JP2001049663A - 鋼管杭打設用の鋼管保持装置 - Google Patents

鋼管杭打設用の鋼管保持装置

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JP2001049663A
JP2001049663A JP11226442A JP22644299A JP2001049663A JP 2001049663 A JP2001049663 A JP 2001049663A JP 11226442 A JP11226442 A JP 11226442A JP 22644299 A JP22644299 A JP 22644299A JP 2001049663 A JP2001049663 A JP 2001049663A
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 鋼管径の相違や配列に対応できる汎用性のあ
る保持手段を装備すると共に、鋼管杭の打ち込みの際の
鋼管把持の対応を無理なく、確実に行える鋼管保持装置
を提供する。 【解決手段】 鋼管杭を連続的に打設する鋼管杭の打設
に際して、鋼管杭を、その外周からクランプする環状把
持手段3を上下動可能に装備した圧入機18を、保持装
置本体1に装備した鋼管保持装置において、打設すべき
鋼管杭に接続される打設済みの前段の鋼管杭に、保持装
置本体を保持する第1の保持手段8と、前前段の打設済
みの鋼管杭に保持装置本体を保持する第2の保持手段9
と、打設済みの他の鋼管杭に台座10aを支持させて、
保持装置本体を左右傾動可能に、また、前後傾動可能に
支持する第3の保持手段10とを具備しており、第1の
保持手段は、保持装置本体に対して左右移動可能であ
り、第2の保持手段は、保持装置本体に対して前後移動
可能である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、主として、湾岸の
防波堤などの施工に際して、特に、既存のヨットハーバ
ーの出入り口を跨いで、杭打ち施工が行われるなど、施
工条件が限定された港湾での、鋼管杭の打設に際して使
用される鋼管杭打設用の鋼管保持装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】港湾の岸壁施工に鋼管杭の連続打設を行
う場合、例えば、特開平3−169913号公報に開示
されているような、従来の自走式の鋼管用杭打ち装置を
用いると、装置自体に、圧入(杭打ち)機、掘進機、鋼
管内に土砂を埋め戻す圧密機などを装備する上、自走の
ための機構が必要で、かなりの重量となり、施工現場へ
の杭打ち装置の持ち込み、移動、持ち出しにクレーンを
使用することが困難である。
【0003】特に、湾岸に既存設備があり、陸上からの
装置や材料の搬入、搬出が困難な場合、海上からフロー
ティング・クレーンを用いて、機材の搬入、搬出を余儀
なくされる条件では、施工自体が非常に困難に、あるい
は、不可能になる。そこで、クレーンによる搬入、搬出
および移動が可能な、例えば、130トン級の鋼管用圧
入機を用いて、鋼管杭の打設を実現する施工法が、現況
の施工現場で必要となった。
【0004】そこで、本発明者は、既に、施工現場の周
囲に既存設備があり、施工条件が厳しい場合でも、小型
軽量な鋼管用圧入機を用いて、鋼管杭の打設が実現でき
る、鋼管杭の打設工法を提唱している。ここでは、鋼管
用圧入機に付帯する鋼管保持装置の装置本体を、適当な
複数の保持手段で、既に打設済みの複数の鋼管杭に保持
させておいて、前記鋼管保持装置の把持手段(クランパ
ー)で、鋼管杭を所要の位置(通常、前段で打設した鋼
管杭のジョイントに接続する形で)に保持し、用意され
た圧入手段で、把持された鋼管を土中に圧入するのであ
る(特開平10−8466号公報を参照)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような現
場では、施工の条件で、種々の直径の鋼管杭を使用する
ので、連続する鋼管杭のピッチが異なり、その都度、鋼
管保持装置の装置本体に取り付ける保持手段(既設の鋼
管杭に反力装置を介して装置本体を保持させる手段)の
取り替えが必要となる。また、鋼管杭の配列が、直線で
なく、例えば、所要の曲率半径での配列にする必要があ
る場合、装置本体に対する保持手段の取付位置を、装置
本体の重量バランスを考慮して、変更する必要があり、
その取付操作、位置決めなど、甚だ、面倒である。更
に、鋼管杭の配列に対して、打設する鋼管杭の、若干の
前傾あるいは後傾、もしくは、左右への傾きがある際に
も、把持手段による鋼管杭の把持が確実に行える必要が
あるが、このような配慮は、現在の鋼管保持装置には、
用意されていない。このため、圧入に際して、鋼管杭の
保持に無理が生じる畏れがある。
【0006】本発明は、上記事情に基づいてなされたも
ので、鋼管径の相違や配列に対応できる汎用性のある保
持手段を装備すると共に、装置本体を前後傾あるいは左
右傾することで、鋼管杭の打ち込みの際の鋼管把持の対
応を無理なく、しかも、確実に行える、鋼管保持装置を
提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】このため、本発明では、
所定の施工ラインに沿って鋼管杭を連続的に打設する鋼
管杭の打設に際して、打設すべき鋼管杭を、その外周か
らクランプする環状把持手段を上下動可能に保持する圧
入機本体を、保持装置本体に対して前後に進退できる鋼
管保持装置において、打設すべき前記鋼管杭にジョイン
トを介して接続される打設済みの前段の鋼管杭に、前記
保持装置本体を保持する第1の保持手段と、打設済みの
前記鋼管杭にジョイントを介して接続された前前段の打
設済みの鋼管杭に前記保持装置本体を保持する第2の保
持手段と、打設済みの他の鋼管杭に台座を支持させて、
前記保持装置本体を左右傾動可能に、また、前後傾動可
能に支持する第3の保持手段とを具備しており、第1の
保持手段は、前記保持装置本体に対して左右移動可能で
あり、第2の保持手段は、前記保持装置本体に対して前
後移動可能であることを特徴とする。
【0008】この場合、本発明の実施の形態として、第
1の保持手段は、前記保持装置本体に対して左右に移動
するためのスライダーおよびその移動のための第1の駆
動手段を具備し、前記保持装置本体は、前記スライダー
をガイドするガイド部材を装備していること、また、第
2の保持手段は、前記保持装置本体に対して前後に移動
するためのスライダーおよびその移動のための第2の駆
動手段を具備し、前記保持装置本体は、前記スライダー
をガイドするガイド部材を装備していることが目的達成
のために有効である。
【0009】更に、本発明の実施の形態において、第3
の保持手段は、前記台座に対して、保持装置本体の左右
取付部を昇降するための一対の昇降動作機構を装備して
いるのがよい。
【0010】従って、この装置を用いて鋼管杭の打設を
行えば、杭打ちに際して、鋼管杭の配列ピッチの相違、
湾曲などの配列の変化に対応して、保持装置本体の保持
が確保できるなどの汎用性を発揮できる。また、鋼管杭
の打ち込みに、若干の傾きがあっても、鋼管把持に無理
を生じない効果も得られる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の鋼管保持装置を備
えた鋼管用圧入機について、図面を参照しながら、具体
的に説明する。ここでは、図示しないが、特開平10−
8466号公報で示される鋼管打設の工法が採用され
る。但し、ここでは、最初の段階で、鋼矢板専用圧入機
(普通の、例えば、60トン級の、所謂、やどかりタイ
プの鋼矢板用圧入機、特に、H鋼兼用圧入機)を用いな
いで、本発明に係わる鋼管保持装置を設置することにな
る。このため、反力杭として、上述の工法において実施
されたような鋼矢板の打設を行わないで、ジョイントで
連結した三本のダミーの鋼管杭を、鋼管杭の施工ライン
の手前の延長線上に沿って打設し、これらを鋼矢板など
で、補強し、保持する。次いで、クレーンを用いて、本
発明に係わる鋼管保持装置を、以下に説明するように、
ダミーの鋼管杭の上に装着、保持する。
【0012】即ち、この実施の形態(図1〜図3を参
照)では、鋼管用圧入機は、その圧入手段として、鋼管
保持装置の本体1(以後、装置本体と称する)に対して
油圧ピストン・シリンダ機構(図示せず)で動作するよ
うに、前後に進退動作する圧入機本体18と、この圧入
機本体18の前部に配置した油圧ピストン・シリンダ機
構(昇降手段)2と、これによって上下動される環状把
持手段3とを具備しており、そして、所定の施工ライン
に沿って、例えば、ジョイントJを介して、直線的に配
列される鋼管杭Kを、連続的に打設する際に、打設すべ
き鋼管杭を、その把持手段3で、鋼管杭の外周からクラ
ンプする。
【0013】このために、本発明において、把持手段3
は、圧入機本体18に設けた上下スライド用のレールガ
イド4に沿って昇降する第1の半円弧状クランパー3a
と、該クランパー3aの両端に設けた油圧ピストン・シ
リンダ機構5、5を介して、前後に進退できる第1の半
円弧状クランパー3bとから構成されており、圧入機本
体18の左右に対して水平配置の油圧ピストン・シリン
ダ機構5、5の各ピストン・ロッドに対して、ピン6を
介して連結されており、しかも、各ピストン・ロッド側
に設けた着脱手段(図示せず)で、それぞれ、着脱で
き、一方の着脱手段を外した状態で、他方のピン6を中
心に、水平回動して、把持手段3の開閉操作が行えるよ
うになっている(図1の想像線を参照)。そして、クラ
ンパー3a、3bの各内周には、鋼管杭Kの胴部を把持
するための複数のクランプ爪7が装備されている。
【0014】また、前記鋼管保持装置は、打設すべき鋼
管杭KにジョイントJを介して接続される打設済みの前
段の鋼管杭K1に、保持装置本体1を保持する第1の保
持手段8と、打設済みの前記鋼管杭K1にジョイントJ
を介して接続された前前段の打設済みの鋼管杭K2に保
持装置本体1を保持する第2の保持手段9と、打設済み
の他の鋼管杭、例えば、K3に台座10aを支持させ
て、保持装置本体1を左右傾動可能に、また、前後傾動
可能に支持する第3の保持手段10とを具備している。
【0015】第1の保持手段8は、保持装置本体1に対
して左右移動可能である。即ち、図2および図7に示す
ように、この保持手段8は、その保持支柱8a上にスラ
イダー8bを備えており、このスライダー8bを保持装
置本体1側の、左右に延びるレールガイド(ガイド部
材)11に沿って摺動する構成になっており、保持装置
本体1側に設けた油圧ピストン・シリンダ機構(駆動機
構)12で左右移動制御される。
【0016】また、第1の保持手段8は、その保持支柱
8a下に円盤状の取付フランジ板8cを備えており、こ
れには、先述の鋼矢板のためのクランパーが着脱でき、
また、これと交換して、打設済みの鋼管杭の頂部に保持
される円筒状の反力装置13が着脱自在に装着される。
この反力装置13は、その胴部に、半径方向に進出可能
な弧状のクランパー13aが、円周方向に等間隔で、複
数個、装備してあり、打設済みの鋼管杭K1の頂部内側
に挿入された際に、油圧制御(図示せず)で、クランパ
ー13aを半径方向に進出させ、鋼管杭K1の内壁に喰
い付くようになっている。
【0017】また、第2の保持手段9は、保持装置本体
1に対して前後移動可能である。即ち、図2に示すよう
に、この保持手段9は、その保持支柱9a上にスライダ
ー9bを備えており、このスライダー8bを保持装置本
体1側の、前後に延びるレールガイド11’に沿って摺
動する構成になっており、保持装置本体1側に設けた油
圧ピストン・シリンダ機構(駆動機構)12’で前後移
動制御される。
【0018】また、保持手段9は、その保持支柱9a下
に円盤状の取付フランジ板9cを備えており、これに
は、保持手段8の場合と同じ、円筒状の反力装置13が
着脱自在に装着される。そして、この反力装置13は、
打設済みの鋼管杭K2の頂部内側に挿入された際に、油
圧制御(図示せず)で、クランパー13aを半径方向に
進出させ、鋼管杭K2の内壁に喰い付くようになってい
る。
【0019】更に、本発明の実施の形態において、第3
の保持手段10は、台座10aに対して、保持装置本体
1の後部の左右取付部1a、1aを昇降するための一対
の油圧ピストン・シリンダ機構(昇降動作機構)14、
14を装備している。なお、この実施の形態において
は、上述の左右取付部1a、1aは、保持装置本体1側
に設けた左右に水平に延びる枢軸15で枢支されてお
り、また、上述の油圧ピストン・シリンダ機構14、1
4のシリンダ側を、ピン16で、それぞれ、枢支してい
る。また、台座10aには油圧ピストン・シリンダ機構
14、14のピストン・ロッド14a、14aが、それ
ぞれ、ピン17で枢着されている。
【0020】このような構成においては、例えば、直線
的な施工ライン3に沿って、鋼管杭を打設する際、予め
打設された鋼管杭K1、K2(ダミーの鋼管杭の場合も
含めて)に、各保持手段8、9を保持させた状態(即
ち、反力装置13を鋼管杭K1および鋼管杭K2に嵌挿
し、喰い付かせた状態)で、把持手段3により、打設す
べき鋼管杭Kを把持する。これら鋼管杭の配列ピッチ
は、図1および図2に、符号Lで示してあり、鋼管杭K
1の中心を符号P0で、また、鋼管杭Kの中心を符号P1
で、更に、鋼管杭K2の中心を符号P2で示している。
なお、第3の保持手段10は、その台座10aを、これ
に対応する打設済み鋼管杭の上に載置している。
【0021】そして、適当な杭打ち機(図示せず)で、
鋼管杭Kの打ち込みを行う(上部に橋梁があるなどの、
条件の厳しい施工環境によっては、この鋼管用圧入機で
の圧入が用いられることもある)。この際に、反力装置
13によって圧入機本体18の:即ち、油圧ピストン・
シリンダ機構2を含む把持手段3、保持装置本体1など
の構成において、把持手段3が受ける打ち込み反力に対
して、その浮き上がりを防止する。なお、必要とする鋼
管杭の長さを確保するために、打込みの過程で、溶接に
よる鋼管継ぎを行うことは、公知のことである。
【0022】この打込みの過程で、油圧ピストン・シリ
ンダ機構2の可動ストロークの範囲で、繰り返し、把持
手段3の持ち替えを行い、また、ジョイントJを打設済
みの鋼管杭K1のジョイントJに、上下方向に摺動する
形で、結合するのである。この際のジョイントJの構成
には、従来から種々の形態(所謂、T字形や円環形な
ど)が知られていて、本発明では、何れをも採用するこ
とができる。
【0023】なお、図2は、鋼管杭Kの杭打ち作業の最
終段階を示しており、ここでは、鋼管杭Kの最上部が、
鋼管用圧入機の可動ストロークの範囲に到達した時点
で、打込み装置による鋼管の打設作業を中断し、鋼管用
圧入機によって、所定高さまで鋼管の圧入を図る。即
ち、圧入機本体18における油圧ピストン・シリンダ機
構2が、圧入手段として機能する。ここでは、鋼管杭K
の最上端が把持手段3で把持されており、油圧制御で油
圧ピストン・シリンダ機構2のピストンを降下し、鋼管
杭Kを土中に圧入するのである。
【0024】次に、保持装置本体1に対して、圧入機本
体18を前方に進出させ、次の鋼管打込み位置に把持手
段3を移動する。この状態で、次段の鋼管杭を、把持手
段3で把持し、再び、打設作業を行う。この鋼管打設の
過程(初段階、中間段階あるいは最終段階の何れでもよ
いが)で、把持手段3による鋼管把持を解除すると共
に、第1および第2の保持手段8および9における、各
反力装置13のクランパー13aを解除し、クレーンに
よって、鋼管用圧入機(鋼管保持装置)を吊り上げ、各
反力装置13を、鋼管杭から取り外し、次いで、圧入機
本体18を後退して、保持装置本体1を、鋼管杭間の配
列1ピッチ分、施工ラインに沿って前進させる。
【0025】そして、この状態で、クレーンを操作し
て、保持装置本体1を降下し、一つ前進した状態で、対
応する鋼管杭に、第1および第2の保持手段8、9の各
反力装置13を挿入し、クランパー13aを働かせて、
鋼管杭に、保持装置本体1を、保持・固定するのであ
る。このように、各鋼管杭の打込み完了毎に、保持装置
本体1を前進させながら、鋼管杭の打込み、圧入など
の、一連の作業を幾度か繰り返した結果、鋼管保持装置
を、漸次、鋼管杭上に移動しつつ、連続して、鋼管杭の
打設を行うのである。
【0026】特に、本発明では、現場における、鋼管杭
の配列ピッチ(即ち、上述とは、鋼管径が相違した場
合)が変わった条件(L→L’)でも、これに対応する
ことができる。それは、図4および図5に示すように、
鋼管杭K1に挿入される反力装置13の中心P0を、保
持手段8側の取付フランジ板8cとの接合を若干(符号
tで示す)ずらせ、あるいは、反力装置13自体で、そ
の各クランパー13aの進出程度を調整するなどの処置
によって、P0’に替えると共に、これに加えて、保持
手段9を、油圧ピストン・シリンダ機構12’の働き
で、前方(あるいは後方の場合もある)に移動して、P
2をP2’へと変更し、鋼管杭K2への反力装置13の
挿入を可能にするからである。
【0027】なお、この際、把持手段3でも、その中心
は、P1からP1’へと若干、替わることになる。この
実施の形態では、例えば、圧入機本体18を前後に進退
させる油圧ピストン・シリンダ機構(図示せず)を利用
して、把持手段3のクランパー3aの位置を前後に位置
調整することができる。
【0028】また、図6に示すように、鋼管杭の配列
が、曲率半径Rのラインに沿っている場合には、図7に
示すように、鋼管杭K1に対応する反力装置13を保持
装置本体1の左右方向に移動調整することになる。この
ために、油圧ピストン・シリンダ機構(駆動機構)12
によって、第1の保持手段8は、そのスライダー8bを
レールガイド11に沿って移動調整される。従って、第
1および第2の保持手段8、9が、各鋼管杭K1、K2
に対して、反力装置13の装着を確保でき、鋼管杭Kの
打設作業に対して、安定した保持が可能となる。
【0029】実際の杭打ちでは、打設の過程で、鋼管杭
Kが、前後(角度±β)に、あるいは、左右(角度±
α)に、若干傾斜することがあるが(これは、施工上、
意識的に傾斜する場合もある)、この際には、打設済み
の鋼管杭K1、K2に対応する各反力装置13のクラン
パー13aを若干緩めることで、図9、図10に示すよ
うに、保持装置本体1を前傾あるいは後傾させ、また、
第3の保持手段10における油圧ピストン・シリンダ機
構14、14の何れかを駆動して、図8に示すように、
保持装置本体1を左右何れかに傾動させることができ
る。このため、鋼管杭Kが傾いたまま、打設されても、
把持手段3に、捻れなどの不都合な負荷が加わる畏れが
なく、鋼管用圧入機(鋼管保持装置を含めて)が損傷さ
れるのを回避できる。
【0030】このようにして、本発明の鋼管保持装置
は、鋼管杭の打設に際して、種々の施工条件に対応する
ことができ、従来の圧入機などの保持装置に比べて、そ
の汎用性が拡大されるという長所が発揮できる。
【0031】なお、上述の実施例では、圧入機本体18
の前後の進退に、把持手段3の昇降に、また、クランパ
ー3bの開閉動作の際に、更には、保持手段8、9の左
右および前後の移動、保持手段10の台座10aに対す
る保持装置本体1の左右傾動に際して使用する油圧ピス
トン・シリンダ機構は、他の駆動手段、例えば、空圧ピ
ストン・シリンダ機構、機械ジャッキ装置などの従来公
知の手段に変えてもよいことは勿論である。
【0032】
【発明の効果】本発明は、以上詳述したようになり、所
定の施工ラインに沿って鋼管杭を連続的に打設する鋼管
杭の打設に際して、打設すべき鋼管杭を、その外周から
クランプする環状把持手段を上下動可能に保持する圧入
機本体を、保持装置本体に対して前後に進退できる鋼管
保持装置において、打設すべき前記鋼管杭にジョイント
を介して接続される打設済みの前段の鋼管杭に、前記保
持装置本体を保持する第1の保持手段と、打設済みの前
記鋼管杭にジョイントを介して接続された前前段の打設
済みの鋼管杭に前記保持装置本体を保持する第2の保持
手段と、打設済みの他の鋼管杭に台座を支持させて、前
記保持装置本体を左右傾動可能に、また、前後傾動可能
に支持する第3の保持手段とを具備しており、第1の保
持手段は、前記保持装置本体に対して左右移動可能であ
り、第2の保持手段は、前記保持装置本体に対して前後
移動可能である。
【0033】従って、鋼管径の相違や配列に対応できる
汎用性のある保持手段を装備すると共に、保持装置本体
を前後傾あるいは左右傾することで、鋼管杭の打ち込み
の際の鋼管把持の対応を無理なく、しかも、確実に行え
るという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の鋼管杭の保持装置(圧入機)を示す平
面図である。
【図2】同じく、保持装置の側面図である。
【図3】同じく、背面図である。
【図4】同じく、鋼管杭の配列ピッチが相違する場合の
対応を示す平面図である。
【図5】同じく、側面図である。
【図6】同じく、別の鋼管杭の配列(湾曲配列)に対応
する場合の平面図である。
【図7】同じく、一部断面で示す背面図である。
【図8】同じく、左右傾動に対応する場合の背面図であ
る。
【図9】同じく、前傾時に対応する場合の側面図であ
る。
【図10】同じく、後傾時に対応する場合の側面図であ
る。
【符号の説明】
1 保持装置本体 1a、1a 取付部 2 油圧ピストン・シリンダ機構(昇降手段) 3 把持手段 3a、3b クランパー 4 レールガイド 5、5 油圧ピストン・シリンダ機構 6 ピン 7 クランプ爪 8 第1の保持手段 8a 保持支柱 8b スライダー 8c 取付フランジ板 9 第2の保持手段 9a 保持支柱 9b スライダー 9c 取付フランジ板 10 第3の保持手段 10a 台座 11、11’ レールガイド 12、12’ 油圧ピストン・シリンダ機構(駆動機
構) 13 反力装置 13a クランパー 14、14 油圧ピストン・シリンダ機構(昇降動作
機構) 14a、14a ピストン・ロッド 15 枢軸 16、17 ピン 18 圧入機本体 J ジョイント K、K1、K2 鋼管杭

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所定の施工ラインに沿って鋼管杭を連続
    的に打設する鋼管杭の打設に際して、打設すべき鋼管杭
    を、その外周からクランプする環状把持手段を上下動可
    能に保持する圧入機本体を、保持装置本体に対して前後
    に進退できる鋼管保持装置において、打設すべき前記鋼
    管杭にジョイントを介して接続される打設済みの前段の
    鋼管杭に、前記保持装置本体を保持する第1の保持手段
    と、打設済みの前記鋼管杭にジョイントを介して接続さ
    れた前前段の打設済みの鋼管杭に前記保持装置本体を保
    持する第2の保持手段と、打設済みの他の鋼管杭に台座
    を支持させて、前記保持装置本体を左右傾動可能に、ま
    た、前後傾動可能に支持する第3の保持手段とを具備し
    ており、第1の保持手段は、前記保持装置本体に対して
    左右移動可能であり、第2の保持手段は、前記保持装置
    本体に対して前後移動可能であることを特徴とする、鋼
    管杭打設用の鋼管保持装置。
  2. 【請求項2】 第1の保持手段は、前記保持装置本体に
    対して左右に移動するためのスライダーおよびその移動
    のための第1の駆動手段を具備し、前記保持装置本体
    は、前記スライダーをガイドするガイド部材を装備して
    いることを特徴とする、請求項1に記載の鋼管杭打設用
    の鋼管保持装置。
  3. 【請求項3】 第2の保持手段は、前記保持装置本体に
    対して前後に移動するためのスライダーおよびその移動
    のための第2の駆動手段を具備し、前記保持装置本体
    は、前記スライダーをガイドするガイド部材を装備して
    いることを特徴とする、請求項1あるいは2に記載の鋼
    管杭打設用の鋼管保持装置。
  4. 【請求項4】 第3の保持手段は、前記台座に対して、
    保持装置本体の左右取付部を昇降するための一対の昇降
    動作機構を装備していることを特徴とする、請求項1な
    いし3の何れか1項に記載の鋼管杭打設用の鋼管保持装
    置。
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