JP2000002069A - 杭圧入装置及び杭圧入工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ケーシング付きアースオーガで先掘りしなが
ら杭を圧入する杭圧入装置において、杭の圧入の迅速化
を図る。 【解決手段】 杭圧入装置は、杭（鋼矢板２）を掴むチ
ャック２０と、該チャック２０を昇降する油圧シリンダ
１５とを備える。また、チャック２０には、アースオー
ガ３０のケーシング３２を掴むケーシングチャックと、
これをチャック２０内で昇降する油圧シリンダとが備え
られている。また、アースオーガ３０には、そのケーシ
ング３２に対してスクリューロッド３３を昇降する油圧
シリンダ３５が設けられている。従って、スクリューロ
ッド３３を昇降する際に、その昇降速度を速くすること
ができる。また、アースオーガ３０を引き上げる際に、
ケーシング３２に対してスクリューロッド３４を引き上
げることで、ケーシング３２内に土砂を取り込むことが
できる。

Description

【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及び杭圧入
工法に関する。

【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５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５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、硬質地盤に鋼矢板を圧入するために、
ケーシング付きアースオーガで先掘りを行っているとと
もに、上述のような杭圧入装置では、例えば、油圧シリ
ンダで鋼矢板の圧入や、アースオーガの掘削時の降下を
行っている。そして、油圧シリンダは、その一回の動作
による昇降距離があまり長くないので、アースオーガの
掘削時の降下や、鋼矢板の圧入に際しては、油圧シリン
ダを何度も作動させる必要があるとともに、例えば、油
圧シリンダを伸ばした際に、アースオーガの掘削時の降
下や、鋼矢板の圧入が行われるものとすれば、油圧シリ
ンダを縮める間は、待ちの時間となり、油圧シリンダを
繰り返し作動させる度に待ちの時間が生じることにな
る。従って、アースオーガで先掘りしながら鋼矢板を圧
入するのには、時間がかかることになる。また、鋼矢板
等の杭に沿ってケーシング付きアースオーガを地盤中で
下降させた場合に、杭とアースオーガのケーシングとの
間に土砂が入り込んだ状態となって、杭とケーシングと
がそれらの下端側で離れぎみになることがあり、このよ
うになるとアースオーガの掘削による杭圧入時の圧入力
の低減効果が減少し、杭圧入の効率が悪くなる可能性が
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、杭の圧入作業の作業時間の短縮を図ることができ
るとともに、杭とケーシング付きアースオーガを地盤中
で離れにくくする杭圧入装置及び杭圧入工法を提供する
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、筒状のケー
シングと該ケーシング内に配置された掘削ロッドとを備
えた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、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と、該ケーシングチャックを
昇降させることにより、上記杭に沿って上記アースオー
ガの昇降を行うアースオーガ昇降手段と、上記ケーシン
グに対して上記掘削ロッドを昇降自在に支持する掘削ロ
ッド昇降手段とが備えられていることを特徴とする。

【０００６】また、本発明の請求項２記載の杭圧入工法
は、請求項１記載の杭圧入装置を用いたものであり、上
記アースオーガ昇降手段により上記ケーシングを掴んだ
上記ケーシングチャックを下降させるとともに、上記掘
削ロッド昇降手段により上記掘削ロッドを下降させて、
地盤の杭の下方をアースオーガにより掘削する掘削工程
と、次いで、上記アースオーガ昇降手段により上記ケー
シングを掴んだ上記ケーシングチャックを上昇させると
ともに、上記掘削ロッド昇降手段により上記掘削ロッド
を上昇させてアースオーガを引き上げ、かつ、上記杭昇
降手段により杭を掴んだチャックを下降させることによ
り杭を地盤に圧入する圧入工程とを備え、これらの工程
を繰り返し行うことを特徴とする。

【０００７】本発明の杭圧入装置及び杭圧入工法によれ
ば、アースオーガ昇降手段によりケーシングごとアース
オーガ全体が下降し、さらに、掘削ロッド昇降手段によ
り掘削ロッドがケーシングに対して下降するので、掘削
ロッド昇降手段もしくはアースオーガ昇降手段のどちか
一方によりアースオーガを下降させて地盤を掘削した場
合に比較して掘削速度（下降速度）が速くなる。また、
同様に、アースオーガ昇降手段及び掘削ロッド昇降手段
を用いてアースオーガを引き上げた場合には、掘削ロッ
ドの引き上げ速度が速くなるとともに、ケーシングと掘
削ロッドとが引き上げられる際に、ケーシングから延出
した状態の掘削ロッドの下端部が掘削ロッド昇降手段に
より上昇させられてケーシング内に引き込まれるように
動くので、掘削ロッドの周囲の土砂がケーシング内に取
り込まれ、掘削ロッドが引き抜かれた部分に確実に空間
を形成することができる。

【０００８】そして、上述のようにアースオーガを引き
上げながら、杭を圧入した場合には、杭よりも下方まで
アースオーガで掘削し、該アースオーガを引き上げるこ
とにより、杭の下方に空間が形成されるので、杭はその
下端部の周囲の土砂を上記空間内に押込みながら圧入さ
れることになり、杭の圧入に必要な圧入力が低減され
る。また、上述のように確実に上記空間を形成できるこ
とから、確実に杭の圧入力を低減できるので、杭の圧入
速度も速くすることができる。また、アースオーガを引
き上げる際の引抜抵抗力から反力を取って杭を圧入する
ことができるので、安定して杭を圧入できる。以上のこ
とから、アースオーガの掘削の際の動作を速くできると
ともに、杭の圧入速度を速くできることから、杭の圧入
作業の作業時間の短縮を図ることができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態の一
例の杭圧入装置を図面を参照して説明する。図１はこの
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を示すものである。
図１に示すように、杭圧入装置１０は、従来の杭圧入装
置と同様に、既設のＵ型の鋼矢板２…を掴むクランプ１
１…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（図示略）が巻き取られるリー
ル１６とを備えたものである。

【００１０】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の上端部と、スクリューロッド３４が接続
された油圧モータ３１とは、上下に伸縮する複数の油圧
シリンダ３５、３５を介して接続されており、該油圧シ
リンダ３５，３５により、ケーシング３２に対して油圧
モータ３１に接続されたスクリューロッド３４を昇降で
きるようになっている。すなわち、油圧シリンダ３５，
３５が、ケーシング３２に対してスクリューロッド３４
を昇降する掘削ロッド昇降手段となっている。また、油
圧シリンダ３５，３５は、必ずしも複数である必要はな
く、一本の油圧シリンダでスクリューロッド３４を昇降
するものとしても良い。また、この際に、一本の油圧シ
リンダを大きな径のものとするとともに、筒状等の中空
形状のものとして、ケーシング３２の上端部にこの油圧
シリンダを配置するようにしても良い。

【００１１】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図示しない排土部が設けられてい
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２
０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。

【００１２】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２
３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２
３ａ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。

【００１３】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２
３ａ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は、チャック２０内
に固定的に設けられた上記固定保持部２２ａと、該固定
保持部２２ａの裏面に対向して配置され、固定保持部２
２ａに向かって伸長可能な油圧シリンダ２６ａとを備え
たものである。なお、固定保持部２２ａは、杭チャック
部２２と共用されている。

【００１４】そして、補助ケーシングチャック２６は、
ケーシングチャック２３より下方において、固定保持部
２２ａと油圧シリンダ２６ａとによりケーシング３２を
挟持できるようになっており、ケーシングチャック２３
によりアースオーガ３０を地盤から引き抜く際に、ケー
シング３２を掴んだケーシングチャック２３を上昇さ
せ、次いで、補助ケーシングチャック２６でケーシング
３２を掴んで仮支持するとともに、ケーシングチャック
２３からケーシング３２を放した状態で、ケーシングチ
ャック２３を下降させ、次いで、ケーシングチャック２
３でケーシング３２を掴むとともに、補助ケーシングチ
ャック２６においてケーシング３２を放し、再び、ケー
シング３２を掴んだケーシングチャック２３を上昇させ
ることを繰り返すことで、クレーン等を用いずに自力で
アースオーガ３０を地盤から引き抜くことができるよう
にするためのものである。

【００１５】次ぎに、以上のような杭圧入装置により鋼
矢板２を地盤に圧入する杭圧入工法を説明する。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３
０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
り下降させるとともに、油圧シリンダ３５，３５により
スクリューロッド３４をケーシング３２に対して下降さ
せることで、圧入される鋼矢板２の下方を先掘りする。
この際には、スクリューロッド３４は、チャック２０内
の油圧シリンダ２４によりケーシング３２とともに下降
させられ、さらに、油圧シリンダ３５，３５によりケー
シング３２に対して下降させられるので、油圧シリンダ
２４の下降速度と、油圧シリンダ３５，３５の下降速度
とを合わせた下降速度で下降することになり、スクリュ
ーロッド３４の下降速度が速くなることにより、スクリ
ューロッドによる掘削速度が速くなる。なお、スクリュ
ーロッド３４の下端は、予め、ケーシング３２の下端よ
り低くされるとともに、ケーシング３２に対して、スク
リューロッド３４が下降するので、さらに、ケーシング
３２の下端からスクリューロッド３４が延出することに
なる。

【００１６】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により上昇させると
ともに、スクリューロッド３４を油圧シリンダ３５，３
５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、下降の場合と同様にスクリュ
ーロッド３４の上昇速度が速くなる。また、スクリュー
ロッド３４は、ケーシング３２に対しても上昇するの
で、ケーシング３２にスクリューロッド３４の下端が引
き込まれることになり、この際に、スクリューロッド３
４の周囲の土砂がスクリューロッド３４と一緒に引き込
まれてケーシング３２の中に入ることになる。また、こ
の際には、スクリューロッド３４が外周にスクリュー３
３を有するので、土砂をスクリュー３３に載せた状態で
確実にケーシング３２内に引き込む。

【００１７】従って、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ことになるが、
上述のようにスクリューロッド３４の周囲の土砂がケー
シング３２に引き込まれることにより、アースオーガ３
０を引き上げた際に形成された空間の一部がスクリュー
ロッド３４の周囲の土砂が落ち込むことにより埋まって
しまうことがなく、確実に上記空間を形成できるととも
に、上述のように空間の一部が埋まってしまうのを防止
できることから、実質的に形成される空間の容積を大き
くすることができる。これにより、アースオーガ３０を
引き上げることで形成された空間に土砂を押込みながら
鋼矢板２が圧入されるので、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、上述
のように確実に上記空間を形成できるとともに、実質的
に空間の容積を大きくできることから、単にアースオー
ガ３０を引き上げた場合に比較して、さらに杭の圧入力
を低減することができ、これにより圧入速度をさらに速
くすることができる。

【００１８】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。すなわち、安定した状態で杭を
圧入することができる。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。

【００１９】そして、以上のような圧入動作を繰り返し
行う際に、上述のようにケーシング３２に対してスクリ
ューロッド３４を昇降させることで、ケーシング３２内
に土砂を取り込んで、確実に鋼矢板２及びアースオーガ
３０の下方の土砂を排土することにより、次ぎに、鋼矢
板２及びアースオーガ３０を下降させる際に、鋼矢板２
とケーシング３２との間に土砂が侵入するのを抑制する
ことができるので、鋼矢板２とケーシング３２との間に
土砂が侵入することにより、鋼矢板２の下端部とケーシ
ング３２との下端部とが離れるのを防止することができ
る。また、油圧モータ３１及びスクリューロッド３４に
油圧シリンダ３５、３５を介してケーシング３２が取り
付けられているので、油圧シリンダ３５を伸長させて、
ケーシング３２の上端から油圧モータ３１に接続された
スクリューロッド３４の上端部を露出させることができ
る。すなわち、油圧シリンダ３５，３５を伸長させるだ
けで、容易にケーシング３２から油圧モータ３１とスク
リューロッド３４の接続部を露出させられるので、スク
リューロッド３４を交換する際に、油圧モータ３１とス
クリューロッド３４の接続部を露出させて、油圧モータ
３１にスクリューロッド３４を容易に着脱させることが
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。

【００２０】

【発明の効果】本発明の杭圧入装置及び杭圧入工法によ
れば、アースオーガの掘削速度及び引き上げ速度を速く
できる。また、アースオーガを引き上げる際に、杭の下
方に確実に広い空間を形成することができるので、杭の
圧入に必要な圧入力を低減して、杭の圧入速度を速くす
ることができる。これらのことから杭の圧入作業の作業
時間の短縮を図ることができる。また、アースオーガを
引き上げる際に、杭及びアースオーガの下方から確実に
土砂を排土することで、アースオーガと杭との間に土砂
が侵入するのを防止して、アースオーガの下端部と杭の
下端部が地盤中で離れるように変位するのを防止するこ
とができる。また、ケーシングに対して掘削ロッドを上
下できることから、ケーシングの上端から掘削ロッドと
該掘削ロッドを駆動する駆動手段との接続部を容易に露
出させることができる。従って、掘削ロッドを交換する
際に、掘削ロッドと該掘削ロッドを駆動する駆動手段と
の接続部をケーシングから露出させて、駆動手段への掘
削ロッドの着脱を容易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一例の杭圧入装置を示す
側面図である。

【図２】上記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】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 ３４ スクリューロッド（掘削ロッド） ３５ 油圧シリンダ（掘削ロッド昇降手段）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 杭を地盤に圧入するに際し、筒状のケー
   シングと該ケーシング内に配置された掘削ロッドとを備
   えた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、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と、該ケ
   ーシングチャックを昇降させることにより、上記杭に沿
   って上記アースオーガの昇降を行うアースオーガ昇降手
   段と、上記ケーシングに対して上記掘削ロッドを昇降自
   在に支持する掘削ロッド昇降手段とが備えられているこ
   とを特徴とする杭圧入装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の杭圧入装置を用いた杭圧
   入工法であって、 上記アースオーガ昇降手段により上記ケーシングを掴ん
   だ上記ケーシングチャックを下降させるとともに、上記
   掘削ロッド昇降手段により上記掘削ロッドを下降させ
   て、地盤の杭の下方をアースオーガにより掘削する掘削
   工程と、 次いで、上記アースオーガ昇降手段により上記ケーシン
   グを掴んだ上記ケーシングチャックを上昇させるととも
   に、上記掘削ロッド昇降手段により上記掘削ロッドを上
   昇させてアースオーガを引き上げ、かつ、上記杭昇降手
   段により杭を掴んだチャックを下降させることにより杭
   を地盤に圧入する圧入工程とを備え、これらの工程を繰
   り返し行うことを特徴とする杭圧入工法。