JP2007107218A

JP2007107218A - 鋼矢板把持装置および鋼矢板打設装置

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Publication number: JP2007107218A
Application number: JP2005297590A
Authority: JP
Inventors: Chikashi Shimada; 史嶋田
Original assignee: KENCHO CO Ltd
Current assignee: KENCHO CO Ltd
Priority date: 2005-10-12
Filing date: 2005-10-12
Publication date: 2007-04-26

Abstract

【課題】広幅の鋼矢板を地盤内に設置する際の施工性を高めることのできる鋼矢板把持装置および鋼矢板打設装置を提供すること。
【解決手段】鋼矢板Ｐ１を把持する少なくとも２以上のチャック１，１と、鋼矢板Ｐ１を地盤内に圧入または打込むための駆動装置（バイブロハンマー４）に装着されるとともに、複数のチャック１，１が取付けられる治具２と、からなり、それぞれのチャックが、治具に対して複数の取付け角度で取付け可能に構成されている鋼矢板把持装置１０をバイブロハンマー４に装着し、このバイブロハンマー４をベースマシン５にて吊り下げて鋼矢板打設装置１００が構成される。
【選択図】図４

Description

本発明は、地盤内に鋼矢板を設置する際に使用される鋼矢板打設装置と、この鋼矢板打設装置を構成する駆動装置に取付けられるとともに鋼矢板を把持するための鋼矢板把持装置に係り、特に、広幅の鋼矢板を地盤内に設置する際の施工性を高めることのできる鋼矢板把持装置および鋼矢板打設装置に関するものである。

例えば開削工事における土留め壁や止水壁、あるいは護岸に対する土圧の低減対策やタイロッドの控え壁、水路両岸の締め切り壁、盛土外周の地盤内に設けて盛土直下地盤の沈下防止壁など、地盤内に鋼矢板を設置する施工は従来様々におこなわれている。鋼矢板は、中央のウエブとその両側のフランジとから構成されており、さらにフランジの端辺にはフック状の継手が設けられており、併設する鋼矢板の継手同士を係合させながら、順次、鋼矢板の地盤内への設置がおこなわれる。

かかる鋼矢板の打設装置またはその施工方法に関しては、様々な技術が既に開示されており、例えば、特許文献１，２を挙げることができる。これらの発明に共通する特徴として、鋼矢板のウエブの一箇所が適宜の把持部材にて把持された姿勢で地盤内に設置されることである。従来の鋼矢板の有効幅（両側フランジの継手中央間の幅）は４００〜６００ｍｍが一般的であり、６００ｍｍ幅の鋼矢板は、一般に広幅鋼矢板と称呼されている。

ところで、近時、６００ｍｍよりも広幅な鋼矢板が使用され始めており、例えば９００ｍｍの鋼矢板が使用されている。６００ｍｍ幅の鋼矢板の１．５倍の幅を有していることから工期を短縮できることに加えて、鋼材重量を低減できるため、工費の大幅な低減を図ることができるといった利点から、近時注目されている鋼矢板である。かかる鋼矢板を従来のようにウエブの一箇所にて把持した姿勢で地盤内に設置した場合、鋼矢板は平面積に比して断面積が極めて小さいことから、地盤内に挿入される際に撓みが生じ易く、撓んだ状態でさらに挿入しようとしても継手同士が干渉してしまうことにより、効率よく所定深度まで挿入することが極めて困難となる。地盤性状が比較的硬質であったり、あるいは挿入深度が比較的深くなることにより、かかる問題はより一層顕著となり、工期の長期化とそれに伴う工費の高騰が招来されることは否めない。尤も、従来においても、６００ｍｍの広幅鋼矢板を使用する場合には、上記の問題は生じており、その抜本的な解決手段にかかる技術の開発が切望されていた。

上記する広幅な鋼矢板を効率よく地盤内に挿入する技術として、例えば特許文献３の鋼矢板打設用治具を使用することもできる。この治具は、バイブロハンマーのチャックの掴み部の役割を果し、ウエブと両側フランジで囲まれる内側において治具フランジを介して両側のフランジに固着されるものであり、したがって、鋼矢板を２箇所でチャックしながら地盤内に挿入することができる。また、同様の目的を有する技術として、特許文献４には、いわゆるハット型パイルを２組の可動爪と固定爪にて断面ハット状の端部を把持する把持装置に関する発明が開示されている。
特開２０００−３５２０４９号公報特開２００２−３０２９４７号公報特開２０００−１０４２５１号公報特開２００１−３１７０５２号公報

特許文献３の鋼矢板打設用治具を使用すれば、広幅の鋼矢板を２箇所でチャックすることにより、効率的な鋼矢板の地盤内への設置が可能となる。しかし、この治具は、１枚の鋼矢板ごとに、その天端部の両側フランジにボルト止めされる必要があるため、施工の効率を極めて低減するものであり、広幅鋼矢板を施工する際の施工効率に関する上記課題を解決するには至らない。また、特許文献４の把持装置を使用すれば、ハット型パイルの把持および該パイルの地盤内挿入の双方の効率性を高めることができる。しかし、２組の可動爪と固定爪は把持機構において位置決め固定されているため、パイルの仕様の変更やパイルの把持箇所の変更に応じて、その都度別途の把持機構を用意する必要があり、さらにはその構造も比較的複雑であることから製造コストの高騰は否めない。

本発明の鋼矢板把持装置および鋼矢板打設装置は、上記する問題に鑑みてなされたものであり、広幅な鋼矢板を効率よく地盤内に設置することができ、さらには、極めて簡易な構成であることで製作コストも低廉な鋼矢板把持装置と該鋼矢板把持装置を備えた鋼矢板打設装置を提供することを目的としている。

前記目的を達成すべく、本発明による鋼矢板把持装置は、鋼矢板を把持する少なくとも２以上のチャックと、鋼矢板を地盤内に圧入または打込むための駆動装置に装着されるとともに、複数のチャックが取付けられる治具と、からなり、それぞれのチャックが、治具に対して複数の取付け角度で取付け可能に構成されていることを特徴とする。

ここで、鋼矢板とは、所定の長さを有するウエブとその両側に一体に成形されたフランジ、さらには両フランジの端部に一体に成形された継手を有する鋼製の矢板（いわゆるシートパイル）は勿論のこと、上記フランジがそれぞれ一つの折れ点を介してウエブと略平行な部分を有してなるいわゆるハット型パイルや、上記ウエブとその両側に一体に成形されたフランジからなり、継手を備えていない鋼製の矢板（止水を目的としない山留め壁としてはかかる態様の矢板も製作できる）、さらには、コンクリート製などの鋼製以外の材料からなる上記形態の矢板などを含む広い意味である。本発明の鋼矢板把持装置は、特に有効幅が６００ｍｍ以上の鋼矢板を把持する際に使用されるのが好ましく、現状として最大有効幅である９００ｍｍの鋼矢板の把持に特に好適である。

鋼矢板把持装置は、鋼矢板を直接把持する例えば２つないしは３つのチャックと、このチャックが一体に取付けられる治具とから構成されている。治具は、任意な形状に成形できるが、少なくとも複数のチャックが平面内に収容される平面寸法を有しており、その一方面にはチャックが取付けられ、他方側の面においては適宜の駆動装置に取付け可能な構成となっている。この駆動装置は、鋼矢板を地盤内に圧入したり、あるいは打込む際に従来使用されてきた、オーガーやバイブロハンマーなどの公知の装置を全て含んでいる。

鋼矢板は、同一の有効幅のものであっても有効高さ（ウエブ〜フランジ端までの幅）が異なる複数の仕様からなるため、鋼矢板天端の適宜の複数箇所を複数のチャックにて把持するに際して、それぞれのチャックが治具に対して一定の角度で固着されていては、鋼矢板の仕様ごとに、あるいは相異する把持箇所ごとに別個の把持装置を用意する必要が生じてしまう。

そこで、本発明の鋼矢板把持装置は、それぞれのチャックが任意の角度で治具に取付けできるように構成されていることにより、一つの把持装置で任意の把持態様に適応できるようにしたものである。例えば、治具の一方面において、チャックごとに必要本数の長孔を設けておき、チャックの頭部に設けられた頭付きボルトがこの長孔内をスライドすることにより、ボルトが任意の角度位置にて治具に固定されることによってチャックが固定されるような構成など、適宜の形態がある。

また、本発明による鋼矢板把持装置の他の実施形態において、前記治具には、チャックの取付け角度に応じた複数のボルト孔が形成されており、チャックがボルトにて治具に取付けられることを特徴とする。

本発明の把持装置は、想定されるチャックの角度に応じた複数のボルト孔を治具の一方面に設けておき、使用される鋼矢板の仕様や把持位置に応じたボルト孔にチャックの頭部をボルト止めするものである。なお、各チャックは、２乃至４つのボルトにて治具に取付けることができる。

本発明の把持装置は、複数のチャックを所望の角度にてボルト止めするだけの極めて簡易な構成であることから、装置の製造コストも安価であり、また、角度の調整も極めて容易となる。なお、幅の狭い鋼矢板に対しては、従来のようにウエブの一箇所で鋼矢板を把持できるように、かかる把持態様に応じたボルト孔を治具に設けておくこともできる。

また、本発明による鋼矢板把持装置の他の実施形態において、ウエブとその両側のフランジとからなる鋼矢板のうち、２つのチャックがそれぞれのフランジを把持することを特徴とする。

２つのチャックで、例えば広幅の鋼矢板の両側のフランジをそれぞれ把持した姿勢で鋼矢板を地盤内に挿入することにより、鋼矢板挿入時の撓みを効果的に防止することができ、隣接する鋼矢板との継手同士の干渉も確実に防止することができるため、施工性を格段に向上させることができる。なお、鋼矢板の仕様に応じてウエブとフランジの間の角度が相異するため、鋼矢板の仕様に応じた複数のボルト孔を治具に予め設けておくことにより、チャックを適宜のボルト孔でボルト接合することが可能となる。

また、本発明による鋼矢板把持装置の他の実施形態において、ウエブとその両側のフランジとからなる鋼矢板のうち、３つのチャックがウエブと２つのフランジをそれぞれ把持することを特徴とする。

３つのチャックを治具に取付けておき、ウエブとその両側のフランジとを各チャックで把持することにより、鋼矢板が極めて広幅な態様となった場合には、その効率的な地盤内挿入を実現する上で極めて有効である。

さらに、本発明による鋼矢板打設装置は、前記鋼矢板把持装置と、鋼矢板を地盤内に圧入または打込むための駆動装置とを少なくとも備えたことを特徴とする。

本発明の鋼矢板打設装置は、既述する鋼矢板把持装置を備えた打設装置であればその形態は特に限定するものではないが、例えば、３点式のベースマシン（クローラクレーンなど）と既述する鋼矢板把持装置とから構成することができる。

以上の説明から理解できるように、本発明の鋼矢板把持装置および鋼矢板打設装置によれば、広幅の鋼矢板を２箇所以上で把持することができ、しかも、鋼矢板の仕様や把持箇所に応じてチャックの角度を臨機に調整することができるため、一つの把持装置にて任意の把持態様（把持箇所の相異）に応じながら、極めて効率のよい広幅鋼矢板の地盤内挿入を実現することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の把持装置がバイブロハンマーに取付けられた形態を示した正面図を、図２は、図１の側面図を、図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視図をそれぞれ示している。図４は、本発明の打設装置が鋼矢板を地盤内に挿入している状況を説明した図である。なお、治具やチャックの形態、チャックの数量、ボルトの本数などは図示する実施形態に限定されるものでないことは勿論のことである。

図１は、把持装置の一実施形態が駆動装置の一つであるバイブロハンマー４に取付けられた状態を正面から見た図である。把持装置１０は、バイブロハンマー４に取付けられる治具２と、その下端にボルト３，３，…にて治具２に取付けられる２つのチャック１，１とから構成されている。治具２には所定の位置にボルト孔２１ａ，２１ｂ，…が形成されており、チャック１の頭部に固着したボルトが嵌装され、ナット締めされることで治具２とチャック１，１とが堅固に接合されている。

図２は、図１を側面から見た図である。チャック１の先端には２つの固定部材１２，１２が設けられており、一方の固定部材１２が蝶番を中心に回動することにより、２つの固定部材１２，１２の間に鋼矢板に応じた任意幅の凹溝１１を形成することができ、この凹溝１１にて２点鎖線で示した広幅な鋼矢板Ｐを把持することができる。

図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視図である。治具は、複数の側板材２１，２１，…とリブ材２２，２２，…と、これらを挟み込む例えば図示する平面視が略楕円形の板材２３，２３とから少なくとも構成されている。下方のプレートには、２種類の９００ｍｍ幅の鋼矢板に対応できるように、４つで１組のボルト孔が１つのチャックに対して２組設けられている（図中の２１ａ１，２１ａ１，…、２１ａ２，２１ａ２，…、２１ｂ１，２１ｂ１，…、２１ｂ２，２１ｂ２，…）。

また、図の点線で示した（一部実線で表示）広幅の鋼矢板Ｐは両側のフランジＰa，Ｐaにてそれぞれ固定部材１２，１２にて把持されており、したがって、鋼矢板Ｐは両フランジの２箇所でチャック１，１にて把持されることとなる。なお、他の仕様の鋼矢板を把持する際には、チャック１，１を別途のボルト孔２１ａ２，２１ａ２，…、２１ｂ２，２１ｂ２，…に取付け直すことにより、容易に他仕様の鋼矢板の把持にも適応することができる。尤も、一つの現場においては、同仕様の鋼矢板が連続して使用されるのが一般的であるため、別途の現場にて、別仕様の鋼矢板を使用する際に、かかるチャック角度の調整がおこなわれるのが一般的な使用態様となろう。

図４は、この把持装置１０をバイブロハンマー４に取付け、該把持装置１０にて広幅鋼矢板Ｐ１を把持した姿勢で、バイブロハンマー４の駆動により、鋼矢板Ｐ１を地盤内に挿入している施工状況を示した模式図である。鋼矢板Ｐ１の挿入は、既に地盤内設置が完了している鋼矢板Ｐ２の継手に鋼矢板Ｐ１の継手を係合させ、この継手の係合によって地盤内挿入が案内されながら、鋼矢板の地盤内への設置がおこなわれる。鋼矢板Ｐ１の天端の両側フランジ２箇所を２つのチャック１，１が把持しており、したがって、広幅の鋼矢板であっても地盤内挿入の際に撓みが抑制され、撓みの抑制によって係合された継手同士が干渉することがなく、スムーズな鋼矢板の地盤内設置が実現できる。

図示するように、バイブロハンマー４は、３点式のベースマシン５（クローラクレーン）にてワイヤーを介して吊り下げられており、かかるベースマシン５と、駆動装置であるバイブロハンマー４と把持装置１０とから鋼矢板（広幅鋼矢板）の打設装置１００が構成される。

本発明の打設装置１００は、現場施工の後半の鋼矢板を地盤内から引抜く際に使用できることは勿論のことであり、やはり、鋼矢板の両側フランジ２箇所を２つのチャックにて把持した姿勢で引抜きがおこなわれることから、スムーズな鋼矢板の引抜き作業が可能となる。このように、地盤内への広幅鋼矢板の挿入や引抜きがスムーズにおこなわれることにより、施工性を従来に比して格段に向上させることができ、工期の短縮や廉価な工費の実現を図ることが可能となる。

以上、本発明の実施の形態を図面を用いて詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。

本発明の把持装置がバイブロハンマーに取付けられた形態を示した正面図。図１の側面図。図１のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視図。本発明の打設装置が鋼矢板を地盤内に挿入している状況を説明した図。

符号の説明

１…チャック、１１…凹溝、１２…固定部材、２…治具、２１ａ，２１ｂ…ボルト孔、３…ボルト、４…バイブロハンマー（駆動装置）、５…ベースマシン、１０…把持装置、１００…打設装置、Ｐ，Ｐ１，Ｐ２…鋼矢板

Claims

鋼矢板を把持する少なくとも２以上のチャックと、鋼矢板を地盤内に圧入または打込むための駆動装置に装着されるとともに、複数のチャックが取付けられる治具と、からなり、それぞれのチャックが、治具に対して複数の取付け角度で取付け可能に構成されていることを特徴とする鋼矢板把持装置。
前記治具には、チャックの取付け角度に応じた複数のボルト孔が形成されており、チャックがボルトにて治具に取付けられることを特徴とする請求項１に記載の鋼矢板把持装置。
ウエブとその両側のフランジとからなる鋼矢板のうち、２つのチャックがそれぞれのフランジを把持することを特徴とする請求項１または２に記載の鋼矢板把持装置。
ウエブとその両側のフランジとからなる鋼矢板のうち、３つのチャックがウエブと２つのフランジをそれぞれ把持することを特徴とする請求項１または２に記載の鋼矢板把持装置。
請求項１〜４のいずれかに記載の鋼矢板把持装置と、鋼矢板を地盤内に圧入または打込むための駆動装置とを少なくとも備えたことを特徴とする鋼矢板打設装置。