JP2017043934A - 杭圧入機、杭圧入方法及び杭引抜機 - Google Patents

Abstract

【課題】既設杭から反力を得て杭を圧入又は引抜するに際して、圧入力又は引抜力と反力とで生じ得るモーメントを低減しつつ大きな反力を容易に確保する。【解決手段】杭圧入引抜機１は、既設杭を把持する第１クランプ装置２１ａと、既設杭を把持する第２クランプ装置３４と、杭を上下に挿通させる開口を有し当該開口に挿通させた杭の側面を外側から押圧して当該杭を把持するチャック装置２５と、第１クランプ装置及び第２クランプ装置に対してチャック装置を昇降駆動する昇降駆動装置２４，３２とを備える。チャック装置により把持した杭４ｂの圧入位置に対し一方向に隣接した既設杭４ｃを第１クランプ装置により把持し、前記一方向と異なる他の方向に隣接した既設杭４ａを第２クランプ装置により把持した上で、両側に反力をとって杭４ｂを地盤に圧入する（引抜も可）。【選択図】図１

Description

本発明は、地盤に杭を圧入する杭圧入機及び杭圧入方法、並びに杭引抜機に関する。

従来、地盤に圧入された既設杭の上端部を把持するクランプ装置と、杭を上下に挿通させる開口を有し当該開口に挿通させた杭の側面を外側から押圧して当該杭を把持するチャック装置と、クランプ装置に対してチャック装置を昇降駆動する昇降駆動装置と、を備えた杭圧入引抜機が利用されている。この杭圧入引抜機は、チャック装置により把持した杭の圧入位置に対し一方向に隣接した既設杭をクランプ装置により把持した上で、杭を把持したチャック装置の昇降駆動装置による下降動作と、当該杭を解放したチャック装置の昇降駆動装置による上昇動作との繰り返しにより、当該杭を地盤に圧入可能に、杭を把持したチャック装置の昇降駆動装置による上昇動作と、当該杭を解放したチャック装置の昇降駆動装置による下降動作との繰り返しにより、当該杭を地盤から引抜可能に構成されている（例えば非特許文献１）。
従来の杭圧入機においては、前記一方向と異なる他の方向（例えば１８０度真逆方向）に隣接した既設杭をクランプ装置により把持して、チャック装置で把持した杭を地盤に圧入する際の反力を得るようには構成されていなかった。

特許文献１に記載の杭圧入機にあっては、反力架台を使用する最初段階であって、既設杭はない（既設杭から反力をとらない）状況において、杭チャック前方にオーガを打ち込むが、杭の圧入時は、杭圧入機及び反力架台の移動により、杭チャックに対して反力架台及び既設オーガが一方向に配置される。
特許文献２に記載の杭圧入機にあっては、同じく反力架台を使用する最初段階であって、既設杭はない（既設杭から反力をとらない）状況において、オーガ（堀進ロッド）を地盤に埋設し、埋設したオーガ（堀進ロッド）の傍らに移動させた反力架台とオーガ（堀進ロッド）とを連結して、そのオーガを反力架台のアンカーとし、その後杭圧入を行う。
特許文献３に記載の杭圧入機にあっては、杭の載荷試験であって、杭圧入方法ではないが、杭圧入機の有する載荷試験用のチャック（同文献中符号５３）は、圧入完了した杭（同文献中符号ＰＯ）の上端をフランジ（同文献中符号５４）で支持するものであり、杭の圧入又は引抜時に必要になる杭の側面を外側から押圧して把持して上下位置を変更して掴み替えることができるチャック装置が構成されていない。

特開平８−１４４２７７号公報 特公平５−３０９３４号公報 特開２００３−２７５１８号公報

ジャイロプレス工法（http://www.giken.com/files/ja/press-in/Press-in_Gyropress_JPA_ver036ja04.pdf）

従来の杭圧入機にあっては、杭圧入時に、チャック装置により把持した杭の圧入位置に対し一方向に隣接した既設杭をクランプ装置により把持して反力を得るが、他の方向（特に逆側）に隣接した既設杭などの地盤に対して固定された構造を把持して反力をとることはない。そのため、圧入力と反力とでモーメントが発生することが常である。そのモーメントに耐えるため、杭の圧入位置に対し一方向に隣接した既設杭及びこれに隣接する既設杭（計３本程度の既設杭）を把持する。
しかし、圧入抵抗が大きく、上記のモーメントが大きくなれば、杭圧入機が後傾することが否めず、その傾斜角によって杭を圧入することが困難となったり、精度よく施工することが困難となったりするという問題がある。傾斜角が限界を超えないために、圧入力を小さく抑えざるを得ない場合が生じるという問題がある。
また、従来の杭圧入引抜機にあっては、杭引抜時に、チャック装置により把持した引抜対象既設杭に対し一方向に隣接した既設杭をクランプ装置により把持して反力を得るが、他の方向（特に逆側）に隣接した地盤の表面に対して反力を作用させることはない。そのため、引抜力と反力とでモーメントが発生し、引抜抵抗が大きく、そのモーメントが大きくなれば、杭圧入機が前傾することが否めず、その傾斜角によって杭を引抜くことが困難となるという問題がある。傾斜角が限界を超えないために、引抜力を小さく抑えざるを得ない場合が生じるという問題がある。

本発明は以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであって、既設杭から反力を得て新たな杭を圧入する又は既設杭を引抜くに際して、圧入力又は引抜力と反力とで生じ得るモーメントを低減しつつ大きな反力を容易に確保し、高効率、高精度に杭を圧入施工すること又は高効率に杭を引抜くことを課題とする。

以上の課題を解決するための請求項１記載の発明は、地盤に圧入された既設杭の上端部を把持する第１クランプ装置と、
地盤に圧入された既設杭の上端部を把持する第２クランプ装置又は同上端部に連結可能な連結部と、
杭を上下に挿通させる開口を有し当該開口に挿通させた杭の側面を外側から押圧して当該杭を把持するチャック装置と、
前記第１クランプ装置及び前記第２クランプ装置若しくは前記連結部に対して前記チャック装置を昇降駆動する昇降駆動装置と、を備え、
前記チャック装置により把持した杭の圧入位置に対し一方向に隣接した既設杭を前記第１クランプ装置により把持するとともに、前記一方向と異なる他の方向に隣接した既設杭を前記第２クランプ装置により把持するか前記連結部を同既設杭に連結した上で、杭を把持した前記チャック装置の前記昇降駆動装置による下降動作と、当該杭を解放した前記チャック装置の前記昇降駆動装置による上昇動作との繰り返しにより、当該杭を地盤に圧入可能に構成された杭圧入機である。

請求項２記載の発明は、前記チャック装置と前記第１クランプ装置とは、互いの相対的な水平面座標上の配置が可変に連結され、前記チャック装置と前記第２クランプ装置又は前記連結部とは、互いの相対的な水平面座標上の配置が可変に連結された請求項１に記載の杭圧入機である。

請求項３記載の発明は、前記チャック装置と前記第１クランプ装置との前記した互いの相対的な水平面座標上の配置、前記チャック装置と前記第２クランプ装置又は前記連結部との前記した互いの相対的な水平面座標上の配置のうち、少なくともいずれか一方にはその配置を変更するように動力駆動する駆動装置が設けられた請求項２に記載の杭圧入機である。

請求項４記載の発明は、請求項１から請求項３のうちいずれか一に記載の杭圧入機を用いた杭圧入方法であって、
地盤上の所定領域を囲むループ状に杭を配列して施工する際に、そのループの締切杭を前記チャック装置により把持し、当該締切杭の圧入位置に対し一方向に隣接した前記ループを構成する既設杭を前記第１クランプ装置により把持するともに、前記一方向と異なる他の方向に隣接した前記ループを構成する既設杭を前記第２クランプ装置により把持するか前記連結部を同既設杭に連結した上で、当該締切杭を把持した前記チャック装置の前記昇降駆動装置による下降動作と、当該締切杭を解放した前記チャック装置の前記昇降駆動装置による上昇動作との繰り返しにより、当該締切杭を地盤に圧入してループを締め切る杭圧入方法である。

請求項５記載の発明は、請求項１から請求項３のうちいずれか一に記載の杭圧入機を用いた杭圧入方法であって、
地盤に圧入された先段の杭の上端に後段の杭の下端が接続されて地盤に圧入される連接杭が配列して構成される列を施工する際に、一段の杭を前記チャック装置により把持し、当該一段の杭の圧入位置に対し一方向に隣接した前記列を構成する既設段の杭を前記第１クランプ装置により把持するともに、前記一方向と異なる他の方向に隣接した前記列を構成する既設段の杭を前記第２クランプ装置により把持するか前記連結部を同既設杭に連結した上で、当該一段の杭を把持した前記チャック装置の前記昇降駆動装置による下降動作と、当該一段の杭を解放した前記チャック装置の前記昇降駆動装置による上昇動作との繰り返しにより、当該一段の杭を地盤に圧入する杭圧入方法である。

請求項６記載の発明は、地盤に圧入された既設杭の上端部を把持するクランプ装置と、
地盤の表面に当接する接地部材と、
杭を上下に挿通させる開口を有し当該開口に挿通させた杭の側面を外側から押圧して当該杭を把持するチャック装置と、
前記クランプ装置及び前記接地部材に対して前記チャック装置を昇降駆動する昇降駆動装置と、を備え、
引抜対象既設杭に対し一方向に隣接した既設杭を前記クランプ装置により把持するとともに、前記一方向と異なる他の方向に隣接した地盤の表面に前記接地部材を当接した上で、引抜対象既設杭を把持した前記チャック装置の前記昇降駆動装置による上昇動作と、当該引抜対象既設杭を解放した前記チャック装置の前記昇降駆動装置による下降動作との繰り返しにより、当該杭を地盤から引抜可能に構成された杭引抜機である。

本発明の杭圧入機又は杭圧入方法によれば、チャック装置により把持した杭の圧入位置に対して、互いに異なる方向に隣接する既設杭から反力をとるので、圧入力と反力とで生じ得るモーメントを低減しつつ大きな反力を容易に確保し、高効率、高精度に杭を圧入施工することができる。
本発明の杭引抜機によれば、引抜対象既設杭に対して、互いに異なる方向に隣接する位置から反力をとるので、引抜力と反力とで生じ得るモーメントを低減しつつ大きな反力を容易に確保し、高効率に杭を引抜くことができる。

本発明の一実施形態に係る杭圧入引抜機の右側面図である。 本発明の一実施形態に係る杭圧入引抜機の平面図である。 本発明の一実施形態に係る杭圧入引抜機の正面図である。 本発明の一実施形態に係る杭圧入引抜機の第２クランプ装置の前後動の様子を示すチャック前方ユニットの右側面図である。 本発明の一実施形態に係る杭圧入引抜機の第２クランプ装置の左右動の様子を示すチャック前方ユニットの正面図である。 本発明の一実施形態に係る杭圧入引抜機のチャック前方に既設杭がない場合の引抜形態の右側面図である。

以下に本発明の一実施形態につき図面を参照して説明する。以下は本発明の一実施形態であって本発明を限定するものではない。

まず、図１から図５に示した実施形態につき説明する。
本実施形態の杭圧入引抜機１は、従来の杭圧入引抜機２を利用し、従来の杭圧入引抜機２にチャック前方ユニット３を取り付けて構成される。そのため、説明上の前方、後方等の方向は、杭圧入引抜機２を基準に説明する。
杭圧入引抜機２は、従来と同様に、サドル２０の下部に設けられた３つの第１クランプ装置２１ａ，２１ｂ，２１ｃと、サドル２０上を前後動可能に設けられたスライドベース２２と、スライドベース２２上に旋回可能に立設されたマスト２３と、昇降シリンダ装置２４と、昇降シリンダ装置２４を介してマスト２３に支持されたチャック装置２５とを備える。
チャック前方ユニット３は、チャック装置２５の前端に取り付けられるフレーム３１と、昇降シリンダ装置３２と、２軸水平可動継手３３と、昇降シリンダ装置３２及び２軸水平可動継手３３を介してフレーム３１に支持された第２クランプ装置３４とを備える。なお、ジェットリール２６，３５は流体噴射による補助工法をとるためであって任意である。本実施形態にあっては、ジェットリール２６はマスト２３上に、ジェットリール３５はフレーム３１上に固定されている。

チャック装置２５の両側に配置される昇降シリンダ装置２４，３２により、第１クランプ装置２１ａ，２１ｂ，２１ｃ及び第２クランプ装置３４に対してチャック装置２５を昇降駆動する昇降駆動装置が構成される。
なお、昇降シリンダ装置３２は、昇降シリンダ装置２４の駆動油路から分岐した分岐油路３２ａ，３２ｂを接続することで、同調して伸縮するように構成されている。これに拘わらず、昇降シリンダ装置２４，３２は、互いに独立して動作、出力を制御可能に構成してもよい。

クランプ装置２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，３４のそれぞれは、地盤に圧入された既設杭の上端部を把持する機構である。本実施形態では、管状杭４を圧入・引抜する構成を基本に説明する。
クランプ装置２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，３４のそれぞれは、管状杭４に挿入され管状杭の内周面に向かって進退し当該内周面を押圧する押圧部材を放射状に複数配置して有し、シリンダ装置によって各押圧部材を互いに径方向に離れるように拡開させることで管状杭の上端部を内側から把持する。圧入・引抜する杭が管状でなく、板状の場合は、２つの押圧部材を対向配置して外側から挟持する機構が適用される。
第１クランプ装置２１ａ，２１ｂ，２１ｃは、サドル２０に対してそれぞれ独立して左右に移動自在である。また、第１クランプ装置２１ａ，２１ｂ，２１ｃは、前後の配列ピッチを変えるように、そのうち２つが前後に移動自在である。
第２クランプ装置３４は、図４に示すようにフレーム３１に対して前後に移動自在であり、図５に示すようにフレーム３１に対して左右に移動自在である。これは、２軸水平可動継手３３によるものである。２軸水平可動継手３３は、前後方向のスライダーと、左右方向のスライダーとを上下に連結して構成されたものである。
なお、２軸水平可動継手３３は、昇降シリンダ装置３２を介してフレーム３１に連結されている。そのため、昇降シリンダ装置３２は前後左右に移動しないので、可動部を少なくして、確保すべき可動空間を小さくすることができる。昇降シリンダ装置３２を、２軸水平可動継手３３を介してフレーム３１に連結して実施することも可能である。

チャック装置２５は、管状杭４が挿入される開口を有するとともに、当該開口に挿入された管状杭４の外周面に向かって進退し当該外周面を押圧する押圧部材を放射状に複数配置して有し、シリンダ装置によって各押圧部材を互いに径方向に近づくように縮閉させることで管状杭４を外側から把持する。また、チャック装置２５は、把持した管状杭４を回転させる機能を有し、杭圧入引抜機１及び杭圧入引抜機２は回転圧入工法・回転引抜工法が実施可能である。圧入・引抜する杭が管状でなく、板状の場合は、２つの押圧部材を対向配置して外側から挟持する機構が適用される。いずれにしても、杭を上下に挿通させる開口を有し当該開口に挿通させた杭の側面を外側から押圧して当該杭を把持する機構である。

図１に示すように第１クランプは、本実施形態では３つとされるが、この数に限られない。第１クランプ装置は、前方から第１クランプ装置２１ａ，第１クランプ装置２１ｂ，第１クランプ装置２１ｃとする。少なくとも先頭の第１クランプ装置２１ａを設ける。
第２クランプ装置３４は、本実施形態では１つとされるが、この数に限られない。
図１は、一列に配列した杭４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅのうち、第２クランプ装置３４が杭４ａを、一つ飛ばして、第１クランプ装置２１ａが杭４ｃを、第１クランプ装置２１ｂが杭４ｄを、第１クランプ装置２１ｃが杭４ｅを把持した状態である。
この状態で、チャック装置２５が把持した杭４ｂを、クランプ装置２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，３４を介して既設杭である杭４ａ，４ｃ，４ｄ，４ｅから反力をとって圧入することができる。
すなわち、圧入動作としては、杭４ｂを把持したチャック装置２５の昇降駆動装置（２４，３２）による下降動作と、当該杭４ｂを解放したチャック装置２５の昇降駆動装置（２４，３２）による上昇動作との繰り返しにより、当該杭４ｂを地盤に圧入する。上述したように圧入時に杭４ｂを回転させる工法をとってもよい。

この圧入動作は、チャック装置２５により把持した杭４ｂの圧入位置に対し一方向（図１で後方）に隣接した既設杭４ｃ（，４ｄ，４ｅ）を第１クランプ装置２１ａ（，２１ｂ，２１ｃ）により把持し、前記一方向と異なる他の方向（図１で前方）に隣接した既設杭４ａを第２クランプ装置３４により把持した上で、行うこととなる。
したがって、杭４ｂを下方に押し込む力と、その反力としての既設杭４ｃ，４ｄ，４ｅを上方に引っ張る力とにより生じるモーメントと、杭４ｂを下方に押し込む力と、その反力としての既設杭４ａを上方に引っ張る力とにより生じるモーメントとが、互いに逆回りであるので、その少なくとも一部が相殺され、従って圧入力と反力とで生じ得るモーメントを低減しつつ大きな反力を容易に確保することができる。このように、圧入力を高められるから高効率に杭を圧入施工することができ、上記モーメントによる傾斜が抑えられるから高精度に杭を圧入施工することができる。

また、杭４ｂが地盤に圧入された既設杭であれば、これを引抜くことができる。
すなわち、引抜動作としては、杭４ｂを把持したチャック装置２５の昇降駆動装置（２４，３２）による上昇動作と、当該杭４ｂを解放したチャック装置２５の昇降駆動装置（２４，３２）による下降動作との繰り返しにより、当該杭４ｂを地盤から引抜く。上述したように引抜時に杭４ｂを回転させる工法をとってもよい。
この引抜動作は、引抜対象となる地盤に圧入された杭４ｂに対し一方向（図１で後方）に隣接した既設杭４ｃ（，４ｄ，４ｅ）を第１クランプ装置２１ａ（，２１ｂ，２１ｃ）により把持し、前記一方向と異なる他の方向（図１で前方）に隣接した既設杭４ａを第２クランプ装置３４により把持した上で、行うこととなる。
したがって、杭４ｂを上方に引っ張る力と、その反力としての既設杭４ｃ，４ｄ，４ｅを下方に押し込む力とにより生じるモーメントと、杭４ｂを上方に引っ張る力と、その反力としての既設杭４ａを下方に押し込む力とにより生じるモーメントとが、互いに逆回りであるので、その少なくとも一部が相殺され、従って引抜力と反力とで生じ得るモーメントを低減しつつ大きな反力を容易に確保することができる。このように、引抜力を高められるから高効率に杭を引抜くことができる。

以上のモーメントの相殺を多く得るには、圧入・引抜動作時に第１クランプ装置２１ａ，２１ｂ，２１ｃと第２クランプ装置３４とがチャック装置２５を介して１８０度真反対に配置されることが好ましい。したがって、水平面座標（図２）上の第１クランプ装置２１ａ，２１ｂ，２１ｃとチャック装置２５と第２クランプ装置３４の配置を、一直線上することが可能にされた杭圧入引抜機１を実施することが好ましい。

以上説明したように、チャック装置２５と第１クランプ装置２１ａ，２１ｂ，２１ｃとは、互いの相対的な水平面座標（図２）上の配置が可変に連結され、チャック装置２５と第２クランプ装置３４とは、互いの相対的な水平面座標（図２）上の配置が可変に連結されている。
かかる可変性により、杭４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅが一直線上に配置されない場合や、配置ピッチが異なる場合に対応することができるからである。一直線上に配置されない場合や、配置ピッチが異なる場合は、設計上の意図や、施工誤差によって生じうる。
チャック装置２５と第１クランプ装置２１ａ，２１ｂ，２１ｃとの前記した互いの相対的な水平面座標（図２）上の配置、チャック装置２５と第２クランプ装置３４との前記した互いの相対的な水平面座標（図２）上の配置のうち、少なくともいずれか一方にはその配置を変更するように動力駆動する駆動装置が設けられる。双方ともに設けることが好ましい。本実施形態の場合、前者は、従来の杭圧入引抜機２に備わったもので構成しており、後者は省略している。しかし、２軸水平可動継手３３に前後方向のシリンダ装置と、左右方向のシリンダ装置を付設すれば構成可能である。また、２台の杭圧入引抜機２を対向配置し、チャック装置２５を共有した構成でも実施可能である。

（具体的な適用例）
以上の杭圧入引抜機１は、具体的にはループの締切杭を施工する場合、連接杭の二段目以降を施工する場合に適用し得る。以下に、これらを例として杭圧入引抜機１の作業動作を説明する。

（ループの締切杭の施工）
ループの締切杭を施工する場合につき説明する。
ここでいうループとは、地盤上の所定領域を囲むループ状に杭を配列して施工する際のループであり、ループの締切杭とは、その一本で当該ループが締め切られる（閉じられる）杭である。そのループの締切杭を図１に示す杭４ｂとして説明することができる。
すなわち、締切杭４ｂをチャック装置２５により把持し、当該締切杭４ｂの圧入位置に対し一方向（図１で後方）に隣接したループを構成する既設杭４ｃ（，４ｄ，４ｅ）を第１クランプ装置２１ａ（，２１ｂ，２１ｃ）により把持し、前記一方向と異なる他の方向（図１で前方）に隣接したループを構成する既設杭４ａを第２クランプ装置３４により把持した上で、当該締切杭４ｂを把持したチャック装置２５の昇降駆動装置（２４，３２）による下降動作と、当該締切杭４ｂを解放したチャック装置２５の昇降駆動装置（２４，３２）による上昇動作との繰り返しにより、当該締切杭４ｂを地盤に圧入してループを締め切る。

ループ締切に至るまでの過程を説明すると、以下の通りである。
まず、地盤上に設置された反力架台を第１クランプ装置２１ａ，２１ｂ，２１ｃで把持した従来の杭圧入引抜機２により、杭４ａを圧入施工し、次に杭４ｚを圧入施工し、さらにその先（図１で前方へ）杭を施工してループ状に回って来て杭４ｅ、次に杭４ｄ、次に杭４ｃを圧入施工する。
次に、チャック装置２５により締切杭４ｂを把持し、第２クランプ装置３４により既設杭４ａを把持し、締切杭４ｂの圧入を開始する。この圧入開始時には、未だ先頭の第１クランプ装置２１ａが締切杭４ｂから２つ前の杭４ｄを把持した状態である。杭圧入引抜機２を支持できる程度以上に締切杭４ｂを圧入したら、そのままチャック装置で締切杭４ｂを把持した状態で、第１クランプ装置２１ａ，２１ｂ，２１ｃの把持解除、サドル２０の上昇、サドル２０の前進、サドル２０の下降、第１クランプ装置２１ａ，２１ｂ，２１ｃの再把持に過程により、既設の管状杭４ｃ，４ｄ，４ｅを第１クランプ装置２１ａ，２１ｂ，２１ｃで把持する図１の状態とする。さらに締切杭４ｂの圧入動作を続行する。以上のようにして締切杭４ｂの両側で反力をとった締切杭４ｂの圧入を実施する。
以上のサドル２０の上昇、前進、下降の過程において締切杭４ｂのみならず、既設杭４ａをも把持しているので、杭圧入引抜機２を支持する高い支持力が得られ、締切杭４ｂの圧入開始から比較的早期に前進動作が可能である。

（連接杭の二段目以降の施工）
次に、連接杭の二段目以降を施工する場合につき説明する。ここで連接杭とは、先に地盤に圧入される杭（先段の杭）の上端と、後に地盤に圧入される杭（後段の杭）の下端とを継手によって中心軸を一致させて長手方向に接続した構造である。段数は２段以上である。地盤に圧入された先段の杭の上端に後段の杭の下端が接続されて地盤に圧入される連接杭が配列して構成される列を施工する際に、この連接杭の二段目以降を施工することに、杭圧入引抜機１を適用することができる。
すなわち、図１において杭４ｂを２段目以降の一段の杭（最先行段ではない杭）として、一段の杭４ｂをチャック装置２５により把持し、当該一段の杭４ｂの圧入位置に対し一方向（図１で後方）に隣接した前記列を構成する既設段の杭４ｃ（，４ｄ，４ｅ）を第１クランプ装置２１ａ（，２１ｂ，２１ｃ）により把持し、前記一方向と異なる他の方向（図１で前方）に隣接した前記列を構成する既設段の杭４ａを第２クランプ装置３４により把持した上で、当該一段の杭４ｂを把持したチャック装置２５の昇降駆動装置（２４，３２）による下降動作と、当該一段の杭４ｂを解放したチャック装置２５の昇降駆動装置（２４，３２）による上昇動作との繰り返しにより、当該一段の杭４ｂを図示しない先行段の杭に継ぎ足して地盤に圧入する。

その後、チャック装置２５及び第２クランプ装置３４の把持を解除して、チャック装置２５が既設段の杭４ａの上方に配置されるように、スライドベース２２の動作によりマスト２４を前進させれば、杭４ａに対しても同様に後段の杭の圧入施工を行うことができる。その際、杭４ａの前方の杭４ｚを第２クランプ装置３４が把持し、最初は杭４ｃ，４ｄ，４ｅを第１クランプ装置２１ａ，２１ｂ，２１ｃにより把持した状態で杭４ａに対する継ぎ足し杭の圧入を行うが、杭圧入引抜機２を支持できる程度以上にその継ぎ足し杭を圧入したら、そのままチャック装置２５で当該継ぎ足し杭を把持し、第２クランプ装置３４で杭４ｚを把持した態で、第１クランプ装置２１ａ，２１ｂ，２１ｃの把持解除、サドル２０の上昇、サドル２０の前進、サドル２０の下降、第１クランプ装置２１ａ，２１ｂ，２１ｃの再把持に過程により、既設の管状杭４ｂ，４ｃ，４ｄを第１クランプ装置２１ａ，２１ｂ，２１ｃで把持する状態まで、杭圧入引抜機２を前進させることができる。以後、同様に杭圧入引抜機１は自走して連接杭による列を構築することができる。
以上のサドル２０の上昇、前進、下降の過程において継ぎ足し杭のみならず、既設杭４ｚをも把持しているので、杭圧入引抜機２を支持する高い支持力が得られ、継ぎ足し杭の圧入開始から比較的早期に前進動作が可能である。

以上の実施形態にあっては、チャック装置の一方の側にクランプ装置を３つ、反対側にクランプ装置を１つ配置したが、チャック装置の一方の側にクランプ装置を１つ、反対側にクランプ装置を１つ配置した構成、チャック装置の一方の側にクランプ装置を２つ、反対側にクランプ装置を２つ配置した構成、チャック装置の一方の側にクランプ装置を２つ、反対側にクランプ装置を１つ配置した構成、その他の数の組み合わせで実施してもよい。
以上の実施形態にあっては、第２クランプ装置３４がその動作により既設杭の上端部を把持することで、既設杭の上端部とチャック装置２５とを昇降シリンダ装置３２及び２軸水平可動継手３３を介して連結した。これに拘わらず、既設杭の上端部とチャック装置２５とを昇降シリンダ装置３２（適用する場合さらに２軸水平可動継手３３）を介して連結できればよいので、第２クランプ装置３４に代えて連結部を昇降シリンダ装置３２の下端に支持し、この連結部を溶接等により既設杭の上端部に固定することで、杭圧入時の反力に耐えるように連結してもよい。その連結部の構成としては、既設杭の上端に載置される適度な寸法の板部材を有するものが好ましい。この板部材を昇降シリンダ装置３２の下端にヒンジ連結しておく。この板部材と既設杭の上端とを溶接等により互いに固定することで、既設杭の上端部とチャック装置２５とを昇降シリンダ装置３２を介して連結することができる。その溶接部を切断することで、連結解除することができる。

チャック前方に既設杭がない場合は、図６に示すような形態を実施する。すなわち、図６に示すように杭圧入引抜機１Ｂは、上記第２クランプ装置３４に代えて接地部材３６を昇降シリンダ装置３２の下端に支持し、この接地部材３６の下面を地盤Ｇの表面に当接することで、杭引抜時の反力をチャック装置２５の前方側に作用させる。
接地部材３６は、板状の本体を有し、昇降シリンダ装置３２の下端にヒンジ連結される。なお、接地部材３６を上記連結部と兼用とすれば、圧入時と引抜時とで換装する手間が省ける。
接地部材３６を適用した杭圧入引抜機１Ｂによる引抜動作としては、杭４ｂを把持したチャック装置２５の昇降駆動装置（２４，３２）による上昇動作と、当該杭４ｂを解放したチャック装置２５の昇降駆動装置（２４，３２）による下降動作との繰り返しにより、当該杭４ｂを地盤から引抜く。上述したように引抜時に杭４ｂを回転させる工法をとってもよい。
この引抜動作は、引抜対象となる地盤に圧入された杭４ｂに対し一方向（図６で後方）に隣接した既設杭４ｃ（，４ｄ，４ｅ）を第１クランプ装置２１ａ（，２１ｂ，２１ｃ）により把持し、前記一方向と異なる他の方向（図６で前方）に隣接した地盤Ｇの表面に接地部材３６を当接した上で、行うこととなる。
したがって、杭４ｂを上方に引っ張る力と、その反力としての既設杭４ｃ，４ｄ，４ｅを下方に押し込む力とにより生じるモーメントと、杭４ｂを上方に引っ張る力と、その反力としての接地部材３６により地盤Ｇの表面を下方に押す力とにより生じるモーメントとが、互いに逆回りであるので、その少なくとも一部が相殺され、従って引抜力と反力とで生じ得るモーメントを低減しつつ大きな反力を容易に確保することができる。このように、引抜力を高められるから高効率に杭を引抜くことができる。
以上の杭圧入引抜機１Ｂにより、杭４ｂを引抜く前に杭圧入引抜機２を後退動作させてクランプ装置２１ａで杭４ｄを把持する状態とした後、杭４ｂを引抜き、その後は、杭４ｃの前方側に杭な無くなるので、同様にクランプ装置２１ａ，２１ｂ，２１ｃと、接地部材３６とで反力を作用させて杭４ｃの引抜を行うことができる。以下、同様に順次後退しつつ引抜を行うことができる。

１ 杭圧入引抜機（本発明）
２ 杭圧入引抜機（従来技術部分）
３ チャック前方ユニット
４ 管状杭
２１ａ，２１ｂ，２１ｃ 第１クランプ装置
２４，３２ 昇降シリンダ装置（昇降駆動装置）
２５ チャック装置
３１ フレーム
３３ ２軸水平可動継手
３４ 第２クランプ装置

Claims (6)

1. 地盤に圧入された既設杭の上端部を把持する第１クランプ装置と、
   地盤に圧入された既設杭の上端部を把持する第２クランプ装置又は同上端部に連結可能な連結部と、
   杭を上下に挿通させる開口を有し当該開口に挿通させた杭の側面を外側から押圧して当該杭を把持するチャック装置と、
   前記第１クランプ装置及び前記第２クランプ装置若しくは前記連結部に対して前記チャック装置を昇降駆動する昇降駆動装置と、を備え、
   前記チャック装置により把持した杭の圧入位置に対し一方向に隣接した既設杭を前記第１クランプ装置により把持するとともに、前記一方向と異なる他の方向に隣接した既設杭を前記第２クランプ装置により把持するか前記連結部を同既設杭に連結した上で、杭を把持した前記チャック装置の前記昇降駆動装置による下降動作と、当該杭を解放した前記チャック装置の前記昇降駆動装置による上昇動作との繰り返しにより、当該杭を地盤に圧入可能に構成された杭圧入機。
2. 前記チャック装置と前記第１クランプ装置とは、互いの相対的な水平面座標上の配置が可変に連結され、前記チャック装置と前記第２クランプ装置又は前記連結部とは、互いの相対的な水平面座標上の配置が可変に連結された請求項１に記載の杭圧入機。
3. 前記チャック装置と前記第１クランプ装置との前記した互いの相対的な水平面座標上の配置、前記チャック装置と前記第２クランプ装置又は前記連結部との前記した互いの相対的な水平面座標上の配置のうち、少なくともいずれか一方にはその配置を変更するように動力駆動する駆動装置が設けられた請求項２に記載の杭圧入機。
4. 請求項１から請求項３のうちいずれか一に記載の杭圧入機を用いた杭圧入方法であって、
   地盤上の所定領域を囲むループ状に杭を配列して施工する際に、そのループの締切杭を前記チャック装置により把持し、当該締切杭の圧入位置に対し一方向に隣接した前記ループを構成する既設杭を前記第１クランプ装置により把持するともに、前記一方向と異なる他の方向に隣接した前記ループを構成する既設杭を前記第２クランプ装置により把持するか前記連結部を同既設杭に連結した上で、当該締切杭を把持した前記チャック装置の前記昇降駆動装置による下降動作と、当該締切杭を解放した前記チャック装置の前記昇降駆動装置による上昇動作との繰り返しにより、当該締切杭を地盤に圧入してループを締め切る杭圧入方法。
5. 請求項１から請求項３のうちいずれか一に記載の杭圧入機を用いた杭圧入方法であって、
   地盤に圧入された先段の杭の上端に後段の杭の下端が接続されて地盤に圧入される連接杭が配列して構成される列を施工する際に、一段の杭を前記チャック装置により把持し、当該一段の杭の圧入位置に対し一方向に隣接した前記列を構成する既設段の杭を前記第１クランプ装置により把持するともに、前記一方向と異なる他の方向に隣接した前記列を構成する既設段の杭を前記第２クランプ装置により把持するか前記連結部を同既設杭に連結した上で、当該一段の杭を把持した前記チャック装置の前記昇降駆動装置による下降動作と、当該一段の杭を解放した前記チャック装置の前記昇降駆動装置による上昇動作との繰り返しにより、当該一段の杭を地盤に圧入する杭圧入方法。
6. 地盤に圧入された既設杭の上端部を把持するクランプ装置と、
   地盤の表面に当接する接地部材と、
   杭を上下に挿通させる開口を有し当該開口に挿通させた杭の側面を外側から押圧して当該杭を把持するチャック装置と、
   前記クランプ装置及び前記接地部材に対して前記チャック装置を昇降駆動する昇降駆動装置と、を備え、
   引抜対象既設杭に対し一方向に隣接した既設杭を前記クランプ装置により把持するとともに、前記一方向と異なる他の方向に隣接した地盤の表面に前記接地部材を当接した上で、引抜対象既設杭を把持した前記チャック装置の前記昇降駆動装置による上昇動作と、当該引抜対象既設杭を解放した前記チャック装置の前記昇降駆動装置による下降動作との繰り返しにより、当該杭を地盤から引抜可能に構成された杭引抜機。

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