JP4719041B2 - 杭圧入工法及び杭圧入引抜機 - Google Patents

Description

本発明は既設の鋼矢板上に定置して該鋼矢板の反力に基づいてオーガによる掘削と杭圧入引抜機の圧入引抜シリンダの併用により新たな鋼矢板を地盤内に圧入，引抜する工法において、オーガケーシングの重量を増大させることなく効率よく杭圧入引抜作業を施工することができるとともに、現場への搬入を容易にした杭圧入工法及び杭圧入引抜機に関するものである。

近年、各種の土木基礎工事において、例えば鋼矢板は大きな支持力が得られるとともに経済性に優れているため、永久構造物の外にも護岸工事及び山留め工事、締切り工事等の仮設工事の支持杭として広く採用されている。従来からこれらの鋼矢板の地盤への圧入，引抜工事は、例えば上空制限のない場所ではバイブロハンマとかディーゼルハンマもしくは中堀式などの工法や、静荷重型杭圧入引抜機が用いられており、特に上空制限のある場所とか作業現場が手狭で住宅に隣接している場所では、主として静荷重型杭圧入引抜機が採用されている。

この静荷重型杭圧入引抜機とは、既設の鋼矢板上に定置された台座の下方に複数の反力掴み装置（クランプ）を設けて、この反力掴み装置により既設杭をクランプすることによって反力を取っており、硬質地盤ではオーガによる掘削と杭圧入引抜機の圧入引抜シリンダの併用により、鋼矢板、Ｈ鋼杭、その他の超長尺、超大径の鋼矢板及び鋼管杭の圧入と引抜操作が実施される。中でも鋼矢板は護岸工事及び山留工事、締切り工事等の仮設工事の支持杭として広く採用されている。

特許文献１には、剛性が強く、安定して高精度で施工することができるとともに作業時間の短縮化及びコスト削減をはかることができるＺ形鋼矢板用圧入装置及びＺ形鋼矢板の圧入方法を提供することを目的として、両端部に継手部を有するＺ形鋼矢板を掴んで圧入する圧入手段を備えたＺ形鋼矢板用圧入装置であって、前記圧入手段は、Ｚ形鋼矢板をその継手部を互いに接合した状態で、二枚ずつ順次圧入するようにしたＺ形鋼矢板用圧入装置と圧入方法が記載されている。

図７は従来のオーガ併用タイプの静荷重型杭圧入引抜機におけるチャック機構１４の一般的な構造を示す要部平断面図であり、このチャック機構１４は、鋼矢板１７の凹型に形成された中央部１７ａがチューブ状に形成されたオーガケーシング１２の外周部に近接配置され、このオーガケーシング１２に建込杭である鋼矢板１７を重ね合わせた状態で挟持させる構造が用いられている。チャック機構１４には２個の固定側チャック爪１８，１９と、該固定側チャック爪１８，１９と対向する位置に可動側チャック爪２０，２１とが配置されていて、可動側チャック爪２０，２１に内蔵されたチャックシリンダ２２，２３の押圧力により可動側チャック爪２０，２１を用いて鋼矢板１７の中央部１７ａを固定側チャック爪１８，１９方向に押動してオーガケーシング１２に対して鋼矢板１７を強固にチャックしてオーガ掘削時の回転反力を得て、該オーガケーシング１２内に挿通されたオーガによる掘削と図外の杭圧入引抜シリンダの併用により鋼矢板１７の地盤内への圧入と引抜動作を行う。
特開２００５−１２７０５３号公報

上記従来の杭掴み装置におけるチャック機構１４は、建込用鋼矢板の凹型に形成された中央部をオーガケーシング１２の外周部に近接配置し、チャックシリンダ２２，２３の押圧力によって鋼矢板１７をオーガケーシング１２側に押動して強固にチャックしているため、チャックシリンダ２２，２３の過大な押圧力によってオーガケーシング１２が不規則に変形して、オーガ掘削機とオーガの動作不良を惹起しやすいという課題がある。また、オーガケーシング１２の変形を防止するため、該オーガケーシング１２を構成するチューブの肉厚を大きくすると、オーガケーシング１２自体の重量増大を招来して製作コストも高騰化してしまうという問題が生じる。

特に杭圧入引抜機で施工する建設現場は手狭であるケースが多く、併用されるオーガ掘削機のケーシングの重量が大きくなると、杭圧入引抜機の現場への搬入には大型のクレーンを用いるかもしくは分割して搬入し、現場で組立を行うという作業が必要であり、鋼矢板の大型化と形状の変化にも伴って施工効率の低下を招来して施工計画がスムーズに進行しないケースが生じるという問題がある。

そこで本発明はこのような従来の杭圧入引抜機と杭圧入工法が有している課題を解消して、オーガケーシングの重量を増大させずに鋼矢板を圧入，引抜することができるとともに、鋼矢板の土砂による閉塞を抑えて効率良く施工することが可能な杭圧入工法及び杭圧入引抜機を提供することを目的とするものである。

本発明は上記目的を達成するために、下方に反力掴み装置を配設して既設の鋼矢板上に定置される台座と、該台座上にスライド自在に配備されたスライドベースの上方にあって縦軸を中心として回動自在に立設されたガイドフレームと、該ガイドフレームに昇降自在に装着されて杭圧入引抜シリンダが取り付けられた昇降体と、昇降体の下方に配備された旋回自在な杭掴み装置と、該杭掴み装置内に挿通されたオーガケーシングをチャックするチャック機構とを具備してなり、オーガによる掘削と杭圧入引抜シリンダの併用により鋼矢板を地盤内に圧入，引抜する杭圧入引抜機において、前記杭掴み装置内に挿通されたオーガケーシングの相対向する外周部に、所定の厚みを保持して径方向に伸びるとともに上下方向に延長する長大な固定板を固着し、鋼矢板の凹型に形成された中央部をオーガケーシングの外周部に近接配置するとともに該鋼矢板の継手部を固定板に接する位置に配置し、チャック機構により継手部を固定板に強固にチャックしてオーガ掘削時の回転反力を得るようにした杭圧入工法と杭圧入引抜機を基本手段としている。

前記固定板は、オーガケーシングの断面中心位置から所定寸法だけオフセットさせた位置に固着してある。更に杭掴み装置内のチャック機構に、固定側チャック爪と該固定側チャック爪と対向する位置にあってチャックシリンダの押圧力により建込用鋼矢板の継手部を固定板方向に押動する可動側チャック爪を配置してある。

本発明にかかる杭圧入工法及び杭圧入引抜機によれば、オーガケーシング自体が直接チャックシリンダの過大な押圧力によって強固にチャックされることがないため、該オーガケーシングが不規則に変形したりオーガの動作不良を引き起こす惧れはなく、操作時における鋼矢板の土砂による閉塞を抑えて効率良く施工することが可能な杭圧入工法及び杭圧入引抜機を提供することができる。

また、オーガケーシングの変形が生じないことで、該オーガケーシングを構成するチューブの肉厚を小さくすることが可能であり、オーガケーシング自体の重量を軽減して製作コストが低廉化されるとともに、チューブの内径部分に入るオーガスクリュー羽根の直径を大きくして施工効率をより高めることができる。更にオーガケーシングの重量軽減に伴って施工現場が手狭であってもオーガ掘削機とオーガケーシングの現場への搬入も容易であり、鋼矢板の大型化と形状の変化があっても施工効率の低下を招来せずに施工計画をスムーズに進行させることができる。

以下図面に基づいて本発明にかかる杭圧入工法及び杭圧入引抜機の最良の実施形態を説明する。図１は本発明を適用した圧入引抜機本体１を全体的に示す側面図、図２は同平面図であり、２は台座、３，３は台座２の下部に配設されて既設の鋼矢板をクランプする反力掴み装置である。Ｆは圧入引抜機本体１の進行方向を示す。台座２上には圧入引抜機本体１の進行方向Ｆに沿って摺動自在にスライドベース４が配備されており、このスライドベース４上には支持アーム５が縦軸を中心として回動自在に軸支され、この支持アーム５の前部に設けた軸受部６を中心として回動可能なガイドフレーム７が立設されている。このガイドフレーム７は、一端が支持アーム５に軸支された傾動シリンダ８の伸縮によって軸受部６を中心として傾動可能となっている。

上記ガイドフレーム７には昇降体９が昇降自在に装着されている。該昇降体９の両側には左右一対の杭圧入引抜シリンダ１０，１０が取り付けられていて、この杭圧入引抜シリンダ１０，１０の一端が前記軸受部６に軸支されており、昇降体９を上下駆動するように構成されている。

１１は杭掴み装置であり、この杭掴み装置１１は昇降体９の下方にあって該昇降体９に対して旋回自在に配備されている。図３は施工時の状態を示す側面図であり、上記昇降体９の内方にオーガケーシング１２と該オーガケーシング１２の外周部に固着された固定板１３，１３とが挿通されて、チャック機構１４により該固定板１３，１３が昇降体９に強固に支持固定されている。１５はオーガ掘削機、１６はオーガであり、オーガ掘削機１５の起動時にオーガ１６が回動して地盤の掘削を行う。

図４は杭掴み装置１１によるオーガケーシング１２の固定構造を示す要部平断面図であり、図３のＡ−Ａ線に沿って切断した図である。前記チャック機構１４内に形成された空間部内に挿通されたオーガケーシング１２の相対向する外周部に、所定の厚みを保持して径方向に伸びるとともに上下方向に延長する長大な固定板１３，１３が固着されている。

１７は地盤内に圧入，引抜すべき鋼矢板であり、この鋼矢板１７の凹型に形成された中央部１７ａが前記オーガケーシング１２の外周部に近接配置され、該鋼矢板１７の継手部１７ｂ，１７ｂが前記固定板１３，１３に接する位置に配置されている。チャック機構１４には２個の固定側チャック爪１８，１９と、該固定側チャック爪１８，１９と対向する位置に可動側チャック爪２０，２１とが配置されていて、可動側チャック爪２０，２１に内蔵されたチャックシリンダ２２，２３の押圧力により可動側チャック爪２０，２１を用いて鋼矢板１７の継手部１７ｂ，１７ｂを固定側チャック爪１８，１９方向に押動して該鋼矢板１７の継手部１７ｂ，１７ｂを固定板１３，１３に強固にチャックしてオーガ掘削時の回転反力を得てから、オーガ１６による掘削と前記杭圧入引抜シリンダ１０，１０の併用により鋼矢板１７の地盤内への圧入と引抜動作を行うように構成されている。

かかる構成によれば、建込用の鋼矢板１７を地盤に圧入する際の基本操作として、先ず反力掴み装置３に内蔵されたクランプシリンダを用いて既設の鋼矢板をクランプしてから杭掴み装置１１に内蔵されたチャックシリンダ２２，２３により可動側チャック爪２０，２１を固定側チャック爪１８，１９方向に押動して、鋼矢板１７の継手部１７ｂ，１７ｂを２箇所で固定板１３，１３に強固にチャックすることでオーガ掘削時の回転反力を得ることができる。そしてオーガ掘削機１５を起動するとともに杭圧入引抜シリンダ１０，１０を駆動して、オーガ１６による掘削と杭圧入引抜シリンダ１０，１０の併用により新たな鋼矢板１７の地盤への圧入を行う。

杭圧入引抜シリンダ１０，１０のストローク分だけ圧入すると、反力掴み装置３に内蔵のクランプシリンダを開放し、圧入引抜機本体１を搭載しているスライドベース４に摺動自在に配備されている台座２を進行方向Ｆに沿ってスライドさせ、再度クランプシリンダを用いて既設の鋼矢板をクランプしてから杭掴み装置１１のチャックシリンダ２２，２３によるチャックを解き、圧入引抜機本体１をスライドさせてから杭掴み装置１１に新たな鋼矢板１７をセットして前記と同様の操作を繰り返して継続的に杭圧入引抜作業を実施する。

図５は本発明の他の実施例を示す要部平断面図であり、杭掴み装置１１によるオーガケーシング１２のチャック手段は前記図４に示すチャック手段と基本的に一致しているため、同一の符号を付して表示してある。図４と図５の実施例では、鋼矢板１７の高さ寸法Ｌが相違しており、両実施例ともに固定板１３，１３がオーガケーシング１２の断面中心位置から寸法ａだけオフセットさせた位置にある。また、高さ寸法Ｌの異なる２種類の鋼矢板１７の凹型に形成された中央部１７ａに近接してオーガケーシング１２を配置することができる。図６は本発明を適用した圧入引抜機本体１に、オーガ掘削機１５駆動用の油圧ホース巻取装置２５を配置した側面図である。

以上詳細に説明したように、本発明によればオーガによる掘削と杭圧入引抜機の圧入引抜シリンダの併用により鋼矢板を地盤内に圧入，引抜する工法に用いられるオーガケーシング自体が直接チャックシリンダの過大な押圧力によって強固にチャックされることがないため、該オーガケーシングの不規則な変形とかオーガの動作不良を引き起こす惧れがなく、操作時における鋼矢板の土砂による閉塞を抑えて効率良く施工することができるので、当該杭圧入引抜機を利用した永久構造物の外、特に硬質地盤でのオーガによる掘削と圧入引抜シリンダの併用により、鋼矢板、Ｈ鋼杭、その他の超長尺、超大径の鋼矢板及び鋼管杭の圧入，引き抜き工事とか護岸工事及び山留め工事、締切り工事等の仮設工事の支持杭としても広く利用することができる。

本発明を適用した圧入引抜機本体を全体的に示す側面図。 図１の平面図。 施工時の状態を示す側面図。 オーガケーシングの固定構造を示す要部平断面図。 本発明の他の実施例を示す要部平断面図。 本発明を適用した圧入引抜機本体にオーガ掘削機駆動用の油圧ホース巻取装置を配置した側面図。 従来のオーガ併用タイプの杭圧入引抜機におけるチャック機構の構造を示す要部平断面図。

符号の説明

１…圧入引抜機本体
２…台座
３…反力掴み装置
４…スライドベース
５…支持アーム
６…軸受部
７…ガイドフレーム
８…傾動シリンダ
９…昇降体
１０…杭圧入引抜シリンダ
１１…杭掴み装置
１２…オーガケーシング
１３…固定板
１４…チャック機構
１５…オーガ掘削機
１６…オーガ
１７…鋼矢板
１７ａ…中央部
１７ｂ…継手部
１８，１９…固定側チャック爪
２０，２１…可動側チャック爪
２２，２３…チャックシリンダ
２５…油圧ホース巻取装置

Claims (4)

1. 下方に反力掴み装置を配設して既設の鋼矢板上に定置される台座と、該台座上にスライド自在に配備されたスライドベースの上方にあって縦軸を中心として回動自在に立設されたガイドフレームと、該ガイドフレームに昇降自在に装着されて杭圧入引抜シリンダが取り付けられた昇降体と、昇降体の下方に配備された旋回自在な杭掴み装置と、該杭掴み装置内に挿通されたオーガケーシングをチャックするチャック機構とを具備してなり、オーガによる掘削と杭圧入引抜シリンダの併用により鋼矢板を地盤内に圧入，引抜する杭圧入引抜機において、
   前記杭掴み装置内に挿通されたオーガケーシングの相対向する外周部に、所定の厚みを保持して径方向に伸びるとともに上下方向に延長する長大な固定板を固着し、鋼矢板の凹型に形成された中央部をオーガケーシングの外周部に近接配置するとともに該鋼矢板の継手部を固定板に接する位置に配置し、チャック機構により継手部を固定板に強固にチャックしてオーガ掘削時の回転反力を得ることを特徴とする杭圧入工法。
2. 下方に反力掴み装置を配設して既設の鋼矢板上に定置される台座と、該台座上にスライド自在に配備されたスライドベースの上方にあって縦軸を中心として回動自在に立設されたガイドフレームと、該ガイドフレームに昇降自在に装着されて杭圧入引抜シリンダが取り付けられた昇降体と、昇降体の下方に配備された旋回自在な杭掴み装置と、該杭掴み装置内に挿通されたオーガケーシングをチャックするチャック機構とを具備してなり、オーガによる掘削と杭圧入引抜シリンダの併用により鋼矢板を地盤内に圧入，引抜する杭圧入引抜機において、
   前記杭掴み装置内に挿通されたオーガケーシングの相対向する外周部に、所定の厚みを保持して径方向に伸びるとともに上下方向に延長する長大な固定板を固着し、チャック機構により鋼矢板の継手部を固定板に強固にチャックしてオーガ掘削時の回転反力を得ることを特徴とする杭圧入引抜機。
3. 前記固定板をオーガケーシングの断面中心位置から所定寸法だけオフセットさせた位置に固着した請求項２記載の杭圧入引抜機。
4. 杭掴み装置内のチャック機構に、固定側チャック爪と該固定側チャック爪と対向する位置にあってチャックシリンダの押圧力により建込用鋼矢板の継手部を固定板方向に押動する可動側チャック爪を配置した請求項２記載の杭圧入引抜機。

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