JP2005127053A

JP2005127053A - Ｚ形鋼矢板用圧入装置及びｚ形鋼矢板の圧入方法

Info

Publication number: JP2005127053A
Application number: JP2003364857A
Authority: JP
Inventors: Morio Kitamura; 北村　　精男; Toshihiko Murata; 敏彦村田; Yasuhiro Tanaka; 康弘田中
Original assignee: Giken Seisakusho Co Ltd
Current assignee: Giken Seisakusho Co Ltd
Priority date: 2003-10-24
Filing date: 2003-10-24
Publication date: 2005-05-19
Also published as: DE102004003862A1; US20050086790A1

Abstract

【課題】剛性が強く、安定して高精度で施工することができ、しかも、作業時間の短縮化及びコスト削減を図ることのできるＺ形鋼矢板用圧入装置及びＺ形鋼矢板の圧入方法を提供する。
【解決手段】両端部に継手部７３を有するＺ形鋼矢板７を掴んで圧入するチャック部２を備えたＺ形鋼矢板用圧入装置１において、チャック部２が、Ｚ形鋼矢板７をその継手部７３を互いに接合した状態で、二枚ずつ順次圧入する。
【選択図】図２

Description

本発明は、両端部に継手部を有するＺ形鋼矢板を掴んで順次圧入する圧入手段を備えたＺ形鋼矢板用圧入装置及びＺ形鋼矢板の圧入方法に関する。

一般に、既に打ち込まれた杭から反力を取って杭を圧入したり引き抜いたりすることが可能な杭圧入装置が知られている。従来、杭圧入装置は、地盤に一列に打ち込んだ杭の上部を挟持する複数のクランプ部を有するサドルと、該サドルに前後にスライド移動可能に設けられたスライドフレームと、該スライドフレーム上に左右に旋回可能に設けられたマストと、該マストの前面部に上下にスライド移動可能に設けられ、かつ、打ち込むべき杭もしくは引き抜くべき杭を掴持可能なチャックを有するチャック部とを備えている。
そして、クランプ部により一列に打ち込まれた杭を挟持してサドルを杭上に支持した状態で、スライドフレームを前方に伸張させて、前方の杭をチャック部のチャックにより掴持し、クランプ部で掴んだ既設の杭から反力を取った状態で、チャック部で摘持した杭を圧入する。次いで、クランプ部による杭の挟持を解除した後に、クランプ部とサドルとを上昇させ、スライドフレームを収縮させてサドルをチャック部側に引き寄せる動作を繰り返すことによって、一列に打ち込まれた杭上において杭圧入装置を自走させることが可能となっている。
このように杭圧入装置を自走させながら杭を圧入しており、スライドフレームをサドルに対して前後にスライド移動させることにより、チャック部は前後に二本の杭を圧入している。

ところで、杭圧入装置は、上記杭以外に、鋼管矢板、Ｈ型鋼矢板、Ｚ形鋼矢板、直線型矢板、コンクリート矢板等にも適用することができる。
ここで、Ｚ形鋼矢板は、例えば図５に示すように左右非対称の鋼矢板７であり、両端部に継手部７３を有している。また、Ｚ形鋼矢板７を掴んで圧入するチャック部のチャック１０１には、Ｚ形鋼矢板７が挿通される略Ｈ形の挿通口１０２が形成されており、この挿通口１０２に挿通されたＺ形鋼矢板７を着脱自在に挟持するための固定爪１０３と、可動爪１０４と、可動爪１０４を支持する支持部材１０５とが設けられている。そして、油圧シリンダ（図示しない）により支持部材１０５が固定爪１０３に向かう方向に移動することでＺ形鋼矢板７が掴まれるようになっている。
このようなＺ形鋼矢板７を圧入するには、固定爪１０３と可動爪１０４とでＺ形鋼矢板７を掴み、チャック部１０１を左右に回転させることにより、Ｚ形鋼矢板７の向きを一枚ずつ左右に変えながら、Ｚ形鋼矢板７をその継手部７３を交互に接合させることにより連続した壁体を構築している（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−２９４６９１号公報

しかしながら、上述の方法ではＺ形鋼矢板を一枚ずつ圧入するので、Ｚ形鋼矢板一枚では剛性が弱く、安定して圧入することが困難で施工精度が悪くなるという問題がある。
また、一枚のＺ形鋼矢板を圧入してから次のＺ形鋼矢板を圧入するまでチャック部の回転を行う必要があり、圧入作業に時間がかかり、また、一枚ずつ圧入するため施工距離が短く、１ｍ当たりの施工コストが高いという問題が生じる。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、剛性が強く、安定して高精度で施工することができ、しかも、作業時間の短縮化及びコスト削減を図ることのできるＺ形鋼矢板用圧入装置及びＺ形鋼矢板の圧入方法を提供することを課題としている。

請求項１の発明は、例えば、図１、図２に示すように、両端部に継手部７３を有するＺ形鋼矢板７を掴んで圧入する圧入手段（例えば、チャック部２）を備えたＺ形鋼矢板用圧入装置１であって、
前記圧入手段は、Ｚ形鋼矢板をその継手部を互いに接合した状態で、二枚ずつ順次圧入することを特徴とする。

請求項１の発明によれば、圧入手段がＺ形鋼矢板をその継手部を互いに接合した状態で二枚ずつ順次圧入するので、従来のように一枚ずつ圧入する場合に比べて剛性が強く、安定した状態で圧入でき高精度で施工することができる。
また、二枚ずつ順次圧入できることから、圧入作業も短縮でき、一度に施工する施工距離が長くなるので施工コストも削減することができる。

請求項２の発明は、例えば、図２に示すように、請求項１に記載のＺ形鋼矢板用圧入装置において、
前記圧入手段は、前記互いに接合した二枚のＺ形鋼矢板をそれぞれ個別に掴んで圧入する把持機構（例えば、固定爪２２２、可動爪２２３）を備えていることを特徴とする。

請求項２の発明によれば、把持機構が二枚のＺ形鋼矢板をそれぞれ個別に掴んで圧入することによって、Ｚ形鋼矢板を一枚ずつ交互に圧入することが可能となる。
したがって、例えばＺ形鋼矢板を圧入する際に、Ｚ形鋼矢板が受ける礫や石による先端抵抗が大きい場合でも一枚ずつ圧入することにより、Ｚ形鋼矢板の受ける面積が半分になるので、その分圧入時の先端抵抗を低減することができる。よって、Ｚ形鋼矢板の変形を防止でき、また、その圧入も容易となる。

請求項３の発明は、例えば、図２に示すように、請求項２に記載のＺ形鋼矢板用圧入装置において、
前記把持機構は、前記二枚のＺ形鋼矢板の互いに接合された継手部と逆側の各端部（例えば、フランジ部７１a）をそれぞれ掴むことを特徴とする。

請求項３の発明によれば、把持機構が、二枚のＺ形鋼矢板の互いに接合された継手部と逆側の各端部を掴むので、進行方向の先端部近くを掴むことになり、コントロールし易く、精度良く圧入することができる。
また、このような構成とすることで、強度にも優れコンパクト化することができる。さらに、二枚のＺ形鋼矢板が接合されることにより形成される凹部に、例えばオーガ装置を投入したり、ジェットホース（パイプ）を投入することができ、併用工法も可能となる。

請求項４の発明は、例えば、図１、図３に示すように、請求項１〜３のいずれか一項に記載のＺ形鋼矢板用圧入装置において、
前記圧入手段によって新たなＺ形鋼矢板を掴んで圧入する際に、前記圧入手段を支持するとともに、該圧入手段によって圧入された既設のＺ形鋼矢板を掴んで反力を取る複数の掴み部（例えば、クランプ部５）を備えており、
これら複数の掴み部は、既設のＺ形鋼矢板の互いに接合された継手部の接合部分Ｓをそれぞれ掴むことを特徴とする。

請求項４の発明によれば、複数の掴み部が、既設のＺ形鋼矢板の継手部の接合部分をそれぞれ掴むことによって、例えば四つの掴み部を備えていた場合には、五枚の既設のＺ形鋼矢板を掴むことになるので、五枚分の反力を取って新たなＺ形鋼矢板をより安定した状態で精度良く圧入することができる。また、各接合部分をそれぞれ掴むことによって、複数の掴み部が一直線上ではなく前後方向に対して左右交互に配置されることになり、これら掴み部が支持する圧入手段の横方向の傾きを防止することができる。

請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載のＺ形鋼矢板用圧入装置を使用して、両端部に継手部を有するＺ形鋼矢板をその継手部を互いに接合した状態で、二枚ずつ順次圧入することを特徴とする。

請求項５の発明によれば、Ｚ形鋼矢板用圧入装置を使用して、Ｚ形鋼矢板をその継手部を互いに接合した状態で、二枚ずつ順次圧入するので、従来のように一枚ずつ圧入する場合に比べて剛性が強く、安定した状態で圧入でき高精度で施工することができる。
また、二枚ずつ順次圧入できることから、圧入作業も短縮でき、一度に施工する施工距離が長くなるので施工コストも削減することができる。

請求項６の発明は、請求項５に記載のＺ形鋼矢板の圧入方法において、
Ｚ形鋼矢板を二枚ずつ順次圧入する際に、二枚のＺ形鋼矢板をその継手部を互いに接合した状態を保持しながら、これら二枚のＺ形鋼矢板を一枚ずつ交互に複数回に分けて圧入していくことを特徴とする。

請求項６の発明によれば、二枚ずつ順次圧入する際に、二枚のＺ形鋼矢板をその継手部を互いに接合した状態を保持しながら、これら二枚のＺ形鋼矢板を一枚ずつ交互に複数回に分けて圧入していくので、二枚同時に複数回に分けて圧入していく場合に比して、先端側のＺ形鋼矢板をぶれることなく安定した状態で圧入でき、高精度で施工することができる。

本発明に係る杭圧入装置及び杭圧入方法によれば、Ｚ形鋼矢板をその継手部を互いに接合した状態で二枚ずつ順次圧入することにより、剛性が強く、高精度で施工することができる。また、施工の短縮化及び施工コストの削減を図ることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
本実施の形態では、Ｚ形鋼矢板用圧入装置（以下、単に装置と言う）として、既設のＺ形鋼矢板から反力を取って、地盤に対して新たにＺ形鋼矢板を圧入して埋設するとともに、埋設されたＺ形鋼矢板上を移動して新たにＺ形鋼矢板を地盤に圧入し、これらの動作を順次繰り返す装置を例に挙げて説明する。

Ｚ形鋼矢板７は、図２に示すように、二つの平行なフランジ部７１a、７１bと、これらフランジ部７１a、７１bを一体に接続するウェブ部７２と、各フランジ部７１a、７１bの端部に設けられた継手部７３とを備えている。そして、本実施の形態では、このような二枚のＺ形鋼矢板７を互いに上下反転してその継手部７３を接合してＵ字型とした状態で二枚ずつ順次圧入している（図３参照）。

まず、装置の構成について説明する。
装置１は、図１に示すように、機械本体部３と、機械本体部３の前面側で昇降自在に支持されるチャック部（圧入手段）２とを有している。

機械本体部３は、既設のＺ形鋼矢板７を掴む四つのクランプ部（掴み部）５を有するサドル４と、サドル４に対して前後に移動可能に設けられ、かつ、サドル４上で旋回するマスト６とを備えている。

クランプ部５は、既設のＺ形鋼矢板７の互いに接合された継手部７３の接合部分Ｓ（図３参照）を、継手部７３が変形しないように掴むものであり、サドル４から垂下して前後に四つ取り付けられている。すなわち、図３に示すように四つのクランプ部５は、五枚のＺ形鋼矢板５の接合部分Ｓをそれぞれ掴むため、一直線上ではなく前後方向に対して左右交互に配置される。
また、これらクランプ部５は、サドル４に対して前後にスライド移動可能となっている。そして、クランプ部５を駆動することで、クランプ部５は既設のＺ形鋼矢板７を掴む動作及び既設のＺ形鋼矢板７を放す動作を行うことができるようになっている。

マスト６は、サドル４に対して前後に移動自在であるスライドフレーム上に立設されて、鉛直方向の軸心を中心にして旋回可能となっている。
また、マスト６の前面側には、上下に延在する一対のレール部６１が左右に離間して設けられ、このレール部６１にチャック部２に設けられた摺動部材２３が摺動自在に係合することでチャック部２が機械本体３に対し昇降自在に支持されている。
さらに、マスト６には、チャック部２側に延出された左右一対の上下油圧シリンダ装置２４が上下に向けてかつ左右に離間して取り付けられている。そして、上下油圧シリンダ装置２４の下端部は、アーム６２の先端に連結されており、上下油圧シリンダ装置２４の駆動によりシリンダロッドが伸縮することでチャック部２はレール部６１に沿って上下動する。

チャック部２は、チャック本体２１と、このチャック本体２１に設けられたチャック２２とを備えている。
チャック２２は、新たに圧入する二枚のＺ形鋼矢板７をその継手部７３を互いに接合した状態で二枚ずつ掴んで順次圧入する。図２に示すように、チャック２２内には、二枚のＺ形鋼矢板７が挿通される略Ｕ字形の挿通口２２１が形成されている。また、チャック２２は、挿通口２２１に挿通された二枚のＺ形鋼矢板７をそれぞれ個別に着脱自在に掴んで圧入するための固定爪（把持機構）２２２と、可動爪（把持機構）２２３と、可動爪２２３を支持する支持部材２２４とが設けられている。
これら固定爪２２２と可動爪２２３とは、Ｚ形鋼矢板７の一方のフランジ部７１a（すなわち、二枚のＺ形鋼矢板７の互いに接合された継手部７３と逆側のフランジ部７１a）をそれぞれ掴むように設けられている（図２参照）。
支持部材２２４は、油圧シリンダ２２５（図１参照）により固定爪２２２に向かう方向もしくは離れる方向に移動自在に設けられている。
そして、チャック２２を駆動することで、二枚のＺ形鋼矢板７の各フランジ部７１aを掴む動作及び放す動作を行うことができるようになっている。したがって、Ｚ形鋼矢板７を二枚ずつ掴んで順次圧入したり、一枚ずつ掴んで順次圧入することができる。
また、チャック２２は、そのセンタを通る鉛直軸回りに回転可能となっている。

次に、上述のＺ形鋼矢板用圧入装置１の動作について図１及び図２に基づいて説明する。
まず、クランプ部５が既設のＺ形鋼矢板７を掴み、チャック２２が二枚のＺ形鋼矢板７をその継手部７３を互いに接合した状態で二枚同時に掴む。すなわち、油圧シリンダ２２５の駆動により支持部材２２４を介して可動爪２２３が固定爪２２２に向かう方向に移動することによって二枚のＺ形鋼矢板７の各フランジ部７１aをそれぞれ掴む。
この状態で、上下油圧シリンダ装置２４がチャック部２を下降させることによって二枚のＺ形鋼矢板７が同時に圧入され、チャック２２の下方への移動量が所定量に達して二枚のＺ形鋼矢板７が埋設されると、チャック２２が二枚のＺ形鋼矢板７を放す。すなわち、油圧シリンダ２２５の駆動により支持部材２２４を介して可動爪２２３が固定爪２２２から離れる方向に移動することによって二枚のＺ形鋼矢板７の各フランジ部７１aを放す。
そして、上下油圧シリンダ装置２４がチャック部２を上昇させることによって、二枚のＺ形鋼矢板７がチャック部２から外れる。

次いで、サドル４に対してスライドフレームが前方に移動して、チャック２２が１８０°回転して、次に圧入する二枚のＺ形鋼矢板７を掴み、上下油圧シリンダ装置２４によってチャック部２が所定量下降することで、次の二枚のＺ形鋼矢板７が途中まで圧入される。

次いで、クランプ部５が既設の杭７を放し、上下油圧シリンダ装置２４が機械本体部３を上昇させ、サドル４がスライドベースに対して前方にスライド移動する。その後、上下油圧シリンダ装置２４が機械本体部３を下降させる。そして、クランプ部５が前方の既設のＺ形鋼矢板７を掴んで反力を取り、チャック部２で前記二枚のＺ形鋼矢板７を掴んで同時に圧入する。すなわち、再び、チャック２２が前記二枚のＺ形鋼矢板７を掴み、チャック部２が所定量下降することで、二枚のＺ形鋼矢板７が最後まで圧入されて埋設される。このように、上記工程を繰り返すことで、新たなＺ形鋼矢板７が二枚ずつ順次圧入されていく。このとき、接合した二枚のＺ形鋼矢板７により形成される凸部の向きが前後で互いに逆になるように埋設される（図３参照）。

以上、本発明の実施の形態によれば、二枚のＺ形鋼矢板７をその継手部７３を互いに接合した状態で二枚ずつ順次圧入するので、従来に比して剛性が強く、安定した状態で圧入でき高精度で施工することができる。また、二枚ずつ順次圧入できることから、圧入作業も短縮でき、施工距離が長くなるので施工コストも削減することができる。
チャック部２の固定爪２２２と可動爪２２３とが、二枚のＺ形鋼矢板７をそれぞれ個別に掴む構成であるので、Ｚ形鋼矢板７を一枚ずつ交互に圧入することが可能となる。したがって、圧入時の先端抵抗が大きい場合に一枚ずつ圧入することで、Ｚ形鋼矢板７の受ける面積が半分になり、その分先端抵抗を低減できる。よって、Ｚ形鋼矢板７の変形を防止でき、その圧入も容易となる。

また、固定爪２２２と可動爪２２３とが、二枚のＺ形鋼矢板７の互いに接合された継手部７３と逆側の各フランジ部７１aを掴むように構成されているので、進行方向の先端部近くを掴むことになり、コントロールし易く、精度良く圧入することができる。また、強度に優れ、コンパクト化することができる。さらに、二枚のＺ形鋼矢板７が接合されることにより形成される凹部に、例えばオーガ装置を投入したり、ジェットホース（パイプ）を投入することができ、併用工法も可能となる。

また、四つのクランプ部５は、既設の５つのＺ形鋼矢板７の互いに接合された継手部７３の接合部分Ｓをそれぞれ掴むことにより、図３に示すように、五枚分の反力を取って新たなＺ形鋼矢板７をより安定した状態で精度良く圧入することができる。また、４つのクランプ部５が前後方向に対して左右交互に配置されることになり、チャック部２の横方向の傾きを防止することができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、上記実施の形態において、Ｚ形鋼矢板７を二枚ずつ順次圧入する際に、二枚のＺ形鋼矢板７をその継手部７３を互いに接合した状態で、これら二枚のＺ形鋼矢板７を二枚同時に複数回に分けて圧入するとしたが、二枚のＺ形鋼矢板７をその継手部７３を互いに接合した状態を保持しながら、これら二枚のＺ形鋼矢板７を一枚ずつ交互に複数回に分けて圧入しても良い。
このように二枚ずつ順次圧入する際に、一枚ずつ交互に複数回に分けて圧入していくことによって、二枚同時に複数回に分けて圧入していく場合に比して、先端側のＺ形鋼矢板７をぶれることなく安定した状態で圧入でき高精度で施工することができる。

また、上記実施の形態において、チャック部２の固定爪２２２と可動爪２２３とは、二枚のＺ形鋼矢板７の互いに接合された継手部７３と逆側の各フランジ部７１aを掴むようにチャック部２に設けられているとしたが、図４(a)〜図４(d)に示す箇所に設けても構わない。
すなわち、図４(a)では、図２に示すＺ形鋼矢板７のフランジ部７１aと逆側（互いに接合された継手部７３側）のフランジ部７１bに設けられている。また、図４(b)では、Ｚ形鋼矢板７のウェブ部７２にそれぞれ設けられている。さらに、図４(c)では、両方のフランジ部７１a、７１bに設けられている。
このように図４(a)〜図４(c)では、接合した二枚のＺ形鋼矢板７をそれぞれ個別に掴んで圧入できる構成とされているため、圧入時の先端抵抗が大きい場合に、一枚ずつ圧入することで先端抵抗を低減でき、Ｚ形鋼矢板７の変形防止や圧入の容易化を図ることができる。
一方、図４(d)では、図２における各フランジ部７１aをそれぞれ個別に掴む二つの固定爪２２２と二つの可動爪２２３とがそれぞれ一体に形成されているものであり、二枚のＺ形鋼矢板７を同時に掴むことができる構成となっている。

また、本実施の形態では、二枚のＺ形鋼矢板７を掴む手段として、固定爪２２２、可動爪２２３、支持部材２２４、油圧シリンダ２２５から構成されていたが、例えば、各フランジ部７１aを掴む四つの油圧シリンダからなる構成としても構わない。

さらに、図３に示すようにクランプ部５は、既設のＺ形鋼矢板７の接合部分Ｓを継手部７３が変形しないように掴む構成としたが、Ｚ形鋼矢板７を施工後、Ｚ形鋼矢板７を撤去しない場合には、これら継手部７３を直接掴むような構成としても良い。

本発明の実施の形態のＺ形鋼矢板用圧入装置の概略側面図である。本発明の実施の形態のＺ形鋼矢板用圧入装置におけるチャック部の一例を示す拡大平面図である。既設のＺ形鋼矢板における継手部の接合部分及びクランプ部の位置関係を示す概略平面図である。 (a)〜(d)は、チャック部のその他の変形例を示す拡大平面図である。従来のＺ形鋼矢板用圧入装置におけるチャック部を示す拡大平面図である。

符号の説明

１Ｚ形鋼矢板用圧入装置
２チャック部（圧入手段）
５クランプ部（掴み部）
７Ｚ形鋼矢板
７３継手部
２２２固定爪（把持機構）
２２３可動爪（把持機構）
Ｓ接合部分

Claims

両端部に継手部を有するＺ形鋼矢板を掴んで圧入する圧入手段を備えたＺ形鋼矢板用圧入装置であって、
前記圧入手段は、Ｚ形鋼矢板をその継手部を互いに接合した状態で、二枚ずつ順次圧入することを特徴とするＺ形鋼矢板用圧入装置。
前記圧入手段は、前記二枚のＺ形鋼矢板をそれぞれ個別に掴んで圧入する把持機構を備えていることを特徴とする請求項１に記載のＺ形鋼矢板用圧入装置。
前記把持機構は、前記二枚のＺ形鋼矢板の互いに接合された継手部と逆側の各端部をそれぞれ掴むことを特徴とする請求項２に記載のＺ形鋼矢板用圧入装置。
前記圧入手段によって新たなＺ形鋼矢板を掴んで圧入する際に、前記圧入手段を支持するとともに、該圧入手段によって圧入された既設のＺ形鋼矢板を掴んで反力を取る複数の掴み部を備えており、
これら複数の掴み部は、既設のＺ形鋼矢板の互いに接合された継手部の接合部分をそれぞれ掴むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のＺ形鋼矢板用圧入装置。
請求項１〜４のいずれかに記載のＺ形鋼矢板用圧入装置を使用して、両端部に継手部を有するＺ形鋼矢板をその継手部を互いに接合した状態で、二枚ずつ順次圧入することを特徴とするＺ形鋼矢板の圧入方法。
Ｚ形鋼矢板を二枚ずつ順次圧入する際に、二枚のＺ形鋼矢板をその継手部を互いに接合した状態を保持しながら、これら二枚のＺ形鋼矢板を一枚ずつ交互に複数回に分けて圧入していくことを特徴とする請求項５に記載のＺ形鋼矢板の圧入方法。