JP4107586B2 - 杭打ち機の圧入力検出装置 - Google Patents
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Description
特許文献1における技術は、スパイラルアースオーガを利用して地中に設置する既製杭工法、及び杭本体を回転させながら地中に設置する回転埋設鋼管杭工法等において、その回転トルク値を測定し、この実測した回転トルク値によって支持層の回転抵抗トルク値を正確にかつリアルタイムに求め、支持層の土質性状及び深さを推定する技術ではあるものの、該回転抵抗トルク値から、埋設した鋼管杭の支持力を導き出すという技術の開示は見られない。
また、本発明の構成は、ロードセルとして簡易かつ堅牢にできることから、安価であるのは勿論のこと、故障が生じ難く、その信頼性が高い。
まず、第1実施形態を図1〜図6により説明する。ここで、図1、図2はそれぞれ本発明に係る杭打ち機の一実施形態を示す正面図及び側面図であり、図3、図4はそれぞれ本発明に係る杭圧入装置のヘッドを示す正面図及び側面図である。また図5は、本発明の第1実施形態に係る圧入力検出装置の取付図(一部断面)であり、図6は、本発明に係る荷重センサの取付概略図である。
杭2は、本例では、図1に示すようにその先端部にスパイラル状の羽根が設けられた鋼管杭である。
なお、本実施形態では、荷重検出装置10の荷重センサ11として、引張ひずみゲージを軸受支持部材12の外筒面部12aに4個設けたが、この個数はこれに限ることはなく、例えばラフな精度を許容するなら1個でもよい。
杭2を圧入すべき所定の地盤位置に、杭打ち機1を移動した後、3本のアウトリガ52を伸張させて接地し、車体本体5を地盤に対し3点支持により安定させて位置決めする。次に、図2に示すように、油圧シリンダ51を伸張させて杭圧入装置3を鉛直に立設させる。杭圧入装置3の立設後、例えば、リーダ40の上部所定位置に停止させているヘッド30の図示しないウインチにより杭2を巻き上げて立設させ、その杭頭をヘッド30の杭連結用軸端33aに図示しない杭連結手段を介して連結する。
この際、ヘッド30は、その脚部のローラベアリング37がリーダ40側のガイドレールに案内されながら、ヘッド30に設けられた昇降駆動手段35により駆動されて下降する。即ち、リーダ40のガイドレールと平行してリーダ40に敷設されたチェーン41を軌道として、これに噛合させたヘッド30側のスプロケット38aを昇降駆動手段35により回転駆動することにより、ヘッド30は下降駆動される。また、ヘッド30は、回転駆動手段32により、回転駆動軸33を介して杭2を回転駆動する。
なお、本杭打ち機1はオーガ併用機であるので、堅い地盤のため高圧入力(高反力)を必要とする場合は、杭圧入装置3に装備しているスパイラルアースオーガ6を先行してねじ込み、この支持力を付加反力として追加することもできる。
杭2の回転圧入時の加圧力は、ヘッド30を鉛直下方へ下降駆動することにより、ヘッド30の下端に設けた杭連結用軸端33aを介して杭頭に加圧されるが、この加圧力を計測することで荷重検出が行われる。
図5において、杭2の加圧入力は、杭2を連結した杭回転駆動軸33を経て、一対の軸受31,31のうち、スラスト力を受ける側(図において上側)の軸受31を介して、ヘッドケース36の下端部に嵌挿された軸受支持部材12へと伝達される。スラスト力を受ける側の軸受31が、ヘッドケース36の下端部に対し軸受支持部材12の内筒面部の奥まった軸方向位置に装着されているため、軸受31からのスラスト力は、軸受支持部材12の外筒面部12aを介して軸方向にヘッドケース36へ伝達される。よって、杭2の圧入力により発生するスラスト力は、外筒面部12aをその軸方向に引っ張ることになる。
しかも、この荷重センサ11の取付け位置は、各軸受31に対しその発熱の影響を受け難い位置関係にあるので、目的とする引張変位の測定に際し熱変位による誤差を排除できる。よって、スラスト力のみを極めて正確に検出し、計測できる。
第1実施形態においては、ヘッド30部に軸受31を設け、スラスト力を支持して発生する軸受支持部材12での引張ひずみを検出することで、杭の圧入力を求めた。しかし、以下に述べる第2実施形態のようにスラスト力をその支持部での圧縮ひずみより求めてもよい。
第2実施形態の構成は、第1実施形態に対し、荷重検出装置10の構成が異なっており、ここでは異なる部分を説明する。第2実施形態における荷重検出装置10aは、図7に示すように、ヘッドケース36の下端部と、上下一対の軸受31,31を内挿した略円筒形状の軸受支持部材13との間で、荷重センサ11を内設した既製のリング型ロードセル10aを挟持した構成としている。
本発明では、杭の圧入力を、ヘッドの軸受支持部材に設けた荷重センサでスラスト荷重として計測することにより、回転圧入時の地盤の性状種類、杭の形状などに関係無く、極めて簡便かつ迅速に、しかも正確に求めることができる。加えるに、計測は熟練を必要とせず、また安価な装置で構成できる。
また、ロードセルは極めて簡易でコンパクトであり、しかも堅牢に構成できることから、安価であるのは勿論、故障が生じ難く、その信頼性が高い。
また、簡易的な鉛直載荷試験を行うことと同等な効果が得られ、費用や日数の削減を期待することができる。
Claims (3)
- 杭(2) を地盤に回転圧入する杭打ち機(1) において、
杭(2) を鉛直方向に案内するリーダ(40)と、
該リーダ(40)に沿って杭(2) を昇降させる昇降駆動手段(35)、及び杭(2) を回転させる回転駆動手段(32)を有するヘッド(30)と、
該ヘッド(30)の前記回転駆動手段(32)の杭回転駆動軸(33)を回動自在に支持する軸受(31)とを備え、
杭(2) の圧入時に前記軸受(31)から圧入力によるスラスト力を受ける、前記軸受(31)の非回転側を支持する軸受支持部材(12)に、杭(2) の圧入力を検出する荷重センサ(11)を設けた
ことを特徴とする杭打ち機の圧入力検出装置。 - 杭(2) を地盤に回転圧入する杭打ち機(1) において、
杭(2) を鉛直方向に案内するリーダ(40)と、
該リーダ(40)に沿って杭(2) を昇降させる昇降駆動手段(35)、及び杭(2) を回転させる回転駆動手段(32)を有するヘッド(30)と、
該ヘッド(30)の前記回転駆動手段(32)の杭回転駆動軸(33)を回動自在に支持する軸受(31)とを備え、
杭(2) の圧入時に前記軸受(31)を介してスラスト力を受けた際に引張ひずみを生じる、前記軸受(31)の非回転側を支持する軸受支持部材(13)に、杭(2) の圧入力を検出する荷重センサ(11)を設けた
ことを特徴とする杭打ち機の圧入力検出装置。 - 請求項1又は2に記載の杭打ち機(1) の圧入力検出装置において、
前記荷重センサ(11)は、前記軸受支持部材(12)の軸受ハウジングの外筒面部(12a) に取付けた
ことを特徴とする杭打ち機の圧入力検出装置。
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