JP5389602B2 - 杭の振れ止め装置 - Google Patents

Description

本発明は、杭の振れ止め装置に関する。さらに詳述すると、本発明は、鋼管等の杭の杭打機における当該杭の振れ止め技術の改良に関する。

螺旋状羽根を有する杭（例えば鋼管杭）の施工方法として、杭打機によって鋼管杭を地盤に建て込み、鋼管杭の下端付近を振れ止め装置によって振れ止めしながら、杭回転装置（オーガー）で当該鋼管杭を回転させて埋設するというものがある。

従来、杭打機における振れ止め装置は、鋼管杭の表面に傷が付かない構造としているものがある。このような振れ止め装置としては、振れ止めのガイド部分にローラーを設置し、鋼管杭とローラー（例えばＭＣナイロン（登録商標）製）が同時に回転できるようになっているものが知られている（例えば特許文献１参照）。

特開２００２−３５７０７１号公報

しかしながら、上述のごとき従来の振れ止め装置においては、その構造上、どうしても振れ止め自体が大きくなってしまい、ブロック塀や既存建築物ぎりぎりに設定された杭芯に近寄りにくいという欠点があった。また、製作とメンテナンスにも手間がかかっていた。

そこで、本発明は、従来技術における種々の課題を踏まえつつ、施工スペースの余裕が少ない現場であっても適用可能な程度にまで小型化が可能であり、尚かつ製作が容易でメンテナンスの手間を少なくした杭の振れ止め装置を提供することを目的とする。

かかる課題を解決するべく本発明者は種々の検討を行った。例えば上述のごときローラーを備えた振れ止め装置は、回転する杭に従動するローラーが、当該杭をガイドしながら横振れしないように外側から押さえている。このような振れ止め装置によれば、杭に連動するローラーで傷を付けたりすることなく当該杭を円滑に振れ止めできる一方で、杭を中心に複数のローラーを配置するという構造上、装置全体がある程度の大きさにならざるを得なかった。施工スペースに余裕がある場合にはこのような振れ止め装置でも特段の問題はないが、例えばブロック塀や既存建築物ぎりぎりに設定された杭芯に基礎杭を施工したい場合、振れ止め装置が大きいと、基礎杭を施工（埋設）することが難しくなる。従来、そのような場合には振れ止め装置を外して施工する方法をとっていたが、施工スペースの余裕が少ない現場への適用という要請があることも鑑み、検討を重ねた本発明者は、かかる課題の解決に結び付く新たな知見を得るに至った。

本発明はかかる知見に基づくものであり、杭打機のリーダーに沿って昇降可能な杭回転装置によって杭打される杭をガイドし、当該杭の横振れを抑える振れ止め装置において、杭の外周に接触する部分が、当該杭の周囲に配置された樹脂ライナーによって構成されている、というものである。

かかる振れ止め装置においては、杭の外周に沿うように配置された樹脂ライナーが、当該杭の外周に摺接して横振れを抑える。しかも、樹脂製であるライナーは、杭の外周に傷を付けたり、杭の施工（埋設）を妨げるような摩擦抵抗を与えたりせず、従来のローラーと同様の円滑な振れ止め機能を実現することができる。このような樹脂ライナーは、回転機構が不要であり、尚かつ杭の外周に沿って薄く形成することが可能であることから、振れ止め自体を小型化し、杭の周囲に要する作業スペースを小さくすることができる。これによれば、例えばブロック塀や既存建築物ぎりぎりに設定された杭芯に基礎杭を施工（埋設）することも可能となる。また、回転機構を伴わない比較的単純な構成とすることができるため、製作とメンテナンスの手間を少なくすることも可能となる。

このような振れ止め装置においては、杭を把持しまたは解放するように開閉可能に設けられている一対の開閉ガイドに対し、樹脂ライナーが着脱可能に取り付けられていることが好ましい。これによれば、対象とする杭の外径に応じて樹脂ライナーを適宜取り替えることができる。この場合、開閉ガイドは、樹脂ライナーを当該開閉ガイドの内側に保持するための着脱可能なライナー保持部材を備えることが好ましい。

また、上述の振れ止め装置において、樹脂ライナーは、杭の外周の少なくとも３方向から接触しうるように配置されていることが好ましい。

樹脂ライナーは、円弧状に湾曲した内周を有することが好ましい。

また、上述の振れ止め装置が施工対象とする杭が鋼管であることも好ましい。

振れ止め装置が対象とする鋼管杭は、例えば、外径が50〜1000ｍｍであることが好ましい。

振れ止め装置の樹脂ライナーは、エンジニアリングプラスチックであることが好ましい。

本発明によれば、施工スペースの余裕が少ない現場であっても適用可能な程度にまで小型化することを可能とし、尚かつ製作とメンテナンスの手間を少なくすることができる。

本発明にかかる振れ止め装置が取り付けられた杭打機の一例を示す側面図である。 本発明にかかる振れ止め装置の構造例を示す平面図である。 振れ止め装置の内周側の構造例を示す側面図である。 振れ止め装置の樹脂ライナーおよびライナー保持部材の構造例を示す斜視図である。 ライナー保持部材から樹脂ライナーおよび固定部材を取り外した状態を示す斜視図である。

以下、本発明の構成を図面に示す実施の形態の一例に基づいて詳細に説明する。

図１〜図５に本発明にかかる杭の振れ止め装置の実施形態を示す。杭の振れ止め装置４は、杭打機１のリーダー２に沿って昇降する杭回転装置（以下、オーガーともいう）３によって杭打される杭をガイドし、当該杭の横振れを抑える装置である。

リーダー２は、杭打時において鉛直方向に立設するように形成されている（図１参照）。特に詳しく図示していないが、このリーダー２は、杭打機１の移動時など、当該杭打機１において通常は横臥した状態とされる。また、リーダー２には、振れ止め装置４を支持するためのブラケット２１が形成されている（図２，図３参照）。

オーガー（杭回転装置）３は、リーダー２に沿って移動可能に設けられており、リーダー２が立設された状態のときは当該リーダー２の長手方向に沿って昇降する（図１参照）。オーガー３には、鋼管杭１０が連結され、該オーガー３が回転駆動することによって、当該鋼管杭１０も回転する。本実施形態では、先端に掘削用の螺旋状羽根１１が設けられた鋼管杭１０を用いており、このように鋼管杭１０を回転させることにより、螺旋状羽根１１の推進力を利用して当該鋼管杭１０を未掘削の地盤Ｇに食い込ませながら掘進させる。また、地盤Ｇに対して鋼管杭１０が掘進する際、オーガー３もリーダー２に沿って降下する。

振れ止め装置４は、杭打される杭をガイドして当該杭の横振れ（水平方向への振れ）を抑える装置で、例えばリーダー２の下部に設けられている（図１参照）。また、振れ止め装置４は、鋼管杭１０の軸線回りに鋼管杭１０を取り囲んで案内するガイド部５を備えている。例えば本実施形態の場合、ガイド部５は、垂直に立設しているリーダー２に対して水平方向に揺動するように設けられた一対の開閉ガイド６，７を有している（図２参照）。

一対の開閉ガイド６，７うち、一方の開閉ガイド６は、上下一対のベース板６１ａ，６１ｂと、両ベース板６１ａ，６１ｂ同士を支えながら連結する補強板６２とを備えており、軸部６３を介してリーダー２のブラケット２１に揺動可能に取り付けられている。また、他方の開閉ガイド７も同様、上下一対のベース板（図２において上側ベース板７１ａのみを図示）と、両ベース板同士を支えながら連結する補強板７２とを有し、軸部７３を介してリーダー２のブラケット２１に揺動可能に取り付けられている。

これら一対の開閉ガイド６，７は、互いに近接して閉じ、鋼管杭１０を囲んで横振れを抑える状態（以下、「振れ止め状態」という）となる（図２の実線参照）。一対の開閉ガイド６，７には、鋼管杭１０の外周面に沿った円弧状の曲線部分が形成されており、振れ止め状態では当該曲線部分が鋼管杭１０の外周面を囲む。

ここで、従来の杭打機における振れ止め装置にあっては、回転する鋼管杭に接触しながら共に回転する複数の従動ローラーを当該鋼管杭の周囲に配置する場合があった。これに対し、本実施形態では、かかる振れ止め装置４において、鋼管杭１０の外周に接触する部分を、円弧状に湾曲した内周を有する樹脂ライナー（受け部材）６５，７５によって構成し、当該樹脂ライナー６５，７５を鋼管杭１０の周囲に配置することとしている（図２参照）。こうした場合、鋼管杭１０の外周に沿うように円弧状に湾曲した内周を有する樹脂ライナー６５，７５が、当該鋼管杭１０の外周に摺接し、杭打時（回転埋設時）における鋼管杭１０の横振れを抑える。しかも、樹脂製であるライナー６５，７５は、鋼管杭１０の外周に傷を付けたり、鋼管杭１０の施工（回転埋設）を妨げるような摩擦抵抗を与えたりすることがない。

このような樹脂ライナー６５，７５および当該樹脂ライナー６５，７５を保持するための構成は特に限定されるものではないが、例えば本実施形態ではその一例として、以下のように、円弧状に湾曲した内周を有する樹脂ライナー６５，７５をライナー保持部材６６，７６によって保持する構成としている（図４、図５等参照）。

樹脂ライナー６５，７５は、円弧状に湾曲した内周を有するように形成されており、振れ止め装置４において鋼管杭１０の周囲に位置するように配置され、杭打される当該鋼管杭１０の外周に接触する。例えば本実施形態の樹脂ライナー６５，７５は、円弧状に湾曲した形状の同形状の樹脂板からなり、開閉ガイド６，７のそれぞれに配置される（図２等参照）。ただしこれは好適な一例に過ぎず、例えば開閉ガイド６，７のそれぞれに配置される樹脂ライナー６５，７５は例えば周方向長さなどが互いに異なる形状であってもよい。あるいは、樹脂ライナー６５（７５）が複数の部品によって構成されていてもよい。要は、樹脂ライナー６５，７５は、ガイド部５の各開閉ガイド６，７に配置された場合に鋼管杭１０の周面の少なくとも複数箇所に接触し、当該鋼管杭１０の横振れ（水平方向への振れ）を抑制することができるものであればよい。

また、樹脂ライナー６５，７５の材料としては、ＭＣナイロン（登録商標）、キャストナイロン（商標）などを例示することができる。耐久性・摩耗性・耐熱性に優れるエンジニアリングプラスチックのようを材料とすることも好ましい。

ライナー保持部材６６，７６は、樹脂ライナー６５，７５を保持するための部材である。このようなライナー保持部材６６，７６としては、樹脂ライナー６５，７５の着脱が容易となるよう構成されているものを用いることが好ましい。例えば本実施形態では、開閉ガイド６，７に対する着脱が容易であり、尚かつ当該ライナー保持部材６６，７６に対する樹脂ライナー６５，７５の着脱が容易な構成のライナー保持部材６６，７６を用いている。

すなわち、本実施形態のライナー保持部材６６（７６）は、鋼管杭１０の外周に沿うように略円弧状に形成された一対の上側プレート部６６１（７６１）および下側プレート部６６２（７６２）と、これら両プレート部６６１，６６２（７６１，７６２）の間に位置する同じく略円弧状の部分（以下、ブロック部という）６６３（７６３）とからなる形状に形成されている（図４、図５参照）。両プレート部６６１，６６２（７６１，７６２）の間であってブロック部６６３（７６３）の内周側には、樹脂ライナー６５（７５）を収容するためのスペース（凹部）が形成されている。ただし、樹脂ライナー６５（７５）は、その厚みが該スペースの径方向長さよりも僅かに大きく形成されており、その一部（内周側の一部）を両プレート部６６１，６６２（７６１，７６２）の内周側縁よりもさらに内周側に突出させた状態で収容される（図４参照）。なお、特に図示してはいないが、ライナー保持部材６６（７６）の背面側（外周側）には、開閉ガイド６（７）の内周部分に係合する段差や突起などが適宜設けられている。

また、ライナー保持部材６６（７６）は、樹脂ライナー６５（７５）を固定した状態とするための部材（固定部材）を備えていることが好ましい。例えば本実施形態では、ブロック部６６３（７６３）の両端に対して着脱可能な固定部材６６４（７６４）を用い、上述のスペースに収容された樹脂ライナー６５（７５）の両端を押さえて固定するようにしている（図４、図５参照）。固定部材６６４（７６４）は、例えば当該固定部材６６４（７６４）を貫通するボルト６６５（７６５）等によって例えばブロック部６６３（７６３）の両端に着脱することができる。

さらに、ライナー保持部材６６（７６）の上側プレート部６６１（７６１）には、チャネル状に折り曲げられた枠部６６６（７６６）が形成されている。後述するように、本実施形態ではこのような枠部６６６（７６６）を、当該ライナー保持部材６６（７６）が開閉ガイド６（７）から外れないようにするためのストッパーとして機能させる。さらに、この枠部６６６（７６６）は、作業者がライナー保持部材６６（７６）を移動等させる際の取っ手として機能しうる。

このようなライナー保持部材（６６）７６は、上述の図示しない段差や突起などを利用して開閉ガイド６（７）の内周部分の所定位置に取り付けられる（図２、図３等参照）。また、本実施形態では、開閉ガイド６（７）の上部であって上述の枠部６６６（７６６）が引っ掛かる位置に例えば棒状等の係止部材６７（７７）を取り付け、ライナー保持部材６６（７６）が開閉ガイド６（７）から外れないよう係止させている（図２、図３参照）。

また、一対の開閉ガイド６，７の先端には、振れ止め状態のときに重なり合うピン孔６８，７８が形成されている（図２、図３参照）。重なり合った状態でこれらピン孔６８，７８にピン８が差し込まれると、一対の開閉ガイド６，７は振れ止め状態で固定される。一方、ピン８が差し込まれていない場合、開閉ガイド６，７は、鋼管杭１０を解放することができる状態まで水平方向に揺動可能である（図２参照）。

続いて、鋼管杭１０を埋設するための施工手順について以下に説明する。

まず、鋼管杭１０の径に応じた厚み（曲率半径）を有する樹脂ライナー６５，７５を振れ止め装置４に設置する。樹脂ライナー６５，７５は、ライナー保持部材６６，７６の内周側スペースに収容された状態で、固定部材６６４（７６４）が取り付けられることによって当該ライナー保持部材６６，７６に固定される（図４等参照）。また、ライナー保持部材６６，７６を開閉ガイド６，７の内周側にそれぞれ取り付け、さらに係止部材６７，７７を取り付けることによって、開閉ガイド６，７に対してこれらライナー保持部材６６，７６を係止させて外れないようにすることができる。

地盤Ｇへの鋼管杭１０の建て込みに際しては、まず、ガイド部５の開閉ガイド６，７を開いた状態（待機状態）としておき、リーダー２に沿ってオーガー３を降下させ、鋼管杭１０の基端をオーガー３に連結する。その後、オーガー３を上昇させて鋼管杭１０を吊り込み、杭芯に合わせて当該鋼管杭１０をセットする（図１参照）。鋼管杭１０の先端を杭芯にセットしたら、待機状態の開閉ガイド６，７を閉じて振れ止め状態とし、鋼管杭１０を把持させる。なお、図１において、鋼管杭１０の基端（上端）に取り付けられる場合のあるキャップを想像線で示している。

ここで、鋼管杭１０が鉛直に建て込まれていることを確認した後、オーガー３で鋼管杭１０に正回転（右回転）を与え、当該鋼管杭１０の螺旋状羽根１１によって生じる推進力で地盤Ｇに埋設させる。この状態で、鋼管杭１０に対して横方向への荷重が働いたとしても、当該鋼管杭１０は振れ止め装置４の樹脂ライナー６５，７５に干渉するため振れが抑えられ、地盤Ｇ上の所定位置まで正確に案内される（図１参照）。第１の鋼管杭１０を埋設したら、必要に応じ、第２の鋼管杭以降を溶接継手や機械式継手を介して継ぎ足し、順次回転させて埋設する。

以上説明したように、鋼管杭１０の振れ止めとして薄板形状の樹脂ライナー６５，７５を用いる本実施形態の杭打機１の振れ止め装置４には、杭周面との接触部分が摺動性に優れる樹脂であり、当該鋼管杭１０の杭打時（回転埋設時）に回転を妨げるような摩擦抵抗を与えることがなく、従来のローラーと同様の円滑な振れ止め機能を実現することができる。しかも、ローラーを用いた場合とは異なり、樹脂ライナー６５，７５を用いた本実施形態の振れ止め装置４は、そもそも回転機構が不要であるから、鋼管杭１０の外周に沿って薄く形成することが可能である。具体的には、樹脂ライナー６５，７５自体を必要十分な厚さとし、尚かつブロック部６６３，７６３を薄く形成するなどライナー保持部材６６，７６の径方向厚みを少なくすることによって、振れ止め装置４自体の小型化を図り、鋼管杭１０の周囲に要するスペースを小さくすることができる。これによれば、例えばブロック塀や既存建築物ぎりぎりに設定された杭芯に鋼管杭１０を施工（埋設）することも可能となる。また、回転機構を伴わない比較的単純な構成とすることができるため、製作とメンテナンスの手間を少なくすることも可能となる。

また、本実施形態の振れ止め装置４は、外径の異なる鋼管杭１０にも対応しやすい。すなわち、開閉ガイド６，７からライナー保持部材６６，７６を取り外し、鋼管杭１０の外径に適した他のライナー保持部材に取り付け変えることが可能であるから、厚みおよび曲率半径が異なる樹脂ライナー６５，７５への交換を容易に行うことができる。したがって、外径の異なる鋼管杭１０に対応するべく樹脂ライナー６５，７５を交換する必要のあるとき、交換作業が簡便である。

なお、上述の実施形態は本発明の好適な実施の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば上述した実施形態では、すべてが単一の樹脂材料で形成された樹脂ライナー６５，７５を例示したが、この他、一部（少なくとも鋼管杭１０に接触する部分）のみが樹脂製の受け部材を本実施形態と同様に樹脂ライナーとして用いることもできる。

また、上述した実施形態では樹脂ライナー６５，７５と鋼管杭１０との接触点（接触領域）については特に詳しく言及していないが、振れ止め装置４による振れ止め機能が適正に発揮されうる限り、これらの間の接触の態様が特に限定されることはない。例示すれば、樹脂ライナー６５，７５の内周面の曲率半径と鋼管杭１０の外周面の曲率半径とが等しく、樹脂ライナー６５，７５の内周面が全面的に鋼管杭１０と接触していてもよい。あるいは、樹脂ライナー６５，７５の内周面の曲率半径が鋼管杭１０の外周面の曲率半径よりも小さく、樹脂ライナー６５，７５上の複数箇所（例えば、鋼管杭１０の外周の少なくとも３方向における箇所、好ましくは、両端付近の計３点（３つの領域））が鋼管杭１０と接触する態様となっていてもよい。以上の観点からすれば、樹脂ライナー６５，７５は、その内周が完全に円弧状に湾曲した形状となっていなくても所定の振れ止め機能を発揮しうる。また、振れ止め装置４による振れ止め機能が適正に発揮されうる限りは、樹脂ライナー６５，７５を交換せず、外径が異なる鋼管杭１０にそのまま対応することも可能である。要は、鋼管杭１０がいずれの方向に振れたとしても樹脂ライナー６５，７５に接触して振れ止めされる態様となっていればよい。この観点からすれば、樹脂ライナーは、上述した実施形態のように２分割されている他、例えば４分割等されていても構わない。

なお、上記内容からして、施工対象となる鋼管杭Ｐ１の外径についても特に限定されないことはいうまでもない。ただし、樹脂ライナー６５，７５などからなる振れ止め装置４の構成からすると、鋼管杭Ｐ１の外径は50〜1000ｍｍであることが好ましく、100〜600ｍｍであることがさらに好ましい。

また、上述した実施形態では、樹脂ライナー６５，７５の内周側における表面形状についても特に詳しく言及していないが、当該表面は平滑であってもよいし、凹凸が付されていてもよいし、周方向に筋が設けられていてもよい。要は、振れ止め装置４による振れ止め機能が適正に発揮されうる限りは、樹脂ライナー６５，７５の表面形状（鋼管杭１０との接触面の形状）についても特に限定されることはない。

また、上述した実施形態では施工対象となる杭の具体例として鋼管杭を示したがこれも好適な一例にすぎず、例えばコンクリート製杭など他の種類の杭に対しても本発明を適用することが可能である。

本発明は、螺旋状羽根を有する杭（例えば鋼管杭）を振れ止めしながら回転させ、地盤に埋設する杭打機の振れ止め装置に適用して好適である。

１…杭打機、２…リーダー、３…オーガー（杭回転装置）、４…振れ止め装置、５…ガイド部、６，７…開閉ガイド、１０…鋼管杭（杭）、６５，７５…樹脂ライナー、６６，７６…ライナー保持部材

Claims (8)

1. 杭打機のリーダーに沿って昇降可能な杭回転装置によって杭打される杭をガイドし、当該杭の横振れを抑える振れ止め装置において、
   前記杭の外周に接触する部分が、当該杭の周囲に配置された樹脂ライナーによって構成され、
   前記樹脂ライナーは、前記杭の外周の少なくとも３方向から接触しうるように配置されている、杭の振れ止め装置。
2. 前記杭を把持しまたは解放するように開閉可能に設けられている一対の開閉ガイドに対し、前記樹脂ライナーが着脱可能に取り付けられている、請求項１に記載の杭の振れ止め装置。
3. 前記開閉ガイドは、前記樹脂ライナーを当該開閉ガイドの内側に保持するための着脱可能なライナー保持部材を備える、請求項２に記載の杭の振れ止め装置。
4. 前記樹脂ライナーは、円弧状に湾曲した内周を有する、請求項１から３のいずれか一項に記載の杭の振れ止め装置。
5. 前記杭が鋼管である、請求項１から４のいずれか一項に記載の杭の振れ止め装置。
6. 前記鋼管杭は、外径が50〜1000ｍｍである、請求項１から５のいずれか一項に記載の杭の振れ止め装置。
7. 前記樹脂ライナーは、エンジニアリングプラスチックである、請求項１から６のいずれか一項に記載の杭の振れ止め装置。
8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載の杭の振れ止め装置を使用して杭を施工する、杭の施工方法。

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