JP6103575B2 - 場所打ち杭施工装置及び場所打ち杭施工方法 - Google Patents
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Description
また、水上や軟弱地盤などに場所打ち杭を施工する際には、施工装置が移動するための仮桟橋を設けなければならず、作業が煩雑になることがあった。
装置本体に設けられ、上下動してケーシングパイプを地中に押し込む押込手段と、
既設のケーシングパイプに前記装置本体を固定する固定手段と、
前記装置本体を既設のケーシングパイプの列上を移動させる移動手段と、
前記ケーシングパイプ内の地盤を掘削して縦穴を形成する掘削手段と、
を備え、
前記縦穴を形成した箇所に場所打ち杭を施工する場所打ち杭施工装置であって、
前記押込手段は、地盤を掘削する前記掘削手段に回転力を付与することを特徴とする。
また、請求項2に記載の発明は、
装置本体に設けられ、上下動してケーシングパイプを地中に押し込む押込手段と、
既設のケーシングパイプに前記装置本体を固定する固定手段と、
前記装置本体を既設のケーシングパイプの列上を移動させる移動手段と、
前記ケーシングパイプ内の地盤を掘削して縦穴を形成する掘削手段と、
を備え、
前記縦穴を形成した箇所に場所打ち杭を施工する場所打ち杭施工装置であって、
前記押込手段は、地盤を掘削する前記掘削手段を上下に移動させることを特徴とする。
また、請求項3に記載の発明は、
装置本体に設けられ、上下動してケーシングパイプを地中に押し込む押込手段と、
既設のケーシングパイプに前記装置本体を固定する固定手段と、
前記装置本体を既設のケーシングパイプの列上を移動させる移動手段と、
前記ケーシングパイプ内の地盤を掘削して縦穴を形成する掘削手段と、
を備え、
前記縦穴を形成した箇所に場所打ち杭を施工する場所打ち杭施工装置であって、
前記押込手段の上下動に連動して、前記縦穴に注入されたコンクリート材料を圧密する加圧手段を備えたことを特徴とする。
掘削手法が異なる複数種類の掘削手段を交換可能に備えることを特徴とする。
前記押込手段は、地中に押し込む前記ケーシングパイプを回転させることを特徴とする。
ケーシングパイプを地中に押し込み杭列を形成する工程と、
前記ケーシングパイプの杭列上を移動するとともに、前記ケーシングパイプに場所打ち杭施工装置を固定した状態で、所定のケーシングパイプ内の地盤を掘削し縦穴を形成する工程と、
前記縦穴にコンクリート材料を注入して場所打ち杭を施工する工程と、
を含むことを特徴とする。
前記縦穴の深さよりも短いケーシングパイプを使用することを特徴とする。
請求項8に記載の発明は、請求項6又は7に記載の場所打ち杭施工方法において、
前記縦穴にコンクリート材料を注入する前に、鉄筋籠を前記押込手段で支えつつ前記縦穴内に建て込む工程を含むことを特徴とする。
前記縦穴に注入したコンクリート材料が固化する前に、その縦穴内の前記コンクリート材料を圧密する工程を含むことを特徴とする。
前記縦穴に注入したコンクリート材料が固化する前に、その縦穴に配されているケーシングパイプを引き抜く工程を含むことを特徴とする。
前記場所打ち杭は、少なくとも前記ケーシングパイプと、前記縦穴に注入したコンクリート材料とを含んで構成されていることを特徴とする。
特に、クランプ装置11は、掴んで支持したケーシングパイプPから反力を取って、場所打ち杭施工装置1が新たにケーシングパイプPを圧入することや、アースドリル18で地盤Gを掘削することができるように、場所打ち杭施工装置1を既設のケーシングパイプPの上端部に固定し設置す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ケーシングパイプ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。また、リーダマスト14が旋回することで、場所打ち杭施工装置1の側方や後方から供給されてくるケーシングパイプなどをクレーン装置17で吊り込むことが可能となる。
このチャック装置15の内部には、所定の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ケーシングパイプPを外側の四方から押圧して把持する杭把持部15aが設けられている。
そして、チャック装置15が把持したケーシングパイプPを地盤G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、ケーシングパイプを把持してチャック装置15を下降させることと、ケーシングパイプ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ストローク分ずつケーシングパイプ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ケーシングパイプを地中に圧入することが可能になっている。つまり、チャック装置15は、ケーシングパイプPを地中に押し込む押込手段として機能する。
また、杭把持部15aは、把持したケーシングパイプPを軸心に回転することができ、そのケーシングパイプPを回転させながらチャック装置15を下降させることによって、ケーシングパイプPを地中に回転圧入することができる。
このアタッチメント15bは、例えば、上下に貫通した状態のアースドリル18や押固め装置19を外側から押圧して保持する4つのシリンダを備えている(図1(b)参照)。
そして、チャック装置15は、アタッチメント15bでアースドリル18を保持した状態で、そのアタッチメント15bを把持している杭把持部15aを回転させることによって、地盤Gを掘削するアースドリル18に回転力を付与することができる。つまり、この場所打ち杭施工装置1は、チャック装置15によってアースドリル18を回転させて地盤Gを掘削することができる。
また、チャック装置15は、アタッチメント15bで押固め装置19を保持した状態で、そのアタッチメント15bごと上下動することによって、押固め装置19を上下に移動させる駆動力を付与することができる。つまり、この場所打ち杭施工装置1は、チャック装置15と押固め装置19との協動によって、押固め装置19を上下動させ、コンクリート材料や地盤などを押し固めることができる。
なお、いわゆる杭圧入装置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。
なお、ワイヤ17cは、図示しないウインチによる巻き上げや巻き下げが行われるようになっており、そのワイヤ17cの巻き上げや巻き下げに伴い、吊治具や吊治具に連結されているケーシングパイプなどが上げ下げされるようになっている。
このアースドリル18は、チャック装置15によって回転されて地盤Gを掘削する。
また、アースドリル18は、チャック装置15が上下動することに伴い上下に移動するので、その上下方向に進退する力を利用した掘削を行うことができる。
なお、場所打ち杭施工装置1に装着する掘削手段はアースドリル18に限らず、例えば掘削手段は、オーガ181(図2(a)参照)、クラムシェル182(図2(b)参照)、ハンマーグラブ183(図2(c)参照)などであってもよい。これら掘削手法が異なる複数種類の掘削手段は、地盤Gの状態や施工箇所の状況などに応じて交換可能であり、最適と判断された掘削手段がクレーン装置17(吊治具)に連結され、場所打ち杭施工装置1に装着される。つまり、場所打ち杭施工装置1は、アースドリル18などの掘削機を着脱自在に備えている。
この押固め装置19は、チャック装置15によって上下動されて、コンクリート材料Kを縦穴H内に圧密する加圧処理を施す。
なお、押固め装置19は、クレーン装置17(吊治具)に連結され、場所打ち杭施工装置1に装着される。つまり、場所打ち杭施工装置1は、押固め装置19を着脱自在に備えている。
この場所打ち杭施工装置1のクレーン装置17で、作業現場に搬入されたケーシングパイプPを吊り込み、そのケーシングパイプPをチャック装置15に供給して装着する。図3に示すように、チャック装置15にケーシングパイプPを装着した後、場所打ち杭施工装置1のチャック装置15を昇降させて、ケーシングパイプPを地中に圧入する。
そして、連設したケーシングパイプPの列である杭列上を自走させて場所打ち杭施工装置1を移動し、その杭列に並べて新たなケーシングパイプPを地中に圧入することを繰り返して、所定数のケーシングパイプPを地盤Gに建て込む。
そして、図4に示すように、場所打ち杭施工装置1のチャック装置15でアースドリル18を回転させるとともに、そのアースドリル18を下降させていき、ケーシングパイプP内の地盤Gを掘削・排土して縦穴Hを形成する。アースドリル18は縦穴Hの形成後に引き上げられ、クレーン装置17から外される。
なお、縦穴Hは、ケーシングパイプPよりも深く掘削して形成されている。換言すれば、形成する縦穴Hの深さよりも短いケーシングパイプPを使用している。ケーシングパイプPは、場所打ち杭施工装置1を支持することや、アースドリル18を地中に案内することが可能な長さを有していればよく、そのような必要な長さを有しつつ短いものが好ましい。ケーシングパイプPが短ければ、地中に圧入する作業時間や後述する引き抜き作業時間を短縮することができ、工費を削減することができる。
なお、トレミー管20によって縦穴Hの底部からコンクリート材料Kを打設する際、トレミー管20の先端側がある程度コンクリート材料に埋まっている状態を維持しつつ、クレーン装置17でトレミー管20を徐々に引き上げることが好ましい。
そして、図7に示すように、場所打ち杭施工装置1のチャック装置15で押固め装置19を上下動させて、コンクリート材料Kを縦穴H内に圧密する。押固め装置19は圧密・加圧処理後に引き上げられ、クレーン装置17から外される。
なお、ケーシングパイプPを引き抜く過程で場所打ち杭施工装置1を自走させ、一つ後方(図中左方)のケーシングパイプP上に場所打ち杭施工装置1を移動させることが、施工作業を繰り返すうえで好ましい。
また、ケーシングパイプPを引き抜かずに、ケーシングパイプPと固化したコンクリート材料Kを含んで構成される場所打ち杭Kを施工するようにしてもよい。場所打ち杭Kの上部にケーシングパイプPが固着された基礎杭は、高い強度を有するので好ましい。
そして、縦穴Hに打設したコンクリート材料Kが固化することで、場所打ち杭Kが出来上がり、全ての場所打ち杭Kが完成して、場所打ち杭の施工作業が終了する。
具体的に、場所打ち杭施工装置1は、ケーシングパイプPの杭列上を自走し移動することができるので、軟弱地盤での施工や水上施工が可能であり、施工箇所の自由度が高く、様々な状況下で場所打ち杭Kの施工を良好に行うことができる。
また、場所打ち杭施工装置1は、チャック装置15とクレーン装置17に加え、アースドリル18などの掘削機や押固め装置19を着脱自在に備えており、場所打ち杭Kの施工に必要な構成を一体化した装置であるので、場所打ち杭Kの施工を効率的に行うことができる。
また、この場所打ち杭施工装置1におけるアースドリル18は、チャック装置15によって回転されたり上下動されたりするので、アースドリル18自体が回転機構や上下動機構を備えなくてもよく、装置本体をコンパクト化するとともに低コスト化を図ることができる。
また、この場所打ち杭施工装置1における押固め装置19は、チャック装置15によって上下動されるので、押固め装置19自体が上下動機構を備えなくてもよく、装置本体をコンパクト化するとともに低コスト化を図ることができる。
なお、図10は、ケーシングパイプP内の地盤Gを掘削して縦穴Hを形成する縦穴形成工程を示している。
杭列上を自走可能な搬送装置Cによって、施工に必要な材料や装置を場所打ち杭施工装置1の近傍に搬送できれば、効率的に場所打ち杭Kの施工を行うことができる。特に、例えば水上施工を行う際に、場所打ち杭施工装置1が岸や陸地から離れても、好適に施工作業を継続することができる。
なお、図11は、トレミー管20をクレーン装置17で吊り下げて、コンクリート材料Kを縦穴Hへ注入する打設工程を示している。
11 クランプ装置(固定手段、移動手段)
12 サドル
13 スライドベース(移動手段)
14 リーダマスト
15 チャック装置(押込手段、移動手段)
15a 杭把持部
15b アタッチメント
16 メイン油圧シリンダ
17 クレーン装置
18 アースドリル(掘削手段)
18a バケット
181 オーガ(掘削手段)
182 クラムシェル(掘削手段)
183 ハンマーグラブ(掘削手段)
19 押固め装置(加圧手段)
20 トレミー管
21 バッチャープラント
G 地盤
P ケーシングパイプ
H 縦穴
B 鉄筋籠
K 場所打ち杭,コンクリート材料
C 搬送装置
Claims (11)
- 装置本体に設けられ、上下動してケーシングパイプを地中に押し込む押込手段と、
既設のケーシングパイプに前記装置本体を固定する固定手段と、
前記装置本体を既設のケーシングパイプの列上を移動させる移動手段と、
前記ケーシングパイプ内の地盤を掘削して縦穴を形成する掘削手段と、
を備え、
前記縦穴を形成した箇所に場所打ち杭を施工する場所打ち杭施工装置であって、
前記押込手段は、地盤を掘削する前記掘削手段に回転力を付与することを特徴とする場所打ち杭施工装置。 - 装置本体に設けられ、上下動してケーシングパイプを地中に押し込む押込手段と、
既設のケーシングパイプに前記装置本体を固定する固定手段と、
前記装置本体を既設のケーシングパイプの列上を移動させる移動手段と、
前記ケーシングパイプ内の地盤を掘削して縦穴を形成する掘削手段と、
を備え、
前記縦穴を形成した箇所に場所打ち杭を施工する場所打ち杭施工装置であって、
前記押込手段は、地盤を掘削する前記掘削手段を上下に移動させることを特徴とする場所打ち杭施工装置。 - 装置本体に設けられ、上下動してケーシングパイプを地中に押し込む押込手段と、
既設のケーシングパイプに前記装置本体を固定する固定手段と、
前記装置本体を既設のケーシングパイプの列上を移動させる移動手段と、
前記ケーシングパイプ内の地盤を掘削して縦穴を形成する掘削手段と、
を備え、
前記縦穴を形成した箇所に場所打ち杭を施工する場所打ち杭施工装置であって、
前記押込手段の上下動に連動して、前記縦穴に注入されたコンクリート材料を圧密する加圧手段を備えたことを特徴とする場所打ち杭施工装置。 - 掘削手法が異なる複数種類の掘削手段を交換可能に備えることを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の場所打ち杭施工装置。
- 前記押込手段は、地中に押し込む前記ケーシングパイプを回転させることを特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載の場所打ち杭施工装置。
- 請求項1〜5の何れか一項に記載の場所打ち杭施工装置を用いて、場所打ち杭を施工する場所打ち杭施工方法であって、
ケーシングパイプを地中に押し込み杭列を形成する工程と、
前記ケーシングパイプの杭列上を移動するとともに前記ケーシングパイプに場所打ち杭施工装置を固定した状態で、所定のケーシングパイプ内の地盤を掘削し縦穴を形成する工程と、
前記縦穴にコンクリート材料を注入して場所打ち杭を施工する工程と、
を含むことを特徴とする場所打ち杭施工方法。 - 前記縦穴の深さよりも短いケーシングパイプを使用することを特徴とする請求項6に記載の場所打ち杭施工方法。
- 前記縦穴にコンクリート材料を注入する前に、鉄筋籠を前記押込手段で支えつつ前記縦穴内に建て込む工程を含むことを特徴とする請求項6又は7に記載の場所打ち杭施工方法。
- 前記縦穴に注入したコンクリート材料が固化する前に、その縦穴内の前記コンクリート材料を圧密する工程を含むことを特徴とする請求項6〜8の何れか一項に記載の場所打ち杭施工方法。
- 前記縦穴に注入したコンクリート材料が固化する前に、その縦穴に配されているケーシングパイプを引き抜く工程を含むことを特徴とする請求項6〜9の何れか一項に記載の場所打ち杭施工方法。
- 前記場所打ち杭は、少なくとも前記ケーシングパイプと、前記縦穴に注入したコンクリート材料とを含んで構成されていることを特徴とする請求項6〜9の何れか一項に記載の場所打ち杭施工方法。
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