JP2021113448A

JP2021113448A - 地盤改良装置

Info

Publication number: JP2021113448A
Application number: JP2020006647A
Authority: JP
Inventors: 肇一田中; Hatsuichi Tanaka
Original assignee: Fudo Tetra Corp
Current assignee: Fudo Tetra Corp
Priority date: 2020-01-20
Filing date: 2020-01-20
Publication date: 2021-08-05
Anticipated expiration: 2040-01-20
Also published as: JP7221887B2

Abstract

【課題】ホッパーからケーシングパイプ内に杭材料をスムーズに供給することができる地盤改良装置を提供する。【解決手段】地盤中に回転しながら貫入され、引き抜く際に杭材料Ｓを排出し、打ち戻しと杭材料Ｓの排出とを繰り返すことで無振動にて材料杭Ｓを造成するケーシングパイプ２０と、このケーシングパイプ２０に杭材料Ｓを供給するホッパー１８と、を備え、ホッパー１８の排出口１８ｂ側に、該ホッパー１８内の杭材料Ｓをケーシングパイプ２０内に押し出すスクリューコンベア３０を設けた。このスクリューコンベア３０は、中央が中空でスパイラル状の無軸スクリュー羽根３１を有した無軸スクリューコンベア３０である。【選択図】図２

Description

本発明は、強制昇降装置を用いた回転圧入によって、無振動にて砂杭等の材料杭を造成する地盤改良装置に関する。

この種の地盤改良装置として、図５に示すものがある。この地盤改良装置１は、図５に示すように、施工機本体の前部に立設したリーダ２と、ワイヤ３の巻き回しによりリーダ２に沿って昇降動して砂（杭材料）Ｓを搬送する昇降バケット４と、強制昇降装置５によりリーダ２に沿って昇降動すると共に、回転駆動装置６により回転自在に支持されたケーシングパイプ９と、強制昇降装置５と回転駆動装置６とに連結される連結管７と、強制昇降装置５の側部に取り付けられ、ケーシングパイプ９内に砂Ｓを供給するホッパー８と、を備えている。

また、連結管７は、ホッパー８の排出口８ｂに接続される傾斜した分岐管７ａを有している。そして、昇降バケット４よりホッパー８内に落下した砂Ｓは、分岐管７ａから連結管７を通って、ケーシングパイプ９内に供給されるようになっている。

特開２００１−１１８４５号公報

しかしながら、前記従来の地盤改良装置１では、杭材料としての砂Ｓを自然落下により昇降バケット４からホッパー８を経てケーシングパイプ９内に供給しているため、ホッパー８で杭材料が落ち難く、ケーシングパイプ９にスムーズに供給することが難しかった。特に、杭材料がスラグや再生コンクリート或いは産業廃棄物の盛り上がり土等の場合には、材料が落ち難く、抜け難い問題が発生している。

そこで、本発明は、前記した課題を解決すべくなされたものであり、ホッパーからケーシングパイプ内に杭材料をスムーズに供給することができる地盤改良装置を提供することを目的とする。

本発明の地盤改良装置は、地盤中に回転しながら貫入され、引き抜く際に杭材料を排出し、打ち戻しと前記杭材料の排出とを繰り返すことで無振動にて材料杭を造成するケーシングパイプと、前記ケーシングパイプに前記杭材料を供給するホッパーと、を備え、前記ホッパーの排出口側に、該ホッパー内の前記杭材料を前記ケーシングパイプ内に押し出すスクリューコンベアを設けたことを特徴とする。

本発明によれば、ホッパー内の杭材料をスクリューコンベアでケーシングパイプ側へ押し出して圧送することができるため、ホッパーからケーシングパイプ内に杭材料をスムーズに供給することができる。

本発明の一実施形態の地盤改良装置を示す斜視図である。上記地盤改良装置のホッパーの周辺を一部断面で示す側面図である。上記地盤改良装置に用いられるスクリューコンベアの断面図である。図３中ＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。従来の地盤改良装置のホッパーの周辺を一部断面で示す側面図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は本発明の一実施形態の地盤改良装置を示す分解斜視図、図２は地盤改良装置のホッパーの周辺を一部断面で示す側面図、図３は地盤改良装置に用いられるスクリューコンベアの断面図、図４は図３中ＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。

図１及び図２に示すように、地盤改良装置１０は、前部にリーダ１２を立設した施工機本体１１と、ワイヤ１３の巻き回しによりリーダ１２に沿って昇降動して砂（杭材料）Ｓを搬送する昇降バケット１４と、強制昇降装置１５によりリーダ１２に沿って昇降動すると共に、回転駆動装置１６により回転自在に支持されたケーシングパイプ（中空管）２０と、強制昇降装置１５と回転駆動装置１６とに連結される連結管１７と、強制昇降装置１５の一側部に取り付けられ、ケーシングパイプ２０に砂Ｓを供給するホッパー１８と、このホッパー１８の排出口１８ｂ側と連結管１７との間に設けられ、ホッパー１８内の砂Ｓをケーシングパイプ２０側へ押し出す無軸スクリューコンベア（スクリューコンベア）３０と、を備えている。杭材料としては、砂Ｓの他に、スラグや再生コンクリート或いは産業廃棄物の盛り上がり土等でも良い。

図１及び図２に示すように、ホッパー１８は四角枠状に形成されていて、強制昇降装置１５に取り付けられている。そして、ホッパー１８の供給口１８ａに昇降バケット１４の排出口１４ｂより砂Ｓが供給されるようになっている。また、ホッパー１８の排出口１８ｂは、無軸スクリューコンベア３０の投入口３６に連結されている。尚、図１及び図２中符号１４ａは昇降バケット１４の供給口を示す。

図２〜図４に示すように、無軸スクリューコンベア３０は、中央が中空でスパイラル状の無軸スクリュー羽根３１と、この無軸スクリュー羽根３１が駆動軸３２と支持軸３３を介して回転自在に収容され、連結管１７に斜めに貫通するように取り付けられた筒状のケーシング３４と、ホッパー１８の排出口１８ｂに接続される投入口３６を有した杭材料投入部３５と、連結管１７に接続される排出口３８を有した杭材料排出部３７と、無軸スクリュー羽根３１の駆動軸３２を回転させるモータ付減速機３９と、を備えている。

図２、図３に示すように、ケーシング３４は、円筒状のケーシング本体３４ａと、このケーシング本体３４ａのヘッド側を塞ぐと共に駆動軸３２を回転自在に支持するヘッドプレート３４ｂと、ケーシング本体３４ａのエンド側を塞ぐと共に支持軸３３を回転自在に支持するエンドプレート３４ｃと、を有している。そして、ケーシング本体３４ａの上部のホッパー１８の排出口１８ｂ側には杭材料投入部３５が設けられている。また、ケーシング本体３４ａの下部の連結管１７側には杭材料排出部３７が設けられている。さらに、ケーシング本体３４ａは、エンドプレート３４ｃ側がリーダ１２の軸方向に直交する方向に対して例えば２０°下がるように傾斜して連結管１７に固定されている。

図３、図４に示すように、杭材料投入部３５は、無軸スクリュー羽根３１の中央から前側が収容される円弧面状の底板部３５ａ（円筒状のケーシング本体３４ａの前下側）と、この底板部３５ａの両側から投入口３６にかけて拡張するように傾斜した一対の傾斜側板部３５ｂ，３５ｂと、前側の短尺の起立板部３５ｃと、後側の長尺の起立板部３５ｄと、を有している。投入口３６は、四角枠状のホッパー１８の排出口１８ｂと同じ大きさで該排出口１８ｂに隙間なく接続される四角形状に開口している。

図２、図３に示すように、杭材料排出部３７は、連結管１７より小径の円筒状に形成されていて、ケーシング本体３４ａに連通している。また、杭材料排出部３７の下端の排出口３８は、傾斜した楕円形状に開口している。そして、この排出口３８から無軸スクリュー羽根３１により押し出された砂Ｓ等の杭材料が連結管１７を経由してケーシングパイプ１９内に投入されるようになっている。

図２、図３に示すように、モータ付減速機３９は、無軸スクリュー羽根３１の回転を減速・可変させる駆動部であり、無軸スクリュー羽根３１に連結された駆動軸３２を減速させて回転させる減速機３９ａと、駆動軸３２の回転数を制御するインバータ付きのモータ３９ｂと、を有している。

以上実施形態の地盤改良装置１０によれば、地盤Ｔ中に強制昇降装置１５と回転駆動装置１６を介してケーシングパイプ２０を回転しながら貫入し、ケーシングパイプ２０を引き抜く際に砂Ｓを排出し、打ち戻しと砂Ｓの排出とを繰り返すことで無振動・無騒音にて砂杭（材料杭）Ｋを造成することができる。

この際、ホッパー１８内の砂Ｓを無軸スクリューコンベア３０の無軸スクリュー羽根３１の回転によりケーシング３４の杭材料排出部３７側へ押し出すように圧送することができる。このため、従来のホッパー８内に砂Ｓが付着して落ちない、ケーシング砂抜が悪い等の問題点を解消することができ、ケーシングパイプ２０内に砂Ｓ等の杭材料を常にスムーズに供給することができる。

また、従来は、砂Ｓ等の杭材料を自然落下させるために、ホッパー８の排出口８ｂに接続される連結管７の分岐管７ａを急勾配に傾斜させていたため、ホッパー８から連結管７までの高さが高くなっていたが、本実施形態の地盤改良装置１０では、ホッパー１８内の砂Ｓを無軸スクリューコンベア３０の無軸スクリュー羽根３１の回転によりケーシング３４の杭材料排出部３７側へ強制的に押し出すようにしたことで、ホッパー１８から連結管１７までの高さを低くすることができる。また、無軸スクリューコンベア３０を低傾斜角度で製作できるので、組立時の設置安定が図られる。

さらに、杭材料の砂Ｓに石等の塊が混在していても無軸スクリューコンベア３０の無軸スクリュー羽根３１の回転により石等の塊が無軸スクリュー羽根３１に挟まることなくケーシング３４の杭材料排出部３７側へスムーズに押し出して圧送することができる。また、無軸スクリュー羽根３１は、中央が中空でスパイラル状であるため、砂Ｓの他に、スラグや再生コンクリート或いは産業廃棄物の盛り上がり土等のどんな杭材料でも確実にケーシング３４の杭材料排出部３７の排出口３８にスムーズに押し出してケーシングパイプ２０内に供給することができる。特に、盛り上がり土等を杭材料として再利用し打設することで、産業廃棄物を大幅に減らすことができる。さらに、中央が中空でスパイラル状の無軸スクリュー羽根３１を採用することにより、石等の塊が無軸スクリュー羽根３１に挟まることなくケーシング３４の杭材料排出部３７側へ確実に押し出されるため、無軸スクリュー羽根３１の変形が少ない。

また、無軸スクリュー羽根３１を回転させるモータ付減速機３９は、駆動軸３２の回転を可変させるインバータ付きのモータ３９ｂを有しているため、砂Ｓ等の杭材料をホッパー１８内からケーシング３４の杭材料排出部３７に排出する速度を変えることができる。このため、モータ３９ｂの駆動を停止すれば、ホッパー１８内に砂Ｓ等の杭材料を貯めておくことができる。

さらに、ホッパー１８の排出口１８ｂに接続される投入口３６を有した杭材料投入部３５は、無軸スクリュー羽根３１の中央から前側が収容される円弧面状の底板部３５ａの両側から投入口３６にかけて拡張するように傾斜した一対の傾斜側板部３５ｂ，３５ｂを有しているため、杭材料投入部３５の投入口３６の開口面積を大きく取ることができ、直方体状（塊状）の砂Ｓ等の杭材料でも開口面積が大きい投入口３６に簡単かつ確実に投入することができる。また、ホッパー１８から杭材料投入部３５の投入口３６に直方体状の砂Ｓ等の杭材料が落ちたとしても杭材料投入部３５内に付着することなく無軸スクリュー羽根３１上に容易かつ確実に落下させることができる。

尚、前記実施形態によれば、無軸スクリューコンベアをリーダの軸方向（長手方向）に直交する方向に対して２０°傾斜するように固定して設けたが、油圧シリンダ等を用いて無軸スクリューコンベアをリーダの軸方向に直交する方向に対して例えば０°〜３０°の範囲内で可倒するように設けても良い。

１０地盤改良装置
１８ホッパー
１８ｂ排出口
２０ケーシングパイプ
３０無軸スクリューコンベア（スクリューコンベア）
３１無軸スクリュー羽根
３５ａ底板部
３５ｂ，３５ｂ一対の傾斜側板部
３６投入口
３９モータ付減速機
Ｔ地盤
Ｓ砂（杭材料）
Ｋ砂杭（材料杭）

Claims

地盤中に回転しながら貫入され、引き抜く際に杭材料を排出し、打ち戻しと前記杭材料の排出とを繰り返すことで無振動にて材料杭を造成するケーシングパイプと、
前記ケーシングパイプに前記杭材料を供給するホッパーと、
を備え、
前記ホッパーの排出口側に、該ホッパー内の前記杭材料を前記ケーシングパイプ内に押し出すスクリューコンベアを設けたことを特徴とする地盤改良装置。
請求項１記載の地盤改良装置であって、
前記スクリューコンベアは、中央が中空でスパイラル状の無軸スクリュー羽根を有した無軸スクリューコンベアであることを特徴とする地盤改良装置。
請求項２記載の地盤改良装置であって、
前記スクリューコンベアは、前記無軸スクリュー羽根が収容される円弧面状の底板部の両側から前記ホッパーの排出口に連結される投入口にかけて拡張するように傾斜した一対の傾斜側板部を有することを特徴とする地盤改良装置。
請求項１から３のいずれか１項に記載の地盤改良装置であって、
前記スクリューコンベアは、前記ホッパーの排出口に対して前記ケーシングパイプ側が下がるように傾斜して設けられていることを特徴とする地盤改良装置。
請求項２から４のいずれか１項に記載の地盤改良装置であって、
前記スクリューコンベアは、前記無軸スクリュー羽根の回転を減速・可変させるモータ付減速機を有していることを特徴とする地盤改良装置。