JPH0823135B2 - 砂杭造成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、軟弱地盤中に砂杭を造
成してその軟弱地盤を改良する工法に使用される砂杭造
成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、この種の装置は、回転ケーシ
ングと、上端部が砂供給用ホッパーに連通連結されてい
て前記回転ケーシング内に挿入された固定ケーシング
と、この固定ケーシング内に挿通された上下動可能な砂
突き固め用の内杆とを備え、回転ケーシングを回転駆動
手段により回転させながら地盤中所定深さまで掘進した
後、リーダに沿って昇降するバケットコンベヤ等により
砂を前記ホッパーに投入して、固定ケーシング内に供給
し、前記回転ケーシングを引き抜きながら前記固定ケー
シング内の砂をその下端から排出させつつ、また上下駆
動手段により前記内杆を上下動させて、地盤中に砂杭を
造成するようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この種の砂杭造成装置
では、回転ケーシングが地盤中所定深さまで貫入した
後、固定ケーシング内に砂の供給を行う際に、固定ケー
シングに供給された砂の量を砂面検出器で一定量づつ計
測して供給する必要があることから、上記した従来装置
のように、固定ケーシングの上端部に砂供給ホッパーが
連設されていて、このホッパーから砂を直接固定ケーシ
ングに充填供給するようになっている装置では、前記砂
量の計測ごとに砂の供給を中断しなければならず、その
ため施工能率が非常に悪かった。

【０００４】本発明は、上記の課題に鑑み、固定ケーシ
ング内への砂の供給を連続して効率良く行うことのでき
る砂杭造成装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の砂杭造成装置
は、回転駆動手段により駆動される回転ケーシングと、
この回転ケーシング内に挿入され、上端部が大容量の砂
収容タンクに連通連結された固定ケーシングとを備え、
前記砂収容タンクは隔壁によって左右両タンク部に区画
形成されており、各タンク部の上端部は開閉駆動手段に
より駆動される開閉弁を介して砂供給ホッパーに連通連
結されていると共に、各タンク部内の上部には圧力エア
供給手段が設けられていることを特徴とする。

【０００６】

【実施例】実施例について図面を参照して説明すると、
図１は本発明に係る砂杭造成装置の全体を示しており、
この図において１は、リーダ（図示省略）の頂部より昇
降操作用ワイヤー（図示省略）を介して懸吊され且つ前
記リーダのガイドレール（図示省略）に沿って昇降自在
に支持された装置機枠で、この機枠１の上部側に大径で
長さの長い大容量の砂収容タンク２が設けられ、このタ
ンク１の上部両側に一対の砂供給ホッパー３，４が設け
られている。５は前記機枠１の下部に回転自在に垂下連
設された円筒状の回転ケーシングで、前記機枠１下部に
設けられた両側一対の回転駆動手段６，６によって駆動
される。この回転ケーシングには、その全域に亘って多
数の透孔７が穿設されており、この回転ケーシング５の
下端には複数個の掘削刃８がそれぞれ下向き且つ内向き
に一体突設されている。

【０００７】また、９は前記回転ケーシング５内に同心
状に挿入配置された固定ケーシングで、その上端部が前
記砂収容タンク２の漏斗形の底壁部２ａに連通連結され
ている。１０は前記砂収容タンク２を挿通して前記固定
ケーシング９内に上下動可能に垂下挿入された砂突き固
め用の中空状内杆で、この内杆１０の上端部は前記機枠
１の頂部に設置された内杆上下駆動手段１１に連動連結
され、またこの内杆１０の下端部には砂締め固め用の電
動式バイブロフロット１２が設けてある。前記内杆１０
には前記タンク２内において当該内管１０を保護する保
護管１５が外嵌してある。前記バイブロフロット１２の
電動機への給電を行う電線は、図示は省略するが、前記
内杆１０の内部に挿通され、その上部所要箇所から外部
に延出されている。

【０００８】前記砂収容タンク２は、図２で明らかなよ
うに、当該タンク２内部を縦に２分割するようにこのタ
ンク２の内周面と前記保護管１５の外周面との間に介設
された隔壁１６によって左右２つのタンク部１３，１４
に区画形成されている。各タンク部１３，１４は前記タ
ンク２の上壁部２ｂに開口された砂投入口１７を介して
前記各砂供給ホッパー３，４にそれぞれ連通連結されて
おり、各砂投入口１７には開閉弁１８が枢着してあっ
て、この開閉弁１８は開閉駆動手段としてのエアシリン
ダ１９により開閉駆動される。各タンク部１３，１４内
の上部には、圧力エア供給手段としてのエアノズル２０
が設けられていると共に、重錘式砂面検出器の重錘２１
が紐２２を介して垂下されている。

【０００９】前記一対の回転駆動手段６，６は、回転ケ
ーシング５の上端部を挟んでその両側対称位置に配置さ
れていて、各回転駆動手段６における電動機２３の出力
軸２４に固定された小歯車２５が、回転ケーシング５の
上端部外周面に固定された大歯車２６に噛合され、双方
の電動機２３，２３が同一方向に回転することにより各
歯車２５，２６を介して回転ケーシング５が回転駆動さ
れる。

【００１０】前記内杆上下駆動手段１１は、両側一対の
周知構造のエアばね装置２７，２７からなるもので、各
エアばね装置２７の上半部が下動用エアばね２７ａ、下
半部が上動用エアばね２７ｂを構成すると共に、両エア
ばね２７ａ，２７ｂ間に介設された可動枠２８に前記内
杆１０の上端が連結され、可動枠２８は両側一対のガイ
ド支柱２９，２９にスライド可能に支持されおり、しか
してエアコンプレッサからの圧力エアが、各下動用エア
ばね２７ａと上動用エアばね２７ｂとに対し交互に供給
されることにより、両エアばね２７ａ，２７ｂが交互に
伸縮して、内杆１０が所定のストロークで上下動するよ
うになっている。

【００１１】前記回転ケーシング５と固定ケーシング９
との間の空間は、固定ケーシング９側に固着されて回転
ケーシング５内周面に対し摺接可能な複数個のリング状
仕切り部材３０によって上下複数の空間部３１ａ、３１
ｂに区画形成され、各空間部３１ａ、３１ｂには固定ケ
ーシング９の内周面に沿って配管された複数本のエア供
給管３２の先端部が突入されており、しかして外部から
各エア供給管３２に導入される圧力エアが各空間部３１
ａ、３１ｂに供給されるようになっている。

【００１２】次に、上述したような構成を有する砂杭造
成装置の使用方法を説明すると、先ず装置機枠１をリー
ダ頂部より適当高さに懸吊した状態で、回転駆動手段６
を作動させて回転ケーシング５を回転させ、先端の掘削
刃８で掘削しながら、装置機枠１の昇降操作用ワイヤー
を繰り出しつつ回転ケーシング５を地盤中に貫入してゆ
く。尚、このケーシング貫入の際には、前記両タンク部
１３，１４のうち、一方のタンク部１３側の開閉弁１８
は開弁され、他方タンク１４側の開閉弁１８は閉弁され
ている。

【００１３】前記回転ケーシング５が地盤中所定の深さ
に達したならば、前記回転駆動手段６による回転ケーシ
ング５の回転を停止させる。そして、前記リーダの両側
面に沿って昇降する両側一対のバケットコンベヤ（図示
省略）のうち、一方側のバケットコンベヤを稼動させ
て、これに対応する側の砂供給ホッパー３への砂の供給
を開始する。このホッパー３に供給される砂は、これに
連通する一方のタンク部１３に投入されて固定ケーシン
グ９内に充填されてゆく。

【００１４】この砂が固定ケーシング９に充満し更に前
記タンク部１３に溜まって、その砂面がこのタンク部１
３内において所定レベルに達すると、これを前記重錘式
砂面検出器の重錘２１が検出し、この検出信号によっ
て、前記一方側のバケットコンベヤの稼動を停止させ、
且つこのタンク部１３側の開閉弁１８を図１の仮想線図
示のように閉弁させると共に、同タンク１３部側のエア
供給ノズル１９からの圧力エアの供給を開始させる。そ
して前記内杆上下駆動手段１１及びバイブロフロット１
２を作動させて内杆１０を上下動させ且つ振動させなが
ら、前記昇降操作用ワイヤーを巻き上げて回転ケーシン
グ５を引き抜いてゆくことにより、固定ケーシング９内
の砂は、前記タンク部１３内の上方空間部に供給される
圧力エアによって上方から押圧されると共に、前記内杆
１０による突き固め作用及び振動作用で締め固められな
がら、当該固定ケーシング９の下端から押し出されて、
地盤中に漸次砂杭を形成してゆく。

【００１５】上記のように固定ケーシング９下端から砂
が押出されて地盤中に砂杭を形成してゆくに伴い、前記
一方のタンク部１３内の砂面が所定レベルより下がる
と、これを前記重錘式砂面検出器の重錘２１が検出し
て、その検出信号により、他方のタンク部１４側の開閉
弁１８を開弁させ、且つ同タンク１４部側のエア供給ノ
ズル１９からの圧力エアの供給を開始させると共に、他
方側の、即ち砂供給ホッパー４に近い側のバケットコン
ベヤを稼動させ、このバケットコンベヤからの砂を砂供
給ホッパー４を通じてタンク部１４内に供給する。この
とき、固定ケーシング９内には前記一方のタンク部１３
から継続して砂が加圧充填されているため、タンク部１
４からの砂は固定ケーシング９の入口部で停止した状態
にある。

【００１６】前記他方のタンク部１４内に砂が供給され
ている間に前記一方のタンク部１３内の砂が空になる
と、引続き前記他方のタンク部１４からの砂が固定ケー
シング９内に充填される。しかして、このタンク部１４
内の砂面が所定のレベルに達すると、これを同タンク部
１４側の重錘式砂面検出器の重錘２１が検出し、この検
出信号によって、前記他方側のバケットコンベヤの稼動
を停止させ、且つタンク部１４側の開閉弁１８を閉弁さ
せると共に、同タンク部１４側のエア供給ノズル２０か
らの圧力エアの供給を開始させる。それにより、固定ケ
ーシング９内の砂は、タンク部１４内の上方空間部に供
給される圧力エアによって上方から押圧され、前記一方
のタンク部１３からの砂によって形成された砂杭に連続
した砂杭を形成する。

【００１７】以降、上述した操作と同じ操作を繰り返し
て、１本の砂杭を造成するわけであるが、通常は両側の
タンク部１３，１４に一度づつ供給された砂によって１
本の砂杭を形成し、また比較的長い砂杭の場合には上述
の操作を２回以上繰り返すこともある。

【００１８】また、上述した砂杭造成工程における回転
ケーシング５の貫入時には、この回転ケーシング５と固
定ケーシング９との間に形成された上下複数の空間部３
１ａ，３１ｂにそれぞれエア供給管３２を通じて圧力エ
アが供給され、各空間部３１ａ，３１ｂの圧力エアは、
回転ケーシング５の透孔７から周囲の掘孔壁面に噴射さ
れて、掘削土を当該掘孔壁面に圧着せしめ、それにより
掘孔壁面が強化されて壁面の崩落等が防止される。ま
た、回転ケーシング５に設けてある多数の透孔７は、回
転ケーシング５の貫入時に当該ケーシング５が周囲地盤
から受ける強大な土圧による摩擦抵抗を軽減させる作用
があり、従って貫入操作が容易となる。

【００１９】

【発明の作用及び効果】本発明の砂杭造成装置において
は、地盤中への回転ケーシングの貫入を終えた後、固定
ケーシング内への砂の供給を行うにあたって、先ず砂供
給ホッパーから一方のタンク部を通じて固定ケーシング
に砂を供給し、この一方のタンク部に所定量の砂が収容
された時点で、回転ケーシングの引き抜きを開始すると
共に、この一方のタンク部側の開閉弁を閉じて、圧力エ
ア供給手段により圧力エアを供給し、そのエア圧で前記
一方のタンク部内の砂を押圧して固定ケーシング下端か
ら押し出し、地盤中に砂杭を形成してゆく。

【００２０】上記のように固定ケーシング下端から砂が
押出されて地盤中に砂杭を形成してゆくに伴い前記一方
のタンク部内の砂量が減少し始めた段階で、他方のタン
ク部側の開閉弁を開き、且つ同タンク部側の圧力供給手
段により圧力エアを供給すると共に、砂供給ホッパーを
通じて砂を前記他方のタンク部内に供給する。このとき
固定ケーシング内には前記一方のタンク部から継続して
砂が加圧供給されているため、前記他方のタンク部から
の砂は固定ケーシングの入口部で停止した状態にある。

【００２１】前記他方のタンク部内に砂が供給されてい
る間に前記一方のタンク部内の砂が空になると、引続き
前記他方のタンク部からの砂が固定ケーシング内に供給
される。しかして、当該他方のタンク部内に砂が所定量
収容された時点で、当該他方のタンク部側の開閉弁を閉
じると共に、同タンク部側の圧力供給手段により圧力エ
アを供給し、それにより固定ケーシング内の砂を、タン
ク部内の上方空間部に供給される圧力エアによって上方
から押圧し、前記一方のタンク部からの砂によって形成
された砂杭に連続した砂杭を形成する。以降、同様な操
作を繰り返して、地盤中に１本の砂杭を造成する。

【００２２】上記のように本発明の砂杭造成装置によれ
ば、大容量の砂収容タンクを二分割して構成した両側一
対のタンク部を交互に使用するものであるから、１本の
砂杭を形成するに必要な固定ケーシング内への砂の供給
作業を、中断することなく連続的に行うことができ、従
って砂杭造成作業能率を大幅に向上することができる効
果がある。

【００２３】また本発明の砂杭造成装置によれば、固定
ケーシング内に、上下駆動手段に上端部を連動連結させ
た砂突き固め用の内杆を、前記砂収容タンクを貫通して
挿入させることによって、強固な砂杭を形成することが
できる。

【００２４】また、回転ケーシングに多数の透孔を穿設
すると共に、この回転ケーシングと前記固定ケーシング
との間の空間部に圧力エアを供給するように構成した場
合には、前記空間部内の圧力エアが各透孔より噴射して
掘削土を掘孔壁面に付着せしめ、それにより掘孔壁面を
強化して壁面の崩落を防止することができる。更に、前
記空間部を上下複数の空間部に区画形成することによ
り、各空間部の内圧を効果的に高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る砂杭造成装置の実施例を示す縦断
面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。

【符号の説明】

２ 砂収容タンク ３ 砂供給ホッパー ４ 砂供給ホッパー ５ 回転ケーシング ６ 回転駆動手段 ７ 透孔 ９ 固定ケーシング １０ 砂突き固め用の内杆 １１ 内杆上下駆動手段 １３ タンク部 １４ タンク部 １６ 隔壁 １８ 開閉弁 １９ エアシリンダ（開閉駆動手段） ２０ エア供給ノズル（圧力エア供給手段） ３１ａ 空間部 ３１ｂ 空間部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転駆動手段により駆動される回転ケー
   シングと、この回転ケーシング内に挿入され、上端部が
   大容量の砂収容タンクに連通連結された固定ケーシング
   とを備え、前記砂収容タンクは隔壁によって左右両タン
   ク部に区画形成されており、各タンク部の上端部は開閉
   駆動手段により駆動される開閉弁を介して砂供給ホッパ
   ーに連通連結されていると共に、各タンク部内の上部に
   は圧力エア供給手段が設けられている砂杭造成装置。
2. 【請求項２】 前記固定ケーシング内には、前記砂収容
   タンクの上方に設けられた上下駆動手段に上端部を連動
   連結させた砂突き固め用の内杆が、前記砂収容タンクを
   貫通して挿入されている請求項１に記載の砂杭造成装
   置。
3. 【請求項３】 前記回転ケーシングには透孔が多数穿設
   され、この回転ケーシングと前記固定ケーシングとの間
   の空間部に圧力エアが供給されるように構成されてなる
   請求項１または請求項２に記載の砂杭造成装置。
4. 【請求項４】 前記空間部は上下複数の空間部に区画形
   成されてなる請求項３に記載の砂杭造成装置。