JPS59102011A - 砂杭造成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、軟弱な地盤を改良するために軟弱地盤中に砂
杭を造成する砂杭造成装置に関する。

従来より砂杭を造成する装置は種々提供されているが、
その代表例として起振機を用いた所謂バイブロ式の装置
があり、これは装置上部に装備した起振機により外管（
ケーシング）及び内管に振動を与えると共に、流体圧シ
リンダ等の上下振動手段によって内管を起振機による振
動よりははるかに大きい振幅で上下振動させて外管中の
砂を突き固めながら砂杭を形成するようにしたものであ
る。ところがこのタイプの装置は起振機を用いたもので
ありしかも起振機が外部に露呈していることから、使用
中非常に烈しい振動と騒音を発生し、また内外管に小振
幅の振動を与える起振機と内管を大振幅で上下振動させ
る振動装置との２つの振動手段を用いるために装置全体
が大型化且つ複雑化してコストの高騰を来す問題があっ
た。また、他の砂杭造成装置としテ、内管を上下駆動手
段により上下振動させると粟に、外管の外周側面に峻旋
状掘削刃を設けてこの外管を回転駆動手段により回転さ
せるようにしたものがあるが、このように外管を連続回
転させる構造のものであれば、一般に外管の先端又は中
間部からジェットエアを噴出させて外管の外周側面とそ
の周囲の地盤との摩擦抵抗を緩和させるのに使用させる
ジェットエア送給パイプの接続配管が困難となる。即ち
、通常外管に配管されているジェットエア送給パイプに
は地上に設置しであるコンプレッサからの圧力エアが連
結パイプを介して供給されるようになっているが、上記
のように外管が連続回転するものであるとその外管への
接続配管が通常の方法では不可能であり、また特別の配
管にしても回転する外管に対しジェットエア送給パイプ
を自由に配管することができなかった。

更に、前者のバイブロ式装置にあっては上下振動手段及
び起振機の双方が、また後者の装置にあっては上下振動
手段及び回転駆動手段の双方が、いずれも夫々の装置の
上方部に配備されており、従ってこれら振動手段及び起
振機、あるいは振動手段及び回転駆動手段が相当の重量
物となることから、作業初期においてそれらの重量物を
背高のリーダの頂部に位置させると、装置の重心位置が
高位置に設定されることとなって不安定な状態での作業
を余儀なくされると云った問題があった。

本発明は上述したような従来装置の問題点を解消するこ
とのできる新規な砂杭造成装置を提供することを目的と
したもので、以下その一実施例を図面に基づいて説明す
る。

第１図は砂杭造成装置の全体正面図を、第２図はその要
部側面図を示したもので、これらの図においてｌはリー
ダ２の頂部よりワイヤー（図示省略）を介して懸吊され
且つリーダ２のガイドレール３にガイド４を介して昇降
自在に支持された機枠であり、この機枠１の下部に砂投
入用ホンパー５が一体装備されている。６は角筒状ケー
シングで、ホンパー５の下端部に回転自在に垂下連設さ
れており、７はこのケーシング６の昇降を可能としなが
らこのケーシング６に反転力を伝達する反転駆動手段で
、リーダ２の下方部に固定された支持フレーム８上に設
けられている。９は円筒状の中管で、ケーシング６内に
同心的に挿入されていて、該ケーシング６との間に砂挿
通路１０を形成しおり、また中管９の上端部はホッパ−
５内部を通って機枠１下端部内まで延びてそこで回転自
在に支持されている。そしてこの中管９は上端部及び中
間部においてそれぞれ周方向に間隔をおいて配設された
複数枚（例えば４枚）の連結プレー）１１・・・、１２
・・・によってケーシング６と一体的に連結されており
、従ってケーシング６と中管９とは一体回転可能となる
。１３は中管９内に挿通された円筒状内管（中空状でも
中実状でもよい）で、この内管１３の上端は中管９上端
を越えて更に上方に延び、また下端は中管９下端を越え
て更に下方へ延びており、そしてこの内管１３は、機枠
１内に装備されていて所定ストローク間を上下振動する
上下振動手段としてのエアばね装置１４に連動連結され
ており、従って内管１３はエアばね装置１４と同じスト
ローク即ち同じ振幅で上下振動するようになっている。

また内管１３の下方部には、該内管１３が上下振動する
際に中管９の下端に設けたストッパ部１５に衝当する下
部衝当部１６及び下部衝当部１７が上下方向に所定間隔
をおいて一体的に設けられていて、ケーシング６の打ち
込み時には下部衝当部１６のみがストッパ部１５に衝当
し、ケーシング６の引き抜き時には下部衝当部１７のみ
がストッパ部１５に衝当し、而してこのような下部衝当
部１６のストッパ部１５へのｆ！ｉ当により生じる下方
向への衝撃力が中管９から連結板１１．１２を介してケ
ーシング６に伝わり、このケーシング６に作用する下向
きの衝撃力によってケーシング６が地盤中に打ち込まれ
てゆくことになり、また下部衝当部１７のストッパ部１
５への衝当によって中管９に上方向への衝撃力が生じこ
の上向きの衝撃力が連結板１１．１２を通じてケーシン
グ６に伝わってケーシング６の引き抜き作用を促進させ
ることになる。１８はケーシング６の下端に複数枚の連
結プレート１９を介して該ケーシング６と同心的に且つ
一体的に連結された両端開口の円筒状ケーシングヘッド
で、ケーシング６より大きい径を有している（第４図参
照）。

前記反転駆動手段７は第１図及び第３図で明らかなよう
に、角筒状ケーシング６が挿通可能な中空回筒状回転体
２０の内部に、四つのガイドローラ２１・・・を、該ケ
ーシング６の外周面即ち四側面に夫々転接可能にして且
つ該ケーシング６を囲繞するように配置して、各ガイド
ローラ２１をピン２２により回転自在に軸架すると共に
、該回転体２ｏの外周面にスプロケソ）２３．２４を上
下二段に亘って配設し、斯る円筒状回転体２０を、リー
ダ２側がら延出されている支持フレーム８上に固定され
た中空円筒状の基台２５に、軸受２６を介して回転自在
に支承し、上記スプロケット２３．２４には第３図で示
す如くチェーン２７．２８を夫々半周ずつ且つ互いに逆
方向から掛は渡し、上段側のチェーン２７の両端を支持
フレーム８上の片側に配設した一対一組のエアーシリン
ダ（油圧シリンダでもよい）　２９Ａ、　２９Ｂの夫々
のピストンロッド２９ａ　、　２９ｂに連結し、また下
段側のチェーン２８の両端を同フレーム８上の他側に配
設した同じく一対一組のエアーシリンダ（又は油圧シリ
ンダ）３０Ａ、３０Ｂの夫々のピストンロッド３０ａ　
、　３０ｂに連結してなるものである。

尚、エアーシリンダ２９Ａ、２９Ｂ及び３０Ａ、３０Ｂ
は支持フレーム８に固定の取付台３１．３２上に固装さ
れている。この反転駆動手段の操作にあたっては、一方
の組のエアーシリンダ２９Ａ、２９Ｂに対する圧力エア
ーの給排を交互に行わせ、且つこれと同期して他方の組
のエアーシリンダ３０Ａ、３０Ｂに対すル圧力エアーの
給排を上記一方の組のエアーシリンダ２９Ａ、２９Ｂと
はその給排が逆の関係となるように交互に行わせること
により、上下２段のスプロケット２３．２４及びこれら
に掛けられたチェーン２７、２８を介して前記円筒状回
転体２０を例えば９０゜ずつ反転駆動させることができ
、而してこの回転体２０の反転動作によってガイドロー
ラ２２・・・を介し角筒状ケーシング６を反転させるよ
うにしている。

この場合、ケーシング６はその反転動作に関係なくそれ
自体に自由に上下動可能である。またケーシング６が中
管９と一体に構成されていることからこのケーシング６
の反転により中管９も同時に反転し、且つ上下動するこ
とができる。

また、前記機枠４は、下架台３３の四隅部に前後左右四
本の支柱３４・・・を立設し、これら支柱３４・・・の
上端に上架台３５を固定してなるもので、この機枠１の
上下架台３３．３５間にエアーばね装置１４が装備され
、また下架台３５の中央部に中管９の上端部が軸受装置
３６を介して回転自在に保持されている。

エアーばね装置１４は、支柱３４・・・に可動台３７を
上下摺動可能に暇付け、この可動台３７と上架台３５と
の間に下動用エアーばね３８を各支柱３４に套嵌させた
状態で四個介装すると共に、該可動台３７と下架台３３
との間に上動用エアーばね３９を同様にして四個介装し
、そして下動用エアーばね３８にエアー流通管（図示せ
ず）からの枝管（図示せず）を接続し、上動用エアーば
ね３９にも同様にエアー流通管からの枝管を接続し、こ
れらの各エアー流通管に設けた送気口及び排気口（図示
せず）にエアーコンプレッサ（図示せず）からのエアー
ホース等（図示せず）をソレノイドバルブ（図示せず）
を介して接続し、このソレノイドバルブの切換によりコ
ンプレッサからのエアーを下動用ばね３８と上動用エア
ーばね３９とに交互に圧入したり抜いたりして下動用エ
アーばね３８と上動用エアーばね３９とを交互に伸縮さ
せ、それにより上記可動台３７を下架台３３と上架台３
５との間において所定のストロークで上下振動させるよ
うに構成してなるものである。上記機枠１の可動台３７
に前記内管９の上端が固定されており、従ってエアーば
ね装置１４の作動による可動台３７の上下振動により内
管１３が可動台３７と同じストロークにて上下振動する
ことになる。

上記エアーばね装置１４において上下動する可動台３７
の移動路、例えばエアーばね３８．３９の側面に、例え
ばケーシング６の打ち込み時のみ通電されて動作するリ
ミットスイッチ（図示せず）及びケーシング６引き抜き
時のみ通電されて動作するリミットスイッチ（図示せず
）を配備すると共に、打ち込み時用のリミットスイッチ
は可動台３７の上昇行程におけるストローク終端の適宜
手前に設置し、また引き抜き時用のりミントスイッチは
可動台３７の下降行程におけるストローク終端の適宜手
前に設置し、そしてこれらのリミットスイッチをエアー
ばね装置１４のエアー流通管に介設した上記ソレノイド
バルブに電気的に接続しておく。而してケ０ −シング打ち込みに際しては可動台３７がその下降行程
のストローク終端まで下降すると内管１３の下降により
上部衝当部１６が中管９のストッパ部１５に衝当するが
、可動台３７の上昇時にはこの可動台３７はその上昇行
程のストローク終端に至る手前でリミットスイッチを蹴
って上昇が停止され、それによって内管１３の下部衝当
部１７がストッパ部１５に衝当することがなく、その後
もこれと同様の操作が繰り返されてケーシング打ち込み
中は上部衝当部１６のみが内管１３のストッパ部１５に
ｉ１当するようになる。またケーシング引き抜きに際し
ては可動台３７の下降時にそのストローク終端に至る手
前でリミットスイッチによりその下降を制限され、それ
によって下部衝当部１７のみが内管１３のストッパ部１
５に衝当するようになっている。

上述したような構成を有する砂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
高さにすると共にガイド４を介してガイドレール３で支
持し、そして反転駆動手段７を作動させてケーシング６
を例えば９０°ずつ連続目 的に反転駆動させると共に、エアーばね装置１４を作動
させて内管１３を上下振動させる。このような状態から
昇降操作用ワイヤー（図示せず）を繰り出して機枠１を
下降させ、そしてケーシング６の連続反転動作と、上部
衝当部１６のストッパ部１５への衝当により中管９を介
してケーシング６に作用する下向きの衝撃力とによって
、ケーシング６を地盤中に貫入せしめていく。こうして
ケーシング６を地盤中の所定深さまで貫入させた後、ホ
ンパー５より砂をケーシング６と中管９との間の砂挿通
路１０に投入しながら上記昇降操作用ワイヤーの巻取り
により機枠ｌを徐々に上昇させてケーシング６の引き抜
き操作に入る。この引き抜き操作に際しては、ケーシン
グ６の反転動作及び内管Ｉ３の上下振動作用を打ち込み
時と同様に行わせるが、打ち込み時とは逆に下部衝当部
１７のみをストッパ部１５に衝当させるようにし、而し
てケーシング６の連続反転動作と、この下部衝当部１７
の衝当によりケーシング６に作用する上向きの衝撃力と
によってケーシング６を地盤中から引き抜いてゆく。

２ またこの場合において、砂挿通路１０内に投入された砂
はケーシング６先端部に設けられたケーシングヘッド１
８内に供給され、そこで内管１３のヘッド４０により突
き固められてケーシング６の上昇に伴い緻密で強固な砂
杭を形成する。また、上述した打ち込み操作及び引き抜
き操作において下部衝当部１６ないし下部衝当部１７が
ストッパ部１５に衝当するときの衝撃音はケーシング６
内で発せられるためこのケーシング６で遮音されて本装
置の外部に大きく反響することがなく、そして衝当部１
６．１７をできる限り内管１３の下方部に設けておけば
砂杭造成作業中ケーシング６下方部はほとんど地盤中に
埋入した状態にあるから遮音効果が一段と良くなり、更
に図示は省略するが内管１３と中管９との間に遮音部材
を適宜設けることによりより一層の遮音効果を発揮させ
ることができる。

尚、図示は省略するが、ケーシング６の外側面には機枠
１側からホッパー５を通って延出された複数本のジェッ
トエアー送給パイプがケーシング６の軸方向に配管され
ていて、これらのパイプは３ れぞれの先端をケーシング６の中間及び下端部（ケーシ
ングヘッド１８も含む）において開口し更にはケーシン
グ６下端部からケーシング６内側に向けて開口するパイ
プもあり、そしてこれらのパイプの上端部分すなわちホ
ンパー５からこのケーシング６に至る部分はケーシング
６の反転動作に支障を来さないように可撓性のパイプを
用いると共に若干のたわみをもたせた状態で延設されて
いる。

従ってこれらのジェットエアー送給パイプに図外エアー
コンプレッサからの圧力エアーが送給されそれぞれの先
端開口ノズルよりジェットエアーがケーシング６外周面
部あるいはケーシング６先端部内に噴射され、それによ
ってケーシング６とその周囲地盤との間の摩擦抵抗が緩
和され、またケーシング６内軒投入された砂がケーシン
グヘッド１８先端から有効に押し出されるようになる。

上述した実施例においては内管１３を中空状のものとし
て例示しているが、この内管１３は中実状のいわゆるロ
ンド状体でもよい。

以上説明したように本発明の砂杭造成装置によ４ れば、従来のように外管（ケーシング）ないし内管に小
振幅の振動を与える所謂起振機を使用するものではなく
、中管に衝当部を設けてこの衝当部を中管に設けたスト
ッパ部に衝当させこの衝当による衝撃力を中管と一体に
連結されたケーシングに伝えてその衝撃力でケーシング
の打ち込み、引き抜きを行わせるようにしているので、
衝当部とストッパ部との衝当による衝撃音はケーシング
で遮音させることができしかもケーシングは地盤中に埋
入されてゆくため装置の使用中に烈しい騒音をもたらす
ことがない。また従来のように起振機と内管上下振動手
段との２つの振動装置を使用せず、内管を上下振動させ
る１つの振動装置のみを使用し、しかもケーシングを反
転駆動させるための反転駆動装置をリーグ側の中間部位
又は下方部位に設けているので、装置を小型化し且つそ
の構造を簡素化できると共に、装置の重心位置を低位置
に設定することができて安定状態で作業を行うことがで
きる。

更に本発明装置は、従来のようにケーシングを５ 一方向に連続回転させる方式ではなく、ケーシングを連
続的に反転させるようにしたものであるから・ケーシン
グへのジエ・ノドエアー送給ツマイブの配設にあたって
、特に固定側たる砂投入用水・ツノく−と回転側たるケ
ーシングとの間におけるパイプの連結部分においてはケ
ーシングの反転に支障を来さない程度に若干の長さの余
裕をもたせておくだけでその連結部分の配管を簡単に行
うことができ、従ってケーシングには必要とする任意の
本数のジェットエアー送給バイブの配管が自由に行える
という大きな効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る砂杭造成装置の一実施例を示す一
部断両立面図、第２図は第１図の装置の要部側面図、第
３図は第１図のｍ−ｎｒ線断面図、第４図は第１図のＩ
Ｖ−ＩＶ線断面図である。 １・・・機枠、２・・・リーグ、５・・・砂投入用ホッ
パー、６・・・ケーシング、７・・・反転駆動手段、９
・・・中管、１０・・・砂挿通路、１３・・・内管、１
４・・・エアーばね装置（上下振動手段）、１５・・・
ストッパ部、１６・・・上位衝当部、１７・・・上位衝
当部。 出願人栗本中富 同　栗本雅史 代理人溝脇忠司 同　久保幸雄 ７ ６ 手　　続　　補　　正　　書（方式） 昭和５８年４月２７１ １、事件の表示 昭和５７年　　特　願　　第２１０３００号２、発明の
名称　砂杭造成装置 ３、　補正をする各事件との関係　　出願人柱　所（居
所） 氏名（名称）　　栗　本　中　富（はが１名）４、代理
人　　〒６６０ 斤庫県尼崎市長湖西通１丁目１番地 昭和５８年３月９　日 （発送日　５８　　年　３　月　２９　日）６６　　補
正の対象 明細書の浄書（内容に変更なし）。 ７、　補正の内容 別紙のとおり

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. リーダに吊支される機枠の下部に砂投入用ホッパーを一
   体装備し、このホッパーの下端部にケーシングを回転自
   在に垂下連設し、このケーシングの昇降を可能としつつ
   該ケーシングに反転力を伝達するための反転駆動手段を
   リーグの中間部位又は下方部位に設け、またケーシング
   には中管を挿入してこの中管とケーシングとを連結プレ
   ートを介し一体的に連結すると共にこれら中管とケーシ
   ングとの間に砂挿通路を形成し、更に上記機枠には所定
   ストローク間上下振動する上下振動手段を配備し、この
   上下振動手段に中管に挿通した内管を連動連結し、この
   内管に該内管の上動時ないし上動時において上記中管に
   設けたストッパ部に″衝当する衝当部を設けてなる砂杭
   造成装置。