JP4393761B2 - 杭打ち装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、杭打ち装置に関し、詳しくは住宅用基礎等を構成する鋼管杭を、地盤に対して回転圧入する杭打ち装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
昨今、地盤の軟弱な敷地に住宅を建設する場合、確実な支持力が得られるとともに、工事に伴う振動・騒音の発生が抑えられることから、鋼管杭工法を用いて住宅用基礎を構築する施工方法が広く普及している。
【０００３】
図７に示す如く上記鋼管杭工法は、鋼管杭Ｐを杭打ち装置により地盤Ｇの軟質地層Ｇｓを貫通させ硬質地層(支持層)Ｇｈにまで圧入することで確実な支持力を得る工法であり、鋼管杭Ｐの頂部に設けた住宅用基礎Ｆの上に住宅Ｈを建設することで、住宅Ｈは硬質地層Ｇｈにより安定して確実に支持されることとなる。
【０００４】
ここで、上述した鋼管杭工法は、地盤Ｇに対して鋼管杭Ｐを回転圧入するものであり、上記鋼管杭工法を実施するための杭打ち装置は、地盤Ｇに対して鋼管杭Ｐを回転させつつ圧入する機構を具備している（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
図８は、鋼管杭工法を実施する杭打ち装置の一例を示しており、この杭打ち装置(鋼管杭回転圧入機)Ａは、クローラ走行式のベースマシンＢと、該ベースマシンＢに支持されたパイルリーダＣとを具備し、上記パイルリーダＣには回転圧入機Ｄが昇降自在に設けられている。
【０００６】
なお、回転圧入機Ｄは、鋼管杭Ｐを回転させつつ地盤Ｇに圧入する為の機構であり、鋼管杭Ｐを圧入動作させる昇降モータを有した昇降機構部Ｄｅと、鋼管杭Ｐを回転動作させる回転モータを有した回転機構部Ｄｒとを具備している。
【０００７】
上述した杭打ち装置Ａによって鋼管杭工法を実施する場合、先ず、図８の如く杭打ち装置ＡのパイルリーダＣを立ち上げ、鋼管杭Ｐを回転圧入機Ｄに装着するとともに、地盤Ｇに対する所定位置に鋼管杭Ｐをセットする。
【０００８】
次いで、図９に示す如く回転圧入機Ｄの稼動によって地盤Ｇ(軟質地層Ｇｓ)に鋼管杭Ｐを回転圧入して行き、図１０に示す如く軟質地層Ｇｓを貫通して先端が硬質地層(支持層)Ｇｈに圧入され、所望する設計深度(最終深度)Ｖに到達した時点で、地盤Ｇに対する鋼管杭Ｐの回転圧入を停止する。
【０００９】
因みに、軟質地盤Ｇｓの厚さは関東圏(関東ローム層)において６ｍ程度、その他の地域において４ｍ 〜 １０数ｍに達する場合があり、これに対して鋼管杭Ｐの全長は標準で６ｍに設定されている為、設計深度によって適宜な本数の鋼管杭Ｐを継ぎ足して使用することとなる。
【００１０】
【特許文献１】
特開２００２−２７５８９６号公報
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来の杭打ち工法においては、回転圧入施工した個々の鋼管杭Ｐに対する支持力(地盤Ｇが鋼管杭Ｐを支持する力)を把握することが極めて重要であり、実際の施工においては地盤Ｇに対する鋼管杭Ｐの圧入力を支持力として用いている。
【００１１】
また、上記支持力を把握するには、鋼管杭Ｐの回転圧入施工時において、常に圧入力をモニターしておき、回転圧入施工の終了時における圧入力を、最終的な支持力(最終支持力)と見倣すことが理想である。
【００１２】
ここで、鋼管杭Ｐの回転圧入施工時に、回転圧入動作の停止時点を施工の終了時として自動的に最終支持力を検出する構成では、施工途中で回転圧入を一旦停止させた場合、真の施工終了との判別ができないことから、実際の施工時においては、オペレータの手動入力によって回転圧入施工の終了時点を指示し、この時点における圧入力を最終支持力としている。
【００１３】
このため、従来の杭打ち工法および杭打ち装置においては、オペレータが施工の終了時点を指示するタイミングの如何んによって、鋼管杭Ｐに作用している圧入力の値、すなわち最終支持力の値にバラつきが生じることとなり、検知された最終支持力の値に正確性や信頼性を欠いてしまう不都合があった。
【００１４】
また、鋼管杭Ｐにおける最終支持力を検知する方法として、鋼管杭Ｐの回転圧入施工が終了した後、回転圧入機Ｄを瞬間的に上下させて鋼管杭Ｐに圧入力を負荷する、あるいは静的バランスによって杭打ち装置Ａの車重を鋼管杭Ｐに掛けて圧入力を負荷し、この時の圧入力を最終支持力とする方法もあるものの、このような構成においても、オペレータによる杭打ち装置Ａの操作如何んによって、最終支持力の値にバラつきが生じることとなり、検知された最終支持力の値に正確性や信頼性を欠いてしまう不都合があった。
【００１５】
本発明は上記実状に鑑みて、回転圧入施工が終了した後の鋼管杭に対する最終支持力を、十分な正確性および信頼性を満たして検知することの可能な、杭打ち装置の提供を課題とするものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段および効果】
上記目的を達成するべく、請求項１に関わる杭打ち装置は、地盤に対して鋼管杭を回転圧入する杭打ち装置であって、
鋼管杭の回転圧入施工の実施中、鋼管杭に作用する圧入力の値と鋼管杭の圧入深度の値を常時、計時手段からの時間情報と併せて経時的に記憶するメモリ手段と、
回転圧入施工の終了した後、メモリ手段に記憶された回転圧入施工のメモリ手段に記憶された回転圧入施工の鋼管杭が最終深度直前で最終深度よりも所定距離だけ浅い深度に到達した時点、または回転圧入施工の終了直前で終了時点から所定時間だけ遡及した時点の圧入進行中の圧入力を、回転圧入施工の終了時における最終圧入力と想定し、該最終圧入力に基づいて求めた最終支持力を表示／記録するモニタ手段とを備えて成ることを特徴としている。
【００１７】
上記構成によれば、オペレータの操作如何んに関わらず、回転圧入施工の終了時において、回転圧入施工の終了直前における圧入進行中の圧入力に基づく最終支持力が得られるので、オペレータの操作不手際に基づく最終支持力のバラつきが未然に防止され、もって十分な正確性および信頼性を満たして最終支持力を求めることが可能となる。
すなわち、上記構成によれば、オペレータの操作如何に関わらず、回転圧入施工の終了時において、鋼管杭が最終深度直前の深度に到達した点における圧入進行中の圧入力に基づく最終支持力が得られるので、オペレータの操作不手際に基づく最終支持力のバラつきが未然に防止され、もって十分な正確性および信頼性を満たして最終支持力を求めることが可能となる。
また、上記構成によれば、オペレータの操作如何に関わらず、回転圧入施工の終了時において、回転圧入施工の終了時点直前の圧入進行中の圧入力に基づく最終支持力が得られるので、オペレータの操作不手際に基づく最終支持力のバラつきが未然に防止され、もって十分な正確性および信頼性を満たして最終支持力を求めることが可能となる。
【００２８】
請求項２の発明に関わる杭打ち装置は、請求項１の発明に関わる杭打ち装置であって、鋼管杭の回転圧入施工の実施中、鋼管杭に作用するトルクの値と鋼管杭の圧入深度の値を常時、計時手段からの時間情報と併せて経時的に記憶するメモリ手段を備えるとともに、回転圧入施工の終了した後、メモリ手段に記憶された回転圧入施工の鋼管杭が最終深度直前で最終深度よりも所定距離だけ浅い深度に到達した時点、または回転圧入施工の終了直前で終了時点から所定時間だけ遡及した時点の圧入進行中のトルクを表示／記録するモニタ手段を備えて成ることを特徴としている。
【００２９】
上記構成によれば、上記モニタ手段において表示／記録される、回転圧入施工の終了直前における圧入進行中のトルクに基づいて、鋼管杭に対する最終支持力を求めることも可能であり、最終圧入力に基づいて求めた最終支持力との比較検討によって、さらに高い精度で最終支持力を求めることが可能となる。
すなわち、上記構成によれば、オペレータの操作如何に関わらず、回転圧入施工の終了時において、鋼管杭が最終深度直前の深度に到達した点における圧入進行中のトルクが得られるので、オペレータの操作不手際に基づく最終支持力またはトルクのバラつきが未然に防止され、もって十分な正確性および信頼性を満たして最終支持力を求めることが可能となる。
また、上記構成によれば、オペレータの操作如何に関わらず、回転圧入施工の終了時において、回転圧入施工の終了直前の圧入進行中のトルクが得られるので、オペレータの操作不手際に基づく最終支持力またはトルクのバラつきが未然に防止され、もって十分な正確性および信頼性を満たして最終支持力を求めることができる。
【００３０】
請求項８の発明に関わる杭打ち装置は、請求項６または請求項７の発明に関わる杭打ち装置において、回転圧入施工の終了直前を、鋼管杭が最終深度よりも所定距離だけ浅い深度に到達した時点としたことを特徴としている。
【００３１】
上記構成によれば、オペレータの操作如何んに関わらず、回転圧入施工の終了時において、鋼管杭が最終深度よりも所定距離だけ浅い深度に到達した時点における圧入進行中の圧入力に基づく最終支持力、または鋼管杭が最終深度よりも所定距離だけ浅い深度に到達した時点における圧入進行中のトルクが得られるので、オペレータの操作不手際に基づく最終支持力またはトルクのバラつきが未然に防止され、もって十分な正確性および信頼性を満たして最終支持力を求めることが可能となる。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下、実施例を示す図面に基づいて、本発明を詳細に説明する。
図１〜図３は、本発明に関わる杭打ち工法を実践する際に使用される、本発明に関わる杭打ち装置の一実施例を示しており、この杭打ち装置（オーガ併用杭打ち機）１は、地盤Ｇに鋼管杭１００を回転圧入することにより鋼管杭工法を実施する装置である。
【００３９】
上記杭打ち装置１は、クローラ走行式のベースマシン２と、該ベースマシン２に対して可倒式に支持されたパイルリーダ３と、該パイルリーダ３に対して昇降可能に支承された回転圧入機４とを具備している。
【００４０】
上記回転圧入機４は、鋼管杭１００を回転させつつ地盤Ｇに圧入する為の機構であって、鋼管杭１００を圧入動作させる昇降モータ(図示せず)を有した昇降機構部４ｅと、鋼管杭１００を回転動作させる為の回転モータ(図示せず)を有した回転機構部４ｒとを具備している。
【００４１】
また、上記杭打ち装置１のパイルリーダ３には、オーガ推進機５を介してオーガスクリュー５ｓが昇降可能に支承されている。
因みに、上記オーガスクリュー５ｓは、礫等が混じる固い地盤の場合に、鋼管杭１００の圧入に先行して先導孔を掘削する場合や、鋼管杭１００の圧入に先行して固い地盤にねじ込み、その反力を利用して鋼管杭１００を圧入する場合に使用される。
【００４２】
さらに、上記杭打ち装置１は、地盤Ｇに対して回転圧入施工した鋼管杭１００の支持力(地盤Ｇが鋼管杭１００を支持する力)を把握するための支持力検知システム１０を具備している。
なお、実際の回転圧入施工においては、先に述べた如く地盤Ｇに対する鋼管杭１００の圧入力(鋼管杭１００に負荷した圧入力)を支持力として用いている。
【００４３】
上記支持力検知システム１０は、後に詳述する各種のデータを記憶する為のメモリ手段１１と、該メモリ手段１１に記憶された各種のデータに基づいて支持力(最終支持力)を導き出す為の処理手段１２と、該処理手段１２において導き出された支持力(最終支持力)の値を記録／表示する為のモニタ手段１３とを具備している。
【００４４】
上記メモリ手段１１は、鋼管杭１００の回転圧入施工の実施中、ロードセンサ(図示せず)によって検出した鋼管杭１００に作用する圧入力の値を、常時、計時手段(図示せず)からの時間情報と併せて経時的に記憶している。
【００４５】
また、上記メモリ手段１１は、鋼管杭１００の回転圧入施工の実施中、トルクセンサ(図示せず)によって検出した鋼管杭１００に作用するトルクの値を、常時、計時手段(図示せず)からの時間情報と併せて経時的に記憶している。
【００４６】
さらに、上記メモリ手段１１は、鋼管杭１００の回転圧入施工の実施中、ストロークセンサ(図示せず)によって検出した鋼管杭１００の圧入深度の値を、常時、計時手段(図示せず)からの時間情報と併せて経時的に記憶している。
【００４７】
上記支持力検知システム１０における処理手段１２は、鋼管杭１００の回転圧入施工が終了した後に、上記メモリ手段１１に記憶された回転圧入施工の終了直前の圧入力を、上記回転圧入施工の終了時における最終圧入力と想定し、この最終圧入力に基づいて最終支持力を求める処理を行うものである。
【００４８】
ここで、実際の回転圧入施工においては、地盤Ｇに対する鋼管杭１００の圧入力を支持力として用いているので、上記処理手段１２においては、回転圧入施工の終了時における最終圧入力の値を、回転圧入施工の終了時における最終支持力の値として読み替えを行っている。
【００４９】
上記支持力検知システム１０におけるモニタ手段１３は、記憶装置１３ｍと表示装置１３ｉとを具備しており、上記記憶装置１３ｍは、上記処理手段１２において求められた最終支持力の値を記憶する一方、上記表示装置１３ｉは、上記処理手段１２において求められた最終支持力の値を画面表示、あるいはプリントアウトするものである。
【００５０】
上述した如き構成の杭打ち装置１を使用して、本発明に関わる杭打ち工法（鋼管杭工法）を実施する場合には、先ず、図３および図４に示す如く、杭打ち装置１におけるパイルリーダＣを略垂直に立ち上げ、鋼管杭１００を回転圧入機４に装着するとともに、地盤Ｇに対する所定位置に鋼管杭１００をセットする。
【００５１】
次いで、回転圧入機４を稼動させて、図５に示す如く鋼管杭１００を地盤Ｇの軟質地層Ｇｓに回転圧入して行く。
このとき、鋼管杭１００に作用している圧入力、トルク、および鋼管杭１００の圧入深度が、上述した支持力検知システム１０のメモリ手段１１に、時間情報と併せて経時的に記憶されて行く。
【００５２】
次いで、図６に示す如く鋼管杭１００が軟質地層Ｇｓを貫通したのち、先端が硬質地層(支持層)Ｇｈに圧入されて、所望する設計深度(最終深度)Ｖに到達した時点で、オペレータの指示によって地盤Ｇに対する鋼管杭１００の回転圧入施工を停止(終了)する。
因みに、鋼管杭１００を設計深度に到達させるまでには、必要に応じて複数本の鋼管杭１００を継ぎ足しながら回転圧入施工を実施することは勿論である。
【００５３】
オペレータが鋼管杭１００の回転圧入施工の終了を指示すると、上述した支持力検知システム１０の処理手段１２において、メモリ手段１１に記憶された回転圧入施工の終了直前の圧入力から最終支持力が求められる。
【００５４】
ここで、回転圧入施工の終了直前とは、鋼管杭１００が設計深度Ｖよりも所定距離だけ浅い深度に到達した時点を指しており、実施例では鋼管杭１００の先端を硬質地層(支持層)Ｇｈに５００ｍｍ食い込ませた位置が設計深度Ｖであって、この設計深度Ｖよりも１０ｍｍだけ浅い位置、すなわち硬質地層(支持層)Ｇｈに鋼管杭１００の先端が４９０ｍｍ食い込んだ時点の圧入力に基づいて最終支持力が求められる。
【００５５】
なお、上述した実施例では「設計深度Ｖよりも所定距離だけ浅い深度」を「設計深度Ｖよりも１０ｍｍだけ浅い位置」としているが、「所定距離」とは実施例の「１０ｍｍ」に限定されるものではなく、同一地層において圧入力が一定と見倣せる距離範囲において適宜に設定することが可能である。
【００５６】
上記支持力検知システム１０の処理手段１２において、鋼管杭１００の最終支持力が求められると、上述した如くモニタ手段１３の記憶装置１３ｍに最終支持力の値が記憶されるとともに、モニタ手段１３の表示装置１３ｉによって、オペレータに最終支持力の値が提示される。
【００５７】
このように、上述した構成によれば、オペレータの操作如何んに関わらず、回転圧入施工の終了時において、回転圧入施工の終了直前の圧入力に基づく最終支持力が得られるので、オペレータの操作不手際に基づく最終支持力のバラつきが未然に防止され、もって十分な正確性および信頼性を満たして最終支持力を求めることが可能となる。
【００５８】
また、上述した構成においては、最終支持力を求める為に回転圧入施工の終了直前の圧入力、すなわち回転圧入施工の終了時に極めて近い時点での圧入力を用いているので、回転圧入施工の終了時における真の最終支持力に極めて近似した支持力(最終支持力)を得ることができる。
【００５９】
ところで、上述した実施例では、鋼管杭１００が設計深度Ｖよりも所定距離だけ浅い深度に到達した時点の圧入力に基づいて最終支持力を求めているが、回転圧入施工の終了時点から所定時間だけ遡及した時点の圧入力に基づいて最終支持力を求めることも可能である。
【００６０】
すなわち、オペレータが鋼管杭１００の回転圧入施工の終了を指示した際に、上述した支持力検知システム１０の処理手段１２において、メモリ手段１１に記憶された回転圧入施工の終了直前の圧入力から最終支持力が求められる。
【００６１】
ここで、回転圧入施工の終了直前とは、上述の如く回転圧入施工の終了時点から所定時間だけ遡及した時点を指しており、例えば回転圧入施工の終了時点から１秒だけ遡及した時点の圧入力に基づいて最終支持力が求められる。
【００６２】
なお、回転圧入施工の終了時点から遡及する「所定時間」は、上述した実施例における「１秒」に限定されるものではなく、同一地層において圧入力が一定と見倣せる時間範囲において適宜に設定することが可能である。
【００６３】
上述した構成においても、オペレータの操作不手際に基づく最終支持力のバラつきが未然に防止され、もって十分な正確性および信頼性を満たして最終支持力を求めることができ、併せて回転圧入施工の終了時における真の最終支持力に極めて近似した支持力(最終支持力)を得ることができる。
【００６４】
ところで、上述した実施例では、支持力検知システム１０の処理手段１２において求めた最終支持力を、モニタ手段１３において記録／表示しているが、回転圧入施工の終了した後に、支持力検知システム１０のメモリ手段１１に記憶された回転圧入施工の終了直前のトルクを、処理手段１２において求めた最終支持力と併せて、モニタ手段１３に表示／記録させることも有効である。
【００６５】
ここで、鋼管杭１００に作用するトルクの値から支持力を算出し得ることは既知であり、モニタ手段１３に表示された最終支持力の値と、上記モニタ手段１３に表示されたトルクから算出した支持力の値とを比較・検討することで、さらに高い精度で最終支持力を求めることも可能となる。
【００６６】
因みに、「回転圧入施工の終了直前のトルク」とは、先に説明した「回転圧入施工の終了直前の圧入力」と同様、鋼管杭１００が最終深度Ｖよりも所定距離だけ浅い深度に到達した時点のトルク、あるいは回転圧入施工の終了時点から所定時間だけ遡及した時点のトルクであることは言うまでもない。
【００６７】
なお、本発明に関わる杭打ち工法および杭打ち装置は、住宅用の基礎を構成する鋼管杭を地盤に回転圧入する場合のみならず、鋼管杭によって様々な構造物の基礎を構築する場合においても、極めて有効に適用し得るものであることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に関わる杭打ち装置の一実施例を示す側面図。
【図２】図１に示した杭打ち装置の正面図。
【図３】図１に示した杭打ち装置の構成を示す概念図。
【図４】本発明に関わる杭打ち工法の１工程を示す概念図。
【図５】本発明に関わる杭打ち工法の１工程を示す概念図。
【図６】本発明に関わる杭打ち工法の１工程を示す概念図。
【図７】基礎を鋼管杭工法を用いて構築した住宅を示す概念図。
【図８】従来の杭打ち装置を示す正面図および側面図。
【図９】従来の杭打ち工法における１工程を示す概念図。
【図１０】従来の杭打ち工法における１工程を示す概念図。
【符号の説明】
１…杭打ち装置、
２…ベースマシン、
３…パイルリーダ、
４…回転圧入機、
４ｅ…昇降機構部、
４ｒ…回転機構部、
５…オーガ推進機、
５ｓ…オーガスクリュー、
１０…支持力検知システム、
１１…メモリ手段、
１２…処理手段、
１３…モニタ手段、
１３ｍ…記憶部、
１３ｉ…表示部、
１００…鋼管杭、
Ｇ…地盤、
Ｇｓ…軟質地層、
Ｇｈ…硬質地層(支持層)。
【発明の属する技術分野】
本発明は、杭打ち装置に関し、詳しくは住宅用基礎等を構成する鋼管杭を、地盤に対して回転圧入する杭打ち装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
昨今、地盤の軟弱な敷地に住宅を建設する場合、確実な支持力が得られるとともに、工事に伴う振動・騒音の発生が抑えられることから、鋼管杭工法を用いて住宅用基礎を構築する施工方法が広く普及している。
【０００３】
図７に示す如く上記鋼管杭工法は、鋼管杭Ｐを杭打ち装置により地盤Ｇの軟質地層Ｇｓを貫通させ硬質地層(支持層)Ｇｈにまで圧入することで確実な支持力を得る工法であり、鋼管杭Ｐの頂部に設けた住宅用基礎Ｆの上に住宅Ｈを建設することで、住宅Ｈは硬質地層Ｇｈにより安定して確実に支持されることとなる。
【０００４】
ここで、上述した鋼管杭工法は、地盤Ｇに対して鋼管杭Ｐを回転圧入するものであり、上記鋼管杭工法を実施するための杭打ち装置は、地盤Ｇに対して鋼管杭Ｐを回転させつつ圧入する機構を具備している（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
図８は、鋼管杭工法を実施する杭打ち装置の一例を示しており、この杭打ち装置(鋼管杭回転圧入機)Ａは、クローラ走行式のベースマシンＢと、該ベースマシンＢに支持されたパイルリーダＣとを具備し、上記パイルリーダＣには回転圧入機Ｄが昇降自在に設けられている。
【０００６】
なお、回転圧入機Ｄは、鋼管杭Ｐを回転させつつ地盤Ｇに圧入する為の機構であり、鋼管杭Ｐを圧入動作させる昇降モータを有した昇降機構部Ｄｅと、鋼管杭Ｐを回転動作させる回転モータを有した回転機構部Ｄｒとを具備している。
【０００７】
上述した杭打ち装置Ａによって鋼管杭工法を実施する場合、先ず、図８の如く杭打ち装置ＡのパイルリーダＣを立ち上げ、鋼管杭Ｐを回転圧入機Ｄに装着するとともに、地盤Ｇに対する所定位置に鋼管杭Ｐをセットする。
【０００８】
次いで、図９に示す如く回転圧入機Ｄの稼動によって地盤Ｇ(軟質地層Ｇｓ)に鋼管杭Ｐを回転圧入して行き、図１０に示す如く軟質地層Ｇｓを貫通して先端が硬質地層(支持層)Ｇｈに圧入され、所望する設計深度(最終深度)Ｖに到達した時点で、地盤Ｇに対する鋼管杭Ｐの回転圧入を停止する。
【０００９】
因みに、軟質地盤Ｇｓの厚さは関東圏(関東ローム層)において６ｍ程度、その他の地域において４ｍ 〜 １０数ｍに達する場合があり、これに対して鋼管杭Ｐの全長は標準で６ｍに設定されている為、設計深度によって適宜な本数の鋼管杭Ｐを継ぎ足して使用することとなる。
【００１０】
【特許文献１】
特開２００２−２７５８９６号公報
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来の杭打ち工法においては、回転圧入施工した個々の鋼管杭Ｐに対する支持力(地盤Ｇが鋼管杭Ｐを支持する力)を把握することが極めて重要であり、実際の施工においては地盤Ｇに対する鋼管杭Ｐの圧入力を支持力として用いている。
【００１１】
また、上記支持力を把握するには、鋼管杭Ｐの回転圧入施工時において、常に圧入力をモニターしておき、回転圧入施工の終了時における圧入力を、最終的な支持力(最終支持力)と見倣すことが理想である。
【００１２】
ここで、鋼管杭Ｐの回転圧入施工時に、回転圧入動作の停止時点を施工の終了時として自動的に最終支持力を検出する構成では、施工途中で回転圧入を一旦停止させた場合、真の施工終了との判別ができないことから、実際の施工時においては、オペレータの手動入力によって回転圧入施工の終了時点を指示し、この時点における圧入力を最終支持力としている。
【００１３】
このため、従来の杭打ち工法および杭打ち装置においては、オペレータが施工の終了時点を指示するタイミングの如何んによって、鋼管杭Ｐに作用している圧入力の値、すなわち最終支持力の値にバラつきが生じることとなり、検知された最終支持力の値に正確性や信頼性を欠いてしまう不都合があった。
【００１４】
また、鋼管杭Ｐにおける最終支持力を検知する方法として、鋼管杭Ｐの回転圧入施工が終了した後、回転圧入機Ｄを瞬間的に上下させて鋼管杭Ｐに圧入力を負荷する、あるいは静的バランスによって杭打ち装置Ａの車重を鋼管杭Ｐに掛けて圧入力を負荷し、この時の圧入力を最終支持力とする方法もあるものの、このような構成においても、オペレータによる杭打ち装置Ａの操作如何んによって、最終支持力の値にバラつきが生じることとなり、検知された最終支持力の値に正確性や信頼性を欠いてしまう不都合があった。
【００１５】
本発明は上記実状に鑑みて、回転圧入施工が終了した後の鋼管杭に対する最終支持力を、十分な正確性および信頼性を満たして検知することの可能な、杭打ち装置の提供を課題とするものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段および効果】
上記目的を達成するべく、請求項１に関わる杭打ち装置は、地盤に対して鋼管杭を回転圧入する杭打ち装置であって、
鋼管杭の回転圧入施工の実施中、鋼管杭に作用する圧入力の値と鋼管杭の圧入深度の値を常時、計時手段からの時間情報と併せて経時的に記憶するメモリ手段と、
回転圧入施工の終了した後、メモリ手段に記憶された回転圧入施工のメモリ手段に記憶された回転圧入施工の鋼管杭が最終深度直前で最終深度よりも所定距離だけ浅い深度に到達した時点、または回転圧入施工の終了直前で終了時点から所定時間だけ遡及した時点の圧入進行中の圧入力を、回転圧入施工の終了時における最終圧入力と想定し、該最終圧入力に基づいて求めた最終支持力を表示／記録するモニタ手段とを備えて成ることを特徴としている。
【００１７】
上記構成によれば、オペレータの操作如何んに関わらず、回転圧入施工の終了時において、回転圧入施工の終了直前における圧入進行中の圧入力に基づく最終支持力が得られるので、オペレータの操作不手際に基づく最終支持力のバラつきが未然に防止され、もって十分な正確性および信頼性を満たして最終支持力を求めることが可能となる。
すなわち、上記構成によれば、オペレータの操作如何に関わらず、回転圧入施工の終了時において、鋼管杭が最終深度直前の深度に到達した点における圧入進行中の圧入力に基づく最終支持力が得られるので、オペレータの操作不手際に基づく最終支持力のバラつきが未然に防止され、もって十分な正確性および信頼性を満たして最終支持力を求めることが可能となる。
また、上記構成によれば、オペレータの操作如何に関わらず、回転圧入施工の終了時において、回転圧入施工の終了時点直前の圧入進行中の圧入力に基づく最終支持力が得られるので、オペレータの操作不手際に基づく最終支持力のバラつきが未然に防止され、もって十分な正確性および信頼性を満たして最終支持力を求めることが可能となる。
【００２８】
請求項２の発明に関わる杭打ち装置は、請求項１の発明に関わる杭打ち装置であって、鋼管杭の回転圧入施工の実施中、鋼管杭に作用するトルクの値と鋼管杭の圧入深度の値を常時、計時手段からの時間情報と併せて経時的に記憶するメモリ手段を備えるとともに、回転圧入施工の終了した後、メモリ手段に記憶された回転圧入施工の鋼管杭が最終深度直前で最終深度よりも所定距離だけ浅い深度に到達した時点、または回転圧入施工の終了直前で終了時点から所定時間だけ遡及した時点の圧入進行中のトルクを表示／記録するモニタ手段を備えて成ることを特徴としている。
【００２９】
上記構成によれば、上記モニタ手段において表示／記録される、回転圧入施工の終了直前における圧入進行中のトルクに基づいて、鋼管杭に対する最終支持力を求めることも可能であり、最終圧入力に基づいて求めた最終支持力との比較検討によって、さらに高い精度で最終支持力を求めることが可能となる。
すなわち、上記構成によれば、オペレータの操作如何に関わらず、回転圧入施工の終了時において、鋼管杭が最終深度直前の深度に到達した点における圧入進行中のトルクが得られるので、オペレータの操作不手際に基づく最終支持力またはトルクのバラつきが未然に防止され、もって十分な正確性および信頼性を満たして最終支持力を求めることが可能となる。
また、上記構成によれば、オペレータの操作如何に関わらず、回転圧入施工の終了時において、回転圧入施工の終了直前の圧入進行中のトルクが得られるので、オペレータの操作不手際に基づく最終支持力またはトルクのバラつきが未然に防止され、もって十分な正確性および信頼性を満たして最終支持力を求めることができる。
【００３０】
請求項８の発明に関わる杭打ち装置は、請求項６または請求項７の発明に関わる杭打ち装置において、回転圧入施工の終了直前を、鋼管杭が最終深度よりも所定距離だけ浅い深度に到達した時点としたことを特徴としている。
【００３１】
上記構成によれば、オペレータの操作如何んに関わらず、回転圧入施工の終了時において、鋼管杭が最終深度よりも所定距離だけ浅い深度に到達した時点における圧入進行中の圧入力に基づく最終支持力、または鋼管杭が最終深度よりも所定距離だけ浅い深度に到達した時点における圧入進行中のトルクが得られるので、オペレータの操作不手際に基づく最終支持力またはトルクのバラつきが未然に防止され、もって十分な正確性および信頼性を満たして最終支持力を求めることが可能となる。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下、実施例を示す図面に基づいて、本発明を詳細に説明する。
図１〜図３は、本発明に関わる杭打ち工法を実践する際に使用される、本発明に関わる杭打ち装置の一実施例を示しており、この杭打ち装置（オーガ併用杭打ち機）１は、地盤Ｇに鋼管杭１００を回転圧入することにより鋼管杭工法を実施する装置である。
【００３９】
上記杭打ち装置１は、クローラ走行式のベースマシン２と、該ベースマシン２に対して可倒式に支持されたパイルリーダ３と、該パイルリーダ３に対して昇降可能に支承された回転圧入機４とを具備している。
【００４０】
上記回転圧入機４は、鋼管杭１００を回転させつつ地盤Ｇに圧入する為の機構であって、鋼管杭１００を圧入動作させる昇降モータ(図示せず)を有した昇降機構部４ｅと、鋼管杭１００を回転動作させる為の回転モータ(図示せず)を有した回転機構部４ｒとを具備している。
【００４１】
また、上記杭打ち装置１のパイルリーダ３には、オーガ推進機５を介してオーガスクリュー５ｓが昇降可能に支承されている。
因みに、上記オーガスクリュー５ｓは、礫等が混じる固い地盤の場合に、鋼管杭１００の圧入に先行して先導孔を掘削する場合や、鋼管杭１００の圧入に先行して固い地盤にねじ込み、その反力を利用して鋼管杭１００を圧入する場合に使用される。
【００４２】
さらに、上記杭打ち装置１は、地盤Ｇに対して回転圧入施工した鋼管杭１００の支持力(地盤Ｇが鋼管杭１００を支持する力)を把握するための支持力検知システム１０を具備している。
なお、実際の回転圧入施工においては、先に述べた如く地盤Ｇに対する鋼管杭１００の圧入力(鋼管杭１００に負荷した圧入力)を支持力として用いている。
【００４３】
上記支持力検知システム１０は、後に詳述する各種のデータを記憶する為のメモリ手段１１と、該メモリ手段１１に記憶された各種のデータに基づいて支持力(最終支持力)を導き出す為の処理手段１２と、該処理手段１２において導き出された支持力(最終支持力)の値を記録／表示する為のモニタ手段１３とを具備している。
【００４４】
上記メモリ手段１１は、鋼管杭１００の回転圧入施工の実施中、ロードセンサ(図示せず)によって検出した鋼管杭１００に作用する圧入力の値を、常時、計時手段(図示せず)からの時間情報と併せて経時的に記憶している。
【００４５】
また、上記メモリ手段１１は、鋼管杭１００の回転圧入施工の実施中、トルクセンサ(図示せず)によって検出した鋼管杭１００に作用するトルクの値を、常時、計時手段(図示せず)からの時間情報と併せて経時的に記憶している。
【００４６】
さらに、上記メモリ手段１１は、鋼管杭１００の回転圧入施工の実施中、ストロークセンサ(図示せず)によって検出した鋼管杭１００の圧入深度の値を、常時、計時手段(図示せず)からの時間情報と併せて経時的に記憶している。
【００４７】
上記支持力検知システム１０における処理手段１２は、鋼管杭１００の回転圧入施工が終了した後に、上記メモリ手段１１に記憶された回転圧入施工の終了直前の圧入力を、上記回転圧入施工の終了時における最終圧入力と想定し、この最終圧入力に基づいて最終支持力を求める処理を行うものである。
【００４８】
ここで、実際の回転圧入施工においては、地盤Ｇに対する鋼管杭１００の圧入力を支持力として用いているので、上記処理手段１２においては、回転圧入施工の終了時における最終圧入力の値を、回転圧入施工の終了時における最終支持力の値として読み替えを行っている。
【００４９】
上記支持力検知システム１０におけるモニタ手段１３は、記憶装置１３ｍと表示装置１３ｉとを具備しており、上記記憶装置１３ｍは、上記処理手段１２において求められた最終支持力の値を記憶する一方、上記表示装置１３ｉは、上記処理手段１２において求められた最終支持力の値を画面表示、あるいはプリントアウトするものである。
【００５０】
上述した如き構成の杭打ち装置１を使用して、本発明に関わる杭打ち工法（鋼管杭工法）を実施する場合には、先ず、図３および図４に示す如く、杭打ち装置１におけるパイルリーダＣを略垂直に立ち上げ、鋼管杭１００を回転圧入機４に装着するとともに、地盤Ｇに対する所定位置に鋼管杭１００をセットする。
【００５１】
次いで、回転圧入機４を稼動させて、図５に示す如く鋼管杭１００を地盤Ｇの軟質地層Ｇｓに回転圧入して行く。
このとき、鋼管杭１００に作用している圧入力、トルク、および鋼管杭１００の圧入深度が、上述した支持力検知システム１０のメモリ手段１１に、時間情報と併せて経時的に記憶されて行く。
【００５２】
次いで、図６に示す如く鋼管杭１００が軟質地層Ｇｓを貫通したのち、先端が硬質地層(支持層)Ｇｈに圧入されて、所望する設計深度(最終深度)Ｖに到達した時点で、オペレータの指示によって地盤Ｇに対する鋼管杭１００の回転圧入施工を停止(終了)する。
因みに、鋼管杭１００を設計深度に到達させるまでには、必要に応じて複数本の鋼管杭１００を継ぎ足しながら回転圧入施工を実施することは勿論である。
【００５３】
オペレータが鋼管杭１００の回転圧入施工の終了を指示すると、上述した支持力検知システム１０の処理手段１２において、メモリ手段１１に記憶された回転圧入施工の終了直前の圧入力から最終支持力が求められる。
【００５４】
ここで、回転圧入施工の終了直前とは、鋼管杭１００が設計深度Ｖよりも所定距離だけ浅い深度に到達した時点を指しており、実施例では鋼管杭１００の先端を硬質地層(支持層)Ｇｈに５００ｍｍ食い込ませた位置が設計深度Ｖであって、この設計深度Ｖよりも１０ｍｍだけ浅い位置、すなわち硬質地層(支持層)Ｇｈに鋼管杭１００の先端が４９０ｍｍ食い込んだ時点の圧入力に基づいて最終支持力が求められる。
【００５５】
なお、上述した実施例では「設計深度Ｖよりも所定距離だけ浅い深度」を「設計深度Ｖよりも１０ｍｍだけ浅い位置」としているが、「所定距離」とは実施例の「１０ｍｍ」に限定されるものではなく、同一地層において圧入力が一定と見倣せる距離範囲において適宜に設定することが可能である。
【００５６】
上記支持力検知システム１０の処理手段１２において、鋼管杭１００の最終支持力が求められると、上述した如くモニタ手段１３の記憶装置１３ｍに最終支持力の値が記憶されるとともに、モニタ手段１３の表示装置１３ｉによって、オペレータに最終支持力の値が提示される。
【００５７】
このように、上述した構成によれば、オペレータの操作如何んに関わらず、回転圧入施工の終了時において、回転圧入施工の終了直前の圧入力に基づく最終支持力が得られるので、オペレータの操作不手際に基づく最終支持力のバラつきが未然に防止され、もって十分な正確性および信頼性を満たして最終支持力を求めることが可能となる。
【００５８】
また、上述した構成においては、最終支持力を求める為に回転圧入施工の終了直前の圧入力、すなわち回転圧入施工の終了時に極めて近い時点での圧入力を用いているので、回転圧入施工の終了時における真の最終支持力に極めて近似した支持力(最終支持力)を得ることができる。
【００５９】
ところで、上述した実施例では、鋼管杭１００が設計深度Ｖよりも所定距離だけ浅い深度に到達した時点の圧入力に基づいて最終支持力を求めているが、回転圧入施工の終了時点から所定時間だけ遡及した時点の圧入力に基づいて最終支持力を求めることも可能である。
【００６０】
すなわち、オペレータが鋼管杭１００の回転圧入施工の終了を指示した際に、上述した支持力検知システム１０の処理手段１２において、メモリ手段１１に記憶された回転圧入施工の終了直前の圧入力から最終支持力が求められる。
【００６１】
ここで、回転圧入施工の終了直前とは、上述の如く回転圧入施工の終了時点から所定時間だけ遡及した時点を指しており、例えば回転圧入施工の終了時点から１秒だけ遡及した時点の圧入力に基づいて最終支持力が求められる。
【００６２】
なお、回転圧入施工の終了時点から遡及する「所定時間」は、上述した実施例における「１秒」に限定されるものではなく、同一地層において圧入力が一定と見倣せる時間範囲において適宜に設定することが可能である。
【００６３】
上述した構成においても、オペレータの操作不手際に基づく最終支持力のバラつきが未然に防止され、もって十分な正確性および信頼性を満たして最終支持力を求めることができ、併せて回転圧入施工の終了時における真の最終支持力に極めて近似した支持力(最終支持力)を得ることができる。
【００６４】
ところで、上述した実施例では、支持力検知システム１０の処理手段１２において求めた最終支持力を、モニタ手段１３において記録／表示しているが、回転圧入施工の終了した後に、支持力検知システム１０のメモリ手段１１に記憶された回転圧入施工の終了直前のトルクを、処理手段１２において求めた最終支持力と併せて、モニタ手段１３に表示／記録させることも有効である。
【００６５】
ここで、鋼管杭１００に作用するトルクの値から支持力を算出し得ることは既知であり、モニタ手段１３に表示された最終支持力の値と、上記モニタ手段１３に表示されたトルクから算出した支持力の値とを比較・検討することで、さらに高い精度で最終支持力を求めることも可能となる。
【００６６】
因みに、「回転圧入施工の終了直前のトルク」とは、先に説明した「回転圧入施工の終了直前の圧入力」と同様、鋼管杭１００が最終深度Ｖよりも所定距離だけ浅い深度に到達した時点のトルク、あるいは回転圧入施工の終了時点から所定時間だけ遡及した時点のトルクであることは言うまでもない。
【００６７】
なお、本発明に関わる杭打ち工法および杭打ち装置は、住宅用の基礎を構成する鋼管杭を地盤に回転圧入する場合のみならず、鋼管杭によって様々な構造物の基礎を構築する場合においても、極めて有効に適用し得るものであることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に関わる杭打ち装置の一実施例を示す側面図。
【図２】図１に示した杭打ち装置の正面図。
【図３】図１に示した杭打ち装置の構成を示す概念図。
【図４】本発明に関わる杭打ち工法の１工程を示す概念図。
【図５】本発明に関わる杭打ち工法の１工程を示す概念図。
【図６】本発明に関わる杭打ち工法の１工程を示す概念図。
【図７】基礎を鋼管杭工法を用いて構築した住宅を示す概念図。
【図８】従来の杭打ち装置を示す正面図および側面図。
【図９】従来の杭打ち工法における１工程を示す概念図。
【図１０】従来の杭打ち工法における１工程を示す概念図。
【符号の説明】
１…杭打ち装置、
２…ベースマシン、
３…パイルリーダ、
４…回転圧入機、
４ｅ…昇降機構部、
４ｒ…回転機構部、
５…オーガ推進機、
５ｓ…オーガスクリュー、
１０…支持力検知システム、
１１…メモリ手段、
１２…処理手段、
１３…モニタ手段、
１３ｍ…記憶部、
１３ｉ…表示部、
１００…鋼管杭、
Ｇ…地盤、
Ｇｓ…軟質地層、
Ｇｈ…硬質地層(支持層)。
Claims (2)
- 地盤に対して鋼管杭を回転圧入する杭打ち装置であって、
前記鋼管杭の回転圧入施工の実施中、前記鋼管杭に作用する圧入力の値と前記鋼管杭の圧入深度の値を常時、計時手段からの時間情報と併せて経時的に記憶するメモリ手段と、
前記回転圧入施工の終了した後、前記メモリ手段に記憶された前記回転圧入施工の前記鋼管杭が最終深度直前で最終深度よりも所定距離だけ浅い深度に到達した時点、または前記回転圧入施工の終了直前で終了時点から所定時間だけ遡及した時点の圧入進行中の圧入力を、前記回転圧入施工の終了時における最終圧入力と想定し、該最終圧入力に基づいて求めた最終支持力を表示／記録するモニタ手段と、
を備えて成ることを特徴とする杭打ち装置。 - 前記鋼管杭の回転圧入施工の実施中、前記鋼管杭に作用するトルクの値と前記鋼管杭の圧入深度の値を常時、計時手段からの時間情報と併せて経時的に記憶するメモリ手段と、
前記回転圧入施工の終了した後、前記メモリ手段に記憶された前記回転圧入施工の前記鋼管杭が最終深度直前で最終深度よりも所定距離だけ浅い深度に到達した時点、または前記回転圧入施工の終了直前で終了時点から所定時間だけ遡及した時点の圧入進行中のトルクを表示／記録するモニタ手段と、
を備えて成ることを特徴とする請求項１記載の杭打ち装置。
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