JPH06136753A - 杭自動供給圧入工法及び杭自動引抜工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 杭の運搬を低い位置で行い作業員や作業現場
付近の安全を図り、杭の搬送、挟持から杭圧入引抜機の
チャックへの投入、杭圧入あるいは杭の引抜までの一連
の動作を自動化し作業効率の向上を図る。 【構成】 杭を所定の位置まで搬送した後、杭保持体で
杭を挟持し（１）、杭を挟持したブームを回動させて杭
を運搬し（２）、杭を杭圧入引抜機のチャック上方に位
置せしめ、その後杭を下降させて杭圧入引抜機のチャッ
クへ投入（３）した後、チャックを下降して杭を圧入す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、杭を杭圧入引抜機のチ
ャックへの供給及び杭の圧入作業、さらには杭の引抜き
作業の一連の操作を自動操作により行う杭自動供給圧入
工法及び杭自動引抜工法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の杭の供給及び圧入方法
は、杭をクレーン等の先端に設けられたワイヤーで高く
吊り上げながら運搬し杭圧入引抜機のチャックに装着
し、チャックを下降して杭を圧入していた。しかもこれ
らの一連の操作を作業員による手動作により行ってい
た。また杭の引抜き作業はこれと逆の工程で行ってい
た。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の方法
では、杭の自重によりワイヤーが締まる力で吊っていた
ため外部から衝撃を受けた場合にワイヤーが緩み杭が落
下する危険があった。また杭を縦にして高く吊り上げる
ため周囲に威圧感を与えていた。また、風の影響で杭が
振れて周囲に危険を及ぼしたり、あるいは、鉄道に近接
して作業する場合は列車の通行時は作業を中断して危険
を回避していたので作業効率も悪く、また狭隘な側方に
空間制約のある場合は危険を伴った。しかもこれらのワ
イヤー掛けから杭圧入引抜機のチャックへの投入、そし
て杭圧入まであるいは引抜きまでの一連の操作を作業員
による手動作で行っていたので時間もかかり、非能率的
であった。

【０００４】このような問題点を解決するために、本発
明では、供給作業中の杭に外部から衝撃を受けても落下
せず、また杭の運搬も低い位置で移動することができ、
杭保持体への装着から運搬、杭圧入引抜機のチャックへ
の投入、そして圧入まで及び引抜きまでの一連の操作を
自動的に安全に行い作業効率と安全性の向上を図った杭
自動供給圧入工法及び杭自動引抜工法を提供することを
目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の杭自動供給圧入工法は、既設杭列の上端を
走行する搬送車で圧入杭を所定の位置まで搬送し、その
後、既設杭列上に設置した杭自動供給装置のブーム先端
に構成した杭保持体で杭を挟持した後、ブームを回動さ
せて杭を既設杭列上に設置した杭圧入引抜機の上方まで
運搬し、杭圧入引抜機のチャックへ投入して杭を圧入す
ることを特徴とする。本発明の杭自動引抜工法は、既設
杭列上に設置した杭圧入引抜機のチャックで既設杭を挾
持して引き抜き、既設杭列上に設置した杭自動供給装置
のブームを上記杭圧入引抜機の上方まで移動させた後、
上記ブーム先端に構成した杭保持体で引抜杭を挟持した
後、ブームを回動させ引抜杭を既設杭列の上端を走行す
る搬送車に積載し、その後上記搬送車で所定の位置まで
搬送することを特徴とする。

【０００６】

【作用】前記のように構成された本発明の杭自動供給圧
入工法は、搬送車で所定の位置まで搬送された圧入杭
を、制御ユニット装置からの検出信号によりブーム先端
の杭保持体が挟持し回動した後、ブーム支持体が杭列と
直交する方向にスライドした後、ブームが伸縮回動して
杭を低い位置で運搬し既設杭列上に設置した杭圧入引抜
機のチャックへ投入する。そして、この投入が終了した
後、チャックで杭を圧入する。一方、再度杭を挟持する
初期位置にブームを移動させる。このような、杭の搬
送、挟持から杭圧入引抜機のチャックへの投入、そして
杭の圧入を完了するまでの一連の動作を自動的に行うの
で作業効率がよく、しかも安全に行うことができる。ま
た、本発明の杭自動引抜工法は、まず杭圧入引抜機のチ
ャックで既設杭を挾持して引き抜く。一方、制御ユニッ
ト装置からの検出信号により杭自動供給装置のブーム先
端の杭保持体が杭圧入引抜機のチャック上方まで回動
し、引抜杭を挾持する。ブーム支持体が杭列と直交する
方向にスライドした後、ブームが伸縮回動して杭を低い
位置で運搬し、既設杭列上を走行する搬送車に積載し所
定の位置まで搬送する。

【０００７】

【実施例】図１は本発明の杭自動供給圧入工法に使用す
る杭自動供給装置Ａの側面図である。杭自動供給装置Ａ
のブーム支持体１は、その下部に形成したレール２を基
台３に形成した溝４に係合して、杭列と直交する方向に
移動自在に基台３上に立設する。また基台３の上部には
ブーム支持体１のほかにエンジンユニット２８が、下部
には既設杭を掴むクランプ２７が設けられている。上記
エンジンユニット２８はブーム支持体１、ブーム５、及
びクランプ２７等を駆動するシリンダ及び基台３を自走
させる駆動源の働きをなす。

【０００８】このブーム支持体１は下部に設けたシリン
ダの伸縮により基台上を既設杭列と直交方向に移動可
能、かつ水平方向に回転可能に形成されている。ブーム
５は複数のブームからなり伸縮自在に形成され、その一
端部近傍をブーム支持体１の上部に回転軸１２を介して
回転可能に取付けられ、その他端には鋼矢板を掴むため
の保持体６が回動自在に取付けられており、この鋼矢板
保持体６は油圧シリンダにより鋼矢板７を確実、強固に
挟持するように形成されている。

【０００９】またブーム支持体１は水平を基準にして反
時計方向及び時計方向に回動自在に取付けられている。
搬送車９は既設杭８上に敷設されたレール９１上を鋼失
板７を積込んで移動し自動供給装置の近くで待機する。
杭圧入引抜機１０は地上に打設された既設杭８の複数本
を挟持する複数のクランプを下部に設けた基台と、この
基台の前方には杭チャックを有する。この杭圧入引抜機
１０にはメインシリンダ（図示しない）が取付けられて
いて、このメインシリンダの作動により杭チャックが上
下動するようになっている。そして、杭保持体に鋼矢板
が装着されたことを検出する杭チャック装着センサ２
９、鋼矢板の圧入深さを検出する圧入ストロークセンサ
３１、メインシリンダの圧力を検出するメインシリンダ
圧力センサ３０とを備えている。そして前記基台３と杭
圧入引抜機１０の周囲には安全枠１３が既設杭上に取付
けられている。

【００１０】この安全枠１３の外周は、透明又は不透明
の合成樹脂製板等が取付けられており、後方はエンジン
ユニット２８及びブーム支持体１を覆うように形成さ
れ、略中間の上部は鋼矢板７を挟持したブーム５が最長
に伸長した長さを覆う高さに形成されている。そして安
全枠１３の後方及び前方に位置する杭圧入引抜機１０の
上方に当たる部分は開口されており（短い鋼矢板を取扱
う際は開口しない場合もある）鋼矢板７の搬入及び杭圧
入引抜機のチャックへの投入を可能にしている。このよ
うに構成することにより、供給作業中に万一鋼矢板が脱
落しても安全枠から外部へ飛び出すことがないようにな
っている（図７参照）。さらにこの安全枠１３は作業者
を雨や風から保護し快適な作業空間を作りだす。

【００１１】図３は、杭自動供給圧入工法における杭自
動供給工法の電気的システム構成を示すブロック図であ
る。保持体角度センサ１４は杭保持体６とブーム５の角
度を検出するセンサで、ブーム長検出センサ１５はブー
ムの長さを検出するセンサであり、またブーム角度セン
サ１６はブーム５とブーム支持体１とのなす角度を検出
するセンサである。そしてスライド位置センサ１７はブ
ーム支持体１のスライドした位置を検出するセンサであ
る。

【００１２】数値入力装置１８は現場状況に応じて使用
する鋼矢板の長さが設定された設定値を入力する装置で
あり、ＩＣカード１９は現場状況に応じて用意された鋼
矢板を挟持したブームがその鋼矢板を杭圧入引抜機１０
のチャックに装着するまでに描く理想的な軌跡データが
収納されたカードである。

【００１３】図４は杭自動供給圧入工法における杭自動
圧入工法の電気的システム構成を示すブロック図であ
る。杭チャック装着センサ２９は杭チャックに鋼矢板７
が装着されたことを検出するセンサで、メインシリンダ
圧力センサ３０はメインシリンダの作動により鋼矢板７
が杭チャックとともに、下降し圧入される際のメインシ
リンダの圧力を検出するセンサであり、圧入ストローク
センサ３１は鋼矢板７の圧入深さを検出するセンサであ
り。ＩＣカード３２は圧入現場状況に応じて用意された
鋼矢板７の圧入スピード、及び圧入深さ等の設定値が収
納されたカードである。

【００１４】次に、本発明の杭自動供給圧入工法の実施
例の杭自動供給工程を図５のフローチャートに基づいて
説明する。先ず、ステップ（１）において、鋼矢板７の
長さが設定された設定値に基づいて鋼矢板７の略中央部
をブーム５の先端部に設けた鋼矢板保持体６により挟持
する。ステップ（２）において、鋼矢板７を保持体６で
挟持したままブーム５を上方に回動して鋼矢板７を持ち
上げる。ステップ（３）においてブーム支持体１を基台
３上を既設杭列に直交して図２の左方向にスライドす
る。

【００１５】このステップが実行され、スライド位置セ
ンサ１７によりスライドの所定位置が確認されると保持
体角度センサ１４、ブーム長検出センサ１５、ブーム角
度センサ１６等の各センサによる信号によりブーム５が
縮小されて反時計方向及び時計方向に回動する。所定角
度回動した後、ブーム５は鋼矢板投入位置まで伸長して
保持体６を所定角度に回動して鋼矢板７を杭圧入引抜機
１０のチャックに装着するのに適した位置に保持する。

【００１６】ステップ（４）において、鋼矢板７が杭圧
入引抜機１０のチャックに装着するのに適した位置に保
持されているか否かの判定が行われ、鋼矢板７が適正位
置に保持されていると判定され、その結果ＹＥＳと判定
されるとステップ（５）が実行され、ブーム支持体１は
図２の右方向にスライドし鋼矢板７は杭圧入引抜機１０
のチャックに装着される位置に保持される。

【００１７】ステップ（６）において、ブーム５は縮小
しながら時計方向に回動し鋼矢板７を杭圧入引抜機１０
のチャックに装着し、ステップ（７）において、鋼矢板
７を開放する。ステップ（８）において、チャックへの
装着が完了するとブーム支持体１を左方向にスライドさ
せても鋼矢板７と干渉しない位置までブーム５を縮小す
る。ステップ（９）において、ブーム支持体１は左方向
にスライドし、スライド位置センサ１７によりスライド
の所定の適正位置が確認されると保持体角度センサ１
４、ブーム長検出センサ１５、ブーム角度センサ１６等
の各センサによる信号によりブームが縮小されて時計方
向に回動する。

【００１８】そしてステップ（１０）において、ブーム
５が初期位置にあるか否かを判定し初期の適正位置と判
定されその結果、ＹＥＳと判定されるとブーム５は右方
向にスライドして鋼矢板保持体６が鋼矢板７を挟持しう
る位置に停止する。以上は正常に一連の動作が完了した
場合である。

【００１９】前記ステップ（４）において鋼矢板７の投
入位置が適正位置でないと判定され結果がＮＯと判定さ
れると、ブーム５の移動量が計算されることになる。こ
の計算は、図６に示すように、演算ユニット２０に格納
されたブームの理想的な軌跡と実際にブームが描いた軌
跡との差を計算する。この理想的な軌跡は、現場状況に
応じて設定された鋼矢板保持体を備えたブームの理想の
軌跡が収納されたＩＣカード１９を演算ユニットに装着
することにより、演算ユニットに前記ブームの理想的な
軌跡が格納される。

【００２０】次に、この計算された差を補正するための
移動量（Ａ）を計算し、さらに理想的な軌跡上の移動量
（Ｂ）を計算する。この移動量（Ａ）と移動量（Ｂ）と
を合成して移動量の出力とし、この出力を演算ユニット
２０から出力信号として状況表示装置２１、比例ソレノ
イドバルブ制御ユニット２２、及びスライド移動アクチ
ュエータ２３に供給する。そして比例ソレノイドバルブ
制御ユニット２２によりブーム伸縮アクチュエータ２
４、ブーム回転アクチュエータ２５及び保持体回転アク
チュエータ２６がそれぞれ所定量駆動され、またスライ
ド移動アクチュエータ２３によりブーム支持体が所定量
移動する。

【００２１】そして状況表示装置２１により杭自動供給
装置の作動状態を離れた位置でモニターすることができ
る。前記のように各部分が所定量駆動されて、再度、保
持体角度センサからの保持体角度入力、ブーム長検出セ
ンサからのブーム長さ入力、ブーム角度センサ１４から
のブーム角度入力を受けてステップ（４）が実行され再
度、鋼矢板投入位置が適正か否かが判定されることにな
る。

【００２２】また前記ステップ（１０）において初期位
置が適正か否かが判定され、位置が適正でなく、その結
果、ＮＯと判定されると、演算ユニット２０に格納され
た理想の初期位置とのズレ等を計算し、再度、ステップ
（１０）において初期位置が適正か否かが判定される。
適正位置と判定され、結果がＹＥＳと判定されると、ス
テップ（１１）においてブーム支持体は右方向にスライ
ドして杭保持体６が鋼矢板７を挟持しうる適正位置で停
止する。

【００２３】一方、前記杭自動供給工程におけるステッ
プ（６）及び（７）において鋼矢板７が杭圧入引抜機１
０のチャックに装着され、鋼矢板７の杭保持体６からの
開放が杭圧入引抜機１０の杭チャック装着センサ２９に
より検出されると、ＩＣカード３２に基づいてチャック
の下降動作が開始する。演算ユニット３３において、メ
インシリンダ圧力センサ３０により検出された検出値及
び圧力ストロークセンサ３１により検出された検出値と
ＩＣカード３２の設定値とが比較され、その差を補間し
た制御信号が出力される。この信号により、例えば比例
バルブ制御装置が駆動し作動流体流量が変更３４されて
メインシリンダの圧入スピードが変更３５され鋼矢板は
所定の圧入を完了する。

【００２４】さらに、指令に応じて前記一連の工程は繰
り返し実行されることになる。杭を引抜く場合は前記と
逆の手順で行えばよい。本実施例ではＵ形鋼矢板を取扱
った場合について説明したが本発明はこれに限定される
ことなく、例えばＨ形鋼矢板等も使用することができ
る。

【００２５】

【発明の効果】本発明は、杭を杭保持体により挟持する
ようにしたので強固に保持することができ、運搬中に保
持体から外れ落下することがない。また杭の運搬を低い
位置で行うので作業現場に高い空間や側方に広い空間を
必要とせず、狭隘な作業現場または鉄道の近傍のように
安全性が重視される現場でも、容易かつ効率よく作業す
ることができる。また杭の搬送、挟持から杭圧入引抜機
のチャックへの投入、さらに杭の圧入までの一連の操作
を自動的に行うので作業効率が向上する。また安全枠を
設けたため作業現場付近に危険を及ぼすことなく信頼性
のある安全な作業ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の工法を用いた装置の側面図。

【図２】本発明の工法を用いた装置の正面図。

【図３】本発明の実施例の電気的システム構成を示すブ
ロック図。

【図４】本発明の実施例の電気的システム構成を示すブ
ロック図。

【図５】本発明の実施例の動作を示すフローチャート。

【図６】本発明の実施例の動作の一部を示すフローチャ
ート。

【図７】本発明の工法を用いた装置の使用状態を示す一
部切欠斜視図。

【符号の説明】

１ ブーム支持体 ５ ブーム ６ 杭保持体 ７ 鋼矢板 ８ 既設杭 １２ 回転軸 １４ 保持体角度センサ １５ ブーム長検出センサ １６ ブーム角度センサ １７ スライド位置センサ ２０ 演算ユニット ２２ 比例ソレノイドバルブ制御ユニット ２３ スライド移動アクチュエータ ２４ ブーム伸縮アクチュエータ ２５ ブーム回転アクチュエータ ２６ 保持体回転アクチュエータ ２７ クランプ ２８ エンジンユニット ２９ 杭チャック装着センサ ３０ メインシリンダ圧力センサ ３１ 圧入ストロークセンサ ３２ ＩＣカード ３３ 演算ユニット Ａ 杭自動供給装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 既設杭列の上端を走行する搬送車で圧入
   杭を所定の位置まで搬送し、その後、既設杭列上に設置
   した杭自動供給装置のブーム先端に構成した杭保持体で
   杭を挟持した後、ブームを回動させて杭を既設杭列上に
   設置した杭圧入引抜機の上方まで運搬し、杭圧入引抜機
   のチャックへ投入して杭を圧入する杭自動供給圧入工
   法。
2. 【請求項２】既設杭列上に設置した杭圧入引抜機のチャ
   ックで既設杭を挟持して引き抜き、既設杭列上に設置し
   た杭自動供給装置のブームを杭圧入引抜機の上方まで移
   動させた後、上記ブーム先端に構成した杭保持体で上記
   引抜杭を挟持した後、ブームを回動させ杭を既設杭列の
   上端を走行する搬送車に積載し、その後引抜杭を上記搬
   送車で所定の位置まで搬送する杭自動引抜工法。