JP2014084641A - 杭保持中継装置及び杭施工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】管状杭の表面処理を損傷しないための余分な長さを設けることなく、管状杭の建て起こし及び吊り込みを行い、かつ既存の杭打ち機をそのまま用いることができる、杭の施工方法を提供する。
【解決手段】管状杭７０を保持するための杭保持中継装置であって、天井板２ｂと、天井板２ｂの下方にて天井板２ｂに対して垂直な軸の周りに配置されかつ径方向外向きに押圧力を発生可能な管内押圧手段２ｃと、を備え、管状杭７０の上端を天井板２ｂの下面に当接させた状態にて、管内押圧手段２ｃが管状杭７０の内面の複数箇所に対して径方向外向きの押圧力を負荷することにより、管状杭７０を保持する杭保持中継装置である。
【選択図】図１

Description

本発明は、鋼管杭や鋼管矢板等の管状杭の建て起こし及び建て込みを行う際に管状杭を保持するために、また、管状杭の打ち込み又は引き抜きを行う際に杭打ち機と管状杭の間に介在して管状杭を保持するために用いられる杭保持中継装置に関する。さらに、この杭保持中継装置を用いた杭施工方法に関する。

鋼管杭等の製造においてはプレハブ化が進んでいる。杭の表面処理は、以前は現場で行われていたが、近年は、予め工場で行った上で杭を現場へ運搬し、施工を行うようになってきている。杭の表面処理としては、防食、重防食又は化粧のための被覆や塗装等がある。杭を打ち込む場合は、バイブロハンマや打撃ハンマ等の杭打ち機が用いられる。本明細書では「杭打ち機」と称するが、バイブロハンマの場合は杭の引き抜きにも用いられる。

図１１は、バイブロハンマを用いた従来の杭の打ち込み施工の一例を示した図である。
バイブロハンマ８０により杭７０の打ち込みを行う場合、バイブロハンマの下部に設けられた杭把持装置８２により、杭７０の頭部を把持する必要がある。図１１（ａ）では、左側のクレーンでバイブロハンマ８０を吊り上げ、右側のクレーンで杭７０の建て起こしを行っている。杭７０の頭部には吊環７１が溶接されている。杭７０の打ち込み箇所Ｇは既に床堀りされている。建て起こし後に杭７０を吊り上げて打ち込み位置まで移動した後、図１１（ｂ）に示すように、杭７０の頭部をバイブロハンマ８０の杭把持装置８２により把持し、バイブロハンマ８０と杭７０の全体を左側のクレーンで吊り上げ、建て込みを行う。その後、図１１（ｃ）に示すように、バイブロハンマ８０を稼動させて杭７０を打ち込む。

図１２（ａ）は、図１１に示したバイブロハンマ８０と杭７０の把持部分を拡大して概略的に示した側面図（一部断面）である。図１２（ｂ）は杭７０の上端近傍の側面図である。図１２（ａ）に示すように、バイブロハンマ８０の杭把持装置８２は、一般的に、固定爪と可動爪（図示せず）の間に杭７０の管壁を挿入し、可動爪を油圧駆動することによりこれらの爪の間に杭の管壁を挟持する。断面で示す杭７０の外面には、表面処理７２が施されている。図示の例では、杭７０の上端部分に重防食被覆７２ａが施され、それより下の部分に通常の防食被覆７２ｂが施されている。このような表面処理７２を施した部分を杭把持装置８２で把持すると、表面処理７２が損傷して防食機能が損なわれてしまう。そこで従来は、図１２（ｂ）の杭の側面図に示すように、本来必要な杭長に加えて把持用に余分な長さＬ０を設けている。建て起こし用の吊環７１もこの部分に溶接する。杭の打ち込みが完了した後、この余分な長さＬ０の部分は切断する。

なお、打撃ハンマの場合は、杭の頭部にハンマキャップを載置するが、ハンマキャップを内ガイド式にして、ハンマキャップが杭の表面処理を損傷しないようにしている。

特開平０６−２４０６７３号公報

上述したように、従来は、杭の打ち込みの際に杭の表面処理部分に対して直接的に把持したり接触したりしないように、杭に余分な長さを設け、施工後に当該部分を切断することが行われている。しかしながら、これにより、作業工程が多くなり工期が長くなると同時に、材料も無駄となる。また、現場作業による品質低下も懸念される。

特許文献１では、バイブロハンマのチャック機構において、通常の凹凸のある固定爪と可動爪に加えて、重防食被覆面を破損しないように平滑に形成した防食杭用の固定爪と可動爪をさらに設けている。しかしながら、特許文献１の手法では、特殊なチャック機構を備えたバイブロハンマが必要であり、既存のバイブロハンマや打撃ハンマをそのまま利用することはできない。また、固定爪と可動爪を、被覆面を破損しないような平滑面に仕上げることもコストがかかる。

以上の現状に鑑み、本発明は、管状杭の建て起こし、建て込み、打ち込み及び引き抜きを行うために、管状杭に吊環を設ける必要がなく、また、管状杭を把持するために杭長に余分な長さを確保する必要もなく、かつ、既存のバイブロハンマ及び打撃ハンマをそのまま利用可能とする、杭保持中継装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明は、以下の構成を提供する。括弧内の数字は、後述する図面の符号であり、参考のために付する。
本発明の第１の態様は、管状杭（７０）を保持するための杭保持中継装置（１Ｂ）であって、天井板（２ｂ）と、前記天井板（２ｂ）の下方にて前記天井板（２ｂ）に対して垂直な軸（Ｃ）の周りに配置されかつ径方向外向きに押圧力を発生可能な管内押圧手段（２ｃ）と、を備え、前記管状杭（７０）の上端を前記天井板（２ｂ）の下面に当接させた状態にて、前記管内押圧手段（２ｃ）が前記管状杭（７０）の内面の複数箇所に対して径方向外向きの押圧力を負荷することにより、前記管状杭（７０）を保持することを特徴とする。

本発明の第２の態様は、管状杭（７０）を保持するための杭保持中継装置（１Ａ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ）であって、天井板（２ｂ）と、前記天井板（２ｂ）に対して垂直な軸（Ｃ）を中心軸として前記天井板（２ｂ）の下面から吊下する円筒状側壁（２ａ）と、前記円筒状側壁（２ａ）の内側にて前記軸（Ｃ）の周りに配置されかつ径方向外向きに押圧力を発生可能な管内押圧手段（２ｃ）と、を備え、前記管状杭（７０）の上端を前記天井板（２ｂ）の下面に当接させた状態にて、前記管内押圧手段（２ｃ）が前記管状杭（７０）の内面の複数箇所に対して径方向外向きの押圧力を負荷することにより、前記管状杭（７０）を保持することを特徴とする。

上記第２の態様において、前記円筒状側壁（２ａ）の内面の周上に配置されかつ径方向内向きの押圧力を発生可能な柔軟な押圧面を具備する管外押圧手段（２ｄ）をさらに備え、前記管内押圧手段（２ｃ）が前記管状杭（７０）の内面の複数箇所に対して径方向外向きの押圧力を負荷するとともに、前記管外押圧手段（２ｄ）が前記管状杭（７０）の外面に対して径方向内向きの押圧力を負荷することにより、前記管状杭（７０）を保持してもよい。
また、前記管外押圧手段（２ｄ）が、前記天井板（２ｂ）の下面より所定の距離（Ｌ１）だけ離れて位置してもよい。
また、前記管外押圧手段（２ｄ）が、前記円筒状側壁（２ａ）の内面上に取り付けられた膨張収縮可能な袋部材であってもよい。
また、前記天井板（２ｂ）の上面に、バイブロハンマ（８０）の杭把持装置（８２）により把持可能なチャッキング部材（３）が接合されていてもよい。

上記第１又は第２の態様において、前記管内押圧手段（２ｃ）が、前記軸（Ｃ）の周りに等角度間隔にて配置された少なくとも２つの可動部材（２ｃ４、２ｃ４）を具備し、前記可動部材（２ｃ４、２ｃ４）は径方向に往復移動可能であってもよい。
また、前記管内押圧手段（２ｃ）が、前記軸（Ｃ）の方向に１段のみ設けられてもよい。
また、前記管内押圧手段（２ｃ）が、前記軸（Ｃ）の方向に複数段設けられてもよい。
また、前記管内押圧手段（２ｃ）が前記管状杭（７０）の内面に対して押圧力を負荷する位置を、径方向において変更可能とする手段（２ｇ、２ｊ）を備えてもよい。

本発明の第３の態様は、上記いずれかにの杭保持中継装置（１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ）により、水平に載置されている管状杭（７０）を保持し、前記杭保持中継装置（１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ）を用いて前記管状杭（７０）の建て起こし及び建て込みを行うことを特徴とする杭施工方法である。

上記第３の態様において、前記管状杭（７０）の建て起こし及び建て込みを行った後、前記杭保持中継装置（１Ｂ、１Ｃ）を前記管状杭（７０）から撤去してもよい。
また、前記杭保持中継装置（１Ｂ、１Ｃ）を前記管状杭（７０）から撤去した後、バイブロハンマ（８０）の杭把持装置（８２）により前記管状杭（７０）を把持して打ち込みを行ってもよい。

本発明の第４の態様は、上記の杭保持中継装置（１Ａ、１Ｄ、１Ｅ）により、水平に載置されている管状杭（７０）を保持し、前記杭保持中継装置（１Ａ、１Ｄ、１Ｅ）を用いて前記管状杭（７０）の建て起こし及び建て込みを行った後、バイブロハンマ（８０）の杭把持装置（８２）により前記杭保持中継装置（１Ａ、１Ｄ、１Ｅ）の前記チャッキング部材（３）を把持して打ち込みを行うことを特徴とする杭施工方法である。

本発明の第５の態様は、上記の杭保持中継装置（１Ａ、１Ｄ、１Ｅ）により管状杭（７０）を保持し、バイブロハンマ（８０）の杭把持装置（８２）により前記杭保持中継装置（１Ａ、１Ｄ、１Ｅ）の前記チャッキング部材（３）を把持して打ち込み又は引き抜きを行うことを特徴とする杭施工方法である。

本発明の第６の態様は、上記の杭保持中継装置（１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ）により管状杭（７０）を保持し、打撃ハンマ（８５）のクッション（３）を前記天井板（２ｂ）上に載置して打ち込みを行うことを特徴とする杭施工方法である。

本発明による杭保持中継装置は、その管内押圧手段が管状杭の内面の複数箇所に対して径方向外向きの押圧力を及ぼすことにより管状杭に張力を発生させて保持することができる。管状杭の外面の表面処理を損傷することがなく、管状杭を保持することが可能となる。建て起こし及び建て込みのためには、杭保持中継装置に吊環を設ければよいので、管状杭自体に吊環を設ける必要がなくなる。

さらに、杭保持中継装置の管外押圧手段は、管状杭の外面に対して径方向内方に押圧力を及ぼして管状杭を支持することにより、管状杭の変形や変位を抑制して安定に支持することが可能となる。また管外押圧手段は、柔軟な押圧面により管状杭の外面を押圧することで、外面の表面処理を損傷しない。

バイブロハンマによる打ち込み又は引き抜きの際は、杭保持中継装置をバイブロハンマの杭把持装置で把持することで、打ち込み又は引き抜きを行うことができる。打撃ハンマによる打ち込みの際は、杭保持中継装置上にクッションを載置することで、打撃ハンマによる打ち込みを行うことができる。既存のバイブロハンマの振動力、又は、既存の打撃ハンマの打撃力を杭保持中継装置に対して及ぼすことで、杭保持中継装置を介して管状杭に対して振動力又は打撃力を伝達し、管状杭の打ち込み（バイブロハンマの場合は引き抜きも）を行うことができる。

杭保持中継装置を用いることにより、表面処理の保護のために従来のように管状杭に余分な長さを確保する必要がなくなるので、施工後の切断工程が不要となる。

また、管外押圧手段が、天井板の下面より所定の距離だけ離れて位置することにより、管状杭の上端近傍に対して管外押圧手段が触れない。よって、管状杭の上端近傍部分に施した表面処理を損傷するおそれが全くない。この上端近傍部分には、重防食被覆がよく設けられるので、この構成は有用である。

杭打ち機がバイブロハンマである場合、天井板の上面にバイブロハンマの杭把持装置により把持可能なチャッキング部材を接合することで、既存のバイブロハンマをそのまま用いることができる。

この結果、工期が短くなるとともに、現場作業による品質低下も回避できる。また、材料の無駄もなくなる。これらの点は、特に、構造物となる大口径鋼管（鋼管杭、鋼管矢板を含む）に適用した場合に有用である。

図１は、本発明による第１の実施形態の杭保持中継装置を、管状杭及びバイブロハンマとともに示した概略側面図（一部断面）である。 図２は、図１に示したバイブロハンマ用の杭保持中継装置の概略的な拡大縦断面図である。 図３は、（ａ）は図２のＸ矢視図であり、（ｂ）は図２のＹ矢視図である。 図４は、管内押圧手段を、軸方向に複数段設ける場合の配置例を模式的に示した図である。 図５は、本発明による杭保持中継装置を管状杭に取り付ける方法を示した概略断面図である。 図６は、第１の実施形態の杭保持中継装置を打撃ハンマに適用した施工形態を概略的に示す側段面図である。 図７は、本発明による第２の実施形態の杭保持中継装置を示した概略側段面図である。 図８は、本発明による第３の実施形態の杭保持中継装置を示した概略側段面図である。 図９（ａ）は、本発明による第４の実施形態の杭保持中継装置１Ｄを示した概略側段面図であり、（ｂ）は（ａ）のＺ矢視図である。 図１０は、本発明による第５の実施形態の杭保持中継装置を示した概略側段面図である。 図１１は、バイブロハンマを用いた従来の杭の打ち込み施工の一例を示した図である。 図１２（ａ）は図１１に示したバイブロハンマと杭の把持部分を拡大して概略的に示した図であり、（ｂ）は杭の側面図である。

以下、本発明の各実施形態の一例を示した図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。なお、異なる実施形態における共通する構成要素については、図面において同じ符号で示している。

図１は、本発明による第１の実施形態の杭保持中継装置１Ａを、管状杭７０及びバイブロハンマ８０とともに示した概略側面図（一部断面）である。すなわち、杭打ち機としてバイブロハンマを用いた打ち込み又は引き抜きの施工時の状態を示した図である。なお、以下の本装置の説明又は用語における「上」又は「下」については、本装置の保持対象の管状杭７０を鉛直に立設した場合を想定している。

バイブロハンマ８０は、振動力を発生する起振機８１とその下部に設けた杭把持装置８２とを有する。バイブロハンマ８０及びその杭把持装置８２は、一般的なものである。

杭保持中継装置１Ａは、バイブロハンマ８０と、鋼管杭又は鋼管矢板等の管状杭７０との間に介在するように配置されている。杭保持中継装置１Ａは、杭保持本体２Ａとチャッキング部材３とから構成されている。

杭保持本体２Ａは、管状杭７０の上端に直接取り付けられている。チャッキング部材３は、杭保持本体２Ａの天井板２ｂの上面に接合されている。バイブロハンマ８０の杭把持装置８２は、チャッキング部材３を把持している。チャッキング部材３は、ここでは管形状であるが、杭把持装置８２が把持可能な形状に形成する。例えば、杭把持装置８２の固定爪・可動爪がハット鋼矢板を把持するための配置となっている場合、チャッキング部材３もハット鋼矢板形状とし、その下端を天井板２ｂの上面に接合する。

管状杭７０は、その外面に表面処理７２を施されている。表面処理７２は、管状杭７０の上端まで及んでいる。すなわち、従来例の図１２（ｂ）で示したような杭長における余分な長さは設けられていない。表面処理７２としては、防食被覆、重防食被覆、化粧塗装等がある。これらの表面処理７２は、バイブロハンマ８０の杭把持装置８２により直接把持すれば、損傷してしまうものである。

杭保持本体２Ａは、天井板２ｂと、天井板２ｂの下面から吊下する円筒状側壁２ａとを備えている。管状杭７０は、円筒状側壁２ａの下端開口から挿入されている。管状杭７０の上端は、天井板２ｂの下面に当接するまで挿入される。これにより、バイブロハンマ８０からの振動力が、チャッキング部材３及び天井板２ｂを介して効率的に管状杭７０に伝達される。管状杭７０の上端が天井板２ｂの下面に当接することは、管状杭７０と杭保持本体２Ａの固定強度を増補することにもなる。

円筒状側壁２ａにより囲まれた内側の空間には、管内押圧手段２ｃが設けられている。図示の例では、軸方向に３段の管内押圧手段２ｃが設けられている。管内押圧手段２ｃは、少なくとも１段設けられる。詳細は図２で後述するが、管内押圧手段２ｃは、径方向外向きに押圧力を発生可能である。管内押圧手段２ｃは、管状杭７０の内面の周上の複数箇所に対して径方向外向きの押圧力を負荷することにより、管状杭７０の内面に突っ張り力を及ぼす。よって管状杭７０には周方向の張力が生じる。この結果生じる摩擦力により管内押圧手段２ｃと管状杭７０は互いに固定される。この状態が、杭把持中継装置１Ａにより管状杭７０を保持した状態である。この摩擦力は、管状杭７０の吊り上げ時の質量と打ち込み時の衝撃に耐えうる大きさでなければならない。また、管状杭７０を引き抜くときの力にも耐えうる大きさでなければならない。管状杭７０の上端が天井板２ｂの下面に当接していることは、この摩擦力の確保に寄与している。

さらに、円筒状側壁２ａの内側には、円筒状側壁２ａの内面の周上に管外押圧手段２ｄが設けられている。管外押圧手段２ｄは、径方向内向きに押圧力を発生可能であり、かつ、柔軟な押圧面を具備する。管外押圧手段２ｄの好適例は、膨張収縮可能なエアバッグである。管外押圧手段２ｄは、管状杭７０の外面に対して径方向内向きの押圧力を負荷することにより、管状杭７０を保持する。管外押圧手段２ｄには、管内押圧手段２ｃによる押圧力の不均衡による管状杭７０の変形や変位を抑止する機能がある。

円筒状側壁２ａの外面上には、適宜箇所に複数の吊環２ｅが設けられている。この吊環２ｅは、管状杭７０の建て起こし、吊り上げ及び建て込みの際にクレーンのワイヤーを取り付けるために用いる。チャッキング部材３の外面上に適宜設けられた複数の吊環３ａも同様の目的で吊環２ｅと共に用いることができる。

図２は、図１に示したバイブロハンマ用の杭保持中継装置１Ａの概略的な拡大縦断面図であり、杭保持本体２Ａ及びチャッキング部材３を示している。図３（ａ）は図２のＸ矢視図であり、図３（ｂ）は図２のＹ矢視図である。なお、管状杭７０は、細点線で示している。

円筒状側壁２ａは、天井板２ｂに対して垂直な軸Ｃを円筒の中心軸とする。図示の例では、１つの段における管内押圧手段２ｃが、円筒状側壁２ａの軸Ｃの周りに１８０°の反対位置にて配置された２つの可動部材２ｃ４、２ｃ４を具備する。各可動部材２ｃ４は、径方向外向きの押圧面を備えている。押圧面の背面側は、径方向に設置された円筒状の油圧シリンダ２ｃ１の前面に固定されている。油圧シリンダ２ｃ１内には、ピストン２ｃ２とオイル室２ｃ３が設けられている。ピストン２ｃ２から軸Ｃの方へ延びるロッドの基端は、油圧シリンダ２ｃ１の外部にてピストン支持柱２ｃ５に固定されている。ピストン支持柱２ｃ５は、杭保持本体２Ａの天井板２ｂと一体となるように固定されている。

油圧制御機構（図示せず）が、オイル室２ｃ３に対して作動油を供給又は排出することにより、ピストン２ｃ２と油圧シリンダ２ｃ１が径方向に相対的に移動する。ここではピストン２ｃ２の基部が筐体に固定されているので、油圧制御により油圧シリンダ２ｃ１が径方向に往復移動することとなる。この結果、可動部材２ｃ４が、管状杭７０の内面に対して押圧力を及ぼすことが可能となる。図２では、説明のために、第１段目の可動部材２ｃ４は後退位置（管状杭を押圧していない位置）に、第３段目の可動部材２ｃ４は前進位置（管状杭を押圧している位置）にあるように示している。実際には、全ての可動部材２ｃ４が連動して前進及び後退を行う。

最も上の第１段目の一対の可動部材２ｃ４に対して、第２段目の一対の可動部材２ｃ４は、９０°回転した位置に配置され、第３段目の一対の可動部材２ｃ４は、第１段目と同じ向きに配置されている。

なお、図示の例では、１つの段に２つの可動部材２ｃ４が設けられているが、これは最小個数の場合である。一般的には、軸Ｃの周りに等角度間隔にて径方向外向きに配置された２つ以上の可動部材を設ける。例えば、３個を１２０°間隔、又は、４個を９０°間隔で配置する等である。管状杭が大径であるほど、可動部材の個数を多くすることが望ましい。

可動部材２ｃ４の押圧面には、十分な摩擦力を得るための滑り止めとして適宜の凹凸が形成されている。管状杭７０の内面には表面処理が施されていないため、可動部材２ｃ４の押圧面が強く噛み込んでも支障はない。また、図示の例では、図３（ｂ）に示すように押圧面が管状杭７の内面に沿うように湾曲しているが、十分な摩擦力が得られるならば平面でもよい。

図２に示すように、最下段の管内押圧手段２ｃの下には、ガイド部２ｆが形成されている。ガイド部２ｆは、下方に向かって細くなる形状となっている。例えば略角錐や略円錐の形状が好ましい。ガイド部２ｆは、杭保持本体２Ａを管状杭７０に取り付ける際に、互いに円滑に挿入できるように案内の役割を果たす。

さらに、円筒状側壁２ａの内面の周上には、管外押圧手段２ｄであるエアバッグが取り付けられている。図示の例では、１つの環状のエアバッグ２ｄが全周を覆って設けられている。別の例として、複数に分割されたエアバッグを周方向に均等に配置して取り付けてもよい。エアバッグ２ｄは、圧縮空気を供給又は排出するエア制御機構（図示せず）により、膨張収縮することができる。図２、図３（ｂ）では膨張した状態を示しており、エアバッグ２ｄの表面が管状杭７０の外面を径方向内向きに押圧している。

エアバッグ２ｄの表面は柔軟であるので、管状杭７０の表面処理７２を損傷しない。さらに好適には図２に示すように、エアバッグ２ｄの上端位置が、天井板２ｂの下面から所定の距離Ｌ１だけ離れて位置するようにする。このことは、管状杭７０の表面処理７２として上端近傍に重防食被覆を有する場合に有効である。重防食被覆とは、ポリエチレンやウレタンエラストマー等の合成樹脂の厚膜ライニングであり、過酷な海洋環境などでよく用いられる。距離Ｌ１は、管状杭７０の上端近傍の重防食被覆の領域よりも長くする。これにより、重防食被覆に対しては、直接触れるものがないので、より完全に保護することができる。

管外押圧手段２ｄとして、エアバッグ以外に、オイル又は水等の他の流体を柔軟性のある袋部材に充填して膨張させてもよい。袋部材の素材は、例えばポリエステル、ビニロン、アラミド繊維、炭素繊維、ガラス繊維等からなる織布若しくは不織布、又は合成樹脂エラストマーからなる弾性体膜等がある。しかし、必要な気密性又は防液性若しくは防水性、柔軟性及び強度を確保できる素材であればよい。

図４は、管内押圧手段２ｃを、軸方向に複数段設ける場合の配置例を模式的に示した図である。図４（ａ）の例では、隣り合う段が互いに９０°ずれた位置で設けられる。図４（ｂ）の例では、隣り合う段が互いに６０°ずれた位置で設けられている。このように、軸方向に複数段を設ける場合は、全体として管状杭７０を軸の周りで均等に押圧するように可動部材２ｃ４の向きを決定する。複数の場合の段数については、例えば２段〜５段であるが、管状杭７０の大きさ及び重量等に応じて適宜設定する。また、十分な保持力を確保できる場合は、一段でもよい。段数が少ないことは、軽量となる点で好ましい。

図５は、杭保持中継装置１Ａを、管状杭７０に取り付ける方法を示した概略断面図である。なお、この取り付け方法は、後述する別の形態の杭保持中継装置においても適用可能である。

図５（ａ）では、所定の床９０に設置された載置台９１上に管状杭７０が軸を略水平にして載置されている。管状杭７０の上端部分は、杭保持本体２Ａを取り付け可能な程度の長さだけ、載置台９１の縁部から突出している。一方、杭保持中継装置１Ａは、その軸を水平にして台車９２上に載置されている。なお、杭保持本体２Ａが台車９２上で転動しないように適宜くさびなどで固定する。管状杭７０の軸と、杭保持本体２Ａの軸Ｃは、同じ高さにあって互いに延長線上に位置させる。なお、この時点では、管内押圧手段の可動部材２ｃ４は後退位置にあり、管外押圧手段のエアバッグ２ｄは収縮状態である。

杭保持本体２Ａのガイド部２ｆを管状杭７０の方に向けて、台車９２を管状杭７０に近づける。ガイド部２ｆが管状杭７０内に挿入されると同時に、管状杭７０が杭保持本体２Ａの円筒状側壁２ａ内に挿入される。

図５（ｂ）に示すように、管状杭７０の上端が、杭保持本体２Ａの天井板２ｂに当接するまで挿入した後、管内押圧手段の可動部材２ｃ４を前進位置に移動させて管状杭７０の内面を押圧する。さらに、管外押圧手段のエアバッグ２ｄを膨張させて管状杭７０の外面を押圧する。これにより、杭保持本体２Ａの管状杭７０への取付けが完了する。

図示しないが、その後は、上述した図１１の工程と同様に、杭保持本体２及び／又はチャッキング部材３の吊環にロープを連結し、クレーンで管状杭７０を建て起こし、吊り上げて移動し、打ち込み位置にて建て込む。次に、チャッキング部材３をバイブロハンマの杭把持装置で把持する。続いて、バイブロハンマによる管状杭７０の打ち込みを行う。

なお、杭の引き抜き施工について説明を補足する。既設杭を撤去するための引き抜きの際には、当然ながら杭の表面処理の損傷は問題とならない。しかしながら、新設杭を打ち込む際にも、打ち込みの途中で、一旦引き抜きを行ってやり直す事態がしばしば発生する。このような新設杭の引き抜きにおいては、表面処理を損傷せずに行うことが必要となる。本発明の杭保持中継装置は、このような引き抜き施工においても効果を発揮する。

図６は、第１の実施形態の杭保持中継装置１Ａを打撃ハンマに適用した施工形態を概略的に示す側段面図である。

図６の例では、杭保持本体２Ａの天井板２ｂの上面に打撃ハンマ８５のクッション８８が載置される。好適例では、図示のようにクッション８８をチャッキング部材３の内部に嵌入することで、クッション８８を一定位置に設置できる。

打撃ハンマ８５は、例えば、クッション８８の上にアンビル８７を介して打撃ラム８６を配置している。いずれも、既存の打撃ハンマ８５のものをそのまま利用できる。なお、打撃ハンマ８５により管状杭７０を打ち込む際には、管内押圧手段２ｃ及び管外押圧手段２ｄによる押圧は不要である。打撃ハンマ８５を用いる場合には、管状杭７０の建て起こし及び建て込みの際に杭保持中継装置１Ａを利用する。杭保持中継装置１Ａを取り付けたまま、打撃ハンマ８５による打ち込みを行うことができる。

図７は、本発明による第２の実施形態の杭保持中継装置１Ｂを示した概略側段面図である。第２の実施形態は簡易型である。杭保持中継装置１Ｂの杭保持本体２Ｂは、天井板２ｂと、天井板２ｂの下方にて天井板２ｂに対して垂直な軸Ｃの周りに配置された管内押圧手段２ｃとを備えている。管内押圧手段２ｃは、上述した第１の実施形態と同じく径方向外向きに押圧力を発生可能であるが、この例では一段のみ設けられている。

杭保持本体２Ｂは、管内押圧手段２ｃのみを備え、上述した第１の実施形態における円筒状側壁及び管外押圧手段を備えていない。天井板２ｂの上面には、チャッキング部材３が接合されている。杭保持中継装置１Ｂは、管内押圧手段２ｃの押圧力のみで管状杭７０を保持するので、杭の打ち込みや引き抜きを行うには保持力が十分でない場合が多くなるが、管状杭７０の建て起こし及び建て込みを行うには十分な保持力を確保できる。杭保持中継装置１Ｂは、軽量であるので取扱易く、また、構造が簡易であるので製造コストも少なくてすむ。

杭保持中継装置１Ｂにより建て起こし及び建て込みを行う際には、水平に載置した管状杭７０に取り付けた後、チャッキング部材３の吊環３ａを用いて行う。建て込み後は、杭保持中継装置１Ｂを撤去し、例えば上述した第１の実施形態の杭保持中継装置に付け替えて打ち込みを行う。または、杭保持中継装置１Ｂを撤去しないで、図６に示した打撃ハンマを用いた例のように打ち込みを行う。

図８は、本発明による第３の実施形態の杭保持中継装置１Ｃを示した概略側段面図である。第３の実施形態は、第２の実施形態と同様に簡易型である。杭保持中継装置１Ｂの杭保持本体２Ｂは、天井板２ｂに対して垂直な軸Ｃを中心軸として天井板２ｂの下面から吊下する円筒状側壁２ａと、円筒状側壁２ａの内側にて軸Ｃの周りに配置された管内押圧手段２ｃとを備えている。但し、杭保持中継装置１Ｃは、上述した第１の実施形態の管外押圧手段及びチャッキング部材を備えていない。

杭保持中継装置１Ｃにより建て起こし及び建て込みを行う際には、水平に載置した管状杭７０に取り付けた後、円筒状側壁２ａの吊環２ｅを用いて行う。建て込み後は、杭保持中継装置１Ｃを撤去し、例えば上述した第１の実施形態の杭保持中継装置に付け替えて打ち込みを行う。または、杭保持中継装置１Ｃを撤去しないで、図６に示した打撃ハンマを用いた例のように打ち込みを行う（クッションの位置を規定するための凹部を天井部２ｂの上面に設けてもよい）。

図９（ａ）は、本発明による第４の実施形態の杭保持中継装置１Ｄを示した概略側段面図であり、（ｂ）は（ａ）のＺ矢視図である。杭保持中継装置１Ｄは、基本形態は上述した第１の実施形態の杭保持中継装置１Ａと同じである（但し、管内押圧手段２ｃが１段のみの例である）。杭保持中継装置１Ｄは、杭径の異なる管状杭７０に対して１つの装置で対応することができる。

杭保持中継装置１Ｄにおいては、軸Ｃについて互いに１８０°の位置に配置された一対の管内押圧手段２ｃ、２ｃのピストン支持柱２ｃ５、２ｃ５が、鉛直面で２分割されている。２分割された一対のピストン支持注２ｃ５、２ｃ５は、一対の吊下部材２ｈ、２ｈにそれぞれ取り付けられている。一対の吊下部材２ｈ、２ｈは、その上端部がそれぞれ天井板２ｂの下面に取り付けられたレール部材２ｇに嵌め込まれている。レール部材２ｇは、軸Ｃと交差するように（円筒状側壁２ａの直径上に）設置されている。吊下部材２ｈがレール部材２ｇに沿って径方向に移動可能することにより、管内押圧手段２ｃも径方向に移動可能である。これにより、管内押圧手段２ｃが管状杭７０の内面に対して押圧力を負荷する位置を、径方向において変更可能である。

管内押圧手段２ｃの位置を調整する際、保持対象の管状杭７０の径に合わせて吊下部材２ｈをレール部材２ｇに沿って動かし、適切な位置を決定する。位置が決定したならば、例えば適宜の固定具２ｉを用いて吊下部材２ｈを天井板２ｂに固定する。その場合、天井板２ｂの下面には、固定具２ｉ用の取り付け孔を、予め所定の間隔で穿設しておく。

図１０は、本発明による第５の実施形態の杭保持中継装置１Ｅを示した概略側段面図である。杭保持中継装置１Ｅは、基本形態は上述した第１の実施形態の杭保持中継装置１Ａと同じである（但し、管内押圧手段２ｃが１段のみの例である）。杭保持中継装置１Ｅは、第４の実施形態の杭保持中継装置１Ｄと同様に、杭径の異なる管状杭７０に対して１つの装置で対応することができる。

杭保持中継装置１Ｅにおいては、軸Ｃについて互いに１８０°の位置に配置された一対の管内押圧手段２ｃ、２ｃのピストン支持柱２ｃ５、２ｃ５が、鉛直面で２分割されている。２分割された一対のピストン支持注２ｃ５、２ｃ５は、一対の吊下部材２ｈ、２ｈにそれぞれ取り付けられている。一対の吊下部材２ｈ、２ｈの間には、所定の厚さの挿入部材２ｊが設置されている。挿入部材２ｊの厚さにより、管内押圧手段２ｃの径方向における位置が決定される。保持対象の管状杭７０の径に合わせて挿入部材２ｊの厚さを選択する。挿入部材２ｊを設置したならば、挿入部材２ｊ及び吊下部材２ｈ、２ｈを適宜の固定具２ｉを用いて天井板２ｂに固定する。

本発明による杭保持中継装置を用いた杭施工方法について説明する。なお、本発明による杭保持中継装置を利用する点以外において、従来例として示した図１１を杭施工方法の一例として参照することができる。

上述したいずれの形態の杭保持中継装置１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅも、図５に示したように水平に載置されている管状杭７０を保持した後、図１１（ａ）及び（ｂ）の建て起こし及び建て込みを行うことができる。建て起こしと建て込みの間に吊り上げて所定の位置まで移動することもできる。

杭の打ち込みの保持力が不十分な杭保持中継装置１Ｂ、１Ｃを用いた場合は、管状杭７０の建て起こし及び建て込みを行った後、管状杭７０から杭保持中継装置１Ｂ、１Ｃを撤去する。杭保持中継装置１Ｂ、１Ｃを管状杭７０から撤去した後、表面処理損傷等の問題の無い場合は、バイブロハンマ８０の杭把持装置８２により管状杭７０を把持して打ち込みを行ってもよい。杭保持中継装置１Ｂ、１Ｃを管状杭７０から撤去した後、表面処理損傷等の問題がある場合は、別の杭保持中継装置１Ａ、１Ｄ、１Ｅに付け替え、杭保持中継装置１Ａ、１Ｄ、１Ｅをバイブロハンマ８０の杭把持装置８２により把持して打ち込み又は引き抜き（打ち込みの途中でやり直す場合）を行ってもよい。

チャッキング部材を備えた杭保持中継装置１Ａ、１Ｄ、１Ｅを用いた場合は、管状杭７０の建て起こし及び建て込みを行った後、バイブロハンマ８０の杭把持装置８２により杭保持中継装置１Ａ、１Ｄ、１Ｅのチャッキング部材３を把持して打ち込み又は引き抜き（打ち込みの途中でやり直す場合）を行うことができる。

また、任意の手段で建て込みまで完了した管状杭７０を、杭保持中継装置１Ａ、１Ｄ、１Ｅで保持し、バイブロハンマ８０の杭把持装置８２により杭保持中継装１Ａ、１Ｄ、１Ｅのチャッキング部材３を把持して打ち込み又は引き抜き（打ち込みの途中でやり直す場合）を行うことができる。

上述したいずれの形態の杭保持中継装置１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅも、管状杭７０を保持し、打撃ハンマ８５のクッション３を天井板２ｂ上に載置して打ち込みを行うことができる。

１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ 杭保持中継装置
２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ、２Ｅ 杭保持本体
２ａ 円筒状側壁
２ｂ 天井板
２ｃ 管内押圧手段
２ｃ１ 油圧シリンダ
２ｃ２ ピストン
２ｃ３ オイル室
２ｃ４ 可動部材
２ｃ５ ピストン支持柱
２ｄ 管外押圧手段
２ｅ 吊環
２ｆ ガイド部
２ｇ レール部材
２ｈ 吊下部材
２ｉ 固定具
２ｊ 挿入部材
３ チャッキング部材
３ａ 吊環
７０ 管状杭
７１ 吊環
７２ 表面処理
７２ａ 重防食被覆
７２ｂ 防食被覆
８０ バイブロハンマ
８１ 起振機
８２ 杭把持装置
８５ 打撃ハンマ
８６ 打撃ラム
８７ アンビル
８８ クッション
９０ 床
９１ 載置台
９２ 台車
Ｃ 中心軸
Ｇ 地盤

Claims (16)

1. 管状杭（７０）を保持するための杭保持中継装置（１Ｂ）であって、
   天井板（２ｂ）と、
   前記天井板（２ｂ）の下方にて前記天井板（２ｂ）に対して垂直な軸（Ｃ）の周りに配置されかつ径方向外向きに押圧力を発生可能な管内押圧手段（２ｃ）と、を備え、
   前記管状杭（７０）の上端を前記天井板（２ｂ）の下面に当接させた状態にて、前記管内押圧手段（２ｃ）が前記管状杭（７０）の内面の複数箇所に対して径方向外向きの押圧力を負荷することにより、前記管状杭（７０）を保持することを特徴とする
   杭保持中継装置。
2. 管状杭（７０）を保持するための杭保持中継装置（１Ａ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ）であって、
   天井板（２ｂ）と、
   前記天井板（２ｂ）に対して垂直な軸（Ｃ）を中心軸として前記天井板（２ｂ）の下面から吊下する円筒状側壁（２ａ）と、
   前記円筒状側壁（２ａ）の内側にて前記軸（Ｃ）の周りに配置されかつ径方向外向きに押圧力を発生可能な管内押圧手段（２ｃ）と、を備え、
   前記管状杭（７０）の上端を前記天井板（２ｂ）の下面に当接させた状態にて、前記管内押圧手段（２ｃ）が前記管状杭（７０）の内面の複数箇所に対して径方向外向きの押圧力を負荷することにより、前記管状杭（７０）を保持することを特徴とする
   杭保持中継装置。
3. 前記円筒状側壁（２ａ）の内面の周上に配置されかつ径方向内向きの押圧力を発生可能な柔軟な押圧面を具備する管外押圧手段（２ｄ）をさらに備え、
   前記管内押圧手段（２ｃ）が前記管状杭（７０）の内面の複数箇所に対して径方向外向きの押圧力を負荷するとともに、前記管外押圧手段（２ｄ）が前記管状杭（７０）の外面に対して径方向内向きの押圧力を負荷することにより、前記管状杭（７０）を保持することを特徴とする請求項２に記載の杭保持中継装置。
4. 前記管外押圧手段（２ｄ）が、前記天井板（２ｂ）の下面より所定の距離（Ｌ１）だけ離れて位置することを特徴とする請求項３に記載の杭保持中継装置。
5. 前記管外押圧手段（２ｄ）が、前記円筒状側壁（２ａ）の内面上に取り付けられた膨張収縮可能な袋部材であることを特徴とする請求項３又は４に記載の杭保持中継装置。
6. 前記天井板（２ｂ）の上面に、バイブロハンマ（８０）の杭把持装置（８２）により把持可能なチャッキング部材（３）が接合されていることを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載の杭保持中継装置。
7. 前記管内押圧手段（２ｃ）が、前記軸（Ｃ）の周りに等角度間隔にて配置された少なくとも２つの可動部材（２ｃ４、２ｃ４）を具備し、前記可動部材（２ｃ４、２ｃ４）は径方向に往復移動可能であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の杭保持中継装置。
8. 前記管内押圧手段（２ｃ）が、前記軸（Ｃ）の方向に１段のみ設けられることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の杭保持中継装置。
9. 前記管内押圧手段（２ｃ）が、前記軸（Ｃ）の方向に複数段設けられることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の杭保持中継装置。
10. 前記管内押圧手段（２ｃ）が前記管状杭（７０）の内面に対して押圧力を負荷する位置を、径方向において変更可能とする手段（２ｇ、２ｊ）を備えたことを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の杭保持中継装置。
11. 請求項１〜１０のいずれかに記載の杭保持中継装置（１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ）により、水平に載置されている管状杭（７０）を保持し、前記杭保持中継装置（１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ）を用いて前記管状杭（７０）の建て起こし及び建て込みを行うことを特徴とする杭施工方法。
12. 前記管状杭（７０）の建て起こし及び建て込みを行った後、前記杭保持中継装置（１Ｂ、１Ｃ）を前記管状杭（７０）から撤去することを特徴とする請求項１１に記載の杭施工方法。
13. 前記杭保持中継装置（１Ｂ、１Ｃ）を前記管状杭（７０）から撤去した後、バイブロハンマ（８０）の杭把持装置（８２）により前記管状杭（７０）を把持して打ち込みを行うことを特徴とする請求項１２に記載の杭施工方法。
14. 請求項６に記載の杭保持中継装置（１Ａ、１Ｄ、１Ｅ）により、水平に載置されている管状杭（７０）を保持し、前記杭保持中継装置（１Ａ、１Ｄ、１Ｅ）を用いて前記管状杭（７０）の建て起こし及び建て込みを行った後、バイブロハンマ（８０）の杭把持装置（８２）により前記杭保持中継装置（１Ａ、１Ｄ、１Ｅ）の前記チャッキング部材（３）を把持して打ち込みを行うことを特徴とする杭施工方法。
15. 請求項６に記載の杭保持中継装置（１Ａ、１Ｄ、１Ｅ）により管状杭（７０）を保持し、バイブロハンマ（８０）の杭把持装置（８２）により前記杭保持中継装置（１Ａ、１Ｄ、１Ｅ）の前記チャッキング部材（３）を把持して打ち込み又は引き抜きを行うことを特徴とする杭施工方法。
16. 請求項１〜１０のいずれかに記載の杭保持中継装置（１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ）により管状杭（７０）を保持し、打撃ハンマ（８５）のクッション（３）を前記天井板（２ｂ）上に載置して打ち込みを行うことを特徴とする杭施工方法。

Images