JPH0535810B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ≪産業上の利用分野≫ この発明は砂杭打設装置に関し、特に中空管内
の砂面の位置を検出する砂面計を備えた砂杭打設
装置に関する。

≪従来の技術≫ 従来より、軟弱地盤の地盤を改良する目的で、
地盤中に砂を埋め込み、これに振動・衝撃を加え
締固めて砂杭を形成する工法の一例として、いわ
ゆるサンドコンパクシヨン工法が提供されてい
る。

すなわちこのサンドコンパクシヨン工法は、中
空管と、この中空管の上端部に連結されるととも
に、中空管に砂を投入するための開口を備えたホ
ツパー部と、中空管を振動させる起振機とからな
る砂杭打設装置を用いる工法で、通常中空管を地
盤中に貫入し、この中空管内に所定量の砂を投入
し、中空管を若干持ち上げて、その先端から外部
に砂を排出し、中空管に振動・衝撃を加えてこれ
を締固めることにより砂杭を造成するものであ
る。

この場合、中空管内から排出される砂の量は、
砂杭の締固め度などを算出するために必要な計測
項目であつて、通常排出の前後における中空管内
の砂面位置を測定する砂面計によつてこれを検知
している。

この種の砂杭打設装置の中空管内の砂面を計測
するには、従来より、例えば中空管内に金属製の
極板を吊り下げて、この極板と中空管との間に一
定の電圧を加えておき、極板と中空管間の抵抗変
化を利用して砂面を検知する手段が提供されてい
る。

かかる従来の砂面計は、極板と中空管との間に
空気が介在する場合と、砂あるいは水を含んだ砂
が介在する場合の電気抵抗の変化を検知して砂面
を測定するものであるが、次のような問題があつ
た。

≪発明が解決しようとする問題点≫ すなわち、上記従来の砂面計では、極板は錘等
を固着し電気コードを接続して中空管内に垂直に
吊り下げられるが、砂の投入によつてこの電気コ
ードが切断される恐れがある上に、この電気コー
ドの他端は砂杭打設装置に一体に取り付けられる
ことなく、例えば砂杭打設装置とは別体の砂杭打
設装置のベースマシーンのリーダー等に接続され
ているため、中空管すなわち砂杭打設装置の上下
動や振動による影響を受け、中空管の引き抜き及
び砂杭の締固め時における砂面の位置を精度良く
測定することができないという問題があつた。

この発明は、上述した如き従来の問題点に鑑み
てなされたものであつて、その目的は、中空管の
引き抜き及び砂杭の締固め時における砂面の位置
を精度良く測定することにより、砂杭の締固め度
の管理を容易に行なうことのできる砂杭打設装置
度を提供することにある。

≪問題を解決するための手段≫ 上記目的を達成するため、この発明は、中空管
と、該中空管の上端部に連結されるとともに、該
中空管に砂を投入するための開口を備えたホツパ
ー部と、前記中空管を振動させる起振動機とから
なり、前記中空管を地中に打ち込んだ後に中空管
内に砂を投入し、前記中空管を振動しつつ引き抜
いて地中に締固められた砂杭を形成する砂杭打設
装置において、該砂杭打設装置が中空管内の砂面
の位置を検出する砂面計を備え、かつ該砂面計
が、送信アンテナ及び脚部の砂面上への着座によ
つて作動するスイツチ手段を有する装置本体と、
前記中空管の上端内部に設けられた受信アンテナ
と、前記砂杭打設装置の上部に設けられた、ウイ
ンチ及びロータリーエンコーダーと、前記ウイン
チに巻装されるとともに、シーブを介して前記装
置本体を中空管内に吊り下げるチエーン、ワイヤ
ー等の索条と、前記ウインチ及びロータリーエン
コーダーと送信アンテナとの間に介装し、前記送
信アンテナからの信号に基づい前記ウインチ及び
ロータリーエンコーダーの作動を制御する制御手
段からなることを特徴とするものである。

≪実施例及び作用≫ 以下、この発明の好適な実施例について添付図
面を参照にして詳細に説明する。

第１図は、この発明に係る砂杭打設装置の一実
施例を示している。

同図に示す砂杭打設装置は、第１図にその全体
構成を示すように、地盤中に貫入される砂杭造成
用の中空管１０と、中空管１０の上端に取り付け
られた、中空管１０の内部に砂を投入するための
ホツパー２０を有するホツパー部としての連結器
２２と、該連結器２２の上部に取り付けた、振
動・衝撃を中空管１０に加える起振機２４とによ
つて構成されるとともに、以下に示す砂面計を備
えている。

すなわち、砂面計は、中空管１０内にワイヤー
１２によつて吊下された装置本体１４と、中空管
１０内の上端に設けられた受信アンテナ１６を備
えた受信器１８と、砂杭打設装置の上部すなわち
起振機２４に取り付けられた、ワイヤー１２を巻
き上げあるいは巻き下げるウインチ３４及びこれ
の回転を検知するロータリーエンコーダ３６と、
該ウインチ３４及びロータリーエンコーダ３６と
前記受信器１８との間に設けた制御器３８とによ
つて概略構成されている。

上記装置本体１４は、第２図にも示すように、
下端が開口した吊鐘状のケース２６と、この開口
を閉塞する蓋体２８とを有し、ケース２６の上端
に突設された吊り金具３０との複数のシーブ３２
を介して、連結器２２上に設けられたウインチ３
４に捲回されたワイヤー１２によつて吊り下げら
れている。

そして、装置本体１４の吊下量は、ウインチ３
４と同期回転するロータリーエンコーダ３６によ
つて計測され、その出力は受信器１８接続された
制御器３８に入力される。

また、ウインチ３４による装置本体１４の上下
動も制御器３８によつてコントロールされる。

上記装置本体１４のケース２６の上端には、棒
状の送信アンテナ４０が突設されるとともに、そ
の内部にはケース２６の一側に固設された送信器
４２と、ケース２６の他側に固設された電池電源
４４と、蓋板２８の中心部に立設されたリミツト
スイツチ４６とが収納されていて、これらはリー
ド線４８でそれぞれ接続されるとともに、送信器
４２の一端から延長された１本のリード線４８は
ケース２６の上端に穿設された透孔５０を挿通し
て、前記送信アンテナ４０に接続されている。

一方、蓋板２８の下方には脚部５２が突設され
ている。

脚部５２は、最下端に位置し、中空管１０内の
砂面上に着座するリングフレーム５４と、蓋板２
８の下面に突設されたストツパー５６の下側に対
向する脚板５８とを、下方に向けて拡開するよう
に傾斜した複数の連結フレーム６０とで結合した
ものである。リングフレーム５４は、砂面と環状
に接触するため受圧面が大きく、着座した際に脚
部５２が砂面下にもぐり込むことを防止する。そ
して、脚部５２は、蓋板２８と脚板５８とをそれ
ぞれ貫通する複数のボルト６２によつて結合さ
れ、且つ、各ボルト６２の外周に装着されたコイ
ルバネ６４の付勢力によつて、ストツパー５６の
下端と脚板５８の上端間は、所定の間隔を保持し
ている。

上記リミツトスイツチ４６の作動部４６ａは、
蓋板２８を貫通するようにして下方に突出し、そ
の下端は脚板５８の上面に当接しており、この状
態ではスイツチ４６はオフ状態になつている。

また、上記コイルバネ６４は装置本体１４が、
中空管１０内に吊下げられて砂面に着地していな
い状態の時、起振機２４による起振力によつて、
リングフレーム５４が押上げられて、リミツトス
イツチ４６の作動部４６ａが上昇してオン状態に
ならない様に、バネ定数が設定されている。

以上のように構成された砂面計を備えた砂杭打
設装置では、次のようにして中空管１０内の砂面
の位置を検知する。

まず、中空管１０を地盤の所定深度まで貫入し
た後、ホツパー２０から管内に砂が投入される
と、制御器３８によりウインチ３４が巻下げら
れ、装置本体１４が下方に降下する。

そして、脚部５２のリングフレーム５４が、砂
面上に着座すると、コイルバネ６４の付勢力に杭
して装置本体１４の自重が作用して、ストツパー
５６と脚板５８との間隔をせばめる。

これによりリミツトスイツチ４６がオン状態と
なり、送信器４２が作動して、送信アンテナ４０
に電波信号を送出する。

送信アンテナ４０から放出された信号は、その
上方にある受信アンテナ１６で受け、受信器１８
を介して制御器３８に出力され、制御器３８では
この出力信号を受けて、ウインチ３４に連動した
ロータリーエンコーダ３６の計測値を、例えばペ
ンレコーダー６６に出力して打点する。

この一連の作動により、ロータリーエンコーダ
３６が常時装置本体１４の吊下量を計測している
ため、ペンレコーダー６６に出力された値は、リ
ングフレーム５４が着座した時の砂面の値を示す
ことになる。

つまり、ロータリーエンコーダ３６は、ウイン
チ３４と連動していて、装置本体１４の吊下され
ている位置を常に示しているが、リングフレーム
６０が砂面上に着座した時のみの値を出力するよ
うに制御される。

一方、制御器３８が受信器１８からの受信信号
を受けると同時に、制御器３８からウインチ３４
に信号が送られ、装置本体１４はこれにより巻き
上げられ、リングフレーム５４は砂面から離間す
るとともに、所定の時間、例えば数秒経過する
と、再び制御器３８からウインチ３４の巻き下げ
信号が出され、装置本体１４が降下してリングフ
レーム５４が砂面上に着座して、上述した一連の
作動が行なわれて、この時点の砂面がペンレコー
ダー６６に打点される。

以後は上述した作動の繰り返しによつて、間欠
的に砂面の計測を行ない、ペンレコーダー６６の
打点を結ぶと、中空管１０の引き抜き及び砂杭の
締固め時における経時的な変化を計測ないしは記
録することができるとともに、前記ウインチ３４
及びロータリーエンコーダ３６は、砂杭打設装置
に一体に設けられているため、中空管１０の上下
動や振動の影響を受けることなく精度の良い測定
値を得ることができる。

≪発明の効果≫ 以上、実施例で詳細に説明したように、本発明
にかかる砂杭打設装置によれば、振動を伴いつつ
引き抜かれる中空管内の砂面位置を、当該中空管
の上下動や振動による影響を受けることなく精度
良く測定することができるとともに、自動制御に
より繰り返し砂面位置を測定してその経時的変化
を観察することにより、砂杭の締固め度を容易に
管理することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る砂杭打設装置の全体構成
図、第２図は砂面計の要部拡大断面図である。 １０……中空管、１２……ワイヤー、１４……
装置本体、１６……受信アンテナ、１８……受信
器、２０……ホツパー、２２……連結器、２４…
起振器、２６……ケース、２８……蓋板、３０…
…吊り金具、３２……シーブ、３４……ウイン
チ、３６……ロータリーエンコーダ、３８……制
御器、４０……送信アンテナ、４２……受信器、
４４……電池電源、４６……リミツトスイツチ、
４８……リード線、５０……透孔、５２……脚
部、５４……リングフレーム、５６……ストツパ
ー、５８……脚板、６０……連結フレーム、６２
……ボルト、６４……コイルバネ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 中空管と、該中空管の上端部に連結されると
   ともに、該中空管に砂を投入するための開口を備
   えたホツパー部と、前記中空管を振動させる起振
   機とからなり、前記中空管を地中に打ち込んだ後
   に中空管内に砂を投入し、前記中空管を振動しつ
   つ引き抜いて地中に締固められた砂杭を形成する
   砂杭打設装置において、該砂杭打設装置が中空管
   内の砂面の位置を検出する砂面計を備え、かつ該
   砂面計が、送信アンテナ及び脚部の砂面上への着
   座によつて作動するスイツチ手段を有する装置本
   体と、前記中空管の上端内部に設けられた受信ア
   ンテナと、前記砂杭打設装置の上部に設けられ
   た、ウインチ及びロータリーエンコーダーと、前
   記ウインチに巻装されるとともに、シーブを介し
   て前記装置本体を中空管内に吊り下げるチエー
   ン、ワイヤー等の索条と、前記ウインチ及びロー
   タリーエンコーダーと送信アンテナとの間に介装
   し、前記送信アンテナからの信号に基づい前記ウ
   インチ及びロータリーエンコーダーの作動を制御
   する制御手段からなることを特徴とする砂杭打設
   装置。