(57)【要約】【課題】長尺の鋼管杭を埋設する場合であっても鋼管杭に撓みを生じさせる心配がなく、埋設装置や作業機も小型のもので済む鋼管杭の埋設方法を提供する。【解決手段】鋼管杭３９の保持部と地面との間で鋼管杭３９に撓みが生じない範囲で地面から上方に離間した任意の位置で鋼管杭３９を径方向外側から保持し、鋼管杭３９を回転させ且つ下方に向かう押圧力を付与して鋼管杭３９を地面に突入させる作業を繰り返す。鋼管杭３９の撓みで生じる鋼管杭３９と地面側の孔との間の間隙を防止して垂直荷重に対する鋼管杭３９の耐力を保証し、また、１工程における鋼管杭３９の突入量を制限して、鋼管杭３９の埋設作業に必要とされる装備の小型化と作業コストの低減を図り、狭小な作業現場における鋼管杭３９の埋設作業を容易化する。【選択図】        図６
2004316226.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直立させた鋼管杭を保持し、前記鋼管杭の保持部を介して、前記鋼管杭の中心軸を基準に前記鋼管杭を回転させ且つ下方に向かう押圧力を付与することで前記鋼管杭を地面に突入させる鋼管杭の埋設方法であって、
前記鋼管杭の保持部と地面との間で前記鋼管杭に撓みが生じない範囲で地面から上方に離間した任意の位置で前記鋼管杭を径方向外側から保持する鋼管杭保持工程と、
前記鋼管杭の保持部を介して、前記鋼管杭の中心軸を基準に前記鋼管杭を回転させ且つ下方に向かう押圧力を付与して前記鋼管杭を地面に突入させる分割埋設工程と、
前記鋼管杭の保持部が地面に突入する前に前記鋼管杭の保持状態を解除し、前記鋼管杭を保持する位置を、前記鋼管杭の保持部と地面との間で前記鋼管杭に撓みが生じない範囲で地面から上方に離間した任意の位置に移動させる保持位置移動工程とを、
前記鋼管杭の突出量が所定値を下回るまで、鋼管杭保持工程，分割埋設工程，保持位置移動工程の順で繰り返し実行することを特徴とした鋼管杭の埋設方法。
【請求項２】
前記鋼管杭の突出量が、前記所定値を下回った後、更に、前記鋼管杭の上端部を径方向内側から保持し、この端部が地面と略同一の高さとなるまで、前記鋼管杭の中心軸を基準に前記鋼管杭を回転させ且つ下方に向かう押圧力を付与して前記鋼管杭を地面に突入させる最終埋設工程を実施することを特徴とする請求項１記載の鋼管杭の埋設方法。
【請求項３】
作業機にアタッチメントとして装着されて鋼管杭を直立状態に保持し、鋼管杭の中心軸を基準に前記鋼管杭を回転させ且つ下方に向かう押圧力を付与することで前記鋼管杭を地面に突入させる鋼管杭の埋設装置であって、
鋼管杭の貫通を許容して鋼管杭を径方向外側から保持するチャック部と、前記チャック部を開閉する開閉機構と、前記チャック部を前記鋼管杭の中心軸を基準に回転する回転駆動機構と、前記チャック部を其の中心軸に沿って移動させる送り機構と、前記チャック部の姿勢を垂直軸に直交する２つの方向に揺動させる姿勢調整機構とを備えたことを特徴とする鋼管杭の埋設装置。
【請求項４】
前記鋼管杭の上端部を径方向内側から保持する鋼管杭嵌合部と前記チャック部に適合するチャック側嵌合部とを有するジョイントを備えたことを特徴とする請求項３記載の鋼管杭の埋設装置。
【請求項５】
鋼管杭の埋設装置を装着した自走式の鋼管杭埋設作業用作業機であって、
鋼管杭の貫通を許容して鋼管杭を径方向外側から保持するチャック部と、前記チャック部を開閉する開閉機構と、前記チャック部を前記鋼管杭の中心軸を基準に回転する回転駆動機構と、前記チャック部を前記鋼管杭の中心軸に沿って移動させる送り機構と、前記チャック部の姿勢を垂直軸に直交する２つの方向に揺動させる姿勢調整機構とからなる鋼管杭の埋設装置を車両本体の一側に備え、
車両本体の他側には、車両本体から外側に突出して地面に接地するアウトリガーを備えたことを特徴とする鋼管杭埋設作業用作業機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼管杭の埋設方法および鋼管杭の埋設装置と鋼管杭埋設作業用作業機の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
建造物の支持杭として利用される鋼管杭の埋設方法としては、非特許文献１に開示されるようなＲＥＳ−Ｐ工法（Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  Ｅａｒｔｈ  ｗｉｔｈ  Ｓｔｅｅｌ  Ｐｉｐｅ）が既に公知である。
【０００３】
この工法に使用される鋼管杭の埋設装置および鋼管杭埋設作業用作業機は、概略において、図１１（ａ）あるいは図１１（ｂ）に示されるようなものである。
【０００４】
図１１（ａ）はトラック式の鋼管杭埋設作業用作業機を示したもので、鋼管杭埋設作業用作業機１００の主要部は、ブーム１０１を備えた車両本体１０２と、ブーム１０１の先端に取り付けられたリーダー１０３、および、該リーダー１０３に沿って上下方向に移動する油圧式ロータリーパーカッション１０４とによって構成される。このうち実質的に鋼管杭の埋設装置１０５として機能するのは、リーダー１０３と油圧式ロータリーパーカッション１０４の部分である。
【０００５】
実際の鋼管杭の埋設作業は、油圧式ロータリーパーカッション１０４の下端部に設けられたチャック機構によって鋼管杭の上端部を保持し、油圧式ロータリーパーカッション１０４を作動させて鋼管杭を回転させながら下方に移動させ、鋼管杭を徐々に地面に突入させることで行なわれる。
【０００６】
図１１（ｂ）はクローラー式の鋼管杭埋設作業用作業機１０６を示したもので、油圧式ロータリーパーカッション１０４に代えてオーガーモーター１０７を使用し、このオーガーモーター１０７とリーダー１０３で鋼管杭の埋設装置１０８を構成している点で図１１（ａ）のものと相違するが、鋼管杭の上端部を保持して鋼管杭を回転させながら下方に移動させて地面に突入させるといった作業方法に関しては何れのものも同様である。
【０００７】
【非特許文献１】
戸建住宅の基礎地盤補強研究会、“建物基礎地盤を補強するＲＥＳ−Ｐ工法”
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
前述した従来式の鋼管杭の埋設方法は、鋼管杭の上端部を保持して鋼管杭を回転させながら下方に移動させて地面に突入させることを前提としているため、長尺の鋼管杭を使用したような場合に、鋼管杭の埋設装置で鋼管杭の上端部を押圧した際に鋼管杭に撓みが生じ、鋼管杭が偏心して回転することによって地面側の孔と鋼管杭の間に間隙が生じたり、あるいは、鋼管杭を押圧する力が鋼管杭に適切に伝達されなくなったりする可能性があった。
【０００９】
また、長尺の鋼管杭を取り扱うためには、油圧式ロータリーパーカッションやオーガーモーターのガイドとなるリーダーを長尺化する必要があり、これを装着するブームや作業機の車両本体も安定性確保のために必然的に大型化してしまう。このため、作業コストに悪影響を与える可能性があり、また、場合によっては、狭小な作業現場への作業機の搬入自体が困難となる恐れもあった。
【００１０】
こういった問題を回避するため、小型の埋設装置や作業機を使用し、短く切断された鋼管杭を埋設しながら溶接作業によって継ぎ足していく方法も考案されているが、頻繁に行なわれる溶接作業によって鋼管杭の機械的強度が低下する恐れがあり、また、作業が煩雑化する結果、埋設に必要とされる所要時間が冗長する弊害も生じる。
【００１１】
【発明の目的】
そこで、本発明の目的は、前記従来技術の欠点を解消し、長尺の鋼管杭を埋設する場合であっても鋼管杭に撓みを生じさせる心配がなく、埋設装置や作業機も小型のもので済み、鋼管杭の切断や溶接作業も必要とせずに短時間のうちに埋設作業を行うことのできる鋼管杭の埋設方法および鋼管杭の埋設装置と鋼管杭埋設作業用作業機を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の鋼管杭の埋設方法は、直立させた鋼管杭を保持し、鋼管杭の保持部を介して、鋼管杭の中心軸を基準に鋼管杭を回転させ且つ下方に向かう押圧力を付与することで鋼管杭を地面に突入させる鋼管杭の埋設方法であり、前記目的を達成するため、特に、
鋼管杭の保持部と地面との間で鋼管杭に撓みが生じない範囲で地面から上方に離間した任意の位置で鋼管杭を径方向外側から保持する鋼管杭保持工程と、
鋼管杭の保持部を介して、鋼管杭の中心軸を基準に鋼管杭を回転させ且つ下方に向かう押圧力を付与して鋼管杭を地面に突入させる分割埋設工程と、
鋼管杭の保持部が地面に突入する前に鋼管杭の保持状態を解除し、鋼管杭を保持する位置を、鋼管杭の保持部と地面との間で鋼管杭に撓みが生じない範囲で地面から上方に離間した任意の位置に移動させる保持位置移動工程とを、
鋼管杭の突出量が所定値を下回るまで、鋼管杭保持工程，分割埋設工程，保持位置移動工程の順で繰り返し実行することを特徴とした構成を有する。
【００１３】
鋼管杭の保持部と地面との間で鋼管杭に撓みが生じない範囲で地面から上方に離間した任意の位置で鋼管杭を径方向外側から保持するようにしているので、鋼管杭の保持部を介して鋼管杭の中心軸を基準に鋼管杭を回転させ且つ下方に向かう押圧力を付与しても鋼管杭に撓みが生じることはない。従って、鋼管杭を押圧する力が鋼管杭に適切に伝達されるようになる。また、鋼管杭の撓みが解消される結果、鋼管杭と地面側の孔との間に不用意に間隙が生じることもなくなり、鋼管杭が建造物の支持杭として利用された際に垂直荷重に対する鋼管杭の耐力が減少するといった問題も解消される。
鋼管杭を保持する位置は、鋼管杭の保持部と地面との間で鋼管杭に撓みが生じない範囲で任意に決めることが可能である。この保持位置を低めにすれば、鋼管杭が長尺であっても１回の分割埋設工程における鋼管杭の突入量を制限することができるので、鋼管杭の埋設作業に必要とされる装備の小型化が可能である。従って、作業コストの低減が可能であり、狭小な作業現場における鋼管杭の埋設作業も容易化する。
更に、鋼管杭の突出量が所定値を下回るまで鋼管杭保持工程と分割埋設工程および保持位置移動工程が繰り返し実行されるので、埋設対象となる鋼管杭が長尺のものであっても、機械的強度の低下につながる鋼管杭の切断や溶接作業を行なうことなく、短時間のうちに埋設作業を行うことができる。
なお、ここでいう所定値とは、実際には、鋼管杭を径方向外側から保持して回転させたり押圧力を付与したりすることが困難となる程度の鋼管杭の突出量であるが、鋼管杭を径方向外側から保持することが十分に可能な段階で他の方法に切り換えて埋設作業を継続することも実際には可能であるので、特許請求の範囲中の記載では、所定値の意味合いは具体的に特定していない。
【００１４】
また、鋼管杭の突出量が前記所定値を下回った後、更に、鋼管杭の上端部を径方向内側から保持し、この端部が地面と略同一の高さとなるまで、鋼管杭の中心軸を基準に鋼管杭を回転させ且つ下方に向かう押圧力を付与して鋼管杭を地面に突入させる最終埋設工程を実施することが望ましい。
【００１５】
鋼管杭を径方向外側から保持することが困難な程度に鋼管杭の突出量が減少した時点で鋼管杭の上端部を径方向内側から保持して埋設作業を継続することにより、鋼管杭の上端部を余すことなく地面に埋設することができる。
なお、この最終埋設工程は、既に述べた通り、鋼管杭を径方向外側から保持することが十分に可能な段階で開始してしまってもよい。
【００１６】
本発明の鋼管杭の埋設装置は、作業機にアタッチメントとして装着されて鋼管杭を直立状態に保持し、鋼管杭の中心軸を基準に鋼管杭を回転させ且つ下方に向かう押圧力を付与することで鋼管杭を地面に突入させる鋼管杭の埋設装置であり、前述した鋼管杭の埋設方法を実現するため、特に、
鋼管杭の貫通を許容して鋼管杭を径方向外側から保持するチャック部と、チャック部を開閉する開閉機構と、チャック部を鋼管杭の中心軸を基準に回転する回転駆動機構と、チャック部を其の中心軸に沿って移動させる送り機構と、チャック部の姿勢を垂直軸に直交する２つの方向に揺動させる姿勢調整機構とを備えたことを特徴とする構成を有する。
【００１７】
鋼管杭の埋設作業に際しては、まず、作業機の傾き等によって鋼管杭の埋設方向に異常が生じるのを防止するため、姿勢調整機構を操作してチャック部の中心軸を鉛直方向に一致させる。これにより、作業機の足場に傾斜や凹凸等の異常がある場合でも鋼管杭を鉛直に埋設することが可能となる。
次に、送り機構を操作してチャック部を其の中心軸つまり鉛直軸に沿って上昇させた後、送り機構を停止させる。この際、チャック部と地面との間の離間距離は、鋼管杭の剛性や直径等を考慮して、鋼管杭に回転力や押圧力を付与しても鋼管杭を保持するチャック部と地面との間で鋼管杭に撓みが生じない範囲に規制する。次いで、開閉機構を操作してチャック部を開き、任意の方法で吊り上げられた鋼管杭の下端部をチャック部に貫通させて下方に突出させ、地面に当接させる。
そして、このようにして、チャック部と地面との間で鋼管杭に撓みが生じない範囲の位置にチャック部が位置決めされた状態で、開閉機構を操作してチャック部を閉鎖し、このチャック部で鋼管杭を径方向外側から保持する。これが、前述の鋼管杭保持工程に相当する作業である。
次に、回転駆動機構と送り機構とを操作し、チャック部を回転させながら下降させることで鋼管杭の中心軸を基準に鋼管杭を回転させ且つ下方に向かう押圧力を付与して、鋼管杭の実質的な埋設作業を開始する。これが、前述の分割埋設工程に相当する作業である。鋼管杭は徐々に地面に突入し、埋設されていく。
そして、チャック部の下降動作が送り機構のストロークエンドに達した段階で回転駆動機構と送り機構の作動を停止させる。次に、開閉機構を操作してチャック部を開くことにより鋼管杭の保持状態を解除する。そして、改めて送り機構を操作してチャック部を其の中心軸に沿って上昇させた後、送り機構を停止させる。前記と同様、チャック部の上昇量は、鋼管杭の剛性や直径等を考慮してチャック部と地面との間で鋼管杭に撓みが生じない範囲に規制する。これが、前述の保持位置移動工程に相当する作業である。
以下、チャック部により径方向外側から鋼管杭を保持することが困難となる程度に鋼管杭の突出量が減少するまでの間、前述した鋼管杭保持工程に相当する作業と分割埋設工程に相当する作業および保持位置移動工程に相当する作業を繰り返し実行し、鋼管杭の埋設作業を継続する。
このような構成によれば、鋼管杭を保持するチャック部と地面との間で鋼管杭に撓みが生じない範囲で地面から上方に離間した位置で鋼管杭を保持することができるので、チャック部を介して鋼管杭の中心軸を基準に鋼管杭を回転させ且つ下方に向かう押圧力を付与しても鋼管杭に撓みが生じることはなく、鋼管杭を押圧する力が鋼管杭に適切に伝達されるようになる。また、鋼管杭の撓みが解消される結果、鋼管杭の回転によって鋼管杭と地面側の孔との間に間隙が生じるといった弊害もなくなり、鋼管杭が建造物の支持杭として利用された際に垂直荷重に対する鋼管杭の耐力が減少するといった問題も解消される。
鋼管杭の保持位置は、鋼管杭の保持部と地面との間で鋼管杭に撓みが生じない範囲で任意に決めることができるので、この保持位置を低めにすれば、鋼管杭が長尺であっても送り機構の移動ストロークを短く設計することができ、鋼管杭の埋設作業に必要とされる埋設装置が小型化される。従って、作業コストの低減が可能であり、狭小な作業現場における鋼管杭の埋設作業も容易化する。
更に、送り機構の最大移動ストロークを１回の送り量の最大値として鋼管杭に複数回の送りを掛けて埋設作業を行うようにしているので、埋設対象となる鋼管杭が長尺のものであっても、機械的強度の低下につながる鋼管杭の切断や溶接作業を行なうことなく短時間のうちに埋設作業を行うことができる。
【００１８】
また、この埋設装置には、鋼管杭の上端部を径方向内側から保持する鋼管杭嵌合部と前記チャック部に適合するチャック側嵌合部とを有するジョイントを配備することが望ましい。
【００１９】
鋼管杭を径方向外側から保持することが困難な程度に鋼管杭の突出量が減少した時点で、鋼管杭の上端部にジョイントの鋼管杭嵌合部を嵌合させ、ジョイントのチャック側嵌合部をチャック部で保持して回転駆動機構と送り機構を作動させることにより、鋼管杭の上端部を余すことなく地面に埋設することができる。
【００２０】
本発明の鋼管杭埋設作業用作業機は、鋼管杭の埋設装置を装着した自走式の鋼管杭埋設作業用作業機であり、前述の埋設装置を有効に利用した埋設作業を実現するため、特に、
この埋設装置を車両本体の一側に備え、車両本体の他側には、車両本体から外側に突出して地面に接地するアウトリガーを備えたことを特徴とする構成を有する。
【００２１】
埋設装置のチャック部で保持された鋼管杭を地面に突入させる際に利用できる力の大きさは、チャック部を移動させる送り機構の駆動力の大小の他、埋設装置を装着した鋼管杭埋設作業用作業機の車両本体の重量によっても制限を受ける。
仮に、埋設装置を車両本体の先端部に装着した場合、埋設装置と車両本体とを合わせた重量をＧとし、埋設装置と車両本体とを合わせた重心位置から地面に接地している車両本体の後端部までの水平離間距離をｒ１、また、地面に接地している車両本体の後端部から埋設装置までの水平離間距離をｒ２とすれば、鋼管杭を地面に突入させる際に埋設装置に作用する反力Ｎが（ｒ１／ｒ２）・Ｇを越えた段階で、地面に接地している車両本体の後端部を支点として揺動するかたちで車両本体が持ち上がってしまい、チャック部を移動させる送り機構の駆動力が如何に大きくとも、鋼管杭を地面に突入させる力の大きさは（ｒ１／ｒ２）・Ｇに制限されてしまう。
そこで、本発明においては、埋設装置を配置した車両本体の他側に車両本体から外側に突出して地面に接地するアウトリガーを配備することにより、車両本体のみの場合よりも前述の（ｒ１／ｒ２）の値を増大させ、小型軽量の作業機を利用した場合であっても車両本体が容易に持ち上げられることなく、チャック部を移動させる送り機構の駆動力に見合った力で鋼管杭を地面に突入させられるようにした。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の鋼管杭の埋設方法および鋼管杭の埋設装置と鋼管杭埋設作業用作業機の実施形態について詳細に説明する。
【００２３】
図１は本発明を適用して構成された一実施形態の鋼管杭埋設作業用作業機１を前方側から示した斜視図、また、図２は同実施形態の鋼管杭埋設作業用作業機１を後方側から示した斜視図である。
【００２４】
この鋼管杭埋設作業用作業機１は、概略において、自走可能な車両本体３と、この車両本体３に装着された鋼管杭の埋設装置２およびアウトリガー４によって構成される。
【００２５】
車両本体３は市販の小型パワーショベルからブームユニットや排土板等の付属品を取り外したもので、車両本体３の一側つまり先端側には、図１に示されるように従来のブームユニットに換えて鋼管杭の埋設装置２がアタッチメントとして装着され、また、車両本体３の他側つまり後端側には、図２に示されるように従来の排土板に換えてアウトリガー４が装着されている。
【００２６】
この実施形態ではクローラー式の車両本体３を利用しているが、これに換えてトラック式の車両本体を利用してもよい。
【００２７】
アウトリガー４は、図２に示されるように、地面に接地している車両本体３の後端部、つまり、クローラー１０の後端部を越えて車両本体３の外側に突出して取り付けられ、クローラー１０の後端部よりも後方の位置で地面に接地するようになっている。アウトリガー４自体は油圧シリンダによって駆動される公知のもので、鋼管杭埋設作業用作業機１の走行時には、縮退して上方へと格納される。
【００２８】
鋼管杭の埋設装置２は、図１に示される通り、車両本体３に対しての取付手段を構成するステープル５と、起伏アーム６および揺動アーム７、ならびに、スライダ８と埋設装置本体９等で構成される。
【００２９】
起伏アーム６は其の下端部をピン１１を介してステープル５に揺動自在に枢着され、油圧シリンダ１２を駆動源として図１中の矢印ａ方向に揺動操作される。また、揺動アーム７は其の上端部をピン１３を介して起伏アーム６に揺動自在に枢着され、油圧シリンダ１４を駆動源として図１中の矢印ｂ方向に揺動操作される。そして、揺動アーム７の背面には、矩形断面のガイド溝を備えたサポート部材１５が一体的に固着され、このガイド溝が起伏アーム６の下端部に摺接することで、起伏アーム６に対する揺動アーム７の前後方向のガタツキ等を防止している。油圧シリンダ１２，１４を作動させる油圧回路の制御弁は、車両本体３の運転席上に配備されている。
【００３０】
本実施形態における姿勢調整機構１６は、これらのアーム６，７およびピン１１，１３と油圧シリンダ１２，１４等によって構成されるもので、油圧シリンダ１２，１４の操作により、垂直軸に直交する２つの方向、つまり、図１中の矢印ａ方向と矢印ｂ方向に揺動アーム７の姿勢を変化させることによって、この揺動アーム７にスライダ８を介して取り付けられている埋設装置本体９の姿勢、より具体的には、埋設装置本体９に内蔵されたチャック部（２４）の姿勢を任意に調整できるようになっている。
【００３１】
スライダ８は、揺動アーム７の前面の左右両側に固設された２本のガイドロッド１７，１７に外側から嵌合するようにして摺動自在に取り付けられ、更に、スライダ８の前面の下部位置に、埋設装置本体９が一体的に取り付けられている。そして、揺動アーム７の前面の上部位置には、ステー１８を介して揺動アーム７の前面からオフセットされた２本の油圧シリンダ１９，１９のシリンダボトム部が固着され、油圧シリンダ１９，１９のピストンロッド２０，２０の先端が、埋設装置本体９の左右両側に固着されたステープル２１，２１に枢着されている。
【００３２】
従って、油圧シリンダ１９，１９を操作してピストンロッド２０，２０を伸縮させれば、埋設装置本体９とスライダ８とが一体となってガイドロッド１７，１７に沿って上下方向に移動することになる。油圧シリンダ１９，１９を作動させる油圧回路の制御弁は、車両本体３の運転席上に配備されている。
【００３３】
本実施形態における送り機構２２は、これらのガイドロッド１７，１７およびスライダ８と油圧シリンダ１９，１９ならびにステープル２１，２１等によって構成されるもので、油圧シリンダ１９，１９の操作によりスライダ８および埋設装置本体９をガイドロッド１７，１７に沿って上下方向に移動させることで、埋設装置本体９に内蔵されたチャック部（２４）を、このチャック部（２４）の中心軸、つまり、鉛直軸に沿って上下方向に移動させることができるようになっている。
【００３４】
ステー１８やステープル２１，２１を設けて揺動アーム７の前面から油圧シリンダ１９，１９をオフセットしたのは、送り機構２２の主要部を構成する油圧シリンダ１９，１９の駆動力を合成した力が、埋設装置本体９の中央周辺、より具体的には、埋設装置本体９に内蔵されたチャック部（２４）の中央周辺に直接的に作用するようにし、ガイドロッド１７，１７とスライダ８との間の摺動部にカジリ等の損傷が発生するのを防止するためである。
【００３５】
ピストンロッド２０，２０の伸縮ストローク、つまり、埋設装置本体９の上下移動のストロークについては設計上の問題であって数値的に限定されるものではないが、大体において例えば１メートル前後といったところである。また、ガイドロッド１７，１７や揺動アーム７の全長にしても、例えば２メートル前後といったもので、図１１（ａ）あるいは図１１（ｂ）に示されるような従来例のリーダー１０３に比べれば数分の一程度の規模である。
【００３６】
次に、図３および図４を参照して埋設装置本体９の構造について詳細に説明する。
図３は埋設装置本体９を上方から示した部分断面平面図、また、図４は埋設装置本体９を図３の矢視Ａ−Ａで割って示した断面図である。
【００３７】
埋設装置本体９のケーシング３５は、図４に示されるように、外筒部３６と天板３７および底板３８で形成される。
【００３８】
天板３７の中央部には鋼管杭３９の貫通を許容する孔４０が穿設され、孔４０の内側には、クレーン等で吊り上げられた鋼管杭３９の下端部を通す際にガイドとして利用されるロケートリング６７が装着される。また、天板３７の下面側には、孔４０と同一の中心を有して一体に突設された環状周壁４１が設けられ、この環状周壁４１の下端部内周面の拡径部にラジアルベアリング４２の外輪が内嵌されると共に、ラジアルベアリング４２の内輪には、外周面の中央にフランジ４３ａを備えたスリーブ４３の上端部外周面の縮径部が内嵌され、更に、フランジ４３ａの下面には、カム取付用スリーブ４４の上端縮径部の端面がボルト４５で一体的に固着されている。
【００３９】
カム取付用スリーブ４４は、カム体２６を取り付けるための肉厚部４４ｄを軸方向の中央部に備え、其の上方に１段、また、其の下方に３段階の縮径部を備えた回転体である。カム取付用スリーブ４４の肉厚部４４ｄには、周方向に９０度のピッチをおいて合計４個のカム取付スペース４６が径方向に貫通して穿設され、各々のカム取付スペース４６の内部に、ピン４７を介してカム体２６が回動自在に取り付けられている。
【００４０】
カム体２６の下端部内側には、カム取付スペース４６内に設置された押圧ブロック２５を内嵌するための略矩形状の切欠部２６ａが形成され、カム体２６の下端部外側には、カム取付スペース４６を貫通してカム取付用スリーブ４４の径方向外側に延出するレバー２６ｂが形成されている。
【００４１】
そして、カム取付用スリーブ４４の肉厚部４４ｄの直下に位置する第１段目の縮径部４４ａには、環状に形成されたスプロケット３１が外嵌されてボルト４８によりカム取付用スリーブ４４と一体に固着され、また、第２段目の縮径部４４ｂにはラジアルベアリング４９の内輪が外嵌されると共に、第３段目の縮径部４４ｃには、スラストベアリング５０の一方の平面座（上側）が外嵌されている。
【００４２】
また、底板３８の中央部には大径の孔５１が穿設され、底板３８の上面側には、孔５１と同一の中心を有する環状周壁５２が一体に突設されている。そして、環状周壁５２の下端部内周面の縮径部に、スラストベアリング５０の他方の平面座（下側）が内嵌して支えられ、スリーブ４３，カム取付用スリーブ４４等の重量が、スラストベアリング５０を介して底板３８で支えられるようになっている。
【００４３】
一方、カム取付用スリーブ４４の下端面には、鋼管杭３９の貫通を許容する孔５３を備えた環状部材５４がボルト５５で固定して取り付けられ、カム取付用スリーブ４４の内周面と環状部材５４の上端面およびスリーブ４３の下端面によって区画される空間内に、断面半円弧状に形成された一対のチャック本体２３，２３からなるチャック部２４が設置されている。チャック本体２３，２３は其の上下の端面をスリーブ４３の下端面と環状部材５４の上端面によって支えられているので上下方向には移動しないが、カム取付用スリーブ４４の径方向内外への移動は可能である。
【００４４】
チャック本体２３，２３の内側円弧の半径や円弧部の肉厚は、埋設対象となる鋼管杭３９の外径によって決まるが、内側円弧の半径や円弧部の肉厚が異なる複数種のチャック本体２３，２３の組を予め幾つか準備しておくことで、スリーブ４３や孔５３およびロケートリング６７の内径を越えない範囲で、様々な直径の鋼管杭３９の埋設作業に対処することができる。チャック本体２３，２３の交換作業は、環状部材５４およびボルト５５を取り外してチャック本体２３，２３を差し換えることによって行なわれる。
【００４５】
一方、天板３７の下面側に突設された環状周壁４１の外周面には、押圧力伝達スリーブ２８が上下方向摺動自在に嵌合して取り付けられ、押圧力伝達スリーブ２８の下端部内周面の拡径部に、スラストベアリング５６の一方の平面座（上側）が内嵌して取り付けられると共に、スラストベアリング５６の他方の平面座（下側）は、カム体２６のレバー２６ｂを押圧するための構成要素となる断面略Ｌ字型の押圧力伝達片２７の上端面に当接している。そして、押圧力伝達片２７には、レバー２６ｂとの当接部を構成する高硬度のエンドブロック５７がボルト５８で固着され、エンドブロック５７に当接するレバー２６ｂの先端部には、適度な丸み付けが施されている。符号２７ａは押圧力伝達片２７の下端部から二股状に分かれて下方に延出するガイド板で、カム体２６のレバー２６ｂを跨ぐかたちで、レバー２６ｂを摺動自在に挟んでいる。
【００４６】
また、押圧力伝達スリーブ２８の外周面には周溝５９が刻設され、この周溝５９に回転自在に外嵌された環状部材６０には、周方向に９０度のピッチをおいて合計４個のカムサポータ６１がボルト６２で固着されている。カムサポータ６１の内側には上下方向に延びるガイド溝６１ａが刻設され、押圧力伝達片２７の外側がガイド溝６１ａに摺動自在に嵌合することで、押圧力伝達片２７の脱落が防止されている。
【００４７】
そして、天板３７の上面の外周部には、図３に示されるように、周方向に９０度のピッチをおいて合計４個の油圧シリンダ２９がボルト６３で固着して取り付けられ、天板３７を貫通して下方に突出したピストンロッド６４の先端で、押圧力伝達スリーブ２８の上端面に植設された高さ調整ボルト６５の頭部が押圧されるようになっている。高さ調整ボルト６５は、加工誤差や組立誤差あるいは油圧シリンダ２９の個体差等によって生じる誤差を吸収して各ピストンロッド６４と押圧力伝達スリーブ２８との当たりを調整するためのものである。
【００４８】
以上の構成において、埋設装置本体９の主要部は、断面半円弧状に形成された一対のチャック本体２３，２３からなるチャック部２４と、このチャック部２４を開閉するために必要とされる押圧ブロック２５，カム体２６，押圧力伝達片２７，スラストベアリング５６，押圧力伝達スリーブ２８，高さ調整ボルト６５，油圧シリンダ２９等の開閉機構３０、および、チャック部２４を回転するために必要とされるスプロケット３１，チェーン３２，油圧モータ３３等からなる回転駆動機構３４によって構成される。
【００４９】
油圧モータ３３は図３に示されるようにスライダ８上に固設されており、図４に示されるようにしてスプロケット３１に巻回されたチェーン３２は、ケーシング３５の外筒部３６の裏面側に穿設された図示しない開口部を介してスライダ８側に引き出され、油圧モータ３３の小スプロケット６６に掛け回される。
【００５０】
ここで、図４を参照して、開閉機構３０とチャック部２４、および、回転駆動機構３４の動作態様について簡単に説明する。
【００５１】
開閉機構３０の駆動源となる４つの油圧シリンダ２９を同時に操作してピストンロッド６４を下方に突出させると、各ピストンロッド６４の先端が各々の高さ調整ボルト６５を介して押圧力伝達スリーブ２８を下方に押圧する。すると、押圧力伝達スリーブ２８が下方に移動し、スラストベアリング５６を押圧して、このスラストベアリング５６の下端面に当接した４つの押圧力伝達片２７を同時に下方に移動させ、各押圧力伝達片２７のエンドブロック５７が、各カム体２６のレバー２６ｂの先端を下方に押し付ける。この押圧操作により４つのカム体２６は夫々のピン４７を支点として回動し、カム体２６の切欠部２６ａに内嵌された押圧ブロック２５がカム取付用スリーブ４４の径方向内側に押し出される。そして、最終的に、押圧ブロック２５の先端がチャック本体２３の外周面を径方向外側から内側に向けて押圧することにより、各々のチャック本体２３が径方向外側から内側に移動し、これらのチャック本体２３，２３で構成されるチャック部２４が、鋼管杭３９を径方向外側から喰わえ込むようにして強力に保持する。
【００５２】
具体的には、４つの押圧ブロック２５のうち、カム取付用スリーブ４４の周方向において隣接する２つの押圧ブロック２５が一方のチャック本体２３を押圧し、残る２つの押圧ブロック２５が他方のチャック本体２３を押圧することになる。
【００５３】
埋設装置本体９の天板３７には孔４０が穿設され、また、埋設装置本体９の環状部材５４には孔５３が穿設されているので、図４に示されるように、鋼管杭３９をチャック部２４の上下方向に貫通させて保持することが可能である。
【００５４】
また、開閉機構３０の駆動源となる４つの油圧シリンダ２９を操作してピストンロッド６４を上方に縮退させれば、チャック本体２３，２３を径方向内側に向けて押圧する力は消滅するので、チャック本体２３，２３を容易に開くことが可能な状態となる。ピストンロッド６４を縮退させた際に強制的にチャック本体２３，２３が開放されるようにしたい場合は、チャック本体２３，２３の円弧状の端部の対向面にウレタンゴム等の弾性体を充填するか、あるいは、スプリング等を介装するようにする。油圧シリンダ２９，２９，２９，２９を同期して作動させる油圧回路の制御弁は、車両本体３の運転席上に配備されている。
【００５５】
一方、回転駆動機構３４の駆動源となる油圧モータ３３を作動させると、油圧モータ３３のモータ軸に固着された小スプロケット６６が回転し、この回転駆動力がチェーン３２を介してスプロケット３１に伝達され、スプロケット３１および該スプロケット３１に実質的に一体に固定された部材、つまり、カム取付用スリーブ４４，ラジアルベアリング４９の内輪，スラストベアリング５０の一方の平面座（上側），環状部材５４，ピン４７，カム体２６，押圧ブロック２５，チャック部２４，押圧力伝達片２７，エンドブロック５７，カムサポータ６１，環状部材６０，スラストベアリング５６の他方の平面座（下側），スリーブ４３，ラジアルベアリング４２の内輪が一体となって回転を開始する。
【００５６】
従って、油圧モータ３３を作動させることでチャック部２４を回転駆動することができる。その回転中心は鋼管杭３９の中心軸ＣＬである。油圧モータ３３を作動させる油圧回路の制御弁は、車両本体３の運転席上に配備されている。
【００５７】
開閉機構３０の一部を構成する押圧力伝達片２７はカム取付用スリーブ４４やチャック部２４と一体的に回転するが、この押圧力伝達片２７にはスラストベアリング５６を介して押圧力伝達スリーブ２８からの押圧力が伝達されるようになっているので、チャック本体２３，２３からなるチャック部２４を開いた状態であっても閉じた状態であっても、チャック部２４の回転駆動は自由である。
【００５８】
つまり、チャック部２４の開閉動作とチャック部２４の回転動作との間には相互の依存関係はなく、各々に独立しして操作することが可能である。
【００５９】
また、実際に鋼管杭３９の埋設作業を行う場合には、チャック部２４を閉じて鋼管杭３９を強力に保持した状態でチャック部２４を回転させながら鋼管杭３９の下端部を地面に突入させることになるが、この際に鋼管杭３９の軸方向に作用する反力がチャック本体２３，２３を介して直接的にラジアルベアリング４２の内輪に作用するといったことはない。
【００６０】
鋼管杭３９に作用する反力に抗してチャック本体２３，２３が鋼管杭３９を保持することを可能としている力は、そもそも、鋼管杭３９の外周面とチャック本体２３，２３の内周面との間に作用する摩擦力であり、この摩擦力の実体は、押圧ブロック２５がチャック本体２３，２３を鋼管杭３９に押し付けることによって鋼管杭３９の外周面とチャック本体２３，２３の内周面との間に作用する垂直抗力と、鋼管杭３９の外周面とチャック本体２３，２３の内周面との間の摩擦係数との積である。
【００６１】
この垂直抗力の原因となる力は、押圧ブロック２５，カム体２６，エンドブロック５７，押圧力伝達片２７，スラストベアリング５６，押圧力伝達スリーブ２８，高さ調整ボルト６５，ピストンロッド６４を介して油圧シリンダ２９から与えられるものであるから、最終的には、垂直抗力は４つの油圧シリンダ２９を介して天板３７に受け止められることになる。
【００６２】
つまり、鋼管杭３９の軸方向に作用する反力の大半は実際には前述の経路に沿って天板３７によって受け止められることになり、鋼管杭３９の軸方向に作用する反力の一部がラジアルベアリング４２の内輪に伝達されるに過ぎないので、ラジアルベアリング４２の内輪と外輪との間に作用する剪断力によってラジアルベアリング４２に損傷が生じるといったことは全くない。
【００６３】
図５は、鋼管杭の埋設装置２と独立して構成され、埋設装置２のチャック部２４に装着されることによって埋設装置２の一部として機能するジョイントの構成例について示した図である。
【００６４】
ジョイント６８は、ユニバーサルジョイント６９の一端にチャック部２４と適合するパイプ状のチャック側嵌合部７０を備え、また、ユニバーサルジョイント６９の他端には、パイプ状の鋼管杭嵌合部７１を備えている。
【００６５】
チャック側嵌合部７０の外径は埋設対象となる鋼管杭３９の外径と等しく、また、鋼管杭嵌合部７１の外径は鋼管杭３９の内径と等しい。
【００６６】
そして、鋼管杭嵌合部７１の先端部には、鋼管杭３９の上端部の内周面に突設されたピン（７２）と嵌合する凹部７１ａが形成されている。実際の使用に際しては、チャック側嵌合部７０を埋設装置２のチャック部２４に喰わえさせて取り付け、また、鋼管杭嵌合部７１を鋼管杭３９の上端部に内嵌させて、鋼管杭３９を径方向内側から保持させる。この際、鋼管杭嵌合部７１の凹部７１ａが鋼管杭３９の上端部内周面のピン（７２）と嵌合し、ジョイント６８と鋼管杭３９との間の回転の滑りを禁止する。
【００６７】
次に、図６〜図１０を参照して本実施形態の鋼管杭埋設作業用作業機１および鋼管杭の埋設装置２を使用した鋼管杭３９の実際の埋設作業について順を追って説明する。
【００６８】
まず、鋼管杭埋設作業用作業機１の傾き等によって鋼管杭３９の埋設方向に異常が生じるのを防止するため、油圧シリンダ１２，１４を駆動する油圧回路の制御弁を車両本体３の運転席上で操作し、姿勢調整機構１６の主要部を構成する起伏アーム６および揺動アーム７を揺動させて、埋設装置本体９の中心軸、より具体的には、チャック部２４の中心軸を鉛直方向に一致させる。これにより、鋼管杭埋設作業用作業機１の足場に傾斜や凹凸等の異常がある場合でも鋼管杭３９を鉛直に埋設することが可能となる。
【００６９】
また、この段階でアウトリガー４を作動させ、クローラー１０の後端部よりも後方の位置で車両本体３を支えておくようにする。
【００７０】
次に、油圧シリンダ１９，１９を駆動する油圧回路の制御弁を車両本体３の運転席上で操作して送り機構２２を駆動し、埋設装置本体９つまりチャック部２４を其の中心軸に沿って鉛直に上昇させた後、油圧シリンダ１９，１９の作動を停止させる。
【００７１】
この際、鋼管杭３９を保持するチャック部２４と地面との間の離間距離は、鋼管杭３９の剛性や直径等を考慮して、鋼管杭３９に回転力や押圧力を付与しても鋼管杭３９を保持するチャック部２４と地面との間で鋼管杭３９に撓みが生じない範囲に規制する。
【００７２】
但し、この実施形態では、ピストンロッド２０，２０の伸縮ストロークが１メートル前後となっているので、鋼管杭３９の剛性や直径等には関わりなく、機械的なリミット位置にまで埋設装置本体９を上昇させてしまっても、チャック部２４と地面との間で鋼管杭３９に撓みが生じる心配はない。つまり、格別の注意を払うことなく埋設装置本体９を機械的なリミット位置まで上昇させて構わない。
【００７３】
次いで、４つの油圧シリンダ２９を駆動する油圧回路の制御弁を車両本体３の運転席上で操作して開閉機構３０を駆動し、チャック部２４の閉鎖状態を解除することによってチャック本体２３，２３の間に鋼管杭３９を突入させることが可能な状態とする。そして、クレーン等を利用して吊り上げられた鋼管杭３９の下端部を埋設装置本体９のチャック部２４に上方から貫通させて下方に突出させ、地面に当接させる。
【００７４】
以上が、埋設作業開始時点の段取り作業である。この段取り作業が終了したときの状態を図６に示す。
【００７５】
ここで、仮に、鋼管杭の埋設装置２と車両本体３とを合わせた鋼管杭埋設作業用作業機１の重量をＧとし、鋼管杭埋設作業用作業機１の重心位置から地面に接地している車両本体３の後端部までの水平離間距離をｒ１、また、地面に接地している車両本体３の後端部から鋼管杭の埋設装置２までの水平離間距離をｒ２とすれば、鋼管杭３９を地面に突入させる際に鋼管杭の埋設装置２に作用する反力Ｎが（ｒ１／ｒ２）・Ｇを越えた段階で、地面に接地している車両本体３の後端部を支点として揺動するかたちで車両本体３が持ち上がってしまので、油圧シリンダ１９，１９の出力が幾ら大きくても、鋼管杭３９を地面に突入させるために実際に利用できる力の大きさは最大で（ｒ１／ｒ２）・Ｇの範囲内に制限されることになる。
【００７６】
車両本体３がクローラー１０のみで地面に接地している場合と車両本体３がアウトリガー４によってクローラー１０よりも後方の位置で地面に接地している場合とを比較すると、仮に、クローラー１０の後端からのアウトリガー４の突出量をαとすれば、当然、〔（ｒ１＋α）／（ｒ２＋α）〕＞（ｒ１／ｒ２）となるので、アウトリガー４を併用した場合の方が鋼管杭３９の先端に有効に荷重を掛けられることは明らかである。
【００７７】
このようにして、鋼管杭３９に回転力や押圧力を付与してもチャック部２４と地面との間で鋼管杭３９に撓みが生じない範囲の位置にチャック部２４が位置決めされ、且つ、鋼管杭３９の直立状態が保持された状態で、４つの油圧シリンダ２９を駆動する油圧回路の制御弁を車両本体３の運転席上で操作し、開閉機構３０を駆動してチャック部２４を閉鎖することにより、鋼管杭３９を径方向外側から強力に保持する。これが、鋼管杭保持工程の作業である。
【００７８】
次に、油圧モータ３３を駆動する油圧回路の制御弁と油圧シリンダ１９，１９を駆動する油圧回路の制御弁を車両本体３の運転席上で操作して回転駆動機構３４と送り機構２２を駆動し、鋼管杭３９を保持したチャック部２４を回転させながら埋設装置本体９を下降させることで、鋼管杭３９の中心軸を基準に鋼管杭３９を回転させ且つ下方に向かう押圧力を付与し、鋼管杭３９の実質的な埋設作業を開始する。これが、分割埋設工程の作業である。この作業により、鋼管杭３９は図７に示されるようにして徐々に地面に突入し、埋設されていく。
【００７９】
そして、図８に示されるようにして埋設装置本体９の下降動作が送り機構２２におけるガイドロッド１７，１７のストロークエンドに達した段階で、油圧モータ３３と油圧シリンダ１９，１９の作動を停止させる。埋設装置本体９の下降限度はガイドロッド１７，１７のストロークやピストンロッド２０，２０の最大突出量によって規制されているので、鋼管杭３９を保持したチャック部２４、つまり、鋼管杭３９の保持部が地面に突入することはない。次に、４つの油圧シリンダ２９を駆動する油圧回路の制御弁を車両本体３の運転席上で操作して開閉機構３０を駆動し、チャック部２４の閉鎖状態を解除することで、鋼管杭３９に対するチャック部２４の上下移動が許容され得る状態とする。そして、改めて油圧シリンダ１９，１９を駆動する油圧回路の制御弁を車両本体３の運転席上で操作して送り機構２２を駆動し、鋼管杭３９を現在の埋設位置に残したまま埋設装置本体９つまりチャック部２４を其の中心軸に沿って上昇させた後、油圧シリンダ１９，１９の作動を停止させる。前記と同様、埋設装置本体９の上昇量は、鋼管杭３９の剛性や直径等を考慮してチャック部２４と地面との間で鋼管杭３９に撓みが生じない範囲に規制する必要があるが、この実施形態では、ピストンロッド２０，２０の伸縮ストロークが１メートル前後となっているので、鋼管杭３９の剛性や直径等には関わりなく、図９に示されるように、機械的なリミット位置にまで埋設装置本体９を上昇させてしまっても、チャック部２４と地面との間で鋼管杭３９に撓みが生じる心配はない。従って、オペレータは、格別の注意を払うことなく、埋設装置本体９を機械的なリミット位置まで上昇させるだけでよい。これが、保持位置移動工程の作業である。
【００８０】
以下、埋設装置本体９のチャック部２４によって径方向外側から鋼管杭３９を保持することが困難な程度に鋼管杭３９の突出量が減少するまでの間、例えば、鋼管杭３９の突出量が所定値である３０センチを下回るまでの間、前述した鋼管杭保持工程の作業と分割埋設工程の作業および保持位置移動工程の作業を繰り返し実行し、鋼管杭３９の埋設作業を継続する。
【００８１】
このような構成によれば、鋼管杭３９を保持するチャック部２４と地面との間で鋼管杭３９に撓みが生じない範囲で地面から上方に離間した位置で鋼管杭３９を保持することができるので、チャック部２４を介して鋼管杭３９の中心軸を基準に鋼管杭３９を回転させ且つ下方に向かう押圧力を付与しても鋼管杭３９に撓みが生じることはなく、鋼管杭３９を押圧する力が鋼管杭３９に適切に伝達されるようになる。
【００８２】
また、鋼管杭３９の撓みが解消される結果、鋼管杭３９と地面側の孔との間に間隙が生じる問題も防止されるので、この鋼管杭３９が建造物の支持杭として利用された際に垂直荷重に対する耐力が減少するといった問題も解消される。
【００８３】
更に、鋼管杭３９の保持位置は、鋼管杭３９の保持部と地面との間で鋼管杭３９に撓みが生じない範囲で任意に決めることができるので、この保持位置を低め例えば１メートル前後とすれば、鋼管杭３９が長尺であっても送り機構２２のガイドロッド１７，１７や油圧シリンダ１９，１９のストロークを短く設計することができ、鋼管杭３９の埋設作業に必要とされる鋼管杭の埋設装置２の小型化が達成される。従って、作業コストの低減が可能であり、狭小な作業現場における鋼管杭の埋設作業も容易化する。
【００８４】
しかも、送り機構２２の最大移動ストローク例えば１メートルを１回の送り量の最大値として鋼管杭３９に複数回の送りを掛けて埋設作業を行うようにしているので、埋設対象となる鋼管杭３９が長尺のものであっても、機械的強度の低下につながる鋼管杭の切断や溶接作業を行なうことなく短時間のうちに埋設作業を行うことができる。
【００８５】
また、アウトリガー４をクローラー１０よりも後方の位置で地面に接地することにより鋼管杭３９の先端に有効に荷重を掛けられるようにしているので、小型軽量の鋼管杭埋設作業用作業機１を利用した場合であっても車両本体３が容易に持ち上げられることはなく、チャック部２４を内蔵した埋設装置本体９を移動させる送り機構２２における油圧シリンダ１９，１９の駆動力に見合った力で確実に鋼管杭３９を地面に突入させることができる。
【００８６】
このようにして鋼管杭保持工程の作業と分割埋設工程の作業および保持位置移動工程の作業を繰り返し実行する間に鋼管杭３９の突出量が所定値よりも減少し、埋設装置本体９のチャック部２４によって径方向外側から鋼管杭３９を保持することが困難となったならば、開閉機構３０を駆動してチャック部２４の閉鎖状態を解除し、鋼管杭３９に対するチャック部２４の上下移動が許容され得る状態として、鋼管杭３９を現在の埋設位置に残したまま送り機構２２を作動させ、埋設装置本体９を上方に退避させる。
【００８７】
そして、予め準備しておいたジョイント６８を持ち出し、図１０に示されるようにしてチャック側嵌合部７０を埋設装置２のチャック部２４に喰わえさせて取り付ける一方、鋼管杭嵌合部７１を鋼管杭３９の上端部に内嵌させ、鋼管杭嵌合部７１の凹部７１ａを鋼管杭３９の上端部内周面のピン７２に嵌合させて、ジョイント６８により鋼管杭３９を径方向内側から保持する。
そして、前述した分割埋設工程の場合と同様にして、油圧モータ３３を駆動する油圧回路の制御弁と油圧シリンダ１９，１９を駆動する油圧回路の制御弁を車両本体３の運転席上で操作して回転駆動機構３４と送り機構２２を駆動し、ジョイント６８を介して鋼管杭３９を保持したチャック部２４を回転させながら埋設装置本体９を下降させることで、鋼管杭３９の中心軸を基準に鋼管杭３９を回転させ且つ下方に向かう押圧力を付与し、鋼管杭３９の上端部が地面と略同一の高さとなるまで埋設作業を継続し、鋼管杭３９の上端部を余すことなく地面に埋め込む。これが、最終埋設工程の作業である。
【００８８】
ジョイント６８にはユニバーサルジョイント６９が配備されているので、鋼管杭３９の埋設方向に多少の傾きが生じているような場合であっても、適切に鋼管杭３９を押圧および回転させながら埋設作業を継続することができる。
【００８９】
最終的に、鋼管杭３９の上端部が地面と略同一の高さとなるまで埋め込まれた段階で埋設装置本体９を上方に退避させ、ジョイント６８を鋼管杭３９の上端部から取り外して１本の鋼管杭３９に対する埋設作業が完了する。
【００９０】
【発明の効果】
本発明による鋼管杭の埋設方法は、鋼管杭の保持部と地面との間で鋼管杭に撓みが生じない範囲で地面から上方に離間した任意の位置で鋼管杭を径方向外側から保持し、鋼管杭を回転させ且つ下方に向かう押圧力を付与して鋼管杭を地面に突入させる作業を繰り返すことで鋼管杭を埋設するようにしているので、鋼管杭の上端部を保持して鋼管杭を地面に突入させる従来の埋設方法とは違い、鋼管杭の埋設作業中に鋼管杭に撓みが生じることがない。従って、鋼管杭を押圧する力が鋼管杭に適切に伝達されるようになり、また、鋼管杭の撓みが解消される結果、鋼管杭と地面側の孔との間に不用意に間隙が生じることもなくなり、鋼管杭が建造物の支持杭として利用された際に垂直荷重に対する鋼管杭の耐力が減少するといった問題も解消される。
更に、鋼管杭が長尺の場合であっても１回の分割埋設工程における鋼管杭の突入量を制限することができるので、鋼管杭の埋設作業に必要とされる装備の小型化が可能であり、作業コストの低減が可能となると共に、狭小な作業現場における鋼管杭の埋設作業も容易化する。
しかも、埋設対象となる鋼管杭が長尺のものであっても、鋼管杭の切断作業や溶接作業といった煩雑な作業を行なうことなく、長尺の鋼管杭をそのまま利用して埋設作業を行うことができるので、鋼管杭の機械的強度を低下させることなく短時間のうちに埋設作業を行うことができる。
【００９１】
また、鋼管杭の突出量が所定値を下回った後、更に、鋼管杭の上端部を径方向内側から保持し、この端部が地面と略同一の高さとなるまで鋼管杭の中心軸を基準に鋼管杭を回転させ且つ下方に向かう押圧力を付与して鋼管杭を地面に突入させるようにしているので、鋼管杭の上端部を余すことなく地面に埋設することができる。
【００９２】
本発明の鋼管杭の埋設装置は、鋼管杭の貫通を許容して鋼管杭を径方向外側から保持するチャック部と、チャック部を開閉する開閉機構と、チャック部を鋼管杭の中心軸を基準に回転する回転駆動機構と、チャック部を其の中心軸に沿って移動させる送り機構と、チャック部の姿勢を垂直軸に直交する２つの方向に揺動させる姿勢調整機構とを配備しているので、作業機の足場に傾斜や凹凸等の異常がある場合であっても、姿勢調整機構の操作によりチャック部の中心軸を鉛直方向に一致させて鋼管杭を鉛直に埋設することができる。
また、送り機構とチャック部および開閉機構を操作して鋼管杭の保持部であるチャック部と地面との間の離間距離を鋼管杭に撓みが生じない範囲に規制することができるので、チャック部を介して鋼管杭を回転させ且つ下方に向かう押圧力を付与しても鋼管杭に撓みが生じることはなく、鋼管杭を押圧する力が鋼管杭に適切に伝達されるようになり、また、鋼管杭の撓みが解消される結果、鋼管杭と地面側の孔との間に間隙が生じて垂直荷重に対する鋼管杭の耐力が減少するといった問題も解消される。
更に、鋼管杭の保持位置は、鋼管杭の保持部と地面との間で鋼管杭に撓みが生じない範囲で任意に決めることができるので、鋼管杭が長尺であっても送り機構の移動ストロークを短く設計することができ、鋼管杭の埋設作業に必要とされる埋設装置が小型化される。従って、作業コストの低減が可能であり、狭小な作業現場における鋼管杭の埋設作業も容易化する。
しかも、送り機構の最大移動ストロークを１回の送り量の最大値として鋼管杭に複数回の送りを掛けて埋設作業を行う構成であるため、埋設対象となる鋼管杭が長尺のものであっても、機械的強度の低下につながる鋼管杭の切断や溶接作業を行なうことなく短時間のうちに埋設作業を行うことができる。
【００９３】
更に、埋設装置には、鋼管杭の上端部を径方向内側から保持する鋼管杭嵌合部とチャック部に適合するチャック側嵌合部とを備えたジョイントを配備しているので、鋼管杭を径方向外側から保持することが困難な程度に鋼管杭の突出量が減少した後も鋼管杭の埋設作業を継続して鋼管杭の上端部を余すことなく地面に埋設することができる。
【００９４】
本発明の鋼管杭埋設作業用作業機は、埋設装置を一側に備えた車両本体の他側に車両本体から外側に突出して地面に接地するアウトリガーを設けているので、小型軽量の作業機を利用した場合であっても、埋設装置に作用する反力で車両本体が容易に持ち上げられることはなく、埋設装置のチャック部を移動させる送り機構の駆動力に見合った力で鋼管杭を地面に突入させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用して構成された一実施形態の鋼管杭埋設作業用作業機を前方側から示した斜視図である。
【図２】同実施形態の鋼管杭埋設作業用作業機を後方側から示した斜視図である。
【図３】同実施形態の鋼管杭埋設作業用作業機に装着された鋼管杭の埋設装置の一部を構成する埋設装置本体の外形を示した部分断面平面図である。
【図４】同埋設装置本体を中心軸を含む平面で割って示した断面図である。
【図５】同埋設装置本体に装着されるジョイントの構成例について示した図である。
【図６】同実施形態の鋼管杭埋設作業用作業機および鋼管杭の埋設装置を利用した鋼管杭の埋設作業の段取りが完了した時点の状態を示した側面図である。
【図７】同実施形態の鋼管杭埋設作業用作業機および鋼管杭の埋設装置を利用した鋼管杭の埋設作業における分割埋設工程の進行状況を示した側面図である。
【図８】同実施形態の鋼管杭埋設作業用作業機および鋼管杭の埋設装置を利用した鋼管杭の埋設作業における保持位置移動工程の開始時点の状態を示した側面図である。
【図９】同実施形態の鋼管杭埋設作業用作業機および鋼管杭の埋設装置を利用した鋼管杭の埋設作業における保持位置移動工程の完了時点の状態を示した側面図である。
【図１０】同実施形態の鋼管杭埋設作業用作業機および鋼管杭の埋設装置を利用した鋼管杭の埋設作業における最終埋設工程の開始時点の状態を示した側面図である。
【図１１】ＲＥＳ−Ｐ工法に使用される鋼管杭の埋設装置および鋼管杭埋設作業用作業機について示した側面図で、図１１（ａ）ではトラック式のものについて、また、図１１（ｂ）ではクローラー式のものについて示している。
【符号の説明】
１  鋼管杭埋設作業用作業機
２  鋼管杭の埋設装置
３  車両本体
４  アウトリガー
５  ステープル
６  起伏アーム
７  揺動アーム
８  スライダ
９  埋設装置本体
１０  クローラー（無限軌道）
１１  ピン
１２  油圧シリンダ
１３  ピン
１４  油圧シリンダ
１５  サポート部材
１６  姿勢調整機構
１７  ガイドロッド
１８  ステー
１９  油圧シリンダ
２０  ピストンロッド
２１  ステープル
２２  送り機構
２３  チャック本体
２４  チャック部
２５  押圧ブロック
２６  カム体
２６ａ  切欠部
２６ｂ  レバー
２７  押圧力伝達片
２７ａ  ガイド板
２８  押圧力伝達スリーブ
２９  油圧シリンダ
３０  開閉機構
３１  スプロケット
３２  チェーン
３３  油圧モータ
３４  回転駆動機構
３５  ケーシング
３６  外筒部
３７  天板
３８  底板
３９  鋼管杭
４０  孔
４１  環状周壁
４２  ラジアルベアリング
４３  スリーブ
４３ａ  フランジ
４４  カム取付用スリーブ
４４ａ，４４ｂ，４４ｃ  縮径部
４４ｄ  肉厚部
４５  ボルト
４６  カム取付スペース
４７  ピン
４８  ボルト
４９  ラジアルベアリング
５０  スラストベアリング
５１  孔
５２  環状周壁
５３  孔
５４  環状部材
５５  ボルト
５６  スラストベアリング
５７  エンドブロック
５８  ボルト
５９  周溝
６０  環状部材
６１  カムサポータ
６１ａ  ガイド溝
６２  ボルト
６３  ボルト
６４  ピストンロッド
６５  高さ調整ボルト
６６  小スプロケット
６７  ロケートリング
６８  ジョイント
６９  ユニバーサルジョイント
７０  チャック側嵌合部
７１  鋼管杭嵌合部
７１ａ  凹部
７２  ピン
１００  鋼管杭埋設作業用作業機（従来例）
１０１  ブーム
１０２  車両本体
１０３  リーダー
１０４  油圧式ロータリーパーカッション
１０５  鋼管杭の埋設装置（従来例）
１０６  鋼管杭埋設作業用作業機（従来例）
１０７  オーガーモーター
１０８  鋼管杭の埋設装置（従来例）
【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】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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