(57)【要約】【課題】オーガを併用した鋼管杭圧入引抜機における該オーガの回転反力を支持する機構を設けたことによって圧入引抜機自体を大型化することなくオーガの回転トルクを高めることができて、作業の簡易化と効率アップをはかった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】台座２上に回動自在に立設されたガイドフレーム６に昇降自在に装着された昇降体８と、昇降体８の下方に配備された旋回自在な杭掴み装置１０と、鋼管杭１１の中にオーガを備えた鋼管杭圧入引抜機において、鋼管杭１１の外側面に回転自在にチャック２１を配置して、このチャック２１は杭掴み装置１０と一体に構成されたチャックフレーム２３に回動自在に保持され、該チャックフレーム２３とチャック２１とをロックピン２４を用いて固定したことによりオーガの回転反力を支持した鋼管杭圧入引抜機を基本構成としている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下方に反力掴み装置を配設して既設の鋼管杭上に定置される台座と、該台座上にスライド自在に配備されたスライドベースの上方にあって縦軸を中心として回動自在に立設されたガイドフレームと、該ガイドフレームに昇降自在に装着されて杭圧入引抜シリンダが取り付けられた昇降体と、昇降体の下方に配備された旋回自在な杭掴み装置と、圧入する鋼管杭の中に配備されて杭圧入引抜機シリンダと併用して地盤を掘削するオーガを備えた鋼管杭圧入引抜機において、
鋼管杭の外側面に回転自在にチャックを配置して、このチャックは杭掴み装置と一体に構成されたチャックフレームに回動自在に保持され、該チャックフレームとチャックとをロックピンを用いて固定したことによりオーガの回転反力を支持したことを特徴とする鋼管杭圧入引抜機。
【請求項２】
下方に反力掴み装置を配設して既設の鋼管杭上に定置される台座と、該台座上にスライド自在に配備されたスライドベースの上方にあって縦軸を中心として回動自在に立設されたガイドフレームと、該ガイドフレームに昇降自在に装着されて杭圧入引抜シリンダが取り付けられた昇降体と、昇降体の下方に配備された旋回自在な杭掴み装置と、圧入する鋼管杭の中に配備されて杭圧入引抜機シリンダと併用して地盤を掘削するオーガを備えた鋼管杭圧入引抜機において、
鋼管杭の外側面に回転自在にチャックを配置して、このチャックの上面にチャック旋回用のリングギヤを固定し、ガイドフレーム側に支持された油圧モータの回転トルクをピニオンギヤ、アイドルギヤ、チャック旋回用のピニオンギヤを介してリングギヤに伝達してチャックを旋回駆動させることによってチャックフレームとチャックの位置合わせを行ってから該チャックフレームとチャックとをロックピンを用いて固定したことにより、オーガの回転反力を支持したことを特徴とする鋼管杭圧入引抜機。
【請求項３】
前記チャックフレームに、杭圧入引抜機本体の進行方向を中心として夫々複数個のピン挿通孔が開口された複数個のフランジ部を突設し、鋼管杭を曲線的に圧入する場合には杭掴み装置を旋回させることにより、該杭掴み装置と一体に構成されたチャックフレームのフランジ部のピン挿通孔の何れかとチャックのピン挿通孔の位置合わせを行う請求項１又は２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】
本発明は既設の鋼管杭上に定置して、該鋼管杭の反力に基づいてオーガを併用して新たな鋼管杭を地盤内に圧入，引抜する装置における該オーガの回転反力を支持する機構を設けた鋼管杭圧入引抜機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、各種の土木基礎工事において、鋼管矢板は大きな支持力が得られるとともに経済性に優れているため、永久構造物の外にも護岸工事及び山留め工事、締切り工事等の仮設工事の支持杭として広く採用されている。従来からこれらの鋼管杭の地盤への圧入，引抜工事は、例えば上空制限のない場所ではバイブロハンマとかディーゼルハンマもしくは中堀式などの工法や、静荷重型鋼管杭圧入機が用いられており、また、上空制限のある場所では主として静荷重型鋼管杭圧入引抜機が採用されている。
【０００３】
この静荷重型鋼管杭圧入引抜機としては、特許文献１に示されているように、既設の鋼管杭上に定置された台座の下方に複数の反力掴み装置（クランプ）を設けて、この反力掴み装置により既設杭をクランプすることによって反力を取っており、杭掴み装置によりチャックした鋼管杭を杭圧入シリンダにより地中に圧入している。この杭掴み装置自体も本体に対して旋回可能となっており、反力掴み装置は台座の下面にあって左右方向及び前後方向に摺動自在に設けてある。これはカーブ施工において建込み杭の進行方向法線に対するクランプ装置の左右方向への「ずれ」に対する位置合わせと、反力掴み装置が既設杭に圧接する際に発生するクリアランス分の移動をスムーズに行わせるための機構を構成している。
【０００４】
一方、地盤の状態によっては杭圧入シリンダだけでは鋼管杭を地中に圧入することが困難であったり、鋼管杭が変形するケースもあるため、圧入する鋼管杭の中に挿通させたオーガの回動を併用して地盤を掘削する装置も用いられている。例えば特許文献２には、杭内部にオーガスクリューを挿通し、該オーガスクリューを回動させて杭圧入に先行して該オーガスクリューを所定長さだけ地中に掘進させ、その後オーガスクリューの先行部分を地中に拡張して一時的にアンカーさせ、次いで該オーガスクリューの反力を利用して杭を地中に圧入し、その後拡張したオーガスクリューを再び掘進させるようにした鋼管杭の圧入方法と装置例が記載されている。
【０００５】
【特許文献１】
実公平６−２１９６２号公報
【特許文献２】
特開昭６３−１８４６１４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来のオーガを併用した鋼管杭圧入引抜機は、オーガの回転トルクを得る際に発生する反力を杭掴み装置によって受けていたため、該オーガの反力に限界が生じてしまい、大きな回転トルクを得ることができないケースが生じるという課題がある。
【０００７】
即ち、杭掴み装置自体も本体に対して旋回可能となっているため、オーガの反力の大きさは該杭掴み装置の旋回トルク以下に限定されてしまい、この旋回トルク以上の力でオーガスクリューを回動させようとすると、鋼管杭のチャックが回転し打設する鋼管矢板の施工位置精度を保持できなかったり、最悪の場合には杭圧入引抜機本体が破損する危険性が生じる。
【０００８】
これに対して、圧入引抜機自体を大型化することによってある程度オーガの反力を高めることが可能であるが、建設現場への圧入引抜機本体の搬入に大型のクレーンを用いたり、該圧入引抜機本体を分割して搬入してから現場で組み立てる作業が必要となり、大きな現場スペースが要求されるとともに作業の煩雑化と効率低下を招来し、施工計画がスムーズに進行しないケースが生じるという問題がある。
【０００９】
そこで本発明はこのようなオーガを併用した従来の鋼管杭圧入引抜機が有している課題を解消して、該オーガの回転反力を支持する機構を設けたことによって圧入引抜機自体を大型化することなくオーガの回転トルクを高めることができて、作業の簡易化と効率アップをはかった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。
【００１０】
【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、下方に反力掴み装置を配設して既設の鋼管杭上に定置される台座と、該台座上にスライド自在に配備されたスライドベースの上方にあって縦軸を中心として回動自在に立設されたガイドフレームと、該ガイドフレームに昇降自在に装着されて杭圧入引抜シリンダが取り付けられた昇降体と、昇降体の下方に配備された旋回自在な杭掴み装置と、圧入する鋼管杭の中に配備されて杭圧入引抜機シリンダと併用して地盤を掘削するオーガを備えた鋼管杭圧入引抜機において、鋼管杭の外側面に回転自在にチャックを配置して、このチャックは杭掴み装置と一体に構成されたチャックフレームに回動自在に保持され、該チャックフレームとチャックとをロックピンを用いて固定したことによりオーガの回転反力を支持した鋼管杭圧入引抜機を基本構成としている。
【００１１】
具体的には鋼管杭の外側面に回転自在にチャックを配置して、このチャックの上面にチャック旋回用のリングギヤを固定し、ガイドフレーム側に支持された油圧モータの回転トルクをピニオンギヤ、アイドルギヤ、チャック旋回用のピニオンギヤを介してリングギヤに伝達してチャックを旋回駆動させることによってチャックフレームとチャックの位置合わせを行う。更に前記チャックフレームに、杭圧入引抜機本体の進行方向を中心として夫々複数個のピン挿通孔が開口された複数個のフランジ部を突設し、鋼管杭を曲線的に圧入する場合には杭掴み装置を旋回させることにより、該杭掴み装置と一体に構成されたチャックフレームのフランジ部のピン挿通孔の何れかとチャックのピン挿通孔の位置合わせを行う。
【００１２】
かかる本発明によれば、建込用の鋼管杭を地盤に圧入する際には反力掴み装置を用いて既設の鋼管杭をクランプしてから杭掴み装置のチャック爪により鋼管杭の外周をチャックし、杭圧入引抜シリンダを駆動して地盤への圧入を行う。同時に地盤の状態に応じて鋼管杭の内方に配備されたオーガモータを起動することによりオーガスクリューを回転させ、オーガスクリューを併用して地盤を継続的に掘削する。そして杭掴み装置と一体に構成されているチャックフレームと鋼管杭の外側面に回転自在に配置されたチャックをロックピンにより固定することによってオーガの回転反力を支持することができる。
【００１３】
コーナ部等において鋼管杭を曲線的に圧入する場合には、チャックフレームに突設されたフランジ部の位置を変更してピン挿通孔にチャックのピン挿通孔を合わせてロックピンを挿入固定する。更にロックピンの挿入固定位置を微調整することによってチャックを進行方向に対して所定角度変化させることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下図面に基づいて本発明にかかる鋼管杭圧入引抜機の具体的な実施形態を説明する。図１は本発明を適用した鋼管杭の圧入引抜機本体１を全体的に示す側面図、図２は同平面図、図３は同正面図であり、２は台座、３は台座２の下部に配設されて既設の鋼管杭をクランプする反力掴み装置である。Ｆは圧入引抜機本体１の進行方向を示している。
【００１５】
台座２上には圧入引抜機本体１の進行方向に沿って摺動自在にスライドベース４が配備されており、このスライドベース４上には支持アーム５が縦軸を中心として回動自在に軸支され、この支持アーム５の前部に設けた軸受部６ａを中心として回動可能なガイドフレーム６が立設されている。このガイドフレーム６は、一端が支持アーム５に軸支された傾動シリンダ７の伸縮によって軸受部６ａを中心として傾動可能となっている。
【００１６】
上記ガイドフレーム６には昇降体８が昇降自在に装着されている。該昇降体８の両側には左右一対の杭圧入引抜シリンダ９，９が取り付けられていて、この杭圧入引抜シリンダ９，９の一端が前記軸受部６ａに軸支されており、昇降体８を上下駆動するように構成されている。
【００１７】
昇降体８の下方には、杭掴み装置１０が該昇降体８に対して旋回自在に配備されている。この杭掴み装置１０の内壁面には２個の固定側チャック爪１０ａ，１０ａと、該固定側チャック爪１０ａ，１０ａと対向する位置に２個の可動側チャック爪１０ｂ，１０ｂとが配置されていて、杭掴み装置１０に内蔵されたチャックシリンダの押圧力により可動側チャック爪１０ｂ，１０ｂを用いて建込用の鋼管杭１１の外周を円筒方向から固定側チャック爪１０ａ，１０ａ方向に押動して該鋼管杭を４方向からチャックし、地盤への圧入と引抜を行う。
【００１８】
上記鋼管杭１１の内方には、クランプ１２により回動が防止されたオーガモータ１３が配備されており、このオーガモータ１３の出力軸１３ａにオーガスクリュー１４が固定されていて、鋼管杭１１の内壁面に沿って該オーガスクリュー１４が下方に延伸している。矢印Ａはオーガスクリュー１４の回転方向を示している。
【００１９】
図４，図５によりオーガの回転反力を支持する機構について説明すると、２１は鋼管杭１１の外側面に回転自在に配置されたチャックであり、このチャック２１の上面にはチャック旋回用のリングギヤ２２が固定されている。２３はチャックフレームであり、このチャックフレーム２３は前記杭掴み装置１０と一体に構成されている。そして前記チャック２１はチャックフレーム２３に回動自在に保持されている。２４はチャック２１とチャックフレーム２３を固定するロックピンである。
【００２０】
２５はガイドフレーム６側に支持された油圧モータ、２６は油圧モータ２５の出力軸に固定されたピニオンギヤ、２７は該ピニオンギヤ２６と噛合するアイドルギヤ、２８はアイドルギヤ２７と噛合するチャック旋回用のピニオンギヤであり、このピニオンギヤ２８が前記リングギヤ２２に噛合して該リングギヤ２２を介してチャック２１を旋回駆動させることが可能となっている。図６はオーガの回転反力を支持する機構部を拡大して示す平面図、図７は同側面図、図８は要部を拡大して示す側断面図であり、図６のＡ−Ｏ−Ｂ断面図を示している。図８に示したようにチャック２１には固定側チャック爪１０ａが連結されており、この固定側チャック爪１０ａが鋼管杭１１の外表面に当接してチャックしている。図９はロックピン２４の形状例を示しており、該ロックピン２４の一端には操作用リング２４ａが螺合固定されている。
【００２１】
図１０は前記チャックフレーム２３とチャック２１をロックピン２４を用いて固定した状態を示す要部平面図である。このチャックフレーム２３には、圧入引抜機本体１の進行方向Ｆを中心として３個のフランジ部３０ａ，３０ｂ，３０ｃが突設されており、各フランジ部３０ａ，３０ｂ，３０ｃには夫々３個のピン挿通孔３１，３１が開口されている。チャック２１には図８に示したように１個のピン挿通孔３２が開口されていて、前記フランジ部３０ａ，３０ｂ，３０ｃのピン挿通孔３１，３１の何れかとチャック２１のピン挿通孔３２にロックピン２４が挿入固定される。
【００２２】
上記の例ではチャックフレーム２３に３個のフランジ部３０ａ，３０ｂ，３０ｃが突設されており、各フランジ部３０ａ，３０ｂ，３０ｃには夫々３個のピン挿通孔３１，３１が開口されているが、３個という数値は限定されるものではなく、チャックフレーム２３に圧入引抜機本体１の進行方向を中心として夫々複数個のピン挿通孔が開口された複数個のフランジ部を突設することができる。
【００２３】
かかる構成によれば、建込用の鋼管杭１１を地盤に圧入する際の基本操作として、先ず反力掴み装置３内のクランプシリンダを用いて既設の鋼管杭１１ａ（図１参照）をクランプしてから杭掴み装置１０に内蔵されたチャックシリンダにより可動側チャック爪１０ｂを固定側チャック爪１０ａ方向に押動して鋼管杭１１の外周を４方向からチャックし、杭圧入引抜シリンダ９，９を駆動して鋼管杭１１の地盤への圧入を行い、硬質地盤のため圧入困難となる場合は地盤の状態に応じて鋼管杭１１の内方に配備されたオーガモータ１３を起動することにより、該オーガモータ１３の出力軸１３ａに固定されたオーガスクリュー１４を矢印Ａ方向に回転させて、このオーガスクリュー１４の回動を併用して地盤を掘削し、掘削後鋼管杭１１の地盤への圧入を行う。
【００２４】
そして杭圧入引抜シリンダ９，９のストローク分だけ圧入すると、杭掴み装置１０に内蔵されたチャックシリンダを開放し、該チャックシリンダを上昇させて再び前記同様の操作を繰り返して所定の深度まで圧入を行う。
【００２５】
上記動作に際して、オーガの回転反力を支持するために、杭掴み装置１０と一体に構成されているチャックフレーム２３と鋼管杭１１の外側面に回転自在に配置されたチャック２１をロックピン２４により固定する。即ち、ガイドフレーム６側に支持された油圧モータ２５を起動することにより、該油圧モータ２５の回転トルクがピニオンギヤ２６、アイドルギヤ２７、チャック旋回用のピニオンギヤ２８に伝達され、このピニオンギヤ２８に噛合するリングギヤ２２を介してチャック２１を旋回駆動させてチャックフレーム２３とチャック２１の位置合わせを行ってからロックピン２４を用いて両者を固定する。図９に示したようにロックピン２４の一端には操作用リング２４ａが螺合固定されているので、この操作用リング２４ａを利用してロックピン２４の着脱を行うことができる。
【００２６】
鋼管杭１１を直線的に圧入する場合には、図１０に示したように杭圧入引抜機本体１の進行方向Ｆに対して、チャックフレーム２３の中心位置に突設されたフランジ部３０ｂに開口されたピン挿通孔３１にチャック２１のピン挿通孔３２を合わせてロックピン２４を挿入固定する。図中の黒丸はロックピン２４の挿入位置を示している。
【００２７】
尚、図１１，図１２，図１３に示したように、チャック２１を矢印Ｅ方向に微小距離回転させて、チャックフレーム２３との相対位置関係を変化させて、フランジ部３０ｂに開口されたピン挿通孔３１を変更し、ロックピン２４の挿入固定位置を微調整することによってチャック２１を進行方向Ｆに対して２°，８°，１０°変化させることができる。
【００２８】
また、コーナ部等において鋼管杭１１を曲線的に圧入する場合には、図１４に示したようにチャックフレーム２３に突設されたフランジ部３０ａに開口されたピン挿通孔３１にチャック２１のピン挿通孔３２を合わせてロックピン２４を挿入固定する。更に図１５，図１６，図１７に示したように、チャック２１を矢印Ｅ方向に微小距離回転させて、チャックフレーム２３との相対位置関係を変化させて、フランジ部３０ａに開口されたピン挿通孔３１を変更し、ロックピン２４の挿入固定位置を微調整することによってチャック２１を２°，８°，１０°変化させることができる。
【００２９】
尚、鋼管杭１１の圧入時に反力掴み装置３を支点としてスライドベース４と支持アーム５が上方へ回動し、ガイドフレーム６が後傾するモーメントが生じて、既設の鋼管杭１１ａの上端面が浮き上がった場合には、ガイドフレーム６の一端が支持アーム５に軸支された傾動シリンダ７の伸縮によって軸受部６ａを中心として傾動可能となっているため、該傾動シリンダ７を伸長駆動することによってガイドフレーム６が前傾するモーメントが生じて後傾モーメントを打ち消すことができて、建込用の鋼管杭１１の姿勢を垂直に維持することができる。
【００３０】
圧入引抜機本体１の転回は、鋼管杭１１の圧入工程を一時停止して、杭掴み装置１０に内蔵されたチャックシリンダにより鋼管杭１１をチャックしたまま反力掴み装置と既設の鋼管杭１１ａ間のクランプを解除し、鋼管杭１１を回動中心として圧入引抜機本体１を直角方向に転回してから反力掴み装置３内のクランプシリンダを用いて既設の鋼管杭を強固にクランプして反力を取り、以下同様な操作方法に基づいて新たな建込用の鋼管杭１１の圧入を継続することができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明にかかる鋼管杭圧入引抜機によれば、鋼管杭の内方に配備されたオーガを併用して地盤を継続的に掘削する際に、杭掴み装置と一体に構成されているチャックフレームと鋼管杭の外側面に回転自在に配置されたチャックをロックピンにより固定することによって回転トルクを得る際に発生する反力を強力に支持することができる。特に従来のようにオーガにより発生する反力を杭掴み装置によって受けていないので、オーガの反力の大きさが杭掴み装置の旋回トルク以下に限定されたりオーガの反力に限界が生じることがなくなり、大きなオーガの回転トルクを得ることができる。
【００３２】
更にコーナ部等において鋼管杭を曲線的に圧入する場合であっても、チャックフレームに突設されたフランジ部の位置を変更してチャックとの間にロックピンを挿入固定することによって対処可能であり、ロックピンの挿入固定位置を微調整することによってチャックを進行方向に対して所定角度変化させることができる。
【００３３】
従って本発明によれば、オーガの回転反力を支持する機構を設けたことによって圧入引抜機自体を大型化することなくオーガの回転トルクを高めることができるので、大きな現場スペースが要求されない上、作業の簡易化と効率アップをはかって施工計画がスムーズに進行可能な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】本発明を適用した鋼管杭圧入引抜機を全体的に示す側面図。
【図２】図１の平面図。
【図３】図１の正面図。
【図４】オーガの回転反力を支持する機構を示す一部破断側面図。
【図５】図４の平面図。
【図６】オーガの回転反力を支持する機構部を拡大して示す平面図。
【図７】図６の側面図。
【図８】図６のＡ−Ｏ−Ｂ断面図。
【図９】ロックピンの形状例を示す平面図。
【図１０】鋼管杭を直線的に圧入する場合の要部平面図。
【図１１】鋼管杭を直線的に圧入する場合の要部平面図。
【図１２】鋼管杭を直線的に圧入する場合の要部平面図。
【図１３】鋼管杭を直線的に圧入する場合の要部平面図。
【図１４】鋼管杭を曲線的に圧入する場合の要部平面図。
【図１５】鋼管杭を曲線的に圧入する場合の要部平面図。
【図１６】鋼管杭を曲線的に圧入する場合の要部平面図。
【図１７】鋼管杭を曲線的に圧入する場合の要部平面図。
【符号の説明】
１…圧入引抜機本体
２…台座
３…反力掴み装置
４…スライドベース
５…支持アーム
６…ガイドフレーム
６ａ…軸受部
７…傾動シリンダ
８…昇降体
９…杭圧入引抜シリンダ
１０…杭掴み装置
１０ａ…固定側チャック爪
１０ｂ…可動側チャック爪
１１…鋼管杭
１３…オーガモータ
１４…オーガスクリュー
２１…チャック
２２…リングギヤ
２３…チャックフレーム
２４…ロックピン
２５…油圧モータ
２６，２８…ピニオンギヤ
２７…アイドルギヤ
３０ａ，３０ｂ，３０ｃ…フランジ部
３１，３２…ピン挿通孔
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2005023707.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
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