JP2002146787A - 杭打ち装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 目的の深さまで地中に進入せしめられた状態
下での杭の径方向と高さ方向の安定性を、共に有利に確
保し得る杭打ち装置を提供する。 【解決手段】 先端部に複数のビット５０，５０を有
し、地上に直立せしめられた所定の金属パイプ内に挿
入、収容されて、該金属パイプの下端開口部から該複数
のビット５０，５０を突出せしめられた状態下で、一軸
回りに回転せしめられるビット工具４１と、該ビット工
具４１を回転駆動させる回転駆動手段３４とを有し、そ
れらビット工具４１と回転駆動手段３４とにて、地盤に
対する穿孔を行なう一方で、該金属パイプの上端部を下
方に押圧する押込み手段６０，６０にて、穿設された孔
内に該金属パイプを押し込んで、該金属パイプを地中に
進入せしめるように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は、杭打ち装置に係り、特に、地盤
に孔を穿設する一方、かかる穿孔の進行に伴って、該穿
設された孔内に挿入された金属パイプからなる杭を、漸
次地中に進入せしめ得るように構成した杭打ち装置の改
良された構造に関するものである。

【０００２】

【背景技術】従来から、各種の建造物や構造物を軟弱な
地盤上等に建造する場合には、例えば、杭（基礎杭）を
良質地盤に達する深さまで地中に打ち込み、この杭の上
に建造物や構造物の基礎を形成することによって、それ
ら建造物や構造物の基礎荷重に対する支持力を向上させ
る対策が講じられている。

【０００３】ところで、このような杭の打込みに際して
使用される杭打ち装置には、従来から各種の構造のもの
があり、その中の一つとして、特開平５−５１９２５号
公報に開示される如き杭打ち装置が知られている。

【０００４】すなわち、この杭打ち装置は、一軸回りに
回転可能で、且つ回転径の拡大・縮小可能な複数のビッ
トが先端部に設けられたビット工具（掘削工具）と、該
ビット工具に対して、所定のモータにより一体的に回転
駆動せしめられ得るように取り付けられたハンマシリン
ダとを有しており、また、かかるハンマシリンダ内に
は、圧縮空気を駆動源として、該シリンダ内を上昇／落
下せしめられ、その落下の際にビット工具を打撃するハ
ンマピストンが配設されて、成っている。

【０００５】そして、かかる杭打ち装置にあっては、ビ
ット工具を、地上に直立せしめられた所定の金属パイプ
からなるケーシングチューブ（ケーシングパイプ）内に
挿入、収容せしめると共に、ケーシングチューブの下端
開口部から、ビット工具の複数のビットを突出させて、
それら複数のビットの回転径を拡大した状態下におい
て、ハンマシリンダを所定のモータにて回転駆動せしめ
て、複数のビットを回転駆動させる一方で、ビット本体
をハンマピストンにて打撃することにより、地盤に対す
る穿孔を行なうようになっており、また、そのようにし
て穿孔を行なう際に、ケーシングチューブの先端部に溶
接等により内挿固定された縮径管（ケーシングトップ）
を、ハンマピストンにて、ビット工具と共に打撃するこ
とにより、上述の如き穿孔の進行に伴って、ケーシング
チューブを杭として、漸次、地中に進入せしめ得るよう
に構成されているのである。

【０００６】このような構造の杭打ち装置においては、
地盤に対する穿孔と、穿設された孔内へのケーシングチ
ューブの挿入による、該ケーシングチューブの地中への
進入が並行して行なわれて、ケーシングチューブが杭と
して地盤に打ち込まれるようになっているところから、
例えば、杭の地中への進入部分の長さに応じた深さの孔
を、ケーシングチューブ内に挿通せしめられたアースオ
ーガにて地盤に予め穿設してから、その穿設された孔内
からケーシングチューブとアースオーガとを引き抜き、
そして、それらに代えて、かかる孔内に所定の杭を挿入
することにより、杭を目的の深さまで地中に進入せしめ
て、地盤に打ち込むようにした装置を用いる場合とは異
なって、ケーシングチューブと杭の入れ替えが有利に省
略されて、その際に生ずる孔壁の崩れが回避されるた
め、穿設される孔の径を、杭が挿入可能な大きさにおい
て極力小さく為すことが可能となる。そして、それによ
って、地中に進入せしめられた杭の径方向へのぐらつき
が抑えられて、かかる杭の安定性の向上が図られるよう
になっているのである。

【０００７】ところが、かくの如き前記公報に開示され
た従来の杭打ち装置を用いた際には、上述の如き穿孔と
ケーシングチューブの地中への進入より、ケーシングチ
ューブの先端が目的深さに到達せしめられると、複数の
ビットが縮小せしめられた状態で、ビット工具が引き上
げられて、ケーシングチューブ内から抜き去られること
により、ケーシングチューブのみが地中に残留せしめら
れることになるところから、目的深さにまで地中に進入
せしめられたケーシングチューブの下方には、穿孔のた
めにケーシングチューブの下端開口部から突出せしめら
れた複数のビットの高さに相当する高さ（深さ）の空間
が不可避的に残存せしめられ、それによって、ケーシン
グチューブが、穿設された孔内において、その底面から
浮いた状態で位置せしめられることとなる。

【０００８】それ故、従来の杭打ち装置を用いた場合、
杭として地中に進入せしめられたケーシングチューブに
対して荷重が付加せしめられた際に、かかるケーシング
チューブが、穿設された孔の底面に下端面が当接するま
で、該孔内に更に落ち込んでしまう恐れがある等、ケー
シングチューブからなる杭の高さ方向における安定性
が、著しく低いものとなってしまうことが避けられなか
ったのである。

【０００９】しかも、かかる従来の杭打ち装置にあって
は、ビット工具本体と共にハンマピストンにて打撃され
る縮径管が金属パイプにて形成されているところから、
ケーシングチューブを地中に進入せしめるべく、そのよ
うな縮径管をハンマピストンにて打撃する際に、金属同
士を打撃する際に生ずる高い金属音が発生し、それが、
大きな騒音となるといった問題も惹起されていたのであ
る。

【００１０】

【解決課題】ここにおいて、本発明は、上述せる如き事
情を背景にして為されたものであって、その解決課題と
するところは、目的の深さまで地中に進入せしめられた
状態下での杭の径方向と高さ方向の安定性が、共に有利
に確保され得る杭打ち装置を提供することにある。ま
た、本発明にあっては、かかる杭打ち装置において、杭
を打ち込む際の騒音の発生を可及的に抑制し得るように
為すことも、その技術的課題の一つとするところであ
る。

【００１１】

【解決手段】そして、本発明にあっては、かかる課題の
解決のために、一軸回りに回転可能で、且つ回転径の拡
大・縮小可能な複数のビットが先端部に設けられたビッ
ト工具と、該ビット工具の複数のビットを前記一軸回り
に回転駆動せしめる回転駆動手段とを含み、該ビット工
具を、地上に直立せしめられた所定の金属パイプ内に挿
入、収容せしめると共に、該金属パイプの下端開口部か
ら該ビット工具の前記複数のビットを突出させて、該複
数のビットの回転径を拡大した状態下で、前記回転駆動
手段にて該複数のビットを回転駆動せしめることによ
り、地盤に対する穿孔を行なう一方、かかる穿孔の進行
に伴って、前記金属パイプを杭として漸次地中に進入せ
しめ得るように構成した杭打ち装置において、前記金属
パイプの上端部を下方に向かって押圧して、該金属パイ
プを、前記ビット工具にて穿設された孔内に押し込ん
で、地中に進入せしめる押込み手段を設けたことを特徴
とする杭打ち装置を、その要旨とするものである。

【００１２】要するに、このような本発明に従う杭打ち
装置にあっては、地盤に対して孔が徐々に深く穿設され
るのに追随して、金属パイプが、かかる孔内に、その深
さが深くなった分だけ挿入されることにより、杭とし
て、漸次地中に進入せしめられるようになっているとこ
ろから、穿設される孔における金属パイプが挿入される
前の孔壁の崩れが可及的に抑制されることとなる。それ
故、かかる杭打ち装置を用いれば、穿設される孔の径
を、金属パイプが挿入可能な大きさにおいて極力小さく
為すことが出来、以て、地中に進入せしめられた金属パ
イプの径方向へのぐらつきが効果的に抑えられ得るので
ある。

【００１３】そして、この本発明に係る杭打ち装置にお
いては、特に、金属パイプの上端部を下方に向かって押
圧して、該金属パイプを、ビット工具にて穿設された孔
内に押し込んで、地中に進入せしめる押込み手段が設け
られているところから、金属パイプが地中の目的深さま
で進入せしめられた後、複数のビットが縮小せしめられ
た状態で、ビット工具が引き上げられて、金属パイプ内
から抜き去られることにより、地中に残留せしめられた
金属パイプの下方に、抜き去られたビット工具における
複数のビットの高さに相当する深さの空間が形成された
場合にあっても、押込み手段にて、金属パイプを穿設さ
れた孔内に押込んで、地中に更に進入せしめれば、金属
パイプの下端面を該孔の底面に当接せしめた状態で、位
置させることが可能となり、それによって、杭として地
中に進入せしめられた金属パイプに荷重が付加せしめら
れた際等に、かかる金属パイプが下方に落ち込んでしま
うようなことが有利に解消され得るのである。

【００１４】従って、かくの如き本発明に従う杭打ち装
置を用いれば、杭として、目的の深さまで地中に進入せ
しめられた金属パイプの径方向と高さ方向の両方向にお
ける安定性が、共に効果的に確保され得ることとなるの
である。

【００１５】しかも、かかる杭打ち装置にあっては、前
述の如く、金属パイプを、ビット工具にて穿設された孔
内に押し込んで、地中に進入せしめる押込み手段が設け
られているところから、例えば、地盤に対する穿孔を、
一定の深さずつ、段階的に且つ間欠的に進行せしめると
共に、穿孔が一定の深さだけ進行する毎に、該一定の深
さに応じた量だけ、穿設された孔内に、金属パイプを押
込み手段にて押込むようにすれば、地中に進入せしめら
れる金属パイプの先端部に、それよりも一回り小さな径
の金属パイプからなる縮径管を一体的に固着し、これを
適当な打撃部材にて打撃することにより、杭としての金
属パイプを地中に進入せしめるようにした従来装置とは
異なって、かかる縮径管を何等打撃することなく、杭と
なる金属パイプを地中に漸次進入せしめることが可能と
なる。

【００１６】それ故に、このような本発明に係る杭打ち
装置を用いれば、金属パイプを杭として地中に進入せし
める際に、金属同士を打撃した際に生ずる高い金属音に
よる騒音が惹起されるようなことが極めて効果的に防止
され得ることとなるのであり、また、金属パイプの先端
部に前記せる如き縮径管を固着する必要が皆無ならしめ
られて、縮径管を金属パイプの先端部に固着する際の手
間や縮径管を準備するためのコストが有利に削減され得
ることとなるのである。

【００１７】なお、このような本発明に従う杭打ち装置
の好ましい態様の一つによれば、前記金属パイプの上端
部に取り付けられて、該金属パイプの上端開口部を閉塞
する閉塞部材が更に設けられると共に、かかる閉塞部材
が、下方に向かって開口する片側有底の筒形状を呈し、
該金属パイプの上端部への取付下で、該金属パイプの上
端開口部の上側に、該上端開口部を通じて該金属パイプ
の内孔に連通する連通空間を、該筒形状の筒部と底部と
にて囲んで形成し得るように構成され、更に、該閉塞部
材の筒部に、該連通空間を外部に開口せしめる、該金属
パイプの上端開口部よりも開口径の小さな開口部を備え
たダクトが下方に向かって延びるように設けられて、該
金属パイプの内孔内を上昇せしめられた、前記ビット工
具により穿設される孔内の余剰の土砂が、かかるダクト
の開口部から下方に向かって外部に排出されるように構
成されることとなる。

【００１８】かかる構成を有する杭打ち装置にあって
は、金属パイプの上端開口部が、片側有底筒形状を呈す
る閉塞部材にて閉塞せしめられていると共に、かかる閉
塞部材の筒部に、下方に向かって延びるダクトが設けら
れて、金属パイプの内孔内を上昇せしめられた、ビット
工具により穿設される孔内の余剰の土砂が、該ダクトの
開口部から下方に向かって外部に排出されるようになっ
ているところから、例えば、そのような閉塞部材が何等
設けられておらず、穿設される孔内の余剰の土砂が、金
属パイプの上端開口部を通じて、方向性なく外部に排出
されるように構成される場合とは異なって、穿設される
孔内の余剰の土砂が、閉塞部材のダクトの開口方向に応
じた、予め定められた方向に向かってのみ排出せしめら
れることとなり、それによって、杭打ち作業に従事する
作業者が、作業中に、金属パイプから排出される土砂を
被るようなことが有利に回避され得、以て良好な作業環
境が有利に確保され得るのである。

【００１９】また、本発明に係る杭打ち装置において
は、金属パイプが、その上端部において、上端開口部よ
りも開口面積の小さなダクトの開口部を通じてのみ、外
方に開口せしめられるように構成されるため、ビット工
具の複数のビットの回転駆動音や、それら複数のビット
の回転駆動による地盤の掘削音等、ビット工具にて地盤
を穿設する際に生ずる様々な騒音の金属パイプから漏れ
出す量が有利小さく抑えられ得るのであり、それが、金
属パイプを杭として地中に進入せしめる際に惹起される
騒音の問題の解消に大きく寄与することとなる。

【００２０】さらに、上述の如き構成によれば、穿設さ
れた孔内に金属パイプを押込む押込み手段が金属パイプ
の上方に取り付けられる場合に、金属パイプから排出さ
れる土砂が押込み手段に被せられて、押込み手段の作動
が阻害されるようなことが有利に防止され得るといった
利点も得られるのである

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を更に具体的に明ら
かにするために、本発明に係る杭打ち装置の構成につい
て、図面を参照しつつ、詳細に説明することとする。

【００２２】先ず、図１及び図２には、本発明に従う構
造を有する杭打ち装置の一実施形態として、金属製のケ
ーシングパイプを杭として地盤に打ち込むための装置の
一例が、その正面形態と左側面形態において概略的に示
されている。それらの図において、１０は支持体であっ
て、杭として用いられるケーシングパイプよりも長尺な
（高さの高い）タワー形態を有して、成っている（図３
参照）。そして、この支持体１０の下端部には、その全
体を鉛直方向に延びるように直立せしめた状態で地上に
設置するための台座１２が一体的に設けられており、ま
た、かかる台座１２には、前記ケーシングパイプに外嵌
可能な支持ブッシュ１４が、ブラケット１６を介して取
り付けられている。更に、この支持体１０においては、
その上側先端部に、鋼材からなる連結棒１８が取り付け
られており、この連結棒１８にて、図示しないクレーン
等に連結されるようになっている。

【００２３】また、そのような構造とされた支持体１０
には、平板形状をもって水平方向に広がるテーブル部２
０を備えた昇降体２２が、台座１２と連結棒１８のそれ
ぞれの取付部位の間を昇降可能に（上下動可能に）設け
られている。

【００２４】すなわち、かかる支持体１０においては、
台座１２の取付部から連結棒１８の取付部までの間の部
分の上部と下部に、水平方向に延びる回転軸２４，２６
がそれぞれ設けられている。また、そのような二つの回
転軸２４，２６には、図示しないスプロケットがそれぞ
れ取り付けられており、更に、それら二つのスプロケッ
トの間には、駆動チェーン３０が架け渡されている。ま
た、支持体１０には、上下方向において、大きなストロ
ークで伸縮作動せしめられる昇降用油圧シリンダが取り
付けられており（図示せず）、この昇降用油圧シリンダ
内のピストンロッドの先端部が、支持体１０の二つの回
転軸２４，２６間に架設された駆動チェーン３０に固定
されている。更にまた、かかる駆動チェーン３０におい
て、上記ピストンロッドの先端部の固定部位とは異なる
部位には、昇降体２２が位置固定に取り付けられてい
る。これにより、図示しない昇降用油圧シリンダの伸縮
作動に応じて駆動チェーン３０の回転駆動せしめられ、
またそれに伴って、昇降体２２が昇降せしめられるよう
になっているのである。

【００２５】そして、そのような構造とされた昇降体２
２のテーブル部２０には、その中央部位に、スイベルジ
ョイント３２が、該中央部位を貫通して上下方向に延び
るように設けられている一方、かかるスイベルジョイン
ト３２を間に挟んで昇降体２２の本体とは反対側の上面
には、回転駆動手段としての回転駆動用モータ３４が固
定されている。

【００２６】この昇降体２２のテーブル部２０に設けら
れたスイベルジョイント３２は、テーブル部２０から上
方及び下方にそれぞれ延び出した、管状の上側部材３６
と下側部材３８とを有しており、上側部材３６がテーブ
ル部２０に対して一体的に固着されている一方、下側部
材３８が、かかる上側部材３６に対して、軸心回りに相
対回転可能に連結されて、構成されている。

【００２７】そして、かかるスイベルジョイント３２に
おいては、上側部材３６に対してダクト４０が連結され
ており、このダクト４０が、コンプレッサ等の図示しな
い空気圧源に接続されている。一方、下側部材３８は、
その下端部において、金属製の直管からなり、先端にビ
ット工具４１が取り付けられたハンマシリンダ４２に対
して、連通下で、接続されている。また、この下側部材
３８にあっては、テーブル部２０の上面側に延び出した
上端部に、該下側部材３８を回転軸とした平歯車４４が
固着されており、更に、かかる平歯車４４が、テーブル
部２０の上面に固定された前記回転駆動用モータ３４の
回転軸に取り付けられたピニオン４６に噛合せしめられ
ている。

【００２８】これによって、ここでは、図示しない空気
圧源からの圧縮空気が、ダクト４０を通じてスイベルジ
ョイント３２の上側部材３６に導入され、更にその下側
部材３８を通じてハンマシリンダ４２内に導かれるよう
になっており、また、回転駆動用モータ３４の駆動によ
って、スイベルジョイント３２の下側部材３８が回転せ
しめられ、そしてそれに伴って、ハンマシリンダ４２が
回転駆動せしめられるようになっているのである。

【００２９】なお、このようなスイベルジョイント３２
の下側部材３８に接続されたハンマシリンダ４２と、該
ハンマシリンダ４２の先端に取り付けられたビット工具
４１は、特開昭６３−１１７８９号公報や特開平５−５
１９２５号公報に示される掘削装置に設けられるハンマ
シリンダと掘削工具（ビット装置）と略同様な構造を有
している。

【００３０】すなわち、ハンマシリンダ４２は、杭とし
て用いられる前記ケーシングパイプよりも所定寸法短い
長さと、その内径よりも一回り小さな外径とを有してお
り、その内部に、ハンマピストン（図示せず）が、圧縮
空気を駆動源として、上下方向に移動可能に配置され
て、成っている。

【００３１】一方、ビット工具４１は、ハンマシリンダ
４２に対して一体回転可能に取り付けられるデバイス４
８と、該デバイス４８に対して一体回転可能に取り付け
られた複数のビット５０とを有し、複数のビット５０の
回転径が、前記ケーシングパイプの内径よりも所定寸法
だけ小さな径寸法と該ケーシングパイプの外径よりも所
定寸法だけ大きな径寸法の範囲内において、縮小・拡大
せしめられ得るように構成されている（図４及び図６参
照）。

【００３２】そして、このようなビット工具４１にあっ
ては、ケーシングパイプ内に挿入、収容せしめられると
共に、該ケーシングパイプの下端開口部から複数のビッ
ト５０が突出せしめられて、それら複数のビット５０の
回転径が拡大せしめられた状態下で、ハンマシリンダ４
２内に導入される圧縮空気にて上昇せしめられたハンマ
ピストンが落下せしめられることにより、該ハンマピス
トンにてビット工具４１のデバイス４８が打撃され、そ
の衝撃力によって複数のビット５０が下方に変位せしめ
られると共に、ハンマシリンダ４２の回転駆動に伴っ
て、デバイス４８と共に複数のビット５０が回転せしめ
られることにより、地盤に対する穿孔が行なわれ得るよ
うになっている。

【００３３】また、かかるビット工具４１においては、
穿孔が終了した後、複数のビット５０の回転径が縮小せ
しめられることにより、それら複数のビット５０がケー
シングパイプ内に引込可能な状態とされ、そして、かか
る状態下で、ハンマシリンダ４２が引き上げられること
によって、ケーシングパイプ内から抜き去られ得るよう
になっているのである。なお、図１及び図２中、５２
は、デバイス４８の外周面の周方向に等間隔を隔てた四
箇所に、全長にわたって上下方向に連続して延びるよう
にそれぞれ形成された排出溝であって、ハンマピストン
が落下した際に、複数のビット５０に設けられた貫通孔
（図示せず）を通じて、ハンマシリンダ４２内から穿設
された孔内に吹き出される圧縮空気によって、該孔内に
おいて巻き上げられる該孔内の余剰の土砂を、該孔内か
らケーシングパイプ内に送り出すためのものである。ま
た、かかる土砂は、それと共にケーシングパイプ内に導
入された圧縮空気によって、ケーシングパイプ内を上昇
せしめられることとなる。

【００３４】而して、かくの如き構造とされた本実施形
態の杭打ち装置にあっては、特に、前記昇降体２２のテ
ーブル部２０の下方に、ケーシングパイプの上端開口部
を閉塞する閉塞部材５４が位置せしめられている（図３
参照）。この閉塞部材５４は、全体として、下方に向か
って開口する片側有底の略円筒形状を呈しており、上側
底部の内面を、ケーシングパイプの上端面に対して上下
方向に所定距離隔てて位置せしめた状態で、筒部の下端
部において、該ケーシングパイプの上端部に外嵌せしめ
られている。これによって、閉塞部材５４が、ケーシン
グパイプに対してその上端開口部を閉塞して取り付けら
れた状態下で、その内部に、該ケーシングパイプの内孔
に連通する、底部と筒部とにて囲まれてなる連通空間
を、該ケーシングパイプの上端開口部の上側に形成し得
るように構成されているのである。

【００３５】また、このような閉塞部材５４の上側底部
の中心部には、中央孔が設けられており（図示せず）、
この中央孔を通じて、前記スイベルジョイント３２の下
側部材３８が閉塞部材５４内に突入せしめられることに
より、該下側部材３８に接続されたハンマシリンダ４２
が、閉塞部材５４内を貫通し、その下側開口部を通じて
下方に延出するように位置せしめられるようになってい
る。

【００３６】さらに、かかる閉塞部材５４の筒部には、
下方に向かって延びるエルボダクト５６が形成されてお
り、このエルボダクト５６の外部への開口部にて、閉塞
部材５４の内部に形成された前記連通空間が、外方に向
かって開口せしめられている。なお、ここでは、特に、
このようなエルボダクト５６の外部への開口部の開口面
積が、ケーシングパイプの上端開口部のそれよりも所定
寸法小さくされている。そして、かかる閉塞部材５４に
あっては、そのようなエルボダクト５６が設けられた筒
部の上端部に対して、水平方向に広がる平板形態を有す
る外向フランジ部５８が、前記昇降体２２のテーブル部
２０と略同じ大きさもって、一体的に形成されているの
である。

【００３７】一方、昇降体２２のテーブル部２０上に
は、スイベルジョイント３２を間に挟んだ両サイドに、
図示しない油圧機構に接続された油圧シリンダ６０が、
それぞれ一つずつ設けられている。また、この油圧シリ
ンダ６０は、それが取り付けられるテーブル部２０を貫
通して延出し、図示しない油圧機構の作動により、上下
方向において突出／引込移動せしめられるピストンロッ
ド６２を有している。そして、それら二つの油圧シリン
ダ６０の各ピストンロッド６２が、その先端部におい
て、前記閉塞部材５４の外向フランジ部５８に、それぞ
れ連結されている。

【００３８】かくして、本実施形態の杭打ち装置にあっ
ては、杭として用いられるケーシングパイプの上端部が
閉塞部材５４に取り付けられることによって、ケーシン
グパイプの上端開口部を閉塞し、且つエルボダクト５６
の外部への開口部を通じて、ケーシングパイプの内孔を
外部に連通せしめつつ、該ケーシングパイプを鉛直方向
に直立させた状態で支持し得るようになっている。ま
た、そのような状態下で、油圧シリンダ６０を伸長作動
せしめて、ピストンロッド６２を突出移動せしめること
により、閉塞部材５４の外向フランジ部５８が昇降体２
２のテーブル部２０に対して離隔移動せしめられて、か
かる閉塞部材５４に取り付けられたケーシングパイプ
が、下方に押し下げられるようになっているのである。
このことから明らかなように、本実施形態では、油圧シ
リンダ６０にて押込み手段が構成されているのである。

【００３９】ところで、かくの如き構造とされた本実施
形態の杭打ち装置を用いて、金属パイプからなる、杭と
してのケーシングパイプを地中に打ち込む際には、例え
ば、以下のようにして、その作業が進められることとな
る。

【００４０】すなわち、先ず、図３に示される如く、ハ
ンマシリンダ４２とビット工具４１とをケーシングパイ
プ６４内に挿入、収容せしめる一方、ケーシングパイプ
６４の下端部と上端部とを、地盤６６上に直立せしめら
れた支持体１０の支持ブッシュ１４と閉塞部材５４の筒
部に、それぞれ内挿せしめて、ケーシングパイプ６４の
上端開口部を閉塞部材５４にて閉塞せしめた状態で、ケ
ーシングパイプ６４を、鉛直方向に延びるように地盤６
６上に直立させつつ、支持体１０に対して支持させる。

【００４１】なお、このようなケーシングパイプ６４の
支持体１０による支持状態下では、二つの油圧シリンダ
６０のそれぞれのピストンロッド６２が突出移動せしめ
られることにより、昇降体２２のテーブル部２０と閉塞
部材５４の外向フランジ部５８とが離間して位置せしめ
られる。そして、そのような状態下において、油圧シリ
ンダ６０内の油圧と、支持体１０に配設された昇降用油
圧シリンダ内の油圧が、それぞれ、一旦解消されて、昇
降体２２のテーブル部２０が自重により下降せしめら
れ、またそのようなテーブル部２０の下降に伴って、各
油圧シリンダ６０も収縮作動せしめられて、該テーブル
部２０が閉塞部材５４の外向きフランジ部５８に接近移
動せしめられ得る状態とされる。また、図示されてはい
ないものの、支持体１０は、連結棒１８においてクレー
ン等に連結されることにより、ケーシングパイプ６４を
支持して、地盤６６上に直立せしめられた状態が、安定
的に維持されることとなる。

【００４２】次いで、図４に示されるように、ケーシン
グパイプ６４内に挿入、収容されたビット工具４１の複
数のビット５０をケーシングパイプ６４の下端開口部か
ら突出させて、それら複数のビット５０の回転径を、ケ
ーシングパイプ６４の外径よりも若干大きな寸法となる
ように拡大せしめる。そしてその状態下で、回転駆動用
モータ３４の駆動によるハンマシリンダ４２の回転に伴
って、複数のビット５０をデバイス４８と共に一体回転
せしめる一方、ハンマシリンダ４２内での図示しないハ
ンマピストンの落下に伴う、該ハンマピストンによるビ
ット工具４１のデバイス４８に対する打撃により生ずる
衝撃力にて、複数のビット５０を地盤６６内に食い込む
ように下方に変位せしめる。これにより、複数のビット
５０の表面に設けられた多数のチップ６８にて、それら
複数のビット５０の直下の地盤６６の局部的な圧潰と剪
断破壊を惹起せしめて掘削し、以て、かかる地盤６６に
対して、ケーシングパイプ６４の外径よりも僅かに大き
な内径の掘削孔７０を穿設する。

【００４３】このとき、ビット工具４１の複数のビット
５０による穿孔が進行せしめられるのに伴って、それら
複数のビット５０が下方に移動せしめられ、それに応じ
て、昇降体２２も自重により徐々に下降せしめられる。
また、前述の如く、そのような昇降体２２の下降に伴っ
て、各油圧シリンダ６０が収縮作動せしめられて、昇降
体２２のテーブル部２０が、閉塞部材５４の外向フラン
ジ部５８に接近移動せしめられる。

【００４４】そのため、本工程においては、穿孔の進行
に伴って、各油圧シリンダ６０のピストンロッド６２が
引込移動せしめられ、それが引込限度位置に達して、昇
降体２２のテーブル部２０が閉塞部材５４の外向フラン
ジ部３８に最も接近位置せしめられるまで、ビット工具
４１の複数のビット５０が、スムーズに下方へ移動せし
められる。つまり、各油圧シリンダ６０のピストンロッ
ド６２の引込移動に際しての移動ストロークに相当する
深さだけ、掘削孔７０がスムーズに穿設されるのであ
る。

【００４５】そして、各油圧シリンダ６０のピストンロ
ッド６２が引込限度位置に到達した時点において、支持
体１０の昇降用油圧シリンダ内に油圧を発生せしめて、
昇降体２２を移動不能と為した状態で、図５に示される
ように、各油圧シリンダ６０内にも油圧を生ぜしめて、
伸長作動を行なうことにより、ピストンロッド６２を再
び突出移動せしめて、閉塞部材５４の外向フランジ部５
８を昇降体２２のテーブル部２０から離隔移動させ、そ
れによって、その離隔移動距離に応じた距離、換言すれ
ば、ピストンロッド６２の突出移動に際しての移動スト
ロークに相当する分だけ、閉塞部材５４に取り付けられ
たケーシングパイプ６４を穿設された掘削孔７０内に押
し込んで、地中に進入せしめる。そして、ピストンロッ
ド６２が突出限度位置に達したら、再び、各油圧シリン
ダ６０内と支持体１０の昇降用油圧シリンダ内の油圧を
それぞれ解消せしめる。その後、このような作業を繰り
返す。

【００４６】かくして、本穿孔工程では、掘削孔７０を
目的の深さまで穿設する一方で、穿設される掘削孔７０
の深さが各油圧シリンダ６０のピストンロッド６２の移
動ストロークに相当する深さに達する毎に、収縮状態と
された各油圧シリンダ６０を伸長作動せしめることによ
り、ケーシングパイプ６４を、穿設された掘削孔７０内
に、ピストンロッド６２の移動ストロークに相当する分
だけ押し込むのであり、以て、穿孔の進行に伴って、ケ
ーシングパイプ６４を、漸次、地盤６６内（地中）に進
入せしめる（打ち込む）のである。

【００４７】なお、このような本穿孔工程の進行時に
は、前述せるように、穿設された掘削孔７０内の余剰の
土砂が、ハンマシリンダの落下に伴って該掘削孔７０に
吹き出される圧縮空気により、ビット工具４１のデバイ
ス４８に設けられた四つの排出溝５２を通じてハンマシ
リンダ４２内に導入され、更に、該ハンマシリンダ４２
内を上昇せしめられこととなるが、本実施形態の杭打ち
装置では、ケーシングパイプ６４の上端開口部が閉塞部
材５４にて閉塞せしめられているため、図５に示される
ように、かかる閉塞部材５４の筒部に設けられたエルボ
ダクト５６の外部への開口部を通じて、前記余剰の土砂
が、下方に向かって外部に排出せしめられることとな
る。

【００４８】そして、かくの如き穿孔工程により、掘削
孔７０を、支持地盤に達する目的の深さまで穿設した
後、図６に示されるように、ビット工具４１における複
数のビット５０の回転径を、ケーシングパイプ６４の内
径よりも小さくなるように縮小せしめる。

【００４９】その後、前述の穿孔工程と同様に、収縮状
態とされた各油圧シリンダ６０を伸長作動せしめて、ケ
ーシングパイプ６４を掘削孔７０内に押し込むことによ
り、図７に示されるように、ケーシングパイプ６４の下
端面を穿設された掘削孔７０の底部に接地せしめる。

【００５０】そして、その後、ビット工具４１を引き上
げて、ケーシングパイプ６４内から抜き去り、以て、ケ
ーシングパイプ６４を杭として、そのまま地中に残留せ
しめるのである。なお、本工程でのビット工具４１の引
抜きは、支持体１０に配設された昇降用油圧シリンダの
伸長作動により駆動チェーン３０を回転駆動せしめて、
昇降体２２を上昇せしめることにより、容易に行なわれ
ることとなる。また、ビット工具４１をケーシングパイ
プ６４内から抜き去った後、必要に応じて、ケーシング
パイプ６４の上端開口部から、その内孔内に、生コンク
リートやセメントミルク、モルタル、膨張性固化材等の
硬化性強化材料の所定量を流し込み、それらを硬化させ
ることによって、掘削孔７０の底部に接地せしめられた
ケーシングパイプ６４の下端部を、該掘削孔７０の底部
側部位を与える支持地盤に定着させたり、或いはケーシ
ングパイプ６４内に鉄骨や鉄筋かご等の補強部材を収容
し、若しくはそれらを何等収容させることなく、上述の
如き硬化性強化材料をケーシングパイプ６４内の全体に
充填して、硬化せしめる。

【００５１】このように、本実施形態の杭打ち装置を用
いることによって、ケーシングパイプ６４の外径よりも
僅かに大きな内径を有する掘削孔７０が徐々に深く穿設
される一方で、かかる掘削孔７０内にケーシングパイプ
６４が徐々に挿入されて、漸次、地盤６６内に進入せし
められるようになっているところから、杭として地盤６
６内に残留せしめられた状態下でのケーシングパイプ６
４の径方向へのぐらつきが効果的に抑制され得るのであ
り、また、掘削孔７０が目的とする深さまで穿設された
後に、ケーシングパイプ６４が、かかる掘削孔７０内に
押し込まれて、該掘削孔７０の底部に接地せしめられる
ため、地盤６６内に残留せしめられた状態下で、ケーシ
ングパイプ６４に対して荷重が付加せしめられても、そ
の荷重によってケーシングパイプ６４が下方に落ち込ん
でしまうようなことが有利に回避され得るのである。

【００５２】従って、このような本実施形態に係る杭打
ち装置を用いれば、ケーシングパイプ６４を、杭とし
て、地盤６６内の目的の深さまで容易に且つ確実進入せ
しめることが出来、また、地盤６６内に進入せしめられ
たケーシングパイプ６４の径方向と高さ方向の両方向に
おける安定性を、何れも効果的に確保することが可能と
なるのである。

【００５３】また、かかる杭打ち装置にあっては、掘削
孔７０を所定の深さだけ穿設する毎に、ケーシングパイ
プ６４が油圧シリンダ６０の伸長作動によって、穿設さ
れる掘削孔７０内に徐々に押し込まれるようになってい
るところから、ケーシングパイプ６４をハンマピストン
にて打撃することにより、掘削孔７０内に挿入せしめる
従来装置とは異なって、ケーシングパイプ６４をハンマ
ピストンにて打撃する際に生ずる高い金属音の発生が皆
無ならしめられ得るのであり、以てそのような金属音に
よる騒音の発生が効果的に防止され得るのである。

【００５４】しかも、かかる杭打ち装置においては、ハ
ンマピストンによるケーシングパイプ６４の打撃が何等
行なわれないため、ケーシングパイプ６４に対して、ハ
ンマピストンによる被打撃部材を何等設ける必要がな
く、それにより、部材の削減が図られ得、それが、経済
性や作業性等の向上に対して大きく寄与し得ることとな
る。

【００５５】さらに、本実施形態の杭打ち装置にあって
は、掘削孔７０の穿設時に生ずる、掘削孔７０内の余分
な土砂が、ケーシングパイプ６４の上端開口部を閉塞す
る閉塞部材５４に設けられたエルボダクト５６の開口部
を通じて下方に向かって排出されるようになっていると
ころから、そのような土砂によって、油圧シリンダ６０
の作動の阻害が有利に防止され得るばかりでなく、かか
る土砂が一定の方向に排出されるため、杭打ち作業に従
事する作業者の作業環境も良好に確保され得るのであ
る。また、そのようなエルボダクト５６の外部への開口
部の開口面積が、ケーシングパイプ６４の上端開口部の
それよりも小さくされているところから、ケーシングパ
イプ６４内から漏れ出す音も、効果的に小さく抑えられ
得、それが騒音防止の一助となるのである。

【００５６】以上、本発明の実施形態について詳述して
きたが、これはあくまでも例示に過ぎないのであって、
本発明は、そのような実施形態のものに限定して解釈さ
れるものでないことが理解されるべきである。

【００５７】例えば、前記実施形態では、昇降体２２の
テーブル部２０上に配設された二つの油圧シリンダ６０
によって、金属パイプ（ケーシングパイプ６４）を地中
に押込む押込み手段が構成されていたが、そのような油
圧シリンダ６０の配設数や配設位置は、何等これに限定
されるものではなく、例えば、油圧シリンダ６０を閉塞
部材５４の外向フランジ部５８に対して、一つ若しくは
三個以上設けると共に、それらの油圧シリンダ６０内の
ピストンロッド６２を、その先端部において昇降体２２
のテーブル部２０に固定せしめて、各油圧シリンダ６０
の伸縮作動に伴って、閉塞部材５４の外向フランジ部５
８と昇降体２２のテーブル部２０とを接近／離隔移動せ
しめるように構成することも可能である。

【００５８】また、そのような押込み手段の構造も、金
属パイプを下方に押圧して、ビット工具にて穿設された
孔内に押し込み得るものであれば、前記実施例に示され
る構造に決して限定されるものではなく、例えば、ボー
ルねじ軸とボールねじナットを組み合わせて構成された
ねじ送り機構によって金属パイプを押圧する構造を有す
るものや、公知のリンク機構やカム機構、或いは一般的
な歯車機構によって金属パイプを押圧する構造を有する
もの等、様々な構造のものが、適宜に採用され得るので
ある。

【００５９】さらに、金属パイプとしてのケーシングパ
イプ６４の上端開口部を閉塞する閉塞部材の形状や構
造、また、それに設けられて、穿設された孔内の余剰の
土砂を排出するダクトの形状や個数等も、前記実施形態
に示されるものに、特に限定されるものでないことは、
言うまでもないところである。

【００６０】その他、一々列挙はしないが、本発明は、
当業者の知識に基づいて種々なる変更、修正、改良等を
加えた態様において実施され得るものであり、また、そ
のような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限りに
おいて、何れも、本発明の範囲内に含まれるものである
ことが、理解されるべきである。

【００６１】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明に従う杭打ち装置を用いれば、杭として、目的の深さ
まで地中に進入せしめられた金属パイプの径方向と高さ
方向の両方向における安定性が、何れも効果的に確保さ
れ得るばかりでなく、金属パイプを地中に進入せしめる
際の騒音の発生が可及的に抑制され得ることとなるので
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従う杭打ち装置の一例の構成を概略的
に示す、一部切欠図を含む正面説明図である。

【図２】図１に示された杭打ち装置の左側面説明図であ
る。

【図３】図１に示された杭打ち装置を用いてケーシング
パイプを地中に打ち込む際の工程の一例を示す説明図で
あって、ケーシングパイプを支持体に支持せしめた状態
を示している。

【図４】図１に示された杭打ち装置を用いてケーシング
パイプを地中に打ち込む際の工程の別の例を示す説明図
であって、ビット工具にて穿孔を行なっている最中の地
中の状態を示している。

【図５】図１に示された杭打ち装置を用いてケーシング
パイプを地中に打ち込む際の工程の更に別の例を示す説
明図であって、ビット工具にて穿孔を行なっている最中
の地上の状態を示している。

【図６】図１に示された杭打ち装置を用いてケーシング
パイプを地中に打ち込む際の工程の他の例を示す説明図
であって、ビット工具による穿孔を終了した後、該ビッ
ト工具の複数のビットの回転径を縮小せしめた状態を示
している。

【図７】図１に示された杭打ち装置を用いてケーシング
パイプを地中に打ち込む際の工程の更に他の例を示す説
明図であって、ビット工具をケーシングパイプ内から抜
き去る途中の状態を示している。

【符号の説明】

１０ 支持体 ２０ テーブル部 ２２ 昇降体 ３２ スイベルジ
ョイント ３４ 回転駆動用モータ ４１ ビット工具 ４２ ハンマシリンダ ４８ デバイス ５０ ビット ５２ 排出溝 ５４ 閉塞部材 ５６ エルボダク
ト ５８ 外向フランジ部 ６０ 油圧シリン
ダ ６２ ピストンロッド ６４ ケーシング
パイプ ６６ 地盤 ７０ 掘削孔

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｅ２１Ｂ 10/32 Ｅ２１Ｂ 10/32

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一軸回りに回転可能で、且つ回転径の拡
   大・縮小可能な複数のビットが先端部に設けられたビッ
   ト工具と、該ビット工具の複数のビットを前記一軸回り
   に回転駆動せしめる回転駆動手段とを含み、該ビット工
   具を、地上に直立せしめられた所定の金属パイプ内に挿
   入、収容せしめると共に、該金属パイプの下端開口部か
   ら該ビット工具の前記複数のビットを突出させて、該複
   数のビットの回転径を拡大した状態下で、前記回転駆動
   手段にて該複数のビットを回転駆動せしめることによ
   り、地盤に対する穿孔を行なう一方、かかる穿孔の進行
   に伴って、前記金属パイプを杭として漸次地中に進入せ
   しめ得るように構成した杭打ち装置において、 前記金属パイプの上端部を下方に向かって押圧して、該
   金属パイプを、前記ビット工具にて穿設された孔内に押
   し込んで、地中に進入せしめる押込み手段を設けたこと
   を特徴とする杭打ち装置。
2. 【請求項２】 前記金属パイプの上端部に取り付けられ
   て、該金属パイプの上端開口部を閉塞する閉塞部材が更
   に設けられると共に、かかる閉塞部材が、下方に向かっ
   て開口する片側有底の筒形状を呈し、該金属パイプの上
   端部への取付下で、該金属パイプの上端開口部の上側
   に、該上端開口部を通じて該金属パイプの内孔に連通す
   る連通空間を、該筒形状の筒部と底部とにて囲んで形成
   し得るように構成され、更に、該閉塞部材の筒部に、該
   連通空間を外部に開口せしめる、該金属パイプの上端開
   口部よりも開口径の小さな開口部を備えたダクトが下方
   に向かって延びるように設けられて、該金属パイプの内
   孔内を上昇せしめられた、前記ビット工具により穿設さ
   れる孔内の余剰の土砂が、かかるダクトの開口部から下
   方に向かって外部に排出されるようになっている請求項
   １に記載の杭打ち装置。