JP2017044004A - 圧入装置およびサブチャック付サブチャックフレーム - Google Patents

Abstract

【課題】クレーンに使用制限がある場合であっても、安定した姿勢で精度よく、かつ連続的に圧入杭を圧入することができる。
【解決手段】圧入杭２Ａ（２）を着脱可能に把持するメインチャック３と、メインチャック３が取り付けられたメインチャックフレーム３Ａと、メインチャックフレーム３Ａを相対的に上下移動可能に支持するマスト４と、マスト４を相対的に前後移動可能に支持するとともに、反力杭２Ｂを着脱可能に保持するクランプ５０を有するサドル５と、マスト４からメインチャックフレーム３Ａの移動範囲を上下方向Ｙに外れた位置で前方に延びるサブチャックフレーム６Ａと、サブチャックフレーム６Ａに取り付けられて圧入杭２Ａを着脱可能に把持可能なサブチャック６と、を備えた圧入装置を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、圧入杭の圧入・引抜きを行うための圧入装置およびサブチャック付サブチャックフレームに関する。

従来、この種の杭の圧入装置として、例えば特許文献１に示すような既設杭を反力杭として反力を取って新たに杭を地盤に圧入する装置が知られている。このような圧入装置では、例えば鋼管杭やＵ型鋼矢板や鋼管矢板などの既設杭をクランプで掴んで、その既設杭から反力を取った状態で、チャックによって把持された圧入杭を、チャックを降下させることにより地盤に圧入するものである。そして、一般的には、圧入杭の上端をクレーンで吊った状態で十分に支持力が得られる深さまで地盤に圧入し、クレーンの吊り状態を解除する。以降、圧入された圧入杭は地盤に支持されているため、一定のストロークで圧入したらチャックによる杭の保持を解除してチャックを上昇させてそのチャックの把持位置を圧入杭の上方の位置で把持し直してから再びチャックを降下させて圧入することが行われ、これを繰り返すことで杭が圧入されていく。

また、例えば土石流防止用の土留めの施工や水上施工の締切施工や法面（斜面）の締切施工などでは、地面から高い位置に杭の上端が位置するように杭打設する、いわゆる高天端施工となり、この高天端施工に圧入装置が適用されることが知られている。この場合には、打設済みの既設杭の上端に圧入装置を配置し、現場条件によっては既設杭上端にクレーンも配置して、複数の圧入杭を連続して圧入する施工が行われるが、圧入杭をクレーンで吊れる能力、すなわち杭の長さや重量に制限されるため、長さを短くした杭材を圧入し、一定長圧入したら溶接で継いでまた圧入するという工程を繰り返すことで長尺の１本の杭を打設している。

特開２００２−３５１５３３号公報

しかしながら、従来のように杭を高天端施工する場合や、高架下や建物内部のように上部障害がある上空制限が設けられる場所での圧入作業では、以下のような問題があった。
すなわち、高天端施工では地面から高い位置に杭の上端が位置していることから、チャックにより圧入杭を把持した状態において、圧入杭が地盤に圧入されていない場合や、圧入されていても十分に支持力が得られていない場合がある。圧入杭が地盤に圧入されていない場合は、圧入杭を継いだ後に更に下降する。また、圧入されていても十分に支持力が得られていない場合は、圧入杭を継いだ後に引き続き圧入する。圧入杭を継いだ後の下降や圧入を行う際には、チャックによる圧入杭の把持を解除することとなるが、このときに、継いだ圧入杭の重量をクレーンだけでは保持することができないという問題があった。
また、高天端の継いだ杭を引き抜く場合においても、クレーンで吊る圧入杭の重量が複数本分の重量となり、上記と同様にクレーンで保持できない場合があった。

このように継がれた圧入杭の重量をクレーンだけで保持することができない場合は、その圧入杭を一旦手前の反力杭に溶接止め（溶接固定）し、圧入装置のチャックを上昇させ、チャックでその圧入杭を再度チャックした後に、その溶接を切り（溶接固定を解除し）、圧入を続けている。このとき、圧入杭の重量は、一旦手前の反力杭にもたせるという断続的かつ煩雑な作業が生じるため、時間を要するうえ、圧入精度が確保できないという問題があった。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、クレーンに使用制限がある場合であっても、安定した姿勢で精度よく、かつ連続的に圧入杭の圧入・引抜きを行うことができる圧入装置およびサブチャック付サブチャックフレームを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る圧入装置は、圧入杭を着脱可能に把持するメインチャックと、前記メインチャックが取り付けられたメインチャックフレームと、前記メインチャックフレームを相対的に上下移動可能に支持するマストと、前記マストを相対的に前後移動可能に支持するとともに、反力杭を着脱可能に保持するクランプを有するサドルと、前記マストから、前記メインチャックフレームの移動範囲を上下方向に外れた位置で前方に延びるサブチャックフレームと、前記サブチャックフレームに取り付けられて圧入杭を着脱可能に把持可能なサブチャックと、を備えることを特徴としている。

また、本発明に係るサブチャック付サブチャックフレームは、上述したサブチャックを備えていることを特徴としている。

本発明では、サドルに設けられたクランプを既設杭に保持させた状態で、メインチャックで圧入杭を把持し、メインチャックをマストに沿って下降させることにより、圧入杭を下降させることができる。このとき、メインチャックで所定の圧入ストロークだけ下降させた後、メインチャックとは別に設けられるサブチャックにより圧入杭を把持するとともに、メインチャックによる把持を解除し、メインチャックを上昇させて下降前の位置で再び圧入杭を把持する。そして、サブチャックによる把持を解除したら、メインチャックをマストに沿って下降させることにより、順次、圧入杭を連続的に下降させることができる。
このような作業を繰り返すことで、クレーンを使わずに圧入杭を下降させる。圧入杭を地面まで下降させ、十分に支持力が得られる状態まで圧入されれば、サブチャックによる把持を解除し、メインチャックによる通常の圧入作業を行う。そして、所定長の１本目の圧入杭の圧入が完了したら、サドルに対してマストを前進させてメインチャックを次の２本目の圧入杭の圧入位置へ移動させ、上述した手順により当該２本目の圧入杭を圧入する。このように本発明では、隣接して圧入される複数本の圧入杭をサドルのクランプ位置を変えずに連続して施工することができる。
従って、本発明では、高天端施工の場合や、上空制限がある場合などでクレーンの高さや定格荷重などのクレーン能力を確保できない施工現場であっても、安定した姿勢で圧入を行うことができる。

また、圧入装置の重量を上昇させる支持力が得られる状態まで前記２本目の圧入杭を圧入した段階で、クランプを既設杭から解放し、マストに対して上昇位置にあるメインチャックで圧入杭の上方を把持する。そして、マストをサドルと共に上昇させ、さらにマストに対してサドルを前進させた後に、マストをサドルと共に下降させ、クランプを既設杭に保持させることで、圧入装置を順次、前進させて圧入を行うことができる。

さらに、本発明では、サブチャックフレームがマストに固定され、かつメインチャックフレームの移動範囲を上下方向に外れた位置で前方に延びて配置されているので、マストに対して相対的に上下移動するメインチャックフレームがサブチャックフレームに干渉することを防止できる。

また、本発明に係る圧入装置において、前記クランプは反力杭の天端に当接する当接部を有し、前記サブチャックフレームは、前記当接部よりも上方に位置することが好ましい。

この場合には、当接部を反力杭の天端に当接させてクランプを保持させた状態で、マストに固定されるサブチャックフレームが前記当接部よりも上方に位置するため、圧入杭の圧入時に既設杭の上端にサブチャックフレームが干渉することを防ぐことができる。

また、本発明に係る圧入装置は、前記メインチャックの周囲に配されるステージと、前記マストに取り付けられて前記ステージを前記当接部よりも上方の高さまで昇降させることが可能な昇降部と、を備えるようにしてもよい。

本発明では、ステージを昇降部の駆動により昇降させることで、作業状況に合わせてメインチャックおよびサブチャックの周囲にステージを移動させて配置することができる。
また、ステージは、上下移動するメインチャックフレームやマストに固定されているサブチャックフレームに干渉しない任意の位置でマストに取り付けることができる。

また、本発明に係る圧入装置において、前記ステージは、前記サブチャックフレームに設けられていてもよい。

この場合、既存の圧入装置のマストに対してサブチャックフレームを固定することでステージも同時に設けることができるので、サブチャックフレームとは別にステージをマストに固定する必要がなくなり、簡単な構成になる利点がある。
また、ステージの昇降部をサブチャックフレームに取り付ければ、ステージを上下させることができ、作業状況に対応できる。

また、本発明に係る圧入装置は、前記サブチャックフレームの後端には、上下方向に延在するガイドが立設され、前記ガイドの上端が前記マストに着脱可能に固定されていることが好ましい。

この場合には、ガイドを介してサブチャックフレームをマストに着脱可能に固定することができ、ガイドの長さを調整することでサブチャックフレームの高さ位置を上下移動するメインチャックフレームに干渉しない位置に設定することができる。

本発明の圧入装置およびサブチャック付サブチャックフレームによれば、クレーンに使用制限がある場合であっても、安定した姿勢で精度よく、かつ連続的に圧入杭の圧入・引抜きを行うことができる。

本発明の実施の形態による圧入装置の構成を示す側面図である。 図１に示す圧入装置を上方から見た平面図であって、メインチャックフレームを水平断面視した図である。 図１に示す圧入装置を上方から見た平面図であって、メインチャックフレームを省略した図である。 図１に示す圧入装置を前方から見た正面図である。 マストに取り付けられているサブチャックフレームとサブチャックの構成を示す平面図である。 サブチャックの構成を示す平面図であって、圧入杭に対する把持が解放された状態の図である。 サブチャックの構成を示す平面図であって、圧入杭に対して把持された状態の図である。 （ａ）、（ｂ）は、圧入装置による圧入杭の下降工程を示す図である。 （ａ）、（ｂ）は、図８（ｂ）に続く圧入杭の下降工程を示す図である。 （ａ）、（ｂ）は、図９（ｂ）に続く圧入杭の下降工程を示す図である。 （ａ）、（ｂ）は、図１０（ｂ）に続く圧入杭の下降工程を示す図である。 （ａ）、（ｂ）は、圧入装置の自走工程を示す図である。 （ａ）、（ｂ）は、図１２（ｂ）に続く自走工程を示す図である。 （ａ）、（ｂ）は、圧入装置による圧入杭の打ち下げ工程を示す図である。 他の実施の形態による圧入装置の構成を示す側面図である。

以下、本発明の実施の形態による圧入装置およびサブチャック付サブチャックフレームについて、図面に基づいて説明する。

図１乃至図３に示すように、本実施の形態による圧入装置１は、既設杭２Ｂ（反力杭）に反力をとって所定長さの鋼管杭からなる圧入杭２Ａを所定位置に圧入するものである。ここでは、例えば複数の杭２、２、…を一方向に配列して打設される護岸工事、あるいは擁壁工事に適用される。圧入装置１で圧入される圧入杭２Ａは、圧入装置１の近傍に移動可能に設置されているクレーン（図示省略）によって吊り下げられている。
なお、以下の説明では、杭２において、圧入装置１で圧入する杭を符号２Ａを用いて圧入杭とし、既設の杭を符号２Ｂを用いて既設杭とし、後述するクランプ５０により把持される既設杭２Ｂを反力杭という。

圧入装置１は、圧入杭２Ａ（２）を着脱可能に把持するメインチャック３と、メインチャック３が取り付けられたメインチャックフレーム３Ａと、メインチャックフレーム３Ａを相対的に上下移動可能に支持するマスト４と、マスト４を相対的に前後移動可能に支持するとともに、既設杭２Ｂを着脱可能に保持するクランプ５０を有するサドル５と、マスト４からメインチャックフレーム３Ａの移動範囲を上下方向Ｙに外れた位置で前方に延びるサブチャックフレーム６Ａと、サブチャックフレーム６Ａに取り付けられて圧入杭２Ａを着脱可能に把持可能なサブチャック６と、を備えている。
そして、圧入装置１には、メインチャック３およびサブチャック６の周囲に作業員が行き来できるステージ装置７が設けられている。

ここで、圧入装置１において、サドル５に対してスライド自在に支持されるマスト４の移動方向を前後方向Ｘ１といい、水平面内における前後方向Ｘ１に直交する方向を左右方向Ｘ２という。また、前後方向Ｘ１において、メインチャック３で圧入杭２Ａを圧入する側を前方、前側といい、サドル５側を後方、後側という。
さらに、以下では、メインチャック３およびサブチャック６で把持した圧入杭２Ａの中心軸をチャック軸Ｏといい、このチャック軸Ｏに沿った方向を上下方向Ｙという。また、チャック軸Ｏ方向から見た平面視において、チャック軸Ｏに直交する方向を径方向といい、チャック軸Ｏ回りに周回する方向を周方向という。

サドル５は、マスト４を前後方向Ｘ１に相対移動可能に支持している。つまり、マスト４は、サドル５に対して前後方向Ｘ１に移動自在となっている。そのため、圧入装置１は、前述した相対移動により、複数が配列される既設杭２Ｂ上をその配列方向に沿って移動（自走）するようになっている。

サドル５は、図１に示すように、サドル本体５１と、サドル本体５１から垂下する複数（ここでは２つ）のクランプ５０と、を有している。サドル本体５１の内部には、マスト４が前後方向Ｘ１に沿って摺動可能に係合する案内部（図示省略）を有している。
クランプ５０は、既設杭２Ｂの上端２ａの内側に挿入された状態で、図示しない油圧シリンダによって既設杭２Ｂを内側から保持および解放するように構成され、既設杭２（反力杭）の天端（上端２ａ）に当接する当接部５０ａを有している。

このような構成の圧入装置１が自走する場合は、杭列先端に位置する圧入された既設杭２Ｂに連続して新たな圧入杭２Ａを圧入していく。圧入が完了した状態で、メインチャック３が圧入杭２Ａを挟持した状態でクランプ５０を解放して、サドル５とマスト４をメインチャックフレーム３Ａに対して上昇させた後、サドル５をマスト４に沿って杭１本分の所定長だけ前進させる。そして、サドル５とマスト４を下降させてクランプ５０により既設杭２Ｂを保持し、その後、メインチャックフレーム３Ａを下降させて圧入杭２Ａを完全に圧入する。このような作動を順次繰り返すことにより杭１本分ずつ既設杭２Ｂの列上を前進させることができる。
なお、圧入装置１の自走のタイミングは、圧入杭２Ａが支持地盤に到達した完了時であることに限定されず、例えば圧入途中のタイミングであってもかまわない。要は、圧入装置１が自沈しない程度の支持力を圧入杭２Ａにもたせることができる状態のタイミングであれば、圧入装置１を自走させることができる。

マスト４は、サドル本体５１の前記案内部に対して前後方向Ｘ１に摺動自在に係合している。マスト４は、サドル本体５１上に設けられる板状のスライドフレーム４１と、スライドフレーム４１上に回転部４３を介して設けられるマストベース部４２と、マストベース部４２の前端に設けられる上下レール部４０と、を備えている。マストベース部４２は、回転部４３の上下方向Ｙを中心とした回転軸Ｃ回りに周回可能に設けられている。
上下レール部４０は、上下方向Ｙに延在し、上下レール部４０の前側においてメインチャック３を備えたメインチャックフレーム３Ａが上下移動自在に嵌合されている。
マスト４の下端には、左右方向Ｘ２の両側から前方に向けて突出するマストアーム部４４、４４（図３参照）が設けられている。マストアーム部４４、４４には、サブチャックフレーム６Ａが着脱可能に装着される図示しない貫通孔を有する装着ブラケット４５が設けられている。

メインチャックフレーム３Ａは、図２に示すように、圧入杭２Ａを上下方向Ｙに挿通可能な第１挿通孔（図示省略）を形成して枠組みされ、内側にメインチャック３を備えている。メインチャックフレーム３Ａには、マスト４の一対のマストアーム部４４のそれぞれにシリンダ先端を固定された昇降シリンダ３２（図４参照）と、昇降シリンダ３２の伸縮によって上下レール部４０に沿って上下方向Ｙに摺動自在に嵌合するガイド部３１と、を有している。

一対の昇降シリンダ３２は、図１に示すように、ロッドの伸縮方向を上下方向Ｙに向けて配置され、ロッド先端がマストアーム部４４の突出端に固定されている。そのため、昇降シリンダ３２のロッドを伸張された状態から収縮させると、昇降シリンダ３２を介してメインチャックフレーム３Ａ（メインチャック３）が下方に移動する、すなわちメインチャック３で把持される圧入杭２Ａを下方に向けて圧入する方向に移動させることができる。一方、昇降シリンダ３２のロッドを収縮させた状態から伸張させると、昇降シリンダ３２を介してメインチャックフレーム３Ａ（メインチャック３）が上方に移動する、すなわちメインチャック３で圧入杭２Ａを解放したメインチャックフレーム３Ａを上方で移動させることができる。
また、メインチャックフレーム３Ａの内部には、圧入杭２Ａのストロークを検知するストロークセンサ（図示省略）が設けられている。

メインチャック３は、図２に示すように、メインチャックフレーム３Ａ内に固定され、圧入杭２Ａを掴む部分である。メインチャック３は、メインチャックフレーム３Ａ内に固定的に設けられた固定保持部３４と、固定保持部３４に対向して配置され、油圧シリンダ３３の駆動によって固定保持部３４に向かって伸長可能な可動保持部３５と、を備えている。固定保持部３４と可動保持部３５は、それぞれの対向面が圧入杭２Ａの外周面に沿う形状に形成されている。メインチャック３では、固定保持部３４と可動保持部３５により圧入杭２Ａを外周側から押圧することにより挟持し、この挟持した状態のまま昇降シリンダ３２によってメインチャックフレーム３Ａを上下レール部４０に沿って下降させることで圧入杭２Ａが圧入される。

サブチャックフレーム６Ａは、図１に示すように、クランプ５０の当接部５０ａよりも上方に位置し、圧入杭２Ａを上下方向Ｙに挿通可能な第２挿通孔（図示省略）を形成して枠組みされており、マスト４に設けられる一対のマストアーム部４４の先端から下方に向けて延びるガイド６１の下端６１ａに固定され、この下端６１ａから前方に向けて突出している。サブチャックフレーム６Ａは、メインチャックフレーム３Ａの下方に間隔をあけた位置で、メインチャックフレーム３Ａに対してチャック軸Ｏ上に同軸となる位置に配置されている。そして、サブチャックフレーム６Ａの内側には、サブチャック６が介装されている。
各ガイド６１の上端には、貫通孔を有するプレートが固定されている。そして、プレートと装着ブラケット４５の貫通孔同士を合わせてピンを挿通させることで連結されている。なお、上述したピンに代えてボルトにより連結するようにしてもよい。

サブチャック６は、図５に示すように、第２挿通孔の内周に沿うようにしてサブチャックフレーム６Ａに固定され、メインチャック３よりも下方の位置で圧入杭２Ａを外周側から挟持して掴む部分である。サブチャック６は、図６および図７に示すように、周方向に複数（ここでは３分割）に分割された円弧状のリングバンド６２（６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃ）と、周方向に隣り合うリングバンド６２、６２の端部６２ａ、６２ａ同士を連結して各リングバンド６２を径方向に移動させるためのチャックシリンダ６３と、を備えている。周方向に沿って配置される３つのリングバンド６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃは、環状を形成するように設けられ、その内周側に圧入杭２Ａが挿通可能となっている。リングバンド６２の内周部６２ｂを圧入杭２Ａの外周面に対して径方向の外側から押圧することで圧入杭２Ａが挟持される。
また、リングバンド６２には、圧入杭２Ａの接触側となる内周面に複数の係止爪（図示省略）が固定されている。

チャックシリンダ６３は、隣り合うリングバンド６２、６２同士の間で、リングバンドの接線方向にロッドの伸縮方向を向けた状態で設けられ、シリンダの一端が一方のリングバンド６２に支持され、シリンダの他端が他方のリングバンド６２に支持されている。３つのチャックシリンダ６３は、同時に伸縮することで各リングバンド６２、６２同士の間隔を開閉するようになっている。
チャックシリンダ６３の収縮動作により各リングバンド６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃが閉動して圧入杭２Ａを把持し、チャックシリンダ６３の伸張動作により各リングバンド６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃが開動して圧入杭２Ａを解放するようになっている。

また、メインチャック３とサブチャック６は、圧入杭２Ａの圧入動作時には、必ずメインチャック３およびサブチャック６のうち少なくとも一方によって圧入杭２Ａが把持されるように制御されることが好ましい。

図４に示すように、ステージ装置７は、メインチャック３の周囲に配されるステージ７１と、ステージ７１をクランプ５０の当接部５０ａの高さよりも上方まで昇降させることが可能にマスト４（図３参照）の左右方向Ｘ２の両側に取り付けられる一対の昇降ジャッキ７２、７２（昇降部）と、を備えている。
昇降ジャッキ７２は、マスト４の左右方向Ｘ２の両側でサブチャックフレーム６Ａに干渉しない位置に取り付けられている。ステージ７１は、昇降ジャッキ７２の下端に固定され、メインチャックフレーム３Ａおよびサブチャックフレーム６Ａの外周側を囲うように配置されている。

ここで、図４は、昇降ジャッキ７２が伸張してステージ７１が最も下がった下降位置に配置されている状態を示している。なお、昇降ジャッキ７２によって上下方向Ｙに移動するステージ７１の移動範囲は、上昇位置でメインチャックフレーム３Ａ（メインチャック３）に対して作業員が届く位置から、下降位置でサブチャックフレーム６Ａ（サブチャック６）に対して作業員が届く位置までとされる。具体的にステージ７１の下降位置は、圧入が完了した圧入杭２Ａ（既設杭２Ｂ）の上端２ａよりも下方の位置となっている。

次に、上述した圧入装置１により圧入杭２Ａを地盤に圧入して矢板壁を形成する施工方法について、図面に基づいて説明する。なお、図８〜図１１において、符号ＯＰはメインチャック３およびサブチャック６による把持の解放を示しており、符号ＣＬは同じく把持の挟持を示している。

図８（ａ）に示すように、本実施の形態の圧入装置１では、既設杭２Ｂをクランプ５０により掴んだ状態で、１本の圧入杭２Ａ（図８（ａ）に示す符号２Ｃ）の圧入が完了した後に、その符号２Ｃに示す既設杭の前方に新たに圧入杭２Ａを圧入する。先ず、クランプ５０で既設杭２Ｂに固定されたサドル５に対してマスト４を前進させ、メインチャック３のチャック軸Ｏが次に圧入される圧入杭２Ａの中心軸に一致するようにセットする。
その後、圧入杭２Ａをメインチャックフレーム３Ａの上述した第１挿通孔に挿通させて、上昇位置Ｐ１のメインチャック３で圧入杭２Ａの所定高さの位置で把持（符号ＣＬ）して圧入準備が完了となる。このとき、サブチャック６は圧入杭２Ａに対して解放（符号ＯＰ）した状態である。

次に、図８（ｂ）に示すように、メインチャック３（メインチャックフレーム３Ａ）を昇降シリンダ３２を収縮させて上下レール部４０に沿って下降させることで、圧入杭２Ａを下降させる。
そして、メインチャック３の１回のストローク量による圧入が完了して下降位置Ｐ２に達したら、図９（ａ）に示すように、サブチャック６で圧入杭２Ａを外周側から把持し、続いて図９（ｂ）に示すように、メインチャック３による把持を解放し、サブチャック６のみで圧入杭２Ａを把持した状態にする。

次に、図１０（ａ）に示すように、昇降シリンダ３２を伸張動作させることにより、解放されたメインチャック３とともにメインチャックフレーム３Ａを上下レール部４０に沿って下降位置Ｐ２から上昇位置Ｐ１まで上昇させる。そして、メインチャックフレーム３Ａが上昇位置Ｐ１に到達したら、図１０（ｂ）に示すように、メインチャック３により圧入杭２Ａを把持する。

その後、図１１（ａ）に示すように、サブチャック６による把持を解放し、図１１（ｂ）に示すように、図８（ｂ）と同様に、メインチャック３（メインチャックフレーム３Ａ）を昇降シリンダ３２を収縮動作させて上下レール部４０に沿って下降させることで、圧入杭２Ａを下降させる。
圧入杭２Ａを地面まで下降させ、十分に支持力が得られる深さまで圧入杭２Ａが圧入されれば、サブチャック６による把持を常時開放した状態で、メインチャック３で圧入杭を把持し、メインチャック３（メインチャックフレーム３Ａ）を昇降シリンダ３２を収縮させて上下レール部４０に沿って下降させることで、圧入杭２Ａを地盤に圧入する。
次に、メインチャック３の１回のストローク量による圧入が完了して前記下降位置Ｐ２に達したら、メインチャック３による把持を解放し、昇降シリンダ３２を伸張動作させることにより、解放されたメインチャック３とともにメインチャックフレーム３Ａを上下レール部４０に沿って前記下降位置Ｐ２から前記上昇位置Ｐ１まで上昇させる。
次に、メインチャックフレーム３Ａが前記上昇位置Ｐ１に到達したら、メインチャック３により圧入杭２Ａを把持する。
そして、以上の動作を繰り返し行うことにより、順次、圧入杭２Ａを圧入していき、最終的に圧入杭２Ａを予め決められた深さまで圧入する。

次に、圧入装置１の自走方法、すなわち前進方法について図面を用いて説明する。
先ず、図１２（ａ）に示すように、メインチャック３の上昇位置Ｐ１で圧入杭２Ａを把持する。このときサブチャック６による把持は解放されている。この状態から、図１２（ｂ）に示すように、昇降シリンダ３２を収縮動作させてメインチャックフレーム３Ａを上下レール部４０に対して相対的に上昇位置Ｐ１から下降位置Ｐ２に移動させ、マスト４をサドル５と共に上昇させる。このサドル５が上昇した状態において、一対のクランプ５０は既設杭２Ｂの上端２ａよりも上方となるように設定されている。

続いて、図１３（ａ）に示すように、マスト４のスライドフレーム４１に沿ってサドル５を前進させる。このとき前進するサドル５は、一対のクランプ５０のそれぞれが既設杭２に挿入可能となるように位置決めされる。また、サブチャックフレーム６Ａは、このとき前進させたサドル本体５１およびクランプ５０がサブチャックフレーム６Ａに干渉しないような位置となっている。

そして、図１３（ｂ）に示すように、マスト４をサドル５と共に下降させ、一対のクランプ５０をそれぞれ既設杭２Ｂの上端の内側に保持させた後、順次、圧入杭２Ａを圧入していき、最終的に圧入杭２Ａを予め決められた深さまで圧入する。

なお、図１４（ａ）に示すように、圧入杭２Ａの最後の圧入時（打ち下げ時）には、圧入杭２Ａの天端の位置がサブチャック６よりも下方となるので、圧入杭２Ａの上端部分をメインチャック３およびサブチャック６で把持することができない。そのため、最終段階の圧入にあたっては、圧入杭２Ａの上端２ａに着脱可能に連結される打下げ装置８を使用する。
打下げ装置８は、鋼管部材からなり、圧入杭２Ａと略同径の上筒部８１と、圧入した圧入杭２Ａの上端２ａの内側に嵌合する下筒部８２と、が上下に接続されている。

圧入杭２Ａの打ち下げの際には、図１４（ａ）に示すように、クレーンで吊った打下げ装置８の下筒部８２を圧入杭２Ａの上端２ａの内側に嵌合させ、上筒部８１が圧入杭２Ａの上端２ａに載置した状態にする。続いて、図１４（ｂ）に示すように、上筒部８１を上昇位置Ｐ１のメインチャック３で把持し、サブチャック６は上筒部８１に対して解放した状態で、メインチャックフレーム３Ａ（メインチャック３）を下降させ上端２ａの位置が所定の高さになるまで打ち下げた後、打下げ装置８をクレーンで吊って引き上げて取り外す。これによりメインチャック３およびサブチャック６はそれぞれ把持していない状態となる。次いで、図８（ａ）に示すように、既設杭２Ｂに保持されたサドル５に対してマスト４を前進移動させ、メインチャック３およびサブチャック６のチャック軸Ｏが次に圧入する圧入杭２Ａの中心に一致する位置にセットし、上述した手順により圧入を行うことができる。

本実施の形態では、図８〜図１１に示すように、サドル５に設けられたクランプ５０を既設杭２Ｂに保持させた状態で、メインチャック３で圧入杭２Ａを把持し、メインチャック３を上下レール部４０に沿って下降させることにより、圧入杭２Ａを圧入することができる。このとき、メインチャック３で所定の圧入ストロークだけ圧入杭２Ａを下降させた後、メインチャック３とは別に設けられるサブチャック６により圧入杭２Ａを把持するとともに、メインチャック３による把持を解除し、メインチャック３を上昇させて下降前の位置で再び圧入杭２Ａを保持する。そして、サブチャック６による把持を解除したら、メインチャック３を上下レール部４０に沿って下降させ、この繰り返しにより圧入杭２Ａを下降させることができる。圧入杭２Ａを地面まで下降させ、十分に支持力が得られる状態まで圧入した後、上述した圧入工程により順次、圧入杭２Ａを連続的に圧入することができる。

このような作業を繰り返すことで、１本分の圧入杭２Ａの圧入を行う。そして、所定長の１本目の圧入杭２Ａの圧入が完了したら、サドル５に対してマスト４を前進させてメインチャック３を次の２本目の圧入杭２Ａの圧入位置へ移動させ、上述した手順により当該２本目の圧入杭２Ａを圧入する。
このように本実施の形態では、隣接して圧入される複数本の圧入杭２Ａをサドル５のクランプ５０の位置を変えずに連続して施工することができる。

また、圧入装置の重量を上昇させる支持力が得られる状態まで前記２本目の圧入杭を圧入した段階で、クランプ５０を既設杭から解放し、上下レール部４０に対して上昇位置Ｐ１にあるメインチャック３で圧入杭２Ａの上方を把持する。そして、マスト４をサドル５と共に上昇させ、さらにマスト４に対してサドル５を前進させた後に、マスト４をサドル５と共に下降させ、クランプ５０を既設杭２Ｂに保持させることで、圧入装置１を順次、前進させて圧入を行うことができる。

また、本実施の形態では、地面から高い位置に圧入杭２Ａの上端が位置するような高天端施工の場合や、上空制限がある場合などでクレーンの高さや定格荷重などのクレーン能力を確保できない施工現場であっても、横振れを抑えて安定した姿勢で圧入を行うことができる。

さらに、本実施の形態では、サブチャックフレーム６Ａがマスト４に固定され、かつメインチャックフレーム３Ａの移動範囲を上下方向に外れた位置で前方に延びて配置されているので、上下レール部４０に対して相対的に上下移動するメインチャックフレーム３Ａがサブチャックフレーム６Ａに干渉することを防止することができる。

また、本実施の形態では、図１に示すように、クランプ５０の当接部５０ａを既設杭２Ｂの上端２ａに当接させてクランプ５０を保持させた状態で、マスト４に固定されるサブチャックフレーム６Ａが前記当接部５０ａよりも上方に位置するため、圧入杭２Ａの圧入時に既設杭２Ｂの上端２ａにサブチャックフレーム６Ａが干渉することを防ぐことができる。

また、本実施の形態では、ステージ７１を昇降ジャッキ７２の駆動により昇降させることで、作業状況に合わせてメインチャック３およびサブチャック６の周囲にステージ７１を移動させて配置することができる。
また、ステージ７１は、上下移動するメインチャックフレーム３Ａやマスト４に固定されているサブチャックフレーム６Ａに干渉しない任意の位置でマスト４に取り付けることができる。

さらに、本実施の形態では、ガイド６１を介してサブチャックフレーム６Ａをマスト４に着脱可能に固定することができる。そのため、ガイド６１の長さを調整することでサブチャックフレーム６Ａの高さ位置を上下移動するメインチャックフレーム３Ａに干渉しない位置に設定することができる。

上述のように本実施の形態による圧入装置およびサブチャック付サブチャックフレームでは、クレーンに使用制限がある場合であっても、安定した姿勢で精度よく、かつ連続的に圧入杭２Ａを圧入することができる。

以上、本発明による圧入装置およびサブチャック付サブチャックフレームの実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

例えば、本実施の形態では、圧入装置１の他にクレーンを設置して、圧入杭２Ａや打下げ装置８を吊り下げてメインチャックフレーム３Ａ内に対して配置したり、取り出す作業を行っているが、このような施工に限定されることはない。例えば、図１５に示すような他の実施の形態のように、マスト４の上部に専用のクレーン装置１０が設けられた圧入装置１Ａを用いることも可能である。この場合、圧入装置１Ａの上方に橋梁などの障害物Ｔがある場合に好適である。
圧入装置１Ａのクレーン装置１０は、例えばクリアパイラーＣＬ７０（株式会社技研製作所製）などと同等のクレーンであって、長さ方向に伸縮可能な一対のブーム１１が回転部１３を介してマスト４の後端側の上面に支持されている。回転部１３は上下方向Ｙを中心に回転可能であり、これによりブーム１１が回転部１３回りに旋回することができる。また、各ブーム１１には伸縮ジャッキ１２が設けられ、伸縮ジャッキ１２の駆動によってブーム１１は伸縮自在に構成されている。このように構成されるクレーン装置１０では、一対のブーム１１の先端からワイヤで圧入杭２Ａの側面を吊ることが可能であるので、吊り代を小さくすることができ、上部障害Ｔがあるような上空制限が厳しい施工に好適に採用することができる。

また、上述した実施の形態では、ステージ装置７がマスト４に固定された構成としているが、このような構成に限定されることはなく、ステージをサブチャックフレーム６Ａに直接、取り付ける構成としても良い。さらに、サブチャックフレーム６Ａに昇降装置を備える構成とすることで、ステージも同時に上下移動させることができる。
この場合、既存の圧入装置のマスト４に対してサブチャックフレーム６Ａを固定することでステージも同時に設けることができるので、サブチャックフレーム６Ａとは別にステージをマスト４に固定する必要がなくなり、簡単な構成になる利点がある。
また、ステージの昇降部をサブチャックフレームに取り付ければ、ステージを上下させることができ、作業状況に対応できる。

さらに、上述した実施の形態では、メインチャックフレーム３Ａ（メインチャック３）の下方にサブチャックフレーム６Ａ（サブチャック６）を設けているが、サブチャック６をメインチャック３の上方に配置するようにしてもよい。要は、チャック軸Ｏに沿って上下方向に設けられ、かつチャック軸Ｏに同軸に配置されるメインチャック３とサブチャックで交互に圧入杭２Ａを把持することが可能な構成であって、かつサブチャックフレーム６Ａの位置がマスト４からメインチャックフレーム３Ａの移動範囲を上下方向に外れた位置であればよい。

さらにまた、本発明の圧入装置で圧入される杭としては、上述した実施の形態のように鋼管杭であることに制限されることはなく、他の鋼矢板、鋼管矢板、Ｈ型矢板、Ｚ型矢板、直線型矢板、コンクリート矢板等や他の矢板以外の杭にも適用することが可能である。

また、本実施の形態では、圧入杭２Ａの圧入を適用対象としているが、上述した圧入装置１を使用して引き抜きを行う施工にも適用することもできる。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。

１、１Ａ 圧入装置
２ 杭
２Ａ 圧入杭
２Ｂ 既設杭
３ メインチャック
３Ａ メインチャックフレーム
４ マスト
５ サドル
６ サブチャック
６Ａ サブチャックフレーム
７ ステージ装置
８ 打下げ装置
１０ クレーン装置
３１ ガイド部
３２ 昇降シリンダ
４０ 上下レール部
４１ スライドフレーム
４２ マストベース部
４４ マストアーム部
４５ 装着ブラケット
５０ クランプ
５０ａ 当接部
６１ ガイド
６２、６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃ リングバンド
７１ ステージ
７２ 昇降ジャッキ（昇降部）
Ｘ１ 前後方向
Ｘ２ 左右方向
Ｙ 上下方向
Ｏ チャック軸

Claims (6)

1. 圧入杭を着脱可能に把持するメインチャックと、
   前記メインチャックが取り付けられたメインチャックフレームと、
   前記メインチャックフレームを相対的に上下移動可能に支持するマストと、
   前記マストを相対的に前後移動可能に支持するとともに、反力杭を着脱可能に保持するクランプを有するサドルと、
   前記マストから、前記メインチャックフレームの移動範囲を上下方向に外れた位置で前方に延びるサブチャックフレームと、
   前記サブチャックフレームに取り付けられて圧入杭を着脱可能に把持可能なサブチャックと、
   を備えることを特徴とする圧入装置。
2. 前記クランプは反力杭の天端に当接する当接部を有し、
   前記サブチャックフレームは、前記当接部よりも上方に位置することを特徴とする請求項１に記載の圧入装置。
3. 前記メインチャックの周囲に配されるステージと、
   前記マストに取り付けられて前記ステージを前記当接部よりも上方の高さまで昇降させることが可能な昇降部と、
   を備えることを特徴とする請求項２に記載の圧入装置。
4. 前記ステージは、前記サブチャックフレームに設けられていることを特徴とする請求項３に記載の圧入装置。
5. 前記サブチャックフレームの後端には、上下方向に延在するガイドが立設され、
   前記ガイドの上端が前記マストに着脱可能に固定されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の圧入装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載のサブチャックを備えていることを特徴とするサブチャック付サブチャックフレーム。

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