JPH11350480A - 杭の振動圧入・引抜装置および同工法、並びに振動圧入・引抜装置用チャック機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 杭打抜技術における静圧圧入引抜技術と振動
打抜技術との長所・短所を相補って、作業地点の条件に
基いて許容される範囲内に振動，騒音を抑制しつつ、許
容された範囲内で最大限に作業能率を向上せしめ得る技
術を提供する。 【解決手段】 油圧シリンダ４の収縮力によって、チャ
ック５で把持された作業対象杭６が地盤１９内へ、静圧
的に圧入され、このときの反力はクランプ２を介して既
設杭３によって支持される。一方、チャック２１付き起
振機１５は、回動軸２０によって往復円弧矢印Ｌ−Ｒの
ように回動可能に支持されており、Ｒ方向に回動させて
実線位置とし、作業対象杭６に装着すると振動打抜を併
用できる。振動打抜を併用しないときはＬ方向に回動さ
せて仮想線で描いたように作業対象杭６から離間せしめ
て待機させておく。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、既設杭をクランプ
で把持して反力を支持しつつ、作業対象杭に液圧シリン
ダの伸縮力を与えて該作業対象杭を地盤中に圧入した
り、地盤中から引き抜いたりする技術に係り、特に、上
記圧入・引抜方式特有の長所を損うことなく、その短所
を補うように、振動杭打抜方式を導入した新規な杭打，
抜技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】既成杭を地盤中に打設する方式を大別す
ると、アースオーガで穴を掘って杭を植え込む方式と、
地盤を形成している土砂を圧密排除して貫入させる方式
とが有る。上記のうち、圧密排除貫入方式の中で広く実
用されているものにに、液圧シリンダ（通常は油圧シリ
ンダ）の伸縮力による圧入引抜方式と、起振機で杭を振
動させる振動杭打抜方式とが有る。図６は振動杭打抜装
置の１例として示したリーダ式振動杭打抜装置によって
杭を地盤中に打ち込んでいる状態を描いた側面図である
が、杭を引き抜いている状態を描いた側面図として見る
こともできる。作業対象杭６は、起振機１５に装着され
たチャック５によって把持されている。一方、ショベル
カー１８のアーム１８ａの先端に装着されたリーダ１７
が地盤１９上に立てられて支持されている。１８ｂは前
記アーム１８ａを起伏動させるアームシリンダであり、
１８ｃは該アーム１８ａを傾動させるチルトシリンダで
ある。上記リーダ１７は、前記起振機１５を支持するブ
ラケット１６を上下に案内するとともに上下方向に駆動
する。以上に述べた状態で、作業対象杭６には下向きの
重力荷重が掛かっており、これに加えて、リーダ１７に
よるブラケット１６の上下動駆動力を作用させて押し下
げることもできる。しかし、これだけでは通常の硬さの
地盤１９の中へ作業対象杭６を貫入させるに足りない。

【０００３】そこで、起振機１５を作動させて上下方向
の振動を発生させ、これを作業対象杭６に伝える。該作
業対象杭６は上下振動によって地盤１９との間の摩擦を
切られた状態となり、重力荷重と圧下荷重とによって地
盤１９の中へ沈下してゆく。上記の摩擦が切れるという
現象は力学的に正確な術語ではないが、杭打ち技術に関
する通常の技術者間において公知の経験的事実であり、
多少の語弊を忍んで概要的に表現するならば、静止摩擦
が動摩擦に変換されて杭の貫入に容易になることを言
う。同様に、重力荷重に杭してリーダ１７のブラケット
１６駆動力で作業対象杭６を引き抜こうとしても引き抜
けない場合、起振機１５を作動させることによって引き
抜きが可能になる。以上に述べたように、杭を打ち込む
ための技術を利用して杭を引き抜くことができ、杭の打
込装置が杭の引抜装置として用いられる場合が少なくな
い。このような共用可能機器を杭の打ち，抜き装置とい
い、紛らわしくない場合は打抜装置というものとする。
この場合の「打抜」は「打込み，引抜き」の意であっ
て、プレス技術における「打抜」とは異なるものであ
る。

【０００４】上述の作動から明らかなように、振動杭打
抜における起振機１５はチャック５を装着して使用に併
せられる。以下、説明の便宜上、これらの機器を「チャ
ック付起振機」と呼ぶことにする。

【０００５】図７は在来形静圧圧入引抜機の１例を示
し、既設杭をクランプして反力を支持しつつ、油圧シリ
ンダによって作業対象杭を地盤中に圧入したり引き抜い
たりしている状態の側面図である。符号３は、地盤１９
に打設されている複数の既設杭である。旋回台１ａの下
方に設置されたクランプ２は上記の既設杭３を把持して
反力を支承する。上記の旋回台１ａの上部にガイド１ｂ
が垂直姿勢となるよう固定的に支持されており、このガ
イド１ｂは油圧シリンダ４の本体部分を上下方向に案内
している。上記油圧シリンダ４の本体部分に対してチャ
ック５の本体部分が一体的に連設されている。このチャ
ック５は、回転機構５ａを介して１対の把持爪（ジョ
ー）５ｂを開閉駆動可能に支持している。前記旋回台１
ａの上部およびガイド１ｂに対して固定的に二又アーム
１ｄが取り付けられている。前記油圧シリンダ４の設置
個数は２個であって、それぞれのピストンロッド４ａの
先端は前記二又アーム１ｄの先端に軸支されている。こ
れにより、油圧シリンダ４が伸縮作動するとチャック５
の把持爪５ｂによって把持された作業対象杭６が地盤１
９内に圧入され、および／または地盤１９から引き抜か
れる。この圧入引抜を、前述の振動打抜に対して明確に
区別するよう、以下静圧圧入引抜と呼ぶ。

【０００６】以上に説明した図７の在来形静圧圧入引抜
機においては、作業対象杭６を鉛直に保持して鉛直に圧
入することが非常に難しい。その理由の主たるものは、
地盤１９の表面が必ずしも水平でなく、地盤１９を構成
する土質が均一でなく、従って既設杭３が必ずしも鉛直
でなく、該既設杭群の頂面が必ずしも水平に揃っていな
いからである。こうした不具合を解消するため、改良形
の静圧圧入引抜機が創作され、既に広く用いられてい
る。

【０００７】図８は、前掲の図７に示した在来形静圧圧
入引抜装置を母体として改良された静圧圧入引抜機の１
例を示す側面図に、作業対象杭の傾斜角を前傾・後傾自
在に調節する状態を付記した図である。本図８の改良形
について、図７の在来形と異なる点を説明すると、クラ
ンプ２によって既設杭３に固定された静止ベース７に旋
回台１０が搭載され、水準器１２が設けられている。上
記旋回台１０の上部に対してガイド８ａが固定されるこ
となく、枢支軸９によって傾動可能に支承された傾動フ
レーム８に対して前記のガイド８ａが一体的に連結され
てガイドフレームを形成している。上記のガイドフレー
ムを形成している傾動フレーム８は、チルトシリンダ１
１によって枢支軸９周りに回動せしめられる。油圧シリ
ンダ４のピストンロッド４ａの先端は、傾動フレーム８
に固着された傾動二又アームの先端に取り付けられてい
る。これにより、前記チルトシリンダ１１を伸縮作動せ
しめると、作業対象杭６は前傾姿勢６Ｆと後傾姿勢６Ｒ
との間で傾動し、鉛直となるように修正操作することが
できる。前記の傾動フレーム８とガイド８ａとが一体的
に連設されて形成されているガイドフレームには、油圧
シリンダ４およびチルトシリンダ１１を制御するための
弁機構や遠隔操作機構が搭載され、本体カバー８ｂで覆
われている。このため、比較的背の高い機器となってい
る。図９は、前傾の図８に示した改良形静圧圧入引抜機
を更に改良した、最新形の公知の静圧圧入引抜機を既設
杭に装着するとともに作業対象杭を把持して打抜きして
いる状態を描いた側面図である。図に現れていない操
作，制御系統を除いた力学的構造部分は、原理的に前掲
の図８に示した改良形静圧圧入引抜機と同様であって、
旋回台１４ａに対して枢支軸９によってガイドフレーム
１４ｂが傾動可能に支承されるとともに、チルトシリン
ダ１１によって傾動を駆動される。１４ｃは本体カバー
であって、制御系の改良によって著しく小形化されてい
る。１４ｄは傾動二又アームであって、前記ガイドフレ
ーム１４ｂに対して一体的に連結されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】前掲の図６に示した振
動打抜装置と、図７〜９に示した静圧圧入引抜装置とを
比較すると、その作動原理の本質的な差異に由来する長
所，短所が有る。静圧圧入引抜装置は杭に振動荷重を与
えずに静的荷重を与えて杭を打抜くものであるから、振
動や騒音を発生せず、運転状態が非常に静粛である。こ
れに比して振動打抜装置は杭に振動荷重を与えるので、
振動や騒音を生じ、住宅地周辺などにおいては使用に制
約を受けるという不具合は有るが、強力な打抜きが可能
である。さらに、静圧圧入引抜装置は（例えば図９参
照）クランプ２で既設杭３を把持して作業対象杭６を地
盤中に圧入するので、圧入され終わった作業対象杭は既
設杭となり、次のサイクルにおける新たな作業対象杭
（図示せず）を圧入する際には反力支持の役割りを果た
す。このようにして順次に作業対象杭を圧入してゆくと
き、その直前のサイクルで圧入された数本の杭が既設杭
として反力支持の役目を受け持つので非常に好都合であ
り、合理的に作業を進めてゆくことができる。しかし乍
ら、最初の作業対象杭を圧入する際は反力を支持する手
段が無いので、種々の工夫が為されているが、いずれに
しても最初の杭の圧入は非常に困難である（引き抜きの
際は、最初の杭の引抜き反力の支持に格別の困難は無
い。最後の杭の引抜反力の支持は多少難しいが、最初の
杭の圧入反力を支持することほどの難しさは無い）。本
発明は上述の事情に鑑みて為されたものであって、作業
条件に応じて許容される範囲内に振動，騒音を抑制しつ
つ、最大限の強力，高能率の杭打抜作業を遂行すること
ができ、しかも、多数の杭を順次に打設する場合の最初
の杭を容易に打設することができる杭の打抜き技術を提
供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに創作した本発明の基本的な方策は、静圧圧入・引抜
方式の長短と、振動打抜方式の長短とを相補わしめると
ころに在る。双方の方式を比較するための項目である静
粛性と貫入力とは、作業地点の立地条件によって左右さ
れ、しかも、作業地点の地質その他の条件は一定・均一
ではない。すなわち、一つの工区の中で杭を列設して打
ち込んだり、列設された杭を引き抜いたりする場合、静
圧圧入引抜の困難なよく締まった地質の箇所も有れば、
静圧圧入引抜の容易な弛んだ地質の箇所も有る。また、
振動騒音公害を生じ易い民家の近傍も有れば、該民家か
ら離れた区域も有る。こうした考察から、それぞれ長短
を有する静圧圧入引抜方式と振動打抜方式とを使い分け
たり併用したりすることに想到する。このようにして創
作された本発明の基本的な原理について、その１実施形
態を対応する図１を参照して略述すると、油圧シリンダ
４および本体カバー１４ｃ、並びに、それよりも図の下
方に記載した構成部分は前掲の図９に示した公知の最新
型の静圧圧入引抜装置におけると同様ないし類似であ
る。そして、上記静圧圧入引抜装置の上に、往復矢印Ｌ
−Ｒのごとく往復回動できるように、起振機１５とチャ
ック２１とを搭載してある。地盤１９が比較的軟弱で静
圧圧入引抜が可能で、しかも振動騒音公害が問題となる
虞れの大きいときは、前記のチャック付起振機（符号２
１＋１５）を矢印Ｌ方向に回動させて作業対象杭６から
離間させた退避位置（２点鎖線）ならしめ、油圧シリン
ダ４の伸縮力によって作業対象杭６の圧入引抜を行な
う。また、地盤１９が比較的硬くて圧入引抜が困難で、
しかも振動騒音公害が問題となる虞れの少ないときは、
前記チャック付起振機（２１＋１５）を矢印Ｒ方向に回
動させて、実線で描いたように作業対象杭６に装着し、
油圧シリンダ４の伸縮力と起振機１５で発生した振動と
を協働させて、強力な貫入および／または引抜きを遂行
する。また、何らかの事情（例えば最初の杭の打込み）
により、クランプ２が充分な反力を得られない場合も、
作業対象杭６を所定の地点で垂直に保持することさえ出
来れば、油圧シリンダ４の伸縮力に依存することなく振
動杭打方式で作業対象杭を打設することができる。

【００１０】以上に説明した原理に基づいて請求項１に
係る発明装置の構成は、既設の杭を把持して静圧圧入，
引抜の反力を支持するクランプと、上記クランプによっ
てほぼ垂直に支持されるガイドフレームと、上記ガイド
フレームによって昇降動を案内されるとともに作業対象
杭を把持するチャックと、上記チャックを昇降動せしめ
る駆動手段とを具備し、かつ、上記ガイドフレームに対
して、水平な回動軸を介してチャックは起振機が約９０
度の往復回動可能に支持されており、または上記ガイド
フレームに対して、垂直な回転軸を介してチャック付起
振機が約１８０度の往復回動可能に支持されていて、上
記チャック付起振機が作業対象杭へ接近する方向に回動
すると、該起振機に付属するチャックで作業対象杭を把
持し得るようになり、上記と反対方向に回動すると該起
振機に付属するチャックが作業対象杭から離間するよう
になっていることを特徴とする。

【００１１】以上に説明した請求項１の発明装置による
と、クランプによって垂直に支承されるガイドフレーム
と、該ガイドフレームに案内されて昇降駆動される杭チ
ャックとを具備しているので、該杭チャックによって作
業対象杭を把持するとともに、前記のクランプにより既
設杭を把持して反力を支承しつつ、上記作業対象杭の圧
入，引抜を行なうことができる。すなわち、装置の基本
的構成として杭の静圧圧入，引抜きの機能を備えてい
る。さらに、チャック付起振機が、接近，離間回動可能
に搭載されているので、これを用いて杭の振動打抜を併
用することもでき、また、前記静圧圧入引抜機構の駆動
手段（例えば油圧シリンダ）をフリーにしておいて単独
の振動打抜を行なうこともできる。上述のように、純静
圧圧入引抜作業と、静圧圧入引抜＋振動打抜併用作業
と、純振動打抜作業とを任意に選択することができるの
で、作業条件（特に作業地点の立地条件）に応じて無公
害・高能率の杭打，抜作業を行なうことができる。例え
ば油圧シリンダによる静圧的な上下方向駆動力を常時与
えつつ、民家との距離や地層構成と杭先端深さとの関係
によって許容される振動，騒音の限度を越えない範囲内
で起振機を併用すれば、無公害の枠内で最大限の作業能
率を発揮せしめることができる。

【００１２】請求項２の発明装置の構成は、既設の杭を
把持して静圧圧入，引抜の反力を支持するクランプと、
上記クランプによってほぼ垂直に支持されるガイドフレ
ームと、上記ガイドフレームによって昇降動を案内され
るとともに作業対象杭を把持するチャックと、上記チャ
ックを昇降動せしめる駆動手段とを具備し、かつ、上記
ガイドフレームに対して、ほぼ水平なガイドを介してチ
ャック付起振機が作業対象杭に対して接近，離間可能に
案内されており、上記チャック付起振機が作業対象杭に
接近すると、該起振機に付属するチャックで作業対象杭
を把持し得るようになっていることを特徴とする。

【００１３】以上に説明した請求項２の発明装置による
と、先に述べた請求項１と同様にクランプとガイドフレ
ームと作業対象杭用のチャックと昇降駆動手段とを備え
ているので、常時的に作業対象杭の静圧圧入引抜を行な
うことができ、また静圧圧入引抜を随時に休止すること
もできる。そして、上記静圧圧入引抜用構成部分に対し
てチャック付起振機が、作業対象杭に接近・離間するよ
うに前後進可能に搭載されているので、必要に応じて該
チャック付起振機を作業対象杭に装着して作動せしめた
り、情況に応じて該チャック付起振機を作業対象杭から
退避させて休止せしめたりすることができる。上記のチ
ャック付起振機の装着・退避が、回動を伴わない水平移
動によって行なわれるので、起振機の姿勢が傾斜したり
上下反転したりすることが無い。従って、該起振機が撥
ね掛け潤滑方式の油溜を備えていても、姿勢変化によっ
て漏油トラブルを誘発する虞れが無い、そして、本請求
項２の発明によっても請求項１におけると同様に、純静
圧圧入引抜作業と、純振動打抜作業と、双方の併用作業
とを作業条件に応じて任意に選択して施工することがで
き、無公害かつ最大作業能率で杭打ち，抜きを行なうこ
とができる。

【００１４】請求項３に係る発明機構の構成は、作業対
象杭に対して静的圧入・引抜力を与えるシリンダ手段
と、上記作業対象杭に対して振動を与える起振機とが設
けられて協働する構造の振動圧入・引抜装置に装着され
るチャック機構であって、前記シリンダ手段に、作業対
象杭を把持するシリンダ用チャックが装着されるととも
に、前記起振機には作業対象杭を把持する起振機用チャ
ックが装着されていて、上記双方のチャックがそれぞれ
単独に作業対象杭を把持し得るようになっており、か
つ、（ａ）作業対象杭を把持した状態の起振機用チャッ
クの外側をシリンダ用チャックで把持し得るようになっ
ており、または（ｂ）作業対象杭を把持した状態のシリ
ンダ用チャックの外側を起振機用チャックで把持し得る
ようになっており、さらに、シリンダ用チャックで作業
対象杭の上端部を把持してシリンダ用の案内手段のスト
ローク下端まで圧入したときの作業対象杭の上下方向位
置と、起振機用チャックで作業対象杭の上端部を把持し
て起振機用の案内手段のストローク下端まで打ち込んだ
ときの作業対象杭の上下方向位置とがほぼ同じであるこ
とを特徴とする。以上に説明した請求項３に係る発明機
構によると、例えば杭を垂直下方へ打ち込む場合、シリ
ンダ手段の静的な出力で杭を打ち込み得る高さ（詳しく
は打ち終り時の杭の上端の上下方向の位置）と、起振機
によって杭を打ち込み得る高さとが一致しているので、
静圧圧入と振動杭打との協働が旨くバランスして行なわ
れる。また、上記のように打込み高さが揃っているか
ら、杭を抜く場合にも、把持可能な作業対象杭の高さが
同じとなり、静圧引抜と振動引抜との協働が旨くバラン
スして行なわれる。同様の理由により、静圧圧入単独で
打設した杭と、振動杭打単独で打設した杭とが同じ背丈
に揃うので杭打作業の施工管理が容易であり、運転車に
高度の熟練を要せずに高精度の杭打作業を行なうことが
でき、特に、土質条件が付近一な地域における静圧・振
動併用作業に好適である。

【００１５】請求項４に係る発明装置の構成は前記請求
項１もしくは同２の発明の構成要件に加えて、前記のチ
ャック付起振機が、前記ガイドフレームに対して、緩衝
部材を介して支持されており、起振機が作動してその本
体部分が振動したとき、発生した振動がガイドフレーム
に対して直接的に伝動されないようになっていることを
特徴とする。以上に説明した請求項４の発明装置による
と、起振機で発生した振動は静圧圧入引抜機構に対して
ほとんど伝わらず、主として作業対象杭に伝えられる。
これにより、起振機で発生した振動エネルギーの有効利
用率が高く、強力な振動打抜が可能となる上に、静圧圧
入引抜機構部分が激しい振動を受けて耐久性を損われる
虞れが無い。特に、上記静圧圧入引抜機構部分に耐振性
の少ない計器類（例えば水準器など）が搭載されている
場合、この部分に激しい振動が伝わらないことの実用的
効果が大きい。本請求項４における緩衝部材は、コイル
スプリング、リーフスプリング、トーションスプリング
のようなスプリング部材であっても良く、また、板状，
柱状，繊維状など各種形態のゴム部材であっても良く、
あるいは空気バネなどのような流体バネ手段であっても
所望の防振効果が得られる。さらに、起振機が静圧圧入
引抜機構のクランプに対して振動的に絶縁されているの
で、該起振機で発生した振動が反力支持杭に伝わって該
反力支持杭の沈下を誘発する虞れが無い。

【００１６】請求項５に係る発明装置の構成は前記請求
項１もしくは請求項２の発明の構成要件に加えて、前記
の起振機に付属しているチャックは、垂直姿勢の作業対
象杭を把持した状態における平面図形の輪郭で概要的に
コの字状ないしＣ字状であって、環状ないし輪状の一部
を切り欠いた形状をなすとともに、上記の切欠き部分の
形状寸法は作業対象杭の通過を許容するように設定され
ており、かつ、前記の起振機に付属しているチャック
は、作業対象杭を把持する姿勢において、該作業対象杭
を中心として回動可能な構造であり、前記のガイドフレ
ームは前記のクランプに対して、水平軸周りの傾動可能
であるとともに、垂直軸周りの回動も可能な構造である
ことを特徴とする。以上に説明した請求項５の発明装置
によると、チャック付起振機が回動し、もしくは水平方
向に移動して作業対象杭に接近する際、該作業対象杭を
吊り上げたり吊り降ろしたりする必要なく、該作業対象
杭を静止させたままでチャックが作業対象杭に接近し、
「環状を切り欠いた形状の部分」を相対的に通過せしめ
て、これをコの字状もしくはＣ字状の内腔部に貫通せし
めて把持することができる。同様に、チャックが作業対
象杭を貫通せしめて把持しているとき、チャック爪（ジ
ョー）による挟圧を解除してチャック付起振機を回動さ
せもしくは水平方向に移動させて該作業対象杭から離間
させる際も、該作業対象杭を静止させたまま、相対的に
切欠部を通過させて、双方の部材が干渉することなく、
チャック付起振機を退避させることができる。そして、
チャックの平面図形がコの字状ないしｃ字状をなしてい
るので、その両端部付近が作業対象杭を両側から挟みつ
ける形となり、これに液圧シリンダ手段を併用すると作
業対象杭を確実に把持することができ、上記液圧シリン
ダ手段を操作して把持を解除することも自在である。さ
らに、この請求項５の発明装置によると、列設された杭
を順次に引き抜き、もしくは多数の杭を列設して打ち込
む際、法線のコーナー部分において、その屈曲状態に順
応することが容易である。作業対象軸はほぼ垂直姿勢に
保持されるので、チャックが作業対象杭周りに回動でき
ることは垂直軸周りの回動が可能であることを意味し、
さらに、そのチャックを支持しているガイドフレームが
水平軸周りに傾動可能であるから、上記のチャックによ
って把持されている作業対象杭は水平軸周り、垂直軸周
りの回動が可能であって、該作業対象杭を打ち込む場合
はこれを任意所望の姿勢に支持して打ち込むことができ
る。また、作業対象杭を引き抜く際は当該振動圧入・引
抜装置を作業対象杭が打設されている姿勢に合わせ、か
つ、該作業対象杭のグリップ抵抗を勘案して補正し、最
も適正な方向に引き抜くことができるので、引抜き作業
を高能率で遂行できる。

【００１７】請求項６に係る発明工法の構成は、地盤の
中に打設されている杭を把持して反力を支持しつつ、上
記の杭と異なる作業対象杭を液圧シリンダの伸縮力によ
って地盤中に圧入し、および／または、地盤の中に打設
されている上記以外の杭を作業対象の杭として液圧シリ
ンダの伸縮力によって地盤から引き抜き、多数の杭を順
次に打込み、引き抜く工法において、前記の液圧シリン
ダに対して「作業対象杭を把持して振動を与えたり、該
作業対象杭の把持を解除して退避したりできる機能を有
するチャック付起振機」を予め取り付けておき、杭の打
抜地点の立地条件によって振動公害・騒音公害を発生す
る虞れの多い場合は前記チャック付起振機を退避させ、
主として液圧シリンダの伸縮力によって該杭の静圧圧入
・引抜を行ない、杭の打設地点の立地条件によって振動
公害・騒音公害を発生する虞れの少ない場合は前記チャ
ック付起振機を作業対象杭に装着して作動せしめ、前記
液圧シリンダの伸縮力に振動を併用して杭を圧入し、お
よび／または引抜くことを特徴とする。

【００１８】以上に説明した請求項６の発明工法による
と「静圧荷重によって杭の圧入引抜を行なう液圧シリン
ダ（例えば油圧シリンダ）に対してチャック付起振機を
予め取り付けておく」という新規な構成により、静圧圧
入引抜方式と振動打抜方式とを併用することも、何れか
一方のみを施工することも可能になる。さらに応用操作
として静圧圧入・引抜を全負荷施工するとともに、これ
と併行して振動打抜を半負荷で施工することもできる。
このようにして、無振動無騒音である静圧圧入引抜を主
体としつつ、作業地点の立地条件に応じて許容される範
囲内で振動打抜を併用することにより、振動公害，騒音
公害に因る社会的トラブルの発生を回避しつつ、許容さ
れる範囲内で強力な打込み，引抜き作業を遂行して、作
業能率を高め、ひいては施工コストを低減することがで
きる。また、振動・騒音が受忍限度の境界線付近に在る
場合、上述のようにして作業能率を高めることによって
振動・騒音の発生時間が短縮され、間接的に公害軽減の
効果を奏する。さらに、作業条件によっては作業の終了
時刻が深夜に及ぶことが無くなって振動・騒音に因る社
会的トラブルが回避されるとともに、深夜作業が不要に
なるため作業員の健康管理や安全管理が容易になるとい
う派生的効果の実用的価値も大きい。

【００１９】請求項７の発明工法の構成は、地盤の中に
打設されている杭を把持して反力を支持しつつ、上記の
杭と異なる作業対象杭を液圧シリンダの伸縮力によって
地盤中に圧入し、上記のようにして圧入された作業対象
杭を把持して、これを次の作業サイクルにおける反力支
持杭として用いつつ、前記と更に異なる作業対象杭を前
記の液圧シリンダの伸縮力によって地盤中に圧入し、上
述の作業サイクルを繰り返して多数の杭を配列しつつ順
次に打設する工法において、前記の液圧シリンダに対し
て「作業対象杭を把持して振動を与えたり、該作業対象
杭の把持を解除して退避したりできる機能を有するチャ
ック付起振機」を予め取り付けておき、順次に打設され
る多数の杭のうちで、最初に打設される杭を地盤中に貫
入せしめる際、前記チャック付起振機を上記最初の作業
対象とされる杭に装着して作動せしめることにより、該
最初の作業対象杭を液圧シリンダで押し下げるに必要な
反力を軽減することを特徴とする。

【００２０】以上に説明した請求項７の発明工法による
と「直前の作業サイクルで打ち込まれた杭を把持して反
力を支持して、その次の作業サイクルの作業対象杭を圧
入する」という方式の静圧圧入における技術的困難とさ
れていて「最初の作業対象杭を圧入する際、把持して反
力を支持すべき既設の杭が無い」という問題を、振動杭
打技法の導入によって解決することができる。すなわ
ち、従来においては最初の杭を静圧圧入する際、予め準
備しておいた「クランプで把持し得る箇所を設けた基盤
架台」を用い、この基盤の重量によって最初の杭の圧入
反力を支持するという工夫が為されていたが、該最初の
杭を静圧圧入する反力の支持に充分な重量を有する基盤
を構成すると該基盤の搬送，保管に多大な労力と経費を
要して不経済であり、また、この基盤の重量が不足であ
ると最初の杭の静圧圧入ができないという二律背反的な
困難が有った。こうした困難を克服するため従来一般
に、基盤の上に重量物を載置するなどの工夫が為されて
いたが、何れにしても、最初の杭の静圧圧入に多大の労
力を費していた。本請求項７の発明工法においては、静
圧圧入の実施に欠くことのできない液圧シリンダに対し
てチャック付起振機を予め取り付けておくという新規な
構成によって、最初の杭の圧入に振動打込を併用して、
支持すべき反力の大きさを軽減し、該最初の杭の静圧圧
入を容易ならしめることが出来た。

【００２１】請求項８に係る発明工法の構成は前記請求
項６，７の発明工法の構成要件に加えて、前記チャック
付起振機を偏心重錘式の起振機によって構成するととも
に、液圧モータによって上記偏心重錘式起振機を回転駆
動し、前記液圧シリンダの動力源である圧力液体送出手
段と、前記液圧モータの動力源である圧力液体送出手段
とを共用することを特徴とする。以上に説明した請求項
８の発明工法によると、単一の液圧源によって静圧圧入
引抜と振動打抜との両方の機構部分を駆動することがで
き、動力源の構成を簡単にできるとともに、いわゆるパ
ワーユニットから装置本体部分へのエネルギー供給手段
が簡素になり、その保守整備が容易である。起振機とし
て偏心重錘式（別称・振子式）を用いることによって強
力な振動打抜が可能になる。この偏心重錘の回動駆動手
段としては電気モータもしくは液圧モータを用い得る
が、本請求項８においては液圧モータを用いることによ
って静圧圧入引抜用の液圧シリンダとのエネルギー供給
系統の単一化，共用化を図っている。さらに、起振機に
付属するチャックも一般に液圧シリンダによって作業対
象杭を把持する構造であり、杭打抜反力を支持するクラ
ンプも一般に液圧シリンダによって既設杭を挟持する構
造であるから、本請求項８を適用することによって振動
発生エネルギー源と、静圧発生エネルギー源と、作業対
象杭把持エネルギー源と、反力支持エネルギー源とを一
本化して所要設備費および保守管理費を低減せしめるこ
とができる。

【００２２】請求項９に係る発明工法の構成は前記請求
項６，７の発明工法の構成要件に加えて、地盤の中に打
設されている杭を反力支持杭として把持する手段によっ
て固定的に支持されるとともに、前記の作業対象杭の上
下動を案内するガイドフレームに対して、前記のチャッ
ク付起振機を水平軸周りもしくは垂直軸周りの回動可能
に搭載し、上記チャック付起振機をガイドフレームに対
して回動せしめることにより、該チャック付起振機を作
業対象杭に接近させて装着したり該作業対象杭から退避
させたりすることを特徴とする。以上に説明した請求項
９の発明工法によると、作業手順、および必要機材の準
備を誤る虞れなく前記請求項６もしくは請求項７に係る
発明工法を容易に実施することができ、作業員に格別に
高度な知識や熟練を必要とせず、かつ作業員の労力負担
を軽減することができる。すなわち、前記請求項６の発
明工法も請求項７の発明工法も「作業対象杭を把持して
振動を与えたり、該作業対象杭の把持を解除して退避し
たりできる機能を有するチャック付起振機を、予め液圧
シリンダに取り付けておくこと」が必須の構成要件にな
っている。しかしながら、前記のチャック付起振機は相
当な大重量機器（最も小形のもので約０．５トン）であ
るから、人力で取り外したり、持ち上げたり、運んだ
り、取り付けたりすることは困難であるが、クレーンを
協働させることは厄介である上に不経済である。ここに
おいて本請求項の構成を適用すると、チャック付起振機
を回動せしめることにより、クレーン等の荷役機器を用
いる必要無く、多大の労力を要せずに、前記チャック付
起振機を作業対象杭に接近させたり退避させたりするこ
とができる。

【００２３】請求項１０に係る発明工法の構成は前記請
求項６，７の発明工法の構成要件に加えて、地盤の中に
打設されている杭を反力支持杭として把持する手段によ
って固定的に支持されるとともに、前記の作業対象杭の
上下動を案内するガイドフレームに対して、前記チャッ
ク付起振機を水平方向の移動可能に搭載し、上記チャッ
ク付起振機を水平な案内手段に沿って移動せしめること
により、該チャック付起振機を作業対象杭に接近せしめ
て装着したり、該作業対象杭から離間させて退避せしめ
たりすることを特徴とする。以上に説明した請求項１０
の発明工法によっても、前記請求項９におけると同様
に、作業員に格別の技術的知識や高度の熟練を必要とせ
ず、かつ作業員の労力負担を軽減することができる。す
なわち、前記請求項６の発明工法も請求項７の発明工法
も「作業対象杭を把持して振動を与えたり、該作業対象
杭の把持を解除して退避したりできる機能を有するチャ
ック付起振機を、予め液圧シリンダに取り付けておくこ
と」が必須の構成要件になっている。しかしながら、前
記のチャック付起振機は相当な大重量機器（最も小形の
もので約０．５トン）であるから、人力で取り外した
り、持ち上げたり、運んだり、取り付けたりすることは
困難であるが、クレーンを協働させることは厄介である
上に不経済である。ここにおいて本請求項を適用する
と、チャック付起振機を水平移動させることにより、ク
レーン等の荷役機器を用いる必要無く、多大の労力を要
せずに、前記チャック付起振機を作業対象杭に接近させ
たり退避させたりすることができる。

【００２４】請求項１１に係る発明工法の構成は前記請
求項８〜１０の発明工法の構成要件に加えて、前記チャ
ック付起振機を前記ガイドフレームに対して、緩衝部材
を介して支承し、起振機で発生した振動が直接的にガイ
ドフレームへ伝わらないようにすることを特徴とする。
以上に説明した請求項１１の発明工法によると、起振機
で発生した振動エネルギーの大部分を作業対象杭に伝え
て有効に利用することができる。起振機で発生した振動
は、緩衝部材によって伝達を遮断され、ガイドフレーム
に伝わらない。従って液圧シリンダやクランプなどの静
圧圧入機構部分に伝わらないので、該静圧圧入機構の構
成部材が振動によって破損したり、機械的疲労を促進さ
れたりする虞れが無い。このような効果は、該静圧圧入
機構部分に耐振性の低い部材（例えば水準器）が搭載さ
れている場合、特に実用的価値が大きい。上述のように
して振動の伝達を遮断する緩衝部材は、起振機の外筐体
とガイドフレームとの間であれば、どこに介装されてい
ても良く、また、スプリング部材，ゴム弾性部材，流体
バネ機構など、適宜に公知の手段を選択して適用するこ
とができる。さらに、上記の緩衝部材の介装は、静圧圧
入引抜機構部分が起振機と共振して振動，騒音公害を助
長したり、共振による応力増大を誘発したりする虞れを
未然に防止するという副次的効果も奏する。

【００２５】

【発明の実施の形態】図１は本発明の１実施形態を示
し、模式的に描いた側面図に作動状態を付記した説明図
である。この実施形態は、前掲の図８に示した最新形の
公知の静圧圧入引抜機を母体とし、本発明を適用して改
良した１例であって、該図８と同一の符号を付したもの
は上記最新形の公知の静圧圧入引抜機におけると同様な
いし類似の構成部分である。次に、本図１について前記
図８（公知例）と異なる点、すなわち本発明を適用して
構成した機構部分について説明する。ガイドフレーム１
４ｂは図８について説明したように、静圧圧入引抜機構
部分の骨格をなし、枢支軸９によって傾動可能に支承さ
れるとともにチルトシリンダ１１によって傾動駆動さ
れ、かつ、油圧シリンダ４の本体部分の昇降動を案内し
ている。このガイドフレーム１１に対して、ほぼ水平な
回動軸２０が、緩衝部材２２を介して支持されている。
この緩衝部材２２の具体的な構成は、図４を参照して後
述する。前記油圧シリンダ４は昇降動を駆動する手段で
あって、ピストンロッド４ａの先端が枢支軸９により固
定的に支持され、シリンダ本体部分は昇降動する。

【００２６】一方、起振機１５にチャック２１が装着さ
れている。本発明において上記のチャック２１は常に起
振機１５に装着されているので、説明の便宜上、これを
チャック付起振機（１５＋２１）と呼ぶ。このチャック
付起振機はブラケット１６によって支持されており、該
ブラケット１６は往復円弧矢印Ｌ−Ｒのように約９０度
の往復回動可能に、前記の回動軸２０によって支承され
ている。図示を省略するが、上記と異なる実施形態とし
て、前記の回動軸２０をガイドフレーム１４ｂに対して
固定的に支持するとともに、ブラケット１６とチャック
付起振機（２１＋１５）との間に緩衝部材を介装しても
良い。これにより、チャック付起振機（２１＋１５）を
矢印Ｒ方向に回動させると作業対象杭６に装着すること
ができ、矢印Ｌ方向に回動させると作業対象杭６から離
間して退避することができる。この場合、作業対象杭を
クレーンで吊り上げ、吊り降ろしたりなどせずに静止さ
せたまま、チャック２１で該作業対象杭６を把持したり
放したりできるようにするためのチャック構造について
は、図３を参照して後に詳しく述べる。

【００２７】以上に説明した図１の実施形態の構成によ
れば、作業対象杭６に対して常時的に静圧圧入・引抜力
を与えて、その反力を既設杭３で支持することができる
（特殊な場合として、既設杭３が存在しないときについ
ては後述する）。そして、必要に応じてチャック付起振
機（２１＋１５）を作業対象杭６に装着して振動を与え
たり、作業対象杭６から退避させて純静圧圧入引抜を行
なったりすることができる。上述の機能を利用して杭の
打込み、引抜きを行なうには、杭打抜作業地点の条件に
応じて、（イ）振動・騒音公害を発生する虞れが無いと
きは、静圧圧入引抜に振動打抜を併用して強力に施工し
て作業能率を向上させる。また（ロ）振動・騒音公害を
発生する虞れが非常に大きいときは、純静圧圧入引抜を
行なう。そして（ハ）或る程度の振動・騒音が許容され
るときは、静圧圧入引抜を行なうとともに、例えば半負
荷で振動打抜を併用するというように、許容される範囲
内の部分負荷状態で起振機１５を作動させる。この場
合、振動打抜の併用によって能率が向上すれば施工所要
時間が短縮されて種々のメリットを生じる。このメリッ
トの内容は情況によって種々であるが、例えば作業時間
の短縮によって夜間作業が回避されて付近住民の安眠を
妨げなくなったり、夜間作業の回避によって作業者の健
康管理や安全管理が向上したり、作業能率向上に伴う作
業時間の短縮によって工事のための交通遮断時間や施工
騒音発生時間が短くなるという効果が期待される。

【００２８】また、多数の杭を順次に静圧圧入する場
合、最初の杭を圧入する際に反力支持が困難であるとい
う問題も、振動杭打の併用によって解決される。すなわ
ち、最初の杭の圧入反力が取れないというのは、全く反
力支持できないのではなく、先に述べた基盤を置くなど
しても充分な反力が取れないということであるから、振
動杭打の併用に際して起振機１５を全負荷作動させなく
ても、支持反力の不足分を、起振機１５の部分負荷によ
って補うという形で、発生する振動・騒音が受忍され得
る範囲内で最初の１本ないし数本の杭を、静圧・振動併
用で打ち込めば良い。この場合、最初の１本ないし数本
の杭を打込むだけの時間は比較的短い上に、必ずしも起
振機を全負荷運転しなくても良いので、社会的トラブル
を発生する虞れは少ない。少なくとも、従来技術に比し
て著しく容易に、低公害で、最初の杭を打ち込むことが
できる。

【００２９】図２は前記と異なる実施形態を示す側面図
であって、２種類の実施形態における作動状態を表して
いる。静圧圧入引抜機構部分の骨格となすガイドフレー
ム１４の上に、レール状の水平ガイド２３が設けられ、
スライダ２４を往復矢印ｆ−ｒのように前後進可能に支
持しており、このスライダ２４の上に緩衝部材２２を介
してチャック付起振機（２１＋１５）が搭載されてい
る。これにより該チャック付起振機（２１＋１５）は、
実線で描いた前進把持位置と仮想線で描いた後退待避位
置との間を往復することができる。このようにして、前
掲の図１に示した実施形態におけると同様に、純静圧圧
入引抜と、純振動打抜と、静圧・振動併用打抜とを選択
して施工することができる。

【００３０】本図２に示したように、ほぼ垂直な回転軸
ｚ′により前記のチャック付起振機（２１＋１５）を支
承して、往復円弧矢印のように約１８０度回動させて
も、実線で描いた前進把持位置と仮想線で描いた後退待
避位置との間を交互に移動することができる。本図２に
示した水平前後進（矢印ｆ〜ｒ）においても、垂直軸
ｚ′周りの回動においても、起振機１５は横倒しになっ
たり上下反転したりすることが無い。従って、該起振機
１５内に撥ね掛け潤滑用の油溜（図示せず）が設けられ
ていても漏洩トラブルを誘発する虞れが無い。前傾の図
１の実施形態においても、図２の実施形態においても、
チャック付起振機（２１＋１５）が作業対象杭６を把持
したり放したりするとき、側面投影図形においてチャッ
ク付起振機（２１＋１５）が、作業対象杭６を横切る形
に移動する。このように移動できることにより、作業対
象杭６の吊り上げ・吊り降ろしを要せずに該作業対象杭
６の把持・放出が可能となるので非常に便利であるが、
その為には、チャック付起振機（２１＋１５）を特殊に
構造にしておかねばならない。

【００３１】図３は、作業対象杭を横掴みできるように
したチャック付起振機の１実施形態を示す平面図であっ
て、（Ａ）はチャックで作業対象杭を挟みつける操作を
模式的に表しており、（Ｂ）は作業対象杭を把持した状
態で該作業対象杭を回動させる操作を模式的に表してい
る。チャック２１は、その平面形状のコの字状ないしＣ
字状（すなわち、環状または枠状の一部を切り欠いた形
状）をなしており、これを（Ａ）図に示した矢印ｆのよ
うに作業対象杭に接近させると、仮想線６′で示した位
置の作業対象杭が相対的に矢印ｆ′方向に、チャック２
１の切欠部を通過して内腔部を貫通する位置（ハッチン
グを付して示す）に入り込むので、チャックシリンダ２
１で挟圧して把持する。次いで（Ｂ）図に示すように、
作業対象杭６の長手方向中心線Ｚを中心として所望の角
度θだけ回動させる。この回動の意義について次に述べ
る。

【００３２】図１もしくは図２に示したようにして、列
設された既設杭３の延長線上に作業対象杭６を保持する
場合、作業計画書で指示される法線（杭の列設線）は必
ずしも直線とは限らず、緩やかに湾曲している場合も有
り鋭く屈曲している場合も有る。これに順応して、作業
対象杭６を所定の位置に位置決めするとともに、所定の
向き（平面図形上の姿勢）に修正しなければならない。
この場合、作業対象杭６の位置決めは旋回台１４ａで行
ない、その向きは図３に示した回動角θによって調節さ
れる。以上は杭の打ち込みについて述べたが、杭を引き
抜くために把持する場合も同様である。

【００３３】図１および図２に示した緩衝部材は、公知
の弾性部材を適宜に選定して用いることができ、コイル
スプリング，リーフスプリング，トーションスプリング
などのバネ鋼性のスプリング部材であっても良く、ゴム
弾性部材であっても良く、または空気バネのような流体
緩衝機構を適用することもできる。図４は、前掲の図１
および図２に示した実施形態における緩衝部材の１例を
示す分解斜視図である。上側に描いた２２ａと下側に描
いた２２ｂとはそれぞれゴムの厚板であり、上側のゴム
板２２ａの下面には平行縦溝が形成されていて、溝と溝
との間は突条になっている。同様に、下側のゴム板２２
ｂの上面には平行横溝が形成されて、溝と溝との間は突
条になっている。縦溝と横溝とについて、どちらを縦と
呼んでも構わないが、要するに双方がほぼ直交して対向
するようになっている。これら２枚の溝付ゴム板２２
ａ，２２ｂを重ね合わせて、ガイドフレーム１４ｂと起
振機１５との間に介装すると、振動の伝達を遮断するこ
とができる。

【００３４】起振機の振動を静圧圧入引抜機構部分へ伝
動させないように緩衝部材で遮断すことの技術的な意味
は、一つには静圧圧入引抜機構を防振して保護するとい
う意味が有る。該静圧圧入引抜機構部分に耐振性の弱い
部材（例えば水準器）が装着されているとき、緩衝部材
２２による防振の実用的価値が高い。また、静圧圧入引
抜機構に伝わった振動が、クランプ２を介して既設杭３
に伝わって該既設杭３の位置が変わるといった不具合も
未然に防止させる。もう一つは、起振機で発生した振動
が静圧圧入引抜機構部分に伝わらないので振動エネルギ
ーの大部分がチャック５を介して作業対象杭に伝えら
れ、振動エネルギーの有効利用率を向上させる。

【００３５】次に、本発明の適用によって新たに発生し
た技術的な問題とその対策について、前掲の図１を参照
して説明すると、既設杭３の背の高さ（上端面の上下方
向の位置）は符号Ｈ₁で示したレベルである。この実施
形態においては、油圧シリンダに装着されたチャック５
によって作業対象杭６の上端部を把持した状態で油圧シ
リンダ１をストロークエンドまで下降させると、上記作
業対象杭６の頂面が既設杭３の頂面と揃うようにレベル
Ｈ₁まで圧入することができる。ところが、起振機１５
に装着されているチャック２１で作業対象杭６の上端部
を把持して該起振機１５をストロークエンドまで下降さ
せたとき、作業対象杭６の頂面を下降せしめ得る限度は
図示のレベルＨ₂であって、既設杭３よりも上方に突出
したままの状態になる。このような場合、起振機１５の
チャック２１と作業対象杭６との間にヤットコと呼ばれ
る接続具を介装して、前記対業対象杭６の頂面をレベル
Ｈ₂まで下げることは可能であるが、時間と労力とを要
する煩わしい作業になる。そこで本発明においては上記
のヤットコを用いなくても作業対象杭を既設杭のレベル
に揃えて打設することのできるチャック機構を創作し
た。

【００３６】図５は、起振機用のチャック部材とシリン
ダ用のチャック部材とを別体に構成して、上記双方のチ
ャック部材がそれぞれ独立に杭を把持することもでき、
相互に協働することも出来るように構成したチャック機
構の１例を模式的に描いた垂直断面図である。起振機１
５に装着された起振機用チャック３１は、その二又状部
３１ａが起振機１５に固定されて下方に延出しており、
その下端部付近に、油圧シリンダ３１ｂで駆動される可
動爪３１ｃが設けられていて、前記起振機１５の底面よ
りも下方で作業対象杭６を把持できるようになってい
る。一方、油圧シリンダ４に装着されているシリンダ用
チャック３２は、前記起振機用チャック３１の外側を挟
みつけて把持し得る固定爪３２ａ，３２ｂと可動爪３２
ｅとを備えたおり、該固定爪３２ａはアーム３２ｆによ
って油圧シリンダ４に対して支持され、該可動爪３２ｅ
は油圧シリンダ３２ｃ，３２ｄによって駆動されるよう
になっている。以上の構成により、起振機用チャック３
１を介して作業対象杭６に振動を与えつつ、シリンダ用
チャック３２を介して作業対象杭６に対し静的な圧入力
もしくは静的な引抜力を与えることができる。

【００３７】前記油圧シリンダ３２ｃ，３２ｄのストロ
ークは比較的長く設定されていて、起振機用チャック３
１を退避させてシリンダ用チャック３２によって作業対
象杭６を把持することもでき、また、起振機用チャック
３１のみで作業対象杭６を把持させておいてシリンダ用
チャック３２を退避させることもできるようになってい
る。本図５の実施形態は以上に述べたように、起振機用
チャック３１の外側をシリンダ用チャック３２で挟みつ
けることにより、協働して作業対象杭６を把持できるよ
うになっている。図示を省略するが、シリンダ用チャッ
クの外側を起振機用チャックで挟みつけて協働できるよ
うに構成しても良い。本図５から明らかなように、本実
施形態のチャック機構によると、「油圧シリンダ４のシ
リンダ用チャック３２によって作業対象杭６を圧入し得
る下限位置」と、「起振機１５の起振機用チャック３１
によって作業対象杭６を打込み得る下限位置」とを揃え
ることができ、先に述べたヤットコなどの補助具を用い
る必要が無く、また、作業者に高度の熟練を必要としな
い。図５の実施形態に関する以上の説明は作業対象杭６
を打設する場合に述べたが、既に地中に打ち込まれてい
る杭を引き抜くため、その頂部を把持する場合について
も同様の効果が有る。すなわち、図示の位置まで打ち込
まれている作業対象杭６の頂部を把持して、シリンダに
よる静的引抜力のみで引き抜くこともでき、また、上述
のようにシリンダによる静的引抜力を与えつつ、これに
併せて振動を与えて強力に引き抜くこともできる。

【００３８】

【発明の効果】以上に本発明の実施形態を挙げてその構
成・機能を明らかならしめたように、請求項１の発明装
置によると、クランプによって垂直に支承されるガイド
フレームと、該ガイドフレームに案内されて昇降駆動さ
れる杭チャックとを具備しているので、該杭チャックに
よって作業対象杭を把持するとともに、前記のクランプ
により既設杭を把持して反力を支承しつつ、上記作業対
象杭の圧入，引抜を行なうことができる。すなわち、装
置の基本的構成として杭の静圧圧入，引抜きの機能を備
えている。さらに、チャック付起振機が、接近，離間回
動可能に搭載されているので、これを用いて杭の振動打
抜を併用することができ、また、前記静圧圧入引抜機構
の駆動手段（例えば油圧シリンダ）をフリーにしておい
て単独の振動打抜を行なうこともできる。上述のよう
に、純静圧圧入引抜作業と、静圧圧入引抜＋振動打抜併
用作業と、純振動打抜作業とを任意に選択することがで
きるので、作業条件（特に作業地点の立地条件）に応じ
て無公害・高能率の杭打・抜作業を行なうことができ
る。例えば油圧シリンダによる静圧的な上下方向駆動力
を常時与えつつ、民家との距離や地層構成と杭先端深さ
との関係によって許容される振動，騒音の限度を越えな
い範囲内で起振機を併用すれば、無公害の枠内で最大限
の作業能率を発揮せしめることができる。

【００３９】請求項２の発明装置によると、先に述べた
請求項１と同様にクランプとガイドフレームと作業対象
杭用のチャックと昇降駆動手段とを備えているので、常
時的に作業対象杭の静圧圧入引抜を行なうことができ、
また静圧圧入引抜を随時に休止することもできる。そし
て、上記静圧圧入引抜用構成部分に対してチャック付起
振機が、作業対象杭に接近・離間するように前後進可能
に搭載されているので、必要に応じて該チャック付起振
機を作業対象杭に装着して作動せしめたり、情況に応じ
て該チャック付起振機を作業対象杭から退避させて休止
せしめたりすることができる。上記のチャック付起振機
の装着・退避が、回動を伴わない水平移動によって行な
われるので、起振機の姿勢が傾斜したり上下反転したり
することが無い。従って、該起振機が撥ね掛け潤滑方式
の油溜を備えていても、姿勢変化によって漏油トラブル
を誘発する虞れが無い。そして、本請求項２の発明によ
っても請求項１におけると同様に、純静圧圧入引抜作業
と、純振動打抜作業と、双方の併用作業とを、作業条件
に応じて任意に選択して施工することができ、無公害か
つ最大作業能率で杭打ち，抜きを行なうことができる。

【００４０】請求項３に係る発明機構によると、例えば
杭を垂直下方へ打ち込む場合、シリンダ手段の静的な出
力で杭を打ち込み得る高さ（詳しくは打ち終り時の杭の
上端の上下方向の位置）と、起振機によって杭を打ち込
み得る高さとが一致しているので、静圧圧入と振動杭打
との協働が旨くバランスして行なわれる。

【００４１】また、上記のように打込み高さが揃ってい
るから、杭を抜く場合にも、把持可能な作業対象杭の高
さが同じとなり、静圧引抜と振動引抜との協働が旨くバ
ランスして行なわれる。同様の理由により、静圧圧入単
独で打設した杭と、振動杭打単独で打設した杭とが同じ
背丈に揃うので杭打作業の施工管理が容易であり、運転
者に高度の熟練を要せずに高精度の杭打作業を行なうこ
とができ、特に、土質条件が不均一な地域における静圧
・振動用作業に好適である。

【００４２】請求項４の発明装置によると、起振機で発
生した振動は静圧圧入引抜機構に対してほとんど伝わら
ず、主として作業対象杭に伝えられる。これにより、起
振機で発生した振動エネルギーの有効利用率が高く、強
力な振動打抜が可能となる上に、静圧圧入引抜機構部分
が激しい振動を受けて耐久性を損われる虞れが無い。特
に、上記静圧圧入引抜機構部分に耐振性の少ない計器類
（例えば水準器など）が搭載されている場合、この部分
に激しい振動が伝わらないことの実用的効果が大きい。
本請求項４における緩衝部材は、コイルスプリング、リ
ーフスプリング、トーションスプリングのようなスプリ
ング部材であっても良く、また、板状，柱状，繊維状な
ど各種形態のゴム部材であっても良く、あるいは空気バ
ネなどのような流体バネ手段であっても所望の防振効果
が得られる。さらに、起振機が静圧圧入引抜機構のクラ
ンプに対して振動的に絶縁されているので、該起振機で
発生した振動が反力支持杭に伝わって該反力支持杭の沈
下を誘発する虞れが無い。

【００４３】請求項５の発明装置によると、チャック付
起振機が回動し、もしくは水平方向に移動して作業対象
杭に接近する際、該作業対象杭を吊り上げたり吊り降ろ
したりする必要なく、該作業対象杭を静止せしたままで
チャックが作業対象杭に接近し、「環状を切り欠いた形
状の部分」を相対的に通過せしめて、これをコの字状も
しくはＣ字状の内腔部に貫通せしめて把持することがで
きる。同様に、チャックが作業対象杭を貫通せしめて把
持しているとき、チャック爪（ジョー）による挟圧を解
除してチャック付起振機を回動させもしくは水平方向に
移動させて該作業対象杭から離間させる際も、該作業対
象杭を静止させたまま、相対的に切欠部を通過させて、
双方の部材が干渉することなく、チャック付起振機を退
避させることができる。作業対象杭はほぼ垂直姿勢に保
持されるので、チャックが作業対象杭周りに回動できる
ことは垂直軸周りの回動が可能であることを意味し、さ
らに、そのチャックを支持しているガイドフレームが水
平軸周りに傾動可能であるから、上記のチャックによっ
て把持されている作業対象杭は水平軸周り、垂直軸周り
の回動が可能であって、該作業対象杭を打ち込む場合は
これを任意所望の姿勢に保持して打ちこむことができ
る。また、作業対象杭を引き抜く際は当該振動圧入・引
抜装置を作業対象杭が打設されている姿勢に合わせ、か
つ、該作業対象杭のグリップ抵抗を勘案して補正し、最
も適正な方向に引き抜くことができるので、引抜き作業
を高能率で遂行できる。

【００４４】請求項６の発明工法によると「静圧荷重に
よって杭の圧入引抜を行なう液圧シリンダ（例えば油圧
シリンダ）に対してチャック付起振機を予め取り付けて
おく」という新規な構成により、静圧圧入引抜方式と振
動打抜方式とを併用することも、何れか一方のみを施工
することも可能になる。さらに応用操作として静圧圧入
・引抜を全負荷施工するとともに、これと併行して振動
打抜を半負荷で施工することもできる。このようにし
て、無振動無騒音である静圧圧入引抜を主体としつつ、
作業地点の立地条件に応じて許容される範囲内で振動打
抜を併用することにより、振動公害，騒音公害に因る社
会的トラブルの発生を回避しつつ、許容される範囲内で
強力な打込み，引抜き作業を遂行して、作業能率を高
め、ひいては施工コストを低減することができる。ま
た、振動・騒音が受認限度の境界線付近に在る場合、上
述のようにして作業能率を高めることによって振動・騒
音の発生時間が短縮され、間接的に公害軽減の効果を奏
する。さらに、作業条件によっては作業の終了時刻が深
夜に及ぶことが無くなって振動・騒音に因る社会的トラ
ブルが回避されるとともに、深夜作業が不要になるため
作業員の健康管理や安全管理が容易になるという派生的
効果の実用的価値も大きい。

【００４５】請求項７の発明工法によると、「直前の作
業サイクルで打ち込まれた杭を把持して反力を支持し
て、その次の作業サイクルの作業対象杭を圧入する」と
いう方式の静圧圧入における技術的困難とされていた
「最初の作業対象杭を圧入する際、把持して反力を支持
すべき既設の杭が無い」という問題を、振動杭打技法の
導入によって解決することができる。すなわち、従来に
おいては最初の杭を静圧圧入する際、予め準備しておい
た「クランプで把持し得る箇所を設けた基盤（架台）」
を用い、この基盤の重量によって最初の杭の圧入反力を
支持するという工夫が為されていたが、該最初の杭を静
圧圧入する反力の支持に充分な重量を有する基盤を構成
すると該基盤の搬送，保管に多大の労力と経費を要して
不経済であり、また、この基盤の重量が不足であると最
初の杭の静圧圧入ができないという二律背反的な困難が
有った。こうした困難を克服するため従来一般に、基盤
の上に重量物を載置するなどの工夫が為されていたが、
何れにしても最初の杭の静圧圧入に多大の労力を費して
いた。本請求項７の発明工法においては、静圧圧入の実
施の欠くことのできない液圧シリンダに対してチャック
付起振機を予め取り付けておくという新規な構成によっ
て、最初の杭の圧入に振動打込を併用して、支持すべき
反力の大きさを軽減し、該最初の杭の静圧圧入を容易な
らしめることが出来た。

【００４６】請求項８の発明工法によると、単一の液圧
源によって静圧圧入引抜と振動打抜との両方の機構部分
を駆動することができ、動力源の構成を簡単にできると
ともに、いわゆるパワーユニットから装置本体部分への
エネルギー供給手段が簡素になり、その保守整備が容易
である。

【００４７】請求項９の発明工法によると、作業手順，
および必要機材の準備を誤る虞れ無く前記請求項６もし
くは請求項７に係る発明工法を容易に実施することがで
き、作業員に格別に高度な知識や熟練を必要とせず、か
つ作業員の労力負担を軽減することができる。すなわ
ち、前記請求項６の発明工法も請求項７の発明工法も
「作業対象杭を把持して振動を与えたり、該作業対象杭
の把持を解除して退避したりできる機能を有するチャッ
ク付起振機を予め液圧シリンダに取り付けておくこと」
が必須の構成要件になっている。しかしながら、前記の
チャック付起振機は相当な大重量機器（最も小形のもの
で約０．５トン）であるから、人力で取り外したり、持
ち上げたり、運んだり、取り付けたりすることは困難で
あるが、クレーンを協働させることは厄介である上に不
経済である。ここにおいて本請求項の構成を適用する
と、チャック付起振機を回動せしめることにより、クレ
ーン等の荷役機器を用いる必要無く、多大の労力を要せ
ずに、前記チャック付起振機を作業対象杭に接近させた
り退避させたりすることができる。

【００４８】請求項１０の発明工法によっても、前記請
求項９におけると同様に、作業員に格別の技術的知識や
高度の熟練を必要とせず、かつ作業員の労力負担を軽減
することができる。すなわち、請求項６の発明工法も請
求項７の発明工法も「作業対象杭を把持して振動を与え
たり、該作業対象杭の把持を解除して退避したりできる
機能を有するチャック付起振機を、予め液圧シリンダに
取り付けておくこと」が必須の構成要件になっている。
しかしながら、前記のチャック付起振機は相当な大重量
（最も小形のもので約０．５トン）であるから、人力で
取り外したり、持ち上げたり、運んだり、取り付けたり
することは困難であるが、クレーンを協働させることは
厄介である上に不経済である。ここにおいて本請求項を
適用すると、チャック付起振機を水平移動させることに
より、クレーン等の荷役機器を用いる必要無く、多大の
労力を要せずに、前記チャック付起振機を作業対象杭に
接近させたり退避させたりすることができる。

【００４９】請求項１１の発明工法によると、起振機で
発生した振動エネルギーの大部分を作業対象杭に伝えて
有効に利用することができる。起振機で発生した振動
は、緩衝部材によって伝達を遮断され、ガイドフレーム
に伝わらない。従って液圧シリンダやクランプなどの静
圧圧入機構部分に伝わらないので、該静圧圧入機構の構
成部分が振動によって破損したり、機械的疲労を促進さ
れたりする虞れが無い。このような効果は、該静圧圧入
機構部分に耐振性の低い部材（例えば水準器）が搭載さ
れている場合、実用的価値が大きい。上述のようにして
振動の伝達を遮断する緩衝部材は、起振機の外筐体とガ
イドフレームとの間であれば、どこに介装されていても
良く、また、スプリング部材、ゴム弾性部材，流体バネ
機構など、適宜に公知の手段を選択して適用することが
できる。さらに、上記の緩衝部材の介装は、静圧圧入引
抜機構部分が起振機と共振して振動，騒音公害を助長し
たり、共振による応力増大を誘発したりする虞れを未然
に防止するという副次的効果も奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施形態を示し、模式的に描いた側
面図に作動状態を付記した説明図である。

【図２】前記と異なる実施形態を示す側面図であって、
２種類の実施形態における作動状態を表している。

【図３】作業対象杭を横掴みできるようにしたチャック
付起振機の１実施形態を示す平面図であって、（Ａ）は
チャックで作業対象杭を挟みつける操作を模式的に表し
ており、（Ｂ）は作業対象杭を把持した状態で該作業対
象杭を回動させる操作を模式的に表している。

【図４】前掲の図１および図２に示した実施形態におけ
る緩衝部材の１例を示す分解斜視図である。

【図５】起振機用のチャック部材とシリンダ用のチャッ
ク部材とを別体に構成して、双方のチャック部材がそれ
ぞれ独立に杭を把持することもでき、相互に協働するこ
とも出来るように構成したチャック機構の１例を模式的
に描いた垂直断面図である。

【図６】振動杭打抜装置の１例として示したリーダ式振
動杭打抜装置によって杭を地盤中に打ち込んでいる状態
を描いた側面図であるが、杭を引き抜いている状態を描
いた側面図として見ることもできる。

【図７】在来形静圧圧入引抜機の１例を示し、既設杭を
クランプして反力を支持しつつ、油圧シリンダによって
作業対象杭を地盤中に圧入したり引き抜いたりしている
状態の側面図である。

【図８】前掲の図６に示した在来形静圧圧入引抜装置を
母体として改良された静圧圧入引抜機の１例を示す側面
図に、作業対象杭の傾斜角を前傾・後傾自在に調節する
状態を付記した図である。

【図９】前掲の図７に示した改良形静圧圧入引抜機を更
に改良した、最新形の公知の静圧圧入引抜機を既設杭に
装着するとともに作業対象杭を把持して打抜きしている
状態を描いた側面図である。

【符号の説明】

１ａ…旋回台、１ｂ…ガイド、１ｃ…本体カバー、１ｄ
…二又アーム、２…クランプ、３…既設杭、４…油圧シ
リンダ、５…チャック、６…作業対象杭、７…静止ベー
ス、８…傾動フレーム、９…枢支軸、１０…旋回台、１
１…チルトシリンダ、１４ａ…旋回台、１４ｂ…ガイド
フレーム、１４ｃ…本体カバー、１４ｄ…傾動二又アー
ム、１５…起振機、１６…ブラケット、２０…回動軸、
２１…チャック、２２…緩衝部材、２３…水平ガイド、
２４…スライダ、３１…起振機用チャック、３１ａ…二
又状部、３１ｂ…油圧シリンダ、３１ｃ…可動爪、３２
…シリンダ用チャック、３２ａ，３２ｂ…固定爪、３２
ｃ，３２ｄ…油圧シリンダ、３２ｅ…可動爪、３２ｆ…
アーム。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 永渕 和幸 東京都品川区大崎１丁目６番４号 調和工 業株式会社内

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 既設の杭を把持して静圧圧入・引抜の反
   力を支持するクランプと、上記クランプによってほぼ垂
   直に支持されるガイドフレームと、上記ガイドフレーム
   によって昇降動を案内されるとともに作業対象杭を把持
   するチャックと、上記チャックを昇降動せしめる駆動手
   段とを具備し、 かつ、上記ガイドフレームに対して、水平な回動軸を介
   してチャック付起振機が約９０度の往復回動可能に支持
   されており、 または上記ガイドフレームに対して、垂直な回転軸を介
   してチャック付起振機が約１８０度の往復回動可能に支
   持されていて、 上記チャック付起振機が作業対象杭へ接近する方向に回
   動すると、該起振機に付属するチャックで作業対象杭を
   把持し得るようになり、上記と反対方向に回動すると該
   起振機に付属するチャックが作業対象杭から離間するよ
   うになっていることを特徴とする、杭の振動圧入・引抜
   装置。
2. 【請求項２】 既設の杭を把持して静圧圧入・引抜の反
   力を支持するクランプと、上記クランプによってほぼ垂
   直に支持されるガイドフレームと、上記ガイドフレーム
   によって昇降動を案内されるとともに作業対象杭を把持
   するチャックと、上記チャックを昇降動せしめる駆動手
   段とを具備し、 かつ、上記ガイドフレームに対して、ほぼ水平なガイド
   を介してチャック付起振機が作業対象杭に対して接近，
   離間可能に案内されており、 上記チャック付起振機が作業対象杭に接近すると、該起
   振機に付属するチャックで作業対象杭を把持し得るよう
   になっていることを特徴とする、杭の振動圧入・引抜装
   置。
3. 【請求項３】 作業対象杭に対して静的圧入・引抜力を
   与えるシリンダ手段と、上記作業対象杭に対して振動を
   与える起振機とが設けられて協働する構造の振動圧入・
   引抜装置に装着されるチャック機構であって、 前記シリンダ手段に、作業対象杭を把持するシリンダ用
   チャックが装着されるとともに、前記起振機には作業対
   象杭を把持する起振機用チャックが装着されていて、 上記双方のチャックがそれぞれ単独に作業対象杭を把持
   し得るようになっており、 かつ、（ａ）作業対象杭を把持した状態の起振機用チャ
   ックの外側をシリンダ用チャックで把持し得るようにな
   っており、または（ｂ）作業対象杭を把持した状態のシ
   リンダ用チャックの外側を起振機用チャックで把持し得
   るようになっており、 さらに、シリンダ用チャックで作業対象杭の上端部を把
   持してシリンダ用の案内手段のストローク下端まで圧入
   したときの作業対象杭の上下方向位置と、起振機用チャ
   ックで作業対象杭の上端部を把持して起振機用の案内手
   段のストローク下端まで打ち込んだときの作業対象杭の
   上下方向位置とがほぼ同じであることを特徴とする、振
   動圧入・引抜装置用チャック機構。
4. 【請求項４】 前記のチャック付起振機が、前記ガイド
   フレームに対して、緩衝部材を介して支持されており、
   起振機が作動してその本体部分が振動したとき、発生し
   た振動がガイドフレームに対して直接的に伝動されない
   ようになっていることを特徴とする、請求項１もしくは
   請求項２に記載した杭の振動圧入・引抜装置。
5. 【請求項５】 前記の起振機に付属しているチャック
   は、垂直姿勢の作業対象杭を把持した状態における平面
   図形の輪郭が概要的にコの字状ないしＣ字状であって、
   環状ないし輪状の一部を切り欠いた形状をなすととも
   に、 上記の切欠き部分の形状寸法は作業対象杭の通過を許容
   するように設定されており、 かつ、前記の起振機に付属しているチャックは、作業対
   象杭を把持する姿勢において、該作業対象杭を中心とし
   て回動可能な構造であり、 前記のガイドフレームは前記のクランプに対して、水平
   軸周りの傾動可能な構造であるとともに、垂直軸周りの
   回動も可能な構造であることを特徴とする、請求項１も
   しくは請求項２に記載した杭の振動圧入・引抜装置。
6. 【請求項６】 地盤の中に打設されている杭を把持して
   反力を支持しつつ、上記の杭と異なる作業対象杭を液圧
   シリンダの伸縮力によって地盤中に圧入し、および／ま
   たは、地盤の中に打設されている上記以外の杭を作業対
   象の杭として液圧シリンダの伸縮力によって地盤から引
   き抜き、多数の杭の順次に打込み，引き抜き工法におい
   て、 前記の液圧シリンダに対して「作業対象杭を把持して振
   動を与えたり、該作業対象杭の把持を解除して退避した
   りできる機能を有するチャック付起振機」を予め取り付
   けておき、 杭の打抜地点の立地条件によって振動公害・騒音公害を
   発生する虞れの多い場合は前記チャック付起振機を退避
   させ、主として液圧シリンダの伸縮力によって該杭の静
   圧圧入・引抜を行ない、 杭の打設地点の立地条件によって振動公害・騒音公害を
   発生する虞れの少ない場合は前記チャック付起振機を作
   業対象杭に装着して作動せしめ、前記液圧シリンダの伸
   縮力に振動を併用して杭を圧入し、および／または引抜
   くことを特徴とする、杭の振動圧入・引抜工法。
7. 【請求項７】 地盤の中に打設されている杭を把持して
   反力を支持しつつ、上記の杭と異なる作業対象杭を液圧
   シリンダの伸縮力によって地盤中に圧入し、 上記のようにして圧入された作業対象杭を把持して、こ
   れを次の作業サイクルにおける反力支持杭として用いつ
   つ、前記と更に異なる作業対象杭を前記の液圧シリンダ
   の伸縮力によって地盤中に圧入し、 上述の作業サイクルを繰り返して多数の杭を配列しつつ
   順次に打設する工法において、 前記の液圧シリンダに対して「作業対象杭を把持して振
   動を与えたり、該作業対象杭の把持を解除して退避した
   りできる機能を有するチャック付起振機」を予め取り付
   けておき、 順次に打設される多数の杭のうちで、最初の打設される
   杭を地盤中に貫入せしめる際、前記チャック付起振機を
   上記最初の作業対象とされる杭に装着して作動せしめる
   ことにより、該最初の作業対象杭を液圧シリンダで押し
   下げるに必要な反力を軽減することを特徴とする、杭の
   振動圧入・引抜工法。
8. 【請求項８】 前記チャック付起振機を偏心重錘式の起
   振機によって構成するとともに、液圧モータによって上
   記偏心重錘式起振機を回転駆動し、 前記液圧シリンダの動力源である圧力液体送出手段と、
   前記液圧モータの動力源である圧力液体送出手段とを共
   用することを特徴とする、請求項６もしくは請求項７に
   記載した杭の振動圧入・引抜工法。
9. 【請求項９】 地盤の中に打設されている杭を反力支持
   杭として把持する手段によって固定的に支持されるとと
   もに、前記の作業対象杭の上下動を案内するガイドフレ
   ームに対して、前記のチャック付起振機を水平軸周りも
   しくは垂直軸周りの回動可能に搭載し、 上記チャック付起振機をガイドフレームに対して回動せ
   しめることにより、該チャック付起振機を作業対象杭に
   接近させて装着したり該作業対象杭から退避させたりす
   ることを特徴とする、請求項６もしくは請求項７に記載
   した杭の振動圧入・引抜工法。
10. 【請求項１０】 地盤の中に打設されている杭を反力支
    持杭として把持する手段によって固定的に支持されると
    ともに、前記の作業対象杭の上下動を案内するガイドフ
    レームに対して、前記チャック付起振機を水平方向の移
    動可能に搭載し、 上記チャック付起振機を水平な案内手段に沿って移動せ
    しめることにより、該チャック付起振機を作業対象杭に
    接近せしめて装着したり、該作業対象杭から離間させて
    退避せしめたりすることを特徴とする、請求項６もしく
    は請求項７に記載した杭の振動圧入・引抜工法。
11. 【請求項１１】 前記チャック付起振機を前記ガイドフ
    レームに対して、緩衝部材を介して支承し、起振機で発
    生した振動が直接的にガイドフレームへ伝わらないよう
    にすることを特徴とする、請求項８ないし請求項１０の
    何れかに記載した杭の振動圧入・引抜工法。