JP3568528B1

JP3568528B1 - 鋼管杭の回転装置

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Publication number: JP3568528B1
Application number: JP2004002778A
Authority: JP
Inventors: 洋高森; 正憲村島; 一夫堀; 金次今井; 行正加藤
Original assignee: Sekisui House Ltd
Current assignee: Sekisui House Ltd
Priority date: 2004-01-08
Filing date: 2004-01-08
Publication date: 2004-09-22
Anticipated expiration: 2024-01-08
Also published as: JP2005194789A

Abstract

【課題】軽量且つ簡易な構成で、径の異なる鋼管杭に適確に回転力を伝達することができる鋼管杭の回転装置を提供する。
【解決手段】本鋼管杭の回転装置１００は、鋼管杭本体１Ａの基端部を遊嵌するキャップ１０１と、鋼管杭本体１Ａの凸片４と係合する係止部材１０２と、該係止部材１０２をキャップ１０１の内周から半径方向へ出没可能に案内するガイド部材１０３と、係止部材１０２の突出位置を所望位置に規制するために係止部材１０２及びガイド部材１０３に適宜穿設された位置決め孔２３，２４に挿通されて係止部材１０２の半径方向の移動を抑止するストッパ１０４とを具備する。
【選択図】図１

Description

本発明は、鋼管杭を回転させて地中へ圧入するための鋼管杭の回転装置に関するものである。

軟弱地盤等において建築物の支持力を高めるために基礎杭を打設することがあり、住宅等の中低層建造物が建築される宅地においては高層建造物を支持するような基礎杭は不要であり、無排土で振動や騒音の少ないという利点から鋼管杭が用いられている。該鋼管杭を打設する際には、杭打ち機を用いて鋼管杭を回転させながら地盤に圧入する。該杭打ち機は、図１３に示すように、クレーン９００のブーム９０１に昇降タワー９０２が垂直方向に設けられ、該昇降タワー９０２に油圧回転軸９０３が昇降可能に設けられてなり、該油圧回転軸９０３に鋼管杭１を取り付けて回転させながら油圧回転軸９０３を降下させることにより、鋼管杭１が地盤に打設される。

前記杭打ち機の油圧回転軸９０３と鋼管杭１との接続には回転装置が用いられる。図１４〜図１６は従来の回転装置の例であり、図１４に示すように、鋼管杭９０４の基端部に外周面から水平方向に突出する凸片９０５を設け、一方、杭打ち機側には、該凸片９０５と係合する溝９０６が形成された円筒の回転装置９０７を配設する。回転装置９０７を鋼管杭９０４の基端部に外嵌するとともに凸片９０５と溝９０６とを係合することにより、前記油圧回転軸９０３に装着されて回転する回転装置９０７の回転が鋼管杭９０４に伝達される（例えば特許文献１，２参照）。

また、図１５に示すように、鋼管杭９０８の基端部に軸線と直交する方向に孔９０９を穿ち、一方、杭打ち機側には、同様に軸線と直交する方向に孔９１０が穿たれた円筒の回転装置９１１を配設する。回転装置９１１を鋼管杭９０８の基端部に外嵌するとともに孔９０９及び孔９１０にピン９１２を挿通することにより、該ピン９１２を介して回転装置９１１の回転が鋼管杭９０８に伝達される。

また、図１６に示すように、鋼管杭９１３の基端部の内空に径方向に係止板９１４を設け、一方、杭打ち機側には、該係止板９１４と係合する溝９１５が形成された円筒の回転装置９１６を配設する。回転装置９１６の溝９１５を係止板９１４と係合するように鋼管杭９１３の基端部に内挿することにより、回転装置９１６の回転が鋼管杭９１３に伝達される。

このようにして地盤に打設される鋼管杭は、地盤の状態や要求される支持力等によって径や長さが異なる。また、径の異なる複数の鋼管杭を継合して打設する場合もある（特許文献３参照）。このように径の異なる鋼管杭を打設する場合には、各鋼管杭の基端部に外嵌される円筒の径が異なる回転装置を複数用意するか、最大径の鋼管杭を外嵌可能な円筒を備えた回転装置を、径小の鋼管杭にも用いていた。

特開２０００−２４８５５１号公報特開平１０−３３１１５８号公報特願２００３−１２５４７９号

しかし、施工現場毎に打設すべき種々の鋼管杭の径に合致する回転装置を複数準備すれば施工コストが高くなり、鋼管杭の径が変わる度に回転装置の付替え作業が必要となるので作業時間も長くなるという問題がある。一方、最大径の鋼管杭に合致する回転装置を径小の鋼管杭に用いるには、例えば前記鋼管杭９０４では、凸片９０５の突出長を、径大の円筒の溝９０６と係合できる程度に長くする必要があり、該凸片９０５の支点と溝９０６との係合個所とが離れるので、凸片９０５への負荷が過大となって変形や破損のおそれがある。また、凸片９０５を長くすれば回転圧入する際の摩擦抵抗が大きくなるという弊害もある。さらに、回転装置の円筒に対して鋼管杭９０４が径小となれば、該円筒と鋼管杭９０４の軸中心が合わせ難いという問題もある。したがって、このような問題が生じることなく径の異なる鋼管杭に対応可能な回転装置が望まれるが、該回転装置は、杭打ち機への着脱されることや油圧回転軸９０３とともに昇降されることを考慮すると、軽量且つ簡易な構成のものが好ましい。

本発明は、かかる課題を解決すべくなされたものであり、軽量且つ簡易な構成で、径の異なる鋼管杭に適確に回転力を伝達することができる鋼管杭の回転装置を提供することを目的とする。

本発明に係る鋼管杭の回転装置は、鋼管杭の基端部に外嵌されるとともに該基端部に突設された凸片と係合することにより、鋼管杭を回転させて地中へ圧入するための鋼管杭の回転装置であって、鋼管杭の基端部を遊嵌するキャップと、鋼管杭の凸片と係合する係止部材と、該係止部材を前記キャップ内周から半径方向へ出没可能に案内するガイド部材と、係止部材の突出位置を所望位置に規制するために係止部材及びガイド部材に適宜穿設された位置決め孔に挿通されて係止部材の半径方向の移動を抑止するストッパと、を具備することを特徴とする。

また、本発明は、前記係止部材に凸片の下側と係合する担持部が設けられたことを特徴とする。

また、本発明は、前記担持部がキャップの正反転により前記キャップに遊嵌された鋼管杭の凸片と係脱可能に設けられたものであることを特徴とする。

また、本発明は、前記ガイド部材が、係止部材の両側面を案内するとともに、係止部材の両側面と当接して回転トルクを伝達するガイド板を具備するものであることを特徴とする。

また、本発明は、前記係止部材の先端部を取替可能としたことを特徴とする。

本発明によれば、鋼管杭の基端部を遊嵌するキャップに、鋼管杭の凸片と係合する係止部材をキャップ内周から半径方向へ出没可能としたので、係止部材によりキャップに挿入される鋼管杭の軸中心が位置決めされるとともに、鋼管杭の凸片と係止部材とが係合することにより回転伝達がなされる。これにより、軽量且つ簡易な構成で、径の異なる種々の鋼管杭に適確に回転力を伝達することができる。

また、本発明によれば、前記係止部材に凸片の下側と係合する担持部が設けられたので、該担持部により鋼管杭が担持されて鋼管杭に引抜力を与える。

また、本発明によれば、前記担持部がキャップの正反転により前記キャップに挿入された鋼管杭の凸片と係脱可能に設けられたので、キャップへ鋼管杭を挿入する際には凸片と担持部とが係合せず、嵌脱が容易であり、且つ鋼管杭を引き抜く際には逆回転を与えることにより担持部と凸片とは係合して引抜力を付与することができる。

また、本発明によれば、ガイド板により、係止部材の両側面と当接して回転トルクを伝達するので、ストッパに過剰な負荷が加わることがなく、ストッパの破損を防止することができる。

また、本発明によれば、鋼管杭の凸片と当接して磨耗し易い係止部材の先端部を取替可能としたので、係止部材の使用限界が長くなりコストの抑制に寄与する。

以下、本発明の実施の形態に係る鋼管杭の回転装置について図面を用いて詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る鋼管杭の回転装置１００の構成を示すものであり、本回転装置１００は、鋼管杭の基端部を遊嵌するキャップ１０１と、鋼管杭の凸片と係合する係止部材１０２と、係止部材１０２をキャップ内周１０１から半径方向へ出没可能に案内するガイド部材１０３と、係止部材１０２の突出位置を規制するストッパ１０４とを具備するものである。

図２は、本鋼管杭の回転装置１００により地盤に打設される鋼管杭の一例を示すものである。図に示すように、本鋼管杭１は、円筒状の鋼管杭本体１Ａ，１Ｂ，１Ｃが同軸線上に継合され、鋼管杭本体１Ａの先端部分に、螺旋翼２が突設されてなる先端部材３が取り付けられてなる。鋼管杭本体１Ａ，１Ｂ，１Ｃと先端部材３とは各々別個の部材として構成されており、施工現場において継合される。

各鋼管杭本体１Ａ，１Ｂ，１Ｃは、その径が順次大きくなっており、鋼管杭本体１Ａの基端側に鋼管杭本体１Ｂの先端側を外嵌することにより鋼管杭本体１Ａ，１Ｂが継合され、また、鋼管杭本体１Ｂの基端側に鋼管杭本体１Ｃの先端側を外嵌することにより鋼管杭本体１Ｂ，１Ｃが継合されて、最終的に１本の鋼管杭１となる。各継合部について鋼管杭本体１Ａ，１Ｂを例に説明するに、図３に示すように、鋼管杭本体１Ａの基端部には、凸片４及び挿通孔５が設けられている。該凸片４は、鋼管杭本体１Ａの外周面に沿って湾曲された平板からなるものであり、図１に示すように、鋼管杭本体１Ａの基端部に軸線対称となるように２ヶ所に溶接等により固定されている。一方、挿通孔５は、鋼管杭本体１Ａの軸線と略直交する方向に貫通されたものであり、前記凸片４の上方に穿設されている。なお、凸片４の個数及び位置は適宜変更可能である。

一方、鋼管杭本体１Ｂには、先端から軸線方向に切欠溝６が形成されるとともに、該切欠溝６の上方であって鋼管杭本体１Ａに外嵌される部分に挿通孔７が穿設されている。鋼管杭本体１Ｂの内径は鋼管杭本体１Ａの外径と略同一であり、鋼管杭本体１Ｂの先端側が鋼管杭本体１Ａの基端側に外嵌可能となっている。切欠溝６は、鋼管杭本体１Ｂの周方向に一定幅若しくは上側へ向かって若干狭くなるように形成されており、その切欠深さは、鋼管杭本体１Ａの凸片４の軸線方向の長さと略同一である。このような切欠溝６が、鋼管杭本体１Ｂの先端部に軸線対称となるように２ヶ所に形成されている。勿論、切欠溝６も２ヶ所に限定されるものではなく、前記凸片４の個数に応じて適宜増減することができる。一方、挿通孔７は、前記挿通孔５と同様に、鋼管杭本体１Ｂの軸線と略直交する方向に貫通されたものであり、鋼管杭本体１Ａの挿通孔５と対応する位置に穿設されている。即ち、鋼管杭本体１Ｂが鋼管杭本体１Ａに外嵌され、凸片４と切欠溝６とが嵌合した場合に、挿通孔５，７は略同一直線上に位置するものとなる。

鋼管杭本体１Ａ，１Ｂを継合する際には、図４に示すように、鋼管杭本体１Ｂの先端側を、切欠溝６と凸片４とが嵌合するように鋼管杭本体１Ａの基端側に外嵌する。切欠溝６の上端と凸片４の上端とが当接することにより、鋼管杭本体１Ｂの外嵌位置が決定され、且つ、鋼管杭１の打設時には下方向への力が、打設後には建築物等からの圧縮力が鋼管杭本体１Ｂから鋼管杭本体１Ａへ伝達される。一方、切欠溝６の側端と凸片４の側端との間には若干の隙間があるが、鋼管杭１の打設時に鋼管杭本体１Ｂが回転されることにより該側端同士が当接して、鋼管杭本体１Ｂの回転力が鋼管杭本体１Ａへ伝達される。このようにして、鋼管杭本体１Ａと鋼管杭本体１Ｂとが、鋼管杭１のねじ込み方向及び回転方向に対して固定された状態で継合される。

また、図に示すように、鋼管杭本体１Ａの挿通孔５及び鋼管杭本体１Ｂの挿通孔７に、座金を介してボルト８を挿通してナット９で固定する。これにより、鋼管杭１の引抜方向に対して、鋼管杭本体１Ａと鋼管杭本体１Ｂとが固定される。前記挿通孔５，７の径は、ボルト８の径に対して十分に大きなものであり、ボルト８が挿通された状態でも十分な余裕寸法が生じるようになっている。従って、挿通孔５，７にボルト８が挿通されて継合状態の鋼管杭本体１Ａ，１Ｂは、該余裕寸法だけ軸線中心に相互に回転可能となっている。前述したように、鋼管杭本体１Ｂの切欠溝６の側端と鋼管杭本体１Ａの凸片４の側端との間には若干の隙間があるので、鋼管杭１を打設する際に、該側端同士が当接するまで、鋼管杭本体１Ｂが鋼管杭本体１Ａに対して相対的に回転されるが、挿通孔５，７の余裕寸法により、切欠溝６の側端と凸片４の側端とが当接するまで、鋼管杭本体１Ａ，１Ｂが軸線中心に相互に回転可能であるので、鋼管杭本体１Ａ，１Ｂ間で伝達される回転力がボルト８に負荷されることがなく、鋼管杭１の打設時にボルト８が破断することがない。本鋼管杭の回転装置１００は、このような径の異なる鋼管杭本体１Ａ，１Ｂ，１Ｃから構成される鋼管杭１を打設するに特に適している。

図１に示すように、鋼管杭の基端部を遊嵌するキャップ１０１は、鋼管１０に円盤状の天板１１が溶接固定されたものであり、最大径である鋼管杭本体１Ｃの基端部を内挿可能な内径のものである。該キャップ１０１は、主として鋼管杭本体１Ａ，１Ｂ，１Ｃに押圧力を付与するためのものなので、径方向に対しては各鋼管杭本体１Ａ，１Ｂ，１Ｃと精度よく嵌合する必要はなく、最大径の鋼管杭本体１Ｃが遊嵌できる内径であればよい。また、キャップ１０１の上端には多角形状の軸１２が、キャップ１０１の軸線上に突設されており、該軸１２が杭打ち機の油圧回転軸に連結される。

キャップ１０１の下端にはガイド部材１０３が設けられている。該ガイド部材１０３は、図５及び図６に示すように、キャップ１０１の鋼管１０に対応した中穴を有する２枚の円環状の円板３０が上下方向に対向して配置され、該円板３０がガイド板３１及び補強板３２で連結されたものである。各円板３０は鋼管１０より径大のものであり、キャップ１０１の下端に溶接固定されることにより水平方向へ鍔状に突出している。円板３０の径は、係止部材１０２の大きさや出没範囲により適宜設定される。一方、円板３０の中穴は前記鋼管１０の内径と略同一であり、これら中穴と鋼管１０の軸線が合致するように各円板３０が配設されている。これにより、ガイド部材１０３の下方から各円板３０の中穴を通じて、鋼管杭本体１Ａ，１Ｂ，１Ｃの各基端部がキャップ１０１内へ挿入可能となっている。

ガイド板３１は２枚の矩形の平板からなり、前記２枚の円板３０間において一定間隔で且つ軸線に対して対称位置に配設されている。ガイド板３１の上下端は各円板３０と夫々溶接固定されており、これにより２枚の円板３０が上下方向に一定間隔で連結されている。ガイド板３１間の距離は係止部材１０２の幅に合わせて設定されており、詳細には、係止部材１０２の幅より若干広いものである。これにより、２枚のガイド板３１が、２つの係止部材１０２が対向してキャップ１０１の内周から出没するように各係止部材１０２の両側面を案内するとともに、キャップ１０１及びガイド部材３１が回転する際には、各係止部材１０２の両側面と夫々当接して回転トルクを伝達するようになっている。

前記２枚のガイド板３１の外側には、各ガイド板３１と直交する方向に補強板３２が夫々設けられている。該補強板３２は、ガイド板３１による２枚の円板３０の連結を補強するとともに、ガイド板３１が受ける回転トルクに対して各ガイド板３１を補強するものであり、上下端において２枚の円板３０と夫々溶接固定され、さらに側端において各ガイド板３１と夫々溶接固定されている。また、各ガイド板３１の内側の下端に沿って支持台３３が配設されている。該支持台３３は係止部材１０２の下面の両側部分を担持するものであり、これにより、２枚のガイド板３１間に挿入される係止部材１０２が下側のガイド板３１から所定の高さに支持され、後述する担持部２２のように係止部材１０２の下端面から突出した部分が該ガイド板３１に当接しないようにして、係止部材１０２の挿抜を容易にしている。

また、前記２枚の円板３０であって、前記２枚のガイド板３１間となる位置には、複数の位置決め孔３４が２枚の円板３０に同軸となるように夫々穿設されている。該位置決め孔３４は、ガイド板３１間に挿抜される２つの係止部材１０２に対応して、軸線に対して対称となる位置に各々６つの位置決め孔３４が一群となって穿たれている。該一群となっている６つの位置決め孔３４は左右対称であって、掛止部材１０２に挿抜方向に略直交するように一列に穿設されており、中央の２つの位置決め孔３４ａから両側へいくにつれキャップ１０１側へ近づくように配列されている。このような位置決め孔３４の配置は、係止部材１０２に穿たれた位置決め孔２３の配置との関係で相対的に決まるものであるが、各位置決め孔３４は左右一対で係止部材１０２の出没位置を規制するものとなっており、両側へ向かうほど係止部材１０２の突出が大きくなるように配置されている。なお、図に示すように、前記支持台３３と両側の位置決め孔３４ｃが重なるような場合には、位置決め孔３４ｃと重複する部分だけ、支持台３３を切り欠いてもよい。

前記係止部材１０２は、図１及び図７に示すように、鋼製であって略直方体形状をなしており、前記ガイド部材１０２に挿入された際にキャップ１０１の内周から突出する側に、平面視において左右対称となるように２つの係止部２０Ｌ，２０Ｒが突設されている。各係止部２０Ｌ，２０Ｒは、平面視が山形のものであり、該山形の外側面２０ａが鋼管杭本体１Ａ，１Ｂ，１Ｃの凸片４と当接する。本鋼管杭の回転装置１００は時計方向に正回転しながら各鋼管杭１を地盤に圧入するものなので、時計方向側の係止部２０Ｌが正回転時に凸片４と当接する。一方、鋼管杭１を引き抜く際には回転装置１００が反時計方向に反転されるので、反対側の係止部２０Ｒが凸片４と当接する。前記回転装置１００は、通常、正回転で使用することが多く、回転トルクも大きいので、正回転時に凸片４と当接する時計方向側の係止部２０Ｌが磨耗し易い。これを考慮して、該係止部２０Ｌの先端部２１はボルト留め等により着脱でき、取替え可能となっている。したがって、使用により先端部２１が磨耗すれば新しい先端部２１と取り替えることができ、係止部材１０２の使用限界が長くなる。勿論、反対側の係止部２０Ｒの先端部も同様に取替え可能としてもよい。また、反対側の係止部２０Ｒの下面には、該係止部２０Ｒの外側面２０ａから突出する担持部２２が配設されている。該担持部２２は、外側面２０ａから突出した部分が鋼管杭本体１Ａ，１Ｂ，１Ｃの凸片４の下側と係合することにより、鋼管杭１を引き抜く際に上方向の引抜力を鋼管杭１に付与するためのものである。

さらに、係止部材１０２の中央付近には、複数の位置決め孔２３が係止部２０の突出方向と略直交するように一列に穿設されている。位置決め孔２３は、前記円板３０に穿設された位置決め孔３４に対応して６ヶ所に穿たれており、係止部材１０２を前記ガイド部材１０３の挿入して径方向に移動させることにより、係止部２０Ｌ，２０Ｒの突出位置毎に、中央の２つの位置決め孔２３ａが前記位置決め孔３４ａと、その両側の２つの位置決め孔２３ｂが前記位置決め孔３４ｂと、最も外側の２つの位置決め孔２３ｃが前記位置決め孔３４ｃと夫々合致し、中央の２つの位置決め孔２３ａが前記位置決め孔３４ａとが合致した状態で係止部２０Ｌ，２０Ｒの突出が最も小さく、合致する位置決め孔２３，３４が両側へ向かうほど係止部２０Ｌ，２０Ｒの突出が大きくなる。また、係止部材１０２の外側、即ち係止部２０と反対側には把手２４が配設されている。該把手２４は係止部材１０２の挿抜作業を容易とすべく設けられたものである。

前述したように、前記係止部材１０２はガイド部材１０３のガイド板３１間に挿入されてキャップ１０１の内周から係止部２０Ｌ，２０Ｒが突出するが、該係止部２０Ｌ，２０Ｒの突出位置は、係止部材１０２の位置決め孔２３と円板３０の位置決め孔３４とを合致させ、該位置決め孔２３，３４に棒状のストッパ１０４を挿通することにより決められる。即ち、前述したように、係止部材１０２の中央の２つの位置決め孔２３ａが円板３０の位置決め孔３４ａと合致した状態が係止部２０Ｌ，２０Ｒの突出が最も小さく、合致する位置決め孔２３，３４が両側へ向かうほど係止部２０Ｌ，２０Ｒの突出が小さくなるので、鋼管杭本体１Ａ，１Ｂ，１Ｃの径に合わせて、係止部２０が所望の突出位置となるように位置決め孔２３，３４を合わせ、該位置決め孔２３，３４にストッパ１０４を挿通する。これにより、その位置で係止部材１０２の径方向の移動が抑止され、係止部２０Ｌ，２０Ｒの突出位置が規制される。

前記ストッパ１０４は、図１に示すように、上下一対の円板３０の位置決め孔３４をともに挿通できる長さの棒状の挿通部４０と、該挿通部４０の上側に設けられて位置決め孔３４の周縁と当接することによりストッパ１０４の挿通位置を規制する径大部４１と、該径大部４１の上側に設けられた把手４２とからなり、上側の円板３０の上方から挿通部４０が該円板３０の位置決め孔３４及び係止部材１０２の位置決め孔２３へ挿通され、さらに該挿通部４０の先端が下側の円板３０の位置決め孔３４に挿通された状態で、径大部４１が該円板３０の上面に当接してストッパ１０４の挿通位置を規制し、ストッパ１０４が下方へ脱落することが防止されるようになっている。また、前記挿通部４０の径は、位置決め孔２３，３４に挿通可能であって、前記係止部材１０２がガイド板３１間の挿入された際に、係止部材１０２の側面がガイド板３１と密接するまで水平方向へ移動可能なものとなっている。即ち、ストッパ１０４により係方向の移動が抑止された係止部材１０２は、２枚のガイド板３１間において、該ガイド板３１と密接するまでは移動できるものとなっている。これにより、ガイド板３１から係止部材１０２へ伝達される回転トルクがストッパ１０４の挿通部４０に負荷されないようにしている。

以下、本鋼管杭の回転装置１００による鋼管杭１の打設方法について図面に基づいて説明する。なお、説明の便宜上、図８〜図１１においては上側の円板３０を省略している。
まず、本鋼管杭の回転装置１００を杭打ち機に装着する。杭打ち機は従来と同様であるので詳細な説明は省略するが、鋼管杭の回転装置１００のキャップ１０１の上端に設けられた多角形状の軸１２が杭打ち機の油圧回転軸に連結されることにより、本回転装置１００が杭打ち機により回転且つ昇降可能となる。つぎに、ガイド部材１０３のガイド板３１間に一対の係止部材１０２を夫々挿入する。

本鋼管杭の回転装置１００では、打設すべき鋼管杭１を構成する鋼管杭本体１Ａ，１Ｂ，１Ｃの径に対応して、ガイド部材１０３の円板３０に各位置決め孔３４が穿設されている。これら鋼管杭本体１Ａ，１Ｂ，１Ｃの径は規格等により定められているのが一般的であり、予め各位置決め孔３４の穿設位置を設定することは容易である。また、例えば鋼管杭本体１Ａ，１Ｂ，１Ｃの各１本の長さが６ｍとすれば、３種の鋼管杭本体１Ａ，１Ｂ，１Ｃに対応可能に位置決め孔３４を穿設すれば６〜１８ｍの長さの鋼管杭の打設に対応でき、中低層の一般住宅の基礎杭として打設する鋼管杭としては十分な範囲である。勿論、４種以上の鋼管杭本体を継合することを考慮して更に径大又は径小の鋼管杭本体のための位置決め孔３４を穿設しておくことも可能である。

したがって、まず最初に打設する鋼管杭本体１Ａの径にあわせるために、図８に示すように、係止部材１０２の両外側の２つ位置決め孔２３ｃを、ガイド部材１０３の円板３０の両外側の２つの位置決め孔３４ｃに合わせて、ストッパ１０４を位置決め孔３４ｃ，２３ｃに挿通して、係止部材１０２の係止部２０Ｌ，２０Ｒの突出位置を決める。

その後、鋼管杭本体１Ａを打設すべき地盤の所定の位置に立設させて、杭打ち機により本鋼管杭の回転装置１００を降下させることにより、該鋼管杭本体１Ａの基端部を回転装置１００のキャップ１０１内へ挿入する。図８に示すように、各係止部材１０２の両係止部２０Ｌ，２０Ｒの外側面２０ａと鋼管杭本体１Ａの各凸片４との間には所定の間隙があり、また、係止部２０Ｒに設けられて外側面２０ａから突出した担持部２２は該間隙に位置しており凸片４とは係合していない。したがって、鋼管杭本体１Ａの凸片４が一対の係止部材１０２間に位置するようにして、該鋼管杭本体１Ａの基端部をガイド部材１０３の下方からキャップ１０１内へ挿入することにより、２つの係止部材１０２の係止部２０Ｌ，２０Ｒにより鋼管杭本体１Ａの軸線の位置がキャップ１０１の軸線と略同一となるように位置決めされ、また、凸片４は係止部材１０２間を通過し、係止部２０Ｌ，２０Ｒ及び担持部２２とは当接しないので、鋼管杭本体１Ａはキャップ１０１内へ挿抜自在である。

キャップ１０１の天板１１に鋼管杭本体１Ａの基端面が当接するまで挿入した後、杭打ち機により回転装置１００を正回転させる。詳細には、杭打ち機の油圧回転軸と連結された軸１２とともに、キャップ１０１が回転するとともに、一対の円板３０間に配設されたガイド板３１も回転する。図９に示すように、該ガイド板３１が係止部材１０２の両側面と当接して回転トルクを伝達するので、各係止部材１０２も回転する。これにより、各係止部材１０２の係止部２０Ｌの外側面２０ａが鋼管杭本体１Ａの凸片４と当接して係合し、鋼管杭本体１Ａへ回転トルクが伝達されて鋼管杭本体１Ａが回転する。この状態で回転装置１００を降下することにより鋼管杭本体１Ａの基端面がキャップ１０１の天板１１に押圧され、鋼管杭本体１Ａが地盤へ回転圧入される。また、前述したように、ストッパ１０４により径方向の移動が規制された係止部材１０２は、ガイド板３１と密接する程度には移動可能であるので、ストッパ１０４に回転トルクのような過剰な負荷がかからないので、回転によりストッパ１０４が破損することがない。

所定位置まで鋼管杭本体１Ａを回転圧入した後、回転装置１００を上昇させて鋼管杭本体１Ａの基端部からキャップ１０１を抜く。正回転により各係止部材１０２の係止部２０Ｌが鋼管杭本体１Ａの凸片４と係合している状態では、係止部２０Ｒに設けられた担持部２２と凸片４とは係合していないので、キャップ１０１を鋼管杭本体１Ａの基端部から容易に抜くことができる。

つぎに、図４で説明したように、鋼管杭本体１Ａの基端部に鋼管杭本体１Ｂの先端部を外嵌し、鋼管杭本体１Ａの凸片４と鋼管杭本体１Ｂの切欠溝６とを嵌合することにより、鋼管杭本体１Ｂから鋼管杭本体１Ａへ押圧力及び回転力が伝達可能に継合される。

一方、鋼管杭の回転装置１００においては、ストッパ１０４を一旦抜き取り、各係止部材１０２を径方向へ移動可能にする。つぎに回転すべき鋼管杭本体１Ｂは鋼管杭本体１Ａより径大であるので、各係止部材１０２を径方向外側へ移動して、図１０に示すように、係止部材１０２の位置決め孔２３ｂを円板３０の位置決め孔３４ｂにあわせて、ストッパ１０４を位置決め孔３４ｂ，２３ｂに挿通して、係止部材１０２の係止部２０Ｌ，２０Ｒの突出位置を決める。

その後、鋼管杭本体１Ａと継合された鋼管杭本体１Ｂの基端部をキャップ１０１内へ挿入する。前述と同様に、各係止部材１０２の両係止部２０Ｌ，２０Ｒと鋼管杭本体１Ｂの各凸片４との間には所定の間隙があり、また、係止部２０Ｒに設けられた担持部２２は凸片４と係合していないので、鋼管杭本体１Ｂの凸片４が一対の係止部材１０２間に位置するようにして、該鋼管杭本体１Ｂの基端部をキャップ１０１内へ挿入することにより、２つの係止部材１０２の係止部２０Ｌ，２０Ｒにより鋼管杭本体１Ｂの軸線の位置がキャップ１０１の軸線と略同一となるように位置決めされ、また、凸片４は係止部材１０２間を通過し、係止部２０Ｌ，２０Ｒ及び担持部２２とは当接しないので、鋼管杭本体１Ｂはキャップ１０１内へ挿抜自在である。鋼管杭本体１Ｂの基端部をキャップ１０１に挿入した後、杭打ち機により回転装置１００を正回転させると、前述と同様に、各係止部材１０２の係止部２０Ｌの外側面２０ａが鋼管杭本体１Ｂの凸片４と当接して係合し、鋼管杭本体１Ｂへ回転トルクが伝達され、さらに鋼管杭本体１Ｂから鋼管杭本体１Ａへ回転力が伝達される。これにより、鋼管杭本体１Ａ及び鋼管杭本体１Ｂが一体となって地盤へ回転圧入される。

同様に、所定位置まで鋼管杭本体１Ｂを回転圧入した後、回転装置１００を上昇させて鋼管杭本体１Ｂの基端部からキャップ１０１を抜き、鋼管杭本体１Ｂの基端部に鋼管杭本体１Ｃの先端部を外嵌して継合し、鋼管杭の回転装置１００においては、各係止部材１０２を径方向外側へ移動して、図１１に示すように、係止部材１０２の中央の位置決め孔２３ａを円板３０の中央の位置決め孔３４ａにあわせ、ストッパ１０４を挿通して係止部２０Ｌ，２０Ｒの突出位置を決め、鋼管杭本体１Ｂと継合された鋼管杭本体１Ｃの基端部をキャップ１０１内へ挿入する。その後、前述と同様に、回転装置１００により、鋼管杭本体１Ａ、鋼管杭本体１Ｂ、及び鋼管杭本体１Ｃが一体となって地盤へ回転圧入され、鋼管杭１の打設が完了する。

このように、各鋼管杭本体１Ａ，１Ｂ，１Ｃの基端部を遊嵌するキャップ１０１に、各鋼管杭本体１Ａ，１Ｂ，１Ｃの凸片４と係合する係止部材１０２をキャップ１０１の内周から径方向へ出没可能としたので、係止部材１０２の係止部２０Ｌ，２０Ｒによりキャップ１０１に嵌挿される各鋼管杭本体１Ａ，１Ｂ，１Ｃの軸中心が容易に位置決めされるとともに、径の異なる各鋼管杭本体１Ａ，１Ｂ，１Ｃの凸片４と係止部材１０２の係止部２０Ｌとを係合させて適確に回転伝達できる。

また、鋼管杭１の打設作業の際に、地盤に岩石等の障害物が存在したり、鋼管杭１が垂直に打設できていない場合には、回転圧入している鋼管杭１を若干引き抜いて再度回転圧入することを繰り返したり、一旦引き抜いて打設し直すこともある。そのような場合には、鋼管杭の回転装置１００を反時計方向へ反転しながら回転装置１００を上昇する。

例えば、図１２に示すように鋼管杭本体１Ａを引き抜く際には、回転装置１００を反転させることにより、係止部材１０２の係止部２０Ｒの外側面２０ａが凸片４と当接するとともに、担持部２２が該凸片４の下側に回り込んで凸片４の下面と係合する。したがって、回転装置１００を反転させながら上昇させることにより、係止部２０Ｒにより凸片４に回転トルクが伝達されるとともに、担持部２２により凸片４に上側ヘの引抜力が伝達されて、鋼管杭本体１Ａが反転させながら引き抜くことができる。このように、担持部２２を回転装置１００の正反転により鋼管杭本体１Ａの凸片４と係脱可能とすることにより、前述したように、キャップ１０１へ鋼管杭本体１Ａを挿抜する際には凸片４と担持部２２とが係合していない状態で挿抜容易であり、一方、鋼管杭本体１Ａを引き抜く際には回転装置１００を反転することにより担持部２２と凸片４と係合させて引抜力を付与することができる。

なお、本実施の形態に係る鋼管杭の回転装置１００では、一対の係止部材１０２を軸線に対して対向位置から挿抜することとしたが、係止部材１０２の個数や挿抜位置は鋼管杭の凸片の位置等にあわせて変更することが可能である。また、本実施の形態では、時計方向の正転により鋼管杭を回転圧入し、反時計方向の反転により鋼管杭を引き抜くこととしているが、正反転の方向も適宜可能である。さらに、本実施の形態で示した鋼管杭１の構成は、本鋼管杭の回転装置１００により回転圧入可能な鋼管杭の一態様にすぎず、鋼管杭１以外の構成の鋼管杭にも本鋼管杭の回転装置１００が使用可能であることは当然である。

本発明に係る鋼管杭の回転装置は、径の異なる鋼管杭を打設して地盤の支持力を高める基礎工法において利用することができる。

本発明の実施の形態に係る鋼管杭の回転装置１００の構成を示す概略斜視図である。鋼管杭１の概略構成を示す正面図である。鋼管杭本体１Ａと鋼管杭本体１Ｂとの継合部の構成を示す部分拡大図である。継合状態の鋼管杭本体１Ａ及び鋼管杭本体１Ｂを示す部分拡大図である。キャップ１０１及びガイド部材１０３の構成を示す平面図である。キャップ１０１及びガイド部材１０３の構成を示す正面図である。係止部材１０２の構成を示す斜視図である。鋼管杭本体１Ａを挿抜する状態を示す図である。鋼管杭本体１Ａを回転する状態を示す図である。鋼管杭本体１Ｂを挿抜する状態を示す図である。鋼管杭本体１Ｃを挿抜する状態を示す図である。鋼管杭本体１Ｃを引き抜く状態を示す図である。杭打ち機の概略構成を示す図である。従来の鋼管杭の回転装置９０７の構成を示す概略斜視図である。従来の鋼管杭の回転装置９１１の構成を示す概略斜視図である。従来の鋼管杭の回転装置９１６の構成を示す概略斜視図である。

符号の説明

１鋼管杭
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ鋼管杭本体
４凸片
２１先端部
２２担持部
２３ａ−２３ｃ，３４ａ−３４ｃ位置決め孔
３１ガイド板
１００鋼管杭の回転装置
１０１キャップ
１０２係止部材
１０３ガイド部材
１０４ストッパ

Claims

鋼管杭の基端部に外嵌されるとともに該基端部に突設された凸片と係合することにより、鋼管杭を回転させて地中へ圧入するための鋼管杭の回転装置であって、
鋼管杭の基端部を遊嵌するキャップと、
鋼管杭の凸片と係合する係止部材と、
該係止部材を前記キャップ内周から半径方向へ出没可能に案内するガイド部材と、
係止部材の突出位置を所望位置に規制するために係止部材及びガイド部材に適宜穿設された位置決め孔に挿通されて係止部材の半径方向の移動を抑止するストッパと、を具備することを特徴とする鋼管杭の回転装置。
前記係止部材に、凸片の下側と係合する担持部が設けられたことを特徴とする請求項１記載の鋼管杭の回転装置。
前記担持部は、キャップの正反転により前記キャップに遊嵌された鋼管杭の凸片と係脱可能に設けられたものであることを特徴とする請求項２記載の鋼管杭の回転装置。
前記ガイド部材は、係止部材の両側面を案内するとともに、係止部材の両側面と当接して回転トルクを伝達するガイド板を具備するものであることを特徴とする請求項１乃至３記載の鋼管杭の回転装置。
前記係止部材の先端部を取替可能としたことを特徴とする請求項１乃至４記載の鋼管杭の回転装置。