JPH0612033Y2 - 杭造成装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、杭造成のため、地盤中に貫入させたケーシン
グ内に水が浸入しないようにした杭造成装置に関する。

（従来技術及びその問題点） 軟弱地盤を改良する工法の一つとして、下面を開閉自在
な底蓋により塞がれたケーシングを地盤中に貫入させ、
続いて、ケーシングの上部に設けたホッパーからそのケ
ーシング内に生石灰（酸化カルシウム）を投入し、次
に、ケーシングを引き上げ、これによって底蓋を開放し
てケーシング内の生石灰を地盤中に残し、その残された
生石灰を地盤中の水と反応させて消石灰（水酸化カルシ
ウム）となし、いわゆるケミカルパイルといわれる杭を
造成するものがある。

上記工法の施工において、ケーシングは、上記のよう
に、その下端が底蓋によって塞がれているが、完全に塞
がれているわけではなく、底蓋周辺の隙間からケーシン
グ内に水が浸入し易くなっている。しかして、ケーシン
グ内に水が浸入すると、その浸入水とケーシング内に投
入された生石灰とがケーシングの引き上げ前に反応して
しまい、その反応によって生じた凝固性の消石灰が地盤
に根付き、ケーシングを引き上げようとしても、引き上
げられない事態が生じることがある。このため、ケーシ
ングを地盤中に貫入させる際にケーシング内への水の浸
入を防止する手段を設ける必要がある。

上記のようにケーシング内への水の浸入を防止する手段
を備えた杭造成装置が、特公昭５６−５３０４８号公報
に記載されている。この杭造成装置では、ケーシングの
下端部内に、蝶形弁よりなる仕切部材を開閉自在に枢着
すると共に、この仕切部材を流体圧シリンダによって開
閉駆動させるようにしたもので、ケーシングを地盤中に
貫入するときに前記仕切部材を閉じてケーシング内部へ
の水の浸入を防止し、ケーシングが所定深さに達し、ケ
ーシング内に土質改良剤を投入した後、流体圧シリンダ
により前記仕切部材を開動操作し、ケーシングの引き上
げに伴って、ケーシング内の土質改良剤をその下端より
地盤中に排出させるようにしている。

しかしながら、この従来の杭造成装置では、仕切部材を
シリンダによって機械的に駆動させるようにしているこ
とから、製作費が高くつくと共に、駆動用シリンダがケ
ーシング下端部内で泥土や泥水に浸かり、また土砂等の
影響で故障し易く、頻繁に修理を要するといった問題が
ある。

本考案は、上記の問題に鑑み、使い捨てタイプである
が、コストがきわめて安くつき、ケーシング下端部内へ
の取付けも簡単容易であって、ケーシング内への水の浸
入を確実に阻止することのできる水密板を備えた杭造成
装置を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 上記の目的を達成するために、本考案は、リーダに吊支
された機枠１下方に配備されると共に地盤中に貫入させ
られるケーシング2,41の下端部に底蓋32を開閉自在に配
設すると共に、そのケーシング2,41の上部に生石灰等の
土質改良剤の投入用ホッパー10,46を配置してなる杭造
成装置において、ケーシング2,41の下端部内に、外周縁
がケーシング内周面に弾性的に密着してケーシング下端
部を塞ぐ可撓性水密板34を、ケーシング内への土質改良
剤の投入時にその重量で脱落しうるように挿着してなる
構成を採用するものである。

（作用） 上記構成によれば、杭の造成に先立ち、ケーシング2,41
の下端部内に可撓性水密板34を挿着することによって、
そのケーシング2,41の下端部を塞ぐ。次に、底蓋32によ
りケーシング2,41の下端部を閉鎖した状態で、そのケー
シング2,41を地盤中に貫入させ、続いてホッパー10,46
からケーシング2,41内に生石灰等の土質改良剤を投入し
た後、ケーシング2,41を引き上げると、底蓋32は地盤の
土圧が作用しなくなって開放され、水密板34はケーシン
グ2,41内に投入される土質改良剤の重量によってケーシ
ング2,41の下端部から自動的に外れて地盤中に落下し、
しかして土質改良剤が地盤中に残され、地盤中の水と土
質改良剤とが反応して杭が造成される。

（実施例） 次に本考案の第１の実施例を第１図〜第６図に基づいて
説明する。

第１図は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装備されるリーダ（図示省
略）に昇降自在に吊支される機枠で２は機枠１の下方に
垂下された回転ケーシングでその外周面全長に亘りスク
リュー３が螺設されている。４は機枠１内より回転ケー
シング２の中心軸線に沿って挿通された中空軸状の内杆
で、この内杆４の上端部は該内杆４を所定ストローク間
上下動させる上下駆動手段５に連動連結され、下端部に
はバイブレータ６が装備されている。上記機枠１と回転
ケーシング２との間には、回転ケーシング２とほぼ同径
の円筒状固定ケーシング７と、この固定ケーシング７よ
り十分に径小で且つこれとほぼ同一長さを有していて該
固定ケーシング７内において内杆４に套嵌された状態で
同心的に配置された円筒状の固定中管８とが介設されて
おり、そしてこれら固定ケーシング７と中管８との間に
形成される固定管路９の上端部が、機枠１内に配備され
た生石灰等の土質改良剤の投入用ホッパー10に連通連結
され、また下端部は回転ケーシング２内に開口してい
る。11は固定中管８と内杆４との間に回転可能に嵌挿さ
れた連結用スリーブで、その上端部は機枠１内に設けら
れた軸受装置12により回転自在に保持されると共に回転
駆動装置13に連動連結され、下端部は、第４図に示すよ
うに、固定中管８の下方において放射状に配設された複
数の連結片14を介して回転ケーシング２の上端部と一体
に連結され、而して回転駆動装置13による回転駆動力は
連結用スリーブ11及び連結片14を通じて回転ケーシング
２に伝動してこれを回転させるようにしている。

上記上下駆動手段５は、機枠１内において油圧又は空圧
シリンダ15,15を、内杆４を挟んでその両側に設置し、
これらシリンダ15,15のピストンロッド15a,15a先端部
を、内杆４上端に固定してあって機枠１に対し上下方向
スライド可能な可動板16に連結してなるもので、これら
ピストンロッド15a,15aの一定ストローク間の上下伸縮
動作により内杆４を上下動させるようになっている。
尚、このようなシリンダ装置の代わりに所謂空気ばね装
置を用いて上下駆動手段としてもよい。回転駆動手段13
は、例えば機枠１内に設置した電動機17の出力軸18に固
定のギヤ19を、連結用スリーブ11の上端部に固設したギ
ヤ20に噛合させ、電動機17の回転によりギヤ19,20を介
して連結用スリーブ11を回転させるようにしたものであ
る。上記固定ケーシング７の上端部は機枠１の下架台1a
に固定され、固定中管８の上端部はホッパー10又は機枠
１に対し固定され、また回転ケーシング２の上端部は前
述の如く連結片14を介して連結用スリーブ11に連結され
ている一方、軸受21を介して固定ケーシング７の下端部
に回転自在に支持されている。

バイブレータ６は、第５図に示すように、円筒状のフロ
ット本体22内に、電動機23を配備すると共にこの電動機
23の出力軸に一体連結させた偏心軸体24を軸架してなる
もので、電動機23の回転による偏心軸体24の偏心回転に
よってフロット本体22に横方向（内杆４の軸方向と交叉
する方向）の振動を生ぜしめるようになっている。フロ
ット本体22はカップリング25を介して内杆４の下端部に
連結されている。また電動機23用のキャプタイヤ（電源
コード）26は内杆４上端所要部から該内杆４の中空部27
内に挿通されている。尚、回転ケーシング２内の下端部
において圧密される生石灰等の土質改良剤によって内杆
４に捩り作用が働いて内杆４を破損させるおそれがある
ため、これを防止すべく内杆４はその上方部において分
割されて、上部内杆4aとこれに回転可能に接続された下
部内杆4bとで構成されていて、第６図に示すように、上
部内杆4aの下端に連結用径大管部28が一体連設され、こ
の径大管部28内において下部内杆4bの上端部が軸受29を
介し回転可能に且つこの下部内杆4bを宙架状態に支持す
べく連結されている。そして下部内杆4b上端部外周面と
連結用径大管部28の内周面との間に互いに摺接可能な所
謂スリップリング30を介設し、このスリップリング30を
介してキャップタイヤ26を下部内杆4b内に挿入してい
る。従って下部内杆4bが回転を生じてもキャップタイヤ
26が捩じ切れたりする不都合がない。

第１図に示すように、上記回転ケーシング２の下端部に
底蓋32を開閉自在に配設し、また第１図及び第２図に示
すように、回転ケーシング２の下端部内周面に、周方向
所定間隔おきに複数（この実施例では４本）の丸棒から
なるストッパー33を溶接している。そして回転ケーシン
グ２の下端部内に、第３図に示すような円板状のゴム製
または合成樹脂製の可撓性水密板34をストッパピース33
に当たるまで挿入して、その水密板34の外周縁を回転ケ
ーシング２の内周面に弾性的に密着させ、これによって
回転ケーシング２の下端部を塞いでいる。なお、この実
施例では、水密板34の外周縁の回転ケーシング２への密
着性を高めるため、その水密板34の外周縁に所定間隔お
きに切れ目35を刻設し、当該水密板34を回転ケーシング
２内に挿入したときに、その外周縁が折れ曲がり、その
折れ曲がった外周縁が回転ケーシング２の内周面に弾性
的に密着するようにしている。第１図中、36は重錘式検
知装置であって、回転ケーシング２内に投入された土質
改良剤の表面に載せられた重錘Ｗと、一端がその重錘Ｗ
に連結された紐体37と、その紐体37の他端を常時、一定
の張力を維持するように巻き取るエンコーダ等を用いた
計測機38とからなり、該計測機38により巻き取った紐体
37の長さから上記表面Ｓの高さ及びその変化を計測し、
これによって、杭が適正に造成されているか否かを検知
するものである。

前記底蓋32は内部が空洞状の逆円錐体を縦に二分割して
形成されるような二つの半割体32a,32aを回転ケーシン
グ２の下端に螺着してなるもので、回転ケーシング２が
地上に宙架されているような通常時には第１図の実線で
示すように開放していて、回転ケーシング２が地盤中に
貫入されるときには同図の仮想線で示すように逆円錐体
状に閉じ、また回転ケーシング２が地盤中を引き上げら
れるときには同図の実線で示す開放位置をとるようにな
っている。

上述したような構成を有する杭造成装置の操作にあたっ
ては、先ず機枠１をリーダ（図示せず）頂部より適当高
さに懸吊支持し、また上下駆動手段５たる各シリンダ15
のピストンロッド15aを伸長位置（上昇位置）に保持
し、それにより内杆４を定位置に固定しておく。また水
密板34を回転ケーシング２の下端部内に、それがストッ
パピース33に当たるまで挿入して、その水密板34の外周
縁を回転ケーシング２の内周面に弾性的に密着させる。
これによって回転ケーシング２の下端部が水密板34によ
って塞がれる。

次に回転駆動装置13を作動させて連結用スリーブ11を介
し回転ケーシング２を回転させ、昇降操作用ワイヤーを
繰り出していく。そして、回転ケーシング２の下端の底
蓋32が地盤に突き当たると、その底蓋32は第１図仮想線
に示すように閉じ、回転ケーシング２は螺子のように回
転しながら地盤中に貫入していく。このとき、底蓋32の
周辺の隙間から、その底蓋32内に水が浸入したとして
も、その浸入水が回転ケーシング２内に入り込むことは
水密板34により阻止される。

以上のようにして、回転ケーシング２が地盤中に所定深
さまで貫入させられたならば、ワイヤーの繰り出しを停
止し、ケーシング２はそのまま回転させた状態で、ホッ
パー10より固定ケーシング７と中管８との間の固定管路
９を通じて生石灰等の土質改良剤の投入を行う一方、上
下駆動装置５及びバイブレータ６を作動させ、また昇降
操作用ワイヤーを巻き取り操作しながら回転ケーシング
２の引き抜き態勢に入る。すると、土質改良剤の重量に
より底蓋32が、第１図実線に示すように、開放されると
共に、水密板34が回転ケーシング２内から外れて落ち
る。従って、回転ケーシング２内に投入された土質改良
剤は、内杆４の上下運動及びバイブレータ６による横振
動により突き固められ且つ緻密に締固められながら、ケ
ーシング２の引き抜き操作に伴って該ケーシング２の下
端より圧密状態で押出され、地盤中の水と反応して地盤
中に強固な杭（いわゆるケミカルパイル）を形成してゆ
く。この引き抜きに際し、土質改良剤が回転ケーシング
２下部へ順調に下降されているかまた該ケーシング２下
端から確実に押出されているかを確認すべく重錘式検知
装置を使用するが、この場合において投入された土質改
良剤は固定管路９まで貯められているため、固定管路９
内では円周方向に移動することがなく、したがってケー
シング２を回転させたまま引き上げても土質改良剤表面
の検知を適正に行うことができる。

本考案の第２の実施例を第７図及び第８図に基づいて説
明する。この実施例の杭造成装置は、回転ケーシング40
内に遊嵌入させた固定ケーシング41の上端部を機枠１に
固定し、該固定ケーシング41の下端部内に取付枠42を介
してバイブレータ43を固定ケーシング41と同芯状に配設
し、該バイブレータ43の電源コード44を固定ケーシング
41の内周面に沿って上方へのびる保護管45内に挿通し、
固定ケーシング41の上端部とホッパー46との間の固定管
47に開閉弁48を上下回動自在に配設すると共に、その固
定管47内に開口するエア供給ノズル49を設け、機枠１に
ギヤ50,51を介して回転ケーシング40を回転させる電動
機52を設けたものである。そして、第１の実施例と同じ
ように、固定ケーシング41の下端部内周面にストッパピ
ース33を溶接し、その固定ケーシング41の下端部内に、
水密板34をストッパピース33に当たるまで挿入して、そ
の固定ケーシング41の下端部を塞いでいる。上記以外の
構成は第１の実施例と同じであるので、同一符号を付し
て説明を省略する。

上記構成において、杭を造成する場合には、第１の実施
例の場合と同じように、固定ケーシング41の下端部内に
水密板34を挿入して、その下端部を塞いだ後、電動機52
により回転ケーシング40を回転させると共に機枠１を下
降させ、回転ケーシング40を地盤中に貫入させていく。
そして、所定深さに達したら、ホッパー46より固定ケー
シング41内に生石灰等の土質改良剤投入し、その投入終
了後、エア供給ノズル49から固定管47内にエアを圧入す
る。すると、開閉弁48がそのエア圧で上方へ回動させら
れ、固定管47の上端部を閉鎖する。またそのエア圧によ
り土質改良剤に圧力がかけられる。これと同時にバイブ
レータ43を作動させ、土質改良剤に振動を与える。そし
て機枠１の上昇により両ケーシング40,41を引き上げて
いくと、底蓋32が開放され、水密板34がエア圧及び土質
改良剤の重量により固定ケーシング41の下端部内から外
れて落下する。従って固定ケーシング41内に投入された
土質改良剤はエア圧及びバイブレータ43の横振動によ
り、突き固められ且つ緻密に締固められながら固定ケー
シング41から押し出された状態となり、地盤中の水と反
応して強固な、いわゆるケミカルパイルが形成される。

上記第１、第２の実施例では、バイブレータ6,43を用い
たが、省略してもよい。特に、第２の実施例によれば、
エア圧をかけているので、そのエア圧とバイブレータ43
のうち、いずれか一方を省略することができる。

（考案の効果） 本考案の杭造成装置によれば、可撓性水密板をケーシン
グの下端部内に挿着して、当該水密板の外周縁をケーシ
ング内周面に弾性的に密着させることによって、ケーシ
ングの下端部を塞ぐようにしたから、杭造成にあたって
ケーシングを地盤中所定深さまで貫入させる際に、閉鎖
した底蓋の隙間から浸入してくる水は、この可撓性水密
板によって、当該水密板からケーシング内への浸入が阻
止される。しかして、この可撓性水密板は、ケーシング
が所定深さまで貫入された後このケーシング内に投入さ
れる土質改良剤の重量により、自動的にケーシングから
外れて地盤中に落下することができる。

このように、可撓性水密板は、使い捨てタイプではある
が、適当な可撓性板材を使用して、ケーシングの内周形
状に対応する外周形状を有するように形成すればよいか
ら、シリンダ駆動式の蝶形弁よりなる従来の仕切部材に
較べ、その製作が著しく簡単容易となって、きわめて低
廉にて提供することができる。しかも、この水密板は、
可撓性を有するものであって、その外周縁がケーシング
下端部の内周面に密着するように挿着するだけでよいか
ら、ケーシングに対する取付けが簡単且つ容易であると
共に、ケーシング内への水の浸入を確実に阻止すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第６図は本考案の第１の実施例を示し、第１図
は杭造成装置の縦断面図、第２図は第１図のII−II矢視
図、第３図は杭造成装置に用いられる水密板の斜視図、
第４図は第１図のIV−IV矢視図、第５図は杭造成装置に
用いられるバイブレータの縦断面図、第６図は杭造成装
置に用いられる内杆の要部拡大縦断面図である。第７図
及び第８図は本考案の第２の実施例を示し、第７図は杭
造成装置の縦断面図、第８図は第７図のVIII−VIII矢視
図である。 １……機枠、２……回転ケーシング、10,46……ホッパ
ー、32……底蓋、34……水密板、41……固定ケーシン
グ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】リーダに吊支された機枠下方に配備される
   と共に地盤中に貫入させられるケーシングの下端部に底
   蓋を開閉自在に配設すると共に、そのケーシングの上部
   に生石灰等の土質改良剤の投入用ホッパーを配置してな
   る杭造成装置において、ケーシングの下端部内に、外周
   縁がケーシング内周面に弾性的に密着してケーシング下
   端部を塞ぐ可撓性水密板を、ケーシング内への土質改良
   剤の投入時にその重量によって脱落しうるように挿着し
   てなることを特徴とする杭造成装置。