(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
杭を地盤に圧入するに際し、ケーシング付きアースオーガで杭を圧入する部分や圧入部近傍を掘削して杭を圧入する杭圧入装置であって、
上記杭を掴むチャックと、該チャックを昇降させることにより杭の圧入を可能とする杭昇降手段とを備え、かつ、上記チャックに、上記アースオーガのケーシングを掴むケーシングチャックが備えられ、さらに、上記チャックとは別の位置に、上記ケーシングチャックに掴まれるケーシングを掴んで支持するケーシング支持部が設けられていることを特徴とする杭圧入装置。
【請求項２】
上記ケーシング支持部は、上記ケーシングを掴む支持チャックと、該支持チャックを昇降する支持チャック昇降手段とを備えていることを特徴とする請求項１記載の杭圧入装置。
【請求項３】
上記ケーシング支持部は、上記杭を圧入する際に上記アースオーガから離れた位置に配置され、かつ、上記アースオーガを引き抜く際に該アースオーガのケーシングを掴んで支持する位置に配置されるように、上記二つの位置の間を移動自在となっていることを特徴とする請求項１または２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、硬質地盤においても矢板等の杭を圧入可能とするために、アースオーガによる掘削を併用して杭を圧入する杭圧入装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、既設の杭から反力を取って新たに杭を地盤に圧入する図８に示すような杭圧入装置１が知られている。この杭圧入装置１は、既に打ち込まれた杭（Ｕ型の鋼矢板２…）をクランプ３…で掴んで、既設の鋼矢板２…から反力を取った状態で、チャック４に掴まれた鋼矢板２を、チャック４を降下させることにより地盤に圧入するものである。また、図８に示される杭圧入装置１においては、油圧だけで鋼矢板２を圧入することが困難な硬質地盤に対しても、鋼矢板２を圧入できるように、ケーシング付きアースオーガ５で先掘りしながら、鋼矢板２を圧入できるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記杭圧入装置においては、複数の鋼矢板を連続して圧入する際に、アースオーガで掘削を行っては、これを地盤から引き抜いて次ぎの掘削を行うことを繰り返すことになる。しかし、上記杭圧入装置は、例えば、油圧シリンダによるチャックの上下動等により、アースオーガを短いスパンで昇降させることができるが、アースオーガを完全に地盤から引き抜くようなことはできなかった。従って、一つの鋼矢板を圧入した後に次ぎの鋼矢板を圧入する際には、クレーン等を用いてアースオーガを地盤から引き抜く必要があった。
【０００４】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、杭圧入に際して用いられるアースオーガの地盤からの引き抜きをクレーンなしで迅速に行うことができる杭圧入装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載の杭圧入装置は、杭を地盤に圧入するに際し、ケーシング付きアースオーガで杭を圧入する部分を掘削して杭を圧入するものであり、上記杭を掴むチャックと、該チャックを昇降させることにより杭の圧入を可能とする杭昇降手段とを備え、かつ、上記チャックに、上記アースオーガのケーシングを掴むケーシングチャックが備えられ、さらに、上記チャックとは別の位置に、上記ケーシングチャックに掴まれるケーシングを掴んで支持するケーシング支持部が設けられていることを特徴とする。
上記構成によれば、アースオーガのケーシングを掴んだケーシングチャックを備えるチャックの杭昇降手段による上昇と、ケーシングチャックからケーシングを放し、かつ、ケーシング支持手段でケーシングを掴んで支持した状態での杭昇降手段の下降による元の位置への復帰とを繰り返すことで、クレーンを使わずにアースオーガを引き抜くことができる。
【０００６】
本発明の請求項２記載の杭圧入装置は、上記ケーシング支持部が、上記ケーシングを掴む支持チャックと、該支持チャックを昇降する支持チャック昇降手段とを備えていることを特徴とする。
上記構成によれば、杭昇降手段を復帰させる際に、ケーシング支持部の支持チャックでケーシングを掴んでアースオーガを支持するとともに、支持チャックを支持チャック昇降手段で上昇させることにより、杭昇降手段の復帰中もアースオーガを引き上げることができるので、ほぼ連続してアースオーガを引き上げることができ、ケーシングの引抜時間をさらに短縮することができる。
【０００７】
本発明の請求項３記載の杭圧入装置は、上記ケーシング支持部は、上記杭を圧入する際に上記アースオーガから離れた位置に配置され、かつ、上記アースオーガを引き抜く際に該アースオーガのケーシングを掴んで支持する位置に配置されるように、上記二つの位置の間を移動自在となっていることを特徴とする。上記構成によれば、杭圧入時には、ケーシング支持部をアースオーガから離れた位置に配置できるので、杭圧入時にケーシング支持部により杭の圧入動作が妨げられることがなく、請求項１もしくは請求項２記載の構成と同様な効果を奏する杭圧入装置において、杭の圧入を円滑に行うことができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態の第一例の杭圧入装置を図面を参照して説明する。図１は第一例の杭圧入装置１０を示すものであり、図２〜図４は上記杭圧入装置１０のチャック２０を示すものであり、図５は上記杭圧入装置のケーシング支持部４０を示すものである。図１に示すように、杭圧入装置１０は、既設のＵ型の鋼矢板２…を掴むクランプ１１…を下部に備えたサドル１２と、該サドル１２に対して前後にスライド移動するスライドベース（図示略、サドル１２の上面部に形成されている）と、スライドベース上で旋回する旋回部１４と、旋回部１４の前方において油圧シリンダ１５により昇降可能で、かつ、鋼矢板２を掴むチャック２０と、先掘り用のケーシング付きアースオーガ３０と、該アースオーガ３０の油圧モータ３１に油圧を供給するホース１６ａが巻き取られるリール１６とを備えるとともに、チャック２０とは別の位置でアースオーガ３０のケーシング３２を支持するケーシング支持部４０を備えたものである。
【０００９】
図１に示すように、上記アースオーガ３０には、円筒状のケーシング３２が備えられるとともに、ケーシング３２内に、先端にビットを有するとともに外周に沿って上下に螺旋状に設けられたスクリュー３３を有するスクリューロッド３４（掘削ロッド）が、上記油圧モータ３１により回転可能に設けられている。また、ケーシング３２の上端部には、掘削土砂を排土するための排土部３５が設けられ、該排土部３５に排土用の図示しない管が接続されるようになっている。また、ケーシング３２の表面には図３に示すように、上下にそって突条３６が形成されている。上記チャック２０は、旋回部１４の前面に図２に示す環状支持部２１を介して上下動自在に嵌合した状態とされるとともに、該環状支持部２１を介して油圧シリンダ１５，１５に取り付けられて、上下に駆動されて昇降するようになっている。また、チャック２０は、環状支持部２１の内周に沿って、左右に回転自在となっている。そして、チャック２０の断面を示す図２とチャック２０の底面を示す図４とに示されるように、チャック２０の下部には、鋼矢板２を掴む杭チャック部２２が設けられ、該杭チャック部２２は、チャック２０内に固定的に設けられた固定保持部２２ａと、該固定保持部２２ａに向かって伸長可能な油圧シリンダ２２ｂとを備え、固定保持部２２ａと油圧シリンダ２２ｂとにより鋼矢板２を挟持するものである。従って、杭チャック部２２を有するチャック２０が鋼矢板２を掴むことになり、チャック２０を昇降する油圧シリンダ１５，１５が杭昇降手段となる。
【００１０】
また、図２と、チャック２０の一部を破断した平面を示す図３とに示されるように、チャック２０には、上記ケーシング３２を掴むケーシングチャック２３が設けられるとともに、ケーシングチャック２３を、チャック２０内で昇降させる油圧シリンダ２４が設けられている。そして、ケーシングチャック２３には、ケーシング３２を挿通させる挿通孔を備えた保持部２３ａと、油圧シリンダ２３ｂとが備えられており、保持部２３ａに挿通されたケーシング３２をケーシング３２の外側に配置された油圧シリンダ２３ｂで、保持部２３ａの内面に押し付けることにより、ケーシング付きアースオーガ３０を鋼矢板２の略凹部内に挟持できるようになっている。
【００１１】
また、ケーシングチャック２３は、チャック２０の内部のガイド部２０ａ、２０ａに上下動自在に嵌合しており、ガイド部２０ａ、２０ａにガイドされた状態で、油圧シリンダ２４により昇降できるようになっている。また、チャック２０内部には、ケーシングチャック２３のストロークを検知するストロークセンサ２５（図２に図示）が設けられている。また、上記保持部２３ａの内面及び油圧シリンダ２３ｂのケーシング３２への当接面には、上記ケーシング３２の突条３６に対応する溝２３ｃ…が形成されており、ケーシング３２の突条３６がこれら溝２３ｃ…に係合することで、掘削時のケーシング３２の回転を阻止するようになっている。また、図２及び図４に示されるように、チャック２０の最下部には、上記ケーシングチャック２３とは別に、ケーシング３２を掴む補助ケーシングチャック２６が設けられ、該補助ケーシングチャック２６によりケーシング３２を仮支持できるようになっている。
【００１２】
上記ケーシング支持部４０は、図１に示すように、旋回部１４の上端部に略水平な状態から略垂直な状態まで回動自在に接合されている。また、ケーシング支持部４０は、旋回部１４に回動自在に接合された基部４１と、該基部４１の左右からそれぞれ延出する二つの延出部４２，４２とから平面視して前側に凹部を有するコ字状となっている。上記基部４１は、図５に示すように、旋回部１４の上面に配置された軸受け１４ａに回動自在に支持された水平な回転軸に固定されて回動自在とされている。そして、ケーシング支持部４０を垂直に立てた場合には、アースオーガ３０のケーシング３２とケーシング支持部４０とが離れた状態となり、ケーシング支持部４０を回動して水平に寝かせた状態とした場合には、ケーシング支持部４０の二つの延出部４２，４２の間にアースオーガ３０のケーシング３２が配置されて、後述するようにケーシング３２を掴める状態となる。
【００１３】
なお、ケーシング支持部４０は、油圧シリンダ等の駆動手段により回動駆動されるようになっていることが好ましい。そして、ケーシング支持部４０の二つの延出部４２，４２のうちの一方の延出部４２には、二つの延出部４２，４２の間に配置されたケーシング３２を他方の延出部４２側に押圧する油圧シリンダ４３が設けられており、ケーシング支持部４０を寝かせた状態で、該油圧シリンダ４３と他方の延出部４２との間にケーシング３２を挟持できるようになっている。なお、ケーシング支持部４０は、旋回部１４に対して着脱自在となっているものとしても良い。
【００１４】
次ぎに、以上のような杭圧入装置により鋼矢板２を地盤に圧入する方法と、一つの鋼矢板２を圧入した後に、アースオーガ３０を引抜く方法を説明する。まず、図１に示すように、杭圧入装置１０は、既設の鋼矢板２…をクランプ１１…により掴んだ状態で、新たに鋼矢板２を圧入することになる。この際には、アースオーガ３０をチャック２０内のケーシングチャック２３で掴んだ状態でケーシングチャック２３を油圧シリンダ２４により下降させることで、圧入される鋼矢板２の下方を先掘りする。次ぎに、ケーシング３２を掴んだケーシングチャック２３を油圧シリンダ２４により上昇させることで、アースオーガ３０を引き上げ、かつ、鋼矢板２を杭チャック部２２で掴んだチャック２０を油圧シリンダ１５，１５で下降させて鋼矢板２を圧入する。この際には、一度下降させたアースオーガ３０を引き上げることにより、引き上げられたアースオーガ３０の下方の地盤内に空間が形成される。そして、上記空間に土砂を押込みながら鋼矢板２が圧入されることになるので、杭の圧入力を低減して硬質地盤でも杭を確実に圧入することができる。また、杭圧入装置１０は、自身の重量、掴んだ既設の杭の重量及び引抜抵抗力から反力を取るだけではなく、アースオーガ３０を引き上げる際のケーシング３２の引抜抵抗力からも反力を取ることができるので、杭圧入時の反力に対して余裕を持った状態で、杭を圧入することができる。
【００１５】
次ぎに、鋼矢板２及びアースオーガ３０を放した状態で、チャック２０を油圧シリンダ１５，１５により上昇させ、再び、上述のようにアースオーガ３０を下降させて先掘りを行なった後に、アースオーガ３０を引き上げながら鋼矢板２を下方に圧入する。そして、以上の動作を繰り返し行うことにより、順次鋼矢板２を圧入していき、最終的に鋼矢板２を予め決められた深さまで圧入する。なお、以上のような杭の圧入時には、ケーシング支持部４０を立てた状態としてアースオーガ３０から離し、ケーシング支持部４０により杭の圧入が妨げられないようにしておく。
【００１６】
次ぎに、鋼矢板２が圧入された後に、アースオーガ３０を地盤から引き抜いて、次ぎの鋼矢板２の圧入を行うことになる。そして、アースオーガ３０を引抜く際には、まず、ケーシング支持部４０を水平にしてアースオーガ３０のケーシング３２を掴める状態とする。次いで、ケーシング３２を掴んだケーシングチャック２３を油圧シリンダ２４により上昇させるとともに、上記ケーシングチャック２３を備えたチャック２０を油圧シリンダ１５により上昇させる。そして、油圧シリンダ２４と油圧シリンダ１５とを同時に作動させることで、ケーシング３２（アースオーガ３０）が、二種類の油圧シリンダ２４，１５の昇降スパンを合わせた距離だけ、二種類の油圧シリンダ２４、１５の上昇速度を合わせた上昇速度で上昇する。次いで、ケーシング支持部４０によりケーシング３２を掴むとともに、ケーシングチャック２３がケーシング３２を放した状態とする。
【００１７】
次いで、ケーシングチャック２３を油圧シリンダ２４により下降させるとともに、上記ケーシングチャック２３を備えたチャック２０を油圧シリンダ１５により下降させる。これにより、ケーシングチャック２３が、二種類の油圧シリンダ２４，１５の昇降スパンを合わせた距離だけ、二種類の油圧シリンダ２４、１５の下降速度を合わせた下降速度で下降して、元の位置に復帰することになる。次いで、ケーシングチャック２３でケーシング３２を掴むとともに、ケーシング支持部４０がケーシング３２を放した状態とする。そして、再び、ケーシングチャック２３を上昇させるとともにチャック２０を上昇させて、アースオーガ３０を引き上げる。そして、以上のような動作を繰り返し行うことにより、クレーンなしでアースオーガを地盤から引抜くことができる。また、上述のようにケーシングチャック２３の昇降は、二種類の油圧シリンダ２４，１５のそれぞれによる昇降速度を合わせた昇降速度で行われるので、アースオーガ３０の引き抜きに必要な時間を短縮することができる。
【００１８】
次ぎに、本発明の実施の形態の第二例の杭圧入装置を図面を参照して説明する。図６は第二例の杭圧入装置１０を示すものであり、図７はこの杭圧入装置１０のケーシング支持部５０を示すものである。そして、第二例の杭圧入装置１０は、そのケーシング支持部５０を除いて第一例の杭圧入装置１０と同様のものであり、第一例の杭圧入装置１０と同様の構成要素には、同一の符号付してその説明を省略する。図６に示すように、第二例のケーシング支持部５０は、旋回部１４の上面に回転軸１４ｂを介して左右に旋回可能に接続されている。そして、ケーシング支持部５０は、旋回部１４の前方に延出した状態から旋回部１４の側方に延出した状態に旋回可能とされるとともに、その側部に側方に開口する凹部が形成され、平面視して側方に凹部を有するコ字状とされている。そして、ケーシング支持部５０の凹部に臨む部分には、凹部内に配置されたケーシング３２を掴む支持チャック５１が上下動自在に設けられている。
【００１９】
また、支持チャック５１は、ケーシング支持部５０の後部に設けられた当接部５２と、該当接部に向かって伸長可能な油圧シリンダ５３とを備え、当接部５２と油圧シリンダ５３との間にケーシング３２を挟持できるようになっている。また、支持チャック５１は、上下に伸縮する油圧シリンダ５４が接続され、該油圧シリンダ５４により昇降させられるようになっている。そして、ケーシング支持部５０を旋回部１４の側方に延出するように回転させた際には、ケーシング支持部５０がアースオーガ３０から離れるようになっているとともに、ケーシング支持部５０を旋回部１４の前方に延出するように回転させた際には、アースオーガ３０がケーシング支持部５０の凹部内に配置され、支持チャック５１によりアースオーガ３０のケーシング３２を掴める状態となるようになっている。なお、ケーシング支持部５０は、油圧シリンダ等により駆動されて旋回されるようになっていることが好ましい。
【００２０】
そして、上述のようなケーシング支持部５０を有する第２例の杭圧入装置１０によれば、ケーシング支持部５０を側方に旋回させた状態で、第一例の杭圧入装置１０と同様に杭を圧入することができる。また、第２例の杭圧入装置１０によれば、第一例の杭圧入装置１０とほぼ同様に地盤を掘削したアースオーガ３０を地盤から引き抜くことができるとともに、第一例においては、ケーシング支持部４０によりケーシング３２を掴んで支持した状態で、ケーシング３２を放した状態のケーシングチャック２３及びチャック２０を下降させていたのに対して、第二例においては、ケーシング３２を放した状態のケーシングチャック２３及びチャック２０を下降させている間、ケーシング支持部５０のケーシング３２を掴んで支持している支持チャック５１を油圧シリンダ５４により上昇させることができる。なお、ケーシング３２を掴んだケーシングチャック２３及びチャック２０を上昇させる際に、ケーシング３２を放した状態の支持チャック５１を油圧シリンダ５４により降下させて元の位置に復帰させておく必要がある。
【００２１】
そして、上述のようにケーシング支持部５０を動作させれば、第一例においては、ケーシングチャック２３及びチャック２０を降下させる間、アースオーガ３０の引き上げが中断した状態となり、アースオーガ３０の引き上げが断続的に行われていたのに対して、第二例においては、ケーシングチャック２３及びチャック２０を降下させ復帰させる間も、支持チャック５１と油圧シリンダ５４によりケーシング３２を引き上げることができ、略連続的にケーシング３２を引き上げてケーシング３２を引き抜くことができる。従って、第二例の杭圧入装置１０は、第一例の杭圧入装置１０と同様の効果を奏するとともに、第一例の杭圧入装置１０よりも短時間でアースオーガ３０を地盤から引き抜くことができる。
【００２２】
また、第２例の杭圧入装置１０においては、上述の動作の逆の動作をさせることによりアースオーガ３０を略連続的に降下させることができるので、アースオーガ３０により掘削だけを行う際に、油圧シリンダ１５，２４、５４でアースオーガ３０を降下させるものとしても、略連続的に降下させて掘削を行うことができる。従って、杭を圧入する前に、一回、アースオーガ３０により、杭を圧入する部分のほぼ上から下まで掘削を行って地盤を先揉みするものとした場合に、ほぼ連続して迅速に掘削を行うことができる。なお、本発明の杭圧入装置は、鋼矢板２用に限定されるものではなく、他の鋼管矢板、Ｈ型矢板、Ｚ型矢板、直線型矢板、コンクリート矢板等や他の矢板以外の杭にも応用できる。
【００２３】
【発明の効果】
本発明の請求項１記載の杭圧入装置によれば、ケーシング付きアースオーガをクレーン無しで地盤から迅速に引き抜くことができる。本発明の請求項２記載の杭圧入装置によれば、ほぼ連続してケーシングを引き上げることができ、ケーシングの引抜時間をさらに短縮することができる。本発明の請求項３記載の杭圧入装置によれば、杭圧入時にケーシング支持部により杭の圧入動作が妨げられることがなく、請求項１もしくは請求項２記載の構成と同様な効果を奏する杭圧入装置において、杭の圧入を円滑に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の第一例の杭圧入装置を示す側面図である。
【図２】上記第一例の杭圧入装置のチャックを示す側断面図である。
【図３】上記第一例の杭圧入装置のチャックを示す一部を破断した平面図である。
【図４】上記第一例の杭圧入装置のチャックを示す一部を破断した底面図である。
【図５】上記第一例の杭圧入装置のケーシング支持部を示す平面図である。
【図６】本発明の実施の形態の第二例の杭圧入装置を示す側面図である。
【図７】上記第二例の杭圧入装置のケーシング支持部を示す平面図である。
【図８】従来の杭圧入装置を示す側面図である。
【符号の説明】
２      鋼矢板（杭）
１０    杭圧入装置
１５    油圧シリンダ（杭昇降手段）
２０    チャック
２２    杭チャック部
２３    ケーシングチャック
２４    油圧シリンダ（アースオーガ昇降手段）
３０    ケーシング付きアースオーガ
３２    ケーシング
４０    ケーシング支持部
５０    ケーシング支持部
５１    支持チャック
５４    油圧シリンダ（支持チャック昇降手段）
【図１】
0003921299.tif 000002
【図２】
0003921299.tif 000003
【図３】
0003921299.tif 000004
【図４】
0003921299.tif 000005
【図５】
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【図６】
0003921299.tif 000007
【図７】
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【図８】
0003921299.tif 000009