JP3642047B2 - オーガ装置および杭打設工法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オーガケーシングとオーガケーシング内に配置されるオーガスクリュウとを備えるオーガ装置および杭打設工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば、特開平１０−１９５８７２号公報に示されるように、オーガケーシングを備えたオーガ装置で地盤を掘削させながら杭（矢板を含む）を圧入する杭圧入引抜機が知られている。図８に示すように、従来のオーガ装置１００は、オーガケーシング１１０とオーガケーシング１１０内に配置されるオーガスクリュウ（図示略）とを備える。オーガ装置１００の上部がクレーン装置３００に吊り下げられ、かつ、オーガケーシング１１０と杭（図示略）とが杭圧入引抜機２００のチャック装置２１０に挟持された状態で、チャック装置２１０を下降させて地盤を先行掘削しながら杭が打設される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、施工する高さが制限される場所では、全長が長いオーガケーシング１１０を適用できなかった。また、長いオーガ装置１００を吊り込むために大型のクレーン装置３００が必要となり、狭隘な土地での施工は困難を要した。
さらに、打設する杭が長くなるに従いオーガケーシング１１０の全長が長くなり、これらを取り扱うための付帯作業が大掛かりになるだけでなく、オーガ装置１００を駆動するための周辺の装置も大型化する傾向にあった。
このために、施工現場で溶接によりオーガケーシングを継ぎながら杭を圧入する場合もあるが、溶接芯だしや溶接による曲がり歪に対応するために、溶接の専門職人を必要とした。
本発明の課題は、施工する高さが制限される場所や狭隘な場所においても容易に杭を打設できるオーガ装置を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するため、請求項１記載の発明は、例えば、図１〜５に示すように、オーガケーシング１０と、オーガケーシング内に配置されるオーガスクリュウ２０と、を備えるオーガ装置１であって、前記オーガケーシングは、軸方向に連接可能な複数の分割ケーシング１０ａ、１０ｂ、１０ｃからなり、これら分割ケーシングを連接することにより延長可能で、
かつ、前記オーガケーシングは、該オーガケーシングを支持する際に挟持されるレール部１１を備え、該レール部に、前記分割ケーシング同士を接続する接続部Ａ、Ｒ、Ｓ、Ｔが設けられていることを特徴とする。
【０００５】
請求項１記載の発明によれば、地盤に杭を打設するときに、杭に見合う全長のオーガケーシングをそのままの全長で用いる必要がなく、分割ケーシングを連接しながら杭を打設でき、施工する高さが制限される場所にも対応できる。また、オーガケーシングを複数の分割ケーシングに分割して短くでき、クレーン装置が吊り上げるオーガ装置の重量が低減されるために小型のクレーン装置が適用できるなど、作業ヤードが最小限に抑えられ、より狭隘な場所にも対応できる。また、オーガケーシングを分割ケーシングに分割して短くすることで、取り扱いのための付帯作業が容易になると共に、オーガ装置を駆動するための周辺装置の小型化が図られる。さらに、作業者は多くの熟練を要さずとも確実かつ精度良く分割ケーシングを連接できる。従って杭を打設する作業が容易となる。以上により、施工する高さが制限される場所や狭隘な場所においても容易に杭を打設できる。
【０００８】
また、分割ケーシング同士を接続する構成がレール部に含められ、構成の簡素化が図られる。また、レール部は、オーガケーシングを挟持するために、例えば、オーガケーシングの外周から突出して設けられる。この場合には、請求項３と同様にして分割ケーシングをさらに強固に接続できる。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１に記載のオーガ装置を用いて杭を打設する杭打設工法であって、例えば、図４に示すように、杭を打設する際に、前記接続部で前記分割ケーシングを連接してオーガケーシングを延長しながら前記杭に沿って地盤を掘削すると共に、前記杭を地盤に打設することを特徴とする。
請求項２記載の発明によれば、請求項１と同様の効果を奏することができるとともに、分割ケーシングを連接してオーガケーシングを延長することで、地盤に杭を容易に打設できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜５を参照して、本発明の実施の形態のオーガ装置１を詳細に説明する。なお、図８に示す従来と同様の構成要素には同一の符号を付してその説明を省略する。
図４に示すように、オーガ装置１は、複数の分割ケーシング１０ａ、１０ｂ、１０ｃを接続部Ｒ、Ｓ、Ｔで接続してなるオーガケーシング１０と、オーガケーシング１０の軸方向に連通する筒状の中空部１３に配置されるオーガスクリュウ２０（図３に外形を仮想線で図示）と、オーガスクリュウ２０を垂直な中心軸まわりに回転させるオーガモータ３０と、オーガスクリュウ２０を上下動させる油圧シリンダ４０と、などを主体に構成される。
図１、２に示すように、オーガケーシング１０は、軸方向に延在してほぼ平行に設けられる１対のレール部１１と、鋼矢板５０（杭）のウェブに沿う形状の側面１２ａ（図２に図示）をもち、打設される鋼矢板５０を案内するガイド部１２と、を略円筒状の外周１８から突出して備える。
鋼矢板５０を打設するときに、ガイド部１２を鋼矢板５０に沿わせることで、鋼矢板５０が案内され、確実かつ容易に鋼矢板５０を地盤に打設できる。なお、ガイド部１２は鋼矢板５０を案内できる程度の強度をもてば良いが、打設される鋼矢板５０をガイド部１２が補強し、掘削時にかかる抵抗を低減できるように、ガイド部１２に充分な強度を付与するように構成しても良い。
【００１３】
杭圧入引抜機２００は周知の装置であり、既設の杭（例えば図４に図示する鋼矢板Ｕ）から反力をとって地盤に対して新たな杭を圧入すると共に、圧入された杭上を移動できるように構成される。そして、杭上を移動すると共に新たな杭を地盤に圧入していく。杭圧入引抜機２００は、オーガ装置１のオーガモータ３０に作動油を供給する油圧ホース１６ａが巻回されるリール１６と、油圧シリンダ（図示略）により上下に昇降されるチャック装置２１０とを備える。
【００１４】
図３に示すように、チャック装置２１０は、ケーシング１０と鋼矢板５０とを互いに並列して着脱自在に挟持するために、固定爪２１１と、１対の可動爪２１２と、可動爪２１２を支持する支持部材２１３と、オーガケーシング１０と鋼矢板５０とが挿通される挿通口２１４とを備える。支持部材２１３は、油圧シリンダ（図示略）により固定爪２１１に向かう方向もしくは離れる方向に移動自在に設けられる。可動爪２１２の先端部２１２ａが側方から鋼矢板５０を押さえつけると、固定爪２１１の１対の当接部２１１ａがレール部１１に当接し、円弧状の凹部２１１ｂに外周１８の略円筒状の部分を沿わせ、ガイド部１２の側面１２ａを鋼矢板５０のウェブに沿わせた状態となる。ガイド部１２の側面１２ａが鋼矢板５０に沿うので、オーガケーシング１０と鋼矢板５０とがチャック装置２１０に確実に挟持されると共に、オーガケーシング１０と鋼矢板５０との間への土砂の入り込みが防止され、鋼矢板５０を打設する精度が確保される。
【００１５】
図１、２に示すように、互いに接続される分割ケーシング１０ａ、１０ｂ、１０ｃ（図４に図示）の接続部Ａは以下の通りに構成される。
分割ケーシング１０ａ、１０ｂ、１０ｃの一方の端部１４には、接続端面１４ａに露出するオーガケーシング１０の内周部分がやや突出してなる凸部１４ｂが設けられる。一方、他方の端部１５には、凸部１４ｂを嵌合する凹部１５ｂが設けられる。端部１４には位置決めピン１４ｆが接続端面１４ａから突出して設けられ、端部１５には位置決めピン１４ｆを嵌合する位置決め孔１５ｅが設けられている。凸部１４ｂの先端は面取りされており（図２（ｂ）に図示）凸部１４ｂが凹部１５ｂにスムーズに嵌合される。
端部１４には、ガイド部１２が鋼矢板５０のウェブに沿う側面１２ａとは異なる側面１２ｂとレール部１１の側面１１ａとに、ボルト１６を挿入するための開口部１４ｃが設けられる。同様に、端部１５には、端部１４の開口部１４ｃに対応する位置に、ナット１７を挿入するための開口部１５ｃが設けられる。開口部１４ｃ、１５ｃは、それぞれ接続端面１４ａ、１５ａと連通する断面円状の孔１４ｄ、１５ｄが設けられ、接続端面１４ａ、１５ａに向かって開口している。また、ナット１７を取り出すときに指を入れるための切欠部１４ｅが設けられ、ナット１７を出し入れする便宜が図られる。なお、図１（ａ）、（ｂ）は、端部１４と端部１５とをレール部１１の側からみた様子を図示している。
【００１６】
そして、凸部１４ｂを凹部１５ｂに嵌合させ、かつ、位置決めピン１４ｆを位置決め孔１５ｅに嵌合させ、かつ、４ヶ所でボルト１６により固定することで、接続端面１４ａと接続端面１５ａとが当接し、端部１４と端部１５とが一体的に接続される。オーガケーシング１０の断面の４隅にあたる４ヶ所でボルト固定により分割ケーシング１０ａ、１０ｂ、１０ｃが強固に接続され、分割ケーシング１０ａ、１０ｂ、１０ｃを接続したのちに横吊りしても充分耐えうる強度が確保される。また、ボルト１６とナット１７とを取り外すことで、分割ケーシング１０ａ、１０ｂ、１０ｃの端部１４と端部１５とが分割される。
以上の通りにして、オーガケーシング１０が軸方向に分割および連接される。従って、専門職人の手でオーガケーシング１０を継ぐことが不要となり、多くの熟練を要さずとも工事作業者がオーガケーシング１０を精度良く連接できる。
【００１７】
なお、接続部Ａは上述の構成に限られず、分割ケーシング１０ａ、１０ｂ、１０ｃの一方の端部１４（図２（ｅ）参照）を、以下の通りに構成しても良い。
すなわち、図５（ａ）に示すように、端部１４を、ガイド部１２と、略円筒状の外周１８（図１、２に図示）のうち鋼矢板５０と対向する部分で、略くの字状の頂部をもって外周１８から突出する突出部１９と、を備えて構成する。突出部１９はガイド部１２から延在して一体的に構成されている。これらガイド部１２と突出部１９とに、接続端面１４ａに向かって開口する孔１４ｄを、ほぼ二等辺三角形の頂点となり互いにほぼ等間隔に離間する３ヶ所に設ける構成としても良い。この場合には、３ヶ所の位置でのボルト１６による締結力が、オーガケーシング１０の断面にほぼ均等に働くようになり、分割ケーシング１０ａ、１０ｂ、１０ｃを確実に接続できる。
さらに、図５（ｂ）に示すように、端部１４を、ガイド部１２と、オーガケーシング１０の内周部分が接続端面１４ａに露出する円状の部分において、ガイド部１２の側面１２ａと略平行に交差する直径の延長線上の２ヶ所の位置で、ほぼ半円状の頂部をもって外周１８から突出する２つの突出部１Ａと、を備えて構成する。これら２つの突出部１Ａのそれぞれに孔１４ｄを設ける構成としても良い。
【００１８】
次に、本発明の実施の形態のオーガ装置１を用い、上部障害Ｍにより高さが制限される場所における杭打設工法を説明する。
先ず、図４（ａ）に示すように、オーガモータ３０および油圧シリンダ４０と一体に構成される分割ケーシング１０ａと、分割ケーシング１０ｂとを接続部Ｒでオーガ装置１に連接する。次いで、分割ケーシング１０ｂと鋼矢板５０（図３に図示）とを杭圧入引抜機２００のチャック装置２１０に挟持させる。次いで、図４（ｂ）に示すように、オーガモータ３０によりオーガスクリュウ２０を回転させて地盤を先行掘削させると共に鋼矢板５０を圧入していく。ここで、オーガスクリュウ２０を回転させて掘削された土砂が、オーガスクリュウ２０に設けられる略螺旋状のオーガ羽根（図示略）と、オーガケーシング１０の内面と、の間で上方に搬送されるときの反作用で、オーガケーシング１０には回転トルクが働く。この場合に、接続部Ｒでは位置決めピン１４ｆが位置決め孔１５ｅに嵌合しているため（図１、２参照）、上述の回転トルクが接続端面１４ａと接続端面１５ａとをずらすように働くことが防止され、ボルト１６に大きな力が働くことを防止できる。
【００１９】
分割ケーシング１０ｂが下降していき、接続部Ｒがチャック装置２１０に覆われる近傍の位置まで下降したとき、鋼矢板５０の圧入を一旦停止させ、図４（ｃ）に示すように、接続部Ｒで分割ケーシング１０ａを分割ケーシング１０ｂから分割して取り外す。
次いで、図４（ｄ）に示すように、別途用意しておいた分割ケーシング１０ｃと分割ケーシング１０ａとを接続部Ｓで連接させる。この状態で、図４（ｅ）に示すように、クレーン装置３００により吊り上げて位置合わせし、分割ケーシング１０ｃの接続部Ｔと分割ケーシング１０ｂの接続部Ｒとを連接する。図４（ｆ）に示すように、分割ケーシング１０ｃが分割ケーシング１０ｂに継ぎ足され、鋼矢板５０をさらに深く圧入できる。なお、必要であれば、接続部Ｓがチャック装置２１０に覆われる近傍の位置まで下降したときに、上述と同様にして分割ケーシング（図示しない）を連接することで、鋼矢板５０がさらに深く圧入される。
【００２０】
また、以上の説明において、連接される分割ケーシング１０ａ、１０ｂ、１０ｃには、分割ケーシング１０ａ、１０ｂ、１０ｃの全長に応じた長さのオーガスクリュウ（図示しない）が中空部１３（図３に図示）に配置されている。このオーガスクリュウの両端部は別のオーガスクリューと接続自在に構成される。従って、接続部Ｒ、Ｓ、Ｔで分割ケーシング１０ｂ、１０ｃを継ぎ足す作業では、中空部１３に配置されるオーガスクリュウ同士を接続する作業を併せて行う。ここで、オーガスクリュウ同士を接続するには、油圧シリンダ４０によりオーガスクリュウを僅かに下降させ、オーガスクリュウ同士が接続される部分を分割ケーシング１０ａ、１０ｂ、１０ｃから露出させても良い。この場合には、接続する部分が露出するのでオーガスクリュウを接続する作業性が良い。また、鋼矢板５０については、オーガケーシング１０を延長する長さに併せて溶接などにより継ぎ足す。
以上により、上部障害Ｍによる高さ制限のある場所で鋼矢板５０が打設される。
【００２１】
このように、高さ制限に対応できるため、上部障害Ｍは仮設する必要がなく本設作業を行えば良い。このために、上部障害Ｍの撤去が不要となり、工期短縮・工費節減が図られる。また、ケーシング１０を分割して長さを短くでき、施工現場までの運搬が容易である。運搬に際しては、全長の長いオーガケーシング１０を運搬するための専用の運搬手段に限定されず、運搬時の許可申請も不要となる。また、施工高さを低く抑えられるので、油圧ホース１６ａの長さを短くでき、ホース長による圧力損失が低減されると共に、ホースサイズを小さくでき、油圧ホース１６ａを巻回するリール１５を小型化できる。
【００２２】
以上の本発明の実施の形態のオーガ装置１によれば、オーガケーシング１０が接続部Ａで分割できるので、施工時のオーガケーシング１０の全長を短くすることで、施工高さに制限がある場所においても鋼矢板５０の打設が可能である。また、小型のクレーン装置３００でオーガ装置１を吊ることができ、作業ヤードが最小限に抑えられ、より狭隘な場所での施工が可能である。
【００２３】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。
例えば、オーガスクリュウ２０を接続する構成は周知の各種構成を適用できる。また、本実施の形態では、開口部１４ｃにナット１７を挿入してボルト１６と固定する構成としたが、開口部１４ｃにタップを加工する構成としても良い。
また、分割ケーシングを接続可能に構成できれば、端部１４と端部１５とが備える構成を適宜入れ替えても良い。例えば、端部１５にナット１７を取り付け、端部１４にボルト１６を取り付ける構成としても良い。端部１４に凹部１５ｂを設け、凹部１５ｂと嵌合する凸部１４ｂを端部１５に設ける構成としても良い。
さらに、本実施の形態では、図５（ｂ）に示すように、２つの突出部１Ａを設ける構成としたがこれに限定されず、突出部１Ａを設ける数や配置は任意に設計できる。
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、適宜に変更可能であることは勿論である。
【００２４】
さらに、図２で示すようにオーガケーシング１０の回転トルクによりオーガケーシング１０の端部１４と端部１５を締結するためのボルト１６への負担を軽減させるために、ガイド部１２に位置決めピン１４ｆを位置決め孔１５ｅに嵌合させるピン方式であるが、図６及び図７に示すように、キー方式を採用しても良い。
キー方式は、オーガケーシング１０の一方の端部１４の外周に、該端部１４から他方の端部１５方向に突出するような板状部材１４ｇを設け、該板状部材１４ｇは他方の端部１５方向に向かって幅が狭くなる形状である。また、前記板状部材１４ｇと嵌合するような切欠部１４ｈを、他方の端部１５の外周１８に設ける。
【００２５】
ピン方式の場合、ガイド部１２の両端に位置決めピン１４ｆとボルト１６を締結するための孔１４ｄを隣接した状態で設ける部位が、オーガケーシング１０の端部１５の外周１８より外側方向により広いスペースを必要とするのに対し、キー方式の場合では、図６に示すように、ガイド部１２の両隅にボルト１６を締結するための孔１４ｄを設け、該孔１４ｄ間に板状部材１４ｇを設ける場合、ガイド部１２の両隅の形状が縮小され、また該板状部材１４ｇの厚みは、オーガケーシング１０の壁厚とほぼ同じ厚みであるため、ガイド部１２の突出が縮小され、スペースを全体的に縮小することができる。
【００２６】
そして、キー方式の方がオーガケーシング１０の中心部からガイド部１２の鋼矢板５０側の側面までの距離ｂ（図６に図示）を縮減できる。
このため、掘削の中心をピン方式に比べ、より鋼矢板５０側に近い方向に移動することが可能になり、より鋼矢板５０とオーガケーシング１０の間隙を少なくすることで、鋼矢板５０の圧入時の先端抵抗が軽減され、鋼矢板５０の圧入が容易になる。
【００２７】
また、掘削時にオーガーヘッドが既設の鋼矢板５０の継手部６０ａに接触し、鋼矢板５０が湾曲したり、またオーガーヘッドの損傷を防ぐために、既設の鋼矢板５０の継手部６０ａと、オーガケーシング１０の先端ビットが回転した場合の最外周とのクリアランスＡをとる必要がある。
【００２８】
しかし、キー方式の場合は、ピン方式に比べ、ガイド部１２の両隅の形状が縮小され、オーガケーシング１０の中心部からガイド部１２の鋼矢板５０の側面までの距離ａ（図６に図示）を縮減でき、掘削の中心をピン方式に比べ、鋼矢板５０を連続して圧入される連続方向の次の鋼矢板５０との継手部６０ｂ方向寄りに移動させることができる。
また、同時に掘削の中心が鋼矢板５０寄りに移動すると、同じ径のオーガケーシング１０を使用する場合に、図２で示すようなピン方式に比べると、既設の鋼矢板５０の継手部６０ｂとオーガケーシングの先端ビットが回転した場合の最外周とのクリアランスＡ（図６に図示）が大きくなる。
【００２９】
そこで、ピン方式の場合と同じクリアランスＡを保つとすると、キー方式の方が、より径の大きいオーガーヘッドを使用でき、次に圧入する鋼矢板５０との継手部６０ｂに近い部分まで掘削が可能となり、鋼矢板５０の圧入が容易となる。
【００３０】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、施工する高さが制限される場所や狭隘な場所においても容易に杭を打設できる。
【００３３】
また、強固にオーガケーシングを連接できる。
【００３５】
請求項２記載の発明によれば、請求項１と同様の効果を奏することができるとともに、分割ケーシングを接続してオーガケーシングを延長することで、地盤に杭を容易に打設できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した一実施の形態のオーガ装置１のオーガケーシング１０における接続部Ａを示す図である。
【図２】図１の接続部Ａにおける端部１４、１５を示す図である。
【図３】杭圧入引抜機２００のチャック装置２１０を示す図である。
【図４】鋼矢板５０を打設する一連の工程を説明するための図である。
【図５】図１の接続部Ａの変形例を示す図である。
【図６】図１の接続部Ａの変形例を示す図である。
【図７】図１の接続部Ａの変形例を示す図である。
【図８】従来のオーガ装置１００を用いて杭を打設する様子を説明するための図である。
【符号の説明】
１ オーガ装置
１０ オーガケーシング
１１ レール部
１２ ガイド部
１Ａ 突出部
２０ オーガスクリュウ
５０ 鋼矢板（杭）
２００ 杭圧入引抜機
２１０ チャック装置
Ａ、Ｒ、Ｓ、Ｔ 接続部
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ 分割ケーシング
１４ｇ 板状部材
６０ａ，６０ｂ 継手部

Claims (2)

1. オーガケーシングと、オーガケーシング内に配置されるオーガスクリュウと、を備えるオーガ装置であって、
   前記オーガケーシングは、軸方向に連接可能な複数の分割ケーシングからなり、これら分割ケーシングを連接することにより延長可能で、
   かつ、前記オーガケーシングは、該オーガケーシングを支持する際に挟持されるレール部を備え、該レール部に、前記分割ケーシング同士を接続する接続部が設けられていることを特徴とするオーガ装置。
2. 請求項１に記載のオーガ装置を用いて杭を打設する杭打設工法であって、杭を打設する際に、前記接続部で前記分割ケーシングを連接してオーガケーシングを延長しながら前記杭に沿って地盤を掘削すると共に、前記杭を地盤に打設することを特徴とする杭打設工法。

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