JPS6183712A

JPS6183712A - 生石灰杭の打設方法

Info

Publication number: JPS6183712A
Application number: JP20324884A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Miyamoto; 和夫宮本; Kyo Nishio; 経西尾
Original assignee: Onoda Chemico Co Ltd; Onoda Cement Co Ltd; Onoda Chemical Industry Co Ltd; Toto Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Onoda Chemico Co Ltd; Taiheiyo Cement Corp; Onoda Chemical Industry Co Ltd; Toto Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1984-09-28
Filing date: 1984-09-28
Publication date: 1986-04-28
Also published as: JPH0432891B2

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】［産業上の利用分野コ本発明は軟弱地盤に、生石灰の杭状物を一定間隔で造成
して、生石灰のもつ吸水性と膨張性を利用して土中の脱
水と地盤の圧密をすることによって地盤を改良するいわ
ゆる生石灰杭工法において、杭頭レベルを常に一定に打
設することを目的とした生石灰杭の打設方法に関するも
のである。

［従来技術］一般に、生石灰を主成分とした地盤改良材の杭状物（以
下生石灰杭という）の打設は第４図の（ａ）（ｂ）　（
ｃ）　（ｄ）の順序で行なわれる。すなわち、第４図（
ａ）に示すように、まず杭打機（１）を目的の位置に垂
直に立て、円筒形のケーシング（２）の先端のシュー（
３）を閉じた状態でケーシング（２）を回転し。

らせん翼（４）により徐々に土中に進入せしめる。

つぎに、第４図（ｂ）に示すよう：に、ケーシング（２
）の先端が所定深度（Ｌｏ）まで達したら、ケーシング
（２）の回転を止め、上部のサイドホッパー（５）から
ケーシング（２）の内部へ生石灰を主成分とした地盤改
良材を杭頭レベルがＬｌに達するまで注入する。つぎに
、第４図（ｃ）に示すように、シュー（３）を開きコン
プレッサ（６）から圧搾空気を送りケーシング（２）の
内部を所定の圧力（Ｐｌ）に加圧しなからケーシング（
２）を逆回転して引き抜く。すると、第４図（ｄ）に示
すように地中に生石灰杭（７）が造成される。このよう
にして生石灰杭（７）・・・が所定間隔で打設される。

打設された生石灰杭（７）・・・は外周の土中の水分を
吸収し、かつ膨張する際に、杭間を圧密し、さらに硬化
することによって改良地盤が形成される。

以上のような工法によって生石灰杭を造成するに際し、
杭頭レベルが施工毎に異なるようなことがなく、常に一
定であることが極めて重要である。

しかるに、従来は、杭頭を揃えるのに杭打機を操作する
者の経験と勘によっていた。

［発明が解決しようとする問題点］熟練者の経験と勘によっていたのでは１個人差や体調に
よって杭頭レベルのばらつきがはげしく、品質管理上の
大きな問題となっていた。

本発明の目的は、生石灰杭の打設時における椀形状、特
に杭頭レベルのばらつきを可及的に少なくして精度を上
げることである。

［問題点を解決するための手段］生石灰杭を地中に残したままケーシングを引き上げ、し
かも、杭頭レベルを一定にするための最も重要な要件は
、ケーシング内に注入した生石灰の容積とケーシング内
部の生石灰杭吐出圧力であり、これらの間に一定の関係
があることが、数多くの実験によって判明した。したが
って１本発明は、この関係式を演算しなからケーシング
を引き抜くことによって一定の杭頭レベルを得る方法に
関するものである。

また、ケーシングの引き上げを開始してからある時間の
経過後に、ケーシング内部の残圧を大気に放出するタイ
ミングも重要である。ケーシングの引き上げを開始する
と、ケーシング内部の空気圧は先端のシュー等からのリ
ークで徐々に減圧されることも相俟って残圧放出のタイ
ミングを設定することが極めて困難である。放出のタイ
ミングが早すぎると、生石灰がケーシングの引き上げと
一緒に上昇（いわゆる共上り）して杭頭レベルが設定値
より高くなり、逆に遅すぎると低くなる。放出すべき残
圧と、前記ケーシング内の生石灰杭吐出圧力とは一定の
関係にあることがやはり数多くの実験によって判明した
。すなわち、残圧が初期の吐出圧力の１７３〜２／３に
達したときケーシング内部を大気に開放することが最良
である。したがって、本発明は、その関係式を演算しな
がら所定の残圧となったとき大気に放出することによっ
て一定の杭頭レベルを得る方法に関するものである。

［実施例］以下、本発明を第１図に基づいて説明する。なお、第４
図と同一部分については同一符号とする。

（２）は円筒形のケーシングで、このケーシング（２）
の下端の開口部（８）には、１２０度間縞間隔つ割りさ
れた開閉自在のシュー（３）が設けられ、また上端部外
周には、らせん翼（４）が一体に形成されているにのケ
ーシング（２）の上端には外部管（９）、中間部管（１
０）、内部管（１１）の３重管がスイベルジヨイント状
態に設けられ、上端側部にはサイドホッパー（５）が設
けられている。このサイドホッパー（５）とケーシング
（２）との連結部には、弁体（１２）が設けられ、この
弁体（１２）は外部のシリンダ（１３）のピストンロッ
ド（１４）にワイヤ（１５）で開閉自在に連結されてい
る。

前記ケーシング（２）の上端部には３重管スイベルジヨ
イント部分を含めモータ回転駆動部（１６）が構成され
、また杭打機本体には、ケーシング（２）を引き上げる
ためのワイヤ（１７）が連結され、このワイヤ（１７）
はウィンチ（１８）に巻付けられている。

このウィンチ（１８）の油圧モータ（１９）の制御回路
は、自動制御と手動操作の２系統を有し、自動制御系統
は、マイクロコンピュータの主体となるプロセッサ（２
０）からの信号を受けるアンプ電源回路（２Ｉ）、電磁
比例減圧弁からなる制御弁（２２）およびポンプ（２３
）からなり、また手動操作系統は操作レバー（２４）、
パイロット弁（２５）、弁切換用ポンプ（２６）および
切換弁（２７）からなり、さらに、自動と手動の切換え
のために切換スイッチ（２Ｂ）と切換弁（２９）が設け
られている。

前記ケーシング（２）の内部にはワイヤ（３０）によっ
て重錘（３Ｉ）が吊り下げられ、このワイヤ（３０）は
前記内部管（１１）を通って外部へ導出され、杭頭レベ
ル検出装置（３２）を構成する重錘ウィンチ（３３）に
巻付けられている。この重錘ウィンチ（３３）に連動す
るエンコーダ（３４）と１重錘ウィンチ（３３）を回転
するモータ（３５）とは前記プロセッサ（２０）へ電気
的に結合されている。

前記ケーシング（２）内部へ圧搾空気を送るためのエア
ー源としてのコンプレッサ（６）は、第１電磁弁（３６
）、圧力センサ（３７）を介して前記外部管（９）へ連
結され、また第１電磁弁（３６）と圧力センサ（３７）
との間には圧力制御用の第２電磁弁（３８）が連結され
ている。さらに、前記コンプレッサ（６）は。

第３電磁弁（３９）を介して前記中間部管（１０）へ連
結され、さらにこの中間部管（１０）から前記弁開閉用
シリンダ（１３）に連結されている。そして、これらの
第１、第２、第３電磁弁（３６）　（３８）　（３９）
は前記プロセッサ（２０）に電気的に結合されている。

また前記圧力センサ（３７）は圧力変換器（４０）を介
してプロセッサ（２０）に電気的に結合されている。

前記ケーシング（２）にはケーシング（２）の進入深さ
くｔ、ｏ）を検出するためのワイヤ（４３）が連結され
、このワイヤ（４３）は深度検出器（４４）に連結され
、そのデータは刻々とプロセッサ（２０）へ送られるよ
うになっている。

なお、　（４１）はロードセルで、このロードセル（４
１）はコンテナバック（４２）で納入される地盤改良材
を打設する毎に計量し、そのデータをプロセッサ（２０
）へ送るようになっている。

以上のような装置による生石灰杭の打設方法を説明する
。まず、第４図（ａ）に示すように、杭打機（１）を目
的の位置に垂直に立て、先端のシュー（３）を閉じ、ケ
ーシング（２）を回転しらせん翼（４）によって土中に
進入する。ケーシング（２）の進入深さすなわち深度（
Ｌｏ）がワイヤ（４３）を介して深度検出器（４４）で
刻々と検出され、そのデータはプロセッサ（２０）へ送
られる。第４図（ｂ）に示すように、ケーシング（２）
の先端が所定深度（Ｌｏ）まで達したら、ケーシング（
２）の回転を止め、サイドホッパー（５）から地盤改良
材を注入する。この際、地盤改良材は、コンテナバック
等の荷姿で重量管理された状態で入荷するので、単位体
積重量（Ｒし）は多少のばらつきがある。そのためロー
ドセル（４１）にて重量を計測し、そのデータはプロセ
ッサ（２０）へ送られる。地盤改良材の注入時第３電磁
弁（３９）はオフしているから、シリンダ（１３）は、
中間部管（１０）、第３電磁弁（３９）を介して大気に
開放され、弁（１２）は注入された地盤改良材の重さで
開放し、ケーシング（２）の内部へ注入される。地盤改
良材が所定量だけケーシング（２）内へ注入されると、
第３電磁弁（３９）は、プロセッサ（２０）からの信号
によってオンし、コンプレッサ（６）からの圧搾空気が
中間部管（１０）を経てシリンダ（１３）へ供給され、
ピストンロッド（１４）が下降し、弁（１２）はケーシ
ング（２）とサイドホッパー（５）との連絡口を閉じる
。

ケーシング（２）の内部に詰め込まれた地盤改良材の高
さくＬｌ）は１重錘（３１）を下降し、ワイヤ（３０）
に荷重がかからなくなったときの信号までのウィンチ（
３３）の回転数をエンコーダ（３４）で電気信号に変換
し、そのデータはプロセッサ（２０）へ送られる。

地盤改良材が所定量だけ注入されると、シュー（３）を
開いてケーシング（２）を逆回転しながら引き上げるこ
とによっていわば生石灰杭（７）が土中に吐出された状
態となる。このとき、ケーシング（２）の内部には生石
灰杭（７）を地中に吐出するための圧力（Ｐ＋）が必要
となる。そこで、プロセッサ（２０）からの信号で第１
電磁弁（３６）がオンしてコンプレッサ（６）から外部
管（９）を経てケーシング（２）へ圧搾空気が供給され
る。供給圧力（Ｐｌ）は、圧力センサ（３７）で検出さ
れると、圧力変換器（４０）で電気信号に変換され、そ
のデータはプロセッサ（２０）へ戻されて、第２電磁弁
（３８）を開閉し所定の圧力を制御する。

生石灰杭（７）を地中に吐出するのに必要な圧（Ｐ、）
は第２図の特性（Ａ）のようにケーシング（２）内の生
石灰杭（７）の容積（Ｑ）が増減すると略比例して変化
することが数多くの実験の結果により判明した。前記容
積（Ｑ）は、ケーシング（２）の水平断面積が一定であ
るから、充填された生石灰杭（７）の高さすなわち、ケ
ーシング深度（Ｌｏ）から杭頭レベル（Ｌ、）を差引い
た値に比例し、したがって、前記吐出圧（Ｐｌ）と杭長
（ＬＯ−Ｌｌ）とは第２図の特性（Ａ）の範囲にある。

これは、地盤の性状やケーシングの構造等により若干の
ちがいがあるが、略比例することをあられしている。

以上のことから、プロセッサ（２０）では、杭長（Ｌｏ
　　Ｌｔ）を演算し、これに基づいて吐出、圧（Ｐｌ）
を得て、この吐出圧（Ｐｌ）となるように、第１、第２
電磁弁（３６）　（３ｇ）のオン、オフを制御する。

ケーシング（２）が引き上げられるに従い、内部の圧搾
空気はシュー（３）等からリークして徐々に減圧される
。ケーシング（２）が生石灰杭（７）から引き上げられ
る途中での残圧の処理は杭頭レベル（Ｌ）に重大な影響
を与え極めて重要である。残圧（Ｐ２）が、初期の吐出
圧（Ｐ＋）に対しどの程度低下したときに大気に放出す
べきかのタイミングを誤ると、杭頭レベル（Ｌｌ）に大
きな差が生じてくる。残圧（Ｐ２）の放出時期が早すぎ
ると、生石灰杭（７）は、ケーシング（２）の引き上げ
と一体に、いわゆる共上りして造成すべき杭頭レベル（
Ｌｌ）が設定値より高くなり、逆に残圧（Ｐ２）の放出
時期が遅すぎると、残圧（Ｐ２）の影響で杭頭レベル（
Ｌｌ）は設定値より低くなる。

数多くの実験結果によれば、放出時の適正な残圧（Ｐ２
）は、第２図の特性（、Ｂ）のように前記吐出圧（Ｐ＋
）に比例する。したがって、ｐ、−ｐ２＝ΔＰの演算を
プロセッサ（２０）にて行い、この演算結果に基づいて
第１．第２電磁弁（３６）　（３８）を制御し、適正な
時期に残圧（Ｐ２）を大気に放出することによって所定
の杭頭レベル（Ｌｌ）を得ることができる。

以上の打設方法では、実験結果からケーシング（２）の
引き上げは定速度でよい。しかし、地盤改良材の単位体
積重１（Ｒｔ、）が変化したときは、引上げ速度も変化
せしめた方がよりよい結果が得られる。すなわち、杭頭
レベル（Ｌｌ）を一定にするための地盤改良材の容積（
Ｑ）と引き上げ速度（ｖ）とは第３図の特性（Ｃ）に示
すように略反比例することが多数くの実験結果から判明
した。現場に納入される地盤改良材はコンテナバンク（
４２）の荷姿で重量胃理されているとはいえ、単位体積
重量（Ｒｊ）は、多少のばらつきが生じ、この結果、ケ
ーシング（２）内に注入された容積（Ｑ）は打設毎に変
化する。そこで、投入後の重量（Ｇ）をロードセル（４
１）で計測し、容積（Ｑ）と重量（Ｇ）から単位体積重
量のデータを得て、そのデータと設定値との違いをプロ
セッサ（２０）で演算し、それに基づき適正な引き上げ
速度に制御する。すなわち、プロセッサ（２０）からの
信号がアンプ電源回路（２１）に入力すると、制御弁（
２２）の開度が制御され、これによりポンプ（２３）か
らの油量が制御され、油圧モータ（１９）の回転速度（
ｖ）が制御される。具体的には、容積（Ｑ）が高くなる
と引き上げ速度（ｖ）を遅くし、容積（Ｑ）が低くなる
と、引き上げ速度（ｖ）を早くする。

ケーシング（２）の引き上げに伴い１重ｆｉ（３１）は
下降する。このときの重錘（３１）の位置は杭頭レベル
検出器（３２）で検出されプロセッサ（２０）へ送られ
る。しかるに、ケーシング（２）の深度検出器（４４）
の変化に対し、重錘（３１）の位置が全く変化しないか
、異常に少ない場合には、ケーシング（２）の先端のシ
ュー（３）部分等に生石灰杭（７）が引掛り、円滑に引
抜かれていないことが考えられる。したがって、深度デ
ータと重錘（３１）からのデータとをプロセッサ（２０
）で処理し、異常が発生したときには。

引き抜きを中止し、空気圧をさらに上昇させる等の処理
を行なうこともできる。

なお、ケーシング（２）を手動操作で引き上げるときに
は、切換スイッチ（２８）を投入して切換弁（２９）に
よって制御弁（２２）を閉じ、パイロット弁（２５）を
切換弁（２９）を介してポンプ（２３）に連結する。そ
して操作レバー（２４）を操作することによってポンプ
（２３）からの圧油で切換弁（２７）の開度が制御され
。

油圧モータ（１９）の速度が制御される。

〔発明の効果］本発明は上述のような方法としたので、杭頭レベルは操
作者の熟練の程度によらずに常に一定となり高い精度の
品質管理が可能となる。また、打設の自動化が容易であ
るから、生石灰杭の打設をより一層広範囲の土木工事へ
利用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による生石灰杭の打設方法を実施するた
めの説明図、第２図は生石灰杭の容積とケーシング内部
圧との関係を示す特性図、第３図は地盤改良材の比重と
ケーシングの引き上げ速度を示す説明図、第４図（ａ）
　（ｂ）　（ｃ）　（ｄ）は生石灰杭の打設順序の説明
図である。（１）・・・杭打機、（２）・・・ケーシング、（３）
・・・シュー、（４）・・・らせん翼、（５）・・・サ
イドホッパー、（６）・・・コンプレッサ、（７）・・
・生石灰杭、（１２）・・・弁、（１３）・・・シリン
ダ、（１８）・・・引き上げ用ウィンチ、（２０）・・
・プロセッサ、（２１）・・・アンプ電源回路、（２２
）・・・制御弁、（２３）・・・ポンプ、　（３１）・
・・重錘、（３２）・・・杭頭レベル検出装置、（３６
）　（３ｇ）　（３９）・・・電磁弁、　（４１）・・
・ロードセル、（４４）・・・深度検出器。出願人　小野田セメント株式会社同　　弁理士　加　納　−彎′−′］１：””；−Ｌ１１（α）　　　　　　　　第　　４　　間第　　２　　図第　　３　　図一ケーシング四各禎Ｑ（ｒＩ−１３）Ａ−

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ケーシングを軟弱地盤中に打設し、このケーシン
グの中に生石灰を主成分とした地盤改良材を注入した後
ケーシングを引き上げて地中に杭状物を造成する方法に
おいて、前記ケーシングの引き上げ時に、ケーシング内
部に加えられる地盤改良材の吐出圧力を、ケーシング内
に注入された地盤改良材の容積に略比例した値に設定す
るようにしたことを特徴とする生石灰杭の打設方法。
（２）ケーシングを軟弱地盤中に打設し、このケーシン
グの中に生石灰を主成分とした地盤改良材を注入した後
ケーシングを引き上げて地中に杭状物を造成する方法に
おいて、前記ケーシングの引き上げ時に、ケーシング内
部に加えられる地盤改良材の吐出圧力を、ケーシング内
に注入された地盤改良材の容積に略比例した値に設定し
、ケーシングの引き上げに伴うケーシング内の残圧が、
地盤改良材の初期の吐出圧力の１／３〜２／３に達した
ときケーシング内部を大気に開放するようにしたことを
特徴とする生石灰杭の打設方法。
（３）ケーシング内に注入された地盤改良材の容積は、
ケーシングの進入深度と地盤改良材の杭頭とから演算す
るようにした特許請求の範囲第１項または第２項記載の
生石灰杭の打設方法。
（４）ケーシングを軟弱地盤中に打設し、このケーシン
グの中に生石灰を主成分とした地盤改良材を注入した後
ケーシングを引き上げて地中に杭状物を造成する方法に
おいて、前記ケーシングの引き上げ時に、ケーシング内
部に加えられる地盤改良材の吐出圧力を、ケーシング内
に注入された地盤改良材の容積に略比例した値に設定す
るとともに、ケーシングの引き上げ速度を地盤改良材の
容積に略反比例した値に設定するようにしたことを特徴
とする生石灰杭の打設方法。