JP2004190438A - 杭把持径調整冶具および回転圧入杭の施工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】部分的に径が異なる回転圧入杭を回転圧入する場合において、チャックカラー径の調節作業の負担を軽減し、かつ確実に杭を把持できるようにする。
【解決手段】回転圧入杭２を回転圧入するオールケーシング掘削機３におけるチャックカラー４の杭把持面に装着される杭把持径調整冶具１であって、前記杭把持径調整冶具１の杭把持面には高摩擦材料２３が固着されており、前記杭把持径調整冶具１のチャックカラー取付面には、前記杭把持径調整冶具の上下方向への移動のみを許容する取付手段が設けられており、前記チャックカラー取付面の上部および下部には、前記杭把持径調整冶具１をチャックカラー４に固定する上部固定手段および下部固定手段が設けられていることを特徴とする。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オールケーシング掘削機のチャックカラーに装着される杭把持径調整冶具であって、特に部分的に径が異なる回転圧入杭の施工に適した杭把持径調整冶具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、回転圧入杭、とくに大口径の杭の施工装置としては、全回転式のオールケーシング掘削機が用いられている（特許文献１参照）。このオールケーシング掘削機は、杭挿通孔に挿通した鋼管部分をチャックカラーによって外周から強く把持し、把持回転機構を回転させながら昇降シリンダーを収縮動作させることで、回転圧入杭を地盤中に回転圧入するものである。
【０００３】
オールケーシング掘削機を用いて大口径の杭を施工する場合には、杭回転時に杭外周の把持部が滑らないように、杭本体を強い力で確実に把持することが必要になる。この点について、特許文献２にはチャックカラーの杭本体との接触部分に高摩擦材料（高摩擦鋼板など）を取り付けることで、杭の把持を確実に行なうことのできる回転圧入杭の施工装置が開示されている。
【０００４】
しかし、部分的に径が異なる回転圧入杭（例えば特許文献３に示すように、被覆層を設けた回転圧入杭に、被覆層保護用の鞘管を取付けた二重管構造の回転圧入杭など）の施工では、杭径の異なる部分毎にチャックカラー径を調節しなければならなかった。そのため、部分的に径が異なる回転圧入杭の施工では、作業が非常に煩雑である点で改善の余地があった。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−２４８５４９公報
【特許文献２】
特開２００１−１４６７４４公報
【特許文献３】
特開２００２−９７６３３公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記従来技術の欠点を除くためにされたものであり、その目的は、オールケーシング掘削機で部分的に径が異なる回転圧入杭を回転圧入する場合において、チャックカラー径の調節作業の負担を軽減することである。
【０００７】
また本発明の他の目的は、回転圧入杭の大径部分と小径部分のいずれを把持する場合でも、確実に杭を把持できるようにすることである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明では以下の構成を要旨とする。すなわち、本発明は回転圧入杭２を回転圧入するオールケーシング掘削機３におけるチャックカラー４の杭把持面に装着される杭把持径調整冶具１であって、前記杭把持径調整冶具１の杭把持面には高摩擦材料２３が固着されており、前記杭把持径調整冶具１のチャックカラー取付面には、前記杭把持径調整冶具の上下方向への移動のみを許容する取付手段が設けられており、前記チャックカラー取付面の上部および下部には、前記杭把持径調整冶具１をチャックカラー４に固定する上部固定手段および下部固定手段が設けられていることを特徴とする。
【０００９】
また本発明の取付手段は、杭把持径調整冶具１におけるチャックカラー取付面に、上下方向に沿って延長する内向き鉤型のガイドレール２５を対向させて並列配置することで構成されている。
【００１０】
また本発明の上部固定手段は、杭把持径調整冶具１におけるチャックカラー取付面の上部から水平方向に突設した取付フランジ２６と、前記取付フランジ２６を垂直方向に挿通してチャックカラー４に螺合される取付ボルト２７とによって構成される。
【００１１】
さらに杭把持径調整冶具１におけるチャックカラー取付面の下部には把持片２９が着脱自在にボルト接合されており、前記チャックカラー取付面および前記把持片２９でチャックカラー４の下端を挟持して下部固定手段が構成されている。
【００１２】
この本発明の杭把持径調整冶具１は、部分的に径が異なる回転圧入杭２をオールケーシング掘削機３によって回転圧入する施工方法において適用されるものである。すなわち、オールケーシング掘削機３に回転圧入杭２の掘削羽根２ａを通した後に、本発明の杭把持径調整冶具１をチャックカラー４の杭把持面に装着して、回転圧入杭２の小径部分２ｂを回転圧入し、前記小径部分の回転圧入終了後に前記杭把持径調整冶具１を取り外して、回転圧入杭２の大径部分を回転圧入することで、部分的に径が異なる回転圧入杭２の回転圧入を容易に行なうものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しつつ具体的に説明する。本発明の杭把持径調整冶具１は、図２に示すように回転圧入杭２を回転圧入するためのオールケーシング掘削機３において、チャックカラー４の杭把持面に装着して回転圧入杭２の小径部分を把持するものである。
【００１４】
ここで図１により、本発明の杭把持径調整冶具１が取り付けられるオールケーシング掘削機３の構成を説明する。オールケーシング掘削機３において、地盤５と接触するベースフレーム６上には、昇降フレーム７を昇降させる複数の昇降シリンダー８が立設されており、この昇降フレーム７の上部にはチャックカラー昇降シリンダー９が設けられている。また、昇降フレーム７の下部内側にはベアリング１０を介して、上方が拡径した内周テーパ面１１ａが形成された回転体１１が配置されている。回転体１１の外周には環状の外歯１１ｂが設けられ、当該外歯１１ｂは中間歯車１３を介して昇降フレーム７に固定された回転体駆動用油圧モータ１４の駆動歯車１５に噛合している。
【００１５】
回転体１１の内方には、回転圧入杭２の杭本体を把持して回転するチャックカラー４が円周方向に等間隔で複数（８ヶ所）配置されていている［図４（ｂ）参照］。チャックカラー４は、縦長の箱型断面のチャック本体部４ａに、箱型断面のチャックブラッケット部４ｂが間隙Ｌをおいて櫛歯状に複数固着されて構成される。各チャックカラー４の背面には、カラー支持ブロック１２がボルト１６により固着されており、このカラー支持ブロック１２の外面には上方が拡径したテーパ面１２ａが形成されている。このテーパ面１２ａを回転体１１の内周テーパ面１１ａとスライド可能に接触させることで、クサビ機構が構成されている。
【００１６】
各チャックカラー４のチャックブラッケット部４ｂは、各チャックカラー４毎に上下方向に位置をずらしながら所定の間隙Ｌを開けて上下に多段に設けられており、８個のチャックカラー４の間隙Ｌが連続することで回転圧入杭２の掘削羽根２ａと同ピッチの凹溝が形成される。そして、回転圧入杭２と接触するチャックブラッケット部４ｂの先端部の杭把持板１７には高摩擦材料（高摩擦鋼板）１８が固着されている。
【００１７】
さらに、各カラー支持ブロック１２の上部は、リンク機構１９を介してベアリング２０の回転側によって回転自在に支持された回転リング２１に連結されている。ベアリング２０の固定側は支持リング２２に取付けられていて、支持リング２２は、チャックカラー昇降シリンダー９に取付けられている。
【００１８】
したがって、チャックカラー昇降シリンダー９によって鉛直方向に荷重をかけることにより、クサビ機構を介してチャックカラー４の杭把持板１７の高摩擦材料１８により回転圧入杭２の外周が押圧把持される。また、回転体駆動用油圧モータ１４を駆動させると、回転体１１および各カラー支持ブロック１２とともにチャックカラー４が一体に回転し、その回転力は高摩擦材料１８を介して回転圧入杭２の外周に確実に伝達される。このとき、昇降シリンダー８を収縮させて昇降フレーム７を下降させることにより、回転圧入杭２に推進力を付与することができる。
【００１９】
次に本発明の杭把持径調整冶具１を説明する。本発明の杭把持径調整冶具１は、部分的に径が異なる回転圧入杭２を把持する場合において、回転圧入杭２の小径部分２ｂを把持する際に用いるものである。部分的に径が異なる回転圧入杭２の施工において杭径差が大きい場合には、杭径の異なる部分毎にチャックカラー径を調節しなければならないが、本発明の杭把持径調整冶具１は、その調節作業の負担を大幅に軽減するものである。
【００２０】
すなわち、回転圧入杭２の小径部分２ｂを把持する場合には、各チャックカラー４の杭把持面に杭把持径調整冶具１を装着することで、チャックカラー４自体を交換することなく、チャックカラー径を狭くすることができる。一方、回転圧入杭２の大径部分を把持する場合には、杭把持径調整冶具１を取り外すことで予め回転圧入杭２の大径部分に合わせたチャックカラー径に戻すことができ、チャックカラー径の調節作業が非常に容易である。
【００２１】
本発明の杭把持径調整冶具１は、その断面形状が杭把持面からみて緩やかなＶ字状をなしており、上下方向においてチャックカラー４の杭把持面（杭把持板１８とその間隙Ｌをなす凹溝）を覆うように形成されている。この杭把持径調整冶具１は、チャックカラー取付面の上下に設けられた上部固定手段および下部固定手段によって、チャックカラー４の杭把持面に着脱自在に固定されている。
【００２２】
杭把持径調整冶具１の杭把持面には、溶接またはボルト接合等の手段で高摩擦材料２３が固着されている。本実施形態では、上下方向に長い２枚の長方形高摩擦鋼板が、杭把持径調整冶具１の杭把持面に左右並列に配設されている。また高摩擦鋼板２３の上下、左右の各辺を取り囲む配置でストッパー２４が設けてある。このストッパー２４は杭把持径調整治具１の前面に溶接などで固着するとよい。
【００２３】
高摩擦鋼板２３の具体例としては、例えば、新日本製鐵（株）製の「高摩擦鋼板」がある。その他にも、例えば、軟鋼、高張力鋼、耐摩耗鋼等の表面を波形加工、ショットブラストなどで粗面加工したものでもよい。鋼板表面の粗面加工には、グラインダー、ショットブラスト、グリッドブラストを用いる。なお、高摩擦材料２３は、高摩擦鋼板のほか、ゴム、高分子材料、またはこれらに準ずる弾性体で、せん断力に強い材料でもよい。
【００２４】
一方、杭把持径調整冶具１のチャックカラー取付面の幅方向の両端部には、鉤型断面のガイドレール２５，２５がそれぞれ設けられている。この２本のガイドレール２５は、チャックカラー４の上下方向に沿って延長し、かつガイドレール２５の鉤部が内向きに対向した状態となるように形成されている。なお、各ガイドレール２５は、一体的に連続形成される形態のほか、切れ目を有して間欠的に連続形成される形態でもよい。
【００２５】
そして、ガイドレール２５の鉤部はチャックカラー４の杭把持板１７の裏側に掛合させることができ、杭把持径調整冶具１はチャックカラー４の上側からスライドさせて取り付けることができるようになっている。このガイドレール２５は、杭把持径調整冶具１のチャックカラー４への取付けを容易にするとともに、杭把持径調整冶具１がチャックカラー４に対して回転方向へ移動するのを拘束する役目を果たしている。
【００２６】
また、杭把持径調整冶具１のチャックカラー取付面の上部中央には、ボルト孔が開孔された取付フランジ２６が水平方向に突設するように形成されている。またチャックカラー４の上面には、取付フランジ２６のボルト孔の位置に対応して、内周に雌ねじが切られたボルト受け筒４ｃが立設状態で固定されている。そして、取付フランジ２６のボルト孔を垂直方向に挿通した取付ボルト２７をボルト受け筒４ｃに螺合することで、杭把持径調整冶具１の上部固定手段が構成されている。この上部固定手段は、主に杭把持径調整冶具１がチャックカラー４に対して上下方向へ移動するのを拘束する役目を果たしている。
【００２７】
さらに、杭把持径調整冶具１のチャックカラー取付面の下部には雌ねじ孔２７が開孔されている。この雌ねじ孔２８には、チャックカラー４の杭把持板１７の下端を裏側から掛止する断面Ｔ字状の把持片２９がボルト接合される。そして、杭把持径調整冶具１のチャックカラー取付面と把持片２９とでチャックカラー４の杭把持板１７の下端を挟持して下部固定手段が構成されている。この下部固定手段は、主に杭把持径調整冶具１がチャックカラー４に対して半径方向へ移動して剥離することを防止する役目を果たしている。
【００２８】
なお、オールケーシング掘削機３における各チャックカラー４は、上下方向にチャックブラッケット部４ｂの位置がずれているため、チャックカラー４の杭把持板１７の上端および下端の位置もそれぞれ相違する。したがって、各チャックカラー４毎に、杭把持径調整冶具１における取付フランジ２６や雌ねじ孔２８の位置などは相違している。
【００２９】
本発明の杭把持径調整冶具１は上記のように構成されており、以下、本発明の杭把持径調整冶具１を用いて部分的に径が異なる回転圧入杭２を回転圧入する施工方法を説明する。なお、オールケーシング掘削機３におけるチャックカラー４は、チャックカラー径が回転圧入杭の大径部分に合致したものを使用する。
【００３０】
まず図１に示すように、オールケーシング掘削機３の上からクレーン等で回転圧入鋼管杭２を吊り込む。そして回転圧入杭２を徐々に降下させて、かつオールケーシング掘削機３を逆回転させるか、あるいは回転圧入杭２を回転させることによって、チャックカラー４の凹溝に掘削羽根２ａを通過させて、掘削羽根２ａがチャックカラー４の下方へ位置するようにする。
【００３１】
次に、チャックカラー４の上側から杭把持径調整冶具１をスライドさせて、杭把持径調整冶具１を各チャックカラー４の杭把持面に装着する。その後、チャックカラー４と杭把持径調整冶具１とを上下２箇所で固定する。本発明の杭把持径調整冶具１では、ボルト締めで上部固定手段および下部固定手段を構成するので、その装着作業は容易である。
【００３２】
そして図２に示すように、チャックカラー昇降シリンダー９を降下させてクサビ機構によりチャックカラー４を締め付ける。これにより杭把持径調整冶具１を装着したチャックカラー４が回転圧入杭２の小径部分２ｂを把持する。そして回転体駆動用油圧モータ１４を駆動して、回転圧入杭２の小径部分２ｂを回転圧入する。
【００３３】
本発明では、ガイドレール２５、上部固定手段および下部固定手段によって、チャックカラー４に対して杭把持径調整冶具１が回転方向、上下方向、半径方向へ移動することなく確実に固定されている。そのため、杭把持径調整冶具１が外れて回転圧入杭２やオールケーシング掘削機３が損傷するおそれが著しく減少する。また、杭把持径調整冶具１の杭把持面には高摩擦材料２３が固着されているため、回転圧入杭２の小径部分２ｂが回転時においても確実に把持される。
【００３４】
図３に示すように、回転圧入杭２の小径部分２ｂの回転圧入が終了した後は、杭把持径調整冶具１をチャックカラー４から取り外す。そして、予め回転圧入杭２の大径部分に合致したチャックカラー４で回転圧入杭２の大径部分（鞘管３０）を把持して、回転圧入杭２を鞘管３０とともに回転圧入する。
【００３５】
また、回転圧入杭２の大径部分の上方に小径部分２ｂが存在する場合には、杭把持径調整冶具１を各チャックカラー４の杭把持面に再装着して、回転圧入杭２を回転圧入する。
【００３６】
以上のようにして本発明の実施形態を説明してきたが、本発明の特許請求の範囲は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、被覆層を設けた回転圧入杭に、被覆層２ｃを保護する鞘管３０を取付けた二重管構造の回転圧入杭の施工例を本明細書では示したが、部分的に径が異なる回転圧入杭の施工全般に本発明施工方法を適用することができる。
【００３７】
【発明の効果】
本発明の杭把持径調整冶具は、チャックカラーの上側からスライドさせ、かつ上下２箇所で固定することで各チャックカラーへ容易に装着することができる。そのため、オールケーシング掘削機で部分的に径が異なる回転圧入杭を回転圧入する場合において、チャックカラー径の調節作業の負担を大幅に軽減することができる。
【００３８】
また本発明の杭把持径調整冶具は、ガイドレール、上部固定手段および下部固定手段によって、杭把持径調整冶具が回転方向、上下方向、半径方向へ移動することなく確実に固定される。そのため、杭把持径調整冶具が外れることによって、回転圧入杭やオールケーシング掘削機が損傷するおそれが著しく低下する。
【００３９】
さらに本発明の杭把持径調整冶具の杭把持面には、高摩擦材料が固着されているため、回転圧入杭の小径部分を把持して回転圧入する場合でも確実に杭を把持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】オールケーシング掘削機のチャックカラーに回転圧入杭の掘削羽根を通す状態を示した縦断面図である。
【図２】杭把持径調整冶具をチャックカラーに装着して、回転圧入杭の小径部分を回転圧入する状態を示した縦断面図である。
【図３】杭把持径調整冶具をチャックカラーから取り外して、回転圧入杭に取り付けた鞘管を回転圧入する状態を示した縦断面図である。
【図４】（ａ）は杭把持径調整冶具の装着時におけるチャックカラーの配置状況を示す平面図であり、（ｂ）は杭把持径調整冶具の未装着時におけるチャックカラーの配置状況を示す平面図である。
【図５】図４（ａ）の一部拡大図である。
【図６】（ａ）は杭把持径調整冶具およびチャックカラーの縦断面図であり、（ｂ）は上部固定手段を示す縦断面図であり、（ｃ）は下部固定手段を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１ 把持径調整冶具
２ 回転圧入杭
２ａ 掘削羽根
２ｂ 小径部分
２ｃ 被覆層
３ オールケーシング掘削機
４ チャックカラー
４ａ チャック本体部
４ｂ チャックブラッケット部
４ｃ ボルト受け筒
５ 地盤
６ ベースフレーム
７ 昇降フレーム
８ 昇降シリンダー
９ チャックカラー昇降シリンダー
１０ ベアリング
１１ 回転体
１１ａ 内周テーパ面
１１ｂ 外歯
１２ カラー支持ブロック
１２ａ テーパ面
１３ 中間歯車
１４ 回転体駆動用油圧モータ
１５ 駆動歯車
１６ ボルト
１６ａ ナット
１７ 杭把持板
１８ 高摩擦材料（高摩擦鋼板）
１９ リンク機構
２０ ベアリング
２１ 回転リング
２２ 支持リング
２３ 高摩擦材料（高摩擦鋼板）
２４ ストッパー
２５ ガイドレール
２６ 取付フランジ
２７ 取付ボルト
２８ 雌ねじ孔
２９ 把持片
３０ 鞘管

Claims (5)

1. 回転圧入杭を回転圧入するオールケーシング掘削機におけるチャックカラーの杭把持面に装着される杭把持径調整冶具であって、前記杭把持径調整冶具の杭把持面には高摩擦材料が固着されており、前記杭把持径調整冶具のチャックカラー取付面には、前記杭把持径調整冶具の上下方向への移動のみを許容する取付手段が設けられており、前記チャックカラー取付面の上部および下部には、前記杭把持径調整冶具をチャックカラーに固定する上部固定手段および下部固定手段が設けられていることを特徴とする杭把持径調整冶具。
2. 杭把持径調整冶具におけるチャックカラー取付面に、上下方向に沿って延長する内向き鉤型のガイドレールを対向させて並列配置することで、取付手段が構成されていることを特徴とする請求項１に記載の杭把持径調整冶具。
3. 杭把持径調整冶具におけるチャックカラー取付面の上部から水平方向に突設した取付フランジと、前記取付フランジを垂直方向に挿通してチャックカラーに螺合される取付ボルトとによって上部固定手段が構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の杭把持径調整冶具。
4. 杭把持径調整冶具におけるチャックカラー取付面の下部には把持片が着脱自在にボルト接合されており、前記チャックカラー取付面および前記把持片でチャックカラーの下端を挟持して下部固定手段が構成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の杭把持径調整冶具。
5. 部分的に径が異なる回転圧入杭をオールケーシング掘削機によって回転圧入する施工方法において、オールケーシング掘削機に回転圧入杭の掘削羽根を通した後に、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の杭把持径調整冶具をチャックカラーの杭把持面に装着して、回転圧入杭の小径部分を回転圧入し、前記小径部分の回転圧入終了後に前記杭把持径調整冶具を取り外して、回転圧入杭の大径部分を回転圧入することを特徴とする回転圧入杭の施工方法。

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