JP2533726B2

JP2533726B2 - 振動杭打工法及び装置

Info

Publication number: JP2533726B2
Application number: JP5011590A
Authority: JP
Inventors: 森幸嶋井; 正敏川田
Original assignee: Kajima Corp
Current assignee: Kajima Corp
Priority date: 1993-01-27
Filing date: 1993-01-27
Publication date: 1996-09-11
Anticipated expiration: 2011-09-11
Also published as: JPH06220850A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、揚重機を使用せずに地
中に杭を打ち込む方法及び装置に関し、特に、杭を打ち
込む作業の自動制御が可能な振動杭打工法及び装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】地中に杭を打ち込む方法としては、例え
ば、ディゼルハンマ、モンケン、油圧ハンマ、エアハン
マを使用して、杭打部に打撃力を付加する方法や、バイ
ブロハンマを使用して、杭周辺の摩擦力を低減させて地
中に打ち込む振動杭打法の２方法がある。ここで、これ
等の方法は何れも杭打機を杭の頭部に設置する必要があ
り、杭打櫓或いは大型のクレーンを必要とした。一方、
橋梁下側や鉄道架線下等の上空制限がある場所では、杭
打機上部、クレーンのブーム及びフックが所謂デッドス
ペースとなるため、長い杭の打ち込みが困難であり、継
杭の数量が増加し、作業効率が低下する。

【０００３】これに対して本出願人は特開平４−３１２
６１５号公報で示す様な杭打工法及び装置を提案した。
この杭打工法及び装置によれば、杭打機を杭の頭部に設
置する必要が無いため、クレーン等の大型付属設備を必
要とせず、上空の高さが制限されている場合でも継杭の
数量が増加せず、作業効率を向上する事が出来る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】特開平４−３１２６１
５号公報で示す杭打工法及び装置はそれ自体が新規な技
術であるため、振動発生機で杭を振動させた状態で昇降
ジャッキにより杭打を行う作業を自動化するのに必要な
機器が提案されていない。

【０００５】具体的に述べると、昇降ジャッキにより杭
打を行う作業を行う際には、昇降ジャッキに圧液を供給
し或いは昇降ジャッキから圧液を排出して杭を把握する
把握手段を下降する必要がある。その際に、把握手段が
下降し打ち込まれるべき杭が下降するにつれて、該杭に
作用する摩擦抵抗は変化（増大）ので、昇降ジャッキの
下降速度を遅くする事が望まれる。一方、杭が深く打ち
込まれていない段階では打ち込みの際に作用する摩擦抵
抗は小さいので、昇降ジャッキによる杭の打ち込み速度
を早くする事が望まれる。

【０００６】しかし、杭の打ち込み量に対応して変化す
る抵抗に対応して昇降ジャッキの下降速度を変化する様
な自動制御を実現する方法及び装置は未だに提供されて
いない。

【０００７】本発明はその様な従来技術の問題点に鑑み
て提案されたもので、揚重機を使用せずに地中に杭を打
ち込む事が出来て、しかも、杭を打ち込む作業の自動制
御が可能な振動杭打工法及び装置の提供を目的としてい
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の振動杭打工法
は、振動発生機を備えた把握手段を液圧により作動する
昇降ジャッキで支持して所定位置に固定し、前記把握手
段で杭の中間部を把握し、振動発生機で杭を振動させた
状態で前記昇降ジャッキにより杭打を行う振動杭打工法
において、振動発生機の負荷を検出する工程と、検出し
た負荷に応答して前記昇降ジャッキと圧液供給源とを連
通する圧液回路を開閉する工程、とを含んでいる。

【０００９】また、本発明の振動杭打装置は、杭に振動
を与えるための振動発生機と、該杭の中間部を把握する
把握手段と、該把握手段を支持して液圧により昇降して
杭打を行う昇降ジャッキ、とを含む振動杭打装置におい
て、振動発生機の負荷を検出する負荷検出手段と、検出
した負荷に応答して前記昇降ジャッキと圧液供給源とを
連通する圧液回路を開閉する液圧回路開閉手段、とを含
んでいる。

【００１０】ここで、前記昇降ジャッキは油圧で作動す
るジャッキであるのが好ましい。すなわち、前記液圧と
は油圧であり、圧液とは圧油であるのが好ましい。

【００１１】本発明の実施に際して、振動発生機に包含
され且つ油圧で作動するバイブロモータの出力圧力を、
圧力変換器において対応する電流（電圧）信号に変換
し、圧力変換器の出力電流（電圧）により電磁比例リリ
ーフバルブをＯＮ・ＯＦＦするのが好ましい。

【００１２】ここで前記電磁比例リリーフバルブは、前
記昇降ジャッキのシリンダ上部に圧液（圧油）を供給し
排出する液路（油路）に介装しても良く、或いは、前記
昇降ジャッキのシリンダ下部に供給され排出される圧液
（圧油）が流過する液路（油路）に介装しても良い。さ
らに、昇降ジャッキのシリンダ上部に連通する液路（油
路）と、昇降ジャッキのシリンダ下部に連通する液路
（油路）の何れか一方の液路（油路）にのみ前記電磁比
例リリーフバルブを介装し、他方の液路（油路）にはそ
こを流れる圧液（圧油）の流量を絞り或いは制御する電
磁比例フローコントロールバルブを介装する事も可能で
ある。

【００１３】

【作用】上述した様な構成を具備する本発明の振動杭打
工法によれば、振動発生機を備えた把握手段を液圧によ
り作動する昇降ジャッキで支持して所定位置に固定し、
この把握手段で杭の中間部を把握し、振動発生機で杭を
振動させた状態で前記昇降ジャッキにより杭打を行う。
ここで、杭の打ち込み量が大きくなって抵抗が増加する
と、前記振動発生機の負荷も増大する。そのため、本発
明によれば振動発生機の負荷を検出し、それに応答して
前記昇降ジャッキと圧液供給源とを連通する圧液回路を
開閉している。

【００１４】より詳細には、振動発生機の負荷が増大す
れば、圧液回路（圧油回路）において、昇降ジャッキの
シリンダ上部に圧液（圧油）に連通する液路（油路）或
いは昇降ジャッキのシリンダ下部に連通する液路（油
路）を閉鎖して、昇降ジャッキの下降速度を遅くする。
一方、杭打ち込み量が小さく、振動発生機の負荷が小さ
い状態では、昇降ジャッキのシリンダの上部或いは下部
に連通する液路（油路）を開放して、作動流体の流量を
増加して昇降ジャッキの下降速度を速くしている。

【００１５】昇降ジャッキが１ストロークだけ下降した
ならば（所定深さの打ち込みを行ったならば）、振動発
生装置を停止し、把握装置から杭を解除して、昇降ジャ
ッキを１ストローク分だけ上昇させる。これにより、杭
はそのままで把握装置だけが所定高さまで上昇する。そ
して、再び杭を把握して、上述の作業を繰り返すのであ
る。

【００１６】

【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の実施例に
ついて説明する。

【００１７】図１において、地中に打ち込まれるべきＨ
鋼杭は符号１０で示されている。この杭１０は、把握手
段１２により把握されて支持されている。振動杭打機は
杭１０を挟持するチャック１４と振動発生機１６とを含
み、振動発生機１６は、油圧で作動するバイブロモータ
１８と、モータ１８と協働して振動を生ずる下部偏心体
２０、中間偏心体２２、上部偏心体２４とを含んでい
る。

【００１８】この振動発生機１６は、防振ゴム２６を介
して油圧ジャッキ（昇降ジャッキ）２８に取り付けら
れ、この油圧ジャッキのピストンの伸縮により振動杭打
機を上昇或いは下降させている。油圧ジャッキ２８のシ
リンダ３０の上部及び下部には油路Ｌ１及びＬ２が連通
しており、該油路Ｌ１及びＬ２は電磁油圧切換弁３２を
介して作動流体源である油圧パワーユニット３４に連通
している。

【００１９】パワーユニット３４は、油路Ｌ３及びＬ
４、電磁油圧切換弁３６、圧力変換器３８、ラインＬ５
及びＬ６を介して、振動発生機１６のバイブロモータ１
８にも連通している。ここで、バイブロモータ１８はそ
の負荷に対応して圧力が変化するので、ラインＬ５及び
Ｌ６を流れる圧油の圧力も杭打ち込み時のモータ１８に
作用する負荷に応じて変化する。そして、ラインＬ５及
びＬ６に介装された圧力変換器３８は、ラインＬ５及び
Ｌ６を流れる圧油の圧力に対応した電流（電圧）信号を
制御ラインＣＬ１に出力する。制御ラインＣＬ１は電磁
比例リリーフバルブ４０に接続されており、該バルブ４
０は、油圧ジャッキ２８のシリンダ３０下部に連通する
油路Ｌ２に介装されている。

【００２０】なお、図１において、符号４２は油路Ｌ１
に介装された圧力計、符号４４は油路Ｌ２に介装された
圧力計、符号４６は油圧ジャッキ２８を支持する基台
（ベース）、符号４８は基台４６を所定箇所に設置する
のに用いられるアーム或いはアウトリガ、符号５０は位
置検知器である。

【００２１】図２は、図１の実施例における作動流体で
ある圧油の流れに主として着目した流れ図を示してい
る。図２において、「Ｐ；圧力」なる文言は圧油の流れ
或いは油圧が作動する事を意味しており、「Ｉ；電流」
なる文言は圧力変換器３８で出力される電流（電圧）信
号が電磁比例リリーフバルブ４０に伝達される事を意味
しており、「Ｆ；圧入」なる文言はＨ鋼杭１０が油圧ジ
ャッキ２８の下降により地中に押し込まれる事を意味し
ている。

【００２２】次に、上述した図１、図２と、油圧ジャッ
キ２８の１ストローク毎の制御を示すフローチャートで
ある図３とを参照して、図１の実施例の作動について説
明する。

【００２３】先ず、油圧パワーユニット３４より、ライ
ンＬ３、Ｌ４、電磁油圧切換弁３６、ラインＬ５、Ｌ６
を介して、作動流体である圧油をバイブロモータ１８に
供給する（図３のステップＳ１）。ここで、この段階に
おける杭打ち込みに対する抵抗或いはモータ１８の負荷
に対応して、該モータからパワーユニット３４に戻る圧
油の圧力が変動する。ラインＬ５、Ｌ６に介装された圧
力変換器３８は、バイブロモータ１８から戻った圧油の
圧力、すなわち出力圧力を、それに対応する電流（電
圧）信号に変換する（ステップＳ２）。

【００２４】この電流（電圧）信号は制御ラインＣＬ１
を介して電磁比例リリーフバルブ４０に送出される。そ
して、電流（電圧）信号が所定範囲におさまっているか
否かが判断される（ステップＳ３）。杭打ち込み量が比
較的小さい場合は、バイブロモータ１８の負荷も小さ
く、モータ出力圧も低いので、圧力変換器３８で発生す
る電流（電圧）信号の値も小さい。そのため、ステップ
Ｓ３において所定範囲内であると判断される事になる
（ステップＳ３がＹＥＳ）。この場合、杭打ち込みに対
する抵抗が小さいので油圧ジャッキ２８の下降速度を制
限する必要がない。そのため、電磁比例リリーフバルブ
４０を開放状態（ＯＮ状態）にしておく（ステップＳ
４）。

【００２５】一方、杭打ち込み量が大きいと、バイブロ
モータ１８の負荷も大きくなり、モータ出力圧が高くな
る。そのため、電圧変換器３８で発生する電流（電圧）
信号の値も大きくなり、ステップＳ３において所定範囲
から外れていると判断される事になる（ステップＳ３が
ＮＯ）。この場合、杭打ち込みに対する抵抗が大きく、
油圧ジャッキ２８の下降速度を制限する必要があるた
め、電磁比例リリーフバルブ４０を閉鎖状態（ＯＦＦ状
態）にしておく（ステップＳ５）。

【００２６】なお、上述の「所定範囲」は、杭打込作業
現場の条件に対応して自由に変更する事が出来る。

【００２７】次に、バイブロモータ１８の圧力が許容値
内か否かが判断され（ステップＳ６）、許容値を外れて
いる場合には（ステップＳ６がＮＯ）バイブロモータ１
８の作動以前の段階に戻される。同様に、打ち込み速度
が設定値内であるか否か（ステップＳ７）が判断され
る。ここで、ステップＳ７がＮＯの場合には、ステップ
Ｓ６の場合と同様にバイブロモータ１８の作動以前の段
階に戻される。さらに、打込み杭長さはまだとれるか
（ステップＳ８）も判断され、とれる場合（ステップＳ
８がＹＥＳ）にはステップＳ２以下の工程を繰り返す。

【００２８】以下、特開平４−３１２６１５号公報に記
載の技術と同様な処理を行う事により、杭１０を地中に
打ち込む作業が完了する。

【００２９】図１の電磁比例リリーフバルブ４０は油圧
ジャッキ２８のシリンダ３０の下部に連通するラインＬ
２に設けられているが、図４の符号４０Ａで示す様にシ
リンダ３０の上部に連通するラインＬ１に設けても良
い。また、図５で示す様に、ライン１及びライン２の両
方に電磁比例リリーフバルブ４０Ａ、４０を設けても良
い。但し、図４或いは図５の実施例の構成及び作動は図
１の実施例と殆ど同じであるので、重複説明は省略す
る。

【００３０】なお、図示の実施例はあくまでも例示であ
り、本発明の技術的範囲を限定する趣旨のものではない
事を付記する。例えば、図５の実施例において、一方の
電磁比例リリーフバルブを電磁比例コントロールバルブ
に代えて、圧油流量を絞る様な制御を行う事も可能であ
る。

【００３１】

【発明の効果】本発明の作用効果を以下に列挙する。

【００３２】（１）バイブロモータの負荷に応答し
て、油圧ジャッキの下降速度を変化させる事が出来る。

【００３３】（２）杭打ち込みに対する抵抗に応じて
最適の打ち込み速度が達成できる。

【００３４】（３）杭打ち込みに対する抵抗に応じて
最適の打ち込み速度が達成できる事に関連して、杭打込
作業の自動制御が可能となる。

【００３５】（４）揚重機を使用せずに地中に杭を打
ち込む事が出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例を示すブロック図。

【図２】主に図１の実施例における圧油の流れを流れ図
の形態で示す図。

【図３】図１の実施例における制御フローチャートを示
す図。

【図４】本発明の別の実施例のブロック図。

【図５】本発明の更に別の実施例のブロック図。

【符号の説明】

１０・・・Ｈ鋼杭１２・・・把握手段１４・・・チャック１６・・・振動発生機１８・・・バイブロモータ２０・・・下部偏心体２２・・・中間偏心体２４・・・上部偏心体２６・・・防振ゴム２８・・・油圧ジャッキ（昇降ジャッキ）３０・・・シリンダＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６・・・油圧ライン
（油路）３２、３６・・・電磁油圧切換弁３４・・・油圧パワーユニット３８・・・圧力変換器３８ＣＬ１・・・制御ライン４０・・・電磁比例リリーフバルブ４２、４４・・・圧力計４６・・・基台（ベース）４８・・・アーム（アウトリガ）５０・・・位置検知器

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】振動発生機を備えた把握手段を液圧によ
り作動する昇降ジャッキで支持して所定位置に固定し、
前記把握手段で杭の中間部を把握し、振動発生機で杭を
振動させた状態で前記昇降ジャッキにより杭打を行う振
動杭打工法において、振動発生機の負荷を検出する工程
と、検出した負荷に応答して前記昇降ジャッキと圧液供
給源とを連通する圧液回路を開閉する工程、とを含む事
を特徴とする振動杭打工法。
【請求項２】杭に振動を与えるための振動発生機と、
該杭の中間部を把握する把握手段と、該把握手段を支持
して液圧により昇降して杭打を行う昇降ジャッキ、とを
含む振動杭打装置において、振動発生機の負荷を検出す
る負荷検出手段と、検出した負荷に応答して前記昇降ジ
ャッキと圧液供給源とを連通する圧液回路を開閉する液
圧回路開閉手段、とを含む事を特徴とする振動杭打装
置。