JP2023079031A - 杭打設装置及び杭打設方法 - Google Patents

Abstract

【課題】低空頭の環境下において、掘削孔の形成及び杭打ちを効率よく行うことができる杭打設装置及び杭打設方法を提供する。【解決手段】一実施形態に係る杭打設装置は、管状のケーシングＣを回転させながら地面に圧入する回転圧入機１０と、ケーシングＣの内部に挿入されるスクリューオーガＳを保持し、ケーシングＣの内部に位置するスクリューオーガＳを回転させて地盤Ｂを掘削するスクリューオーガ掘削機２０と、を備える。回転圧入機１０は、複数のケーシングＣが地盤Ｂの深さ方向に沿って並ぶように複数のケーシングＣを圧入する。複数のスクリューオーガＳは、互いに接続可能とされている。スクリューオーガ掘削機２０は、圧入されたケーシングＣの上方で予め配置されたスクリューオーガＳの上に別のスクリューオーガＳを接続させる。【選択図】図７

Description

本開示は、低空頭施工で用いられる杭打設装置及び杭打設方法に関する。

特許第３８７６０４２号公報には、オーガスクリュー着脱式低空頭杭打機が記載されている。この杭打機は、走行機構を有するベースマシンと、油圧シリンダによって上下に首振りするアームと、アームの先端部に取り付けられたトラニオンとを備える。トラニオンにはシーブが取り付けられたリーダー本体が吊り下げられており、リーダー本体には油圧オーガーが上下動可能に取り付けられる。油圧オーガーは減速機を有し、減速機には継ぎ足しオーガースクリューが取り付けられる。

特許第５８６９４００号公報には、円筒状の鋼管からなるケーシングを地盤に圧入する掘削機が記載されている。掘削機は、ブームを有するベースマシンと、ブームの先端に取り付けられた補助クレーンに吊り下げられるフレーム及びスイベルヘッドとを備える。ベースマシンの前方及びスイベルヘッドの下方にはケーシング圧入装置が設けられる。ケーシング圧入装置は、ケーシングが挿入される中央空間部を有し、ケーシングを挟持して回転させつつ地盤に圧入する。スイベルヘッドの下部には回転掘削装置が設けられる。ケーシング圧入装置に挟持されているケーシングに対しては補助クレーンによって新たなケーシングが継ぎ足される。

実用新案登録第３１７３０１４号公報には、低空頭型掘削装置が記載されている。低空頭型掘削装置は、レールに沿って走行する装置本体と、装置本体に対して昇降する昇降体と、昇降体に設けられた吊り込み手段に吊り下げられるスクリュー及びケーシングとを備える。スクリューは継ぎ足し可能な短尺スクリューであり、ケーシングは継ぎ足し可能な短尺ケーシングである。

特許第３８７６０４２号公報 特許第５８６９４００号公報 実用新案登録第３１７３０１４号公報

前述したように、低空頭の環境下において継ぎ足し可能なスクリュー、及び継ぎ足し可能なケーシングを用いて杭を打つための掘削孔を形成することが知られている。しかしながら、一台の機械を用いてケーシングの継ぎ足しとスクリューの継ぎ足しを行う場合、杭の打設を効率よく行えない場合がある。特に打設する杭の本数が多い場合に掘削孔の掘削に長期間を要するため、掘削孔の形成を効率よく行うことが求められる。

本開示は、低空頭の環境下において、掘削孔の形成及び杭打ちを効率よく行うことができる杭打設装置及び杭打設方法を提供することを目的とする。

本開示に係る杭打設装置は、管状のケーシングを回転させながら地面に圧入する回転圧入機と、ケーシングの内部に挿入されるスクリューオーガを保持し、ケーシングの内部に位置するスクリューオーガを回転させて地盤を掘削するスクリューオーガ掘削機と、を備える。回転圧入機は、複数のケーシングが地盤の深さ方向に沿って並ぶように複数のケーシングを圧入する。複数のスクリューオーガは、互いに接続可能とされている。スクリューオーガ掘削機は、圧入されたケーシングの上方で予め配置されたスクリューオーガの上に別のスクリューオーガを接続させる。

この杭打設装置では、管状のケーシングを回転圧入機が回転させながら地面に圧入すると共に、ケーシングの内部に位置するスクリューオーガをスクリューオーガ掘削機が回転させて地盤を掘削する。回転圧入機によって複数のケーシングが地盤の深さ方向に沿って並ぶように圧入され、複数のケーシングの内部において複数のスクリューオーガが互いに接続される。圧入されたケーシングの上方において、スクリューオーガ掘削機は予め配置されたスクリューオーガの上に別のスクリューオーガを接続する。従って、回転圧入機によって複数のケーシングの圧入を行うと共に、圧入されたケーシングの上方でスクリューオーガの接続が行われる。よって、低空頭環境下でも回転圧入機によるケーシングの圧入と共にスクリューオーガの接続及び掘削を行うことができるので、杭打ちのための掘削孔の形成を効率よく行うことができる。また、圧入されたケーシングの上方でスクリューオーガの接続が行われることにより、ケーシングの上方でスクリューオーガの接続をスムーズに行うことができるので、掘削孔の形成及び杭打ちをスムーズに行うことができる。

杭打設装置は、スクリューオーガの上端に接続され、スクリューオーガを介して掘削された泥土を吸引する（スライム）吸引管を備えてもよい。この場合、スクリューオーガによって掘削されて形成された掘削孔の底部に位置するスライムを吸引管によって吸引することが可能となる。従って、掘削によって得られた泥土の吸引を効率よく行うことができるので、掘削孔の形成をより効率よく行うことができる。

スクリューオーガは、羽根部を有し、回転圧入機は、羽根部の上方に挿入され、スクリューオーガの回転に伴ってスクリューオーガを上昇する泥土を落とす泥落とし部材を有してもよい。この場合、泥落とし部材によってスクリューオーガを上昇する泥土を落とすことができるので、泥土の回収を効率よく行うことができる。また、泥落とし部材が回転圧入機に設けられることにより、ケーシングの圧入を行う回転圧入機を泥落としのために兼用することができる。

スクリューオーガ掘削機は、スクリューオーガを把持する開閉可能な把持部と、スクリューオーガを回転させるモータとを含むオーガ把持回転部材を有してもよい。オーガ把持回転部材は、把持部を閉じることによって一のスクリューオーガを把持して一のスクリューオーガを下方に位置する他のスクリューオーガに接続し、把持部を開いて一のスクリューオーガにモータを接続することにより、一のスクリューオーガと他のスクリューオーガとを回転させてもよい。この場合、オーガ把持回転部材によって、複数のスクリューオーガを互いに接続できると共に、モータで複数のスクリューオーガを回転させることができる。従って、複数のスクリューオーガの接続及び回転を効率よく行うことができるので、掘削孔の形成を一層効率よく行うことができる。

本開示に係る杭打設方法は、管状のケーシングの内部に挿入されるスクリューオーガをスクリューオーガ掘削機が回転させて杭を打設するための掘削孔を形成する杭打設方法である。スクリューオーガ掘削機は、スクリューオーガを把持する開閉可能な把持部と、スクリューオーガを回転させるモータとを含むオーガ把持回転部材を有する。杭打設方法は、把持部を閉じることによって一のスクリューオーガを把持する工程と、一のスクリューオーガを下方に位置する他のスクリューオーガに接続する工程と、把持部を開いて一のスクリューオーガにモータを接続する工程と、モータが一のスクリューオーガと他のスクリューオーガとを回転させる工程と、を備える。

この杭打設方法では、ケーシングの内部に位置するスクリューオーガをスクリューオーガ掘削機が回転させて地盤を掘削し、複数のケーシングの内部において複数のスクリューオーガが互いに接続される。スクリューオーガ掘削機は、把持部を閉じることによって一のスクリューオーガを下方に位置する他のスクリューオーガに接続し、把持部を開いて一のスクリューオーガにモータを接続する。そして、モータが一のスクリューオーガと共に他のスクリューオーガを回転させる。従って、複数のスクリューオーガを互いに接続でき、モータで複数のスクリューオーガを回転させることができるので、複数のスクリューオーガの接続及び回転を効率よく行うことができる。よって、掘削孔の形成及び杭打ちを効率よく行うことができる。

本開示によれば、低空頭の環境下において、掘削孔の形成及び杭打ちを効率よく行うことができる。

実施形態に係る回転圧入機を模式的に示す側面図である。 実施形態に係るスクリューオーガ掘削機を模式的に示す側面図である。 回転圧入機及びスクリューオーガ掘削機を用いて施工される現場の例を示す平面図である。 （ａ）及び（ｂ）のそれぞれは、実施形態に係る杭打設方法の一工程を示す図である。 （ａ）及び（ｂ）のそれぞれは、実施形態に係る杭打設方法の一工程を示す図である。 （ａ）は、図２のスクリューオーガ掘削機のオーガ回転把持部材を示す図である。（ｂ）は、スクリューオーガの例を示す側面図である。 （ａ）及び（ｂ）のそれぞれは、実施形態に係る杭打設方法の一工程を示す図である。 （ａ）は、実施形態に係る杭打設方法の一工程を示す図である。（ｂ）は、スクリューオーガを介して掘削された泥土（スライム）を吸引する吸引管を模式的に示す図である。 回転圧入機が有する泥落とし部材を模式的に示す図である。 （ａ）及び（ｂ）は、図９の泥落とし部材を示す図である。 （ａ）及び（ｂ）のそれぞれは、実施形態に係る杭打設方法の一工程を示す図である。 （ａ）及び（ｂ）のそれぞれは、実施形態に係る杭打設方法の一工程を示す図である。

以下では、図面を参照しながら本開示に係る杭打設装置及び杭打設方法の実施形態について説明する。図面の説明において同一又は相当する要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。また、図面は、理解の容易化のため、一部を簡略化又は誇張して描いており、形状、寸法及び角度等は図面に記載のものに限定されない。

図１及び図２に示されるように、本実施形態に係る杭打設装置１は、回転圧入機１０と、スクリューオーガ掘削機２０とを備える。本実施形態に係る杭打設方法は、回転圧入機１０及びスクリューオーガ掘削機２０の共同によって行われる。まず、図１及び図２を参照しながら、回転圧入機１０及びスクリューオーガ掘削機２０のそれぞれの構成について説明する。なお、図１における回転圧入機１０の図示、及び図２におけるスクリューオーガ掘削機２０の図示は簡略化している。

回転圧入機１０は、例えば、鋼管であるケーシングＣ（図４（ａ）等参照）を地面Ｇに圧入する。回転圧入機１０は、自走式の全周回転機である。すなわち、回転圧入機１０は、ケーシング専用の自走式全周回転機である。例えば、回転圧入機１０は、回転圧入機１０を走行させるクローラ１１と、クローラ１１の上部に設けられるキャビン１２と、キャビン１２に取り付けられた回転圧入部１３とを備える。なお、ケーシングＣの内部を掘削する機械としてハンマグラブを備える機械もあるが、本実施形態ではハンマグラブを用いない。

例えば、回転圧入部１３は、キャビン１２に支持されている。一例として、回転圧入部１３は、支持ステー１３ｂ及び支持アーム１３ｃを有するリーダ１３Ａと、圧入機本体１３Ｂとを有する。圧入機本体１３Ｂは昇降体１３ｄと共に昇降する圧入部１３ｆを有し、圧入部１３ｆがケーシングＣを把持及び回転しながらケーシングＣを地面Ｇに圧入する。以上、回転圧入機１０の構成の例について説明したが、回転圧入機１０の構成は上記の例に限られず適宜変更可能である。

スクリューオーガ掘削機２０は、スクリューオーガＳ（図４（ｂ）参照）を保持して削孔を行う専用の機械である。スクリューオーガ掘削機２０は、例えば、スクリューオーガ掘削機２０を走行させるクローラ２１と、クローラ２１の上部に設けられるキャビン２２と、キャビン２２から斜め上方に延び出すシリンダ２３と、シリンダ２３の上端２３ｂとキャビン２２の前部２２ｂとの間に位置するリーダ２４とを備える。リーダ２４にはスクリューオーガＳを把持及び回転させるオーガ把持回転部材２５が取り付けられており、オーガ把持回転部材２５は、リーダ２４に沿って鉛直方向に伸縮する。オーガ把持回転部材２５の構成については後に詳述する。

図３は、本実施形態に係る杭打設方法が実行される例示的な現場Ａを示す平面図である。図３に示されるように、現場Ａは、平面視における一対の高架道路橋Ａ１の間の部分に複数本の新たな杭Ｋが打ち込まれ、杭Ｋの上に橋脚が立設される現場である。一例として、一対の高架道路橋Ａ１の間には８本（２×４本）の杭Ｋが打ち込まれる。現場Ａでは、一対の高架道路橋Ａ１の間に桁を追加して一対の高架道路橋Ａ１を一体化させる工事が行われる。この一体化の工事に伴い、現場Ａでは場所打ち杭工が行われる。

例えば、現場Ａは寒冷地の現場である。従って、凍結防止の観点から、泥水系の削孔方法は採用できない。また、本実施形態で後述するように、泥水掘削によって生じる泥土の処分費用を削減可能な工法が望ましい。現場Ａは、既設の高架道路橋Ａ１の隣接位置であり、高架道路橋Ａ１の隣接位置で場所打ち杭工が行われる。

現場Ａは、泥炭層を含む削孔地盤を有するため泥水の逸水が懸念される。よって、孔壁保護及び泥水水頭確保の観点から、本実施形態ではオールケーシング工法を採用する。また、現場Ａは、地表面下に層厚が厚い泥炭層を含むため、地盤支持力確保の観点から、使用する重機械の接地圧を低く抑える工法の採用が望ましく、大型重機の使用は困難である。よって、回転圧入機１０及びスクリューオーガ掘削機２０のような小型重機を本実施形態では採用している。

現場Ａにおける作業は、高架道路橋Ａ１の下で行われる。従って、空頭確保の観点から、上空の制限が不要な大型機械による施工は採用できないので、本実施形態では回転圧入機１０及びスクリューオーガ掘削機２０のような低空頭の機械による工法が採用される。「低空頭」とは、例えば、１５ｍ以下であり、一例として、高架道路橋Ａ１の高さは６ｍである。よって、本実施形態に係る杭打設装置１及び杭打設方法は、地面Ｇから６ｍ以下の高さの範囲内で行われる。

現場Ａでは、例えば、２５０本の場所打ち杭が打設されるため、工程確保の観点から、本実施形態では１年間で打設完了可能な削孔能力を有する工法が採用される。また、現場Ａの施工ヤードは高架道路橋Ａ１の下であり、ヤード制約上の観点から、一対の高架道路橋Ａ１の間等の狭隘な場所での施工が可能である必要がある。以上の点において、本実施形態に係る杭打設装置１及び杭打設方法は有効である。

一対の高架道路橋Ａ１の間の領域において、回転圧入機１０が複数のケーシングＣを圧入すると共にスクリューオーガ掘削機２０が複数のスクリューオーガＳの接続及び回転を行うことによって杭Ｋを打ち込むための削孔が行われる。回転圧入機１０及びスクリューオーガ掘削機２０の上空には高架道路橋Ａ１が設けられるため、回転圧入機１０及びスクリューオーガ掘削機２０によって行われる作業は全て高架道路橋Ａ１の下方で行われる。複数のケーシングＣは鉛直方向に沿って並ぶように互いに接続可能とされている。複数のスクリューオーガＳは鉛直方向に沿って並ぶように互いに接続可能とされている。

現場Ａには、例えば、複数のケーシングＣと、複数のスクリューオーガＳと、クレーン車３０が配置されている。クレーン車３０は、一例として、クローラクレーンである。クレーン車３０は、回転圧入機１０にケーシングＣを渡すと共に、スクリューオーガ掘削機２０にスクリューオーガＳを渡す。以下では、削孔の手順を含む本実施形態の杭打設方法及び杭打設装置１の詳細について説明する。

まず、図４（ａ）に示されるように、回転圧入機１０がケーシングＣを地面Ｇに打ち込む（ケーシングを圧入する工程）。このとき、回転圧入機１０の圧入部１３ｆがクレーン車３０からのケーシングＣを把持し、把持したケーシングＣを回転させると共に地面Ｇに圧入する。これにより、ケーシングＣが現場Ａの地盤Ｂに沈設される。

また、図４（ｂ）に示されるように、スクリューオーガ掘削機２０が回転圧入機１０の前方に配置されると共に、クレーン車３０がスクリューオーガ掘削機２０に、オーガ把持回転部材２５に支障しない位置でスクリューオーガＳを渡す。このとき、スクリューオーガＳはスクリューオーガ掘削機２０のオーガ把持回転部材２５によって把持される（スクリューオーガ掘削機がスクリューオーガを把持する工程）。そして、把持されたスクリューオーガＳは、スクリューオーガ掘削機２０の方向に引き込むことで、ケーシングＣの上方に配置される。

次に、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示されるように、上記とは他のスクリューオーガＳをクレーン車３０がスクリューオーガ掘削機２０に渡し、当該他のスクリューオーガＳを下ろして当該他のスクリューオーガＳを前述したスクリューオーガＳに接続する（スクリューオーガを接続する工程）。これにより、複数のスクリューオーガＳが鉛直方向に沿って並ぶように互いに接続される。

ここで、スクリューオーガ掘削機２０のオーガ把持回転部材２５について図６（ａ）を参照しながら説明する。図２及び図６（ａ）に示されるように、オーガ把持回転部材２５は、例えば、ケーブル２６及び接続部材２７を介してリーダ２４に接続されている。オーガ把持回転部材２５は、ケーブル２６、接続部材２７、スクリューオーガＳを把持する把持部２８、及びスクリューオーガＳを回転させる減速機であるモータ２９を有する。

把持部２８は、ケーブル２６及び接続部材２７が接続された本体部２８ｂと、本体部２８ｂから下方に延びると共に水平方向に沿って並ぶ一対のアーム部２８ｃとを有する。一対のアーム部２８ｃのそれぞれは、水平方向（図６（ａ）の紙面の直交方向）に延びる軸２８ｄを介して回動可能とされている。

一対のアーム部２８ｃは、各軸２８ｄを中心として回動することで開閉可能とされている。図６（ａ）において、実線で示す一対のアーム部２８ｃは一対のアーム部２８ｃが閉じられた状態を示し、２点鎖線で示す一対のアーム部２８ｃは一対のアーム部２８ｃが開かれた状態を示している。

一対のアーム部２８ｃは、軸２８ｄを中心として回動して下方に延在することによってスクリューオーガＳを把持すると共に、軸２８ｄを中心として回動して下方以外の方向に開くことによってスクリューオーガＳの把持を解除する。各アーム部２８ｃは先端に爪部２８ｆを有する。一対のアーム部２８ｃが下方に回動して閉じられたときに、一対の爪部２８ｆが水平方向に沿って互いに対向する。

図６（ｂ）は、スクリューオーガＳを拡大して示す側面図である。図６（ｂ）に示されるように、スクリューオーガＳは、棒状に延在する軸部Ｓ１と、軸部Ｓ１において螺旋状に形成された羽根部Ｓ２とを有する。軸部Ｓ１の一端部には、他のスクリューオーガＳ又はモータ２９を連結するための連結部Ｓ３と、スクリューオーガ掘削機２０の把持部２８に把持される溝部Ｓ４とが形成されている。スクリューオーガＳは、更に、軸部Ｓ１の内部において軸部Ｓ１に沿って延びる孔Ｅを有する。溝部Ｓ４は、一例として、環状凹部とされている。把持部２８は、一対のアーム部２８ｃを閉じて各爪部２８ｆを溝部Ｓ４に挿入することによってスクリューオーガＳを把持する。

図５（ａ）、図５（ｂ）、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示されるように、複数のスクリューオーガＳを連結させた後には、一対のアーム部２８ｃを開くことによって把持部２８によるスクリューオーガＳの把持を解除する（スクリューオーガの把持を解除する工程）。そして、オーガ把持回転部材２５が下降してモータ２９がスクリューオーガＳの上端の連結部Ｓ３に接続する（モータを接続する工程）。

そして、モータ２９を駆動させることによって、複数のスクリューオーガＳを回転させる。このとき、複数のスクリューオーガＳは、スクリューオーガＳの軸部Ｓ１の中心を通ると共に軸部Ｓ１に沿って延在する軸線Ｌを中心として回転する。これにより、ケーシングＣの内側におけるスクリューオーガＳによる地盤Ｂの掘削が可能となる。掘削された土は、スクリューオーガＳの回転に伴って羽根部Ｓ２と共に上昇する（排土する工程）。

その後は、図７（ａ）に示されるように、ケーシングＣの圧入、スクリューオーガＳの接続、及びスクリューオーガＳによる地盤Ｂの掘削を繰り返して、掘削孔Ｈの形成を進める。スクリューオーガＳの接続は、圧入されたケーシングＣの鉛直上方で行われる。掘削孔Ｈの形成が完了した後には、図７（ｂ）に示されるように、掘削孔Ｈに残存する泥土Ｒ（スライムＭ（図８（ａ）参照））の吸引及び除去が行われる。

図８（ａ）及び図８（ｂ）に模式的に示されるように、スライムＭの吸引は、スクリューオーガＳの上端に取り付けられるスイベル装置４０を介して行われる。例えば、スイベル装置４０はクレーン車３０によって吊り上げられてスクリューオーガＳの上端に位置する連結部Ｓ３に接続される。

掘削孔Ｈの底部に位置するスライムＭはスイベル装置４０を介して地上に吸引される。例えば、スイベル装置４０は、スクリューオーガＳの上端が接続される筒状部４１と、筒状部４１に接続されると共に筒状部４１の内部空間に連通する空間を有する管状部４２とを有する。

一例として、管状部４２にはバキュームポンプ（リバース用）が接続され、当該バキュームポンプが駆動することにより、スクリューオーガＳの孔Ｅを介してスイベル装置４０に入ったスライムＭが管状部４２を通じて当該バキュームポンプに吸引される。以上、スイベル装置４０が筒状部４１及び管状部４２を有する例について説明したが、スイベル装置４０の構成はこの例に限られず適宜変更可能である。

スクリューオーガＳの排土を行うとき、図９、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示されるように、スクリューオーガＳを上昇する泥土Ｒを落とす泥落とし部材５０が用いられる。例えば、泥落とし部材５０は回転圧入機１０に取り付けられる。具体的には、回転圧入部１３の昇降体１３ｄに泥落とし部材５０が取り付けられる。

泥落とし部材５０は、回転圧入機１０に取り付けられる取付部５１と、取付部５１の回転圧入機１０とは反対側の端部に位置する長方形状のベース５２と、ベース５２から突出する泥落とし部５３とを有する。取付部５１は、一例として、ベース５２の一端及び他端のそれぞれに設けられる一対のＬ型アングル５１ｂと、各Ｌ型アングル５１ｂを回転圧入機１０に固定する一対のボルト５１ｃとを有する。

ベース５２は、例えば、矩形板状を呈する。泥落とし部５３は、例えば、ベース５２の主面５２ｂから突出するワイヤである。泥落とし部材５０は複数の泥落とし部５３を有し、複数の泥落とし部５３はベース５２において格子状に配置されている。一例として、１５本（３×５本）の泥落とし部５３が配置されている。

泥落とし部材５０は、泥落とし部５３が回転するスクリューオーガＳの羽根部Ｓ２の上方に位置するように配置される。例えば、羽根部Ｓ２の上方において複数（一例として３つ）の泥落とし部５３が鉛直方向に沿って並ぶように配置される。この泥落とし部材５０により、羽根部Ｓ２に載せられて上昇する泥土Ｒが泥落とし部５３に当たるので、泥落とし部５３によって泥土Ｒを自動的にスクリューオーガＳから落とすことが可能となる。

泥土Ｒの排出が完了した後には、図１１（ａ）に示されるように、クレーン車３０によって複数のスクリューオーガＳを掘削孔Ｈから撤去する（スクリューオーガを撤去する工程）。その後、図１１（ｂ）に示されるように、掘削孔Ｈへの鉄筋かごＦの建て込みを行う（鉄筋かごの建て込みを行う工程）。このとき、複数の鉄筋かごＦを機械式継手によって互いに接続させながら掘削孔Ｈに複数の鉄筋かごＦを建て込んでいく。

鉄筋かごＦの建て込みの後には、図１２（ａ）に示されるように、掘削孔Ｈにトレミー管Ｔを配置し、ポンプ車６０によってトレミー管Ｔを介して掘削孔ＨにコンクリートＮを打設する（コンクリートを打設する工程）。このとき、図１２（ｂ）に示されるように、ケーシングＣを掘削孔Ｈから引き抜きながら（ケーシングを引き抜く工程）、コンクリートＮの打設を行う。そして、掘削孔Ｈからトレミー管Ｔを引き抜いてコンクリートＮが硬化した後に杭Ｋが完成し、杭打設方法の一連の工程が完了する。

次に、本実施形態に係る杭打設装置１及び杭打設方法から得られる作用効果について説明する。図７（ａ）及び図７（ｂ）に示されるように、杭打設装置１では、管状のケーシングＣを回転圧入機１０が回転させながら地面Ｇに圧入すると共に、ケーシングＣの内部に位置するスクリューオーガＳをスクリューオーガ掘削機２０が回転させて地盤Ｂを掘削する。回転圧入機１０によって複数のケーシングＣが地盤Ｂの深さ方向（鉛直方向）に沿って並ぶように圧入され、複数のケーシングＣの内部において複数のスクリューオーガＳが互いに接続される。

圧入されたケーシングＣの上方において、スクリューオーガ掘削機２０は予め配置されたスクリューオーガＳの上に別のスクリューオーガＳを接続する。従って、回転圧入機１０によって複数のケーシングＣの圧入を行うと共に、圧入されたケーシングＣの上方でスクリューオーガＳの接続が行われる。

よって、低空頭環境下でも回転圧入機１０によるケーシングＣの圧入と共にスクリューオーガＳの接続及び掘削を行うことができるので、杭打ちのための掘削孔Ｈの形成を効率よく行うことができる。また、圧入されたケーシングＣの上方でスクリューオーガＳの接続が行われることにより、ケーシングＣの上方でスクリューオーガＳの接続をスムーズに行うことができるので、掘削孔Ｈの形成及び杭打ちをスムーズに行うことができる。

本実施形態に係る杭打設装置１は、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示されるように、スクリューオーガＳの上端に接続され、スクリューオーガＳを介して掘削された泥土Ｒ（スライム）を吸引するスイベル装置４０（吸引管）を備えてもよい。この場合、スクリューオーガＳによって掘削されて形成された掘削孔Ｈの底部に位置するスライムＭをスイベル装置４０によって吸引することが可能となる。従って、掘削によって得られた泥土Ｒの吸引を効率よく行うことができるので、掘削孔Ｈの形成をより効率よく行うことができる。

本実施形態において、図９に示されるように、スクリューオーガＳは、羽根部Ｓ２を有し、回転圧入機１０は、羽根部Ｓ２の上方に挿入され、スクリューオーガＳの回転に伴ってスクリューオーガＳを上昇する泥土Ｒを落とす泥落とし部材５０を有する。この場合、泥落とし部材５０によってスクリューオーガＳを上昇する泥土Ｒを落とすことができるので、泥土Ｒの回収を効率よく行うことができる。また、泥落とし部材５０が回転圧入機１０に設けられることにより、ケーシングＣの圧入を行う回転圧入機１０を泥落としのために兼用することができる。

本実施形態に係るスクリューオーガ掘削機２０は、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示されるように、スクリューオーガＳを把持する開閉可能な把持部２８と、スクリューオーガＳを回転させるモータ２９とを含むオーガ把持回転部材２５を有する。オーガ把持回転部材２５は、把持部２８を閉じることによって一のスクリューオーガＳを把持して一のスクリューオーガＳを下方に位置する他のスクリューオーガＳに接続し、把持部２８を開いて一のスクリューオーガＳにモータ２９を接続することにより、一のスクリューオーガＳと他のスクリューオーガＳとを回転させる。

オーガ把持回転部材２５によって、複数のスクリューオーガＳを互いに接続できると共に、モータ２９で複数のスクリューオーガＳを回転させることができる。従って、複数のスクリューオーガＳの接続及び回転を効率よく行うことができるので、掘削孔Ｈの形成を一層効率よく行うことができる。

本実施形態に係る杭打設方法では、ケーシングＣの内部に位置するスクリューオーガＳをスクリューオーガ掘削機２０が回転させて地盤Ｂを掘削し、複数のケーシングＣの内部において複数のスクリューオーガＳが互いに接続される。スクリューオーガ掘削機２０は、把持部２８を閉じることによって一のスクリューオーガＳを下方に位置する他のスクリューオーガＳに接続し、把持部２８を開いて一のスクリューオーガＳにモータ２９を接続する。

そして、モータ２９が一のスクリューオーガＳと共に他のスクリューオーガＳを回転させる。従って、複数のスクリューオーガＳを互いに接続でき、モータ２９で複数のスクリューオーガＳを回転させることができるので、複数のスクリューオーガＳの接続及び回転を効率よく行うことができる。よって、掘削孔Ｈの形成及び杭打ちを効率よく行うことができる。その結果、本実施形態では、泥土Ｒの処分費用を削減できると共に、現場Ａにおける２５０本の杭Ｋの打ち込みを効率よく行うことができる。

以上、本開示に係る杭打設装置及び杭打設方法の実施形態について説明した。しかしながら、本発明は、前述の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した要旨を変更しない範囲において適宜変更可能である。すなわち、本開示に係る杭打設装置の各部の構成、形状、大きさ、数、材料及び配置態様、並びに、杭打設方法の工程の内容及び順序は、上記の要旨の範囲内において適宜変更可能である。

例えば、前述の実施形態では、平面視における一対の高架道路橋Ａ１の間の部分に複数本の新たな杭Ｋが打ち込まれ、杭Ｋの上に橋脚が立設される現場Ａについて説明した。しかしながら、本開示に係る杭打設装置及び杭打設方法は、現場Ａ以外の現場にも適用可能である。

１…杭打設装置、１０…回転圧入機、１１…クローラ、１２…キャビン、１３…回転圧入部、１３Ａ…リーダ、１３Ｂ…圧入機本体、１３ｂ…支持ステー、１３ｃ…支持アーム、１３ｄ…昇降体、１３ｆ…圧入部、２０…スクリューオーガ掘削機、２１…クローラ、２２…キャビン、２２ｂ…前部、２３…シリンダ、２３ｂ…上端、２４…リーダ、２５…オーガ把持回転部材、２６…ケーブル、２７…接続部材、２８…把持部、２８ｂ…本体部、２８ｃ…アーム部、２８ｄ…軸、２８ｆ…爪部、２９…モータ、３０…クレーン車、４０…スイベル装置（吸引管）、４１…筒状部、４２…管状部、５０…泥落とし部材、５１…取付部、５１ｂ…Ｌ型アングル、５１ｃ…ボルト、５２…ベース、５２ｂ…主面、５３…泥落とし部、６０…ポンプ車、Ａ…現場、Ａ１…高架道路橋、Ｂ…地盤、Ｃ…ケーシング、Ｅ…孔、Ｆ…鉄筋かご、Ｇ…地面、Ｈ…掘削孔、Ｋ…杭、Ｌ…軸線、Ｍ…スライム、Ｎ…コンクリート、Ｒ…泥土、Ｓ…スクリューオーガ、Ｓ１…軸部、Ｓ２…羽根部、Ｓ３…連結部、Ｓ４…溝部、Ｔ…トレミー管。

本開示に係る杭打設装置は、管状のケーシングを回転させながら地面に圧入する回転圧入機と、ケーシングの内部に挿入されるスクリューオーガを保持し、ケーシングの内部に位置するスクリューオーガを回転させて地盤を掘削するスクリューオーガ掘削機と、を備える。回転圧入機は、複数のケーシングが地盤の深さ方向に沿って並ぶように複数のケーシングを圧入する。複数のスクリューオーガは、互いに接続可能とされている。スクリューオーガ掘削機は、圧入されたケーシングの上方で予め配置されたスクリューオーガの上に別のスクリューオーガを接続させ、回転圧入機及びスクリューオーガ掘削機は、互いに独立して走行可能とされている。

本開示に係る杭打設方法は、回転圧入機によって地面に圧入される管状のケーシングの内部に挿入されるスクリューオーガをスクリューオーガ掘削機が回転させて杭を打設するための掘削孔を形成する杭打設方法である。スクリューオーガ掘削機は、スクリューオーガを把持する開閉可能な把持部と、スクリューオーガを回転させるモータとを含むオーガ把持回転部材を有する。杭打設方法は、把持部を閉じることによって一のスクリューオーガを把持する工程と、一のスクリューオーガを下方に位置する他のスクリューオーガに接続する工程と、把持部を開いて一のスクリューオーガにモータを接続する工程と、モータが一のスクリューオーガと他のスクリューオーガとを回転させる工程と、を備え、回転圧入機及びスクリューオーガ掘削機は、互いに独立して走行可能とされている。

Claims (5)

1. 管状のケーシングを回転させながら地面に圧入する回転圧入機と、
   前記ケーシングの内部に挿入されるスクリューオーガを保持し、前記ケーシングの内部に位置する前記スクリューオーガを回転させて地盤を掘削するスクリューオーガ掘削機と、
   を備え、
   前記回転圧入機は、複数の前記ケーシングが前記地盤の深さ方向に沿って並ぶように複数の前記ケーシングを圧入し、
   複数の前記スクリューオーガは、互いに接続可能とされており、
   前記スクリューオーガ掘削機は、圧入された前記ケーシングの上方で予め配置された前記スクリューオーガの上に別の前記スクリューオーガを接続させる、
   杭打設装置。
2. 前記スクリューオーガの上端に接続され、前記スクリューオーガを介して掘削された泥土を吸引する吸引管を備える、
   請求項１に記載の杭打設装置。
3. 前記スクリューオーガは、羽根部を有し、
   前記回転圧入機は、前記羽根部の上方に挿入され、前記スクリューオーガの回転に伴って前記スクリューオーガを上昇する泥土を落とす泥落とし部材を有する、
   請求項１又は２に記載の杭打設装置。
4. 前記スクリューオーガ掘削機は、前記スクリューオーガを把持する開閉可能な把持部と、前記スクリューオーガを回転させるモータとを含むオーガ把持回転部材を有し、
   前記オーガ把持回転部材は、
   前記把持部を閉じることによって一の前記スクリューオーガを把持して一の前記スクリューオーガを下方に位置する他の前記スクリューオーガに接続し、
   前記把持部を開いて一の前記スクリューオーガに前記モータを接続することにより、一の前記スクリューオーガと他の前記スクリューオーガとを回転させる、
   請求項１～３のいずれか一項に記載の杭打設装置。
5. 管状のケーシングの内部に挿入されるスクリューオーガをスクリューオーガ掘削機が回転させて杭を打設するための掘削孔を形成する杭打設方法であって、
   前記スクリューオーガ掘削機は、前記スクリューオーガを把持する開閉可能な把持部と、前記スクリューオーガを回転させるモータとを含むオーガ把持回転部材を有し、
   前記把持部を閉じることによって一の前記スクリューオーガを把持する工程と、
   一の前記スクリューオーガを下方に位置する他の前記スクリューオーガに接続する工程と、
   前記把持部を開いて一の前記スクリューオーガに前記モータを接続する工程と、
   前記モータが一の前記スクリューオーガと他の前記スクリューオーガとを回転させる工程と、を備える、
   杭打設方法。

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