JP2010229752A - Pile driving machine, pile driving method, and vibration generator for pile driving - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は杭の打設機、杭の打設方法および杭打設用振動発生装置に関する。 The present invention relates to a pile driving machine, a pile driving method, and a vibration generator for pile driving.
縦穴を掘削する基礎工事および河川工事等の土木工事において、縦穴壁面の崩落を防止するために、縦穴壁面に沿って鋼矢板や型鋼を打設する工法が広く知られている。このような工法の一例としては、例えば特許文献1に開示されている工法がある。
特許文献1には、従来では打設が困難であった地盤に土留め用の鋼矢板やH型鋼を打設するために、打設すべき鋼板の断面形状と略等しい形状を有する鋼板の下端部に尖った刃先部を有する超硬チップを植設した打設用工具を用いる打設方法が開示されている。
具体的には、打撃装置により前述の打設用工具を打ち込み、打設すべき鋼板の断面形状と略同形状の下穴を穿設した後、打設用工具を引き抜き、下穴位置に打設すべき鋼板を差し込む打設方法が開示されている。
In civil engineering work such as foundation work for excavating vertical holes and river works, a construction method in which steel sheet piles and steel molds are placed along the vertical hole wall surfaces is widely known. As an example of such a construction method, there is a construction method disclosed in
In
Specifically, the above-described placing tool is driven by a striking device, a pilot hole having a shape substantially the same as the cross-sectional shape of the steel sheet to be placed is drilled, and then the placing tool is pulled out and placed in the pilot hole position. A placing method for inserting a steel plate to be installed is disclosed.
特許文献1に開示されているように打設すべき鋼板の形状に合わせた下穴を予め穿設することで、玉石や砂礫層を有する地盤であっても鋼板の打設先端部を破損させることなく鋼板を確実に打設することが可能になる。しかしながら鋼板の打設前に下穴を穿設しなければならず、鋼板の打設に要する時間が長くなってしまうという問題が明らかになった。また、下穴形成に用いられる超硬チップの刃先が下穴形成時に欠落してしまうことがあり、打設用工具のメンテナンス頻度やランニングコストが高くなってしまうという問題点もある。
As shown in
そこで本願発明は、玉石層や砂礫層を有する地盤であっても、鋼板を短時間で効率的に打設することが可能な杭の打設機および杭の打設方法と、杭打設用振動発生装置において、打設に要する時間の短縮と、杭の打設機のメンテナンス頻度およびランニングコストを低減させることを課題としている。 Therefore, the present invention provides a pile placing machine and a pile placing method capable of efficiently placing a steel plate in a short time even for a ground having a cobblestone layer or a gravel layer, and a pile placing method. In the vibration generator, it is an object to shorten the time required for placing and to reduce the maintenance frequency and running cost of the pile placing machine.
以上の目的を達成するため本願発明は以下の構成を有する。
すなわち、杭の打設方向に振動を発生し、前記杭に振動を付与する第1の振動発生装置と、前記杭に装着可能であって、前記杭の打設方向と直交する方向に振動を発生し、前記杭に振動を付与する第2の振動発生装置と、を有し、前記第1および第2の振動発生装置による前記杭の打設方向における振動および前記杭の打設方向と直交する方向における振動のそれぞれを前記杭に伝達させながら前記杭を地盤に打設することを特徴とする杭の打設機である。
In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration.
That is, a vibration is generated in a direction in which the pile is placed, and a first vibration generator for applying vibration to the pile, and a vibration that can be attached to the pile and is orthogonal to the direction in which the pile is placed. A second vibration generator that generates and imparts vibrations to the pile, wherein the first and second vibration generators cause vibration in the pile placement direction and orthogonal to the pile placement direction. A pile driving machine that drives the pile to the ground while transmitting each vibration in the direction to the pile.
また、前記第2の振動発生装置は、前記杭を装着するための杭装着部と振動発生部とが一体に形成されていることを特徴とする。これにより第2の振動発生装置をコンパクトに形成することができる。
また、前記第2の振動発生装置は、前記杭を打設する地盤面に設置されることを特徴とする。これにより、杭へ第2の振動発生装置を装着する際に、杭にブラケット等を設置する必要がなくなり、第2の振動発生装置の設置が容易になる。
Further, the second vibration generating device is characterized in that a pile mounting portion for mounting the pile and a vibration generating portion are integrally formed. Thereby, a 2nd vibration generator can be formed compactly.
Further, the second vibration generator is installed on a ground surface on which the pile is placed. Thereby, when attaching a 2nd vibration generator to a pile, it becomes unnecessary to install a bracket etc. in a pile, and installation of a 2nd vibration generator becomes easy.
また、他の発明として、第1の振動発生装置により杭の打設方向に振動を付与すると共に、第2の振動発生装置により前記杭の打設方向と直交方向に振動を付与した状態で地盤に杭を打設することを特徴とする杭の打設方法もある。 As another invention, the ground is applied in the state in which vibration is applied in the direction of pile driving by the first vibration generator, and vibration is applied in a direction orthogonal to the direction of driving of the pile by the second vibration generator. There is also a method for placing a pile characterized by placing a pile on the surface.
また、前記杭の打設先端部に、予めビット部を形成する工程を有していることを特徴とする。このようなビット部を形成することで、より能率的に杭を打設することが可能になる。 Moreover, it has the process of forming a bit part beforehand in the driving | running | working front-end | tip part of the said pile. By forming such a bit part, it becomes possible to drive a pile more efficiently.
また、他の発明として、杭を装着するための杭装着部と、前記杭の打設方向と直交する方向に振動を発生する振動発生部とが一体に形成されていることを特徴とする杭打設用振動発生装置とすることもできる。 Moreover, as another invention, a pile mounting portion for mounting the pile and a vibration generating portion that generates vibration in a direction orthogonal to the driving direction of the pile are integrally formed. It can also be set as the vibration generator for placement.
また、前記杭装着部は、装着すべき杭の寸法に合わせて前記杭装着部の寸法が調整可能な寸法調整部を有していることを特徴とする。これにより、一台の杭打設用振動発生装置であっても多種の杭に対応することができる。 Moreover, the said pile mounting part has a dimension adjustment part which can adjust the dimension of the said pile mounting part according to the dimension of the pile which should be mounted | worn, It is characterized by the above-mentioned. Thereby, even if it is one vibration generator for pile driving, it can respond to various piles.
本発明にかかる杭の打設機および杭の打設方法と杭打設用振動発生装置によれば、杭の打設方向および打設方向に直交する方向の両方に振動を付与しながら打設することにより、下穴が形成されていなくても短時間で杭を打設することができる。 According to the pile driving machine, the pile driving method and the pile driving vibration generator according to the present invention, the driving is performed while applying vibration to both the driving direction of the pile and the direction orthogonal to the driving direction. By doing so, a pile can be driven in a short time even if a pilot hole is not formed.
(第1実施形態)
以下、本発明にかかる杭打設用振動発生装置の実施形態について、図面に基づいて説明する。図1は、杭打設用振動発生装置の平面図である。
杭打設用振動発生装置10は、図1に示すように、杭(本実施形態においてはH型鋼杭)30を装着するための杭装着部である挿通部12と、挿通部12に連設された振動発生部14とを有し、略直方体形状に形成されている。振動発生部14には外部接続部16が配設されている。外部接続部16は外部駆動源から供給された圧縮流体を振動発生部14に供給可能に構成されている。振動発生部14における振動発生機構の詳細な構成については、公知のバイブロハンマアタッチメントで採用されている振動発生機構を適用することができるため、ここでの詳細な説明は省略している。外部駆動源には流体コンプレッサ60が好適に用いられる。流体コンプレッサ60からの圧縮流体が外部接続部16から振動発生部14の振動発生機構に供給されることで振動が発生し、挿通部12に挿通されたH型鋼杭30の軸線方向(紙面と直交する方向)と直交する方向(紙面の面内方向)に振動が付与される。本実施形態における振動発生部14は、H型鋼杭30のフランジ32の延伸方向(図1中の波型矢印方向)に振幅を有する振動を発生させている。
(First embodiment)
Hereinafter, an embodiment of a vibration generator for pile driving according to the present invention will be described based on the drawings. FIG. 1 is a plan view of a pile driving vibration generator.
As shown in FIG. 1, the pile driving
(第2実施形態)
図2は、第2実施形態にかかる杭打設用振動発生装置の斜視図である。図3は第2実施形態にかかる杭打設用振動発生装置にH型鋼杭を装着した状態を示す平面図である。
本実施形態における杭打設用振動発生装置10の挿通部12には、側壁18を板厚方向に貫通する貫通孔18aが形成されている。また、軸線方向にねじ孔24aを有し、当接板22に取り付けられたスペーサ24と、スペーサ24のねじ孔に24aに螺合するボルト26とから構成されている寸法調整部20を有している。ボルト26は、側壁18の外表面から挿通部12内のスペーサ24に螺合させる。杭打設用振動発生装置10の挿通部12の開口寸法よりも小さい寸法のH型鋼杭30を打設する際には、寸法調整部20を用いることでH型鋼杭30を杭打設用振動発生装置10の挿通部12に装着することができる。具体的には図3に示しているように、当接板22がH型鋼杭30のウェブ34に対して平行となる配列で挿通部12内に配設され、側壁18の外表面側からスペーサ24のねじ孔24aにボルト26を装着して締結すればよい。
(Second Embodiment)
FIG. 2 is a perspective view of a pile driving vibration generator according to the second embodiment. FIG. 3 is a plan view showing a state in which an H-shaped steel pile is mounted on the pile driving vibration generator according to the second embodiment.
A through
図4は、寸法調整部の変形例を適用した杭打設用振動発生部の平面図である。寸法調整部20の構成は、図4に示すように、H型鋼杭30の二方向からH型鋼杭30に当接するように、第1当接部22aと第2当接部22bとを有する当接板22を配設してもよい。このような当接板22は、図3に示す当接板22にH型鋼杭30のフランジ32の幅寸法と同幅寸法の平板を溶接等により固定すれば得ることができる。このような当接板22の構成を採用することにより、H型鋼杭30に振動が作用することによるH型鋼杭30の挿通部12内における位置ずれを防止し、H型鋼杭30の傾斜を防ぐことが可能になる。これにより、H型鋼杭30の打設位置を正確に維持することができるため好都合である。
FIG. 4 is a plan view of a pile driving vibration generating unit to which a modification of the dimension adjusting unit is applied. As shown in FIG. 4, the
また、図4には寸法調整部20の変形例も示している。図4における寸法調整部20の構成は、当接板22と、当接板22に取り付けられたねじ23と、第1ナット25および第2ナット27とにより構成されている。このような寸法調整部20の構成により、当接板22をより確実にH型鋼杭30の寸法に押圧させることができる点において好都合である。
以下に図4に示す寸法調整部20の装着方法を説明する。先ず、当接板22にねじ23を取り付け、ねじ23に第1ナット25を装着した状態で側壁18の貫通孔18aに挿通させる。この後、第1ナットを側壁18の内側面に締結して当接板22をH型鋼杭30のフランジ32に押圧させる。次いで、側壁18の外側面からねじ23に第2ナット27を螺着させて側壁18の外側面に締結させる。このようにして側壁18は、第1ナット25および第2ナット27により挟持されることになる。
FIG. 4 also shows a modification of the
Hereinafter, a method of mounting the
本実施形態で説明した寸法調整部20を杭打設用振動発生装置10に適用することにより、一台の杭打設用振動発生装置10であっても複数種類のH型鋼杭30に対応することができる点で、第1実施形態に比較して有利である。本実施形態で用いたナット25,26,27は、緩み止め機能を有するものを用いるとよい。
By applying the
また、以上の杭打設用振動発生装置10においては、振動発生部14の駆動源として流体コンプレッサ60からの圧縮流体を用いる点について説明しているが、振動発生部14の駆動源としては、電動モータや電磁石等により振動発生機構を作動させるようにしてもよい。本願発明においては、振動発生部14の振動発生機構を作動させるための動力源は特に限定されるものではない。
Further, in the above-described pile driving
以上に説明した杭打設用振動発生装置10を用いた杭の打設機100について説明する。
図5は、第1実施形態における杭打設用振動発生装置を適用した杭の打設機を示す正面図である。
杭の打設機100は、図5に示すように、杭打設用振動発生装置10と、バックホゥ40と、バックホゥ40に装着されるバイブロハンマアタッチメント50と、を有している。本実施形態においては、バイブロハンマアタッチメント50を第1の振動発生装置として用い、杭打設用振動発生装置10を第2の振動発生装置として用いている。
バイブロハンマアタッチメント50の駆動源は、バックホゥ40の油圧供給部を用いている。杭打設用振動発生装置10の駆動源は流体コンプレッサ60を用いている。
A
FIG. 5 is a front view showing a pile driving machine to which the pile driving vibration generator according to the first embodiment is applied.
As shown in FIG. 5, the
The drive source of the
バックホゥ40およびバイブロハンマアタッチメント50の構成については、それぞれ公知であるためここでの詳細な説明は省略する。バックホゥ40の駆動源は電気式、エンジン式のいずれであってもかまわない。図5では無限軌道により走行するバックホゥ40を示しているが、タイヤにより走行するバックホゥ40を採用してもよいのはもちろんである。バイブロハンマアタッチメント50は、バックホゥ40のアーム42からバケットを取り外し、バケットの代わりにアーム42に接続すればよく、通常のアタッチメントの交換手順と同様に行うことができる。
Since the configurations of the
以上に説明した杭の打設機100を用いたH型鋼杭30の打設方法について説明する。図6および図7は杭の打設状況を示す正面図である。図8は玉石層や砂礫層が存在している地盤に用いて好適なH型鋼杭の打設先端部の拡大図である。
まず、図6(A)に示すように、バイブロハンマアタッチメント50を装着したバックホゥ40をH型鋼杭30の打設位置まで移動させる。次いで、図6(B)に示すように、杭打設用振動発生装置10の挿通部12の位置をH型鋼杭30の打設位置に位置合わせして地表面Gに設置する。このとき、振動発生部14が発生する振動の振幅方向が、打設すべきH型鋼杭30のフランジ(32)の延伸方向と平行になるように設置することが好ましい。次に、図7(A)に示すように、H型鋼杭30のウェブ(34)をバイブロハンマアタッチメント50の把持部52に把持させてH型鋼杭30を吊り上げ、杭打設用振動発生装置10の挿通部12にH型鋼杭30を挿通させる。そして図7(B)に示すように、バイブロハンマアタッチメント50および杭打設用振動発生装置10をそれぞれ作動させ、H型鋼杭30の打設方向およびH型鋼杭30の打設方向と直交する方向に振動を付与しながらバックホゥ40のアーム42を下方に下げることによりH型鋼杭30を地盤Gの所定深さ位置まで打ち込んでいく。このようにしてH型鋼杭30に複数方向の振幅を有する振動を加えながら打設するので、先行掘削を行わなくてもH型鋼杭30の打設を的確に行うことができ、省力化が可能になるため好都合である。
A method for placing the H-shaped
First, as shown in FIG. 6A, the
もし、H型鋼杭30が打設される地盤G内に玉石層や砂礫層が存在している場合には、図8に示すように、H型鋼杭30の打設先端部の端面32に岩盤掘削用のいわゆる超硬金属により形成された半球状のビット70を取り付ける。このビット70は、H型鋼杭30の打設先端部の端面36に溶接等によって取り付けすることができる。H型鋼杭30の打設時にはH型鋼杭30に振動が付与されるので、ビット70は先端部が鋭利な形状である必要はない。図8に示すようなビット70が取り付けられたH型鋼杭30の打設方向およびH型鋼杭30の打設方向と直交方向のそれぞれに振動を付与しながら打設を行えば、H型鋼杭30に取り付けられたビット70が地盤内の玉石や転石等を粉砕することができる。これにより玉石層や砂礫層が存在する一般的に杭の打設が困難といわれる地盤であっても、H型鋼杭30を確実に所定の深さ位置まで圧入(打設)させることが可能になる。
If a cobblestone layer or a gravel layer is present in the ground G on which the H-shaped
図9は、杭の打設機の変形例を示す正面図である。
先の杭の打設機100は、第1の振動発生装置としてバイブロハンマアタッチメント50を採用しているため、バックホゥ40を用いているが、図9に示すように、クレーン80を用いることもできる。クレーン80を用いた場合の第1の振動発生装置としては、バイブロハンマ55を用いることができる。バイブロハンマ55はクレーン80のアーム82に吊り下げて用いることができる公知の振動発生装置である。バイブロハンマ55の駆動源には、図9に示すように流体コンプレッサ60を用いている。本願発明のようにH型鋼杭30の打設方向および打設方向と直交する方向に振動を付与させながらH型鋼杭30を打設すれば、H型鋼杭30を地盤に積極的に圧入する圧入装置を用いなくても、バイブロハンマ55の自重のみでH型鋼杭30を地盤に打設することができる。なお、バイブロハンマ55の駆動源は第1の振動発生装置10とは独立に配設してもよいのはもちろんである。
FIG. 9 is a front view showing a modification of the pile driving machine.
Since the previous
図10は、杭の打設方法の変形例を示す正面図である。
先に説明した杭の打設方法においては、いずれも第2の振動発生装置である杭打設用振動発生装置10をH型鋼杭30が打設される地盤Gに配設されている形態について説明しているが、この形態に限定されるものではない。杭打設用振動発生装置10を小型または軽量化することが可能であれば、図10に示すように、H型鋼杭30の中途高さ位置にブラケット90を配設して、ブラケット90の上に杭打設用振動発生装置10を載置した実施形態を採用することもできる。H型鋼杭30の中途高さ位置にブラケット90を配設する場合には、ブラケット90の位置がH型鋼杭30の打設深さ(根入れ深さ)を示す目印にすることができる高さ位置に配設することが好ましい。
FIG. 10 is a front view showing a modification of the pile placing method.
In the pile placing method described above, the pile placing
以上に本願発明を実施形態に基づいて詳細に説明したが、本願発明の技術的範囲は以上に示した実施形態に限定されるものではない。例えば、以上に説明した実施形態においては、H型鋼杭30について説明しているが、H型鋼以外のI型鋼や山型鋼等であっても本願発明を適用することはもちろん可能である。
また、以上の実施形態においては、杭装着部として挿通部12を用いて説明しているが、杭装着部の形態は実施形態に示した構成に限定されるものではない。
また、以上に示した実施形態においては、杭打設用振動発生装置10による振動の振幅方向は、H型鋼杭30の軸線と直交する断面におけるフランジ32の延伸方向であるが、個尾振幅方向に限定されるものではない。例えば、この振幅方向に対して直交する方向である、H型鋼杭30の軸線に直交する断面におけるウェブ34の延伸方向の振幅を有する振動を発生させてもよい。
Although the present invention has been described in detail above based on the embodiments, the technical scope of the present invention is not limited to the embodiments described above. For example, although the H-shaped
Moreover, in the above embodiment, although demonstrated using the
Moreover, in embodiment shown above, although the amplitude direction of the vibration by the
さらに、本実施形態における杭の打設機100は、H型鋼杭30の軸線方向とこれに直交する方向のそれぞれに対して同時に振動を付与する実施形態について説明しているが、いずれか一方の振動については常時付与し、他方の振動については間欠的に付与する実施形態や、互いの振動を交互に付与する実施形態を採用することもできる。このような振動付与形態を採用することで、二種類の振動を同時に付与する際の外部動力源の出力に対して小出力の外部動力源を使用することができ、低コストでの施工が可能になるため好都合である。
Furthermore, although the
10 杭打設用振動発生装置
12 挿通部
14 振動発生部
16 外部接続部
18 側壁
20 寸法調整部
30 H型鋼杭
40 バックホゥ
50 バイブロハンマアタッチメント
52 把持部
55 バイブロハンマ
60 流体コンプレッサ
70 ビット部
80 クレーン
90 ブラケット
100 杭の打設機
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記杭に装着可能であって、前記杭の打設方向と直交する方向に振動を発生し、前記杭に振動を付与する第2の振動発生装置と、を有し、
前記第1および第2の振動発生装置による前記杭の打設方向における振動および前記杭の打設方向と直交する方向における振動のそれぞれを前記杭に伝達させながら前記杭を地盤に打設することを特徴とする杭の打設機。 A first vibration generator for generating vibrations in a pile driving direction and imparting vibrations to the piles;
A second vibration generator that is attachable to the pile, generates vibration in a direction orthogonal to the direction in which the pile is placed, and imparts vibration to the pile;
Placing the pile on the ground while transmitting the vibration in the direction of placing the pile by the first and second vibration generators and the vibration in the direction orthogonal to the direction of placing the pile to the pile. Pile driving machine characterized by
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Cited By (1)
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JP2014051843A (en) * | 2012-09-09 | 2014-03-20 | Yokoyama Kiso Koji:Kk | Steel pipe sheet pile installation method and steel pipe sheet pile joint |
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2009
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