JPH073055B2 - 水中用杭打ハンマ及び水中杭打ち工法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、水底に鋼管等の杭を打設する際に使用する杭
打ハンマと、この杭打ハンマを使用した水中杭打ち工法
に関する。

（従来の技術） 一般に、水底にRC杭や鋼管杭等の既製杭を打込むには、
杭打船の杭打ハンマで前記既製杭を打込んでいた。これ
を第４図乃至第６図を参照して説明する。杭打船21の杭
打リーダ22に前記既製杭23を設置し、更に杭打ハンマ24
を既製杭23上に設置する。

そして、水底25上に前記既製杭23を立設し、前記杭打ハ
ンマ24を作動させて杭打作業を行なう。

第４図（ロ）は杭打作業が完了した状態を示し、この状
態から第４図（ハ）、（ニ）に示すように、所定の水深
位置Ｄで前記既製杭23を切断する。

ここで、前記切断された杭23aは無駄にすることなく、
第４図（ホ）に示すように、同様な杭23aを集めて所要
寸法長さになるように直列に並べ、溶接して接合する。
この様にしてできた再生杭26を再び前記既製杭23として
使用するものである。

次に、杭打ち用の前記杭打ハンマについて説明する。こ
の種の杭打ハンマとしては、例えば、ディーゼルパイル
ハンマや油圧パイルハンマがある。このうち、前者のデ
ィーゼルパイルハンマは、打撃用ラム、アンビル、シリ
ンダ、燃料ポンプなどから構成され、２サイクルディー
ゼル機関と同じ原理で前記ラムを上下させて杭を打込む
ものである。該ディーゼルパイルハンマは打込力が強大
で施工能率が良いところから広く普及したが、最近では
騒音対策上から使用制限されることが多くなった。

これに対して、後者の油圧パイルハンマは、油圧パイル
ハンマ本体、油圧ユニット、操作制御盤等から構成され
ている。これらを説明すると、第５図に示すように、油
圧パイルハンマ本体27はラム駆動装置28と打撃力伝達装
置29とに分けられる。このラム駆動装置28は油圧制御部
30と油圧シリンダ31よりなる。そして、前記油圧制御部
30は油圧パイプを介して油圧ユニット32を備えており、
更に操作制御盤33を備えている。符号34はケーシングを
示し、又、35はラムを示している。

この油圧パイルハンマ本体27を作動させるには、第６図
の説明図に示すように、ラム35を上昇させた後に自由落
下させる方式と、又は加速落下させる方式とがある。こ
れを説明すると、 自由落下方式は、油圧ユニット32から油圧シリンダ31の
ロッド室内に圧油を供給してラム35を所定高さまで上昇
させた後、弁を切換えてロッド室の圧油をヘッド側に戻
しラム35を落下させる方式である。これに対して、加速
落下方式は、ラム35落下時に油圧シリンダ31の上下室を
弁を切換えて連通させることにより、油圧シリンダ31の
上下室の断面積の差に油圧力を乗じた下向きの加速力Ｆ
を加えてラムを落下させる方式である。

この様にして、ラム35の打撃力は、前記打撃力伝達装置
29のラムクッション36とアンビル37とパイルクッション
36aとキヤップ38を介して、杭39に伝達される。これに
より杭39が前記水底25に打込まれる。

前記杭39が打込まれる水底25は固さが異なることが多い
ので、前記ラム35の打撃力を前記水底25の軟弱程度に応
じて変える必要がある。そこで、ラム35の落下高さを、
タイマや光電スイッチや近接スイッチ等（図示せず）を
使用した操作制御盤33により、無段階あるいは段階的に
調整するものである。

また、前記ラムクッション36とパイルクッション36a
は、木材やゴム等のクッション材からなるものであり、
その役目なラム35の打撃力を均等化させるとともに騒音
発生量を減少させるものである。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上述した従来の杭打工法によれば、次のよう
な欠点があった。即ち、 水底に矢板や鋼管等の杭を立設し水面上に突出して
いる杭頭をハンマで打撃するので、水深が深くなり杭が
長尺となると、杭打リーダの長さにも限界があるため、
前記杭を打設することが困難となる。

又、同様の理由により、杭は長尺とならざるを得な
い場合が多く、不経済である、 杭打作業の完了後、杭を所定水深位置で切断し、こ
の切断された杭を再生して使用するので、再生杭の溶接
箇所の耐力が劣ることがある、 又、再生杭の制作や運搬に費用がかかり、経済的に
無駄が多い、 更に、水深が深い場合に、杭を切断する作業が困難
となることが多くて能率的でない、 水深が深い場合に、杭の長さを長くしない様にする
には、水中にて杭頭を打撃すればよいのであるが、施工
精度が劣るとともに施工管理が難しい などの欠点が存在した。

本発明の目的は、上述した欠点に鑑みなされたもので、
水中にて精度よく杭を打設できる水中用杭打ハンマを提
供し、更に、この水中用杭打ハンマを使用した施工管理
が容易な水中杭打ち工法を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明に係る水中用杭打ハンマの上記課題を解決し目的
を達成するための要旨は、打撃用のラムを上昇落下させ
るラム駆動装置と、前記ラムの打撃力をラムクッション
とアンビルを介して打設杭に伝達する打撃力伝達装置を
ケーシング内に備えた全体略円筒状の杭打ハンマにおい
て、該杭打ハンマの軸芯に沿って、前記打設杭の杭頭に
立設されたガイド管が嵌入される貫通孔を睾設したこと
に存する。

本発明の水中杭打ち工法の要旨は、打設杭の杭頭の中央
部に、該打設杭の軸芯に沿って細径なガイド管を立設
し、該ガイド管にセンターホール型の水中用杭打ハンマ
を嵌装させ、前記打設杭を前記水中用杭打ハンマで水底
に打設した後に、前記水中用杭打ハンマを撤去し、前記
ガイド管を前記打設杭の杭頭から切断することである。

（作用） このように、本発明に係る水中用杭打ハンマによれば、
その軸芯に沿って貫通孔を突設したので、杭の杭頭に立
設されたガイド管に上下動自在に装備可能となり、水中
にて精度よく杭を打設できることとなった。

本発明に係る水中杭打ち工法によれば、水底に杭を立設
後、前記杭の杭頭に立設されたガイド管に水中用杭打ハ
ンマを挿通させるとともに杭頭に装着させて、該杭を水
中用杭打ハンマで打撃するので、杭に対する打撃力を精
度よく作用させることができる。

そして、この杭打ち作業後に前記ガイド管を切断して、
杭打ち作業が完了するものであるから、杭打ち作業のた
めに潜水夫による打設状況の監視などが不必要で施工管
理が容易になる。

（実施例） 以下、添付図面に従って本発明の一実施例を説明する。
第１図は、本発明の水中杭打ち工法の施工手順を示す説
明図である。第２図は水中用杭打ハンマの構造を示す断
面図である。第３図はRC杭や鋼管杭等の既製杭の杭頭に
立設したガイド管の正面図である。

図において、符号の１は杭打作業船、２は杭打作業船１
の杭打リーダ、3a,3bは吊下げワイヤ、４はセンターホ
ール型の水中用杭打ハンマ、4aは前記水中用杭打ハンマ
４に連結している油圧パンプ、５は鋼管等の杭、5aは鋼
製のガイド管を示すものである。

本発明に係る水中杭打ち工法を説明すると、第１図
（イ）に示すように、杭打作業の予定水域まで曳航船
（図示せず）で杭打作業船１を曳航する。

該杭打作業船１の杭打リーダ２に杭５と水中用杭打ハン
マ４を設置する。このとき、杭５の杭頭5bに立設された
ガイド管5aに挿通して、水中用杭打ハンマ４を前記杭頭
5bに装備する。

次に、これらの杭５と水中用杭打ハンマ４を懸吊するワ
イヤ3a,3bを巻き降しして、水底７に杭５を立設すると
ともに水中用杭打ハンマ４も水中８に没入する。

このとき、前記ガイド管5aの先端5cを水面上に突出させ
るようにすれば、この先端5cを測量機器で測定し杭５の
位置を知ることができる。そして、水中用杭打ハンマ４
で杭５を打撃する。この水中用杭打ハンマ４の作動の方
法は、これに連結された油圧パイプ4aを介して、該油圧
パイプ4a後端側に備えられた油圧制御部、油圧ユニッ
ト、操作制御盤（図示せず）によって、前述の従来例で
説明した油圧パイルハンマと同様にして行うものであ
る。また、ラムの打撃方法は従来例と同様に自由落下方
式と加速落下方式がある。

水中用杭打ハンマ４は、ガイド管5aに沿って上下動する
ので、その打撃力は鉛直方向で正しく杭５に作用するこ
とになる。前記ガイド管5aは、杭５の杭頭5bの中央部で
該杭５の軸芯に沿って立設されているので、杭５への打
撃作用による衝撃で、前記センターホール型の水中用杭
打ハンマ４が杭頭5bから脱落するおそれもない。よっ
て、単に、杭５の杭頭5bの外周を筒状物で嵌装させてガ
イドさせるような不安定な構造ではないので、杭打ち作
業の確実さにおいて本発明の水中杭打ち工法は信頼性の
高いものとなっている。

次に、第１図（ロ）に示すように、所定の深さＬまで杭
５を打込んだ後、前記ワイヤ3a,3bをウインチで巻上げ
て水中用杭打ハンマ４を杭打作業船１に収容する。そし
て、第１図（ハ）に示すように、ガイド管5aの後端部5
a′でこのガイド管5aを切断する。これにより、従来の
ように、再生用杭の発生がなくなり、また、細径のガイ
ド管5aを切断すればよいので、深海においても切断作業
が容易になる。

これにより杭打作業船１による杭５の杭打作業が完了す
るものである。

次に、上述の水中杭打ち工法に使用された水中用杭打ハ
ンマ４の構造について説明する。

本発明に係る水中用杭打ハンマ４は、第２図（イ）、
（ロ）に示すように、筒状のケーシング10と油圧シリン
ダー部11と閉蓋11a,11bと、ヘッド部12とロッド部13と
ラム14とラムクッション15及びアンビル16とからなるも
のである。この様に、水中用杭打ハンマ４はラム駆動部
とラム14の打撃力を伝達する打撃力伝達部からなる。そ
して、水中用杭打ハンマ４の軸芯に沿って、前記ガイド
管5aが貫通する貫通孔17a,17b,17cが突設されている。
これらの構成部品を組立ててなる水中用杭打ハンマ４を
作動させて打撃力を発生させるのは、基本的には従来方
法と変わりなく、油圧ユニットから油圧パイプ4aを介し
て、高圧油と低圧油を前記油圧シリンダ11の下室18と上
室19に供給し、ヘッド12を上昇させてラム14を所要高さ
まで上昇させた後、油圧ユニットの弁を切換えて、前記
ラム14を自由落下させラムクッション15を介してアンビ
ル16へ衝突させることによりなされる。この場合、ラム
14を自由落下させたが、従来例で説明したように加速落
下方式にしても良いのは勿論である。尚、第２図（ロ）
の符号20はパイルクッションを、６はキャップを各々示
している。前記ラムクッション15やパイルクッション20
はラム14の打撃力を均等化するとともに杭頭5bを保護す
るものである。これらのクッションは、木材やゴム等の
材料からなるものである。キャップ６は水中用杭打ハン
マ４と杭頭5bとの位置決めをするものである。

また、ケーシング10の空室21内の気体は、上昇するラム
14により圧縮されるので、ラム14を上昇させようとする
油圧力の妨げとなる。そこで、前記空室21の上部の所定
箇所から、ラム14の上昇によって生じる空室21a（ラム1
4の下端面とラムクッション15との間にできる空間であ
るる。）に連結する連通孔（図示せず）を１以上設ける
ようにするのが好ましい。この連通孔により、前記空室
21中の気体は、空室21aへと移動自在になり、前記ラム1
4の上昇や落下に際して妨げにならないことになる。

この様に、油圧式による水中杭打ハンマ４を形成した
が、杭打ちを水中で行なうことに鑑み、ディーゼルハン
マ等は構造が複雑に過ぎるきらいがあり、油圧式が構造
簡単で最も好ましいものであるが、本発明の要旨を変え
ることなく、構造、材質等を適宜変更できるのは勿論で
ある。

これにより、杭打ち作業精度の良いしかも施工管理の容
易な中用杭打ハンマを提供できることになつた。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明に係る水中用杭打ハ
ンマによれば、ラム駆動装置と打撃力伝達装置をケーシ
ング内に備えた杭打ハンマに、打設用杭のガイド管が嵌
入される貫通孔を突設したので、次のような効果があ
る。

杭打ハンマにガイド管が嵌入されているため、該杭
打ハンマはガイド管に沿って上下動し、打撃力が杭頭に
正しく伝達され、精度良く水中での杭打ちが可能とな
る。また、施工管理が容易になる。

杭打作業船の杭打リーダを杭打場所の水深に応じて
長くする必要がなくなり、杭打作業船を小型化できて経
済的であり更に移動容易となり作業能率も向上した。

水中で本発明に係る水中用杭打ハンマを使用するの
で、従来のように騒音対策等の心配が無くなった。

また、本発明に係る水中杭打ち工法によれば、投設する
杭の杭頭にガイド管を立設し、このガイド管に上下動自
在にして水中用杭打ハンマを装着し、杭を投設するので
次のような効果がある。

従来のように、投設完了後に切断した杭を再生して
使用することがないので、再生杭の耐力上の問題がなく
なった。

再生杭のための、溶接作業や運搬等の非能率的作業
がなくなった。

打設用の杭を打撃完了後、ガイド管を切断するので
あるが、該ガイド管は細径なので、容易に切断作業を行
なうことができて作業能率が向上した。

杭頭にガイド管を立設するので、水深に応じてガイ
ド管の長さを変えればよく、杭そのものの長さを変更す
る必要がなくなって経済的であるとともに、杭打作業開
始前は、水面上にガイド管の先端を突出させているの
で、杭の位置測定もできる。杭頭の中央部に杭の軸芯
に沿って立設されたガイド管によって、水中用杭打ハン
マの打撃作用が確実に施工でき、かつ、前記水中用杭打
ハンマの衝撃で杭頭から当該水中用杭打ハンマが脱着す
るおそれもなく水中杭打を作業の信頼性が向上すると言
う優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の水中杭打ち工法の施工順序を示す説
明図、第２図（イ）は本発明の水中用杭打ハンマの構成
部品を示す分解斜視図、第２図（ロ）は、本発明の水中
杭打ハンマの断面図、第３図は、杭の一部拡大正面図、
第４図は、従来の杭打ち工法の施工順序を示す説明図、
第５図は、従来の杭打ハンマとその駆動装置を示す説明
図、第６図は、打撃用のラムの駆動方法の説明図であ
る。 １……杭打作業船、２……杭打リーダ、 3a,3b……吊下げワイヤ、 ４……水中用杭打ハンマ、4a……油圧パイプ、 ５……杭、5a……ガイド管、5b……杭頭、 ７……水底、10……ケーシング、 11……油圧シリンダー部、12……ヘッド部、 13……ロッド部、14……ラム、 15……ラムクッション、16……アンビル、 17a,17b,17c……貫通孔、 18……下室、19……上室、 20……パイルクッション。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】打撃用のラムを上昇落下させるラム駆動装
   置と、前記ラムの打撃力をラムクッションとアンビルを
   介して打設杭に伝達する打撃力伝達装置をケーシング内
   に備えた全体略円筒状の杭打ハンマにおいて、該杭打ハ
   ンマの軸芯に沿って、前記打設杭の杭頭に立設されたガ
   イド管が嵌入される貫通孔を穿設したことを特徴として
   なる水中用杭打ハンマ。
2. 【請求項２】打設杭の杭頭の中央部に、該打設杭の軸芯
   に沿って細径なガイド管を立設し、該ガイド管にセンタ
   ーホール型の水中用杭打ハンマを嵌装させ、前記打設杭
   を前記水中用杭打ハンマで水底に打設した後に、前記水
   中用杭打ハンマを撤去し、前記ガイド管を前記打設杭の
   杭頭から切断することを特徴としてなる水中杭打ち工
   法。