JP3884295B2 - 羽根付鋼管杭の装着方法と装着装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、建築、土木の基礎工事に使用される、先端に羽根を有するねじ込み式の大口径羽根付鋼管杭を回転式ケーシングドライバ装着する羽根付鋼管杭の装着方法と装着装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
建築、土木の基礎工事に使用される羽根付鋼管杭として、特開平11−36287号公報や特開2000−170164号公報で開示されたものが知られている。これは鋼管の直径より羽根径の方が大きいことと、羽根は一般的に先端のみに取付けられていることを特徴とする。この羽根付き鋼管杭を地盤に回転圧入する場合、鋼管部をケーシングドライバのバンド装置で把持して行う。従って回転式ケーシングドライバにあらかじめバンド装置と鋼管との間を埋めるスペーサを装着するが、装着後羽根付き鋼管杭を上方から挿入しようとすると、羽根部がバンド装置を通過できないという問題を生じる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
この問題を解決するため特開2000−248549号公報が開示されている。これはスペーサに羽根の螺旋ピッチに対応する凹溝を形成したものである。しかしこれは、鋼管杭の先端羽根部の形状が限定され、螺旋ピッチまたは形状が異なる鋼管杭が多数ある現場ではそれぞれの螺旋羽根に適合するスペーサを準備し交換しなければならない。またスペーサに螺旋の溝を設けることは、一般的な溝のないものに比べコストが高くなるという欠点を有する。
【0004】
さらに羽根径よりもバンド装置の内径の方が大きくなければ、羽根がバンド装置を通過できないため、羽根径に合わせたバンド装置を有する大型のケーシングドライバを準備しなければならないという問題を生じる。このため、敷地境界際の工事を行う場合、杭芯位置がケーシングドライバの機械幅に左右されるため、近接施工に支障を生じるという問題が生じる。
【0005】
それ以外の方法として先端羽根径に見合う孔を地盤に明け、そこに羽根付き鋼管杭の羽根部分を地盤に挿入し杭を垂直に立て、上方よりケーシングドライバをクレーンで吊って挿入する方法が考えられる。しかし、羽根付き鋼管杭を垂直に立てる場合、地盤にあけた孔に挿入した状態では不安定である。さらにケーシングドライバには鋼管を把持するためのスペーサが取付けられており、スペーサの内径と鋼管の外径との隙間は僅少であることから、鋼管杭の上方からケーシングドライバを吊り下げて、鋼管をスペーサの内径部に嵌挿させることは位置合わせに手間取るため作業能率が悪い。
【0006】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、大口径の先端羽根付き鋼管杭を回転式ケーシングドライバに安全かつ能率良く装着する方法と、様々な形状の先端羽根付き鋼管杭に対応できると共に、先端の羽根径よりもバンド装置の内径が小径であっても鋼管杭を装着できる装置を提供することを目的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明の羽根付鋼管杭の装着方法は、請求項1の発明では、回転式ケーシングドライバを用いて、羽根付鋼管杭を把持し地盤に回転および圧入させる方法において、フレームに前記羽根付鋼管杭を把持する把持手段を設けた羽根付鋼管杭支持装置を施工する杭芯位置に設置し、前記把持手段を用いて前記羽根付鋼管杭を立脚し、この立脚した羽根付鋼管杭の上方より前記ケーシングドライバの鋼管杭チャッキング装置を貫通させながらケーシングドライバを下降させ、前記ケーシングドライバの回転中心と前記立脚した羽根付鋼管杭の杭芯とを合致させるように、前記鋼管杭支持装置上に前記ケーシングドライバを載置させ、前記鋼管杭チャッキング装置により羽根付鋼管杭を把持し、前記ケーシングドライバによって前記羽根付鋼管杭の回転および圧入を可能とするものである。
【0008】
請求項2の発明は、回転式ケーシングドライバを用いて、羽根付鋼管杭を把持し地盤に回転および圧入させる方法において、フレームに前記羽根付鋼管杭を把持する把持手段を設けた羽根付鋼管杭支持装置を施工する杭芯位置に設置し、前記把持手段を用いて前記羽根付鋼管杭を立脚し、この立脚した羽根付鋼管杭の上方より前記ケーシングドライバの鋼管杭チャッキング装置を貫通させながらケーシングドライバを下降させ、前記ケーシングドライバの回転中心と前記立脚した羽根付鋼管杭の杭芯とを合致させるように、前記鋼管杭支持装置上に前記ケーシングドライバを載置させ、前記ケーシングドライバの鋼管杭チャッキング装置と前記羽根付鋼管杭の鋼管外周部との隙間を塞ぐスペーサを上方より挿入し、前記鋼管杭チャッキング装置により、前記スペーサとともに羽根付鋼管杭を把持し、前記ケーシングドライバによって前記羽根付鋼管杭の回転および圧入を可能とするものである。
請求項3の発明は、回転式ケーシングドライバを用いて、羽根付鋼管杭を把持し地盤に回転および圧入させる方法において、フレームに前記羽根付鋼管杭を把持する把持手段を設けた羽根付鋼管杭支持装置を施工する杭芯位置に設置し、前記把持手段を用いて前記羽根付鋼管杭を立脚し、この立脚した羽根付鋼管杭の上方よりスペーサが装着された前記ケーシングドライバの鋼管杭チャッキング装置を貫通させながらケーシングドライバを下降させ、前記ケーシングドライバの回転中心と前記立脚した羽根付鋼管杭の杭芯とを合致させるように、前記鋼管杭支持装置上に前記ケーシングドライバを載置させ、前記鋼管杭チャッキング装置により、前記スペーサとともに羽根付鋼管杭を把持し、前記ケーシングドライバによって前記羽根付鋼管杭の回転および圧入を可能とするものである。
【0009】
請求項4の発明は、地面上に印された杭芯に、前記鋼管杭支持装置に設けられた杭芯合わせ手段を合致させるように前記鋼管杭支持装置を設置するものである。
【0010】
また、本発明の羽根付鋼管杭の装着装置は、請求項5の発明は、回転式ケーシングドライバを用いて、羽根付鋼管杭を把持し地盤に回転および圧入させる装置において、この回転式ケーシングドライバの下方に、前記羽根付鋼管杭を把持する羽根付鋼管杭支持装置が設けられ、前記回転式ケーシングドライバは、鋼管杭を把持するチャッキング装置に前記羽根付鋼管杭の羽根が通過できない構成から成るものである。
【0011】
請求項6の発明は、前記回転式ケーシングドライバは、前記羽根付鋼管杭を把持するチャッキング装置を有し、前記チャッキング装置には、把持する羽根付鋼管杭との間に形成される隙間を塞ぐスペーサを固定する固定手段を有するものである。
【0012】
請求項7の発明は、前記羽根付鋼管杭支持装置は、前記回転式ケーシングドライバが載置可能に形成され、中央部に前記羽根付鋼管杭の羽根径より僅かに大径の孔が穿設されたフレームと、前記フレーム上に前記鋼管杭を把持する把持手段と、前記ケーシングドライバの回転中心と杭芯とを合致させる位置合せ手段とからなるものである。
【0013】
【発明の実施の形態】
本発明の羽根付鋼管杭の装着方法と装着装置の実施の形態を図1〜図5により説明する。
【0014】
図1は本発明に用いられる回転式ケーシングドライバの正面図、図2はその平面図、図3は図2のIII−III線に沿う部分断面図、図4は図1のIV−IV線に沿う矢視図、図5は図4のV−V線断面図である。これらの図において、1は回転式ケーシングドライバ(以下ケーシングドライバという)、2は杭心位置合せを兼ねた羽根付き鋼管杭支持装置である。
【0015】
ここでケーシングドライバ1は、ジャッキシリンダ3によって水平位置に調整されるベースフレーム4と、ベースフレーム4の四隅に立脚させたガイドポスト5と、前記ベースフレーム4に一端を取付けたスラストシリンダ6によって前記ガイドポスト5に沿って昇降される回転駆動装置7と、この回転駆動装置7の回転側部分に取付けた鋼管杭100をチャッキングするためのバンド装置8とによって構成されている。
【0016】
前記回転駆動装置7は図1に示すように外歯付の旋回ベアリング9と、この旋回ベアリング9の外歯と噛み合い、旋回ベアリング9を回転させるピニオン10と、このピニオン10を駆動する遊星減速機付油圧モータ11とから構成されている。
【0017】
前記バンド装置8は、固定バンド8aと固定バンド8aにピン8cで揺動可能に連結された一対の可動バンド8dで構成されている。この固定バンド8aは、旋回ベアリング9の回転体側であるアウターレースに固定されている。また可動バンド8dの他端にはバンドシリンダ12が連結されており、このシリンダ12によって、先端羽根付き鋼管杭100のチャッキングや開放を行うようになっている。またこの羽根付き鋼管杭100の外径がバンド装置8の内径より小さい場合は、ドーナッツ状の隙間を生じる。このためスペーサ13でその隙間を埋めて、確実にバンド装置8で羽根付き鋼管杭100をチャッキングできるようにする。このスペーサ13は固定バンド8aに取付けられる固定側スペーサ13aと2個の可動側スペーサ13bで構成される。いずれもその下端部にはテーパ部13a′、13b′(13a’のみ図示)が設けられ、後述するバンド装置8と鋼管杭100の間に挿入する際の案内となる。またこれらは図3に示すようにバンド装置8の外側より大径ボルト14を差し込み、スペーサ13のネジ部に螺合させることでスペーサ13がバンド装置8に固定される。
【0018】
前記羽根付き鋼管杭支持装置2は、地面に設置されるフレーム15と、フレーム15の上面に設けられたジャッキシリンダ3のフロート3aが格納されるブラケット15a、杭心合せ用丸棒16を載せるV溝が設けられたブラケット15b、鋼管部100aを把持するためのサポートシリンダ17を固定するためのプレート15c、それに前記サポートシリンダ17によって構成される。ここでフレーム15の中央部には羽根付き鋼管杭100の羽根部100bが嵌挿可能に羽根径より僅かに大きい孔15dが穿設されている。また前記サポートシリンダ17のロッドの端部には鋼管部100aの外形に合わせた円弧状のサポート17aが取付けられている。ここでサポートシリンダ17が最縮小の状態にあった時、相対するサポート17aによって形成される空間部を鋼管杭100の羽根部100bが貫通可能に構成されている。一方サポートシリンダ17が最伸長の状態にある時、相対するサポート17aによって形成される空間部の中心がほぼ杭芯になるように取付けられている。またV溝が設けられたブラケット15bは、V溝に2本の丸棒16をクロスさせるように載せたとき、そのクロス点が孔15dの中心となり、かつケーシングドライバ1のジャッキシリンダ3のフロート3aを、ブラケット15aに格納するようにケーシングドライバ1をフレーム15に載置した時、バンド装置8の回転中心に合致するようにフレーム15上に取付けられている。なおフレーム15上に設けられたこれらの装置は、ケーシングドライバ1のベースフレーム4と干渉しないように構成されている。
【0019】
次に、大口径の先端羽根付き鋼管杭を杭芯にセットするとともに、上記で述べたケーシングドライバ1に前記鋼管杭100を装着する方法について図1ないし図8に基づいて説明する。
【0020】
まず、鋼管杭100を回転圧入する杭芯位置(木杭101で予め定めた位置)に、鋼管杭支持装置2をセットする。すなわち図4、図5で示すように、丸棒16をクロスさせてブラケット15bに載置したフレーム15を地面に水平に設置する。この際前記丸棒16のクロス点を地面に打ち込まれている木杭101の位置に合わせる。設置後丸棒16及び木杭101を撤去する。
【0021】
次に図6に示すように羽根付き鋼管杭100をフレーム15の孔15dに挿入する。そしてサポートシリンダ17を伸長させ、サポート17aで鋼管部100aを把持する。これにより鋼管杭100はフレーム15の上面に対し垂直に立脚する。ここで、サポートシリンダ17を最大に伸長させた時、鋼管部100aが小径のため把持出来ないかどうかは事前にわかるため、把持できない場合は前述のスペーサ8のような隙間を埋めるリング(図示しない)をサポート17aに取付ければ良い。
【0022】
次にケーシングドライバ1を鋼管杭支持装置2に載置する。この場合、ケーシングドライバ1を別途準備するクレーン等により吊上げ、まずケーシングドライバ1のバンド装置8の中央部が、鋼管杭100の頂部をくぐるようにケーシングドライバ1を徐々に下降させる。そしてケーシングドライバ1のジャッキシリンダ3のフロート3aがフレーム15の上面に近づいたら、そのフロート3aを、ブラケット15aの位置に合わせるようにさらにケーシングドライバ1を下降させて、最終的にフロート3aをブラケット15aに格納させる。この時バンド装置8にはスペーサ13を取付けていないため、上方より鋼管杭100を通した時バンド装置8の内径と鋼管部100aの外径との隙間に余裕がある。従って鋼管杭100の頂部を作業員が案内させなくても容易にバンド装置8を通過させることができる。
【0023】
次に鋼管杭100の鋼管部100aをバンド装置8で把持するため、スペーサ13を取付ける。まずバンド装置8のバンドシリンダ12を伸長させ、可動バンド8dを開放させる。そして図8で示すように、固定側スペーサ13aを上方より吊り下げ、鋼管杭100の鋼管部100aと固定バンド8aとの間に挿入する。この時固定側スペーサ13aの下端部にテーパ部13a′が設けられているため、これによって案内されて挿入される。この時可動バンド8dが開放されているため、多少鋼管杭100の芯を動かすことができる。そして固定バンド8aの外側より大径ボルト14を挿入し、固定側スペーサ13aのネジ部に螺合させ、固定側スペーサ13aを固定バンド8aに固定する。同様の手順で可動側スペーサ13bを可動バンド8dに装着する。そしてバンドシリンダ12を縮小させて鋼管部100aをしっかりと把持する。
【0024】
次にサポートシリンダ17を縮小させてサポート17aによる鋼管部100aの把持を解く。この状態から羽根付き鋼管杭100の掘削が開始される。すなわちバンド装置8で鋼管部100aを把持しているので、油圧モータ11を駆動させるとピニオン10が駆動され、これによってピニオン10と噛み合う外歯付き旋回ベアリング9を回転させる。従って旋回ベアリング9のアウターレースに固定されたバンド装置8が回転し、把持された鋼管杭100が回転することになる。この時フレーム15に穿設された孔15dは鋼管杭100の羽根部100bの外径より僅かに大きいため、支障なく回転させることができる。またスラストシリンダ6を縮小させることにより、バンド装置8と一体の回転駆動装置7をガイドポスト5に沿って下降させることができ、油圧モータ11の駆動とスラストシリンダ6の縮小により先端羽根付き鋼管杭100を地盤に回転圧入させることができる。
【0025】
なお、上述した実施の形態では、ケーシングドライバ1を鋼管杭支持装置2に載置した後、上方からスペーサ13を吊り下げてバンド装置8に固定する方法について述べたが、図9および図10に示すように、ケーシングドライバ1を鋼管杭支持装置2に載置する前に予めスペーサ13をバンド装置8に装着し、ケーシングドライバ1を、バンド装置8にスペーサ13が装着された状態で鋼管杭100の上方から降下させ、鋼管杭100の頂部をくぐらせて鋼管杭支持装置2に載置するようにしても良い。
すなわち、バンド装置8の内側部にボルト14により予めスペーサ13を装着しておく。スペーサ13には、固定側および可動側のスペーサ13a、13bの下端内側部に、それぞれテーパ部13a”、13b”(13a”のみ図示)を設けることが望ましく、これにより、スペーサ13が装着された状態でケーシングドライバ1を降下させ、バンド装置8が鋼管杭100の頂部をくぐるときにケーシングドライバ1が、このテーパ部13a”、13b”により案内されてスムーズに鋼管杭100に挿入される。この時、鋼管部100aとスペーサ13a、13bとの間には間隔δの隙間が形成されているため容易に挿入できる。また、鋼管杭100の頂部に図10に示すような着脱可能な円錐形状の一部から成る案内具101を被すことで鋼管杭100の頂部をくぐらせるようにケーシングドライバ1を下降させた際、前述のテーパ部13a”、13b”の効果と相俟って、さらに挿入を容易にすることができる。そして、ケーシングドライバ1を鋼管杭支持装置2に載置した後は、バンドシリンダ12を縮小させてバンド装置8により鋼管部100aをしっかり把持する。
以上、本実施の形態によれば、設置したケーシングドライバ1の上方より羽根付き鋼管杭100を挿入させる必要がないため、鋼管部100aをチャッキングできるバンド装置8を備えたケーシングドライバ1を用いることができ、大型のケーシングドライバを必要とせず、コストの低減と、従来と比べ敷地境界際の工事が容易となる効果を奏する。
【0026】
なお、鋼管杭100とバンド装置8との隙間を埋めるスペーサ13は、螺旋のない一般的に用いられるスペーサで良く、鋼管部100の径が同じであれば、先端の羽根形状が違っても対応できる。
【0027】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の羽根付鋼管杭の装着方法は、羽根付鋼管杭を支持する鋼管杭支持装置を回転式ケーシングドライバの下方に配置したことにより、羽根付鋼管杭を垂直に立脚させることができ、事前に孔を形成することなく、羽根付鋼管杭の上方から鋼管杭の頂部をくぐるようにケーシングドライバを下降させて装着することができる。
【0028】
また、本発明の羽根付鋼管杭の装着装置は、上述した方法を実現でき、ケーシングドライバのチャッキング装置にスペーサを固定可能にすることで、ケーシングドライバを鋼管杭に向けて下降させるときにスペーサを取り外しておけば、鋼管杭の外周と、チャッキング装置との間にドーナッツ状の大きな隙間が確保でき、鋼管部とケーシングドライバとが干渉することなく安全かつ能率良く鋼管杭をケーシングドライバに装着することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の羽根付鋼管杭の装着方法および装着装置に用いられる回転式ケーシングドライバの正面図である。
【図2】図1の平面図である。
【図3】図2のIII-III線に沿う部分断面図である。
【図4】図1のIV-IV線に沿う矢図である。
【図5】図4の断面図である。
【図6】鋼管杭支持装置のフレームの孔に鋼管杭の羽根を挿入した状態を示す図である。
【図7】図6の平面図である。
【図8】スペーサを挿入する状態を示す図である。
【図9】他の実施の形態を示す、図3に対応する図である。
【図10】他の実施の形態によりケーシングドライバを鋼管杭に挿入させる状態を示す図である。
【符号の説明】
1;ケーシングドライバ、2;鋼管杭支持装置、8;バンド装置、8a;固定バンド、8d;可動バンド、13;スペーサ、15;フレーム、15b;ブラケット、16;丸棒、17;サポートシリンダ、100;鋼管杭、100a;鋼管部、100b;羽根部。
Claims (7)
- 回転式ケーシングドライバを用いて、羽根付鋼管杭を把持し地盤に回転および圧入させる方法において、
フレームに前記羽根付鋼管杭を把持する把持手段を設けた羽根付鋼管杭支持装置を施工する杭芯位置に設置し、
前記把持手段を用いて前記羽根付鋼管杭を立脚し、
この立脚した羽根付鋼管杭の上方より前記ケーシングドライバの鋼管杭チャッキング装置を貫通させながらケーシングドライバを下降させ、
前記ケーシングドライバの回転中心と前記立脚した羽根付鋼管杭の杭芯とを合致させるように、前記鋼管杭支持装置上に前記ケーシングドライバを載置させ、
前記鋼管杭チャッキング装置により羽根付鋼管杭を把持し、前記ケーシングドライバによって前記羽根付鋼管杭の回転および圧入を可能とすることを特徴とする羽根付鋼管杭の装着方法。 - 回転式ケーシングドライバを用いて、羽根付鋼管杭を把持し地盤に回転および圧入させる方法において、
フレームに前記羽根付鋼管杭を把持する把持手段を設けた羽根付鋼管杭支持装置を施工する杭芯位置に設置し、
前記把持手段を用いて前記羽根付鋼管杭を立脚し、
この立脚した羽根付鋼管杭の上方より前記ケーシングドライバの鋼管杭チャッキング装置を貫通させながらケーシングドライバを下降させ、
前記ケーシングドライバの回転中心と前記立脚した羽根付鋼管杭の杭芯とを合致させるように、前記鋼管杭支持装置上に前記ケーシングドライバを載置させ、
前記ケーシングドライバの鋼管杭チャッキング装置と前記羽根付鋼管杭の鋼管外周部との隙間を塞ぐスペーサを上方より挿入し、
前記鋼管杭チャッキング装置により、前記スペーサとともに羽根付鋼管杭を把持し、前記ケーシングドライバによって前記羽根付鋼管杭の回転および圧入を可能とすることを特徴とする羽根付鋼管杭の装着方法。 - 回転式ケーシングドライバを用いて、羽根付鋼管杭を把持し地盤に回転および圧入させる方法において、
フレームに前記羽根付鋼管杭を把持する把持手段を設けた羽根付鋼管杭支持装置を施工する杭芯位置に設置し、
前記把持手段を用いて前記羽根付鋼管杭を立脚し、
この立脚した羽根付鋼管杭の上方よりスペーサが装着された前記ケーシングドライバの鋼管杭チャッキング装置を貫通させながらケーシングドライバを下降させ、
前記ケーシングドライバの回転中心と前記立脚した羽根付鋼管杭の杭芯とを合致させるように、前記鋼管杭支持装置上に前記ケーシングドライバを載置させ、
前記鋼管杭チャッキング装置により、前記スペーサとともに羽根付鋼管杭を把持し、前記ケーシングドライバによって前記羽根付鋼管杭の回転および圧入を可能とすることを特徴とする羽根付鋼管杭の装着方法。 - 請求項1〜3のいずれか一項記載の羽根付鋼管杭の装着方法において、
地面上に印された杭芯に、前記鋼管杭支持装置に設けられた杭芯合わせ手段を合致させるように前記鋼管杭支持装置を設置することを特徴とする羽根付鋼管杭の装着方法。 - 回転式ケーシングドライバを用いて、羽根付鋼管杭を把持し地盤に回転および圧入させる装置において、
この回転式ケーシングドライバの下方に、前記羽根付鋼管杭を把持する羽根付鋼管杭支持装置が設けられ、
前記回転式ケーシングドライバは、鋼管杭を把持するチャッキング装置に前記羽根付鋼管杭の羽根が通過できない構成から成ることを特徴とする羽根付鋼管杭の装着装置。 - 請求項5に記載の羽根付鋼管杭の装着装置において、
前記回転式ケーシングドライバは、前記羽根付鋼管杭を把持するチャッキング装置を有し、前記チャッキング装置には、把持する羽根付鋼管杭との間に形成される隙間を塞ぐスペーサを固定する固定手段を有することを特徴とする羽根付鋼管杭の装着装置。 - 請求項5または6に記載の羽根付鋼管杭の装着装置において、
前記羽根付鋼管杭支持装置は、前記回転式ケーシングドライバが載置可能に形成され、中央部に前記羽根付鋼管杭の羽根径より僅かに大径の孔が穿設されたフレームと、
前記フレーム上に前記鋼管杭を把持する把持手段と、
前記ケーシングドライバの回転中心と杭芯とを合致させる位置合せ手段とから構成されることを特徴とする羽根付鋼管杭の装着装置。
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