JP6694840B2 - 管状体の埋設工法 - Google Patents

Description

この発明は、管状体の埋設工法に関する。

鋼管杭やケーシングなどの管状体を地盤に埋設する工法として、回転圧入装置により管状体を地盤に回転圧入しながら、掘削装置により管状体内部の土砂を掘削排土する工法が知られている。

このような工法に使用される回転圧入装置としては、例えば特許文献１に記載のようなものが知られている。この従来の回転圧入装置は、矩形のベースフレームと、このベースフレームと同形状の矩形をなす昇降フレームであって、ベースフレームに対して昇降するとともに管状体を把持するチャック機構が設けられた昇降フレームとを備えている。

昇降フレーム及びベースフレームには管状体を挿入するための挿入開口が設けられ、管状体をチャック機構により把持した状態で管状体を回転させながら、昇降フレームを下降させて管状体を地盤に圧入するようになっている。

また、管状体の圧入に伴って管状体内部の土砂が掘削・排土されるが、掘削機としては通常、クレーンの先端から吊り下げたハンマーグラブやバケットが使用されている（例えば特許文献２参照）。しかしながら、ハンマーグラブやバケットによる土砂の掘削・排土は効率が悪く、したがって管状体の埋設施工に時間を要しているのが現状である。

特開２００２−７０００７号公報 特開２００２−７０４６９号公報 特開２０１２−１６２９１２号公報 特開２００８−２０８６５５号公報

この発明は上記のような技術的背景に基づいてなされたものであって、次の目的を達成するものである。
この発明の目的は、管状体を地盤に回転圧入するにあたってその内部の土砂の掘削・排土を効率よく行うことができ、それによって管状体の埋設施工効率を向上させることができる工法を提供することにある。

掘削機としてリーダーにアースオーガーを搭載した三点式杭打ち機を使用すれば、土砂の掘削・排土効率を向上させることができる。しかしながら、回転圧入装置における管状体の挿入開口は、通常、その開口中心がベースフレーム及び昇降フレームの矩形中心と一致するように設けられ、また回転圧入のための各機器が挿入開口の周囲に対称となるように配置されている。

このため、ベースフレーム及び昇降フレームの縁辺から挿入開口までの寸法距離が大きく、リーダーに搭載されたアースオーガーを管状体内部に挿入することが不可能であり、三点式杭打ち機は回転圧入装置と併用することはできない。

そこで、この発明の発明者は鋭意検討したところ、特許文献３あるいは特許文献４に記載の回転圧入装置に着目した。これら文献に記載の回転圧入装置は、管状体の埋設位置が施工現場に隣接した建物などによって仕切られたコーナー部でも圧入施工を可能としたもので、管状体の挿入開口はベースフレーム及び昇降フレームの１つの縁辺又は２つの縁辺寄りに偏って設けられている。そして、このような回転圧入装置を使用すれば、三点式杭打ち機を併用して、管状体内部の土砂を掘削・排土しながら管状体を地盤に圧入することができることを見出した。

この発明は上記のような知見に基づいてなされたもので、次のような手段を採用している。
すなわち、この発明は、回転圧入装置により鋼管杭やケーシングなどの管状体を地盤に回転圧入しながら、掘削装置により前記管状体内部の土砂を掘削排土して該管状体を地盤に埋設する工法であって、
前記回転圧入装置として、多角形のベースフレームと、該ベースフレームと同形状の多角形であって、該ベースフレームに対して昇降するとともに前記管状体を把持するチャック機構が設けられた昇降フレームとを備え、各フレームに前記管状体を挿入するための挿入開口が１つ又は２つの縁辺寄りに偏って設けられた装置を使用し、
前記掘削装置として、リーダーにアースオーガーが搭載された三点式杭打ち機を使用し、前記リーダーを前記回転圧入装置の前記縁辺に近接して設置し、
前記挿入開口に挿入された前記管状体の内部に前記アースオーガーのスクリューを挿入して、前記アースオーガーにより前記管状体内部の土砂を掘削排土しながら、前記回転圧入装置により前記管状体を地盤に圧入することを特徴とする管状体の埋設工法にある。

前記回転圧入装置としては、例えば、前記各フレームが矩形の一辺と二等辺三角形の底辺とを一致させてできる五角形のものであり、前記開口は前記二等辺三角形の等辺をなす２つの前記縁辺寄りに偏って設けられているものを使用することができる。

また、前記回転圧入装置としては、前記各フレームが矩形のものであり、前記開口は前記矩形の一辺をなす前記縁辺寄りに偏って設けられているものを使用することができる。

管状体を地盤に回転圧入するにあたってその内部の土砂の掘削・排土を効率よく行うことができ、それによって管状体の埋設施工効率を向上させることができる。

この発明工法に使用する回転圧入装置の一例を示す平面図である。 同回転圧入装置の正面図である。 この発明工法の実施形態を示す模式的な平面図である。 同実施形態を示す模式的な正面図である。 回転圧入装置の別の例を示す平面図である。

この発明の実施形態を図面を参照しながら以下に説明する。図１，図２は、この発明で使用する回転圧入装置の一例を示し、図１は平面図、図２は正面図である。この回転圧入装置については特許文献３に詳細に記載されているが、以下、概略構成を説明する。

回転圧入装置１０は、ベースフレーム１１と、ベースフレーム１１の上に平行に配置された昇降フレーム１２とを備えている。昇降フレーム１２は昇降シリンダ１３を介してベースフレーム１１に連結され、ベースフレーム１１に対して昇降するようになっている

ベースフレーム１１及び昇降フレーム１２は、いずれも同形状同寸法のもので、具体的には矩形の一辺と直角二等辺三角形の底辺とを一致させてできる五角形を呈している。各フレーム１１，１２には鋼管杭やケーシングなどの管状体Ｐを挿入するための挿入開口１４，１５が設けられている。これらの挿入開口１４，１５は、直角二等辺三角形の等辺をなす２つの縁辺１２ａ，１２ｂ（図１に昇降フレーム１２の縁辺のみを示す）寄りに偏って形成され、挿入開口１４，１５の中心から縁辺１２ａ，１２ｂまでの距離寸法は等しく、またその寸法距離は小さく（例えば１０００ｍｍ程度）されている。

昇降フレーム１２の上方には管状体Ｐの挿入開口１６を有するチャックフレーム１７が設けられている。チャックフレーム１７は、その挿入開口１６を昇降フレーム１２及びベースフレーム１１の挿入開口１４，１５と合致させた状態で配置されている。チャックフレーム１７はチャックシリンダ１８を介して昇降フレーム１２に連結され、チャックフレーム１７は昇降フレーム１２に対して昇降するようになっている。

チャックフレーム１７の下面にはチャック保持リング１９が回転可能に設けられ、チャック保持リング１９の下面には多数のくさび状のチャックシュー２０がリンクを介して設けられている。一方、昇降フレーム１２には管状体Ｐの挿入開口１５位置に内周がテーパ面となっている円筒体２１が回転可能に設けられている。チャックシリンダ１８が駆動することにより、チャックシュー２０が管状体Ｐと円筒体２１との間に入り込み、管状体Ｐが円筒体２１に固定されるようになっている。

円筒体２１の外周に固定された大歯車２２には、アイドル歯車２３を介して駆動モータ２５の出力軸に設けられた駆動歯車２４が連結され、駆動モータ１５の駆動により円筒体２１が回転し、管状体Ｐに回転力が伝達されるようになっている。また、管状体Ｐの回転に伴って、昇降シリンダ１３の駆動により管状体Ｐに圧入力が伝達されるようになっている。図１，図２において符号２６が昇降ガイドポストを示している。

図３，図４は上記回転圧入装置１０と三点式杭打ち機を併用した管状体Ｐの埋設施工状態を示す模式的な図であり、図３は平面図、図４は正面図である。三点式杭打ち機３０は、クローラ３１に旋回体３２が旋回可能に搭載され、旋回体３２の前端にはリーダー３３が設けられている。リーダー３３はその中間部と旋回体３２の後端との間に配置された２本のステー３４に起倒自在に支持されている。

リーダー３３にはアースオーガー３５が搭載されている。アースオーガー３５は回転駆動装置３６とその出力軸３７に固定されるスクリュー３８とを備えている。回転駆動装置３６は、トップシーブ３９から垂下するワイヤーロープ４０に懸吊されるとともに、リーダー３３に設けられたガイドレール４１にスライド金具４２を介して上下方向に移動可能に支持されている。

回転駆動装置３６の下方にはシューター４３を有する排土装置４４が配置され、この排土装置４４はスライド金具４５を介してリーダー３３のガイドレール４１に支持されている。排土装置４４は管状体Ｐの頭部に着脱自在に固定され、上下にスクリュー３８が通過可能な開口が設けられている。

管状体Ｐの埋設施工に際しては、回転圧入装置１０の縁辺１２ａ，１２ｂの何れか一方にリーダー３３を近接させて三点式杭打ち機３０を設置する。スライド金具４２はアタッチメントを付加することによりリーダー３３と回転駆動装置３６との間の寸法距離を一定限度（１６００ｍｍ程度）まで延ばすことが可能である。これにより、スクリュー３８を回転圧入装置の挿入開口１４，１５，１６に挿入することが可能となる。すなわち、三点式杭打ち機３０のアースオーガー３５により管状体Ｐ内部の土砂を掘削・排土しながら、回転圧入装置１０により管状体Ｐを地盤に圧入することが可能となり、管状体Ｐの埋設施工を効率良く行うことができる。

回転圧入装置としては、図５に模式的な平面図で示すように、特許文献４記載のものも使用することができる。この回転圧入装置５０は、それぞれ矩形のベースフレーム（図示せず）及び昇降フレーム５１を備え、管状体の挿入開口５２がベースフレーム及び昇降フレーム５１の１つの縁辺５１ａ寄りに形成されている。図５において、符号５３はチャックフレーム、符号５４は駆動モータをそれぞれ示している。

この回転圧入装置５０も縁辺５１ａと挿入開口５２の中心との間の寸法距離が小さいので、三点式杭打ち機を併用して管状体を地盤に圧入することができる。

１０：回転圧入装置
１１：ベースフレーム
１２：昇降フレーム
１３：昇降シリンダ
１４，１５，１６：挿入開口
１７：チャックフレーム
１８：チャックシリンダ
２０：チャックシュー
２５：回転駆動装置
３０：三点式杭打ち機
３３：リーダー
３５：アースオーガー
３６：回転駆動装置
３８：スクリュー

Claims (3)

1. 回転圧入装置により鋼管杭やケーシングなどの管状体を地盤に回転圧入しながら、掘削装置により前記管状体内部の土砂を掘削排土して該管状体を地盤に埋設する工法であって、
   前記回転圧入装置として、多角形のベースフレームと、該ベースフレームと同形状の多角形であって、該ベースフレームに対して昇降するとともに前記管状体を把持するチャック機構が設けられた昇降フレームとを備え、各フレームに前記管状体を挿入するための挿入開口が１つ又は２つの縁辺寄りに偏って設けられた装置を使用し、
   前記掘削装置として、リーダーにアースオーガーが搭載された三点式杭打ち機を使用し、前記リーダーを前記回転圧入装置の前記縁辺に近接して設置し、
   前記挿入開口に挿入された前記管状体の内部に前記アースオーガーのスクリューを挿入して、前記アースオーガーにより前記管状体内部の土砂を掘削排土しながら、前記回転圧入装置により前記管状体を地盤に圧入することを特徴とする管状体の埋設工法。
2. 前記回転圧入装置は、前記各フレームが矩形の一辺と二等辺三角形の底辺とを一致させてできる五角形のものであり、前記挿入開口は前記二等辺三角形の等辺をなす前記縁辺寄りに偏って設けられていることを特徴とする請求項１記載の管状体の埋設工法。
3. 前記回転圧入装置は、前記各フレームが矩形のものであり、前記挿入開口は前記矩形の一辺をなす前記縁辺寄りに偏って設けられていることを特徴とする請求項１記載の管状体の埋設工法。

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