JP4939858B2 - 杭圧入機及び杭圧入方法 - Google Patents
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Description
この杭圧入機は、装置本体と、装置本体の下部に設けられ、既設の杭を掴むクランプ部と、装置本体の前端部に設けられ、既設の杭に隣接した位置に圧入する杭を挟んで保持するチャック部とを備えている。
そして、クランプ部に既設杭の上端側を掴ませることで杭圧入機を既設杭の上端に設置するとともに、その既設杭から反力を取らせた状態で杭を把持するチャック部を降下させることによって、杭圧入機は杭を既設杭に並べて地中に圧入する。次いで、新たに埋設された既設杭をクランプ部で掴み、その新たな既設杭上に杭圧入機を移動させ設置する。
このような杭の圧入と杭圧入機の移動を繰り返すことで、複数の杭を連続的に埋設し、複数の杭が並んだ杭列を形成することが可能になっている。
そのため、複数の斜杭を並べて埋設して斜杭列を形成する場合は、1本ずつ斜杭を地中に圧入することを繰り返さなければならなかった。
そして、1本ずつ斜杭を埋設してなる斜杭列では、その斜杭列における各斜杭間の間隔や角度にずれが生じてしまいやすいという問題があった。
地中に圧入された既設杭(例えば、斜杭P)の上端側を掴んで支持するクランプ装置(11)によって前記既設杭から反力を取り、昇降可能なチャック装置(15)で杭を把持して下降させることにより前記既設杭に隣接する位置に杭を圧入する杭圧入機(10)であって、
地面に対して所定の角度をもって埋設された既設の斜杭(P)の上端側に前記クランプ装置を介して当該杭圧入機が傾斜した姿勢で設置された際に、当該杭圧入機の姿勢を所定の角度に支える姿勢制御手段(例えば、アウトリガー装置17)を備え、
前記姿勢制御手段は、当該杭圧入機の側面に固定された基部(171)と、前記基部の先端部(171a)に軸支された脚部(172)と、前記脚部を移動させるように前記基部に取り付けられた姿勢制御用油圧シリンダ(173)と、を備えており、
前記姿勢制御手段は、当該杭圧入機の傾きに応じて、前記姿勢制御用油圧シリンダが有するロッド部(173a)を進退させることによって前記脚部を回動させて、その配置が切り替えられた前記脚部を地面に当接させることで、前記斜杭が地面と成す角度と同じ角度に傾いた当該杭圧入機の姿勢を一定に維持することを特徴とする。
例えば、杭圧入機は、杭の上端部を掴むクランプ装置を有する圧入機本体と、圧入機本体に対して相対的に水平方向に移動自在で、かつ、昇降自在なチャック装置とを備えることが好ましい。また、杭圧入機は、圧入機本体をクランプ装置で杭上に固定した状態で、チャック装置を前側に移動させてから下降させることにより、前側に前後に二本以上並べて杭を圧入できる構成とされることが好ましい。そして、例えば、2本目の杭を圧入している途中でチャック装置により圧入途中の杭を掴んだ状態のまま、クランプ装置による杭の上端部の把持を解除して、圧入機本体部を上昇させてから前方に移動させた後に再び下降させてクランプ装置により杭を把持させることで、杭圧入機が、連続的に杭を圧入していく際の先の方向(前方向)に移動可能となっていることが好ましい。
また、杭が隣接する位置とは、各杭が接触して隣り合う位置に配されて杭列が形成される状態であっても、各杭は接触しないものの極近くに隣り合う位置に配されて杭列が形成される状態であってもよい。
そして、杭圧入機は、既設の斜杭の上端側に設置され、その斜杭と同じ角度の姿勢に維持された状態で、チャック装置によって新たな杭を既設の斜杭に隣接した位置に、地面に対して所定の角度をもって圧入することができるので、複数の斜杭を連続的に埋設してなる、複数の斜杭が並んだ斜杭列を形成することができる。
特に、杭圧入機は、地面に対して所定の角度を成す既設の斜杭であって、杭圧入機が設置された斜杭を基準にするようにして、その斜杭に並べて新たな杭を所定の角度で地中に圧入することができるので、各斜杭間の間隔や角度を一定にして、精度よく連続的に斜杭を地中に埋設することができる。
前記斜杭の上端側に設置された当該杭圧入機の傾きを検出する傾斜検出手段(例えば、傾斜センサ20)を備え、
前記姿勢制御手段は、前記傾斜検出手段によって検出された当該杭圧入機の傾きに応じて、当該杭圧入機の姿勢を一定に維持することを特徴とする。
つまり、杭圧入機が、既設の斜杭が地面と成す角度と同じ角度に傾いた姿勢を維持するように、姿勢制御手段が杭圧入機の姿勢を支えることができる。
よって、杭圧入機は、地面に対して所定の角度を成す姿勢をより安定して維持することができ、より精度よく連続的に斜杭を地中に埋設することが可能になる。
前記斜杭の上端側に設置された当該杭圧入機を支える前記姿勢制御手段に作用する荷重を検出する荷重検出手段(例えば、荷重センサ30)を備え、
前記姿勢制御手段は、前記荷重検出手段によって検出された前記姿勢制御手段に作用する荷重に応じて、当該杭圧入機の姿勢を一定に維持することを特徴とする。
つまり、杭圧入機が、既設の斜杭が地面と成す角度と同じ角度に傾いた姿勢を維持するように、姿勢制御手段が杭圧入機の姿勢を支えることができる。
よって、杭圧入機は、地面に対して所定の角度を成す姿勢をより安定して維持することができ、より精度よく連続的に斜杭を地中に埋設することが可能になる。
請求項1〜3の何れか一項に記載の杭圧入機(10)を用いて、杭を地中に圧入する杭圧入方法であって、
地面に対して所定の角度をもって埋設された既設の斜杭(P)の上端側に前記クランプ装置(11)を介して設置された前記杭圧入機の姿勢を、前記姿勢制御手段(例えば、アウトリガー装置17)によって所定角度に維持した状態で、前記チャック装置(15)により新たな杭を地面に対して所定の角度をもって圧入することを特徴とする。
特に、杭圧入機は、地面に対して所定の角度を成す既設の斜杭であって、杭圧入機がその上端側に設置された斜杭を基準にするようにして、その既設の斜杭に並べて新たな杭を所定の角度で地中に圧入することができるので、その斜杭列における各斜杭間の間隔や角度を一定にして、精度よく連続的に斜杭を地中に埋設することができる。
つまり、この杭圧入機を用いた杭圧入方法であれば、地面に対して所定の角度を成す既設の斜杭であって、杭圧入機がその上端側に設置された斜杭を基準にするようにして、その既設の斜杭に並べて新たな杭を所定の角度で地中に圧入することができるので、その斜杭列における各斜杭間の間隔や角度を一定にして、精度よく連続的に斜杭を地中に埋設することができる。
特に、クランプ装置11は、掴んで支持した既設杭Pから反力を取って、杭圧入機10が新たに杭を圧入することができるように、杭圧入機10を既設杭Pの上端部に設置するようになっている。
なお、クランプ装置11…は、例えば、先頭の基準となるクランプ装置11を除いて、サドル12に対して左右や前後に移動可能となっており、これにより円弧等の湾曲した線に沿って並んで圧入された複数の杭の上端を複数のクランプ装置11でそれぞれ掴むことが可能となっているとともに、杭列の各杭の間隔を多少変えても対応できるようになっている。
リーダマスト14は、スライドベース13に対し左右に旋回可能とされることにより、順次並んで圧入される杭の列の方向を直角にまげたり、湾曲して曲げたりすることが可能となっている。
これらスライドベース13とリーダマスト14とにより、圧入機本体のクランプ装置11…を備えたサドル12に対してチャック装置15を水平方向に移動可能となっている。
また、チャック装置15の内部には、油圧シリンダの駆動により作動して、上下に貫通した状態の杭を外側の四方から押圧して把持する図示しない杭把持部が設けられている。
そして、チャック装置15の昇降範囲は限られているので、杭を把持してチャック装置15を下降させることと、杭を離してチャック装置15を上昇させることを繰り返すようになっている。これにより、1ストローク分ずつ杭を圧入することが繰り返され、チャック装置15の昇降範囲より深く杭を地中に圧入することが可能になっている。
姿勢制御用油圧シリンダ173は、進退可能なロッド部173aを有しており、そのロッド部173aの先端は脚部172に連結されている。
この姿勢制御用油圧シリンダ173がロッド部173aを進退させることにより、基部171の先端部171aで脚部172を回動させるように、その脚部172の角度を切り替えて、脚部172を移動させるようになっている。
そして、アウトリガー装置17は、杭圧入機10の傾きなどに応じて、姿勢制御用油圧シリンダ173によって配置が切り替えられた脚部172を地面に当接させることで、杭圧入機10を支えて、杭圧入機10の姿勢を安定させる。
なお、傾斜センサ20は、例えば、地面に対して垂直に埋設された既設杭上に杭圧入機10が設置された場合など、杭圧入機10が地面に対して垂直な姿勢であって、重力方向に沿った姿勢をとる状態を標準姿勢「0°」とし、その標準姿勢から左右に傾いた角度(傾斜データ)を検出する。
なお、荷重センサ30は、例えば、傾いた姿勢の杭圧入機10を支えるアウトリガー装置17(脚部172)にかかる杭圧入機10の自重などの荷重や負荷に対応する圧力(荷重データ)を検出する。
そして、制御部100が所定の制御プログラムを実行することによって、杭圧入機10の各部がそれぞれ駆動され、杭圧入機10は杭圧入に関する動作を実行する。
また、制御部100は、荷重センサ30が検出した、杭圧入機10を支えるアウトリガー装置17に作用する圧力(荷重)に応じて、その杭圧入機10の姿勢を一定に維持するように、アウトリガー装置17の姿勢制御用油圧シリンダ173を動作させて、脚部172を好適な配置に切り替える制御を実行する。
なお、基準となる斜杭Pは、例えば、地面に設置した所定の架台に、所定の角度をもって斜めに配設した杭圧入機によって、杭を地中に斜めに圧入することにより施すことができる。
ここで、この既設の斜杭Pの上端部に設置される杭圧入機10に対して、杭圧入機10本体の自重、杭の質量、杭を地中に圧入する角度など、斜杭の施工に関する様々なデータを、予め入力部(図示省略)を介して入力し、その各種データを制御部100に設定することによって、アウトリガー装置17の姿勢制御用油圧シリンダ173が動作し、斜杭Pの上端部に設置された杭圧入機10であって、傾斜した姿勢の杭圧入機10をアウトリガー装置17が好適に支えるための配置に脚部172が移動されて切り替えられている。
そして、既設の斜杭Pの上端部に設置された杭圧入機10は、図3に示すように、その斜杭Pが地面と成す角度と同じ角度に傾いた姿勢となっており、アウトリガー装置17が傾いた杭圧入機10の姿勢を一定に維持するように支えている。
ここで、杭圧入機10は、既設の斜杭Pの上端部に、その斜杭Pが地面と成す角度と同じ角度に傾いた姿勢で設置されているので、既設の斜杭Pと同じ角度で、その斜杭Pに隣接した位置に新たな杭を並べて圧入して埋設することができる。
そして、杭圧入機10は、新たな斜杭Pが埋設される度に、その斜杭列をなす斜杭P上を前進し、次の杭を既設の斜杭Pに並べて地中に圧入する。
つまり、傾斜センサ20や荷重センサ30は、斜杭Pの上端部に設置された杭圧入機10による杭の圧入作業中であって、チャック装置15が供給された杭を把持する際や、杭を把持したチャック装置15が下降して杭を圧入する際や、杭を離したチャック装置15が上昇する際や、杭圧入機10が斜杭列をなす斜杭P上を移動する際など、常に杭圧入機10の姿勢や状態の監視を行っている。
そして、傾斜センサ20が検出した杭圧入機10の傾き(角度)や、荷重センサ30が検出した杭圧入機10を支えるアウトリガー装置17に作用する圧力(荷重)に応じて、姿勢制御用油圧シリンダ173が駆動して脚部172の配置を調整することによって、アウトリガー装置17は、杭圧入機10の姿勢を一定に維持するように支える。
特に、杭圧入機10は、傾斜センサ20や荷重センサ30によって、杭圧入作業中の杭圧入機10の姿勢などを常時監視することにより、その杭圧入機10の姿勢を一定に維持するようにアウトリガー装置17を制御しているので、杭圧入機10は、その傾斜した姿勢をより安定した状態で維持することができる。
特に、杭圧入機10は、地面に対して所定の角度を成す既設の斜杭Pを基準にして、その既設の斜杭Pに並べて新たな杭を所定の角度で地中に圧入することができるので、この杭圧入機10を用いた杭圧入方法によって、その斜杭列における各斜杭P間の間隔や角度を一定にして、精度よく連続的に斜杭Pを地中に埋設することができる。
例えば、図4に示すように、杭圧入機10aの側面に2つのアウトリガー装置17を備えるようにしてもよい。
杭圧入機10aの側面に2つのアウトリガー装置17を備えることによって、傾斜した姿勢の杭圧入機10aを、より安定した状態で支えることが可能になる。
また、以上の実施の形態においては、杭圧入機の一方の側面にアウトリガー装置17を備える構成としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、杭圧入機の両側面にアウトリガー装置17を備えるようにしてもよい。
11 クランプ装置
12 サドル
13 スライドベース
14 リーダマスト
15 チャック装置
16 メイン油圧シリンダ
17 アウトリガー装置(姿勢制御手段)
171 基部
171a 先端部
172 脚部
173 姿勢制御用油圧シリンダ
173a ロッド部
20 傾斜センサ(傾斜検出手段)
30 荷重センサ(荷重検出手段)
100 制御部
P 既設杭(斜杭)
Claims (4)
- 地中に圧入された既設杭の上端側を掴んで支持するクランプ装置によって前記既設杭から反力を取り、昇降可能なチャック装置で杭を把持して下降させることにより前記既設杭に隣接する位置に杭を圧入する杭圧入機であって、
地面に対して所定の角度をもって埋設された既設の斜杭の上端側に前記クランプ装置を介して当該杭圧入機が傾斜した姿勢で設置された際に、当該杭圧入機の姿勢を所定の角度に支える姿勢制御手段を備え、
前記姿勢制御手段は、当該杭圧入機の側面に固定された基部と、前記基部の先端部に軸支された脚部と、前記脚部を移動させるように前記基部に取り付けられた姿勢制御用油圧シリンダと、を備えており、
前記姿勢制御手段は、当該杭圧入機の傾きに応じて、前記姿勢制御用油圧シリンダが有するロッド部を進退させることによって前記脚部を回動させて、その配置が切り替えられた前記脚部を地面に当接させることで、前記斜杭が地面と成す角度と同じ角度に傾いた当該杭圧入機の姿勢を一定に維持することを特徴とする杭圧入機。 - 前記斜杭の上端側に設置された当該杭圧入機の傾きを検出する傾斜検出手段を備え、
前記姿勢制御手段は、前記傾斜検出手段によって検出された当該杭圧入機の傾きに応じて、当該杭圧入機の姿勢を一定に維持することを特徴とする請求項1に記載の杭圧入機。 - 前記斜杭の上端側に設置された当該杭圧入機を支える前記姿勢制御手段に作用する荷重を検出する荷重検出手段を備え、
前記姿勢制御手段は、前記荷重検出手段によって検出された前記姿勢制御手段に作用する荷重に応じて、当該杭圧入機の姿勢を一定に維持することを特徴とする請求項1又は2に記載の杭圧入機。 - 請求項1〜3の何れか一項に記載の杭圧入機を用いて、杭を地中に圧入する杭圧入方法であって、
地面に対して所定の角度をもって埋設された既設の斜杭の上端側に前記クランプ装置を介して設置された前記杭圧入機の姿勢を、前記姿勢制御手段によって所定角度に維持した状態で、前記チャック装置により新たな杭を地面に対して所定の角度をもって圧入することを特徴とする杭圧入方法。
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