JP2007197967A - 鋼管杭の回転装置 - Google Patents

Abstract

【課題】鋼管杭を打ち込む際に、使用する部材が加わる力によって変形や磨耗せず耐久性があり、又、鋼管杭を持ち上げた際にも落下する可能性も極めて少ない作業効率の向上する鋼管杭の回転装置に関する。
【解決手段】鋼管杭２の基端部２aの外周に固定した係合板８と共に当該基端部２aを一端側の内部へ挿入できる内径を有し且つ該一端側の内部に前記係合板８の正回転を阻止し得る回転阻止壁５と前記係合板８の下面と係合する載置段部６を有する略Ｌ字型の被係合板７を具備し、外方向へ突出した爪１１を具備し外形が円柱状のソケット３と、該ソケット３の前記爪１１を一端から他端に向ってガイドする縦溝１２と、この縦溝１２に形成されて前記爪１１を周方向にガイドする横溝１３と、この横溝１３を形成して前記爪１１を係止する係止段部１４とを具備し、その他端が杭打機５０の回転軸と連結しているチャック４と、を具備する鋼管杭の回転装置１とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、鋼管杭を回転させて地盤の下方へと圧入するための鋼管杭の回転装置に関する。

軟弱地盤において建築物の支持力を高めるために基礎杭を打設することがあり、住宅等の中低層建造物が建築される宅地においては高層建造物を支持するような基礎杭は不要であり、無排土で振動や騒音の少ないという利点から鋼管杭が用いられている。該鋼管杭を打設する際には、杭打機を用いて鋼管杭を回転させながら地盤に圧入する。図１５に示すように、該杭打機５０は、昇降タワー５１が垂直方向に設けられ、該昇降タワー５１に油圧回転軸５２が昇降可能に設けられてなり、該油圧回転軸５２に鋼管杭２を取り付けて回転させながら油圧回転軸５２を降下させることにより、鋼管杭２が地盤に打設される。

前記杭打機５０の油圧回転軸５２と鋼管杭２との接続には回転装置が用いられる。図１３〜図１５は従来の回転装置の例である。この回転装置１００は、鋼管杭２の基端部２ａに外嵌されるとともに該基端部２ａに突設された凸片１０１と係合することにより、鋼管杭２を回転させて地中へ圧入するための鋼管杭２の回転装置であって、鋼管杭２の基端部２ａを遊嵌するキャップ１０２と、鋼管杭２の凸片１０１と係合する係止部材１０３と、該係止部材１０３を前記キャップ１０２内周から半径方向へ出没可能に案内するガイド部材１０４と、係止部材１０３の突出位置を所望位置に規制するために係止部材１０３及びガイド部材１０４に適宜穿設された位置決め孔１０５に挿通されて係止部材１０３の半径方向の移動を抑止するストッパー１０６と、を具備することを特徴としている。
また、この装置１００には、前記係止部材１０３に凸片１０１の下側と係合する担持部１０７が設けられている。そして、この担持部１０７がキャップ１０２の正反転により前記キャップ１０２に遊嵌された鋼管杭２の凸片１０１と係脱可能に設けられている。

この従来技術によれば、鋼管杭２の基端部２ａを遊嵌するキャップ１０２に、鋼管杭２の凸片１０１と係合する係止部材１０３をキャップ１０２内周から半径方向へ出没可能としたので、係止部材１０３によりキャップ１０２に挿入される鋼管杭２の軸中心が位置決めされるとともに、鋼管杭２の凸片１０１と係止部材１０３とが係合することにより回転伝達がなされる。これにより、軽量且つ簡易な構成で、径の異なる種々の鋼管杭２に適確に回転力を伝達することができる。また、前記係止部材１０３に凸片１０１の下側と係合する担持部１０７が設けられたので、該担持部１０７により鋼管杭２が担持されて鋼管杭２に引抜力を与えられる。更に、担持部１０７がキャップ１０２の正反転により前記キャップ１０２に挿入された鋼管杭２の凸片１０１と係脱可能に設けられたので、キャップ１０２への鋼管杭２を挿入する際には凸片１０１と担持部１０７とが係合せず、嵌脱が容易であり、且つ鋼管杭２を引抜く際には逆回転を与えることにより担持部１０７と凸片１０１とは係合して引抜力を付与することができる（例えば、特許文献１）。
特許第３５６８５２８号公報

しかしながら、上記従来技術によれば、礫の多い地盤等に鋼管杭２を打ち込む際には大きな力が作用するので、ストッパー１０６が曲がり易いという問題点がある。又、係止部材１０３と、凸片１０１との掛かりが少ないために、係止部材１０３の先端の係止片１０３ａの磨耗が激しく、頻繁に交換しなければならないという問題点がある。更に又、鋼管杭２の持ち上げの際にも、担持部１０７と凸片１０１との掛かりが少ないために、鋼管杭２を打設位置まで移動させる時に掛かりが外れて落下する恐れがある。加えて、鋼管杭２の大きさが異なるものを使用する毎に係止部材１０３を係止する穴１０５にストッパー１０６によって係止する位置を変えなければならないが、この変更を忘れることが多くそのために作業が手間取ることが生じるという問題点がある。

この発明は上記問題点に鑑みてなされたものであって、使用する部材が加わる力によって変形や磨耗せず耐久性があり、又、鋼管杭を持ち上げた際にも落下する可能性も極めて少ない作業効率の向上する鋼管杭の回転装置を提供するものである。

この発明の手段とするところは、鋼管杭の基端部の外周に固定した係合板と共に当該基端部を一端側の内部へ挿入できる内径を有し且つ該一端側の内部に前記係合板の正回転を阻止し得る回転阻止壁と前記係合板の下面と係合する載置段部を有する略Ｌ字型の被係合板を具備すると共に、その外周面には外方向へ突出した爪を具備してなる外形が円柱状のソケットと、該ソケットの前記爪を一端から他端に向ってガイドする縦溝と、この縦溝の他端寄りと連続して横方向に形成されて前記爪を周方向にガイドする横溝と、この横溝を形成して前記爪を係止する係止段部とを具備すると共に、その他端が杭打機の上下動する回転軸と連結しているチャックと、を具備することを特徴としている。

また、本発明は、前記ソケットが被係合板を具備している一端側の外周を肉厚とした肉厚円周部を有することにある。

上記発明によると、杭打機の上下動する油圧回転軸と鋼管杭とは、ソケットとチャックによって連結されているので、その着脱を容易に行うことができる。又、ソケットの一端側の内周面に設けた被係合板と鋼管杭の基端部の外周に固定した係合板を係合させるようにしたので、これらの移動時や持ち上げの際に鋼管杭の重力が掛っても外れることがなく接続状態を維持できる。

又、このソケットとチャックも、ソケットの外周に設けた爪をチャックの縦溝と横溝にガイドして相互に縦方向及び横方向に移動できるようにしたので、これらの移動の時や、ソケット内重力が爪を介してチャックの横溝の係止段部に掛った場合にも、外れて鋼管杭が落下する恐れがなくなる。又、これらチャック及びソケットを構成する各構成部材には摩擦がほとんど生じる箇所がないので、耐久性があり、長寿命化する利点がある。更に、鋼管杭とソケット、ソケットとチャックの連結作業が容易であるので、作業効率が向上する。又、径の異なる鋼管杭をしようする場合には、ソケットをその鋼管杭の径に見合うものに交換して使用すればよいので、従来装置のようにストッパーの穴への挿入位置を変えるような手間がなくなり、径の相違による作業効率の低下と交換ミスを防止することが可能となる。又、油圧回転軸の回転力はチャック、ソケットを介して確実に鋼管杭に伝達されるので、作業効率が向上する利点がある。

この発明の最良の実施形態について以下図を参照しつつ説明する。
この発明の鋼管杭の回転装置１は、図１、図１１、図１２等において示すように、一端の内周において鋼管杭２の基端部２ａと連結する外形が円柱状のソケット３と、一端の内周において前記ソケット３と連結し他端が杭打機５０の上下動する昇降タワー５１に接続された油圧回転軸５２と連結している外形が円柱状のチャック４とからなる。

前記ソケット３は、図４乃至６に示すように、その内部に鋼管杭２の基端部２ａを挿入するために開口した一端側の内周面に回転阻止壁５を縦方向に有し載置段部６を水平方向に有する略Ｌ字型の被係合板７を具備している。前記回転阻止壁５は、鋼管杭２の基端部２ａの外周に固定した係合板８がソケット３が正回転した際に当接してソケット３と共に鋼管杭２を正回転させるものであって、ソケット３の軸心方向を向くように設けられている。
一方、載置段部６は係合板８が回転阻止壁５に当接して鋼管杭２が正回転している状態でチャック４を介してソケット３を上昇させた際に係合する係合板８の下面がこの載置段部５と係合してソケット３と共に鋼管杭２も上昇するようになっている。この載置段部６の内周方向の長さはとくに限定されるものではないが、前記係合板８の幅と略同じ程度であれば、該係合板８と前記載置段部６とが全面で係合することになるので好ましい。前記回転阻止壁５及び載置断部６の厚さや幅は前記係合板８の厚さや幅より少し大きい程度に形成されている。又、鋼管杭２の基端部２ａがソケット３の内部でスムーズに回転や上下移動が出来るように鋼管杭２の外径はソケット３の内径より幾分小さく形成されている。前記した略Ｌ字型の被係合板７はソケット３の一端側の内周の相向い合う側に鋼管杭２の外周に設けた係合板８と対をなすように２個若しくはそれ以上設けられている。

又、ソケット３の前記被係合板７をその内周面に形成している一端側つまり使用時において下方向側の外周は肉厚に形成した肉厚外周部１０となっていて、鋼管杭２を持ち上げた際の強度不足を補うようにしているが、ソケット３の周囲全体を肉厚に形成した場合にはとくに必要はない。このソケット３の他端側つまり使用時において上方向側の外周には、少なくとも２個の爪１１が等間隔で外方向に突出している。この爪１１は前記チャック４に係止するために必要なものであるが、その個数は２個以上であってもよい。

前記チャック４は、図２、図３に示すように、略円筒状の形状を有し、その内部に前記ソケット３の他端側を挿入するために開口した一端側に、前記ソケット３の爪１１を入れてガイドする縦溝１２、この縦溝１２と連続している横方向に形成されて前記爪１１を横方向にガイドする横溝１３をそれぞれ具備している。縦溝１２は開口した軸心方向の一端から他端方向へ所定長さに形成される。又、この縦溝１２の他端寄りから鋼管杭２の下方への圧入回転方向である正回転方向の周方向には横溝１３が形成されている。この横溝１３の下端側は前記鋼管杭２を持ち上げる際に前記爪１１に下方向への力が作用した時にこの爪１１を係止して支持する係止段部１４となっている。前記縦溝１２及び横溝１３の幅は前記爪１１の幅より少し大きい程度に形成されていて、ソケット３の他端側がチャック４の内部でスムーズに回転や上下移動が出来るようにしている。

このチャック４の他端側は図１１、図１２に示すように、杭打機５０の昇降タワー５１によって上下動自在な油圧回転軸５２と連結されているので、杭打機５０の操作によって、油圧回転軸５２と共にチャック４が正逆転し、又、上下動できるようになっている。

上記の構成からなるこの鋼管杭の回転装置１の動作について以下説明する。まず、地盤に鋼管杭２を打ち込む作業現場において、図１、図７に示すように、使用する鋼管杭２の直径に見合った内径を有するソケット３を選択して、横方向に地上等に置載されている鋼管杭２の基端部２ａに挿入する。このとき、係合板８をソケット３に内周面に固定等して複数個設けられている隣接する被係合板７の間隙から奥深くまで差し込んで横方向つまり周方向に回転させることによって係合板８を回転阻止壁５に当接させる。これによって図７、図８に示すように、係合板８と載置段部６が係合して、ソケット３を持ち上げた際にこれに追随して鋼管杭２も持ち上がるようになる。その後、図１１に示すように、杭打機５０の巻き上げロープ５３を基端部２ａに固定して吊り上げる。そして、ソケット３の爪１１をあらかじめ杭打機５０の油圧回転軸５２に固定しているチャック４の縦溝１２の入口に合わせてからソケット３の他端側をチャック４の内部へ挿入する。このとき、爪１１は縦溝１２にガイドされつつ奥深くまで達するが続いてチャック４又はソケット３を少し横方向つまり周方向に回転させることによって爪１１を横溝１３内に入り込ませて、係止段部１４に爪１１を係止させるようにする。そして鋼管杭２の先端のスクリュー１５を図１２に示すように地盤上の打ち込む位置に合わせてから、杭打機５０の操作によって油圧回転軸５２を正回転させつつチャック４を下方へ移動させることによって、鋼管杭２を地盤へと圧入し打ち込んでゆく。

鋼管杭２の先端にはスクリュー１５が固定されているので、図９、図１０に示すように、矢印イで示す正方向への回転によって地盤に入り込んでゆくが、この正回転時には、ソケット３の爪１１が横溝１３の奥の側壁１３ａに当接して油圧回転軸５２から伝わる回転力がチャック４を介してソケット３に伝達され同方向に正回転する。すると、このソケット３の内周の被係合板７の回転阻止壁５に鋼管杭２の係合板８が当接して、ソケット３の正方向の回転が鋼管杭２に伝達され同方向に正回転してスクリュー１５によって鋼管杭２が地盤の下方へと圧入されてゆくのである。

所定の深さまで圧入されたことが確認され、鋼管杭２が適正に打ち込まれた時には、油圧回転軸５２を少し反転させてから、このままの状態で昇降タワー５１を用いて油圧回転軸５２を持ち上げれば、爪１１は縦溝１２を通過してチャック４がソケット３から外れる。鋼管杭２の基端部２ａに残ったソケット３は作業者が手で持ち上げれば容易に鋼管杭２から容易に取り外すことができる。これによって作業が終了する。

もし、鋼管杭２の先端のスクリュー１５が地盤中の岩石などに当って先に進めないような時のように、途中まで圧入している鋼管杭２を引き抜く必要が生じた場合には、ソケット３及び、チャック４を装着したままの状態で油圧回転軸５２を正回転させつつ、昇降タワー５１を用いて油圧回転軸５２を持ち上げれば、チャック４の係止段部１４に爪１１が係止していることからソケット３も上昇し、このソケット３の被係合板７の載置段部６に係合板８が係合しているので、結局のところ、鋼管杭２は正回転しつつ上昇し引き抜かれることとなる。この時、一旦掘った穴を上方へ引抜かれることとなるので、スクリュー１５が正回転していても、抵抗を受けることなく上方へ引抜くことができる。

以上のように、この発明の鋼管杭の回転装置によれば、油圧回転軸５２への鋼管杭２の取付け取外しが簡単に行えるのに加えて、鋼管杭２を持ち上げる際にも、爪１１と係止段部１４、係合板８と被係合板７の載置段部６との係合が確実であるので、鋼管杭２が外れて落下する危険性がほとんどない。加えて、鋼管杭２の外径が異なる場合には、ソケット３の内径をそれに見合うものに変えて使用すればよいので、複雑な操作を要しない。又、するどく摺動する部分がないので、摩耗によって部材が消耗することが少なく耐久性も向上する。このようなことから、この発明の鋼管杭の回転装置によると、作業能率が向上し、安全に作業ができると共に、経済性も向上する。

この発明の鋼管杭の回転装置の要部の分解斜視図。 チャックの全体斜視図。 図２のＡ−Ａ線拡大断面図。 ソケットの全体斜視図。 図４のＢ−Ｂ線拡大断面図。 図４のＢ’−Ｂ’線拡大断面図。 取付説明斜視図。 図７のＣ−Ｃ線拡大断面図。 ソケットと鋼管杭の正回転時の正面説明図。 図９のＤ−Ｄ線拡大断面図。 鋼管杭の杭打機による吊上げ説明図。 鋼管杭の杭打機による打設準備完了時の説明図。 従来の鋼管杭の回転装置の分解斜視説明図。 従来の係止部材の係止片と凸片との係合状態説明図。 従来の杭打機による鋼管杭の打設状態説明図。

符号の説明

１ 鋼管杭の回転装置
２ 鋼管杭
２ａ 基端部
３ ソケット
４ チャック
５ 回転阻止壁
６ 載置段部
７ 被係合板
８ 係合板
１０ 肉厚外周部
１１ 爪
１２ 縦溝
１３ 横溝
１４ 係止段部

Claims (2)

1. 鋼管杭の基端部の外周に固定した係合板と共に当該基端部を一端側の内部へ挿入できる内径を有し且つ該一端側の内部に前記係合板の正回転を阻止し得る回転阻止壁と前記係合板の下面と係合する載置段部を有する略Ｌ字型の被係合板を具備すると共に、その外周面には外方向へ突出した爪を具備してなる外形が円柱状のソケットと、
   該ソケットの前記爪を一端から他端に向ってガイドする縦溝と、この縦溝の他端寄りと連続して横方向に形成されて前記爪を周方向にガイドする横溝と、この横溝を形成して前記爪を係止する係止段部とを具備すると共に、その他端が杭打機の上下動する回転軸と連結しているチャックと、を具備していることを特徴とする鋼管杭の回転装置。
2. 前記ソケットが被係合板を具備している一端側の外周を肉厚とした肉厚円周部を有することを特徴とする鋼管杭の回転装置。

Images