JP6354480B2 - 鋼管杭圧入装置およびその方法 - Google Patents

Description

本発明は、ビルディング等の重量物を建設する場合の基礎工事として、或いは既設の基礎補強等の構造物アンダーピニング工法を実施する際の、土中に鋼管杭を圧入する鋼管圧入装置およびその方法に関するものである。

〈従来の鋼管杭圧入方法〉
従来この種の鋼管杭圧入方法として、例えば、特許文献１〜３に記載されているような鋼管杭圧入方法がある。

特開２０１３−５７２１４号公報 特開２００６−６３７１１号公報 特公平０６−４３２２４号公報

〈従来の鋼管杭圧入方法〉
従来の鋼管杭圧入工法は、既存基礎下端に油圧ジャッキを設置し、建物自重を反力として鋼管杭先端を支持地盤まで圧入していた。
図９は従来の鋼管杭圧入方法を説明する図で、地中に立てた鋼管杭を地中に圧入し、さらに別の鋼管杭を継ぎ足して溶接するまでを説明する図である。

〈ステップ１〉
図９（１）において、ビルディング等の重量のある建物（駆体）の基礎Ｂの下に油圧ジャッキＪを逆向きにしてアンカーで固定する。
〈ステップ２〉
鋼管杭Ｊ１を図９（１）の油圧ジャッキＪの真下まで運搬し、立て起こした後、油圧ジャッキＪのシリンダＪｓを図９（２）のように伸張して鋼管杭Ｋ１を下方に押し込み、土中Ｇに圧入する。
〈ステップ３〉
鋼管杭Ｋ１を土中Ｇに圧入後、油圧ジャッキＪのシリンダＪｓを元の位置に戻して、油圧ジャッキＪと鋼管杭Ｋ１との間に隙間を作り、その隙間に調整材Ｓ１を挿入して図９（３）のように鋼管杭Ｋ１の上に載置する。
〈ステップ４〉
図９（４）において、油圧ジャッキＪのシリンダＪｓを伸張して調整材Ｓ１を下方に押し込むことにより、調整材Ｓ１の長さだけさらに鋼管杭Ｋ１を土中Ｇに圧入する。
〈ステップ５〉
図９（５）において、油圧ジャッキＪのシリンダＪｓを元の位置に戻して、再び油圧ジャッキＪと調整材Ｓ１との間に隙間を作る。
〈ステップ６〉
図９（６）において、調整材Ｓ１の上に別の調整材Ｓ２を載置する。
〈ステップ７〉
図９（７）において、油圧ジャッキＪのシリンダＪｓを伸張して調整材Ｓ２を下方に押し込むことにより、調整材Ｓ２の長さだけさらに鋼管杭Ｋ１を土中Ｇに圧入する。
〈ステップ８〉
以後、これを繰り返す。すなわち、調整材Ｓ２の上に調整材Ｓ３を載置して調整材Ｓ３を下方に押し込んで、調整材Ｓ３の長さだけさらに鋼管杭Ｋ１を土中Ｇに圧入し、さらに調整材Ｓ３の上に調整材Ｓ４を載置して調整材Ｓ４を下方に押し込んで、調整材Ｓ４の長さだけさらに鋼管杭Ｋ１を土中Ｇに圧入する。
その後、調整材Ｓ１〜Ｓ４を油圧ジャッキＪの下から除去して、新たな鋼管杭Ｋ２を鋼管杭Ｋ１の上に載置する。図９（８）は、調整材Ｓ１〜Ｓ４を油圧ジャッキＪの下から除去して、新たな鋼管杭Ｋ２を鋼管杭Ｋ１の上に載置しようとしている状態を示している。
〈ステップ９〉
鋼管杭Ｋ２と鋼管杭Ｋ１の繋ぎ目を溶接によって一体化した後、油圧ジャッキＪのシリンダＪｓを伸張して鋼管杭Ｋ２を下方に押し込むことにより、鋼管杭Ｋ２と鋼管杭Ｋ１はシリンダＪｓのストローク分だけ土中Ｇに圧入される。図９（９）は鋼管杭Ｋ２と鋼管杭Ｋ１をシリンダＪｓのストローク分だけ土中Ｇに圧入した状態を示している。

〈ステップ１０〉
以上説明したことと実質同じことがこの後も繰り返されるので、図示は割愛する。ステップ１０では、図９（９）の状態から油圧ジャッキＪのシリンダＪｓを元の位置に戻すと、油圧ジャッキＪと鋼管杭Ｋ２との間に隙間ができる。そこでステップ３のように、（図９（３）では鋼管杭Ｋ１の上に調整材Ｓ１を載置したが）鋼管杭Ｋ２の上に調整材Ｓ１を載置し、ステップ４のように油圧ジャッキＪのシリンダＪｓを伸張して調整材Ｓ１を下方に押し込み、ステップ５のように油圧ジャッキＪのシリンダＪｓを元の位置に戻して、ステップ６のように調整材Ｓ２を調整材Ｓ１の上に載置し、ステップ７のように油圧ジャッキＪのシリンダＪｓを伸張して調整材Ｓ２を下方に押し込む。最終的に、調整材Ｓ４を下方に押し込んで、調整材Ｓ４の長さだけ鋼管杭Ｋ２を土中Ｇに圧入した後、調整材Ｓ１〜Ｓ４を油圧ジャッキＪの下から除去して、図９（８）のように、新たな鋼管杭Ｋ３を鋼管杭Ｋ２の上に載置して、鋼管杭Ｋ３と鋼管杭Ｋ２の繋ぎ目を溶接した後、鋼管杭Ｋ３を下方に押し込み、溶接された鋼管杭Ｋ３、Ｋ２、Ｋ１の３本が１本の長い鋼管杭となって土中に圧入されたことになる。
ステップ１０を１回繰り返す毎に、１本の鋼管杭が新たに圧入されることになるので、土中に圧入したい数の鋼管杭になるまでステップ１０を繰り返すことで所望の数の鋼管杭を土中に圧入することができる。

以上の作業はすべて人力で行われた。すなわち、建物の基礎に油圧ジャッキを取り付ける作業、横になっている鋼管杭にアンカーを取り付けてワイヤを掛けてチエーンブロックなどで起こして、油圧ジャッキの下まで運ぶ作業、建て込み位置に合わせるために微調整する作業、鋼管杭の上に調整部材を載置する作業、鋼管杭の上に別の鋼管杭を載置する作業はすべて人力で行なわれており、建物の大型化、労働力の減少等が懸念される中、安全作業と省人力化作業が求められた。また、従来工法では、油圧ジャッキの取り付けおよび取り外しに手間がかかるため多数の油圧ジャッキを用意して先行取り付けする必要があった。したがって、油圧ジャッキを簡単に取り外すことができないため、溶接時間中は油圧ジャッキを他の場所での圧入作業に流用することができないので、圧入作業は手待ち時間となる。
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的は鋼管杭圧入施工の機械化を促進し、安全で効率良く鋼管杭を圧入できる装置と方法を提供することにある。

上記の課題を解決するため、本発明（１）〜（１１）は次のことを特徴としている。
（１）油圧ジャッキと、前記油圧ジャッキをシリンダを下向きにして取り付けるジャッキユニットと、を備えた鋼管杭圧入装置において、前記ジャッキユニットは、車両系建設機械が備えたリフトの爪に前記ジャッキユニットを取り付ける構造と、前記油圧ジャッキの伸長方向が鋼管杭圧入方向と同一になるように前記油圧ジャッキの角度を調整する全方位角度調整機構と、鋼管杭圧入方向に対して垂直な面上で前記車両系建設機械の進行方向に直交する方向に沿って前記油圧ジャッキの位置を調整する位置調整機構と、を備えたことを特徴とする鋼管杭圧入装置。
（２）前記ジャッキユニットを取り付ける構造は、前記爪が入り込む爪挿入穴であり、前記ジャッキユニットの底部に設けられることを特徴とする上記（１）記載の鋼管杭圧入装置。
（３）前記全方位角度調整機構は、前記油圧ジャッキの円筒部を両側から挟みつけて把持している２つの油圧ジャッキ把持装置を備え、前記２つの油圧ジャッキ把持装置にはそれぞれ第１回転軸が固定されており、前記第１回転軸は、額縁状矩形枠の対向する２つの第１側面にそれぞれ取り付けられた第１軸受に回転可能に収容され、前記額縁状矩形枠の前記第１回転軸の取り付けられていない対向する残りの２つの第２側面には、それぞれ第２回転軸が固定されており、前記第２回転軸は、基台フレームの上部に取り付けられた第２軸受に回転可能に収容され、前記額縁状矩形枠の前記２つの第１側面は、鋼管杭圧入方向に対して垂直な面上で前記車両系建設機械の進行方向に直交する方向に沿って配置され、前記ジャッキユニットの上面視において、前記第１回転軸の軸線と前記第２回転軸の軸線が前記油圧ジャッキ上で直交することを特徴とする上記（１）または（２）記載の鋼管杭圧入装置。
（４）前記位置調整機構は、前記額縁状矩形枠の前記２つの第１側面にそれぞれ取り付けられ、前記第１軸受を鋼管杭圧入方向に対して垂直な面上で前記車両系建設機械の進行方向に直交する方向に移動する直動装置を備え、前記直動装置を構成する矩形枠の内側底部に水平方向にレールが敷設されており、前記レールの上に前記第１軸受が載置されていることを特徴とする上記（３）記載の鋼管杭圧入装置。
（５）前記第１軸受には、鋼管杭圧入方向に対して垂直な面上で前記車両系建設機械の進行方向に直交する方向にネジ穴が貫通して切ってあり、前記ネジ穴に螺合し貫通するネジ軸が前記矩形枠の対向する２つの面で両持ち支持されてかつ回転可能に設けられていることを特徴とする上記（４）記載の鋼管杭圧入装置。
（６）円筒部分と、前記円筒部分の上端全周を囲む鍔と、前記円筒部分の底とから成るシルクハットの形状をしたハット型ストローク調整材の前記底を前記油圧ジャッキのシリンダの先端に固定したことを特徴とする上記（１）〜（５）のいずれかに記載の鋼管杭圧入装置。
（７）前記円筒部分の外径は対象となる鋼管杭の内径より小さく、前記鍔の外径は前記鋼管杭の内径より大きく、これによって、前記鋼管杭の穴の中に前記円筒部分を挿入させかつ前記鍔が前記鋼管杭の縁部に当接して前記円筒部分がそれ以上前記鋼管杭の穴の中に挿入することを阻止することを特徴とする上記（６）に記載の鋼管杭圧入装置。
（８）爪付きリフトを有する車両系建設機械において、上記（２）に記載の鋼管杭圧入装置の前記爪挿入穴に前記リフトの爪を差し込んで、前記鋼管杭圧入装置を上下移動させることができることを特徴とする鋼管杭圧入装置付き車両系建設機械。
（９）上記（６）または（７）に記載の鋼管杭圧入装置を用いて鋼管杭を建物の下の土中に圧入する鋼管杭圧入方法において、
前記油圧ジャッキの前記シリンダを伸張させて、前記シリンダの先端のハット型ストローク調整材の前記円筒部分を前記鋼管杭の穴の中に挿入して、前記鋼管杭を固定させるステップと、
対象とする建物の真下まで前記鋼管杭を運搬して、圧入位置に前記鋼管杭を立てるステップと、
前記シリンダを伸張させて、前記ハット型ストローク調整材の鍔で前記鋼管杭を土中に圧入するステップと、を備えることを特徴とする鋼管杭圧入方法。
（１０）上記（９）に記載の鋼管杭圧入方法のステップに続いて、前記シリンダを元に戻して、前記圧入された鋼管杭の上に別の鋼管杭を載置して、両者を溶接するステップと、
前記シリンダを伸張させて前記ハット型ストローク調整材の前記鍔で、前記溶接された別の鋼管杭を土中に圧入するステップと、
によって、前記鋼管杭と前記別の鋼管杭を縦に繋げて土中に圧入することを特徴とする鋼
管杭圧入方法。
（１１）上記（９）または（１０）に記載の鋼管杭圧入方法における前記ハット型ストローク調整材の前記鍔で前記鋼管杭を土中に圧入するステップに続いて、
前記シリンダを元に戻して、前記圧入された鋼管杭の上に鉄板を載置するステップと、
前記シリンダを伸張させて、前記ハット型ストローク調整材の前記円筒部分の下端で前記鉄板を下方に押しつけて、土中に圧入されていた前記鋼管杭を土中にさらに圧入するステップと、を含むことを特徴とする鋼管杭圧入方法。

本発明の鋼管杭圧入装置によれば、重量物であるジャッキと鋼管材、ストローク調整材を汎用性の高い車両系建設機械に簡易に取り付け、全方位角度調整可能に圧入位置の調整を行い、精度高く施工を行える。従って、従来の工法に比して、重量物を人力で設置する必要もなく、ジャッキ、ストローク調整材、継ぎ足し鋼管材まで機械での設置が可能となり、更に、盛り替え作業の簡便化と溶接作業の低減も図ることが出来る。更に、安全作業で施工可能で省人力化も併せて図れる。また、ジャッキユニットは全方位角度調整機構により油圧ジャッキを全方位に角度調整することができるので、車両系建設機械が傾いても、また建物の基礎が傾いていても、常に鋼管杭を鉛直に保持できるようになる。また、ジャッキユニットは位置調整機構により油圧ジャッキを鋼管杭圧入方向に対して垂直な面上で車両系建設機械の進行方向に直交する方向に沿って位置調整することができるので、車両系建設機械が所定の圧入位置から車両系建設機械の横幅方向に若干ずれて停車した場合、ジャッキユニットを所定の位置に調整することができるため、車両系建設機械の面倒な幅寄せをし直さなくても良い。
本発明の鋼管杭圧入方法によれば、重量物であるジャッキと鋼管材、ストローク調整材を汎用性の高い車両系建設機械に簡易に取り付け、全方位角度調整可能に圧入位置の調整を行い、精度高く施工を行える。従って、従来の工法に比して、重量物を人力で設置する必要もなく、ジャッキ、ストローク調整材、継ぎ足し鋼管材まで機械での設置が可能となり、更に、盛り替え作業の簡便化と溶接作業の低減も図ることが出来る。更に、安全作業で施工可能で省人力化も併せて図れる。
また、鋼管杭を圧入するには、従来は「油圧ジャッキの高さ」と「鋼管杭の高さ」の和以上のスペースが建物基礎と地面との間に必要であったが、本発明ではストローク調整材と鉄板を用いることで、「油圧ジャッキの高さー鋼管杭の中に入り込むストローク調整材の長さ」と「鋼管杭の高さ」の和だけの狭いスペースで圧入作業ができるようになる。

図１は本発明に係る鋼管杭圧入装置の斜視図である。 図２は本発明に係るハット型ストローク調整材（以後、「ハット型調整材」と略す。）を図１の鋼管杭圧入装置に取り付けたハット型調整材付き鋼管杭圧入装置の三面図で、図２（Ａ）は平面図、図２（Ｂ）は正面図、図２（Ｃ）は側面図である。 図３はハット型調整材付き鋼管杭圧入装置をフォークリフトに取り付けたときの三面図で、図３（Ａ）は平面図、図３（Ｂ）は正面図、図３（Ｃ）は側面図である。ある。 図４〜図８は本発明に係るハット型調整材付き鋼管杭圧入装置を用いて、３本の鋼管杭を圧入するまでを説明する図で、図４はそのステップ（１）〜（４）で、１本目の鋼管杭を半分地中に圧入するまでの概念図である。 図５はそのステップ（５）〜（８）で、１本目の鋼管杭を全部地中に圧入するまでの概念図である。 図６はそのステップ（９）〜（１２）で、２本目の鋼管杭を半分地中に圧入するまでの概念図である。 図７はそのステップ（１３）〜（１６）で、２本目の鋼管杭を全部地中に圧入するまでの概念図である。 図８はそのステップ（１７）〜（２０）で、３本目の鋼管杭を全部地中に圧入して、本発明に係るハット型調整材付き鋼管杭圧入装置が現場から退場するまでの概念図である。 図９は従来の鋼管杭圧入方法を説明する図である。

以下、本発明に係る鋼管杭圧入装置について、図１〜図２を基に説明する。
図１は本発明に係る鋼管杭圧入装置の斜視図、図２は本発明に係るハット型調整材付き鋼管杭圧入装置の三面図である。

〈本発明に係るハット型調整材付き鋼管杭圧入装置１〉
図１において、本発明に係るハット型調整材付き鋼管杭圧入装置１は、鋼管杭圧入装置１０とハット型調整材４０とから構成される。

〈鋼管杭圧入装置１０〉
鋼管杭圧入装置１０は、油圧ジャッキ２０と、この油圧ジャッキ２０を把持するジャッキユニット３０とから構成される。
鋼管杭圧入装置１０によれば以下に説明するジャッキユニット３０を備えているので、重量物の油圧ジャッキ２０と鋼管杭Ｋ１、ハット型ストローク調整材４０を汎用性の高い車両系建設機械（フォークリフトやバックホーなど）５０に簡易に取り付けることができ、また、鋼管杭圧入装置１０の全方位角度調整可能に圧入位置の調整を行い、精度高く施工を行なうことができる。

〈油圧ジャッキ２０〉
ここで使用する油圧ジャッキ２０は、油圧ポンプから油圧ホースを介してジャッキ本体内に作動油を送ってシリンダ２０Ｓを伸張させる構造のものであれば何でもよいが、特に複動型油圧ジャッキが推奨される。その理由は、本件のように油圧ジャッキを逆さ使いにしてかつハット型調整材のようにある程度重量のあるものを付けた場合、伸長側の圧を抜いても内蔵のスプリングの力だけでは戻らない可能性がある。そこで、シリンダーの戻し側にも油を送り、油圧によりシリンダーを戻すタイプのジャッキである複動型油圧ジャッキはこの場合に最適である。

〈ジャッキユニット３０〉
ジャッキユニット３０は本発明により全方位角度調整機構とＸ方向位置調整機構とを備えている。以下、全方位角度調整機構とＸ方向位置調整機構について説明する。

《ジャッキユニット３０の全方位角度調整機構》
油圧ジャッキ２０の円筒部を両側から挟みつけて把持している２つの油圧ジャッキ把持装置３１、３１にはそれぞれ回転軸３１Ａ、３１Ａが固定されており、その回転軸３１Ａ、３１Ａは額縁状矩形枠３２の対向する２つの側面にそれぞれ取り付けられた軸受３２Ａ、３２Ａに回転可能に収容されている。
また、額縁状矩形枠３２の前記回転軸３１Ａ、３１Ａの取り付けられていない対向する残りの２つの側面には、それぞれ回転軸３２Ａ、３２Ａが固定されており、その回転軸３２Ａ、３２Ａは基台フレーム３３、３３の上部に取り付け部材３３Ｂ、３３Ｂでそれぞれ取り付けられた軸受３３Ａ、３３Ａに回転可能に収容されている。このように、油圧ジャッキ２０は回転軸３１Ａを中心に回転可能であり、かつ回転軸３２Ａを中心に回転可能であるので、全方位角度調整可能となっている。
ジャッキユニット３０は油圧ジャッキを自動的に全方位に角度調整することができるので、フォークリフト５０が傾いても、また建物の基礎が傾いていても、常に鋼管杭を鉛直に保持できるようになる。

《ジャッキユニット３０のＸ方向位置調整機構》
回転軸３１Ａを回転可能に支持している軸受３２Ａは、額縁状矩形枠３２の側面に設けられた次のような直動装置３２Ｓによって水平方向に移動できるようになっている。すなわち、直動装置３２Ｂを構成する矩形枠３２Ｋの内側底部に水平方向にレール３２Ｒが敷設されており、そのレール３２Ｒの上に軸受３２Ａが載置されている。また、軸受３２Ａには水平方向にネジ穴３２Ｈが貫通して切ってあり、そのネジ穴３２Ｈに螺合し貫通する長尺のネジ軸３２Ｎが矩形枠３２Ｋの対向する２つの面で両持ち支持されてかつ回転可能に設けられている。また、軸受３２Ａにはネジ穴３２Ｈに干渉しない部位にて回転軸３１Ａを回転可能に支持している。そこで、ネジ軸３２Ｎを所定方向に回転することにより軸受３２Ａはレール３２Ｒ上を一方向に移動し、また、ネジ軸３２Ｎを逆方向に回転することにより軸受３２Ａはレール３２Ｒを反対方向に移動するようになる。これに伴って軸受３２Ａ内に支持された回転軸３１Ａも移動し、油圧ジャッキ把持装置３１も移動するようになる。ネジ軸３２Ｎはジャッキユニット３０の対向側面にそれぞれ設けられている。
このように、ジャッキユニット３０は油圧ジャッキをジャッキユニット３０のＸ方向に位置調整することができるので、フォークリフト５０が所定の圧入位置からＸ方向（フォークリフト５０の横幅方向）に若干ずれて停車した場合、ネジ軸３２Ｎを回転することによりジャッキユニット３０を所定の位置に調整することができるため、フォークリフト５０の面倒な幅寄せをし直さなくても良い。。

《ジャッキユニット３０のＹ方向位置調整》
また、Ｙ方向（フォークリフト５０の進行方向）に若干ずれて停車した場合は、フォークリフト５０を単に前進／後退させればよいので、簡単に調整できる。

〈ハット型調整材４０〉
鋼管杭圧入装置１０の油圧ジャッキ２０のシリンダ２０Ｓの先端に、本発明に係るハット型ストローク調整材（以後、簡単に「ハット型調整材」と略称する）を採用している。ハット型調整材４０は、円筒部分４０Ｓとこの円筒部分４０Ｓの先端周囲（上端全周）を取り囲む鍔４０Ｔ（つば）とから成るシルクハットの形状をしている。シルクハットの円筒部分４０Ｓの外径は対象となる鋼管杭の内径より小さく、また、シルクハットの鍔４０Ｔの外径は鋼管杭の内径より大きく選定されている。そして、シリンダ２０Ｓの先端をシルクハットの円筒部分（鞘管）に挿入し円筒部分の底（帽子の天辺）にシリンダ２０Ｓの先端をボルト固定し、鋼管杭の内径の中にシリンダ２０Ｓの先端（すなわち、シルクハットの円筒部分を）を挿入させて鋼管杭の頭を確保出来る形状とした。鞘管の後ろ端には鋼管杭の外径より大きい円形プレート（鍔４０Ｔ）を設置したことで鋼管杭を圧入可能としている。
そこで、鋼管杭の穴の中にシルクハットの円筒部分を没入させるとシルクハットの鍔４０Ｔが鋼管杭の縁にぶつかってそれ以上の挿入が阻止される。
したがって、まず、鋼管杭にシルクハットの円筒部分を挿入させてシルクハットの鍔４０Ｔで鋼管杭を押し込み、次に、鋼管杭に鉄板を被（かぶ）せてシルクハットの円筒部分が鋼管杭の穴の中に挿入しないようにして、シルクハットの円筒部分で鋼管杭を押し込むことで、シリンダ２０Ｓの２回のストローク分の長さの鋼管杭を押し込むことができ、従来の調整材の盛り替え回数の低減と鋼管杭長を２ストローク分の長さまで長くすることが可能となり、長い鋼管杭を用いることができるので、従来の短い鋼管杭をたくさん繋ぎ合わせるための溶接箇所を低減することができ、さらに調整材の盛り替え回数の低減が図られる。
また、前述のように別途調整材を接続すれば、さらに、盛替回数を低減できる。

〈ジャッキユニット３０を車両系建設機械に取り付け〉
本発明によりフォークリフトやハンドリフターの爪が入り込める爪挿入穴３０Ｎをジャッキユニット３０の下方に設けているので、鋼管杭圧入位置に油圧ジャッキ２０を設置する際、各種の車両系建設機械であるフォークリフト５０やパワーショベル、ハンドリフターのいずれにもに取り付けることのできる汎用性の高いアタッチメント方式となっている。
パワーショベルに対してはショベルの先端の爪５０Ｎ、またはショベルを外して代わりにジャッキユニット３０をアーム先端に取り付けるようにしてもよい。
ジャッキユニット３０はフォークリフト５０の先端の爪５０Ｎに挿入固定され、フォークリフト５０の移動で圧入位置まで運ばれる。
以下では、フォークリフト５０に載置した例で説明する。

〈フォークリフト５０〉
図３は本発明に係るハット型調整材付き鋼管杭圧入装置１をフォークリフト５０に載置した例を示している。ハット型調整材付き鋼管杭圧入装置１には、ジャッキユニット３０の下方にフォークリフト５０の爪５０Ｎが入り込める爪挿入穴３０Ｎを設けている。この爪挿入穴３０Ｎにフォークリフト５０の爪５０Ｎを貫通させることで、フォークリフト５０にハット型調整材付き鋼管杭圧入装置１が取り付けられ、フォークリフト５０は鋼管杭の横積みされている場所と建物の下とを自由に往復移動して、鋼管杭Ｋ１を簡単に建物の下に運ぶことができる。
このように本発明に係るハット型調整材付き鋼管杭圧入装置１を車両系建設機械に載置した場合、継ぎ足しされる鋼管杭Ｋ１を平置き状態から建て入れ状態まで建てこみ作業と圧入ジャッキ設置が同時に施工することが可能となるので、便利である。
また、重量物を人力で設置する必要もなくなり、油圧ジャッキ、ストローク調整材、継ぎ足し鋼管材まで機械での設置が可能となり、更に、盛り替え作業の簡便化と溶接作業の低減も図ることが出来る。
従来工法では、油圧ジャッキを建物の基礎に固定しているため、溶接の間は圧入作業は行われないので、手待ち時間となる。本発明では溶接の間は油圧ジャッキを別の圧入箇所へ移動させ、溶接中も他の場所での圧入作業を稼働可能とした。このことより、少ない台数の油圧ジャッキでも複数の鋼管杭の施工が可能となる。さらに、油圧ジャッキのストロークを長くすることが可能となり、調整材の使用回数も低減できる。
上に示したように、本発明によれば、鋼管杭の建て込み時おいてハット型調整材４０を付加することにより次鋼管杭の建て込み作業の効率化と省力を図ることができ、しかも安全作業を行う事ができる。

〈本発明に係る鋼管杭圧入装置１０の用い方〉
以下、図４〜図８を基に本発明に係るハット型調整材付き鋼管杭圧入装置１を用いて、複数本の鋼管杭を圧入する手順を説明する。

図４（１）において、図３に示すようにフォークリフト５０の爪５０Ｎをハット型調整材付き鋼管杭圧入装置１の爪挿入孔に差し込んでハット型調整材付き鋼管杭圧入装置１を取り付けたフォークリフト５０を運転して鋼管杭Ｋ１の横積みされた場所に移動して、フォークリフト５０の爪５０Ｎを上下移動させ、かつハット型調整材付き鋼管杭圧入装置１を旋回させて、ハット型調整材４０を鋼管杭Ｋ１の穴に差し込む。なお、以下の図では、ハット型調整材付き鋼管杭圧入装置１の動きを見やすくするため、フォークリフト５０の図示は省略している。
そして、フォークリフト５０で鋼管杭Ｋ１を立てながらハット型調整材４０を穴の中に差し込んでいくと、最終的に鋼管杭Ｋ１は直立して、ハット型調整材４０の鍔４０Ｔが鋼管杭Ｋ１の上端に当接する。この状態でハット型調整材４０の鍔４０Ｔと鋼管杭Ｋ１の上端とを動かないように固定する。

図４（２）において、鋼管杭Ｋ１をハット型調整材４０で固定したままフォークリフト５０で圧入現場まで移動する。

フォークリフト５０は圧入現場に到着し、図４（３）において、圧入する位置で、鋼管杭Ｋ１をハット型調整材４０で固定したまま、油圧ジャッキの上端を基礎に接触させる。鋼管杭Ｋ１は地面に接近した状態にある。

この状態で、シリンダ２０Ｓを伸張すると、油圧ジャッキは建物の自重を反力として加圧して、鋼管杭Ｋ１を土中に順次圧入させていくので、シリンダ２０Ｓの伸張分はすべて鋼管杭Ｋ１の圧入に使われ、シリンダ２０Ｓの１ストロークで鋼管杭Ｋ１が１ストローク分地中に圧入される。
例えば、油圧ジャッキの１ストロークが５０ｃｍであり、鋼管杭Ｋ１の長さが１ｍだとすれば、図４（４）のように、１ストロークで鋼管杭Ｋ１は５０ｃｍ、つまり鋼管杭Ｋ１の半分が地中に圧入される。
もちろん、本発明において、油圧ジャッキの１ストロークが１００ｃｍのものを用いれば、１ストロークで１ｍの鋼管杭Ｋ１は全部が地中に圧入されることができるが、油圧ジャッキ自体の重量が過大となるので大型のフォークリフトが必要となり、あまり推奨できない。そこで、本発明では次のような工夫をしている。

図５（５）において、油圧ジャッキのシリンダ２０Ｓを後退させて、ハット型調整材４０と鋼管杭Ｋ１との間に若干の隙間を作る。

図５（６）において、ハット型調整材４０と鋼管杭Ｋ１との隙間に鉄板を挿入する。

この状態で、シリンダ２０Ｓを伸張すると、鉄板を介して鋼管杭Ｋ１が土中に圧入される。かくして、５０ｃｍだけ圧入されていた鋼管杭Ｋ１は、さらに油圧ジャッキの１ストローク、５０ｃｍだけさらに圧入されるので、図５（７）のように、鋼管杭Ｋ１全体が土中に圧入されることとなる。
このように、ハット型調整材４０と鉄板を用意して、まず（ハット型調整材４０の先端（円筒部分の下端）を鋼管杭Ｋ１の中に挿入してハット型調整材４０の先端（円筒部分の下端）を使わずに）ハット型調整材４０の鍔４０Ｔで鋼管杭Ｋ１を押すことにより鋼管杭Ｋ１の半分を押し下げ、次にハット型調整材４０の先端（円筒部分の下端）で鉄板を押すことによりさらに鋼管杭Ｋ１の半分を押し下げることで、（１ストロークが１００ｃｍの油圧ジャッキを用いなくても）鋼管杭Ｋ１の全体を圧入できることになる。

次に、シリンダ２０Ｓを戻すと、図５（８）のように、鋼管杭Ｋ１の上に鉄板が残る。

そこで、鉄板を除去すると、図６（９）のように、ハット型調整材４０の鍔４０Ｔと鋼管杭Ｋ１との間に別の鋼管杭Ｋ２が入る間隙ができる。

そこで、再び図４（１）〜（３）に戻って、フォークリフト５０で次の鋼管杭Ｋ２を取りに行き、ハット型調整材４０で固定したままフォークリフト５０で圧入現場まで戻り、図６（１０）のように、鋼管杭Ｋ１の真上に別の鋼管杭Ｋ２を置き、油圧ジャッキの上端を基礎に接触させる。

この状態で、シリンダ２０Ｓを若干伸張させて、図６（１１）のように、鋼管杭Ｋ１の上に鋼管杭Ｋ２を載置する。この状態で接触面を溶接すると、鋼管杭Ｋ１と鋼管杭Ｋ２は一体となる。

この状態で、再びシリンダ２０Ｓを伸張すると、ハット型調整材４０の鍔４０Ｔで鋼管杭Ｋ２を押すことになり、シリンダ２０Ｓの伸張分はすべて鋼管杭Ｋ２の圧入に使われ、シリンダ２０Ｓの１ストロークで鋼管杭Ｋ２が半分だけ地中に圧入されて、図６（１２）のようになる。

油圧ジャッキのシリンダ２０Ｓを後退させて、図７（１３）のように、ハット型調整材４０と鋼管杭Ｋ１との間に若干の隙間を作る。

図７（１４）において、ハット型調整材４０と鋼管杭Ｋ２との隙間に鉄板を挿入する。

この状態で、シリンダ２０Ｓを伸張すると、鉄板を介して鋼管杭Ｋ２が土中に圧入される。かくして、２本の鋼管杭Ｋ１、Ｋ２が、図７（１５）のように、土中に圧入されることとなる。

次に、シリンダ２０Ｓを戻すと、図７（１６）のように、鋼管杭Ｋ２の上に鉄板が残る。そこで鉄板を除去すると、ハット型調整材４０の鍔４０Ｔと鋼管杭Ｋ２との間に別の鋼管杭が入る間隙ができるので、フォークリフト５０で次の鋼管杭Ｋ３を取りに行き、ハット型調整材４０で固定して戻り、図８（１７）のように、鋼管杭Ｋ２の真上にさらに別の鋼管杭Ｋ３を置き、両者の接触面を溶接すると、鋼管杭Ｋ２と鋼管杭Ｋ３も一体となる。そこで油圧ジャッキの上端を基礎に接触させる。

この状態で、シリンダ２０Ｓを若干伸張させると、図８（１８）のように、ハット型調整材４０の鍔４０Ｔで鋼管杭Ｋ３を押すことになり、シリンダ２０Ｓの伸張分はすべて鋼管杭Ｋ３の圧入に使われ、シリンダ２０Ｓの１ストロークで鋼管杭Ｋ３が半分だけ地中に圧入される。このとき、ハット型調整材４０の先端は鋼管杭Ｋ３の中に挿入しており、今回の圧入には寄与していない。

そこで、油圧ジャッキのシリンダ２０Ｓを後退させて、ハット型調整材４０と鋼管杭Ｋ３との隙間に鉄板を挿入し、シリンダ２０Ｓを伸張すると、鉄板を介して鋼管杭Ｋ３が土中に圧入される。かくして、３本の鋼管杭Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３が、図８（１９）のように、土中に圧入される。
以上のことを繰り返すことで、必要とする本数の鋼管杭を土中に圧入することができる。

この作業を繰り返して、所定深さまで鋼管杭を圧入した後、鋼管杭の先端が支持地盤に到着したことを確認し、図８（２０）のように、油圧ジャッキのシリンダ２０Ｓを後退させて、ハット型調整材付き油圧ジャッキをフォークリフト５０が現場から運び去って、次工程へと移行する。

〈変形例〉
以上の実施形態では、フォークリフトの爪を利用して、ジャッキユニットに爪挿入穴を設けることで、ジャッキユニットを簡単にフォークリフトに取り付けるようにしていたが、爪を持たないバックホー（油圧ショベル）等のような車両系建設機械の場合には接続部に応じたアタッチメント（接続用治具）を適宜作成して、これに本発明に係るジャッキユニットを接続するようにすればよい。

〈まとめ〉
１）本発明の鋼管杭圧入装置によれば、重量物であるジャッキと鋼管材、ストローク調整材を汎用性の高い車両系建設機械に簡易に取り付け、全方位角度調整可能に圧入位置の調整を行い、精度高く施工を行える。従って、従来の工法に比して、重量物を人力で設置する必要もなく、ジャッキ、ストローク調整材、継ぎ足し鋼管材まで機械での設置が可能となり、更に、ハット型調整材の効果により盛り替え作業の簡便化と溶接作業の低減も図ることが出来る。更に、安全作業で施工可能で省人力化も併せて図れる。
２）本発明の鋼管杭圧入方法によれば、重量物であるジャッキと鋼管材、ストローク調整材を汎用性の高い車両系建設機械に簡易に取り付け、全方位角度調整可能に圧入位置の調整を行い、精度高く施工を行える。従って、従来の工法に比して、重量物を人力で設置する必要もなく、ジャッキ、ストローク調整材、継ぎ足し鋼管材まで機械での設置が可能となり、更に、ハット型調整材の効果により盛り替え作業の簡便化と溶接作業の低減も図ることが出来る。更に、安全作業で施工可能で省人力化も併せて図れる。
３）また、鉄板を用いるだけで小さいストロークのシリンダを有する油圧ジャッキであっても、そのストロークの２倍の長さの鋼管杭を圧入することができるようになる。

１：ハット型ストローク調整材付き鋼管杭圧入装置
１０：鋼管杭圧入装置
２０：油圧ジャッキ
２０Ｌ：ロックピン
２０Ｓ：シリンダ
３０：ジャッキユニット
３０Ｎ：爪挿入穴
４０Ｓ：円筒部分
４０：ハット型ストローク調整材（略してハット型調整材）
４０Ｔ：鍔（つば）
５０：車両系建設機械（フォークリフトなど）
５０Ｎ：爪
Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３：鋼管杭

Claims (11)

1. 油圧ジャッキと、前記油圧ジャッキをシリンダを下向きにして取り付けるジャッキユニットと、を備えた鋼管杭圧入装置において、
   前記ジャッキユニットは、
   車両系建設機械が備えたリフトの爪に前記ジャッキユニットを取り付ける構造と、
   前記油圧ジャッキの伸長方向が鋼管杭圧入方向と同一になるように前記油圧ジャッキの角度を調整する全方位角度調整機構と、
   鋼管杭圧入方向に対して垂直な面上で前記車両系建設機械の進行方向に直交する方向に沿って前記油圧ジャッキの位置を調整する位置調整機構と、
   を備えたことを特徴とする鋼管杭圧入装置。
2. 前記ジャッキユニットを取り付ける構造は、前記爪が入り込む爪挿入穴であり、前記ジャッキユニットの底部に設けられることを特徴とする請求項１記載の鋼管杭圧入装置。
3. 前記全方位角度調整機構は、前記油圧ジャッキの円筒部を両側から挟みつけて把持している２つの油圧ジャッキ把持装置を備え、
   前記２つの油圧ジャッキ把持装置にはそれぞれ第１回転軸が固定されており、
   前記第１回転軸は、額縁状矩形枠の対向する２つの第１側面にそれぞれ取り付けられた第１軸受に回転可能に収容され、
   前記額縁状矩形枠の前記第１回転軸の取り付けられていない対向する残りの２つの第２側面には、それぞれ第２回転軸が固定されており、
   前記第２回転軸は、基台フレームの上部に取り付けられた第２軸受に回転可能に収容され、
   前記額縁状矩形枠の前記２つの第１側面は、鋼管杭圧入方向に対して垂直な面上で前記車両系建設機械の進行方向に直交する方向に沿って配置され、
   前記ジャッキユニットの上面視において、前記第１回転軸の軸線と前記第２回転軸の軸線が前記油圧ジャッキ上で直交することを特徴とする請求項１または２記載の鋼管杭圧入装置。
4. 前記位置調整機構は、前記額縁状矩形枠の前記２つの第１側面にそれぞれ取り付けられ、前記第１軸受を鋼管杭圧入方向に対して垂直な面上で前記車両系建設機械の進行方向に直交する方向に移動する直動装置を備え、
   前記直動装置を構成する矩形枠の内側底部に水平方向にレールが敷設されており、前記レールの上に前記第１軸受が載置されていることを特徴とする請求項３記載の鋼管杭圧入装置。
5. 前記第１軸受には、鋼管杭圧入方向に対して垂直な面上で前記車両系建設機械の進行方向に直交する方向にネジ穴が貫通して切ってあり、
   前記ネジ穴に螺合し貫通するネジ軸が前記矩形枠の対向する２つの面で両持ち支持されてかつ回転可能に設けられていることを特徴とする請求項４記載の鋼管杭圧入装置。
6. 円筒部分と、前記円筒部分の上端全周を囲む鍔と、前記円筒部分の底とから成るシルクハットの形状をしたハット型ストローク調整材の前記底を前記油圧ジャッキのシリンダの先端に固定したことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の鋼管杭圧入装置。
7. 前記円筒部分の外径は対象となる鋼管杭の内径より小さく、前記鍔の外径は前記鋼管杭の内径より大きく、これによって、前記鋼管杭の穴の中に前記円筒部分を挿入させかつ前記鍔が前記鋼管杭の縁部に当接して前記円筒部分がそれ以上前記鋼管杭の穴の中に挿入することを阻止することを特徴とする請求項６記載の鋼管杭圧入装置。
8. 爪付きリフトを有する車両系建設機械において、請求項２記載の鋼管杭圧入装置の前記爪挿入穴に前記リフトの爪を差し込んで、前記鋼管杭圧入装置を上下移動させることができることを特徴とする鋼管杭圧入装置付き車両系建設機械。
9. 請求項６または７記載の鋼管杭圧入装置を用いて鋼管杭を建物の下の土中に圧入する鋼管杭圧入方法において、
   前記油圧ジャッキの前記シリンダを伸張させて、前記シリンダの先端のハット型ストローク調整材の前記円筒部分を前記鋼管杭の穴の中に挿入して、前記鋼管杭を固定させるステップと、
   対象とする建物の真下まで前記鋼管杭を運搬して、圧入位置に前記鋼管杭を立てるステップと、
   前記シリンダを伸張させて、前記ハット型ストローク調整材の前記鍔で前記鋼管杭を土中に圧入するステップと、
   を備えることを特徴とする鋼管杭圧入方法。
10. 請求項９記載の鋼管杭圧入方法のステップに続いて、前記シリンダを元に戻して、前記圧入された鋼管杭の上に別の鋼管杭を載置して、両者を溶接するステップと、
    前記シリンダを伸張させて前記ハット型ストローク調整材の前記鍔で、前記溶接された別の鋼管杭を土中に圧入するステップと、
    によって、前記鋼管杭と前記別の鋼管杭を縦に繋げて土中に圧入することを特徴とする鋼管杭圧入方法。
11. 請求項９または１０記載の鋼管杭圧入方法における前記ハット型ストローク調整材の前記鍔で前記鋼管杭を土中に圧入するステップに続いて、
    前記シリンダを元に戻して、前記圧入された鋼管杭の上に鉄板を載置するステップと、
    前記シリンダを伸張させて、前記ハット型ストローク調整材の前記円筒部分の下端で前記鉄板を下方に押しつけて、土中に圧入されていた前記鋼管杭を土中にさらに圧入するステップと、
    を含むことを特徴とする鋼管杭圧入方法。

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