(57)【要約】【課題】移動性、機動性に優れたバックホーに新規な斜杭施工用杭支持装置を組合わせることにより斜杭の施工に際し、傾斜支持が安定かつ確実に行うことができる。【解決手段】斜杭１を地盤５に貫入するに際して、当該斜杭１を傾斜支持する斜杭施工用杭支持装置は、バックホー８に斜杭支持治具１５を着脱自在に取付けて構成し、前記斜杭支持治具１５は、バックホー８のパワーショベル取付けアーム９に着脱自在の杭長手方向に沿う治具本体１７と、治具本体１７に設けた斜杭振れ止め兼用支持部材１８とからり、前記支持部材１８は、斜杭１の周囲を取囲む湾曲形状であり、内側支持面にはボールベアリング２５等の斜杭１の可動促進機構を設けたこと特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
斜杭を地盤に貫入するに際して、当該斜杭を傾斜支持する斜杭支持治具をバックホーに取付けてなる斜杭施工用杭支持装置であって、前記斜杭支持治具は、杭長手方向に沿う治具本体と、前記治具本体の前側部に設けた斜杭振れ止め兼用支持部材と、前記治具本体の背面部に設けてあり、前記バックホーのパワーショベル取付けアームに着脱自在の治具本体取付部材とからなること特徴とする斜杭施工用杭支持装置。
【請求項２】
前記斜杭振れ止め兼用支持部材は、斜杭の周囲を取囲む湾曲形状であり、その内側支持面には斜杭の可動促進機構を設けたことを特徴とする請求項１記載の斜杭施工用杭支持装置。
【請求項３】
前記可動促進機構は、ボールベアリングまたは回転ローラあるいは低摩擦すべり面の何れかで構成されていることを特徴とする請求項２記載の斜杭施工用杭支持装置。
【請求項４】
前記治具本体取付部材は、前記治具本体の背面部に位置調整自在に取り付けられていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項記載の斜杭施工用杭支持装置。
【請求項５】
請求項４記載の取付位置調整手段として、前記治具本体と治具本体取付部材のそれぞれの接合部に設けるボルト挿入孔の何れか一方または両方を上下に長い長孔とし、前記ボルト挿入孔にボルトを挿通して構成したことを特徴とする斜杭施工用杭支持装置。
【請求項６】
杭長手方向に沿う治具本体は上下に分割されていて、上下の各分割部材は上下に摺動自在に重ね合わされた接合部をボルト接合することにより上下位置調整自在に接合され、かつ、上下の各分割部材に前記斜杭振れ止め兼用支持部材と治具本体取付部材が設けられていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項記載の斜杭施工用杭支持装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄塔、道路、橋梁等の構造物あるいは建築物等の構造物を支持するために地盤に圧入される回転圧入鋼管杭、バイブロックハンマー等で打設される杭等の各種の斜杭を施工するための斜杭施工用杭支持装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
杭の施工法には、古くから一般に行われているハンマーにより杭頭を打設する施工法と、比較的最近の技術として回転圧入鋼管杭を用いた回転圧入施工法がある。また、前記杭は地盤に対し鉛直に打設または回転圧入する場合と傾斜して打設または圧入する場合とがあり、斜めに打設または圧入する杭を斜杭という。
【０００３】
前記ハンマーによる斜杭の施工法、および回転圧入鋼管杭による斜杭の施工法の何れにも、斜杭を角度調整して傾斜支持することにつき問題があり、以下に説明する。
【０００４】
ハンマーによる斜杭の打設工法については、特開平１１−８１３０９公報（特許文献１）に開示の先行技術がある。この特許文献１には、▲１▼ヤグラ上に配置したクレーンによって斜杭を傾斜支持した状態で杭頭部にハンマーで打撃を加える施工法が開示されている。また、▲２▼斜杭と別に鉛直に支持杭を打設し、その上端にシリンダーからなる水平調整機構を設け、前記シリンダーに設けられた保持アームによって斜杭を所定の角度に傾斜支持した状態で杭頭部にハンマーで打撃を加える施工法が開示されている。
【０００５】
前記▲１▼のハンマーによる斜杭の施工法の場合、ヤグラを組みクレーンを設置するため設備が大掛りとなると共に、斜杭をクレーンに適切に支持させる装置がなく、したがって傾斜支持が不安定になる。また、前記▲２▼の支持杭の上端で斜杭を支持する場合は、斜杭と別に支持杭を打設することが必要であり、この点で斜杭の施工に手間取るという問題がある。さらに、▲１▼、▲２▼とも斜杭の支持手段を地盤に設置する固定方式であるため、場所を移動に伴って多数本の斜杭施工には不向きな支持構造である。
【０００６】
回転圧入鋼管杭については最近の技術であるため、これを斜杭として施工する工法についての公開技術は未だ存在していない。この回転圧入鋼管杭の圧入装置として全旋回オールケーシング機が一般に用いられる。全旋回オールケーシング機は、鋼管杭の周囲を締付け把持した状態で回転圧入力を加えるものである。したがって、回転圧入鋼管杭を斜杭として施工する場合、この斜杭と全旋回オールケーシング機を傾斜支持して、しかも斜杭を角度調整しながら回転圧入作業することは難しく、オールケーシング機と杭の設置状況が不安定となりがちであり、それに伴い継ぎ杭時の杭傾斜管理が困難となり、必ず傾斜支持装置が必要となる。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１１−８１３０９号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ハンマーによる斜杭打設施工法、回転圧入鋼管杭による斜杭施工法のいずれの場合も、従来の支持方式では斜杭の傾斜支持が不安定・困難となり、正確な傾斜角度の保持した状態での施工が難しく、このため施工に手間取り、施工精度や施工効率が低下する問題がある。
【０００９】
本発明は、斜杭を施工するに際し、円滑に当該斜杭を傾斜支持できことができる斜杭施工用杭支持装置を提供するもので、とくに、小型機から大型機まで各種あり、移動性、機動性に優れたバックホーに本発明の斜杭支持具を組合わせることで前記従来の問題点を解決したものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するため、本発明は次のように構成する。
【００１１】
第１の発明は、斜杭を地盤に貫入するに際して、当該斜杭を傾斜支持する斜杭支持治具をバックホーに取付けてなる斜杭施工用杭支持装置であって、前記斜杭支持治具は、杭長手方向に沿う治具本体と、前記治具本体の前側部に設けた斜杭振れ止め兼用支持部材と、前記治具本体の背面部に設けてあり、前記バックホーのパワーショベル取付けアームに着脱自在の治具本体取付部材とからなること特徴とする。
【００１２】
第２の発明は、第１の発明における斜杭振れ止め兼用支持部材は、斜杭の周囲を取囲む湾曲形状であり、その内側支持面には斜杭の可動促進機構を設けたことを特徴とする。
【００１３】
第３の発明は、第２の発明における可動促進機構が、ボールベアリングまたは回転ローラあるいは低摩擦すべり面の何れかで構成されていることを特徴とする。
【００１４】
第４の発明は、第１〜第３の発明において、治具本体取付部材は、前記治具本体の背面部に位置調整自在に取り付けられていることを特徴とする。
【００１５】
第５の発明は、第４の発明における取付位置調整手段として、前記治具本体と治具本体取付部材のそれぞれの接合部に設けるボルト挿入孔の何れか一方または両方を上下に長い長孔とし、前記ボルト挿入孔にボルトを挿通して構成したことを特徴とする。
【００１６】
第６の発明は、第１〜第３の発明において、杭長手方向に沿う治具本体は上下に分割されていて、上下の各分割部材は上下に摺動自在に重ね合わされた接合部をボルト接合することにより上下位置調整自在に接合され、かつ、上下の各分割部材に前記斜杭振れ止め兼用支持部材と治具本体取付部材が設けられていることを特徴とする。
【００１７】
【作用】
本発明に係る斜杭施工用杭支持装置は、構成が簡潔で、かつ斜杭を安定に支持できる斜杭支持治具を設け、この斜杭支持治具を小型機から大型機まで各種あり、移動性、機動性に優れたバックホーのパワーショベル取付けアームに着脱自在に設けて構成するものであるから、当該バックホーの特徴を利用し、斜杭の傾斜角度を調整が容易、正確に行うことができ、継ぎ杭時の杭傾斜管理を円滑におこなうことができる。また、斜杭施工用杭支持装置は、バックホーによって素早く移動できるので、異なる場所で多数本の斜杭を施工するに際し施工性が著しく向上する。さらに、斜杭支持治具を大小各種のバックホーの取付けアームに調整自在に取付け可能に構成することにより、前記大小各種バックホーとの組合わせの多様性の利点を最大限生かすことが可能になり、もって施工性が一層増大し施工期間、施工コストの低減などの効果を達成できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図を参照して説明する。
【００１９】
図１は、本発明に係る斜杭支持治具を取付けたバックホーで斜杭を圧入施工する態様を示す側面説明図、図２は、本発明の主要部である斜杭支持治具の側面図、図３は、斜杭支持治具における杭長手方向に沿う治具本体の正面図と背面図、図４（ａ）は、図２のＡ矢視部の図、（ｂ）はＢ矢視部の図、（ｃ）はＣ矢視部の図、図５（ａ）は、斜杭振れ止め兼用支持部材を示す図２の平面図である。
【００２０】
図１において、斜杭１は、鋼管の先端に回転羽根を有する回転圧入鋼管杭であり、該斜杭１の下端部には回転圧入装置として全旋回オールケーシング機４が設置されている。同図は斜杭１と全旋回オールケーシング機４を傾斜に設置する際の状態を示しており、したがって、両者はクレーン２の吊下げロープ３で吊下げられて傾斜状態に仮保持されている
【００２１】
前記の場合、全旋回オールケーシング機４は、斜杭１の傾斜に合わせて傾斜配置することが必要であり、このため全旋回オールケーシング機４の下部と地盤５のと間には一つまたは複数の傾斜架台６を配置することでその傾斜を保持している。傾斜架台６の配置は図示の水平保持台７を用いて行われるが、その配置工程については、後に図６（ａ）で説明する。
【００２２】
図１において、傾斜架台６で全旋回オールケーシング機４を傾斜させ、この態様で斜杭１を回転圧入する際、斜杭１が傾斜していて不安定であるため傾斜支持機構が必要であり、特に、継ぎ杭時の杭傾斜管理のために傾斜支持機構が必要である。本発明では、バックホー８のパワーショベル取付けアーム９に斜杭支持治具１５を着脱自在に取付けて、斜杭１を回転自在かつ杭軸方向にスライド自在に支持できる杭傾斜支持装置を構成している。
【００２３】
バックホー８は走行装置１０を有しており、水平回転自在な本体部１１に角度調整自在な第１アーム１２が設けられ、この第１アーム１２の先端に第２アームとして前記パワーショベル取付けアーム９が支軸１３を支点として上下に回動自在に設けられている。パワーショベル取付けアーム９の下端には、連結軸１４を介してパワーショベルが着脱自在に設けられるが、図のように斜杭支持治具１５を取付ける際はパワーショベルは取り外されている。
【００２４】
斜杭支持治具１５の構成は、図２〜図５に示されている。各図について説明すると、斜杭支持治具１５は、斜杭１を支持したときに当該杭の長手方向に沿う治具本体１７と、前記治具本体１７の前側部に設けられた斜杭振れ止め兼用支持部材１８と、治具本体１７の背面部に設けられ、バックホー８のパワーショベル取付けアーム９に着脱自在に取付ける治具本体取付部材１９とからなる。
【００２５】
治具本体１７は、例えば長尺のＨ形鋼を所定の長さに切断して、補強が必要な部位には補強リブを設け、前部フランジ２０には斜杭振れ止め兼用支持部材１８を上下に所定の間隔をあけて複数設ける。図の場合、上部と中間部と下部の３箇所に斜杭振れ止め兼用支持部材１８を取付ける。さらに、後部フランジ２１には、Ｈ形鋼を所定の短寸に切断し、補強リブで必要な補強を施した治具本体取付部材１９を取付けている。
【００２６】
図５（ａ）に示すように斜杭振れ止め兼用支持部材１８は、斜杭１の周囲を取囲むよう平面湾曲形状に鋼材を組立てて構成されており、背面が補強リブ２２で補強されていると共に、背面中央部の接合部材１６を治具本体１７の前部フランジ２０に当てがい、その当接部がボルト接合部２４で接合されている。斜杭振れ止め兼用支持部材１８は治具本体１７の前側面上部と中間部と下部に３箇所設けられている。
【００２７】
斜杭振れ止め兼用支持部材１８は、斜杭１を回転自在かつ軸方向スライド自在に支持するもので、その動きを円滑にするため振れ止め兼用支持部材１８の内側支持面には斜杭１の可動促進機構を設けるのがよい。図５（ａ）の実施例では、振れ止め兼用支持部材１８の内側支持面の周方向に沿って複数個のユニット型のボールベアリング２５を配設している。本実施例の場合は、斜杭１が回転圧入鋼管杭であるため、内側支持面は杭の水平回転と鉛直回転の両方が必要であり、その関係でボールベアリング２５が用いられているが、ハンマー打設施工法において斜杭を傾斜支持する場合は、斜杭は回転しないので、振れ止め兼用支持部材１８の内側支持面には回転軸を水平に配置したロールベアリングを用いることもできる（これについては、図示省略する）。
【００２８】
また、斜杭１の振れ止め兼用支持部材１８は、図５（ｂ）に示すように、所定の径の円形鋼管を所定長に切断したうえ、更に所定の角度に切断して湾曲形状とし、その背面を接合部材２３を介して治具本体１７の前部にボルト接合部２４で固着して構成してもよい。この実施例ではボールベアリング等の機械的な可動促進機構は設けないが、必要に応じて摩擦抵抗が小さく滑りやすい部材、たとえば、フッ素樹脂等の層からなる可動促進部を形成してもよく、これにより斜杭１の回転動や軸方向移動が一層円滑となる。
【００２９】
図２、図３において、杭長手方向に沿う治具本体１７の後部フランジ２１と治具本体取付部材１９のフラットな接合部にはボルト挿入孔２６を設け、このボルト挿入孔２６に挿通したボルトにナットを締結してなるボルト接合部２７で両部材を着脱自在に結合している。この場合、ボルト接合部２７における後部フランジ２１側と治具本体取付部材１９のボルト挿入孔２６の何れか一方または両方は、上下に長い長孔とし、治具本体取付部材１９を治具本体１７に対して上下に位置調整自在に取付けることで、斜杭支持治具１５を大小各種のバックホー８におけるパワーショベル取付けアーム９の長さ寸法に合わせ調整して取り付けることができる。
【００３０】
治具本体取付部材１９とパワーショベル取付けアーム９との取付け手段は、図に示すように、下部の治具本体取付部材１９は、パワーショベル取付用の連結軸１４を利用して取付け、上部の治具本体取付部材１９は、パワーショベル取付けアーム９の支持部３２に設けた連結軸３３に取付けられる（図２参照）。
【００３１】
したがって、前記のように治具本体１７に対し、治具本体取付部材１９を長孔を介して位置調整自在に取付けることにより、大小各種のバックホー８において、パワーショベル取付けアーム９における連結軸３３と連結軸１４の間隔が異なる場合、治具本体取付部材１９の治具本体１７に対する取付け位置を調整することで前記間隔が異なる連結軸３３と連結軸１４に対応でき、寸法的に一種類の斜杭支持治具１５で大小各種のバックホー８に適用できる。
【００３２】
なお、図示省略するが、斜杭支持治具１５を大小各種のバックホー８に調整して取付ける他の手段として、杭長手方向に沿う治具本体１７を上下に分割し、上下の各分割部材は上下に摺動自在に重ね合わされた接合部をボルト接合することにより上下位置調整自在に接合し、かつ、上下の各分割部材に斜杭振れ止め兼用支持部材１８と治具本体取付部材１９を設けて構成してもよい。この場合は、上下の各分割部材に非調整的に治具本体取付部材１９を固着しておいても、一種類の斜杭支持治具１５で大小各種のバックホー８に適用できる。
【００３３】
次に、本発明による斜杭の施工工程を説明する。図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、斜杭施工用杭支持装置を用いて斜杭を地中に回転圧入する第１、第２、第３工程を示し、図７（ａ）、（ｂ）は、第４、第５工程を示し、図８（ａ）、（ｂ）は、第６、第７工程を示す。
【００３４】
図６（ａ）において、回転圧入鋼管杭である斜杭１の下部に全旋回オールケーシング機４を配置し、この全旋回オールケーシング機４の下部に複数の傾斜架台６を配置し、水平保持台７とジャッキ３０を用いて斜杭１と全旋回オールケーシング機４を鉛直に保持した状態で所定の杭設置地盤５に設置する（第１工程）。次に、図６（ｂ）において、ジャッキ３０を取り去ることにより、傾斜架台６によって斜杭１と全旋回オールケーシング機４を傾斜させ、同時に斜杭支持治具１５を取付けたバックホー８を図の位置に移動し待機させる（第２工程）。
【００３５】
次に、図６（ｃ）において、オールケーシング機４の下部で、かつ斜杭１の傾斜した側と反対側において、カウンターウエイト（斜線で示す）３１を設置する（第３工程）。次に、図７（ａ）において、カウンターウエイト（斜線で示す）３２の反対側に反力バー３４を設置する（第４工程）。次に、図７（ｂ）において、バックホー８のパワーショベル取付けアーム９を所定の角度に調整して斜杭支持治具１５を固定した後、この斜杭支持治具１５で斜杭１を所定角度に支持する（第５工程）。
【００３６】
次に、図８（ａ）において、クローラクレーン２で反力バー３４の端部を固定させる（第６工程）。次に、図８（ｂ）において、斜杭支持治具１５と固定したバックホー８のパワーショベル取付けアーム９を作動させて斜杭１の傾斜角度を調整して地盤５への圧入作業を開始すると共に、施工中においても必要にて応じてバックホー８を稼動して斜杭１を連続的に角度調整しながら圧入作業を行うものである（第７工程）。
【００３７】
以上実施形態、運用形態について説明したが、本発明は、前記の構成を適宜設計変更して実施することは構わない。
【００３８】
【発明の効果】
本発明に係る斜杭施工用杭支持装置は、構成が簡潔で、かつ斜杭を安定に支持できる斜杭支持治具を設け、この斜杭支持治具を小型機から大型機まで各種あり、移動性、機動性に優れたバックホーのパワーショベル取付けアームに着脱自在に設けて構成するものであるから、当該バックホーの特徴を利用し、斜杭の傾斜角度を調整が容易、正確に行うことができ、継ぎ杭時の杭傾斜管理も確実に行うことができる。また、斜杭施工用杭支持装置は、バックホーによって素早く移動できるので、異なる場所で多数本の斜杭を施工するに際し施工性が著しく向上する。さらに、斜杭支持治具を大小各種のバックホーの取付けアームに調整自在に取付け可能に構成することにより、前記大小各種バックホーとの組合わせの多様性の利点を最大限生かすことが可能になり、もって施工性が一層増大し施工期間、施工コストの低減などの効果を達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る斜杭施工用杭支持装置を取付けたバックホーで斜杭を圧入施工する態様を示す側面説明図である。
【図２】本発明の主要部である斜杭支持治具の側面図である。
【図３】斜杭支持治具における杭長手方向に沿う治具本体の正面図と背面図である。
【図４】（ａ）は図２のＡ矢視部の図、（ｂ）はＢ矢視部の図、（ｃ）はＣ矢視部の図である。
【図５】（ａ）は斜杭振れ止め兼用支持部材を示す図２の平面図、（ｂ）は、斜杭振れ止め兼用支持部材の他の例を示す平面図である。
【図６】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明に係る斜杭施工用杭支持装置を用いて斜杭を地中に回転圧入する第１、第２、第３工程を示す工程図である。
【図７】（ａ）、（ｂ）は、本発明に係る斜杭施工用杭支持装置を用いて斜杭を地中に回転圧入する第４、第５工程を示す工程図である。
【図８】（ａ）、（ｂ）は、本発明に係る斜杭施工用杭支持装置を用いて斜杭を地中に回転圧入する第６、第７工程を示す工程図である。
【符号の説明】
１  斜杭
２  クレーン
３  吊下げロープ
４  全旋回オールケーシング機
５  地盤
６  傾斜架台
７  水平保持台
８  バックホー
９  パワーショベル取付けアーム
１０  走行装置
１１  本体部
１２  第１アーム
１３  支持軸
１４  連結軸
１５  斜杭支持治具
１６  接合部材
１７  治具本体
１８  斜杭振れ止め兼用支持部材
１９  治具本体取付部材
２０  前部フランジ
２１  後部フランジ
２２  補強リブ
２３  接合部材
２４  ボルト接合部
２５  ボールベアリング
２６  ボルト挿入孔
２７  ボルト接合部
２８  傾斜架台
２９  水平保持台
３０  ジャッキ
３１  カウンターウエイト
３２  支持部
３３  連結軸
３４  反力バー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2004278131.tif 000007
【図６】
2004278131.tif 000008
【図７】
2004278131.tif 000009
【図８】
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