JPS6327487B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、軟弱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もの
で、その目的とするところは、従来装置のように
外部に烈しい騒音を発生させる起振機等を用い
ず、無騒音で作業を行えると共に、装置の重心を
低位置に設定できて安定した状態で作業を行える
砂杭造成装置を提供することにある。

第１図は砂杭造成装置の全体正面図、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１はリーダ２の頂部よりワイヤー（図面省
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ツパー５
が一体装備されてい。６は角筒状ケーシングで、
ホツパー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に回転力を伝達する回転駆
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を形成して
おり、また中管９の上端部はホツパー５内部を通
つて機枠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（例えば四枚）の連結プレート１
１…，１２…（第３図参照）によつてケーシング
６と一体的に連結されており、従つてケーシング
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ーばね
装置１４に連動連結されており、従つて内管１３
はエアーばね装置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つている。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ツパ部１５に衝当す
る上部衝当部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の打ち込み時には上部衝当部１６のみ
がストツパ部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のみがストツパ部１５
に衝当し、而してこのような上部衝当部１６のス
トツパ部１５への衝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つてケーシング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１
７のストツパ部１５への衝当によつて中管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に伝わつてケ
ーシング６の引き抜き作用を促進させることにな
る。前記回転駆動手段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
中空円筒状回転体１８の内部に、四つのガイドロ
ーラ１９…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１９をピ
ン２０により回転自在に軸架すると共に、該回転
体１８の外周にギヤ２１を装備しておいて、斯る
円筒状回転体１８を、リーダ２側から延出されて
いる支持フレーム８上に固定された中空円筒状の
基台２２に、軸受２２ａを介して回転自在に支承
すると共に、上記ガイドローラ１９…を角筒状ケ
ーシング６の四側面に夫々転接可能に支持させ、
そしてこの回転体１８外周にギヤ２１を、同支持
フレーム８上に設置した電動機２３の出力軸２４
に固定のギヤ２５に噛合させてなるもので、この
出力軸２４の回転によりギヤ２５，２１を介して
回転体１８を回転させ、それによつて角筒状ケー
シング６をその昇降を可能とさせつつ回転させる
ようにしている。尚、角筒状ケーシング６は連結
プレート１１，１２により中管９と一体的に連結
されているため中管９と一体に回転し、昇降する
ことになる。

また、前記機枠１は、下架台２６上の四隅部に
前後左右四本の支柱２７…を立設し、これら支柱
２７…の上端に上架台２８を固定してなるもの
で、この機枠１の上下架台２８，２６間にエアー
ばね装置１４が装備され、また下架台２６の中央
部に中管９の上端部が軸受装置２９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２７…可動台３０を上下摺動可能に取付け、
この可動台３０と上架台２８との間に下動用エア
ーばね３１を各支柱２７に套嵌させた状態で四個
介装すると共に、該可動台３０と下架台２６との
間に上動用エアーばね３２を同様にして四個介装
し、そして下動用エアーばね３１にエアー流通管
（図示さず）からの枝管（図示さず）を接続し、
上動用エアーばね３２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
プレツサ（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
ンプレツサのエアーを下動用エアーばね３１と上
動用エアーばね３２とに交互に圧入したり抜いた
りして下動用エアーばね３１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
３０を下架台２６と上架台２８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３０に前記
中管９の上端が固定されており、従つてエアーば
ね装置１４の作動による可動台３０の上下振動に
より内管１３が可動台３０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１
４において上下動する可動台３０の移動路、例え
ばエアーばね３１，３２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
ツトスイツチ（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ツトスイツチ
（図示せず）を配備すると共に、打ち込み時用の
リミツトスイツチは可動台３０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
抜き時用のリミツトスイツチは可動台３０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ツトスイツチをエアーば
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。而してケー
シング打ち込みに際しては可動台３０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のストツパ部
１５に衝当するが、可動台３０の上昇時にはこの
可動台３０はその上昇行程のストローク終端に至
る手前でリミツトスイツチを蹴つて上昇が停止さ
れ、それによつて内管１３の下部衝当部１７がス
トツパ部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のストツパ
部１５に衝当するようになる。またケーシング引
き抜きに際しては可動台３０の下降時にそのスト
ローク終端に至る手前でリミツトスイツチにより
その下降を制限され、それによつて下部衝当部１
７のみが内管１３のストツパ部１５に衝当するよ
うになつている。

尚、上下振動手段としては、上述したエアーば
ね装置１４に代えて、エアーシリンダ装置又は油
圧シリンダ装置を使用することができる。

上述したような構成を有する砂杭造成装置の操
作にあたつては、先ず機枠１をリーダ（図示せ
ず）頂部より適当高さに懸吊すると共にガイド４
を介してガイドレール３で支持し、そして回転駆
動手段７を作動させてケーシング６を連続的に回
転駆動させると共に、エアーばね装置１４を作動
させて中管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の回
転作用と、上部衝当部１６のストツパ部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つて、ケーシング６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、ワツパー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１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の回転作用及び内管１３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のみをストツ
パ部１５に衝当させるようにし、而してケーシン
グ６の連続回転作用と、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
とによつてケーシング６を地盤中から引き抜いて
ゆく。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下方部に供給されそ
こで内管１３のヘツド３３により突き固められな
がら押し出されてケーシング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上部衝当部１６
ないしは下部衝当部１７がストツパ部１５に衝当
するときの衝撃音はケーシング内で発せられるた
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１６，
１７をできる限り内管１３の下方部に設けておけ
ば砂杭造成装置作業中ケーシング下方部はほとん
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
一層の遮音効果を発揮させることができる。

上述した第１図〜第３図で示す砂杭造成装置
は、回転駆動手段にて角筒状ケーシング６の回転
させる一方、内管１３の上動時ないし下動時にお
いて内管１３の衝当部を中管９のストツパ部に衝
当させてその下向きあるいは上向きの衝撃力と上
記回転作用によつてケーシング６の打ち込みある
いは引き抜きを行うようにしたものであるが、第
４図及び第５図に示す砂杭造成装置は、回転駆動
手段により角筒状ケーシング６を回転させるよう
にした点は第１図〜第３図の装置と同じであるが
ケーシング６に衝撃力を与える代わりに上下振動
手段によりケーシング６に上下方向の駆動力つま
り押し込み力あるいは押し上げ力を与えて該ケー
シングを所要量ずつ下動あるいは上動させるよう
にした装置を示している。尚、この第３図、第４
図に示す装置はその構造の主要部が第１図〜第３
図の装置と同一であるため、上下駆動手段及びこ
れに関連する部分以外の具体的な説明は省略し、
また同一部材については同一符号を付している。

第３図及び第４図において、３４は角筒状ケー
シング６を所要量ずつ上動又は下動させるべくこ
のケーシング６に上下方向の駆動力を付与するた
めの上下駆動手段であり、この上下駆動手段３４
はケーシング６を回転させる回転駆動手段７と共
に支持フレーム８上に設けられている。この上下
駆動手段３４は、角筒状ケーシング６を挟持固定
するチヤツク機構３５と、チヤツク機構３５を所
要ストローク昇降させる昇降機構３６と、チヤツ
ク機構３５を昇降機構３６に対し回転自在に連結
する連結機構３７とで構成される。各機構につき
詳細に説明すれば、チヤツク機構３５はリング状
枠体３８に例えば90度置きにエアーシリンダ（油
圧シリンダでもよい）３９…を配設して各ピスト
ンロツド３９ａを枠体３８の半径方向に往復動さ
せるようにし、而して各ピストンロツド３９ａの
枠体３８の求心方向での作動時に先端の圧着片４
０を介して角筒状ケーシング６を挟持固定するよ
うにしたものである。また、昇降機構３６は支持
フレーム８上に竪に設置された複数個例えば二個
のエアーシリンダ（又は油圧シリンダ）４１，４
１からなり、これらのエアーシリンダ４１，４１
と上記チヤツク機構３５との間に連結機構３７が
介設されている。すなわちこの連結機構３７はチ
ヤツク機構３５のリング状枠体３８の外側にこれ
よりも径大のリング状枠体４２を配してこの枠体
４２と上記枠体３８との間にヘツドカバー４３を
嵌装してなるもので、このリング状枠体４２の下
面側に上記エアーシリンダ４１，４１のピストン
ロツド４１ａ，４１ａ先端が連結されている。従
つて、この上下駆動手段３４の操作にあたつて
は、チヤツク機構３５で角筒状ケーシング６を挟
持固定し、この状態で昇降機構３６のシリンダ４
１，４１を作動させてピストンロツド４１ａ，４
１ａを所定ストローク上昇させることによりケー
シング６はそのストローク分だけ持ち上げられ、
またピストンロツド４１ａ，４１ａの下降により
同じストローク分だけ押し下げられる。このとき
ケーシング６が回転するとチヤツク機構３５はこ
のケーシング６と一体的に回転しながらそれ自体
上昇又は下降することになる。

上記のような砂杭造成装置の操作においては、
機枠（図示省略）をリーグ２頂部より吊持すると
共にガイドレール３に沿つて案内支持し、そして
回転駆動手段７を作動させて角筒状ケーシング６
を回転駆動させると共に、上下駆動手段３４を作
動させた同ケーシング６をエアーシリンダ４１の
所定ストローク分ずつ下方へ強制的に押動させ
る。このような状態から昇降操作用ワイヤー（図
示せず）を繰り出して機枠を下降させ、回転駆動
手段７による回転作用及び上下駆動手段３４によ
る云わば間欠的な押し込み作用によつてケーシン
グ６を地盤中の所定深さまで貫入してゆく。こう
してケーシング６を所定深さまで貫入させた後、
ホツパー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
ヤーの巻取り操作により機枠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、回転駆動手段７による回転作
用は貫入時と同様に行わせるが上下駆動手段３４
については貫入時とは逆に上動作用、つまり押し
上げ作用を行わせる。この押し上げ作用にあたつ
ては、チヤツク機構３５でケーシング６を挟着し
た状態で昇降機構３６のシリンダ４１のピストン
ロツド４１ａを所定ストローク上昇させることに
よりケーシング６をそのストローク分だけ押し上
げ、その後チヤツク機構３５を開放放操作し且つ
ピストンロツド４１ａを下降させた後、再び上記
の操作を行い、以降同様な操作によりケーシング
６を上記ストローク分ずつ上動させるわけであ
る。また、砂挿通路１０内に投入した砂はケーシ
ング６下端部内に供給され、そこで内管１３のヘ
ツド４４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ことにな
る。

上記説明したように本発明の砂杭造成装置は、
従来のように起振機を使用せず、回転駆動手段に
よつてケーシングを連続回転させる一方、中管に
衝当部を設けてこの衝当部を中管に設けたストツ
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るようにし、而
してその衝撃力と上記回転駆動手段による回転作
用によつて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、衝当部とストツパ部
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、ケーシングの連続回転作用及
び該ケーシングに付与される衝撃作用更には引き
抜き時における内管の上下動による突き固め作用
によつて、ケーシングの地中への貫入あるいは地
上への引き抜きを迅速且つ効果的に行えると共に
強固な砂杭を造成することができる。

また、本発明の砂杭造成装置は、ケーシングに
上下方向の駆動力を与えて該ケーシングを所定量
ずつ上動（押し上げ）又は下動（押し込み）させ
る上下駆動手段を用いると共に、ケーシングを回
転させる回転駆動手段を用い、更に中管をその引
き抜き時に所定ストローク上下動させエアーシリ
ンダ等よりなる上下振動手段を用いているので、
装置に使用中に烈しい騒音や振動を発生させるこ
とがなく、しかも上記三つの手段によるケーシン
グの押び上げ、押し込み作用及び回転作用ならび
に中管の上下動作用によつて強固な砂杭を迅速に
造成することができる。

また、本発明装置によれば、回転駆動手段更に
は上下駆動手段を機枠に設けずにリーダ側、特に
リーダの中間部位又は下方部位に配置しているの
で、リーダに吊支される構成部材の重量を軽減で
きてリーダによる支持を容易にすることができる
と共に、装置全体の重心位置を低くすることがで
きて安定状態で作業を行うことができる。

【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実施例を
示す一部断面立面図、第２図は第１図の装置の要
部側面図、第３図は第１図の―線断面図、第
４図は第１図の装置とは一部構成を異にした砂杭
造成装置を示す一部断面立面図、第５図は第４図
の―線断面図である。 １…機枠、２…リーダ、５…ホツパー、６…ケ
ーシング、７…回転駆動手段、８…支持フレー
ム、９…中管、１０…砂挿通路、１１，１２…連
結プレート、１３…内管、１４…エアーばね装置
（上下振動手段）、１５…ストツパ部、１６，１７
…衝当部、３４…上下駆動手段。

Claims (1)

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
   ツパーを一体装備し、このホツパーの下端部にケ
   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回転力を
   伝達するための回転駆動手段をリーダの中間部位
   又は下方部位に設け、この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、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、この内管には内管の上動時ないし下
   動時において中管に設けたストツパ部に衝当する
   衝当部を設けてなることを特徴とする砂杭造成装
   置。 ２ リーダに吊支される機枠の下部に砂投入用ホ
   ツパーを一体装備し、このホツパーの下端部にケ
   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回転力を
   伝達するための回転駆動手段をリーダの中間部位
   又は下方部位に設け、この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、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、この上下振動手段を中管に挿通した内管を
   連動連結し、更に上記リーダの中間部位又は下方
   部位にはケーシングを所要量ずつ上動又は下動さ
   せるべく該ケーシングに上下方向の駆動力を付与
   するための上下駆動手段を設けてなる砂杭造成装
   置。