧入施工を行う場合に、チャック装置１５で保持しているオーガ装置１を挟んだウエイト部材Ｗの反対側で、オーガ装置１上部のオーガ駆動部４と杭圧入装置１０に架け渡されている動力伝達綱６ａにテンションを掛けるようにすることで、ワイヤ５２と動力伝達綱６ａのテンションのバランスを調整するようにしてオーガ装置１（ケーシング２）の撓みを抑制して、ウエイト部材Ｗから効率よく反力を取ることを可能にする。
このような杭圧入方法であっても、杭圧入装置１０はクランプ装置１１で掴んだ既設杭Ｐから反力を取るとともに、テンションが掛かったワイヤ５２を介してウエイト部材Ｗからも反力を取って杭Ｐの圧入施工を行うことができる。
【００３５】
なお、以上の実施の形態においては、図１に示した実施形態で、施工現場に載置されている資材（杭Ｐの束）をウエイト部材Ｗとして利用する杭圧入方法を例に説明したが、杭圧入施工時に使用していない作業機械（例えば、資材搬送用の重機）をウエイト部材Ｗとして利用する杭圧入方法であってもよい。
【００３６】
また、以上の実施の形態においては、図１に示した実施形態で、杭圧入装置１０の前方に載置されているウエイト部材Ｗから反力を取る場合を例に説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、ウエイト部材Ｗを載置する箇所は任意である。例えば、杭の形状等に起因し、杭圧入時に横方向の分力（杭圧入装置１０の進行方向と交差する方向の分力）が発生する場合は、杭圧入装置１０の斜め前に載置したウエイト部材Ｗから反力を取るようにすればよい。
【００３７】
また、以上の実施の形態においては、杭Ｐをオーガ装置１に吊り込むための巻き揚げ機５は、オーガ駆動部４に設けられてケーシング２の上端よりも上の位置に配設されているとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、巻き揚げ機５がケーシング２の周面に設けられていてもよい。
巻き揚げ機５で吊り込んだ杭Ｐをチャック装置１５に投入できる高さに吊り下げることができれば、巻き揚げ機５が何れの位置に設けられていてもよい。
【００３８】
また、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００３９】
１      オーガ装置
２      ケーシング
４      オーガ駆動部
５      巻き揚げ機
５１    ドラム
５２    ワイヤ
６      リール
６ａ    動力伝達綱（テンション部材）
１０    杭圧入装置
１１    クランプ装置
１２    サドル
１３    スライドベース
１４    リーダーマスト
１５    チャック装置
１６    メイン油圧シリンダ
Ｐ      杭
Ｗ      ウエイト部材
【図１】
2015206243.tif 000003
【図２】
2015206243.tif 000004
【図３】
2015206243.tif 000005