(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
杭圧入機で鋼管を地盤や岩盤に圧入する場合に使用される鋼管圧入補助装置であって、吊り下げられた状態で前記鋼管に挿入可能に形成されたケーシングと、このケーシングに固定されたアースオーガのモータと、前記ケーシングに挿通されて先端部がケーシングの下端面より突出するように配設された前記アースオーガのオーガスクリューと、前記ケーシングの外周面に固定された第１係止体と、前記ケーシングが挿入すると共にケーシングの下端部にケーシングの上下方向に沿って移動可能に取り付けられた鋼管連結装置と、この鋼管連結装置を構成すると共に前記鋼管の上部が挿入可能な連結装置本体と、この連結装置本体の内周面に形成されて前記第１係止体と係止する第２係止体と、前記連結装置本体に開閉可能に取り付けられると共に前記連結装置本体に挿入された鋼管の上部を締め付けることができる鋼管締付体と、を有してなることを特徴とする鋼管圧入補助装置。
【請求項２】
油圧式杭圧入機で鋼管を地盤や岩盤に圧入する場合に使用される鋼管圧入補助装置であって、吊り下げられた状態で前記鋼管に挿入可能に形成されたケーシングと、このケーシングに固定されたアースオーガのモータと、前記ケーシングに挿通されて先端部がケーシングの下端面より突出するように配設された前記アースオーガのオーガスクリューと、前記ケーシングの外周面に固定された第１係止体と、前記ケーシングが挿入すると共にケーシングの下端部にケーシングの上下方向に沿って移動可能に取り付けられた鋼管連結装置と、この鋼管連結装置を構成すると共に前記鋼管の上部が挿入可能な連結装置本体と、この連結装置本体の内周面に形成されて前記第１係止体と係止する第２係止体と、前記連結装置本体に形成された切欠部と、この切欠部に開閉可能に取り付けられると共に前記連結装置本体に挿入された鋼管の上部を締め付けることができる鋼管締付体と、前記連結装置本体に取り付けられると共に前記鋼管締付体を開閉できる開閉装置と、を有してなることを特徴とする鋼管圧入補助装置。
【請求項３】
杭圧入機で鋼管を地盤や岩盤に圧入する場合に前記請求項１又は請求項２に記載された鋼管圧入補助装置を使用して行われる鋼管圧入工法であって、杭圧入機に圧入する鋼管を挟持させた後にクレーンで前記鋼管圧入補助装置を吊り下げて鋼管圧入補助装置のケーシングの下端部に設けられた鋼管連結装置の連結装置本体に鋼管の上部を挿入し、前記連結装置本体の鋼管締付体で前記鋼管を締め付けて前記鋼管圧入補助装置と鋼管を連結固定し、前記鋼管圧入補助装置のアースオーガを始動させてオーガスクリューで地盤や岩盤を掘削し、前記杭圧入機で前記鋼管を地盤や岩盤に圧入することにより鋼管を圧入することを特徴とする鋼管圧入補助装置を使用した鋼管圧入工法。
【請求項４】
油圧式杭圧入機で鋼管矢板を地盤や岩盤に圧入する場合に前記請求項１又は請求項２に記載された鋼管圧入補助装置を使用して行われる鋼管圧入工法であって、油圧式杭圧入機に圧入する鋼管矢板を挟持させた後にクレーンで前記鋼管圧入補助装置を吊り下げて鋼管圧入補助装置のケーシングの下端部に設けられた鋼管連結装置の連結装置本体に鋼管の上部を挿入し、前記連結装置本体の鋼管締付体で前記鋼管を締め付けて前記鋼管圧入補助装置と鋼管を連結固定し、前記鋼管圧入補助装置のアースオーガを始動させてオーガスクリューで地盤や岩盤を掘削し、前記油圧式杭圧入機で前記鋼管矢板を地盤や岩盤に圧入することにより鋼管矢板を圧入することを特徴とする鋼管圧入補助装置を使用した鋼管圧入工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に建設工事の基礎工事等を行う場合に鋼管矢板等の鋼管を杭圧入機を用いて地盤や岩盤に圧入する際に使用される鋼管圧入補助装置及びそれを使用した鋼管圧入工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
建設現場の基礎工事等においては鋼管としての鋼管矢板を油圧式杭圧入機で地盤や岩盤に圧入して埋設する場合がある。
この場合、鋼管矢板を圧入する地盤が固い地盤であったり岩盤であったりすると油圧式杭圧入機だけの圧入作業だけでは鋼管矢板を地盤や岩盤に圧入するのが極めて困難になる場合がある。
そこで、アースオーガをクレーンで垂直状に吊り下げ、吊り下げたアースオーガのオーガスクリューを鋼管矢板に挿通して鋼管矢板の内側を垂直状に掘削しながら油圧式杭圧入機を使用して鋼管矢板を圧入する工法が提案されている。
しかし、この場合、掘削する地盤や岩盤の固さ条件等によっては掘削時にオーガスクリューが受ける摩擦抵抗が大きくなり摩擦抵抗がクレーンに垂直状に吊り下げられているアースオーガに伝わり、これによりアースオーガのモータ自体が回ってしまってモータの駆動力がオーガスクリューに伝わり難くなってオーガスクリューによる円滑な掘削が困難になる場合がある。
そこで、アースオーガのモータの駆動力をオーガースクリューに伝えて固い地盤や岩盤でもオーガスクリューで円滑に掘削することにより杭圧入機で鋼管矢板等の鋼管を円滑に圧入することができる鋼管圧入補助装置及びそれを使用した鋼管圧入工法が提案されている（特許文献１）。
しかし、この鋼管圧入補助装置及びそれを使用した鋼管圧入工法においては圧入する鋼管毎に鋼管の上部内周面に係止体を溶接等で固定する必要がある。
このため、鋼管圧入作業が煩雑になると共に作業効率がよくないという不具合がある。
【特許文献１】特願２００６−１１０６２７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、上記事実に鑑みなされたものであり圧入する鋼管毎に鋼管の上部内周面に溶接等で係止体を固定しなくても固い地盤や岩盤をオーガスクリューで円滑に掘削できる作業性に優れた鋼管圧入補助装置及びそれを使用した鋼管圧入工法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
請求項１の発明は、杭圧入機で鋼管を地盤や岩盤に圧入する場合に使用される鋼管圧入補助装置であって、吊り下げられた状態で前記鋼管に挿入可能に形成されたケーシングと、このケーシングに固定されたアースオーガのモータと、前記ケーシングに挿通されて先端部がケーシングの下端面より突出するように配設された前記アースオーガのオーガスクリューと、前記ケーシングの外周面に固定された第１係止体と、前記ケーシングが挿入すると共にケーシングの下端部にケーシングの上下方向に沿って移動可能に取り付けられた鋼管連結装置と、この鋼管連結装置を構成すると共に前記鋼管の上部が挿入可能な連結装置本体と、この連結装置本体の内周面に形成されて前記第１係止体と係止する第２係止体と、前記連結装置本体に開閉可能に取り付けられると共に前記連結装置本体に挿入された鋼管の上部を締め付けることができる鋼管締付体と、を有してなることを特徴としている。
請求項２の発明は、油圧式杭圧入機で鋼管を地盤や岩盤に圧入する場合に使用される鋼管圧入補助装置であって、吊り下げられた状態で前記鋼管に挿入可能に形成されたケーシングと、このケーシングに固定されたアースオーガのモータと、前記ケーシングに挿通されて先端部がケーシングの下端面より突出するように配設された前記アースオーガのオーガスクリューと、前記ケーシングの外周面に固定された第１係止体と、前記ケーシングが挿入すると共にケーシングの下端部にケーシングの上下方向に沿って移動可能に取り付けられた鋼管連結装置と、この鋼管連結装置を構成すると共に前記鋼管の上部が挿入可能な連結装置本体と、この連結装置本体の内周面に形成されて前記第１係止体と係止する第２係止体と、前記連結装置本体に形成された切欠部と、この切欠部に開閉可能に取り付けられると共に前記連結装置本体に挿入された鋼管の上部を締め付けることができる鋼管締付体と、前記連結装置本体に取り付けられると共に前記鋼管締付体を開閉できる開閉装置と、を有してなることを特徴としている。
請求項３の発明は、杭圧入機で鋼管を地盤や岩盤に圧入する場合に前記請求項１又は請求項２に記載された鋼管圧入補助装置を使用して行われる鋼管圧入工法であって、杭圧入機に圧入する鋼管を挟持させた後にクレーンで前記鋼管圧入補助装置を吊り下げて鋼管圧入補助装置のケーシングの下端部に設けられた鋼管連結装置の連結装置本体に鋼管の上部を挿入し、前記連結装置本体の鋼管締付体で前記鋼管を締め付けて前記鋼管圧入補助装置と鋼管を連結固定し、前記鋼管圧入補助装置のアースオーガを始動させてオーガスクリューで地盤や岩盤を掘削し、前記杭圧入機で前記鋼管を地盤や岩盤に圧入することにより鋼管を圧入することを特徴としている。
請求項４の発明は、油圧式杭圧入機で鋼管矢板を地盤や岩盤に圧入する場合に前記請求項１又は請求項２に記載された鋼管圧入補助装置を使用して行われる鋼管圧入工法であって、油圧式杭圧入機に圧入する鋼管矢板を挟持させた後にクレーンで前記鋼管圧入補助装置を吊り下げて鋼管圧入補助装置のケーシングの下端部に設けられた鋼管連結装置の連結装置本体に鋼管の上部を挿入し、前記連結装置本体の鋼管締付体で前記鋼管を締め付けて前記鋼管圧入補助装置と鋼管を連結固定し、前記鋼管圧入補助装置のアースオーガを始動させてオーガスクリューで地盤や岩盤を掘削し、前記油圧式杭圧入機で前記鋼管矢板を地盤や岩盤に圧入することにより鋼管矢板を圧入することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００５】
本発明の鋼管圧入補助装置は、杭圧入機が鋼管を固い地盤や岩盤に圧入する前にオーガスクリューが固い地盤や岩盤を円滑に掘削することができるので前記杭圧入機は円滑に鋼管を圧入することができると共に地盤や岩盤等に圧入する鋼管毎に鋼管の内周面に溶接等で係止体を固定する必要がないので圧入作業が煩雑でなく作業効率を向上させることができるという優れた効果を有する。
本発明の鋼管圧入補助装置を使用した鋼管圧入工法は、杭圧入機が鋼管を固い地盤や岩盤に圧入する前にオーガスクリューが固い地盤や岩盤を円滑に掘削することができるので前記杭圧入機は円滑に鋼管を圧入することができると共に圧入する鋼管毎に鋼管の内周面に溶接等で係止体を固定する必要がないので圧入作業が煩雑でなく鋼管圧入の作業効率を向上させることができるという優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
発明を実施するために最良の形態の例として以下のような実施例を示す。
【実施例１】
【０００７】
図１〜図６には本発明に係わる鋼管圧入補助装置及びそれを使用した鋼管圧入工法の一実施例が示されている。なお、この実施例では杭圧入機としての公知の油圧式杭圧入機１を使用して鋼管としての鋼管矢板２を地盤３に圧入する場合を例にして説明する。
図１及び図２には本発明の鋼管圧入補助装置１０が油圧式杭圧入機１（図２参照）の後方に配設されたクレーン車４のクレーン４Ａのフック４Ｂに吊り下げられた状態で示されている。なお、前記クレーン車４のクレーン４Ａには前記フック４Ｂの他に前記鋼管矢板２を吊り下げる鋼管矢板用ワイヤー４Ｃが設けられている。
図２に示されるように、鋼管圧入補助装置１０の構成部材である円筒形状のケーシング１２の外径寸法は油圧式杭圧入機１で地盤３に圧入される鋼管矢板２の内径寸法より小径に形成されている。従って、前記ケーシング１２は鋼管矢板２の上部２Ａから鋼管矢板２に挿入できるようになっている。なお、図１及び図２に示す前記ケーシング１２は縦断面図で示されている。
図１及び図２に示されるように、前記ケーシング１２の上端面１２Ａには鋼管圧入補助装置１０の構成部材であるアースオーガ１４のモータ１６が載置された状態で固定されている。このアースオーガ１４は公知のアースオーガでありモータ１６の下部にはジョイント部材１７を介して長尺状のオーガスクリュー１８が着脱可能に取り付けられている。
図１に示されるように、前記アースオーガ１４のオーガスクリュー１８は前記ケーシング１２を挿通すると共にオーガスクリュー１８の先端部１８Ａは前記ケーシング１２の下端面１２Ｂより突出するように配設されている。従って、前記アースオーガ１４のモータ１６を始動させると前記オーガスクリュー１８が回転して地盤３を掘削できるようになっている。
前記ケーシング１２の外周面には上下方向に沿ってケーシング１２より少し短い第１係止体としての係止凹体２０が１８０°の間隔をおいて２個固定されている。図５に示されるように、この係止凹体２０はレール２０Ａ，２０Ａをケーシング１２の外周面に縦方向に向って並行に固定することにより構成されている。前記係止凹体２０のレール２０Ａとレール２０Ａの間には係止体収容部２２が形成されている。なお、前記係止凹体２０の下端部には係止体収容部２２の下端部を塞ぐように係止体ストッパー２４が固定されている。
図１及び図２に示されるように、前記アースオーガ１４の上端部には吊下用ワイヤー２８が取り付けられている。この吊下用ワイヤー２８は前記鋼管圧入補助装置１０を吊り下げるクレーン車４のクレーン４Ａのフック４Ｂに係止されるようになっている。
図１に示されるように、前記ケーシング１２の下端部には前記鋼管圧入補助装置１０の構成部材の一つである鋼管連結装置３０がケーシング１２の上下方向に沿って移動可能に取り付けられている。
図３及び図４に示されるように、この鋼管連結装置３０の連結装置本体３２は円筒状に形成され、この連結装置本体３２の内径寸法は前記鋼管矢板２の上部２Ａ（図４参照）の外径寸法よりも少し大きく形成されている。従って、図４に示されるように、前記鋼管矢板２の上部２Ａは前記連結装置本体３２に挿入できるようになっている。
前記連結装置本体３２の上部内周面には第２係止体としての係止凸体３４が互いに対向して溶接等の適宜手段で２個突設されている。これら係止凸体３４は前記ケーシング１２に形成された前記係止凹体２０の係止体収容部２２にそれぞれ対応して収容されるようになっている。
なお、前記ケーシング１２の上端部を前記連結装置本体３２に挿入していくと連結装置本体３２の係止凸体３４は前記係止体ストッパー２４に当接して係止体ストッパー２４に載置するので、図１に示されるように前記鋼管連結装置３０は前記ケーシング１２から落下しないでケーシング１２の下端部に取り付けられるようになっている。
図３に示されるように、前記連結装置本体３２の下部には半円周形状の切欠部３６が形成されている。この切欠部３６には半円筒状に形成された鋼管締付体３８が配設されている。しかも、この鋼管締付体３８は連結装置本体３２に鋼管矢板２の上部２Ａが挿入された場合に前記鋼管矢板２の上部２Ａを締め付けることができるように配設されている。前記鋼管締付体３８の一端部３８Ａは前記連結装置本体３２と蝶番４０で連結されている。また、前記連結装置本体３２の下部には開閉装置としての油圧シリンダー４２が取り付けられている。この油圧シリンダー４２のロッド４４の先端部４４Ａは前記鋼管締付体３８の他端部３８Ｂと適宜手段を介して固定されている。従って、前記油圧シリンダー４２のロッド４４を伸長させることにより前記鋼管締付体３８を開閉できるようになっている。
また、図２及び図６に示されるように、前記鋼管矢板２の上下方向中間部の外周面には継手２Ｂ，２Ｂが溶接等の適宜手段で固定され、鋼管矢板２を連続状態に連結できるようになっている。
【０００８】
次に、前記鋼管圧入補助装置１０を使用して行われる鋼管圧入工法の一実施例について説明する。
準備段階として前記鋼管矢板２を埋設する基礎工事現場に油圧式杭圧入機１を配設する。また、前記鋼管矢板２を吊り下げて油圧式杭圧入機１に提供すると共に鋼管圧入補助装置１０を吊り下げるクレーン車４を配設する。
最初に、前記クレーン車４は用意されている前記鋼管矢板２をクレーン４Ａに設けられた鋼管矢板用ワイヤー４Ｃで吊り上げてから前記油圧式杭圧入機１に提供する。図２に示されるように、この鋼管矢板２を提供された油圧式杭圧入機１は鋼管矢板２を垂直に立てた状態でチャック部１Ａで強固に挟持する。
次に、前記クレーン車４はクレーン４Ａのフック４Ｂを鋼管圧入補助装置１０の吊下用ワイヤー２８に係止して前記鋼管圧入補助装置１０を垂直状に吊り上げてから、鋼管圧入補助装置１０と前記油圧式杭圧入機１が挟持している前記鋼管矢板２を対応させる。
なお、予め前記ケーシング１２の下端部には図１に示すように前記鋼管連結装置３０を取り付けておく。また、前記連結装置本体３２の油圧シリンダー４２のロッド４４を伸長させて鋼管締付体３８を開いた状態（図３参照）にしておく。
そして、前記鋼管矢板２と鋼管圧入補助装置１０が対応するように鋼管圧入補助装置１０を吊り降ろして、前記連結装置本体３２の下部に鋼管矢板２の上部２Ａを挿入する。そして、油圧シリンダー４２のロッド４４を縮めることにより鋼管締付体３８を閉める。これにより、前記鋼管矢板２の上部２Ａは鋼管締付体３８に締め付けられるので、鋼管矢板２と前記鋼管連結装置３０は連結固定状態になる。
そして、前記鋼管圧入補助装置１０のシリンダー１２を更に吊り降ろしてアースオーガ１４のモータ１６を始動させてオーガスクリュー１８を回転させる。これによりケーシング１２の下端面１２Ｂよりも下に突出したオーガスクリュー１８の先端部１８Ａが地盤３を掘削し始める。
前記オーガスクリュー１８が掘削を開始して地盤３の固さ条件等によってオーガスクリュー１８に大きな摩擦抵抗が生じる場合がある。この時、大きな摩擦抵抗がオーガスクリュー１８を介してアースオーガ１４のモータ１６に伝わりモータ１６自体が回ろうとしてもモータ１６が固定されているケーシング１２の係止凹体２０の係止体収容部２２には油圧式杭圧入機１のチャック部１Ａに強固に挟持されている鋼管矢板２と連結された鋼管連結装置３０の係止凸体３４が収容されている。このため、前記モータ１６自体、ケーシング１２自体が回ろうとしても前記係止凸体３４によって阻止される。
従って、地盤３の掘削時に前記オーガスクリュー１８に大きな摩擦抵抗が作用してもモータ１６が固定されているケーシング１２は油圧式杭圧入機１のチャック部１Ａに強固に挟持されている鋼管矢板２によって回ることを阻止される。
このため、前記アースオーガ１４のモータ１６自体が回ることが無いので、モータ１６の駆動力が削減されることなくスムーズにオーガスクリュー１８に伝わるので、地盤３が固くてもオーガスクリュー１８は円滑に掘削を行うことができる。
この結果、油圧式杭圧入機１で鋼管矢板２を圧入する場合に先に鋼管圧入補助装置１０のオーガスクリュー１８によって固い地盤３は掘削されるため、前記油圧式杭圧入機１で前記鋼管矢板２を地盤３に円滑に圧入することができる。
また、オーガスクリュー１８が地盤３を掘削する場合、前記鋼管圧入補助装置１０のケーシング１２は油圧式杭圧入機１に強固に挟持されている鋼管矢板２と連結された鋼管連結装置３０の係止凸体３４にガイドされながら下降する状態になるので、従来工法に比べてオーガスクリュー１８は高精度で地盤３を掘削することができ、これによりオーガスクリュー１８による掘削精度を高めることができる。
そして、前記鋼管矢板２を地盤３に圧入する作業が終了したら前記油圧シリンダー４２のロッド４４を伸長させることにより鋼管締付体３８を開いて鋼管矢板２と鋼管連結装置３０の連結を解除して前記鋼管圧入補助装置１０を吊り上げる。
そして、次の鋼管矢板２を地盤３に圧入すべく上記手順と同じ手順で次の鋼管矢板２を地盤３に圧入する。
従って、本発明においては圧入する鋼管矢板２毎に鋼管矢板２の上部内周面に係止板を溶接等で固定する煩雑な作業を不要にすると共に前記煩雑な作業を不要にすることにより鋼管矢板２の圧入作業の作業効率を一段と向上させることができる。
【０００９】
なお、実施例では第１係止体として係止凹体２０を示し、第２係止体として係止凸体３４を示したが、第１係止体と第２係止体は第１係止体と第２係止体が協働することにより掘削時に鋼管圧入補助装置１０のモータ１６自体が回ってしまうことを阻止できる構造であれば前記係止凹体２０と前記係止凸体３４の構成に限定されるものでないことは勿論である。
従って、例えば前記係止凹体２０を小型に形成したり、あるいは図７に示されるように前記ケーシング１２の外周面にレール２０Ａを１本ずつ設け、鋼管連結装置３０の係止凸体３４と係止させるような構成にしてもよいことは勿論である。
【００１０】
なお、実施例では地盤３に圧入する鋼管として鋼管矢板２を例にして示したが、圧入する鋼管は鋼管であれば鋼管矢板２に限定されるものでないことは勿論である。
また、実施例では鋼管を圧入する杭圧入機として油圧式杭圧入機１を例にして示したが、鋼管を圧入する杭圧入機であれば油圧式杭圧入機１に限定されるものでないことは勿論である。
なお、実施例ではケーシング１２に係止凹体２０を２個設け、鋼管連結装置３０に係止凸体３４を２個設けた例を示したが、ケーシング１２及び鋼管連結装置３０に固定する前記係止凹体２０及び係止凸体３４は１個でも、３個以上でもよいことは勿論である。
また、実施例では開閉装置として油圧シリンダー４２を示したが鋼管締付体３８を開閉することができる装置であれば開閉装置は油圧シリンダー４２に限定されるものでないことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】クレーンにより吊り下げられた実施例の鋼管圧入補助装置の一部縦断面図である。
【図２】実施例の鋼管圧入補助装置を使用して鋼管矢板を圧入する工法を示す一部縦断面図である。
【図３】実施例の鋼管圧入補助装置の鋼管着脱装置の斜視図である。
【図４】実施例の鋼管圧入補助装置と鋼管矢板を連結させた状態の一部斜視図である。
【図５】実施例の鋼管圧入補助装置のケーシングの側面図である。
【図６】実施例の鋼管圧入補助装置と鋼管矢板を連結させた状態の概略横断面図である。
【図７】実施例の鋼管圧入補助装置の他の変形例を示す鋼管圧入補助装置を鋼管矢板に挿入した状態の一部横断面図である。
【符号の説明】
【００１２】
１      油圧式圧入機
２      鋼管矢板
１０    鋼管圧入補助装置
１２    ケーシング
１４    アースオーガ
１６    モータ
１８    オーガスクリュー
２０    係止凹体
２２    係止体収容部
２４    ストッパー
３０    鋼管連結装置
３２    連結装置本体
３４    係止凸体
３６    切欠部
３８    鋼管締付体
４０    蝶番
４２    油圧シリンダー
【図１】
0004543070.tif 000002
【図２】
0004543070.tif 000003
【図３】
0004543070.tif 000004
【図４】
0004543070.tif 000005
【図５】
0004543070.tif 000006
【図６】
0004543070.tif 000007
【図７】
0004543070.tif 000008