JP7233968B2 - 杭圧入装置 - Google Patents
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Description
特許文献1、特許文献2等に記載されるように、クランプ装置としては、上記筒体の開口端部の相対する側壁をそれぞれ挟持する1対の挟持機構を有した構成がある。また、特許文献2には、挟持機構を十字状に配して2対有した構成も提案されている。
1本の筒体に対して1対の挟持機構では固定力、安定性が不足する場合がある。
2対の挟持機構を十字状に配した構成では四方に挟持機構を有するので、一定の安定性を有する。
しかしながら、杭圧入装置で繰り返し同じ方向に杭を圧入するなど、発生するモーメントの方向に偏りがある場合に、挟持機構が筒体の軸周りに均等に分散配置されていると、特定の一部の挟持機構が大きな力を負担するため、効果的ではない。
前記クランプ装置は、
前記既設杭の開口端部の周に沿って異なる位置でそれぞれ、前記開口端部の側壁を内側と外側から挟んで挟持する挟持機構を3以上備え、
前記3以上の挟持機構は、前記開口端部の開口面をその中心を通る任意の方向の仮想直線で2等分したとき、当該仮想直線の一方側に配置される前記側壁に対する挟持力を、当該仮想直線の他方側に配置される前記側壁に対する挟持力より大きくすることができるように配置され、
前記一方側を杭圧入側にして前記クランプ装置が取り付けられた杭圧入装置である。
図1に示すように、杭圧入装置100は、クランプ装置10を備える。杭圧入装置100は、筒体Pの開口端部をクランプ装置10で把持して固定され止水杭Cの圧入作業を行う。また杭圧入装置100は、地盤に圧入された止水杭Cの引抜作業を行うことができる。杭圧入装置100の前後方向をX軸、左右方向をY軸、上下方向をZ軸として図中に示す。
クランプ装置10は、サドル51の下部に連結されている。クランプ装置10は、Z軸回りに回転する機構を介してサドル51に連結されている。
スライドベース52は、サドル51上に前後動可能に設けられている。
マスト53は、スライドベース52上に旋回可能に搭載されている。
昇降装置54は、マスト53に支持され、上下方向を軸方向として配置されたシリンダ装置(動力装置)を含む。
チャックフレーム55は、昇降装置54により昇降されるように設けられている。
チャック56は、止水杭Cを把持する機構を有し、チャックフレーム55に設けられており、チャックフレーム55とともに昇降する。
チャックフレーム55及びチャック56は、止水杭Cを上下方向に挿通させる構造を形成しており、チャック56が複数の把持爪を止水杭Cの外周面を押圧することで把持する。各把持爪は、シリンダ装置(動力装置)により径方向に移動するように設けられている。
また、チャック56は、把持した止水杭Cを中心軸回りに回転させるように自身がチャックフレーム55に対して回転するように設けられている。
スライドベース52の前後動の機能及びマスト53の旋回機能は、止水杭Cの圧入位置を調整するために用いことができる。
図2に示すように筒体P,Pは間隔を開けて施工されている。隣接する筒体P,P間には、一対の止水杭C,Cが左右に配設されている。図示される2本の筒体P,Pに続いて筒体Pと同径の筒体が、止水杭C,Cを介しながら連続した杭列が構成されている。なお、止水杭Cは筒体P,P間を閉塞し、筒体Pと止水杭Cの杭列により止水壁が構築される。
4つの挟持機構11-14のそれぞれは、固定爪a1、固定爪a1に対向配置された可動爪a2、可動爪a2を動作させるシリンダ装置a3、固定爪a1及びシリンダ装置a3を連結固定するフレームa4等を備えて構成される。
4つの挟持機構11-14はそれぞれ、図1に示すように筒体Pの開口端部の側壁SWを、固定爪a1と可動爪a2とで内側と外側から挟んで挟持する機構である。
4つの挟持機構11-14の挟持力は同一である。
前方右方の挟持機構13と、前方左方の挟持機構14は、ともに前方側に配置され、互いに左右方向Yに相対する位置に配置されている。
アナログ時計に当てはめて説明すると、前方中央の挟持機構11を12時の方向として、後方中央の挟持機構12が6時の方向、前方右方の挟持機構13が1時~2時の方向、前方左方の挟持機構14が10時~11時の方向に配置されている。
図2に示す筒体Pの中心Aを通るZ方向軸回りの角度としては、前方中央の挟持機構11と後方中央の挟持機構12との間の角度が180度、前方中央の挟持機構11と前方右方の挟持機構13との間の角度が10度から35度の範囲、前方中央の挟持機構11と前方左方の挟持機構14との間の角度が10度から35度の範囲とされる。杭圧入装置100は、止水杭Cの圧入・引抜を行うため、図2に示すように平面視で前方中央の挟持機構11と前方右方の挟持機構13との間の角度範囲で止水杭Cの圧入を行えるように、これら2機の挟持機構11,13が間隔を空けて配置される。同様に、図2に示すように平面視で前方中央の挟持機構11と前方左方の挟持機構14との間の角度範囲で止水杭Cの圧入を行えるように、これら2機の挟持機構11,14が間隔を空けて配置される。その結果、これらの3機の挟持機構13,11,14が略等間隔に配置されている。
また4つの挟持機構11-14は、図2に示すように筒体Pの開口端部の開口面をその中心Aを通る任意の方向の仮想直線ACで2等分したとき、仮想直線ACの一方側Fに配置される側壁SWに対する挟持力を、仮想直線ACの他方側Rに配置される側壁SWに対する挟持力より大きくすることができるように配置されている。
すなわち、図2に示すように杭の圧入作業が行われる前方側Fと、その反対側である後方側Rとに2等分するように仮想直線ACを決めたとき、クランプ装置10をZ方向の中心軸回りに回転させて配置することで、前方中央の挟持機構11、前方右方の挟持機構13及び前方左方の挟持機構14の3つを前方側Fに、後方中央の挟持機構12を後方側Rに配置することができる。
4つの挟持機構11-14の挟持力は同一であるから、仮想直線ACの一方側Fに配置される挟持機構の数を、仮想直線ACの他方側Rに配置される挟持機構の数より多くすることで、仮想直線ACの一方側Fに配置される側壁SWに対する挟持力を、仮想直線ACの他方側Rに配置される側壁SWに対する挟持力より大きくすることができる。
したがって、前方中央の挟持機構11、前方右方の挟持機構13及び前方左方の挟持機構14の3つに代わる1つの挟持機構であって、挟持力が後方中央の挟持機構12より大きい挟持機構を前方側に配置して実施してもよい。しかし、本実施形態にように、同じ挟持力の複数の挟持機構を前方側Fが多くなるように配置することで、同一の挟持機構を必要数製作することとなるから、製作が容易であり、また挟持機構の数の選択により、前方側Fと後方側Rのそれぞれの挟持力、前方側Fと後方側Rの挟持力の差を選択できる。
例えば、図3に示すように前方側Fに2つの挟持機構(13,14)、後方側Rに1の挟持機構(12)を配置した構成を実施し得る。また、図4に示すように前方側Fに3つの挟持機構(11,13,14)、後方側Rに2の挟持機構(12L,12R)を配置した構成を実施し得る。その他、挟持機構の数を多くすれば前方側Fの数と後方側Rの数の様々な組み合わせを実施し得る。
引抜時は、圧入時に比較して止水杭Cが動くことに対する抵抗が小さく、反力モーメントM2は、圧入時反力モーメントM1より小さくなる傾向にある。圧入時は、杭圧入装置100の全体が浮き上がろうとする垂直反力に、チャック56とクランプ装置10の軸間距離による反力モーメントM1が重ねて生じる状態である。これに対し引抜時は、杭圧入装置100の全体が押し付けられる垂直反力に、チャック56とクランプ装置10の軸間距離による反力モーメントM2が重ねて生じる状態である。
その結果、引抜時に後方側Rの挟持機構12に作用する上方への引抜力は、圧入時に前方側Fの挟持機構11,13,14に作用する上方への引抜力より、相当小さい。
したがって、引抜時に後方側Rは1つの挟持機構12により耐えることができる。また杭圧入装置100は、圧入専用に用いる機械構成としても十分なものとなる。
以上のようにして杭圧入装置100は、1本の既設杭(筒体P)で反力に耐える構成であるが、効率よく耐荷重を向上することができており、より強い荷重で杭を圧入することができる。
図4に示した構成では、挟持機構を5備え、当該5の挟持機構11,12L,12R,13,14は、仮想直線ACの一方側Fに配置される挟持機構の数を3、仮想直線ACの他方側Rに配置される挟持機構の数を2とすることができるように配置された構成を有する。
これにより、異なる径の筒体Pに対応することができる。
変更可能に設けるための構造は特に限定されない。なお、図示例では次の通りに構成されている。
前方側Fの挟持機構11,13,14のそれぞれは、筒体Pの径方向に対応する方向に並んでフレーム15に設けられた取付孔15aを選択してピンで固定される。したがって、前方側Fの挟持機構11,13,14のそれぞれは、取付孔15aの選択により、筒体Pの開口端部の径方向に相当する位置を変更可能に設けられている。
11 挟持機構
12 挟持機構
13 挟持機構
14 挟持機構
15 フレーム
51 サドル
52 スライドベース
53 マスト
54 昇降装置
55 チャックフレーム
56 チャック
100 杭圧入装置
A 中心
AC 仮想直線
F 一方側(前方側)
M1 圧入時反力モーメント
M2 引抜時反力モーメント
P 筒体(既設杭)
R 他方側(後方側)
SW 側壁
Claims (3)
- クランプ装置を備え、筒状の既設杭を前記クランプ装置で把持して、前記既設杭に隣接した領域の地盤に杭を圧入する杭圧入装置であって、
前記クランプ装置は、
前記既設杭の開口端部の周に沿って異なる位置でそれぞれ、前記開口端部の側壁を内側と外側から挟んで挟持する挟持機構を3以上備え、
前記3以上の挟持機構は、前記開口端部の開口面をその中心を通る任意の方向の仮想直線で2等分したとき、当該仮想直線の一方側に配置される前記側壁に対する挟持力を、当該仮想直線の他方側に配置される前記側壁に対する挟持力より大きくすることができるように配置され、
前記一方側を杭圧入側にして前記クランプ装置が取り付けられた杭圧入装置。 - 前記3以上の挟持機構は、挟持力が同一の挟持機構で構成され、前記仮想直線の一方側に配置される前記挟持機構の数を、前記仮想直線の他方側に配置される前記挟持機構の数より多くすることができるように配置された請求項1に記載の杭圧入装置。
- 前記挟持機構を4備え、当該4の挟持機構は、前記仮想直線の一方側に配置される前記挟持機構の数を3、前記仮想直線の他方側に配置される前記挟持機構の数を1とすることができるように配置された請求項2に記載の杭圧入装置。
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