JPS5938376B2 - 杭打装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は地中に杭を貫入する杭打位置に関するものであ
る。

従来、杭打装置としてはハンマにより杭を打撃して地中
に貫入する第１の装置、中空パイプ状の抗生をオーガー
で掘削排土して杭を地中に貫入する第２の装置等が知ら
れている。

第１の装置であると施工コストが安いとの利点を有する
が、その反面振動・騒音が犬となるとの不具合し、 第２の装置であると振動・騒音が小さいが、その反面施
工速度が遅くコスト高となるとの不具合を有する。

つまり、第２の装置は第１図に示す如く、中空パイプ状
の杭ａ内にオーガーｂを入れて杭ａ先端の掘削及び杭ａ
内部を回転排土しながら杭ａを順次貫入する装置である
から、貫入する杭ａと略同−長さのオーガーｂを用いて
掘削した土砂を杭ａの下部から上部まで回転排土しなけ
ればならず杭ａが長くなるとオーガーｂも長くなって土
砂のオーガーによる搬送距離が長くなりオーガトルクも
大きくなる。

このために、オーガーの高速回転が出来ず土砂排土速度
が遅くなるので杭貫入速度（つまり施工速度）も遅くな
って施工コスト高となってしまう。

なお、土砂排出速度を速くするにはオーガーの回転速度
を速くすれば良いが、このようにすると大きな馬力のモ
ータＭを必要とすると共に、トルクも大きくなってモー
タＭ等を支持する本体が転倒する危険がある。

本発明は上記の事情に鑑みなされたものであり、その目
的は掘削した土砂の排出速度を速くして施工速度を速く
施工コストを安くできるようにした杭打装置を提供する
ことである。

次に第２図以降を参照して本発明の一実施例を説明する
。

第２図は全体正面図であり、本体４は下部走行体１０と
上部旋回体１１とにより構成され、上部旋回体１１には
リーダ１２が取付けてあり、該リーダ１２のガイド１３
に沿って杭打機構１４が上下摺動自在に装着され、この
杭打機構１４は図示しないウィンチに巻掛けられたワイ
ヤ１５で上下動される。

該杭打機構１４は第４図に示す如く構成しである。

つまり、駆動装置１６のギヤケース１７をガイド１３に
沿って上下摺動自在に設け、このギヤケース１７を貫通
した駆動パイプ１８にギヤ１９を設け、このギヤ１９に
噛合したギヤ２０をギヤケース１７に設けたモータ５の
変速機５′を介して連結している。

該ギヤケース１７にはシリンダ２１を介して軍備２２を
備えた基板２３が吊設され、この基板２３及び軍備２２
はガイド１３に上下摺動自在に嵌合取付けてあり、その
下部には環体２４を介してキャップ２５が吊設固定さへ
前記駆動パイプ１８の下部はキャップ２５の孔２６内に
臨みかつカップリング２７を介して回転軸２が吊下連結
してあり、その上端にはスイベルジヨイント２８を介し
て第１ホース２９が接続連通しである。

前記環体２４にはその孔２６に開口連通した土砂排出口
３０が形成され、この土砂排出口３０はシリンダ３１′
で回動される蓋３１で開閉されると共に、環体２４内に
は土砂排出口３０に対向したノズル３２が形成してあり
、このノズル３２には第２ホース３３が接続連通しであ
る。

前記キャップ２５には杭１が着脱自在に装着可能となっ
ている。

そして、ギヤケース１７、軍備２２、キャップ２５はそ
れぞれワイヤ１５０．１５□、１５３で上下動される。

前記杭１はコンクリート製、鋼管等の中空パイプ状とな
り、その杭１の内部には中空パイプ状の回転軸２が入れ
ら札その先端部にはオーガー３が一体形成してあり、他
端部は駆動パイプ１８を介して本体４に設けたモータ５
に連結しであると共に、回転軸２におけるオーガ３より
僅か上方位置には第１ノズル６が中空内部２ａと開口連
通して形成され、オーガ３より下方の先端部には第２ノ
ズル７が中空内部２ａと開口連通して形成しであると共
に、中空内部２ａ内には前記スイベルジヨイント２８及
び駆動パイプ１８を介して圧縮空気・圧縮空気中に粘性
流体、水等を混入した空気を主とする圧力流体が圧送さ
れ、さらに前記回転軸２には、回転軸２の長さに比較し
て著しく短かいオーガ８が回転不能でかつ回転軸２に沿
って上下動自在に設けてあり、フリーオーガとなってい
る。

つまり、第５図に示す如く、回転軸２にはリブ８ａが長
手方向に亘って一体形成され、フリーオーガ８にはリブ
８ａに嵌合する切欠８ｂが形成されてフリーオーガ８は
切欠８ｂ、ＩＪブ８ａによって回転軸２と一体となって
回転し、リブ８ａに沿って上下動可能となっていると共
に、リブ８ａの下端はオーガ３及び第１ノズル６よりも
僅かに上刃位置まで延設し、第６図に示す如くフリーオ
ーガ８の落下を阻止するストッパ８ｃが設けである。

なお、フリーオーガ８の上下長さは前記環体２４の上下
長さよりも若干短かくなっている。

前記カップリング２７は第７図・第８図に示す如く、−
力の連結部材２の上部に断面六角形状の小径部２ｂを、
他力の連結部材２又は駆動パイプ１８の下部にその小径
部２ｂが嵌合する断面六角形状の凹部２ｃ 、１８ａを
形成し、その嵌合部分に一対のピンを嵌合した構造とな
り、ピン６０を挿入・抜き出しすることによって簡単に
連結・離脱できると共に、リブ８ａを正しく接続できる
。

６１′は空気洩れ防止のシールである。

−力、オーガ３を備えた最下刃の連結部材２の先端には
拡大カッタ６１が装着してあり、杭１内に挿入する時に
は仮想線で示すように収縮した状態とし掘削時には杭１
より外力に拡張した状態とする。

第４図において４０は空気を主とする圧力流体供給装置
であり、根固め剤供給機構４１、第１コンプレツサ４２
、第２コンプレツサ４３、水供給機構４４を、第１、第
２、第３、第４バルブ４５゜４６．４７，４８を介して
前記第１・第２ホース２９．３３に接続した構造となっ
ている。

次に作動を説明する。

まず、杭打機構１４を上昇させて杭１をキャップ２５に
取付けることで杭１を地表に接地させる。

そして、モータ５は駆動して回転軸２を回転することで
オーガ３で杭１内を掘削する。

これと同時に圧力流体供給装置４０のバルブ操作して第
２ノズル７より空気を主とする圧力流体を噴出させる。

これによって掘削した土砂はオーガ３及び第２ノズルＩ
より噴出される空気を主とする圧力流体によってオーガ
３の上方に搬送（つまり、杭１内に引込まれる）され、
第１ノズル６より噴出される空気を主とする圧力流体に
よって上方に圧送される。

−力回転軸２のの上方にはフリーオーガ８が設けられて
回転軸２とともに回転していると共に、フリーオーガ８
は自重でストッパ８ｃに当接するまで落下する。

（第９図ｂ）これによって、空気を主とする圧力流体で
上方に圧送され杭１内で浮遊状態となっている土砂の一
部はフリーオーガ８によって掻き集められて圧密されて
土プラグ状となり、杭１との間の気密が保持されるから
、フリーオーガ８とオーガ３との間の圧力が高くなり、
フリーオーガ８は回転軸２に沿って上方に押し上げられ
、フリーオーガ８で圧密された土砂によって杭１内で浮
遊状態となっている残りの土砂を上方に搬送する。

（第９図Ｃ）つまり、フリーオーガ８がなければ全距離
を圧力流体で吹き飛ばして搬送しなければならず、その
ために要する圧力流体の流量と流速は著しく大きくなる
が、フリーオーガ８を用いて土砂の一部を圧密して杭１
との間の気密を保持し、フリーオーガ８を圧力流体で上
方に押し上げることで残りの土砂をも上方に搬送するの
で、圧力流体の流量と流速とを小さくできる。

そして、フリーオーガ８が環体２５内まで押し上げられ
ると土砂排出口３０より土砂を外部に排出する。

（第９図ｄ）この時、ノズル３２より圧力流体が噴出さ
れるので土砂は容易に排出される。

土砂が排出されるとフリーオーガ８とオーガ３との間の
圧力が低下しフリーオーガ８は下降（第９図ｅ）しスト
ッパ８ｃに当接する。

以上の動作を繰り返すことでオーガ３で掘削した土砂を
圧力流体とフリーオーガ８とによって土砂排出口３０よ
り効率良く排土する。

これによって杭ト丙の土砂が掘削排土されるから杭１を
順次地中に貫入打込むことができる。

このように、掘削した土砂を全距離オーガーで搬送する
ことなく圧力流体とフリーオーガ８とにより搬送するか
ら土砂排出速度をオーガー回転速度を速くせずに速くで
き、杭貫入速度、つまり施工速度を速くして施工コスト
を安くできると共に、オーガ３の回転数を上げても回転
トルクを小さくできるからモータ“５の容量を大きくす
る必要もなく本体４が転倒することもない。

また、圧力流体中に粘性流体を混ぜれば砂礫でも一部上
プラグ（Ｐｌｕｇ ）にし容易に高速排土できる。

また、重錘２２の重さは基板２３、環体２４、キャップ
２５を介して杭１に伝わるから杭１に圧入力を与えるこ
とができる。

圧入力が不足の時にはケーブル１５□によりキャップ２
５に押し下げ力を付与すれば良い。

また、ケーブル１５□により重錘２２を上下させ基板２
３に衝突させれば杭１に衝撃力を与えることができる。

この時シリンダ２１は伸長させる。

キャップ２５は杭１の上端を支持し連結部材２との中心
位置をセットする。

また、シリンダ２１を伸縮することで駆動部１６とキャ
ップ２５との取付長さを変更できるから回転軸と杭との
間の相対位置をコントロールできる。

また、圧力流体供給装置４０の第２ 第３バルブ４６．
４７を開閉することで回転軸２内に供給する圧縮空気量
（圧力流体量）を増減できるから、土砂の性質に応じた
圧縮空気量とすることができると共に、第３バルブ４７
を間欠的に開閉すれば第１０図に示す如く圧縮空気量を
間欠的に増減できて衝撃力を与えることができ、土砂の
剥離性が良くなる。

なお、以上の実施例では第１ノズル６と第２ノズル７と
を設けたが、どちらか−力のノズル６゜７のみとして良
い。

つまり、ノズル６．７は連結部材２におけるオーガ３の
下側位置と上側位置との間の位置に少なくとも１つ設け
れば良い。

また、２本以上の杭１を連結して打込む時には回転軸２
を順次連結すれば良い。

本発明は以上の様になり、オーガ３で掘削した土砂の排
出速度を速くして施工速度を速く、施工コストを安くし
て杭１を地中に打込むことができる。

また、圧力流体とフリーオーガ８とによって掘削した土
砂を排出するので、土砂排出距離が長くなっても圧力流
体の流量と流速とを多くせずに土砂を排出できるから、
地中深く杭１を打込むことができる。

また、圧力流体は空気を主とする流体であるから、排出
された土砂はある程度圧密された状態で、水を用いて排
出した場合のようにへどろ状とならないから、排出され
た土砂の後処理が簡単となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例の説明図、第２図〜第８図に本発明の一
実施例を示すものであり、第２図は全体図、第３図はＩ
−ＩＩＩ線断面図、第４図は要部詳細断面図、第５図は
フリーオーガの詳細説明図、第６図は第４図の■部斜視
図、第７図はカップリングの縦断面図、第８図は第７図
の■−■線断面図、第９図は動作説明図、第１０図は圧
力流体の供給量を示す表口である。 １は杭、２は回転軸、３はオーガ、４は本体、６．７は
ノズル、８はフリーオーガ、１４は杭打機構、３０は土
砂排出口、４０は圧力流体供給装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 土砂排出口３０を備えた杭打機構１４を本体４に上
   下動自在に設け、該杭打機構１４の下部に中空の杭１を
   、当該杭１と前記土砂排出口３０とが連通ずるように吊
   設し、該杭１内に、前記杭打機構１４によって回転駆動
   可能でかつ先端部にオーガ３を備えた回転軸２を設け、
   該回転軸２におけるオーガ３の上方位置と下方位置との
   間の任意の位置に空気を主とする圧力流体噴出用のノズ
   ル６．７を少なくとも１つ設けると共に、該ノズル６．
   ７を前記杭打機構１４に設けた空気を主とする圧力流体
   供給装置４０に接続し、前記回転軸２にフリーオーガ８
   を回転軸２とともに回転しかつ回転軸２に沿って上下摺
   動自在に設けたことを特徴とする杭打装置。