JP2015132132A - 杭圧入機 - Google Patents

Abstract

【課題】オーガ装置を併用する際に、鋼矢板を好適に保持することができる杭圧入機を実現する。
【解決手段】杭圧入機１０のチャック装置１５は、オーガケーシングＫを掴むことができるケーシングチャック部１と、鋼矢板Ｐを掴むことができるパイルチャック部２とを備え、そのパイルチャック部２が、鋼矢板Ｐの両側に設けられた継手Ｊ内に係入可能な第一爪部２ａと、継手Ｊの外面に当接する第二爪部２ｂと、第一爪部２ａと第二爪部２ｂとで継手Ｊを挟んだ状態で、第二爪部２ｂを第一爪部２ａに向けて移動させる爪移動部２ｅと、を備える構成にした。
【選択図】図１

Description

本発明は、杭圧入機に関する。

従来、杭を地盤に打ち込んで埋設する装置として、既設の杭から反力を取って杭を地中に圧入する杭圧入機が知られている。
杭圧入機は、機械本体の下部に設けられ、既設の杭を掴むクランプ装置と、機械本体の前端部に設けられ、既設の杭に隣接した位置に圧入する杭を挟んで保持するチャック装置とを備えている。この杭圧入機は、クランプ装置で既設杭の上端側を掴み、その既設杭から反力を取った状態で、杭を把持するチャック装置を降下させるようにして、杭を地中に圧入するようになっている。

この杭圧入機を用い、硬質地盤に対して杭（鋼矢板）の圧入施工を行う場合にオーガ装置を併用することがある。その際にオーガ装置のオーガケーシングをチャック装置で把持するために、チャック装置はケーシングチャックを備えている。
そして、非常に硬い岩盤などの硬質地盤に対する場合に地盤の抵抗力をなるべく小さくするため、鋼矢板の幅方向の両端に設けられた継手のほぼ平らな部分を把持することで、鋼矢板の凹部に対して目一杯の大きさのオーガケーシングを使用可能としたチャック装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特開平１１−３５０４８２号公報

ところで、様々な種類の鋼矢板の凹部に対して目一杯の大きさのオーガケーシングを使用して、地盤の抵抗力をなるべく小さくすることが求められるが、Ｕ形鋼矢板等、幅方向の両端の継手に平らな部分を有しない鋼矢板については、オーガケーシングとは別に独立して鋼矢板を把持することができないという問題が生じる。

本発明の目的は、オーガ装置を併用する際に、鋼矢板を好適に把持することができる杭圧入機を提供することである。

以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、
鋼矢板とオーガ装置を地中に圧入する杭圧入機であって、
当該杭圧入機は、前記鋼矢板と前記オーガ装置のオーガケーシングを保持するチャック装置を備え、
前記チャック装置は、
前記鋼矢板の両側に設けられた鈎状の継手の内面に当接する第一爪部と、前記継手の外面に当接する第二爪部と、前記第一爪部と前記第二爪部とで前記継手を挟んだ状態で、前記第一爪部と前記第二爪部の少なくとも一方を他方に向けて移動させる爪移動部と、を有するパイルチャック部と、
前記オーガケーシングを掴むケーシングチャック部と、
を備えたことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の杭圧入機において、
前記第一爪部は、前記チャック装置が保持する前記鋼矢板の継手の位置形状に応じて、その向きを変更可能に備えられていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の杭圧入機において、
前記パイルチャック部は、前記チャック装置が保持する前記鋼矢板の継手の位置に応じて、前記鋼矢板の長手方向と交差する方向に移動可能に備えられていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載の杭圧入機において、
前記ケーシングチャック部を、前記鋼矢板の圧入方向に進退させる移動手段を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、オーガ装置を併用した杭圧入機を用いて鋼矢板を地中に圧入する過程で、鋼矢板を好適に保持することができるので、オーガ併用工法による杭圧入施工を良好に行うことができる。

本実施形態の杭圧入機を側方視して示す概略図である。 本実施形態のチャック装置を正面視して示す縦断面図である。 図２のIII−III線における断面図である。 本実施形態のパイルチャック部が鋼矢板を掴んだ状態を示す説明図である。 パイルチャック部が図４とは異なる形状の鋼矢板を掴んだ状態を示す説明図である。 パイルチャック部の変形例を示す説明図である。

以下、図面を参照して、本発明に係る杭圧入機の実施形態について詳細に説明する。

杭圧入機１０は、図１に示すように、鋼矢板Ｐをチャック装置１５で掴んで地中に圧入する機械であり、既に地中に埋設された既設の鋼矢板Ｐ（既設杭Ｐ）の上端側を掴んで支持する複数のクランプ装置１１…を備えたサドル１２と、サドル１２に対して前後動可能なスライドベース１３と、スライドベース１３上で左右に旋回可能なリーダーマスト１４と、リーダーマスト１４の前面に昇降可能に取り付けられたチャック装置１５と、リーダーマスト１４に対してチャック装置１５を昇降駆動するメイン油圧シリンダ１６等を備えている。

この杭圧入機１０は、硬質地盤に対して鋼矢板Ｐの圧入施工を行う場合にオーガ装置２０を併用することができる。本実施形態では、杭圧入機１０がオーガ併用工法による杭圧入施工を行うように、チャック装置１５にオーガ装置２０が挿通されている。つまり、杭圧入機１０は、鋼矢板Ｐとオーガ装置２０を地中に圧入する圧入装置として機能する。
オーガ装置２０は、その先端部にオーガヘッドＨを交換可能に備えるオーガスクリューＳと、オーガスクリューＳの周囲を覆う略円筒状のオーガケーシングＫと、オーガスクリューＳを回転させる駆動モーターＭ等を備えて構成されている（図１参照）。なお、オーガ装置２０の構成や動作は従来公知のものと同様であるので、ここでは詳述しない。

鋼矢板Ｐは、図３〜図４に示すように、例えばＵ形鋼矢板であり、矢板本体の両側に一対の継手Ｊが設けられている。
鋼矢板Ｐの継手Ｊは、その先端側を矢板本体に向けて屈曲した鈎状に形成されている。

クランプ装置１１は、サドル１２の下面に設けられている。このクランプ装置１１は、例えば、先に圧入された既設の鋼矢板Ｐの上端側を挟んだ状態で、図示しない油圧シリンダの駆動によりその鋼矢板Ｐの上端部を挟持して掴むことができる。つまり、クランプ装置１１は、既設杭Ｐを掴むことで杭圧入機１０を既設杭Ｐの上端部に固定する固定手段として機能する。
特に、クランプ装置１１は、掴んで支持した既設の鋼矢板Ｐから反力を取って、杭圧入機１０が新たに鋼矢板Ｐを圧入したり、埋設されている鋼矢板Ｐを引き抜いたりすることができるように、杭圧入機１０を既設杭Ｐの上端部に固定し設置するようになっている。
なお、クランプ装置１１が備える固定クランプ爪と可動クランプ爪とからなるクランプ爪や、可動クランプ爪を駆動させる油圧シリンダの構成や、クランプ爪が鋼矢板Ｐを掴む動作は周知であるので、ここでは詳述しない。

スライドベース１３は、サドル１２に対し前方に移動して、リーダーマスト１４とともにチャック装置１５を水平に前側に移動させることにより、サドル１２を移動することなく、先頭のクランプ装置１１が支持している既設の鋼矢板Ｐの先に、新たな２本の鋼矢板を前後方向に並べて順次圧入することを可能にする。

リーダーマスト１４は、スライドベース１３と一体的に前後に移動する。
また、リーダーマスト１４は、スライドベース１３に対し左右に旋回してチャック装置１５の向きを変えることにより、順次並んで圧入される杭の列の方向を直角に曲げたり、湾曲して曲げたりすることが可能となっている。

チャック装置１５は、その背面側がリーダーマスト１４の前面側に昇降可能に嵌合した状態とされるとともに、リーダーマスト１４とチャック装置１５に接続されたメイン油圧シリンダ１６により昇降駆動されるようになっている。
このチャック装置１５の内部には、図２に示すように、オーガ装置２０のオーガケーシングＫを掴むケーシングチャック部１と、鋼矢板Ｐを掴むパイルチャック部２と、オーガケーシングＫおよび鋼矢板Ｐを掴むサブチャック部３とが設けられている。つまり、チャック装置１５は、ケーシングチャック部１とパイルチャック部２とサブチャック部３とを備えて構成されている。なお、図２〜図５において、オーガケーシングＫ内のオーガスクリューＳの図示は省略している。

ケーシングチャック部１は、図２〜図３に示すように、オーガケーシングＫの外周面に当接する爪部１ａと、爪部１ａを進退させる爪駆動部１ｂと、オーガケーシングＫの外周面に沿わせて配置可能なバンド１ｃと、バンド１ｃを移動させるバンド駆動部１ｄとを備えている。また、チャック装置１５内で、ケーシングチャック部１を鋼矢板Ｐの長手方向に沿って昇降させる油圧シリンダ１ｅが設けられている。

爪部１ａは、爪駆動部１ｂによってオーガケーシングＫに向けて押し出されて、オーガケーシングＫの外周面に押し付けられるように当接する。この爪部１ａがオーガケーシングＫに当接する面は、オーガケーシングＫの円筒状の外周面と略同じ曲率の曲面に形成されている。また、その曲面には複数の凹凸が設けられておりカーブ状の歯部となっている。
爪駆動部１ｂは、例えば、油圧シリンダであり、爪部１ａを進退移動させる駆動部として機能する。なお、爪駆動部１ｂは、油圧シリンダを用いることに限らず、例えば、モーター駆動によって爪部１ａを進退移動させる駆動部であってもよい。また、ケーシングチャック部本体に螺着された爪部１ａをオーガケーシングに向けて螺進させる万力のような構成を備えるものであってもよい。

バンド１ｃは、例えば、強化繊維や樹脂、皮革などからなる帯状部材であり、その両端がバンド駆動部１ｄに固定されている。このバンド１ｃは、オーガケーシングＫの外周面に密着するように変形可能な柔軟性と、強力な引張りにも耐え得る耐破断性を兼ね備えている。
バンド駆動部１ｄは、バンド１ｃを爪部１ａ側に引き寄せるように移動させる駆動部として機能する。

そして、図３に示すように、オーガケーシングＫにおける爪部１ａが当接する面とは反対側の外周面にバンド１ｃを沿わせて配置し、爪部１ａとバンド１ｃとでオーガケーシングＫを挟んだ状態で、バンド駆動部１ｄがバンド１ｃを爪部１ａ側に引き寄せることで、オーガケーシングＫを爪部１ａに引き付けることができる。
つまり、チャック装置１５にオーガケーシングＫが上下に貫通するように配され、爪部１ａとバンド１ｃとでオーガケーシングＫを挟んだ状態で、爪部１ａとバンド１ｃの少なくとも一方を他方に向けて移動させることで、ケーシングチャック部１がオーガケーシングＫを把持するようになっている。

また、爪部１ａとバンド１ｃとでオーガケーシングＫを挟んで、そのオーガケーシングＫを把持しているケーシングチャック部１を油圧シリンダ１ｅが昇降させることで、オーガケーシングＫを鋼矢板Ｐの長手方向であって、鋼矢板Ｐの圧入方向に進退させることができる。つまり、油圧シリンダ１ｅは、ケーシングチャック部１を鋼矢板Ｐの圧入方向に進退させる移動手段として機能する。
そして、オーガケーシングＫを把持しているケーシングチャック部１を油圧シリンダ１ｅが昇降させることで、オーガケーシングＫを鋼矢板Ｐよりも先行させて下降させたり、鋼矢板Ｐに対しオーガケーシングＫを上下動させたりすることができ、鋼矢板Ｐの圧入に際して硬質地盤を先行掘削することが可能になる。

パイルチャック部２は、図２〜図４に示すように、鋼矢板Ｐの両側に設けられた鈎状の継手Ｊの内面に当接する第一爪部２ａと、継手Ｊの外面に当接する第二爪部２ｂと、第一爪部２ａと第二爪部２ｂが配設されているパイルチャック本体２ｃ等を備えている。
パイルチャック本体２ｃは、チャック装置１５の内側の基部２ｄに取り付けられており、その基部２ｄはパイルチャック本体２ｃを鋼矢板Ｐの長手方向と交差する方向（直交する方向）に移動可能に支持している。また、パイルチャック本体２ｃには、第一爪部２ａと第二爪部２ｂとで継手Ｊを挟んだ状態で、第二爪部２ｂを第一爪部２ａに向けて移動させる爪移動部２ｅが備えられている。
このパイルチャック部２を構成する第一爪部２ａ、第二爪部２ｂ、パイルチャック本体２ｃ、爪移動部２ｅは、鋼矢板Ｐの両側の継手Ｊに対応して２組設けられている。

第一爪部２ａは、その向きを変更可能にパイルチャック本体２ｃに軸支されており、製造基準の公差内でのバラつきや、使用環境や保管環境等の外部要因に基づく継手部の変形により、誤差の存在する鋼矢板Ｐの継手Ｊの位置形状に応じて、その先端側が継手Ｊ内に収まるように回動して向きを切り替えることができるようになっている。
この第一爪部２ａの先端側は、屈曲した形状を有しており、鋼矢板Ｐの継手Ｊと係合しやすくなっている

第二爪部２ｂは、爪移動部２ｅの駆動により作動して第一爪部２ａ側に移動可能となっている。
爪移動部２ｅは、例えば、油圧シリンダであり、第二爪部２ｂを進退移動させる機能を有している。
つまり、第一爪部２ａと第二爪部２ｂとで鋼矢板Ｐの継手Ｊを挟んだ状態で、第二爪部２ｂを第一爪部２ａに向けて移動させることで、第一爪部２ａと第二爪部２ｂとで継手Ｊを挟持することができ、パイルチャック部２で鋼矢板Ｐを掴むことができる。

パイルチャック本体２ｃは、チャック装置１５の内側に固設されている基部２ｄに嵌合した状態とされるとともに、パイルチャック本体２ｃと基部２ｄに設けられた図示しないスライド移動機構により、鋼矢板Ｐの長手方向と交差する方向にスライド移動されるようになっている。

そして、図４に示す鋼矢板Ｐよりもフランジ部が長い形状の鋼矢板Ｐを使用する場合、例えば、図５に示すように、チャック装置１５が保持する鋼矢板Ｐの継手Ｊの位置に応じて、パイルチャック本体２ｃを図中、下方に移動させることで、第一爪部２ａと第二爪部２ｂとで継手Ｊを挟持することが可能になる。また、図４に示す鋼矢板Ｐよりもフランジ部が短い形状の鋼矢板Ｐを使用する場合、チャック装置１５が保持する鋼矢板Ｐの継手Ｊの位置に応じて、パイルチャック本体２ｃを図中、上方に移動させることで、第一爪部２ａと第二爪部２ｂとで継手Ｊを挟持することが可能になる。
このように、パイルチャック部２は、チャック装置１５が保持する鋼矢板Ｐの継手Ｊの位置に応じて、鋼矢板Ｐの長手方向と交差する方向（直交する方向）に移動可能に備えられている。そして、パイルチャック本体２ｃを鋼矢板Ｐの長手方向と交差する方向にスライド移動させることで、パイルチャック部２で異なる形状の鋼矢板Ｐを掴むことが可能になる。
つまり、パイルチャック本体２ｃと基部２ｄとが、パイルチャック部２を鋼矢板Ｐの長手方向と交差する方向に移動させる配置切替手段として機能する。

サブチャック部３は、図２に示すように、対向して配置された可動爪３ａと固定爪３ｂを備えている。
可動爪３ａは、図示しないシリンダの駆動により作動して固定爪３ｂ側に移動可能となっている。また、固定爪３ｂがオーガケーシングＫに当接する面は、オーガケーシングＫの円筒状の外周面と略同じ曲率の曲面に形成されており、その曲面は複数の凹凸が設けられたカーブ状の歯部となっている。
そして、チャック装置１５にオーガケーシングＫと鋼矢板Ｐが上下に貫通するように配された状態でサブチャック部３を作動させ、サブチャック部３の可動爪３ａをオーガケーシングＫおよび鋼矢板Ｐに向けて押し出すことで、可動爪３ａとオーガケーシングＫの間に鋼矢板Ｐを挟み込み、チャック装置１５でオーガケーシングＫと鋼矢板Ｐを把持することができる。
例えば、ケーシングチャック部１がオーガケーシングＫを把持していない状態や、パイルチャック部２が鋼矢板Ｐを把持していない状態で、このサブチャック部３を作動させて、チャック装置１５でオーガケーシングＫと鋼矢板Ｐを保持することができる。
また、チャック装置１５に鋼矢板Ｐが挿通されていない状態において、サブチャック部３は、チャック装置１５に挿通されたオーガケーシングＫを可動爪３ａと固定爪３ｂとで掴むことが可能になっている。
なお、オーガケーシングＫを掴んでいるケーシングチャック部１を油圧シリンダ１ｅの駆動によって上下動させるときには、サブチャック部３は作動させていない。

そして、チャック装置１５が把持した鋼矢板ＰやオーガケーシングＫ（オーガ装置）を地中に圧入する際、チャック装置１５の昇降範囲は限られているので、鋼矢板ＰやオーガケーシングＫを把持してチャック装置１５を下降させることと、鋼矢板ＰやオーガケーシングＫを離してチャック装置１５を上昇させることを繰り返すようになっている。これにより、チャック装置１５が昇降する１ストローク分ずつ鋼矢板ＰおよびオーガケーシングＫを圧入することが繰り返され、チャック装置１５の昇降範囲より深く鋼矢板ＰやオーガケーシングＫを地中に圧入することが可能になっている。

上記した杭圧入機１０は、既設杭Ｐ（既設の鋼矢板Ｐ）の先に新たな鋼矢板Ｐをチャック装置１５で圧入する動作と、クランプ装置１１による既設杭Ｐの上端部の挟持と解除の動作と、サドル１２に対するスライドベース１３の前後動の動作と、を組み合わせることで、既設杭Ｐからなる杭列上を自走し移動することができる。
なお、杭圧入機１０が杭列上を自走する動作は周知であるので、ここでは詳述しない。

以上のように、本実施形態の杭圧入機１０のチャック装置１５は、オーガケーシングＫを掴むことができるケーシングチャック部１と、鋼矢板Ｐを掴むことができるパイルチャック部２を備えている。
そして、オーガケーシングＫを掴んでいるケーシングチャック部１を油圧シリンダ１ｅの駆動によって上下動させることができるので、鋼矢板Ｐを圧入する過程で、オーガケーシングＫを鋼矢板Ｐよりも先行させて下降させたり、鋼矢板Ｐに対しオーガケーシングＫを上下動させたりすることで、硬質地盤を先行掘削することができる。

特に、パイルチャック部２は、鋼矢板Ｐの両側に設けられた継手Ｊ内に第一爪部２ａを係入し、継手Ｊと第一爪部２ａとが係合した状態で第一爪部２ａと第二爪部２ｂとで継手Ｊを挟んで鋼矢板Ｐを掴むことができるので、チャック装置１５に挿通された鋼矢板Ｐをしっかりと保持することができる。
つまり、このパイルチャック部２は、幅方向両側の継手Ｊに平らな部分を有しない鋼矢板Ｐであってもしっかりと把持することができるので、鋼矢板Ｐの凹部に対して目一杯の大きさのオーガケーシングＫを使用することができる。
そして、チャック装置１５に挿通された鋼矢板Ｐをパイルチャック部２が単体で強固に保持していることで、ケーシングチャック部１がオーガケーシングＫを上下動させる際に、鋼矢板Ｐの配置がずれてオーガケーシングＫの妨げになることはないので、オーガケーシングＫ（オーガ装置２０）による硬質地盤の先行掘削を良好に行うことができる。

このように、本実施形態のケーシングチャック部１とパイルチャック部２とを備えたチャック装置１５を有する杭圧入機１０であれば、オーガ装置２０を併用して鋼矢板Ｐを地中に圧入する過程で鋼矢板Ｐを好適に把持することができるので、杭圧入機１０でオーガ併用工法による杭圧入施工を良好に行うことが可能になる。

なお、本発明は上記実施形態に限られるものではない。
例えば、図６に示すように、パイルチャック部２は、鋼矢板Ｐの両側に設けられた鈎状の継手Ｊの内面に当接する第一爪部２ａと、継手Ｊの外面に当接する第二爪部２ｂと、第一爪部２ａと第二爪部２ｂとで継手Ｊを挟んだ状態で、第一爪部２ａを第二爪部２ｂに向けて移動させる爪移動部２ｆを備える構成であってもよい。
つまり、パイルチャック部２は、第一爪部２ａと第二爪部２ｂとで継手Ｊを挟んだ状態で、第一爪部２ａと第二爪部２ｂの少なくとも一方を他方に向けて移動させる爪移動部（２ｅ，２ｆ）を有することで、第一爪部２ａと第二爪部２ｂとで継手Ｊを挟持して鋼矢板Ｐを好適に掴むことができるようになっている。

なお、本発明の適用は上述した実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

１ ケーシングチャック部
１ａ 爪部
１ｂ 爪駆動部
１ｃ バンド
１ｄ バンド駆動部
１ｅ 油圧シリンダ（移動手段）
２ パイルチャック部
２ａ 第一爪部
２ｂ 第二爪部
２ｃ パイルチャック本体
２ｄ 基部
２ｅ 爪移動部
２ｆ 爪移動部
３ サブチャック部
１０ 杭圧入装置
１５ チャック装置
２０ オーガ装置
Ｋ オーガケーシング
Ｐ 杭
Ｊ 継手

Claims (4)

1. 鋼矢板とオーガ装置を地中に圧入する杭圧入機であって、
   当該杭圧入機は、前記鋼矢板と前記オーガ装置のオーガケーシングを保持するチャック装置を備え、
   前記チャック装置は、
   前記鋼矢板の両側に設けられた鈎状の継手の内面に当接する第一爪部と、前記継手の外面に当接する第二爪部と、前記第一爪部と前記第二爪部とで前記継手を挟んだ状態で、前記第一爪部と前記第二爪部の少なくとも一方を他方に向けて移動させる爪移動部と、を有するパイルチャック部と、
   前記オーガケーシングを掴むケーシングチャック部と、
   を備えたことを特徴とする杭圧入機。
2. 前記第一爪部は、前記チャック装置が保持する前記鋼矢板の継手の位置形状に応じて、その向きを変更可能に備えられていることを特徴とする請求項１に記載の杭圧入機。
3. 前記パイルチャック部は、前記チャック装置が保持する前記鋼矢板の継手の位置に応じて、前記鋼矢板の長手方向と交差する方向に移動可能に備えられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の杭圧入機。
4. 前記ケーシングチャック部を、前記鋼矢板の圧入方向に進退させる移動手段を備えたことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の杭圧入機。

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