JP5764631B2

JP5764631B2 - 鋼管杭の打設装置

Info

Publication number: JP5764631B2
Application number: JP2013200363A
Authority: JP
Inventors: 輝和谷口; 太下久保
Original assignee: 株式会社アルファーソリューション
Priority date: 2013-09-26
Filing date: 2013-09-26
Publication date: 2015-08-19
Anticipated expiration: 2033-09-26
Also published as: JP2015067961A

Description

本発明は、水平又は傾斜する地表で鋼管杭を所定角度に打設して地盤を補強する鋼管杭の打設装置に関する。

鉄塔敷地の地滑り対策として、複数の鋼管杭を不安定層の下方に有する強固な地盤に達する深さまで一定間隔に打ち込んで補強する方法があり、重機に杭打ち機を装着して打設する工法が一般的である（例えば特許文献１参照）。しかし、鉄塔や樹木が障害となったり、打設位置が奥地にある等、重機による施工が困難な場合は、機材を人力で現地に搬入して作業することがある。

人力による従来の方法は、例えば長さ４ｍの鋼管杭を横に倒して重量２０ｋｇ以上のハンマーを装着し、これをウインチで垂直に立ち上げて打ち込んでいる。その際、ウインチを４ｍ以上の高さに吊り下げる部材が必要であるが、その部材の構造の違いでＡ型門柱方式や台棒方式といわれる方法が知られている。Ａ型門柱方式は、足場パイプを利用してＡ型の門柱を構築し、これを１本のワイヤーで支える方法である。台棒方式は、足場パイプを利用して１本の棒を立て、これを３本のワイヤーで支える方法である。

ところで、前記の技術では、使用する機材の総重量が６０〜１５０ｋｇに達しており、現地への搬入に大変な労力を要していた。また、仮設の作業時間が１箇所につき４０分程度、移設の作業時間も１２０分程度かかっていた。さらに、打ち込み位置を正確に合わせる地点合わせの作業は、１回で合せるのは困難で、ワイヤーで微調整しながら数回行っていた。このように、施工に労力や工期を要しており、省力化や作業時間の短縮化が望まれていた。

特開２００６−３４２５７９号公報

本発明が解決しようとする課題は、従来のこれらの問題点を解消し、機材を軽量化して現地への搬入の労力を軽減し、また、仮設や移設に要する作業時間を短縮し、さらに、打ち込み位置を正確に合わせる地点合わせを１回で容易に行えるようにすることにある。

かかる課題を解決した本発明の構成は、
１）鋼管杭を地中に打設して地盤を補強する鋼管杭の打設装置において、前記鋼管杭と、その鋼管杭の上端に脱着可能に取り付けて打ち込むハンマーと、その打ち込み時に鋼管杭を所定角度に支持する支持架台とで構成し、しかもその支持架台が、鋼管杭を挿入して打ち込み時の姿勢を支持するガイド管と、そのガイド管を傾動可能に枢支して地表に設置するアンカー付きのプレートと、そのプレートに対して前記ガイド管を所定角度の姿勢で固定する角度固定手段とで構成し、更に支持架台がガイド管とプレートに分割可能な構造であって、ガイド管の下端に枢支軸を形成し、その枢支軸を脱着可能に載せる軸受をプレートに形成し、長孔を備えたスライドバーをガイド管とプレートに脱着可能に枢支して双方を連結したものである、鋼管杭の打設装置
２）鋼管杭を地中に打設して地盤を補強する鋼管杭の打設装置において、前記鋼管杭と、その鋼管杭の上端に脱着可能に取り付けて打ち込むハンマーと、その打ち込み時に鋼管杭を所定角度に支持する支持架台とで構成し、しかもその支持架台が、鋼管杭を挿入して打ち込み時の姿勢を支持するガイド管と、そのガイド管を傾動可能に枢支して地表に設置するアンカー付きのプレートと、そのプレートに対して前記ガイド管を所定角度の姿勢で固定する角度固定手段とで構成し、更にガイド管の外周に複数のクランプを設け、地中に打設した複数の補強パイプを前記クランプで固定してガイド管の姿勢を補強できるようにした、鋼管杭の打設装置
３）鋼管杭を地中に打設して地盤を補強する鋼管杭の打設装置において、前記鋼管杭と、その鋼管杭の上端に脱着可能に取り付けて打ち込むハンマーと、その打ち込み時に鋼管杭を所定角度に支持する支持架台とで構成し、しかもその支持架台が、鋼管杭を挿入して打ち込み時の姿勢を支持するガイド管と、そのガイド管を傾動可能に枢支して地表に設置するアンカー付きのプレートと、そのプレートに対して前記ガイド管を所定角度の姿勢で固定する角度固定手段とで構成し、更に鋼管杭の途中にワイヤー付きの引張部材を脱着可能に取り付け、その引張部材のワイヤーをハンマーに連結し、そのワイヤーを緊張させた状態で前記引張部材を鋼管杭に固定した、鋼管杭の打設装置
４）鋼管杭を地中に打設して地盤を補強する鋼管杭の打設装置において、前記鋼管杭と、その鋼管杭の上端に脱着可能に取り付けて打ち込むハンマーと、その打ち込み時に鋼管杭を所定角度に支持する支持架台とで構成し、しかもその支持架台が、鋼管杭を挿入して打ち込み時の姿勢を支持するガイド管と、そのガイド管を傾動可能に枢支して地表に設置するアンカー付きのプレートと、そのプレートに対して前記ガイド管を所定角度の姿勢で固定する角度固定手段とで構成し、更に鋼管杭の姿勢を修正するロープをハンマーに取り付けた、鋼管杭の打設装置
５）支持架台がガイド管とプレートに分割可能な構造であって、ガイド管の下端に枢支軸を形成し、その枢支軸を脱着可能に載せる軸受をプレートに形成し、長孔を備えたスライドバーをガイド管とプレートに脱着可能に枢支して双方を連結したものである、前記２），３），４）いずれか記載の鋼管杭の打設装置
６）ガイド管の外周に複数のクランプを設け、地中に打設した複数の補強パイプを前記クランプで固定してガイド管の姿勢を補強できるようにした、前記３），４），５）いずれか記載の鋼管杭の打設装置
７）鋼管杭の姿勢を修正するロープをハンマーに取り付けた、前記３），５），６）いずれか記載の鋼管杭の打設装置
にある。

本発明の構成によれば、ハンマー以外の機材は地表に設置するから、従来技術の４ｍ以上の高さの足場パイプの立設やウインチの吊り下げ等の作業と比較して仮設や移設を短時間で完了でき、省力化及び工期の短縮化を図ることができる。さらに、プレートを地表に設置する際、ガイド管の下端の中心部を打設位置に合せるだけで地点合わせが完了し、作業が１回で容易に行える。

更に、本発明の前記１），５）記載の構成を有する発明によれば、支持架台はプレートとガイド管に分割可能な構造であるから、それぞれが人力で容易に運搬できる重量となり、現地への搬入の労力を軽減できる。

更に、本発明の前記２），６）記載の構成を有する発明によれば、支持架台を地表に設置した後、複数の補強パイプを地盤に打ち込んでクランプでそれぞれ固定することで、ガイド管の姿勢が強固に保持され、精度の高い打ち込みが可能となる。

更に、本発明の前記３）記載の構成を有する発明によれば、ワイヤーの緊張によってハンマーが鋼管杭に圧接されて強固に取り付けられることで、打ち込み中のハンマーの外れが防止され、打撃力も確実に伝達されて効率良く打ち込むことができる。

更に、本発明の前記４），７）記載の構成を有する発明によれば、打ち込み中に鋼管杭が傾きそうになった場合、ロープを引いて姿勢を容易に修正することができる。

実施例の打設装置の側面図である。実施例の支持架台の側面図である。実施例の支持架台の平面図である。実施例の鋼管杭の打設工程を示す説明図である。実施例の鋼管杭の打設工程を示す説明図である。

以下、本発明を実施するための形態を代表的な実施例と図面に基づいて具体的に説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではなく、様々な組み合わせや変形が可能である。

本実施例の打設装置を図１に示す。図中、１は鋼管杭、２は支持架台、２１はガイド管、２２はプレート、２３はスライドバー、３はハンマー、４は引張部材、５はロープ、６は補強パイプ、Ｇは地表である。鋼管杭１は、長さ４．０ｍ、外径７６．３ｍｍである。

支持架台２を図２，３に示す。ガイド管２１は、外径８９．１ｍｍ、長さ５００ｍｍの鋼製で、上下が貫通しており、下部の両側面に枢支軸２１ａが形成され、上部の側面には３体のクランプ２１ｂが回転可能に設けられている。中間部の側面にはスライドバー２３を枢支してガイド管２１をプレート２２に対して所定角度に固定する角度固定レバー２１ｃ（角度固定手段）が螺合され、下部の側面にはガイド管２１に挿入した鋼管杭１を一時的に固定する杭固定レバー２１ｄが螺合されている。また、下端には鋼管杭１を立てる際に突き抜けを防止する突き抜け防止板２１ｅが脱着可能に設けられている。

プレート２２は、各辺の長さが４３０ｍｍの鋼製で、四隅にはアンカー孔２２ａが形成され、一辺から中央部に向けて鋼管杭１の外径よりやや広幅の切欠き部２２ｂが形成されている。その切欠き部２２ｂと対向する位置にはガイド管２１の枢支軸２１ａを受ける軸受２２ｃが設けられ、その軸受２２ｃに載せた枢支軸２１ａの外れを防止する押え金具２２ｄがスライド可能に設けられている。軸受２２ｃの隣接位置には、スライドバー２３の下端を枢支する枢支ピン２２ｅが挿抜可能に設けられている。

スライドバー２３は、板状の鋼製で、角度固定レバー２１ｃを通してガイド管２１に枢支するための長孔２３ａが形成され、下端にはプレート２２の枢支ピン２２ｅを差し込むピン孔（図示は省略）が形成されている。

このように、支持架台２は分割可能な構造で、しかもガイド管２１とプレート２２は重量が１０ｋｇ前後に抑えられて人肩運搬できるものとなっている。以下、本実施例の打設装置を用いた地盤の補強について説明する。

まず、図４（ａ）に示すように、補強しようとする位置の地表Ｇにプレート２２を置く。このとき、切欠き部２２ｂの開放側は下向きにし、切欠き部２２ｂと直交する方向は水平の姿勢にする。そのプレート２２の軸受２２ｃにガイド管２１の枢支軸２１ａを載せ、押え金具２２ｄで押える。また、スライドバー２３の長孔２３ａをガイド管２１の側面に角度固定レバー２１ｃで枢支し、下端をプレート２２に枢支ピン２２ｅで枢支して支持架台２を組み立てる。そして、プレートの四隅のアンカー孔２２ａにアンカー２２ｆを打ち込んで固定する。このアンカー２２ｆの打ち込み直前に、ガイド管２１の下端の中心部を打設位置に合せることで、地点合わせが１回で完了する。

次に、図４（ｂ）に示すように、角度固定レバー２１ｃと杭固定レバー２１ｄを緩め、ガイド管２１を横に倒して突き抜け防止板２１ｅを下端に取り付ける。そして、そのガイド管２１に鋼管杭１を突き抜け防止板２１ｅの位置まで挿入し、杭固定レバー２１ｄを締めて鋼管杭１をガイド管２１に一時的に固定する。

次に、図４（ｃ）に示すように、鋼管杭１の上端に打込みキャップ３１を取り付け、これに油圧式のハンマー３を装着する。また、鋼管杭１の途中位置に引張部材４を取り付け、その引張部材４とハンマー３をワイヤー４１で連結し、そのワイヤー４１を緊張した状態で引張部材４を鋼管杭１に固定する。このワイヤー４１の緊張で、ハンマー３が鋼管杭１に圧接されて強固に取り付けられ、打ち込み中のハンマー３の外れが防止され、打撃力も確実に伝達されて効率良く打ち込むことができる。さらに、打ち込み中における鋼管杭１の姿勢を修正するためのロープ５をハンマー３に２本対向して取り付ける。

次に、図４（ｄ）に示すように、鋼管杭１を立ち上げて水平器（図示は省略）を見ながら垂直に立て、その状態で角度固定レバー２１ｃを強く締めて姿勢を固定する。また、ガイド管２１の下端から突き抜け防止板２１ｅを取り外し、杭固定レバー２１ｄを緩めて鋼管杭１を地表Ｇまで自重で降下させる。

そして、図１に示すように、３本の補強パイプ６を地表Ｇに打ち込んでクランプ２１ｂでそれぞれ固定し、油圧ユニット（図示は省略）を作動させてハンマー３で鋼管杭１を打撃する。その途中、鋼管杭１が傾きそうになる場合は、２本のロープ５のいずれかを引いて姿勢を修正する。この打撃前までの仮設に要する時間は１５分程度であった。

その後、図５（ａ）に示すように、引張部材４がガイド管２１に接近すると打ち込みを中断し、引張部材４とワイヤー４１を取り外して打ち込みを再開する。

図５（ｂ）に示すように、ハンマー３がガイド管２１に接近すると打ち込みを再度中断し、ハンマー３と打込みキャップ３１と補強パイプ６を取り外し、ガイド管２１を鋼管杭１から引き抜くとともにプレート２２を地表Ｇから取り除いて支持架台２を撤去する。そして、打込みキャップ３１とハンマー３を鋼管杭１に再度取り付けて打ち込みを再開する。

打込みキャップ３１が地表Ｇに達すると、図５（ｃ）に示すように、ハンマー３と打込みキャップ３１を取り外して打設を完了する。完了後の打設装置の撤去と別の場所への移設に要する時間は２０分程度であった。

本発明の技術は、主として鉄塔敷地の地滑りを抑止する対策に有用であるが、その他の地盤の補強にも広く応用できる。

１鋼管杭
２支持架台
２１ガイド管
２１ａ枢支軸
２１ｂクランプ
２１ｃ角度固定レバー（角度固定手段）
２１ｄ杭固定レバー
２１ｅ突き抜け防止板
２２プレート
２２ａアンカー孔
２２ｂ切欠き部
２２ｃ軸受
２２ｄ押え金具
２２ｅ枢支ピン
２２ｆアンカー
２３スライドバー
２３ａ長孔
３ハンマー
３１打込みキャップ
４引張部材
４１ワイヤー
５ロープ
６補強パイプ
Ｇ地表

Claims

鋼管杭を地中に打設して地盤を補強する鋼管杭の打設装置において、前記鋼管杭と、その鋼管杭の上端に脱着可能に取り付けて打ち込むハンマーと、その打ち込み時に鋼管杭を所定角度に支持する支持架台とで構成し、しかもその支持架台が、鋼管杭を挿入して打ち込み時の姿勢を支持するガイド管と、そのガイド管を傾動可能に枢支して地表に設置するアンカー付きのプレートと、そのプレートに対して前記ガイド管を所定角度の姿勢で固定する角度固定手段とで構成し、更に支持架台がガイド管とプレートに分割可能な構造であって、ガイド管の下端に枢支軸を形成し、その枢支軸を脱着可能に載せる軸受をプレートに形成し、長孔を備えたスライドバーをガイド管とプレートに脱着可能に枢支して双方を連結したものである、鋼管杭の打設装置。
鋼管杭を地中に打設して地盤を補強する鋼管杭の打設装置において、前記鋼管杭と、その鋼管杭の上端に脱着可能に取り付けて打ち込むハンマーと、その打ち込み時に鋼管杭を所定角度に支持する支持架台とで構成し、しかもその支持架台が、鋼管杭を挿入して打ち込み時の姿勢を支持するガイド管と、そのガイド管を傾動可能に枢支して地表に設置するアンカー付きのプレートと、そのプレートに対して前記ガイド管を所定角度の姿勢で固定する角度固定手段とで構成し、更にガイド管の外周に複数のクランプを設け、地中に打設した複数の補強パイプを前記クランプで固定してガイド管の姿勢を補強できるようにした、鋼管杭の打設装置。
鋼管杭を地中に打設して地盤を補強する鋼管杭の打設装置において、前記鋼管杭と、その鋼管杭の上端に脱着可能に取り付けて打ち込むハンマーと、その打ち込み時に鋼管杭を所定角度に支持する支持架台とで構成し、しかもその支持架台が、鋼管杭を挿入して打ち込み時の姿勢を支持するガイド管と、そのガイド管を傾動可能に枢支して地表に設置するアンカー付きのプレートと、そのプレートに対して前記ガイド管を所定角度の姿勢で固定する角度固定手段とで構成し、更に鋼管杭の途中にワイヤー付きの引張部材を脱着可能に取り付け、その引張部材のワイヤーをハンマーに連結し、そのワイヤーを緊張させた状態で前記引張部材を鋼管杭に固定した、鋼管杭の打設装置。
鋼管杭を地中に打設して地盤を補強する鋼管杭の打設装置において、前記鋼管杭と、その鋼管杭の上端に脱着可能に取り付けて打ち込むハンマーと、その打ち込み時に鋼管杭を所定角度に支持する支持架台とで構成し、しかもその支持架台が、鋼管杭を挿入して打ち込み時の姿勢を支持するガイド管と、そのガイド管を傾動可能に枢支して地表に設置するアンカー付きのプレートと、そのプレートに対して前記ガイド管を所定角度の姿勢で固定する角度固定手段とで構成し、更に鋼管杭の姿勢を修正するロープをハンマーに取り付けた、鋼管杭の打設装置。
支持架台がガイド管とプレートに分割可能な構造であって、ガイド管の下端に枢支軸を形成し、その枢支軸を脱着可能に載せる軸受をプレートに形成し、長孔を備えたスライドバーをガイド管とプレートに脱着可能に枢支して双方を連結したものである、請求項２，３，４いずれか記載の鋼管杭の打設装置。
ガイド管の外周に複数のクランプを設け、地中に打設した複数の補強パイプを前記クランプで固定してガイド管の姿勢を補強できるようにした、請求項３，４，５いずれか記載の鋼管杭の打設装置。
鋼管杭の姿勢を修正するロープをハンマーに取り付けた、請求項３，５，６いずれか記載の鋼管杭の打設装置。