JP4305890B2 - 杭施工法及びその装置 - Google Patents
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【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばトンネル内や橋梁下のように高さに制限のある場所において杭打ち作業を実施する場合の杭施工法及びその装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
地上に杭施工装置を設置し杭を施工する技術は、例えばドロップハンマによるもの、杭を回転・押し込む技術等は知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、例えば小さな洞道内等の低空頭環境において杭施工を実施する必要が生じた場合等、ドロップハンマはその地上高が大であり、杭を回転・押し込む方法はその装置が大であり、かつ構造複雑で、動力の伝達に摩擦を利用しているためにスリップが発生しやすい等の問題がある。
【0004】
本発明は、上記の問題点に鑑み低空頭環境において杭施工が容易に実施できる杭施工法及びその装置を提供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、高さに制限のある洞道(1)内で杭打ち作業を行うための杭施工装置において、先端にカッタ(42)を有する鋼管で構成された第1の杭(40a)とその杭(40a)に溶接で接続される別の杭(40b)とを有し、本体(10)には中央部に設けられた前記杭(40a)が貫通する孔(14)が設けられ、かつその本体(10)には本体(10)を上下動させる複数の第1のシリンダ(11)が設けられ、前記貫通する孔(14)の周囲には複数のアウタガイド(15)が本体(10)に固着され、そのアウタガイド(15)の内側に摺動自在なインナガイド(15a)が取付けられ、そのアウタガイド(15)とインナガイド(15a)との間に第2のシリンダ(16)が取り付けられ、そのインナガイド(15a)の下端には駆動装置を構成するギヤケース(18)が取付けられ、そのギヤケース(18)の中央部には前記各杭(40a、40b)の外周に設けた帯状鋼板(41)の凹部(43)と係合する凸部(20)を有するリング(22)が回転自在に設けられ、そしてそのリング(22)を駆動する駆動手段(19)が設けられており、前記本体(10)には前記杭(40a、40b)の内側を昇降する排土手段(8)が設けられている。
なお、前記排土手段(8)としてはグラブやコンクリート打設用のトレミー管が好ましいが、その他の任意の手段を用いることもできる。
【0006】
そして、本発明によれば、高さに制限のある洞道(1)内で杭打ち作業を行うための杭施工法において、洞道(1)内の杭施工個所に複数の凹所(3)を掘削しライナプレート(4)で土留めして残土を排出し(第1工程)、そしてそれらの複数の凹所(3)の両側にレール(53)を敷設し(第2工程)、杭施工装置(10)を搬入してそのレール(53)を用い凹所(3)の位置に移動し、杭施工装置の第1のシリンダ(11)を作動して該装置(10)の本体を固定し(第3工程)、先端にカッタ(42)を有する鋼管で構成された第1の杭(40a)をその杭施工装置(10)で回転させて掘進し、排土手段(8)で第1の杭(40a)の内側の土砂を排出して運搬車両(52)で搬出し(第4工程)、杭(40b)の長さ相当分掘進したならば第2の杭(40b)を順次溶接して掘進し(第5工程)、所定の深さまで杭(40a、40b)を掘進したならば杭(40a、40b)内にコンクリートを打設する(第6工程)。
【0007】
または、本発明によれば、高さに制限のある洞道(1)内で杭打ち作業を行うための杭施工法において、洞道(1)内の杭施工個所に複数の凹所(3)を掘削しライナプレート(4)で土留めして残土を排出し(第1工程)、そしてそれらの複数の凹所(3)の両側にレール(53)を敷設し(第2工程)、杭施工装置(10)を搬入してそのレール(53)を用い凹所(3)の位置に移動し、杭施工装置の第1のシリンダを作動して該装置(10)の本体を固定し(第3工程)、排土手段(8)により第1の杭(40a)の下方を先行掘削し、鋼管で構成された第1の杭(40a)先端のカッタ(42)を杭施工装置(10)で回転させて掘進し、排土手段(8)で第1の杭(40a)の内側の土砂を排出して運搬車両(52)で搬出し(第4工程)、杭(40b)の長さ相当分掘進したならば第2の杭(40b)を順次溶接して掘進し(第5工程)、所定の深さまで杭(40a、40b)を掘進したならば杭(40a、40b)内にコンクリートを打設する(第6工程)。
【0008】
【発明の実施の形態】
図1は本発明に係る杭施工法に用いられる杭施工装置の一実施形態を示す全体構成図であり、洞道1の上方、例えば高さHの上方には別の図示しない既存構造体が存在する場合を示し、洞道1の杭を施工したい位置には凹所3が掘削されており、その凹所3はライナープレート4により土留めされている。
【0009】
そして、図1は凹所3の略中央に先端にカッタ42を有する鋼管で構成された第1の杭40a、第1の杭に溶接で接続され鋼管で構成された第2及び第3の杭40b、40bが施工された態様を示している。なお、第2の杭以降の杭はすべて同じ杭40bが用いられ、第1の杭40aを含めすべての杭40a、40bの外周には凹部43を有する複数(例えば円周等分3個所)の帯状鋼板41が溶接で取り付けられている。
【0010】
また、杭施工装置の本体10には複数(図示の例は4個所、図3参照)の第1のシリンダ11が固着され、その第1のシリンダ11の上部にはステー12が洞道1の天井部2との間に着脱自在に取り付けられ、第1のシリンダ11のロッド11a端部に取り付けられたチルタンク5とにより、本体10が洞道1の天井部2と凹所3の外側に設けられた移動用レール53との間に固定されている。ここで、符号6は支柱、7はワイヤ、8は杭4bの内側を通過可能でバケットの機能を有するグラブをそれぞれ示している。
【0011】
図2を参照して、本体10の中央部に設けられ杭40a、40bが貫通する孔14の周囲には、複数(図示の例は4箇所)の筒状に形成されたアウタガイド15が本体に固着されており、そのアウタガイド15の内側にはアウタガイド内を摺道自在にインナガイド15aが取り付けられ、そのインナガイド15aの下端には駆動手段を構成するギヤケース18が取り付けられている。
【0012】
そのギヤケース18の中央部には帯状鋼板41の凹部43と係合する帯状鋼板41と同数(例えば3個)の凸部20を内側に円周等分に有するリング22が回転自在に設けられ、そのリング22の外周にはギヤ24が取り付けられており、ギヤケース18の下部に設けられた油圧モータ19で駆動されるピニオン23により駆動されるよう構成されている。
【0013】
また、アウタガイド15とインナガイド15aとの間には第2のシリンダ16が取り付けられ、杭40bを回転させながら下方に押し込み掘削するよう構成されている。
【0014】
図3は本体10の平面図を示し、全体としてH字状に形成されて狭い洞道内を図における左右方向に移動しやすいように形成されている。
【0015】
以下、図4〜図9を参照して杭施工の工程について説明する。
まず,図4を参照して、洞道1内の杭施工個所にミニバックホー50で凹所3を掘削し、ライナープレート4で土留めし、残土は運搬車両52で搬出する(第1工程)。
【0016】
次ぎに、図5を参照して、複数の凹所3、3……の掘削が終了したら小型の移動式クレン等で凹所3の両側に杭施工装置移動用のレール53、53を敷設する(第2工程)。
【0017】
図6を参照して、杭施工装置(本体と同じ符号10を用いる)10を洞道内に搬入し、発電機56と油圧ホースリール57とを装備した後続台車55と連結し、第1のシリンダ11にオイルを供給して本体10を上昇させ、レール53を用いて凹所3の位置に移動する。オイルを第1のシリンダ11から抜いてギヤケース18を凹部3の中に降下させ、ステー12を第1のシリンダ11の上端部と洞道1の天井部2の間に取り付け、本体10を固定する(第3工程)。
【0018】
図7を参照して、まず第1の杭40aを本体10のギヤケース18のリング22にセットし、杭40aの帯状鋼板41の凹部43とリング22の凸部20とを油圧モータ19を駆動して係合させ、さらに第2のシリンダ16にオイルを供給して杭40aを下方に推進して掘削を開始し、第1の杭40aの内側の土はグラブ8を杭の内側に落下させ、グラブ8で掬って杭40a、40bの内側を通過して排出し、運搬車両52により搬出する(第4工程)。
【0019】
図8を参照して、杭40bの長さ相当分Lだけ掘進したらホークリフト58により杭40bを本体10に供給し、溶接により杭40bを新たに接続して所定深さまで杭の掘進を継続する(第5工程)。
【0020】
図9を参照して、所定深さまで杭40a、40bを掘進したら、グラブ8に換えて杭の内側にトレミー管60を挿入し、洞道1内に搬入された定置式コンクリートポンプ63を連結し、生コン車64からコンクリートを供給して下端の杭40a内にコンクリート打設して杭施工作業を終了する(第6工程)。なお、杭内部にコンクリートを打設せず、あるいは杭全体にコンクリートを打設する場合もある。
【0021】
以上の作業が終了したら、トレミー管60を回収し、帯状鋼板41の凹部43とリング22の凸部20の係合を解除し、ギヤケース18を本体10の下部まで第2のシリンダ16のオイルを抜いて引き上げ、ステー12を取り外し、第1のシリンダ11にオイルを供給して本体10を最上部位置まで上昇させて、レール53によリ次ぎの杭施工位置まで本体10を移動させ、次ぎの杭施工作業を繰り返す。
【0022】
図10、図11は本発明の別の実施形態を示し、第1実施形態の第4工程において、先にグラブ8で第1の杭40aの下方を先行掘削し(図10)、次ぎにフォークリフト58により杭40bを本体10に供給して杭40aを掘進する(図11)ようにしたこと以外、第1実施形態と同じであり、地盤の土質により選択すればよい。
【0023】
【発明の効果】
本発明は、以上説明した通り構成されており、以下の優れた効果を奏することが出来る。
(1) 局部的な凹所に杭施工装置の一部を入れて杭を接続しながら作業出来るため、低空頭の環境での杭施行ができる。
(2) パイプ状の杭で掘削し、そのまま杭とするため工期が短く、作業も容易で安全である。
(3) 杭施行装置が構造簡単であり、低頭空間を移動できるのでコストが安い利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の杭施行法に用いる杭施行装置の一実施形態を示す構成図。
【図2】図1の本体部分を示す部分断面図。
【図3】図2の本体の平面図。
【図4】杭施行作業の第1工程を示す図。
【図5】杭施行作業の第2工程を示す図。
【図6】杭施行作業の第3工程を示す図。
【図7】杭施行作業の第4工程を示す図。
【図8】杭施行作業の第5工程を示す図。
【図9】杭施行作業の第6工程を示す図。
【図10】本発明の別の実施形態における第4工程を示す図。
【図11】本発明の別の実施形態における第5工程を示す図。
【符号の説明】
1…洞道
2…天井
3…凹所
4…ライナープレート
8…グラブ
10…本体
11…第1のシリンダ
12…ステー
15…アウタガイド
15a…インナガイド
16…第2のシリンダ
18…ギヤケース
19…油圧モータ
20…凸部
22…リング
23…ピニオン
24…ギヤ
40a…第1の杭
40b…第2、第3・・・の杭
41…帯状鋼板
43…凹部
Claims (3)
- 高さに制限のある洞道(1)内で杭打ち作業を行うための杭施工装置において、先端にカッタ(42)を有する鋼管で構成された第1の杭(40a)とその杭(40a)に溶接で接続される別の杭(40b)とを有し、本体(10)には中央部に設けられた前記杭(40a)が貫通する孔(14)が設けられ、かつその本体(10)には本体(10)を上下動させる複数の第1のシリンダ(11)が設けられ、前記貫通する孔(14)の周囲には複数のアウタガイド(15)が本体(10)に固着され、そのアウタガイド(15)の内側に摺動自在なインナガイド(15a)が取付けられ、そのアウタガイド(15)とインナガイド(15a)との間には第2のシリンダ(16)が取り付けられ、そのインナガイド(15a)の下端には駆動装置を構成するギヤケース(18)が取付けられ、そのギヤケース(18)の中央部には前記各杭(40a、40b)の外周に設けた帯状鋼板(41)の凹部(43)と係合する凸部(20)を有するリング(22)が回転自在に設けられ、そしてそのリング(22)を駆動する駆動手段(19)が設けられており、前記本体(10)には前記杭(40a、40b)の内側を昇降する排土手段(8)が設けられていることを特徴とする杭施工装置。
- 高さに制限のある洞道(1)内で杭打ち作業を行うための杭施工法において、洞道(1)内の杭施工個所に複数の凹所(3)を掘削しライナプレート(4)で土留めして残土を排出し、そしてそれらの複数の凹所(3)の両側にレール(53)を敷設し、杭施工装置(10)を搬入してそのレール(53)を用い凹所(3)の位置に移動し、杭施工装置の第1のシリンダ(11)を作動して該装置(10)の本体を固定し、先端にカッタ(42)を有する鋼管で構成された第1の杭(40a)をその杭施工装置(10)で回転させて掘進し、排土手段(8)で第1の杭(40a)の内側の土砂を排出して運搬車両(52)で搬出し、杭(40b)の長さ相当分掘進したならば第2の杭(40b)を順次溶接して掘進し、所定の深さまで杭(40a、40b)を掘進したならば杭(40a、40b)内にコンクリートを打設することを特徴とする杭施工法。
- 高さに制限のある洞道(1)内で杭打ち作業を行うための杭施工法において、洞道(1)内の杭施工個所に複数の凹所(3)を掘削しライナプレート(4)で土留めして残土を排出し、そしてそれらの複数の凹所(3)の両側にレール(53)を敷設し、杭施工装置(10)を搬入してそのレール(53)を用い凹所(3)の位置に移動し、杭施工装置の第1のシリンダ(11)を作動して該装置(10)の本体を固定し、排土手段(8)により第1の杭(40a)の下方を先行掘削し、鋼管で構成された第1の杭(40a)先端のカッタ(42)を杭施工装置(10)で回転させて掘進し、排土手段(8)で第1の杭(40a)の内側の土砂を排出して運搬車両(52)で搬出し、杭(40b)の長さ相当分掘進したならば第2の杭(40b)を順次溶接して掘進し、所定の深さまで杭(40a、40b)を掘進したならば杭(40a、40b)内にコンクリートを打設することを特徴とする杭施工法。
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