JP2005194798A - オーガ駆動装置、杭圧入装置及びオーガ併用杭圧入工法 - Google Patents

Abstract

【課題】
オーガ装置を併用する杭の圧入において、高さ制限のある場所でも杭の長さをできるだけ長くとれるようにし、工期の短縮及び工費の低減を図るとともに、従来施工不可能な場所でも施工可能とし、さらに、表層だけ硬質な地盤に対する杭施工の施工性向上を図る。
【解決手段】
オーガスクリューを駆動するオーガ駆動装置１を、杭１６の長さ方向に沿って側面に溝状に形成された凹部に配置することで、杭１６の上端部とほぼ同じ高さ、もしくは杭１６の上端より下にオーガ駆動装置１を配置できるようにする。
これにより、高さ制限のある場合において、使用できる分割杭１６の長さを長くでき、分割杭１６をつなぐ回数を少なくできるので、工期を短縮できるとともに工費を低減できる。
また、表層だけ硬質な地盤においては、その硬質な地盤を掘削できる長さのオーガスクリューを用いれば良く、施工性が向上する。
【選択図】図５

Description

本発明は、高さ制限のある場所でも、容易にオーガを併用して杭の圧入を行うことが可能で、かつ、工期の短縮及び工費の低減を図ることができるオーガ駆動装置、杭圧入装置及びオーガ併用杭圧入工法に関する。

一般に、杭を打設する際に、騒音や振動の発生を防止するように杭（矢板を含む）を圧入する圧入工法が知られており、既設の杭から反力を取って杭（矢板）を圧入する杭圧入引抜き機も開発されている。しかし、硬質地盤等においては、圧入だけで杭を打設することが困難なことから、杭に沿ってオーガ（オーガ装置）を配置し、オーガによる地盤の掘削を併用して杭を圧入するオーガ併用圧入工法が開発されている（例えば、特許文献１参照。）。
また、特許文献１では、オーガとしてケーシング付きオーガが用いられている。
また、橋の下などの頭上制限（高さ制限）がある場所でも、杭の圧入を可能とするために全体に高さを低くした形状の杭圧入引抜機が開発されており、高さ制限のある場所での杭圧入を可能としている（例えば、特許文献２参照。）。

しかし、杭圧入にオーガを併用する場合には、オーガが存在するために、高さ制限がある場所での作業が困難であった。基本的に高さ制限のある場所では、短い杭（分割杭）を溶接等により継ぎ足しながら圧入することになる。そこで、オーガを使用するためには、オーガのオーガスクリューも短いものを継ぎ足して使用する必要がある。また、杭は順次上に継ぎ足せば良いが、オーガスクリューの上には、オーガスクリューを回転させる駆動装置（油圧モータ、電動モータ等）が接続されており、オーガスクリューの上端部から駆動装置を取り外して、オーガスクリューの上のオーガスクリューを継ぎ足し、再び、継ぎ足されたオーガスクリュー上に駆動装置を取り付ける必要がある。また、特許文献１に示されるようなケーシング付きオーガでは、ケーシングも短いものを継ぎ足して使用することになり、ケーシングの継ぎ足し作業も必要となる。基本的に、杭、オーガスクリュー、ケーシング、駆動装置は、クレーンで吊上げた状態で取り扱われるので、橋の下での上述のような継ぎ足し作業は困難なものであった。

そこで、杭圧入機にオーガの駆動装置を水平方向及び上下方向に移動可能に支持させる構成として、オーガの上端部に配置される駆動装置のクレーンによる吊上げを不要として、橋の下等の高さ制限がある場所でも、オーガスクリューやケーシングの継ぎ足しを容易にした杭圧入引抜機も提案されている（例えば、特許文献３参照。）。
特開２００２−２４２１８２号公報 特開平６−１０３５１号公報 特開２００３−２１３６８５号公報

ところで、オーガを併用する杭圧入機においては、上述の特許文献１〜３に示されるように、基本的にオーガの駆動装置が圧入される杭（矢板）より上に配置され、駆動装置の下端部に接続されたオーガスクリュー（掘削軸）が駆動装置の下で、杭に沿って配置された状態となる。
従って、高さ制限のある場所で、圧入される杭より上にオーガの駆動装置があることから、最低限必要な作業空間の高さとしては、少なくとも、継ぎ足される杭一本分の長さに駆動装置の上下長さを足した長さが必要となる。言い換えれば、高さが制限された空間において、使用可能な杭の長さが駆動装置の上下長さ分だけ短くなってしまう。また、最低限必要な作業空間の高さが駆動装置の上下長さ分だけ長くなることにより、オーガを併用すると作業が不可能となってしまう場合がある。

また、上述のように使用可能な継ぎ足される杭の長さが駆動装置の上下長さ分だけ短くなると、施工される杭の全長に対して継ぎ足される杭の数が多くなり、継ぎ足しのための溶接箇所が多くなる。従って、溶接作業が増加し、工期が長くなるとともに工費が増大することになる。
また、高さ制限のない場所での杭圧入に際し、施工される杭を分割することなく一本の杭とした場合に、オーガ併用工法では、杭の上にオーガの駆動装置が配置され、オーガの下端部が杭の下端部に対応した位置に配置されるので、オーガスクリューとしては、杭とほぼ同じ長さのものが必要となる。ここで、例えば、地盤の表層は、石や礫を多く含み硬質な状態でオーガを併用しないと杭の圧入が困難であるが、表層土の下の地層は石や礫をほとんど含まず、軟質な状態でオーガを併用しなくても杭の圧入が可能となっている場合でも、オーガとしては、上述のように杭の全長に渡るオーガスクリューを有するものを用いることになってしまう。

従って、オーガスクリューによる掘削長さは、杭よりも短く、オーガを途中で取り外すものとしても、杭の全長と同じオーガスクリュー（掘削軸）が必要であり、極めて作業性が悪い状態となってしまう。また、上述のように表層部分に杭を圧入する際だけオーガが必要となる場合でも、杭の全長と同じ長さのオーガが必要なことから、使用可能なオーガの長さにより圧入可能な杭の長さが制限されてしまう可能性もある。

本発明の課題は、杭圧入にオーガ装置による掘削を併用するものとしても、最低限必要な施工高さ（作用空間の高さ）を最小限に抑える事ができ、高さ制限のある場所でも杭の長さをできるだけ長くとることができることにより、工期の短縮及び工費の低減を図るとともに、従来施工不可能な場所でも施工可能とし、さらに、表層だけ硬質な地盤に対する杭施工の施工性向上を図ることである。

以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、例えば、図５、９に示すように、長さ方向に沿って側面に溝状に凹部が形成された杭１６を杭圧入装置７により地盤に圧入する際に、前記杭１６と共に下降して、又は地盤によりオーガにて先行掘削して、前記杭１６の凹部に配置されたオーガスクリューを備え、前記オーガスクリューを用いて地盤を掘削することにより、前記杭１６の圧入を補助するオーガ装置の前記オーガスクリューに接続されて前記オーガスクリュー駆動するオーガ駆動装置１であって、
前記杭１６の凹部に沿って配置した際に、接続された前記オーガスクリューが前記杭の凹部に沿った適切な掘削位置に配置されることを特徴とする。

ここで、オーガスクリューの適切な掘削位置とは、オーガスクリューの先端にあって、オーガスクリューの径より大きいオーガヘッドが、杭１６の下端と上下に重なる下側を掘削できる位置である。
なお、上記の位置であって、圧入する杭１６の中心よりも、順次杭１６を圧入していく施工方向にずれた位置を掘削するようにすれば、既設の杭にオーガスクリューが接触することがなく、掘削が容易である。
このように、オーガ駆動装置１を杭１６の凹部に配置することで、杭１６の上端部とほぼ同じ高さもしくは杭１６の上端より下にオーガ駆動装置１を配置でき、上空に障害物があって高さ制限のある場合において、分割杭１６の上部にオーガ駆動装置１を取り付ける場合に比べ、使用できる分割杭１６の長さを長くでき、分割杭１６をつなぐ回数を少なくできるので、工期を短縮できるとともに工費を低減できる。
さらに、オーガ駆動装置１を杭１６の凹部に配置した際に、オーガスクリューが杭１６の凹部に沿った適切な掘削位置に配置されるようにしたことで、オーガスクリューの掘削による杭圧入の補助の効果を十分に得ることができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のオーガ駆動装置であって、例えば、図３に示すように、前記オーガ装置は、前記オーガスクリューの周囲を囲む円筒状のケーシングを備えたケーシング付きオーガ装置とされ、
前記オーガスクリューを接続するオーガスクリュー接続手段３と、前記ケーシングを接続するケーシング接続手段４と、該ケーシング接続手段４を前記オーガスクリュー接続手段３に対して昇降するケーシング昇降手段５とを備えることを特徴とする。

このように、オーガスクリュー接続手段３、ケーシング接続手段４を備えることで、オーガスクリュー、およびケーシングを連結して長くでき、高さ制限のある場所でも必要な深さまで掘削できる。
また、基本的に、オーガスクリュー接続手段３とオーガスクリューの接続部分は、ケーシング接続手段４とケーシングの接続部分に覆われているので、そのままではオーガスクリューの着脱作業をすることができない。
ここで、ケーシング昇降手段５を備えることで、オーガスクリューを取り外すときには、先にケーシングの連結を解除し、ケーシング昇降手段５によってケーシング接続手段４を上昇させてオーガスクリューの接続部分を露出させ、オーガスクリューを取り外すことができる。
また、オーガスクリューを取り付けるときは、ケーシング接続手段４を上昇させ、オーガスクリュー接続手段３を露出した状態でオーガスクリューを連結した後、ケーシング接続手段４を下降させてケーシングを接続することができる。
つまり、オーガスクリューの着脱時に、ケーシング昇降手段５によってケーシング接続手段４に覆われたオーガスクリューの接続手段３を露出させることができ、オーガスクリューの着脱作業が容易になる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のオーガ駆動装置であって、例えば、図５に示すように、前記オーガ駆動装置１に駆動力を供給する駆動ライン１０を回転自在に接続する回転接続手段８を備えることを特徴とする。

例えばＵ形鋼矢板１６のように、隣接する矢板１６が互い違いにかみ合う矢板１６を用いるときには、その向きに合わせてオーガ駆動装置１も回転させる必要がある。
このとき、オーガ駆動装置１に回転接続手段８を備えることで、狭い空間においても駆動力を供給する駆動ライン１０の取り回しが容易になる。

請求項４に記載の発明は、例えば、図１、９に示すように、請求項１〜３のいずれか１項に記載のオーガ駆動装置１を使用可能な杭圧入装置７であって、前記オーガスクリューが接続された前記オーガ駆動装置１を前記杭１６の凹部に沿って前記杭１６の上端部とほぼ同じ高さもしくは前記杭１６の上端より下に配置した状態で、前記杭１６と前記オーガ駆動装置１を備えたオーガ装置とを支持するとともに、前記杭１６と前記オーガ駆動装置１とを下降することにより、前記オーガ装置による掘削に補助された状態で杭１６を圧入する杭圧入手段を備えたことを特徴とする。

このように、杭１６と前述のオーガ駆動装置１を支持するとともに、これらを下降することで杭１６を圧入する杭圧入手段を有する杭圧入装置７によれば、請求項１から３に記載の効果と同様の効果を得られる。

請求項５に記載の発明は、例えば、図６に示すように、請求項１〜３のいずれか１項に記載のオーガ駆動装置１を用いて高さ制限のある場所で高さ制限の範囲内の長さの杭１６を継ぎ足しながら圧入するオーガ併用杭圧入工法であって、
前記オーガスクリューが接続された前記オーガ駆動装置１を前記杭１６の凹部に沿って前記杭１６の上端部とほぼ同じ高さもしくは杭１６の上端より下に配置し、前記杭１６と前記オーガ駆動装置１及び前記オーガスクリューを備えたオーガ装置とを下降させて、前記オーガ装置による掘削に補助された状態で杭１６を所定長さ圧入する圧入工程と、
前記所定長さ圧入された杭１６に新たに杭１６を継ぎ足すとともに、オーガ駆動装置１とオーガスクリューとの間にオーガスクリューを延長する延長用オーガスクリューを継ぎ足す継ぎ足し工程とを有し、
圧入工程と継ぎ足し工程とを交互に繰り返し行うことを特徴とする。

このようなオーガ併用杭圧入工法によれば、高さ制限があり、かつ、地盤が硬質な場所でも、継ぎ足す杭１６の長さを短くすることなく、オーガ装置を併用して必要な深さまで杭を圧入できる。

請求項６に記載の発明は、例えば、図９に示すように、請求項１〜３のいずれか１項に記載のオーガ駆動装置１を用いて硬質な表層の下に表層より軟質な層がある表層硬質地盤に杭を圧入するオーガ併用杭圧入工法であって、
杭１６よりも短い前記オーガスクリューが接続された前記オーガ駆動装置１を、前記オーガスクリューの下端部が杭１６の下端部に対応するように、前記杭１６の上端より下に前記杭１６の凹部に沿って配置し、
前記杭１６とともにオーガ駆動装置１を下降させることにより、前記オーガスクリューが接続されたオーガ駆動装置１を有するオーガ装置による掘削に補助された状態で杭１６を圧入し、
前記杭１６の下端部が表層硬質地盤の硬質な表層より下に達した後に、前記オーガ装置による施工を中止して前記杭１６のみをさらに単独で圧入することを特徴とする。

このような、オーガ併用杭圧入工法によれば、表層だけ硬質な地盤に対して、この表層の下層に届く長さの、杭より短いオーガスクリューを用いれば良い。
したがって、工費を低減できるとともに、杭１６の上部にオーガ駆動装置１を取り付けた場合のように、使用するオーガスクリューの長さにより、圧入可能な杭１６の長さが制限されることがなく、施工性が向上する。
また、硬質な表層より下に達した後に、オーガ装置による施工を中止し、杭１６のみを単独で圧入することで、不必要な掘削をすることがない。

請求項１に記載の発明によれば、オーガ駆動装置が杭の凹部に配置されることで、高さ制限のある場所で使用する分割杭の長さを長くでき、分割杭をつなぐ回数を少なくできる。
さらに、オーガスクリューが適切な掘削位置に配されることで、オーガスクリューの掘削による杭圧入の補助の効果を十分に得ることができる。

請求項２に記載の発明によれば、オーガスクリュー、ケーシングを連結により長くでき、高さ制限のある場所でも必要な深さまで掘削できる。
また、ケーシング昇降手段５を有することで、オーガスクリューの着脱時にケーシングに挿通されたオーガスクリュー接続手段を露出でき、着脱作業が容易になる。

請求項３に記載の発明によれば、オーガ駆動装置を回転させるときに、オーガ駆動装置に駆動力を供給する供給ラインの取り回しが容易になる。

請求項４に記載の発明によれば、請求項１から３に記載の効果と同様の効果を得られる。

請求項５に記載の発明によれば、高さ制限があり、かつ、地盤が硬質な場所でも、継ぎ足す杭の長さを短くすることなく、オーガ装置を併用して圧入できる。
また、圧入工程と継ぎ足し工程を繰り返すことで、必要な深さまで杭を圧入できる。

請求項６に記載の発明によれば、使用するオーガスクリューとして、硬質な表層の下層に届く長さの、杭より短いオーガスクリューを用いれば良く、工費を低減できるとともに、使用するオーガスクリューの長さにより、圧入可能な杭１６の長さが制限されることがないので、施工性が向上する。
さらに、硬質な表層より下に達した後に、オーガ装置による施工を中止するので、不必要な掘削をすることがない。

以下、図を参照して本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。
図１に示すように、杭圧入装置７は基本的に、既設の杭をつかむクランプ１１を下部に備えたサドル１２と、サドル１２に対して前後に移動自在なスライドベース１３と、スライドベース１３に対し水平に回転自在に立設されたマスト１４と、マスト１４に対して昇降自在で、杭を把持するチャック装置１５とから構成される。
この杭圧入装置７は、クランプ１１により既設の杭を掴んで既設の杭から反力を取り、新たな杭を圧入するものである。
特に、この杭圧入装置７は、上空に障害物のある場所で使用するために、マスト１４の高さが低くなっている。

図３に示すように、オーガ駆動装置１は、オーガスクリューを回転させるモータ２と、このモータ２の出力軸に接続されたオーガスクリュー接続手段３と、このオーガスクリュー接続手段３を挿通したケーシング接続手段４と、このケーシング接続手段４を上下に昇降させるケーシング昇降手段５とを備える。
このオーガ駆動装置１は、杭圧入装置７に杭１６とともに把持された状態で、その下部に接続されるオーガスクリューを回転駆動するものであって、このオーガスクリューにより杭先端部の地盤を掘削し、杭１６の圧入を補助するものである。
なお、杭圧入装置７のチャック装置１５は、杭１６とオーガ駆動装置１のケーシング接続手段４、または図９に示すように、この下に接続されるケーシング１９を把持する。

オーガ駆動装置１の上側には、オーガスクリューを駆動するモータ２が、その出力軸が下向きになるように取り付けられている。
このモータ２の出力軸には、軸状のオーガスクリュー接続手段３が取り付けられており、このオーガスクリュー接続手段３は、オーガ駆動装置１の下側にある筒状の内筒６を貫通し、さらに、この内筒６の下端よりも下方に突出している。
オーガスクリュー接続手段３の下端部は、この下に配されるオーガスクリューの上端部と連結できるようになっている。
この連結部分は、例えば、オーガスクリューの上端部に断面が六角形の突部を設け、オーガスクリュー接続手段３の下端部に断面が六角形の嵌合孔を形成し、さらに、嵌合した後に側面から固定ピンを、あらかじめ両者に設けられた孔に挿通して固定するものである。
これによって、モータ２を駆動することにより、オーガスクリュー接続手段３とこれに連結したオーガスクリューを回転できる。

ケーシング接続手段４は、オーガ駆動装置１の下部にある筒状の内筒６の外側に嵌合し、この内筒６の外側面に、その長さ方向にそって突設されたガイドレール９に案内され、上下に可動となっている。
また、ケーシング接続手段４の下端部は、この下に配されるケーシングと連結できるようになっている。
この連結部分は、例えば、ケーシング接続手段４およびケーシングの端部に、長手方向に沿ったピン挿通孔を形成し、ここに一方のピン挿通孔から固定ピンを挿通し、両者を締結するものである。
図５の（ｃ）に示すように、このケーシング接続手段４は、筒状のケーシング部分と、その周囲の台形部分とからなり、この台形部分は、用いる杭１６の凹部の形状とほぼ同じ形状となっている。
例えば、図５の（ａ）に示すように、Ｕ形鋼矢板１６を用いた場合には、台形部分の角部の角度を、Ｕ形鋼矢板１６のウエブとフランジの接続角度と同じ角度とし、ケーシング接続手段４の台形部分がＵ形鋼矢板１６の凹部に密着できるようにする。
これにより、杭圧入装置７のチャック装置１５によって、ケーシング接続手段４を杭１６と一緒に把持できる。

なお、図５の（ａ）、（ｂ）に示すように、ケーシング接続手段４の杭１６のウエブに当接する面の幅を、杭１６のウエブの幅より狭くしたことで、ケーシング接続手段４を、杭１６の中心よりも、順次杭１６を圧入していく施工方向にずれた位置に配置できるようにしている。
つまり、ケーシング接続手段４は杭１６の凹部であって、二つのフランジの内、施工方向側にあるフランジに当接するように配置される。
これによって、杭１６の中心よりも、施工方向にずれた位置にオーガスクリューを配置でき、掘削時にオーガスクリューが既設の杭に接触することがない。
また、杭１６に対して、上述のようにケーシング接続手段４を配置するため、この上部に配されるモータ２の幅は、台形部分の幅に収まる幅となっている。
このような幅のモータ２であれば、モータ２の出力軸の延長線上にあるオーガスクリューの先端部にあって、オーガスクリューの径より大きいオーガヘッドが、適切な掘削位置である杭１６の下端と上下に重なる下側を掘削できる。

オーガ駆動装置１のモータ２と内筒６の間の側方には、ケーシング、オーガスクリューの延長時に、このケーシング接続手段４を上下に昇降させるためのケーシング昇降手段５をなすシリンダ装置のシリンダ部が、ロッドが下向きとなるように固定されており、ケーシング接続手段４の外側面には、このシリンダ装置のロッド部が固定されている。
また、このモータ２と内筒６の間の側方には、左右に突出するようにストッパ２０ａが設けられている。
このストッパ２０ａは、図６に示すように、チャック装置１５の内側に設けられているストッパ２０ｂに当接し、オーガ駆動装置１が下方に落下しないようにすると共に、チャック装置１５によってオーガ駆動装置１を把持しなくても、チャック装置１５を上昇させることで、オーガ駆動装置１を上昇できるようにするものである。
また、モータ２の側面には、オーガ駆動装置１に駆動力を供給する駆動ライン１０を回転自在に接続するスイベルやロータリージョイント、あるいはスリップリングなどの回転接続手段８が設けられている。
図５の（ａ）、（ｂ）に示すように、Ｕ形鋼矢板１６などの互い違いにかみ合う矢板１６を用いる場合において、オーガ駆動装置１の向きを変えるときには、駆動ライン１０もこれに伴って移動する。
駆動ライン１０をこの動きに対応できるようにするためには、この駆動ライン１０をたわませる必要があるが、特に、高さ制限のある場所などの狭い空間で施工する場合には、この駆動ライン１０が邪魔になることがある。
ここで、この回転接続手段８によって駆動ライン１０を回転自在に接続すれば、駆動ライン１０を必要以上にたわませなくても良くなり、駆動ライン１０の取り回しが容易になるので、狭い空間での施工においても駆動ライン１０が邪魔になることがない。

図５の（ａ）、（ｂ）は、Ｕ形鋼矢板、（ｄ）はＨ形鋼杭、（ｅ）はゼロ矢板（ＳＭ−Ｊパイル（住友金属工業株式会社））にオーガ駆動装置１を配置した図である。
これらの図に示すように、ケーシング昇降手段５、回転接続手段８は、オーガ駆動装置１の側部に取り付けられているが、オーガ駆動装置１の一側面は、杭１６の凹部に収まった状態で配置されるので、これらが杭１６と接触しないように配置する。
特に、オーガ駆動装置１の横幅が杭１６の凹部の横幅より広く、例えば、図５の（ａ）に示すように、杭１６の凹部の左右からケーシング昇降手段５等のオーガ駆動装置１に付随する部材がはみ出る場合は、このケーシング昇降手段５が、図中に鎖線で示した杭の断面中心よりも、杭の凹部の開口部側に配置されるようにする。

図７、８には、オーガ駆動装置１へのモータ２の取り付け方法の変形例を示した。
例えば、大きなトルクが必要な場合に、大型のモータ２を用いたとき、杭１６の凹部にモータ２が収まらず、モータ２の出力軸の位置が、杭１６から離れた位置に配されることとなり、この延長線上にあるオーガスクリューの先端部が、上述の適切な位置を掘削できなくなる。
このようなときには、モータ２をオーガ駆動装置１の側面であって、杭１６の側方に突出する位置に取り付け、適当な動力伝達手段によりモータ２の動力をオーガスクリュー１７に伝達する。
図７に示すように、モータ２は杭１６から突出した位置にあって、モータ２の出力軸が下向きになるようにオーガ駆動装置１に取り付けられている。
この出力軸には、動力伝達手段をなすギヤ１８ａが取り付けられており、このギヤ１８ａはオーガスクリュー１７の上端に取り付けられたギヤ１８ｂにかみ合って、モータ２の動力をオーガスクリュー１７に伝達する。
また、特に高さ制限のある場所で使用する場合は、破線で示したように、動力伝達手段の下側にモータ２を設け、オーガ駆動装置１の高さが低くなるようにしても良い。

次に、以上のように構成されるオーガ駆動装置１を用いた杭１６の圧入工法について説明する。
なお、杭圧入装置７のチャック装置１５は、杭１６とオーガ駆動装置１のケーシング接続手段４の両方を把持できるものであり、また、必要に応じてどちらか一方だけを把持できるものとする。

ここでは、上空に障害物があって高さ制限がある場所での施工方法について一例を説明する。
このような場合は、短い分割杭を溶接などにより継ぎ足しながら圧入する。
まず、図６の（ａ）のように、所定の位置まで杭１６を圧入したら圧入動作を停止する。
次に、図６の（ｂ）に示すように、分割杭１６をクレーン２１により搬入し、図６の（ｃ）に示すように、既設の杭１６の上方に配置する。
分割杭１６を既設の杭１６の上方に配したら、オーガ駆動装置１のケーシング接続手段４の下端部と、その下に連続するケーシング２２との連結を解除する。
このとき、チャック装置１５による杭１６とオーガ駆動装置１の把持を解除し、チャック装置１５を上昇させて、分割杭１６を支える位置に移動させる。

図６の（ｄ）に示すように、オーガ駆動装置１のケーシング昇降手段５を退縮することにより、ケーシング接続手段４を上昇させ、オーガスクリュー接続手段３の下端部を露出させた後、オーガスクリュー接続手段３と、その下に連続するオーガスクリュー２３との連結を解除する。
オーガ駆動装置１と、その下に連結する既設のオーガスクリュー２３、ケーシング２２の連結を解除したら、チャック装置１５によりオーガ駆動装置１のみを把持し、図６の（ｅ）に示すように、チャック装置１５を上昇させる。
もしくは、オーガ駆動装置１を把持せずにチャック装置１５を上昇させ、ストッパ２０ａ、２０ｂを当接させることによりオーガ駆動装置１を上昇させても良い。
既設のオーガスクリュー２３、ケーシング２２からオーガ駆動装置１を取り外したら、既設の杭１６に分割杭１６を溶接する。
杭の溶接が完了したら、図６の（ｆ）に示すように、クレーン２１をオーガ駆動装置１に付け替え、チャック装置１５によるオーガ駆動装置１の把持を解除し、オーガ駆動装置１を杭圧入装置７から取り外して、既設のオーガスクリュー２３、ケーシング２２の上方に延長用部材２４を配置する。

この延長用部材２４は、延長用ケーシング２５とともに延長用オーガスクリュー２６をその内部に備えており、延長用ケーシング２５と延長用オーガスクリュー２６を同時に配置できるようになっている。
延長用部材２４の配置後、既設のオーガスクリュー２３と延長用オーガスクリュー２６との連結を行う。
この連結部分も上述のオーガスクリュー接続手段３とオーガスクリューの連結部分と同様の構成となっている。
延長用部材２４の配置時には、延長用部材２４に設けられた図示しない固定手段によって、延長用ケーシング２５に延長用オーガスクリュー２６が固定され、延長用ケーシング２５の下部から延長用オーガスクリュー２６の下部が露出した状態となっており、連結作業が容易になるようにしている。

延長用オーガスクリュー２６の連結が完了したら、延長用部材２４に設けられた固定手段を解除し、図６の（ｇ）に示すように、延長用ケーシング２５を下降させ、既設のケーシング２２との連結を行う。
この連結部分も上述のケーシング接続手段４とケーシングの連結部分と同様の構成となっている。
また、延長用ケーシング２５を下降させると、この上部から延長用オーガスクリュー２６の上端が露出するので、次に行うオーガ駆動装置１との連結作業が容易になる。

延長用部材２４と既設のオーガスクリュー２３、ケーシング２２との連結が完了したら、図６の（ｈ）に示すように、延長用部材２４の上方にオーガ駆動装置１を配置する。
そして、図６の（ｉ）に示すように、オーガスクリュー接続手段３と延長用オーガスクリュー２６の連結を行った後、図６の（ｊ）に示すように、オーガ駆動装置１のケーシング昇降手段５を伸張してケーシング接続手段４を下降させ、ケーシングの連結を行う。

オーガスクリュー、ケーシングの延長作業は以上で完了であり、再び杭圧入装置７のチャック装置１５により杭とオーガ駆動装置１を把持して杭の圧入作業を開始し、図６の（ｋ）に示すように、所定の位置まで杭を圧入する。
以降、上記の操作を繰り返して必要な深さまで杭を圧入する。
この例では、オーガ駆動装置１と延長用部材２４をチャック装置１５上で接続するとしたが、杭圧入位置の上部空間により、オーガ駆動装置１をチャック装置１５から取り外し、他の場所で延長用部材２４を接続した後に吊り込んでも良い。

次に、硬質な表層の下に表層より軟質な層がある地盤に対するオーガ併用杭圧入工法について説明する。
なお、硬質な地盤とは、石や礫を多く含み、杭１６の圧入時にオーガ装置による補助が必要とされる地盤のことであり、軟質な地盤とは、オーガ装置による補助がなくても杭１６を圧入できる地盤のことである。
また、図９に示すように、ここでは上空に障害物がなく高さ制限がないものとし、表層の硬質な地盤の深さより、打ち込む杭１６の長さのほうが長いものとする。
ここで用いるチャック装置１５は杭１６とケーシング１９の両方、またはケーシング１９のみを把持できるものとする。
勿論、杭１６とケーシング１９の両方、またはそのどちらか一方のみを把持できるチャック装置１５であっても良い。

杭圧入装置７のチャック装置１５によって、杭１６とこの杭の凹部に沿って配されるオーガスクリューを内部に挿通したケーシング１９が把持され、このケーシング１９の上端にはオーガ駆動装置１が接続される。
また、杭１６の下端部とオーガスクリューの下端部は適切な高さとなるように把持され、オーガスクリューによって杭１６の圧入を補助できるようになっている。
オーガスクリューおよびケーシング１９の長さは、表層の硬質な地盤を掘削し、その下層にある軟質な地盤に達することができる長さとされ、オーガ駆動装置１は、杭１６の上端より下であって、杭１６の側面の凹部に配置される。

まず、表層の硬質な地盤に杭１６を圧入するときは、杭圧入装置７のチャック装置１５によって杭１６とオーガ装置のケーシング１９の両方を把持し、圧入動作を行う。
これにより、杭１６はオーガ装置の掘削に補助されながら、硬質な地盤に圧入される。
そして、杭１６の先端部が硬質な地盤を過ぎ、軟質な地盤に到達したら、一旦圧入動作を停止し、後はオーガ装置による補助を受けずに杭１６の単独圧入を行う。

杭１６の先端部が硬質な地盤を通過した時点で、オーガ駆動装置１の側面に設けられたストッパ２０ａが杭圧入装置７のチャック装置１５のストッパ２０ｂに当接し、これ以上の下降が制限される。
ここで、杭圧入装置７のチャック装置１５による杭１６、ケーシング１９の把持を解除し、チャック装置１５を上昇させると、ストッパ２０ａ、２０ｂが当接しているのでオーガ装置がチャック装置１５と共に上昇する。
チャック装置１５を上昇させた位置で再び杭１６、ケーシング１９を把持し圧入すれば、杭１６のみをさらに深く圧入できる。
以降この動作を繰り返し、杭１６を所定の深さまで圧入する。

圧入完了後、チャック装置１５でケーシング１９のみを掴みオーガ装置の引き抜きを行う。
このとき杭１６は、硬質な地盤に圧入され自立しているので、倒れることはない。
地表までオーガ装置を引き抜いたら、クレーン等により杭圧入装置７から取り外して施工完了とする。

なお、以上の実施の形態においては、杭１６とオーガ装置を同時に地盤に圧入するとしたが、地盤の状況によっては、オーガ装置単独で先行掘削して地盤をほぐした後、杭１６を圧入しても良い。
このような場合はまず、杭圧入装置７のチャック装置１５にオーガ装置のみを取り付け、地盤の掘削を行い、必要な深さまで地盤をほぐす。
この後、チャック装置１５に杭１６を取り付け、オーガ装置を併用して杭１６を圧入する。
もしくは、上述の硬質な地盤を通過した後に行う杭１６の単独圧入の動作を繰り返し、所定の深さまで杭１６を圧入しても良い。

また、本発明にかかるオーガ駆動装置１を既設の杭から反力を取る杭圧入装置に用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、その他の杭打機に用いても良い。
さらに、使用する杭、矢板の種類等も任意であり、長さ方向に沿って側面に溝状に凹部が形成されたものであれば良い。
その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。

本発明を適用した一実施の形態の構成を示すオーガ駆動装置を取り付けた杭圧入装置の側面図である。 図１の杭圧入装置からオーガ駆動装置を取り外した図である。 オーガ駆動装置の正面図である。 図３の側面図である。 （ａ）、（ｂ）オーガ駆動装置を杭の側面の凹部に配置したときの上面図、（ｃ）ケーシング接続手段の断面図、（ｄ）Ｈ形鋼杭にオーガ駆動装置を配置した図、（ｅ）ゼロ矢板にオーガ駆動装置を配置した図である。 オーガスクリュー、ケーシングの継ぎ足し工程を示す図である。 オーガ駆動装置のモータが杭の側面に突出するように取り付けたときの側面図である。 図７の上面図である。 オーガ駆動装置が杭の上端より下に配された杭圧入装置の側面図である。

符号の説明

１ オーガ駆動装置
３ オーガスクリュー接続手段
４ ケーシング接続手段
７ 杭圧入装置
８ 回転接続手段
１０ 駆動ライン
１５ チャック装置
１６ 杭（矢板）

Claims (6)

1. 長さ方向に沿って側面に溝状に凹部が形成された杭を杭圧入装置により地盤に圧入する際に、前記杭の凹部に配置されたオーガスクリューを備え、前記オーガスクリューを用いて地盤を掘削することにより、前記杭の圧入を補助するオーガ装置の前記オーガスクリューに接続されて前記オーガスクリューを駆動するオーガ駆動装置であって、
   前記杭の凹部に沿って配置した際に、接続された前記オーガスクリューが前記杭の凹部に沿った適切な掘削位置に配置されることを特徴とするオーガ駆動装置。
2. 前記オーガ装置は、前記オーガスクリューの周囲を囲む円筒状のケーシングを備えたケーシング付きオーガ装置とされ、
   前記オーガスクリューを接続するオーガスクリュー接続手段と、前記ケーシングを接続するケーシング接続手段と、該ケーシング接続手段を前記オーガスクリュー接続手段に対して昇降するケーシング昇降手段とを備えることを特徴とする請求項１に記載のオーガ駆動装置。
3. 前記オーガ駆動装置に駆動力を供給する駆動ラインを回転自在に接続する回転接続手段を備えることを特徴とする請求項１または２に記載のオーガ駆動装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のオーガ駆動装置を使用可能な杭圧入装置であって、
   前記オーガスクリューが接続された前記オーガ駆動装置を前記杭の凹部に沿って前記杭の上端部とほぼ同じ高さもしくは前記杭の上端より下に配置した状態で、前記杭と前記オーガ駆動装置を備えたオーガ装置とを支持するとともに、前記杭と前記オーガ駆動装置とを下降することにより、前記オーガ装置による掘削に補助された状態で杭を圧入する杭圧入手段を備えたことを特徴とする杭圧入装置。
5. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のオーガ駆動装置を用いて高さ制限のある場所で高さ制限の範囲内の長さの杭を継ぎ足しながら圧入するオーガ併用杭圧入工法であって、
   前記オーガスクリューが接続された前記オーガ駆動装置を前記杭の凹部に沿って前記杭の上端部とほぼ同じ高さもしくは杭の上端より下に配置し、前記杭と前記オーガ駆動装置及び前記オーガスクリューを備えたオーガ装置とを下降させて、前記オーガ装置による掘削に補助された状態で杭を所定長さ圧入する圧入工程と、
   前記所定長さ圧入された杭に新たに杭を継ぎ足すとともに、オーガ駆動装置とオーガスクリューとの間にオーガスクリューを延長する延長用オーガスクリューを継ぎ足す継ぎ足し工程とを有し、
   圧入工程と継ぎ足し工程とを交互に繰り返し行うことを特徴とするオーガ併用杭圧入工法。
6. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のオーガ駆動装置を用いて硬質な表層の下に表層より軟質な層がある表層硬質地盤に杭を圧入するオーガ併用杭圧入工法であって、
   杭よりも短い前記オーガスクリューが接続された前記オーガ駆動装置を、前記オーガスクリューの下端部が杭の下端部に対応するように、前記杭の上端より下に前記杭の凹部に沿って配置し、
   前記杭とともにオーガ駆動装置を下降させることにより、前記オーガスクリューが接続されたオーガ駆動装置を有するオーガ装置による掘削に補助された状態で杭を圧入し、
   前記杭の下端部が表層硬質地盤の硬質な表層より下に達した後に、前記オーガ装置による施工を中止して前記杭のみをさらに単独で圧入することを特徴とするオーガ併用杭圧入工法。

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