(57)【要約】【課題】  目標深さに達するときまで十分な支持力が得られる杭の回転圧入工法及びその回転圧入制御装置を提供する。【解決手段】  杭(18)の先端部が所定深度に達する前に杭の回転操作を止めてしまっても杭の圧入操作をすると、杭(18)の一回転当りの圧入量(P)を示すＰＲ値が所定値になるように、その圧入量(P)に応じて回転数を自動的に制御して、回転圧入をする。杭(18)を地盤に回転圧入する前に、オーガ(32)を地盤に貫入し、このオーガ(32)の反力を利用して杭(18)を回転圧入してもよい。回転操作を停止する直前の回転圧入時のＰＲ値の実績値と前記所定のＰＲ値とを略一致させる方が良い。また、杭(18)に螺旋状の翼(14)を設け、該翼(14)のピッチと前記所定のＰＲ値とを略一致させる方が良い。【選択図】        図７
2005054404.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
杭(18)を回転させつつ地盤の目標深さまで圧入する杭の回転圧入工法において、
杭(18)の先端部が目標深さに達する前の所定深さで杭(18)の回転圧入操作を停止させ、残り深さを確認した後、前記目標深さまで杭(18)の圧入操作をするとき、杭(18)の一回転当りの圧入量(P)が予め決められた値になるように、杭(18)の圧入量に応じて回転数を自動的に制御して、回転圧入をする
ことを特徴とする杭の回転圧入工法。
【請求項２】
杭(18)を回転させつつ地盤の目標深さまで圧入する杭の回転圧入工法において、
杭(18)の先端部が目標深さに達する前の所定深さで杭(18)の回転圧入操作を停止させ、残り深さを確認した後、前記目標深さまで杭(18)の圧入操作をするとき、杭(18)の一回転当りの圧入量が前記停止直前の値になるように、杭(18)の圧入量に応じて回転数を自動的に制御して、回転圧入をする
ことを特徴とする杭の回転圧入工法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の杭の回転圧入工法において、
杭(18)を地盤に回転圧入する前に、オーガ(32)を地盤に貫入し、このオーガ(32)の反力を利用して杭(18)を回転圧入する
ことを特徴とする杭の回転圧入工法。
【請求項４】
杭(18)を回転させる回転モータ(17)と、該杭(18)及び回転モータ(17)を昇降させる昇降モータ(21)と、杭(18)の昇降を操作する昇降操作レバー(45)と、該昇降操作レバー(45)の操作量に応じて前記昇降モータ(21)の回転速度を制御する昇降制御部(46a,46b,43)と、杭(18)の回転の起動及び停止を操作する回転モータ入／切スイッチ(68d)と、該回転モータ入／切スイッチ(68d)の起動又は停止信号に基づいてそれぞれ回転モータ(17)の回転又は停止指令を出力するコントローラとを備えた杭の回転圧入制御装置において、
前記昇降操作レバー(45)の下げ操作を検出する下げ操作検出センサ(62)と、
前記昇降モータ(21)による杭(18)の圧入量を検出する圧入量センサ(66)とを備え、
前記コントローラ(40)は、前記回転モータ入／切スイッチ(68d)の停止信号を入力しているときに、下げ操作検出センサ(62)により下げ操作を検出しているときには、一回転当りの圧入量を示す値が予め決定された値になるように、圧入量センサ(66)により検出した杭(18)の圧入量に応じた回転モータ(17)の回転速度指令値を演算して出力し、回転モータ(17)の回転速度指令値に応じて前記回転モータ(17)の回転速度を制御する回転制御部(47a,47b,44)を介して、回転数を制御する
ことを特徴とする杭の回転圧入制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建築物の基礎となる地盤を補強するために埋設する杭の回転圧入工法及びその回転圧入制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、建築物の基礎となる地盤を補強するために該地盤に鋼管杭を埋設することが一般的に行われており、この鋼管杭を地盤に対して十分な支持力を得つつ圧入する工法が広く提案されている。鋼管杭を埋設する杭埋設機械は、クローラ式走行装置を有して走行自在とされた車体の前後方向一端部に、埋設杭を上下動自在に支持しガイドするリーダを起伏自在に備え、該リーダに、杭回転用油圧モータを有する圧入機とこの圧入機の昇降駆動用の油圧モータを有する昇降駆動部とを備えている。
【０００３】
そして、その鋼管圧入工法としては、例えば特許文献１に、先端部分に刃を突設した杭を使用し、この杭の軸芯を鉛直方向に沿わせて直立させ、この杭を回転させながら土中へ圧入し、所定の深度に前記杭先端部分が到達したら回転動作を停止し、この後圧入のみによって前記杭を土中にさらに貫入させるようにした工法が記載されている。
【０００４】
【特許文献１】特許第２７７３０３４号公報（第３頁、第４，６図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載の従来技術によると、次のような問題が生じる恐れがあり、その改善が望まれている。
すなわち、所要の支持力が得られるまでは杭を回転させながら土中へ圧入し、杭の先端部分が所定の深度に到達したら回転動作を停止し、この後圧入のみによって前記杭を土中にさらに貫入させているため、最後の圧入のみの押し込みにより埋設杭の側面部と地盤とのなじみつまり支持力が乱されることになり、結果として地盤の保持力を低下させることになる。これにより、所望の支持力が得られなくなる恐れがある。また、最後の圧入のみによる貫入時には非常に大きな圧入力（すなわち昇降駆動力）が必要であり、昇降駆動部の最大駆動力を大きくしなければならないため、装置が大型になるという問題もある。さらに、回転圧入操作を停止した時、所定深さに少し届かなかった場合、回転操作なしで圧入操作をしても反力が大きいため容易には圧入できず、また圧入操作が十分でない状態で回転操作をすると、地盤をかき乱すと言う問題もある。
【０００６】
本発明は、上記の問題点に着目してなされたもので、目標深さに達するときまで十分な支持力が得られる杭の回転圧入工法及びその回転圧入制御装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、第１発明は、杭を回転させつつ地盤の目標深さまで圧入する杭の回転圧入工法において、杭の先端部が目標深さに達する前の所定深さで杭の回転圧入操作を停止させ、残り深さを確認した後、前記目標深さまで杭の圧入操作をするとき、杭の一回転当りの圧入量が予め決められた値になるように、杭の圧入量に応じて回転数を自動的に制御して、回転圧入をする工法としている。
【０００８】
また、第２発明は、杭を回転させつつ地盤の目標深さまで圧入する杭の回転圧入工法において、杭の先端部が目標深さに達する前の所定深さで杭の回転圧入操作を停止させ、残り深さを確認した後、前記目標深さまで杭の圧入操作をするとき、杭の一回転当りの圧入量が前記停止直前の値になるように、杭の圧入量に応じて回転数を自動的に制御して、回転圧入をする工法としている。
【０００９】
また、第３発明は、第１発明又は第２発明に基づく杭の回転圧入工法において、杭を地盤に回転圧入する前に、オーガを地盤に貫入し、このオーガの反力を利用して杭を回転圧入する工法としている。
【００１０】
第４発明は、杭を回転させる回転モータと、該杭及び回転モータを昇降させる昇降モータと、杭の昇降を操作する昇降操作レバーと、該昇降操作レバーの操作量に応じて前記昇降モータの回転速度を制御する昇降制御部と、杭の回転の起動及び停止を操作する回転モータ入／切スイッチと、該回転モータ入／切スイッチの起動又は停止信号に基づいてそれぞれ回転モータの回転又は停止指令を出力するコントローラとを備えた杭の回転圧入制御装置において、前記昇降操作レバーの下げ操作を検出する下げ操作検出センサと、前記昇降モータによる杭の圧入量を検出する圧入量センサとを備え、前記コントローラは、前記回転モータ入／切スイッチの停止信号を入力しているときに、下げ操作検出センサにより下げ操作を検出しているときには、一回転当りの圧入量を示す値が所定深さで決定された値になるように、圧入量センサにより検出した杭の圧入量に応じた回転モータの回転速度指令値を演算して出力し、回転モータの回転速度指令値に応じて前記回転モータの回転速度を制御する回転制御部を介して、回転数を制御する構成としている。
【発明の効果】
【００１１】
第１発明によれば、杭を地盤の目標深さに回転圧入しているときに、目標深さに達する前の所定深さで杭の回転圧入操作を停止させ、残り深さを確認した後、圧入操作をするとき、杭の１回転当りの圧入量が予め決められた値（例えば、地盤調査などから求めた最適な値など）になるように自動的に杭の圧入量に応じて回転数を制御するので、圧入操作をゆっくり行っても、その回転により土中をかき乱すことも無く、効率的な回転圧入を行うことができる。
【００１２】
また、第２発明によれば、杭を地盤の目標深さに回転圧入しているときに、目標深さに達する前の所定深さで杭の回転圧入操作を停止させ、残り深さを確認した後、圧入操作をするとき、杭の１回転当りの圧入量が前記停止直前の値になるように、杭の圧入量に応じて回転数を自動的に制御するので、圧入操作をゆっくり行っても、その回転により土中をかき乱すことも無く、また過大な圧入力も必要なく、停止前の杭及び周辺土中の状態と同様な状態で回転圧入が行われるので、十分な支持力を得ることができる。
【００１３】
また第３発明によれば、オーガの反力を利用して杭を回転圧入するので、充分に大きな圧入力が得られ、確実に所望深度まで回転圧入できる。
【００１４】
第４発明によれば、第１発明と同様に、回転操作を停止しても目標の地盤の堅さに応じた所定の１回転当りの圧入量で杭を回転圧入できるので、食い込み良く圧入することができ、所定の支持力を確保することができる。また、操作を昇降操作レバーのみでするので、操作が簡単で作業性がよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
まず、図１及び図２により、本発明を適用する杭圧入機械の概要構成を説明する。図１は杭圧入機械の側面図で、図２はその正面図である。
【００１６】
図１及び図２において、杭圧入機械１は、走行装置（本例では、左右１対のクローラ式走行装置）を備えた下部走行体２の略中央部に上部旋回体３を旋回自在に搭載している。上部旋回体３の前部左側には運転室４が設置され、後端部にはカウンタウエイト６が取り付けられている。また、上部旋回体３の前部の左右略中央部に設けた取付フレーム１２には、杭圧入装置５が図示の垂直状態（掘削時の状態）と水平状態（非掘削時の移動時及び運送時の状態）との間で起伏可能に設けられている。さらに、上部旋回体３の後端部左右及び前端部右側には、それぞれアウトリガ７，７，８が設けられている。
【００１７】
前記杭圧入装置５は、前記取付フレーム１２に起伏自在に取り付けられたリーダ１１を備え、正面視で該リーダ１１の左右にそれぞれオーガ装置３０と回転圧入駆動装置１５とが上下動自在に設けられている。オーガ装置３０と回転圧入駆動装置１５は、リーダ１１により上下動自在にガイドされ、支持されている。
【００１８】
回転圧入駆動装置１５は、上下動自在に装着されたケース１６に、下端連結部に連結した鋼管杭等の杭１８等を回転させる回転モータ１７と、このケース１６を上下駆動する昇降モータ２１とが取り付けられている。この回転モータ１７及び昇降モータ２１は、油圧モータで構成されている。
【００１９】
また、オーガ装置３０は、図示しない回転および昇降駆動油圧モータを備えたオーガ駆動部３１と、該オーガ駆動部３１の駆動軸下端部に装着されたオーガ３２とを備えている。
【００２０】
次に、図３及び図４により回転圧入駆動装置１５を詳細に説明する。図３及び図４は、それぞれ図２のＸ視図、及び図３のＹ視図である。
図３及び図４において、ケース１６の下部には、減速機を内蔵した回転モータ１７が回転軸を垂直方向に向けて取り付けられ、該回転モータ１７の出力軸は、ケース１６の下端部に装着されたベアリングボックス１９ａ内に設けたベアリング１９に回転自在に支承された駆動軸１８ａに連結されている。この駆動軸１８ａに、図示しない連結部を介して埋設杭が連結される。また、ケース１６の上部には、昇降モータ２１が回転軸を水平方向に向けて取り付けられており、その出力軸に設けたギヤ２２に噛合させたギヤ２３と同軸にスプロケット２４が回転自在に設けられている。このスプロケット２４には、前記リーダ１１の長手方向（垂直状態での垂直方向）に沿って配設したチェーン２６が係合しており、また、このチェーン２６の弛みを調整するための２個のアイドルスプロケット（又はローラでもよい。）２５ａ，２５ｂが設けられている。これらのスプロケット２４、ギヤ２３及びアイドルスプロケット２５ａ，２５ｂは、ケース１６に回転自在に支承されている。このとき、昇降モータ２１の回転でスプロケット２４を回転させることにより、この回転圧入駆動装置１５を昇降させる。また、回転モータ１７の回転により、その連結部に連結した杭を回転させる。
【００２１】
前記ベアリングボックス１９ａの外周面には、前記昇降モータ２１による杭の圧入力すなわち圧入荷重を検出する圧入力検出センサ６５としてのロードセルが取り付けられている。また、昇降モータ２１の出力軸に設けたギヤ２２の軸端部には、昇降モータ２１の回転数を検出するエンコーダがその圧入量センサ６６として取り付けられている。回転モータ１７の回転軸外周部近傍には、回転数を検出する回転数センサ６７としての電磁ピックアップセンサが取り付けられている。
【００２２】
次に、図５に示すブロック回路図に基づき、回転圧入駆動装置１５の油圧回路及び電気接続を説明する。
メインポンプ４１は、管路５１ａを介して昇降用切換弁４３の入力ポートに接続され、昇降用切換弁４３のドレンポートは管路５１ｂを介してタンク４２に接続されている。昇降用切換弁４３の出力ポートは、管路５３ａ，５３ｂを介して昇降モータ２１に接続されている。また、メインポンプ４１は管路５２ａを介して回転用切換弁４４に接続されており、回転用切換弁４４のドレンポートは管路５２ｂを介してタンク４２に接続されている。回転用切換弁４４の出力ポートは、管路５４ａ，５４ｂを介して回転モータ１７に接続されている。
【００２３】
昇降用切換弁４３のパイロット操作部には、昇降操作レバー４５に連結された１対のパイロット圧操作弁４６ａ，４６ｂの制御ポートがパイロット管路５５ａ，５５ｂを介して接続されている。この１対のパイロット圧操作弁４６ａ，４６ｂの入力ポートにはパイロット管路５７ａを介してパイロット圧ポンプ４８が、また該操作弁４６ａ，４６ｂのニュートラルポートにはパイロット管路５７ｂを介してタンク４２がそれぞれ接続されている。なお、パイロット圧操作弁４６ａ，４６ｂは、昇降操作レバー４５の操作量に応じたパイロット圧を出力するものである。
【００２４】
また、回転用切換弁４４のパイロット操作部には、１対の電磁比例式操作弁４７ａ，４７ｂの制御ポートがパイロット管路５６ａ，５６ｂを介して接続されており、この１対の電磁比例式操作弁４７ａ，４７ｂの入力ポート及びニュートラルポートにはそれぞれパイロット管路５８ａ，５８ｂを介してパイロット圧ポンプ４８及びタンク４２が接続されている。１対の電磁比例式操作弁４７ａ，４７ｂのソレノイド操作部には、コントローラ４０からの操作指令信号が入力されており、電磁比例式操作弁４７ａ，４７ｂはコントローラ４０からの操作指令値に応じたパイロット圧を出力する。ここで、電磁式比例式操作弁４７ａ，４７ｂを、それぞれ右回転用及び左回転用とする。
【００２５】
前記パイロット管路５５ａ，５５ｂにはそれぞれ圧力センサ６２，６１が設けられており、この圧力センサ６１，６２の出力信号はコントローラ４０に入力されている。また、回転モータ１７と回転用切換弁４４とを接続する前記管路５４ａ，５４ｂには圧力センサ６３，６４が設けられ、圧力センサ６３，６４の出力信号がコントローラ４０に入力されている。さらに、昇降モータ２１による杭の圧入力を検出する前記圧入力検出センサ６５の出力信号、その圧入量（すなわち深度に相当し、本例では昇降モータ２１の回転数）を検出する前記圧入量センサ６６の出力信号、及び回転モータ１７の回転数を検出する前記回転数センサ６７の出力信号がそれぞれコントローラ４０に入力されている。
【００２６】
また、杭圧入機械１には操作パネル６８が備えられている。操作パネル６８には、杭圧入作業に必要な例えば杭一回転当りの圧入量（以降、ＰＲ値と呼ぶ。)等の各種データを予め設定するためのテンキー等のデータ設定スイッチ６８ａ、作業中の現在の実測のＰＲ値を記憶するためのＰＲ値記憶スイッチ６８ｂ、前記予め設定されたＰＲ値及び前記記憶された実測ＰＲ値のうちのいずれかを目標ＰＲ値として選択するためのＰＲ値選択スイッチ６８ｃが設けられている。また、操作パネル６８には、杭圧入装置５の回転モータ１７の正転/停止/逆転を操作するための回転モータ入／切スイッチ６８ｄ、及び、前記設定データの確認や各センサデータ、制御装置内部情報等の監視をするための表示部６８ｆが設けられている。この操作パネル６８とコントローラ４０は、前記各種設定データ、表示データ等を送受信するためのデータ通信線、及び上記スイッチ信号をコントローラ４０に入力するための信号線とで接続されている。
【００２７】
ここで、地盤の堅さ及びＰＲ値について説明する。通常、事前調査によって深さ方向の土質分布とその地盤の堅さ（通常、Ｎ値と呼ばれているものであり、以下単にＮ値と呼ぶ。）を調査し、地盤の種類、支持地盤の堅さＮ値、深さが決まる。一方、ＰＲ値とは杭の一回転当りの圧入量で表されるものであり、杭の回転数をＲとし、圧入量（すなわち圧入ストローク）をＰとすると、ＰＲ値は（Ｐ／Ｒ）で表される。そして、前記支持地盤の堅さＮ値の時の１回転当りの圧入量を測定し、それを管理用ＰＲ値とする。施工時のＰＲ値を監視し、目標深さにおけるＰＲ値と管理用ＰＲ値とを比較することで杭が支持地盤に入ったかどうかを確認することができる。
【００２８】
そして、杭圧入作業時には、コントローラ４０は、実測の圧入量Ｐと杭の回転数及び回転速度とに基づき実測ＰＲ値を算出し、この算出した実測ＰＲ値を表示部６８ｆに表示する表示指令を出力する。さらに、この間に、ＰＲ値記憶スイッチ６８ｂが操作されたときには、上記で求めた実測ＰＲ値を所定記憶部に記憶する。
【００２９】
次に、上記構成の制御装置による回転圧入工法の手順について図６を参照して説明する。
（１）まずステップＳ１では、図６（ａ）に示すように杭連結部に連結した鋼管杭等の杭１８を地面上に立てた状態で、オペレータは操作パネル６８の回転モータ入／切スイッチ６８ｄを正転側に操作して回転モータ１７を所定回転数で回転させると共に、昇降操作レバー４５を下げ方向に操作して昇降モータ２１で回転圧入駆動装置１５を下降させる。これによって、前記杭１８を、オペレータの操作で回転圧入する。
このとき、コントローラ４０は、回転モータ入／切スイッチ６８ｄの正転信号を受けて電磁比例式操作弁４７ａに所定の右回転指令信号を出力し、これにより回転用切換弁４４の圧油流量が制御されて、回転モータ１７は所定回転数で正転する。また、昇降操作レバー４５の下げ操作量に応じて昇降用切換弁４３の圧油流量が制御されて、昇降モータ２１の回転数つまり下降速度が制御される。
【００３０】
なお、上記（１）を実施する前に、オーガ３２を地中の所定深さまで回転圧入しておき、このオーガ３２によって前記杭圧入時の反力を得るようにしても良い。これにより、アウトリガ７，８との併用でさらに大きな圧入時反力が得られ、圧入作業を効率良く行える。
【００３１】
（２）上記(１)のオペレータによる手動操作の継続により、杭１８の回転圧入作業が所定の深度まで進められる。このとき、コントローラ４０は、圧入量センサ６６で検出した圧入量Ｐと回転数センサ６７で検出した回転数・回転速度とに基づき、実測ＰＲ値を演算により求めると共に、操作パネル６８の表示部６８ｆに表示させる。オペレータは、この表示部６８ｆに表示されているＰＲ値を見ながら、所定深さになるまで上記手動操作を継続する。なお、所定の深さに対して杭１８の長さが満たない場合には、図６(ｂ)に示すように複数の杭１８を順次連結して行く。
【００３２】
（３）所定の深さに略達したとき、オペレータは回転モータ入／切スイッチ６８ｄを停止側に操作すると共に昇降操作レバー４５をニュートラルに戻して、回転モータ１７及び昇降モータ２１を共に停止させる。この後、オペレータは図６(ｃ)に示すように、最後に圧入した杭１８の上端部に、レーザ受光器７２ａを付設したスケール７１を設置し、作業現場の基準高さ位置に設置されたレーザ投光器７２ｂから前記レーザ受光器７２ａに向けてレーザ光を投光し、レーザ受光器７２ａでの受光高さをスケール７１によって計測する。これにより、レーザ面から最後に圧入した杭１８の上端部までの深さｈ１を計測する。そして、計測した深さｈ１が予め規定されている所定深さｈ０に対して規定誤差以内に達していない場合には、オペレータは次の（４）以降のようにして、さらに回転圧入を行う。
【００３３】
（４）オペレータは、昇降操作レバー４５のみを所望量下げ操作する。すると、前述の通り、この昇降操作レバー４５の操作量に応じて昇降モータ２１の下降速度は制御される。この間、コントローラ４０は、圧力センサ６２で検出した圧力を監視しており、この下げ方向に対応するパイロット管路５５ａのパイロット圧が所定値以上になったことを検出して、「下げ操作中」と判断する。
【００３４】
（５）「下げ操作中」と判断したとき、コントローラ４０は、圧入力検出センサ６５の出力圧力信号をチェックして、杭圧入力が所定圧力以上になっているかを判断し、所定圧力以上になっているとき、つまり地中に杭圧入中であるときには、さらに回転モータ入／切スイッチ６８ｄが停止側になっているかをチェックし、停止側になっているときに、回転モータ１７の回転数を自動的に以下のように制御する。
【００３５】
すなわち、コントローラ４０は、圧入量センサ６６で検出した現在の圧入量Ｐと回転数センサ６７で検出した回転数・回転速度とに基づき実測ＰＲ値を演算により求め、この実測ＰＲ値と予め設定された目標ＰＲ値との偏差値に基づき、この偏差値が小さくなるようにすなわち目標ＰＲ値になるように、圧入量センサ６６で検出した圧入量Ｐに応じた杭の回転数指令値を演算によって求め、この求めた回転数指令値を電磁比例式操作弁４７ａに出力して回転モータ１７の回転数を制御する。なお、上記演算に用いる目標ＰＲ値は、前記予め設定された目標ＰＲ値、及び、前記作業中にオペレータがＰＲ値記憶スイッチ６８ｂを押すことによって記憶された停止直前の実測ＰＲ値のうち、ＰＲ値選択スイッチ６８ｃにより選択された方のＰＲ値である。
【００３６】
図８は、回転操作なしに圧入操作をした時の回転モータ１７の自動回転数制御フローチャートを表しており、以下同フローチャートにより説明する。
ステップＳ１１で、オペレータの昇降操作レバー４５の下げ操作量に応じて昇降用切換弁４３により昇降モータ２１の下降速度が制御される。これと共に、ステップＳ１２で、コントローラ４０は圧力センサ６２により昇降操作レバー４５の下げ操作圧つまり下げ操作量を検出し、この下げ操作量に応じた下降速度（Ｐ／ｓ）を演算により求め、求めた下降速度と予め設定された目標ＰＲ値とに基づき、ＰＲ値の関係式（回転速度指令ｖ＝Ｐ／（ＰＲ値・ｓ））から回転モータ１７の回転速度指令ｖを算出する。
【００３７】
次に、ステップＳ１３で、コントローラ４０は、この求めた回転速度指令を電磁比例式操作弁４７ａに出力して、回転モータ１７の正転速度を制御する。この後、コントローラ４０は、ステップＳ１４で、圧入量センサ６６により昇降モータ２１の圧入量Ｐを、回転数センサ６７により回転モータ１７の回転数をそれぞれ検出し、次にステップＳ１５で、前記検出した圧入量Ｐと杭回転数とに基づき実測ＰＲ値を演算により求める。そして、ステップＳ１６で、目標ＰＲ値と実測ＰＲ値との偏差値αに応じて、この偏差値αを小さくするように前記回転速度指令値ｖの補正値Δｖを求め、この補正値Δｖを前回の回転速度指令値ｖｉに加算して補正する。つまり、演算式「今回の回転速度指令値ｖｉ＝前回の回転速度指令値ｖi-1 ＋補正値Δｖ」によって補正する。ここで、この補正値Δｖは、例えば前回の回転速度指令値ｖi-1に対して所定割合の係数β（−１〜１の間で、符号は偏差値αの符号に応じる。）を掛けたものとして求めることができる。なお、この係数βは、例えば土質に応じて選択できるようにしてもよい。また、補正値Δｖは、回転モータ１７の入出力間の差圧、すなわち圧力センサ６３，６４間の差圧に応じてその大きさを調整してもよい。この後、ステップＳ１３に戻って以上の処理を繰り返す。なお、ステップＳ１３〜ステップＳ１６までの演算及び回転速度指令値ｖｉ出力は、所定の演算周期時間毎に行われる。
【００３８】
本発明に係る回転圧入工法に用いる杭として、例えば、図９に示すような下端部側面に螺旋状の翼１４を設けたものであっても構わない。例えば、翼１４のピッチＬを目標ＰＲ値と一致させて構成すると、目標ＰＲ値となるように杭回転数を制御することにより、杭１８が地盤に隙間無く食い込むので、地盤の支持力を確実に得ることができる。
【００３９】
なお、上記実施形態では、回転圧入操作を昇降操作レバー４５の下げ操作によって行うようにした例で示したが、本発明はこの操作方法に限定されない。例えば、所定の起動スイッチを設けて該起動スイッチが操作されたときに、自動的に昇降モータ２１を所定下降速度で回転させ、所定ＰＲ値になるようにこのときの圧入量に応じて回転モータ１７の回転数を制御するようにしてもよい。
【００４０】
上記説明した発明により、以下の効果を奏する。
所望の支持力を得るために所定の地盤堅さ（Ｎ値）が得られる所定深さ近傍まで杭を回転圧入した後、杭上端部が地表面から所定深さに下降するまで、オペレータが回転モータ入／切スイッチ６８ｄを停止側にしたまま昇降操作レバー４５の下げ操作を行ったら、この間のＰＲ値が目標のＰＲ値になるように、杭下降速度（単位時間当りの圧入量）に応じて回転モータ１７の回転速度を自動的に制御している。このため、杭の食い込みが良く、杭側面部と地盤とのなじみが非常に良い。従って、地盤の支持力を確実に得ることができる。
【００４１】
目標ＰＲ値として、予め設定した目標ＰＲ値、及び直前の回転圧入時の実測ＰＲ値のうち、いずれか一方を選択可能としているため、作業現場の地盤の実状に適合させてＰＲ値を設定できる。従って、地盤に対してより高い支持力が得られる。
【００４２】
オペレータは、回転モータ入／切スイッチ６８ｄが停止側にされたままで昇降操作レバー４５の下げ操作のみを行うことにより、回転圧入操作ができるので、操作性が良い。さらに、オペレータの下げ操作量で圧入量を調整できるので、杭上端部の埋設位置の調整が簡単である。
【００４３】
上記の回転モータ１７の回転速度を自動的に制御するときには、杭を地中に圧入中であること、つまり杭の圧入力が所定値以上であることを確認して回転モータ１７を回転させるので、杭が未だ空中にある状態で誤って昇降操作レバー４５の下げ操作のみがされた場合に回転モータ１７が駆動されるのを防止でき、作業時の安全性を高めることができる。
【００４４】
アウトリガとオーガを併用して、オーガの反力を杭の回転圧入力に利用するので、十分に大きな圧入力が得られ、杭を確実に所望深度まで回転圧入できる。
【００４５】
また、最下端に位置する杭の先端部側面に螺旋状の翼を設けた場合、例えば該翼のピッチと目標ＰＲ値とを一致させて杭回転数を制御すると、杭と地盤とのなじみが良く、地盤の支持力を確実に得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、鋼管杭だけでなく、その他コンクリート杭等各種の杭回転圧入工法にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明が適用される杭圧入機械の側面図である。
【図２】本発明が適用される杭圧入機械の正面図である。
【図３】図２のＸ視図である。
【図４】図３のＹ視図である。
【００４８】
【図５】本発明に係る回転圧入駆動装置のブロック回路図である。
【図６】本発明に係る回転圧入工法の説明図である。
【図７】回転操作なしに圧入操作をした時の回転モータの自動回転数制御フローチャートである。
【図８】翼を有する杭の説明図である。
【符号の説明】
【００４９】
１…杭圧入機械、２…下部走行体、３…上部旋回体、４…運転室、５…杭圧入装置、６…カウンタウエイト、７，８…アウトリガ、１１…リーダ、１２…取付フレーム、１４…翼、１５…回転圧入駆動装置、１６…ケース、１７…回転モータ、１８…杭、１８ａ…駆動軸、１９…ベアリング、１９ａ…ベアリングボックス、２１…昇降モータ、２２，２３…ギヤ、２４…スプロケット、２６…チェーン、３０…オーガ装置、３１…オーガ駆動部、３２…オーガ、４０…コントローラ、４１…メインポンプ、４２…タンク、４３…昇降用切換弁、４４…回転用切換弁、４５…昇降操作レバー、４６ａ，４６ｂ…パイロット圧操作弁、４７ａ，４７ｂ…電磁比例式操作弁、４８…パイロット圧ポンプ、５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂ，５３ａ，５３ｂ，５４ａ，５４ｂ…管路、５５ａ，５５ｂ，５６ａ，５６ｂ，５７ａ，５７ｂ，５８ａ，５８ｂ…パイロット管路、６１，６２，６３，６４…圧力センサ、６５…圧入力検出センサ、６６…圧入量センサ、６７…回転数センサ、６８…操作パネル、６８ａ…データ設定スイッチ、６８ｂ…ＰＲ値記憶スイッチ、６８ｃ…ＰＲ値選択スイッチ、６８ｄ…回転モータ入／切スイッチ、６８ｆ…表示部、７１…スケール、７２ａ…レーザ受光器、７２ｂ…レーザ投光器。
【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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