JP2017089327A - バイブロハンマの把持装置及び鋼管杭の施工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】鋼管の管内のみから押圧力を及ぼして鋼管を把持可能なバイブロハンマの把持装置及びこれを用いた鋼管杭の施工方法を提供する。【解決手段】鋼管Ｐの内面に押圧力を付加して該鋼管Ｐを把持するための、バイブロハンマＶＨの把持装置であって、押圧力による鋼管の変形及び座屈を生じない位置にて、エアにより弾性変形することにより該鋼管の内面に対し押圧力を付加する押圧ラバー部２２を有する。押圧ラバー部が、内側の中空のラバーチューブ２２ａと、外側の中実のラバーバンド２２ｂとを重ねた二重構造又はいずれかのみの一重構造である。バイブロハンマの起振力を上方から伝達されかつ上下方向に沿って連結された１又は複数のチャックユニットを具備し、チャックユニットの筐体２１は筒体部２１ａを具備し、押圧ラバー部は、筒体部の外周面上に配置されかつ筒体部の内部空間を通してエアを給排気される。【選択図】図１

Description

本発明は、バイブロハンマ工法において円筒形又は角筒形の鋼管（鋼管杭）を打込み又は引抜きするために把持する把持装置及びこれを用いた鋼管杭の施工方法に関する（以下、「鋼管」は鋼管杭の意味で用いる）。

バイブロハンマの一般的な把持装置により鋼管を直接把持する場合、特許文献１に記載のように、把持装置のチャックに備わる固定爪と可動爪を天端から差し込み管壁を挟持する機構が周知である。

鋼管内径が小さいために一般的な把持装置の設置が困難な場合は、鋼管天端にチャッキングプレートを溶接し、チャッキングプレートを把持装置のチャックにより把持する方法がある。また、特許文献２のように、管内に中子体を設置するとともに管外から内向きに押圧して把持する方式もある。中子体は、管外からの押圧力による管の変形を防止するためのものである。なお、本明細書での鋼管についての「変形」は、塑性変形の意味で用いる。

従来は、鋼管の内面及び外面のいずれかに対し押圧力を及ぼして鋼管を把持しようとする場合、鋼管の端部近傍が押圧力によって変形し易いことから、特許文献２のように変形防止策を講じていた。他の例として、特許文献３には、中空杭を外周から把持すると共に、把持した箇所を中空杭の内周から押圧することにより中空杭を把持する方法が開示されている。特許文献４には、管状杭の天端近傍にて管内押圧手段により外方に押圧力を及ぼすと共に管外押圧手段により内方に押圧力を及ぼすことにより管状杭を把持する方法が開示されている。

特開２０１２−１１２２２４号公報 特開平６−２５７１５０号公報 特開昭５７−８１５２９号公報 特開２０１４−８４６４１号公報

バイブロハンマの一般的な把持装置では、鋼管内径が小さい場合に限らず、諸処の事情により鋼管を把持できない場合がある。また、一般的な把持装置により把持できない場合においてチャッキングプレートを溶接できない場合（例えば引き抜いた鋼管を他の現場に転用する場合等）もある。そのような場合、鋼管の管内から外方に押圧力を付加して突っ張り力により鋼管を把持しなければならないが、鋼管の変形や座屈を防止するための対抗力を管外に設けることが困難な場合がある。例えば、鋼管が地中に打ち込まれている場合、鋼管の外側に他の構造物が近接している場合、あるいは、水底に鋼管を打ち抜き施工する場合などがある。

そして、鋼管の管内のみからの押圧力によって鋼管を把持する場合は、鋼管の変形や座屈を生じ易い天端又は下端の近傍を避け、例えば全長の中間部で鋼管を把持する必要がある。しかしながら、現状のバイブロハンマにおける把持装置は、専ら鋼管の天端近傍を把持するものであり、鋼管の天端以外の位置にて管内のみから押圧力を付加して確実に鋼管を把持可能でありかつ作業効率のよい技術は、未だ確立されていない。

上記の問題点に鑑み、本発明は、バイブロハンマにおける鋼管の把持装置であって、鋼管の変形や座屈を生じない位置にて管内のみから押圧力を付加して確実に鋼管を把持可能でありかつ作業効率のよい把持装置及びこれを用いた鋼管杭の施工方法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。

本発明の態様は、鋼管（Ｐ）の内面に押圧力を付加して該鋼管（Ｐ）を把持するための、バイブロハンマ（ＶＨ）の把持装置（１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ）であって、押圧力による鋼管（Ｐ）の変形及び座屈を生じない位置にて、エアにより弾性変形することにより該鋼管（Ｐ）の内面に対し押圧力を付加する押圧ラバー部（２２）を有することを特徴とする。

上記態様において、前記押圧ラバー部（２２）が、内側の中空のラバーチューブ（２２ａ）と、外側の中実のラバーバンド（２２ｂ）とを重ねた二重構造であることを特徴とすることが、好適である。

上記態様において、前記押圧ラバー部（２２）が、中実のラバーバンド（２２ｂ）のみ又は中空のラバーチューブ（２２ａ）のみからなる一重構造であることが、好適である。

上記態様において、前記バイブロハンマ（ＶＨ）の起振力を上方から伝達されかつ上下方向に沿って連結された１又は複数のチャックユニット（２Ａ、２Ｂ、２Ｄ、２Ｅ）を具備し、前記チャックユニット（２Ａ、２Ｂ、２Ｄ、２Ｅ）の筐体（２１）が筒体部（２１ａ）を具備し、前記押圧ラバー部（２２）は、該筒体部（２１ａ）の外周面上に配置されかつ該筒体部（２１ａ）の内部空間を通してエアを供給されることが、好適である。

上記態様において、前記バイブロハンマ（ＶＨ）の起振力を前記１又は複数のチャックユニット（２Ａ、２Ｂ、２Ｄ、２Ｅ）に伝達するために、該バイブロハンマ（ＶＨ）の起振機（２０）と該１又は複数のチャックユニット（２Ａ、２Ｂ、２Ｄ、２Ｅ）の間に連結部材（６、３）を有することが、好適である。

上記態様において、２以上の前記チャックユニット（２Ａ、２Ｂ、２Ｄ、２Ｅ）を連結する場合、少なくとも１組の隣り合う２つの該チャックユニット（２Ａ、２Ｂ、２Ｄ、２Ｅ）の間に挿入されたスペーサ（５）を有することが、好適である。

上記態様において、押圧状態にある前記押圧ラバー部（２２）に対して上下方向の圧縮力を付加するための圧縮機構（９）を有することが、好適である。

本発明の別の態様は、上記いずれかの態様のバイブロハンマの把持装置を用いて鋼管を把持して該鋼管の打込み又は引抜きを行うことを特徴とする鋼管杭の施工方法である。

本発明による、バイブロハンマの把持装置は、エアにより弾性変形することにより鋼管の内面に対し押圧力を付加して鋼管を把持する押圧ラバー部を有する。これにより、鋼管の内面のみからの押圧力により鋼管を把持することができる。また、押圧ラバー部を適切な位置とすることにより、押圧力による鋼管の変形及び座屈を生じない。さらに、エアの供給と排気により把持と解放ができるので、作業性がよく効率的である。

押圧ラバー部の位置は、起振機との間に設けられる連結部材や、押圧ラバー部を具備するチャックユニット同士の間に設けられるスペーサにより自在に設定可能である。これにより、鋼管の変形や座屈を生じない位置に押圧力を付加することができる。

押圧ラバー部の位置を自在に設定可能であるので、鋼管における比較的下端に近い位置を把持でき、その位置に起振力を有効に伝達することができる。この結果、鋼管の打込みや引抜きが容易となる。特に、鋼管を引き抜く場合、土圧が最も大きい鋼管下端では押圧力による変形を生じないと考えられる。従って、鋼管の下端近傍の内面を把持することにより、その位置に起振力を有効に伝達することができる。

また、鋼管を引き抜く場合、シルト層や粘土層のように鋼管外面との粘着力（付着力）の強い粘性土が周囲に存在する位置において鋼管内面を押圧ラバー部により把持することにより、その位置に起振力を有効に伝達することができる。

図１は、本発明によるバイブロハンマの把持装置の第１の実施形態の一例を含む施工状況を概略的に示す側面（一部断面）図である。 図２は、図１の把持装置の主要部の概略的な拡大側断面図である。 図３（ａ）は、図２の押圧ラバー部の斜視図であり、（ｂ）は図２の一部をさらに拡大した、押圧ラバー部の収縮状態を示す図である。 図４は、本発明によるバイブロハンマの把持装置の第２の実施形態の一例を含む施工状況を概略的に示す側面図である。 図５は、図４の把持装置の主要部の概略的な拡大側断面図である。 図６は、本発明によるバイブロハンマの把持装置の第３の実施形態の一例を含む施工状況を概略的に示す側面図である。 図７は、図６の把持装置の主要部の概略的な拡大側断面図である。 図８は、本発明によるバイブロハンマの把持装置の第４の実施形態の主要部の概略的な側断面図である。 図９は、図８の部分拡大図であり、圧縮状態を示す図である。 図１０は、図８の第４の実施形態のチャックユニットの展開図である。 図１１（ａ）（ｂ）は、図８の第４の実施形態のチャックユニットの動作状態を示す部分斜視図である。 図１２は、本発明によるバイブロハンマの把持装置の第５の実施形態の主要部の概略的な即断面図である。 図１３（ａ）（ｂ）及び（ｃ）は、それぞれ押圧ラバー部の別の実施形態を示す図である。 図１４（ａ）（ｂ）（ｃ）は、チャックユニットのさらに別の実施形態を示す側断面図である。 図１５（ａ）（ｂ）は、押圧ラバー部のさらに別の実施形態を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。各実施形態の図面において、同じ構成要素又は類似の構成要素については同じ又は類似の符号を付している。なお、一般的に「把持」とは、物を両側から掴む意味で用いることが多いが、本明細書では、管状物の内面に押圧力を付加して突っ張り力により保持することを意味する。

以下では、本発明の把持装置を、主として円筒形の鋼管に適用する例に基づいて説明するが、本発明の把持装置は角筒形の鋼管にも適用可能である。さらに、本発明の把持装置を、水底における杭の引抜き施工に適用する例に基づいて説明するが、本発明の把持装置は、当然に杭の打込みにも適用可能であり、また陸上での施工にも適用可能である。なお、鋼管は傾斜施工される場合もあるが、本明細書では、鋼管の軸方向を「上下方向」と表現する。また、鋼管の軸に近い方を「内」と、遠い方を「外」と表現する。

（１）第１の実施形態
図１は、本発明によるバイブロハンマの把持装置の第１の実施形態の一例を含む施工状況を概略的に示す側面（一部断面）図である。図２は、図１の把持装置の主要部を鋼管Ｐと共に示した概略的な拡大側断面図である。

図１は、水底Ｂに打ち込まれている鋼管Ｐを引き抜く施工状況を示している。バイブロハンマＶＨは、水面Ｓの上方に設置された起振機２０と、その下面から下方に延びる把持装置１０Ａとを有する。把持装置１０Ａは、起振力を伝達するために起振機２０に連結された連結部材である延長ロッド部６と、延長ロッド部６の下端に取り付けられたラバーチャック部１Ａとを具備する。ラバーチャック部１Ａが鋼管Ｐを把持する機能を有する。

この例では、水中Ｗを介した施工になるので、起振機２０からラバーチャック部１Ａまで起振力を伝達する延長ロッド部６が必要である。陸上施工など、施工状況によって延長ロッド部６が不要な場合もある。一例として、延長ロッド部６は、起振機２０と連結するための起振機連結具６ｂと、ヤットコアダプタ６ａとから構成されている。ヤットコアダプタ６ａは、必要に応じて、適宜の長さのものを１又は複数個連結する。

ラバーチャック部１Ａは、ヤットコアダプタ６ａとの連結部材である最上段のチャックトップ３Ａと、その下に３段連結されたチャックユニット２Ａと、下端に連結されたチャックガイド４Ａとを備えている。チャックユニット２Ａは、径方向外向きに鋼管Ｐの内面に対し押圧力を付加しており、その摩擦力により鋼管Ｐを把持している。この押圧力を生じさせるためのエアを送り込むエアホースＡの下端が、ラバーチャック部１Ａの上端に取り付けられている。エア圧力は例えば７kg／ｃｍ^２を用いるが、この数値に限定はしない。上方からの起振力がチャックユニット２Ａに伝達されると、鋼管Ｐに起振力が付加される。これにより、鋼管Ｐと周囲地盤との静摩擦力が動摩擦力に転換され、鋼管Ｐを容易に引抜くことができる。

図２を参照して、図１の把持装置１０Ａにおけるラバーチャック部１Ａを詳細に説明する。ヤットコアダプタ６ａの支柱６１の下端に形成された外向きの連結用フランジ６２と、チャックトップ３Ａの上端に形成された外向きの連結用フランジ３２が、適宜の固定具７により連結されている（他の連結用フランジ同士の連結においても同様）。なお「フランジ」は環状平板を意味する。複数の固定具７が周方向に均等に配置されている。連結面にリング状のシール材８ａが介在することによりラバーチャック部１Ａの内部空間の気密性を維持する（他の連結用フランジ同士の連結においても同様）。エアホースＡの下端を取り付ける取付金具６３が連結用フランジ６２に設けられている。

チャックトップ３Ａは、剛体である上下に開口する中空の筒体部３１と、上端の外向きの連結用フランジ３２と、下端の内向きの連結用フランジ３３とを具備する。エアホースＡの下端は、チャックトップ３Ａの内部空間に開口している。なお、図２では、チャックトップ３Ａを一体部品として示しているが、気密性が確保できるならば複数の部品を組み合わせて構成してもよい。

チャックトップ３Ａの下には、３段のチャックユニット２Ａが連結されている。各段のチャックユニット２Ａは同じ構造であり、任意の段数を連結することができる。１段のチャックユニット２Ａの高さは、例えば２２０ｍｍ程度とする。

チャックユニット２Ａは、剛体である筐体２１を具備する。筐体２１は、上下に開口する中空の筒体部２１ａと、筒体部２１ａの上下端にそれぞれ形成された外向きのラバー支持フランジ２１ｂ及び内向きの連結用フランジ２１ｃとを具備する。本例では、鋼管Ｐが円筒形であるので、筒体部２１ａは円筒形である。連結用フランジ２１ｃは、チャックトップ３Ａ、別のチャックユニット２Ａ又はチャックガイド４Ａとの連結に用いられる。なお、図２では、チャックユニット２Ａの筐体２１を一体部品として示しているが、気密性が確保できるならば複数の部品を組み合わせて構成してもよい。

筐体２１の上下端のラバー支持フランジ２１ｂと筒体部２１ａの外周面に囲まれた環状空間に押圧ラバー部２２が収容されている。一例として、押圧ラバー部２２は、径方向内側に位置する中空で軟質のラバーチューブ２２ａと、径方向外側に位置する中実で硬質のラバーバンド２２ｂとを重ねた二重構造となっている。ラバーチューブ２２ａは、径方向内向きに設けられた少なくとも１つの給排気ノズル２２ｃを具備する。給排気ノズル２２ｃは、筒体部２１ａを貫通する給排気口２１ｄに挿通されて内部空間に開口している。給排気ノズル２２ｃを通して給排気が行われる。給排気ノズル２２ｃと給排気口２１ｄの間に滑り止めのシール材８ｂが設けられている。

図３（ａ）は、図２の押圧ラバー部２２の斜視図である。内側の軟質のラバーチューブ２２ａとして、エアにより十分に膨張する柔軟性と強度を兼ね備えたゴム弾性材料を選択する。外側の硬質のラバーバンド２２ｂとしては、軟質のラバーチューブ２２ａに比べて硬く特に耐摩耗性を有するゴム弾性材料を選択する。軟質ゴム弾性材料としては、例えば、タイヤチューブ等に用いられるブチルゴム等がある。硬質ゴム弾性材料としては、例えば、タイヤトレッド等に使用されるスチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、スチレンゴム等がある。これらの材料に限定するものではない。

なお、ラバーチューブ２２ａは、ドーナツ状の連続的なチューブでなくともよく、１本の袋体を筒体部に沿うように曲げたものでもよい。ラバーバンド２２ｂも、連続的な輪でなくともよく、１枚の板を曲げたものでもよい。ラバーチューブ２２ａとラバーバンド２２ｂの接触面は、単に当接した状態でもよく、あるいは、接着等により接合してもよい。

また、別の例として、ラバーチューブ２２ａ及びラバーバンド２２ｂはそれぞれ、周方向において複数個に分割されていてもよい。その場合、分割された各ラバーチューブ毎に給排気ノズル及び給排気口を設ける必要がある。

再び図２を参照すると、ラバーチャック部１Ａの下端には、チャックガイド４Ａが連結されている。チャックガイド４Ａは、上端の内向きの連結用フランジ４１ｂにより直ぐ上のチャックユニット２Ａと連結されている。チャックガイド４Ａは、ラバーチャック部１Ａを鋼管Ｐに上方から挿入する際のガイドとなる略円錐形のガイド部４１ａを有する。ガイド部４１ａには、水抜き用の水抜孔４１ｃが形成されているが、内部空間の気密性を維持する間は栓４２で閉鎖されている。なお、図２では、チャックガイド４Ａを一体部品として示しているが、気密性が確保できるならば複数の部品を組み合わせて構成してもよい。

以上のように、ラバーチャック部１Ａは、チャックトップ３Ａと、１又は複数段のチャックユニット２Ａと、チャックガイド４Ａとから構成されており、これらが径方向内向きの連結用フランジと固定具により上下方向に連結され、内部空間は互いに連通し、かつ外部に対して気密性が維持されている。エアホースＡから送り込まれたエアは、内部空間から押圧ラバー部２２の給排気ノズル２２ｃを通ってラバーチューブ２２ａ内に流入する。このエア圧力により、ラバーチューブ２２ａが全周に亘って弾性変形し膨張する。このラバーチューブ２２ａの膨張は、収容空間の唯一の開口である径方向外方に向かって行われる。この結果、ラバーバンド２２ｂも弾性変形により伸張（径が拡張）し、鋼管Ｐの内面に密着して押圧力を付加する。図２は、この押圧ラバー部２２の弾性変形した状態すなわち押圧状態を示している。

ラバーバンド２２ｂと鋼管Ｐの内面との摩擦力により、鋼管Ｐが把持固定される。この摩擦力は、起振力が伝達されたときも押圧ラバー部２２が滑ったり離脱したりしない大きさでなければならない。押圧力の大きさは、起振力の２倍程度とすることが好ましい。

ここで、ラバーチャック部１Ａの鋼管Ｐに対する適切な位置は、押圧ラバー部２２の押圧力により鋼管Ｐが変形や座屈を生じない位置である。従って、１段目のチャックユニット２Ａは、押圧力により変形や座屈を生じる可能性がある天端近傍領域よりも下方に配置しなければならない。鋼管Ｐにおいて、押圧力により変形や座屈を生じる領域は、押圧力の大きさと、鋼管Ｐの管径、板厚、土中の鋼管長さ等に基づく力学的演算により決定される。大まかな目安としては、例えば、鋼管Ｐの天端から、管径の２．５〜３．０倍に相当する長さ範囲には、チャックユニット２Ａを配置しないようにする。チャックユニット２Ａの位置は、連結部材であるヤットコアダプタ６ａ及び／又はチャックトップ３Ａの長さを適切に調整することで設定可能である。

さらに、エアホースＡから排気することにより、ラバーチューブ２２ａ内のエアも排気され、押圧ラバー部２２は収縮する。図３（ｂ）の部分拡大図は、押圧ラバー部２２が収縮状態にあるときを示している。ラバーチャック部１Ａを鋼管Ｐに挿入する際（鋼管Ｐを把持していないとき）は、押圧ラバー部２２は収縮状態となっており、ラバーバンド２２ｂと鋼管Ｐの内面との間には隙間がある。

（２）第２の実施形態
図４は、本発明によるバイブロハンマの把持装置の第２の実施形態の一例を含む施工状況を概略的に示す側面（一部断面）図である。図５は、図４の把持装置の主要部を鋼管Ｐと共に示した概略的な拡大側断面図である。

図４は、図１に示した第１の実施形態と同様に、水底Ｂに打ち込まれている鋼管Ｐを引き抜く施工状況を示している。バイブロハンマＶＨは、水面Ｓの上方に設置された起振機２０と、その下面から下方に延びる把持装置１０Ｂとを有する。把持装置１０Ｂは、延長ロッド部６と、ラバーチャック部１Ｂとから構成される。把持装置１０Ｂにおける第１の実施形態と同じ構成要素については、説明を省略する。第２の実施形態では、把持装置１０Ｂのラバーチャック部１Ｂが、第１の実施形態のラバーチャック部１Ａとは異なる。

図５を参照して、図４の把持装置１０Ｂにおけるラバーチャック部１Ｂを詳細に説明する。ヤットコアダプタ６ａの下端に連結されたチャックトップ３Ｂは、筒体部３１の下端の連結用フランジ３２が外向きに形成されている点が、第１の実施形態と異なる。

チャックトップ３Ｂの下には、２段のチャックユニット２Ｂが連結されている。各段のチャックユニット２Ｂは同じ構造であり、任意の段数を連結することができる。

チャックユニット２Ｂは、剛体である筐体２１を具備する。筐体２１は、上下に開口する中空の筒体部２１ａと、筒体部２１ａの中間部の外周面上に形成された上下一対の外向きのラバー支持フランジ２１ｂと、筒体部２１ａの上下端にそれぞれ形成された外向きの連結用フランジ２１ｃとを具備する。連結用フランジ２１ｃは、チャックトップ３Ｂ、別のチャックユニット２Ｂ又はチャックガイド４Ｂとの連結に用いられる。

上下一対のラバー支持フランジ２１ｂと筒体部２１ａの外周面とに囲まれた環状空間に押圧ラバー部２２が収容されている。押圧ラバー部２２自体は、第１の実施形態と同様に、中空で軟質のラバーチューブ２２ａと、中実で硬質のラバーバンド２２ｂとを重ねた二重構造である。なお、図５では、チャックユニット２Ｂの筐体２１を一体部品として示しているが、気密性が確保できるならば複数の部品を組み合わせて構成してもよい。

ラバーチャック部１Ｂの下端には、チャックガイド４Ｂが連結されている。第２の実施形態のチャックガイド４Ｂは、上端の外向きの連結用フランジ４１ｂにより直ぐ上のチャックユニット２Ｂと連結されている。連結用フランジ４１ｂが外向きである点以外は、第１の実施形態と同様である。

以上のように第２の実施形態では、ラバーチャック部１Ｂにおいて、チャックトップ３Ｂ、１又は複数段のチャックユニット２Ｂ及びチャックガイド４Ｂを上下方向に連結する連結用フランジ３２、２１ｃ、４１ｂが、径方向外向きである点において第１の実施形態と異なる。連結用フランジが外向きであるので、ラバーチャック部１Ｂの組立て作業が容易である。

（３）第３の実施形態
図６は、本発明によるバイブロハンマの把持装置の第３の実施形態の一例を含む施工状況を概略的に示す側面（一部断面）図である。図７は、図６の把持装置の主要部を鋼管Ｐと共に示した概略的な拡大側断面図である。

図６に示す施工状況は、第１及び第２の実施形態と同様である。第３の実施形態は、第２の実施形態の変形形態ともいえるので、共通する構成要素については説明を省略する。第２の実施形態と異なる点は、把持装置１０Ｃのラバーチャック部１Ｃにおいて、１段目と２段目のチャックユニット２Ｂの間にスペーサ５が挿入されている点である。

図７を参照して、図６の把持装置１０Ｃにおけるラバーチャック部１Ｃを説明する。図７に示すように、２つのチャックユニット２Ｂの間にスペーサ５が挿入されている。スペーサ５は、上下に開口する中空の筒体部５１ａを具備する。筒体部５１ａの上下端にはそれぞれ外向きの連結用フランジ５１ｂが形成されている。連結用フランジ５１ｂは、上下のチャックユニット２Ｂとの連結に用いられる。連結面には、気密性を確保するためのシール材８ａを配置する。

スペーサ５は、各段のチャックユニット２Ｂの鋼管Ｐに対する位置を調整するために挿入される。これにより、鋼管Ｐの全長における適切な位置にチャックユニット２Ｂを配置することができる。例えば、鋼管Ｐの全長において、その周囲にシルト層や粘土層が存在する位置にチャックユニット２Ｂを配置することが好適である。シルト層や粘土層のような粘性土は、鋼管外面との粘着力（付着力）が大きい。従って、この位置において直接的に起振力を伝達することにより、鋼管Ｐを周囲の地盤から効率的に離脱させることができる。また、別の例として、鋼管Ｐの下端近傍に配置することも好適である。鋼管Ｐの下端は土圧が最も大きい位置であり、この位置において直接的に起振力を伝達することにより、鋼管Ｐの根元を地盤から容易に離脱させることができる。

別の例として、１段目のチャックユニット２Ｂの位置を調整するために、スペーサ５を、チャックトップ３Ｂと１段目のチャックユニット２Ｂの間に挿入してもよい。

なお、第３の実施形態は、第１の実施形態にも適用可能である。その場合、スペーサ５の上下端の連結用フランジは、内向きに形成する。

（４）第４の実施形態
図８は、本発明によるバイブロハンマの把持装置の第４の実施形態の主要部の概略的な側断面図である。図９（ａ）（ｂ）は、図８の部分拡大図であり、動作状態を示す図である。図１０は、図８に示した第４の実施形態のチャックユニット２Ｄの展開図である。図１１（ａ）（ｂ）は、図８に示した第４の実施形態のチャックユニット２Ｄの動作状態を示す部分斜視図である。

なお、図１０及び図１１は原理説明のための図であり、各部品の形状等は一例であってこれらの形状等に限定するものではない。

第４の実施形態では、ラバーチャック部１Ｄが、第１〜第３の実施形態とは異なる構成を有する。図８に示す例では、ラバーチャック部１Ｄは、チャックトップ３Ａと、３段のチャックユニット２Ｄと、チャックガイド４Ａとを有する。なお、チャックトップ３Ａ及びチャックガイド４Ａは第１の実施形態と同じであるが、これらに替えて、第２の実施形態のチャックトップ３Ｂ及びチャックガイド４Ｂとしてもよい。

図８に示すように、第４の実施形態では、チャックユニット２Ｄの押圧ラバー部２２に対して上下方向に圧縮力を付加するための圧縮機構９を備えている。圧縮機構９は、油圧シリンダ９１と、ピストン連結部９２と、引上げロッド９４と、圧縮管９６と、圧縮板９７と、弾性部材９８及び９９と、を有する。

油圧シリンダ９１は、ヤットコアダプタ６ａの下面に吊下するように取り付けられている。油圧シリンダ９１が収縮することにより、引上げロッド９４を上方に引き上げる。油圧シリンダ９１を駆動する油圧機構については周知であるので図示及び説明を省略する。

引上げロッド９４は、１本の柱状部材であり、上端はピストン連結部９２を介して油圧シリンダ９１と連結されている。図示しないが、ピストン連結部９２の連結用フランジ９２ａと、引上げロッド９４の上端の連結用フランジ９４ａとの間に、適宜、スペーサを挿入することにより引上げロッド９４の長さを調整可能である。

圧縮板９７は、各段のチャックユニット２Ｄの押圧ラバー部２２と圧縮板ガイド部２４との間に配置される。圧縮板９７は、中心孔を有する中央平板部９７ａと、上下の内部空間を連通させるためのエア連通孔９７ｂと、押圧ラバー部２２の下面と圧縮板ガイド部２４の上面との間に挟持された周縁部９７ｃと、を具備する。

さらに、圧縮板９７の周縁部９７ｃと筒体部２１ａとの間には緩衝用の弾性部材９８が配置されている。また、上下２枚の圧縮板９７の間には、円筒状の圧縮管９６と緩衝用の弾性部材９９が配置され、これらを引上げロッド９４が貫通している。図示の例では、弾性部材９８はゴム板であり、弾性部材９９はコイルバネであるが、いずれも弾性材であればゴムでもコイルバネでもよい。

引上げロッド９４は、各段のチャックユニット２Ｄの圧縮板９７の中心孔と圧縮管９６と弾性部材９９を貫通し、その下端は引上げプレート９５と一体化されている。引上げプレート９５は、最も下に位置する圧縮板９７の下面に緩衝用の弾性部材９９を介して当接している。図８では、油圧シリンダ９１は伸張し、引上げロッド９４は降下位置にある。図８では、押圧ラバー部２２は鋼管Ｐを押圧している状態であるが、押圧ラバー部２２に対して上下方向の圧縮力を付加していない状態である。

図９は、３段目のチャックユニット２Ｄの一部を示した概略拡大図であり、押圧ラバー部２２に対して上下方向の圧縮力を付加した状態を示している。図８に示す圧縮機構９の油圧シリンダ９１を収縮させ、引上げロッド９４を引き上げると、図９に示すように、引上げプレート９５が圧縮板９７を上方に押上げることにより、押圧ラバー部２２と弾性部材９８に対して上下方向の圧縮力を付加する。これにより、押圧ラバー部２２と弾性部材９８は圧縮変形する。押圧ラバー部２２のラバーバンド２２ｂの上下縁部２２ｂ１は上下に膨出した形状となる。この結果、鋼管Ｐに対する押圧力が増強されるとともに、接触面積も大きくなるので、摩擦力が強化される。

なお、引上げロッド９４及び引上げプレート９５により引上げを行った場合、各段のチャックユニット２Ｄの圧縮板９７は同時に上昇するので、各段の押圧ラバー部２２に同時に圧縮力が付加されることとなる。

図１０及び図１１に示すように、引上げロッド９４の降下状態（非圧縮状態）では、圧縮板９７の周縁部９７ｃは、圧縮板ガイド部２４の圧縮板載置面２４ｂ上に載置されている（図１１（ａ）参照）。引上げロッド９４を引き上げると、圧縮管９６が弾性部材９９を介して圧縮板９７の下面を押し上げる。これにより、圧縮板９７の周縁部９７ｃは、圧縮板ガイド部２４のガイド突起２４ａの側面に沿って上昇し、押圧ラバー部２２及び弾性部材９８を圧縮する（図１１（ｂ）参照）。

（５）第５の実施形態
図１２は、本発明によるバイブロハンマの把持装置の第５の実施形態の主要部の概略的な側断面図である。

第５の実施形態では、ラバーチャック部１Ｅが、第１〜第４の実施形態とは異なる構成を有する。図１２に示す例では、ラバーチャック部１Ｅは、チャックトップ３Ａと、３段のチャックユニット２Ｅと、チャックガイド４Ａとを有する。なお、チャックトップ３Ａ及びチャックガイド４Ａは第１の実施形態と同じであるが、これらに替えて、第２の実施形態のチャックトップ３Ｂ及びチャックガイド４Ｂとしてもよい。

第５の実施形態では、チャックユニット２Ｅの押圧ラバー部２２が、ラバーバンド２２ｂのみからなる一重構造である点で、上述した実施形態と異なる。ラバーバンド２２ｂは、硬質のゴム弾性材料が好適である。ラバーバンド２２ｂは、エアが供給されていない状態では、筐体２１の筒体部２１ａの外周面に当接している。本実施形態では、エアの給排出口２１ｄが、周方向に複数配置されていることが好ましい。エアが供給されると、ラバーバンド２２ｂと筒体部２１ａの外周面との間にエアが導入されるため、エア圧力により、ラバーバンド２２ｂは周方向に伸張するように弾性変形する。この結果、ラバーバンド２２ｂは径方向外側に移動し、ラバーバンド２２ｂが鋼管Ｐの内面に対し押圧力を付加することとなる。

（６）その他の実施形態
図１３（ａ）は、押圧ラバー部の別の実施形態を示す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）のＩ−Ｉ断面図である。図１３（ａ）の押圧ラバー部２２Ｂは、給排気ノズル２２ｃを具備する軟質のラバーチューブ２２ａのみからなる一重構造であり、硬質のラバーバンドを備えない形態である。摩擦力が十分得られる場合は、この形態でもよい。

図１３（ｃ）は、押圧ラバー部のさらに別の実施形態を示す斜視図である。図１３（ｃ）の押圧ラバー部２２Ｃは、角筒形の鋼管に適用される本発明の把持装置に採用される形態である。この場合、チャックユニットの筐体も基本的に角筒形で形成されることになる。さらに、角筒形の鋼管の場合、押圧ラバー部は、鋼管Ｐの対向する２つの内面に対してそれぞれ設ける形態や、４面に対してそれぞれ設ける形態も可能である。

図１４（ａ）はチャックユニットのさらに別の実施形態を示す収縮状態の部分側断面図であり、（ｂ）は（ａ）の一部の拡大図であり、（ｃ）は（ａ）に対応する膨張状態の図である。

図１４（ａ）に示すチャックユニット２Ａ’の筐体２１は、図２のチャックユニット２Ａとは、上端に形成した外向きのラバー支持フランジ２１ｂの形状が異なる。図１４（ｂ）の拡大図に示すように、ラバー支持フランジ２１ｂの下面が、径方向外側のテーパー状の傾斜面２１ｂ１と、径方向内側の水平面２１ｂ２とから構成されている。外側の傾斜面２１ｂ１は、外側に向かって下がる傾斜である。この結果、押圧ラバー部２２の収容空間の開口が狭くなるため、押圧ラバー部２２、特に硬質ラバーバンド２２ｂが脱落し難くなる。また、内側を水平面２１ｂ２としたことにより、図１４（ｃ）に示すように、軟質ラバーチューブ２２ａが十分に膨張できる空間を確保できる。

図１４の例では、上側のラバー支持フランジ２１ｂのみに傾斜面２１ｂ１を設けているが、下側のラバー支持フランジ２１ｂに設けてもよく、また、双方に設けてもよい。

図１５（ａ）は、チャックユニットのさらに別の実施形態を示す部分平面図、（ｂ）は側断面図である。図１５に示すチャックユニット２Ｅ’の硬質のラバーバンド２２ｂは、表面に細かい突起を有する。これにより、鋼管Ｐを押圧する際の摩擦熱の発散を良好とし、かつ、摩擦力を増強することができる。

以上に述べた本発明の各実施形態は、多様な変形が可能であり、かつ、これらを組み合わせて適用することも可能である。

１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ 把持装置
１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ ラバーチャック部
２Ａ、２Ｂ、２Ｄ、２Ｅ、２Ａ’、２Ｅ’ チャックユニット
２１ ユニット筐体
２１ａ 筒体部
２１ｂ ラバー支持フランジ
２１ｃ 連結用フランジ
２１ｄ 給排気口
２２、２２Ｂ、２２Ｃ 押圧ラバー部
２２ａ ラバーチューブ
２２ｂ ラバーバンド
２２ｂ１ 表面
２２ｃ 給排気ノズル
２４ 圧縮板ガイド部
２４ａ ガイド突起
２４ｂ 圧縮板載置面
３Ａ、３Ｂ チャックトップ
３１ 筒体部
３２、３３ 連結用フランジ
４Ａ、４Ｂ チャックガイド
４１ａ ガイド部
４１ｂ 連結用フランジ
４１ｃ 水抜孔
４２ 栓
５ スペーサ
５１ａ 筒体部
５１ｂ 連結用フランジ
６ 延長ロッド部
６ａ ヤットコアダプタ
６１ 支柱
６２ 連結用フランジ
６ｂ 起振機連結具
７ 固定具
８ａ、８ｂ シール材
９ ラバー圧縮機構
９１ 油圧シリンダ
９２ 連結ロッド
９２ａ 連結用フランジ
９４ 引上げロッド
９４ａ 連結用フランジ
９５ 引上げプレート
９６ 圧縮管
９７ 圧縮板
９７ａ 中央平板部
９７ｂ エア連通孔
９７ｃ 周縁部
９８ 弾性部材
９９ 弾性部材
２０ 起振機
ＶＨ バイブロハンマ
Ａ エアホース
Ｐ 鋼管
Ｓ 水面
Ｂ 水底
Ｗ 水

Claims (8)

1. 鋼管（Ｐ）の内面に押圧力を付加して該鋼管（Ｐ）を把持するための、バイブロハンマ（ＶＨ）の把持装置（１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ）であって、
   押圧力による鋼管（Ｐ）の変形及び座屈を生じない位置にて、エアにより弾性変形することにより該鋼管（Ｐ）の内面に対し押圧力を付加する押圧ラバー部（２２）を有することを特徴とする
   バイブロハンマの把持装置。
2. 前記押圧ラバー部（２２）が、内側の中空のラバーチューブ（２２ａ）と、外側の中実のラバーバンド（２２ｂ）とを重ねた二重構造であることを特徴とする
   請求項１に記載のバイブロハンマの把持装置。
3. 前記押圧ラバー部（２２）が、中空のラバーチューブ（２２ａ）のみ又は中実のラバーバンド（２２ｂ）のみの一重構造であることを特徴とする
   請求項１に記載のバイブロハンマの把持装置。
4. 前記バイブロハンマ（ＶＨ）の起振力を上方から伝達されかつ上下方向に沿って連結された１又は複数のチャックユニット（２Ａ、２Ｂ、２Ｄ、２Ｅ）を具備し、
   前記チャックユニット（２Ａ、２Ｂ、２Ｄ、２Ｅ）の筐体（２１）が筒体部（２１ａ）を具備し、前記押圧ラバー部（２２）は、該筒体部（２１ａ）の外周面上に配置されかつ該筒体部（２１ａ）の内部空間を通してエアを供給されることを特徴とする
   請求項１〜３のいずれかに記載のバイブロハンマの把持装置。
5. 前記バイブロハンマ（ＶＨ）の起振力を前記１又は複数のチャックユニット（２Ａ、２Ｂ、２Ｄ、２Ｅ）に伝達するために、該バイブロハンマ（ＶＨ）の起振機（２０）と該１又は複数のチャックユニット（２Ａ、２Ｂ、２Ｄ、２Ｅ）の間に連結部材（６、３）を有することを特徴とする
   請求項４に記載のバイブロハンマの把持装置。
6. ２以上の前記チャックユニット（２Ａ、２Ｂ、２Ｄ、２Ｅ）を連結する場合、少なくとも１組の隣り合う２つの該チャックユニット（２Ａ、２Ｂ、２Ｄ、２Ｅ）の間に挿入されたスペーサ（５）を有することを特徴とする
   請求項５又は６に記載のバイブロハンマの把持装置。
7. 押圧状態にある前記押圧ラバー部（２２）に対して上下方向の圧縮力を付加するための圧縮機構（９）を有することを特徴とする
   請求項１〜６のいずれかに記載のバイブロハンマの把持装置。
8. 請求項１〜７のいずれかに記載のバイブロハンマの把持装置を用いて鋼管を把持して該鋼管の打込み又は引抜きを行うことを特徴とする鋼管杭の施工方法。

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