JP4064264B2 - 杭圧入装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、既設の杭から反力を取ることによって新たな杭を圧入する杭圧入装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、既に打ち込まれた杭から反力を取って杭を圧入したり引き抜いたりすることが可能な杭圧入装置が知られている。従来、杭圧入装置は、地盤に一列に打ち込んだ杭の上部を挟持する複数のクランプ部を有するサドルと、該サドルに前後にスライド移動可能に設けられたスライドフレームと、該スライドフレーム上に左右に旋回可能に設けられたマストと、該マストの前面部に上下にスライド移動可能に設けられ、かつ、打ち込むべき杭もしくは引き抜くべき杭を掴持可能なチャックを有するチャック部とを備えている。
そして、クランプ部により一列に打ち込まれた杭を挟持してサドルを杭上に支持した状態で、スライドフレームを前方に伸張させて、前方の杭をチャック部のチャックにより掴持し、次いで、クランプ部による杭の挟持を解除した後に、クランプ部とサドルとを上昇させ、スライドフレームを収縮させてサドルをチャック部側に引き寄せる動作を繰り返すことによって、一列に打ち込まれた杭上において杭圧入装置を自走させることが可能となっている。
【０００３】
ところで、現場によっては施工の条件で種々の直径（例えば、φ６００ｍｍ〜φ１５００ｍｍ）をもった杭を使用することがあり、そのため連続する杭のピッチが異なることがある。
そこで、種々の直径をもった杭に対応させるためには、例えば、サドルとクランプ部との間にクランプ移動機構を介在させて、クランプ移動機構で各クランプ部を独立して前後方向に移動可能に構成した杭圧入装置において、クランプ部を前後方向に移動調節することで杭のサイズに対応させることが知られている（特許文献１参照）。
また、ある範囲で杭のサイズを区切って、その範囲毎に杭のサイズに合った装置を製作することによって種々の直径をもった杭に対応させる場合がある。例えば、直径φ６００ｍｍ〜φ８００ｍｍの杭に対応した装置とするには、チャック部はφ８００ｍｍの杭を掴めるようにしなければならないので、その大きさを大きくする必要があるが、φ６００ｍｍの杭にも対応できるようにしなければならない。
そのため、例えば図２(a)、(b)に示す杭圧入装置１００では、クランプ部１０１を３つ有しているが、３つのクランプ部１０１，…のうちのチャック部１０２側に位置するクランプ部１０１は、チャック１０２aとの距離が短くなるように、クランプ部１０１をサドル１０３の前面よりチャック部１０２側に突出するようにして設けている。すなわち、クランプ部１０１の上面には、サドル１０３に形成されたレール部１０４に係合するスライド部１０５が設けられているが、このスライド部１０５に対してクランプ部１０１がチャック部１０２側に近接するように偏芯して設けられている。
【０００４】
【特許文献１】
実公平０６−０２１９６２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図２(a)、(b)に示す杭圧入装置１００において、クランプ部１０１が杭を圧入することによりクランプ部１０１には下方向に力が作用し、スライド部１０５には上方向に引抜力Ａが作用するため、クランプ部１０１とスライド部１０５との間には上下逆方向に力が作用することになる。上述したようにクランプ部１０１はチャック部１０２側に近接するように偏芯して設けられている。これ以上、クランプ部１０１をチャック部１０２側に近接させると、スライド部１０５とクランプ部１０１の接合部分が少なくなり強度が低下してしまう。
【０００６】
さらに、図２(a)、(b)に示す杭圧入装置１００において、クランプ部１０１が杭を圧入することにより生じる引抜力Ａによって、該引抜力Ａに垂直方向に作用する曲げモーメントＢがサドル１０３の前面部分に生じる。
このようにサドル１０３の前面部分に対して曲げモーメントＢが作用するため、サドル１０３の前面部分の強度を確保する必要性からクランプ部１０１をチャック部１０２側に近づけるには限界があった。
【０００７】
以上のことから、１つの杭圧入装置によって圧入する杭のサイズの種類も制限されることとなり、１つの杭圧入装置によって様々なサイズの杭に対応して圧入することが困難であった。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、様々なサイズの杭に対して１台の装置で容易に対応して圧入することができ、また、強度的にも優れた杭圧入装置を提供することを課題としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、例えば、図１(a)、(b)に示すように、既設の杭Ｋから反力を取ることによって、新たな杭を圧入する杭圧入装置１であって、
既設の杭を掴んで反力を取る機械本体部３と、この機械本体部の前面側で昇降自在に支持されて、新たな杭を掴んで圧入するチャック部２とを備え、
前記機械本体部は、台座（例えば、サドル４）と、該台座の前面４aより内側に形成された第１のレール部４１，…にそれぞれ係合して既設の杭を掴む複数の掴み部５，…とを備え、
前記台座の前面に、前記第１のレール部に沿って第２のレール部４２が形成されており、
前記複数の掴み部のうちのチャック部側に位置する掴み部は、前記第２のレール部に係合する第２のスライド部５３を有することを特徴とする。
【００１０】
請求項１の発明によれば、複数の掴み部のうちのチャック部側に位置する掴み部は、台座の前面に形成された第２のレール部に係合する第２のスライド部を有するので、既設の杭から反力を取ることにより新たな杭を圧入した際に生じる引抜力が、第１のスライド部と第２のスライド部との両方に作用して分散される。
したがって、第１のスライド部及び第２のスライド部と、クランプ部との接合部分に従来と同程度の強度を持たせるとすると、チャック部側に位置する掴み部を従来よりもチャック部側に近接するように偏芯して設けることができる。これによって、１台の装置で様々なサイズの杭に容易に対応して圧入することが可能となる。
一方、チャック部側に位置する掴み部の位置を、スライド部に対して従来と同様の位置に設けた場合には、従来に比して前記接合部分における荷重を軽減することができる。
【００１１】
また、前記引抜力によって台座の前面部分に、引抜力に対して垂直方向に曲げモーメントが作用するが、第２のレール部に第２のスライド部が係合することによって前記曲げモーメントが相殺されて、台座の前面部分には上方向に作用する引抜力のみが生じることになる。
したがって、台座の前面部分を従来と同程度の強度を持たせるとすると、チャック部側に位置する掴み部を従来よりもチャック部側に近接するように偏芯して設けることができる。
一方、チャック部側に位置する掴み部の位置を、台座に対して従来と同様の位置に設けた場合には、従来に比して台座の前面部分における強度をより大きくすることができる。また、このことから台座の前面部分の厚さを従来よりも薄くすることもできる。
【００１２】
請求項２の発明は、例えば、図１(a)、(b)に示すように、請求項１に記載の杭圧入装置において、
前記第２のレール部と前記第２のスライド部とは、断面略蟻形状に形成されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項２の発明によれば、第２のレール部と第２のスライド部とは、断面略蟻形状に形成されているので、互いに係合した第２のレール部と第２のスライド部とが、引抜力に対して垂直方向に外れることがなく強固に係合される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
まず、構成について説明する。
杭圧入装置は、既設の杭（又は矢板）から反力を取って、地盤に対して新たに杭を圧入して埋設するとともに、埋設された杭上を移動して、新たに杭を地盤に圧入し、これらの動作を順次繰り返す装置である。
この杭圧入装置１は、図１(a)に示すように、チャック部２と、このチャック部２を前面側で昇降自在に支持する機械本体部３とを有している。
【００１５】
チャック部２は、チャック本体２１と、このチャック本体２１に設けられたチャック２２とを備えている。
チャック２２は、新たに圧入する杭を掴むものであり、チャック用油圧シリンダ（図示しない）がチャック２２を駆動することで、杭を掴む動作及び放す動作を行うことができるようになっている。また、チャック本体２１は、そのセンタを通る鉛直軸回りに回転可能となっている。
チャック本体２１には、後述するマスト６に設けられたレール部６３に係合することでチャック部２を昇降自在とする摺動部材２３が設けられている。
【００１６】
機械本体部３は、サドル（台座）４と、サドル４から垂下して設けられ既設の杭Ｋ，…を掴む３つの掴み部５，…と、サドル４に対して前後に移動自在であるスライドフレーム（図示しない）と、該スライドフレーム上で旋回するように立設されたマスト６とを備えている。
【００１７】
図１(b)に示すように、サドル４の下面で、該サドル４の前面４aより内側には、左右方向に延在し、後述する第１のスライド部５２が係合する第１のレール部４１，…が形成されている。また、サドル４の前面４aには、第１のレール部４１に沿って、後述する第２のスライド部５３が係合する第２のレール部４２が形成されている。
【００１８】
掴み部５は、既設の杭Ｋを掴むクランプ部５１と、該クランプ部５１の上面に設けられて第１のレール部４１に係合する第１のスライド部５２とを備えている。
クランプ部５１は、第１のレール部４１に沿って左右にスライド移動可能となっている。そして、クランプ用油圧シリンダ（図示しない）がクランプ部５１を駆動することで、クランプ部５１は既設の杭Ｋを掴む動作及び既設の杭Ｋを放す動作を行うことができるようになっている。
【００１９】
また、３つの掴み部５，…のうちのチャック部２側に位置する掴み部５のクランプ部５１は、サドル４の前面４aよりチャック部２側に突出するように第１のスライド部５２に対して偏芯して設けられている。すなわち、チャック部２側に位置する掴み部５のクランプ部５１の上面には、第２のレール部４２に係合する第２のスライド部５３が設けられており、第２のスライド部５３が第２のレール部４２に係合している。
【００２０】
このように、クランプ部５１が第１のスライド部５２に対して偏芯して設けられることにより、既設の杭Ｋから反力を取ることにより新たな杭を圧入した際に生じる引抜力Ａが、第１のスライド部５２と第２のスライド部５３とに作用して分散されることになる。また、サドル４の前面部分に、前記引抜力Ａに対して垂直方向に曲げモーメントＢが作用するが、第２のレール部４２に第２のスライド部５３が係合することで前記曲げモーメントＢが相殺されて、サドル４の前面部分には上方向に作用する引抜力Ａのみが生じることになる。
【００２１】
なお、第１のレール部４１及び第１のスライド部５２は、それぞれ断面略蟻形状に形成されている。
第２のレール部４２及び第２のスライド部５２も、それぞれ断面略蟻形状に形成されており、第２のスライド部５２がクランプ部５１にボルト５４aによって取り付け固定されている。
前記チャック部２側に位置するクランプ部５１以外の２つのクランプ部５１、５１は、第１のスライド部５２に対して略中央に設けられている。
【００２２】
マスト６は、サドル４に対して前後に移動自在であるスライドフレーム上に立設されて、鉛直方向の軸心を中心にして旋回可能となっている。すなわち、スライドフレームの上面に軸部６１が立設され、該軸部６１の外周にマスト用油圧モータ６２が取り付けられており、このマスト用油圧モータ６２に駆動されることによってスライドフレームに対して旋回する。
また、マスト６の前面側には、上下に延在する一対のレール部６３が左右に離間して設けられ、このレール部６３にチャック本体２１に設けられた摺動部材２３が摺動自在に係合することで、チャック部２が機械本体部３に対し昇降自在に支持されている。
さらに、マスト６には、チャック本体２１側に延出された左右一対の上下油圧シリンダ装置６４が上下に向けてかつ左右に離間して取り付けられており、上下油圧シリンダ装置６４のシリンダロッド（図示しない）は下方に向けられている。そして、これらシリンダロッドの下端部は、アーム６５の先端に連結されており、上下油圧シリンダ装置６４の駆動によりシリンダロッドが伸縮することでチャック部２はレール部６３に沿って上下動する。
【００２３】
なお、チャック用油圧シリンダ、クランプ用油圧シリンダ、マスト用油圧モータ６２及び上下油圧シリンダ装置６４等の油圧機器は、地上に配置された油圧供給装置（図示しない）からそれぞれ油圧ホース（図示しない）を介して油が供給されて駆動するようになっている。
また、チャック用油圧シリンダ、マスト用油圧モータ６２及び上下油圧シリンダ装置６４等の上部油圧機器に接続される油圧ホースや電気配線（図示しない）と、クランプ用油圧シリンダ等の下部油圧機器に接続される油圧ホースや電気配線とは、サドル４上で連結して配されている。
【００２４】
次に、動作について説明する。
まず、クランプ用油圧シリンダの駆動によりクランプ部５１が既設の杭Ｋを掴む。そして、チャック用油圧シリンダの駆動によりチャック２２が一本目の杭を掴む。この状態で、上下油圧シリンダ装置６４がチャック部２を下降させることによって一本目の杭が圧入され、チャック２２の下方への移動量が所定量に達して一本目の杭が埋設されると、チャック用油圧シリンダの駆動によりチャック２２が一本目の杭を放す。そして、上下油圧シリンダ装置６４がチャック部２を上昇させることによって、一本目の杭がチャック部２から外れる。（第１の圧入工程）
【００２５】
次いで、サドル４に対してスライドフレームが前方に移動して、チャック用油圧シリンダの駆動によりチャック２２が二本目の杭を掴み、上下油圧シリンダ装置６４によってチャック部２が所定量下降することで、二本目の杭が途中まで圧入される。（第２の圧入工程）
【００２６】
次いで、クランプ用油圧シリンダの駆動によりクランプ部５１が既設の杭Ｋを放し、サドル４がスライドベースに対して前方にスライド移動する。（移動工程）
そして、クランプ部５１が前方の既設の杭Ｋを掴んで反力を取り、チャック部２で二本目の杭を掴んで圧入する第１の圧入工程に戻る。すなわち、再び、チャック用油圧シリンダの駆動によりチャック２２が二本目の杭を掴み、上下油圧シリンダ装置６４によってチャック部２が所定量下降することで、二本目の杭が最後まで圧入されて埋設される。このように、上記工程を繰り返すことで順次、新たな杭が圧入されていく。
【００２７】
以上、本発明の実施の形態によれば、チャック部２側に位置する掴み部５は、サドル４の前面４aに形成された第２のレール部４２に係合する第２のスライド部５３を有するので、既設の杭から反力を取ることにより新たな杭を圧入した際に生じる引抜力Ａが、第１のスライド部５２と第２のスライド部５３との両方に作用して分散される。したがって、チャック部２側に位置する掴み部５を従来よりもチャック部２側に近接するように偏芯して設けることができる。これによって、１台の装置１で様々なサイズの杭に容易に対応して圧入することが可能となる。
また、第２のレール部４２に第２のスライド部５３が係合することで曲げモーメントＢが相殺されて、サドル４の前面部分には引抜力Ａのみが生じることとなるので、サドル４の前面部分にかかる荷重を軽減することができるとともに、チャック部２側に位置する掴み部５の位置を従来よりもチャック部２側に近接するように偏芯して設けることができる。また、このことからサドル４の前面部分の厚さを薄くすることもできる。
また、チャック部２側に位置するクランプ部５１の位置を、第１のスライド部５２に対して従来と同様の位置に設けた場合には、接合部分における荷重を軽減でき、第１のスライド部５２をコンパクト化でき、さらなる軽量化を図ることができる。
【００２８】
また、第２のレール部４２と第２のスライド部５３とは、断面略蟻形状に形成されているので、互いに係合した第２のレール部４２と第２のスライド部５３とが、引抜力Ａに対して垂直方向に外れることがなく強固に係合される。
【００２９】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、上記実施の形態ではクランプ部５１は３つであるとしたが複数あれば良く、２つであっても良いし４つ以上であっても良い。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば、１台の装置で様々なサイズの杭に容易に対応して圧入することが可能となり、また、強度的にも優れた装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の杭圧入装置を示すためのもので、(a)は、杭圧入装置の側面図、(b)は、台座と掴み部との係合した状態を示した側面図である。
【図２】従来例の杭圧入装置を示すためのもので、(a)は、杭圧入装置の側面図、(b)は、台座と掴み部との係合した状態を示した側面図である。
【符号の説明】
１ 杭圧入装置
２ 機械本体部
３ チャック部
４ サドル（台座）
４a サドル（台座）の前面
５ 掴み部
４１ 第１のレール部
４２ 第２のレール部
５３ 第２のスライド部
Ｋ 既設の杭

Claims (2)

1. 既設の杭から反力を取ることによって新たな杭を圧入する杭圧入装置であって、
   既設の杭を掴んで反力を取る機械本体部と、この機械本体部の前面側で昇降自在に支持されて、新たな杭を掴んで圧入するチャック部とを備え、
   前記機械本体部は、台座と、該台座の前面より内側に形成された第１のレール部にそれぞれ係合して既設の杭を掴む複数の掴み部とを備え、
   前記台座の前面に、前記第１のレール部に沿って第２のレール部が形成されており、
   前記複数の掴み部のうちのチャック部側に位置する掴み部は、前記第２のレール部に係合する第２のスライド部を有することを特徴とする杭圧入装置。
2. 前記第２のレール部と前記第２のスライド部とは、断面略蟻形状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の杭圧入装置。

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