JP2017101459A - 杭圧入機 - Google Patents

Abstract

【課題】曲率のある杭列を複数のクランプ装置で把持するとき、杭を変形させることなく、杭列が直線状である場合と同様に均一で十分な把持力を効率よく発揮して各杭を確実に把持する杭圧入機を提供する。【解決手段】杭圧入機１はサドル１０の下面に形成されたレールに沿って移動自在にして、レールに取り付けられたクランプ装置２１−２４を備え、地盤に圧入された既設杭Ｐ１−Ｐ３の上端部をクランプ装置２１−２４で把持し、サドル１０上に昇降駆動装置を介して支持されたチャック装置３４に新たな杭Ｐ４又はＰ５を把持してこれを地盤に圧入する。レールとこれに取り付けられるクランプ装置２１−２４とからなる組がサドル１０の前後方向に並べて複数組設けられ、一のレールと、他のレールとが、サドル１０の下面内で互いに平行から角度変位した傾斜角を有する。クランプ装置２１−２４の把持方向は取り付けられるレールに平行とされる。【選択図】図２

Description

本発明は、地盤に杭を圧入する杭圧入機に関する。

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、を備えた杭圧入機が利用されている。
この杭圧入機は、チャック装置により把持した杭を、クランプ装置により把持した既設杭の隣接位置に圧入し、地盤に杭列を構築することができる。
このクランプ装置は、杭を押圧する把持方向が互いに平行とされた複数が設けられており、杭列の各杭を把持する。鋼矢板などの非円形の杭を把持する場合にはその把持可能方向が杭の板厚方向などに限定されるが、杭列が直線状であれば把持可能方向は一定するので、クランプ装置は各杭の把持を円滑に行うことができる。
しかし、円形ピットの周囲壁を杭列で構築する場合のように杭列全体が円弧状となっているなど、所定の曲率を有した杭列を施工する場合、各杭の把持可能方向が曲率半径方向に向いて変化する。この場合、上記の把持方向が互いに平行なクランプ装置で杭を把持すると、杭の上端部を変形させたり、把持力が不均一で十分でないために把持が確実でなく、杭の圧入施工精度が低下したりするなどの問題がある。

このような問題を解決する技術として特許文献１には、施工する杭列の曲率に合わせた形状の押圧面がクランプ爪に形成され、このクランプ爪がクランプ本体に着脱自在に装着されることを特徴とするクランプ装置が開示されている。
また特許文献２には、円弧形状に連設して打設された先行鋼矢板の少なくも先端側１番目及び先端側３番目の先行鋼矢板に、先端側２番目の先行鋼矢板の接線方向と、当該先端側１番目又は先端側３番目の先行鋼矢板の接線方向との交差角度に応じたテーパー角度のテーパー部を有する調整アタッチメント板を、先端側１番目及び先端側３番目の先行鋼矢板の表裏の把持面との間に各々介在させた状態で、自走移動式圧入装置のクランプ部によって先端側１番目及び先端側３番目の先行鋼矢板の上端部を把持させて、次の鋼矢板を地中に圧入打設する鋼矢板の円形打設方法が開示されている。
特許文献１，２のように、杭の被押圧面に平行となるように傾斜した押圧面が構成されると、既設杭を変形させることなく把持することができる。

特開平８−７４２５５号公報 特開２０１２−１０２５２１号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、把持方向（クランプシリンダの伸縮方向、可動爪の移動方向）に対してクランプ爪の押圧面が傾斜しているために、押圧荷重の損失が大きく、杭に対して十分な把持力を発揮することができないという問題がある。
特許文献２に記載の技術では、鋼矢板に取り付けられた調整アタッチメント板を介してクランプ装置で把持するので、鋼矢板をクランプ装置で直接把持する場合と比較して把持の確実性に欠け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、曲率のある杭列を複数のクランプ装置で把持する杭圧入機において、杭を変形させることなく、杭列が直線状である場合と同様に均一で十分な把持力を効率よく発揮して各杭を確実に把持することを課題とする。

以上の課題を解決するための請求項１記載の発明は、サドルの下面に形成されたレールに沿って移動自在にして当該レールに取り付けられたクランプ装置を備え、地盤に圧入された既設杭の上端部を当該クランプ装置で把持し、前記サドル上に昇降駆動装置を介して支持されたチャック装置に新たな杭を把持してこれを地盤に圧入する杭圧入機であって、
前記レールとこれに取り付けられる前記クランプ装置とからなる組が前記サドルの前後方向に並べて複数組設けられ、
一のレールと、他のレールとが、前記サドルの下面内で互いに平行から角度変位した傾斜角を有する杭圧入機である。

請求項２記載の発明は、互いに平行な２本のレールを含む請求項１に記載の杭圧入機である。

請求項３記載の発明は、前記の互いに平行な２本のレールの一方に取り付けられるクランプ装置の押圧面に、他方に取り付けられるクランプ装置の押圧面に対して前記サドルの下面内で傾斜した傾斜面を有する請求項２に記載の杭圧入機である。

請求項４記載の発明は、各々の前記クランプ装置の把持方向は、取り付けられる前記レールに平行な方向である請求項１から請求項３のうちいずれか一に記載の杭圧入機である。

請求項５記載の発明は、前記複数組のクランプ装置の押圧面について、角度の異なる部分ごとに当該部分の押圧面に垂直な直線を仮想したとき、全直線が略同一点で交差する請求項１から請求項４のうちいずれか一に記載の杭圧入機である。

請求項６記載の発明は、前記レールを、前記サドルの前端から後端に向かって、第１レール、第２レール、第３レール、第４レールの順で備え、
前記第１レールと前記第２レールとが前記サドルの下面内で互いに平行であり、
前記第２レールと前記第３レールとが前記サドルの下面内で互いに平行から角度変位した傾斜角を有し、
前記第３レールと前記第４レールとが前記サドルの下面内で互いに平行である請求項１から請求項５のうちいずれか一に記載の杭圧入機である。

本発明の杭圧入機によれば、サドルの下面内で互いに平行から角度変位した傾斜角を有する少なくとも２本のレールのそれぞれにクランプ装置が取り付けられており、同様のクランプ装置をそれぞれ取り付ければ、前記傾斜角に応じて互いの把持方向が平行でない角度を持つことになるので、曲率のある杭列を複数のクランプ装置で把持するに際して、各把持方向を杭列の曲率半径方向に向けることで、杭を変形させることなく、杭列が直線状である場合と同様に均一で十分な把持力を効率よく発揮して各杭を確実に把持することができる。

本発明の一実施形態に係る杭圧入機の右側面図(a)及び正面図(b)である。 本発明の一実施形態に係る杭圧入機の垂直見下ろし配置図である。 本発明の一実施形態に係る杭圧入機のサドルの右側面図(a)及び矢視Ａ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。

図１に示すように本実施形態の杭圧入引抜機１は、サドル１０と、サドル１０の下部に設けられたクランプ装置２１−２４と、サドル１０上を前後動可能に設けられたスライドベース３１と、スライドベース３１上に旋回可能に立設されたマスト３２と、昇降シリンダ装置３３と、昇降シリンダ装置３３を介してマスト３２に支持されたチャック装置３４とを備える。
クランプ装置として、先頭から第１クランプ装置２１、第２クランプ装置２２、第３クランプ装置２３、第４クランプ装置２４とを備える。
図２に示すように杭としては断面形状ハット形の鋼矢板（特に継手部の外側への突出量がゼロのゼロ矢板）が適用されている。
図１(a)及び図２に示すように、最後尾の第４クランプ装置２４が鋼矢板Ｐ１のウエブ部を把持する。鋼矢板Ｐ１から前方に鋼矢板Ｐ２、鋼矢板Ｐ３、鋼矢板Ｐ４・・・と連接されて円弧状の杭列を構成する。鋼矢板Ｐ１、鋼矢板Ｐ２、鋼矢板Ｐ３、鋼矢板Ｐ４・・の順で圧入施工されるものである。
いま、図２(a)の状態で、３枚の鋼矢板Ｐ１−Ｐ３がすでに地盤に圧入された既設杭でありその上端部がクランプ装置２１−２４によって把持され、鋼矢板Ｐ４がチャック装置３４によって把持され、地盤に圧入される圧入対象杭である。なお、杭圧入引抜機１は、チャック装置３４が把持する鋼矢板の側部の継手部（図２(a)でP4とP3の継手部、図２(b)でP5とP4の継手部）を中心にチャック装置３４を回動駆動し、構築する円弧状の杭列の曲率に合わせて、連接する鋼矢板の相対角を制御可能である。
図２(b)の状態で、４枚の鋼矢板Ｐ１−Ｐ４がすでに地盤に圧入された既設杭であり、３枚の鋼矢板Ｐ１−Ｐ３がクランプ装置２１−２４によって把持され、一枚飛ばして鋼矢板Ｐ５がチャック装置３４によって把持され圧入対象杭である。
いずれも、鋼矢板Ｐ１のウエブ部を第４クランプ装置２４が把持し、鋼矢板Ｐ１の腕部と鋼矢板Ｐ２の腕部とを第３クランプ装置２３が把持し、鋼矢板Ｐ２の腕部と鋼矢板Ｐ３の腕部とを第２クランプ装置２２が把持し、鋼矢板Ｐ３のウエブ部を第１クランプ装置２１が把持する。このような把持状態で、杭圧入引抜機１は、杭列上を自走する。

図３に示すようにサドル１０の下面に４本のレール４１−４４が形成されている。レール４１−４４の各々は、サドル１０の左側面から右側面まで切られた溝状で、両内側面の下端開口近くにクランプ装置を落下させないように保持するフック部ｆが、溝内内側に向かって突設された形状である。
４本のレール４１−４４を、サドル１０の前端１０Ｆから後端１０Ｒに向かって、第１レール４１、第２レール４２、第３レール４３、第４レール４４とする。
第１レール４１に第１クランプ装置２１が第１レール４１に沿って移動自在にして取り付けられている。第２レール４２に第２クランプ装置２２が第２レール４２に沿って移動自在にして取り付けられている。第３レール４３に第３クランプ装置２３が第３レール４３に沿って移動自在にして取り付けられている。第４レール４４に第４クランプ装置２４が第４レール４４に沿って移動自在にして取り付けられている。
以上のようにレール４１−４４とこれに取り付けられるクランプ装置２１−２４とからなる組がサドル１０の前後方向に並べて複数組設けられている。本実施形態では以上の４組である。

図２及び図３中に、各レールの長手方向（案内方向）中心軸２１ａ，２２ａ，２３ａ，２４ａを示す。
図２及び図３に示すように、第１レール４１と第２レール４２とがサドル１０の下面内で互いに平行である。第２レール４２と第３レール４３とがサドル１０の下面内で互いに平行から角度変位した傾斜角αを有する。第３レール４３と第４レール４４とがサドル１０の下面内で互いに平行である。
このように、一のレールと、他のレールとが、サドル１０の下面内で互いに平行から角度変位した傾斜角αを有する。本実施形態では、第１レール４１と第３レール４３、第１レール４１と第４レール４４、第２レール４２と第３レール４３、第２レール４２と第４レール４４とが、それぞれ互いに傾斜角αを有する。サドル１０の下面内での角度変位とは、サドル１０の下面に垂直な軸回りの回転角度変位をいう。４本のレール４１−４４はサドル１０の下面に対しては平行であり、かつ同じ上下方向位置にある。
また、互いに平行な２本のレールを含む。本実施形態では、第１レール４１と第２レール４２、第３レール４３と第４レール４４とが、それぞれ互いに平行である。

第１クランプ装置２１の押圧面２１ｂは、鋼矢板Ｐ３のウエブ部を把持するから、一面に平行である。第２クランプ装置２２の前方側押圧面２２ｂは、鋼矢板Ｐ３の腕部（鋼矢板Ｐ３のウエブ部と平行）を把持するから、第１クランプ装置２１の押圧面２１ｂと平行である。第２クランプ装置２２の後方側押圧面２２ｃは、鋼矢板Ｐ２の腕部（鋼矢板Ｐ２のウエブ部と平行）を把持するから、鋼矢板Ｐ２と鋼矢板Ｐ３の角度差分だけ前方側押圧面２２ｂに対してサドル１０の下面内で傾斜した傾斜面となっている。
一方、第４クランプ装置２４の押圧面２４ｂは、鋼矢板Ｐ１のウエブ部を把持するから、一面に平行であり第１クランプ装置２１の押圧面２１ｂに対しては傾斜角αだけ傾斜している。傾斜角αは鋼矢板Ｐ１と鋼矢板Ｐ３の角度差分に相当する。
第３クランプ装置２３の後方側押圧面２３ｂは、鋼矢板Ｐ１の腕部（鋼矢板Ｐ１のウエブ部と平行）を把持するから、第４クランプ装置２４の押圧面２４ｂと平行である。第３クランプ装置２２の前方側押圧面２３ｃは、鋼矢板Ｐ２の腕部（鋼矢板Ｐ２のウエブ部と平行）を把持するから、鋼矢板Ｐ１と鋼矢板Ｐ２の角度差分だけ後方側押圧面２３ｂに対してサドル１０の下面内で傾斜した傾斜面となっている。
以上の押圧面を形成するクランプ爪（対向する可動爪と固定爪）が各クランプ装置に装着されている。

各々のクランプ装置２１−２４の把持方向、すなわち、クランプシリンダの伸縮方向、他の表現としては可動爪側の押圧面が移動する方向は、取り付けられるレールに平行な方向である。
第２クランプ装置２２の後方側押圧面２２ｃ及び第３クランプ装置２２の前方側押圧面２３ｃについては、把持方向に対して傾斜しており、他の押圧面２１ｂ，２２ｂ，２３ｂ，２４ｂは、把持方向に対して垂直である。
したがって、すべてのクランプ装置で把持方向に対して垂直な押圧面を有し、鋼矢板の被押圧面に対してクランプ装置の把持方向を垂直にできるから、押圧荷重の損失が少なく抑えられる。
以上により、鋼矢板Ｐ１−Ｐ３を変形させることなく、十分な把持力を効率よく発揮して確実に把持することができる。

杭圧入引抜機１にあっては、円弧状の杭列の施工を可能にするために、図２に示すように複数組のクランプ装置の押圧面について、角度の異なる部分ごとに当該部分の押圧面に垂直な直線を仮想したとき、全直線が略同一点で交差する。本実施形態では「角度の異なる部分ごとに当該部分の押圧面に垂直な直線」として、押圧面２１ｂ，２２ｂについて一直線を、押圧面２２ｃ，２３ｃについて一直線を、押圧面２３ｂ，２４ｂについて一直線を仮想することができる。各直線は、「角度の異なる部分ごとの押圧面」の中心線にするなど、基準線を平等に決めれば略同一点で交差する。
杭圧入引抜機１により、円形ピットの周囲壁を杭列で構築する場合のように、曲率を一定にしたサークル状の杭連続壁を効率よく構築することができる。

なお、上記実施形態の杭圧入引抜機１に対して、第４クランプ装置２４が鋼矢板Ｐ２のウエブ部を把持するように配置換えして実施してもよい。その場合、レールは、鋼矢板Ｐ２のウエブ部に垂直に形成する。

以上の実施形態に拘わらず、互いに平行なレールを設けず、いずれの２本のレールについても傾斜角を設けて構成してもよい。例えば、鋼矢板１本ずつを各クランプ装置で把持する場合は、隣接レールに対してその間の矢板変角分の傾斜角を設けて各レールを構成する。
上記実施形態の杭圧入引抜機１を基準にして説明するならば、次の通りである。すなわち、上記実施形態の杭圧入引抜機１に対して、第２クランプ装置２２、第２レール４２、第３クランプ装置２３及び第３レール４３を排して、第１クランプ装置２１、第１レール４１、第４クランプ装置２４及び第４レール４４のみで実施してもよい。その場合、第４クランプ装置２４が鋼矢板Ｐ２のウエブ部を把持するように配置換えして実施してもよい。この場合も、レールは、鋼矢板Ｐ２のウエブ部に垂直に形成する。さらにこれに対して、鋼矢板Ｐ１のウエブ部を把持するクランプ装置（元の第４クランプ装置）を、隣接レールに対して傾斜角が設けられたレール（元の第４レール）に取り付けて設けてもよい。これらの構成は、腕部のないＵ形鋼矢板の場合にも有効である。

１ 杭圧入引抜機
１０ サドル
２１ 第１クランプ装置
２１ｂ 押圧面
２２ 第２クランプ装置
２２ｂ 前方側押圧面
２２ｃ 後方側押圧面
２３ 第３クランプ装置
２３ｂ 後方側押圧面
２３ｃ 前方側押圧面
２４ 第４クランプ装置
２４ｂ 押圧面
３１ スライドベース
３２ マスト
３３ 昇降シリンダ装置
３４ チャック装置
４１ 第１レール
４２ 第２レール
４３ 第３レール
４４ 第４レール
Ｐ１ 鋼矢板
Ｐ２ 鋼矢板
Ｐ３ 鋼矢板
Ｐ４ 鋼矢板
Ｐ５ 鋼矢板
α 傾斜角

Claims (6)

1. サドルの下面に形成されたレールに沿って移動自在にして当該レールに取り付けられたクランプ装置を備え、地盤に圧入された既設杭の上端部を当該クランプ装置で把持し、前記サドル上に昇降駆動装置を介して支持されたチャック装置に新たな杭を把持してこれを地盤に圧入する杭圧入機であって、
   前記レールとこれに取り付けられる前記クランプ装置とからなる組が前記サドルの前後方向に並べて複数組設けられ、
   一のレールと、他のレールとが、前記サドルの下面内で互いに平行から角度変位した傾斜角を有する杭圧入機。
2. 互いに平行な２本のレールを含む請求項１に記載の杭圧入機。
3. 前記の互いに平行な２本のレールの一方に取り付けられるクランプ装置の押圧面に、他方に取り付けられるクランプ装置の押圧面に対して前記サドルの下面内で傾斜した傾斜面を有する請求項２に記載の杭圧入機。
4. 各々の前記クランプ装置の把持方向は、取り付けられる前記レールに平行な方向である請求項１から請求項３のうちいずれか一に記載の杭圧入機。
5. 前記複数組のクランプ装置の押圧面について、角度の異なる部分ごとに当該部分の押圧面に垂直な直線を仮想したとき、全直線が略同一点で交差する請求項１から請求項４のうちいずれか一に記載の杭圧入機。
6. 前記レールを、前記サドルの前端から後端に向かって、第１レール、第２レール、第３レール、第４レールの順で備え、
   前記第１レールと前記第２レールとが前記サドルの下面内で互いに平行であり、
   前記第２レールと前記第３レールとが前記サドルの下面内で互いに平行から角度変位した傾斜角を有し、
   前記第３レールと前記第４レールとが前記サドルの下面内で互いに平行である請求項１から請求項５のうちいずれか一に記載の杭圧入機。

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