(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高さに制限のある洞道（１）内で杭打ち作業を行うための杭施工装置において、先端にカッタ（４２）を有する鋼管で構成された第１の杭（４０ａ）とその杭（４０ａ）に溶接で接続される別の杭（４０ｂ）とを有し、本体（１０）には中央部に設けられた前記杭（４０ａ）が貫通する孔（１４）が設けられ、かつその本体（１０）には本体（１０）を上下動させる複数の第１のシリンダ（１１）が設けられ、前記貫通する孔（１４）の周囲には複数のアウタガイド（１５）が本体（１０）に固着され、そのアウタガイド（１５）の内側に摺動自在なインナガイド（１５ａ）が取付けられ、そのアウタガイド（１５）とインナガイド（１５ａ）との間には第２のシリンダ（１６）が取り付けられ、そのインナガイド（１５ａ）の下端には駆動装置を構成するギヤケース（１８）が取付けられ、そのギヤケース（１８）の中央部には前記各杭（４０ａ、４０ｂ）の外周に設けた帯状鋼板（４１）の凹部（４３）と係合する凸部（２０）を有するリング（２２）が回転自在に設けられ、そしてそのリング（２２）を駆動する駆動手段（１９）が設けられており、前記本体（１０）には前記杭（４０ａ、４０ｂ）の内側を昇降する排土手段（８）が設けられていることを特徴とする杭施工装置。
【請求項２】
高さに制限のある洞道（１）内で杭打ち作業を行うための杭施工法において、洞道（１）内の杭施工個所に複数の凹所（３）を掘削しライナプレート（４）で土留めして残土を排出し、そしてそれらの複数の凹所（３）の両側にレール（５３）を敷設し、杭施工装置（１０）を搬入してそのレール（５３）を用い凹所（３）の位置に移動し、杭施工装置の第１のシリンダ（１１）を作動して該装置（１０）の本体を固定し、先端にカッタ（４２）を有する鋼管で構成された第１の杭（４０ａ）をその杭施工装置（１０）で回転させて掘進し、排土手段（８）で第１の杭（４０ａ）の内側の土砂を排出して運搬車両（５２）で搬出し、杭（４０ｂ）の長さ相当分掘進したならば第２の杭（４０ｂ）を順次溶接して掘進し、所定の深さまで杭（４０ａ、４０ｂ）を掘進したならば杭（４０ａ、４０ｂ）内にコンクリートを打設することを特徴とする杭施工法。
【請求項３】
高さに制限のある洞道（１）内で杭打ち作業を行うための杭施工法において、洞道（１）内の杭施工個所に複数の凹所（３）を掘削しライナプレート（４）で土留めして残土を排出し、そしてそれらの複数の凹所（３）の両側にレール（５３）を敷設し、杭施工装置（１０）を搬入してそのレール（５３）を用い凹所（３）の位置に移動し、杭施工装置の第１のシリンダ（１１）を作動して該装置（１０）の本体を固定し、排土手段（８）により第１の杭（４０ａ）の下方を先行掘削し、鋼管で構成された第１の杭（４０ａ）先端のカッタ（４２）を杭施工装置（１０）で回転させて掘進し、排土手段（８）で第１の杭（４０ａ）の内側の土砂を排出して運搬車両（５２）で搬出し、杭（４０ｂ）の長さ相当分掘進したならば第２の杭（４０ｂ）を順次溶接して掘進し、所定の深さまで杭（４０ａ、４０ｂ）を掘進したならば杭（４０ａ、４０ｂ）内にコンクリートを打設することを特徴とする杭施工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばトンネル内や橋梁下のように高さに制限のある場所において杭打ち作業を実施する場合の杭施工法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
地上に杭施工装置を設置し杭を施工する技術は、例えばドロップハンマによるもの、杭を回転・押し込む技術等は知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、例えば小さな洞道内等の低空頭環境において杭施工を実施する必要が生じた場合等、ドロップハンマはその地上高が大であり、杭を回転・押し込む方法はその装置が大であり、かつ構造複雑で、動力の伝達に摩擦を利用しているためにスリップが発生しやすい等の問題がある。
【０００４】
本発明は、上記の問題点に鑑み低空頭環境において杭施工が容易に実施できる杭施工法及びその装置を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、高さに制限のある洞道（１）内で杭打ち作業を行うための杭施工装置において、先端にカッタ（４２）を有する鋼管で構成された第１の杭（４０ａ）とその杭（４０ａ）に溶接で接続される別の杭（４０ｂ）とを有し、本体（１０）には中央部に設けられた前記杭（４０ａ）が貫通する孔（１４）が設けられ、かつその本体（１０）には本体（１０）を上下動させる複数の第１のシリンダ（１１）が設けられ、前記貫通する孔（１４）の周囲には複数のアウタガイド（１５）が本体（１０）に固着され、そのアウタガイド（１５）の内側に摺動自在なインナガイド（１５ａ）が取付けられ、そのアウタガイド（１５）とインナガイド（１５ａ）との間に第２のシリンダ（１６）が取り付けられ、そのインナガイド（１５ａ）の下端には駆動装置を構成するギヤケース（１８）が取付けられ、そのギヤケース（１８）の中央部には前記各杭（４０ａ、４０ｂ）の外周に設けた帯状鋼板（４１）の凹部（４３）と係合する凸部（２０）を有するリング（２２）が回転自在に設けられ、そしてそのリング（２２）を駆動する駆動手段（１９）が設けられており、前記本体（１０）には前記杭（４０ａ、４０ｂ）の内側を昇降する排土手段（８）が設けられている。
なお、前記排土手段（８）としてはグラブやコンクリート打設用のトレミー管が好ましいが、その他の任意の手段を用いることもできる。
【０００６】
そして、本発明によれば、高さに制限のある洞道（１）内で杭打ち作業を行うための杭施工法において、洞道（１）内の杭施工個所に複数の凹所（３）を掘削しライナプレート（４）で土留めして残土を排出し（第１工程）、そしてそれらの複数の凹所（３）の両側にレール（５３）を敷設し（第２工程）、杭施工装置（１０）を搬入してそのレール（５３）を用い凹所（３）の位置に移動し、杭施工装置の第１のシリンダ（１１）を作動して該装置（１０）の本体を固定し（第３工程）、先端にカッタ（４２）を有する鋼管で構成された第１の杭（４０ａ）をその杭施工装置（１０）で回転させて掘進し、排土手段（８）で第１の杭（４０ａ）の内側の土砂を排出して運搬車両（５２）で搬出し（第４工程）、杭（４０ｂ）の長さ相当分掘進したならば第２の杭（４０ｂ）を順次溶接して掘進し（第５工程）、所定の深さまで杭（４０ａ、４０ｂ）を掘進したならば杭（４０ａ、４０ｂ）内にコンクリートを打設する（第６工程）。
【０００７】
または、本発明によれば、高さに制限のある洞道（１）内で杭打ち作業を行うための杭施工法において、洞道（１）内の杭施工個所に複数の凹所（３）を掘削しライナプレート（４）で土留めして残土を排出し（第１工程）、そしてそれらの複数の凹所（３）の両側にレール（５３）を敷設し（第２工程）、杭施工装置（１０）を搬入してそのレール（５３）を用い凹所（３）の位置に移動し、杭施工装置の第１のシリンダを作動して該装置（１０）の本体を固定し（第３工程）、排土手段（８）により第１の杭（４０ａ）の下方を先行掘削し、鋼管で構成された第１の杭（４０ａ）先端のカッタ（４２）を杭施工装置（１０）で回転させて掘進し、排土手段（８）で第１の杭（４０ａ）の内側の土砂を排出して運搬車両（５２）で搬出し（第４工程）、杭（４０ｂ）の長さ相当分掘進したならば第２の杭（４０ｂ）を順次溶接して掘進し（第５工程）、所定の深さまで杭（４０ａ、４０ｂ）を掘進したならば杭（４０ａ、４０ｂ）内にコンクリートを打設する（第６工程）。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る杭施工法に用いられる杭施工装置の一実施形態を示す全体構成図であり、洞道１の上方、例えば高さＨの上方には別の図示しない既存構造体が存在する場合を示し、洞道１の杭を施工したい位置には凹所３が掘削されており、その凹所３はライナープレート４により土留めされている。
【０００９】
そして、図１は凹所３の略中央に先端にカッタ４２を有する鋼管で構成された第１の杭４０ａ、第１の杭に溶接で接続され鋼管で構成された第２及び第３の杭４０ｂ、４０ｂが施工された態様を示している。なお、第２の杭以降の杭はすべて同じ杭４０ｂが用いられ、第１の杭４０ａを含めすべての杭４０ａ、４０ｂの外周には凹部４３を有する複数（例えば円周等分３個所）の帯状鋼板４１が溶接で取り付けられている。
【００１０】
また、杭施工装置の本体１０には複数（図示の例は４個所、図３参照）の第１のシリンダ１１が固着され、その第１のシリンダ１１の上部にはステー１２が洞道１の天井部２との間に着脱自在に取り付けられ、第１のシリンダ１１のロッド１１ａ端部に取り付けられたチルタンク５とにより、本体１０が洞道１の天井部２と凹所３の外側に設けられた移動用レール５３との間に固定されている。ここで、符号６は支柱、７はワイヤ、８は杭４ｂの内側を通過可能でバケットの機能を有するグラブをそれぞれ示している。
【００１１】
図２を参照して、本体１０の中央部に設けられ杭４０ａ、４０ｂが貫通する孔１４の周囲には、複数（図示の例は４箇所）の筒状に形成されたアウタガイド１５が本体に固着されており、そのアウタガイド１５の内側にはアウタガイド内を摺道自在にインナガイド１５ａが取り付けられ、そのインナガイド１５ａの下端には駆動手段を構成するギヤケース１８が取り付けられている。
【００１２】
そのギヤケース１８の中央部には帯状鋼板４１の凹部４３と係合する帯状鋼板４１と同数（例えば３個）の凸部２０を内側に円周等分に有するリング２２が回転自在に設けられ、そのリング２２の外周にはギヤ２４が取り付けられており、ギヤケース１８の下部に設けられた油圧モータ１９で駆動されるピニオン２３により駆動されるよう構成されている。
【００１３】
また、アウタガイド１５とインナガイド１５ａとの間には第２のシリンダ１６が取り付けられ、杭４０ｂを回転させながら下方に押し込み掘削するよう構成されている。
【００１４】
図３は本体１０の平面図を示し、全体としてＨ字状に形成されて狭い洞道内を図における左右方向に移動しやすいように形成されている。
【００１５】
以下、図４〜図９を参照して杭施工の工程について説明する。
まず，図４を参照して、洞道１内の杭施工個所にミニバックホー５０で凹所３を掘削し、ライナープレート４で土留めし、残土は運搬車両５２で搬出する（第１工程）。
【００１６】
次ぎに、図５を参照して、複数の凹所３、３……の掘削が終了したら小型の移動式クレン等で凹所３の両側に杭施工装置移動用のレール５３、５３を敷設する（第２工程）。
【００１７】
図６を参照して、杭施工装置（本体と同じ符号１０を用いる）１０を洞道内に搬入し、発電機５６と油圧ホースリール５７とを装備した後続台車５５と連結し、第１のシリンダ１１にオイルを供給して本体１０を上昇させ、レール５３を用いて凹所３の位置に移動する。オイルを第１のシリンダ１１から抜いてギヤケース１８を凹部３の中に降下させ、ステー１２を第１のシリンダ１１の上端部と洞道１の天井部２の間に取り付け、本体１０を固定する（第３工程）。
【００１８】
図７を参照して、まず第１の杭４０ａを本体１０のギヤケース１８のリング２２にセットし、杭４０ａの帯状鋼板４１の凹部４３とリング２２の凸部２０とを油圧モータ１９を駆動して係合させ、さらに第２のシリンダ１６にオイルを供給して杭４０ａを下方に推進して掘削を開始し、第１の杭４０ａの内側の土はグラブ８を杭の内側に落下させ、グラブ８で掬って杭４０ａ、４０ｂの内側を通過して排出し、運搬車両５２により搬出する（第４工程）。
【００１９】
図８を参照して、杭４０ｂの長さ相当分Ｌだけ掘進したらホークリフト５８により杭４０ｂを本体１０に供給し、溶接により杭４０ｂを新たに接続して所定深さまで杭の掘進を継続する（第５工程）。
【００２０】
図９を参照して、所定深さまで杭４０ａ、４０ｂを掘進したら、グラブ８に換えて杭の内側にトレミー管６０を挿入し、洞道１内に搬入された定置式コンクリートポンプ６３を連結し、生コン車６４からコンクリートを供給して下端の杭４０ａ内にコンクリート打設して杭施工作業を終了する（第６工程）。なお、杭内部にコンクリートを打設せず、あるいは杭全体にコンクリートを打設する場合もある。
【００２１】
以上の作業が終了したら、トレミー管６０を回収し、帯状鋼板４１の凹部４３とリング２２の凸部２０の係合を解除し、ギヤケース１８を本体１０の下部まで第２のシリンダ１６のオイルを抜いて引き上げ、ステー１２を取り外し、第１のシリンダ１１にオイルを供給して本体１０を最上部位置まで上昇させて、レール５３によリ次ぎの杭施工位置まで本体１０を移動させ、次ぎの杭施工作業を繰り返す。
【００２２】
図１０、図１１は本発明の別の実施形態を示し、第１実施形態の第４工程において、先にグラブ８で第１の杭４０ａの下方を先行掘削し（図１０）、次ぎにフォークリフト５８により杭４０ｂを本体１０に供給して杭４０ａを掘進する（図１１）ようにしたこと以外、第１実施形態と同じであり、地盤の土質により選択すればよい。
【００２３】
【発明の効果】
本発明は、以上説明した通り構成されており、以下の優れた効果を奏することが出来る。
（１）  局部的な凹所に杭施工装置の一部を入れて杭を接続しながら作業出来るため、低空頭の環境での杭施行ができる。
（２）  パイプ状の杭で掘削し、そのまま杭とするため工期が短く、作業も容易で安全である。
（３）  杭施行装置が構造簡単であり、低頭空間を移動できるのでコストが安い利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の杭施行法に用いる杭施行装置の一実施形態を示す構成図。
【図２】図１の本体部分を示す部分断面図。
【図３】図２の本体の平面図。
【図４】杭施行作業の第１工程を示す図。
【図５】杭施行作業の第２工程を示す図。
【図６】杭施行作業の第３工程を示す図。
【図７】杭施行作業の第４工程を示す図。
【図８】杭施行作業の第５工程を示す図。
【図９】杭施行作業の第６工程を示す図。
【図１０】本発明の別の実施形態における第４工程を示す図。
【図１１】本発明の別の実施形態における第５工程を示す図。
【符号の説明】
１…洞道
２…天井
３…凹所
４…ライナープレート
８…グラブ
１０…本体
１１…第１のシリンダ
１２…ステー
１５…アウタガイド
１５ａ…インナガイド
１６…第２のシリンダ
１８…ギヤケース
１９…油圧モータ
２０…凸部
２２…リング
２３…ピニオン
２４…ギヤ
４０ａ…第１の杭
４０ｂ…第２、第３・・・の杭
４１…帯状鋼板
４３…凹部
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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