JPH086320B2 - 杭圧入機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鋼管杭等の杭を圧入す
る杭圧入機に係り、特に、複数対の流体圧シリンダをチ
ャックに取付け、かつ各対の流体圧シリンダを対角線上
に配置したチャック装置を有する杭圧入機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、鋼管杭等の杭を地中に圧入する杭
圧入機は、例えば、杭圧入引抜機等にみられるようにサ
ドル上面に載置したマスト前方のガイドレールに、上下
動可能にチャックが取付けられており、このチャックは
円筒形状に形成されていて、圧入機がこのチャックに挟
持される。このチャック後部のマスト側に流体圧シリン
ダが垂直状態に取付けられていて、この流体圧シリンダ
を伸長作動させてチャックを下降させ杭を地中に圧入す
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の杭圧入機
は、杭を挟持するチャックを上下動させる流体圧シリン
ダがチャックの後部、すなわちマスト側に取付けられて
いるため、杭圧入時には、杭圧入力がチャックの片側に
偏って加わることになり、圧入杭の中心に圧入力は加わ
らずロスが生じていた。また杭の圧入が進行するにつれ
て杭の先端抵抗が増大し、チャックは地中から上方に向
かって大きな圧力を受けるため、上下からの圧力により
圧入杭は傾斜し周面抵抗も増大し、杭を円滑に圧入する
ことが困難となる。

【０００４】このため、圧入機の外周下部近傍にウオー
タージェットノズルを取付け、杭庄入時、杭先端抵抗や
周面抵抗を低減して圧入していた。しかし、このような
装置を使用すると取付作業に時間を要し又杭圧入後のウ
オータージェットノズルの回収作業等に手間取り作業性
が非効率であった。

【０００５】本発明は、流体圧シリンダの圧入力がロス
を生じることなく、効率よく圧入杭に加わる杭圧入機を
提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】 前記の目的を達成する
ために、本発明の杭圧入機は、先端に土留壁クランプを
有し左右に伸縮自在な可動フレームをチャックフレーム
の前後部に設け、かつチャックフレームの両側下部に前
記可動フレームと直交方向（前後方向）に伸縮自在なビ
ームを設け、該ビームの先端部に上下動自在なジャッキ
を取付け、複数対の流体圧シリンダをチャック装置の周
方向に取付けると共に、対をなす流体圧シリンダを杭挟
持孔の中心を通る対角線上に対向配置したチャック装置
を、前記チャックフレームの中央部に上下動自在に取付
けたことを特徴とし、また既設杭を掴持するクランプを
サドルに垂下して設け、該サドルの上部にマストを立設
したスライドベースを摺動自在に載置し、マスト前方上
部に形成した支持部の下方に、複数対の流体圧シリンダ
をチャック装置の周方向に取付けると共に、対をなす流
体圧シリンダを杭挟持孔の中心を通る対角線上に対向配
置したチャック装置を取付けたことを特徴としている。

【０００７】

【作用】杭圧入機を、左右に対向する、鋼矢板で構築さ
れた土留壁の間に堀下げられた溝の中に配設し、スタン
ドを下方に伸ばして接地する。この後、ジャッキを上方
に移動して溝内地面から上昇させ、杭圧入機の進行方向
に位置するジャッキを前進させ、このジャッキと反対側
に位置するジャッキを上昇させる。次に、スライド支持
部のシリンダを作動してチャックフレームを前進移動さ
せ、各ジャッキを下降し、チャックフレームを杭圧入位
置に位置決めする。そして、メインフレームを突っ張り
既設鋼矢板に当接して反力を確保する。

【０００８】この状態において、複数対の流体圧シリン
ダが杭挟持孔の中心を通る対角線上に取付けられた杭挟
持孔に圧入杭を装着挟持する。そして杭静圧入時には全
ての流体圧シリンダを伸長作動して杭を圧入し、杭圧入
速度を増加する場合又は硬質地盤に圧入する場合は、複
数対の流体圧シリンダのうち一部の対をなす流体圧シリ
ンダをパルス流体圧シリンダとして使用し高速往復作動
させて圧入する。このいずれの作動時においても圧入力
が杭の中心に加わるため圧入力にロスが生じることな
く、杭を迅速かつ正確に圧入することができる。

【０００９】

【実施例】本発明の実施例を図１ないし図４に基づいて
説明する。杭圧入機２２は、左右の土留壁を構成する鋼
矢板１、２間に対して直交方向に延びる一対の平行なメ
インフレーム３を備えおり、これらメインフレーム３の
両端部内側には一対のサブフレーム４がスライド自在に
設けられている。さらにサブフレーム４を伸縮動作させ
る流体圧シリンダ５が両フレーム３、４に内蔵されてい
る。

【００１０】前記メインフレーム３には、チャックフレ
ーム７がメインフレーム３に沿って移動自在に設けられ
ている。このチャックフレーム７には移動用の流体圧シ
リンダ８が設けられている。この流体圧シリンダ８の端
部はチャックフレーム７の端部に、ピストンロッドの先
端部はメインフレーム３上面に固定されたブラケット９
に連結されている。

【００１１】なお、ブラケット９は、メインフレーム３
上面の左右方向に離間した２個所に取付れられて、チャ
ックフレーム７の移動量に応じてブラケット９を選択し
てピストンロッドの先端部を連結することができる。ま
た、上記流体圧シリンダ８を２連にし、一方の流体圧シ
リンダ８のピストンロッドをチャックフレーム７に、他
方の流体圧シリンダ８のピストンロッドをメインフレー
ム３に連結すれば、チャックフレーム７のスライド移動
量を倍加することができる。

【００１２】前記メインフレーム３の両端部には、この
メインフレーム３の延びる方向と直交方向にスライド移
動自在な土留壁クランプ１０が設けられている。また、
前記メインフレーム３の両端部には略長方形状のスライ
ダ１１が固定されていて、このスライダ１１には、上下
端部にレール１１ａが形成されている。前記土留壁クラ
ンプ１０は略長方形の板状で、上下端部には、それぞれ
内向きに開放されたスライド溝１０ａが形成されてい
る。そして、前記土留壁クランプ１０は、そのスライド
溝１０ａを前記レール１１ａに嵌合することにより前後
方向にスライド移動することができる。

【００１３】 前記土留壁クランプ１０をスライダ１１
に対してスライド移動させる流体圧シリンダ１２は、ス
ライダ１１と土留壁クランプ１０との重合面に形成され
た空所に配設される。前記土留壁クランプ１０には、鋼
矢板１、２表面に対面して伸縮自在なクランプ爪１３が
設けられている。各クランプ爪１３は、流体圧シリンダ
１４にそれぞれ連結され、各流体圧シリンダ１４は前記
土留壁クランプ１０の上下のスライド部のそれぞれに横
方向に所定間隔をもって配設される。

【００１４】前記土留壁クランプ１０それぞれの下面の
前後部には、クランプ１０下面から突出して上下方向に
伸縮自在に設けられたスタンド１５が装着されている。
このスタンド１５は流体圧シリンダ（図示せず）により
伸縮する。前記チャックフレーム７外側下方の角部に
は、上下方向に伸縮自在かつ前後方向にスライド自在に
設けられたジャッキ１６が４基装着されている。このジ
ャッキ１６には伸縮動作させるための流体圧シリンダ１
７が設けられており、この流体圧シリンダ１７のピスト
ンロッドの先端部に各ジャッキ１６が取付られている。

【００１５】チャックフレーム７の下方の左右両側に
は、前後方向に延びるスライド支持部７１が設けられて
おり、このスライド支持部７１にスライド自在に保持さ
れる一対のビーム７２に、各流体圧シリンダ１７が連結
される。そして、各流体圧シリンダ１７は、前後方向に
スライド移動自在となる。さらに、各ジャッキ１６をス
ライド移動させる流体圧シリンダ１８がそれぞれ設けら
れている。各流体圧シリンダ１８は、前記スライド支持
部７１に内蔵され流体圧シリンダ１８の後端部がこのス
ライド支持部７１に連結され、ピストンロッドの先端部
が前記ビーム７２に連結されている。

【００１６】 前記チャックフレーム７の略中央部にチ
ャック本体６１が装着されており、このチャック本体６
１はその内周面に周方向に沿って単一のチャック固定爪
６２と２つのチャック可動爪６３とが取付けられてい
る。前記チャック本体６１には、チャック本体６１外面
の相対向する２個所に縦方向にスライド溝６ａが形成さ
れている。一方、チャックフレーム７内面の相対向する
２個所には縦方向にガイドレール７３が設けられてお
り、このガイドレール７３とスライド溝６ａとの嵌合に
より、チャック本体６１がチャックフレーム７の内側に
上下動可能に保持される。

【００１７】また、前記チャック本体６１の上面の周囲
の角部４個所には、チャック本体６１を上下動する流体
圧シリンダ１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄが取付けら
れ、各流体圧シリンダはチャック本体６１の杭挟持孔６
ｂの中心Ｏを通る対角線上に対向して配置されている。
この配置により各流体圧シリンダ１９ａ〜１９ｄ作動時
の圧入力は杭の中心に効率よく加わるため圧入力のロス
を防止することができる。実施例では２対の流体圧シリ
ンダ１９ａ、１９ｄ、及び１９ｂ、１９ｃが設けられて
いるが対角線上に配置した流体圧シリンダを多数対、設
けてもよい。

【００１８】そして、各流体圧シリンダ１９ａ〜１９ｄ
の上端部はチャックフレーム７の上部に取付けられ、ピ
ストンロッド２０・・・の先端部は前記チャック本体６
１の上面の周方向の４個所に取付けられている。さら
に、前記チャック本体６１の内周には、チャックを開閉
動作させる流体圧シリンダ２３が設けられている。この
流体圧シリンダ２３はチャック可動爪６３に取付けら
れ、伸縮動作することによりチャック可動爪６３が前後
動し圧入杭を挟持、あるいは開放する。

【００１９】次に本発明の実施例の作動について説明す
る。図５（Ａ）に示すように、左右に対向する鋼矢板
１、２間に堀下げられた溝２１の中に杭圧入機２２を配
置する。そして、スタンド１５を下方に伸ばして接地さ
せメインフレーム３を溝２１内地面に支持させる。次
に、進行方向の流体圧シリンダ１７を作動させ、ジャッ
キ１６を上方に移動して溝２１内地面から上昇させる。
この場合、流体圧シリンダ５の作動により、サブフレー
ム４を縮小させて土留壁クランプ１０を鋼矢板１、２面
から離間させ、メインフレーム３の突っ張り状態を解除
しておく。

【００２０】次に、図５（Ｂ）に示すように、杭圧入機
２２の進行方向に位置するジャッキ１６を流体圧シリン
ダ１８の作動により進行方向にスライド移動する。そし
て、反進行方向に位置するジャッキ１６を流体圧シリン
ダ１７の作動により上昇させる。

【００２１】次に、図５（Ｃ）に示すように、進行方向
に位置するジャッキ１６移動用の流体圧シリンダ１８を
作動してピストンロッドを縮小させチャックフレーム７
を前進させる。そして各ジャッキ１６のピストンロッド
を伸長して各ジャッキ１６を接地させ、移動位置に固定
する。このようにして、チャックフレーム７は前進移動
する。スタンド１５と、ジャッキ１６の動作により、チ
ャックフレーム７とこれに連結されたメインフレーム３
等とが移動して、杭圧入機２２は溝２１の中を自走す
る。

【００２２】このように、杭圧入機２２の溝２１中で杭
圧入位置への移動が完了すると、土留壁クランプ１０を
スライダ１１に対してスライド移動させて位置決めを行
った後、サブフレーム４を伸ばして土留壁クランプ１０
を鋼矢板１、２面に圧接し、メインフレーム３を突っ張
り状態にする。したがって、杭圧入機２２は、鋼矢板
１、２で杭の圧入のための反力を得て杭圧入位置に据え
付けられる。

【００２３】チャック本体６１の左右位置決めは、ジャ
ッキ１６を流体圧シリンダ１７の作動により上方に移動
して溝２１内地面から上昇させた状態にした後、チャッ
クフレーム７を流体圧シリンダ８の作動によりスライド
移動させて行う。このようにして、チャック本体６１を
杭圧入位置に位置決めしチャックフレーム７の下部に設
けられたジャッキ１６を調節して水平に設置する。圧入
杭をチャック本体６１に装着するには、まず各流体圧シ
リンダ１９ａ〜１９ｄのピストンロッド２０・・・を縮
小してチャック本体６１を上昇させ、地表からの位置を
高くしておく。そして圧入杭をチャック本体６１の杭挟
持孔６ｂに挿通し内部の杭挟持機構により挟持する。

【００２４】杭を圧入するには、チャック本体６１に取
付けられたた４個の流体圧シリンダ１９ａ〜１９ｄを作
動しピストンロッド２０・・・を伸長してチャック本体
６１を下降させて杭を圧入する。チャック本体６１を最
下位置まで下降させた時点で杭の挟持を開放した後、流
体圧シリンダ１９ａ〜１９ｄのピストンロッド２０・・
・を縮小してチャック本体６１を上昇させ、再度圧入杭
の上方部を挟持してからチャック本体６１を下降させ
る。この作動を繰り返すことにより圧入杭を所定の深さ
まで圧入することができる。

【００２５】この杭圧入時、チャック本体６１に取付け
られ杭挟持孔６ｂの中心Ｏを通る対角線上に対向して配
置された各流体圧シリンダ１９ａ〜１９ｄによる杭圧入
力は杭の中心を押圧するため、圧入力はロスすることな
く圧入杭を正確かつ迅速に圧入できる。なお、圧入杭を
地表面まで圧入するには同径の杭を圧入杭の上部に載置
し、この杭を挟持して圧入することにより実行できる。

【００２６】次に、流体圧シリンダの一部をパルス流体
圧シリンダとして使用し、高速で往復作動させて杭を圧
入する場合を説明する。杭を圧入する際の圧入力は杭圧
入機を地表より浮上させる反力となって作用するため、
硬質地盤に杭を圧入する場合、杭圧入力が反力を超過す
ると杭圧入機が浮上し不安定となり杭の圧入が困難とな
る。

【００２７】そこで流体圧シリンダ１９ａ〜１９ｄの一
部をパル流体圧シリンダ１９ａ、１９ｄとして使用し、
高速で往復作動させて硬質地盤を破砕し杭の先端抵抗及
び周面抵抗を低減し、圧入力を増加することなく杭を円
滑に圧入することができる。本実施例においては４個の
流体圧シリンダ１９ａ〜１９ｄのうち２個をパルス流体
圧シリンダ１９ａ、１９ｄとして作動させるものである
が、各流体圧シリンダ１９ａ〜１９ｄはチャックフレー
ム７に一様に取付けられているため、対角線上に対向配
置された一対の流体圧シリンダ１９ａ、１９ｄをパルス
流体圧シリンダ１９ａ、１９ｄとして高速で往復作動さ
せようとすると流体圧シリンダ１９ｂ、１９ｃも作動し
ようとする。

【００２８】そこで、図６に示すように流体圧シリンダ
１９ａ、１９ｄの流体圧回路に挿入されているソレノイ
ドバルブＳ１を切換えると共に、ソレノイドバルブＳ２
を中立位置に切換えることで流体圧シリンダ１９ａ、１
９ｄのみをパルス流体圧シリンダ１９ａ、１９ｄとして
作動させることができる。

【００２９】ソレノイドバルブＳ２の中立位置は流体圧
シリンダ１９ｂ、１９ｃ内の圧流体流路が上下のピスト
ン室を導通状態に接続されている。このため、パルス流
体圧シリンダ１９ａ、１９ｄに圧流体が供給されて高速
で往復作動しても流体圧シリンダ１９ｂ、１９ｃへの圧
流体の供給は遮断される。そして流体圧シリンダ１９
ｂ、１９ｃ内の圧流体は、上下のピストン室を往復しパ
ルス流体圧シリンダ１９ａ、１９ｄの動作に追従する。

【００３０】このパルス流体圧シリンダの高速往復作動
はソレノイドバルブＳ１の切換タイミングを調整するこ
とによりパルス流体圧シリンダの高速往復作動周期並び
にチャック本体６１の上下動速度を無段階に調整するこ
とができる。

【００３１】杭圧入に際し、通常実行する静圧入時には
チャック本体６１に装着された各流体圧シリンダ１９
ａ、〜１９ｄを伸長作動させて使用し、また杭圧入の速
度を上げたり、硬質地盤に圧入する場合は、流体圧シリ
ンダの一部をパルス流体圧シリンダとして高速で往復作
動させて杭を圧入する。いずれの場合でも、各流体圧シ
リンダが杭挟持孔６ｂの中心Ｏを通る対角線上に配置す
る構成としたので作動時に杭の中心に圧入力が加わるた
めロスが生じることがなく、効率のよい圧入作業ができ
る。

【００３２】図７及び図８示した本発明の他の実施例に
ついて説明する。既設杭Ｐ１を掴持する複数のクランプ
８３を垂下したサドル８４にマスト８６を立設したスラ
イドベース８５を載置し、マスト８６の前方上部にチャ
ック本体６１を支持する支持部８７を形成する。この支
持部８７に４個（２対）の流体圧シリンダ１９ａ、１９
ｂ、１９ｃ、１９ｄにより上下動されるチャック本体６
１を取付ける。各流体圧シリンダ１９ａ、〜１９ｄのチ
ャック本体６１への取付けは、複数対の流体圧シリンダ
をチャック本体６１の杭挟持孔６ｂの周方向に、かつ対
をなす流体圧シリンダ１９ａ、１９ｄ及び１９ｂ、１９
ｃはチャック本体６１の杭挟持孔６ｂの中心Ｏを通る対
角線上に対向配置した構成である。なお、ガイドレール
８８はチャック本体６１をマスト８６に沿って上下動自
在にガイドするレールである。

【００３３】杭の圧入は通常実行する静圧入時にはチャ
ック本体６１に装着された各流体圧シリンダ１９ａ、〜
１９ｄを伸長作動させて使用し、また杭圧入の速度を上
げたり、硬質地盤に圧入する場合は、流体圧シリンダの
一部をパルス流体圧シリンダとして高速で往復作動させ
て杭を圧入する。いずれの場合でも、各流体圧シリンダ
が杭挟持孔６ｂの中心Ｏを通る対角線上に配置する構成
としたので作動時に杭の中心に圧入力が加わるため、圧
入力にロスが生じることがなく、効率のよい圧入作業が
でき、杭を迅速かつ正確に圧入することができる。本実
施例の杭圧入引抜機８０の既設杭Ｐ１列上の自走動作は
従来の自走動作と同様であるので省略する。

【００３４】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように複数対の
流体圧シリンダがチャックに取付けられ、そして対をな
す流体圧シリンダが杭挟持孔の中心を通る対角線上に対
向して配置されているため、杭圧入力は圧入杭の中心に
加わるのでロスが生じることがなく、杭を迅速かつ正確
に圧入することができ、作業性が向上する。また流体圧
シリンダの一部をパルス流体圧シリンダに兼用したため
装置の構造が簡単になり小型になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す平面図

【図２】本発明の一実施例を示す正面図

【図３】本発明のチャック本体を示す平面図

【図４】本発明の一実施例の側面図

【図５】本発明の一実施例の作用を示す説明図

【図６】本発明の流体圧回路の説明図

【図７】本発明の一実施例を示す側面図

【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線横断面図

【符号の説明】

３ メインフレーム ４ サブフレーム ６ａ 杭挟持孔 ７ チャックフレーム １０ 土留壁クランプ １５ スタンド １６ ジャッキ ２２ 杭圧入機 １９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ 流体圧シリンダ ２０ ピストンロッド ６１ チャック本体

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 先端に土留壁クランプを有し左右に伸縮
   自在な可動フレームをチャックフレームの前後部に設
   け、かつチャックフレームの両側下部に前記可動フレー
   ムと直交方向（前後方向）に伸縮自在なビームを設け、
   該ビームの先端部に上下動自在なジャッキを取付け、複
   数対の流体圧シリンダをチャック装置の周方向に取付け
   ると共に、対をなす流体圧シリンダを杭挟持孔の中心を
   通る対角線上に対向配置したチャック装置を、前記チャ
   ックフレームの中央部に上下動自在に取付けたことを特
   徴とする杭圧入機。
2. 【請求項２】 既設杭を掴持するクランプをサドルに垂
   下して設け、該サドルの上部にマストを立設したスライ
   ドベースを摺動自在に載置し、マスト前方上部に形成し
   た支持部の下方に、複数対の流体圧シリンダをチャック
   装置の周方向に取付けると共に、対をなす流体圧シリン
   ダを杭挟持孔の中心を通る対角線上に対向配置したチャ
   ック装置を取付けたことを特徴とする杭圧入機。