JP5788960B2 - 杭圧入機 - Google Patents

Description

本発明は、杭圧入機に関する。

従来、杭を地盤に打ち込んで埋設する装置として、既設の杭から反力を取って杭を地中に圧入する杭圧入機が知られている。
杭圧入機は、機械本体の下部に設けられ、既設の杭を掴むクランプ装置と、機械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装置とを備えている。この杭圧入機は、クランプ装置で既設杭の上端側を掴み、その既設杭から反力を取った状態で、杭を把持するチャック装置を降下させるようにして、杭を地中に圧入するようになっている。
そして、杭圧入機を用い、硬質地盤に対して杭の圧入施工を行う場合にオーガ装置を併用することがある。その際にオーガ装置のケーシングをチャック装置で把持するために、チャック装置はケーシングチャックを備えている（例えば、特許文献１，２参照。）。

例えば、図６（ａ）に示すケーシングチャック５０は、ケーシングＫに設けられているレールＲを爪部５０ａとの間に挟み込む油圧シリンダＣを備えており、この油圧シリンダＣの駆動によってケーシングＫを把持するようになっている。
また例えば、図６（ｂ）に示すケーシングチャック５１は、ケーシングＫに設けられているガイドＧと係合する案内溝を有する油圧シリンダＣを備えており、その内部に挿通したケーシングＫを、油圧シリンダＣがケーシングチャック５１の内面に付勢することによってケーシングＫを把持するようになっている。

特許第３０６３８３５号公報 特許第３２６３０３７号公報

しかしながら、上記従来技術の場合、ケーシングチャック５０，５１はケーシングＫの形状に対応した構造を有するため、使用できるオーガ装置が限られてしまう。
また、ケーシングＫの外周面に設けられているレールなどの突起が地中障害物に干渉しやすいため、掘削効率の低下を招いてしまうことがあった。さらには、レールなどの突起が設けられた複雑な形状のケーシングＫは製作コストが高くなるとともに、重量が増加するために施工時のクレーンが大型化してしまう問題があった。

本発明の目的は、オーガ装置を併用して好適な施工を行うことができる杭圧入機を提供することである。

以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、
杭とオーガ装置を地中に圧入する杭圧入機であって、
当該杭圧入機は、前記杭と前記オーガ装置のオーガケーシングを掴むチャック装置を備え、
前記チャック装置は、
前記オーガケーシングの外周面に当接する爪部と、
前記オーガケーシングにおける前記爪部が当接する面とは反対側の外周面に倣って変形可能であり、その外周面に沿わせて配置可能な帯状のバンドと、
前記爪部と前記バンドで前記オーガケーシングを挟んだ状態で、前記爪部と前記バンドの少なくとも一方を他方に向けて移動させる駆動部と、
を備えたことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の杭圧入機において、
前記チャック装置は、前記爪部と前記バンドで保持されている前記オーガケーシングに向けて移動する可動部を備え、
前記可動部と前記オーガケーシングの間に前記杭を挟み込むことで、前記杭を掴むことを特徴とする。
また、請求項３に記載の発明は、
杭とオーガ装置を地中に圧入する杭圧入機であって、
当該杭圧入機は、前記杭と前記オーガ装置のオーガケーシングを掴むチャック装置を備え、
前記チャック装置は、
前記オーガケーシングの外周面に当接する爪部と、
前記オーガケーシングにおける前記爪部が当接する面とは反対側の外周面に沿わせて配置可能なバンドと、
前記爪部と前記バンドで前記オーガケーシングを挟んだ状態で、前記爪部と前記バンドの少なくとも一方を他方に向けて移動させる駆動部と、を備えるとともに、
さらに前記チャック装置は、前記爪部と前記バンドで保持されている前記オーガケーシングに向けて移動する可動部を備え、前記可動部と前記オーガケーシングの間に前記杭を挟み込むことで、前記杭を掴むことを特徴とする。

本発明によれば、オーガ装置を併用した杭圧入機で好適な施工を行うことができる。

本実施形態の杭圧入機を側方視して示す概略図である。 本実施形態のチャック装置を正面視して示す縦断面図である。 図２のIII−III線における断面図である。 本実施形態のチャック装置におけるケーシングチャック部がオーガケーシングを掴む動作を示す説明図である。 図２のV−V線における断面図である。 従来のケーシングチャックを示す説明図（ａ）（ｂ）である。

以下、図面を参照して、本発明に係る杭圧入機の実施形態について詳細に説明する。

杭圧入機１０は、図１に示すように、所定の杭Ｐ（例えば、鋼矢板など）を地中に圧入する機械であり、既に地中に埋設された既設杭Ｐの上端側を掴んで支持する複数のクランプ装置１１…を備えたサドル１２と、サドル１２に対して前後動可能なスライドベース１３と、スライドベース１３上で左右に旋回可能なリーダーマスト１４と、リーダーマスト１４の前面に昇降可能に取り付けられたチャック装置１５と、リーダーマスト１４に対してチャック装置１５を昇降駆動するメイン油圧シリンダ１６等を備えている。

この杭圧入機１０は、硬質地盤に対して鋼矢板Ｐの圧入施工を行う場合にオーガ装置２０を併用することができる。本実施形態では、杭圧入機１０がオーガ併用工法による杭圧入施工を行うように、チャック装置１５にオーガ装置２０が挿通されている。つまり、杭圧入機１０は、鋼矢板Ｐとオーガ装置２０を地中に圧入する圧入装置として機能する。
オーガ装置２０は、その先端部にオーガヘッドＨを交換可能に備えるオーガスクリューＳと、オーガスクリューＳの周囲を覆う略円筒状のオーガケーシングＫと、オーガスクリューＳを回転させる駆動モーターＭ等を備えて構成されている（図１参照）。なお、オーガ装置２０の構成や動作は従来公知のものと同様であるので、ここでは詳述しない。

クランプ装置１１は、サドル１２の下面に設けられている。このクランプ装置１１は、例えば、先に圧入された既設の杭Ｐである鋼矢板の上端側を挟んだ状態で、図示しない油圧シリンダの駆動によりその鋼矢板の上端部を挟持して掴むことができる。つまり、クランプ装置１１は、既設杭Ｐを掴むことで杭圧入機１０を既設杭Ｐの上端部に固定する固定手段として機能する。
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Ｐを圧入したり、埋設されている杭Ｐを引き抜いたりすることができるように、杭圧入機１０を既設杭Ｐの上端部に固定し設置するようになっている。
なお、クランプ装置１１が備える固定クランプ爪と可動クランプ爪とからなるクランプ爪や、可動クランプ爪を駆動させる油圧シリンダの構成や、クランプ爪が杭Ｐを掴む動作は周知であるので、ここでは詳述しない。

スライドベース１３は、サドル１２に対し前方に移動して、リーダーマスト１４とともにチャック装置１５を水平に前側に移動させることにより、サドル１２を移動することなく、先頭のクランプ装置１１が支持している既設杭Ｐの先に、新たな２本の杭を前後方向に並べて順次圧入することを可能にする。

リーダーマスト１４は、スライドベース１３と一体的に前後に移動する。
また、リーダーマスト１４は、スライドベース１３に対し左右に旋回してチャック装置１５の向きを変えることにより、順次並んで圧入される杭の列の方向を直角に曲げたり、湾曲して曲げたりすることが可能となっている。

チャック装置１５は、その背面側がリーダーマスト１４の前面側に昇降可能に嵌合した状態とされるとともに、リーダーマスト１４とチャック装置１５に接続されたメイン油圧シリンダ１６により昇降駆動されるようになっている。
このチャック装置１５の内部には、図２に示すように、オーガ装置２０のオーガケーシングＫを掴むケーシングチャック部１と、杭Ｐを掴むパイルチャック部２とが設けられている。つまり、チャック装置１５は、ケーシングチャック部１とパイルチャック部２とを備えて構成されている。なお、図２〜図５において、オーガケーシングＫ内のオーガスクリューＳの図示は省略している。

ケーシングチャック部１は、図２〜図４に示すように、オーガケーシングＫの外周面に当接する爪部１ａと、爪部１ａを進退させる爪駆動部１ｂと、オーガケーシングＫの外周面に沿わせて配置可能なバンド１ｃと、バンド１ｃを移動させるバンド駆動部１ｄとを備えている。また、このケーシングチャック部１をチャック装置１５内で昇降させる油圧シリンダ１ｅが設けられている。

爪部１ａは、爪駆動部１ｂによってオーガケーシングＫに向けて押し出されて、オーガケーシングＫの外周面に押し付けられるように当接する。この爪部１ａがオーガケーシングＫに当接する面は、オーガケーシングＫの円筒状の外周面と略同じ曲率の曲面に形成されている。また、その曲面には複数の凹凸が設けられておりカーブ状の歯部となっている。
爪駆動部１ｂは、例えば、油圧シリンダであり、爪部１ａを進退移動させる駆動部として機能する。なお、爪駆動部１ｂは、油圧シリンダを用いることに限らず、例えば、モーター駆動によって爪部１ａを進退移動させる駆動部であってもよい。また、ケーシングチャック部本体に螺着された爪部１ａをオーガケーシングに向けて螺進させる万力のような構成を備えるものであってもよい。

バンド１ｃは、例えば、強化繊維や樹脂、皮革などからなる帯状部材であり、その両端がバンド駆動部１ｄに固定されている。このバンド１ｃは、オーガケーシングＫの外周面に密着するように変形可能な柔軟性と、強力な引張りにも耐え得る耐破断性を兼ね備えている。
バンド駆動部１ｄは、バンド１ｃを爪部１ａ側に引き寄せるように移動させる駆動部として機能する。

そして、図４に示すように、オーガケーシングＫにおける爪部１ａが当接する面とは反対側の外周面にバンド１ｃを沿わせて配置し、爪部１ａとバンド１ｃとでオーガケーシングＫを挟んだ状態で、バンド駆動部１ｄがバンド１ｃを爪部１ａ側に引き寄せることで、オーガケーシングＫを爪部１ａに引き付けることができる。
つまり、チャック装置１５にオーガケーシングＫが上下に貫通するように配され、爪部１ａとバンド１ｃとでオーガケーシングＫを挟んだ状態で、爪部１ａとバンド１ｃの少なくとも一方を他方に向けて移動させることで、ケーシングチャック部１がオーガケーシングＫを把持するようになっている。

パイルチャック部２は、図２、図５に示すように、対向して配置された可動爪２ａと固定爪２ｂを備えており、可動部である可動爪２ａは、図示しないシリンダの駆動により作動して固定爪２ｂ側に移動可能となっている。なお、固定爪２ｂがオーガケーシングＫに当接する面は、オーガケーシングＫの円筒状の外周面と略同じ曲率の曲面に形成されており、その曲面は複数の凹凸が設けられたカーブ状の歯部となっている。
そして、チャック装置１５にオーガケーシングＫと杭Ｐが上下に貫通するように配された状態でパイルチャック部２を作動させ、パイルチャック部２の可動爪２ａをオーガケーシングＫおよび杭Ｐに向けて押し出すことで、可動爪２ａとオーガケーシングＫの間に杭Ｐを挟み込み、チャック装置１５でオーガケーシングＫと杭Ｐを把持することができる。このときオーガケーシングＫはケーシングチャック部１の爪部１ａとバンド１ｃによって保持されている。
なお、チャック装置１５に杭Ｐが挿通されていない状態において、パイルチャック部２は、チャック装置１５に挿通されたオーガケーシングＫを可動爪２ａと固定爪２ｂとで掴むことが可能になっている。

そして、チャック装置１５が把持した杭ＰやオーガケーシングＫ（オーガ装置）を地中に圧入する際、チャック装置１５の昇降範囲は限られているので、杭ＰやオーガケーシングＫを把持してチャック装置１５を下降させることと、杭ＰやオーガケーシングＫ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、チャック装置１５が昇降する１ストローク分ずつ杭ＰおよびオーガケーシングＫ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ＰやオーガケーシングＫを地中に圧入することが可能になっている。

上記した杭圧入機１０は、既設杭Ｐの先に新たな杭Ｐをチャック装置１５で圧入する動作と、クランプ装置１１による既設杭Ｐの上端部の挟持と解除の動作と、サドル１２に対するスライドベース１３の前後動の動作と、を組み合わせることで、既設杭Ｐからなる杭列上を自走し移動することができる。
なお、杭圧入機１０が杭列上を自走する動作は周知であるので、ここでは詳述しない。

以上のように、本実施形態の杭圧入機１０のチャック装置１５は、爪部１ａとバンド１ｃとでオーガケーシングＫを挟むケーシングチャック部１を備えている。
このケーシングチャック部１のバンド１ｃは、オーガケーシングＫの外周面に倣ってその半面側に密着し、オーガケーシングＫを強固に保持することができるので、突起のない円筒状のオーガケーシングＫであっても、爪部１ａとバンド１ｃとでオーガケーシングＫを好適に挟んで掴むことができる。

このようなケーシングチャック部１（チャック装置１５）によって、円筒状のオーガケーシングＫを掴むことができれば、従来技術のようにオーガケーシングＫにレールなどの突起を設ける必要がなくなる。
そして、突起のない円筒状のオーガケーシングＫを用いることでオーガ装置２０による掘削効率を向上させることができ、杭Ｐを地中に圧入して杭列を施工する施工効率の向上を図ることが可能になる。
また、突起のないシンプルな円筒状のオーガケーシングＫであれば、その製作コストを抑えることができるとともに、オーガケーシングＫの軽量化を図ることができる。オーガケーシングＫを軽量化することで、施工時に用いるクレーンを小型化することができ、施工コストを抑えることができる。また、大型のクレーンを使用できない現場での施工が可能になる。

また、バンド１ｃは、オーガケーシングＫの外周面に倣って変形することができるので、ケーシングチャック部１で様々な径のオーガケーシングＫを掴むことや、円筒状でないオーガケーシングＫ（例えば、従来技術のような突起を有するオーガケーシングＫ）を掴むこともできる。
つまり、このケーシングチャック部１（チャック装置１５）を備えた杭圧入機１０は、様々なオーガ装置２０を併用する施工が可能な、汎用性のある圧入装置として使用することができる。

このように、ケーシングチャック部１を有するチャック装置１５を備えた杭圧入機１０は、オーガ装置２０を併用して好適な施工を行うことができる杭圧入機である。

なお、本発明の適用は上述した実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

１ ケーシングチャック部
１ａ 爪部
１ｂ 爪駆動部（駆動部）
１ｃ バンド
１ｄ バンド駆動部（駆動部）
１ｅ 油圧シリンダ
２ パイルチャック部
２ａ 可動爪（可動部）
２ｂ 固定爪
１０ 杭圧入装置
１５ チャック装置
２０ オーガ装置
Ｋ オーガケーシング
Ｐ 杭

Claims (3)

1. 杭とオーガ装置を地中に圧入する杭圧入機であって、
   当該杭圧入機は、前記杭と前記オーガ装置のオーガケーシングを掴むチャック装置を備え、
   前記チャック装置は、
   前記オーガケーシングの外周面に当接する爪部と、
   前記オーガケーシングにおける前記爪部が当接する面とは反対側の外周面に倣って変形可能であり、その外周面に沿わせて配置可能な帯状のバンドと、
   前記爪部と前記バンドで前記オーガケーシングを挟んだ状態で、前記爪部と前記バンドの少なくとも一方を他方に向けて移動させる駆動部と、
   を備えたことを特徴とする杭圧入機。
2. 前記チャック装置は、前記爪部と前記バンドで保持されている前記オーガケーシングに向けて移動する可動部を備え、
   前記可動部と前記オーガケーシングの間に前記杭を挟み込むことで、前記杭を掴むことを特徴とする請求項１に記載の杭圧入機。
3. 杭とオーガ装置を地中に圧入する杭圧入機であって、
   当該杭圧入機は、前記杭と前記オーガ装置のオーガケーシングを掴むチャック装置を備え、
   前記チャック装置は、
   前記オーガケーシングの外周面に当接する爪部と、
   前記オーガケーシングにおける前記爪部が当接する面とは反対側の外周面に沿わせて配置可能なバンドと、
   前記爪部と前記バンドで前記オーガケーシングを挟んだ状態で、前記爪部と前記バンドの少なくとも一方を他方に向けて移動させる駆動部と、を備えるとともに、
   さらに前記チャック装置は、前記爪部と前記バンドで保持されている前記オーガケーシングに向けて移動する可動部を備え、前記可動部と前記オーガケーシングの間に前記杭を挟み込むことで、前記杭を掴むことを特徴とする杭圧入機。

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