JP6660819B2

JP6660819B2 - 杭ガイド及び杭打設方法

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Publication number: JP6660819B2
Application number: JP2016117024A
Authority: JP
Inventors: 昭郎上田; 佳明根本; 伸一吉村
Original assignee: Kajima Corp
Current assignee: Kajima Corp
Priority date: 2016-06-13
Filing date: 2016-06-13
Publication date: 2020-03-11
Anticipated expiration: 2036-06-13
Also published as: JP2017222982A

Description

本発明は、杭ガイド及び杭打設方法に関する。

水底地盤に橋桁等の基礎を構築するために、鋼矢板や鋼管矢板等の杭を水底地盤に打ち込むための杭ガイドや杭打設方法が提案されている。例えば、特許文献１には、水底地盤に打ち込まれる鋼管矢板ごとに水底地盤にＨ鋼の杭ガイドを打ち込み、杭ガイドに沿って鋼管矢板を打ち込み、鋼管矢板井筒基礎を構築する方法が開示されている。

特開２００１‐２１４４１２号公報

ところで、水底地盤に打ち込まれる杭ごとに水底地盤にＨ鋼等の杭ガイドを精度良く打ち込む工程には、多大の労力を要する。そのため、水底地盤に杭を打ち込む精度を維持しつつ、杭ガイドを水底地盤に設置する労力を低減することが望まれている。

そこで本発明は、水底地盤に杭を打ち込む精度を維持しつつ、杭ガイドを水底地盤に設置する労力を低減することができる杭ガイド及び杭打設方法を提供することを目的とする。

本発明は、水底地盤に打ち込まれるガイド杭と、ガイド杭にその一端が取り付けられ、ガイド杭を中心軸としてその他端がガイド杭の周りに回転自在であるガイドアームと、ガイドアームの他端に設けられ、水底地盤に打ち込まれる杭を案内するガイド枠とを備えた杭ガイドである。

この構成によれば、ガイド杭を水底地盤に打ち込み、ガイド杭にその一端が取り付けられたガイドアームの他端に設けられたガイド枠に杭を案内させつつ水底地盤に杭を打ち込み、ガイド枠を中心軸としてガイドアームの他端をガイド杭の周りに回転させてから、ガイドアームの他端に設けられたガイド枠に次の杭を案内させつつ水底地盤に次の杭を打ち込むことができる。水底地盤に打ち込まれる杭ごとに水底地盤にＨ鋼等の杭ガイドを打ち込む必要は無い。また、ガイド杭を回転の中心軸とするガイドアームにより、水底地盤に打ち込まれる杭を精度良く案内することができる。このため、水底地盤に杭を打ち込む精度を維持しつつ、杭ガイドを水底地盤に設置する労力を低減することができる。

この場合、ガイドアームは、水底地盤と当接しつつガイドアームを支持するサポート部材を有することが好適である。

この構成によれば、ガイドアームは、水底地盤と当接しつつガイドアームを支持するサポート部材により支持されるため、水底地盤上でより確実に支持される。

この場合、サポート部材は、水底地盤とガイドアームとの距離に応じてサポート部材を伸縮自在に調整するサポート部材伸縮機構を有することが好適である。

この構成によれば、サポート部材伸縮機構により、サポート部材は、水底地盤とガイドアームとの距離に応じて伸縮自在に調整されるため、水底地盤の起伏等による水底地盤とガイドアームとの距離の変動に対応しつつガイドアームを支持することができる。

また、ガイドアームは、水底地盤の上方の水からの浮力によりガイドアームを支持するフロート部材を有することが好適である。

この構成によれば、ガイドアームは、水底地盤の上方の水からの浮力によりガイドアームを支持するフロート部材により支持されるため、水底地盤上でより確実に支持される。

この場合、フロート部材は、水の水面とガイドアームとの距離に応じてフロート部材の水面に対する位置を調整するフロート部材位置調整機構を有することが好適である。

この構成によれば、フロート部材位置調整機構により、フロート部材は、水の水面とガイドアームとの距離に応じてフロート部材の水面に対する位置を調整されるため、潮汐作用等による水面とガイドアームとの距離の変動に対応しつつガイドアームを支持することができる。

また、フロート部材は、水からの浮力を変更自在に調整する浮力調整機構を含むことが好適である。

この構成によれば、浮力調整機構により、フロート部材は、水からの浮力を変更自在に調整されるため、潮汐作用等による水面とガイドアームとの距離の変動や、案内する杭の重量に対応しつつガイドアームを支持することができる。

また、平面視における同一の位置であって、側面視における複数の位置にガイド枠をそれぞれ備えることが好適である。

この構成によれば、平面視における同一の位置であって、側面視における複数の位置にガイド枠をそれぞれ備えるため、水底地盤に打ち込まれる杭をより精度良く鉛直に案内することができる。

また、ガイドアームは、ガイド杭とガイド枠との距離を伸縮自在に変更するガイドアーム伸縮機構を有することが好適である。

この構成によれば、ガイドアーム伸縮機構により、ガイドアームでは、ガイド杭とガイド枠との距離が伸縮自在に変更されるため、ガイド杭から任意の位置に杭を打ち込むことができる。また、水底地盤に打ち込まれる杭の位置はガイドアーム伸縮機構により調整可能であるため、水底地盤にガイド杭を打ち込む精度は比較的に低くても良い利点がある。

また、本発明は、本発明の杭ガイドを用いて杭を打ち込む杭打設方法であって、ガイド杭を水底地盤に打ち込むガイド杭打設工程と、ガイド杭打設工程後に、ガイド枠に杭を案内させつつ水底地盤に杭を打ち込む杭打設工程とを備えた杭打設方法である。

また、本発明は、本発明のガイドアーム伸縮機構を有する杭ガイドを用いて杭を打ち込む杭打設方法であって、ガイド杭を水底地盤に打ち込むガイド杭打設工程と、ガイド杭の周囲に打ち込む杭のガイド杭に対する相対的な位置を設定する打設杭位置設定工程と、打設杭位置設定工程で設定された杭のガイド杭に対する相対的な位置に応じて、ガイド杭の周囲に打ち込む杭の位置とガイド枠が杭を案内する位置とが一致するように、任意の基準方向からのガイド杭の周りのガイド枠の回転角度と、ガイド杭とガイド枠との距離とを設定するガイド枠設定工程と、ガイド枠設定工程で設定された回転角度と距離とにガイド枠を固定するガイド枠固定工程と、ガイド枠固定工程で固定されたガイド枠に杭を案内させつつ水底地盤に杭を打ち込む杭打設工程とを備えた杭打設方法である。

この構成によれば、ガイド杭打設工程により、ガイド杭が水底地盤に打ち込まれ、打設杭位置設定工程により、ガイド杭の周囲に打ち込む杭のガイド杭に対する相対的な位置が設定され、ガイド枠設定工程により、打設杭位置設定工程で設定された杭のガイド杭に対する相対的な位置に応じて、ガイド杭の周囲に打ち込む杭の位置とガイド枠が杭を案内する位置とが一致するように、任意の基準方向からのガイド杭の周りのガイド枠の回転角度と、ガイド杭とガイド枠との距離とが設定され、ガイド枠固定工程により、ガイド枠設定工程で設定された回転角度と距離とにガイド枠が固定させられ、杭打設工程により、ガイド枠固定工程で固定されたガイド枠に杭が案内させられつつ水底地盤に杭が打ち込まれる。これにより、ガイド杭に対して相対的に正確な位置に杭を打ち込むことができる。

この場合、ガイド杭打設工程後に、ガイド杭の位置を測定するガイド杭位置測定工程をさらに備え、打設杭位置設定工程では、ガイド杭位置測定工程で測定されたガイド杭の位置に対する杭の相対的な位置を設定することが好適である。

この構成によれば、ガイド杭打設工程後に、ガイド杭位置測定工程により、ガイド杭の位置が測定され、打設杭位置設定工程では、ガイド杭位置測定工程で測定されたガイド杭の位置に対する杭の相対的な位置が設定されるため、絶対的に正確な位置に杭を打ち込むことができる。また、ガイド杭打設工程により打ち込まれるガイド杭の位置の誤差は、打設杭位置設定工程で修正可能であるため、ガイド杭打設工程で水底地盤にガイド杭を打ち込む精度は比較的に低くても良い利点がある。

また、打設杭位置設定工程では、平面視において複数の杭が連続した環状をなす杭のそれぞれのガイド杭に対する相対的な位置を設定し、杭打設工程では、水底地盤に鋼矢板及び鋼管矢板のいずれかである杭を打ち込むことが好適である。

この構成によれば、水底地盤に鋼矢板又は鋼管矢板を打ち込む精度を維持し、且つ杭ガイドを水底地盤に設置する労力を低減しつつ、鋼矢板井筒基礎又は鋼管矢板井筒基礎を構築することができる。

本発明の杭ガイド及び杭打設方法によれば、水底地盤に杭を打ち込む精度を維持しつつ、杭ガイドを水底地盤に設置する労力を低減することができる。

（Ａ）は実施形態に係る杭ガイドの平面図であり、（Ｂ）は実施形態に係る杭ガイドの側面図である。実施形態に係る杭打設方法を示すフローチャートである。ガイド杭打設工程により水底地盤に打ち込まれたガイド杭を示す側面図である。（Ａ）は杭打設工程で打ち込まれる鋼管矢板の平面図であり、（Ｂ）は杭打設工程で打ち込まれる鋼矢板の平面図である。打設杭位置設定工程、ガイド枠設定工程、ガイド枠固定工程及び杭打設工程の例を示す平面図である。打設杭位置設定工程、ガイド枠設定工程、ガイド枠固定工程及び杭打設工程の例を示す平面図である。打設杭位置設定工程、ガイド枠設定工程、ガイド枠固定工程及び杭打設工程の例を示す平面図である。打設杭位置設定工程、ガイド枠設定工程、ガイド枠固定工程及び杭打設工程の例を示す平面図である。杭打設工程により水底地盤に打ち込まれた鋼管矢板を示す側面図である。

以下、本発明の実施形態に係る杭ガイド及び杭打設方法について、図面を用いて詳細に説明する。本実施形態の杭ガイドは、河川、湖沼及び海等の水底地盤に橋桁等の基礎を構築するために、鋼矢板や鋼管矢板等の杭を水底地盤に打ち込み、鋼矢板井筒基礎や鋼管矢板井筒基礎を構築するために用いられる。

図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示すように、本実施形態の杭ガイド１Ａは、全体として、ガイド杭２、ガイドアーム３ａ，３ｂ及びガイド枠６ａ，６ｂを備える。ガイド杭２は、水底地盤Ｇに打ち込まれる。ガイドアーム３ａ，３ｂのそれぞれは、ガイド杭２にその一端４が取り付けられ、ガイド杭２を中心軸としてその他端５がガイド杭２の周りに回転自在である。ガイド枠６ａ，６ｂのそれぞれは、ガイドアーム３ａ，３ｂのそれぞれの他端５に設けられ、水底地盤Ｇに打ち込まれる鋼管矢板１０１ａ等の杭を案内する。

杭ガイド１Ａは、平面視における同一の位置であって、側面視における２つの位置にガイド枠６ａ，６ｂをそれぞれ備える。また、杭ガイド１Ａは、その他端５にガイド枠６ａ，６ｂのそれぞれが設けられた２つのガイドアーム３ａ，３ｂをそれぞれ備える。なお、本実施形態の杭ガイド１Ａは、平面視における同一の位置であって、側面視における３以上の複数の位置にガイド枠６ａ等及びその他端５にガイド枠６ａ等が設けられたガイドアーム３ａ等をそれぞれ備えていてもよく、ガイド枠６ａ及びその他端５にガイド枠６ａが設けられたガイドアーム３ａを一つだけ備えていてもよい。

ガイドアーム３ａ，３ｂのそれぞれは、ガイド杭２とガイド枠６ａ，６ｂとの距離を伸縮自在に変更する一対のガイドアーム伸縮機構１１を有する。また、ガイドアーム３ａ，３ｂは、水底地盤Ｇと当接しつつガイドアーム３ａ，３ｂを支持するサポート部材７を有する。サポート部材７は、水底地盤Ｇとガイドアーム３ａ，３ｂとの距離に応じてサポート部材７を伸縮自在に調整する一対のサポート部材伸縮機構８を有する。なお、ガイドアーム３ａ，３ｂはサポート部材７を有していなくともよい。

ガイドアーム３ａ，３ｂは、水底地盤Ｇの上方の水Ｗからの浮力によりガイドアーム３ａ，３ｂを支持する２つのフロート部材９を有する。フロート部材９は、水Ｗの水面Ｓとガイドアーム３ａ，３ｂとの距離に応じてフロート部材９の水面Ｓに対する位置を調整するフロート部材位置調整機構であるサポート部材伸縮機構８を有する。つまり、本実施形態の杭ガイド１Ａでは、サポート部材伸縮機構８がフロート部材位置調整機構を兼ねている。なお、サポート部材伸縮機構８とフロート部材位置調整機構とは、別個に設けられていてもよい。フロート部材９は、水Ｗからの浮力を変更自在に調整する浮力調整機構１０を含む。なお、フロート部材９の数量は任意であり、ガイドアーム３ａ，３ｂはフロート部材９を有していなくともよい。また、フロート部材９は、浮力調整機構１０を有していなくともよい。

以下、本実施形態の杭ガイド１Ａの各部について説明する。ガイド杭２は、その下端に地盤挿入端部１２を有する。ガイド杭２は、その上部にガイドアーム３ａ，３ｂのそれぞれが取り付けられた回転軸１３を有する。回転軸１３は、ガイド杭２の上部でガイドアーム３ａ，３ｂのそれぞれの一端４をその中心軸周りに回転可能なように軸支する。

ガイド杭２は、その側面に電動モータ及び減速機が内蔵された回転駆動部１４を有する。回転駆動部１４はモータプーリ１５を回転させる。回転軸１３には回転軸プーリ１６が取り付けられている。モータプーリ１５と回転軸プーリ１６とは、タイミングベルト１７により連結されている。回転駆動部１４がモータプーリ１５を回転させると、モータプーリ１５の回転力がタイミングベルト１７を介して回転軸プーリ１６に伝達される。外部からの制御信号により回転駆動部１４の回転を制御することにより、ガイドアーム３ａ，３ｂのそれぞれの他端５に取付けられたガイド枠６ａ，６ｂのそれぞれが、ガイド杭２を中心軸として同じ任意の角度に回転させられる。

ガイド杭２は、その上端にＧＰＳ（Global Positioning System）を内蔵したＧＰＳ部１８を有している。ＧＰＳ部１８は、ガイド杭２の中心の緯度及び経度を測位する。なお、作業員等による測量により、ガイド杭２の中心の位置が測位される場合には、ＧＰＳ部１８は無くてもよい。

ガイドアーム３ａ，３ｂのそれぞれは、ガイドアーム３ａ，３ｂに内蔵された入れ子式構造を有し、一端４と他端５との距離を伸縮自在に変更可能なガイドアーム伸縮部１９を有する。ガイドアーム伸縮機構１１は、ガイドアーム３ａ，３ｂの側面に取付けられたシリンダ部２０と、ガイドアーム伸縮部１９の側面に取付けられたピストン部２１とを含む。シリンダ部２０とピストン部２１とが、外部からの制御信号に応じた油圧又は空気圧により伸縮することにより、ガイドアーム伸縮機構１１は、ガイド杭２とガイド枠６ａ，６ｂとの距離を任意に変更する。

ガイド枠６ａ，６ｂのそれぞれは、ガイド枠６ａ，６ｂの他端５の反対側に、作業員のための足場２２を有する。なお、足場２２は必須ではない。また、必要に応じて、ガイド枠６ａ，６ｂは、ガイド枠６ａ，６ｂの緯度及び経度等の位置を測位するＧＰＳ等を有していてもよい。

サポート部材７は、その下端に水底地盤Ｇと当接する地盤当接面部２３を含む。サポート部材７は、サポート部材７に内蔵された入れ子式構造を有し、水底地盤Ｇとガイドアーム３ａ，３ｂとの距離に応じて、地盤当接面部２３とガイドアーム３ａ，３ｂとの距離を伸縮自在に変更可能なサポート部材伸縮部２４を有する。サポート部材伸縮機構８は、サポート部材７の側面に取付けられたシリンダ部２５と、サポート部材伸縮部２４の側面に取付けられたピストン部２６とを含む。シリンダ部２５とピストン部２６とが、外部からの制御信号に応じた油圧又は空気圧により伸縮することにより、サポート部材伸縮機構８は、地盤当接面部２３とガイドアーム３ａ，３ｂとの距離を任意に変更する。

また、サポート部材伸縮機構８は、水Ｗの水面Ｓとガイドアーム３ａ，３ｂとの距離に応じてフロート部材９の水面Ｓに対する位置を任意に調整する。フロート部材９の水面Ｓに対する位置は、例えば、フロート部材９による浮力の必要が無ければ、フロート部材９は、水面Ｓに接しないように、水面Ｓの上方に位置していてもよい。また、例えば、フロート部材９は、水面Ｓの上に浮上していてもよく、水面Ｓの下に沈降していてもよい。例えば、フロート部材９を水面Ｓの下に沈降させることにより、水面Ｓの波浪の影響を受け難くすることができる。浮力調整機構１０は、フロート部材９の内部への水Ｗの注水及びフロート部材９の内部に注水された水Ｗの排水により、水Ｗからの浮力を変更自在に調整する。

なお、以上に説明した杭ガイド１Ａの各部の寸法や配置は、基礎を構築する河川の水深等の状況や、構築する基礎の形状及び大きさによって、任意に変更される。例えば、ガイド杭２は、鋼管杭に限らずＨ鋼杭から構成されていてもよい。４本のＨ鋼杭の天端のそれぞれ同士を連結する部材により、４本のＨ鋼杭の天端にステージを有するＨ鋼杭基礎が形成され、当該Ｈ鋼杭基礎のステージに、回転駆動部１４、モータプーリ１５及び回転軸プーリ１６のような１本の回転軸１３を回転させる機構が設けられ、回転軸１３にガイドアーム３ａ，３ｂ及びガイド枠６ａ，６ｂ等が取り付けられていてもよい。

以下、本実施形態の杭打設方法について説明する。図２に示すように、杭ガイド１Ａのガイド杭２を水底地盤Ｇに打ち込むガイド杭打設工程が行われる（Ｓ１）。図３に示すように、ガイド杭２の地盤挿入端部１２が水底地盤Ｇに打ち込まれる。サポート部材７の地盤当接面部２３が水底地盤Ｇに当接し、必要に応じてフロート部材９が水面Ｓの下に沈降するように、サポート部材伸縮機構８が駆動させられる。杭ガイド１Ａの近隣には、艀２００等に搭載されたクレーン３００が用意される。なお、後述するように、ガイド杭２が打ち込まれる位置の精度は厳密なものでなくともよい。

図４（Ａ）に示すように、本実施形態の杭打設方法によって水底地盤Ｇに打ち込まれる杭は、例えば、鋼管矢板１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃである。鋼管矢板１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃのそれぞれは、一対の継手１０２を有する。継手１０２同士が互いに嵌合し合うことにより、鋼管矢板１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃのそれぞれは互いに連結される。以下の説明では、鋼管矢板１０１ａ等を水底地盤Ｇに打ち込む例について説明する。なお、本実施形態の杭ガイド１Ａ及び杭打設方法によって水底地盤Ｇに打ち込まれる杭は、例えば、図４（Ｂ）に示す、鋼矢板１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃでもよい。鋼矢板１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃのそれぞれも一対の継手１０２を有する。継手１１２同士が互いに嵌合し合うことにより、鋼矢板１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃのそれぞれも互いに連結される。

図２に示すように、ガイド杭打設工程後に、ガイド杭２の位置を測定するガイド杭位置測定工程が行われる（Ｓ２）。ガイド杭２の位置の測定は、例えば、ＧＰＳ部１８により、ガイド杭２の中心の緯度及び経度を測位することにより行われる。また、ガイド杭２の位置の測定は、作業員等による測量により行われてもよい。

ガイド杭２の周囲に打ち込む杭である鋼管矢板１０１ａ等のガイド杭２に対する相対的な位置を設定する打設杭位置設定工程が行われる（Ｓ３）。打設杭位置設定工程では、ガイド杭位置測定工程で測定されたガイド杭２の位置に対する鋼管矢板１０１ａ等の杭の相対的な位置が設定される。以下に具体的な例を挙げて説明する。なお、説明の便宜のため、図５〜８において、フロート部材９の図示は省略する。

例えば、図５に示すように、打設杭位置設定工程では、平面視において複数の鋼管矢板１０１ａ，１０１ｎ等の杭が連続した環状をなす杭のそれぞれのガイド杭２に対する相対的な位置Ｐ_ａ，Ｐ_ｎ等が設定される。図５の例では、平面視において水底地盤Ｇに打ち込まれる予定である複数の鋼管矢板１０１ａ等が連続した円形状をなす。打ち込まれる予定である鋼管矢板１０１ａ，１０１ｎ等による円の中心と、ガイド杭２の位置Ｐ_Ａとは一致している。また、図６の例では、図５と同様に、平面視において水底地盤Ｇに打ち込まれる予定である複数の鋼管矢板１０１ａ，１０１ｎ等が連続した円形状をなす。しかし、打ち込まれる予定である鋼管矢板１０１ａ等による円の中心Ｃと、ガイド杭２の位置Ｐ_Ａとは一致していない。

平面視において複数の鋼管矢板１０１ａ等がなす形状は円形状に限定されない。例えば、図７の例では、ガイド杭打設工程で、２本の杭ガイド１Ａ，１Ｂが水底地盤Ｇに打ち込まれている。ガイド杭位置測定工程で測定された杭ガイド１Ｂのガイド杭２の位置は位置Ｐ_Ｂである。平面視において水底地盤Ｇに打ち込まれる予定である複数の鋼管矢板１０１ａ，１０１ｍ等は、連続した楕円形状、又は２本の互いに平行な直線部分と当該直線部分の端部同士をつなぐ半円形の外周等の２つの曲線部分とからなる連続した小判形状をなす。鋼管矢板１０１ａ，１０１ｍ等の杭ガイド１Ａ，１Ｂのガイド杭２に対する相対的な位置Ｐ_ａ，Ｐ_ｍが設定される。

図８の例でも、ガイド杭打設工程で、２本の杭ガイド１Ａ，１Ｂが水底地盤Ｇに打ち込まれている。平面視において水底地盤Ｇに打ち込まれる予定である複数の鋼管矢板１０１ｊ，１０１ｋ等は連続した長方形状をなす。鋼管矢板１０１ｊ，１０１ｋ等の杭ガイド１Ａ，１Ｂのガイド杭２に対する相対的な位置Ｐ_ｊ，Ｐ_ｋが設定される。

図２、図５〜８に示すように、打設杭位置設定工程で設定された鋼管矢板１０１ａ等の杭のガイド杭２に対する相対的な位置Ｐ_ａに応じて、ガイド杭２の周囲に打ち込む杭の位置Ｐ_Ａ等とガイド枠６ａ，６ｂが杭を案内する位置とが一致するように、任意の基準方向Ｎからのガイド杭２の周りのガイド枠６ａ，６ｂの回転角度θ_ａ等と、ガイド杭２とガイド枠６ａ，６ｂとの距離ｄ_ａとを設定するガイド枠設定工程が行われる（Ｓ４）。

図５の例では、打ち込まれる予定である鋼管矢板１０１ａ，１０１ｎ等による円の中心と、ガイド杭２の位置Ｐ_Ａとは一致している。そのため、鋼管矢板１０１ａ，１０１ｎのいずれについても、距離ｄ_ａは一定とされ、回転角度θ_ａのみが変更される。なお、図５〜８の例では、北を基準方向Ｎとしているが、基準方向Ｎは任意に定めることができる。図６の例では、打ち込まれる予定である鋼管矢板１０１ａ，１０１ｎ等による円の中心Ｃと、ガイド杭２の位置Ｐ_Ａとは一致していない。そのため、鋼管矢板１０１ａ，１０１ｎのそれぞれについて、ガイド枠６ａ，６ｂの回転角度θ_ａ等と距離ｄ_ａ等とが設定される。

図７の例では、鋼管矢板１０１ａ，１０１ｍ等がそのガイド枠６ａ，６ｂにより案内される杭ガイド１Ａ，１Ｂごとに、回転角度θ_ａ＿Ａ，θ_ｂ＿Ｂ等と、距離ｄ_ａ＿Ａ，ｄ_ｍ＿Ｂ等とが設定される。回転角度θ_ａ＿Ａ及び距離ｄ_ａ＿Ａの添字のＡは、その杭が杭ガイド１Ａのガイド枠６ａ，６ｂにより案内されることを意味する。回転角度θ_ａ＿Ｂ及び距離ｄ_ａ＿Ｂの添字のＡは、その杭が杭ガイド１Ｂのガイド枠６ａ，６ｂにより案内されることを意味する。図８の例でも同様に、鋼管矢板１０１ｊ，１０１ｋ等がそのガイド枠６ａ，６ｂにより案内される杭ガイド１Ａ，１Ｂごとに、回転角度θ_ｊ＿Ａ，θ_ｋ＿Ｂ等と、距離ｄ_ｊ＿Ａ，ｄ_ｋ＿Ｂ等とが設定される。

図２、図５〜８に示すように、ガイド枠設定工程で設定された回転角度θ_ａ等と距離ｄ_ａ等とにガイド枠６ａ，６ｂを固定するガイド枠固定工程が行われる（Ｓ５）。上記の打設杭位置設定工程及びガイド枠設定工程は、打ち込まれる予定である鋼管矢板１０１ａ，１０１ｎ等の全てについて同時に行うことができるが、ガイド枠固定工程は、打ちこまれる予定である鋼管矢板１０１ａごとに行われる。回転角度θ_ａ等への変更は回転駆動部１４により行われる。距離ｄ_ａ等への変更はガイドアーム伸縮機構１１により行われる。

図２に示すように、ガイド枠固定工程で固定されたガイド枠６ａ，６ｂに鋼管矢板１０１ａ等の杭を案内させつつ水底地盤Ｇに杭を打ち込む杭打設工程が行われる（Ｓ６）。杭打設工程は、例えば、図９に示すように、クレーン３００により行われる。本実施形態では、杭打設工程では、水底地盤Ｇに鋼管矢板１０１ａ等である杭が打ち込まれるが、図４（Ｂ）に示すような鋼矢板１１１ａ等が水底地盤Ｇに打ち込まれてもよい。１本の鋼管矢板１０１ａ等の杭の打設が完了すると、次の杭について、ガイド枠設定工程で設定された回転角度θ_ｎ等と距離ｄ_ｎ等とにガイド枠６ａ，６ｂを固定するガイド枠固定工程が行われ、続いて当該次の杭について杭打設工程が行われる。すべての鋼管矢板１０１ａ等の杭の打設が終了した後は、杭ガイド１Ａ，１Ｂは水底地盤Ｇから除去され、再度使用される。

本実施形態では、杭ガイド１Ａのガイド杭２を水底地盤Ｇに打ち込み、ガイド杭２にその一端４が取り付けられたガイドアーム３ａ，３ｂの他端５に設けられたガイド枠６ａ，６ｂに杭を案内させつつ水底地盤Ｇに杭を打ち込み、ガイド枠６ａ，６ｂを中心軸としてガイドアーム３ａ，３ｂの他端５をガイド杭２の周りに回転させてから、ガイドアーム３ａ，３ｂの他端５に設けられたガイド枠６ａ，６ｂに次の杭を案内させつつ水底地盤Ｇに次の杭を打ち込むことができる。水底地盤Ｇに打ち込まれる杭ごとに水底地盤ＧにＨ鋼等の杭ガイドを打ち込む必要は無い。また、ガイド杭２を回転の中心軸とするガイドアーム３ａ，３ｂにより、水底地盤Ｇに打ち込まれる杭を精度良く案内することができる。このため、水底地盤Ｇに杭を打ち込む精度を維持しつつ、杭ガイドを水底地盤に設置する労力を低減することができる。

また、本実施形態では、ガイドアーム３ａ，３ｂは、水底地盤Ｇと当接しつつガイドアーム３ａ，３ｂを支持するサポート部材７により支持されるため、水底地盤Ｇ上でより確実に支持される。

また、本実施形態では、サポート部材伸縮機構８により、サポート部材７は、水底地盤Ｇとガイドアーム３ａ，３ｂとの距離に応じて伸縮自在に調整されるため、水底地盤Ｇの起伏等による水底地盤Ｇとガイドアーム３ａ，３ｂとの距離の変動に対応しつつガイドアーム３ａ，３ｂを支持することができる。

また、本実施形態では、ガイドアーム３ａ，３ｂは、水底地盤Ｇの上方の水Ｗからの浮力によりガイドアーム３ａ，３ｂを支持するフロート部材９により支持されるため、水底地盤Ｇ上でより確実に支持される。

また、本実施形態では、フロート部材位置調整機構であるサポート部材伸縮機構８により、フロート部材９は、水Ｗの水面Ｓとガイドアーム３ａ，３ｂとの距離に応じてフロート部材９の水面Ｓに対する位置を調整されるため、潮汐作用等による水面Ｓとガイドアーム３ａ，３ｂとの距離の変動に対応しつつガイドアーム３ａ，３ｂを支持することができる。

また、本実施形態では、浮力調整機構１０により、フロート部材９は、水Ｗからの浮力を変更自在に調整されるため、潮汐作用等による水面Ｓとガイドアーム３ａ，３ｂとの距離の変動や、案内する杭の重量に対応しつつガイドアーム３ａ，３ｂを支持することができる。

また、本実施形態では、平面視における同一の位置であって、側面視における複数の位置にガイド枠６ａ，６ｂをそれぞれ備えるため、水底地盤Ｇに打ち込まれる杭をより精度良く鉛直に案内することができる。

また、本実施形態では、ガイドアーム伸縮機構１１により、ガイドアーム３ａ，３ｂでは、ガイド杭２とガイド枠６ａ，６ｂとの距離が伸縮自在に変更されるため、ガイド杭２から任意の位置に杭を打ち込むことができる。また、水底地盤Ｇに打ち込まれる杭の位置はガイドアーム伸縮機構１１により調整可能であるため、水底地盤Ｇにガイド杭２を打ち込む精度は比較的に低くても良い利点がある。

また、本実施形態では、ガイド杭打設工程により、ガイド杭２が水底地盤Ｇに打ち込まれ、打設杭位置設定工程により、ガイド杭２の周囲に打ち込む杭のガイド杭２に対する相対的な位置Ｐ_ａ等が設定され、ガイド枠設定工程により、打設杭位置設定工程で設定された杭のガイド杭２に対する相対的な位置Ｐ_ａ等に応じて、ガイド杭２の周囲に打ち込む杭の位置Ｐ_ａ等とガイド枠６ａ，６ｂが杭を案内する位置とが一致するように、任意の基準方向Ｎからのガイド杭２の周りのガイド枠６ａ，６ｂの回転角度θ_ａ等と、ガイド杭２とガイド枠６ａ，６ｂとの距離ｄ_ａ等とが設定され、ガイド枠固定工程により、ガイド枠設定工程で設定された回転角度θ_ａ等と距離ｄ_ａ等とにガイド枠６ａ，６ｂが固定させられ、杭打設工程により、ガイド枠固定工程で固定されたガイド枠６ａ，６ｂに杭が案内させられつつ水底地盤Ｇに杭が打ち込まれる。これにより、ガイド杭２に対して相対的に正確な位置に杭を打ち込むことができる。

また、本実施形態では、ガイド杭打設工程後に、ガイド杭位置測定工程により、ガイド杭２の位置Ｐ_Ａ等が測定され、打設杭位置設定工程では、ガイド杭位置測定工程で測定されたガイド杭２の位置Ｐ_Ａ等に対する杭の相対的な位置Ｐ_ａ等が設定されるため、絶対的に正確な位置に杭を打ち込むことができる。また、ガイド杭打設工程により打ち込まれるガイド杭２の位置Ｐ_Ａ等の誤差は、打設杭位置設定工程で修正可能であるため、ガイド杭打設工程で水底地盤Ｇにガイド杭２を打ち込む精度は比較的に低くても良い利点がある。

また、本実施形態では、水底地盤Ｇに鋼矢板１１１ａ等又は鋼管矢板１０１ａ等を打ち込む精度を維持し、且つ杭ガイド１Ａ，１Ｂを水底地盤Ｇに設置する労力を低減しつつ、鋼矢板井筒基礎又は鋼管矢板井筒基礎を構築することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることなく様々な形態で実施される。例えば、上記実施形態におけるガイド杭位置測定工程、打設杭位置設定工程、ガイド枠設定工程及びガイド枠固定工程は必須ではなく、単にガイド杭打設工程でガイド杭２を打設し、杭打設工程でガイド枠６ａ，６ｂで案内しつつ杭を打ち込み、ガイド枠６ａ，６ｂを回転させた後に次の杭を打ち込むことでも、平面視においてガイド杭２を中心とした円形状に杭を打ち込むことができる。

１Ａ，１Ｂ…杭ガイド、２…ガイド杭、３ａ，３ｂ…ガイドアーム、４…一端、５…他端、６ａ，６ｂ…ガイド枠、７…サポート部材、８…サポート部材伸縮機構、９…フロート部材、１０…浮力調整機構、１１…ガイドアーム伸縮機構、１２…地盤挿入端部、１３…回転軸、１４…回転駆動部、１５…モータプーリ、１６…回転軸プーリ、１７…タイミングベルト、１８…ＧＰＳ部、１９…ガイドアーム伸縮部、２０…シリンダ部、２１…ピストン部、２２…足場、２３…地盤当接面部、２４…サポート部材伸縮部、２５…シリンダ部、２６…ピストン部、１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ，１０１ｊ，１０１ｋ，１０１ｍ，１０１ｎ…鋼管矢板、１０２…継手、１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃ…鋼矢板、１１２…継手、２００…艀、３００…クレーン、Ｇ…水底地盤、Ｗ…水、Ｓ…水面、Ｎ…基準方向、Ｐ_Ａ，Ｐ_Ｂ，Ｐ_ａ，Ｐ_ｊ，Ｐ_ｋ，Ｐ_ｍ，Ｐ_ｎ…位置、θ_ａ，θ_ａ＿Ａ，θｊ_＿Ａ，θ_ｋ＿Ｂ，θ_ｍ＿Ｂ…回転角度、ｄ_ａ，ｄ_ａ＿Ａ，ｄｊ_＿Ａ，ｄ_ｋ＿Ｂ，ｄ_ｍ＿Ｂ…距離、Ｃ…中心。

Claims

水底地盤に打ち込まれるガイド杭と、
前記ガイド杭にその一端が取り付けられ、前記ガイド杭を中心軸としてその他端が前記ガイド杭の周りに回転自在であるガイドアームと、
前記ガイドアームの前記他端に設けられ、前記水底地盤に打ち込まれる杭を案内するガイド枠と、
を備え、
前記ガイドアームは、前記水底地盤と当接しつつ前記ガイドアームを支持するサポート部材を有する、杭ガイド。
前記サポート部材は、前記水底地盤と前記ガイドアームとの距離に応じて前記サポート部材を伸縮自在に調整するサポート部材伸縮機構を有する、請求項１に記載の杭ガイド。
水底地盤に打ち込まれるガイド杭と、
前記ガイド杭にその一端が取り付けられ、前記ガイド杭を中心軸としてその他端が前記ガイド杭の周りに回転自在であるガイドアームと、
前記ガイドアームの前記他端に設けられ、前記水底地盤に打ち込まれる杭を案内するガイド枠と、
を備え、
前記ガイドアームは、前記水底地盤の上方の水からの浮力により前記ガイドアームを支持するフロート部材を有する、杭ガイド。
前記ガイドアームは、前記水底地盤の上方の水からの浮力により前記ガイドアームを支持するフロート部材を有する、請求項１又は２に記載の杭ガイド。
前記フロート部材は、前記水の水面と前記ガイドアームとの距離に応じて前記フロート部材の前記水面に対する位置を調整するフロート部材位置調整機構を有する、請求項３又は４に記載の杭ガイド。
前記フロート部材は、前記水からの浮力を変更自在に調整する浮力調整機構を含む、請求項３〜５のいずれか１項に記載の杭ガイド。
前記ガイドアームは、前記ガイド杭と前記ガイド枠との距離を伸縮自在に変更するガイドアーム伸縮機構を有する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の杭ガイド。
請求項１〜７のいずれか１項に記載の杭ガイドを用いて前記杭を打ち込む杭打設方法であって、
前記ガイド杭を前記水底地盤に打ち込むガイド杭打設工程と、
前記ガイド杭打設工程後に、前記ガイド枠に前記杭を案内させつつ前記水底地盤に前記杭を打ち込む杭打設工程と、
を備えた杭打設方法。
請求項７に記載の杭ガイドを用いて前記杭を打ち込む杭打設方法であって、
前記ガイド杭を前記水底地盤に打ち込むガイド杭打設工程と、
前記ガイド杭の周囲に打ち込む前記杭の前記ガイド杭に対する相対的な位置を設定する打設杭位置設定工程と、
前記打設杭位置設定工程で設定された前記杭の前記ガイド杭に対する相対的な位置に応じて、前記ガイド杭の周囲に打ち込む前記杭の位置と前記ガイド枠が前記杭を案内する位置とが一致するように、任意の基準方向からの前記ガイド杭の周りの前記ガイド枠の回転角度と、前記ガイド杭と前記ガイド枠との距離とを設定するガイド枠設定工程と、
前記ガイド枠設定工程で設定された前記回転角度と前記距離とに前記ガイド枠を固定するガイド枠固定工程と、
前記ガイド枠固定工程で固定された前記ガイド枠に前記杭を案内させつつ前記水底地盤に前記杭を打ち込む杭打設工程と、
を備えた杭打設方法。
前記ガイド杭打設工程後に、前記ガイド杭の位置を測定するガイド杭位置測定工程をさらに備え、
前記打設杭位置設定工程では、前記ガイド杭位置測定工程で測定された前記ガイド杭の位置に対する前記杭の相対的な位置を設定する、請求項９に記載の杭打設方法。
前記打設杭位置設定工程では、平面視において複数の前記杭が連続した環状をなす前記杭のそれぞれの前記ガイド杭に対する相対的な位置を設定し、
前記杭打設工程では、前記水底地盤に鋼矢板及び鋼管矢板のいずれかである前記杭を打ち込む、請求項９又は１０に記載の杭打設方法。