JP2014040747A

JP2014040747A - ダブルハンマー式杭打ち装置

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Publication number: JP2014040747A
Application number: JP2012184363A
Authority: JP
Inventors: Seiji Matsushita; 誠二松下
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-08-23
Filing date: 2012-08-23
Publication date: 2014-03-06

Abstract

【課題】第２のハンマーの上昇量の調整を無段階的に行うことが可能であり、かつ、第１および第２のハンマーをそれぞれ独立して単独で使用することが可能なダブルハンマー式杭打ち装置の提供。
【解決手段】軸方向の貫通孔を有する杭３０の先端部に装着される杭先端支持器３を槌打つ第１のハンマー４と、杭３０の上端部を打撃する第２のハンマー６と、第１のハンマー４に取り付けられた第１のワイヤーロープ５と、第２のハンマー６に取り付けられた第２のワイヤーロープ８と、第１のワイヤーロープ５の巻き取りおよび巻き戻しを行うウインチ７と、第１のワイヤーロープ５の中途部が掛け回される第１の滑車９と、第２のワイヤーロープ８が固定されて第１の滑車９とともに移動させる第１の油圧シリンダー１１と、第２のワイヤーロープ８の中途部が掛け回される第２の滑車１０と、第２の滑車１０を移動させる第２の油圧シリンダー１２とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、先端部に杭先端支持器を装着した杭の打ち込みに用いられるダブルハンマー式杭打ち装置に関する。

従来、地盤内への杭の打ち込みに関して、騒音の低減および支持力の向上などの観点から様々な杭打ち装置が提案されている。このような種々の杭打ち装置の中でも、特に騒音の低減効果に優れた杭打ち装置として、例えば特許文献１に記載のように、杭の先端に杭先端支持器を装着し、この杭先端支持器を槌打つことによって杭を打ち込むことができるようにした杭打ち装置が開発されている。

図２および図３は従来のダブルハンマー式杭打ち装置の一例であり、図示しない建設機械のブームに吊下されたリードタワー１００に、ダブルハンマー式杭打ち装置１０１が、ガイド部材１０３を介して上下に摺動可能に取り付けられている。コンクリート杭３１は、軸方向の貫通孔３１ａを有し、先端部には杭先端支持器３２が装着され、上端部には杭打ち時における杭頭の損傷を防ぐためのキャップ３３が装着され、さらにその上部にダブルハンマー式杭打ち装置１０１が配置される。

ダブルハンマー式杭打ち装置１０１は中空円筒状の装置本体１０２を備える。装置本体１０２の内部には、軸方向に貫通孔１０２ａが形成され、この貫通孔１０２ａ内に、コンクリート杭３１の上端部を打撃する第２のハンマー１０６が設けられている。また、ダブルハンマー式杭打ち装置１０１は、コンクリート杭３１内の貫通孔３１ａ内に挿入され、杭先端支持器３２を槌打つ第１のハンマー１０４を備える。第１のハンマー１０４は、その上端部にワイヤーロープ１０５が取り付けられ、キャップ３３の貫通孔３３ａおよび第２のハンマー１０６の透孔１０６ａを経由して、装置本体１０２の上端部に設けられたウインチ１０７に巻回されている。

また、第２のハンマー１０６も同様に、ワイヤーロープ１０８が連設され、これらの両ワイヤーロープ１０５，１０８は、装置本体１０２の内部上端に並列状に設けた滑車１０９にそれぞれ掛け回された後、装置本体１０２の外部側面に形成されたガイド装置１１０に上下方向に移動可能に支持された動滑車１１１にそれぞれ掛け回されている。さらに、第１のハンマー１０４を吊下するワイヤーロープ１０５は、動滑車１１１に掛け回された後、前述のようにウインチ１０７に接続され、第２のハンマー１０６を吊下するワイヤーロープ１０８は、動滑車１１１に掛け回された後、装置本体１０２の上部側面に上下２段に設けられたフック１１２に取り付けられている。

ガイド装置１１０に支持された動滑車１１１は、連結杆１１１ｄを備える。連結杆１１１ｄの先端部には、油圧シリンダー１１４の移動ロッド１１４ａの先端が接続されている。したがって、油圧シリンダー１１４を操作することにより移動ロッド１１４ａが移動して動滑車１１１を上下動させると、第１のハンマー１０４および第２のハンマー１０６が、この動滑車１１１の変位距離に比例して上昇または下降する。

上記構成において、通常は図２の状態から油圧シリンダー１１４を操作し、動滑車１１１を引き下げることによって、第１のハンマー１０４および第２のハンマー１０６が同じ高さだけ上昇する。この状態で油圧シリンダー１１４の油圧を一挙に解除すると、重力によって第１のハンマー１０４が杭先端支持器３２を、また第２のハンマー１０６がキャップ３３を介してコンクリート杭３１の上端部を同時に打撃する。これによって、コンクリート杭３１が杭先端支持器３２の沈下量に追従して打ち込まれ、連続した一連の杭打作業が可能となる。

なお、杭打ち作業を開始する際、打ち込むコンクリート杭３１の長さに応じて、その上端部から先端の杭先端支持器３２までの距離はそれぞれ異なってくるが、ウインチ１０７の巻き取りあるいは巻き戻しによって第１のハンマー１０４を吊下するワイヤーロープ１０５の距離を調整することにより、容易に図２に示す状態にすることができ、第１のハンマー１０４と第２のハンマー１０６の同時打撃が可能になる。

また、所定量を打ち込み、支持地盤に近付いた場合、一回の打撃による沈下量が少なくなり、上記の要領で作業を続けると、コンクリート杭３１の上端部を打撃する第２のハンマー１０６によって、騒音や振動の問題が生じる。その場合、第２のハンマー１０６を吊下するワイヤーロープ１０８をフック１１２から外す。これによって、動滑車１１１を油圧シリンダー１１４で操作しても第２のハンマー１０６が上昇することがなく、第１のハンマー１０４だけでの打撃が可能となる。また、下段のフック１１２にワイヤーロープ１０８を付け替えることによって、ワイヤーロープ１０８にたるみが生じ、第２のハンマー１０６の上昇量を調整することも可能となっている。

以上のように、従来の杭打ち装置１０１においては、第１のハンマー１０４と第２のハンマー１０６とを同じ高さから打撃すること、第１のハンマー１０４のみにより打撃することや、第２のハンマー１０６をワイヤーロープ１０８のたるみ分だけ上昇量を調整した高さから打撃することなどが可能となり、地盤の状況に応じて第１のハンマー１０４と第２のハンマー１０６の打撃状況を選定することができ、効率的なしかも騒音や振動の少ない杭打ち作業が可能となっている。

特開平６−７３７３３号公報

上述のように、従来のダブルハンマー式杭打ち装置１０１では、第２のハンマー１０６の打撃状況の調整は、第２のハンマー１０６を吊下するワイヤーロープ１０８をフック１１２から外すか、高さの違う位置にあるフック１１２に付け替えることによって行うようにしている。しかしながら、ワイヤーロープ１０８をフック１１２から取り外す、あるいは、高さの違う位置にあるフック１１２に付け替える作業は、一本の杭打ち作業の途中で行う必要があるが、手作業であることから、杭打ち作業を一旦中断することが必要となり、作業時間のロスを伴う。

また、第２のハンマー１０６の上昇量の調整は、上下方向に多段に配置するフック１１２間の距離に依存することとなるが、装置本体１０２の外壁に複数のフック１１２を多段に取り付けるのは容易でない。また、調整距離は段階的であり、地盤の状況に応じて第２のハンマー１０６の打撃状況を無段階的に細かく調整することはできない。

さらに、第１のハンマー１０４と第２のハンマー１０６とを一つの油圧シリンダー１１４で操作しているため、万一油圧系統に不調が生じたときには、打ち込み作業をすべて停止せざるを得ない。また、何らかの事情により第２のハンマー１０６のみを打撃に使うことが必要となった場合に、そのような作業を行うことはできない。

そこで、本発明においては、第２のハンマーの上昇量の調整を無段階的に行うことが可能であり、かつ、第１および第２のハンマーをそれぞれ独立して単独で使用することが可能なダブルハンマー式杭打ち装置を提供することを目的とする。

本発明のダブルハンマー式杭打ち装置は、軸方向の貫通孔を有する杭の先端部に装着される杭先端支持器と、杭先端支持器を槌打つ第１のハンマーと、杭の上端部を打撃する第２のハンマーと、第１のハンマーに取り付けられた第１のワイヤーロープと、第２のハンマーに取り付けられた第２のワイヤーロープと、第１のワイヤーロープの巻き取りおよび巻き戻しを行う巻き上げ装置と、第１のワイヤーロープの中途部が掛け回される第１の滑車と、第２のワイヤーロープが固定されて第１の滑車とともに移動させる第１の移動機構と、第２のワイヤーロープの中途部が掛け回される第２の滑車と、第２の滑車を移動させる第２の移動機構とを有するものである。

本発明のダブルハンマー式杭打ち装置では、巻き上げ装置により第１のワイヤーロープの巻き取りまたは巻き戻しを行うとともに第１の移動機構により第１の滑車の位置を移動させることにより、第１のハンマーの位置決めを行うことができ、また、第１の移動機構により第１の滑車の位置を移動させるとともに第２の移動機構により第２の滑車の位置を移動させることにより、第２のハンマーの位置決めを行うことができる。そして、杭打ち作業に先立ち、打ち込む杭の長さに合わせて、第１および第２のハンマーが所定の下降位置、すなわち第１のハンマーが杭の先端部に装着された杭先端指示器を、第２のハンマーが杭の上端部をそれぞれ打撃する位置となるように、巻き上げ装置、第１の移動機構および第２の移動機構を作動して位置決めを行う。その後、通常の杭打ち作業の際には、第１の移動機構を作動すると、第１および第２のハンマーが作動して、第１および第２の両ハンマーの同時打撃により、連続した杭打ち作業を行うことができる。そして、支持地盤近くや軟弱地盤においては、第２の移動機構を作動して、第２のハンマーを初期設定位置より上位の位置にセットし直すか、第１の移動機構を作動して第２のワイヤーロープにたるみを持たせる。それにより、第２のハンマーの杭上端部に対する打撃状況が変更され、騒音や振動の発生が少ない杭打ち作業が可能となる。

また、第２のハンマーの変位量は第２の移動機構により第２の滑車をどの程度移動させるかによって、自由に調整することが可能であり、杭打ち現場の環境に応じて、最適の条件を容易に設定することができる。

さらに、第１の移動機構を停止した状態で、第２の移動機構のみを作動させれば、第２のハンマーのみで杭頭を打撃するような作業を行うこともでき、多様な杭打ち環境に好適に対処できる。そのことは、また、万一第１および第２の移動機構の一方に不調が生じた場合でも、部分的能力での打ち込み作業の継続が可能となることを意味する。

本発明のダブルハンマー式杭打ち装置によれば、第１の移動機構により第１のハンマーと第２のハンマーとの同時打撃を行うことができる。また、第２のハンマーの上昇量の調整を無段階的に行うことが可能であり、第２の移動機構により第２のハンマーを初期設定位置より上位の位置にセットし直して第１のハンマーだけによる打撃を行うことができ、さらには第１の移動機構を作動して第２のワイヤーロープにたるみを持たせて第２のハンマーを第２のワイヤーロープのたるみ分だけ上昇量を調整した高さから打撃を行うことが可能となり、第１および第２のハンマーをそれぞれ独立して単独で使用することが可能となる。これにより、地盤の状況に応じて第１のハンマーと第２のハンマーの打撃状況を選定することができ、効率的なしかも騒音や振動の発生が少ない杭打ち作業が可能となる。

本発明の実施の形態におけるダブルハンマー式杭打ち装置の使用状態を示す一部切欠き正面図である。従来のダブルハンマー式杭打ち装置の使用状態を示す一部切欠き正面図である。図２の杭打ち装置の斜視図である。

図１は本発明の実施の形態におけるダブルハンマー式杭打ち装置の使用状態を示す一部切欠き正面図である。なお、図１では、リードタワーなど杭打ち時に必要となる付属機器の図示は省略している。

図１において、本発明の実施の形態におけるダブルハンマー式杭打ち装置１は、図２および図３に示した従来のダブルハンマー式杭打ち装置１０１と同様、図示しないリードタワーにガイド部材などを介して上下に摺動可能に取り付けられている。このダブルハンマー式杭打ち装置１は、図２および図３に示した従来のダブルハンマー式杭打ち装置１００と同様に、先端部に杭先端支持器３を装着した軸方向の貫通孔３０ａを有するコンクリート杭３０を地盤内へ打ち込むのに用いられる。

ダブルハンマー式杭打ち装置１は、中空円筒状の装置本体２を備える。装置本体２の内部には、軸方向に貫通孔２ａが形成され、この貫通孔２ａ内に、コンクリート杭３０の上端部を打撃する第２のハンマー６が設けられている。また、ダブルハンマー式杭打ち装置１は、コンクリート杭３０の貫通孔３０ａ内に挿入され、杭先端支持器３を槌打つ第１のハンマー４を備える。

第１のハンマー４は、その上端部に第１のワイヤーロープ５が取り付けられている。ワイヤーロープ５は、第２のハンマー６の透孔６ａを通過し、装置本体２の上端に配置されたガイド滑車２ｂ，２ｃを経て、第１の滑車９に掛け回されて方向を変えた後、装置本体２の上端部に設けられ巻き上げ装置としてのウインチ７に巻回されている。また、装置本体２の側壁には、第１の滑車９を移動させる第１の移動機構としての第１の油圧シリンダー１１が、その移動ロッド１１ａを上方に向けた姿勢で取り付けられている。第１の滑車９は、この移動ロッド１１ａの先端に取り付けられている。

第２のハンマー６の上端部には、第２のワイヤーロープ８が取り付けられている。ワイヤーロープ８は、装置本体２の上端に配置されたガイド滑車２ｄ，２ｅを経て、第２の滑車１０に掛け回されて方向を変えた後、さらに図示しないガイド滑車を経て、第１の油圧シリンダー１１の移動ロッド１１ａの先端に固定されている。また、装置本体２の側壁には、第２の滑車１０を移動させる第２の移動機構としての第２の油圧シリンダー１２が、その移動ロッド１２ａを上方に向けた姿勢で取り付けられている。第２の滑車１０は、この移動ロッド１２ａの先端に取り付けられている。

上記構成において、第１および第２の油圧シリンダー１１，１２は、図示しない制御機構により、それぞれ独立して各移動ロッド１１ａ，１２ａの変位量を調整できるようにされている。なお、図１に示す待機位置（杭打ち作業開始位置）では、通常は、第１の油圧シリンダー１１は、その移動ロッド１１ａを最も上方位置にまで伸長した位置とされ、第２の油圧シリンダー１２は、その移動ロッド１２ａをストロークの中間位置近傍にまで伸長した位置とされる。また、第１および第２の油圧シリンダー１１，１２のそれぞれの移動ロッド１１ａ，１２ａが上記位置に保持されているときに、打ち込もうとするコンクリート杭３０の上端に直接（または図２に示した従来のキャップ３３のような図示しないキャップを介して）載置されている第２のハンマー６に連接されたワイヤーロープ８は、たるみのない状態で第１の油圧シリンダー１１の移動ロッド１１ａの先端にまで張られた状態とされている。

そして、作業に先立ち、ウインチ７の巻き取りあるいは巻き戻しを行い、第１のハンマー４を吊下するワイヤーロープ５の距離を調整して、図１に示すように、打ち込むコンクリート杭３０の先端に配置されている杭先端支持器３に第１のハンマー４の先端が到達するようにする。その状態で、第１の油圧シリンダー１１の移動ロッド１１ａを下方に変位させる。この変位は、第１のワイヤーロープ５により、第１の油圧シリンダー１１の移動ロッド１１ａに取り付けられた第１の滑車９およびガイド滑車２ｃ，２ｂを経て、第１のハンマー４に直接伝達される。一方、第２のハンマー６には、第２のワイヤーロープ８により、第２の油圧シリンダー１２の移動ロッド１２ａに取り付けられた第２の滑車１０およびガイド滑車２ｅ，２ｄを経て伝達される。

これにより、第１のハンマー４および第２のハンマー６は、第１の油圧シリンダー１１の移動ロッド１１ａの移動距離に比例した高さだけ上昇する。この状態で第１の油圧シリンダー１１の油圧を一挙に解除することにより、重力によって第１のハンマー４が杭先端支持器３を、また第２のハンマー６がコンクリート杭３０の上端部を直接（または図示しないキャップを介して）ほぼ同時に打撃することとなる。これにより、コンクリート杭３０が杭先端支持器３の沈下量に追従して打ち込まれ、連続した一連の杭打作業が可能となる。

そして、所定量を打ち込み、支持地盤に近付いた場合、一回の打撃による沈下量が少なくなり、上記の要領で作業を続けると、コンクリート杭３０の上端部を打撃する第２のハンマー６によって、騒音や振動の問題が生じる。その場合、第２の油圧シリンダー１２の移動ロッド１２ａの位置を上方向または下方向に所定量変位させる。

ここで、移動ロッド１２ａを下方向に変位させる場合には、その変位は、第２のワイヤーロープ８により、第２の油圧シリンダー１２の移動ロッド１２ａに取り付けられた第２の滑車１０およびガイド滑車２ｅ，２ｄを経て、第２のハンマー６に伝達され、第２のハンマー６を移動ロッド１２ａの変位量に比例した距離だけ上方に変位させる。これにより、コンクリート杭３０の上端部と第２のハンマー６の下端部との間にはギャップが形成される。

この状態で第２の油圧シリンダー１２の動作を停止し、第１の油圧シリンダー１１のみを作動して、従前通りの杭打ち作業を継続する。第１のハンマー４および第２のハンマー６は、第１の油圧シリンダー１１の移動ロッド１１ａの移動距離に比例した高さだけ上昇し、第１の油圧シリンダー１１の油圧を解除すると、重力によって同時に落下する。そのときに、第１のハンマー４は杭先端支持器３を打撃するが、第２のハンマー６は、前述のギャップが形成されていることによりコンクリート杭３０の上端部に衝突することはなく、第２のハンマー６がコンクリート杭３０の上端部を打撃することにより生じる騒音や振動の問題は解消できる。その後、必要に応じて制御機構を操作し、第２の油圧シリンダー１２の移動ロッド１２ａを上昇させる。これにより、第２のハンマー６はコンクリート杭３０の上端部に載置された状態となり、衝撃や振動を生じることはなく、コンクリート杭３０は、第２のハンマー６の重量によって、杭先端支持器３の沈み込み分だけ静かに沈降する。

あるいは、移動ロッド１２ａを上方向に変位させることによっても、同様な打ち込み環境が達成される。この場合、移動ロッド１２ａを上方向に変位させると、第２のハンマー６に取り付けたワイヤーロープ８に、移動ロッド１２ａの変位に比例したたるみが生じる。所要のたるみを生じさせた状態で第２の油圧シリンダー１２の作動を停止状態とし、第１の油圧シリンダー１１のみを作動して、従前通りの杭打ち作業を継続する。

この場合、第１のハンマー４は第１の油圧シリンダー１１の移動ロッド１１ａの移動距離に比例した高さだけ直接上昇するが、第２のハンマー６はワイヤーロープ８のたるみ分を差し引いた距離分だけの上昇をする。したがって、もしワイヤーロープ８のたるみ距離が、第１の油圧シリンダー１１の移動ロッド１１ａの移動距離よりも長くなっている場合には、第１の油圧シリンダー１１の移動ロッド１１ａが下方に移動しても、第２のハンマー６はコンクリート杭３０の上端部に乗ったままの状態となり、上昇することはない。

第１の油圧シリンダー１１の油圧を解除すると、第１のハンマー４は重力によって落下し、杭先端支持器３を打撃するが、第２のハンマー６はコンクリート杭３０の上端部に乗ったままであり、衝撃や振動を生じることはない。そして、コンクリート杭３０は第２のハンマー６の重量により、杭先端支持器３の沈み込み分だけ静かに沈降する。

もし、ワイヤーロープ８のたるみ距離を、第１の油圧シリンダー１１の移動ロッド１１ａの移動距離よりも短く設定した場合には、第１の油圧シリンダー１１の移動ロッド１１ａの移動距離からワイヤーロープ８のたるみ距離を引いた距離だけ第２のハンマー６は上昇する。したがって、第１のハンマー４の一回の槌打ちによる杭先端支持器３の沈降距離が小さくなったときに、それに応じて、第２の油圧シリンダー１２の移動ロッド１２ａの上方向への変位量を調整することにより、第２のハンマー６の落下距離を杭先端支持器３の沈降距離に一致した距離とすることができ、コンクリート杭３０の上端部を打撃する第２のハンマー６によって、騒音や振動の問題が生じるのを確実に回避することができる。

すなわち、本実施形態におけるダブルハンマー式杭打ち装置１では、第２のハンマー６の上昇量の調整を拠らず無段階的に行うことが可能であり、杭打ち作業を中断することなく行うことが可能であり、作業効率が向上する。また、第１および第２のハンマー４，６をそれぞれ独立して単独で使用することが可能であるため、地盤の状況に応じて第１のハンマー４と第２のハンマー６の打撃状況を選定することができ、効率的なしかも騒音や振動の発生が少ない杭打ち作業が可能である。なお、移動ロッド１２ａの上方向への変位量の制御は、制御機構を手動で操作することにより行っても良く、適宜のセンサーにより、杭先端支持器３あるいはコンクリート杭３０の移動距離を検出し、その値を制御機構に入力して移動ロッド１２ａの変位量を演算により設定し、連続的に制御するようにしてもよい。

さらに、軟弱な地盤などの打ち込み環境に応じて、第１の油圧シリンダー１１を作動させずに、第２の油圧シリンダー１２のみを作動させ、第２のハンマー６のみでコンクリート杭３０を打ち込むことも可能である。なお、本実施形態においては、第１および第２の滑車９，１０を移動させる第１および第２の移動機構を第１および第２の油圧シリンダー１１，１２により構成したが、同様に動作する他の機構を用いることも可能である。

本発明のダブルハンマー式杭打ち装置は、地盤内へ杭を打ち込むための装置として有用である。

１ダブルハンマー式杭打ち装置
２装置本体
２ａ貫通孔
２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅガイド滑車
３杭先端支持器
４第１のハンマー
５第１のワイヤーロープ
６第２のハンマー
７ウインチ
８第２のワイヤーロープ
９第１の滑車
１０第２の滑車
１１第１の油圧シリンダー
１１ａ移動ロッド
１２第２の油圧シリンダー
１２ａ移動ロッド
３０コンクリート杭
３０ａ貫通孔

Claims

軸方向の貫通孔を有する杭の先端部に装着される杭先端支持器と、
前記杭先端支持器を槌打つ第１のハンマーと、
前記杭の上端部を打撃する第２のハンマーと、
前記第１のハンマーに取り付けられた第１のワイヤーロープと、
前記第２のハンマーに取り付けられた第２のワイヤーロープと、
前記第１のワイヤーロープの巻き取りおよび巻き戻しを行う巻き上げ装置と、
前記第１のワイヤーロープの中途部が掛け回される第１の滑車と、
前記第２のワイヤーロープが固定されて前記第１の滑車とともに移動させる第１の移動機構と、
前記第２のワイヤーロープの中途部が掛け回される第２の滑車と、
前記第２の滑車を移動させる第２の移動機構と
を有するダブルハンマー式杭打ち装置。