JP4048141B2 - 基礎杭施工装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はケーシングや鋼管杭を地中へ回転圧入する基礎杭施工装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
基礎杭の施工法として、ケーシングを回転圧入装置で地中へ回転圧入し、ケーシング内の土砂を排出して鉄筋籠やトレミー管を挿入し、生コンクリートを供給した後、ケーシングを引抜いて回収する工法が知られている。
【0003】
また、鋼管杭を回転圧入装置で直接地中へ回転圧入する工法も知られている。
前者の工法の施工装置は、例えば図10に示すように、ケーシング5を回転圧入する回転圧入装置1と、回転圧入装置1へ動力を供給するためのパワーユニット50とケーシング5内の土砂を掘削する走行式作業機60とで構成している。
【0004】
回転圧入装置1は一般に油圧駆動によってケーシング5を回転圧入しており、ケーシング5を建て込む位置へは別途移動式クレーンや走行式作業機60で吊持して設置している。
パワーユニット50は架台上にエンジン、油圧ポンプ、切換弁、油圧タンクなどを配置してカバーで覆ったもので、回転圧入装置1の近傍に設置され、油圧ホース53で回転圧入装置1に接続している。なお、パワーユニット50と回転圧入装置1には油圧ホース53を接続するための配管接続金具52,55が付設されている。
【0005】
なお、図示してないが、電動式の回転圧入装置の場合は、パワーユニットは可搬式発電機となり、パワーユニットと回転圧入装置はキャプタイヤケーブルで接続される。
走行式作業機60は移動式クレーンにハンマグラブ63を備えたもので、単独で掘削作業に使用される汎用の掘削機である。なお、地盤が硬質でない場合は下端にドリリングバケットを取り付けたケリーバを吊持して回転駆動させるアースドリルが使用されている。また、リーダにケリーバの駆動装置を昇降可能に設け、ケリーバの下端にドリリングバケットを設けたものもある。
【0006】
走行式作業機60には、ケーシング5内の土砂の掘削の外、ケーシング5や鉄筋籠を吊持するための補助吊り手段64を一般に備えている。
ケーシング5の建て込み時は回転圧入装置1の回転反力を受ける必要があり、回転圧入装置1を走行式作業機60に連結手段70で連結するという簡便な手段が一般に採られている。
【0007】
基礎杭は一つの施工現場で複数本行われ、次の施工位置への移動は、連結手段70を外し、移動距離が短いときは、油圧ホース53を接続したままでパワーユニット50を別途移動式クレーンや走行式作業機60で吊持して移動している。そして、その後、回転圧入装置1を別途移動式クレーンや走行式作業機60で吊持して次の施工位置へ移動して設置し、連結手段70を走行式作業機60と連結している。
【0008】
移動距離が長く油圧ホース53の長さが不足するときは、回転圧入装置1とパワーユニット50間の油圧ホース53を外して移動し、設置後に接続している。したがって、移動に当たっては、回転圧入装置1とパワーユニット50をそれぞれを玉掛けして吊持することになり、手間と時間がかかっている。
【0009】
また、連結手段70の脱着は、連結手段70をクレーンで吊持しながら両端の水平方向の連結ピン71,72を抜き差しなければならず、煩雑で時間がかかっている。また、油圧ホース53を外す場合は、作業者がこれを1本ずつ脱着しているが、油圧ホースは径が大きく多数あり、また、配管に残圧があったりして困難な作業となっている。
【0010】
この、油圧ホース53の脱着については、配管の残圧を確実になくして接続作業を容易にしたものが開発されている(例えば、特許文献1。)。
一方、後者の工法の施工装置は、図示してないが、上記の回転圧入装置で鋼管杭を把持して回転圧入するもので、上記と同じパワーユニットと鋼管杭を吊持する走行式作業機とで構成している。また、回転圧入装置は上記と同じく走行式作業機に連結手段で連結している。
【0011】
【特許文献1】
特開平11−350485号公報。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、基礎杭施工装置を移動させる場合は、その都度、連結手段と必要により油圧ホースを外し、パワーユニットと回転圧入装置をそれぞれ玉掛けして別途移動式クレーンや走行式作業機で吊持しなければならない。
【0013】
なお、走行式作業機が回転圧入装置を吊持する吊り能力を有している場合は連結手段を接続したままで移動できるが、パワーユニットの移動は走行式作業機の旋回範囲内に限られる。したがって、連結手段の脱着やときには油圧ホースの脱着、パワーユニットおよび回転圧入装置の玉掛けに手間と時間がかかり、作業効率が悪いという問題がある。
【0014】
油圧ホースの脱着については、特許文献1の発明によれば容易になるが、回転圧入装置とパワーユニット側にそれぞれ圧抜き用の配管と多数のチェック弁を必要とし、油圧回路が煩雑となり高価なものとなる。
以上のように、従来の基礎杭施工装置は次の杭を施工するための準備に煩雑な作業が伴い多くの時間を要するという欠点がある。
【0015】
そこで、本発明は、次の施工地点へ短時間で簡便に移動できるようにした基礎杭施工装置を提供することを目的としている。
【0016】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の基礎杭施工装置では次の手段を採った。即ち、
ケーシングや鋼管杭を回転圧入させながら地中へ押し込む回転圧入装置と、ブームまたはリーダを備えた上部旋回体を下部走行体に旋回可能に設けた該ケーシング内の土砂の掘削や鋼管杭の吊り込みなどを行う走行式作業機と、該回転圧入装置に動力を供給するパワーユニットを備えて基礎杭を構築する基礎杭施工装置において、該回転圧入装置のベースフレームと該走行式作業機の下部走行体とを脱着可能な連結手段で連結し、該下部走行体の後部にユニット架台を着脱可能に連結すると共に、該ユニット架台を該下部走行体の後方へ延出し、該ユニット架台に該パワーユニットを上部旋回体の旋回に干渉しないように搭載したことを特徴としている。
【0017】
本発明の基礎杭施工装置は、施工を終了し次の施工地点での作業を行う段取り時間を大幅に短縮するもので、走行式作業機にパワーユニットを搭載し回転圧入装置を連結した状態のまま次の施工地点へ移動可能にしたものである。
走行式作業機は本発明の実施のためのみに使用する特別なものではなく、通常の移動式クレーン、ハンマグラブを搭載した移動式クレーン、アースドリル、さらに、リーダ式アースドリル、三点式杭打機などを使用する。
【0018】
回転圧入装置と走行式作業機を連結する連結手段の形状および構造については、特に問わない。例えば、伸縮可能にして長さを調整可能にしたものでもよい。
ユニット架台はパワーユニットが搭載でき、走行式作業機の下部走行体に脱着可能であればどんな形状でもよいが、できるだけ軽量にして脱着を容易するのが望ましい。また、油圧ホースやキャプタイヤケーブルはパワーユニットからユニット架台と、走行式作業機の中央底部を通し、回転圧入装置へ接続すれば、邪魔にならず損傷や摩耗を少なくすることができる。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下本発明の基礎杭施工装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1および図2に示すように、回転圧入装置1は走行式作業機10と連結手段30によって連結されている。そして、走行式作業機10の下部走行体10bの後部にユニット架台40が後方へ延出させて設けられ、これに回転圧入装置1へ動力を供給するパワーユニット50が搭載されている。
【0020】
回転圧入装置1は図9に示すように、ベースフレーム3の四隅に設けた昇降シリンダ4に連結された昇降フレーム2を備え、昇降フレーム2にはケーシング5が挿通されるテーパ孔を有する回転フレーム8が回転可能に支持されている。
そして、上部フレーム7に連結されたチャックシリンダ6によってケーシング5とテーパ孔との間に楔部材7aを挿入して、回転フレーム8とケーシング5とを締結するように構成されている。なお、3aはベースフレーム3の四隅に設けられたジャッキ、55はパワーユニットからの油圧ホースを接続する配管接続部材である。
【0021】
回転圧入装置1は、ケーシング5を回転フレーム8に把持した状態で昇降フレーム2上に配置された油圧モータ9により回転フレーム8を回転駆動させるとともに昇降シリンダ4を下降させてケーシング5を地中に押し込んでいる。
上記油圧モータ9、昇降シリンダ4、チャックシリンダ6およびジャッキ3aを作動させる作動油は、パワーユニット50から供給される。
【0022】
走行式作業機10は、単独で掘削作業に使用される汎用の掘削機で、前部にリーダ11を立設した上部旋回体10aが下部走行体10bに旋回可能に設けられている。下部走行体10bは、トラックフレーム10cの左右にサイドフレームが固設され、これに履帯が巻回されている。
【0023】
上部旋回体10aの前部には平行な2本の支持リンク15、16で連結されたフロントフレーム14が設けられている。そして、支持リンク15は上部旋回体10aに一端を連結したシリンダ17に連結され、その作動によってフロントフレーム14は前後方向に回動する。
【0024】
また、リーダ11の下端はフロントフレーム14にピン13で連結され、リーダ11の背面中程にはフロントフレーム14に連結された伸縮可能なバックステー12が連結されている。したがって、リーダ11は、走行式作業機10を走行させずに前後方向へ移動させることができる。
【0025】
リーダ11にはケリードライブ18が上下摺動可能に設けられ、これに下端にドリリングバケット21が取り付けられたケリーバ20が係合して設けられている。そして、ケリードライブ18にはリーダ11に付設されたラック11aに噛み合うピニオンが設けられており、ピニオンの駆動によってケリードライブ18を昇降させている。
【0026】
また、リーダ11の上端には複数のシーブを備えたトップシーブ19が取り付けられており、ケリーバ20を吊持するとともにケーシング5や鉄筋籠を吊持するための補助吊り手段23を備えている。
さらに、ケリードライブ18の下端には吊り金具24が固設されており、回転圧入装置1の前端に固設された吊り金具25とペンダントロープを係止できるようにしている。
【0027】
走行式作業機10はリーダ11を垂直にして、ケリードライブ18を駆動するとともにピニオンを駆動して下降させてドリリングバケット21を回転させながら押し下げてケーシング5内の土砂を掘削する。また、補助吊り手段23によってケーシング5や鉄筋籠の吊り込み作業を行う。
【0028】
連結手段30は、ケーシング5の建て込み時の回転圧入装置1の回転反力を走行式作業機10で受けるため、回転圧入装置1を走行式作業機10に連結するものである。
この連結手段30は、両端に連結金具が固設された連結フレーム30aと、回転圧入装置1の回動を規制する係止手段33を備え、連結ピン31,32でそれぞれベースフレーム3とトラックフレーム10cの前端に連結されている。なお、連結ピン32を挿通するトラックフレーム10c側の連結部材に設けられているピン穴は縦方向の長穴にしており、ベースフレーム3が走行式作業機10に対し左右方向に傾いていても容易に連結できるようにしている。
【0029】
係止手段33は移動時のためのもので、回転圧入装置1の前端部を吊持し連結ピン31を支点として回転圧入装置1が回動したときに、回転圧入装置1が連結フレーム30aに当接して一体的になるようにしたものである。その詳細は、連結フレーム30aの一端の連結金具の先端を上方へ突出した面とし、回転圧入装置1が吊持されて連結ピン31を支点に回動したときに該突出した面に当接する係止部材をベースフレーム3に設けている。この係止手段は回転圧入装置1と走行式作業機10が水平な地盤に置かれている状態では、当接しないように離れた状態となるようにしている。
【0030】
ユニット架台40は、平面視が矩形状の枠体で、図3に示すように、前端に二又状の連結金具41が左右に固設されたもので、トラックフレーム10cの後端に固設された連結部材43に連結ピン44で連結されている。
なお、ユニット架台40は、図4に示すように、サイドフレーム10dに連結部材43を固設したブラケット45を固設してもよい。
【0031】
パワーユニット50は上部旋回体10aが旋回作動したときに当接しないようにユニット架台40の後端に載置されている。パワーユニット50にはエンジン、油圧ポンプ、切換弁、油タンクが収納されており、図5に示すように、回転圧入装置1へ接続する配管を一カ所に集めた配管接続金具52が一端に付設されている。
【0032】
油圧ホース53は一端を配管接続金具52に接続し、ユニット架台40の上面を這わせ、トラックフレーム10cの底面を通り、回転圧入装置1の配管接続金具55に接続されている。
基礎杭の施工は、走行式作業機10の補助吊り手段23でケーシング5を回転圧入装置1へ吊り込み、パワーユニット50を作動させて地中へ回転圧入する。このときの回転反力はベースフレーム3から、連結手段30を介して走行式作業機10の地面との摩擦によって受けられる。そして、ケリードライブ18を作動させるとともに昇降させてドリリングバケット21によってケーシング5内の土砂を掘削し、図5に示すように上部旋回体10aを旋回させて排土する。
【0033】
ケーシング5を所定の深さまで建て込み、ケーシング5内の土砂を排出したら、補助吊り手段23で鉄筋を吊り込み、生コンクリートを供給し、ケーシング5を回転圧入装置1によって引き抜く。
次に、回転圧入装置1を次の施工地点へ移動させる場合について、図6に基づいて説明する。
【0034】
回転圧入装置1の移動は、走行式作業機10にパワーユニット50が搭載され、連結手段30が回転圧入装置1と走行式作業機10に連結された状態のまま走行式作業機10の走行によって行う。
まず、走行式作業機10に搭載されているドリリングバケット21をケリーバ20から外し、ペンダントロープ26の一端をケリードライブ18の吊り金具24に、他端を回転圧入装置1の吊り金具25に連結する。そして、バックステー12を縮小させてリーダ11を所定量後傾させる。
【0035】
次に、ケリードライブ18を上昇させて回転圧入装置1を吊り上げる。これにより、回転圧入装置1は連結ピン31を支点として回動し、係止手段33によって回転圧入装置1と一体となり、続いて連結ピン32を支点として連結手段30とともに回動して吊り上げられる。
【0036】
そして、回転圧入装置1が地面の凹凸や障害物に当たらない程度まで上昇したら、ケリードライブ18の上昇を停止し、走行式作業機10を走行させる。
この実施の形態ではこのように回転圧入装置1を吊持するので、吊り荷重を連結ピン32に分担させることができる。
【0037】
走行式作業機10を走行させて、次の施工地点へ回転圧入装置1を正確に位置させて載置したら、ケリーバ20の下端にドリリングバケット21を取り付けて作業を行う。この場合、ドリリングバケット21とペンダントロープ26が干渉しない配置にすれば、ドリリングバケット21を取り付けたまま移動してもよい。
【0038】
なお、施工現場での施工が終了し施工装置を輸送する場合は、油圧ホース53を配管接続部材52,55から外し、連結手段30も取り外し、パワーユニット50を降ろして、ユニット架台40を取り外し、トレーラに積載する。これらの吊り作業は走行式作業機10に備えた補助吊り手段23で行うこともできる。
【0039】
次に、従来技術で説明したハンマグラブを備えた移動式クレーンを走行式作業機60として使用した場合の実施の形態について、図7に基づいて説明する。
走行式作業機60は、上記従来技術の図10で説明したものと同じであるので説明を省略する。
【0040】
パワーユニット50はユニット架台40に搭載され、架台40の構成および走行式作業機60のトラックフレーム60cへの取り付けは前記の走行式作業機10の場合と同じである。また、回転圧入装置1の回転反力を受けるために走行式作業機60に連結される連結手段70は従来と同じである。
【0041】
ハンマグラブ63によるケーシング5内の掘削は、地盤がかなり硬質である場合に好適である。
この走行式作業機60を使用してケーシング5の建て込み、現場打ち杭を施工し、次の施工地点へ移動する場合は図8に示すように、ハンマグラブ63を取り外し、補助吊り手段64によって吊持して走行式作業機60を走行させる。なお、連結手段70および油圧ホース53は接続されたままの状態である。
【0042】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の基礎杭施工装置は、回転圧入装置のベースフレームと走行式作業機の下部走行体とを脱着可能な連結手段で連結し、下部走行体の後部に後方へ延出した脱着可能なユニット架台を設け、ユニット架台にパワーユニットを上部旋回体の旋回に干渉しないように搭載したので、回転圧入装置とパワーユニットを走行式作業機の走行のみで同時に移動でき、したがって、連結手段や油圧ホースを脱着する必要がなく、さらに、パワーユニットと回転圧入装置の玉掛けの手間も少なく、従来に比べ移動のための作業を極端に少なくでき、また、時間を大幅に短縮できる。また、移動の都度、他のクレーンを必要としないので、他のクレーンの作業効率を上げることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の基礎杭施工装置の全体構成を示す側面図である。
【図2】同 平面図である。
【図3】同 ユニット架台の取り付け部の詳細を示すもので、(a)は平面図、(b)は側面図である。
【図4】同 ユニット架台の取り付け部の別の実施の形態を示す平面図である。
【図5】同 掘削作業時の状態を示す平面図である。
【図6】同 基礎杭施工装置移動させる場合の状態を示す側面図である。
【図7】同 ハンマグラブを走行式作業機60とした場合の基礎杭施工装置の全体構成を示す側面図である。
【図8】同 移動させる場合の状態を示す側面図である。
【図9】回転圧入装置の正面図である。
【図10】従来の基礎杭施工装置を示す側面図である。
【符号の説明】
1…回転圧入装置 2…昇降フレーム
3…ベースフレーム 3a…ジャッキ
4…昇降シリンダ 5…ケーシング
6…チャックシリンダ 7…上部フレーム
7a…楔部材 8…回転フレーム
9…モータ 10…走行式作業機
10a…上部旋回体 10b…下部走行体
10c…トラックフレーム 10d…サイドフレーム
11…リーダ 11a…ラック
12…バックステー 13…ピン
14…フロントフレーム 15,16…支持リンク
17…シリンダ 18…ケリードライブ
19…トップシーブ 20…ケリーバ
21…ドリリングバケット 23…補助吊り手段
24,25…吊り金具 26…ペンダントロープ
30…連結手段 30a…連結フレーム
31,32…連結ピン 33…係止手段
40…ユニット架台 41…連結金具
43…連結部材 44…連結ピン
45…ブラケット 50…パワーユニット
52…配管接続部材 53…油圧ホース
55…配管接続部材 60…走行式作業機
61…ブーム 62…シーブ
63…ハンマグラブ 64…補助吊り手段
70…連結手段 71,72…連結ピン

Claims (1)

  1. ケーシングや鋼管杭を回転圧入させながら地中へ押し込む回転圧入装置と、ブームまたはリーダを備えた上部旋回体を下部走行体に旋回可能に設けた該ケーシング内の土砂の掘削や鋼管杭の吊り込みなどを行う走行式作業機と、該回転圧入装置に動力を供給するパワーユニットを備えて基礎杭を構築する基礎杭施工装置において、該回転圧入装置のベースフレームと該走行式作業機の下部走行体とを脱着可能な連結手段で連結し、該下部走行体の後部にユニット架台を着脱可能に連結すると共に、該ユニット架台を該下部走行体の後方へ延出し、該ユニット架台に該パワーユニットを上部旋回体の旋回に干渉しないように搭載したことを特徴とする基礎杭施工装置。
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