JPH06123115A - サンドドレーン打設工法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 密度にむらがなく均一で、十分に締め固めら
れた緻密な砂杭を造成することのできるサンドドレーン
打設工法を提供すること。 【構成】 上部に砂供給用ホッパー２及びケーシング振
動用の起振機３を備え、下端にシュー１２を備えたケー
シング１と、ケーシング１に挿入され、上下駆動手段６
により所定ストローク上下動すると共に振動手段７によ
り振動する内杆５と、ケーシング１内を密閉するための
開閉弁９及びこのケーシング１内にエアを供給するため
のエア供給手段１０と、を用い、内杆５を上動限位置に
停止させた状態で、ケーシング１を振動させながら地盤
中に貫入し、所定深さに達した後、開閉弁９を閉じてケ
ーシング１内にエアを供給し、ケーシング１を振動させ
ると共に、内杆５を上下動させ且つ振動させながら、ケ
ーシング１を引き上げて、このケーシング１内に供給さ
れた砂をその下端から排出させること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ケーシングを地盤中に
所定深さまで貫入した後、ケーシング内にエアを供給
し、そのエア圧力により、当該ケーシング内に供給され
ている砂（砂利、砕石、その他これに類似するものを含
む）を加圧して、ケーシングを引き上げつつその下端よ
り砂を排出して、地盤中に砂杭を造成するサンドドレー
ン打設工法及びその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来この種の工法においては、上部に砂
供給用ホッパーを備え且つ下端にケーシング貫入時に閉
じ引き上げ時に開くシューを備えたケーシングと、前記
ケーシング内を密閉するための開閉弁及びこのケーシン
グ内にエアを供給するためのエア供給手段と、を用い、
前記ケーシングを地盤中に貫入し、所定深さに達した
後、前記開閉弁を閉じ、ケーシング内にエアを供給して
内圧を高め、ケーシングを引き上げながら、ケーシング
内に供給された砂を前記エアの圧力で押圧しつつケーシ
ングの下端より排出させるようにしていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
工法では、ケーシングの引き上げに際し、エア圧のみに
よってケーシング内の砂を押圧して排出するようにして
いる。この場合、砂供給ホッパーからケーシング内に供
給される砂がケーシング長さ方向に亘って一様な密度で
充填されておれば問題はないが、実際に、砂の種類によ
っては、部分的に固まって塊状を成していたり、途切れ
て空洞部を形成しているなど、不均一でむらのある状態
で充填されることがあり、従って斯かる状態で上方から
エア圧をかけると、その砂は、ケーシング内に充填され
ていた状態とほとんど変わらない状態でケーシング下端
から押し出されるため、地盤中に形成される砂杭は、途
中でくびれるなど、不連続で、締りのない極めてラフな
砂杭となることがあった。また、エア圧のみによるた
め、勢いエアの供給量が多くなって、過剰圧により砂が
出過ぎてしまったり、低くし過ぎると砂の出具合が悪く
なり、従ってエアの制御が煩雑になるという問題もあっ
た。

【０００４】本発明は、上記の課題に鑑み、密度にむら
がなく均一で、十分に締め固められた緻密な砂杭を造成
することのできるサンドドレーン打設工法及びその装置
を提供することを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明によるサンドドレ
ーン打設工法は、上部に砂供給用ホッパー２及びケーシ
ング振動用の起振機３を備え、下端にはケーシング貫入
時に閉じ引き上げ時に開くシュー１２を備えたケーシン
グ１と、このケーシング１に挿入配備されていて、それ
自体が上下駆動手段６により所定ストローク上下動する
と共に振動手段７により振動する内杆５と、前記ケーシ
ング１内を密閉するための開閉弁９及びこのケーシング
１内にエアを供給するためのエア供給手段１０と、を用
い、前記内杆５を上動限位置に停止させた状態で、前記
ケーシング１を振動させながら地盤中に貫入し、所定深
さに達した後、前記開閉弁を閉じてケーシング１内にエ
アを供給し、ケーシング１を振動させると共に、前記内
杆５を上下動させ且つ振動させながら、ケーシング１を
引き上げて、このケーシング１内に供給された砂をその
下端から排出させることを特徴としている。

【０００６】また、本発明によるサンドドレーン打設装
置は、上部に砂供給用ホッパー２を備え且つ下端にはケ
ーシング１の貫入時に閉じ引き上げ時に開くシュー１２
を備えたケーシング１と、このケーシング１に振動を与
えるためにケーシング１上端部に設けられた起振機３
と、前記ケーシング１に挿入配備された内杆５と、この
内杆５を所定ストローク上下動させる上下駆動手段６及
びこの内杆５に振動を与える振動手段７と、前記ケーシ
ング１内を密閉するための開閉弁９及びこのケーシング
１内にエアを供給するためのエア供給手段１０と、から
なることを特徴としている。

【０００７】

【実施例】実施例について図面を参照して説明すると、
図１は本発明に係る工法を実施するためのサンドドレー
ン打設装置を示し、この図において、１は円筒状のケー
シングで、その上部のケーシング基部１ａには側壁部に
砂供給用ホッパー２が設けられている。３は、ケーシン
グ１に振動を与えるケーシング振動用起振機としてのバ
イブロハンマーで、前記ケーシング基部１ａに連設され
た基枠４の上部に設置されている。５は、ケーシング１
内に同心状に挿入配備された中空ロッド状の内杆で、そ
の上端が、前記ケーシング基部１ａの上部に設けられた
上下駆動手段としての空気ばね６に連動連結され、また
この内杆５の上端部には振動手段としてのバイブロフロ
ット７が装備されている。従って、この内杆５は、空気
ばね６及びバイブロフロット７の作動によって所定スト
ローク上下動すると共に、それ自体振動することができ
る。８は、内杆５の下端に一体的に連設された二股状の
フォークである。

【０００８】前記砂供給用ホッパー２内には砂投下口２
ａの下端に、ケーシング１内を密閉するための開閉弁９
と、このケーシング１内にエアを供給するためのエア供
給手段としてのエア供給ノズル１０が設けてある。開閉
弁９は、例えば、ばね（図示省略）によって常時閉弁位
置に付勢され、砂投下時に砂の重量で開弁するようにな
っている。エア供給ノズル１０は、図示は省略するが、
エア供給管を介してエアコンプレッサに接続配管され、
必要時に所要圧力のエアをケーシング１内に噴出させる
ようになっている。

【０００９】前記ケーシング１内にはその内側面に沿っ
て、複数本（例えば２本）のジェットエア供給管１１が
配設され、各ジェットエア供給管１１の上端部はケーシ
ング１の上部から外部へ延出されてエアコンプレッサに
接続されており、その下端は当該ケーシング１の下端ま
で延びている。

【００１０】また、前記ケーシング１の下端には、ケー
シング貫入時に閉じ引き上げ時に開くシュー１２が装備
してある。このシュー１２は、図２に示すように、円板
を二つ割りにした２枚の半割板１３，１３を、ケーシン
グ１下端にその直径方向に横設された支軸１４を介して
開閉自在に枢着してなるものである。これら両半割板１
３，１３は、ケーシング貫入の際に、同図の実線図示の
ような水平姿勢に閉じた位置で、ケーシング１の下端周
縁部に形成された嵌合部１５に圧嵌させることにより、
ケーシング貫入中にケーシング１内に砂が供給されても
その砂の重量で容易に開くことがないようにしている。
この場合、両半割板１３，１３は、地盤が比較的硬けれ
ば、掘削土砂の土圧による上向きの荷重を受けるため、
この土圧によって閉弁姿勢がより確実に保持されること
になる。なお、１６は、前記支軸１４を補強するために
ケーシング１にその直径方向に横設された補強枠であ
る。

【００１１】前記内杆５は、前述したように空気ばね６
によって所定ストローク上下動するが、そのストローク
の上動限位置は、例えば図２に示される二股状フォーク
８の実線図示位置であり、下動限位置は同図の仮想線図
示位置である。従って、前記シュー１２が図２の実線で
示される閉弁位置に保持されている状態で、内杆５が上
動限位置から下動限位置へ下動するとき、ケーシング１
下端の嵌合部１５に圧嵌されていたシュー１２の両半割
板１３，１３が、前記二股状のフォーク８により下向き
に押動されて前記嵌合部１５から離脱し、開弁される。

【００１２】また図２に示すように、シュー１２の各半
割板１３には、ケーシング１内に配設された前記ジェッ
トエア供給管１１の先端ノズル１１ａと対向する位置に
ノズル貫通孔（切欠溝でもよい）１７が設けてあって、
シュー１２が閉弁したとき、各ノズル１１ａがそのノズ
ル貫通孔１７に貫通するようになっている。従って、各
ノズル１１ａによりケーシング１の下端から下方へジェ
ットエアを噴射させることができる。

【００１３】前記空気ばね６は、図１に示すように、前
記基枠４の支柱４ａ沿って上下摺動自在な昇降部材１８
を挟んで上部側のベローズ６ａと下部側のベローズ６ｂ
とを有し、両ベローズ６ａ，６ｂにエアが交互に供給さ
れることにより、これら両ベローズ６ａ，６ｂが交互に
膨張、収縮して、所定ストローク上下往復動し、それに
より内杆５を上下動させるようになっている。前記昇降
部材１８に前記内杆５の上端が連結されている。なお、
図１において、１９は、前記内杆５に設けられたバイブ
ロフロット７をケーシング基部１ａ内において保護する
保護筒体で、ケーシング基部１ａに一体的に支持されて
おり、この保護筒体２３の下端には内杆５を摺動自在に
挿通せしめた弾性カバー２０が取付けてある。

【００１４】次に、上述したような構成を有する装置の
使用によるサンドドレーン打設工法について説明する。

【００１５】先ず、本装置をリーダ（図示省略）の頂部
より適当高さ位置に懸吊支持すると共に、ケーシング１
の先端を地盤上の造成すべき砂杭軸芯位置にセットす
る。また、シュー１２は、その両半割板１３，１３を下
方よりハンマー等で叩いてケーシング１下端の嵌合部１
５に圧嵌した状態で、図２の実線図示のような閉弁位置
に保持しておくと共に、内杆５は上動限位置に停止させ
ておく。

【００１６】しかして、バイブロハンマー３を起動し、
ケーシング１を振動させながら地盤中に貫入してゆく。
このとき、ジェットエア供給管１１の先端ノズル１１ａ
よりケーシング１の下方へジェットエアを噴出させるこ
とにより、ケーシング貫入動作を促進することができ
る。このケーシング貫入中に、砂供給用ホッパー２より
砂をケーシング１内に供給する。なお、空気ばね６及び
バイブロフロット７は停止させておく。

【００１７】また、ケーシング貫入中において、シュー
１２は、その両半割板１３，１３がケーシング１下端の
嵌合部１５に圧嵌されているため、ケーシング１内に供
給された砂の重量によって容易に開くことはなく、また
地盤が泥土のような極めて軟弱な地盤であっても、開く
ことがない。従って、ケーシング貫入中に砂がケーシン
グ１から出たり、掘削土砂や泥水がケーシング１内に侵
入することがない。

【００１８】所定の深さに達したら、バイブロハンマー
３を一旦停止し、開閉弁９を閉じ（この実施例では砂供
給時以外は常時閉じている）、エア供給ノズル１０より
エアをケーシング１内に供給して内圧を高める。また、
ジェットエア供給管１１へのエアの供給を停止させる。
その後、バイブロハンマー３を再起動してケーシング１
全体を振動させ、また空気ばね６を起動して内杆５を所
定ストローク上下動させると共に、バイブロフロット７
を起動してこの内杆５を水平振動させながら、装置全体
を引き上げてゆくことにより、ケーシング１内の砂がそ
の下端から押し出されて地盤中に砂杭を造成し始める。
なお、内杆５の最初の下動により、シュー１２の両半割
板１３，１３が当該内杆５下端の二股状のフォーク８で
押し開かれて開弁する。

【００１９】このケーシング引き上げ中において、ケー
シング１内の砂は、バイブロハンマー３によるケーシン
グ１自体の振動作用と、空気ばね６及びバイブロフロッ
ト７による内杆５の上下動及び水平振動作用とによって
十分に締め固められ、むらのない均一な密度状態とな
る。従って、斯かる状態で上方からエア圧がかかること
により、その砂は、ケーシング１の下端から連続的に圧
密された状態で排出されて、地盤中に、むらなく十分に
締め固まった緻密な砂杭を造成する。なお、砂杭の造成
途中で砂が不足した場合には、一旦上記のような造成作
業を停止して、砂の補給を行い、その後作業を再開して
造成を続行すればよい。

【００２０】地盤表面まで砂杭が造成されたならば、ケ
ーシング１を完全に引き上げ、バイブロハンマー３、空
気ばね６及びバイブロフロット７のそれぞれの作動、及
びエア供給ノズル１０からのエアの供給を停止して、造
成作業を終了する。

【００２１】この実施例では、内杆５の上下駆動手段と
して、空気ばね６を使用したが、空気ばね６に代えて、
エアシリンダや油圧シリンダを使用してもよい。また、
内杆５の振動手段としては、バイブロフロット７以外の
適当なバイブレータを使用でき、更にケーシング振動用
起振機としても、バイブロハンマー３以外の適当なもの
を使用できる。

【００２２】

【発明の作用及び効果】本発明の工法によれば、ケーシ
ング引き上げ中に、ケーシング内の砂は、起振機による
ケーシング全体の振動作用と、上下駆動手段及び振動手
段による内杆の上下動及び振動作用により十分に締め固
められて、むらのない均一な密度状態となる。従って、
斯かる状態で砂の上方からエア圧がかかることにより、
ケーシング内の砂は、そのケーシング下端から連続的に
圧密された状態で排出され、それによって地盤中に、む
らなく十分に締め固まった緻密且つ強固な砂杭を造成す
ることができる。また、この工法によれば、エアの供給
量が少なくて済む上、エアの制御が容易となる。

【００２３】また、シューを、ケーシング貫入時にはケ
ーシング内に供給された砂の重量によって開かないよう
に閉じておいて、ケーシング引き上げ時に内杆の下端部
によって押し開かせるようにすることによって、ケーシ
ング貫入時に掘削土砂や泥水がケーシング内に侵入する
のを阻止することができる。

【００２４】そして、ケーシングの貫入時に、ケーシン
グ内に配管されたジェットエア供給管の先端ノズルより
ケーシングの下方へジェットエアを噴射させる場合に
は、そのジェットエアの噴射圧力により地盤掘削作用を
促進してケーシングの地盤貫入速度を速め、貫入時間を
短縮することができる。

【００２５】また、本発明の装置において、内杆の下端
に二股状のフォークを連設し、シューを、ケーシングの
下端部に当該ケーシングの直径方向に横設した支軸を介
して開閉自在に枢着した２枚の半割板により形成して、
ケーシング内に供給された砂の重量によって開かないよ
うにケーシングの下端周縁部に設けた嵌合部に圧嵌させ
ると共に、内杆の下動に伴うフォークの下動によって押
し開かせるように構成することにより、ケーシング貫入
時には地盤が泥水等のような極めて軟弱な地盤であって
もシューを閉止状態に確実に保持できると共に、ケーシ
ング引き上げ時には特別な開放駆動手段を用いることな
く、前記二股状のフォークによって簡単容易にシューを
開放させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るサンドドレーン打設装置を示す一
部断面側面図である。

【図２】ケーシング先端部の拡大詳細断面図である。

【符号の説明】

１ ケーシング ２ 砂供給用ホッパー ３ バイブロハンマー（ケーシング振動用起振
機） ５ 内杆 ６ 空気ばね（上下駆動手段） ７ バイブロフロット（振動手段） ８ 二股状のフォーク ９ 開閉弁 １０ エア供給ノズル（エア供給手段） １１ ジェットエア供給管 １２ シュー １３ 半割板 １４ 支軸 １５ 嵌合部

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】上部に砂供給用ホッパー及びケーシング振
   動用の起振機を備え、下端にはケーシング貫入時に閉じ
   引き上げ時に開くシューを備えたケーシングと、このケ
   ーシングに挿入配備されていて、それ自体が上下駆動手
   段により所定ストローク上下動すると共に振動手段によ
   り振動する内杆と、前記ケーシング内を密閉するための
   開閉弁及びこのケーシング内にエアを供給するためのエ
   ア供給手段と、を用い、前記内杆を上動限位置に停止さ
   せた状態で、前記ケーシングを振動させながら地盤中に
   貫入し、所定深さに達した後、前記開閉弁を閉じてケー
   シング内にエアを供給し、ケーシングを振動させると共
   に、前記内杆を上下動させ且つ振動させながら、ケーシ
   ングを引き上げて、このケーシング内に供給された砂を
   その下端から排出させることを特徴するサンドドレーン
   打設工法。
2. 【請求項２】前記シューは、ケーシング貫入時にはケー
   シング内に供給された砂の重量によって開かないように
   閉じておいて、ケーシング引き上げ時に前記内杆の下端
   部によって押し開かせるようにすることを特徴とする請
   求項１に記載のサンドドレーン打設工法。
3. 【請求項３】ケーシングの貫入時に、ケーシング内に配
   管されたジェットエア供給管の先端ノズルよりケーシン
   グの下方へジェットエアを噴射させるようにする請求項
   １に記載のサンドドレーン工法。
4. 【請求項４】上部に砂供給用ホッパーを備え且つ下端に
   はケーシングの貫入時に閉じ引き上げ時に開くシューを
   備えたケーシングと、このケーシングに振動を与えるた
   めにケーシング上端部に設けられた起振機と、前記ケー
   シングに挿入配備された内杆と、この内杆を所定ストロ
   ーク上下動させる上下駆動手段及びこの内杆に振動を与
   える振動手段と、前記ケーシング内を密閉するための開
   閉弁及びこのケーシング内にエアを供給するためのエア
   供給手段と、からなるサンドドレーン打設装置。
5. 【請求項５】前記内杆の下端には二股状のフォークを連
   設し、前記シューは、ケーシングの下端部に当該ケーシ
   ングの直径方向に横設した支軸を介して開閉自在に枢着
   した２枚の半割板により形成して、ケーシング貫入時に
   はケーシング内に供給された砂の重量によって開かない
   ようにケーシングの下端周縁部に設けた嵌合部に圧嵌さ
   せると共に、ケーシング引き上げ時に前記内杆下端のフ
   ォークによって押し開かせるように構成したことを特徴
   とする請求項４に記載のサンドドレーン打設装置。
6. 【請求項６】前記ケーシング内にはジェットエア供給管
   を配管し、ケーシング貫入時にその供給管のノズルから
   ケーシングの下端より下方へジェットエアを噴出させる
   ように構成したことを特徴とする請求項４に記載のサン
   ドドレーン打設装置。