(57)【要約】【課題】高圧水の噴射と圧入引抜シリンダを併用して鋼管杭を打込む工法において、ホース巻取装置とジェットノズルの数を最小限として効率よく鋼管杭を打設するとともに、鋼管杭の土砂による閉塞を抑えて圧入抵抗を低減することができる鋼管杭圧入工法及び鋼管杭圧入引抜機を提供することを目的とする。【解決手段】打設する鋼管杭Ｐ１の前側に配置したジェットノズル１１，１１と、鋼管杭Ｐ１の幅方向周面近傍に配置したジェットノズル１３，１３から高圧水を噴射することにより、セクション部Ｃの土石による閉塞を抑えて嵌合を確保するとともに鋼管杭Ｐ１の圧入抵抗を下げ、次に打設する鋼管杭Ｐ２間のセクション部の空隙を確保するようにした鋼管杭圧入工法と鋼管杭圧入引抜機を提供する。【選択図】　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
打設する鋼管杭の前側に配置したジェットノズルと、鋼管杭の幅方向周面近傍に配置したジェットノズルから高圧水を噴射することにより、セクション部の土石による閉塞を抑えて嵌合を確保するとともに鋼管杭の圧入抵抗を下げ、次に打設する鋼管杭間のセクション部の空隙を確保するようにしたことを特徴とする鋼管杭圧入工法。
【請求項２】
サドルとマストにより圧入引抜機本体を構成し、サドルの下部に既設杭を挟持するクランプを配備するとともにマストの前方に昇降体を配置し、該昇降体に設けたチャックにより打設する鋼管杭を掴み、圧入引抜シリンダの駆動とウォータージェットによる高圧水の噴射により地中へ鋼管杭の圧入と引抜きを行う工法において、
前記昇降体の前方に固定された架台上に４個のホース巻取装置を幅方向に設置し、２個のホース巻取装置から導出された高圧ホースを、打設する鋼管杭の前側のセクション部近傍部位に配置したジェットノズルに連結するとともに、他の２個のホース巻取装置から導出された高圧ホースを打設する鋼管杭の幅方向周面近傍に配置したジェットノズルに連結したことを特徴とする鋼管杭圧入引抜機。
【請求項３】
サドルとマストにより圧入引抜機本体を構成し、サドルの下部に既設杭を挟持するクランプを配備するとともにマストの前方に昇降体を配置し、該昇降体に設けたチャックにより打設する鋼管杭を掴み、圧入引抜シリンダの駆動とウォータージェットによる高圧水の噴射により地中へ鋼管杭の圧入と引抜きを行う工法において、
昇降体の前方に固定された架台上に、杭圧入引抜機の進行方向の中心線を挟んで幅方向に４個のホース巻取装置を設置し、内側に位置する２個のホース巻取装置から導出された高圧ホースを、打設する鋼管杭の前側のセクション部近傍部位に配置したジェットノズルに連結するとともに、外側に位置するホース巻取装置から導出された高圧ホースを、打設する鋼管杭の幅方向周面近傍に配置したジェットノズルに連結したことを特徴とする鋼管杭圧入引抜機。
【請求項４】
サドルとマストにより圧入引抜機本体を構成し、サドルの下部に既設杭を挟持するクランプを配備するとともにマストの前方に昇降体を配置し、該昇降体に設けたチャックにより打設する鋼管杭を掴み、圧入引抜シリンダの駆動とウォータージェットによる高圧水の噴射により地中へ鋼管杭の圧入と引抜きを行う工法において、
昇降体の前方に固定された架台上に、杭圧入引抜機の進行方向の中心線を挟んで幅方向に２個のホース巻取装置を設置するとともに圧入引抜機本体の上面に２個のホース巻取装置を設置し、架台上のホース巻取装置から導出された高圧ホースを、打設する鋼管杭の前側のセクション部近傍部位に配置したジェットノズルに連結し、圧入引抜機本体上面のホース巻取装置から導出された高圧ホースを、打設する鋼管杭の幅方向周面近傍に配置したジェットノズルに連結したことを特徴とする鋼管杭圧入引抜機。
【請求項５】
前記ホース巻取装置から鋼管杭の外径に対して略接線方向に延びる高圧ホースを用いて鋼管杭の幅方向周面近傍に配置したジェットノズルに連結した請求項２，３又は４に記載の鋼管杭圧入引抜機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はウォータージェットによる高圧水の噴射と杭圧入引抜機の圧入引抜シリンダを併用して地中に鋼管杭を打込む工法において、鋼管杭の土砂による閉塞を抑えて効率良く施工することができる鋼管杭圧入工法及び鋼管杭圧入引抜機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ウォータージェットを利用した杭圧入引抜工法は、高能力，低振動，急速施工法として鋼矢板，Ｈ鋼杭その他超長尺，超大径の鋼管杭や鋼管矢板の打込み施工法として利用されており、打込施工時に発生する振動や騒音を最小の範囲まで防止することができるとともにウォータージェットから噴射される高圧水の持つエネルギーが打込時の地盤反力を軽減して支持杭についても打込杭と同等の支持力を確保することができる。この工法は圧入引抜シリンダを使用した杭圧入引抜機を始め、現場条件に応じた様々なベースマシンが利用可能であり、前記以外にも例えば陸上施工では自走式クレーンや三点式杭打機を、水上施工では杭打船、クレーン付台船、起重機船、自己昇降式台船が利用できるため、都市土木から大型プロジェクト工事まで幅広く適合するという特徴がある。
【０００３】
鋼管杭のウォータージェット工法による圧入に着目すると、例えば特開平１１−３５０４８４号公報には、鋼管杭を掴む杭圧入引抜機のチャックの前後位置に圧入連動制御可能にホース巻取装置を搭載し、これらホース巻取装置から延びるジェットノズルによるウォータージェットを鋼管杭の前後の各セクション部に及ばせて圧入する工法と同工法用の杭圧入引抜機が開示されている。
【０００４】
具体的には、鋼管杭を掴むチャックと、このチャックを昇降させる昇降体と、この昇降体の昇降動作を後方から案内支持する圧入機本体からなり、該圧入機本体にジェットノズルのホース巻取装置を設けるとともに、昇降体の前部に別のジェットノズルのホース巻取装置を設け、昇降体の昇降動作と連動制御する構成、及び前記ホース巻取装置を２本巻に構成し、それぞれのホースをチャックの左右幅の中央線を挟んで配置した構成、更に昇降体前部にホース巻取装置取付用の架台を設け、この架台を昇降体に対して着脱可能に構成したウォータージェット工法用の杭圧入引抜機が記載されている。
【０００５】
図６はウォータージェットのノズル配置例を示しており、鋼管杭Ｐ１の打設時には、進行方向Ｆに対してウォータージェットが該鋼管杭Ｐ１の前側と後側のセクション部Ｃ，Ｄに及ぶように後側のセクション部Ｄの近傍両側に本体側のホース巻取装置から延びるジェットノズル１１，１１を配置し、前側のセクション部Ｃの近傍両側に昇降体側のホース巻取装置から延びるジェットノズル１２，１２を配置してある。そして鋼管杭Ｐ１の打設時に、既設の鋼管杭Ｐをクランプで挟持してから圧入引抜シリンダの作用とともに後側のジェットノズル１１，１１と前側のジェットノズル１２，１２から高圧水を噴射することにより、前後のセクション部Ｃ，Ｄの土石による閉塞を抑えて既設杭列の杭Ｐ間の破損を防止するとともに正規の嵌合を確保し、次に打設する杭Ｐ２間のセクション部Ｃの空隙を確保することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のノズル配置例を持つ鋼管杭圧入引抜機は、鋼管杭Ｐ１の打設の際に該鋼管杭Ｐ１の前後のセクション部Ｃ，Ｄに高圧水の噴射を行っているため、次の鋼管杭Ｐ２の打設時には、この鋼管杭Ｐ２の後側のセクション部は既に前段の鋼管杭Ｐ１を打設の際にジェットノズル１２，１２から高圧水の噴射を行った位置であって、必要以上に高圧水の噴射が行われることにより、地盤を緩めてしまうという問題がある。
【０００７】
一方鋼管杭を打設する際の圧入抵抗は、該鋼管杭の先端抵抗と周面抵抗の和であるため、圧入力は上記先端抵抗と周面抵抗の和よりも大きな力であることが要求される。即ち鋼管杭の先端開口部に土砂が詰まると鋼管杭の横断面全てが抵抗となり、先端抵抗が増大してしまうことになる。前記例では後側のジェットノズル１１，１１と前側のジェットノズル１２，１２が打設する鋼管杭Ｐ１の前後のセクション部Ｃ，Ｄに及ばせて配置されているため、鋼管杭の直径が大きくなって土砂による閉塞の影響により十分な高圧水噴射の効果が生じない場合には、進行方向Ｆに対して左右両側に別のジェットノズルを設置して高圧水の噴射をする必要が生じて、ジェットノズルの数が更に増大してしまうとともに該ジェットノズルの数だけホース巻取装置が必要となり、これらのホース巻取装置を杭圧入引抜機と一体化するのが困難となって施工効率も低下するという課題がある。
【０００８】
そこで本発明はこのような従来の鋼管杭圧入工法が有している課題を解消して、圧入引抜シリンダと高圧水を併用して圧入する際に、ホース巻取装置とジェットノズルの数を最小限として効率よく鋼管杭を打設するとともに、鋼管杭の土砂による閉塞を抑えて圧入抵抗を低減することができる鋼管杭圧入工法及び鋼管杭圧入引抜機を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【問題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、打設する鋼管杭の前側に配置したジェットノズルと、鋼管杭の幅方向周面近傍に配置したジェットノズルから高圧水を噴射することにより、セクション部の土石による閉塞を抑えて嵌合を確保するとともに鋼管杭の圧入抵抗を下げ、次に打設する鋼管杭間のセクション部の空隙を確保するようにした鋼管杭圧入工法と鋼管杭圧入引抜機を提供する。
【００１０】
具体的にはサドルとマストにより圧入引抜機本体を構成し、サドルの下部に既設杭を挟持するクランプを配備するとともにマストの前方に昇降体を配置し、該昇降体に設けたチャックにより打設する鋼管杭を掴み、圧入引抜シリンダの駆動とウォータージェットによる高圧水の噴射により地中へ鋼管杭の圧入と引抜きを行う工法において、前記昇降体の前方に固定された架台上に４個のホース巻取装置を幅方向に設置し、２個のホース巻取装置から導出された高圧ホースを、打設する鋼管杭の前側のセクション部近傍部位に配置したジェットノズルに連結するとともに、他の２個のホース巻取装置から導出された高圧ホースを打設する鋼管杭の幅方向周面近傍に配置したジェットノズルに連結してある。
【００１１】
本発明の他の実施形態として、昇降体の前方に固定された架台上に、杭圧入引抜機の進行方向の中心線を挟んで幅方向に２個のホース巻取装置を設置するとともに圧入引抜機本体の上面に２個のホース巻取装置を設置し、架台上のホース巻取装置から導出された高圧ホースを、打設する鋼管杭の前側のセクション部近傍部位に配置したジェットノズルに連結し、圧入引抜機本体上面のホース巻取装置から導出された高圧ホースを、打設する鋼管杭の幅方向周面近傍に配置したジェットノズルに連結してある。前記ホース巻取装置から鋼管杭の外径に対して略接線方向に延びる高圧ホースを用いて鋼管杭の幅方向周面近傍に配置したジェットノズルに連結する。
【００１２】
かかる本発明によれば、鋼管杭の打設時に既設の鋼管杭をクランプで強固に挟持してから打設する鋼管杭の前側のジェットノズルと幅方向周面近傍のジェットノズルから高圧水を噴射することにより、セクション部の土石による閉塞を抑えて正規の嵌合が確保され、次に打設する鋼管杭のセクション部に対して必要以上の高圧水の噴射が行われることがなく、かつ、鋼管杭の先端抵抗と周面抵抗の和で表わされる圧入抵抗を下げて次に打設する鋼管杭間のセクション部の空隙を確保することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下本発明にかかる鋼管杭圧入工法及び鋼管杭圧入引抜機の具体的な実施形態を説明する。図１は本発明の第１実施例で用いた杭圧入引抜機１の側面図、図２は同平面図であり、２はサドル、３はマストであって該サドル２とマスト３により圧入引抜機本体４が構成されている。マスト３はサドル２に対して前後にスライド可能で且つ縦軸回転自在に支持されており、サドル２の下部には既設杭を挟持するクランプ７，７が配備されている。５はマスト３の前方に配置された昇降体であり、チャック８を用いて打設する鋼管杭を掴み、圧入引抜シリンダ６，６の作用により昇降駆動されることによって鋼管杭の圧入と引抜きを行う。
【００１４】
上記昇降体５の前方には架台９が固定されており、この架台９上に４個のホース巻取装置１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄが設置されている。このホース巻取装置１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄは、杭圧入引抜機１の進行方向Ｆの中心線Ｏを挟んで幅方向に各２個ずつ並置されている。
【００１５】
Ｐ１は打設する鋼管杭であり、進行方向Ｆに対して鋼管杭Ｐ１の前側のセクション部Ｃ近傍部位にジェットノズル１１，１１が配置され、進行方向Ｆに対する鋼管杭Ｐ１の幅方向周面近傍にジェットノズル１３，１３が配置されている。このジェットノズル１３，１３は、前側のセクション部Ｃと後側のセクション部Ｄとの中間位置に相当する左右両端部に取り付けられている。
【００１６】
ジェットノズル１３，１３には、外側に位置するホース巻取装置１０ａ，１０ｄから導出された高圧ホース１４，１５が連結され、ジェットノズル１１，１１には内側に位置するホース巻取装置１０ｂ，１０ｃから導出された高圧ホース１６，１７が連結されている。従って外側の高圧ホース１４，１５はホース巻取装置１０ａ，１０ｄから鋼管杭Ｐ１の外径に対して略接線方向に延びており、内側の高圧ホース１６，１７は、中心線Ｏに接近した位置に設置されたホース巻取装置１０ｂ，１０ｃから近接しているセクション部Ｃに対して高圧水を噴射することができる。
【００１７】
かかる第１実施例によれば、鋼管杭Ｐ１の打設時には図３の模式図に示したように既設の鋼管杭Ｐをクランプ７で強固に挟持してから鋼管杭Ｐ１の前側のジェットノズル１１，１１と幅方向周面近傍のジェットノズル１３，１３から高圧水を噴射することにより、セクション部Ｃの土石による閉塞を抑えて正規の嵌合を確保するとともに鋼管杭Ｐ１の先端抵抗と周面抵抗の和で表わされる圧入抵抗を下げ、次に打設する鋼管杭Ｐ２間のセクション部Ｃの空隙を確保することができる。
【００１８】
図４は本発明の第２実施例を示す側面図、図５は同平面図であり、圧入引抜機本体４とサドル２の下部に配備されたクランプ７，７及びマスト３の前方に配置された昇降体自体の構成は前記第１実施例と同一であるため、同一の符号を付して表示してある。この第２実施例では昇降体５の前方に固定された架台９上に２個のホース巻取装置１０ｂ，１０ｃが設置されており、更に圧入引抜機本体４の上面に２個のホース巻取装置１０ａ，１０ｄが設置されている。
【００１９】
昇降体５の前側に配置されたホース巻取装置１０ｂ，１０ｃは、杭圧入引抜機１の進行方向Ｆの中心線Ｏを挟む近接位置に並置されており、鋼管杭Ｐ１の前側のセクション部Ｃ近傍部位に配置されたジェットノズル１１，１１に高圧ホース１６，１７が連結されている。昇降体５の後側に配置されたホース巻取装置１０ａ，１０ｄは、進行方向Ｆに対する鋼管杭Ｐ１の幅方向周面近傍に配置されたジェットノズル１３，１３に対して圧入引抜シリンダ６，６の外側から高圧ホース１４，１５が連結されている。従って高圧ホース１４，１５はホース巻取装置１０ａ，１０ｄから鋼管杭Ｐ１の外径に対して略接線方向に延びており、高圧ホース１６，１７は、中心線Ｏに接近した位置に設置されたホース巻取装置１０ｂ，１０ｃからセクション部Ｃに対して高圧水を噴射することができる。
【００２０】
かかる第２実施例によれば、第１実施例と同様に鋼管杭Ｐ１の打設時に図３に示したように既設の鋼管杭Ｐをクランプ７で強固に挟持してから鋼管杭Ｐ１の前側のジェットノズル１１，１１と幅方向周面近傍のジェットノズル１３，１３から高圧水を噴射することにより、セクション部Ｃの土石による閉塞を抑えて正規の嵌合を確保するとともに鋼管杭Ｐ１の先端抵抗と周面抵抗の和で表わされる圧入抵抗を下げ、次に打設する鋼管杭Ｐ２間のセクション部Ｃの空隙を確保することができる。
【００２１】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば地中へ鋼管杭を打設する際に、圧入する鋼管杭の前側のジェットノズルと幅方向周面近傍のジェットノズルから高圧水を噴射することにより、次に打設する鋼管杭のセクション部に対して必要以上に高圧水の噴射が行われないので地盤を緩めてしまう事態は防止され、しかも鋼管杭のセクション部の土石による閉塞を抑えて正規の嵌合を確保するとともに鋼管杭の先端抵抗と周面抵抗の和で表わされる圧入抵抗を下げて鋼管杭間のセクション部の空隙を適正に確保することができる。
【００２２】
本発明ではホース巻取装置とジェットノズルの数が一致しており、鋼管杭の直径が大きく土砂による閉塞の影響が大きいケースでも進行方向に対して別のジェットノズルを設置して高圧水噴射の効果を高める等の手段は不要であって、最小限の数のジェットノズルにより圧入抵抗を低減させて杭圧入効果を高めるとともに、ホース巻取装置を杭圧入引抜機と一体化することにより装置の簡易化とともに施工効率を高めることができる。
【００２３】
従って本発明によれば、高圧水を併用して鋼管杭を圧入する際に、ホース巻取装置とジェットノズルの数を最小限として効率よく鋼管杭を打設可能とし、しかも圧入抵抗を低減することができる鋼管杭圧入工法及び鋼管杭圧入引抜機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例にかかる鋼管杭圧入引抜機の側面図。
【図２】図１の平面図。
【図３】第１実施例の動作態様を示す模式図。
【図４】本発明の第２実施例にかかる鋼管杭圧入引抜機の側面図。
【図５】図４の平面図。
【図６】従来の鋼管杭圧入引抜機の動作態様を示す模式図。
【符号の説明】
１…杭圧入引抜機
２…サドル
３…マスト
４…圧入引抜機本体
５…昇降体
６…圧入引抜シリンダ
７…クランプ
８…チャック
９…架台
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ…ホース巻取装置
１１，１３…ジェットノズル
１４，１５，１６，１７…高圧ホース
整理番号　Ｐ３４６１
【図１】
2004027561.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2004027561.tif 000007
【図６】
2004027561.tif 000008