JP2777950B2 - 振動締固め装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、緩い砂質地盤等の軟弱
地盤を締固める振動締固め装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より軟弱地盤改良方法、特に緩い砂
地盤の改良方法の一つとして、振動部及びロッド部から
なるバイブロフロットと呼ばれる振動締固め装置を用い
たバイブロフロ−テ−ション工法が知られている。この
工法は、振動部の振動と、該振動部の先端からのジェッ
ト水の噴射によりバイブロフロットを地盤中に貫入し、
さらに砕石や砂利等の中詰め材を投入しながら引き抜い
て、周囲の地盤を締固めるとともに地盤中に中詰め材の
柱を形成するものであり、この柱を所定の間隔に配設す
ることにより地盤全体を締固めるものである。

【０００３】しかしながら、前記バイブロフロ−テ−シ
ョン工法に用いられている装置は、先端部分から噴出す
るジェット水を大量に使用するため、施工時に大量の泥
水が発生し、その処理に多大の費用がかかるとともに、
水供給用の設備を必要とするという問題があった。さら
に、前記バイブロフロ−テ−ション工法では、孔壁とバ
イブロフロットとの間が孔壁を保持しつつ排出される水
で満たされるので、粒径の小さい砂等の中詰め材を投入
しても水と共に流出してしまう。したがって、中詰め材
として砕石や砂利等の粒径の大きい材料しか使用できな
いという問題があった。

【０００４】そこで、前述の問題を解決するために、振
動部の先端部分に切削のためのエアー供給管を、また外
周に孔壁保持のためのエアー供給管を設けて、圧縮空気
の噴射により、孔壁を保持しながら前記バイブロフロッ
トの貫入を行うバイブロフローテーション装置が提案さ
れている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、係るバイブロ
フローテーション装置であっても、振動部の先端部分か
ら噴出される掘削用圧縮空気の噴出方向が、バイブロフ
ロットが貫入する方向のみであるため、掘削により生じ
た孔底周縁部分の砂塵の拡散・除去が円滑に行われない
場合があり、バイブロフロットの貫入効率が必ずしもよ
くなかった。

【０００６】更に、補給材を孔底へ供給する場合におい
ても、孔底周縁部分においては、空隙が十分に保持され
ず、孔壁との間に補給材の目詰まりを生じて、孔底へ十
分に補給材が供給されない場合もあった。

【０００７】従って、本発明の目的は、装置の地中への
貫入効率の向上と、孔底周縁部分における補給材の目詰
まりの防止とをなし得る振動締固め装置を提供すること
にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的に鑑
みてなされたものであり、その要旨は、地中の掘削及び
締固めを行うための振動部と、当該振動部に接続された
ロッド部とからなり、前記振動部は、その先端から掘削
方向に圧縮空気を噴射する先端部圧縮空気供給手段と、
その側周から掘削した孔の孔壁へ圧縮空気を噴射する孔
壁保持用圧縮空気供給手段と、を備えた振動締固め装置
において、前記振動部が、前記先端部圧縮空気供給手段
によって噴出される圧縮空気の一部を分岐し、かつ、当
該圧縮空気の噴出領域の周域方向に向かって噴出させる
圧縮空気拡散手段を備えたことを特徴とする振動締固め
装置にある。

【０００９】ここで振動部とは、偏心荷重を内蔵し、モ
−タ−によって駆動する等の起震装置である。またロッ
ド部とは、鋼管等により作製した円柱部材で、必要に応
じて継ぎ足すことにより長さを調節できる部材である。

【００１０】また前記圧縮空気拡散手段は、前記先端部
圧縮空気手段により直接噴射される圧縮空気と相俟っ
て、振動部の先端部分全体に圧縮空気を噴射するもので
あれば、その形状、材質等は、特に限定されない。

【００１１】

【作用】本発明の振動締固め装置は、クレーン等により
所定の位置に立て込まれて使用され、前記振動部の振動
と前記先端部圧縮空気供給手段により噴出される圧縮空
気とにより地中を掘削し、装置が地中に貫入する。ま
た、孔壁保持用圧縮空気供給手段は孔壁へ圧縮空気を噴
出し、装置と孔壁との空隙を保持する。

【００１２】そして、本発明の振動締固め装置では、前
記圧縮空気拡散手段を設けたことにより、前記先端部圧
縮空気供給手段によって噴出される圧縮空気から分岐さ
れた圧縮空気を当該圧縮空気の噴出領域の周域方向に向
かって噴出させるので、孔底の周縁部分にも圧縮空気が
噴出されることとなる。その結果、当該周縁部分におけ
る掘削による砂塵等が効率よく除去され、装置の貫入効
率が向上する。また、その空気圧により孔底の周縁部分
における空隙が保持され、補給材の目詰まりが生じ難く
なり、孔底へ効率よく補給材が供給される。

【００１３】

【実施例】次に、添付図面を参照し、本発明の実施例を
詳細に説明する。

【００１４】図１には本発明の振動締固め装置１０が示
され、この振動締固め装置１０は振動部２０と、この振
動部２０の更に上方に接続されるロッド部４０と、その
間に介在するアイソレ−タ−３０とによって構成され
る。また、振動締固め装置１０は、ロッド部４０のヘッ
ドセクション４２から振動部２０の振動装置２１の先端
にわたってその内部に配された掘削エアー供給管(図示
せず)と、振動部２０、アイソレ−タ−３０及びロッド
部４０の外周に沿って配された孔壁保持用エアー管５０
とをさらに備えている。

【００１５】振動部２０は、鋼製円柱部材である振動装
置２１と振動部ロッド２２とからなる。振動装置２１
は、偏心ウェイトと、これを駆動する油圧モ−タ−と、
掘削エアー供給管とを内蔵し、振動部２０に水平振動を
与える。また前記掘削エアー供給管に接続された先端部
圧縮空気供給手段の１部としての先端エアー吹き出し口
２６から掘削用圧縮空気としてのエアージェット７０
を、またエアージェット７０により装置（振動装置）を
貫入することを補助するために、先端エアー吹き出し口
の外周面上にて対向する位置に設けた、圧縮空気拡散手
段の１部としての１対の先端部周域のエアー吹き出し管
２４から拡散用圧縮空気であるエア−ジェット７０’を
それぞれ噴射する。更に、エアー吹き出し管２４の上部
における振動装置２１の外周面には、対向する位置に１
対の振動部フィン２３が、エアー吹き出し管２４に対し
て周方向に９０°ずれて配設される。振動部ロッド２２
は外周面の対向する位置に、孔壁保持用の圧縮空気とし
てのエアージェット７１を噴射する外周部圧縮空気供給
手段の１部である外周部エアー吹き出し管２５を有す
る。この外周部エアー吹き出し管２５は、前記１対の振
動部フィン２３の取り付け位置に対し、周方向に９０°
ずれて配され、これには前記孔壁保持用エアー管５０の
先端に設けた可撓性の高圧エア−ホ−ス５１が取り付け
られる。

【００１６】アイソレ−タ−３０は、内部に弾性部材と
前記掘削エアー供給管とを配した鋼製円柱部材で、その
上下端部のジョイント３１によって、振動部２０とロッ
ド部４０とにそれぞれ連結され、振動部２０の水平振動
がロッド部４０へ伝達されることを防ぐ振動絶縁部を形
成する。

【００１７】ロッド部４０は、主として、内部に掘削エ
アー供給管を有し、両端にジョイント４６を備える延長
パイプ４１と、ロッド４７からなる。この際延長パイプ
４１は、必要に応じて継ぎ足すことができる。延長パイ
プ４１の上端部には、エア−ホ−ス５５を接続して圧縮
空気を供給する先端部エア−供給口４３を備え、振動締
固め装置１０をクレ−ン６１から懸下するヘッドセクシ
ョン４２と、その上部に設けた滑車４４とを取り付け
る。ロッド４７はアイソレ−タ−３０と延長パイプ４１
との間に介設する鋼製円柱部材であり、内部に掘削エア
ー供給管を備え、且つその外周には、ロッド４７の軸方
向に沿って、その外周の対向する位置に２列に配設され
たフィン４５を、１列につき４本溶着している。また、
ロッド部４０の外周の対向する位置には、上端部にエア
−ホ−ス５５が接続する孔壁保持用エアー供給口５２を
設置し、更に孔壁保持用エアー供給口５２には可撓性の
高圧エア−ホ−ス５１を有する２本の孔壁保持用エアー
管５０が取り付けられる。可撓性の高圧エア−ホ−ス５
１は、振動部２０とアイソレ−タ−３０とのジョイント
３１を渡って配されるので、振動部２０の振動を孔壁保
持用エアー管５０に伝達しない。また前記ロツド４７の
外周に配した２列のフィン４５は、前記振動部フィン２
３と同一平面、すなわち周方向における同一位置に配さ
れるとともに、２本の孔壁保持用エアー管５０に対し
て、周方向に９０°ずれて配設される。

【００１８】ついで、先端部周域のエアー吹き出し管２
４を詳説すると、図２（ａ）は、エアー吹き出し管２４
の正面拡大図であり、図２（ｂ）はそのＡ−Ａ断面図、
図２（ｃ）はそのＢ−Ｂ断面図である。エアー吹き出し
管２４は、その先端部にて、外方に突出したテーパー部
８１と、テーパー部８１の端部中央部分より上方に設け
た半楕円形状の切り込み部８２、およびテーパー部８１
に対応する先端部内面に突起した卵型の肉盛部８３を有
する。これにより、エアー吹き出し管２４から噴出され
るエアージェット７０’を、各矢印方向に噴射して振動
部の先端部分から噴出するエアージェット７０の周域全
域に供給する。

【００１９】つぎに、図３(ａ)〜(ｄ)を用いて、本発明
の装置を用いた振動締固め工法について説明する。先
ず、所定の位置に杭心をセットし、振動部２０を振動さ
せるとともに振動部２０の先端エアー吹き出し口２６、
先端部周域のエアー吹き出し管２４及び外周部エアー吹
き出し管２５から、振動締固め装置を貫入する掘削用の
エア−ジェット７０、その周囲から噴出して貫入を補助
促進するエアージェット７０’及び孔壁保持用のエア−
ジェット７１をそれぞれ噴出する。これにより、前記振
動と、掘削用のエア−ジェット７０、７０’による掘削
と自重とによって振動締固め装置１０が地中に貫入する
(ａ)。貫入中は、先端部周域のエアー吹き出し管２４か
らの掘削用のエアージェット７０’により振動部の先端
部分周域の砂等が殆ど除去され、振動部２０に砂等によ
る圧力が加わらず、掘削用のエアージェットとともに装
置の貫入をスムーズに進行させる。また、孔壁保持用の
エア−ジェット７１と前記ロット部４０のフィン４５の
作用により孔壁と装置の間に空隙７６が拡幅保持される
(ｂ)。振動締固め装置１０が所定の深さまで貫入した
ら、掘削用のエア−ジェット７０、７０’の噴射量を低
減し、振動締固め装置１０を引き抜きながら空隙７６に
中詰め材７３を投入する(ｃ)。この際、投入される中詰
め材７３は、孔壁保持用のエア−ジェット７１による空
気圧とフィン４５による保持力の作用のために、目詰ま
り起こすことなく穿孔７２の底部７４に落下する。ま
た、底部７４の周縁においてもエアージェット７０’の
空気圧による保持力の作用のために目詰まりを生じるこ
と無く中詰め材７３が底部７４へ供給される。

【００２０】そして、中詰め材７３は振動により締固め
られ、振動締固め装置１０の引き抜きが完了すると地中
に中詰め材の柱７５が形成される(ｄ)。この中詰め材の
柱７５を所定間隔に配設して、全体の地盤を締固める。

【００２１】

【発明の効果】本発明の振動締固め装置では、圧縮空気
拡散手段を設けたので、孔底の周縁部分にも圧縮空気が
噴出され、当該周縁部分における掘削による砂塵等が効
率よく除去され、装置の貫入効率が向上すると共に、そ
の空気圧により孔底の周縁部分における空隙が保持さ
れ、補給材の目詰まりが生じ難くなり、孔底へ効率よく
補給材が供給される。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の振動締固め装置を示す側面図
である。

【図２】図２（ａ）は、先端部周域エアー吹き出し管２
４の正面拡大図であり、図２（ｂ）はそのＡ−Ａ断面
図、図２（ｃ）はそのＢ−Ｂ断面図である。

【図３】図３(ａ)〜(ｄ)は本発明の振動締固め装置を用
いた振動締固め工法を示す説明図である。

【符号の説明】

１０ 振動締固め装置 ２０ 振動部 ２１ 振動装置 ２４ 先端部周域エアー吹き出し管 ２５ 外周部エアー吹き出し管 ２６ 先端エアー吹き出し口 ３０ アイソレ−タ− ４０ ロッド部 ４５ フィン ５０ 孔壁保持用エアー管 ７０、７０’ 掘削用のエア−ジェット ７１ 孔壁保持用のエア−ジェット ７２ 穿孔 ７３ 中詰め材 ７５ 中詰め材の柱 ７６ 空隙

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地中の掘削及び締固めを行うための振動
   部と、当該振動部に接続されたロッド部とからなり、前
   記振動部は、その先端から掘削方向に圧縮空気を噴射す
   る先端部圧縮空気供給手段と、その側周から掘削した孔
   の孔壁へ圧縮空気を噴射する孔壁保持用圧縮空気供給手
   段と、を備えた振動締固め装置において、 前記振動部が、前記先端部圧縮空気供給手段によって噴
   出される圧縮空気の一部を分岐し、かつ、当該圧縮空気
   の噴出領域の周域方向に向かって噴出させる圧縮空気拡
   散手段を備えたことを特徴とする振動締固め装置。