(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧入するべき鋼管杭に固定する固定手段を有する取付ベースと、この取付ベースに保持され、鋼管杭の下端の地盤に孔を穿設する削孔手段とからなる圧入補助装置において、上記削孔手段は、鋼管杭の中心を挿通するケーシングオーガと、鋼管杭の内周に沿う周回溝を穿設するコア抜きヘッドとからなり、それぞれが鋼管杭の下端位置を超えて進退するようにケーシングオーガ用およびコア抜きヘッド用の進退駆動部を上記取付ベースに設けてなることを特徴とする圧入補助装置。
【請求項２】
前記削孔手段は、そのコア抜きヘッドおよびケーシングオーガの間の地盤を破砕する削岩ヘッドを備えてなることを特徴とする請求項１記載の圧入補助装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼管杭の圧入のための圧入補助装置に関し、特に、大動力および充填用副資材を要することなく周面支持力を確保しつつ能率良く鋼管杭を圧入することができる圧入補助装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
硬質地盤に鋼管杭を圧入する場合は、鋼管の外径寸法を超える大口径のオーガ装置が用いられ、または、鋼管杭の中心位置で上下動作可能なオーガスクリュウを備える圧入補助装置が用いられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、いずれも大口径のオーガスクリュウの駆動に大動力を要するのみならず、周面支持力を確保するために、セメントや薬液等の副資材とそれが固化するまでの時間を要することから工期が長くなるという問題を有する。
【０００４】
本発明の目的は、大動力および副資材を要することなく周面支持力を確保しつつ能率良く鋼管杭を圧入することができる圧入補助装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、圧入するべき鋼管杭に固定する固定手段を有する取付ベースと、この取付ベースに保持され、鋼管杭の下端の地盤に孔を穿設する削孔手段とからなる圧入補助装置において、上記削孔手段は、鋼管杭の中心を挿通するケーシングオーガと、鋼管杭の内周に沿う周回溝を穿設するコア抜きヘッドとからなり、それぞれが鋼管杭の下端位置を超えて進退するようにケーシングオーガ用およびコア抜きヘッド用の進退駆動部を上記取付ベースに設けることにより圧入補助装置を構成する。
【０００６】
圧入補助装置は、ケーシングオーガとコア抜きヘッドとによる削孔手段が鋼管杭の内周側地盤を中心部と外周部に分割して削孔することにより、大動力を要することなく、かつ、周壁の緩みを招くことなく鋼管杭の内径寸法と略等しい大径の孔を能率的に削孔できることから、鋼管杭は、圧入時の先端抵抗を抑えて能率良く圧入され、かつ、外周面の支持力を確保することができる。
【０００７】
前記削孔手段は、そのコア抜きヘッドおよびケーシングオーガの間の地盤を破砕する削岩ヘッドを備えることにより、鋼管杭の内周側地盤を中心部と外周部とその中間部とに分割して削孔することにより、さらに削孔動力を抑えることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
上記解決手段をなす技術的思想の実施の形態について以下に図面を参照して説明する。
図1は圧入するべき鋼管杭に本発明の圧入補助装置を取付けた状態を示す側面図である。
【０００９】
圧入補助装置１は、圧入するべき鋼管杭２に固定するための取付ベース３と、鋼管杭２の中心を挿通するケーシングオーガ４と、鋼管杭２の内周に沿う周回溝を穿設するコア抜きヘッド５と、このコア抜きヘッド５およびケーシングオーガ４の間を破砕する削岩ヘッド６とからなる。
【００１０】
鋼管杭２は図示せぬ杭圧入引抜機等の圧入装置によって圧入するべく保持され、取付ベース３の上部にシリンダ等による進退駆動部７を備え、この進退駆動部７を介してケーシングオーガ４を上下動作可能に設ける。ケーシングオーガ４は回転駆動部９ａと排出口９ｂを上部に備えたパイプ状のケーシング９内にオーガスクリュウ１０を設けて構成される。
【００１１】
図２は図１の圧入補助装置の内部構成を示す要部縦断面図である。
取付ベース３は、その外周部に鋼管杭２を外嵌するための小径部１１を形成し、この小径部１１にクランプ１２等の固定手段を備えるとともに、その下部に上記ケーシングオーガ４を囲んで中間フレーム１３を延ばし、この中間フレーム１３の下端に下部フレーム１４を備える。小径部１１の上部は鋼管杭２の外径と近似する位置決め用の大径部をなし、必要により、別体に構成する。固定手段は、上記クランプ１２等、外方に作用して鋼管杭２の内周面に固定するものである。
【００１２】
コア抜きヘッド５は、鋼管杭２の内径と近似する外径寸法の筒状をなしてその下端面に周回溝を穿設するための刃１８を備える。このコア抜きヘッド５の上部に胴部１９を延ばし、この胴部１９を回動可能にコア抜きヘッドのベース２０に支持し、このベース２０に回動駆動部１９ａ設け、この回動駆動部１９ａによって円筒状の胴部１９を周回駆動する。コア抜きヘッド５のベース２０はシリンダ等による進退駆動部２０ａを介して上下動作可能に取付ベース３の下部に設ける。コア抜きヘッド５は進退駆動部２０ａをスライドガイドとして上下にストロークされる。
【００１３】
胴部１９は鋼管杭２の内径寸法より小径をなし、かつ、下部フレーム１４の外径寸法より大径をなし、この胴部１９を介して進退駆動部２０ａと回動駆動部１９ａの作用力をコア抜きヘッド５に伝達する。
【００１４】
削岩ヘッド６は、ケーシングオーガ４の下部を囲む削岩部フレーム２１からその下方に向けて削岩機２２ａと破砕爪２２ｂとをリング状に取付けて構成する。削岩部フレーム２１は、シリンダ等による削岩ヘッド用進退駆動部２３を介して下部フレーム１４の下端に上下動作可能に取付ける。
【００１５】
上記構成をなす圧入補助装置による鋼管杭の圧入行程について以下に説明する。
図３は第１工程（中心孔の穿設工程）を示す動作説明図である。
ケーシングオーガ４を回転駆動しつつ下降させることにより、鋼管杭２の中心位置の地盤に中心孔Ａを穿設する。この場合、鋼管杭２の径寸法に対して小径のケーシングオーガ４を使用することにより、大動力を要することなく能率良く削孔することができる。
【００１６】
図４は第２工程（周回溝の穿設工程）を示す動作説明図である。
ケーシングオーガ４を上昇し、コア抜きヘッド５を周回駆動しつつ下降させることにより、鋼管杭２の内周面位置と略等しい半径位置に及ぶ周回溝Ｂを形成する。上記コア抜きヘッド５は、その周回動作により、内外の周壁の緩みを招くことなく周回溝Ｂを形成することができる。この場合、鋼管杭２の径寸法に対して小なる幅寸法の溝を穿設するコア抜きヘッド５を使用することにより、大動力を要することなく能率良く周回溝を穿設することができる。
【００１７】
図５は第３工程（拡孔工程）を示す動作説明図である。
コア抜きヘッド５を上昇し、削岩ヘッド６を作動しつつ下降させることにより、中心孔Ａと周回溝Ｂとの間に残ったリング部Ｃを破砕して鋼管杭２の内径に略等しい孔が形成される。この場合、破砕屑が中心孔Ａに落下される一方、周回溝Ｂは緩むことなく外周壁を維持することができる。
小径の鋼管杭を圧入する場合は、上記削岩ヘッド６を省略して構成し、孔の全断面をケーシングオーガ４とコア抜きヘッド５とによる２段階で上記同様に小動力で能率良く削孔することができる。
【００１８】
図６は第４工程（杭圧入工程）を示す動作説明図である。
削岩ヘッド６を上昇し、杭圧入装置により鋼管杭２を下降することにより、周回溝Ｂの外周壁をなす大径孔に沿って鋼管杭２が圧入される。この場合、鋼管杭２と圧入補助装置１が一体となって下降されるので、再度、上記第１工程から繰り返すことができる。この繰り返しを所定の圧入深さに至るまで続ける。
また、状況に応じて、削岩ヘッド６を下部フレーム１４に固定し、鋼管杭２の圧入下降とともに削岩動作することにより、上記第３工程と第４工程を合せて能率良く削孔圧入することが可能である。
【００１９】
このように、圧入補助装置は、ケーシングオーガとコア抜きヘッド等からなる削孔手段が鋼管杭の内周側地盤をその半径寸法と対応して分割して削孔することにより、大動力を要することなく、かつ、周壁の緩みを招くことなく鋼管杭の内径寸法と略等しい大径の孔を能率的に削孔できるとともに、鋼管杭は、圧入時の先端抵抗を抑えつつ、かつ、充填等のための副資材を要することなく外周面の支持力を確保することができる。
【００２０】
図７は本発明の圧入補助装置の別の実施形態を示す要部縦断面図である。
圧入補助装置３１は、鋼管杭２の内径より小径の取付ベース３３を備え、必要に応じて、この取付ベース３３の上部に図示せぬ別体の位置決め部材を設ける。取付ベース３３から下垂する中間フレーム１３はコア抜きヘッド５の上下ストロークを満たす長さに形成し、固定手段１２その他の部材は前記同様に構成する。この圧入補助装置３１は、小径の取付ベース３３によって鋼管杭２内に固定することにより、コンパクトな構成によって鋼管杭２の長さにかかわらず適用することができる。
【００２１】
【発明の効果】
本発明の圧入補助装置は以下の効果を奏する。
上記圧入補助装置は、ケーシングオーガとコア抜きヘッドとからなる削孔手段が鋼管杭の内周側地盤を中心部と外周部に分割して削孔することにより、大動力を要することなく、かつ、周壁の緩みを招くことなく鋼管杭の内径寸法の孔を能率的に削孔できることから、鋼管杭は、圧入時の先端抵抗を抑えつつ外周面の支持力を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】圧入するべき鋼管杭に本発明の圧入補助装置を取付けた状態を示す側面図
【図２】図１の圧入補助装置の内部構成を示す要部縦断面図
【図３】第１工程（中心孔の穿設工程）を示す動作説明図
【図４】第２工程（周回溝の穿設工程）を示す動作説明図
【図５】第３工程（拡孔工程）を示す動作説明図
【図６】第４工程（杭圧入工程）を示す動作説明図
【図７】本発明の圧入補助装置の別の実施形態を示す要部縦断面図
【符号の説明】
１    圧入補助装置
２    鋼管杭
３    取付ベース
４    ケーシングオーガ
５    コア抜きヘッド
７    ケーシングオーガ用進退駆動部
１２    クランプ（固定手段）
１３    中間フレーム
１４    下部フレーム
１９    胴部
１９ａ  回動駆動部
２０    ベース
２０ａ  コア抜きヘッド用進退駆動部
２３    削岩ヘッド用進退駆動部
３１    圧入補助装置
３３    取付ベース
Ａ    中心孔
Ｂ    周回溝
Ｃ    リング部
【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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