(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の杭体と、該杭体の一端開口部の内周壁面に設けられた打撃受け手段と、前記杭体の筒内部を自由に移動できるとともに先端部が尖塔状に形成されて該先端部が前記打撃受け手段から外部に突出可能な重りと、該重りに一端部が繋着され他端部が前記杭体の他端開口部の外に導出されている引抜き手段とから構成されており、
前記重りには、地上から駆動制御される加振装置が内包されていること、
を特徴とする杭圧入装置。
【請求項２】
重りの先端部には、貫入補助手段が設けられていること、
を特徴とする請求項１に記載の杭圧入装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、建物の沈下や傾きを防止する支持杭を、大型杭打ち機を使えない場所や作業空間内で、小人数で且つ容易に杭を打ち込むことのできる杭圧入工法およびその工法に用いられる杭圧入装置とに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、建物が地盤沈下により傾いたり沈下等した場合に、鋼管杭を地盤に打ち込んで建物を水平に支持させている。その鋼管杭等を地盤に打ち込むには、杭打ちリーダーが使用できるような場所であれば比較的容易に工事できるが、大型杭打ち機が進入できない狭い場所や、建物の基礎下の狭い作業空間内では、例えば、従来例▲１▼：基礎を反力にしたジャッキ等を使用して、鋼管杭を地盤に打ち込む、従来例▲２▼：モンケンを利用して杭を打ち込む、従来例▲３▼：少量の重りを運び込んで反力台を設置して杭を打ち込む、ことが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、地盤に貫入させた鋼管杭の先端部が、地中障害物に当たった場合、ジャッキ等の手段ではそれ以上、杭を打ち込むことが困難となり、また、その地中障害物を取り除く場合には多大な手間が掛かることになる。そこで、本発明に係る杭圧入工法と杭圧入装置は、このような課題を解消するために提案されたものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る杭圧入装置の、上記課題を解決するための要旨は、以下のようにすることである。
【０００７】
本発明に係る杭圧入装置の上記課題を解決するための要旨は、筒状の杭体と、該杭体の一端開口部の内周壁面に設けられた打撃受け手段と、前記杭体の筒内部を自由に移動できるとともに先端部が尖塔状に形成されて該先端部が前記打撃受け手段から外部に突出可能な重りと、該重りに一端部が繋着され他端部が前記杭体の他端開口部の外に導出されている引抜き手段とから構成されており、前記重りには、地上から駆動制御される加振装置が内包されていることである。
【０００８】
更に、前記重りの先端部には、貫入補助手段が設けられていることを含むものである。
【０００９】
本発明に係る杭圧入装置によれば、杭の貫入力を杭圧入装置によって高められる。よって、地中障害物があっても、これを重りで粉砕して排除し、杭体を重りの打撃力で貫入させる。この杭圧入装置は小型で且つ軽量であるので、狭い通路を通る場合や、狭い作業空間内で杭を打ち込まなければならない場合に、運搬性、作業容易性や工期短縮等において特にその利便性を発揮する。前記重りによる杭体の打撃作業においても、地盤の中での駆動なので、打撃音の拡がりが無く、周囲に騒音被害をもたらしたり、環境破壊となったりすることがない。また、重りの先端部に、補強板、突起物若しくは羽根板等の貫入補助手段を取り付けて、地中障害物への貫入力を更に高めるものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る杭圧入工法と杭圧入装置について図面を参照して説明する。まず、本発明に係る杭圧入装置１の第１実施例は、図１に示すように、丸形若しくは角形の鋼管製の筒状の杭体２と、該杭体２の一端開口部の内周壁面の全縁部若しくは一部縁部に設けられた打撃受け手段である金属製のリング体３と、前記杭体２の筒内部を自由に移動できるとともに先端部４ａが尖塔状に形成されて該先端部４ａが前記リング体３の開口部から外部に突出可能な重り４と、該重り４に一端部が繋着され他端部が前記杭体２の他端開口部の外に導出されている引抜き手段である引抜きロープ５とから構成されている。
【００１１】
更に、重り４の内部には、地上から駆動制御（油圧、空気圧、電力）される加振装置４ｂが内包されている。符号６は、当該重り４の加振駆動をさせる、信号伝達及び電源若しくは駆動油、圧縮空気等を供給するホース・コードを示している。
【００１２】
前記先端部４ａは、前記重り４と同一若しくは別体に作られるものである、また、杭体２及びこれに連接する杭等の杭は、鋼鉄製、鋳鉄製、プラスチック製、コンクリート製等である。
【００１３】
本発明に係る杭圧入装置の第２実施例として、前記重り４の尖塔状の先端部４ａには、貫入補助手段４ｃが設けられる。この貫入補助手段４ｃは、種々のものがあり、例えば、図２に示すように、４枚羽根のような三角形状の鉄板４ｄ（同図（Ａ））、鋸の刃を有する三角形羽根状の鉄板４ｅ（同図（Ｂ））であったり、図３に示すように、尖塔状に形成された先端部４ａの外周面に、凹溝４ｆを十字形に設たものであったり、図４に示すように、２枚の三角板４ｇ，４ｈを直交させて十字形に設けたりするものである。
【００１４】
更に、図５に示すように、前記先端部４ａの先部に棒状のノミ９が設けられることもある。このような貫入補助手段４ｃにより、地盤への食い込み、排土力が増大するものである。
【００１５】
前記杭圧入装置１における重り４は、その本体部の軸芯に沿った長さが一例として、５０ｃｍ以上から約１ｍ程度であり、また、その重さは、約４０ｋｇｆ〜５０ｋｇｆである。
【００１６】
上記杭圧入装置１を使用した、本発明に係る杭圧入工法について説明する。まず、前記筒状の鋼管製杭体２における下側の開口部の内周壁面に、図１（Ｂ）に示すリング体３を溶接手段にて、固着する。
【００１７】
前記杭体２を地盤に起立させて、最初にジャッキ等で貫入させる。その杭体２の内部に、引抜きロープ５と制御用のホース・コード６とを装備した重り４を挿入する。図６に示すように、前記引抜きロープ５は、巻取りドラム７に巻回され、前記コード６は制御装置８に接続されている。前記重り４の先端部４ａの一部が、リング体３の開口部から外に飛び出して、地盤に食い込む。
【００１８】
ジャッキ等の圧力操作で、前記杭体２及びそれに鉛直方向に溶接して継ぎ足した鋼管杭２ａ，２ｂ、…を地盤に貫入させる。この地盤が、比較的軟弱である場合には、ジャッキ等による鉛直方向の圧力操作で十分である。
【００１９】
また、先端の杭体２が、固い地盤若しくは障害物に当たった場合には、図６に示すように、重り４における加振装置４ｂを、前記制御装置８からの指令でホース・コード６を介して駆動させる。
【００２０】
前記加振装置４ｂの駆動により、重り４が上下に激しく振動し、その打撃力がリング体３を介して杭体２に伝達される。すると、尖塔状の先端部４ａ若しくは棒状のノミ９の振動により、固い地盤若しくは地中障害物が破壊され、先端部４ａの円錐状の壁面によって杭体２の周囲に押し広げられて排除され、杭体２が前記打撃力により貫入されていく。
【００２１】
なお、当初より地盤が硬い場合には、前記最初の杭体２を地盤に貫入させるときから、前記重り４を加振装置４ｂで加振して、杭体２を貫入させるようにするものである。
【００２２】
前記杭体２及び溶接して連接した鋼管杭１ａ，２ｂ，…が所望の深さに到達したなら、巻取りドラム７を回転駆動させ、引抜きロープ５を介して重り４を地上まで持ち上げる。その後、別のリング体３を上方の前記鋼管杭（例えば、鋼管杭２ｃ）に溶接して固着する。そして、前記重り４を再びその鋼管杭内にセットして、加振装置４ｂを駆動させて、鋼管杭を圧入する。こうして、鋼管杭の支持力を、前記重り４と制御装置８によって、所望の支持力になるように制御するものである。
【００２３】
なお、地中障害物がかなり硬いものであれば、一旦、重り４を引抜きロープ５で引き上げて、その後、当該重り４を自然落下させ、その先端部４ａを該地中障害物に食い込ませ、更に加振装置４ｂを加振駆動させ、その地中障害物を破壊することもできる。
【００２４】
前記先端部４ａの他の実施例として、図７に示すように、杭体２の先端部に、地盤に向かって先が細くなる、例えば、略円錐形、若しくは、尖塔状の金属製キャップ１０を溶接手段により固着する。
【００２５】
前記キャップ１０の先端部（地盤側）には、開口部として孔１０ａが設けられており、この孔には、後述のノミ９が挿通されるものである。
【００２６】
そして、杭体２の先端部に固着されたリング体３の孔に貫通させて、図７（Ｂ）に示すノミ９を杭体２の内部に装着し、前記キャップ１０の先端部の孔１０ａから当該ノミ９の先端部９ａを地盤側に突出させる。
【００２７】
前記ノミ９には、その長手方向の途中に、ハンマー打撃用のフランジ部９ｂが設けられ、また、ノミ９が地盤側へ抜けるのを防止する抜止め突起９ｃが設けられている。符号９ｄは、補強板を示している。
【００２８】
この実施例による前記先端部４ａの使用に際しては、図７（Ａ）に示す前記杭体２の内部に、引抜きロープ５と制御用のホース・コード６とを装備した重り４を挿入する。当該重り４の加振装置４ｂを駆動させて、前記ノミ９のフランジ部９ｂ及びリング体３を加振して、キャップ１０から突出した鋭い先端部９ａにより固い地盤を粉砕していくとともに、前記キャップ１０で周囲に排土していく。一方、地上部では、ジャッキ等で前記杭体２に接続された鋼管杭２ａ，２ｂを押圧して、前記杭体２を地盤中に貫入させていくものである。
【００２９】
工事終了後に、前記重り４を撤去する。この重り４は、小型，軽量であるので、一人の作業員によって持ち運びができて、工事場所が狭い通路の奥であっても、また、基礎下の狭い作業空間であっても支障が無く、普通トラック等で運搬が可能である。なお、本発明の杭圧入工法とその装置は、建物及び構造物の支持用杭を貫入させるばかりでなく、地中穴明け用の無排土ドリル、地中障害物の破壊・排除にも使用できるものである。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る杭圧入装置は、以下のような効果を奏するものである。
【００３２】
本発明に係る杭圧入装置は、筒状の杭体と、該杭体の一端開口部の内周壁面に設けられた打撃受け手段と、前記杭体の筒内部を自由に移動できるとともに先端部が尖塔状に形成されて該先端部が前記打撃受け手段から外部に突出可能な重りと、該重りに一端部が繋着され他端部が前記杭体の他端開口部の外に導出されている引抜き手段とから構成されており、前記重りには、地上から駆動制御される加振装置が内包されていることにより、構造が簡易で取り扱いやすく、大型杭打ち機が入り込めないような狭い作業場所・作業空間でも、容易に杭を地盤に貫入させることができると言う優れた効果を奏するものである。
【００３３】
前記重りには、地上から駆動制御される加振装置が内包されているので、地中障害物を容易に排除することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る杭圧入装置の縦断面図（Ａ）、リング体の一例を示す斜視図（Ｂ）である。
【図２】同本発明に係る杭圧入装置の第２実施例に係る先端部４ａの斜視図（Ａ），（Ｂ）である。
【図３】同本発明に係る杭圧入装置の第２実施例に係る先端部４ａに凹溝４ｆを設けた場合の斜視図（Ａ）と底面図（Ｂ）である。
【図４】同本発明に係る杭圧入装置の第２実施例に係る先端部４ａを２枚の三角板で構成した場合の側面図（Ａ）、正面図（Ｂ）、底面図（ｃ）である。
【図５】同本発明に係る杭圧入装置の第２実施例に係る先端部４ａに棒状のノミ９を設けた場合の正面図である。
【図６】同本発明に係る杭圧入工法による説明図である。
【図７】同本発明に係る杭圧入装置の先端部４ａの他の実施例に係る断面図（Ａ）、それに使用されるノミ９の正面図（Ｂ）である。
【符号の説明】
１    杭圧入装置、      ２      杭体、        ３        リング体、
４    重り、            ４ａ    先端部、      ４ｂ      加振装置、
４ｃ  貫入補助手段、    ４ｄ    三角形状の鉄板、
４ｅ  鋸刃を有する三角形羽根状の鉄板、        ４ｆ      凹溝、
４ｇ，４ｈ  三角板、
５    引抜きロープ、    ６      ホース・コード、
７    巻取りドラム、    ８      制御装置、    ９        棒状のノミ、
９ａ  先端部、          ９ｂ    フランジ部、  ９ｃ      抜止め突起、
１０  キャップ、        １０ａ  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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