JPH0366822A - 砂杭造成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、砂供給用ホッパーの下方に垂下連設されたケ
ーシングを地盤中に挿入して、前記ホッパーからこのケ
ーシング内に充填した砂を圧力エアで押圧しつつ、ケー
シングを引き抜くことによって地盤中に砂、砂利、砕石
等（以下単に砂という）杭を造成する砂杭造成装置に関
する。

（従来の技術） 従来におけるこの種の砂杭造成装置は、砂供給用ホッパ
ーの下部に設けたシュートにケーシングの上端部を直接
連結してなるもので、砂杭の造成にあたり、ケーシング
を起振機により打込むか、あるいは回転ケーシングを用
いてこれを回転させながら穿入し、而してケーシングが
所定の深さに達した後、ホッパーより砂をケーシング内
に所要量充填し、この充填後ケーシング上部に圧力エア
を供給してケーシング内のグラベルを押圧しながらケー
シングを引き抜くことによって、地盤中にケーシング１
本分の砂杭を造成している。

（発明が解決しようとする課８） 上記のような従来の装置では、１本の砂杭を造成するご
とにケーシング１本分の砂をホッパーからケーシング内
に充填するようになっていて、砂の充填中は他の作業が
中断されることになるため、砂杭を隣接した位置に順次
連続して多数本造成してゆく場合に１本当たりの砂杭造
成に要する時間が相当長くなって施工能率が悪かった。

本発明は、上記に鑑み、−度砂の供給を行えば少なくと
も２本の砂杭が作業を中断することなく連続的に行えて
、砂杭１木当たりの造成に要する時間を短縮することの
できる砂杭造成装置を提供することを目的としている。

（課題を解決する手段） 上記の目的を達成するために、本発明においては、砂供
給用ホッパーとケーシングとの間に、少なくともケーシ
ング１本分の容量の砂を収容しうる砂タンクを介設し、
この砂タンクの底部にはケ１シングと連通する砂排出用
開口部を設けると共に、この開口部に開閉弁を設け、こ
の開閉弁の下方にはケーシング内に圧力エアを供給する
エア供給手段を設けたものである。

（実施例） 実施例について図面を参照して説明すると、第１図は砂
杭造成装置を示しており、この図において１はクローラ
クレーン等に立設されたり−ダ（図示せず）に昇降自在
に吊支される機枠で、この機枠１の下部に円筒状の回転
ケーシング２が回転自在に垂下連設され、この回転ケー
シング２は機枠１に配備された両側一対の電動機３．３
及び歯車伝動機構（図示せず）によって回転駆動される
。

４は回転ケーシング２内に同心状に挿入された円筒状の
固定ケーシングで、その下端は回転ケーシング２の下端
近くまで延び、上端部は機枠１上部へ延びている。５は
機枠１の上部に固定ケーシング２と同心状に設置された
大径円筒状の砂タンクで、固定ケーシング４−本分の容
量の砂を十分に収容しうる大きさに形成されており、こ
の砂タンク５の上端部に砂供給用ホッパー６が連設され
ている。７は固定ケーシング４内に同心状に挿通された
中空状の内杆で、その上端部は上下駆動手段としての流
体圧シリンダ８に連動連結され、その下端部は固定ケー
シング４下端から突出していて、その突出端部にパイブ
レークとしてのバイブロワロット９が装着されている。

１ｏは回転ケーシング２の下端部に下方へ突出し且つ内
方へ張り出すように配設された掘削刃である。

前記砂タンク５内には流体圧シリンダ８を保護するため
の保護管１１が設けてあって、上端部は砂タンク５の土
壁部に固着され２．下端部は砂タンク５のすり鉢状底壁
部５ａを貫通して固定ケーシング４の上端部に連通連結
されている。この砂タンク５の底壁部１５ａには砂排出
用開口部１２が設けられ、この開口部１２は底壁部５ａ
の下方に形成された傾斜状の連通路１３を通して固定ケ
ーシング４の上端部に連通しており、二〇連通路１３の
外側開口部は盲フランジ１４により塞がれている。

前記砂排出用開口部１２には開閉弁１−５が設けられ、
この開閉弁１５は、砂タンク５の底壁部５ａ下面に枢着
されて砂排出用開口部１２をその下面側から開閉する弁
板１６と、砂タンク５の側壁部５ｂ外面に設置された弁
板駆動用の流体圧シリンダ１７（例えばエアシリンダ）
と、弁板１６と流体圧シリンダ１７とを連動連結するワ
イヤー１８とからなり、流体圧シリンダ１７のピストン
ロッド１７ａ先端部に連結されたスライダー１９が砂タ
ンク側壁部５ｂに固着されたガイド部材２０に上下摺動
可能に係合され、このスライダー１９には、中間部をシ
ープ２２で支持された前記ワイヤー１８の一端部が止着
され、その他端部が弁板１６に止着されており、而して
第１図に示すようにピストンロッド１７ａの収縮時には
弁板１６が開放位置にあって、このピストンロッド１７
ａが下向きに伸長すると、ワイヤー１８を介して弁板１
６が上向きに回動して砂排出用開口部１２を閉じるよう
になっている。前記連通路１３内にはエア供給手段とし
てのエア供給パイプ２１が突入配備され、このパイプ２
１によって圧力エアが連通路１３から固定ケーシング４
内に供給される。

前記内杆上下駆動用の流体圧シリンダ８は例えば油圧シ
リンダからなるもので、そのシリンダ本体の上端部が砂
タンク５の土壁部に取着され、ピストンロッド８ａの先
端部が内杆７の上端部に連結されている。この内杆７の
下端部に装着されているバイブロフロント９は、流体圧
シリンダ８のピストンロッド８ａが上向きに収縮作動し
て内杆７が上限位置に達したとき、第１図の１点鎖線図
示のように上端部が固定ケーシング４の下端部位に位置
して、その下端開口部を塞ぎ、またピストンロッド８ａ
が下向きに伸長作動して内杆７が下動すると、固定ケー
シング４の下端部位から下方へ離間してその下端開口部
を開放する。内杆７の下限位置においてバイブロフロン
ト９は第１図の実線図示の位置にある。

前記掘削刃１０は、回転ケーシング２の下端部外周面の
直径方向対向位置に固着されて下向き突出した両側一対
の取付フレーム２３．２３のそれぞれの下端部に固着さ
れている。第１図及び第２図から明らかなように各掘削
刃１０はその下端部にカッティングエツジＩＯａを有し
、このカンティングエツジ１０ａは、外端部が回転ケー
シング２の外周面位置よりも外側に突出し且つ内端部が
固定ケーシング４の内周面位置よりも内方側へ十分に張
り出すように突出して、その外端部から内端部にわたっ
て両ケーシング２，４を内外方向に横切るように延びて
いる。また各掘削刃１ｏは、その全体側面が回転ケーシ
ング２の中心軸線を通る鉛直面に対して例えば３０″′
〜４０°の傾きを有し、且つ内端部側が回転ケーシング
２の回転方向側へ例えば２０″〜３０’倒れるように配
置されている。

尚、各取付フレーム２３の下端部には補強枠片２４が掘
削刃１０との間に介装されている。また、回転ケーシン
グ２の下端部には両掘削刃１０．１０の周方向中間位置
に補強掘削部片２５が取付けてあり、この補強掘削部片
２５は各掘削刃１０で掘削された土砂等を更に破砕する
機能を有すると共に、掘削刃１０とバランスするバラン
ス錘の役割を有するものである。

前記回転ケーシング２には排土用の穴部２０が多数開口
形成してあり、固定ケーシング４内部には該固定ケーシ
ング４下端からエアジェフトを噴出させるためのエアジ
ェツト供給バイブ２７が配管されている。

前記バイブロフロント９は、図示は省略するが、電動機
とこれの出力軸に連結した偏心軸体とが内蔵してあって
、電動機の回転による偏心軸体の偏心回転によって横方
向の振動を発生するようになっている。この電動機用の
キャップタイヤは内杆７の内部に挿通させ、内杆７上部
の適当箇所から外部に延出させである。そして、このバ
イブロフロント９は、ケーシング貫入時には内杆７の上
昇により第１図の１点鎖線図示の位置にあって、非作動
状態にあり、またこの位置で固定ケーシング４の下端面
を閉塞し、ケーシング引き抜き時には内杆７の下降によ
り同図実線図示の位置まで下降されて固定ケーシング４
下端面を開放し、この位置で振動作用を行うようになっ
ている。

次に、上述したような構成の装置を使用して軟弱地盤中
に砂杭を造成する方法を説明する。

砂杭遺戒作業を開始するにあたり、先ず開閉弁１５を開
放操作して、ホッパー６より砂タンク５内に供給した砂
を、砂排出用開口部１２から連通路１３を通して固定ケ
ーシング４内に充填する。

勿論、このとき内杆７は上限位置にあって、固定ケーシ
ング４の下端がバイブロフロント９によって閉塞されて
いる。固定ケーシング４内に砂が所要量充填されたなら
ば（砂の充填量は固定ケーシング４内に設けた周知の重
錘式砂面検知装置で行う）、開閉弁１５を閉鎖し、引き
続きホンパー６より砂を供給して、砂タンク５内に固定
ケーシング４−本分程の砂を充填する（この充填量は砂
タンク５内に設けた重錘式砂面検知装置により行う）。

こうして固定ケーシング４及び砂タンク５内にそれぞれ
所要量の砂を充填した状態から、回転ケーシング２を回
転駆動させながら固定ケーシング４と共に地盤中に貫入
してゆく。このケーシング貫入操作においては、回転ケ
ーシング２の下端部の掘削刃１０及び補助掘削部片２５
の旋回動作によって地盤を掘削できるため、硬い地盤層
に遭遇しても容易に掘進可能で、貫入操作を行うことが
できる。特に、掘削刃１０は、外端部が回転ケーシング
２より外側に突出し、内端部が固定ケーシング４よりも
内側に突出して、その外端部から内端部にかけてケーシ
ング２，４を内外方向に横切るように延びるカッティン
グエツジ１０ａを形成していることから、地盤は回転ケ
ーシング２の周辺部のみならず、この回転ケーシング３
によって囲まれる断面領域のほとんど大部分が掘削され
ることになり、したがって掘進時に回転ケーシング２下
端及び固定ケーシング４下端にかかる地盤抵抗が著しく
軽減され、これによってケーシング貴人作業が一層容易
且つ迅速に行われる。尚、ケーシング貫人中に回転ケー
シング２と固定ケーシング４との間に入り込んだ掘削土
砂は、エアジェツト供給バイブ２７先端から噴射される
エアジェツトが固定ケーシング４下端部とバイブロフロ
ント９との隙間から固定ケーシング２の外周側に噴き出
されて固定ケーシング２外周面と回転ケーシング２内周
面との間隙部を昇流することから、両ケーシング２，３
間での摩擦抵抗を緩和されてこれら両ケーシング２．３
間を通り、適宜土砂排出用の開口部２６から排出される
。

回転ケーシング２が所定深さまで貫入されたならば、そ
の回転を停止し、そしてエア供給バイブ２１からのエア
の供給を開始し、砂が充填されている固定ケーシング４
の上部空間のエア圧を上昇させる。こうして昇圧された
圧力エアによって固定ケーシング４内の砂を加圧する一
方、回転ケーシング２を貫入時と逆方向に回転駆動しつ
つこの回転ケーシング２の引き抜きを開始しながら、流
体圧シリンダ８を伸長作動して内杆７を下限位置まで下
降させ、固定ケーシング４下端面を開放し、同時にバイ
ブロフロント９を振動させ、更にエアジェツト供給バイ
ブ２７よりエアジェツトを噴出させる。こうした回転ケ
ーシング２の引き抜き動作に伴って固定ケーシング４の
下端から加圧された砂を押出して地盤中に砂杭を造成し
てゆく。この場合、固定ケーシング４下端から押出され
た砂がバイブロフロント９による振動作用を受けるため
、十分に圧密された強固な砂杭を形成することができる
。回転ケーシング２を地上に引き上げることにより、１
つ目の砂杭の造成を終了する。

上記のようにして固定ケーシング４内の砂を全部地盤中
に押出して１つ目の砂杭の造成が終了すれば、内杆７を
上限位置へ上昇させて固定ケーシング４の下端を塞ぎ、
そして砂タンク５の開閉弁１５を開放操作して、砂タン
ク５内の砂を開口部１２から連通路１３を通じて固定ケ
ーシング４内に充填しながら、本装置を別の新たな砂杭
遺戒箇所へ移動し、その移動を終えるまでに砂タンク５
内の砂を固定ケーシング４内に充填し終えておき、そし
てその新たな箇所において引き続き上述と同様な一連の
作業を行って２つ目の砂杭を造成する。

このように、２つ目の砂杭の造成開始時にはホッパー６
による外部からの砂の供給を行う必要がないから、１つ
目の砂杭造成終了後直ちに２つ目の砂杭の造成作業を開
始することができる。したがって外部からの砂の供給は
３つ目の杭の造成作業に入るまでの間に適宜行えばよい
。

この実施例では固定ケーシング１本分の砂を収容しうる
砂タンクとしたが、ケーシング５〜６本分の砂を収容可
能な砂タンクを設ければ砂の補給なしに６〜７本の砂杭
が連続して効果的に造成できるものである。

また実施例では、回転ケーシングを回転駆動させながら
固定ケーシングと共に地盤中に挿入させるようにしたが
、このようなダブルケーシングに代え起振機を使用する
ことにより単一のケーシング（固定ケーシング）に上下
振動を与えながら打込むようにしてもよい。

（発明の効果） 本発明の砂杭造成装置は、ホッパーとケーシングとの間
に、少なくともケーシング１本分の容量の砂を収容しう
る砂タンクを介設しているので、従来装置のように砂杭
１本を造成するごとに砂の供給充填を行う必要がなくな
って、−度砂の供給を行うと少なくとも２本の砂杭を、
作業を中断することなく連続的に行うことができ、それ
によって砂杭１木当たりの造成に要する時間を短縮する
ことができる。特に本発明装置では、砂タンクの底部に
はケーシングと連通する砂排出用開口部を設けると共に
、この開口部に開閉弁を設け、この開閉弁の下方にエア
供給手段を設けているので、ケーシング１本分の砂を地
盤中に容易に排出させることができて確実に砂杭を造成
できると共に、１つ目の砂杭造成を終えて２つ目の砂杭
造成箇所へ装置を移動する際に砂タンク内の砂が排出落
下することがなく、砂を有効に使用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す砂杭造成装置の縦断面図
、第２図は同上の装置の底面図である。 １・・・機枠、２・・・回転ケーシング、３・・・電動
機、４・・・固定ケーシング、５・・・砂タンク、６・
・・砂供給用ホッパー、ｌＯ・・・掘削刃、１２・・・
砂排出用開口部、１３・・・連通路、１５・・・開閉弁
、２１・・・エア供給パイプ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 砂供給用ホッパーの下方に垂下連設されたケーシングを
   地盤中に挿入して、前記ホッパーからこのケーシング内
   に充填した砂を圧力エアで押圧しつつ、ケーシングを引
   き抜くことによって地盤中に砂杭を造成する砂杭造成装
   置において、前記ホッパーとケーシングとの間に、少な
   くともケーシング１本分の容量の砂を収容しうる砂タン
   クを介設し、この砂タンクの底部にはケーシングと連通
   する砂排出用開口部を設けると共に、この開口部に開閉
   弁を設け、この開閉弁の下方にはケーシング内に圧力エ
   アを供給するエア供給手段を設けてなることを特徴とす
   る砂杭造成装置。