JP2004036106A

JP2004036106A - 杭打ち機の空中移動による連続杭打ち工法、及び空中移動式連続杭打ち装置

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Publication number: JP2004036106A
Application number: JP2002191423A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Matsumoto; 松本　洋; Yoshio Matsumoto; 松本　吉夫
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-06-28
Filing date: 2002-06-28
Publication date: 2004-02-05
Anticipated expiration: 2022-06-28
Also published as: JP4054974B2

Abstract

【課題】従来、杭打ち作業のために埋め立てや足場建設などの付帯工事が必要であった湿地、河川、湖沼等の底地、あるいは山地・崖等の傾斜地といった非通常地でにおいて、前記付帯工事を行うことなく杭打ちのできる工法、及び同工法で使用する杭打ち装置を提供する。
【解決手段】湿地等の軟弱地盤、河川、湖沼等の底地、あるいは山地、崖などの傾斜地等の非通常地へ杭打ちする杭打ち工法において、着脱自在な定着部を備える基台を既設杭の上方部に定着し、次いで前記基台に回動自在に枢着された可動アームの先端に取設された杭打ち機により、既設杭の周囲の複数箇所に複数本の杭を打ちこんだ後、前記基台を既設杭から外し、空中移動して新設杭に移し、さらに、前記基台を移動した杭の周囲の複数箇所に複数本の杭を打ち込む杭打ち機の空中移動による連続杭打ち工法、及び同空中移動式連続杭打ち装置による。
【選択図】　図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は地盤、特に好ましくは湿地等の軟弱地盤、河川、湖沼等の底地、あるいは山地、崖などの傾斜地等へ杭打ちする工法、及び同工法に使用する杭打ち装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】建築建造物の構築にあたりその地盤を強化する手段として、現在主として、工場で製作したコンクリート杭を打ち込む既製杭工法、及び現場において鉄筋コンクリート杭を構築する場所打ちコンクリート工法とが広く用いられている。
既製杭を打ち込む杭打ち機としては、前記既製杭の頭部をハンマーによって打撃して所定の深さまで貫入させる衝撃式のものと、既製杭に振動を与えて所定の深さまで貫入させる振動式のもの、あるいは油圧シリンダーによって杭を静的に圧入するもの等がある。衝撃式の杭打ち機には、鉄製の錘を既製杭の頭部に落下させる機構によってドロップハンマー式、スチームハンマー式、ディーゼルハンマー式、油圧ハンマー式等があり、いずれも経済的で確実な支持力が得られ、また打ち止め時の貫入量やリバウンド量を測定することにより支持力むらのない杭の施工ができる利点がある反面、油圧ハンマー式以外は打撃時に大きな騒音や振動を発生させるという不都合がある。
振動式杭打ち機は、電動又は油圧駆動による起振装置によって杭に垂直方向の振動を与え、この振動により土中の杭の側面及び先端の抵抗を軽減して杭を打ち込むものであるが、逆に杭の抜き取りにも使用できる利点がある。
その他、油圧により杭を静的に圧入する方法や、アースオーガで中堀を先行させる方法、ウォータージェットを併用しながら打ち込みを行う方法など、杭打ちに伴う騒音と振動を低下させ、かつ打ち込み効率を高める方法がいろいろ考案され使用されている。
【０００３】
最近の大型基礎工事の増大に伴い前記既製杭工法では、杭の径や長さに限界があること、振動や騒音問題もあって大口径の場所打ち鉄筋コンクリート杭が普及してきた。この場所打ち鉄筋コンクリート杭は掘削した孔に鉄筋を建て込みコンクリートを打設してなるもので、孔を掘削する機械や方法によっていくつかの工法がある。例えば、鋼製のケーシングチューブを建て込み、その内側を掘削しながらケーシングチューブを油圧により揺動圧入し、掘削後鉄筋を建て込み、コンクリートを打設しながらケーシングチューブを引き抜いて杭を造成するケーシング工法（ベノト工法）、地表付近に表層ケーシングを設置する以外はケーシングを使用せず孔内にベントナイト安定剤を張って孔壁を保護しながら回転軸の先に取り付けた回転バケットによって掘削を行い、掘削後鉄筋を建て込みコンクリートを打設して杭を造成するアースドリル工法などがあげられる。
【０００４】
前記既製杭工法で使用する杭打ち機は、いずれも長尺の既製杭を鉛直に保持し、かつその頭部に鉄錘による衝撃や起振機による振動を与える必要から、既製杭よりも長い高さの支持柱を安定に保持することが要求される。また場所打ちコンクリート工法でもケーシングやアースドリルの保持や操作、また組み上げた鉄筋の掘削孔内への建て込みのためにも高い支持柱が必要となる。したがって、これまでの杭打ち機は、支持柱を直立保持できる強固でかつ比較的平坦な地盤の場所、あるいはクレーン船等に設置して使用され、湿地などの軟弱地盤地域やクレーン船の使用が困難な河川や湖沼の底地、山地あるいは崖等の傾斜地等では、杭打ち機を持ち込むために埋め立てや足場建設などの付帯工事を行わなければならなかった。
【０００５】
【発明が解決しようとしている課題】上記従来技術に鑑み、従来、埋め立てや足場建設などの付帯工事が必要であった湿地等の軟弱地盤、河川、湖沼等の底地、あるいは山地・崖等の傾斜地といった非通常地での杭打ち作業において、前記付帯工事を行うことなく施工できる杭打ち工法、及び同工法で使用する杭打ち装置を提供する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者は上記課題を下記の手段により解決した。
（１）地盤へ杭打ちする杭打ち工法において、可動アームが回動自在に枢着された基台を、緊締手段を介して、既設杭の上方部に着脱自在に定着する第１工程と、前記基台に回動自在に枢着された可動アームの先端に取設された杭打ち機により、前記既設杭の周囲の地盤の複数箇所に複数本の杭を打ち込んで新設杭を立設する第２工程と、前記基台を前記既設杭から前記緊締手段の緊締を解除して外し、空中移動して前記新設杭の１個に移動して定着する第３工程と、前記基台を移動、定着した新設杭の周囲の地盤の１又は複数箇所に前記可動アームの先端に取設された杭打ち機によって１又は複数本の杭を打ち込む第４工程を実施することを特徴とする杭打ち機の空中移動による連続杭打ち工法。
（２）前記（１）記載の第４工程の後、さらに前記第３工程から第４工程を繰り返して実施することを特徴とする前記（１）記載の杭打ち機の空中移動による連続杭打ち工法。
（３）地盤が、湿地等の軟弱地盤、河川、湖沼等の底地、あるいは山地、崖などの傾斜地のいずれか１つであることを特徴とする前記（１）又は（２）記載の杭打ち機の空中移動による連続杭打ち工法。
【０００７】
（４）地盤へ杭打ちするための杭打ち装置において、既設杭の上方部に着脱自在に定着される緊締・緊締解除手段を備える基台と、同基台に回動自在に下端が枢着された可動アームと、可動アームの先端に取設された杭打ち機とを備え、かつ前記杭打ち機で打ち込んだ複数本の新設杭へ前記基台を空中で移動する基台移動機構を備えてなることを特徴とする空中移動式連続杭打ち装置。
（５）緊締・緊締解除手段が、チャック装置であることを特徴とする前記（４）記載の空中移動式連続杭打ち装置。
（６）可動アームの先端に取設される杭打ち機が、ケーシングを回転させながら地盤に打ち込む回転ケーシング方式の打ち込み機であることを特徴とする前記（４）又は（５）記載の空中移動式連続杭打ち装置。
（７）地盤が、湿地等の軟弱地盤、河川、湖沼等の底地、あるいは山地、崖などの傾斜地のいずれか１つであることを特徴とする前記（４）〜（６）のいずれか１項記載の空中移動式連続杭打ち装置。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を実施例の図によって説明する。
図１は本発明の空中移動式連続杭打ち装置の概要を示す説明図、図２は本発明の杭打ち機の空中移動による連続杭打ち工法の概念図、図３は本発明の空中移動式連続杭打ち装置の空中移動の動作説明図、図４はチャック付全周回転装置実施例の構造概念図を示す。
図において１はチャック付全周回転装置を備えた基台、２は可動アーム、３は可動アーム伸縮用シリンダ、４はワイヤロープ、５はリーダ、６はリーダ伸縮用シリンダ、７はチャック付全周回転杭打ち機、８は可動アーム２とリーダ５とがなす角度を可変するシリンダ、Ｐは既設杭、Ｐ’_１〜Ｐ’_４は新設杭である。
【０００９】
本発明の杭打ち機の空中移動による連続杭打ち工法は、図１にその実施例を示す空中移動式連続杭打ち装置を用いることによって実現できるので、まず前記空中移動式連続杭打ち装置の構成概要について説明する。
本発明の空中移動式連続杭打ち装置は、図１の実施例に示すように、チャック付全周回転装置を備えた基台１が同基台１のチャックを介して既設杭Ｐに定着され、前記チャック付全周回転装置の回転機構によって回動する可動アーム２が前記基台１に枢着され、前記可動アーム２の先端にリーダ５が取設され、そのリーダにチャック付き全周回転杭打ち機７が摺動可能に取設されて構成されている。
また、前記可動アーム２及びリーダ５は、それぞれの躯体内に配設された可動アーム伸縮用シリンダ３，及びリーダ伸縮用シリンダ６によって伸縮可能な構造に構成され、可動アーム２の先端付近とリーダ５の上端付近との間には両者のなす角度を可変するシリンダ８を介在させて、可動アームの自在な動作を可能とし、新設杭Ｐ’_１を既設杭Ｐの周囲の土地の任意な場所に打ち込むことを可能にしている。なお前記チャック付き全周回転杭打ち機７をリーダ５に沿って上下させるためにワイヤーロープ４を具備している。
【００１０】
発明の杭打ち機の空中移動による連続杭打ち工法について、図２に示す移動工法の概念図、及び図３の前記空中移動式連続杭打ち装置の空中移動の動作説明図によって説明する。
（ａ）本発明による空中移動式連続杭打ち装置を、杭打ちを行う地域内又はその付近で足場がよくかつ強固な地盤にあらかじめ打ち込まれた１本の杭（以下既設杭という）Ｐに、前記空中移動式連続杭打ち装置の基台１に備えたチャック付全周回転装置のチャックによって定着する（第１工程）。
（ｂ）新設杭Ｐ’_１を、前記空中移動式連続杭打ち装置の可動アーム２の先端に取設されたリーダ５に摺動可能に配設された前記チャック付全周回転杭打ち機７のチャックによって把持し、ワイヤロープ４によりリーダ５に沿ってつり上げ、前記可動アーム伸縮用シリンダ３によって可動アーム２を伸縮するとともに基台１に備えた全周回動装置によって可動アーム２を既設杭Ｐの軸の回りに回動して、前記新設杭Ｐ’_１を所定位置に配置し、前記チャック付全周回転杭打ち機７で新設杭Ｐ’_１を前記杭打ち機７の自重又は加圧機によって圧入して打ち込む（第２工程）。
（ｃ）新設杭Ｐ’１の打ち込みが完了すると、前記チャック付全周回転杭打ち機７のチャックを緩めて前記杭打ち機７を新設杭Ｐ’_１から離脱させ、その後、上記（ｂ）記載の手順で新設杭Ｐ’_２を所定位置に打ち込む（第２工程）。
（ｄ）前記新設杭Ｐ’_２が打ち込まれると、前記基台１のチャックを緩めるとともに可動アーム２を縮めるなどにより前記基台１を既設杭Ｐから離脱させる（第３工程）。
（ｄ’）次いで前記チャック付全周回転杭打ち機７の回転機構を作動させ、新設杭Ｐ’_２の軸の回りにリーダ５、及び同リーダ５に可動アーム２を介して結合されている前記基台１を前記新設杭Ｐ’_２の軸の回りに回動させ、前記基台１を先に打ち込んだ新設杭Ｐ’_１に移動させ、基台１に備えたチャックによって前記基台１を前記新設杭Ｐ’_１に定着する（第３工程）。
（ｅ）前記チャック付全周回転杭打ち機７のチャックを緩めて前記杭打ち機７を新設杭Ｐ’_２から離脱させ、その後、上記（ｂ）に記載の手順で新設杭Ｐ’_３を所定位置に打ち込む（第４工程）。
以後（ｃ）〜（ｅ）の操作を繰り返して杭打ちを続ける。
なお、上記空中移動式連続杭打ち装置の各種動作は、油圧シリンダ、エアシリンダ、電動機等を使用して行われ、その動力源としての油圧、空気圧、電力は、それぞれパイプ又は電力線で空中移動式連続杭打ち装置に供給される。
【００１１】
前記チャック付き全周回転装置の構造概要を図４に示す。図４に示したチャック付き全周回転装置は、同図（ａ）の上面図に示すように中央部に杭Ｐを挿通する孔を持ち、上部に２個の油圧モータ２３とワイヤロープ用の滑車２９を備え、スライダ２７によってリーダ５の２本の円筒形レール２６に摺動可能に挟着された基礎躯体２１と、中央部に前記杭Ｐを挿通する孔を持ち前記基礎躯体２１に備えた油圧モータによって回転する回転体２２とからなる回転部と、図４（ｂ）の側面図、及び（ｃ）の底面図に示すように前記回転体２２に固着された複数個のチャック移動機構２５と、前記チャック移動機構２５の動作により前記杭Ｐの外周を把持又は離脱する複数個のチャック２４とからなるチャック部とで構成されている。なおチャック２４の付近を保護するため、前記基礎躯体２１と結合され、スライダ２７’によってリーダ５の２本の円筒形レール２６に摺動可能に挟着された円筒形の保護カバー２８を備えている。
本チャック付き全周回転装置は、既に市販されている回転ケーシング方式の杭打ち機などに使用されているので、これを利用すれば容易に本発明の空中移動式連続杭打ち装置が実現できる。
【００１２】
なお、前記空中移動式連続杭打ち装置を新設杭に定着すれば、同空中移動式連続杭打ち装置機の可動アームを利用して、重量物の吊り上げ、周辺地盤の掘削、構造物の解体、あるいはウインチ取付による索道敷設等の各種作業も行うことができる。
【００１３】
【発明の効果】本発明によれば次のような効果が発揮される。
▲１▼　杭打ち装置を打ち込んだ杭の上方部に順次移設しながら杭打ち作業が進められるので、従来の自走式杭打ち機では困難であった湿地等の軟弱地盤、河川や湖沼などの底地、山地・崖などの傾斜地でも、埋め立て、地盤強化あるいは仮設足場の設置などといった付帯工事を行うことなく杭打ち作業が実施でき、工期短縮や工事経費の削減に役立つ。
▲２▼　市販のチャック付き全周回転装置を使用することによって容易に本発明の空中移動式杭打ち機が実現できるので、新たに特殊な装置を開発する必要がなく杭打ち機の製作コストが少なくて済む。
▲３▼　本発明の空中移動式杭打ち機のチャック付き全周回動装置を備えた基台のチャックをブルドーザー等に設けた支柱に定着すれば自走式杭打ち機としても使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の空中移動式連続杭打ち装置の概要を示す説明図。
【図２】本発明の杭打ち機の空中移動による連続杭打ち工法の概念図。
【図３】本発明の空中移動式連続杭打ち装置の空中移動の動作説明図。
【図４】チャック付全周回転装置実施例の構造概要図。
【符号の説明】
１：チャック付き全周回転装置を備えた基台
２：可動アーム　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　３：可動アーム伸縮用シリンダ
４：ワイヤロープ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　５：リーダ
６：リーダ伸縮用シリンダ　　　　　　　　　　　　７：チャック付き全周回転杭打ち機
８：可動アーム２とリーダ６とがなす角度を可変するシリンダ
２１：基礎躯体　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　２２：回転体
２３：油圧モータ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　２４：チャック
２５：チャック駆動機構　　　　　　　　　　　　　　２６：レール
２７、２７’：スライダ　　　　　　　　　　　　　　２８：保護カバー
２９：滑車
Ｐ：既設杭　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Ｐ’_１〜Ｐ’_３：新設杭

Claims

地盤へ杭打ちする杭打ち工法において、可動アームが回動自在に枢着された基台を、緊締手段を介して、既設杭の上方部に着脱自在に定着する第１工程と、前記基台に回動自在に枢着された可動アームの先端に取設された杭打ち機により、前記既設杭の周囲の地盤の複数箇所に複数本の杭を打ち込んで新設杭を立設する第２工程と、前記基台を前記既設杭から前記緊締手段の緊締を解除して外し、空中移動して前記新設杭の１個に移動して定着する第３工程と、前記基台を移動、定着した新設杭の周囲の地盤の１又は複数箇所に前記可動アームの先端に取設された杭打ち機によって１又は複数本の杭を打ち込む第４工程を実施することを特徴とする杭打ち機の空中移動による連続杭打ち工法。
請求項１記載の第４工程の後、さらに前記第３工程から第４工程を繰り返して実施することを特徴とする請求項１記載の杭打ち機の空中移動による連続杭打ち工法。
地盤が、湿地等の軟弱地盤、河川、湖沼等の底地、あるいは山地、崖などの傾斜地のいずれか１つであることを特徴とする請求項１又は２記載の杭打ち機の空中移動による連続杭打ち工法。
地盤へ杭打ちするための杭打ち装置において、既設杭の上方部に着脱自在に定着される緊締・緊締解除手段を備える基台と、同基台に回動自在に下端が枢着された可動アームと、可動アームの先端に取設された杭打ち機とを備え、かつ前記杭打ち機で打ち込んだ複数本の新設杭へ前記基台を空中で移動する基台移動機構を備えてなることを特徴とする空中移動式連続杭打ち装置。
緊締・緊締解除手段が、チャック装置であることを特徴とする請求項４記載の空中移動式連続杭打ち装置。
可動アームの先端に取設される杭打ち機が、ケーシングを回転させながら地盤に打ち込む回転ケーシング方式の打ち込み機であることを特徴とする請求項４又は５記載の空中移動式連続杭打ち装置。
地盤が、湿地等の軟弱地盤、河川、湖沼等の底地、あるいは山地、崖などの傾斜地のいずれか１つであることを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項記載の空中移動式連続杭打ち装置。