JP4493185B2 - 砂杭造成装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、大径のよく締め固めた砂杭を地中に造成して地盤を改良するサンドコンパクションパイル(SCP)工法に用いて好適な無振動・無騒音式の砂杭造成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
この種の無振動・無騒音式の砂杭造成装置として、図7〜図9に示す特公昭56−47328号公報に開示されたものがある。この砂杭造成装置は、図7に示すように、施工機本体1の前面に立設されたリーダー2に沿ってワイヤ3Aとガイド部3Bを介して砂供給用のホッパー3を昇降動自在に支持してある。このホッパー3の下端には中空管4の上端を取り付けてある。この中空管4の上端とウインチ5との間にはロープ5Aをかけてあり、該ウインチ5によるロープ5Aの巻き取りで中空管4に貫入力を与えている。
【0003】
また、図8,図9に示すように、中空管4の下端部の周りには、該中空管4より大径で螺旋羽根6a付きの旋回ケーシング6を回転自在に支持してある。即ち、この旋回ケーシング6の内周面には内歯ギヤ6Aを固定してある。また、中空管4の外側には駆動モーター7を取り付けてあり、該駆動モーター7の回転軸7aには駆動ギヤ7Aを固定してある。この駆動ギヤ7Aは旋回ケーシング6の内周面に固定された内歯ギヤ6Aに噛合していて、該駆動ギヤ7Aが駆動モーター7により回転すると、中空管4に対して旋回ケーシング6が回転するようになっている。
【0004】
さらに、図8に示すように、中空管4の下端部と旋回ケーシング6との間には複数の拡径締め固め手段8を設けてある。この各拡径締め固め手段8は、中空管4の下端の外側に取り付けられた油圧シリンダ8Aと、この油圧シリンダ8Aのピストンロッド8aの先端に取り付けられた締め固め部材8Bとで構成されている。尚、旋回ケーシング6の下端開口内には先端部掘削補助及び土砂浸入防止用の開閉弁9をピン枢支してある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の無振動・無騒音式の砂杭造成装置では、中空管4の下端部の外側に取り付けられた駆動モーター7により該中空管4の下端部の周りで旋回ケーシング6を回転させて中空管4を地中に貫入させたり、引き抜くようにしているため、この貫入時及び引き抜き時に、中空管4の上部に左右のねじれが発生し、さらにガイド部3Bを介してリーダー2にねじれが発生するため、リーダー2の部材強度を大きくとらなければならないこと、及びリーダー2及び施工機本体1の重量を締め固め砂杭造成の反力として十分に利用することができないため、安定した締め固めを行うことが難しかった。
【0006】
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、リーダー及び施工機本体の重量を反力として十分に利用することができ、また、リーダーのねじれに対する強度を過大に設定することなく、より安定した締め固めができる無振動・無騒音式の砂杭造成装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、支持用のリーダーに沿って中空管を地中に所定深度まで貫入自在にし、前記中空管の引き抜き時に該中空管の下端部に装備した拡径締め固め手段により締め固められた砂杭を造る砂杭造成装置において、前記中空管の上端部側に前記リーダーに沿って該中空管を強制的に昇降動させる強制昇降手段を取り付け、前記中空管を、前記リーダーに昇降動自在に支持された内管と、この内管の周りに回転自在に支持されると共に、該内管と共に昇降動する外管とで構成し、前記リーダーの下部に前記内管に対して前記外管を回転させる駆動手段を設け、かつ、前記内管及び外管を前記強制昇降手段で昇降動自在にしたことを特徴とする。
【0008】
この砂杭造成装置では、中空管を、リーダーに昇降動自在に支持された内管と、この内管の周りに回転自在に支持されると共に、該内管と共に昇降動する外管とで構成し、リーダーの下部に内管に対して外管を回転させる駆動手段を設け、かつ、内管及び外管を強制昇降手段で昇降動自在にしたので、中空管の地中への貫入・引き抜き時に、駆動手段からリーダーが受ける反力の位置が常に低い一定位置となり、リーダーの上部にねじれが伝播することなく、リーダー及び施工機本体の安定性が高まり、より安定した締め固め造成が行われる。また、内管及び外管を強制昇降手段で昇降動自在にしたので、貫入時及び引き抜き時にリーダー及び施工機本体からの反力が十分に得られ、より安定した締め固めが可能となって締め固め効果がより一段と向上する。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【0010】
図1は本発明の実施形態の無振動・無騒音式の砂杭造成装置を示す側面図、図2は同装置に用いられる駆動手段の周辺を一部断面で示す拡大側面図、図3は図2のA−A線に沿う断面図、図4は同装置に用いられる拡径締め固め手段の周辺の断面図、図5は図4のB−B線に沿う断面図、図6は同装置に用いられる外管スラスト軸受部の周辺の拡大断面図である。
【0011】
図1に示すように、無振動・無騒音式の砂杭造成装置10は前側にリーダー12を立設した施工機本体11を有していて、該リーダー12の前側に設けられたラック12aには強制昇降手段13の駆動ピニオン13aを噛合してある。この強制昇降手段13の下側には砂供給用のホッパー14を取り付けてある。このホッパー14の下端には外管スラスト軸受部15を介して中空管16の上端を取り付けてある。
【0012】
図2〜図6に示すように、中空管16は、ホッパー14の下端に外管スラスト軸受部15の固定部15aに固定され、該ホッパー14と共にリーダー12のラック12aに沿って昇降動する円筒状の内管17と、外管スラスト軸受部15の可動部15bに取り付けられて内管17の周りに回転自在に支持されると共に、該内管17と共に昇降動する正四角筒状の外管18と、この外管18の下端に固定された該外管18の径より大径で円筒状の拡径管19とで構成されている。そして、内管17と外管18及び拡径管19は強制昇降手段13によりリーダー12に沿って昇降動するようになっている。
【0013】
図4に示すように、内管17の下端側は拡径管19内に貫入されている。そして、内管17に対して外管18はリーダー12の下部に設けられた駆動手段20により正,逆転方向に回転されるようになっている。また、地中Sに所定深度まで貫入された中空管16を引き抜く際に、内管17の下端部(先端部)側の外周面に取り付けられた複数の拡径締め固め手段30により締め固められた砂杭Kが造られるようになっている。
【0014】
図2及び図3に示すように、駆動手段20は、リーダー12の下部に取り付けられた略箱型のケース21と、このケース21に取り付けられた駆動モーター22と、この駆動モーター22の駆動軸22aに固定されて回転する駆動ギヤ23と、この駆動ギヤ23に噛合すると共に、内管17及び外管18を貫通させて該外管18を回転させる従動ギヤ24とで構成されている。図3に示すように、従動ギヤ24の中央には正方形の角孔24aを形成してあり、該角孔24a内に正四角筒状の外管18を貫通してある。これにより、駆動モーター22により駆動ギヤ23が駆動すると従動ギヤ24が回転し、この従動ギヤ24の回転により該従動ギヤ24の角孔24a内の外管18が内管17に対して回転するようになっている。
【0015】
各拡径締め固め手段30は、内管17の外周面の下部に取り付けられた油圧シリンダ31と、この油圧シリンダ31のピストンロッド31aの先端に取り付けられた締め固め部材32とで構成されている。尚、拡径管19の下端開口内には先端部掘削補助及び土砂浸入防止用の図示しない開閉弁をピン枢支してある。
【0016】
以上実施形態の砂杭造成装置10によれば、駆動手段20により中空管16の外管18及び拡径管19を回転させながらリーダー12に沿って中空管16を強制昇降手段13により下降させ、中空管16を地中Sに所定深度まで貫入する。そして、地中Sより中空管16を引き抜く時に、ホッパー14より供給した砂を中空管16の先端部に装備した複数の拡径締め固め手段30により締め固める。これにより、締め固められた砂杭Kが造られる。
【0017】
この砂杭Kを造る際に用いられる中空管16は、リーダー12に強制昇降手段13等を介して昇降動自在に支持された内管17と、この内管17の周りに回転自在に支持されると共に、該内管17と共に昇降動する外管18とで大略構成され、リーダー12の下部に取り付けた駆動手段20により内管17に対して外管18を回転するようにしたので、中空管16の地中Sへの貫入時及び引き抜き時に、リーダー12の上部にはねじれが発生することがなく、このため、リーダー12及び施工機本体11の安定性が高まり、より安定した締め固めを行うことができる。
【0018】
また、駆動手段20を、リーダー12の下部に取り付けられたケース21と、このケース21に取り付けられた駆動モーター22と、この駆動モーター22により回転する駆動ギヤ23と、この駆動ギヤ23に噛合すると共に、内管17及び外管18を貫通させて該外管18を回転させる従動ギヤ23で構成したので、駆動手段20の構造を簡単にすることができ、また、駆動手段20により内管17に対して外管18をスムーズかつ確実に回転させることができ、砂杭Kの造成を効率よく行うことができる。
【0019】
さらに、ホッパー14と外管スラスト軸受部15と中空管16を構成する内管17と外管18及び拡径管19を強制昇降手段13で昇降動自在にしたので、内管17と外管18及び拡径管19の貫入時及び引き抜き時にリーダー12及び施工機本体11からの反力を十分に得ることができ、より安定した締め固めが可能となって砂杭Kの締め固め効果をより一段と向上させることができる。
【0020】
尚、前記実施形態によれば、内管を被う外管を四角筒状に形成したが、円筒状でも良い。また、砂には砂利や砕石等の砂類似粒状料の他に、砂と砂類似粒状材料を組み合わせた混合物を含むことは勿論である。
【0021】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、中空管を、リーダーに昇降動自在に支持された内管と、この内管の周りに回転自在に支持されると共に、該内管と共に昇降動する外管とで構成し、リーダーの下部に内管に対して外管を回転させる駆動手段を設け、内管及び外管を強制昇降手段で昇降動自在にしたので、中空管の地中への貫入時及び引き抜き時に、リーダーの上部にねじれが発生することがなく、リーダー及び施工機本体の安定性が高まり、より安定した締め固めを行うことができる。
【0022】
さらに、内管及び外管を強制昇降手段で昇降動自在にしたので、内管及び外管の貫入時及び引き抜き時にリーダー及び施工機本体からの反力を十分に得ることができ、より安定した締め固めが可能となって砂杭の締め固め効果をより一段と向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態の砂杭造成装置を示す側面図である。
【図2】上記砂杭造成装置に用いられる駆動手段の周辺を一部断面で示す拡大側面図である。
【図3】図2のA−A線に沿う断面図である。
【図4】上記砂杭造成装置に用いられる拡径締め固め手段の周辺の断面図である。
【図5】図4のB−B線に沿う断面図である。
【図6】上記砂杭造成装置に用いられる外管スラスト軸受部の周辺の拡大断面図である。
【図7】従来例の砂杭造成装置の側面図である。
【図8】上記従来例の砂杭造成装置の締め固め手段部分の断面図である。
【図9】上記従来例の砂杭造成装置の駆動手段部分の拡大断面図である。
【符号の説明】
10 砂杭造成装置
12 リーダー
13 強制昇降手段
16 中空管
17 内管
18 外管
20 駆動手段
30 拡径締め固め手段
S 地中
K 砂杭
Claims (1)
- 支持用のリーダーに沿って中空管を地中に所定深度まで貫入自在にし、前記中空管の引き抜き時に該中空管の下端部に装備した拡径締め固め手段により締め固められた砂杭を造る砂杭造成装置において、
前記中空管の上端部側に前記リーダーに沿って該中空管を強制的に昇降動させる強制昇降手段を取り付け、前記中空管を、前記リーダーに昇降動自在に支持された内管と、この内管の周りに回転自在に支持されると共に、該内管と共に昇降動する外管とで構成し、前記リーダーの下部に前記内管に対して前記外管を回転させる駆動手段を設け、かつ、前記内管及び外管を前記強制昇降手段で昇降動自在にしたことを特徴とする砂杭造成装置。
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