JP2002327434A - コンクリートパイル及びその製造方法及びリーダー装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 垂直方向以外の荷重に対しても強度を高め、
製造において、特別な回転型枠や動力装置などを必要と
せず、安価に製造可能なコンクリートパイル及びその製
造方法を提供し、また、パイル打工事において、地盤の
傾斜に関係なく、リーダー装置を鉛直姿勢に安定して保
持でき、かつ、小型の重機で操作が可能なリーダー装置
を提供する。 【解決手段】 コンクリートパイルをその断面外形が六
角形状とした。また、その製造方法において、外形が六
角形状のパイル型枠内の回転軸芯部に円筒上の芯抜管を
設け、該芯抜管を回転自在に設け、パイル型枠内にコン
クリートを注入し、前記の芯抜管を回転させながらコンクリ
ートを固化させ、コンクリートがある程度固化し、コンクリートと芯抜
管とが剥離した段階で、パイル型枠から前記の芯抜管を
引き抜き、該芯抜管を引き抜いた後にコンクリートを完全に固
化させるコンクリートハ゜イルの製造方法である。また、リーダー
支柱の重心より上部側において、軸線に対して直角な回
転軸を設け、該回転軸に回動自在なブーム取付装置を設
けたリーダー装置とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種の土木建築工
事の基礎杭の杭打ち工事において使用される、コンクリ
ートパイル及びその製造方法及び該コンクリートパイル
を誘導するためのリーダー装置を垂直に支持するための
支持構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、各種の土木建築工事において
は、基礎用杭として中空杭、すなわちコンクリートパイ
ルが一般的に用いられている。

【０００３】このコンクリートパイルは、中空円柱形状
であり、その製造においては、円筒状の回転型枠内に鉄
筋を配置し、コンクリートを流し込んで該回転型枠を高
速回転させ、コンクリートが周囲部分に遠心力で張り付
き、中心部分が空洞となる状態としながら固化させるこ
とにより、中空状とするものである。

【０００４】また、従来より、このコンクリートパイル
を基礎杭として地盤に打ち込むための誘導装置として、
リーダー装置がある。

【０００５】このリーダー装置は、コンクリートパイル
を地盤に対して垂直に支持するものであり、ハンマーや
バイブレータなどの打ち込み装置による衝撃において
も、打ち込み作業中、安定してガイドできるようにする
ものである。

【０００６】通常、このリーダー装置は、専用の自走式
重機に油圧ビームなどで倒伏自在に取付けられている。
また、大型のリーダー装置などにおいては、大型クレー
ン車などで吊り下げられて支持されるものもある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】コンクリートパイル
は、建造物の荷重を支えるものであり、地中の硬い岩盤
に突き刺して固定するものである。このため、硬い岩盤
まで長いパイルを使用することとなるが、このパイルの
先端部は岩盤に固定されるが、その中間部分は、周囲の
地盤からはフリーな状態となっている。

【０００８】このようなパイルは、垂直方向の荷重には
強いが、水平方向の荷重やねじれ荷重などには弱く、地
震や周辺での土木工事などの影響により、予期せぬ荷重
がかかり、損傷や破損が生じた場合には、本来の垂直荷
重を支える能力も失われてしまうこととなる。

【０００９】また、従来の中空円筒状パイルは、上記に
示したように、大重量の円筒型枠を高速回転させながら
コンクリートを固化させる方法で製造するため、製造設
備が大型で頑強な回転型枠や駆動装置など特別な設備が
必要であり、製造コストが高い。

【００１０】また、従来の杭打作業において、リーダー
装置を垂直に立ててセットする場合、専用の自走式杭打
車両を用いた場合には、特開平８−２６０４６１号など
のように、ビームによる倒伏機構により、前後の傾斜に
おいては、自由に固定できるが、左右の傾斜において
は、調整は可能であるが、限界の傾斜角度は５度程度ま
でである。また、その場合にも、強固なアウトトリガー
装置により、傾斜状態を確実に保つことができなければ
非常に危険である。

【００１１】また、クレーンによりリーダー装置を吊り
下げる場合においても、クレーン自体が、傾斜地では、
安定した能力を発揮できず、クレーンの転倒の危険があ
るため、非常に軽度の傾斜地以外での作業を行うことは
できない。

【００１２】さらにまた、近年の住宅事情などにおいて
は、作業するスペースや、入り組んだ路地を通る場合な
ど、大型の重機車両が通れないことも少なくない。

【００１３】本発明は、前記した問題に鑑みてなされた
ものであり、垂直方向以外の荷重に対しても強度を高
め、製造において、特別な回転型枠や動力装置などを必
要とせず、安価に製造可能なコンクリートパイル及びそ
の製造方法を提供し、また、パイル打工事において、地
盤の傾斜に関係なく、リーダー装置を鉛直姿勢に安定し
て保持でき、かつ、小型の重機で操作が可能なリーダー
装置を提供する。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記に示す課
題を解決するために、コンクリートパイルをその断面外
形が六角形状としたものである。

【００１５】六角形状とすることにより、円筒形状に比
べて、ねじれに対する強度が高く、打ち込み時の周辺地
盤への食い込みが高く、地盤とのなじみが良くなり、支
持力が高まる。

【００１６】また、本発明は、軸芯部が中空状のコンク
リートパイルの製造方法において、外形が六角形状のパ
イル型枠内の回転軸芯部に円筒上の芯抜管を設け、該芯
抜管を回転自在に設け、パイル型枠内にコンクリートを
注入し、前記の芯抜管を回転させながらコンクリートを
固化させ、コンクリートがある程度固化し、コンクリー
トと芯抜管とが剥離した段階で、パイル型枠から前記の
芯抜管を引き抜き、該芯抜管を引き抜いた後にコンクリ
ートを完全に固化させるコンクリートパイルの製造方法
である。

【００１７】該六角形状のパイル型枠は、その内部に軸
線方向に緊張状態で固定した鉄筋が配置された鋼製の中
空構造物であり、六角形の１辺となる上面が開放された
剛性容器である。

【００１８】内部の鉄筋は、コンクリート強度を高める
ために、その両端を８０〜１００ｋｇ／ｍｍ2の引張り
荷重で伸張した状態で固化させる。

【００１９】該芯抜管は、前記のパイル型枠の軸心部に
設けられ、該型枠の両端部の側板の中心に該芯抜管が挿
通できる孔を開けて軸受とし、回動自在とし、外部に突
出した芯抜管の一方を回転駆動装置に接続して連動させ
るようにしたものである。

【００２０】この芯抜管を回転させながらコンクリート
を投入することにより、投入したコンクリートが固化し
始めるが、芯抜管とコンクリートとは剥離した状態で固
化していく。ある程度固化が進行した状態で、芯抜管を
パイル型枠から引き抜き、残りのコンクリートをそのま
ま固化させることで中空パイルができる。

【００２１】本コンクリートパイルの製造においては、
従来のような、高速回転駆動装置やそのための頑強な回
転型枠は必要としない。芯抜管の回転は、非常に遅くて
も良く、１０ｒｐｍ程度で十分である。また、コンクリ
ートとは分離しているため引き抜き荷重も非常に小さく
て良い。スライドレールを設けて、人力により引き抜く
ことも可能である。

【００２２】また、本発明は、リーダー支柱の重心より
上部側において、軸線に対して直角な回転軸を設け、該
回転軸に回動自在なブーム取付装置を設けたことを特徴
とするリーダー装置である。

【００２３】該回転自在なブーム取付装置は、リーダー
支柱の重心より上部側に設けた回転軸に回動自在に取付
けられ、ショベルカーなどの小型重機の操作ブームの先
端に固定するための取付機構が設けられた回転自在の接
続装置である。

【００２４】これにより、小型重機のブームに取付ける
だけでリーダー装置を操作することができ、かつ、ブー
ムの取付け部分は回転自在であるため、リーダー装置を
吊り上げると、リーダー装置は振り子状態となり、左右
方向については、鉛直状態となる。前後方向の傾きにつ
いては、ブームの操作により調整できる。

【００２５】このため、傾斜地においても、リーダー装
置を吊り上げることで、簡単に鉛直状態とすることがで
き、この状態でリーダー装置を地面に降ろして固定し、
杭打ち作業を行うことができる。

【００２６】従来の自走式の杭打機の場合においては、
左右方向の調整は可能であるが、油圧シリンダなどを用
いて強制的に角度を調整するものであり、アウトトリガ
ー装置などで重機自体のバランスを確保しなければ調整
できなかった。また、傾斜角度も５度程度が限界であっ
た。

【００２７】また、本発明では、前記のブーム取付装置
において、ベースプレートと回転プレートとを互いに押
し当てて固定するためのカム構造式のストッパーが設け
られたものである。ベースプレートには、リーダー支柱
に固定され、回転プレートには、ショベルカーなどの操
作ブームが取付けられる。

【００２８】このストッパーは、回動自在なブーム取付
装置の回動を固定するためのものであり、リーダー装置
を地盤に対して鉛直に立設が完了した時点で固定するた
めのものである。

【００２９】回転軸で互いに回動自在に接続されるベー
スプレートと回転プレートとを互いに押し当てることに
より固定する。

【００３０】この押し当てる機構にカム構造を利用して
ストッパーとしたものである。カムを片側のプレート側
に設け、該カムの回転軸を他方のプレートに固定する。
ここでカムを回転させ、カムの外面で片方のプレートを
押圧することにより、ベースプレートと回転プレートと
を押し当てて固定するものである。

【００３１】カムにより、プレートを直接押圧するよう
にしても良く、カム機構を利用して反対側のプレートを
引き寄せるようにしても良い。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下に、本発明による実施の形態
を図面を用いて説明する。図１は、本発明による六角パ
イルの実施例を示す概略斜視図である。

【００３３】該六角パイルは、断面が正六角形のコンク
リートパイル１であり、軸心部２が円筒状に中空となっ
ている。また、両端面には、鋼製のパイル側板３が取付
けられており、断面図に示すように、通常の鉄筋４の他
に緊張用の鉄筋５が入っている。

【００３４】この六角パイルは、以下のように製造す
る。図２は、本発明による六角パイルの製造方法を示す
概略フロー図である。図３は、緊張ロッドの取付状態を
示す断面図である。

【００３５】１）２枚の正六角形の鋼製のパイル側板６
間に、４本のＰＣ棒鋼５を配置し、その外側を覆うよう
に鉄筋籠４を被せ、該ＰＣ棒鋼５の両端部を各々パイル
側板６に溶接する。

【００３６】２）片方のパイル側板６にＰＣ棒鋼５の緊
張用側板７を取付ける。

【００３７】３）正六角柱状の下型枠８内に、前記の鉄
筋構造物９を取付ける。

【００３８】４）図３に示すように、前記の緊張用側板
７に、緊張ロッド１０を取付け、型枠の側板１１を貫通
して外部に設けられた油圧ジャッキ装置１２に接続す
る。

【００３９】５）両方のパイル側板６の中心の穴に鋼製
パイプ状の芯抜管１３を挿通させ、該芯抜管１３の一方
を回転駆動装置１４に接続する。該回転駆動装置１４
は、芯抜管１３の軸方向に移動できるように、車輪１５
が取付けられ、移動レール１６が設けられている。

【００４０】６）正六角柱状の上型枠１７を取付ける。
上面部には、生コンクリートを投入するために開口部１
８が設けられている。

【００４１】７）前記の油圧ジャッキ装置１２により、
緊張ロッド１０を引張り、ＰＣ棒鋼５を緊張させる。Ｐ
Ｃ棒鋼５の張力は、８０〜１００ｋｇ／ｍｍ2とする。
緊張後、固定ボルト１９で緊張ロッド１０を固定し、油
圧ジャッキ装置１２を外す。

【００４２】８）次に前記の芯抜管１３を回転駆動装置
１４によりゆっくり回転させる。回転速度は、１０ｒｐ
ｍとした。

【００４３】９）型枠上部の開口部１８より、生コンク
リートを投入する。

【００４４】１０）コンクリートが固化を開始し、芯抜
管１３とコンクリートとが剥離し始め、駆動力が軽くな
る。この時に、移動レール１６上を移動させ、回転駆動
装置１４とともに回転させながら、芯抜管１３を引き抜
く。

【００４５】１１）コンクリートを完全に固化させ、緊
張側板７及び型枠８，１７を外して完成となる。

【００４６】このように、芯抜管１３を用いて回転させ
ながら、コンクリートを固化させるため、芯抜管１３は
容易に引き抜くことができ、中空状パイルとすることが
できる。

【００４７】従来の中空パイルのように、高速に型枠本
体を回転させる必要がなく、回転駆動装置も小型のもの
でよく、製造コストを大幅に軽減できる。

【００４８】次に、本発明によるリーダー装置につい
て、その実施例を図面を用いて詳細に説明する。図４
は、本発明によるリーダー装置のブーム取付装置の実施
例を示す正面図であり、図５はその側部断面図であり、
図６は、背面図である。

【００４９】ベースプレート２０の中心部に回動プレー
ト２１に固定されている回動ピン２２が挿通され、該回
動ピン２２により、ベースプレート２０と回動プレート
２１とが互いに回動自在に接続されている。

【００５０】また、ベースプレート２０と回動プレート
２１の相対する上部２箇所と、下部２箇所には、図６に
示すように、回動範囲を限定するように、回動プレート
２１に周方向の長穴２３が設けられ、ベースプレート２
０に固定されるピン２４によりスライド支持されるよう
になっている。

【００５１】また、ベースプレート２０には、ショベル
カーなどの操作ビームが取付けられる。下部取付部２５
に支持ビーム２６が取付けられ、上部取付部２７には、
２本のピストンアーム２８が取付けられる。このピスト
ンアーム２８の伸縮により、ベースプレート２０を前後
に倒伏調整することができる。２９は、ウィンチ操作ワ
イヤー用の滑車である。

【００５２】また、ベースプレート２０の左右の側部に
は、各々カム機構によるストッパー３０が設けられてい
る。該ストッパー３０は、図７に示すように、ベースプ
レート２０側に取付けられたカム機構と、該カム３１を
回動させる油圧シリンダ３２と、該カム３１により駆動
し、ベースプレート２０に回動プレート２１を引き寄せ
る駆動ロッド機構とから構成されている。

【００５３】該カム機構は、ベースプレート２０に固定
された軸受３３にカム２１が取付けられており、該カム
軸３４に取付けられた回動アーム３５に油圧シリンダ３
２の一端が接続されている。また、駆動ロッド機構は、
ベースプレート２０と回転プレート２１との同位置に貫
通穴３６が設けられ、該貫通穴３６に駆動ロッド３７が
挿通され、ベースプレート２０側は、先端にリング３８
が設けられ、該リング３８内にカム３１が位置するよう
に設置される。該駆動ロッド３８の回転プレート２１側
は、ネジ部となっており、貫通穴より大きなダブルナッ
ト３９が螺設されている。

【００５４】このように構成されたストッパー３０は、
油圧シリンダ３２の伸張により、カム３１が回転し、駆
動ロッド３７をベースプレート２０側に引っ張る。よっ
て、ベースプレート２０に対して回動プレート２１が該
駆動ロッド３７によって引き寄せられ、押圧され、摩擦
力により固定される。ダブルナット３９により、締付力
を調整できる。また、カム３１の回転位置を調整し、締
付位置でカム３１が最も偏芯する状態とすると、この位
置でロック状態となり、安全に操作できる。

【００５５】カム機構によるストッパーを用いることに
より、油圧シリンダ３２などでカム３１を回転させ、小
さな力で簡単確実に、ベースプレート２０と回動プレー
ト２１との回動を固定することができ、ロック機構を備
えた安全なストッパーとなる。

【００５６】図８は、本発明によるリーダー装置を取付
けたショベルカーの実施例を示す概略正面図であり、図
９は、そのリーダー装置にバイブレータとコンクリート
パイルを取付けた状態を示す側面図である。

【００５７】この実施例では、リーダー装置にコンクリ
ートパイルを取付け、バイブレータにより、杭打ち作業
を行う場合について説明する。

【００５８】本リーダー装置４０は、主リーダー支柱４
１と、その上部に滑車台４２が設けられ、主ウィンチ４
３及び補助ウィンチ４４が設けられている。該主リーダ
ー支柱４１の下端には複数の固定爪４５が設けられ、地
盤４６に突き刺して主リーダー支柱４１の下部が固定さ
れる。

【００５９】また、該主リーダー支柱４１の側面には、
ガイドレール４７が長手方向に設けられており、このガ
イドレール４７にバイブレータ４８や掘削モータや掘削
オーガなどが取付けられ、前記の主ウィンチ４３により
上下動するようになっている。該バイブレータ４８の下
部には、コンクリートパイル４９が取付けられ、バイブ
レータ４８の駆動により、コンクリートパイル４９が地
盤４６に打ち込まれる。

【００６０】また、該主リーダー支柱４１の重心より上
部の位置に、前記のビーム取付装置５０が取付けられ
る。該ビーム取付け装置５０の回動プレート２１が主リ
ーダー支柱４１のガイドレール４７の裏面側に固定され
る。

【００６１】また、ショベルカー５１の操作ビーム５２
の先端部２６がビーム取付装置５０のベースプレート２
０に設けられた下部取付部２５に接続され、油圧シリン
ダ５３から延出するピストンアーム２８が上部取付部２
７に接続される。

【００６２】このような構成において、ショベルカー５
１の操作ビーム５２を操作してリーダー装置４０を持ち
上げ、ピストンアーム２８を調整して前後の傾きを鉛直
に調整すると、前記の回動プレート２１の回動ピン２２
を支点として、主リーダー支柱４１が振り子運動して、
鉛直状態となる。

【００６３】この鉛直となった状態でリーダー装置４０
を地盤４６に降ろし、主リーダー支柱４１の下部の固定
爪４５を地盤４６に突き刺し固定する。

【００６４】このように、リーダー装置４０を吊り上げ
るだけで、鉛直状態に容易に調整することができ、傾斜
地での使用も可能である。従来の自走式杭打機などで
は、バックステー装置などで強制的に鉛直状態に調整す
るため、アウトリガー装置などで重機本体をしっかりと
保持しなければ、調整中に本体が揺動し、不安定であ
り、特に傾斜地などでは転倒する恐れがある。

【００６５】また、主リーダー支柱４１の下端部は、地
盤で支えるため、杭打ち作業中の揺動に対して支持しや
すい。従来の自走式杭打機の場合には、リーダー装置の
上部及び下部を自走重機により調整可能に固定されてい
るため、振動、揺動が直接、重機本体に影響するため、
自走重機は、大重量の大型のものが必要であった。

【００６６】本発明のリーダー装置は、ビーム取付装置
により、建築用の一般的な重機である、ショベルカーな
どに取付けでき、小型の重機にも取付け可能である。こ
のため、狭い路地を通らなければならない場所や作業ス
ペースの小さな住宅建築などに適している。

【００６７】

【発明の効果】以上、詳細に説明した本発明では、以下
に示すような効果がある。

【００６８】１）六角形状であるため、円柱状パイルに
比べて、周囲の地盤との結合力が高くなり、全体的な強
度が高まる。

【００６９】２）パイル型枠自体を高速回転させる必要
がないため、大型の回転型枠やそのための高速回転駆動
設備を使用しないため、製造コストが安価となる。

【００７０】３）回動自在なブーム取付装置により、専
用の重機を必要とせず、既存の重機のブームに取付けて
操作することができる。

【００７１】４）リーダー装置を吊り上げることによ
り、振り子状態で簡単に鉛直状態にセットすることがで
き、傾斜地においても容易に鉛直にセットできる。

【００７２】５）ブーム取付装置は小型重機にも取付け
可能であり、作業スペースが小さな場所での杭打作業を
可能とする。

【００７３】６）カム構造式のストッパーが設けられる
ため、リーダー装置を鉛直状態で容易に、かつ安全に固
定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による六角パイルの実施例を示す概略斜
視図である。

【図２】本発明による六角パイルの製造方法を示す概略
フロー図である。

【図３】本発明による六角パイルの製造に用いる型枠の
緊張ロッドの取付状態の実施例を示す断面図である。

【図４】本発明によるリーダー装置のブーム取付装置の
実施例を示す正面図である。

【図５】本発明によるリーダー装置のブーム取付装置の
実施例を示す側面断面図である。

【図６】本発明によるリーダー装置のビーム取付装置の
実施例を示す背面図である。

【図７】本発明によるビーム取付装置のカム式ストッパ
ーの実施例を示す概略構成図である。

【図８】本発明によるリーダー装置を取付けたショベル
カーの実施例を示す正面図である。

【図９】本発明によるリーダー装置を取付けたショベル
カーの実施例を示す側面図である。

【符号の説明】

１ コンクリートパイル ２ 軸心部 ３ パイル側板 ４ 鉄筋籠 ５ 緊張鉄筋 ６ パイル側板 ７ 緊張側板 ８ 下型枠 ９ 鉄筋構造物 １０ 緊張ロッド １２ 油圧ジャッキ装置 １３ 芯抜管 １４ 回転駆動装置 １７ 上型枠 ２０ ベースプレート ２１ カム ２１ 回動プレート ２２ 回動ピン ２５ 下部取付部 ２６ 支持ビーム ２７ 上部取付部 ２８ ピストンアーム ３０ ストッパー ３１ カム ３２ 油圧シリンダ ３３ 軸受 ３４ カム軸 ３５ 回動アーム ３６ 貫通穴 ３７ 駆動ロッド ３８ リング ３９ ダブルナット ４０ リーダー装置 ４１ 主リーダー支柱 ４２ 滑車台 ４３ 主ウィンチ ４４ 補助ウィンチ ４５ 固定爪 ４６ 地盤 ４７ ガイドレール ４８ バイブレータ ４９ コンクリートパイル ５０ ビーム取付装置 ５１ ショベルカー ５２ 操作ビーム ５３ 油圧シリンダ

───────────────────────────────────────────────────── 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 15/00 Ｅ２１Ｂ 15/00 Ｆターム(参考） 2D029 JA00 2D041 AA02 BA16 CB03 CB06 DB06 FA12 2D050 AA03 EE10 EE14 4G058 AA01 AB04 AC08 GA01 GB02 GC03 GC05 GD16 GF12

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 断面外形が六角形状であることを特徴と
   するコンクリートパイル。
2. 【請求項２】 軸芯部が中空状のコンクリートパイルの
   製造方法において、外形が六角形状のパイル型枠内の軸
   芯部に円筒上の芯抜管が設けられ、該芯抜管は回転自在
   に設けられており、パイル型枠内にコンクリートを注入
   し、前記の芯抜管を回転させながらコンクリートを固化
   させ、コンクリートがある程度固化し、コンクリートと
   芯抜管とが剥離した段階で、パイル型枠から前記の芯抜
   管を引き抜き、該芯抜管を引き抜いた後にコンクリート
   を完全に固化させることを特徴とするコンクリートパイ
   ルの製造方法。
3. 【請求項３】 杭打ち工事に用いられるコンクリートパ
   イルを誘導するためのリーダー装置において、リーダー
   装置の重心より上部側に、リーダー柱の軸線に対して直
   角な回転軸が設けられ、該回転軸に回動自在なブーム取
   付装置が設けられていることを特徴とするリーダー装
   置。
4. 【請求項４】 前記のブーム取付装置において、ベース
   プレートと回転プレートとを互いに押し当てて固定する
   ためのカム構造式のストッパーが設けられていることを
   特徴とする請求項３に記載のリーダー装置。