JP4638898B2 - ハンマーグラブ - Google Patents

Description

本発明は、場所打ち杭工法におけるケーシング内側の掘削排土、ならびに岩石や適当な手段で切断又は破砕した既設杭の如き埋入障害物の掴み出し等、立坑の掘削排土及び粗大物排出に使用されるハンマーグラブに関する。

一般的に、場所打ち杭工法では、地盤に鋼管等よりなる筒状のケーシングを回転掘進させて建て込むと共に、クレーン等で吊持したハンマーグラブによって該ケーシング内の土砂を除去するようにしている。このハンマーグラブは、下端にバケットとしての湾曲したスコップ形の複数個（通常は一対）のシェルが、互いに離間する開放姿勢と合接する閉合姿勢とに転換可能に枢着されており、その開放姿勢でケーシング内に落下させることにより、土砂層にシェルを突き立て、次いでシェルを閉合姿勢に転換させて土砂を掬い取り、合接したシェル間に土砂を保持した状態で全体を引き上げ、地上でシェルを開放姿勢にして土砂を排出する（例えば、特許文献１〜３）。また、ケーシング内における岩石や適当な手段で切断又は破砕した既設杭の如き埋入障害物についても、ハンマーグラブを用い、そのシェルを開放姿勢から閉合姿勢側へ内向き回動させる動作で掴み、その状態で該ハンマーグラブを引き上げることによって地上へ掴み出す方法が採られている。
特開平７−１１８５９号公報 特開２００４−７６３６１号公報 特開２００６−３４８４６９号公報

しかしながら、従来構成のハンマーグラブでは、筒状のケーシングの回転掘進に並行して内側の掘削排土や岩石の如き埋入障害物の掴み出しを行ったり、建て込んだケーシング内に回転筒式の切断機や破砕機と一緒に装填し、該切断機による既設杭等の埋入障害物の切断や、破砕機による地下コンクリート構造物の破砕等と相前後して切断物や破砕物の掴み出しを行ったりする場合に、当該ハンマーグラブが前記の回転するケーシングや切断機、破砕機と接触して共回りすることが多々あり、この共回りによって地上側からシェルの駆動機構に繋がる油圧配管チューブ、動力ケーブル、ワイヤー等が捩れて切れることがあった。また、ハンマーグラブを角筒状のケリーバーを介して地上側で回転不能に保持して同様の作業を行わせることもあるが、この場合でも当該ハンマーグラブが回転するケーシングや切断機あるいは破砕機等と接触すれば、その共回りの回転力でケリーバーが捩れて破損することになる。

本発明は、上述の情況に鑑み、ハンマーグラブとして、ケーシングの回転掘進に並行して掘削排土や埋入障害物の掴み出しを行ったり、ケーシング内に回転筒式の切断機や破砕機と一緒に装填して切断物や破砕物の掴み出しを行ったりする場合に、回転するケーシングや切断機、破砕機と接触しても全体の共回りを生じず、もってシェルの駆動機構に繋がる油圧配管チューブ、動力ケーブル、ワイヤー等が捩じれて切れたり、ケリーバーの使用時に該ケリーバーが捩れて破損したりするの確実に防止できるものを提供することを目的としている。

上記目的を達成するための手段を添付図面の参照符号を付して示せば、請求項１の発明に係るハンマーグラブは、略筒形の基枠１と、該基枠１の下部に、外向きフランジ部１５ａを有するフランジ部材１５が下方側から外嵌螺着されると共に、該フランジ部材１５の外向きフランジ部１５ａの上下両側にスラストベアリング２，２を介在して、同心で相対回転自在に外嵌されたシェル枢支枠３と、このシェル枢支枠３に垂直回動自在に枢着された複数個のシェル４，４と、基枠１の内側に取り付けられた昇降枠５と、この昇降枠５を昇降させる昇降駆動手段（油圧シリンダ６）と、昇降枠５に軸受け（スラストベアリング７）を介して同心で相対回転自在に嵌着されたロッド取付枠８と、このロッド取付枠８と各シェル４を連結するコネクチングロッド９とを備え、昇降枠５の昇降によって前記複数個のシェル４，４が互いに合接する閉合姿勢と互いに離間する開離姿勢とに転換すると共に、基枠１及び昇降枠５を含む上部構体１０に対し、シェル４，４及びシェル枢支枠３とロッド取付枠８及びコネクチングロッド９を含む下部構体１１が同心で相対回転自在であることを特徴としている。

請求項２の発明は、上記請求項１のハンマーグラブにおいて、昇降駆動手段が油圧シリンダ６であり、その伸縮ロッド６ａに昇降枠５が取り付けられてなる構成としている。

請求項３の発明は、上記請求項１又は２のハンマーグラブにおいて、基枠１の内周側と昇降枠５の外周側の一方に縦方向に沿う凸条部１３，１３が形成されると共に、他方に該凸条部１３，１３に摺動自在に嵌合する凹条部１４，１４が形成されてなる構成としている。

本発明による効果を図面の参照符号を付して示せば、請求項１のハンマーグラブでは、基枠１側の上部構体１０に対し、シェル４，４側の下部構体１１が同心で相対回転自在であるため、ケーシングの回転掘進に並行して掘削排土や埋入障害物の掴み出しを行ったり、ケーシング内に回転筒式の切断機や破砕機と一緒に装填して切断物や破砕物の掴み出しを行ったりする場合に、その動作に伴って下部構体１１のシェル枢支枠３やシェル４，４が回転するケーシングや切断機や破砕機と接触しても、下部構体１１側のみが共回りすることになって全体の共回りを生じず、シェルの駆動機構に繋がる油圧配管チューブ、動力ケーブル、ワイヤー等は非回転の上部構体１０側に結合しているために捩じれて切れることはなく、またケリーバーの使用時にも該ケリーバーが捩れて破損する懸念がなく、所期する掘削排土や埋入障害物の掴み出しの作業を確実に行える。
又、本発明によれば、基枠１の下部にフランジ部材１５を下方側から外嵌螺着し、その外向きフランジ部１５ａの上下両側にスラストベアリング２，２を介在して、シェル枢支枠３を外嵌する構造であるから、基枠１側の上部構体１０に対するシェル４，４側の下部構体１１の組み付けを容易に行え、特に掘削径に応じてサイズの異なる下部構体１１に交換する場合に作業を迅速に行える。

請求項２の発明によれば、シェル４，４の開閉を司る昇降枠５の昇降駆動手段として油圧シリンダ６を用いることから、シェル４，４の開閉作動を強力に且つ円滑に推進できる。

請求項３の発明によれば、昇降枠５の昇降が凸条部１３と凹条部１４との嵌合によって直線的にガイドされるから、シェル４，４の開閉作動がより円滑になる。

以下、本発明に係るハンマーグラブの一実施形態について、図面を参照して具体的に説明する。図１はハンマーグラブＨ全体の縦断面、図２は同ハンマーグラブＨの要部の拡大縦断面、図３は図１のＡ−Ａ線の矢視断面、図４は同ハンマーグラブＨの使用状態の一例、をそれぞれ示す。

図１に示すように、このハンマーグラブＨは、略縦円筒形の基枠１と、この基枠１の下部外周に上下一対のスラストベアリング２，２を介して相対回転自在に嵌着したシェル支持枠３と、このシェル支持枠３の径方向両側に垂直回動自在に枢着された土砂掬い用の一対のシェル４，４と、基枠１の内側上部に垂設された昇降駆動手段としての油圧シリンダ６と、該基枠１の内側下部に昇降自在に配置した昇降枠５と、この昇降枠５の内筒部５ａの内側に上下一対のスラストベアリング７，７を介して相対回転自在に嵌着したロッド取付枠８と、該ロッド取付枠８と各シェル４を連結するコネクチングロッド９とを備えている。

基枠１は、短い上部筒１ａと長い下部筒１ｂとを連結一体化した縦円筒の頂端側がヘッド部１ｃにて閉塞され、このヘッド部１ｃ上に角筒状の吊支具１７が固着されると共に、該ヘッド部１ｃの下面側にブラケット１８が固着され、このブラケット１８の枢支ピン１８ａに油圧シリンダ６の基端側が枢着されている。一方、シェル支持枠３は、基枠１の下部に外嵌する嵌合筒部３ａと、その下端に固着一体化した径大の笠形本体部３ｂとで構成されており、該笠形本体部３ｂの下縁側の径方向両側位置に、それぞれ水平方向に沿う枢支ピン１６を介してシェル４が枢着されている。

また、図２に示すように、基枠１の下部外周には、環状膨出部１９と、その下側から当該基枠１の下端に至る雄ねじ部２０ａが形成されている。そして、この雄ねじ部２０ａに、内周に対応する雌ねじ部２０ｂを設けた短筒状のフランジ部材１５が、下方側から外嵌螺合して上端を環状膨出部１９の下端に当接している。しかして、このフランジ部材１５の上端部には外向きフランジ部１５ａが形成されており、この外向きフランジ部１５ａの上下両側にスラストベアリング２，２を介してシェル支持枠３の嵌合筒部３ａが外嵌すると共に、この嵌合筒部３ａの上端に抜け止めリング部材２１がボルト２２…を介して固着れている。なお、抜け止めリング部材２１は、内周部で上側のスラストベアリング２を押さえると共に、基枠１の環状膨出部１９の周面に対してＯリング２３，２３を介して摺接している。また，シェル支持枠３の嵌合筒部３ａは、下側のスラストベアリング２よりも下位において、フランジ部材１５の筒状部１５ｂの外周面に対してＯリング２４，２４を介して摺接している。

昇降枠５は、図２及び図３で詳細に示すように、内筒部５ａと外筒部５ｂとが平面視十字形に配置した４枚の垂直連結板５ｃ…を介して一体化しており、その内筒部５ａの頂端にねじ止めされたキャップ部材５ｄに、油圧シリンダ６の下方突出した伸縮ロッド６ａの先端部が取付ピン２５を介して連結されている。しかして、基枠１の下部内周には縦方向に沿う一対の凸条部１３，１３が径方向両側位置に設けてあり、これら凸条部１３，１３に該昇降枠５の外筒部５ｂに設けた縦方向の凹条部１４，１４が摺動自在に嵌合している。従って、油圧シリンダ６の伸縮ロッド６ａの伸縮によって昇降枠５が昇降動作するが、該基枠１と昇降枠５とは常に相対回転不能に保持されている。６１は基枠１の上端から上方へ導出された油圧ケーブルであり、基枠１内において油圧シリンダ６の上下端部に接続された油圧配管チューブ６１ａ，６１ｂを束ねている。

ロッド取付枠８は、昇降枠５の内筒部５ａの内側にスラストベアリング７，７を介して相対回転自在で且つ相対軸方向移動不能に嵌入した軸部８ａと、該軸部８ａの下端に連接されて内筒部５ａの外側で径方向両側へ張出する一対のブラケット部８ｂ，８ｂとで構成され、その両ブラケット部８ｂ，８ｂに各々コネクチングロッド９が枢支ピン２６を介して枢着されている。

各シェル４は、図１に示すように、半逆円錐状で円弧面を外側に向けたシェル本体４ａの内面側（凹面側）中央部に、内向きに突出する逆Ｌ字状のレバーアーム４ｂが一体形成されており、該レバーアーム４ｂの先端にコネクチングロッド９が枢支ピン２７を介して枢着されている。そして、一対のシェル４，４は、図１の実線で示すように、油圧シリンダ６の伸縮ロッド６ａの伸長による昇降枠５の下限位置おいて、外周面が略垂直方向に沿う垂下姿勢で互いに離間した開離姿勢に配置する一方、該伸縮ロッド６ａの収縮による昇降枠５の上昇に伴って内向きに回動し、同図の仮想線で示すように、昇降枠５の上限位置おいて相互に合接して逆円錐状の閉合姿勢となる。

上記構成のハンマーグラブＨにあっては、基枠１とシェル支持枠３とがスラストベアリング２，２を介して相対回転自在であって、且つ昇降枠５とロッド取付枠８とがスラストベアリング７，７を介して相対回転自在であるから、基枠１側の上部構体１０に対してシェル４，４側の下部構体１１が回転フリーになっている。なお、上部構体１０には、基枠１と共に、昇降枠５、油圧シリンダ６、フランジ部材１５、吊支具１７が含まれる。また、下部構体１１には、シェル４，４と共に、シェル保持枠３、ロッド取付枠８、コネクチングロッド９が含まれる。

図４は、場所打ち杭工法に属するオールケーシング工法において、下端周縁に掘削刃Ｅ…を設けた筒状のケーシングＣによって地盤Ｇを回転掘削しつつ、該ケーシングＣの内側に現れた地中の岩石ＲをハンマーグラブＨによって掴み出す作業を示す。この場合、該ハンマーグラブＨは、その頂端の吊支部１７でテレスコープ式のケリーバー１８の下端に吊支されており、該ケリーバー１８を地上側でケリーヨーク（図示省略）によって回転不能に把持することにより、上部構体１０が非回転に保持されており、図示仮想線の如くシェル４，４の開離状態でケリーバー１８と一体にケーシングＣ内に落下させることにより、突出した岩石Ｒの両側にシェル４，４を突き立て、次いで図示実線のように両シェル４，４を内向きに回動させて岩石Ｒを強制的に掴み、この状態でハンマーグラブＨを地上へ引き上げて岩石Ｒを地上へ搬出し、以降も同様の操作を繰り返す。しかして、この過程でハンマーグラブＨのシェル４，４やシェル保持枠３が回転するケーシングＣに接触しても、下部構体１１が共回りするだけで、上部構体１０は非回転に保持されるから、ケリーバー１８が捩れて破損したり、油圧ケーブル６１（油圧配管チューブ６１ａ，６１ｂ）が捩じれて切れる懸念はない。

なお、図４ではハンマーグラブＨをケリーバー１８を介して吊持しているが、該ハンマーグラブＨをワイヤーやチェーン等の索体を介して吊持してもよい。また、図４ではハンマーグラブＨによる岩石Ｒの掴み出しを例示しているが、このようなハンマーグラブＨは、場所打ち杭工法において、筒状のケーシングの回転掘進に並行して単なる土砂の掘削排土を行う場合や、先に建て込んだケーシング内に回転筒式の切断機や破砕機と一緒に装填し、既設杭や種々の地下コンクリート構造物の如き埋設障害物の切断や破砕と共に、これと相前後して切断物や破砕物の掴み出しを行う場合にも同様に適用できる。すなわち、これら掘削排土や掴み出しの動作に伴って下部構体１１のシェル枢支枠３やシェル４，４が回転するケーシングや切断機、破砕機等と接触しても、下部構体１１側のみが共回りし、上部構体１０は非回転に維持されるから、上部構体１０側にある油圧ケーブル６１（油圧配管チューブ６１ａ，６１ｂ）が捩じれて切れることはなく、所期する作業を確実に行える。

本実施形態では、シェル４，４の開閉を司る昇降枠５の昇降駆動手段が油圧シリンダ６であり、且つ昇降枠５の昇降が凸条部１３と凹条部１４との嵌合によって直線的にガイドされるから、シェル４，４の開閉作動が強力に且つ円滑になされ、特に岩石Ｒや既設杭の切断物等の埋設障害物をシェル４，４で掴み取る際に必要となる大きな把持力を充分に確保でき、また昇降駆動手段にワイヤシーブ機構を用いる場合に比較して基枠１の内部構造が簡素化するという利点もある。

更に、本実施形態においては、基枠１の下部にフランジ部材１５を下方側から外嵌螺着し、その外向きフランジ部１５ａの上下両側にスラストベアリング２，２を介在して、シェル枢支枠３を外嵌する構造であるから、基枠１側の上部構体１０に対するシェル４，４側の下部構体１１の組み付けを容易に行え、特に掘削径に応じてサイズの異なる下部構体１１に交換する場合に作業を迅速に行える。

本発明のハンマーグラブでは、シェル４を３個以上に構成してもよいし、昇降枠５の昇降駆動手段として油圧シリンダ６以外の種々の昇降駆動機構を採用できる。しかして、これら他の昇降駆動機構を備える構成においても、その駆動機構の動力ケーブルやワイヤー等が捩れて切れるのを確実に防止できる。その他、本発明においては、基枠１、シェル抱持枠３、シェル４、昇降枠５、ロッド取付枠８等の形状、基枠１とシェル抱持枠３との嵌合構造、昇降枠５とロッド取付枠８との嵌合構造、吊支具１７の構造等、細部構成については実施形態以外に種々設計変更可能である。

本発明の一実施例に係るハンマーグラブの縦断正面図。 同ハンマーグラブの要部を拡大して示す縦断正面図。 図１のＡ−Ａ線の断面矢視図。 同ハンマーグラブによるケーシング内の岩石の掴み出し操作を示す概略縦断面図。

符号の説明

１ 基枠
２，７ スラストベアリング（軸受け）
３ シェル保持枠
４ シェル
５ 昇降枠
６ 油圧シリンダ（昇降駆動手段）
６ａ 伸縮ロッド
８ ロッド取付枠
９ コネクチングロッド
１０ 上部構体
１１ 下部構体
１２ 索体
１３ 凸条部
１４ 凹条部
１５ フランジ部材
１５ａ 外向きフランジ部
Ｃ ケーシング
Ｅ 掘削刃
Ｈ ハンマーグラブ
Ｇ 地盤
Ｒ 岩石

Claims (3)

1. 略縦筒形の基枠と、該基枠の下部に、外向きフランジ部を有するフランジ部材が下方側から外嵌螺着されると共に、該フランジ部材の外向きフランジ部の上下両側にスラストベアリングを介在して、同心で相対回転自在に外嵌されたシェル枢支枠と、このシェル枢支枠に垂直回動自在に枢着された複数個のシェルと、前記基枠の内側に取り付けられた昇降枠と、この昇降枠を昇降させる昇降駆動手段と、前記昇降枠に軸受けを介して同心で相対回転自在に嵌着されたロッド取付枠と、このロッド取付枠と各シェルを連結するコネクチングロッドとを備え、
   前記昇降枠の昇降によって前記複数個のシェルが互いに合接する閉合姿勢と互いに離間する開離姿勢とに転換すると共に、
   前記基枠及び昇降枠を含む上部構体に対し、前記シェル及びシェル枢支枠とロッド取付枠及びコネクチングロッドを含む下部構体が同心で相対回転自在であることを特徴とするハンマーグラブ。
2. 前記の昇降駆動手段が油圧シリンダであり、その伸縮ロッドに前記昇降枠が取り付けられてなる請求項１に記載のハンマーグラブ。
3. 前記基枠の内周側と前記昇降枠の外周側の一方に縦方向に沿う凸条部が形成されると共に、他方に該凸条部に摺動自在に嵌合する凹条部が形成されてなる請求項１又は２に記載のハンマーグラブ。

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