JPH09268553A - 砂撒き装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 柱や杭を埋め戻すに際し、掘削坑にバランス
良く土砂を撒いてこれら柱や杭に土圧が偏って作用する
のを抑さえることのできる砂撒き装置を提供することを
課題とする。 【解決手段】 砂撒き装置１０を、掘削坑１の坑口の周
囲に敷設した円環状のレール１１と、土砂排出口２０を
有してレール１１上で回転駆動されるベース枠１２と、
複数の仕切板２６を有してベース枠１２上で回転駆動さ
れる回転枠１３とを備えてなる構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地盤に形成した掘
削坑に杭や例えば構真柱等の柱を立設し、その周囲を土
砂で埋め戻すときに用いて好適な砂撒き装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば、逆打ち工法で高層ビルの
地下部や地下構造物を構築するに際して、構真柱（本設
の鉄骨柱）を立設するには、地盤に掘削坑を形成して構
真柱を所定精度で建て入れた後に、バックホー等を用い
て掘削坑を土砂で埋め戻している。この後、施工の進捗
に伴って地盤を根切りしていき、上方から下方に向けて
前記構真柱に鉄骨梁を取り付けて、前記地下部や地下構
造物を構築するようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たように埋め戻し手段としてバックホー等を用いていた
従来の工法では、掘削坑を埋め戻すときに構真柱の周囲
にバランス良く土砂を投入できるとは限らず、構真柱に
周囲からの土圧が偏って作用して、埋め戻した地盤中で
構真柱が傾斜したり変形してしまうことがある。このた
め、構真柱のセット時には精度良く建て入れを行って
も、埋め戻し後に構真柱がずれたり変形してしまえば、
根切り後に鉄骨梁を取り付けるときに支障が生じてしま
うという問題がある。また、構真柱以外の例えば基礎杭
を立設するに際しても同様の問題が伴っている。本発明
は、以上のような点を考慮してなされたもので、柱や杭
を埋め戻すに際し、掘削坑にバランス良く土砂を撒いて
これら柱や杭に土圧が偏って作用するのを抑さえること
のできる砂撒き装置を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
地盤中に略鉛直に形成された掘削坑内に立設された柱ま
たは杭を埋め戻すためにその周囲に土砂等を撒く装置で
あって、前記掘削坑の坑口の周囲に敷設された環状のレ
ールと、円板状で、その中央部に前記柱または杭を挿通
する開口部が形成されるとともに、その外周側の定めら
れた位置には上下に貫通する土砂排出口が形成され、か
つ前記レール上で前記柱または杭を中心として回転駆動
されるベース枠と、周方向に間隔を隔てて複数の仕切板
を備え、かつ前記ベース枠上でこれとは別体に前記柱ま
たは杭を中心として回転駆動される回転枠とが備えられ
ていることを特徴としている。

【０００５】請求項２に係る発明は、請求項１記載の砂
撒き装置において、前記回転枠の上方に、その下面が定
められた高さに位置するカッティングプレートが設けら
れていることを特徴としている。

【０００６】請求項３に係る発明は、請求項１または２
記載の砂撒き装置において、前記ベース枠にはその回転
速度を制御する制御手段が備えられて、前記土砂排出部
が定められた位置に位置したときに前記ベース枠の回転
を停止または減速できる構成とされていることを特徴と
している。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る砂撒き装置の
第一および第二の実施の形態の一例を、図１ないし図３
を参照して説明する。 ［第一の実施の形態］図１は、本発明にかかる砂撒き装
置を用いて掘削坑に立設した構真柱（柱）を埋め戻して
いる状態を示している。この図に示すように、地盤Ｇに
略鉛直に所定深さまで掘削された掘削坑１には、鉄骨製
の構真柱（柱）２が立設されている。この構真柱２は、
掘削坑１の底部に打設されたコンクリート４に下部３ａ
が貫入された鋼製の支持部材３に接続されて支持されて
おり、その鉛直度及び水平方向の位置は所定の精度で建
て入れ調整されている。また、掘削坑１の上部には、地
盤Ｇの崩壊を防ぐため、円筒状の鋼管からなるスタンド
パイプ５が、その頭部を地上に所定長突出させて設けら
れている。

【０００８】このような構真柱２が立設されている掘削
坑１の坑口部には、砂撒き装置１０が設置されている。
図２に示すように、砂撒き装置１０は、スタンドパイプ
５上に設けられたレール１１と、該レール１１上に配置
されたベース枠１２と、該ベース枠１２上に配置された
回転枠１３とから概略構成されている。

【０００９】レール１１は、スタンドパイプ５の上端周
縁部に沿った円環状のレール本体１５が、ボルト等の固
定金具１６によって着脱自在にスタンドパイプ５に固定
された構成となっている。

【００１０】ベース枠１２は、中央部に構真柱２を通す
ための円形の開口部１７ａが形成された円板状のベース
部１７と、ベース部１７の内周端縁部から上方に向けて
延出する円筒状の内周壁部１８とから形成されている。
ベース部１７の下面には、前記レール１１のレール本体
１５上を走行自在な車輪１９が周方向に複数備えられて
いる。これによって、ベース枠１２はレール１１上で構
真柱２を中心として回転自在な構成となっている。ま
た、ベース部１７には、内周壁部１８の外周側に、周方
向に所定長を有しかつ上下に貫通した土砂排出口２０が
形成されている。さらにベース部１７の上面には、土砂
排出口２０の外周側に、内周壁部１８と同心円上に配置
された、円環状でかつ所定高さを有するガイド部材２１
が一体に形成されている。

【００１１】回転枠１３は、円環状のフレーム２３に一
体に設けられて、ベース枠１２の内周壁部１８よりも一
定寸法大きな径を有し、かつ土砂排出口２０よりも外周
側に位置して、その高さが内周壁部１８よりも所定寸法
低く設定された円筒状の外周壁部（周壁部）２４と、フ
レーム２３の下面に周方向に複数設けられ、前記ベース
枠１２のベース部１７上においてガイド部材２１の外周
側で走行自在とされた車輪２５とを備えた構成となって
いる。これによって、回転枠１３は、ベース枠１２上で
構真柱２を中心として回転自在とされている。外周壁部
２４の内周面には、中心に向けて延出する板状の仕切板
２６が、周方向に所定間隔毎に設けられている。これに
より、回転枠１３の外周壁部２４と前記ベース枠１２の
内周壁部１８との間の空間には、これら仕切板２６によ
って仕切られて複数の隔室２７，２７，…が形成された
構成となっている。

【００１２】このようにしてベース枠１２上で回転枠１
３が回転する時に浮き上がるのを防ぐために、フレーム
２３の上方位置には、押えローラ２８，２８，…が設け
られている。

【００１３】また、回転枠１３の外周壁部２４の上方に
は、下端周縁部が外周壁部２４の上端周縁部の近傍に位
置し、かつ上方に行くにしたがいその径寸法が拡径する
円環状のシュート２９が、レール１１にブラケット１１
ａを介して一体に設けられている。

【００１４】このシュート２９の内側の所定位置には、
下端縁部３０ａがベース枠１２の内周壁部１８と回転枠
１３の外周壁部２４との間に水平に位置し、かつ上方に
行くにしたがい回転枠１３の回転駆動方向と同じ方向に
傾斜して形成されたカッティングプレート３０が一体に
設けられている。このカッティングプレート３０の下端
縁部３０ａは、外周壁部２４の高さよりも低く設定され
ている。

【００１５】このようなベース枠１２，回転枠１３に
は、それぞれを回転駆動させるため、以下のような構成
からなる駆動機構３１が備えられている。ベース枠１２
の下面には、車輪１９，１９，…を回転駆動させるため
の駆動モータ３２が設けられている。また、ベース枠１
２の上面には、駆動モータ３３が設けられており、その
駆動軸にはピニオンギヤ３４が備えられている。一方、
回転枠１３のフレーム２３には、円環状に延在してピニ
オンギヤ３４に噛み合うラックギヤ３５が備えられてい
る。これにより、駆動モータ３３でピニオンギヤ３４を
回転駆動させると、ラックギヤ３５と一体に回転枠１３
が回転駆動されるようになっている。

【００１６】また、これら駆動機構３１の駆動モータ３
１，３２に電力を送給するため、前記レール１１にはト
ロリーバー３６が設けられている。

【００１７】さらに、レール１１には、これら駆動モー
タ３１，３２の作動を制御するための制御装置３７も設
けられている。制御装置３７においては、駆動モータ３
１，３２のオンーオフだけでなく、その作動速度の制御
も行えるようになっている。

【００１８】次に、このような構成からなる砂撒き装置
１０で、掘削坑１内に立設した構真柱２を埋め戻す方法
について説明する。図１に示したように、まず、地盤Ｇ
の所定位置にスタンドパイプ５を打ち込み、その内側の
地盤Ｇを掘削して掘削坑１を所定深さまで掘削した後、
予め地上で接続した構真柱２と支持部材３とを掘削坑１
内に挿入する。そして、構真柱２を建て入れ調整してそ
の鉛直度及び水平面内での位置を調整した後、掘削坑１
の底部にコンクリート４を打設する。

【００１９】この後、スタンドパイプ５の上端部に砂撒
き装置１０をセットする。

【００２０】また、この砂撒き装置１０に、埋め戻しに
使用する砂を供給するため、供給コンベア４０，油圧シ
ョベル４１をセットする。

【００２１】さらに、砂撒き作業中における構真柱２の
変位を観測するため、観測システム４２を配置する。こ
の観測システム４２には、例えばトータルステーション
４３を用いる。このトータルステーション４３は、観測
すべき対象物に設置した反射ミラーに向けて光波とレー
ザー光を照射し、光波の照射角と、レーザー光の照射位
置とを検出することによって、対象物の三次元位置座標
を測定できるようになっている。ここでは、構真柱２の
頭部に反射ミラー４４を設置するとともに、基準点とな
る位置に基準点ミラー４５を固定設置することによっ
て、トータルステーション４３で基準点に対する構真柱
２の変位を観測するようにする。

【００２２】このようにして、各装置の設置が完了した
後、掘削坑１の構真柱２の周囲への埋め戻し作業を行
う。これにはまず、図２に示した砂撒き装置１０を作動
させて、駆動機構３１によってベース枠１２，回転枠１
３をそれぞれ所定速度で同方向（図中矢印方向）に回転
駆動させるが、このとき、例えばベース枠１２の回転速
度を１ｒｐｍ程度とし、回転枠１３の回転速度をベース
枠１２よりも速く設定する。

【００２３】そして、図１に示した油圧ショベル４１で
供給コンベア４０に砂を搭載する。すると供給コンベア
４０によって砂が砂撒き装置１０に搬送される。図２に
示した砂撒き装置１０では、供給コンベア４０から供給
される砂は、ベース枠１２と回転枠１３との間の仕切板
２６，２６，…によって仕切られた隔室２７，２７，…
に投入される。各隔室２７内に投入された砂は、ベース
枠１２よりも速く回転駆動されている回転枠１３によっ
て周方向（図中矢印方向）に搬送され、ベース枠１２に
設けられたカッティングプレート３０によってその上面
が均された後、ベース枠１２の土砂排出口２０から排出
されて下方の掘削坑１内に撒かれるようになっている。
このとき、ベース枠１２は所定の一定速度で回転駆動さ
れているので、掘削坑１内には一定速度で回転する土砂
排出口２０から排出される砂が構真柱２の周囲にバラン
ス良く撒かれるようになっている。

【００２４】ところで、砂撒き装置１０による砂撒き作
業中、トータルステーション４３で構真柱２の位置を観
測し、万が一、構真柱２が許容範囲以上に変位したこと
を検出したときには、制御装置３７でベース枠１２の回
転速度を制御する。このときには、構真柱２が変位した
方向の反対側にベース枠１２の土砂排出口２０が到達し
たときに、ベース枠１２の回転速度を減速、あるいは回
転を所定時間停止させるようにする。このようにして、
構真柱２が変位した方向の反対側に砂を重点的に撒くこ
とによって、変位を矯正し、その変位量が許容範囲以下
に収まった後には、制御装置３７でベース枠１２の回転
速度を一定に保つよう制御して、砂撒き作業を続行す
る。

【００２５】この後、掘削坑１内の所定深さまで砂を撒
くことによって、埋め戻しが完了する。

【００２６】上述した砂撒き装置１０は、掘削坑１の坑
口の周囲に敷設された円環状のレール１１と、土砂排出
口２０を有して、レール１１上で回転駆動されるベース
枠１２と、複数の仕切板２６を有して、ベース枠１２上
で回転駆動される回転枠１３とが備えられた構成となっ
ている。これにより、ベース枠１２を回転させつつ、回
転枠１３で土砂排出口２０に砂を搬送することによっ
て、構真柱２の周囲の掘削坑１内に均一に砂を撒くこと
ができるので、従来のようにバックホー等を用いる場合
に比較して、その作業を容易かつ効率良く行うことがで
きるのはもちろんのこと、埋め戻した砂によって構真柱
２に土圧が偏って作用するのを抑えて、構真柱２が変形
したり変位したりするのを防止することができる。この
結果、構真柱２の施工を精度良く行うことができ、埋め
戻し後に地盤Ｇを根切りして構真柱２に鉄骨梁等を組み
つけるに際しても、その施工を容易に行うことが可能と
なる。

【００２７】また、回転枠１３の上方には、その下面が
定められた高さに位置するカッティングプレート３０が
設けられた構成となっている。このカッティングプレー
ト３０によって、回転枠１３の各隔室２７内に収められ
て搬送される砂の上面を均して余分な砂を次の隔室２７
側に移すことができるので、砂を定量化して均一に搬送
することができる。これによっても、構真柱２の周囲に
砂を均一に撒くことに貢献することができ、前記効果を
より一層顕著なものとすることができる。

【００２８】さらに、ベース枠１２，回転枠１３を回転
駆動するための駆動モータ３２，３３が、制御装置３７
によって、その回転速度を制御できる構成となってい
る。これにより、構真柱２の周囲の一部に砂が集中した
場合に、その反対側にベース枠１２の土砂排出口２０が
到達したときにその回転速度を減速あるいは停止させる
ことによって、砂を均一化させることが可能となる。

【００２９】加えて、砂撒き装置１０で砂を撒くとき
に、観測システム４２で構真柱２の変位を観測する構成
としたので、構真柱２の周囲の一部に砂が集中するのを
検知することができ、制御装置３７でベース枠１２の回
転速度を制御するに際しても、減速あるいは停止させる
位置を正確に把握することができる。しかも観測システ
ム４２には、トータルステーション４３を用いる構成と
したので、その観測作業を容易かつ正確に行うことがで
きる。

【００３０】なお、上記第一の実施の形態において、ベ
ース枠１２の内周壁部１８と、回転枠１３の外周壁部２
４との間の空間で砂を搬送する構成としたが、例えば回
転枠１３を、内周壁部と外周壁部２４とを仕切板２６，
２６，…によって一体化した構成として砂を搬送するよ
うにしてもよい。さらに、構真柱２の変位を観測するた
めに、トータルステーション４３を用いる構成とした
が、このトータルステーション４３に代えて、例えば構
真柱２の頭部のＸーＹ４方向にロードセルをセットし、
頭部の水平方向荷重の偏りを検出することによって構真
柱２の変位を観測することも可能であり、これによって
も砂の最適の撒き出し位置を得ることができる。

【００３１】［第二の実施の形態］次に、本発明に係る
砂撒き装置の他の一例について説明する。なお、以下の
説明において、前記第一の実施の形態と共通する構成に
ついては、同一符号を付しその説明を省略する。

【００３２】図３に示すように、砂撒き装置５０は、ス
タンドパイプ５上に設けられたレール枠５１と、該レー
ル枠５１上に配置されたベース枠５２と、該ベース枠５
２上に配置された回転枠５３とから概略構成されてい
る。

【００３３】レール枠５１は、平面視環状でその上面が
平板状とされたレール部（レール）５４と、その外周側
に形成された駆動部５５とから構成されている。駆動部
５５には、ベース枠５２，回転枠５３をそれぞれ回転駆
動させるための駆動モータ５６，５７および駆動シャフ
ト５８，５９が備えられている。駆動モータ５６，５７
と駆動シャフト５８，５９は、図示しないシャフト、チ
ェーンなどを介して連結されている。

【００３４】ベース枠５２は、レール枠５１のレール部
５４の上方に位置する環状の外周部５２ａと、その内周
側に形成されてレール部５４の内側に位置する環状の内
周部５２ｂとが段違いに形成された構成となっている。
そして、外周部５２ａの下面には、前記レール部５４の
上面において回転自在なローラ６０，６０，…が設けら
れている。これによりベース枠５２はレール枠５１のレ
ール部５４上で回転自在となっている。また、前記レー
ル枠５１の内周縁部にはベース枠５２をガイドするガイ
ドローラ６１，６１，…が設けられている。

【００３５】このベース枠５２の内周部５２ｂには、周
方向に所定長を有しかつ上下に貫通した土砂排出口６２
が形成されている。そして、ベース枠５２の外周部５２
ａの外周面には、駆動シャフト５８の駆動ギヤ５８ａに
かみ合うギヤ６３が形成されており、駆動モータ５６に
よってこのベース枠５２が回転駆動されるようになって
いる。

【００３６】回転枠５３は、ベース枠５２の外周部５２
ａの上方に位置するすり鉢状の外周部５３ａと、ベース
枠５２の内周部５２ｂの上方において、周方向に複数設
けられた仕切り板６４とから形成されている。外周部５
３ａには、ベース枠５２の外周部５２ａ上で回転自在な
車輪６５，６５，…が設けられており、これによってこ
の回転枠５３はベース枠５２上で回転自在とされてい
る。また、この外周部５３ａの外周面には、駆動シャフ
ト５９の駆動ギヤ５９ａにかみ合うギヤ６６が形成され
ており、駆動モータ５７によって、この回転枠５３が回
転駆動されるようになっている。

【００３７】このような砂撒き装置５０においては、そ
の運転方法および制御方法は、上記第一の実施の形態に
おける砂撒き装置１０と同様であり、ベース枠５２、回
転枠５３を所定速度で回転駆動させることによって、掘
削坑１内の構真柱２の周囲に砂をバランスよく撒くこと
ができる。これにより、上記第一の実施の形態と同様の
効果を奏することができる。さらには、ベース枠５２、
回転枠５３を回転駆動するための駆動部５５が、レール
枠５１に設けられた構成となっているので、ベース枠５
２、回転枠５３を、上記第一の実施の形態における砂撒
き装置１０のベース枠１２、回転枠１３よりも軽量なも
のとすることができ、これによって駆動モータ５６，５
７に必要とされる駆動力が低くてすみ、砂撒き装置５０
の製作コストを抑えることができる。また、駆動部５５
のメンテナンス性を向上させることもできる。

【００３８】なお、上記第一および第二の実施の形態に
おいて、砂撒き装置１０，５０で構真柱２を埋め戻す場
合を例にとって説明したが、もちろん、本発明にかかる
砂撒き装置を、これ以外の、例えば杭を埋め戻す場合
や、各種柱状，杭状の埋設物を埋設する場合にも適用す
ることが可能である。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係る砂
撒き装置によれば、掘削坑の周囲に敷設した環状のレー
ルと、土砂排出口を有してレール上で柱または杭を中心
として回転駆動されるベース枠と、複数の仕切板を有し
てベース枠上で回転駆動される回転枠とを備えた構成と
なっている。これにより、ベース枠を回転させつつ、回
転枠で土砂排出口に砂を搬送することによって、柱また
は杭の周囲の掘削坑内に均一に砂を撒くことができるの
で、その作業を容易かつ効率良く行うことができるのは
もちろんのこと、埋め戻した砂によって柱や杭に土圧が
偏って作用するのを抑えることができる。この結果、柱
や杭の建て入れ精度を維持することができ、また埋め戻
し後の施工を容易に行うことが可能となる。

【００４０】請求項２に係る砂撒き装置によれば、回転
枠の上方に、その下面を定められた高さに位置させたカ
ッティングプレートを設ける構成とした。これにより、
回転枠で各仕切板間の空間に収められて搬送される砂の
上面を均し、余分な砂を次の空間側に移すことができる
ので、砂を定量化して均一に搬送することができる。こ
れによっても、構真柱の周囲に砂を均一に撒くことに貢
献することができ、請求項１にかかる効果をより一層顕
著なものとすることができる。

【００４１】請求項３に係る砂撒き装置によれば、ベー
ス枠にその回転速度を制御する制御手段を備えて、土砂
排出部が定められた位置に位置したときに、ベース枠の
回転を停止または減速できる構成とした。これにより、
柱や杭の周囲の一部に土砂が集中した場合に、その反対
側にベース枠の土砂排出口が到達したときに減速あるい
は停止させることによって、砂を均一化させることが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る砂撒き装置の一例を示す図であっ
て、該砂撒き装置を適用して、構真柱の埋め戻し作業を
行っている状態を示す立断面図である。

【図２】前記砂撒き装置の構造を示す平面図及び立断面
図である。

【図３】本発明に係る砂撒き装置の他の一例を示す立断
面図である。

【符号の説明】

１ 掘削坑 ２ 構真柱（柱） １０，５０ 砂撒き装置 １１ レール １２，５２ ベース枠 １３，５３ 回転枠 ２０，６２ 土砂排出口 ２６ 仕切板 ３０ カッティングプレート ５４ レール部（レール）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地盤中に略鉛直に形成された掘削坑内に
   立設された柱または杭を埋め戻すためにその周囲に土砂
   等を撒く装置であって、前記掘削坑の坑口の周囲に敷設
   された環状のレールと、円板状で、その中央部に前記柱
   または杭を挿通する開口部が形成されるとともに、その
   外周側の定められた位置には上下に貫通する土砂排出口
   が形成され、かつ前記レール上で前記柱または杭を中心
   として回転駆動されるベース枠と、周方向に間隔を隔て
   て複数の仕切板を備え、かつ前記ベース枠上でこれとは
   別体に前記柱または杭を中心として回転駆動される回転
   枠とが備えられていることを特徴とする砂撒き装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の砂撒き装置において、前
   記回転枠の上方に、その下面が定められた高さに位置す
   るカッティングプレートが設けられていることを特徴と
   する砂撒き装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の砂撒き装置にお
   いて、前記ベース枠にはその回転速度を制御する制御手
   段が備えられて、前記土砂排出部が定められた位置に位
   置したときに前記ベース枠の回転を停止または減速でき
   る構成とされていることを特徴とする砂撒き装置。