JP2544864B2 - 土留施工装置 - Google Patents

土留施工装置

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JP2544864B2
JP2544864B2 JP4050917A JP5091792A JP2544864B2 JP 2544864 B2 JP2544864 B2 JP 2544864B2 JP 4050917 A JP4050917 A JP 4050917A JP 5091792 A JP5091792 A JP 5091792A JP 2544864 B2 JP2544864 B2 JP 2544864B2
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英輔 近藤
得道 三井
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MARUMA JUSHARYO KK
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  • Pit Excavations, Shoring, Fill Or Stabilisation Of Slopes (AREA)
  • Placing Or Removing Of Piles Or Sheet Piles, Or Accessories Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、上下水道の配管工事,
建築物の基礎工事等において土留材(単一の矢板,複数
枚の矢板からなる組矢板,H形鋼の柱或いはC形鋼を背
合わせして一体的に溶接した柱とこれに支持されるベニ
ヤ板または鉄板等)を地中に建て込むための装置、すな
わち土留施工装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、土留材の地中への建込みは、例え
ば、単一矢板の場合、予め重機の前方に吊り下げたオー
ガ掘削装置で所定深さまで地盤を掘削して竪坑を形成
し、この竪坑に矢板を一枚づつハンマー打で圧入する工
程を繰り返して行っていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来の工法
は、土留材である矢板を一枚づつ施工するものであるた
め作業能率が悪く、また矢板の上端にハンマー打で圧入
荷重を掛ける必要があり、大きな騒音や振動が発生する
といった問題や、矢板には打ち込み荷重に耐える剛性が
要求され、剛性の小さな矢板は地盤によっては使用でき
ないといった問題があった。本発明は、上記した問題に
対処すべくなされたものであり、その目的は如何なる地
盤でも土留材を能率良く地中に建て込むことができる土
留施工装置を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明においては、当該土留施工装置を、搬送
可能で地上に略垂直に設置される主柱と、この主柱に上
下動可能に組付けられて支柱駆動装置によって上下動さ
れる可動支柱と、この可動支柱の下端に揺動可能に組付
けられてアーム駆動装置によって垂直位置または前方揺
動位置に移動保持される揺動アームと、掘削刃を有して
前記可動支柱に沿って配設され地盤を掘り起こして穴を
あける掘削手段と、前記揺動アームの先端に回転可能に
組付けられて前記掘削手段の作動に伴って回転される所
定幅で所定径の回転カッタと、前記可動支柱の前面に上
下動可能に組付けられて加圧駆動装置によって上下動さ
れるホルダと、このホルダの下端部に取付けられて所定
幅で所定長さの土留材の下部背面に設けた係止部に上方
へ離脱可能に係合する係合部材と、前記ホルダの上端部
に取付けられて前記土留材の上部を離脱可能に挟持する
クランプとを備える構成とした。
【0005】
【作用】本発明による土留施工装置においては、可動支
柱とホルダを予め持ち上げた状態の主柱を土留材を施す
地上に搬送して略垂直に設置し、その後に土留材を係合
部材とクランプを用いてホルダに固定保持する。次い
で、揺動アームを前方揺動位置に移動保持した状態で掘
削手段を作動させかつ回転カッタを回転させて可動支柱
を支柱駆動装置により主柱に沿って下動させると、可動
支柱の下動に伴って掘削手段の掘削刃と回転カッタによ
り可動支柱及び係合部材,ホルダ,土留材等に対応した
地盤が順次掘り起こされて柔らかくなり、係合部材とク
ランプにてホルダに固定保持された土留材がホルダとと
もに地中に順次埋設される。土留材が地中に所定量埋設
された状態で揺動アームをアーム駆動装置により垂直位
置に揺動して保持し、揺動アームの先端及び回転カッタ
を土留材の下方から後方に退避させた状態で加圧駆動装
置によってホルダを下方へ押動すると、係合部材とクラ
ンプにてホルダに固定保持されている土留材の下端が掘
り起こされていない地盤に所望量押し込まれる。その
後、クランプによる挟持を解いて可動支柱を支柱駆動装
置により上動させれば、土留材が地中に建て込まれた状
態で可動支柱,ホルダ,係合部材,クランプ等が地上に
持ち上げられて土留材の施工が完了する。かかる施工を
土留材が連続するように繰り返せば、土留壁が形成され
る。
【0006】
【発明の効果】本発明による土留施工装置によれば、地
盤の掘削と土留材の建て込みが同時にできるため、如何
なる地盤でも土留材の建て込みを能率良く行うことがで
きる。また、土留材の建て込みは最後になされる加圧駆
動装置による押動を除いて掘削手段と回転カッタにより
掘り起こされた柔らかい地盤になされるものであるた
め、振動及び騒音なく静かにしかも土留材自体の剛性が
小さくても的確に建て込むことができる。また、土留材
をホルダに係合部材とクランプを用いて固定保持した状
態にて地中に建て込むようにしているため、土留材が単
一の矢板である場合は勿論のこと、土留材が複数枚の矢
板からなる組矢板やH形鋼の柱或いはC形鋼を背合わせ
して一体的に溶接した柱とこれに支持されるベニヤ板ま
たは鉄板からなる土留材であっても的確に建て込むこと
ができる。
【0007】
【実施例】以下に、本発明の一実施例を図面に基づいて
説明する。図1はキャタピラ付きの重機Aに組付けた本
発明による土留施工装置10を示していて、この土留施
工装置10は重機Aに仮想線にて示したように倒して搬
送できるように組付けられている。また土留施工装置1
0は、重機AのフレームA1に組付けた主柱11と、こ
れに組付けた可動支柱12,揺動アーム13,掘削チェ
ーン14,回転カッタ15,ホルダ16,係合部材1
7,クランプ18等によって構成されている。なお、重
機AのフレームA1後部には左右一対のアウトリガB
(一方は図示省略)が取付けられている。
【0008】主柱11は、重機AのフレームA1に対し
て起伏可能かつ左右方向(図1の紙面上下方向)にて傾
動可能にまた矢印S方向に回動可能に組付けられてい
て、下端に取付けたアウトリガBにて地面Gに対して略
垂直に設置されるようになっており、また重機Aにより
図示状態にて搬送可能となっている。また、主柱11の
前面には図2にて詳細に示したように左右一対のガイド
レール11aが取付けられ、また下端には図1及び図8
にて示したように左右一対のガイドアーム11bが取付
けられている。
【0009】主柱11の左右方向への傾動は図1及び図
2に示した油圧シリンダC1により主柱11に組付けた
ブラケットアセンブリ70とホルダアセンブリ80を介
してなされるように、また矢印S方向への回動は図1及
び図2に示した油圧シリンダC2により主柱11に固着
したブラケット11cを介してなされるように、また起
伏は図1及び図6に示した左右一対の油圧シリンダC3
により主柱11に組付けたホルダアセンブリ90を介し
てなされるように構成されており、各油圧シリンダの作
動は重機Aの操作室にて制御可能となっている。
【0010】ブラケットアセンブリ70は、図2,図
3,図4にて示したように、重機AのフレームA1にブ
ラケットA2(図1参照)を介して回動可能に組付けら
れる一対のピン71と、ホルダアセンブリ80のピン8
1に回動可能に組付けられるスリーブ72と、左右傾動
用の油圧シリンダC1の基部を回動可能に支持する一対
のボス73と、これらを結合するプレート74によって
構成されている。
【0011】ホルダアセンブリ80は、図2,図3,図
5にて示したように、上記したピン81と、これと一体
で主柱11を回転可能に支持する分離可能な半割の筒体
82と、左右傾動用の油圧シリンダC1の先端部を回動
可能に支持する一対のボス83と、ピン81及びボス8
3と一体で脱着可能なホルダ85とにより回動用の油圧
シリンダC2を中間部に取付けたピンにて揺動可能に支
持するプレート84によって構成されていて、両油圧シ
リンダC1,C2は略水平に配置されるようになってい
る。
【0012】ホルダアセンブリ90は、図6にて示した
ように、主柱11を回転可能に支持する分離可能な半割
の筒体91と、これに固着したプレート92と、これに
固着したシャフト93と、これに揺動可能に組付けられ
て各先端にて各油圧シリンダC3に連結されるレバー9
4によって構成されていて、プレート92には後述する
ワイヤ21,25をガイドする5個の鼓形ローラ95が
それぞれ回動可能に組付けられている。
【0013】可動支柱12は、図1にて示したように、
上部背面に設けたガイド12aにて主柱11のガイドレ
ール11aにまた上部を除く後面に長手方向に設けた左
右一対のガイドレール12bにて主柱11のガイドアー
ム11bに上下動可能に組付けられていて、重機Aの操
作室にて制御可能な支柱駆動装置20によって上下動さ
れるようになっている。
【0014】支柱駆動装置20は、引き上げ用ワイヤ2
1と、これを巻き取り巻き戻すウインチ22と、引き下
げ用ワイヤ23と、これを巻き取り巻き戻すウインチ2
4とにより構成されていて、ウインチ24にてワイヤ2
3を巻き取りかつウインチ22にてワイヤ21を巻き戻
すことにより可動支柱12を下動させることができ、ま
たウインチ22にてワイヤ21を巻き取りかつウインチ
24にてワイヤ23を巻き戻すことにより可動支柱12
を上動させることができるようになっている。なお、引
き上げ用ワイヤ21は一端にて主柱11の上部に固着さ
れ可動支柱12の上端に組付けた滑車P1と主柱11の
上端に組付けた滑車P2,P3と主柱11の中間部を支
持するホルダアセンブリ90の鼓形ローラ95(図6参
照)を介してウインチ22に巻き付けられており、また
引き下げ用ワイヤ23は一端にて主柱11の下端に固着
され可動支柱12の上部に組付けた滑車P4,P5(図
7参照)と主柱11の下端に組付けた滑車P6と主柱1
1の中間部に組付けた滑車P7を介してウインチ24に
巻き付けられている。
【0015】また、引き上げ用ワイヤ21に対して並列
に土留材Wを吊り上げるためのワイヤ25が配設されて
いて、このワイヤ25は主柱11の上端に組付けた滑車
P8と滑車P3に並列に配設した滑車(図示省略)とホ
ルダアセンブリ90の鼓形ローラ95(図6参照)を介
してウインチ22に並列に配設したウインチ(図示省
略)に巻き付けられるようになっている。
【0016】揺動アーム13は、図8にて詳細に示した
ように、可動支柱12の下端に支持軸13aを介して揺
動可能に組付けられていて、重機Aの操作室にて制御可
能なアーム駆動装置30によって仮想線にて示した垂直
位置または実線にて示した前方揺動位置に移動保持され
るようになっている。アーム駆動装置30は、一端にて
可動支柱12に回動可能に連結し他端にて揺動アーム1
3に回動可能に連結した油圧シリンダである。
【0017】掘削チェーン14は、図1及び図9にて示
したように、地盤を掘り起こし土を運び出して穴をあけ
る掘削手段であって、掘削抵抗の低減を図った三種類の
掘削刃14a1,14a2,14a3が外周に順次取付
けられたものであり、可動支柱12と揺動アーム13の
前後に沿って配設されていて、可動支柱12の上部に組
付けた駆動スプロケット14bと揺動アーム13の先端
に組付けた従動スプロケット14cに装着されており、
重機Aの操作室にて制御可能なチェーン駆動装置40に
よって駆動スプロケット14bが図1の図示反時計方向
へ回転されることにより図9の矢印方向に移送されるよ
うになっている。チェーン駆動装置40は、油圧回転モ
ータ41とこれの回転を駆動スプロケット14bに伝え
る駆動チェーン42等によって構成されている。また、
掘削チェーン14は、下方に移送される部位を、可動支
柱12の前面に固着したガイドプレート12cと可動支
柱12の下端前面に取付けたガイドブロック12d及び
揺動アーム13の前面に固着したガイドブロック13b
にてガイド保持されている。
【0018】回転カッタ15は、図10にて示したよう
に、所定幅のボス部材15aとこれ上に固着されて所定
径に配置される6個(個数は適宜変更可能)の刃15b
からなり、従動スプロケット14cを中央にて軸支する
回転軸15cの左右両側に一体回転可能に組付けられる
ことにより揺動アーム13の先端に回動可能に組付けら
れており、掘削チェーン14の移送に伴って回転される
ようになっている。なお、各刃15bは軸方向において
変位して配置されるとともに回転方向において等間隔に
配置されていて、掘削抵抗の低減が図られている。
【0019】ホルダ16は、図1,図8及び図11にて
示したように、左右一対のパイプ16aとこれらを連結
する連結板16bと両パイプ16aの上端に固着された
ヘッド部材16cからなるもので、ヘッド部材16cの
後端にて主柱11のガイドレール11aに組付けられる
とともに両パイプ16aの下部にて可動支柱12の下部
に取付けたガイドチューブ12eに組付けられることに
より可動支柱12の前面に上下動可能に組付けられてい
て、重機Aの操作室にて制御可能な加圧駆動装置50に
よって上下動されるようになっている。加圧駆動装置5
0は、上端にて可動支柱12に回動可能に連結し下端に
てホルダ16の上端に回動可能に連結した油圧シリンダ
である。
【0020】係合部材17は、図1及び図8にて示した
ように、ホルダ16の下端に取付けられたプレートであ
り、所定幅で所定長さの土留材Wの下部背面に設けた係
止部Waに上方へ離脱可能に係合するようになってい
る。一方、クランプ18は、図1,図8及び図11にて
示したように、ホルダ16の上端部に取付けられて土留
材Wの上部を離脱可能に挟持するものであり、左右一対
のカムプレート18aとこれらを回転駆動させる左右一
対の油圧シリンダ18bによって構成されていて、各油
圧シリンダ18bは重機Aの操作室にて制御可能となっ
ている。なお、本実施例においては、土留材Wとして一
対の矢板W1,W2からなるもの(組矢板)が採用され
ているが、土留材としては単一の矢板が採用可能であ
る。
【0021】上記のように構成した本発明による土留施
工装置10においては、可動支柱12とホルダ16を予
め持ち上げた状態の主柱11を土留材Wを施す地上に重
機Aにて搬送して各油圧シリンダC1,C2,C3と各
アウトリガBを作動させることにより略垂直に設置し、
その後に土留材Wをワイヤ25を用いて吊り上げ係合部
材17とクランプ18を用いてホルダ16に固定保持す
る。次いで、揺動アーム13を前方揺動位置に移動保持
した状態で掘削チェーン14をチェーン駆動装置40に
より移送させかつ回転カッタ15を回転させて可動支柱
12を支柱駆動装置20により主柱11に沿って下動さ
せると、可動支柱12の下動に伴って掘削チェーン14
の掘削刃14a1,14a2,14a3と回転カッタ1
5により可動支柱12及び係合部材17,ホルダ16,
土留材W等に対応した地盤が順次掘り起こされて柔らか
くなり、係合部材17とクランプ18にてホルダ16に
固定保持された土留材Wがホルダ16とともに地中に順
次埋設される。
【0022】土留材Wが地中に所定量埋設された状態で
揺動アーム13をアーム駆動装置30により垂直位置
(後方位置)に揺動して保持し、揺動アーム13の先
端,回転カッタ15及び揺動アーム13の先端に沿った
掘削チェーン14を土留材Wの下方から後方に退避させ
た状態で加圧駆動装置50によってホルダ16を下方へ
押動すると、係合部材17とクランプ18にてホルダ1
6に固定保持されている土留材Wの下端が掘り起こされ
ていない地盤に所望量押し込まれる。その後、クランプ
18による挟持を解いて可動支柱12を支柱駆動装置2
0により上動させれば、土留材Wが地中に建て込まれた
状態で可動支柱12,ホルダ16,係合部材17,クラ
ンプ18等が地上に持ち上げられて土留材Wの施工が完
了する。
【0023】かかる施工を土留材Wが連続するように繰
り返せば、図12にて示したように土留壁が形成され
る。図12において、二点鎖線にて囲った部分は一回目
の施工によって掘り起こされる地盤を示し、破線にて囲
った部分は二回目の施工において可動支柱12が下降す
るときに掘り起こされる地盤を示し、一点鎖線にて囲っ
た部分は二回目の施工において可動支柱12が上昇する
ときに掘り起こされる地盤を示していて、二回目以降の
建て込み時に先に施工した土留材W2に新たに施工する
土留材W1を組み合わせるために土留材Wに対して掘り
起こされる地盤の範囲が進む側に僅かに変位しており、
一回目の施工においては一方の土留材W1の端部に対応
する部分が掘り起こされないため、固い地盤に施工する
場合には、一回目のみ一方の土留材W1を無くして他方
の土留材W2だけを施工することも可能である。
【0024】上記実施例においては、土留材Wとして一
対の矢板W1,W2からなるもの(組矢板)が採用され
ているが、土留材Wとしては図13にて示したものも採
用可能である。図13に示した土留材Wは、C形鋼を背
合わせして一体的に溶接した柱(鉄筋で接合部を補強す
ること、或いはH形鋼で代用することもある)W11
と、図16にて示したように土留壁が形成されたときに
柱W11によって支持されるベニヤ板(例えば、幅600m
m〜700mm、板厚12mm〜15mm、長さ1800mmのベニヤ板、或
いは薄い鉄板で代用することもある)W12からなるも
ので、柱W11とベニヤ板W12には金具Wb,Wcが
それぞれ取付けられていて、これらに図14に示した係
合部材(横長のプレート)17が係合するようになって
いる。なお、ベニヤ板W12の下端は金具Wdによって
補強されており、また柱W11はベニヤ板W12の略2
倍の長さに形成されている。また、柱W11とベニヤ板
W12は仮想線にて示した連結金具W13によって連結
可能となっていて、連結金具W13はベニヤ板W12に
予め埋設した鍔付きナットWeにボルト(図示省略)に
よって固定されるプレートWfと、これに予め溶接され
て柱W11に設けた取付孔に挿通されナットWgにより
柱W11に固定されるボルトWhによって構成されてい
る。
【0025】図13の土留材Wを使用する場合には図1
4に示した寸法形状のホルダ16,係合部材17,クラ
ンプ18及び加圧駆動装置50が使用され、係合部材1
7からクランプ18までの長さが短いことと加圧駆動装
置50の可動寸法が長いことを除いて上記実施例のもの
と実質的に同じである。図14に示したホルダ16,係
合部材17,クランプ18及び加圧駆動装置50等を使
用して図13に示した土留材Wを地盤に建て込む場合に
は、柱W11とベニヤ板W12を連結金具W13にて連
結した状態の土留材Wを図15にて示したようにベニヤ
板W12の上端にてクランプ18により挟持して行う。
しかして、この実施例においては、ベニヤ板W12が略
完全に埋まるまで上記実施例と同様の作業が行われる途
中において、図13の土留材Wが一点鎖線にて示した位
置まで建て込まれたときに連結金具W13を外して柱W
11とベニヤ板W12の連結を解く作業が必要であり、
また上記実施例と同様の一連の作業が終わった後に、係
合部材17の先端を柱W11の頂部に当てて加圧駆動装
置50によりホルダ16等を下方へ押動する作業が必要
であり、かかる作業によって柱W11のみが地盤に押し
込まれて柱W11とベニヤ板W12の頂部が略同じとな
る。なお、土留壁を形成している途中の地中に配管等の
障害物がある場合には、障害物に当たらないようにして
柱W11だけを予め建て込み、障害物を取り除いた後
に、ベニヤ板W12だけを柱W11間に建て込んで土留
壁を形成することもある。また、柱W11は土留壁とし
ての使用が済んだ後に上方へ引き抜いて再使用すること
も可能である。
【0026】以上の説明から明らかなように、本発明に
よる土留施工装置10によれば、地盤の掘削と土留材W
の建て込みが同時にできるため、如何なる地盤でも土留
材Wの建て込みを能率良く行うことができる。また、土
留材Wの建て込みは最後になされる加圧駆動装置50に
よる押動を除いて掘削チェーン14と回転カッタ15に
より掘り起こされた柔らかい地盤になされるものである
ため、振動及び騒音なく静かにしかも土留材W自体の剛
性が小さくても的確に建て込むことができる。また、土
留材Wをホルダ16に係合部材17とクランプ18を用
いて固定保持した状態にて地中に建て込むようにしてい
るため、土留材Wが単一の矢板である場合は勿論のこ
と、土留材Wが複数枚の矢板からなる組矢板やH形鋼の
柱或いはC形鋼を背合わせして一体的に溶接した柱とこ
れに支持されるベニヤ板または鉄板からなる土留材であ
っても土留材Wを的確に建て込むことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による土留施工装置の一実施例を示す
側面図である。
【図2】 主柱を左右方向に傾動させる機構と主柱を回
動させる機構を示す図である。
【図3】 主柱を起伏させる機構と主柱を左右方向に傾
動させる機構を示す図である。
【図4】 図2及び図3に示したブラケットアセンブリ
を示す図である。
【図5】 図2及び図3に示したホルダアセンブリを示
す図である。
【図6】 図1に示したホルダアセンブリを示す図であ
る。
【図7】 可動支柱の上部内構成を概略的に示す図であ
る。
【図8】 図1に示した可動支柱,揺動アーム,掘削チ
ェーン,回転カッタ,ホルダ,係合部材,クランプ,土
留材等の関係を示す図である。
【図9】 三種類の掘削刃を取付けてなる掘削チェーン
の一部を示す図である。
【図10】 揺動アーム,掘削チェーン,回転カッタ等
の関係を示す図である。
【図11】 図1に示した主柱,可動支柱,ホルダ,ク
ランプ,土留材等の関係を示す図である。
【図12】 図1に示した本発明による土留施工装置に
よって土留壁を形成する場合の工程説明図である。
【図13】 土留材の他の実施例を示す図である。
【図14】 図13の土留材を使用する場合のホルダ,
係合部材,クランプ,加圧駆動装置等を示す図である。
【図15】 図13に示した土留材と図14に示したホ
ルダ,クランプ等の関係を示す図である。
【図16】 図13の土留材を使用して土留壁を形成す
る場合の図12相当図である。
【符号の説明】
10…土留施工装置、11…主柱、12…可動支柱、1
3…揺動アーム、14…掘削チェーン(掘削手段)、1
4a1,14a2,14a3…掘削刃、15…回転カッ
タ、16…ホルダ、17…係合部材、18…クランプ、
20…支柱駆動装置、30…アーム駆動装置、40…チ
ェーン駆動装置、50…加圧駆動装置、W…土留材、W
a,Wb,Wc…係止部。

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 搬送可能で地上に略垂直に設置される主
    柱と、この主柱に上下動可能に組付けられて支柱駆動装
    置によって上下動される可動支柱と、この可動支柱の下
    端に揺動可能に組付けられてアーム駆動装置によって垂
    直位置または前方揺動位置に移動保持される揺動アーム
    と、掘削刃を有して前記可動支柱に沿って配設され地盤
    を掘り起こして穴をあける掘削手段と、前記揺動アーム
    の先端に回転可能に組付けられて前記掘削手段の作動に
    伴って回転される所定幅で所定径の回転カッタと、前記
    可動支柱の前面に上下動可能に組付けられて加圧駆動装
    置によって上下動されるホルダと、このホルダの下端部
    に取付けられて所定幅で所定長さの土留材の下部背面に
    設けた係止部に上方へ離脱可能に係合する係合部材と、
    前記ホルダの上端部に取付けられて前記土留材の上部を
    離脱可能に挟持するクランプとを備えてなる土留施工装
    置。
  2. 【請求項2】 前記掘削手段が、掘削刃を有して前記可
    動支柱と前記揺動アームの前後に沿って配設されチェー
    ン駆動装置によって移送される掘削チェーンであること
    を特徴とする請求項1に記載の土留施工装置。
  3. 【請求項3】 前記土留材が複数枚の矢板からなる組矢
    板であることを特徴とする請求項1に記載の土留施工装
    置。
  4. 【請求項4】 前記土留材がH形鋼の柱或いはC形鋼を
    背合わせして一体的に溶接した柱とこれに支持されるベ
    ニヤ板または鉄板によって構成されていることを特徴と
    する請求項1に記載の土留施工装置。
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