JP2003082663A - 杭打装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 山地等の立地条件に厳しい作業条件において
も可搬性に優れ、岩盤から粘性土まで幅広い地質に対し
ても、鋼管杭を確実に作業効率良く埋込むことが可能な
杭打装置を提供する。 【解決手段】 先端に設けられた削孔ビット（Ｓ型ビッ
ト）８により地盤を掘削しながら鋼管杭７を引き連れて
掘削孔に埋め込むエアーハンマ６と二重管ロッド９が一
体に接続され、該二重管ロッド９の管璧内に形成された
通気孔９ａを通じてエアーハンマ６へ送り込まれた圧縮
空気を、削孔ビット８の外周側の通気孔１３ａより削孔
底面に向かって噴出させ、削孔ビット８の中心側の通気
孔１３ｂよりスライムと共に二重管ロッド９の管内を通
じて排出しながら鋼管杭７を埋め込む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する利用分野】本発明は、杭打装置に係り、
特に山地における送電鉄塔用の鋼管杭基礎を施工する際
に好適に用いられる杭打装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】送電線敷設工事に伴ない送電鉄塔などを
建設する場合、特に山間地などの傾斜地や、風化層の厚
い傾斜地等においては、鉄塔間に架設された送電線によ
り引き抜き力や鉄塔の自重による圧縮力などが作用す
る。この送電鉄塔を強固に支持するため従来から深礎基
礎が多用されている。この深礎基礎を施工する場合、山
間地などの傾斜地には大型の重機などは運搬できず施工
に困難を伴なうことから、掘削箇所にステージ（やぐ
ら）を設けて鋼製のライナープレート等により土留めを
しながら抗内型小型掘削機や人力により掘削し、土砂を
排土袋とジブクレーンなどを用いて、吊り上げ搬出する
等の工法が採用されていた。

【０００３】深礎基礎は、掘削深度が深く、また施工面
において最小径をφ２．５ｍに規定している事例が多い
ことから、杭孔の掘削作業が大がかりになり工程数も増
えるので作業効率が悪い。また、掘削量が増えると大量
の土砂を排出するため、これを処理する場所に窮するた
め、掘削量を抑制し作業性を向上させる合理的な施工方
法が望まれている。

【０００４】上述した深礎基礎に代わり、鋼管杭を用い
た杭基礎を用いることも考えられる。鋼管杭の施工法に
は、ディーゼルハンマ工法、油圧バイブロハンマ工法な
どに代表される打ち込み杭工法、或いは中掘杭工法、プ
レボーリング工法などに代表される埋込み杭工法があ
る。これは杭を打込み又は杭孔を掘削して鋼管杭を複数
箇所に埋設し、埋込み杭では鋼管杭の内部や周囲にモル
タルやコンクリート材等の充填材を充填して地盤に対す
る周面摩擦力を確保した上で、鋼管杭の上部にフーチン
グ部を形成するものである。

【０００５】山間部等で送電鉄塔などの杭基礎を築造す
る場合に、大がかりな設備を不要とし大きな杭孔を掘削
する装置として、例えば特開平８−１０９７８７号公報
などが提案されている。これは、先端に掘削ビットが設
けられた掘削バケットをケーシングチューブ内に挿入し
てグリップ機構によりチューブにグリップさせてケーシ
ングチューブと共に回転駆動させて先進孔を掘削する。
次にケーシングチューブを先進孔より引き上げ、掘削バ
ケットをケーシングチューブより引き抜く。そして、拡
張機構をケーシングチューブ内に挿入して先進孔の底部
迄挿入してから、グリップ機構によりチューブにグリッ
プさせる。拡張機構の拡開翼を拡開させてケーシングチ
ューブを回転させることにより先進孔を拡張掘削して大
径孔を掘削するようになっている。

【０００６】また、他の杭打装置の一例としては、鋼管
杭の内部に挿入されたハンマーシリンダのデバイスの先
端に設けた半円状のビット装置（Ｓ型ビット）を鋼管杭
より突出させ、ハンマーシリンダの回転に伴なって拡径
方向に移動させて、ハンマーシリンダの振動及び回転に
より杭孔を掘削しつつ鋼管杭を埋設する比較的小型の杭
打装置がある。この杭打装置は、一般的に、ハンマーピ
ストンが落下する際に圧縮した空気をデバイスの底面か
ら噴出させ、ビット装置により掘削したスライム（土
砂）を鋼管杭と杭孔との間に形成された僅かな隙間を通
じて杭孔の上側へ吹き上げて地上へ排出するようになっ
ている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】特開平８−１０９７８
７号公報に示す掘削装置は、比較的大径の杭孔を形成す
る装置であり、小径（φ０．４ｍ程度）の鋼管杭を複数
箇所に設ける杭基礎を形成する場合には適用し難い。ま
た、先進孔と拡大孔との二度に分けて掘削するため掘削
作業に手間取る上に、大径孔であるため掘削した土砂を
大量に排出する必要がある。この土砂の排出処理をバケ
ットや底蓋に回収してはこれらをケーシングチューブよ
り引き上げることにより排出しているので、土砂の排出
作業に手間取るうえに、山岳地では排出された土砂の処
理に窮する。

【０００８】また、上述した他例に示す半円状のビット
装置を有する杭打装置においては、比較的小型で可搬性
に優れ、小径の杭孔を掘削することも可能であるが、ビ
ット装置により掘削したスライム（土砂）が地上に排出
されないで、杭孔の途中で止まってしまうという課題が
あった。特に、ビット装置の中心部であるデバイス底面
より噴出された圧縮空気を周囲の鋼管杭と杭孔との隙間
へ拡散させて排出させるようにしているので、排出され
るエアー圧があがらずに、スライムを地上まで排出しき
れない場合が多い。特に、孔径が大きくなればなるほ
ど、デバイス底面より噴出された圧縮空気は周囲に拡散
されてしまうのでスライムを排出しきれない場合が多
い。スライムが排出されないで杭孔に残留すると、鋼管
杭の内外に充填材を回り込ませることが困難になる。よ
って、鋼管杭と地盤との周面摩擦力が不十分となり、鉄
塔自体の荷重や引き抜き力に対する耐久性が低下するお
それがある。

【０００９】本発明の目的は、上記従来技術の課題を解
決し、山地等の立地条件に厳しい作業条件においても可
搬性に優れ、岩盤から粘性土まで幅広い地質に対して
も、鋼管杭を確実に作業効率良く埋込むことが可能な杭
打装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係る杭打装置は以下の構成を備えている。
即ち、施工地盤を掘削しながら鋼管杭を埋め込む杭打装
置において、施工地盤に設置された架台上に支持された
杭打装置本体と、杭打装置本体により杭打ち位置で起立
保持された鋼管杭に挿入され、先端に設けられた削孔ビ
ットにより地盤を掘削しながら鋼管杭を引き連れて掘削
孔に埋め込むエアーハンマと、エアーハンマに一体に接
続されエアーハンマに圧縮空気を送り込む通気孔が形成
されたロッド管と、ロッド管に連繋してエアーハンマを
上下に振動させかつ回転駆動させることが可能であり、
エアーハンマの上下動に追従して移動可能に杭打装置本
体に支持された移動機構とを備え、ロッド管の管璧内に
形成された通気孔を通じてエアーハンマへ送り込まれた
圧縮空気を削孔ビットの外周側の通気孔より削孔底面に
向かって噴出させ、削孔ビットの中心側の通気孔よりス
ライムと共にロッド管内を通じて排出しながら鋼管杭を
埋め込むことを特徴とする。

【００１１】また、杭打装置本体は、施工地盤に設置さ
れた架台の中心に対し３６０度回動可能に設けられてい
ることを特徴とする。また、装置本体は、施工地盤に設
置された架台上で、杭打ち位置から進退動可能に支持さ
れていることを特徴とする請求項１記載の杭打装置。ま
た、削孔ビットは、削孔ビット本体の端面に、複数のビ
ットが形成された第１、第２ビット装置が並設されてお
り、削孔ビットが所定方向に回転すると第１、第２ビッ
ト装置が削孔ビット本体に対して拡径方向へ移動し、削
孔ビット本体の外周側の通気孔と削孔ビット本体の中心
側の通気孔が露出して第１、第２ビット装置に形成され
た溝を介して連通可能になっていることを特徴とする。
また、ロッド管は管璧内に両側端面に連通する通気孔が
長手方向に形成された二重管ロッドが用いられ、二重管
ロッドの連結部に形成された雄雌ねじ部により、二重管
ロッドどうしを連結すると端面に形成された通気孔どう
しがねじ山とＯリングとで密閉されて連通可能になって
いることを特徴とする。また、二重管ロッドの上端は、
スイベルジョイントに回転可能に連結されており、該ス
イベルジョイントに送り込まれた圧縮空気が上端面の通
気孔を通じてエアーハンマへ送り込まれることを特徴と
する。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について添付図面と共に詳述する。本実施の形態は、主
として山岳地の送電鉄塔用の鋼管杭基礎を施工する場合
に用いられる杭打装置について説明する。図１は杭打装
置の全体構成を示す説明図、図２は杭打装置の要部構成
を示す説明図、図３はエアーハンマの拡大説明図、図４
及び図５は削孔ビットの動作前後の状態を示す底面図、
図６は二重管ロッドの接合部の説明図、図７はスイベル
ジョイントの説明図、図８は杭打装置本体を架台上で回
転させる機構を示す説明図、図９は杭打装置本体を架台
上で進退動させる機構を示す説明図、図１０（ａ）〜
（ｅ）及び図１１（ａ）（ｂ）は鋼管杭の埋込み工程を
示す説明図、図１２及び図１３はフーチング部を形成す
る工程を示す説明図である。

【００１３】先ず、図１〜図９を参照して杭打装置の構
成について説明する。本実施例は、架空送電線用鉄塔基
礎のうち山地用鋼管杭基礎の施工に好適に用いられる杭
打装置について説明する。杭打装置は施工地盤を掘削し
ながら鋼管杭を埋設するものである。

【００１４】先ず、図１乃至図３において、１は杭打装
置であり、フーチング部を形成する施工地盤となる作業
ステージ２に設置される。作業ステージ２は、フーチン
グ部を形成する施工地盤を予めパワーショベルなどによ
り掘削して平坦にし、例えば深さ３ｍ程度の円形状の平
坦面に形成されている。このように、予め作業ステージ
２を平坦面に確保しておくことにより、仮に傾斜地での
作業になった場合にも、杭打装置１を据え付けるための
やぐらの組立作業などは不要となる上に、地表面からフ
ーチング底面までの杭打ちが省略（フーチング掘削に先
行して杭打ちをした場合は、この部分の杭はフーチング
施工時に撤去される）できる。

【００１５】４は杭打装置本体であり、作業ステージ２
に設置された架台３上に支持されている。杭打装置本体
４は、アウトリガ５を架台３の外側に張り出して作業ス
テージ２上に立設することにより支持されている。尚、
作業ステージ２を選定するにあたっては、ボーリング調
査などによる土質条件、現場作業条件（運搬路、索道の
有無等）、更には環境条件（法規制、隣接地域への影響
等）などを事前に調査し十分検討を行う。

【００１６】６はエアーハンマであり、杭打装置本体４
により杭打ち位置で起立保持された鋼管杭７に挿入さ
れ、先端に設けられた削孔ビット（Ｓ型ビット）８によ
り地盤を掘削しながら鋼管杭７を引き連れて掘削孔に埋
め込む。９はロッド管（以下「二重管ロッド」という）
であり、エアーハンマ６にレジューサ１０を介して一体
に接続されている。この二重管ロッド９はエアーハンマ
６に圧縮空気を送り込む通気孔９ａが形成されている。
エアーハンマ６は鋼管杭７内に挿入されて下端に削孔ビ
ット８が突出するように設けられている。

【００１７】図２において、１１は移動機構であり、杭
打装置本体４のリーダー部４ａに沿って上下方向に移動
可能に設けられている。移動機構１１は二重管ロッド９
に連繋してエアーハンマ６を上下に振動させかつ回転駆
動させることが可能になっている。即ち、移動機構１１
には、長手方向（上下方向）に無端状チェーンが掛け渡
されており、該無端状チェーンには移動体１２が移動可
能に連繋している。二重管ロッド９は移動体１２に連繋
しており、移動体１２はエアーハンマ６の上下動に追従
して無端状チェーンに沿って移動するようになってい
る。移動体１２は移動機構１１の該無端状チェーンに沿
った移動範囲に加えて、移動機構１１がリーダー部４ａ
に沿って上下動する範囲で移動可能になっている。移動
体１２には図示しない油圧シリンダのシリンダロッドが
連繋しており、該油圧シリンダを作動させると、移動体
１２がチェーンに沿って上下しながら、二重管ロッド９
を介してエアーハンマ６に掘進力を与えるようになって
いる。

【００１８】また、移動体１２にはツインモータ１３が
設けられており、二重管ロッド９に嵌め込まれたスプロ
ケットホイールにチェーンを介して連繋している。ツイ
ンモータ１３を起動することで、エアーハンマ６を回転
させて、削孔ビット８により地盤を掘削することができ
る。また、エアーハンマ６を回転させると削孔ビット８
は後述するように杭径より拡径して回転しながら施工地
盤を削孔するようになっている。

【００１９】また、移動体１２には、スイベルジョイン
ト１４が設けられている。スイベルジョイント１４の上
端部には二重管ロッド９の上端開口に接続する排土用ホ
ース１５が接続されている。また、スイベルジョイント
１４の周面部には、エアホース１６が接続されており、
エアホース１６は高圧コンプレッサ１７に接続されてい
る。図３に示すように、二重管ロッド９の周璧内には上
端面から下端面まで長手方向に連通する通気孔９ａが周
方向に複数箇所に形成されている。このロッド管９の通
気孔９ａは、エアーハンマ６に設けられた通気孔６ａと
気密性を保って連通している。エアーハンマ６の通気孔
６ａに送り込まれた圧縮空気は、削孔ビット本体（デバ
イス装置１８）の外周側に設けられた通気孔１８ａより
削孔底面に向かって噴出させて、削孔ビット本体（デバ
イス装置１８）の中心部に設けられた通気孔１８ｂより
スライムと共に二重管ロッド９の管内を通じて排出する
ようになっている。

【００２０】図４及び図５において、削孔ビット８は、
削孔ビット本体であるデバイス装置１８の端面に、複数
のビット１９ａ、２０ａが形成された第１、第２ビット
装置１９、２０が並設されている。この第１、第２ビッ
ト装置１９、２０は、デバイス装置１８の先端面（下端
面）に偏芯して設けられており、半月状をした直状部分
を対向させて取付けられている。また、第１、第２ビッ
ト装置１９、２０の直状部分には切欠部１９ｂ、２０ｂ
が設けられている。

【００２１】削孔ビット８が矢印Ａ方向に回転すること
により、第１、第２ビット装置１９、２０が拡径方向へ
移動し、デバイス装置１８の外周側の通気孔１８ａとデ
バイス装置１８の中心側の通気孔１８ｂが露出して第
１、第２ビット装置１９、２０に形成された溝１９ｃ、
２０ｃを介して連通可能になっている（図５参照）。こ
のとき、第１、第２ビット装置１９、２０の直状部分に
形成された切欠部１９ｂ、２０ｂはデバイス装置１８の
中心部で掌合し、中心側の通気孔１８ｂと連通するよう
になっている。この状態で二重管ロッド９の管璧内に形
成された通気孔９ａを通じてエアーハンマ６へ送り込ま
れた圧縮空気をデバイス装置１８の外周側の通気孔１８
ａより削孔底面に向かって噴出させ、デバイス装置１８
の中心側の通気孔１８ｂよりスライムと共に二重管ロッ
ド９の管内を通じて排出しながら鋼管杭７を埋込むよう
になっている。また、削孔ビット８が矢印Ｂ方向へ回転
すると、第１、第２ビット装置１９、２０は縮径方向へ
移動し、デバイス装置１８の外周側の通気孔１８ａと中
心側の通気孔１８ｂを閉塞するようになっている（図４
参照）。この状態でエアーハンマ６を鋼管杭７より引き
抜くことができる。

【００２２】このように、削孔ビット８の外周側より噴
出させた圧縮空気を中心側に向かって集まる流れを形成
できるので、エアの流速が向上し、削孔ビット８により
掘削したスライムが効率良く二重管ロッド９の管内を通
じて排土用ホース１５へ排出できる。このエアーハンマ
方式の杭打装置１を用いることにより、スライムの排出
を容易にし、岩盤から粘性土地盤まで幅広い地質に対し
て確実にしかも効率良く削孔することができる。

【００２３】本実施例の杭打装置１は、作業ステージ２
から杭打装置本体４のリーダー部４ａの頂部までの高さ
はおよそ７ｍ程度の比較的小型の装置が用いられてい
る。鋼管杭７は、直径φ０．４ｍ程度で厚さ９．５ｍｍ
程度の一般構造用炭素鋼鋼管が好適に用いられ、複数の
鋼管杭を接合しながら埋設される。本実施例では、鋼管
杭７として、第１ロット〜第４ロットの鋼管杭７ａ〜７
ｄが用いられる。最先端部（最下端部）の鋼管杭７ａに
はケーシングカラー２１が溶接されている（図３参
照）。ケーシングカラー２１は、第１ロットの鋼管杭７
ａの下端開口に溶接されている。ケーシングカラー２１
は、エアーハンマ６からの打撃力を鋼管杭７に伝えて埋
設する作用と鋼管杭７の下端を補強する作用とを有す
る。

【００２４】例えば、掘削深度１９ｍの鋼管杭７を埋設
する場合、第１ロットとしては長さ３ｍの鋼管杭７ａが
用いられ、第２〜第４ロットとして長さ５．５ｍの鋼管
杭７ｂ〜７ｄが用いられる。第１ロットの鋼管杭７ａに
他の鋼管杭と比較して長さが短いものを用いたのは、地
盤に埋設する際に振れが少なく鉛直姿勢を維持し易くす
るためである。また、第２〜第４ロットの鋼管杭７ｂ〜
７ｄの長さを５．５ｍとしたのは、杭打装置本体４のリ
ーダー部４ａの長さが７ｍであり、エアーハンマ６の打
撃による杭打装置本体４の振動バランスなどを考慮して
定められている。尚、各鋼管杭の長さは、杭打装置本体
４のサイズにより可変可能である。最後に埋設する鋼管
杭（本実施例では鋼管杭７ｄ）は、埋設深度によって長
いもの或いは短いものを用いて調整することが可能であ
る。各鋼管杭７ａ〜７ｄは溶接スペースとして０．５ｍ
程度地上に露出するように順次埋設される。具体的に
は、鋼管杭７ａ（第１のロット）を埋設すると、鋼管杭
７ｂ（第２のロット）を鋼管杭７ａに溶接して掘削する
作業を繰り返して鋼管杭７の埋設が行われる。第４ロッ
トに相当する鋼管杭７ｄの上端部においてフーチング部
と結合し、基礎体が形成される。

【００２５】また、図６において、二重管ロッド９は両
側端面に連通する通気孔９ａが長手方向（母線方向）に
形成されたロッド管が用いられている。二重管ロッド９
の連結部には雄雌ねじ部９ｂ、９ｃが形成されており、
二重管ロッド９どうしを連結すると端面に形成された通
気孔９ａどうしがねじ山９ｃとＯリング２２とで密閉さ
れて気密性を保持したまま連通可能になっている。二重
管ロッド９は鋼管杭７が接合されるのに合わせて、ねじ
嵌合により連結して長さを調節（延長）するようになっ
ている。尚、二重管ロッド９の周面には、ねじ締めを行
う際にスパナなどにより管を把持するための切欠部９ｄ
が設けられている。この二重管ロッド９をエアーハンマ
６と通気孔９ａ、６ａどうしが連通するように接合する
ことにより、圧縮エアを送り込んで、二重管ロッド９の
管内を通じて効率良く排気することができる。

【００２６】図７において、二重管ロッド９の上端は、
スイベルジョイント１４にベアリング２３を介して回転
可能に連結されている。また、二重管ロッド９の上端開
口には排土用ホース１５がベアリング２４を介して嵌め
込まれている。二重管ロッド９の上端が臨む上部仕切り
室２５にはエアホース１６が接続されている。二重管ロ
ッド９の上端にはＶパッキン２６が嵌め込まれており、
上部仕切り室２５の気密性が保持されるようになってい
る。スイベルジョイント１４にエアホース１６を通じて
送り込まれた圧縮空気が、上部仕切り室２５に圧送りさ
れ、二重管ロッド９の上端面に開口した通気孔９ａを通
じてエアーハンマ６へ送り込まれるようになっている。
このように、上部仕切り室２５において、二重管ロッド
９の軸受と気密室として機能を併有することで、スイベ
ルジョイント１４の小型化、多機能化が実現できる。ま
た、二重管ロッド９には、スプロケットホイール２７が
嵌め込まれており、ツインモータ１３のモータ軸に各々
設けられたスプロケットホイール２８との間に掛け渡さ
れた無端状チェーン２９を介して回転駆動されるように
なっている。ツインモータ１３を起動することで、二重
管ロッド９を通じてエアーハンマ６を回転させて、削孔
ビット８により地盤を掘削することができる。

【００２７】図８において、杭打装置本体４は、作業ス
テージ２に設置された架台３の中心に対し３６０度回動
可能に設けられている。具体的には、架台３の上にはセ
ンターピン３０を中心に矩形状のベースフレーム３１が
回動可能に載置されている。ベースフレーム３１は、架
台３の円形状フランジ部３ａにガイド爪３２により４箇
所で係止している。ベースフレーム３１上には、杭打装
置本体４がスライドガイド３３により両側で抑えられて
設けられている。架台３の周囲には、支持脚３ｂが放射
上に接合されている。

【００２８】杭打装置本体４は１箇所に鋼管杭７の埋設
が終了する度に、所定角度回動させて次の箇所に鋼管杭
７の埋設を行う作業を繰り返して複数箇所に鋼管杭７を
杭打ち可能になっている。具体的には、架台３の円形状
フランジ部３ａには、複数の係止孔３ｃが穿孔されてお
り、該係止孔３ｃに油圧シリンダ３４のシリンダロッド
３４ａを連繋する。そして、シリンダ本体３４ｂをベー
スフレーム３１のガイド爪３２に連繋する。この状態で
油圧シリンダ３４を作動させてシリンダロッド３４ａを
矢印Ｃ方向伸張させることで、ベースフレーム３１がガ
イド爪３２により円形状フランジ部３ａに係止したまま
センターピン３０を中心に矢印Ｄ方向へ所定量回転す
る。これによって、杭打装置１全体を移動させることな
く杭打装置本体４のみを回転させて、複数箇所への杭打
ち作業を効率的に続行することができる。油圧シリンダ
３４のシリンダロッド３４ａの係止孔３ｃへの連繋位置
を随時変更することで、続けて杭打装置本体４を回転さ
せることができる。

【００２９】また、図９において、杭打装置本体４は、
施工地盤に設置された架台３の杭打ち位置から進退動可
能に支持されている。具体的には、図示しない油圧シリ
ンダのシリンダ本体を架台３に連繋しておきシリンダロ
ッドを杭打装置本体４に連繋しておく。この状態で油圧
シリンダを作動させてシリンダロッドを伸張させると、
装置本体４を図９の破線に示すようにベースフレーム３
１のスライドガイド３３に沿って後退させたり、或いは
油圧シリンダの向きを逆にすることで、装置本体４を前
進させたりすることができる。このように、装置本体４
を架台３に対して進退動させることにより、例えば鋼管
杭どうしを接合する場合には装置本体４を図９のように
後退させることで溶接作業スペースを確保することがで
きる。また、装置本体４に鋼管杭７の建て込みを行う場
合には、建て込み位置の微調整を行うことが可能とな
る。尚、杭打装置１は、架台３、杭打装置本体４、移動
体１２（ツインモータ１３、スイベルジョイント１
４）、鋼管杭７は分解可能であり、運搬重量は２ｔ以下
に抑えられるので、例えば索道やヘリコプター等で山間
地へ輸送する場合にも十分適用可能である。

【００３０】次に、図１０〜図１３を参照して杭打装置
１を用いた鋼管杭基礎施工工程について説明する。図１
０（ａ）において、予めフーチング部を形成する施工地
盤を平坦にして作業ステージ２（例えば直径４ｍ程度深
さ３ｍ程度の縦穴）を形成する。この作業ステージ２の
穴壁に沿ってライナープレート３５を立設して覆ってお
くことが好ましい。この作業ステージ２に杭打装置１
（幅２ｍ程度）を設置する。杭打装置１は、分解して搬
送路が確保できる場合には地上輸送し、搬送路が確保で
きない場合には、ヘリコプター等により空輸することが
できる。杭打装置本体４は、架台３の上に設置され、鋼
管杭７の建て込み側と反対側にはバランスを保つための
ウエイト４７が設置されている。リーダー部４ａは、杭
打装置本体４に対して水平方向に傾倒可能に設けられて
おり、該リーダー部４ａを杭打装置本体４に対して起立
することにより鋼管杭７を建て込むことができる。作業
ステージ２に杭打装置本体４がセットされると、鋼管杭
７ａの建て込み作業が行われる。次いで二重管ロッド９
にエアーハンマ６及び削孔ビット８が一体になったもの
を、ジブクレーン３６などに吊下げて鋼管杭７ａ内に挿
入する。

【００３１】次に、図１０（ｂ）において、ツインモー
タ１３を起動して二重管ロッド９及びエアーハンマ６を
回転させて削孔ビット８を拡径させると共に、移動機構
１１の油圧シリンダを作動させて移動体１２を上下させ
ることにより施工地盤に対して削孔ビット８により回転
及び打撃の複合動作を行って削孔する。このとき、高圧
コンプレッサ１７よりエアホース１６を介して二重管ロ
ッド９の通気孔９ａへ送り込まれた圧縮空気は、図２に
示すように、エアーハンマ６の通気孔７ａを介してデバ
イス装置１８の外周側に設けられた通気孔１８ａより噴
出させて、中心部に設けられた通気孔１８ｂより掘削し
たスライム（土砂）と共に回収されるようになってい
る。回収されたスライムは二重管ロッド９の管内を通過
してスイベルジョイント１４より排土用ホース１５を通
じて外部へ排出される。このようにして、先ず、長さ３
ｍの第１ロットに相当する鋼管杭７ａが埋設される。鋼
管杭７ａは上端側が地上に０．５ｍ程度露出した状態で
埋設される。

【００３２】次に、図１０（ｃ）において、鋼管杭７ａ
の上端面に、長さ５．５ｍの第２ロットに相当する鋼管
杭７ｂの下端面を突き当てて溶接を行う。鋼管杭７ｂを
鋼管杭７ａの上に建て込む場合には、鋼管杭７ｂに二重
管ロッド９を同心状に挿入した状態で、ジブクレーン３
６等により吊下げながら起立させて建て込む。二重管ロ
ッド９どうしは、ねじ嵌合により接続可能になってい
る。溶接材には鋼管杭の母材強度以上のものが用いら
れ、溶接面積を広く確保するために鋼管杭７ｂの下端周
縁部にテーパー部３７が形成されている。裏当てなしで
裏波溶接が行われる。溶接法は公知のアーク溶接法或い
はガスシールドアーク溶接法等が用いられる。次に、図
１０（ｄ）において、第４ロットに相当する鋼管杭７ｄ
の埋設が終了すると、ツインモータ１３を逆方向に回す
と拡径していた削孔ビット８が縮径方向に移動する。そ
して、図示しないシリンダを作動させて移動体１２を上
動させることによりエアーハンマ６及び二重管ロッド９
を鋼管杭７から引き抜く。二重管ロッド９の引き抜き
は、図示しないシリンダにより二重管ロッド９を把持す
るスパナを回すことにより、二重管ロッド９どうしをね
じ嵌合する雌雄ねじ部を解放することにより、順次取り
外される。尚、最下部の削孔ビット８を引き抜くと空隙
が生じ、鋼管杭７の沈下が懸念される場合には、エアー
ハンマ６などの引き抜きに先立って地上に露出した鋼管
杭７ｄの周囲にアングル材を溶接しても良い。

【００３３】次に、図１０（ｅ）において、鋼管杭７ｄ
の上端開口より充填材（例えばセメントミルク、モルタ
ルなどのグラウト材）３８を鋼管杭７の内部へ注入す
る。具体的には、タンク３９より供給された充填材をグ
ラウトポンプ４０により充填チューブ４１を介して鋼管
杭７の内部に注入する。

【００３４】充填材３８の注入が終わると、図１１
（ａ）に示すように、鋼管杭７ｄの上端開口を充填蓋４
８により閉塞してグラウトポンプ４０により充填材３８
を圧入し、かつ鋼管杭７に例えばバイブロハンマにより
振動を加える。このように充填材３８を注入するだけで
なく圧入することにより、鋼管杭７の内部のみならず鋼
管杭外壁と掘削璧との隙間（例えば１４ｍｍ程度）にも
回り込ませて、しかも鋼管杭７に振動を与えることによ
り、充填材３８の回り込みを良くすることができる。こ
れにより、充填材３８は鋼管杭７の下端側よりが鋼管杭
７の外周側に流出する。そして、充填材３８が地上に露
出する鋼管杭７ｄの周囲から溢れ出すと充填が完了す
る。尚、充填材３８の注入に先だって、鋼管杭７内にグ
ラウトポンプ４０により圧縮空気を送り込み、鋼管杭７
の外壁と掘削璧との間のスライムを外部に除去するよう
にしても良い。これにより、充填材３８が鋼管杭７の内
外へ確実に回り込ませることができる。

【００３５】このようにして、図１１（ｂ）に示すよう
に、作業ステージ２に鋼管杭７が管の内外が充填材３８
で満たされた状態で埋設される。これにより、杭と掘削
地盤との周面摩擦力が高められ、鉄塔の荷重や引き抜き
力等に対する鋼管杭７の強度を高めることができる。杭
打装置本体４は、図８に示すように、架台３上でセンタ
ーピン３０を中心に３６０度回動可能に設けられてお
り、１箇所に鋼管杭７の埋設が終了する度に、所定角度
回動させて次の鋼管杭７の埋設作業が繰り返して行われ
る。本実施例では、杭打装置本体４を架台３上で図示し
ない回転機構により４５度ずつ回転させては鋼管杭７を
埋設し、合計８本の鋼管杭７が埋設される。各鋼管杭７
は、少なくとも最下端側が岩盤層に到達した状態で埋設
される。この鋼管杭７の本数や掘削深度は支持体（送電
鉄塔の大きさ）により適宜変更可能である。

【００３６】次に、図１２及び図１３に示すように、充
填材３８が充填された各鋼管杭７の上端側にフーチング
部を形成する。具体的には、図１２において、作業ステ
ージ２の中心部に送電鉄塔の基礎材４２を据え付け、そ
の周囲に鉄筋を張り巡らす。また、各鋼管杭７の外周に
鉄筋４３を溶接すると共に、各鋼管杭７の上端開口に鉄
筋籠４４を挿入して固定する。そして、図１３に示すよ
うに、コンクリートを打設して作業ステージ２にベース
部４５が形成され基礎材４２の周囲がコンクリート材で
固められたフーチング部４６が形成される。フーチング
部４６が形成されると、ライナープレート３５を撤去
し、ベース部４５の上に掘削残土を埋め戻しを行って整
地して鋼管杭基礎の施工工程が完了する。

【００３７】上記杭打装置を用いれば、杭打装置１は、
二重管ロッド９の管璧内に形成された通気孔９ａを通じ
てエアーハンマ６へ送り込まれた圧縮空気を削孔ビット
８の外周側の通気孔１３ａより削孔底面に向かって噴出
させ、削孔ビット８の中心側の通気孔１３ｂよりスライ
ムと共に二重管ロッド９の管内を通じて排出しながら鋼
管杭７を埋込むので、削孔ビット８の外周側より噴出さ
せた圧縮空気を中心側に向かって集まる流れを形成でき
るのでエアの流速が向上し、削孔ビット８により掘削し
たスライムを効率良くしかも確実に排出できる。このエ
アーハンマ方式の杭打装置１を用いることにより、岩盤
から粘性土地盤まで幅広い地質に対しても、確実にしか
も効率良く削孔することができる。特に、山地等の立地
条件に厳しい作業条件においても限られたスペースに杭
打装置１を設置して、施工地盤を掘削しながら、鋼管杭
７を効率良く埋込むことができる。また、杭打装置本体
４は、作業ステージ２に設置された架台３の中心に対し
３６０度回動可能に設けられており、鋼管杭７の埋設が
終了する度に、杭打装置１全体の移動を伴なわず杭打装
置本体４のみを所定角度回動させて次の箇所へ鋼管杭７
の埋設を行う作業を繰り返し行えるので、複数箇所へ杭
打ち作業を効率的に行うことができる。また、杭打装置
本体４は、施工地盤に設置された架台３の杭打ち位置か
ら進退動可能に支持されているので、例えば鋼管杭どう
しを接合する場合には溶接作業スペースを確保すること
ができ、装置本体４に鋼管杭７の建て込みを行う場合に
は、建て込み位置の微調整を行うことが可能となる。ま
た、杭打装置１は、小型で分解可能であるため可搬性に
優れており、索道やヘリコプタなどで搬送することも可
能であるため、作業条件が厳しい山地へも搬送して作業
を行うことができ、また、大規模な仮設ステージを設け
ることなく、作業が行えるので、工期を短縮してコスト
削減を図ることができる。

【００３８】以上、本発明の好適な実施例について述べ
てきたが、本発明は主として山地などの立地条件の厳し
い場所で使用する小型の杭打装置について説明したが、
地滑り抑止杭或いは山止工などの付帯工事などにも用い
ることができ、更には平地などの比較的機材の搬送条件
に適した場所においても有効に利用できる等、発明の精
神を逸脱しない範囲で多くの改変を施し得るのはもちろ
んである。

【００３９】

【発明の効果】本発明の杭打装置を用いれば、杭打装置
は、ロッド管の管璧内に形成された通気孔を通じてエア
ーハンマへ送り込まれた圧縮空気を削孔ビットの外周側
の通気孔より噴出させ中心側の通気孔よりスライムと共
に回収してロッド管内を通じて排出しながら鋼管杭を埋
込むので、削孔ビットの外周側より噴出させた圧縮空気
を中心側に向かって集まる流れを形成するのでエアの流
速が向上し、削孔ビットにより掘削したスライムを効率
良くしかも確実に排出できる。このエアーハンマ方式の
杭打装置を用いることにより、岩盤から粘性土地盤まで
幅広い地質に対しても、確実にしかも効率良く削孔する
ことができる。特に、山地等の立地条件に厳しい作業条
件においても限られたスペースに杭打装置を設置して、
施工地盤を掘削しながら、鋼管杭を効率良く埋込むこと
ができる。また、杭打装置本体は、施工地盤に設置され
た架台の中心に対し３６０度回動可能に設けられてお
り、鋼管杭の埋め込みが終了する度に、杭打装置全体の
移動を伴なわず杭打装置本体のみを所定角度回動させて
次の箇所へ鋼管杭の埋め込みを行う作業を繰り返し行え
るので、複数箇所への杭打ち作業を効率的に行うことが
できる。また、装置本体は、施工地盤に設置された架台
の杭打ち位置から進退動可能に支持されているので、例
えば鋼管杭どうしを接合する場合には溶接作業スペース
を確保することができ、装置本体に鋼管杭の建て込みを
行う場合には、建て込み位置の微調整を行うことが可能
となる。また、杭打装置は、小型で分解可能であるため
可搬性に優れており、索道やヘリコプタなどで搬送する
ことも可能であるため、作業条件が厳しい山地へも搬送
して作業を行うことができ、また、大規模な仮設ステー
ジを設けることなく、作業が行えるので、工期を短縮し
てコスト削減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】杭打装置の全体構成を示す説明図である。

【図２】杭打装置の要部構成を示す説明図である。

【図３】エアーハンマの拡大説明図である。

【図４】削孔ビットの動作前の状態を示す底面図であ
る。

【図５】削孔ビットの動作後の状態を示す底面図であ
る。

【図６】二重管ロッドの接合部の説明図である。

【図７】スイベルジョイントの説明図である。

【図８】杭打装置本体を架台上で回転させる機構を示す
説明図である。

【図９】杭打装置本体を架台上で進退動させる機構を示
す説明図である。

【図１０】鋼管杭の埋込み工程を示す説明図である。

【図１１】鋼管杭の埋込み工程を示す説明図である。

【図１２】フーチング部を形成する工程を示す説明図で
ある。

【図１３】フーチング部を形成する工程を示す説明図で
ある。

【符号の説明】

１ 杭打装置 ２ 作業ステージ ３ 架台 ３ａ フランジ部 ３ｂ 支持脚 ３ｃ 係止孔 ４ 杭打装置本体 ５ アウトリガ ６ エアーハンマ ６ａ、９ａ、１８ａ １８ｂ 通気孔 ７ 鋼管杭 ８ 削孔ビット ９ 二重管ロッド １０ レジューサ １１ 移動機構 １２ 移動体 １３ ツインモータ １４ スイベルジョイント １５ 排土用ホース １６ エアホース １７ 高圧コンプレッサ １８ デバイス装置 １９ 第１ビット装置 １９ａ、２０ａ ビット １９ｂ、２０ｂ 切欠部 １９ｃ、２０ｃ 溝 ２０ 第２ビット装置 ２１ ケーシングカラー ２２ Ｏリング ２３、２４ ベアリング ２５ 上部仕切り室 ２６ Ｖパッキン ２７、２８ スプロケットホイール ２９ 無端状チェーン ３０ センターピン ３１ ベースフレーム ３２ ガイド爪 ３３ スライドガイド ３４ 油圧シリンダ ３４ａ シリンダロッド ３４ｂ シリンダ本体 ３５ ライナープレート ３６ ジブクレーン ３７ テーパー部 ３８ 充填材 ３９ タンク ４０ グラウトポンプ ４１ 充填チューブ ４２ 基礎材 ４３ 鉄筋 ４４ 鉄筋籠 ４５ ベース部 ４６ フーチング部 ４７ ウエイト ４８ 充填蓋

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 591094170 有限会社カゴタボーリング 長野県松本市芳川村井町中村1273 (72)発明者 石川 和明 東京都千代田区内幸町ニ丁目２番１号 中 部電力株式会社東京支社内 (72)発明者 山本 卓明 愛知県名古屋市熱田区横田ニ丁目３番24号 中部電力株式会社基幹系統建設センター 内 (72)発明者 金岡 孝志 愛知県名古屋市中区栄四丁目６番25号 川 北電気工業株式会社内 (72)発明者 大橋 康二 愛知県名古屋市中村区則武一丁目10番６号 大興電気工業株式会社中部支店内 (72)発明者 籠田 憲雄 長野県松本市大字芳川村井町1273番地 有 限会社カゴタボーリング内 Ｆターム(参考） 2D029 BA01 2D050 AA06 CA02 CB16 EE02

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 施工地盤を掘削しながら鋼管杭を埋め込
   む杭打装置において、 施工地盤に設置された架台上に支持された杭打装置本体
   と、 杭打装置本体により杭打ち位置で起立保持された鋼管杭
   に挿入され、先端に設けられた削孔ビットにより地盤を
   掘削しながら鋼管杭を引き連れて掘削孔に埋め込むエア
   ーハンマと、 エアーハンマに一体に接続されエアーハンマに圧縮空気
   を送り込む通気孔が形成されたロッド管と、 ロッド管に連繋してエアーハンマを上下に振動させかつ
   回転駆動させることが可能であり、エアーハンマの上下
   動に追従して移動可能に杭打装置本体に支持された移動
   機構とを備え、 ロッド管の管璧内に形成された通気孔を通じてエアーハ
   ンマへ送り込まれた圧縮空気を削孔ビットの外周側の通
   気孔より削孔底面に向かって噴出させ、削孔ビットの中
   心側の通気孔よりスライムと共にロッド管内を通じて排
   出しながら鋼管杭を埋め込むことを特徴とする杭打装
   置。
2. 【請求項２】 杭打装置本体は、施工地盤に設置された
   架台の中心に対し３６０度回動可能に設けられているこ
   とを特徴とする請求項１記載の杭打装置。
3. 【請求項３】 杭打装置本体は、施工地盤に設置された
   架台上で、杭打ち位置から進退動可能に支持されている
   ことを特徴とする請求項１記載の杭打装置。
4. 【請求項４】 削孔ビットは、削孔ビット本体の端面
   に、複数のビットが形成された第１、第２ビット装置が
   並設されており、削孔ビットが所定方向に回転すると第
   １、第２ビット装置が削孔ビット本体に対して拡径方向
   へ移動し、削孔ビット本体の外周側の通気孔と削孔ビッ
   ト本体の中心側の通気孔が露出して第１、第２ビット装
   置に形成された溝を介して連通可能になっていることを
   特徴とする請求項１記載の杭打装置。
5. 【請求項５】 ロッド管は管璧内に両側端面に連通する
   通気孔が長手方向に形成された二重管ロッドが用いら
   れ、二重管ロッドの連結部に形成された雄雌ねじ部によ
   り、二重管ロッドどうしを連結すると端面に形成された
   通気孔どうしがねじ山とＯリングとで密閉されて連通可
   能になっていることを特徴とする請求項１記載の杭打装
   置。
6. 【請求項６】 二重管ロッドの上端は、スイベルジョイ
   ントに回転可能に連結されており、該スイベルジョイン
   トに送り込まれた圧縮空気が上端面の通気孔を通じてエ
   アーハンマへ送り込まれることを特徴とする請求項１記
   載の杭打装置。