(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部杭体と上部杭体の間に接続体を挟み込む一方、上下方向に設けられた支持軸に対してそれぞれ上下にスライド可能に下部杭体掴持部、接続体回転制御部及び上部杭体掴持部が設けられた継杭装置を用い、下部杭体掴持部及び上部杭体掴持部をそれぞれ下部杭体及び上部杭体に固定すると共に、上部杭体を接続体を介して下部杭体に押し付けながら継杭装置の接続体回転制御部により接続体を回転させることで、下部杭体に上部杭体を摩擦圧接により接合することを特徴とする継杭施工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば地盤の支持層が深部にある場合や施工空間の高さに制限がある場合等に用いられる、杭体を接続して埋設することで地盤強化を図る継杭施工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、継杭施工方法としては、地盤に埋設した下部杭体上に上部杭体を立て、上部杭体を下部杭体に押し付けながら高速回転させることで摩擦圧接し、これによって順次杭体を継ぎ足す方法が知られている（特開平１０−１３１１７８号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の継杭施工方法における摩擦圧接を行うためには、熔接可能なまでの摩擦熱を発生させるために杭体を高速回転させると共に、必要な摩擦熱の発生後杭体の回転を急停止させる必要がある。
【０００４】
しかしながら、通常何トンもある杭体を高速回転させると共に急停止させることができるようにするには、杭体の保持装置、動力装置及びブレーキ装置が大掛かりなものとなり、設備的負担が大きい問題がある。また、高速回転前の軸芯合わせや垂直出し等の下準備に不備があると、高速回転される杭体のバランスが崩れやすいことから、この下準備を厳格に行う必要があり、作業に手間がかかる問題もある。
【０００５】
本発明は、上記従来の問題点にかんがみてなされたもので、大掛かりな装置を用いることなく、簡便な作業で、摩擦圧接による杭体の継ぎ足しを行えるようにすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このために本発明では、下部杭体と上部杭体の間に接続体を挟み込む一方、上下方向に設けられた支持軸に対してそれぞれ上下にスライド可能に下部杭体掴持部、接続体回転制御部及び上部杭体掴持部が設けられた継杭装置を用い、下部杭体掴持部及び上部杭体掴持部をそれぞれ下部杭体及び上部杭体に固定すると共に、上部杭体を接続体を介して下部杭体に押し付けながら継杭装置の接続体回転制御部により接続体を回転させることで、下部杭体に上部杭体を摩擦圧接により接合することを特徴とする継杭施工方法を提供するものである。
【０００７】
また、本発明は、上記継杭施工方法において、上下方向に設けられた支持軸に対してそれぞれ上下にスライド可能に下部杭体掴持部、接続体回転制御部及び上部杭体掴持部が設けられた継杭装置を用い、下部杭体掴持部及び上部杭体掴持部をそれぞれ下部杭体及び上部杭体に固定すると共に、上部杭体を接続体を介して下部杭体に押し付けながら継杭装置の接続体回転制御部により接続体を回転させることで摩擦圧接することを特徴とする継杭施工方法を提供するものでもある。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１〜図４に基づいて本発明の一例を説明する。
【０００９】
図１中、１は埋設される各杭体、１ａ，１ｂが目下の接続対象である下部杭体と上部杭体である。各杭体１としては、通常、鋼管杭であることが好ましいが、接続面に摩擦圧接可能な金属端板（一般的には鋼製）を設けたものであれば、鋼管コンクリート杭（鋼管とコンクリートを併用した杭）やコンクリート杭であってもよい。
【００１０】
下部杭体１ａは地盤上に露出した上部を残して地盤中に埋設されているものである。各杭体１の埋設は、打撃による打ち込みによってもよいが、最下端の杭体１として、先端にスクリュ翼を有するものを用い、回転圧入により埋設することが好ましい。杭体１を回転圧入すると、後述する摩擦圧接時に、この回転圧入のための装置を用いて、上部杭体１ｂを接続体２を介して下部杭体１ａに押し付けることができる。
【００１１】
下部杭体１ａを、その上部を残して地盤中に埋設した後、下部杭体１ａの上側端部上に、ほぼ中心軸を合わせて上部杭体１ｂを立てる。この時、下部杭体１ａの上端面と上部杭体１ａの下端面との間に、やはり中心軸をほぼ合わせて接続体２を挟み込む。この接続体２は、後述するように、摩擦圧接によって下部杭体１ａに上部杭体１ｂを接合するために高速回転されるもので、良好な摩擦圧接状態を得るために、各杭体１が鋼管杭である場合にはこの鋼管杭と同様な材質、各杭１が金属端板を有する場合にはこの金属端板と同様な材質であることが好ましい。接続体２は、通常、各杭体１と同径の中空円筒体であるが、中実円筒体とすることもできる。また、接続体２は、後述する回転機構やブレーキ機構のセットが可能で、これらによる高速回転及び急停止が可能な範囲でできるだけ短いことが好ましい。
【００１２】
上記のように、下部杭体１ａ上に接続体２を挟んで上部杭体１ｂを立てた後、継杭装置３をセットする。この継杭装置３は、前方にＵ字形の凹部４を有する車輪付の移動基台５を備えたもので、移動基台５上には支持軸６を上下方向に保持するフレーム７が設けられており、この支持軸６にはそれぞれ上下にスライド可能に下部杭体掴持部８、接続体回転制御部９及び上部杭体掴持部１０が取り付けられている。
【００１３】
まず、移動基台５を、その前方の凹部４内に下部杭体１ａが入るようにして杭１に近付けた後、下部杭体掴持部８と上部杭体掴持部１０をそれぞれ下部杭体１ａと上部杭体１ｂに固定すると共に、接続体回転制御部９を接続体２に対してセットする。
【００１４】
下部杭体掴持部８と上部杭体掴持部１０は、それぞれ図１及び図２に示されるようなもので、支持軸６に上下にスライド可能に取り付けられた掴持部本体１１と、掴持部本体１１から前方（杭体１側）に突出してＬ字形に屈曲し、屈曲片の内側が押え部１２となった押えアーム１３と、この押えアーム１３の押え部１２と対向する掴持部本体１１前面位置に設けられた平面Ｖ字形溝をなす受け部１４とを有するものとなっている。押えアーム１３の基部は、掴持部本体１１に対して前後に移動可能に保持されており、掴持部本体１１に設けられたウォームギア１５を油圧モータ等の駆動装置１６で正・逆回転させると、押えアーム１３の基部に形成されたラック１７がウォームギア１５と噛み合っていることによって、前後に進退されるものとなっている。
【００１５】
下部杭体掴持部８と上部杭体掴持部１０の下部杭体１ａと上部杭体１ｂへの固定は、それぞれ押えアーム１３を前進させ、押え部１２と受け部１４の間を開いた状態で、その間に下部杭体１ａと上部杭体１ｂを差し込み、次いで押えアーム１３を後退させることで、下部杭体１ａと上部杭体１ｂを押え部１２と受け部１４の間に挟み付けて掴持することで行われるものである。
【００１６】
一方、接続体回転制御部９は、図１、図３及び図４に示されるようなもので、支持軸６に上下にスライド可能に取り付けられた回転制御部本体１８に回転機構とブレーキ機構を設けたものとなっている。
【００１７】
回転機構は、図１及び図３に示されるようなもので、回転制御部本体１８から前方に突出してＬ字形に屈曲し、屈曲片の先端部に押えローラ１９が設けられた押えアーム２０と、押えローラ１９を頂点とした平面三角形をなす回転制御部本体１８の前面位置にそれぞれ設けられた補助ローラ２１と駆動ローラ２２を有するものとなっている。押えアーム２０は、前記下部杭体掴持部８及び上部杭体掴持部１０における押えアーム１３と同様に、油圧モータ等の駆動装置２３で正・逆回転されるウォームギア２４と、押えアーム２０の基部に形成されたラック２５との噛み合いによって前後に進退されるものとなっている。
【００１８】
この回転機構の接続体２へのセットは、やはり押えアーム２０を前進させ、押えローラ１９と補助ローラ２１及び駆動ローラ２２との間を開いた状態で、その間に接続体２を差し込み、次いで押えアーム２０を後退させることで、接続体２を押えローラ１９と補助ローラ２１及び駆動ローラ２２との間に挟み付けて掴持することで行われるものである。この状態で駆動ローラ２２を例えば油圧モータ等の駆動装置２６で回転させると、駆動ローラ２２と接続体２間の摩擦力によって駆動ローラ２２の回転が接続体２に伝わり、接続体２を回転させることができる。押えローラ１９と補助ローラ２１は回転自在なもので、接続体２を押えて安定させつつ、接続体２の回転に伴って回転するものである。
【００１９】
ブレーキ機構は、図１及び図４に示されるようなもので、それぞれ中間部が支持ピン２７によって水平方向に傾動可能に回転制御部本体１８に取り付けられ、先端部の対向位置にブレーキ板２８を有する２本のブレーキアーム２９と、ブレーキアーム２９の基部側間隔を拡張又は縮小させてブレーキアーム２９を水平方向に傾動させる油圧シリンダーピストン等の駆動装置３０とを有するものとなっている。
【００２０】
このブレーキ機構の接続体２へのセットは、ブレーキアーム２９の基部側間隔を狭め、ブレーキ板２８の間隔を開いた状態で、その間に接続体２を差し込むことで行われる。ブレーキ板２８は、上記回転機構による接続体２の回転時には接続体と接触しておらず、接続体２の回転によって摩擦圧接可能な状態となった時に接続体２を挟み込んでその回転を急停止させるものである。
【００２１】
上述のようにして継杭装置３をセットした後、ブレーキ板２８が接続体２から離れた状態で、駆動装置２６を作動させて、駆動ローラ２２を介して接続体２を高速回転させる。この回転と共に上部杭体１ｂを下部杭体１ａ側へ押し付け、接続体２の回転に伴って摩擦熱を発生させる。上部杭体１ｂの下部杭体１ａへの押し付けは、従来と同様にして上部杭体１ｂの上端部に下向きの力を作用させて行うことができる。
【００２２】
摩擦熱が下部杭体１ａと上部杭体１ｂを熔接可能なまでに十分発生した段階で、駆動装置２６の作動を止め、駆動装置３０を作動させて、ブレーキアーム２９先端のブレーキ板２８で接続体２を挟み付けてその回転を急停止させる。そして、これによって、下部杭体１ａに対して、接続体２を介して上部杭体１ｂを接続することができる。その後は、下部杭体掴持部８、接続体回転制御部９及び上部杭体掴持部１０の各セットを解除し、継杭装置３を移動させてから上部接続体１ｂの必要量の埋設を行えばよく、更に必要であれば更なる杭体１の摩擦圧接を同様にして行えばよい。
【００２３】
図５は、本発明に用いる継杭装置３の他の例を示すもので、図１及び図３で説明した接続体回転制御部９の駆動ローラ２２に対応する位置に回転自在な補助ローラ３１が設けられていると共に、接続体２の回転が、接続体２の周面に形成された接続体ギア３２と噛み合う駆動ギア３３の回転によって行われるものとなっており、図１及び図４で説明したブレーキ機構が省略されている点が図１〜図４で説明した継杭装置３と相違している。本継杭装置における接続体２のブレーキは、駆動装置２６の駆動を停止させて駆動ギア３３の回転に負荷を加えることでかかるものである。このようにすると、駆動装置２６から接続体２への回転力の伝達が確実で、しかもブレーキ機構を省略したより簡便な継杭装置３とすることができる利点がある。尚、図５において図１〜図４と同じ符号は同様の部材を示すものである。
【００２４】
【発明の効果】
本発明は、以上説明した通りのものであり、次の効果を奏するものである。
【００２５】
（１）摩擦圧接のために高速回転させるのは、下部杭体１ａと上部杭体１ｂの間に挟み込んだ接続体２であり、この接続体２は短く軽量なもので済むため、摩擦圧接に必要な高速回転及び必要な摩擦熱の発生後の急停止を小型で簡便な継杭装置３で行うことができ、設備的な負担が大幅に軽減される。
【００２６】
（２）上記と同様の理由から、接続体２の高速回転時のバランスも維持しやすいことから、さほど厳格な下準備がいらず、作業が軽減される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る継杭施工方法及びそれに用いる継杭装置の説明図である。
【図２】図１の継杭装置における下部杭体掴持部及び上部杭体掴持部部分の拡大平面図である。
【図３】図１の継杭装置における接続体回転制御部の回転機構部分の拡大平面図である。
【図４】図１の継杭装置における接続体回転制御部のブレーキ機構部分の拡大平面図である。
【図５】本発明に用いる継杭装置の他の例を示す図である。
【符号の説明】
１    杭体
１ａ  下部杭体
１ｂ  上部杭体
２    接続体
３    継杭装置
４    凹部
５    移動基台
６    支持軸
７    フレーム
８    下部杭体掴持部
９    接続体回転制御部
１０  上部杭体掴持部
１１  掴持部本体
１２  押え部
１３  押えアーム
１４  受け部
１５  ウォームギア
１６  駆動装置
１７  ラック
１８  回転制御部本体
１９  押えローラ
２０  押えアーム
２１  補助ローラ
２２  駆動ローラ
２３  駆動装置
２４  ウォームギア
２５  ラック
２６  駆動装置
２７  支持ピン
２８  ブレーキ板
２９  ブレーキアーム
３０  駆動装置
３１  補助ローラ
３２  接続体ギア
３３  駆動ギア
【図１】
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【図２】
0003756675.tif 000003
【図３】
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【図４】
0003756675.tif 000005
【図５】
0003756675.tif 000006