JP5738101B2 - 杭保持装置 - Google Patents

Description

本発明は、上杭と下杭を連結する際に、下杭を杭孔に落下しないよう保持する杭保持装置に関する。

杭の施工現場では、支持層が深くて複数のコンクリート杭等の既製杭を継ぎ足す必要がある場合には、いわゆる「継ぎ杭工法」が採用される。すなわち、プレボーリングした杭穴に対して、下杭の頭部を地上に出した状態で保持する。そして、その下杭の頭部上に上杭を吊り込んで両者を順次一体的に接合して、杭孔に沈設していく。

係る継ぎ杭工法において、下杭を保持する装置や方法として、例えば、杭の外周面に突起や節がある場合には、「カンザシ」と通称される平面コ字状の保持具で、突起や節を掛止させることによって、その杭を保持するものなどがある。
また、杭の外周面に突起や節が無い場合には、杭上部の外周に玉掛けワイヤを掛け回して、そのワイヤにて杭を吊持する方法も多用されている。

さて、前述したように、下杭の頭部を杭穴から地上に出した状態で保持したら、上杭を吊り込む。そして、下杭の継手端板の上面に上杭の継手端板の下面を重合させ、両端板を溶接や結合金具などで接合することによって、上杭と下杭を一体的に接合する。
その後、上杭の上部にワイヤを巻き付け、カンザシなどの保持具を取り外して、杭を重機で吊り下げ、継ぎ杭全体を杭穴に沈設する。
杭を更に継ぎ足す場合は、上記の上杭を中杭として、その頭部を地上に出した状態で上記と同様に保持し、更に杭を継ぎ足す。

前述した「杭の外周面に突起や節が無い杭」の場合における玉掛けワイヤの掛け回しおよび吊り下げ作業を効率化するための技術としては、特許文献１に開示された「杭保持具および継ぎ杭の施工方法」がある。
この文献には、予めワイヤを輪状に形成しておき、吊るための杭や吊り具や保持ガタイ（係留具）へ輪を掛けるだけで済むように工夫した杭保持具が開示されている。

特開平７−２２９１４４号公報

ところで、近年、杭の高支持力化に伴って、杭が大径化、高重量化している。このため、上記した従来の杭を玉掛けワイヤで巻きつけて吊る方法は、杭の重量に合わせた強度の太径のワイヤを採用しなければならない。 しかし、太径のワイヤを採用すると、その巻き付け作業は困難となるばかりか、ワイヤの反発力が強くなるため、作業者に対する危険が伴う。
そこで、複数本の小径のワイヤを玉掛けワイヤとして採用することにより、杭の重量たる荷重を複数の小径ワイヤに分散し、作業性や安全性を改善することが考えられる。

しかしながら、杭に複数本の玉掛けワイヤを掛けた場合、全てのワイヤに均一な張力が掛からない場合がある。 すなわち、一部のワイヤが他のワイヤよりも弛んでいたとすれば、弛んでいないワイヤにのみ張力が掛かることとなる。
その場合、張力の掛かったワイヤのみが消耗し、破損のおそれが生じることとなる。 係留具に油圧シリンダが設けられている場合には、その油圧シリンダにも過剰な負荷が掛かるおそれがある。

本発明が解決しようとする課題は、複数の玉掛けワイヤを杭に掛けて杭を支持する場合において、複数の玉掛けワイヤに掛かる張力を等しくすることが可能な杭保持装置を提供することにある。

（第一の発明）
前述した課題を解決するため、本願では、以下のような発明を提供する。
第一の発明は、 杭穴(10)に挿入された杭(11)を吊り下げてその軸方向が垂直となるようにするための杭保持装置に係る。
すなわち、前記の杭穴(10)の入り口を囲って設置される杭受け台(20)と、 その杭受け台(20)に固定されるとともに前記の杭(11)に掛けられた三台の玉掛けワイヤ(19A,19B)をその玉掛けワイヤ(19A,19B)ごとに吊り下げて垂直方向に上下動可能な複数の杭吊りジャッキ(30A,30B)と、 その三台の杭吊りジャッキ(30A,30B)に対して作動油を行き来させることによって杭吊りジャッキ(30A,30B)を上下動させる油圧制御装置(40)と、 前記の杭吊りジャッキへ作動油の流入または停止を制御するための手動式油圧レバー(41)と、を備える。
前記の油圧制御装置(40)は、三台の杭吊りジャッキのうちいずれの二台または三台を作動させるかについて選択された場合に前記の油圧レバー(41)の操作に基づいて、選択された複数の杭吊りジャッキ(30A,30B)の全てに同一の圧力が掛かるように作動油を流入させるようにした杭保持装置である。

「杭受け台」は、その平面形状がコ字形（Ｃ字形、Ｕ字形などの変形を含む）、ロ字形、ドーナツ形、などがある。 杭吊りジャッキを、平面位置にて複数配置するためである。

（作用）
上記した第一の発明の作用について、その発明の構成要件に基づいて説明する。
まず、杭(11)が杭穴(10)に挿入されて吊り下げられた状態となる。 その杭(11)に複数の玉掛けワイヤ(19A,19B)を掛け、玉掛けワイヤ(19A,19B)ごとに杭吊りジャッキ(30A,30B)へ吊り下げる。
油圧制御装置(40)は、複数の杭吊りジャッキ(30A,30B)の全てに作動油を流入させる。 すると、パスカルの原理により、複数の杭吊りジャッキ(30A,30B)の全てに同一の圧力が掛かる。
いずれかの杭吊りジャッキ(30A)に予めある程度の負荷が掛かっている場合（玉掛けワイヤ(19A)の張力が杭吊りジャッキ(30A)にかかっている場合）、または複数の杭吊りジャッキ(30A,30B)に異なる負荷が掛かっている場合には、作動油は負荷が最小である杭吊りジャッキ(30B)に対して流入し、その杭吊りジャッキ(30B)が作動し、玉掛けワイヤ(19B)が伸ばされ始める。このとき、他の杭吊りジャッキ(30A)には作動油は流入しないため、作動しない。
杭吊りジャッキ(30B)が作動して玉掛けワイヤ(19B)に負荷が掛かり、予めある程度の負荷が掛かっていた杭吊りジャッキ(30A)と同じ負荷となった時点から、同じ負荷となった杭吊りジャッキ(30A,30B)の双方に作動油が流入することとなる。
全ての玉掛けワイヤ(19A,19B)の張力が同一となった後に、全ての杭吊りジャッキ(30A,30B)が同時に上昇することとなる。 その結果、一部の玉掛けワイヤ(19A)や一部の杭吊りジャッキ(30A)のみに負荷が掛かって消耗する、という状態を未然に防ぐことができる。

（第一の発明のバリエーション）
第一の発明は、前記複数の杭吊りジャッキ(30A,30B)は、少なくとも二つが杭(11)を挟む位置に配置されている。
二つの杭吊りジャッキ(30A,30B)が向かい合う状態となり、それぞれに掛けられる玉掛けワイヤ(19A,19B)は、杭(11)を均等に支えることとなる。
なお、三機の杭吊りジャッキを配置してその三機を常時使用する場合には、三機が均等に配置される(１２０度間隔)ことが理想的である。 しかし、三機のうちの一機を補助的に使用する場合には、二機の杭吊りジャッキを向かい合わせた上で、適宜の場所（二機の間）に配置してもよい（図１参照）。

本発明によれば、複数の玉掛けワイヤを杭に掛けて杭を支持する場合において、複数の玉掛けワイヤに係る張力を等しくすることが可能な杭保持装置を提供することができた。

実施形態を示す斜視図である。 実施形態における動きを示す側面図である。 実施形態における油圧制御を示すブロック図である。

以下、実施形態および図面を用いて、本願発明を更に詳しく説明する。ここで用いる図面は、図１から図３である。
図１に示す実施形態は、 杭穴１０に挿入された杭１１（想像線にて図示）を吊り下げてその軸方向が垂直となるようにするための杭保持装置である。
前記の杭穴１０の入り口を囲って設置される平面コ字形の杭受け台２０と、 その杭受け台２０に固定されるとともに前記の杭１１に掛けられた複数の玉掛けワイヤ１９Ａ，１９Ｂをその玉掛けワイヤ１９Ａ，１９Ｂごとに吊り下げて垂直方向に上下動可能な複数の杭吊りジャッキ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃと、を備える。

図１および図２においては、使用状態を分かりやすく説明するために、杭吊りジャッキ３０Ｃは使用していない。
また、杭１１の大きさや重さによっては、三機の杭吊りジャッキまでは必要ない場合がある。その場合には、向き合って位置する杭吊りジャッキ３０Ａ，３０Ｂを用い、杭吊りジャッキ３０Ｃは使用しない。二機の杭吊りジャッキ３０にて安定的に吊り下げるには、杭１１を挟む位置に配置された２つを用いるのが合理的だからである。 換言すれば、杭吊りジャッキ３０Ｃは常時使用するものではなく、杭１１の重さが常時よりも重い場合などにおいて補助的に使用するものである。

その杭吊りジャッキ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃに対し、油圧ホースを介して作動油を行き来させることによって杭吊りジャッキ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃを上下動させるのは、杭吊りジャッキ３０Ｃの横に固定した油圧制御装置４０である。
この油圧制御装置４０は、複数の杭吊りジャッキ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの全てに同一の圧力が掛かるようにシリンダバルブを開閉し、作動油を流入させる油圧ポンプである。 いずれの杭吊りジャッキ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃに油圧を掛けるか、については作業者が選択し、後述するシリンダバルブの開閉作業を行う。そして、油圧を掛けられることが選択された杭吊りジャッキへの作動油の流入は、手動式の油圧レバー４１によって作業者が行う。 油圧制御装置４０の制御については、図３を用いて説明する。

図３に示すように、油圧制御装置４０は、杭吊りジャッキ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃのそれぞれに備えられた油圧ジャッキＡ，Ｂ，Ｃに対して、ひとつのメインバルブ４２と、三系統に分離したシリンダバルブ４３，４４，４５とを介して、作動油を流入できるようにしている。
この図３での説明においては、メインバルブ４２および三つのシリンダバルブ４３，４４，４５は全て開放されているとして説明する。 図１のように杭吊りジャッキ３０Ａ，３０Ｂだけを用いる場合には、杭吊りジャッキ３０Ｃへの作動油の流入がないように、シリンダバルブ４５は閉めることとする。

図３（ａ）に示す状態にあっては、玉掛けワイヤ１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃともに緩んでいるとする。
油圧制御装置４０から作動油の送り込みが開始されると、全ての油圧シリンダＡ，Ｂ，Ｃに作動油が流入する。そして、パスカルの原理により、複数の杭吊りジャッキ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの全てに同一の圧力が掛かる。
続いて、図３（ｂ）に示すように、杭吊りジャッキ３０Ａ（油圧シリンダＡ）に掛けられた玉掛けワイヤ１９Ａが緊張し始める。玉掛けワイヤ１９Ａが緊張すれば、杭吊りジャッキ３０Ａには、押し下げる方向の圧力が掛かり始めることとなる。 すると、その油圧シリンダＡの圧力と同じになるまでは、他の油圧シリンダＢ，Ｃに作動油が送り込まれ、油圧シリンダＡには作動油は流入しない。全てのバルブが開放されているので、パスカルの原理により複数の杭吊りジャッキ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの全てに同一の圧力が掛かるからである。

杭吊りジャッキ３０Ｂ，３０Ｃが作動して玉掛けワイヤ１９Ｂ，１９Ｃに負荷が掛かり、予めある程度の負荷が掛かっていた杭吊りジャッキ３０Ａと同じ負荷となった時点から、同じ負荷となった杭吊りジャッキ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの全てに作動油が流入し、油圧シリンダＡ，Ｂ，Ｃが同時に上昇することとなる。
こうして、それぞれの杭吊りジャッキ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃに掛けられた玉掛けワイヤ１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃともに同じ張力にて杭１１を吊り下げることとなる。その結果、一部の玉掛けワイヤや一部の杭吊りジャッキのみに負荷が掛かって消耗する、という状態を未然に防ぐことができる。

図２では、向き合って位置する杭吊りジャッキ３０Ａ，３０Ｂを用いて杭１１を吊り下げている様子を示している。
図２（ａ）に示すように、杭吊りジャッキ３０Ａ，３０Ｂの油圧シリンダ３１，３１に油圧が送り込まれ、遊びの少ない玉掛けワイヤ１９Ａが最初に緊張したとする。すると、杭吊りジャッキ３０Ａの油圧ピストン３２の上昇はいったん止まり、図２（ｂ）に示すように、杭吊りジャッキ３０Ｂの油圧ピストン３２のみが上昇し、やがて玉掛けワイヤ１９Ｂも玉掛けワイヤ１９Ａと同じ張力で引っ張られた状態となる。

複数の玉掛けワイヤ１９Ａ，１９Ｂに対して、その張力が同一となった後に、全ての杭吊りジャッキ３０Ａ，３０Ｂの油圧ピストン３２，３２が同時に上昇することとなる。 その結果、一部の玉掛けワイヤや一部の杭吊りジャッキのみに負荷が掛かるという状態を未然に防ぎ、特定の油圧シリンダにのみ過剰な負荷が掛かることもない。 結果として、複数の玉掛けワイヤの消耗を均等にすることにもなる。

１０ 杭穴
１１ 杭
１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ 玉掛けワイヤ
２０ 杭受け台
３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ 杭吊りジャッキ
３１ 油圧シリンダ ３２ 油圧ピストン
３３ ワイヤフック
４０ 油圧制御装置 ４１ 油圧レバー
４２ メインバルブ
４３，４４，４５ シリンダバルブ

Claims (2)

1. 杭穴に挿入された杭を吊り下げてその軸方向が垂直となるようにするための杭保持装置であって、
   前記の杭穴の入り口を囲って設置される杭受け台と、
   その杭受け台に固定されるとともに前記の杭に掛けられた複数の玉掛けワイヤをその玉掛けワイヤごとに吊り下げて垂直方向に上下動可能な三台の杭吊りジャッキと、
   その三台の杭吊りジャッキに対して作動油を行き来させることによって杭吊りジャッキを上下動させる油圧制御装置と、
   前記の杭吊りジャッキへ作動油の流入または停止を制御するための手動式油圧レバーと、
   を備え、
   前記の油圧制御装置は、三台の杭吊りジャッキのうちいずれの二台または三台を作動させるかについて選択された場合に前記の油圧レバーの操作に基づいて、選択された杭吊りジャッキの全てに同一の圧力が掛かるように作動油を流入させるようにした杭保持装置。
2. 前記複数の杭吊りジャッキは、少なくとも二つが杭を挟む位置に配置した請求項１に記載の杭保持装置。

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