JP6148499B2 - Steel pipe sheet pile press-fitting device - Google Patents
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Description
本発明は、外周に継ぎ手を設けた鋼管矢板の圧入装置に係るものである。 The present invention according to the pressure inserting apparatus of steel sheet pile having a joint on the outer periphery.
従来、継ぎ手を設けた鋼管矢板の上部を叩いて行う打設工法は、公知である(特許文献1)。
また、従来、ケーシング内に掘削ヘッドを挿入し、この掘削ヘッドによりケーシング内を掘削排土し、このケーシングの外周の鋼管矢板を地盤に静圧圧入する中掘圧入工法は、公知である(特許文献2)。
Conventionally, a placing method that is performed by hitting an upper portion of a steel pipe sheet pile provided with a joint is known (Patent Document 1).
Conventionally, a medium digging press method in which a digging head is inserted into a casing, the inside of the casing is excavated and discharged by the excavating head, and a steel pipe sheet pile on the outer periphery of the casing is statically pressed into the ground (patented) Reference 2).
公知例のうちの前者の打設工法では、作業現場における騒音あるいは振動の発生という課題がある。
前記公知例のうち中掘静圧圧入工法では、打設に際する圧入圧力には限界があるので、硬質地盤では鋼管矢板を圧入できないという課題がある。
また、公知の中掘圧入工法では、ケーシング内を掘削により発生した残土の排出処理が必要となるという課題がある。
残土の処理は、大変であり、費用が嵩み、鋼管矢板の設置コストを上昇させる。
本願は、鋼管矢板を圧入する方法を工夫し、掘削残土を発生させずに、硬質地盤での鋼管矢板の圧入作業も可能にするようにしたものである。
Among the known examples, the former placement method has a problem of generation of noise or vibration at a work site.
Among the known examples, the medium digging hydrostatic press fitting method has a problem that the steel pipe sheet pile cannot be press-fitted in hard ground because the press-fit pressure at the time of placing is limited.
Moreover, in the known medium digging press-fitting method, there is a problem that it is necessary to discharge the residual soil generated by excavation in the casing.
The treatment of the remaining soil is difficult, expensive, and increases the installation cost of the steel pipe sheet pile.
In this application, a method of press-fitting a steel pipe sheet pile is devised to enable the press-fitting work of a steel pipe sheet pile on a hard ground without generating excavation residual soil.
請求項1の発明は、ケーシングの下部周縁の所定位置に、該ケーシングの放射方向に出入り自在に設けられた掘削体と、該掘削体および該掘削体を放射方向に出入りさせる出入り機構の回転方向の上手側のケーシングの内周面に設けた、ケーシング内の地盤を掘緩めるスパイラルと、前記ケーシングの上部内周にチャックするチャック装置と、該チャック装置に接続して前記ケーシングを前記掘削体と共に駆動回転する回転駆動装置と、前記ケーシングの外周に嵌合させる、外周に継ぎ手を有する鋼管矢板と、該鋼管矢板の下部をチャックする鋼管用チャック装置および鋼管矢板を圧入する鋼管圧入用シリンダを有する圧入装置とからなる鋼管矢板圧入装置としたものである。
請求項2の発明は、前記スパイラルは、該スパイラルの翼縁が前記掘削体および掘削体の出入りさせる出入り機構よりも前記ケーシングの放射方向の内側に位置させた鋼管矢板圧入装置としたものである。
請求項3の発明は、前記スパイラルはケーシングの内径と同幅の単板部材により形成し、該スパイラルの両縁を、一対の前記掘削体および掘削体の出入りさせる出入り機構の回転方向の上手側のケーシングの内周面に、固定して設けた鋼管矢板圧入装置としたものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a drilling body provided at a predetermined position on a lower peripheral edge of the casing so as to freely enter and exit in the radial direction of the casing, and a rotation direction of the exit / exit mechanism that allows the drilling body and the drilling body to enter and exit in the radial direction. Provided on the inner peripheral surface of the upper casing, a spiral for digging and loosening the ground in the casing, a chuck device for chucking on the upper inner periphery of the casing, and the casing connected to the chuck device together with the excavator A rotary drive device that rotates and rotates, a steel pipe sheet pile having a joint on the outer circumference, fitted to the outer circumference of the casing, a steel pipe chuck device that chucks a lower portion of the steel pipe sheet pile, and a steel pipe press-fit cylinder that press-fits the steel pipe sheet pile. This is a steel pipe sheet pile press-fitting device comprising a press-fitting device.
According to a second aspect of the present invention, the spiral is a steel pipe sheet pile press-fitting device in which the blade edge of the spiral is positioned on the inner side in the radial direction of the casing with respect to the excavation body and the entrance / exit mechanism of the excavation body. .
According to a third aspect of the present invention, the spiral is formed by a single plate member having the same width as the inner diameter of the casing, and both edges of the spiral are on the upper side in the rotational direction of the pair of the excavating body and the entering / exiting mechanism for moving the excavating body in and out. This is a steel pipe sheet pile press-fitting device fixedly provided on the inner peripheral surface of the casing.
請求項1の発明では、ケーシング4の内周面に設けたスパイラル33によりケーシング4内の地盤を掘緩めるので、スパイラル33の回転による貫入力により鋼管矢板を容易に圧入することができ、また、スパイラル33が掘削体3を保護するので、耐久性を向上させることができる。
請求項2の発明では、スパイラル33の翼縁が掘削体3よりもケーシング4の内側に位置させているので、スパイラル33が掘削体3を保護して、耐久性を向上させることができる。
請求項3の発明では、単板部材であるスパイラル33の両縁をケーシング4の内周面に固定しているので、ケーシング4の直径方向において掘削体および掘削体の出入りさせる出入り機構全体をスパイラル33がカバーすることができ、一層、掘削体および掘削体の出入りさせる出入り機構の保護を確実にすることができる。
In the invention of
In the invention of
In the invention of
本発明は、少なくとも、一対の継ぎ手1を有する鋼管矢板2の圧入工法に関するものであり、該圧入方法および該方法を実施する装置の例を図により説明する。
前記継ぎ手1は前記鋼管矢板2を相互に連結するものであればよく、図2に一例を示すが、継ぎ手1の形状および数等は本願の要件ではない。
鋼管矢板2の内側には下部に掘削体(掘削ビット)3を有するケーシング4を上方から挿入する。ケーシング4は、鋼管矢板2内に上方から挿入しうる外径に形成する。
The present invention relates to a method for press-fitting a steel
The
Inside the steel
次に、ケーシング4を回転させることにより、掘削体3をケーシング4と一体回転させてケーシング4の周縁下方の地盤を掘緩め(掘崩し)ながら、ケーシング4を地盤に静圧圧入させる。
即ち、単に、ケーシング4を圧入すると、土砂抵抗が発生して相当の圧入圧力を必要とするが、予め、掘削体3によりケーシング4の周縁下方の地盤を掘緩めているので、圧入圧力を軽減させて圧入作業を行える。
Next, by rotating the
That is, when the
掘削体3は、ケーシング4の周縁下方から鋼管矢板2の周縁下方までの地盤を掘緩められるように、ケーシング4の内周よりも内側に位置する内周位置から外周を越えて鋼管矢板2の周縁下方および継ぎ手1の周縁下方までの間出入り自在構成とし、ケーシング4の周縁下方から継ぎ手1の周縁下方までの地盤を掘緩めるように構成する。
The excavated
この場合、継ぎ手1は鋼管矢板2の一部外周に設けられているだけであるので(図2)、前記掘削体3は、継ぎ手1の下方の部分だけを掘緩められるように構成すると、不必要に鋼管矢板2の周辺の地盤を崩さないですみ、地盤強度を低下させず、好適である。
例えば、継ぎ手1の下方手前位置から鋼管矢板2の外径を越えて継ぎ手1の下方まで突出拡大して地盤を掘緩め、継ぎ手1の下方の部分を通過すると、鋼管矢板2の外径周縁下方位置に一旦退避して掘緩め、次の、継ぎ手1の下方で突出拡大して地盤を掘緩め、これを反復する。
In this case, since the
For example, when the steel
上記の掘削体3による掘緩めは、地盤の硬さ、湿り気等の諸条件により、鋼管矢板2とケーシング4を圧入できる程度に行うとよい。
即ち、掘削体3は、継ぎ手1と鋼管矢板2とケーシング4のそれぞれの周縁下方だけを掘緩め、ケーシング4内の土砂を排出させないでケーシング4内に残したまま、鋼管矢板2を圧入させて、鋼管矢板2内を土砂で充填することにより、鋼管矢板2の起立姿勢の耐力を向上させ、さらに、鋼管矢板2の周囲の地盤を必要以上に掘緩めずにすみ、この点でも、起立姿勢の保持強度を向上させられる。
The digging loosening by the
In other words, the excavated
したがって、軟弱地盤で鋼管矢板2の圧入が容易な場合には、継ぎ手1に向けて掘削体3を突出させなくてもすむ場合がある一方で、硬質地盤の場合では、継ぎ手1の下方を掘削体3により掘緩めることで、鋼管矢板2の圧入作業を可能にすることがあり、掘削体3を出入りさせることで、作業範囲を広げられる。
Therefore, when it is easy to press-fit the steel
なお、ケーシング4による圧入掘緩め作業と、鋼管矢板2の圧入作業の順序は任意であり、ケーシング4による圧入掘緩め作業と鋼管矢板2の圧入作業とをほぼ同時に行ってもよく、また、ケーシング4による圧入掘緩め作業を鋼管矢板2の圧入作業に先行させて行ってもよい。
The order of the press-fitting and loosening work by the
また、ケーシング4は自重および掘削体3の掘緩めで圧入させても良い。
以下、具体的に実施例を説明すると、図1において、10は地上走行車であり、走行装置(クローラ)11の上方にテーブル12を設ける。テーブル12に設けたステー14の先端にはリーダー15を装着する。リーダー15には上下動自在に上下支持部16を取付け、上下支持部16には吊設体17の上部を取付け、吊設体17の下部には回転駆動装置20を設ける。
Further, the
Hereinafter, a specific example will be described. In FIG. 1, 10 is a ground traveling vehicle, and a table 12 is provided above a traveling device (crawler) 11. A
回転駆動装置20は、モーターにより構成し、回転駆動装置20の回転出力軸21は下方に突出させて、回転出力軸21によりチャック装置22を回転するように設ける。チャック装置22はチャック体23をケーシング4の内周に当接させて固定し、回転駆動装置20の駆動によりケーシング4を駆動回転させる。
The
チャック装置22の構成は、回転駆動装置20の駆動力をケーシング4に伝達するように、回転出力軸21とケーシング4を固定状態に連結させられればよい。24はチャック体23を出入りさせる楔状のガイド体、25はチャック体23を上下させるチャック用シリンダ、26はチャック用フレームであり、前記回転出力軸21に取付ける。
The configuration of the
前記ケーシング4の下部には、掘削体3を放射方向に出入り自在に設ける。掘削体3はケーシング4の下部内周に設けた取付部28に軸29により回動自在に取付ける。掘削体3には出入り用シリンダ30のロッド31を取付け、出入り用シリンダ30の上部はケーシング4の内周に設けたシリンダ取付部32に固定状態に取付ける。
At the lower part of the
掘削体3はケーシング4の下端周縁の下方の地盤を掘削するのに必要な強度を確保しつつ、ケーシング4の直径方向の厚さおよび回転方向の幅を小さく形成する。
即ち、掘削体3が、不必要に鋼管矢板2の周辺の地盤を崩さないようにすると共に、鋼管矢板2内に土砂を残して排土工程を省略するために、小型に形成する。
The
That is, the excavating
前記リーダー15の下部には、鋼管矢板2を圧入する圧入装置40を設ける。圧入装置40は四角枠形状の支持フレーム41に支脚42を設けて地盤上に設置する。支持フレーム41は左右の左右フレーム43と前後フレーム44とにより構成する。
A press-fitting
前記支持フレーム41には、鋼管矢板2を固定する鋼管用チャック装置50を設ける。鋼管用チャック装置50はチャック用フレーム51に鋼管矢板2の外周に当接させて固定するチャック体52を設ける。53はチャック体52を出入りさせる楔状のガイド体、54はチャック体52を上下させるチャック用シリンダである。
55は鋼管用チャック装置50を上下させる鋼管圧入用シリンダであり、シリンダフレーム56に吊設している。
The
鋼管圧入用シリンダ55は、チャック用フレーム51を下降させると、鋼管矢板2を圧入させるが、鋼管矢板2を装着していない状態で、チャック用フレーム51を上昇させると、支持フレーム41および支脚42ごと圧入装置40を持ち上げて、圧入装置40の運搬移動状態にする。
The steel pipe press-in
前記掘削体3および掘削体3を放射方向に出入りさせる出入り機構(出入り用シリンダ30)の回転方向の上手側のケーシング4の内周面に、ケーシング4内の地盤を掘緩めるスパイラル33を設ける。
A spiral 33 for digging and loosening the ground in the
スパイラル33の下端には掘削ビット34を設け、掘スパイラル33の下部および掘削ビット34はケーシング4の下端より下方に突出させる。スパイラル33はケーシング4の軸心方向の全長に亘って内周に設けるが、スパイラル33の上端は、少なくとも、前記掘削体3を放射方向に出入りさせる出入り用シリンダ30の上部のシリンダ取付部32より上方に位置させ、掘削体3およびその出入り機構の保護作用も期待する。
The
スパイラル33の翼縁35は、前記掘削体3および掘削体3の出入り機構(出入り用シリンダ30)よりも前記ケーシング4の放射方向の内側に位置させる。
即ち、スパイラル33の幅は、掘削体3およびシリンダ30ならびにシリンダ取付部32等の出入り機構に掛かる掘削土砂の圧力を抑制しうる幅に形成する。
スパイラル33は、ケーシング4に一対設けた各掘削体3およびシリンダ30に夫々対応させて掘削体3の回転方向の上手側のケーシング4内に夫々設ける。
The
That is, the width of the spiral 33 is formed to a width that can suppress the pressure of the excavated earth and sand applied to the entrance / exit mechanisms such as the excavated
The
図10〜図13はスパイラル33の他の実施例であり、前記スパイラル33は、ケーシング4の内径と同幅の単板部材により形成し、スパイラル33の両縁を、一対の前記掘削体3および掘削体3の出入り機構(出入り用シリンダ30)の回転方向の上手側のケーシングの内周面に固定して設ける。
10 to 13 show another embodiment of the
(実施例の作用)
地上走行車10により圧入装置40を鋼管矢板2の設置現場に運搬し、この圧入装置40の鋼管用チャック装置50に別途用意したクレーン(図示省略)により鋼管矢板2を吊設しながら装着してチャック固定する。
(Operation of Example)
The press
次に、図示しないクレーンにより回転駆動装置20およびチャック装置22を吊設して上方からケーシング4内に挿入する。
次に、ケーシング4の上部に、チャック装置22により回転駆動装置20とケーシング4とを固定状態にして回転駆動装置20の駆動力が伝達されるようにする。
次に、鋼管矢板2の上方から回転駆動装置20を装着したケーシング4を挿入する。
Next, the
Next, the
Next, the
なお、ケーシング4の鋼管矢板2への挿入と、ケーシング4への回転駆動装置20の装着順序は問わない。
ケーシング4の下部には掘削体3を設けているので、回転駆動装置20によりケーシング4を回転させると、掘削体3が回転してケーシング4の周縁下方の地盤を掘緩め(掘崩し)る。
Note that the insertion order of the
Since the
即ち、予め、掘削体3によりケーシング4の周縁下方の地盤を掘緩めているので、通常の静圧圧入作業に比し、ケーシング4を容易に圧入させられる。
なお、ケーシング4の圧入と並行して鋼管矢板2の圧入作業を行うが、理解を容易にするため、先ず、ケーシング4の圧入作業について説明する。
That is, since the ground below the periphery of the
In addition, although the press-fitting work of the steel
掘削体3は、ケーシング4の周縁下方の地盤を掘緩められるように、ケーシング4の下端周縁下方に位置させると共に、ケーシング4の外周面を越えた外側部分まで出入り自在に取り付けられているから、掘削体3は地盤の状態に応じてケーシング4の内側周縁下方からケーシング4の外周面を越えた外側部分まで出入り(進退)させて、地盤を掘緩める。
Since the excavated
即ち、従来の中掘圧入工法では、ケーシング4の内周内側部分だけを掘削しているから、ケーシング4の内周内側部分には地盤は存在しないが、ケーシング4の周縁下方には地盤が存在し、このケーシング4の周縁下方の地盤の存在により圧入抵抗が増大して圧入できないことがあるが、このような作業現場でも、本願では、予め、掘削体3によりケーシング4の下端周縁下方の地盤を掘緩めることにより、ケーシング4(鋼管矢板2)の圧入作業を可能にする。
That is, in the conventional medium digging press-fitting method, only the inner peripheral inner portion of the
また、ケーシング4内の土砂を排出させないで圧入するので、後述する鋼管矢板2内には土砂が残り、鋼管矢板2には内周と外周から土砂抵抗によって支持された状態で起立することになって、特に水平方向からの荷重に対する起立姿勢の耐力を向上させられる。
Moreover, since the earth and sand in the
掘削体3は、ケーシング4の下部内周に設けた取付部28に軸29により回動自在に取付け、掘削体3には出入り用シリンダ30のロッド31を取付け、出入り用シリンダ30の上部はケーシング4の内周に固定状態に取付けているので、出入り用シリンダ30のロッド31を縮小させると、掘削体3は突出し、出入り用シリンダ30のロッド31を伸長させると、掘削体3は引っ込む。
The
次に、ケーシング4の圧入と同時あるいは圧入後に、鋼管矢板2を圧入装置40により圧入する。
このとき、例えば、地盤がそれほど硬くないときには、ケーシング4の周縁下方を掘削体3で地盤を掘緩めた後に、圧入装置40で鋼管矢板2を圧入する。
Next, the steel
At this time, for example, when the ground is not so hard, the steel
また、地盤が硬く鋼管矢板2を圧入できないときには、掘削体3を、ケーシング4の周縁下方から鋼管矢板2の周縁下方にまで出入り用シリンダ30により突出移動させて、回転駆動装置20によりケーシング4ごと掘削体3を駆動回転させて、鋼管矢板2の周縁下方の地盤を掘緩めてから、鋼管矢板2を圧入する。
Further, when the ground is hard and the steel
また、地盤が硬く鋼管矢板2の圧入の際に、継ぎ手1が変形破損の虞があるときは、掘削体3を継ぎ手1の下方まで移動させて地盤を掘緩めてから、圧入する。
この場合、継ぎ手1の位置を予め設定し、鋼管矢板2の全周の地盤を掘緩めずに、継ぎ手1の下方部分手前にて、放射方向の外側に掘削体3を突出移動させて駆動回転させて、継ぎ手1の下方の地盤だけを掘緩め、一旦、鋼管矢板2の内周内側に退避させ、次の継ぎ手1の下方までケーシング4を回転させ、継ぎ手1の下方部分手前にて、放射方向の外側に掘削体3を突出移動させて掘緩め、これを反復して、鋼管矢板2を圧入すると、不必要な掘緩め作業を不要とし、地盤強度を低下さず、好適である。
Further, when the joint 1 is likely to be deformed and damaged when the steel
In this case, the position of the joint 1 is set in advance, and the excavated
さらに、掘削体3による掘り緩め方法は任意であり、地盤の状態によって掘削体3の出入り位置と回転数とケーシング4の下降速度を変更させて行う。
したがって、鋼管矢板2および/または継ぎ手1の周縁下方で掘削体3を一回転のみならず複数回回転させたり、あるいは、鋼管矢板2および/または継ぎ手1の周縁下方で掘削体3を正逆回転させて、掘緩めてもよい。
Furthermore, the digging loosening method by the
Accordingly, the excavated
前記鋼管矢板2の圧入は、鋼管矢板2の外周を圧入装置40のチャック用シリンダ54を縮小させてチャック体52を下降させてチャックし、この状態で、鋼管圧入用シリンダ55を伸長させて圧入させ、所定距離下降させると、圧入装置40のチャック体52は鋼管矢板2を一旦離し、鋼管矢板2の上の部分をチャックして圧入し、これを反復する。
The steel
この場合、鋼管矢板2の下端位置と掘削体3との上下関係は任意であるが、継ぎ手1の下方に掘削体3が位置するときには、鋼管矢板2を掘削体3の深さまで圧入せず、継ぎ手1と掘削体3との当接は回避して、破損を防止するように、出入り用シリンダ30および鋼管圧入用シリンダ55を制御する。
In this case, the vertical relationship between the lower end position of the steel
しかして、ケーシング4の内周面にはスパイラル33を設けているので、スパイラル33はケーシング4と共に回転し、ケーシング4内の地盤を掘緩めることができ、鋼管矢板2および/または継ぎ手1の貫入圧力を向上させる。
スパイラル33の翼縁35は、前記掘削体3および掘削体3の出入り機構(出入り用シリンダ30)よりも前記ケーシング4の放射方向の内側に位置させているので、スパイラル33はケーシング4内の地盤を掘緩めながら下降する際に、掘削体3の回転方向の上手側に位置して、ケーシング4内の掘削体3および掘削体3の出入り機構に掛かる土砂の圧力を支持する。
そのため、掘削体3および掘削体3の出入り機構の破損を防止する。
Since the
Since the
Therefore, the
スパイラル33の下端には掘削ビット34を設け、掘スパイラル33の下部および掘削ビット34はケーシング4の下端より下方に突出させ、スパイラル33は掘削体3を放射方向に出入りさせる出入り用シリンダ30の上部のシリンダ取付部32の回転方向の上手側に位置して、ケーシング4内の掘削体3に掛かる土砂の圧力を支持する。
そのため、掘削体3およびその出入り機構に掛かる土砂の圧力をスパイラル33が支持することができ、掘削体3およびその出入り機構(出入り用シリンダ30)の破損を防止し、耐久性を向上させられる。
An
Therefore, the spiral 33 can support the pressure of the earth and sand applied to the
図10〜図13はスパイラル33の他の実施例では、スパイラル33は、ケーシング4の内径と同幅の単板部材により形成し、スパイラル33の両縁を、一対の前記掘削体3および掘削体3の出入り機構(出入り用シリンダ30)の回転方向の上手側のケーシングの内周面に固定して設けているので、ケーシング4の直径方向において掘削体および掘削体の出入りさせる出入り機構をスパイラル33が隙間なくカバーすることができ、一層確実に保護することができる。
10 to 13 show another embodiment of the
また、ケーシング4内のスパイラル33は単板部材により無孔状態で掘削体および掘削体の出入りさせる出入り機構をカバーするので、岩石詰まり等の不具合発生を未然に防止する。
鋼管矢板2を所定深さまで圧入すると、ケーシング4ごと回転駆動装置20を吊り上げる。
Further, since the spiral 33 in the
When the steel
次に、鋼管圧入用シリンダ55によりチャック用フレーム51を上昇させて、圧入装置40全体を一旦地盤から離し、既設の鋼管矢板2の継ぎ手1に、次の鋼管矢板2の継ぎ手1を合わせられる位置の上方にまで地上走行車10により圧入装置40を移動させ、鋼管圧入用シリンダ55によりチャック用フレーム51を下降させて、圧入装置40全体を地盤上面に設置し、鋼管矢板2を圧入装置40に装着し、前記作業順序による圧入作業を反復して行う。
Next, the
1…継ぎ手、2…鋼管矢板、3…掘削体、4…ケーシング、10…地上走行車、11…クローラー、12…テーブル、14…ステー、15…リーダー、16…上下支持部、17…吊設体、20…回転駆動装置、21…回転出力軸、22…チャック装置、23…チャック体、24…ガイド体、25…チャック用シリンダ、28…取付部、29…軸、30…出入り用シリンダ、31…ロッド、33…スパイラル、34…掘削ビット、35…翼縁、40…圧入装置、41…支持フレーム、42…支脚、43…左右フレーム、44…前後フレーム、50…鋼管用チャック装置、51…チャック用フレーム、52…チャック体、54…チャック用シリンダ、55…鋼管圧入用シリンダ、56…シリンダフレーム。
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