JP2018071112A - 杭ガイド及び杭打設方法 - Google Patents

Abstract

【課題】杭に支持される構造物を構築する作業の進捗に関わらず、地盤への杭の打ち込みを独立して行う。【解決手段】地盤に打設された第１の杭１０１を着脱自在に把持する第１端部２と、第１端部２にその一端が取り付けられ、第１の杭１０１の側方にその他端が延在するガイドアーム部３と、ガイドアーム部３の他端に設けられ、地盤に打設される第２の杭１０２を案内する第２端部４とを備えた杭ガイド１ａにおいて、第２端部４は、第２端部４に案内されて地盤に打設された第２の杭１０２を着脱自在に把持し、第１の杭１０１から取り外された第１端部２は、第２の杭１０２を把持した第２端部４及びガイドアーム部３に支持されつつ第２の杭１０２を回転軸として第２の杭１０２の周りを回転自在であり、地盤に打設される第３の杭を案内するため、杭に支持される構造物を構築する作業の進捗に関わらず、地盤への杭の打ち込みを独立して行うことができる。【選択図】図５

Description

本発明は、杭ガイド及び杭打設方法に関する。

山間に建設される橋梁や、海岸、河川及び湖沼に建設される桟橋等を支持する杭を地盤に精度良く打ち込むことは、山間の地形や海岸の海水等が障害となるために困難である。そのため、山間に建設される橋梁や、海岸に建設される桟橋等を支持する杭を地盤に精度良く容易に打ち込むための技術が提案されている。例えば、特許文献１に記載の技術では、既設の桟橋の床版の端部に、当該床版を拡張するように桟橋パネルが固定される。桟橋パネルには、桟橋パネルを支持する杭を案内するための筒状連結部が設けられている。既設の床版の端部に固定された桟橋パネルの筒状連結部に上方から杭を挿入することにより、当該筒状連結部に杭を案内させつつ、地盤に杭が打ち込まれる。地盤に打ち込まれた杭が筒状連結部と連結されることにより、杭により桟橋パネルが支持される。

特許第３２１１６７３号明細書

ところで、上記技術では、地盤への杭の打ち込みの作業の進行は、杭に支持される桟橋パネル等の構造物を構築する作業の進捗に影響され、地盤への杭の打ち込みを独立して行うことは不可能である。そのため、杭に支持される構造物を構築する作業の進捗に関わらず、地盤への杭の打ち込みを独立して行うことができる技術が望まれている。

そこで本発明は、杭に支持される構造物を構築する作業の進捗に関わらず、地盤への杭の打ち込みを独立して行うことができる杭ガイド及び杭打設方法を提供することを目的とする。

本発明は、地盤に打ち込まれた第１の杭を着脱自在に把持する第１端部と、第１端部にその一端が取り付けられ、第１の杭の側方にその他端が延在するガイドアーム部と、ガイドアーム部の他端に設けられ、地盤に打ち込まれる第２の杭を案内する第２端部とを備え、第２端部は、第２端部に案内されることにより地盤に打ち込まれた第２の杭を着脱自在に把持し、第１の杭から取り外された第１端部は、第２の杭を把持した第２端部及びガイドアーム部に支持されつつ第２の杭を回転軸として第２の杭の周りを回転自在であり、地盤に打ち込まれる第３の杭を案内する杭ガイドである。

この構成によれば、地盤に打ち込まれた第１の杭を着脱自在に把持する第１端部と、第１端部にその一端が取り付けられ、第１の杭の側方にその他端が延在するガイドアーム部と、ガイドアーム部の他端に設けられ、地盤に打ち込まれる第２の杭を案内する第２端部とを備えた杭ガイドにおいて、第２端部は、第２端部に案内されることにより地盤に打ち込まれた第２の杭を着脱自在に把持し、第１の杭から取り外された第１端部は、第２の杭を把持した第２端部及びガイドアーム部に支持されつつ第２の杭を回転軸として第２の杭の周りを回転自在であり、地盤に打ち込まれる第３の杭を案内するため、杭に支持される構造物を構築する作業の進捗に関わらず、地盤への杭の打ち込みを独立して行うことができる。

この場合、第１端部は、第１端部に案内されることにより地盤に打ち込まれた第３の杭を着脱自在に把持し、第２の杭から取り外された第２端部は、第３の杭を把持した第１端部及びガイドアーム部に支持されつつ第３の杭を回転軸として第３の杭の周りを回転自在であり、地盤に打ち込まれる第４の杭を案内することが好適である。

この構成によれば、第１端部は、第１端部に案内されることにより地盤に打ち込まれた第３の杭を着脱自在に把持し、第２の杭から取り外された第２端部は、第３の杭を把持した第１端部及びガイドアーム部に支持されつつ第３の杭を回転軸として第３の杭の周りを回転自在であり、地盤に打ち込まれる第４の杭を案内するため、杭に支持される構造物を構築する作業の進捗に関わらず、複数の杭の打ち込みを連続して行うことができる。

また、ガイドアーム部は、第１端部と第２端部との距離を伸縮自在に変更するガイドアーム伸縮機構部を有することが好適である。

この構成によれば、ガイドアーム伸縮機構部により、ガイドアーム部では、第１端部と第２端部との距離が伸縮自在に変更されるため、既に地盤に打ち込まれた杭から任意の位置に新たな杭を打ち込むことができる。

また、第１端部、第２端部及びガイドアーム部のいずれかは、上方成分を有する張力を伝達する張力部材と連結される張力部材連結部を有することが好適である。

この構成によれば、張力部材に連結された張力部材連結部を介して、第１端部、第２端部及びガイドアーム部のいずれかは、上方成分を有する張力を伝達されるため、張力を伝達された第１端部、第２端部及びガイドアーム部は地盤上で確実に支持されつつ、地盤に打ち込まれる杭を案内することができる。

この場合、第１の杭、地盤に打ち込まれた第２の杭、地盤に打ち込まれた第３の杭、並びに第１の杭、地盤に打ち込まれた第２の杭及び地盤に打ち込まれた第３の杭のいずれかにより支持された構造物のいずれかに設置されたウインチにより、張力部材は張力を与えられることが好適である。

この構成によれば、第１の杭、地盤に打ち込まれた第２の杭、地盤に打ち込まれた第３の杭、並びに第１の杭、地盤に打ち込まれた第２の杭及び地盤に打ち込まれた第３の杭のいずれかにより支持された構造物のいずれかに設置されたウインチにより、張力部材は張力を与えられるため、張力を伝達された第１端部、第２端部及びガイドアーム部は地盤上でより確実に支持されつつ、地盤に打ち込まれる杭を案内することができる。

また、第１端部、第２端部及びガイドアーム部のいずれかは、第１の杭、地盤に打ち込まれた第２の杭、地盤に打ち込まれた第３の杭、並びに第１の杭、地盤に打ち込まれた第２の杭及び地盤に打ち込まれた第３の杭のいずれかにより支持された構造物のいずれかと連結された支持部材と着脱自在に連結される支持部材連結部を有することが好適である。

この構成によれば、第１の杭、地盤に打ち込まれた第２の杭、地盤に打ち込まれた第３の杭、並びに第１の杭、地盤に打ち込まれた第２の杭及び地盤に打ち込まれた第３の杭のいずれかにより支持された構造物のいずれかと連結された支持部材により、支持部材と着脱自在に連結された支持部材連結部を介して、第１端部、第２端部及びガイドアーム部のいずれかは支持されるため、支持された第１端部、第２端部及びガイドアーム部は地盤上でより確実に支持されつつ、地盤に打ち込まれる杭を案内することができる。

また、平面視における同一の位置であって、側面視における複数の位置に、第１端部、第２端部及びガイドアーム部をそれぞれ備えることが好適である。

この構成によれば、平面視における同一の位置であって、側面視における複数の位置に、第１端部、第２端部及びガイドアーム部をそれぞれ備えるため、地盤に打ち込まれる杭をより精度良く鉛直に案内することができる。

この場合、側面視における複数の位置の第１端部、第２端部及びガイドアーム部のいずれか同士は、棒状及び板状の垂直連結部材により互いに連結されていることが好適である。

この構成によれば、側面視における複数の位置の第１端部、第２端部及びガイドアーム部のいずれか同士は、棒状及び板状の垂直連結部材により互いに連結されているため、地盤に打ち込まれる杭をさらに精度良く鉛直に案内することができる。

平面視における複数の位置に、第１端部、第２端部及びガイドアーム部をそれぞれ備え、平面視における複数の位置において、地盤に打ち込まれる第３の杭を案内する第１端部及びガイドアーム部のいずれか同士は第１水平連結部材により互いに連結され、平面視における複数の位置において、地盤に打ち込まれる第２の杭を案内する第２端部及びガイドアーム部のいずれか同士は第１水平連結部材及び第２水平連結部材のいずれかにより互いに連結されることが好適である。

この構成によれば、平面視における複数の位置に、第１端部、第２端部及びガイドアーム部をそれぞれ備え、平面視における複数の位置において、地盤に打ち込まれる第３の杭を案内する第１端部及びガイドアーム部のいずれか同士は第１水平連結部材により互いに連結され、平面視における複数の位置において、地盤に打ち込まれる第２の杭を案内する第２端部及びガイドアーム部のいずれか同士は第１水平連結部材及び第２水平連結部材のいずれかにより互いに連結される。そのため、地盤に打ち込まれる杭のそれぞれの相対的な位置を精度良く案内することができる。

また、本発明は、上記本発明の杭ガイドを用いて地盤に第２の杭及び第３の杭を打ち込む杭打設方法である。

本発明の杭ガイド及び杭打設方法によれば、杭に支持される構造物を構築する作業の進捗に関わらず、地盤への杭の打ち込みを独立して行うことができる。

（Ａ）は第１実施形態に係る杭ガイドの平面図であり、（Ｂ）は第１実施形態に係る杭ガイドの側面図である。 図１（Ｂ）のα‐α線による断面図である。 第２端部の固定部の固定を解除し、クサビを抜去した状態を示す正面図である。 （Ａ）は第２端部の外輪部の分割面と内輪部の分割部とを同一平面上になるように位置させた状態を示す平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の第２端部の外輪部の基部を外方に摺動させた状態を示す平面図であり、（Ｃ）は（Ｂ）の第２端部の外輪部及び内輪部を開いた状態を示す平面図である。 図１（Ａ）及び図１（Ｂ）の杭ガイドの第２端部により地盤に打ち込まれる第２の杭を案内する状態を示す側面図である。 図５の杭ガイドの第１端部を第１の杭から取り外した後に、ガイドアーム伸縮機構部により第１端部と第２端部との距離を縮小させた状態を示す側面図である。 図６の杭ガイドのガイドアーム伸縮機構部により第１端部と第２端部との距離を拡大させつつ、第１端部を第２の杭を回転軸として第２の杭の周りを回転させた状態を示す側面図である。 図７の杭ガイドの第１端部により地盤に打ち込まれる第３の杭を案内する状態を示す側面図である。 図８の杭ガイドの第２端部を第２の杭から取り外した後に、ガイドアーム伸縮機構部により第１端部と第２端部との距離を縮小させた状態を示す側面図である。 図９の杭ガイドのガイドアーム伸縮機構部により第１端部と第２端部との距離を拡大させつつ、第２端部を第３の杭を回転軸として第３の杭の周りを回転させた状態を示す側面図である。 図１０の杭ガイドの第２端部により地盤に打ち込まれる第４の杭を案内する状態を示す側面図である。 第２実施形態に係る杭ガイドの第２端部により地盤に打ち込まれる第２の杭を案内する状態を示す側面図である。 図１２の杭ガイドの第１端部により地盤に打ち込まれる第３の杭を案内する状態を示す側面図である。 第３実施形態に係る杭ガイドの第２端部により地盤に打ち込まれる第２の杭を案内する状態を示す側面図である。 第４実施形態に係る杭ガイドにおいて、ガイドアーム部同士が第２水平連結部材により互いに連結されつつ、第２端部により地盤に打ち込まれる第２の杭を案内する状態を示す平面図である。 図１５の杭ガイドの第２水平連結部材によるガイドアーム部同士の連結を解除した状態を示す平面図である。 図１６の杭ガイドにおいて、ガイドアーム部同士が第１水平連結部材により互いに連結されつつ、第１端部により地盤に打ち込まれる第３の杭を案内する状態を示す平面図である。

以下、本発明の実施形態に係る杭ガイド及び杭打設方法について、図面を用いて詳細に説明する。

図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示す本実施形態の杭ガイド１ａは、第１端部２、ガイドアーム部３及び第２端部４を備える。本実施形態の杭ガイド１ａは、地盤に打ち込まれる杭を案内するために用いられる。本実施形態で打ち込まれる杭は、山間に建設される橋梁や、海岸、河川及び湖沼に建設される桟橋等を支持する杭であり、その直径が例えば３００〜３０００［ｍｍ］の鋼管杭である。

第１端部２は、地盤に打ち込まれた第１の杭を着脱自在に把持する。第１の杭とは、既に地盤に打ち込まれ、例えば、橋梁や桟橋等の構造物を支持している杭である。なお、第１の杭は構造物を支持していなくともよい。また、以下の説明において、地盤とは、地盤が水に覆われていない状態の物と地盤が水面下に位置している物との両方が含まれる。ガイドアーム部３は、第１端部２にその一端が取り付けられ、第１端部２に把持される第１の杭の側方にその他端が延在する。第２端部４は、ガイドアーム部３の他端に設けられ、地盤に打ち込まれる第２の杭を案内する。第２の杭とは、杭ガイド１ａにより案内されることによって地盤に打ち込まれる杭である。

第２端部４は、第２端部４に案内されることにより地盤に打ち込まれた第２の杭を着脱自在に把持する。第１の杭から取り外された第１端部２は、第２の杭を把持した第２端部及びガイドアーム部に支持されつつ第２の杭を回転軸として第２の杭の周りを回転自在であり、地盤に打ち込まれる第３の杭を案内する。第３の杭も、杭ガイド１ａにより案内されることによって地盤に打ち込まれる杭である。

第１端部２は、第１端部２に案内されることにより地盤に打ち込まれた第３の杭を着脱自在に把持する。また、第２の杭から取り外された第２端部４は、第３の杭を把持した第１端部２及びガイドアーム部３に支持されつつ第３の杭を回転軸として第３の杭の周りを回転自在であり、地盤に打ち込まれる第４の杭を案内する。第４の杭も、杭ガイド１ａにより案内されることによって地盤に打ち込まれる杭である。

以下、第１端部２及び第２端部４の詳細について説明する。第１端部２及び第２端部４は同様の構造を有するため、以下、代表として第２端部４の詳細について説明する。第２端部４は、円筒形状を有する外輪部５と、円筒形状を有し外輪部５の内周面にその外周面が接する内輪部６とを有する。内輪部６は、その内周面が鉛直方向に延在し、その内周面により第２の杭及び第４の杭等の杭を案内する。内輪部６の内径は、第２の杭１０２等の杭の直径に対応した大きさである。外輪部５は、ガイドアーム部３から遠い側の端部に、鉛直方向及びガイドアーム部３の延在方向に平行な分割面７を含む。内輪部６は、平面視において、その円筒形状の円形の開口部の中心を挟みつつ互いに対向する位置に、鉛直方向及びその円筒形状の円形の開口部の径方向に平行な一対の分割面８を含む。

平面視において、外輪部５は、ガイドアーム部３から近い側の端部であって、分割面７の両側に一対の基部９及び開閉部１０を含む。外輪部５は、ガイドアーム部３から遠い側の端部にロック機構部１１及びロック金具１２を含む。基部９、開閉部１０、ロック機構部１１及びロック金具１２の機能については後述する。内輪部６は、その外周面の上縁部及び下縁部が外輪部５の上端部及び下端部から露出している。内輪部６は、その外周面の上縁部に外周ギア１４を含む。外周ギア１４は、第２端部の上面に設けられたピニオンギア１３と噛み合っている。ピニオンギア１３は、不図示の電動機等の動力源により回転させられる。

図２に示すように、外輪部５はその内周面に嵌合部２３を含み、内輪部６はその外周面に嵌合部２４を含む。外輪部５の嵌合部２３と内輪部６の嵌合部２４とは互いに嵌合している。なお、外輪部５のガイドアーム部３から近い側における一対の開閉部１０の間の区間には、嵌合部２３は設けられていない。そのため、一対の開閉部１０の間の区間では、外輪部５と内輪部６とは隙間を隔てて互いに接触していない。外輪部５は、その内周面に内輪部６の外周面と接するコロ２５を含む。外輪部５、内輪部６及びコロ２５は、ころ軸受を構成する。このため、不図示の動力源によりピニオンギア１３が回転させられると、ピニオンギア１３と噛み合う外周ギア１４を介して内輪部６に動力源の動力が伝達され、内輪部６が回転させられる。

図１（Ａ）、図１（Ｂ）及び図２に示すように、内輪部６は、その上端部及び下端部にクサビ挿入機構１５を含む。クサビ挿入機構１５は、例えば、第２の杭１０２等の杭の外周面と内輪部６の内周面との間にクサビ２６を挿入する。クサビ挿入機構１５及びクサビ２６により、第２端部４は第２の杭１０２等の杭を把持する。図３に破線で示すように、第２端部４が第２の杭１０２等の杭を把持しているときは、ロック機構部１１により下降させられたロック金具１２により、外輪部５が分割面７から開くことが防がれる。

一方、第２の杭１０２等の杭から第２端部４が取り外されるときは、まず、図３に示すように、ロック機構部１１によりロック金具１２が上昇させられ、外輪部５が分割面７から開くことが可能になる。また、クサビ挿入機構１５により、第２の杭１０２等の杭の外周面と内輪部６の内周面との間に挿入されていたクサビ２６が抜去させられる。図４（Ａ）に示すように、ピニオンギア１３により内輪部６が回転させられ、外輪部５の分割面７と内輪部６の分割面８とが同一平面上に位置させられる。

図４（Ｂ）に示すように、外輪部５の一対の基部９のそれぞれは、分割面７により互いに分割された外輪部５のそれぞれが互いに離隔し、且つガイドアーム部３から遠ざかるように外方に摺動する。外輪部５の内周面のガイドアーム部３から近い側において、一対の開閉部１０の間の区間の一部は外方に摺動せずにガイドアーム部３の端部付近に残る。上述したように、外輪部５と内輪部６とは嵌合部２３及び嵌合部２４により互いに嵌合しているが、外輪部５のガイドアーム部３から近い側において一対の開閉部１０の間の区間には嵌合部２３が設けられておらず、外輪部５と内輪部６とは隙間を隔てて互いに接触していないため、分割面７により互いに分割された外輪部５のそれぞれの移動に伴い、分割面８により互いに分割された内輪部６のそれぞれも互いに離隔し、ガイドアーム部３から遠ざかるように外方に移動する。互いに噛み合っていたピニオンギア１３及び内輪部６の外周ギア１４も互いに離隔させられる。

図４（Ｃ）に示すように、外輪部５の一対の開閉部１０のそれぞれは、開閉部１０のそれぞれにおいて外輪部５を外方に屈曲させることにより、互いに分割された外輪部５及び内輪部６の間をさらに拡げる。これにより、第２の杭１０２等の杭から第２端部４を取り外すことが可能となる。第２端部４が、第２の杭１０２等の杭を案内するときは、上述したような図４（Ａ）、図４（Ｂ）及び図４（Ｃ）の動作が逆に行われ、図３に破線で示すようにロック機構部１１によりロック金具１２が下降させられ、クサビ挿入機構１５によりクサビ２６が第２の杭１０２等の杭の外周面と内輪部６の内周面との間に挿入されないままにされる。第２端部４が、第２の杭１０２等の杭を把持するときは、クサビ挿入機構１５によりクサビ２６が第２の杭１０２等の杭の外周面と内輪部６の内周面との間に挿入される。第１端部２も、上述した第２端部４と同様の構造を有する。

図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に戻り、ガイドアーム部３は、第１端部２の側の外筒部１６と第２端部４の側の内筒部１７とを有する。内筒部１７はその周囲を外筒部１６により囲繞されており、ガイドアーム部３の延在方向に伸縮自在である。また、ガイドアーム部３は、第１端部２と第２端部４との距離を伸縮自在に変更するガイドアーム伸縮機構部１８を有する。ガイドアーム伸縮機構部１８は、例えば、外筒部１６に接合された油圧シリンダーと、内筒部１７に接合されたピストンロッドとにより構成される。ガイドアーム部３は、例えば、最大に拡大させられたときの第１端部２と第２端部４との距離が２０〜３０［ｍ］であり、最小に縮小させられたときの第１端部２と第２端部４との距離が１２〜１８［ｍ］程度にできる。

第１端部２、第２端部４及びガイドアーム部３のいずれかは、上方成分を有する張力を伝達する張力部材と連結される張力部材連結部を有する。図１（Ａ）及び図１（Ｂ）の例では、ガイドアーム部３は、その第１端部２の近傍の上端部に張力部材連結部１９を有し、その第２端部４の近傍の上端部に張力部材連結部２０を有する。ガイドアーム部３の他の部位や、第１端部２及び第２端部４に張力部材連結部が設けられていてもよい。

また、第１端部２、第２端部４及びガイドアーム部３のいずれかは、第１の杭、地盤に打ち込まれた第２の杭１０２、地盤に打ち込まれた第３の杭、並びに第１の杭、地盤に打ち込まれた第２の杭１０２及び地盤に打ち込まれた第３の杭のいずれかにより支持された構造物のいずれかと連結された支持部材と着脱自在に連結される支持部材連結部を有する。図１（Ａ）及び図１（Ｂ）の例では、ガイドアーム部３は、その第１端部２の近傍の下端部に支持部材連結部２１を有し、その第２端部４の近傍の下端部に支持部材連結部２２を有する。ガイドアーム部３の他の部位や、第１端部２及び第２端部４に支持部材連結部が設けられていてもよい。また、第１端部２、第２端部４及びガイドアーム部３の上端部に支持部材連結部が設けられていてもよい。

以下、本実施形態の杭ガイド１ａを用いて地盤に第２の杭１０２及び第３の杭等の杭を打ち込む杭打設方法について説明する。図５に示すように、杭ガイド１ａの第１端部２により、地盤に打ち込まれた第１の杭１０１が着脱自在に把持される。クサビ挿入機構１５によりクサビ２６が第１の杭１０１の外周面と内輪部６の内周面との間に挿入されることにより、第１端部２は、地盤に打ち込まれた第１の杭１０１を着脱自在に把持する。第１の杭１０１は、橋梁や桟橋等の構造物１１０を支持している。杭ガイド１ａの第２端部４により、地盤に打ち込まれる第２の杭１０２が案内される。構造物１１０の上に設置されたクレーン１４０から吊下げられた第２の杭１０２が、クサビ挿入機構１５によりクサビ２６が挿入されていない状態である第２端部４の内輪部６の内周面によって案内される。第２の杭１０２を案内する第２端部４の位置は、第１端部２のピニオンギア１３及び外周ギア１４による第１の杭１０１の周りの第２端部４の回転と、ガイドアーム伸縮機構部１８による第１端部２と第２端部４との間の距離の変更によって、適宜調整される。

杭ガイド１ａの第２端部４の近傍の張力部材連結部２０は、上方成分を有する張力を伝達する張力部材３０と連結される。第１の杭１０１により支持された構造物１１０に設置されたポール１２０を介して、第１の杭１０１により支持された構造物１１０に設置されたウインチ１３０により、張力部材３０は張力を与えられる。第１の杭１０１、地盤に打ち込まれた第２の杭１０２、地盤に打ち込まれた第３の杭、並びに第１の杭１０１、地盤に打ち込まれた第２の杭及び地盤に打ち込まれた第３の杭のいずれかにより支持された構造物１１０のいずれかに設置されたウインチ１３０により、張力部材３０は張力を与えられてもよい。

図６に示すように、第２の杭１０２が地盤に打ち込まれた後に、第２端部４は、第２端部４に案内されることにより地盤に打ち込まれた第２の杭１０２を着脱自在に把持する。クサビ挿入機構１５によりクサビ２６が第２の杭１０２の外周面と内輪部６の内周面との間に挿入されることにより、第２端部４は、地盤に打ち込まれた第２の杭１０２を着脱自在に把持する。張力部材３０が張力部材連結部２０から取り外され、杭ガイド１ａの第１端部２は第１の杭１０１から取り外される。第１端部２が第１の杭１０１から取り外された後に、ガイドアーム伸縮機構部１８により第１端部２と第２端部４との距離が縮小させられる。

図７に示すように、杭ガイド１ａのガイドアーム伸縮機構部１８により第１端部２と第２端部４との距離が拡大させられつつ、第１端部２が第２の杭１０２を回転軸として第２の杭１０２の周りを回転させられる。杭ガイド１ａの第１端部２の近傍の張力部材連結部１９は、上方成分を有する張力を伝達する張力部材３０と連結される。なお、第２の杭１０２が地盤に打ち込まれた後であって、杭ガイド１ａの第１端部２が第１の杭１０１から取り外される前に、張力部材３０が張力部材連結部２０から取り外され、張力部材連結部１９と連結されてもよい。

図８に示すように、杭ガイド１ａの第１端部２により地盤に打ち込まれる第３の杭１０３が案内される。構造物１１０の上に設置されたクレーン１４０から吊下げられた第３の杭１０３が、クサビ挿入機構１５によりクサビ２６が挿入されていない状態である第１端部２の内輪部６の内周面によって案内される。第３の杭１０３を案内する第１端部２の位置は、第２端部４のピニオンギア１３及び外周ギア１４による第２の杭１０２の周りの第１端部２の回転と、ガイドアーム伸縮機構部１８による第１端部２と第２端部４との間の距離の変更によって、適宜調整される。

図９に示すように、第３の杭１０３が地盤に打ち込まれた後に、第１端部２は、第１端部２に案内されることにより地盤に打ち込まれた第３の杭１０３を着脱自在に把持する。クサビ挿入機構１５によりクサビ２６が第３の杭１０３の外周面と内輪部６の内周面との間に挿入されることにより、第１端部２は、地盤に打ち込まれた第３の杭１０３を着脱自在に把持する。張力部材３０が張力部材連結部１９から取り外され、杭ガイド１ａの第２端部４は第２の杭１０２から取り外される。第２端部４が第２の杭１０２から取り外された後に、ガイドアーム伸縮機構部１８により第１端部２と第２端部４との距離が縮小させられる。

図１０に示すように、杭ガイド１ａのガイドアーム伸縮機構部１８により第１端部２と第２端部４との距離が拡大させられつつ、第２端部４が第３の杭１０３を回転軸として第３の杭１０３の周りを回転させられる。杭ガイド１ａの第２端部４の近傍の張力部材連結部２０は、上方成分を有する張力を伝達する張力部材３０と連結される。なお、第３の杭１０３が地盤に打ち込まれた後であって、杭ガイド１ａの第２端部４が第２の杭１０２から取り外される前に、張力部材３０が張力部材連結部１９から取り外され、張力部材連結部２０と連結されてもよい。

図１１に示すように、杭ガイド１ａの第２端部４により地盤に打ち込まれる第４の杭１０４が案内される。構造物１１０の上に設置されたクレーン１４０から吊下げられた第４の杭１０４が、クサビ挿入機構１５によりクサビ２６が挿入されていない状態である第２端部４の内輪部６の内周面によって案内される。第４の杭１０４を案内する第２端部４の位置は、第１端部２のピニオンギア１３及び外周ギア１４による第３の杭１０３の周りの第２端部４の回転と、ガイドアーム伸縮機構部１８による第１端部２と第２端部４との間の距離の変更によって、適宜調整される。上述した図５〜図１１の工程を繰り返すことにより、さらに複数の杭を杭ガイド１ａにより案内しつつ地盤に打設することができる。

本実施形態では、地盤に打ち込まれた第１の杭１０１を着脱自在に把持する第１端部２と、第１端部２にその一端が取り付けられ、第１の杭１０１の側方にその他端が延在するガイドアーム部３と、ガイドアーム部３の他端に設けられ、地盤に打ち込まれる第２の杭１０２を案内する第２端部４とを備えた杭ガイド１ａにおいて、第２端部４は、第２端部４に案内されることにより地盤に打ち込まれた第２の杭１０２を着脱自在に把持し、第１の杭１０１から取り外された第１端部２は、第２の杭１０２を把持した第２端部４及びガイドアーム部３に支持されつつ第２の杭１０２を回転軸として第２の杭１０２の周りを回転自在であり、地盤に打ち込まれる第３の杭１０３を案内するため、杭に支持される構造物を構築する作業の進捗に関わらず、地盤への杭の打ち込みを独立して行うことができる。

また、本実施形態では、第１端部２は、第１端部２に案内されることにより地盤に打ち込まれた第３の杭１０３を着脱自在に把持し、第２の杭１０２から取り外された第２端部４は、第３の杭１０３を把持した第１端部２及びガイドアーム部３に支持されつつ第３の杭１０３を回転軸として第３の杭１０３の周りを回転自在であり、地盤に打ち込まれる第４の杭１０４を案内するため、杭に支持される構造物を構築する作業の進捗に関わらず、複数の杭の打ち込みを連続して行うことができる。

また、本実施形態では、ガイドアーム伸縮機構部１８により、ガイドアーム部３では、第１端部２と第２端部４との距離が伸縮自在に変更されるため、既に地盤に打ち込まれた杭から任意の位置に新たな杭を打ち込むことができる。

また、本実施形態では、張力部材３０に連結された張力部材連結部１９，２０を介してガイドアーム部３は、上方成分を有する張力を伝達されるため、張力を伝達されたガイドアーム部３は地盤上で確実に支持されつつ、地盤に打ち込まれる杭を案内することができる。

また、本実施形態では、第１の杭１０１により支持された構造物１１０に設置されたウインチ１３０により、張力部材３０は張力を与えられるため、張力を伝達されたガイドアーム部３は地盤上でより確実に支持されつつ、地盤に打ち込まれる杭を案内することができる。

以下、本発明の第２実施形態について説明する。図１２に示すように、本実施形態の杭ガイド１ｂは上記第１実施形態の杭ガイド１ａと同様の構造を有するが、杭ガイド１ｂの支持部材連結部２１，２２は、第１の杭１０１と連結された支持部材４０と着脱自在に連結されている。なお、第１端部２、第２端部４及びガイドアーム部３のいずれかが、第１の杭１０１、地盤に打ち込まれた第２の杭１０２、地盤に打ち込まれた第３の杭１０３、並びに第１の杭１０１、地盤に打ち込まれた第２の杭１０２及び地盤に打ち込まれた第３の杭１０３のいずれかにより支持された構造物１１０等の構造物のいずれかと連結された支持部材４０と着脱自在に連結されてもよい。また、第１端部２、第２端部４及びガイドアーム部３の上端部に設けられた支持部材連結部と、第１の杭１０１、地盤に打ち込まれた第２の杭１０２、地盤に打ち込まれた第３の杭１０３、並びに第１の杭１０１、地盤に打ち込まれた第２の杭１０２及び地盤に打ち込まれた第３の杭１０３のいずれかにより支持された構造物１１０等の構造物のいずれかと連結された支持部材４０と着脱自在に連結されてもよい。

上記第１実施形態と同様に、第２の杭１０２が地盤に打ち込まれた後に、第２端部４は地盤に打ち込まれた第２の杭１０２を着脱自在に把持する。張力部材３０が張力部材連結部２０から取り外されると共に、支持部材４０が支持部材連結部２１，２２及び第１の杭１０１から取り外される。第１端部２は第１の杭１０１から取り外される。第１端部２が第１の杭１０１から取り外された後に、ガイドアーム伸縮機構部１８により第１端部２と第２端部４との距離が縮小させられる。

上記第１実施形態と同様に、ガイドアーム伸縮機構部１８により第１端部２と第２端部４との距離が拡大させられつつ、第１端部２が第２の杭１０２を回転軸として第２の杭１０２の周りを回転させられる。図１３に示すように、第１端部２の近傍の張力部材連結部１９は張力部材３０と連結される。支持部材連結部２１，２２は、第２の杭１０２と連結された支持部材４０と着脱自在に連結される。杭ガイド１ｂの第１端部２により地盤に打ち込まれる第３の杭１０３が案内される。なお、支持部材４０がガイドアーム伸縮機構部１８による第１端部２と第２端部４との距離の変更及び第１端部２の第２の杭１０２の周りの回転に対応できるようにし、第２の杭１０２が地盤に打ち込まれた後であって、杭ガイド１ｂの第１端部２が第１の杭１０１から取り外される前に、支持部材４０が第１の杭１０１から取り外され、第２の杭１０２と連結された支持部材４０と支持部材連結部２１，２２とが着脱自在に連結されてもよい。

本実施形態によれば、第１の杭１０１及び地盤に打ち込まれた第２の杭１０２のいずれかと連結された支持部材４０により、支持部材４０と着脱自在に連結された支持部材連結部２１，２２を介して、ガイドアーム部３は支持されるため、支持されたガイドアーム部３は地盤上でより確実に支持されつつ、地盤に打ち込まれる杭を案内することができる。

以下、本発明の第３実施形態について説明する。図１４に示すように、本実施形態の杭ガイド１ｃは、平面視における同一の位置であって、側面視における複数の位置に、第１端部２、第２端部４及びガイドアーム部３をそれぞれ備える。図１４の例では、杭ガイド１ｃは、２つの第１端部２、第２端部４及びガイドアーム部３をそれぞれ備えるが、３以上の第１端部２、第２端部４及びガイドアーム部３をそれぞれ備えていてもよい。側面視における複数の位置のガイドアーム部３のそれぞれは、棒状の垂直連結部材５０により互いに連結されている。

杭ガイド１ｃのガイドアーム部３のそれぞれは、外筒部１６の内筒部１７との境界部近傍の上端部及び下端部に、垂直連結部材５０と連結される垂直連結部材連結部２７を有する。図１４の例では、上側のガイドアーム部３の下端部の垂直連結部材連結部２７と、下側のガイドアーム部３の上端部の垂直連結部材連結部２７及び張力部材連結部１９，２０とが、垂直連結部材５０により互いに連結されている。また、下側のガイドアーム部３の上端部の垂直連結部材連結部２７と、上側のガイドアーム部３の下端部の支持部材連結部２１，２２とが、垂直連結部材５０により互いに連結されている。また、上側のガイドアーム部３の下端部の支持部材連結部２１と下側のガイドアーム部３の上端部の張力部材連結部１９とが互いに連結され、上側のガイドアーム部３の下端部の支持部材連結部２２と下側のガイドアーム部３の上端部の張力部材連結部２０とが互いに連結されている。

なお、側面視における複数の位置の第１端部２及び第２端部４のいずれか同士が、垂直連結部材５０により互いに連結されていてもよい。また、側面視における複数の位置の第１端部２、第２端部４及びガイドアーム部３のいずれか同士は、板状の垂直連結部材により互いに連結されていてもよい。側面視における複数の位置の第１端部２、第２端部４及びガイドアーム部３は、上記第１実施形態の第１端部２、第２端部４及びガイドアーム部３と同様に動作する。

本実施形態によれば、平面視における同一の位置であって、側面視における複数の位置に、第１端部２、第２端部４及びガイドアーム部３をそれぞれ備えるため、地盤に打ち込まれる杭をより精度良く鉛直に案内することができる。また、本実施形態によれば、側面視における複数の位置の第１端部２、第２端部４及びガイドアーム部３のいずれか同士は、棒状及び板状の垂直連結部材５０により互いに連結されているため、地盤に打ち込まれる杭をさらに精度良く鉛直に案内することができる。

以下、本発明の第４実施形態について説明する。図１５に示すように、本実施形態の杭ガイド１ｄは、平面視における複数の位置に、第１端部２、第２端部４及びガイドアーム部３をそれぞれ備える。図１５の例では、杭ガイド１ｄは、２つの第１端部２、第２端部４及びガイドアーム部３をそれぞれ備えるが、３以上の第１端部２、第２端部４及びガイドアーム部３をそれぞれ備えていてもよい。

杭ガイド１ｄのガイドアーム部３のそれぞれは、張力部材連結部１９に連結された第１水平連結部材６１と、張力部材連結部２０に連結された第２水平連結部材６２とを有する。第１水平連結部材６１及び第２水平連結部材６２は、その先端に第１水平連結部材６１及び第２水平連結部材６２のそれぞれ同士で互いに連結するための水平連結部６３を含む。第１水平連結部材６１及び第２水平連結部材６２は、使用されないときにはガイドアーム部３の上面に収容され、使用されるときには他のガイドアーム部３の側に展開できるようにされている。

平面視における複数の位置において地盤に打ち込まれる第２の杭１０２を案内する第２端部４の近傍のガイドアーム部３の張力部材連結部２０のそれぞれ同士は第２水平連結部材６２により互いに連結される。なお、第２端部４のそれぞれ同士が、第２端部４に連結された第２水平連結部材６２により互いに連結されてもよい。

図１６に示すように、第２の杭１０２が地盤に打ち込まれた後に、互いに連結された第２水平連結部材６２のそれぞれ同士の連結は解除され、第２水平連結部材６２はガイドアーム部３の上面に収容される。図１７に示すように、平面視における複数の位置において地盤に打ち込まれる第３の杭１０３を案内する第１端部２の近傍のガイドアーム部３の張力部材連結部１９のそれぞれ同士は第１水平連結部材６１により互いに連結される。なお、第１端部２のそれぞれ同士が、第１端部２に連結された第１水平連結部材６１により互いに連結されてもよい。

また、第１水平連結部材６１及び第２水平連結部材６２は、収容及び展開が自在にされていなくともよく、第１水平連結部材６１及び第２水平連結部材６２のそれぞれを別個に備えていなくともよい。例えば、平面視における複数の位置において地盤に打ち込まれる第２の杭１０２を案内する第２端部４及びガイドアーム部３のいずれか同士が何らかの部材により連結され、平面視における複数の位置において地盤に打ち込まれる第３の杭１０３を案内する第１端部２及びガイドアーム部３のいずれか同士が何らかの部材により連結されてもよい。

本実施形態によれば、平面視における複数の位置に、第１端部２、第２端部４及びガイドアーム部３をそれぞれ備え、平面視における複数の位置において、地盤に打ち込まれる第３の杭１０３を案内する第１端部２及びガイドアーム部３のいずれか同士は第１水平連結部材６１により互いに連結され、平面視における複数の位置において、地盤に打ち込まれる第２の杭１０２を案内する第２端部４及びガイドアーム部３のいずれか同士は第１水平連結部材６１及び第２水平連結部材６２のいずれかにより互いに連結される。そのため、地盤に打ち込まれる杭のそれぞれの相対的な位置を精度良く案内することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることなく様々な形態で実施される。例えば、上記実施形態において、第１端部２及び第２端部４のいずれかは、ＧＰＳ（GlobalPositioning System）等のその位置を測位する手段を有していてもよい。また、ガイドアーム伸縮機構部１８、張力部材連結部１９，２０、支持部材連結部２１，２２及び張力部材３０へのウインチ１３０による張力の付与は省略されてもよい。

また、第１の杭１０１から取り外された第１端部２が、第２の杭１０２を把持した第２端部４及びガイドアーム部３に支持されつつ第２の杭１０２を回転軸として第２の杭１０２の周りを回転自在であればよく、必ずしも、第２の杭１０２から取り外された第２端部４が、第３の杭１０３を把持した第１端部２及びガイドアーム部３に支持されつつ第３の杭１０３を回転軸として第３の杭１０３の周りを回転自在でなくともよい。

１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ…杭ガイド、２…第１端部、３…ガイドアーム部、４…第２端部、５…外輪部、６…内輪部、７…分割面、８…分割面、９…基部、１０…開閉部、１１…ロック機構部、１２…ロック金具、１３…ピニオンギア、１４…外周ギア、１５…クサビ挿入機構、１６…外筒部、１７…内筒部、１８…ガイドアーム伸縮機構部、１９，２０…張力部材連結部、２１，２２…支持部材連結部、２３，２４…嵌合部、２５…コロ、２６…クサビ、２７…垂直連結部材連結部、３０…張力部材、４０…支持部材、５０…垂直連結部材、６１…第１水平連結部材、６２…第２水平連結部材、６３…水平連結部、１０１…第１の杭、１０２…第２の杭、１０３…第３の杭、１０４…第４の杭、１１０…構造物、１２０…ポール、１３０…ウインチ、１４０…クレーン。

Claims (10)

1. 地盤に打ち込まれた第１の杭を着脱自在に把持する第１端部と、
   前記第１端部にその一端が取り付けられ、前記第１の杭の側方にその他端が延在するガイドアーム部と、
   前記ガイドアーム部の前記他端に設けられ、前記地盤に打ち込まれる第２の杭を案内する第２端部と、
   を備え、
   前記第２端部は、前記第２端部に案内されることにより前記地盤に打ち込まれた前記第２の杭を着脱自在に把持し、
   前記第１の杭から取り外された前記第１端部は、前記第２の杭を把持した前記第２端部及び前記ガイドアーム部に支持されつつ前記第２の杭を回転軸として前記第２の杭の周りを回転自在であり、前記地盤に打ち込まれる第３の杭を案内する、杭ガイド。
2. 前記第１端部は、前記第１端部に案内されることにより前記地盤に打ち込まれた前記第３の杭を着脱自在に把持し、
   前記第２の杭から取り外された前記第２端部は、前記第３の杭を把持した前記第１端部及び前記ガイドアーム部に支持されつつ前記第３の杭を回転軸として前記第３の杭の周りを回転自在であり、前記地盤に打ち込まれる第４の杭を案内する、請求項１に記載の杭ガイド。
3. 前記ガイドアーム部は、前記第１端部と前記第２端部との距離を伸縮自在に変更するガイドアーム伸縮機構部を有する、請求項１又は２に記載の杭ガイド。
4. 前記第１端部、前記第２端部及び前記ガイドアーム部のいずれかは、上方成分を有する張力を伝達する張力部材と連結される張力部材連結部を有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の杭ガイド。
5. 第１の杭、前記地盤に打ち込まれた前記第２の杭、前記地盤に打ち込まれた前記第３の杭、並びに前記第１の杭、前記地盤に打ち込まれた前記第２の杭及び前記地盤に打ち込まれた前記第３の杭のいずれかにより支持された構造物のいずれかに設置されたウインチにより、前記張力部材は前記張力を与えられる、請求項４に記載の杭ガイド。
6. 前記第１端部、前記第２端部及び前記ガイドアーム部のいずれかは、前記第１の杭、前記地盤に打ち込まれた前記第２の杭、前記地盤に打ち込まれた前記第３の杭、並びに前記第１の杭、前記地盤に打ち込まれた前記第２の杭及び前記地盤に打ち込まれた前記第３の杭のいずれかにより支持された構造物のいずれかと連結された支持部材と着脱自在に連結される支持部材連結部を有する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の杭ガイド。
7. 平面視における同一の位置であって、側面視における複数の位置に、前記第１端部、前記第２端部及び前記ガイドアーム部をそれぞれ備える、請求項１〜６のいずれか１項に記載の杭ガイド。
8. 側面視における複数の位置の前記第１端部、前記第２端部及び前記ガイドアーム部のいずれか同士は、棒状及び板状の垂直連結部材により互いに連結されている、請求項７に記載の杭ガイド。
9. 平面視における複数の位置に、前記第１端部、前記第２端部及び前記ガイドアーム部をそれぞれ備え、
   平面視における複数の位置において、前記地盤に打ち込まれる前記第３の杭を案内する前記第１端部及び前記ガイドアーム部のいずれか同士は第１水平連結部材により互いに連結され、
   平面視における複数の位置において、前記地盤に打ち込まれる前記第２の杭を案内する前記第２端部及び前記ガイドアーム部のいずれか同士は前記第１水平連結部材及び第２水平連結部材のいずれかにより互いに連結される、請求項１〜８のいずれか１項に記載の杭ガイド。
10. 請求項１〜９のいずれか１項に記載の杭ガイドを用いて前記地盤に前記第２の杭及び前記第３の杭を打ち込む杭打設方法。

Images