鋼管杭連結用キャップ及び鋼管杭の施工方法
【課題】地盤改良仕様の杭打機で鋼管杭の埋設作業を行う際に一般的な定尺長さの鋼管杭を使用することを可能とする鋼管杭連結用キャップ及び施工方法を提供する。
【解決手段】回転駆動装置１６と鋼管杭２２とを連結する鋼管杭連結用キャップ２１であって、鋼管杭を下方から挿入可能な鋼管杭挿入筒２１ａと、鋼管杭挿入筒の上端に設けられた回転駆動装置連結部２１ｂと、鋼管杭挿入筒の内周面に設けられて鋼管杭の上部外周に突設した係合突起２２ａが通過可能な突起挿通溝２１ｃと、突起挿通溝の上部及び下部にそれぞれ設けられた上部係合部２１ｄ及び下部係合部２１ｅとを備えている。
【解決手段】回転駆動装置１６と鋼管杭２２とを連結する鋼管杭連結用キャップ２１であって、鋼管杭を下方から挿入可能な鋼管杭挿入筒２１ａと、鋼管杭挿入筒の上端に設けられた回転駆動装置連結部２１ｂと、鋼管杭挿入筒の内周面に設けられて鋼管杭の上部外周に突設した係合突起２２ａが通過可能な突起挿通溝２１ｃと、突起挿通溝の上部及び下部にそれぞれ設けられた上部係合部２１ｄ及び下部係合部２１ｅとを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼管杭連結用キャップ及び鋼管杭の施工方法に関し、詳しくは、杭打機のリーダに沿って昇降可能に設けられた回転駆動装置と鋼管杭とを連結するための鋼管杭連結用キャップ及び該鋼管杭連結用キャップを使用した鋼管杭の施工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
リーダの下端の位置が高く設定されている地盤改良仕様の杭打機を使用して鋼管杭を圧入すると、回転駆動装置をリーダの下端まで下降させても地面からの鋼管杭の突出高さが高くなるため、先に圧入した鋼管杭の上端に次の鋼管杭の下端を連結できなくなることがある。このため、杭打機のフロントブラケットに対するリーダの取付高さを変更可能に形成し、鋼管杭を圧入して地中に埋設する作業を行うときにはリーダを低い位置に、セメントミルクを注入して地盤改良を行うときにはリーダを高い位置にそれぞれ付け替え、１台の杭打機で鋼管埋設と地盤改良とを行えるようにした杭打機が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。また、地盤の状態に応じて鋼管杭の回転速度及びトルクを変更するため、回転駆動装置と鋼管杭との間に変速装置を設けることもある（例えば、特許文献２参照。）。なお、鋼管杭を回転駆動装置の出力軸に連結する際には、出力軸と鋼管杭との間に連結用のキャップを介在させることが広く行われている（例えば、特許文献３参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１３２１１８号公報
【特許文献２】特許第４６２４２８５号公報
【特許文献３】特開平１１−２５６５７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上述の特許文献１のように、リーダの取付高さを変更する際には、リーダを吊り上げて保持するためのクレーンが必要であり、高さ変更に要する作業量が多いという問題がある。また、特許文献２のように、変速装置を使用すると、鋼管杭の長さを変速装置の寸法分だけ短くしなければならず、一般的な定尺長さの鋼管杭を使用できないことがある。この場合、リーダを通常より長くすることによってリーダの取付高さを変更することなく、また、変速装置を使用しても、定尺長さの鋼管杭を使用可能とすることは可能であるが、杭打機の安定度や全装備重量などの制約があることから、単にリーダを長くすればよいというものではなく、地盤改良と鋼管埋設とを兼用する一部の杭打機のみの特殊なものとなり、コストアップの要因となったり、製作納期が長くなったりするなどの問題がある。
【０００５】
そこで本発明は、地盤改良仕様の杭打機で鋼管杭を埋設したり、変速装置を使用して鋼管杭を埋設したりする際に一般的な定尺長さの鋼管杭を使用することを可能とする鋼管杭連結用キャップ及びこの鋼管杭連結用キャップを用いた鋼管杭の施工方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の鋼管杭連結用キャップは、杭打機のリーダに沿って昇降可能に設けた回転駆動装置と鋼管杭とを連結するための鋼管杭連結用キャップであって、該鋼管杭連結用キャップは、前記鋼管杭を下方から軸線方向に挿入可能な内径を有する鋼管杭挿入筒と、該鋼管杭挿入筒の上端に設けられた回転駆動装置連結部と、前記鋼管杭挿入筒の内周面に設けられて前記鋼管杭の上部外周に突設した係合突起が鋼管杭挿入筒の軸線方向に通過可能な突起挿通溝と、該突起挿通溝の軸線方向上部及び軸線方向下部に該突起挿通溝の周方向に隣接して設けられて前記係合突起がそれぞれ係合可能な上部係合部及び下部係合部とを備えていることを特徴としている。さらに、本発明の鋼管杭連結用キャップは、前記回転駆動装置連結部を、変速装置を介して前記回転駆動装置に連結することもできる。
【０００７】
また、本発明の鋼管杭の施工方法は、前記鋼管杭連結用キャップを使用し、複数の鋼管杭を連結して地中に埋設する鋼管杭の施工方法であって、前記鋼管杭連結用キャップの下方から鋼管杭挿入筒の内部に挿入した第１の鋼管杭の前記係合突起を前記下部係合部に係合させた状態で、回転駆動装置を下降させて第１の鋼管杭を地中に圧入した後、鋼管杭連結用キャップを軸線を中心にして回動させることにより第１の鋼管杭の係合突起と下部係合部との係合を解除するとともに第１の鋼管杭の係合突起を前記突起挿通溝内に位置させた状態で、第１の鋼管杭を圧入状態に保ったまま回転駆動装置を上昇させた状態で、鋼管杭連結用キャップの下方から第２の鋼管杭の上部外周に突設した係合突起を突起挿通溝内に挿入しながら第２の鋼管杭の上部を鋼管杭挿入筒の内部に挿入し、係合突起の位置が前記上部係合部に係合可能な位置になったときに、鋼管杭連結用キャップと第２の鋼管杭とを相対的に軸線を中心にして回動させることにより係合突起と上部係合部とを係合させ、該第２の鋼管杭と第１の鋼管杭とを連結した後、回転駆動装置で第２の鋼管杭を回転させながら回転駆動装置を下降させて第１の鋼管杭に連結した第２の鋼管杭を地中に圧入し、次いで、鋼管杭連結用キャップを軸線を中心にして回動させることにより係合突起と上部係合部との係合を解除するとともに係合突起を突起挿通溝内に位置させた状態で回転駆動装置を上昇させ、係合突起の位置が前記下部係合部に係合可能な位置になったときに、鋼管杭連結用キャップを軸線を中心にして回動させることにより係合突起と下部係合部とを係合させた後、回転駆動装置で第２の鋼管杭を回転させながら回転駆動装置を下降させて第２の鋼管杭を第１の鋼管杭に連結した状態で地中に圧入することを特徴としている。
【０００８】
さらに、本発明の鋼管杭の施工方法は、前記第１の鋼管杭と前記第２の鋼管杭とを連結した状態で地中に圧入した後、前記第２の鋼管杭を第１の鋼管杭に連結して圧入する操作と同じ操作を繰り返して第３番目以降の鋼管杭を先に連結状態で埋設した鋼管杭に連結して地中に圧入することにより、複数本の鋼管杭を地中に埋設することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、回転駆動装置の出力軸と鋼管杭とを連結するための鋼管杭連結用キャップに上部係合部及び下部係合部を設けているので、上下の各係合部に所定の順序で鋼管杭の係合突起を係合させた状態で鋼管杭の圧入を行うことにより、地盤改良仕様の杭打機で鋼管杭を埋設する場合でも、回転駆動装置と鋼管杭との間に変速装置を介在させた場合でも、圧入後の鋼管杭の突出高さを低くすることができるので、リーダの取付高さを変更したり、通常より長い特殊なリーダを使用したりすることなく、一般的な定尺長さの鋼管杭を複数本連結して埋設することが可能となる。特に、本発明の鋼管杭連結用キャップは、上部に設けた回転駆動装置連結部を直接あるいは変速装置を介して回転駆動装置に連結するだけでよいため、作業量をほとんど増加させることなく、鋼管杭の圧入、埋設を効率よく行うことができる。
【００１０】
したがって、地盤改良仕様の杭打機の回転駆動装置に本発明の鋼管杭連結用キャップを連結するだけで鋼管杭を埋設することができるので、地盤改良仕様の杭打機を鋼管杭埋設仕様に変更する必要がなく、鋼管杭連結用キャップを用意しておくだけで地盤改良作業と鋼管杭埋設作業とに対応することができ、杭打機の使用効率の向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の鋼管杭連結用キャップを使用して地盤改良仕様の杭打機で鋼管杭の埋設作業を行う状態を示す杭打機の側面図である。
【図２】鋼管杭連結用キャップの一形態例を示す一部断面正面図である。
【図３】図２のIII-III断面図である。
【図４】地盤改良仕様の杭打機で地盤改良作業を行う状態を示す杭打機の側面図である。
【図５】本発明の鋼管杭連結用キャップを使用した本発明方法により鋼管杭を埋設する手順の一例を示す説明図である。
【図６】変速装置を使用して鋼管杭の埋設作業を行う状態を示す杭打機の要部側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
まず、図１乃至図４において、本形態例に示す杭打機１１は、図４に示すように、主として地盤改良を行う仕様で製作されたものであって、下部走行体１２の上部に旋回可能に設けられた上部旋回体１３と、該上部旋回体１３の前部にフロントブラケットを介して起伏可能に設けられたリーダ１４と、該リーダ１４を後方から支持するバックステー１５と、前記リーダ１４に昇降可能に設けられた回転駆動装置１６と、該回転駆動装置１６をリーダ１４に沿って昇降させるチェーン＆スプロケット駆動式の昇降装置１７と、該駆動装置１７の前面に設けられた振れ止め部材１８とを備えている。リーダ１４は、長手方向に沿って一対のガイドレール１９を備えており、このガイドレール１９にガイドギブ１６ａを介して前記回転駆動装置１６が昇降可能に取り付けられている。
【００１３】
回転駆動装置１６は、前記ガイドギブ１６ａを有する取付部１６ｂと、上部に油圧モータ１６ｃを配置し、内部に減速機構を収容した本体部１６ｄとを備えており、本体部１６ｄの下方には、油圧モータ１６ｃにより回転駆動される出力軸１６ｅが突設され、該出力軸１６ｅの下部には、連結用アタッチメント２０が装着されている。
【００１４】
前記連結用アタッチメント２０は、下方が開口した断面六角形状の連結用凹部（図示せず）を有する連結筒２０ａと、該連結筒２０ａの上端部に設けられたフランジ部２０ｂとを備えており、該フランジ部２０ｂが前記出力軸１６ｅの下部フランジに複数のボルトにて着脱可能に連結されている。この連結用アタッチメント２０に鋼管杭連結用キャップ２１を介して鋼管杭２２を連結することによって鋼管杭埋設作業を行う状態となり（図１参照）、ロッド連結部材２３を介して掘削ヘッド２４ａ及び撹拌翼２４ｂを備えた中空ロッド２４を連結するとともに、回転駆動装置１６の上部にスイベルジョイント２５を介してグラウトホース（図示せず）を接続することによって地盤改良作業を行う状態となる。
【００１５】
図２及び図３に示すように、鋼管杭連結用キャップ２１は、前記鋼管杭２２を下方から軸線方向に挿入可能な内径を有する鋼管杭挿入筒２１ａと、該鋼管杭挿入筒２１ａの上端に溶接により固設され、上方に突出して連結用アタッチメント２０の連結用凹部内に挿入される六角柱状の回転駆動装置連結部２１ｂと、鋼管杭挿入筒２１ａの内周面対向位置にそれぞれ設けられて前記鋼管杭２２の上部外周の対向位置にそれぞれ突設した一対の係合突起２２ａが鋼管杭挿入筒２１ａの軸線方向に通過可能な突起挿通溝２１ｃと、該突起挿通溝２１ｃの軸線方向上部及び軸線方向下部に、該突起挿通溝２１ｃの周方向に隣接して設けられて前記係合突起２２ａがそれぞれ係合可能な上部係合部２１ｄ及び下部係合部２１ｅとを備えている。上部係合部２１ｄ及び下部係合部２１ｅは、鋼管杭挿入筒２１ａの周壁を内外に貫通した状態で形成されており、鋼管杭挿入筒２１ａの下端部内周面には、下方に向けて拡開した円錐形のガイド面２１ｆが設けられている。
【００１６】
一方、ロッド連結部材２３は、筒体２３ａの下部が中空ロッド２４の上端に固着され、筒体２３ａの上部に、前記回転駆動装置連結部２１ｂと同じ外形の中空の連結部（図示せず）を有するもので、この連結部を前記連結用アタッチメント２０の連結用凹部内に挿入することにより、中空ロッド２４が回転駆動装置１６の出力軸１６ｅに対して同一軸線上に装着された状態となる。
【００１７】
また、前記振れ止め部材１８は、駆動装置１７の前面に設けられたブラケットに左右一対のアームを開閉可能に設けたものであって、両アームを閉じて先端係合部にピン１８ａを挿入することにより、鋼管杭２２や中空ロッド２４を回転可能かつ軸線方向に移動可能に保持した状態となる。
【００１８】
地盤改良仕様での前記リーダ１４は、前記回転駆動装置１６をリーダ１４に対する上昇限まで上昇させ、中空ロッド２４の下端に設けた掘削ヘッド２４ａを地面から浮かせた状態で、掘削ヘッド２４ａの上方に位置する撹拌翼２４ｂが、振れ止め部材１８及び昇降装置１７を含めたリーダ１４に干渉しないように、鋼管杭埋設仕様の杭打機におけるリーダ（図６参照）より高い位置に配置されている。
【００１９】
地盤改良仕様の杭打機１１を使用して地盤改良を行う際には、図４に示すように、回転駆動装置１６の出力軸１６ｅに取り付けた連結用アタッチメント２０に、中空ロッド２４の上端に取り付けたロッド連結部材２３を連結し、中空ロッド２４を振れ止め部材１８で保持するとともに、回転駆動装置１６の上部にスイベルジョイント２５を介してグラウトホースを接続した状態とする。この状態で、回転駆動装置１６により中空ロッド２４を回転させながら、昇降装置１７により回転駆動装置１６をリーダ１４に沿って下降させ、スイベルジョイント２５から中空ロッド２４内に供給されて中空ロッド２４の先端から流出するセメントミルクと掘削ヘッド２４ａで掘削した土砂とを撹拌翼２４ｂで撹拌することにより、所定の地盤改良作業が行われる。
【００２０】
一方、地盤改良仕様の杭打機１１を使用して鋼管杭２２の埋設作業を行う際には、連結用アタッチメント２０からロッド連結部材２３を抜き取って中空ロッド２４を取り外し、連結用アタッチメント２０に鋼管杭連結用キャップ２１を連結する。このとき、ロッド連結部材２３の連結部の外面形状と鋼管杭連結用キャップ２１の回転駆動装置連結部２１ｂの外面形状とを同じ形状に形成しておくことにより、連結用アタッチメント２０を交換することなく、ロッド連結部材２３と鋼管杭連結用キャップ２１との交換を、回転駆動装置１６をリーダ１４の下端に下降させた状態で容易に行うことができる。また、スイベルジョイント２５は、回転駆動装置１６から取り外してもよい。さらに、鋼管杭２２には、上部外周面に前記係合突起２２ａをあらかじめ溶着したものを使用する。
【００２１】
まず、図１に示すように、昇降装置１７によって前記回転駆動装置１６を前記リーダ１４の上端に上昇させた状態で、前記鋼管杭連結用キャップ２１の下方から第１の鋼管杭２２の上部外周に突設した前記係合突起２２ａを突起挿通溝２１ｃ内に挿入しながら第１の鋼管杭２２の上部を鋼管杭挿入筒２１ａの内部に挿入する。第１の鋼管杭２２を上昇させて係合突起２２ａが上部係合部２１ｄに係合可能な位置になったときに、回転駆動装置１６によって鋼管杭連結用キャップ２１を僅かに正方向に回動させて係合突起２２ａを上部係合部２１ｄに移動させ、係合突起２２ａと上部係合部２１ｄとを係合状態とする。これにより、回転駆動装置１６の出力軸１６ｅ、連結用アタッチメント２０、鋼管杭連結用キャップ２１及び鋼管杭２２が回転軸線を一致させて連結された状態となる。
【００２２】
係合突起２２ａと上部係合部２１ｄとを係合させる際、上部係合部２１ｄが鋼管杭挿入筒２１ａの周壁を内外に貫通してるので、係合突起２２ａの上昇位置や上部係合部２１ｄとの係合状態を、鋼管杭連結用キャップ２１の外部から目視で確認することができる。また、鋼管杭２２を回動させることができれば、鋼管杭連結用キャップ２１を回動させずに鋼管杭２２を回動させて係合突起２２ａと上部係合部２１ｄとを係合させるようにしてもよい。
【００２３】
係合突起２２ａと上部係合部２１ｄとの係合によって第１の鋼管杭２２の上部を鋼管杭連結用キャップ２１で保持するとともに、振れ止め部材１８のアームを閉じてピン１８ａでアームを固定し、第１の鋼管杭２２の下部を振れ止め部材１８で保持した状態で、回転駆動装置１６により第１の鋼管杭２２を正方向に回転させながら、昇降装置１７により回転駆動装置１６をリーダ１４に沿って下降させると、上部係合部２１ｄの回転方向後方側の側面が係合突起２２ａの側面を回転方向に押動し、上部係合部２１ｄの上面が係合突起２２ａの上面を下方に押動することにより、第１の鋼管杭２２を回転させながら地中に圧入していく。振れ止め部材１８は、下降してくる鋼管杭連結用キャップ２１が当たる前にピン１８ａを抜いてアームを全開状態とする。
【００２４】
図５（ａ）に示すように、回転駆動装置１６がリーダ１４の最下端（下降限）まで下降したときに回転駆動装置１６及び昇降装置１７を一旦停止させ、続いて回転駆動装置１６を僅かに逆方向に回転させて係合突起２２ａと上部係合部２１ｄとの係合を解除して係合突起２２ａを突起挿通溝２１ｃ内に位置させる。次に、第１の鋼管杭２２を地中に圧入した状態に保ったまま昇降装置１７により回転駆動装置１６をリーダ１４に沿って僅かに上昇させ、係合突起２２ａと下部係合部２１ｅとが係合可能な位置まで鋼管杭連結用キャップ２１を上昇させた後、回転駆動装置１６によって鋼管杭連結用キャップ２１を僅かに正方向に回動させて係合突起２２ａを下部係合部２１ｅに係合させる。
【００２５】
図５（ｂ）に示すように、係合突起２２ａと下部係合部２１ｅとを係合させた状態で、再び回転駆動装置１６により第１の鋼管杭２２を正方向に回転させながら、昇降装置１７により回転駆動装置１６をリーダ１４の下端まで下降させ、第１の鋼管杭２２を更に地中に圧入していく。これにより、図５（ｃ）に示すように、第１の鋼管杭２２は、上部係合部２１ｄと下部係合部２１ｅとの距離に応じた寸法だけ地中に圧入された状態となり、地面からの鋼管杭２２の突出高さを、図５（ａ）に示す状態における突出高さより低くすることができる。
【００２６】
第１の鋼管杭２２を所定の位置まで圧入した後、回転駆動装置１６を僅かに逆方向に回転させて係合突起２２ａと下部係合部２１ｅとの係合を解除して係合突起２２ａを突起挿通溝２１ｃ内に位置させ、第１の鋼管杭２２を地中に圧入した状態に保ったまま昇降装置１７により回転駆動装置１６をリーダ１４の上端まで上昇させる。
【００２７】
そして、図５（ｄ）に示すように、鋼管杭連結用キャップ２１の下方から第２の鋼管杭２２Ｎの係合突起２２ａを突起挿通溝２１ｃ内に挿入しながら第２の鋼管杭２２Ｎの上部を鋼管杭挿入筒２１ａの内部に挿入し、係合突起２２ａが上部係合部２１ｄに係合可能な位置になったときに回転駆動装置１６で鋼管杭連結用キャップ２１を僅かに正方向に回動させ、係合突起２２ａを上部係合部２１ｄに係合させる。次に、回転駆動装置１６を僅かに下降させて第１の鋼管杭２２の上端２２ｂと第２の鋼管杭２２Ｎの下端２２ｃとを溶接するなどして連結した後、回転駆動装置１６により第１の鋼管杭２２と第２の鋼管杭２２Ｎとを連結した状態の鋼管杭を正方向に回転させながら、昇降装置１７により回転駆動装置１６をリーダ１４の最下端まで下降させる。
【００２８】
これにより、第２の鋼管杭２２Ｎは、図５（ａ）に示した第１の鋼管杭２２と同じ状態になるので、前記同様に、係合突起２２ａの係合を上部係合部２１ｄから下部係合部２１ｅに変更して地中に更に圧入する操作を繰り返すことにより、第２の鋼管杭２２Ｎの上部が地面から所定量突出した状態になる。したがって、図５（ａ）〜図５（ｄ）に示す操作を３番目以降の鋼管杭について繰り返すことにより、複数本の鋼管杭を先に圧入した鋼管杭に連結した状態で地中のあらかじめ設定された深さまで圧入して埋設することができる。
【００２９】
このように、地盤改良仕様の杭打機１１における回転駆動装置１６の出力軸１６ｅに連結されている連結用アタッチメント２０に、地盤改良を行う中空ロッド２４に代えて鋼管杭連結用キャップ２１を連結することにより、一般的な定尺長さの鋼管杭２２を使用した鋼管杭埋設施工に対応することができる。
【００３０】
図６は、鋼管埋設仕様の杭打機で回転駆動装置１６と鋼管杭２２との間に変速装置２６を介在させ、地盤の状態に応じて鋼管杭２２の回転速度を変更して鋼管杭２２を圧入する作業手順の一部を示している。なお、図１乃至図５に示した前記形態例の杭打機と同様の構成要素を示すものには、同一の符号をそれぞれ付して、その詳細な説明は省略する。
【００３１】
回転駆動装置１６の下方に配置される変速装置２６は、後部側にガイドレール１９を保持する一対のガイドギブ２６ａを備えており、取り付け状態で変速機本体２６ｂの上方に位置する連結部２６ｃに回転駆動装置１６の出力軸１６ｅが、取り付け状態で変速機本体２６ｂの下方に位置する連結部２６ｄに鋼管杭連結用キャップ２１の回転駆動装置連結部２１ｂが、それぞれ挿入されて連結される。これにより、鋼管杭連結用キャップ２１が変速装置２６を介して回転駆動装置１６に連結した状態となり、昇降装置１７によって回転駆動装置１６と一体にリーダ１４を昇降する。なお、変速装置２６に対する回転駆動装置１６及び鋼管杭連結用キャップ２１の連結は、必要に応じて適宜な連結用アタッチメントを介して行うことができる。また、鋼管埋設仕様の杭打機では、中空ロッド２４の掘削ヘッド２４ａや撹拌翼２４ｂを避ける必要がないことから、駆動装置１７の下部に振れ止め部材１８を設け、回転駆動装置１６を低い位置まで下降できるように形成している。
【００３２】
このように変速装置２６を使用した鋼管埋設仕様の杭打機においても、前述の地盤改良仕様の杭打機１１で鋼管杭連結用キャップ２１を使用したときの作業手順と同様の作業手順を繰り返すことにより、複数の鋼管杭２２を連結して地中に埋設することができる。
【００３３】
すなわち、前記図１から図５（ａ）を経て図５（ｃ）に至る手順と同様の手順を行い、図６（ａ）に示すように、鋼管杭２２の上部外周に突設した係合突起２２ａと鋼管杭連結用キャップ２１の下部係合部２１ｅとを係合させた状態で第１の鋼管杭２２を地中に圧入する。これにより、変速装置２６の下方に連結した鋼管杭連結用キャップ２１の下部で第１の鋼管杭２２を圧入することになるので、鋼管杭連結用キャップ２１を用いずに変速装置２６に鋼管杭２２を連結して鋼管杭２２を圧入したときの第１の鋼管杭２２の突出高さより低くすることができる。
【００３４】
次いで、係合突起２２ａと下部係合部２１ｅとの係合を解除して回転駆動装置１６をリーダ１４の上端まで上昇させ、前記図５（ｄ）と同様に、第２の鋼管杭２２Ｎの係合突起２２ａを鋼管杭連結用キャップ２１の上部係合部２１ｄに係合させる。このとき、第１の鋼管杭２２の突出高さが低くなっているので、図６（ｂ）に示すように、第１の鋼管杭２２の上端２２ｂと第２の鋼管杭２２Ｎの下端２２ｃとが干渉することはなく、第１の鋼管杭２２と第２の鋼管杭２２Ｎとを上方に離れた位置にすることができる。以下、前記同様の手順を繰り返すことにより、３番目以降の鋼管杭を先に圧入した鋼管杭に連結して地中に圧入することができる。
【００３５】
したがって、地盤改良仕様の杭打機１１を使用した場合も、鋼管埋設仕様の杭打機に変速装置２６を使用した場合も、鋼管杭連結用キャップ２１に設けた上部係合部２１ｄ及び下部係合部２１ｅを順番に利用して鋼管杭２２を圧入することにより、鋼管杭連結用キャップ２１を使用しないときに比べて鋼管杭２２を深く圧入することができ、圧入後の鋼管杭の上部突出高さを低くできるので、一般的な定尺長さの鋼管杭を使用することが可能となる。
【００３６】
なお、本発明は、上述の各形態例に限るものではなく、回転駆動装置の昇降は任意の駆動手段を採用することができ、鋼管杭同士の連結は、溶接や螺合などで行うことができる。また、ベースマシンの構成も任意である。
【符号の説明】
【００３７】
１１…杭打機、１２…下部走行体、１３…上部旋回体、１４…リーダ、１５…バックステー、１６…回転駆動装置、１６ａ…ガイドギブ、１６ｂ…取付部、１６ｃ…油圧モータ、１６ｄ…本体部、１６ｅ…出力軸、１７…昇降装置、１８…振れ止め部材、１８ａ…ピン、１９…ガイドレール、２０…連結用アタッチメント、２０ａ…連結筒、２０ｂ…フランジ部、２１…鋼管杭連結用キャップ、２１ａ…鋼管杭挿入筒、２１ｂ…回転駆動装置連結部、２１ｃ…突起挿通溝、２１ｄ…上部係合部、２１ｅ…下部係合部、２１ｆ…ガイド面、２２…鋼管杭、２２ａ…係合突起、２３…ロッド連結部材、２４…中空ロッド、２４ａ…掘削ヘッド、２４ｂ…撹拌翼、２５…スイベルジョイント、２６…変速装置、２６ａ…ガイドギブ、２６ｂ…変速機、２６ｃ，２６ｄ…連結部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼管杭連結用キャップ及び鋼管杭の施工方法に関し、詳しくは、杭打機のリーダに沿って昇降可能に設けられた回転駆動装置と鋼管杭とを連結するための鋼管杭連結用キャップ及び該鋼管杭連結用キャップを使用した鋼管杭の施工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
リーダの下端の位置が高く設定されている地盤改良仕様の杭打機を使用して鋼管杭を圧入すると、回転駆動装置をリーダの下端まで下降させても地面からの鋼管杭の突出高さが高くなるため、先に圧入した鋼管杭の上端に次の鋼管杭の下端を連結できなくなることがある。このため、杭打機のフロントブラケットに対するリーダの取付高さを変更可能に形成し、鋼管杭を圧入して地中に埋設する作業を行うときにはリーダを低い位置に、セメントミルクを注入して地盤改良を行うときにはリーダを高い位置にそれぞれ付け替え、１台の杭打機で鋼管埋設と地盤改良とを行えるようにした杭打機が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。また、地盤の状態に応じて鋼管杭の回転速度及びトルクを変更するため、回転駆動装置と鋼管杭との間に変速装置を設けることもある（例えば、特許文献２参照。）。なお、鋼管杭を回転駆動装置の出力軸に連結する際には、出力軸と鋼管杭との間に連結用のキャップを介在させることが広く行われている（例えば、特許文献３参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１３２１１８号公報
【特許文献２】特許第４６２４２８５号公報
【特許文献３】特開平１１−２５６５７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上述の特許文献１のように、リーダの取付高さを変更する際には、リーダを吊り上げて保持するためのクレーンが必要であり、高さ変更に要する作業量が多いという問題がある。また、特許文献２のように、変速装置を使用すると、鋼管杭の長さを変速装置の寸法分だけ短くしなければならず、一般的な定尺長さの鋼管杭を使用できないことがある。この場合、リーダを通常より長くすることによってリーダの取付高さを変更することなく、また、変速装置を使用しても、定尺長さの鋼管杭を使用可能とすることは可能であるが、杭打機の安定度や全装備重量などの制約があることから、単にリーダを長くすればよいというものではなく、地盤改良と鋼管埋設とを兼用する一部の杭打機のみの特殊なものとなり、コストアップの要因となったり、製作納期が長くなったりするなどの問題がある。
【０００５】
そこで本発明は、地盤改良仕様の杭打機で鋼管杭を埋設したり、変速装置を使用して鋼管杭を埋設したりする際に一般的な定尺長さの鋼管杭を使用することを可能とする鋼管杭連結用キャップ及びこの鋼管杭連結用キャップを用いた鋼管杭の施工方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の鋼管杭連結用キャップは、杭打機のリーダに沿って昇降可能に設けた回転駆動装置と鋼管杭とを連結するための鋼管杭連結用キャップであって、該鋼管杭連結用キャップは、前記鋼管杭を下方から軸線方向に挿入可能な内径を有する鋼管杭挿入筒と、該鋼管杭挿入筒の上端に設けられた回転駆動装置連結部と、前記鋼管杭挿入筒の内周面に設けられて前記鋼管杭の上部外周に突設した係合突起が鋼管杭挿入筒の軸線方向に通過可能な突起挿通溝と、該突起挿通溝の軸線方向上部及び軸線方向下部に該突起挿通溝の周方向に隣接して設けられて前記係合突起がそれぞれ係合可能な上部係合部及び下部係合部とを備えていることを特徴としている。さらに、本発明の鋼管杭連結用キャップは、前記回転駆動装置連結部を、変速装置を介して前記回転駆動装置に連結することもできる。
【０００７】
また、本発明の鋼管杭の施工方法は、前記鋼管杭連結用キャップを使用し、複数の鋼管杭を連結して地中に埋設する鋼管杭の施工方法であって、前記鋼管杭連結用キャップの下方から鋼管杭挿入筒の内部に挿入した第１の鋼管杭の前記係合突起を前記下部係合部に係合させた状態で、回転駆動装置を下降させて第１の鋼管杭を地中に圧入した後、鋼管杭連結用キャップを軸線を中心にして回動させることにより第１の鋼管杭の係合突起と下部係合部との係合を解除するとともに第１の鋼管杭の係合突起を前記突起挿通溝内に位置させた状態で、第１の鋼管杭を圧入状態に保ったまま回転駆動装置を上昇させた状態で、鋼管杭連結用キャップの下方から第２の鋼管杭の上部外周に突設した係合突起を突起挿通溝内に挿入しながら第２の鋼管杭の上部を鋼管杭挿入筒の内部に挿入し、係合突起の位置が前記上部係合部に係合可能な位置になったときに、鋼管杭連結用キャップと第２の鋼管杭とを相対的に軸線を中心にして回動させることにより係合突起と上部係合部とを係合させ、該第２の鋼管杭と第１の鋼管杭とを連結した後、回転駆動装置で第２の鋼管杭を回転させながら回転駆動装置を下降させて第１の鋼管杭に連結した第２の鋼管杭を地中に圧入し、次いで、鋼管杭連結用キャップを軸線を中心にして回動させることにより係合突起と上部係合部との係合を解除するとともに係合突起を突起挿通溝内に位置させた状態で回転駆動装置を上昇させ、係合突起の位置が前記下部係合部に係合可能な位置になったときに、鋼管杭連結用キャップを軸線を中心にして回動させることにより係合突起と下部係合部とを係合させた後、回転駆動装置で第２の鋼管杭を回転させながら回転駆動装置を下降させて第２の鋼管杭を第１の鋼管杭に連結した状態で地中に圧入することを特徴としている。
【０００８】
さらに、本発明の鋼管杭の施工方法は、前記第１の鋼管杭と前記第２の鋼管杭とを連結した状態で地中に圧入した後、前記第２の鋼管杭を第１の鋼管杭に連結して圧入する操作と同じ操作を繰り返して第３番目以降の鋼管杭を先に連結状態で埋設した鋼管杭に連結して地中に圧入することにより、複数本の鋼管杭を地中に埋設することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、回転駆動装置の出力軸と鋼管杭とを連結するための鋼管杭連結用キャップに上部係合部及び下部係合部を設けているので、上下の各係合部に所定の順序で鋼管杭の係合突起を係合させた状態で鋼管杭の圧入を行うことにより、地盤改良仕様の杭打機で鋼管杭を埋設する場合でも、回転駆動装置と鋼管杭との間に変速装置を介在させた場合でも、圧入後の鋼管杭の突出高さを低くすることができるので、リーダの取付高さを変更したり、通常より長い特殊なリーダを使用したりすることなく、一般的な定尺長さの鋼管杭を複数本連結して埋設することが可能となる。特に、本発明の鋼管杭連結用キャップは、上部に設けた回転駆動装置連結部を直接あるいは変速装置を介して回転駆動装置に連結するだけでよいため、作業量をほとんど増加させることなく、鋼管杭の圧入、埋設を効率よく行うことができる。
【００１０】
したがって、地盤改良仕様の杭打機の回転駆動装置に本発明の鋼管杭連結用キャップを連結するだけで鋼管杭を埋設することができるので、地盤改良仕様の杭打機を鋼管杭埋設仕様に変更する必要がなく、鋼管杭連結用キャップを用意しておくだけで地盤改良作業と鋼管杭埋設作業とに対応することができ、杭打機の使用効率の向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の鋼管杭連結用キャップを使用して地盤改良仕様の杭打機で鋼管杭の埋設作業を行う状態を示す杭打機の側面図である。
【図２】鋼管杭連結用キャップの一形態例を示す一部断面正面図である。
【図３】図２のIII-III断面図である。
【図４】地盤改良仕様の杭打機で地盤改良作業を行う状態を示す杭打機の側面図である。
【図５】本発明の鋼管杭連結用キャップを使用した本発明方法により鋼管杭を埋設する手順の一例を示す説明図である。
【図６】変速装置を使用して鋼管杭の埋設作業を行う状態を示す杭打機の要部側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
まず、図１乃至図４において、本形態例に示す杭打機１１は、図４に示すように、主として地盤改良を行う仕様で製作されたものであって、下部走行体１２の上部に旋回可能に設けられた上部旋回体１３と、該上部旋回体１３の前部にフロントブラケットを介して起伏可能に設けられたリーダ１４と、該リーダ１４を後方から支持するバックステー１５と、前記リーダ１４に昇降可能に設けられた回転駆動装置１６と、該回転駆動装置１６をリーダ１４に沿って昇降させるチェーン＆スプロケット駆動式の昇降装置１７と、該駆動装置１７の前面に設けられた振れ止め部材１８とを備えている。リーダ１４は、長手方向に沿って一対のガイドレール１９を備えており、このガイドレール１９にガイドギブ１６ａを介して前記回転駆動装置１６が昇降可能に取り付けられている。
【００１３】
回転駆動装置１６は、前記ガイドギブ１６ａを有する取付部１６ｂと、上部に油圧モータ１６ｃを配置し、内部に減速機構を収容した本体部１６ｄとを備えており、本体部１６ｄの下方には、油圧モータ１６ｃにより回転駆動される出力軸１６ｅが突設され、該出力軸１６ｅの下部には、連結用アタッチメント２０が装着されている。
【００１４】
前記連結用アタッチメント２０は、下方が開口した断面六角形状の連結用凹部（図示せず）を有する連結筒２０ａと、該連結筒２０ａの上端部に設けられたフランジ部２０ｂとを備えており、該フランジ部２０ｂが前記出力軸１６ｅの下部フランジに複数のボルトにて着脱可能に連結されている。この連結用アタッチメント２０に鋼管杭連結用キャップ２１を介して鋼管杭２２を連結することによって鋼管杭埋設作業を行う状態となり（図１参照）、ロッド連結部材２３を介して掘削ヘッド２４ａ及び撹拌翼２４ｂを備えた中空ロッド２４を連結するとともに、回転駆動装置１６の上部にスイベルジョイント２５を介してグラウトホース（図示せず）を接続することによって地盤改良作業を行う状態となる。
【００１５】
図２及び図３に示すように、鋼管杭連結用キャップ２１は、前記鋼管杭２２を下方から軸線方向に挿入可能な内径を有する鋼管杭挿入筒２１ａと、該鋼管杭挿入筒２１ａの上端に溶接により固設され、上方に突出して連結用アタッチメント２０の連結用凹部内に挿入される六角柱状の回転駆動装置連結部２１ｂと、鋼管杭挿入筒２１ａの内周面対向位置にそれぞれ設けられて前記鋼管杭２２の上部外周の対向位置にそれぞれ突設した一対の係合突起２２ａが鋼管杭挿入筒２１ａの軸線方向に通過可能な突起挿通溝２１ｃと、該突起挿通溝２１ｃの軸線方向上部及び軸線方向下部に、該突起挿通溝２１ｃの周方向に隣接して設けられて前記係合突起２２ａがそれぞれ係合可能な上部係合部２１ｄ及び下部係合部２１ｅとを備えている。上部係合部２１ｄ及び下部係合部２１ｅは、鋼管杭挿入筒２１ａの周壁を内外に貫通した状態で形成されており、鋼管杭挿入筒２１ａの下端部内周面には、下方に向けて拡開した円錐形のガイド面２１ｆが設けられている。
【００１６】
一方、ロッド連結部材２３は、筒体２３ａの下部が中空ロッド２４の上端に固着され、筒体２３ａの上部に、前記回転駆動装置連結部２１ｂと同じ外形の中空の連結部（図示せず）を有するもので、この連結部を前記連結用アタッチメント２０の連結用凹部内に挿入することにより、中空ロッド２４が回転駆動装置１６の出力軸１６ｅに対して同一軸線上に装着された状態となる。
【００１７】
また、前記振れ止め部材１８は、駆動装置１７の前面に設けられたブラケットに左右一対のアームを開閉可能に設けたものであって、両アームを閉じて先端係合部にピン１８ａを挿入することにより、鋼管杭２２や中空ロッド２４を回転可能かつ軸線方向に移動可能に保持した状態となる。
【００１８】
地盤改良仕様での前記リーダ１４は、前記回転駆動装置１６をリーダ１４に対する上昇限まで上昇させ、中空ロッド２４の下端に設けた掘削ヘッド２４ａを地面から浮かせた状態で、掘削ヘッド２４ａの上方に位置する撹拌翼２４ｂが、振れ止め部材１８及び昇降装置１７を含めたリーダ１４に干渉しないように、鋼管杭埋設仕様の杭打機におけるリーダ（図６参照）より高い位置に配置されている。
【００１９】
地盤改良仕様の杭打機１１を使用して地盤改良を行う際には、図４に示すように、回転駆動装置１６の出力軸１６ｅに取り付けた連結用アタッチメント２０に、中空ロッド２４の上端に取り付けたロッド連結部材２３を連結し、中空ロッド２４を振れ止め部材１８で保持するとともに、回転駆動装置１６の上部にスイベルジョイント２５を介してグラウトホースを接続した状態とする。この状態で、回転駆動装置１６により中空ロッド２４を回転させながら、昇降装置１７により回転駆動装置１６をリーダ１４に沿って下降させ、スイベルジョイント２５から中空ロッド２４内に供給されて中空ロッド２４の先端から流出するセメントミルクと掘削ヘッド２４ａで掘削した土砂とを撹拌翼２４ｂで撹拌することにより、所定の地盤改良作業が行われる。
【００２０】
一方、地盤改良仕様の杭打機１１を使用して鋼管杭２２の埋設作業を行う際には、連結用アタッチメント２０からロッド連結部材２３を抜き取って中空ロッド２４を取り外し、連結用アタッチメント２０に鋼管杭連結用キャップ２１を連結する。このとき、ロッド連結部材２３の連結部の外面形状と鋼管杭連結用キャップ２１の回転駆動装置連結部２１ｂの外面形状とを同じ形状に形成しておくことにより、連結用アタッチメント２０を交換することなく、ロッド連結部材２３と鋼管杭連結用キャップ２１との交換を、回転駆動装置１６をリーダ１４の下端に下降させた状態で容易に行うことができる。また、スイベルジョイント２５は、回転駆動装置１６から取り外してもよい。さらに、鋼管杭２２には、上部外周面に前記係合突起２２ａをあらかじめ溶着したものを使用する。
【００２１】
まず、図１に示すように、昇降装置１７によって前記回転駆動装置１６を前記リーダ１４の上端に上昇させた状態で、前記鋼管杭連結用キャップ２１の下方から第１の鋼管杭２２の上部外周に突設した前記係合突起２２ａを突起挿通溝２１ｃ内に挿入しながら第１の鋼管杭２２の上部を鋼管杭挿入筒２１ａの内部に挿入する。第１の鋼管杭２２を上昇させて係合突起２２ａが上部係合部２１ｄに係合可能な位置になったときに、回転駆動装置１６によって鋼管杭連結用キャップ２１を僅かに正方向に回動させて係合突起２２ａを上部係合部２１ｄに移動させ、係合突起２２ａと上部係合部２１ｄとを係合状態とする。これにより、回転駆動装置１６の出力軸１６ｅ、連結用アタッチメント２０、鋼管杭連結用キャップ２１及び鋼管杭２２が回転軸線を一致させて連結された状態となる。
【００２２】
係合突起２２ａと上部係合部２１ｄとを係合させる際、上部係合部２１ｄが鋼管杭挿入筒２１ａの周壁を内外に貫通してるので、係合突起２２ａの上昇位置や上部係合部２１ｄとの係合状態を、鋼管杭連結用キャップ２１の外部から目視で確認することができる。また、鋼管杭２２を回動させることができれば、鋼管杭連結用キャップ２１を回動させずに鋼管杭２２を回動させて係合突起２２ａと上部係合部２１ｄとを係合させるようにしてもよい。
【００２３】
係合突起２２ａと上部係合部２１ｄとの係合によって第１の鋼管杭２２の上部を鋼管杭連結用キャップ２１で保持するとともに、振れ止め部材１８のアームを閉じてピン１８ａでアームを固定し、第１の鋼管杭２２の下部を振れ止め部材１８で保持した状態で、回転駆動装置１６により第１の鋼管杭２２を正方向に回転させながら、昇降装置１７により回転駆動装置１６をリーダ１４に沿って下降させると、上部係合部２１ｄの回転方向後方側の側面が係合突起２２ａの側面を回転方向に押動し、上部係合部２１ｄの上面が係合突起２２ａの上面を下方に押動することにより、第１の鋼管杭２２を回転させながら地中に圧入していく。振れ止め部材１８は、下降してくる鋼管杭連結用キャップ２１が当たる前にピン１８ａを抜いてアームを全開状態とする。
【００２４】
図５（ａ）に示すように、回転駆動装置１６がリーダ１４の最下端（下降限）まで下降したときに回転駆動装置１６及び昇降装置１７を一旦停止させ、続いて回転駆動装置１６を僅かに逆方向に回転させて係合突起２２ａと上部係合部２１ｄとの係合を解除して係合突起２２ａを突起挿通溝２１ｃ内に位置させる。次に、第１の鋼管杭２２を地中に圧入した状態に保ったまま昇降装置１７により回転駆動装置１６をリーダ１４に沿って僅かに上昇させ、係合突起２２ａと下部係合部２１ｅとが係合可能な位置まで鋼管杭連結用キャップ２１を上昇させた後、回転駆動装置１６によって鋼管杭連結用キャップ２１を僅かに正方向に回動させて係合突起２２ａを下部係合部２１ｅに係合させる。
【００２５】
図５（ｂ）に示すように、係合突起２２ａと下部係合部２１ｅとを係合させた状態で、再び回転駆動装置１６により第１の鋼管杭２２を正方向に回転させながら、昇降装置１７により回転駆動装置１６をリーダ１４の下端まで下降させ、第１の鋼管杭２２を更に地中に圧入していく。これにより、図５（ｃ）に示すように、第１の鋼管杭２２は、上部係合部２１ｄと下部係合部２１ｅとの距離に応じた寸法だけ地中に圧入された状態となり、地面からの鋼管杭２２の突出高さを、図５（ａ）に示す状態における突出高さより低くすることができる。
【００２６】
第１の鋼管杭２２を所定の位置まで圧入した後、回転駆動装置１６を僅かに逆方向に回転させて係合突起２２ａと下部係合部２１ｅとの係合を解除して係合突起２２ａを突起挿通溝２１ｃ内に位置させ、第１の鋼管杭２２を地中に圧入した状態に保ったまま昇降装置１７により回転駆動装置１６をリーダ１４の上端まで上昇させる。
【００２７】
そして、図５（ｄ）に示すように、鋼管杭連結用キャップ２１の下方から第２の鋼管杭２２Ｎの係合突起２２ａを突起挿通溝２１ｃ内に挿入しながら第２の鋼管杭２２Ｎの上部を鋼管杭挿入筒２１ａの内部に挿入し、係合突起２２ａが上部係合部２１ｄに係合可能な位置になったときに回転駆動装置１６で鋼管杭連結用キャップ２１を僅かに正方向に回動させ、係合突起２２ａを上部係合部２１ｄに係合させる。次に、回転駆動装置１６を僅かに下降させて第１の鋼管杭２２の上端２２ｂと第２の鋼管杭２２Ｎの下端２２ｃとを溶接するなどして連結した後、回転駆動装置１６により第１の鋼管杭２２と第２の鋼管杭２２Ｎとを連結した状態の鋼管杭を正方向に回転させながら、昇降装置１７により回転駆動装置１６をリーダ１４の最下端まで下降させる。
【００２８】
これにより、第２の鋼管杭２２Ｎは、図５（ａ）に示した第１の鋼管杭２２と同じ状態になるので、前記同様に、係合突起２２ａの係合を上部係合部２１ｄから下部係合部２１ｅに変更して地中に更に圧入する操作を繰り返すことにより、第２の鋼管杭２２Ｎの上部が地面から所定量突出した状態になる。したがって、図５（ａ）〜図５（ｄ）に示す操作を３番目以降の鋼管杭について繰り返すことにより、複数本の鋼管杭を先に圧入した鋼管杭に連結した状態で地中のあらかじめ設定された深さまで圧入して埋設することができる。
【００２９】
このように、地盤改良仕様の杭打機１１における回転駆動装置１６の出力軸１６ｅに連結されている連結用アタッチメント２０に、地盤改良を行う中空ロッド２４に代えて鋼管杭連結用キャップ２１を連結することにより、一般的な定尺長さの鋼管杭２２を使用した鋼管杭埋設施工に対応することができる。
【００３０】
図６は、鋼管埋設仕様の杭打機で回転駆動装置１６と鋼管杭２２との間に変速装置２６を介在させ、地盤の状態に応じて鋼管杭２２の回転速度を変更して鋼管杭２２を圧入する作業手順の一部を示している。なお、図１乃至図５に示した前記形態例の杭打機と同様の構成要素を示すものには、同一の符号をそれぞれ付して、その詳細な説明は省略する。
【００３１】
回転駆動装置１６の下方に配置される変速装置２６は、後部側にガイドレール１９を保持する一対のガイドギブ２６ａを備えており、取り付け状態で変速機本体２６ｂの上方に位置する連結部２６ｃに回転駆動装置１６の出力軸１６ｅが、取り付け状態で変速機本体２６ｂの下方に位置する連結部２６ｄに鋼管杭連結用キャップ２１の回転駆動装置連結部２１ｂが、それぞれ挿入されて連結される。これにより、鋼管杭連結用キャップ２１が変速装置２６を介して回転駆動装置１６に連結した状態となり、昇降装置１７によって回転駆動装置１６と一体にリーダ１４を昇降する。なお、変速装置２６に対する回転駆動装置１６及び鋼管杭連結用キャップ２１の連結は、必要に応じて適宜な連結用アタッチメントを介して行うことができる。また、鋼管埋設仕様の杭打機では、中空ロッド２４の掘削ヘッド２４ａや撹拌翼２４ｂを避ける必要がないことから、駆動装置１７の下部に振れ止め部材１８を設け、回転駆動装置１６を低い位置まで下降できるように形成している。
【００３２】
このように変速装置２６を使用した鋼管埋設仕様の杭打機においても、前述の地盤改良仕様の杭打機１１で鋼管杭連結用キャップ２１を使用したときの作業手順と同様の作業手順を繰り返すことにより、複数の鋼管杭２２を連結して地中に埋設することができる。
【００３３】
すなわち、前記図１から図５（ａ）を経て図５（ｃ）に至る手順と同様の手順を行い、図６（ａ）に示すように、鋼管杭２２の上部外周に突設した係合突起２２ａと鋼管杭連結用キャップ２１の下部係合部２１ｅとを係合させた状態で第１の鋼管杭２２を地中に圧入する。これにより、変速装置２６の下方に連結した鋼管杭連結用キャップ２１の下部で第１の鋼管杭２２を圧入することになるので、鋼管杭連結用キャップ２１を用いずに変速装置２６に鋼管杭２２を連結して鋼管杭２２を圧入したときの第１の鋼管杭２２の突出高さより低くすることができる。
【００３４】
次いで、係合突起２２ａと下部係合部２１ｅとの係合を解除して回転駆動装置１６をリーダ１４の上端まで上昇させ、前記図５（ｄ）と同様に、第２の鋼管杭２２Ｎの係合突起２２ａを鋼管杭連結用キャップ２１の上部係合部２１ｄに係合させる。このとき、第１の鋼管杭２２の突出高さが低くなっているので、図６（ｂ）に示すように、第１の鋼管杭２２の上端２２ｂと第２の鋼管杭２２Ｎの下端２２ｃとが干渉することはなく、第１の鋼管杭２２と第２の鋼管杭２２Ｎとを上方に離れた位置にすることができる。以下、前記同様の手順を繰り返すことにより、３番目以降の鋼管杭を先に圧入した鋼管杭に連結して地中に圧入することができる。
【００３５】
したがって、地盤改良仕様の杭打機１１を使用した場合も、鋼管埋設仕様の杭打機に変速装置２６を使用した場合も、鋼管杭連結用キャップ２１に設けた上部係合部２１ｄ及び下部係合部２１ｅを順番に利用して鋼管杭２２を圧入することにより、鋼管杭連結用キャップ２１を使用しないときに比べて鋼管杭２２を深く圧入することができ、圧入後の鋼管杭の上部突出高さを低くできるので、一般的な定尺長さの鋼管杭を使用することが可能となる。
【００３６】
なお、本発明は、上述の各形態例に限るものではなく、回転駆動装置の昇降は任意の駆動手段を採用することができ、鋼管杭同士の連結は、溶接や螺合などで行うことができる。また、ベースマシンの構成も任意である。
【符号の説明】
【００３７】
１１…杭打機、１２…下部走行体、１３…上部旋回体、１４…リーダ、１５…バックステー、１６…回転駆動装置、１６ａ…ガイドギブ、１６ｂ…取付部、１６ｃ…油圧モータ、１６ｄ…本体部、１６ｅ…出力軸、１７…昇降装置、１８…振れ止め部材、１８ａ…ピン、１９…ガイドレール、２０…連結用アタッチメント、２０ａ…連結筒、２０ｂ…フランジ部、２１…鋼管杭連結用キャップ、２１ａ…鋼管杭挿入筒、２１ｂ…回転駆動装置連結部、２１ｃ…突起挿通溝、２１ｄ…上部係合部、２１ｅ…下部係合部、２１ｆ…ガイド面、２２…鋼管杭、２２ａ…係合突起、２３…ロッド連結部材、２４…中空ロッド、２４ａ…掘削ヘッド、２４ｂ…撹拌翼、２５…スイベルジョイント、２６…変速装置、２６ａ…ガイドギブ、２６ｂ…変速機、２６ｃ，２６ｄ…連結部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
杭打機のリーダに沿って昇降可能に設けた回転駆動装置と鋼管杭とを連結するための鋼管杭連結用キャップであって、該鋼管杭連結用キャップは、前記鋼管杭を下方から軸線方向に挿入可能な内径を有する鋼管杭挿入筒と、該鋼管杭挿入筒の上端に設けられた回転駆動装置連結部と、前記鋼管杭挿入筒の内周面に設けられて前記鋼管杭の上部外周に突設した係合突起が鋼管杭挿入筒の軸線方向に通過可能な突起挿通溝と、該突起挿通溝の軸線方向上部及び軸線方向下部に該突起挿通溝の周方向に隣接して設けられて前記係合突起がそれぞれ係合可能な上部係合部及び下部係合部とを備えていることを特徴とする鋼管杭連結用キャップ。
【請求項２】
前記回転駆動装置連結部は、変速装置を介して前記回転駆動装置に連結されることを特徴とする請求項１記載の鋼管杭連結用キャップ。
【請求項３】
請求項１又は２記載の鋼管杭連結用キャップを使用し、複数の鋼管杭を連結して地中に埋設する鋼管杭の施工方法であって、前記鋼管杭連結用キャップの下方から鋼管杭挿入筒の内部に挿入した第１の鋼管杭の前記係合突起を前記下部係合部に係合させた状態で、回転駆動装置を下降させて第１の鋼管杭を地中に圧入した後、鋼管杭連結用キャップを軸線を中心にして回動させることにより第１の鋼管杭の係合突起と下部係合部との係合を解除するとともに第１の鋼管杭の係合突起を前記突起挿通溝内に位置させた状態で、第１の鋼管杭を圧入状態に保ったまま回転駆動装置を上昇させた状態で、鋼管杭連結用キャップの下方から第２の鋼管杭の上部外周に突設した係合突起を突起挿通溝内に挿入しながら第２の鋼管杭の上部を鋼管杭挿入筒の内部に挿入し、係合突起の位置が前記上部係合部に係合可能な位置になったときに、鋼管杭連結用キャップと第２の鋼管杭とを相対的に軸線を中心にして回動させることにより係合突起と上部係合部とを係合させ、該第２の鋼管杭と第１の鋼管杭とを連結した後、回転駆動装置で第２の鋼管杭を回転させながら回転駆動装置を下降させて第１の鋼管杭に連結した第２の鋼管杭を地中に圧入し、次いで、鋼管杭連結用キャップを軸線を中心にして回動させることにより係合突起と上部係合部との係合を解除するとともに係合突起を突起挿通溝内に位置させた状態で回転駆動装置を上昇させ、係合突起の位置が前記下部係合部に係合可能な位置になったときに、鋼管杭連結用キャップを軸線を中心にして回動させることにより係合突起と下部係合部とを係合させた後、回転駆動装置で第２の鋼管杭を回転させながら回転駆動装置を下降させて第２の鋼管杭を第１の鋼管杭に連結した状態で地中に圧入することを特徴とする鋼管杭の施工方法。
【請求項４】
前記第１の鋼管杭と前記第２の鋼管杭とを連結した状態で地中に圧入した後、前記第２の鋼管杭を第１の鋼管杭に連結して圧入する操作と同じ操作を繰り返して第３番目以降の鋼管杭を先に連結状態で埋設した鋼管杭に連結して地中に圧入して複数本の鋼管杭を地中に埋設することを特徴とする請求項３記載の鋼管杭の施工方法。
【請求項１】
杭打機のリーダに沿って昇降可能に設けた回転駆動装置と鋼管杭とを連結するための鋼管杭連結用キャップであって、該鋼管杭連結用キャップは、前記鋼管杭を下方から軸線方向に挿入可能な内径を有する鋼管杭挿入筒と、該鋼管杭挿入筒の上端に設けられた回転駆動装置連結部と、前記鋼管杭挿入筒の内周面に設けられて前記鋼管杭の上部外周に突設した係合突起が鋼管杭挿入筒の軸線方向に通過可能な突起挿通溝と、該突起挿通溝の軸線方向上部及び軸線方向下部に該突起挿通溝の周方向に隣接して設けられて前記係合突起がそれぞれ係合可能な上部係合部及び下部係合部とを備えていることを特徴とする鋼管杭連結用キャップ。
【請求項２】
前記回転駆動装置連結部は、変速装置を介して前記回転駆動装置に連結されることを特徴とする請求項１記載の鋼管杭連結用キャップ。
【請求項３】
請求項１又は２記載の鋼管杭連結用キャップを使用し、複数の鋼管杭を連結して地中に埋設する鋼管杭の施工方法であって、前記鋼管杭連結用キャップの下方から鋼管杭挿入筒の内部に挿入した第１の鋼管杭の前記係合突起を前記下部係合部に係合させた状態で、回転駆動装置を下降させて第１の鋼管杭を地中に圧入した後、鋼管杭連結用キャップを軸線を中心にして回動させることにより第１の鋼管杭の係合突起と下部係合部との係合を解除するとともに第１の鋼管杭の係合突起を前記突起挿通溝内に位置させた状態で、第１の鋼管杭を圧入状態に保ったまま回転駆動装置を上昇させた状態で、鋼管杭連結用キャップの下方から第２の鋼管杭の上部外周に突設した係合突起を突起挿通溝内に挿入しながら第２の鋼管杭の上部を鋼管杭挿入筒の内部に挿入し、係合突起の位置が前記上部係合部に係合可能な位置になったときに、鋼管杭連結用キャップと第２の鋼管杭とを相対的に軸線を中心にして回動させることにより係合突起と上部係合部とを係合させ、該第２の鋼管杭と第１の鋼管杭とを連結した後、回転駆動装置で第２の鋼管杭を回転させながら回転駆動装置を下降させて第１の鋼管杭に連結した第２の鋼管杭を地中に圧入し、次いで、鋼管杭連結用キャップを軸線を中心にして回動させることにより係合突起と上部係合部との係合を解除するとともに係合突起を突起挿通溝内に位置させた状態で回転駆動装置を上昇させ、係合突起の位置が前記下部係合部に係合可能な位置になったときに、鋼管杭連結用キャップを軸線を中心にして回動させることにより係合突起と下部係合部とを係合させた後、回転駆動装置で第２の鋼管杭を回転させながら回転駆動装置を下降させて第２の鋼管杭を第１の鋼管杭に連結した状態で地中に圧入することを特徴とする鋼管杭の施工方法。
【請求項４】
前記第１の鋼管杭と前記第２の鋼管杭とを連結した状態で地中に圧入した後、前記第２の鋼管杭を第１の鋼管杭に連結して圧入する操作と同じ操作を繰り返して第３番目以降の鋼管杭を先に連結状態で埋設した鋼管杭に連結して地中に圧入して複数本の鋼管杭を地中に埋設することを特徴とする請求項３記載の鋼管杭の施工方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−２１６２（Ｐ２０１３−２１６２Ａ）
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３５０５１（Ｐ２０１１−１３５０５１）
【出願日】平成２３年６月１７日（２０１１．６．１７）
【出願人】（０００００４６１７）日本車輌製造株式会社 (722)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月１７日（２０１１．６．１７）
【出願人】（０００００４６１７）日本車輌製造株式会社 (722)
【Ｆターム（参考）】
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