JP6152027B2 - 軟弱砂質土地盤締固め工法及び該工法に用いる地盤締固め装置 - Google Patents

Description

本発明は、軟弱砂質土地盤締固め工法及び該工法に用いる地盤締固め装置に関する。

この種の軟弱砂質土地盤締固め工法としては、バイブロハンマーによりロッドを軟弱砂質土地盤中に貫入させ、偏心体（振動体）により軟弱砂質土地盤中での振動により該軟弱砂質土地盤を締固める工法（例えば、特許文献１参照。）が知られている。

特開平１−１２７７１６号公報

しかしながら、前記特許文献１記載の工法では、軟弱砂質土地盤を締固める施工機は大型であり、例えば、ロッドの先端に振動体を設置しようとすると、工夫が必要であり、コストが高いという問題点があった。

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、磁力を用いた小型の装置により、軟弱地盤を簡単かつ確実に振動させて効率良く低コストで締固めることができる軟弱砂質土地盤締固め工法及び該工法に用いる小型の地盤締固め装置を提供することを目的とする。

本発明の軟弱砂質土地盤締固め工法は、軟弱砂質土地盤中に、先端側に永久磁石や電磁石等の磁力発生源を設けた軸を貫入し、この磁力発生源を振動させることで、磁力発生源を貫入した周辺地盤の密度を高めて締固めることを要旨とする。

また、本発明の軟弱砂質土地盤締固め工法用いる地盤締固め装置は、軟弱砂質土地盤中に中空管や二重中空管等の軸を所定深度まで貫入して、該軸を貫入した周辺地盤を締め固める軟弱砂質土地盤締固め工法に用いる地盤締固め装置において、先端側に永久磁石や電磁石等の磁力発生源を設けた軸を備え、この磁力発生源を設けた軸を昇降機構で前記軟弱砂質土地盤中に貫入・引き抜き自在にしたことを要旨とする。

本発明の軟弱砂質土地盤締固め工法によれば、軟弱砂質土地盤中に貫入した軸の先端側の磁力発生源を振動子として振動させることで、磁力発生源を貫入した周辺地盤の密度を高めて締固めるようにしたので、磁力を用いた小型の装置により、軟弱地盤を簡単かつ確実に振動させて効率良く低コストで締固めることができる。

また、本発明の軟弱砂質土地盤締固め工法に用いる地盤締固め装置によれば、先端側に永久磁石や電磁石等の磁力発生源を設けた軸を備え、この磁力発生源を設けた軸を昇降機構で軟弱砂質土地盤中に貫入・引き抜き自在にしたので、軸の先端側が振動する小型の地盤締固め装置を低コストで提供することができる。これにより、軟弱地盤を簡単かつ確実に振動させて効率良く低コストで締固めることができる。また、中空管や二重中空管等の軸の先端側に電磁石とバッテリー及び受信器等を装備したことにより、油圧等の動力の供給管等を設置しなくて済み、中空管や二重中空管等の軸に継ぎ足し用の中空管や二重中空管等の軸を継ぎ足したり、取り外す着脱作業が容易となる。

本発明の第１実施形態の軟弱砂質土地盤締固め工法による地盤締固め状態を示す説明図である。 本発明の第２実施形態の軟弱砂質土地盤締固め工法による地盤締固め状態を示す説明図である。 本発明の第３実施形態の軟弱砂質土地盤締固め工法に用いる軸の要部の断面図である。 図３中Ｘ−Ｘ線に沿う断面図である。 上記軸を軟弱砂質土地盤に貫入する状態を示す説明図である。 上記軸を引き抜いて軟弱地盤を締固める状態を示す説明図である。 上記第３実施形態の軟弱砂質土地盤締固め工法に用いる地盤締固め装置を示す側面図である。 本発明の第４実施形態の軟弱砂質土地盤締固め工法に用いる軸の断面図である。 上記軸に設けられた電磁石を作動させた状態を示す断面図である。 上記軸を軟弱砂質土地盤に貫入する状態を示す説明図である。 本発明の第５実施形態の軟弱砂質土地盤締固め工法に用いる中空管の要部の断面図である。 上記中空管に設けられた電磁石を作動させた状態を示す断面図である。 上記中空管を軟弱砂質土地盤に貫入する状態を示す説明図である。 上記貫入した中空管で軟弱砂質土地盤を締固める状態を示す説明図である。 上記中空管を引き抜く状態を示す説明図である。 上記中空管を再貫入する状態を示す説明図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

＜第１実施形態＞
図１は本発明の第１実施形態の軟弱砂質土地盤締固め工法による地盤締固め状態を示す説明図である。

この第１実施形態の軟弱砂質土地盤締固め工法では、図１に示すように、まず、軟弱砂質土地盤１中に所定手段（例えば後述する小型の地盤締固め装置１０等）を介して電磁石（磁力発生源）４及び振動子としての磁性体（磁力発生源）５を所定深度まで貫入する。尚、電磁石４を図示しない固定手段により軟弱砂質土地盤１中の所定位置にて固定する。

次に、固定側の電磁石４を作動（ＯＮ）させたり、作動を停止（ＯＦＦ）させて、この電磁石４の磁力の反発・吸着により、可動側の磁性体５に振動を発生させる。この磁性体５の振動による衝撃により、電磁石４と磁性体５を貫入した周辺地盤２の軟弱地盤の体積を圧縮して、その密度を高めて軟弱地盤を締固める。

このように、固定側の電磁石４の磁力発生の入り切りにより、可動側の振動子としての磁性体５を振動させ、磁性体５が周辺地盤２に振動を与えて、周辺地盤２の軟弱地盤を締固めるようにしたので、磁力を用いた小型の装置により、周辺地盤２の軟弱地盤を簡単かつ確実に振動させて効率良く低コストで締固めることができる。

また、固定側の電磁石４の磁力発生の入り切りで、可動側の振動子としての磁性体５の振動の周波数や振幅を変えることができる。そして、磁性体５の振動により粒子の大きさの揃った均一な砂地盤等の軟弱地盤を特に有効に締固めることができる。

＜第２実施形態＞
図２は本発明の第２実施形態の軟弱砂質土地盤締固め工法による地盤締固め状態を示す説明図である。

この第２実施形態の軟弱砂質土地盤締固め工法では、図２に示すように、まず、軟弱砂質土地盤１中に所定手段（例えば後述する小型の地盤締固め装置１０等）を介して電磁石（磁力発生源）４と振動子としての永久磁石（磁力発生源）６を所定深度まで貫入する。尚、電磁石４を図示しない固定手段により軟弱砂質土地盤１中の所定位置にて固定する。

次に、固定側の電磁石４を作動（ＯＮ）させたり、作動を停止（ＯＦＦ）させて、この電磁石５の磁力の反発・吸着により、可動側の永久磁石６を図２中矢印のように変位させる。この永久磁石６の変位により軟弱地盤に衝撃を与えることにより、電磁石４と永久磁石６を貫入した周辺地盤２の軟弱地盤の体積を圧縮して、その密度を高めて軟弱地盤を締固める。

このように、固定側の電磁石４の磁力発生の入り切りにより、可動側の振動子としての永久磁石６を変位させ、永久磁石６が周辺地盤２に衝撃を与えることで、周辺地盤２の軟弱地盤を締固めるようにしたので、磁力を用いた小型の装置により、周辺地盤２の軟弱地盤を簡単かつ確実に振動させて効率良く低コストで締固めることができる。

また、固定側の電磁石４の磁力発生の入り切りで、可動側の振動子としての永久磁石６の変位量や振幅を変えて微振動よりも衝撃を発生させて、その衝撃を礫分を含んだ軟弱地盤等に与えることにより、礫分を含んだ軟弱地盤等の締固めの効果をより一段と向上させることができる。

＜第３実施形態＞
図３は本発明の第３実施形態の軟弱砂質土地盤締固め工法に用いる軸の要部の断面図、図４は図３中Ｘ−Ｘ線に沿う断面図、図５は同軸を軟弱砂質土地盤に貫入する状態を示す説明図、図６は同軸を引き抜いて軟弱地盤を締固める状態を示す説明図、図７は同工法に用いる地盤締固め装置を示す側面図である。

まず、この第３実施形態の軟弱砂質土地盤締固め工法に用いる地盤締固め装置１０を説明する。

図７に示すように、地盤締固め装置１０は、軟弱砂質土地盤１を締固めする施工機であり、前側にリーダー１２を立設した施工機本体１１を備えている。このリーダー１２の前面１２ａには、二重中空管（軸）２０の上端側を保持した状態で該前面１２ａに沿って上下動する移動保持体１３を設けてある。また、リーダー１２の前面１２ａの下端側には、二重中空管２０を保持する固定保持体１４を取り付けてある。さらに、リーダー１２の側面側には、二重中空管２０を昇降動させる昇降機構１５を設けてある。また、移動保持体１３の下側には、二重中空管２０を正、逆方向に回転させる回転駆動機構１９を設けてある。

昇降機構１５は、リーダー１２の側面の上端部に設けられた駆動スプロケット１６と、リーダー１２の側面の下端部に設けれた従動スプロケット１７と、これら各スプロケット１６，１７に張設されたチェーン１８とで構成されている。このチェーン１８の一部には移動保持体１３が固定されており、該チェーン１８の回転により、移動保持体１３がリーダー１２の前面１２ａに沿って上下方向に移動することで、二重中空管２０が軟弱砂質土地盤１中に無振動・無騒音で貫入・引き抜きされるようになっている。

図３〜図６に示すように、二重中空管（軸）２０は、円筒状の内管２１と、この内管２１を覆う円筒状の外管２２とから構成されている。そして、内管２１の先端（下端）と外管２２の先端（下端）との間には円板状の底板２３により閉塞されている。この円板状の底板２３の周縁には、一対の掘削ビット２４，２４を突設してある。

また、図３，図４に示すように、内管２１と外管２２との間の先端より少し上側には、円環状の電磁石２５を設けてある。さらに、この電磁石２５に相対向する外管２２には矩形の切欠き２２ａを形成してあり、この切欠き２２ａより外側には、永久磁石２６（磁性体でも良い）を設けてある。この永久磁石２６の外面には板状の振動子２７を貼り付けてある。これら電磁石２５と永久磁石２６及び振動子２７は所定距離隔てて複数組（この実施形態では、図４に示すように、９０度間隔で４組）それぞれ設けられており、外管２２の外周面２２ｂより外側に位置する振動子２７を伸縮性のゴム体（弾性体）２８でシールするように被覆してある。尚、永久磁石２６は、外管２２の外周面２２ｂの切欠き２２ａの周りに突設されたガイド２２ｃにより水平方向に往復動自在に取り付けてある。

さらに、図３に示すように、二重中空管２０の内管２１と外管２２の間の電磁石２５の上方には、円環板状の仕切板２９Ｃを介して電磁石２５に電源を供給するバッテリー２９Ａと、電磁石２５を作動・作動停止させる受信器２９Ｂとを設けてある。この受信器２９Ｂは、地盤締固め装置１０の施工機本体１１の運転席等に設けられた図示しない操作盤により無線で遠隔操作されるようになっている。

そして、地盤締固め装置１０の施工機本体１１のリーダー１２に装着された二重中空管２０は、昇降機構１５を介して軟弱砂質土地盤１中に無振動・無騒音で貫入・引き抜きされるようになっている。また、二重中空管２０を軟弱砂質土地盤１中の所定深度まで貫入した後で引き抜く際に、或いは、所定深度まで貫入した後の定位置で、電磁石２５の作動による永久磁石２６の反発と電磁石２５の作動停止による永久磁石２６の該電磁石２５への吸着により振動子２７に水平方向の振動Ｇを発生させるように構成してある。

次に、第４実施形態の軟弱砂質土地盤締固め工法による軟弱砂質土地盤１の締固め工程を、図５と図６の図面に基づいて説明する。

まず、電磁石２５と永久磁石２６及び振動子２７を複数組に設けた二重中空管２０を、地盤締固め装置１０の施工機本体１１のリーダー１２に設置する。次に、施工機本体１１の昇降機構１５及び回転駆動機構１９を介して二重中空管２０を、図５に示すように、軟弱砂質土地盤１中の所定深度まで回転させながら貫入する。この際、電磁石２５は作動しないＯＦＦ状態にしておく。

そして、図６に示すように、電磁石２５の作動（ＯＮ）、作動停止（ＯＦＦ）を繰り返しながら、二重中空管２０を施工機本体１１の昇降機構１５及び回転駆動機構１９を介して所定高さまで逆回転させながら引き抜く。この二重中空管２０を引き抜く際に、電磁石２５の作動による永久磁石２６の反発と電磁石２５の作動停止による永久磁石２６の該電磁石２５への吸着により振動子２７に水平方向の振動Ｇを発生させて、二重中空管２０を引き抜きながらその周辺地盤２の体積を振動子２７の水平振動により圧縮して、その密度を高めて該周辺地盤２の軟弱地盤を締固める。

また、二重中空管２０を軟弱砂質土地盤１中の所定深度まで貫入した後の定位置で、電磁石２５の作動による永久磁石２６の反発と電磁石２５の作動停止による永久磁石２６の該電磁石２５への吸着により振動子２７に水平方向の振動Ｇを発生させて、二重中空管２０を貫入した周辺地盤２の体積を振動子２７の水平振動により圧縮して該周辺地盤２を締固めても良い。

このように、施工機本体１１の強制昇降機構１５を介して二重中空管２０を軟弱砂質土地盤１中に貫入した後で引き抜く際に、或いは、所定深度まで貫入した後の定位置で、電磁石２５のＯＮ、ＯＦＦによる永久磁石２６の反発と吸着とにより、振動子２７に水平方向の振動を発生させて、その水平振動により周辺地盤２の軟弱地盤を圧縮してその密度を高めて締固めるようにしたので、電磁石２５の磁力を用いた小型の地盤締固め装置１０により、周辺地盤２の軟弱地盤を簡単かつ確実に振動させて効率良く低コストで締固めることができる。

即ち、先端側の外側から順に振動子２７と永久磁石２６及び電磁石２５を複数組設けてゴム体２８で覆った二重中空管２０を備え、この二重中空管２０を昇降機構１５で軟弱砂質土地盤１中に貫入・引き抜き自在にしたので、二重中空管２０の先端側が振動する小型の地盤締固め装置１０を低コストで提供することができる。これにより、軟弱砂質土地盤１の二重中空管２０を貫入した周辺地盤２を簡単かつ確実に振動させて効率良く低コストで締固めることができる。

また、二重中空管２０の先端側の外側から順に振動子２７と永久磁石２６及び電磁石２５と、この電磁石２５の上側にバッテリー２９Ａと受信器２９Ｂをそれぞれ装備したことにより、油圧等の動力の供給管等を設置しなくて済み、二重中空管２０に継ぎ足し用の中空管を継ぎ足したり、取り外す着脱作業が容易となり、さらに、小型の地盤締固め装置１０でも二重中空管２０に継ぎ足し用の中空管を継ぎ足していくことで、二重中空管２０を地中深く貫入させて軟弱地盤の締固めを簡単かつ低コストで行うことができる。

さらに、二重中空管２０の内側から外側にかけて電磁石２５と永久磁石２６及び振動子２７を９０度間隔で４組それぞれ設け、二重中空管２０の外管２２の外周面２２ｂより外側に位置する振動子２７を伸縮性のゴム体２８で被覆したことにより、二重中空管２０の内部に水が浸入することがなくて確実にシールすることができ、かつ、水平振動を効率良く発生させることができる。

＜第４実施形態＞
図８は本発明の第４実施形態の軟弱砂質土地盤締固め工法に用いる軸の断面図、図９は同軸に設けられた電磁石を作動させた状態を示す断面図、図１０は同軸を軟弱砂質土地盤に貫入する状態を示す説明図である。

この第４実施形態の軟弱砂質土地盤締固め工法では、第３実施形態の場合と同様に、図７に示す地盤締固め装置１０を用いて地盤の締固めを行う。

図８〜図１０に示すように、中空管（軸）３０は円筒状に形成してあり、その先端の周縁には一対の掘削ビット３３，３３を突設してある。

また、中空管３０の内部には、先端から順に、中空管３０の内面に突出したガイド３０ａと凹部３４ｂとにより突出量が規制された先端面３４ａが円錐状で全体が円柱状の振動子（磁性体）３４と、この振動子３４を下方に付勢させる圧縮コイルバネ（弾性体）３５と、仕切板３７を介して中空管３０内に固定された円柱状の電磁石３６と、この電磁石３６に電源を供給するバッテリー３８と、電磁石３６を作動・作動停止させる受信器３９とを備えている。この受信器３９は、地盤締固め装置１０の施工機本体１１の運転席等に設けられた図示しない操作盤により無線で遠隔操作されるようになっている。

そして、地盤締固め装置１０の施工機本体１１のリーダー１２に装着された振動子３４と圧縮コイルバネ３５及び電磁石３６を内設した中空管３０は、昇降機構１５を介して軟弱砂質土地盤１中に無振動・無騒音で貫入・引き抜きされるようになっている。この中空管３０を軟弱砂質土地盤１中の所定深度まで貫入した後で、電磁石３６の作動による振動子３４の圧縮コイルバネ３５の付勢力に抗しての該電磁石３６側への移動（図９に示す状態）と、電磁石３６の作動停止による圧縮コイルバネ３５の弾性力での振動子３４の反発（図８に示す状態）とを順次繰り返すことにより該振動子３４に鉛直方向の振動Ｈを発生させるように構成してある。

次に、第４実施形態の軟弱砂質土地盤締固め工法による軟弱砂質土地盤１の締固め工程を、図１０の図面に基づいて説明する。

まず、先端より振動子３４と圧縮コイルバネ３５と電磁石３６とバッテリー３８及び受信器３９を内部に設けた中空管３０を、地盤締固め装置１０の施工機本体１１のリーダー１２に設置する。次に、施工機本体１１の昇降機構１５及び回転駆動機構１９を介して中空管３０を、図１０に示すように、軟弱砂質土地盤１中の所定深度まで回転させながら貫入する。この貫入の際、電磁石３６は作動しないＯＦＦ状態にしておく。

そして、図１０に示すように、中空管３０を軟弱砂質土地盤１中の所定深度まで貫入した後で、電磁石３６の作動（ＯＮ）による振動子３４の該電磁石３６側への移動と電磁石３６の作動中止（ＯＦＦ）による圧縮コイルバネ３５の弾性力での振動子３４の反発の繰り返しにより該振動子３４に鉛直方向の振動Ｈを発生させて、中空管３０を貫入した周辺地盤２の体積を振動子３４の鉛直振動により圧縮して、その密度を高めて周辺地盤２の軟弱地盤を締固める。

このように、施工機本体１１の強制昇降機構１５を介して中空管３０を軟弱砂質土地盤１中に貫入した後で、電磁石３６のＯＮとＯＦＦの繰り返しにより振動子３４に鉛直方向の振動Ｈを発生させ、この振動子３４の鉛直振動により周辺地盤２の軟弱地盤を締固めるようにしたので、電磁石３６の磁力を用いた小型の地盤締固め装置１０により、周辺地盤２の軟弱地盤を簡単かつ確実に振動させて効率良く低コストで締固めることができる。

また、中空管３０の先端から順に振動子３４と圧縮コイルバネ３５と電磁石３６とバッテリー３８及び受信器３９をそれぞれ装備したことにより、油圧等の動力の供給管等を設置しなくて済み、中空管３０に継ぎ足し用の中空管を継ぎ足したり、取り外す着脱作業が容易となり、さらに、小型の地盤締固め装置１０でも中空管３０に継ぎ足し用の中空管を継ぎ足していくことで、中空管３０を地中深く貫入させて軟弱地盤の締固めを簡単かつ低コストで行うことができる。

＜第５実施形態＞
図１１は本発明の第５実施形態の軟弱砂質土地盤締固め工法に用いる中空管の要部の断面図、図１２は同中空管に設けられた電磁石を作動させた状態を示す断面図、図１３は同中空管を軟弱砂質土地盤に貫入する状態を示す説明図、図１４は同貫入した中空管で軟弱砂質土地盤を締固める状態を示す説明図、図１５は同中空管を引き抜く状態を示す説明図、図１６は同中空管を再貫入する状態を示す説明図である。

この第５実施形態の軟弱砂質土地盤締固め工法では、第３実施形態の場合と同様に、図７に示す地盤締固め装置１０を用いて地盤の締固めを行う。

図１１〜図１６に示すように、二重中空管（ケーシングパイプ）４０は、砂を供給する円筒状の内管４１と、この内管４１を覆う円筒状の外管４２とから構成されている。そして、外管４２の先端の周縁には、一対の掘削ビット４３，４３を突設してある。また、二重中空管４０の内管４１と外管４２の間には、先端から順に、外管４２の内面に突出したガイド４２ａと凹部４４ｂとにより突出量が規制された先端面４４ａが円錐環状で全体が円柱環状の振動子（磁性体）４４と、この振動子４４を下方に付勢させる圧縮コイルバネ（弾性体）４５と、仕切板４７を介して内管４１と外管４２間に固定された円柱環状の電磁石４６と、この電磁石４６に電源を供給するバッテリー４８と、電磁石４６を作動・作動停止させる受信器４９とを備えている。この受信器４９は、地盤締固め装置１０の施工機本体１１の運転席等に設けられた図示しない操作盤により無線で遠隔操作されるようになっている。

そして、地盤締固め装置１０の施工機本体１１のリーダー１２に装着された振動子４４と圧縮コイルバネ４５及び電磁石４６を内設した二重中空管４０は、昇降機構１５を介して軟弱砂質土地盤１中に無振動・無騒音で貫入・引き抜きされるようになっている。この二重中空管４０を軟弱砂質土地盤１中の所定深度まで貫入した後及び再貫入する際に、電磁石４６の作動による振動子４４の圧縮コイルバネ４５の付勢力に抗しての該電磁石４６側への移動（図１２に示す状態）と、電磁石４６の作動停止による圧縮コイルバネ４５の弾性力での振動子４４の反発（図１１に示す状態）とを順次繰り返すことにより該振動子４４に鉛直方向の振動Ｈを発生させるように構成してある。また、二重中空管４０の内管４１には、図示しない砂供給管等を介して砂（杭材料）３が供給されるようになっている。

次に、第５実施形態の軟弱砂質土地盤締固め工法による軟弱砂質土地盤１の締固め工程を、図１１〜図１３の図面に基づいて説明する。

まず、先端側より振動子４４と圧縮コイルバネ４５と電磁石４６とバッテリー４８及び受信器４９を内管４１と外管４２の間に設けた二重中空管４０を、地盤締固め装置１０の施工機本体１１のリーダー１２に設置する。次に、施工機本体１１の昇降機構１５及び回転駆動機構１９を介して二重中空管４０を、図１３に示すように、軟弱砂質土地盤１中の所定深度まで回転させながら貫入する。この際、二重中空管４０の内管４１内に所定量の砂３を投入しておく。また、電磁石４６は作動しないＯＦＦ状態にしておく。

そして、図１４に示すように、二重中空管４０を軟弱砂質土地盤１中の所定深度まで貫入した後で、電磁石４６の作動（ＯＮ）による振動子４４の該電磁石４６側への移動と電磁石４６の作動中止（ＯＦＦ）による圧縮コイルバネ４５の弾性力での振動子４４の反発の繰り返しにより該振動子４４体に鉛直方向の振動Ｈを発生させて、二重中空管４０を貫入した周辺地盤２の体積を振動子４４の鉛直振動により圧縮して、その密度を高めて周辺地盤２の軟弱地盤を締固める。

次に、図１５に示すように、電磁石４６を作動させずに二重中空管４０を施工機本体１１の強制昇降機構１５及び回転駆動機構１９を介して所定高さまで逆回転させて引き抜き、二重中空管４０の内管４１内の砂３を排出する。次に、図１６に示すように、電磁石４６のＯＮとＯＦＦを繰り返して、振動子４４の鉛直方向に振動Ｈさせながら、二重中空管４０を軟弱砂質土地盤１中に再貫入して、排出した砂３を締固めて砂杭（材料杭）Ｓを造成すると共に、二重中空管４０を再貫入した周辺地盤２の体積を振動子４４の鉛直振動により圧縮して周辺地盤２の軟弱地盤を締固める。この二重中空管４０の引き抜きと再貫入とを地表まで順次繰り返して、二重中空管４０を貫入した周辺地盤２中に砂杭Ｓと振動子４４の鉛直振動により軟弱地盤をより一段と締固める。

このように、施工機本体１１の昇降機構１５を介して二重中空管４０を軟弱砂質土地盤１中に貫入したり、引き抜きして、二重中空管４０を再貫入する際に、周辺地盤２中に砂杭Ｓを造成すると共に、振動子４４の鉛直振動により周辺地盤２の軟弱地盤を締固めるようにしたので、電磁石４６の磁力を用いた小型の地盤締固め装置１０により、周辺地盤２の軟弱地盤を簡単かつ確実に振動させて効率良く低コストで締固めることができる。

また、二重中空管４０の内管４１と外管４２との間に、先端から順に振動子４４と圧縮コイルバネ４５と電磁石４６とバッテリー４８及び受信器４９をそれぞれ装備したことにより、油圧等の動力の供給管等を設置しなくて済み、二重中空管４０に継ぎ足し用の中空管を継ぎ足したり、取り外す着脱作業が容易となり、さらに、小型の地盤締固め装置１０でも二重中空管４０に継ぎ足し用の中空管を継ぎ足していくことで、二重中空管４０を地中深く貫入させて軟弱地盤の締固めを簡単かつ低コストで行うことができる。

尚、前記実施形態によれば、中空管等を昇降動させる昇降機構を、駆動スプロケットと従動スプロケット及びチェーンで構成したが、ラックと駆動ピニオン等で昇降機構を構成しても良い。また、地盤中に貫入する軸は、中空管や二重中空管等に限らず、金属棒等の棒状体でも良い。さらに、杭材料として砂を用いたが、杭材料は砂に限るものではない。

また、前記第３実施形態によれば、中空管に水平振動を発生させる振動子と永久磁石及び電磁石等を９０度間隔に４組設けたが、１８０度間隔で２組でも１２０度間隔で３組でも良く、さらに、上下方向に複数段設けても良い。

１ 軟弱砂質土地盤
２ 周辺地盤
３ 砂（杭材料）
４ 電磁石（磁力発生源）
５ 磁性体（磁力発生源）
６ 永久磁石（磁力発生源）
９ 中空管（軸）
１０ 地盤締固め装置
１５ 昇降機構
２０ 二重中空管（軸、中空管）
２２ｂ 外周面
２５ 電磁石
２６ 永久磁石
２７ 振動子
２８ ゴム体（弾性体）
２９Ａ バッテリー
２９Ｂ 受信器
３０ 中空管（軸）
３４ 振動子（磁性体）
３５ 圧縮コイルバネ（弾性体）
３６ 電磁石
３８ バッテリー
３９ 受信器
４０ 二重中空管（中空管）
４１ 内管
４２ 外管
４４ 振動
４５ 圧縮コイルバネ（弾性体）
４６ 電磁石
４８ バッテリー
４９ 受信器
Ｓ 砂杭（材料杭）

Claims (11)

1. 軟弱砂質土地盤中に軸を所定深度まで貫入して、該軸を貫入した周辺地盤を締め固める軟弱砂質土地盤締固め工法において、
   外側に振動子を備える永久磁石或いは磁性体と電磁石とを周面側に設けた軸を用い、この軸を前記軟弱砂質土地盤中の所定深度まで貫入した後の定位置で、前記電磁石の作動による前記永久磁石或いは磁性体の反発と前記電磁石の作動停止による前記永久磁石或いは磁性体の該電磁石への吸着により前記振動子に水平方向の振動を発生させて、前記軸を貫入した周辺地盤の体積を前記振動子の水平振動により圧縮して該周辺地盤を締固めることを特徴とする軟弱砂質土地盤締固め工法。
2. 軟弱砂質土地盤中に軸を所定深度まで貫入して、該軸を貫入した周辺地盤を締め固める軟弱砂質土地盤締固め工法において、
   外側に振動子を備える永久磁石或いは磁性体と電磁石とを周面側に設けた軸を用い、この軸を前記軟弱砂質土地盤中の所定深度まで貫入した後で引き抜く際に、前記電磁石の作動による前記永久磁石或いは磁性体の反発と前記電磁石の作動停止による前記永久磁石或いは磁性体の該電磁石への吸着により前記振動子に水平方向の振動を発生させて、前記軸を引き抜きながらその周辺地盤の体積を前記振動子の水平振動により圧縮して該周辺地盤を締固めることを特徴とする軟弱砂質土地盤締固め工法。
3. 軟弱砂質土地盤中に軸を所定深度まで貫入して、該軸を貫入した周辺地盤を締め固める軟弱砂質土地盤締固め工法において、
   先端側より磁性体と弾性体と電磁石を設けた軸を用い、この軸を前記軟弱砂質土地盤中の所定深度まで貫入した後で、前記電磁石の作動による前記磁性体の該電磁石側への移動と前記電磁石の作動中止による前記弾性体の弾性力での前記磁性体の反発により該磁性体に鉛直方向の振動を発生させて、前記軸を貫入した周辺地盤の体積を前記磁性体の鉛直振動により圧縮して該周辺地盤を締固めることを特徴とする軟弱砂質土地盤締固め工法。
4. 軟弱砂質土地盤中に中空管を所定深度まで貫入した後、前記中空管を所定高さまで引き抜き、前記中空管の引き抜きと再貫入を繰り返して、該中空管を貫入した周辺地盤を締め固める軟弱砂質土地盤締固め工法において、
   内管の先端部と外管の先端部の間に先端側より磁性体と弾性体と電磁石を設けた二重中空管を用い、この二重中空管の内管内に所定量の杭材料を投入して該二重中空管を前記軟弱砂質土地盤中の所定深度まで貫入した後で、前記電磁石の作動による前記磁性体の該電磁石側への移動と前記電磁石の作動中止による前記弾性体の弾性力での前記磁性体の反発により該磁性体に鉛直方向の振動を発生させて、前記中空管を貫入した周辺地盤の体積を前記磁性体の鉛直振動により圧縮して該周辺地盤を締固め、次に、前記電磁石を作動させずに前記二重中空管を所定高さまで引き抜きながら該二重中空管の内管内の杭材料を排出し、次に、前記電磁石の作動と作動中止を繰り返しながら前記二重中空管を前記軟弱砂質土地盤中に再貫入して、前記排出した杭材料を締固めて材料杭を造成すると共に、前記二重中空管を再貫入した周辺地盤の体積を前記磁性体の鉛直振動により圧縮して該周辺地盤を締固めることを特徴とする軟弱砂質土地盤締固め工法。
5. 軟弱砂質土地盤中に軸を所定深度まで貫入して、該軸を貫入した周辺地盤を締め固める軟弱砂質土地盤締固め工法に用いる地盤締固め装置において、
   内側に電磁石を設けると共に外側に振動子と永久磁石或いは磁性体を設けた前記軸としての中空管を備え、この中空管を昇降機構で前記軟弱砂質土地盤中に貫入・引き抜き自在にし、前記中空管を前記軟弱砂質土地盤中の所定深度まで貫入した後で引き抜く際に、前記電磁石の作動による前記永久磁石或いは磁性体の反発と前記電磁石の作動中止による前記永久磁石或いは磁性体の該電磁石への吸着により前記振動子に水平方向の振動を発生させるように構成したことを特徴とする地盤締固め装置。
6. 請求項５記載の地盤締固め装置であって、
   前記中空管の内側から外側にかけて前記電磁石と前記永久磁石或いは磁性体及び前記振動子を所定距離隔てて複数組それぞれ設け、前記中空管の外周面より外側に位置する前記振動子を伸縮性の弾性体で被覆したことを特徴とする地盤締固め装置。
7. 請求項６記載の地盤締固め装置であって、
   前記中空管の内部に、前記電磁石に電源を供給するバッテリーと前記電磁石を作動させる受信器を設けたことを特徴とする地盤締固め装置。
8. 軟弱砂質土地盤中に軸を所定深度まで貫入し、該軸を貫入した周辺地盤を締め固める軟弱砂質土地盤締固め工法に用いる地盤締固め装置において、
   先端側より磁性体と弾性体と電磁石を設けた軸を備え、この軸を昇降機構で前記軟弱砂質土地盤中に貫入・引き抜き自在にし、前記軸を前記軟弱砂質土地盤中の所定深度まで貫入した後で、前記電磁石の作動による前記磁性体の該電磁石側への移動と前記電磁石の作動中止による前記弾性体の弾性力での前記磁性体の反発により該磁性体に鉛直方向の振動を発生させるように構成したことを特徴とする地盤締固め装置。
9. 請求項８記載の地盤締固め装置であって、
   前記軸としての中空管の内部に、前記電磁石に電源を供給するバッテリーと前記電磁石を作動させる受信器を設けたことを特徴とする地盤締固め装置。
10. 軟弱砂質土地盤中に中空管を所定深度まで貫入した後、前記中空管を所定高さまで引き抜き、前記中空管の引き抜きと再貫入を繰り返して、該中空管を貫入した周辺地盤を締め固める軟弱砂質土地盤締固め工法に用いる地盤締固め装置において、
    杭材料を供給する内管と該内管を覆う外管とから成り、これら内管の先端部と外管の先端部の間に先端側より磁性体と弾性体と電磁石を設けた二重中空管を備え、この二重中空管を昇降機構で前記軟弱砂質土地盤中に貫入・引き抜き自在にし、前記二重中空管を前記軟弱砂質土地盤中の所定深度まで貫入した後及び再貫入する際に、前記電磁石の作動による前記磁性体の該電磁石側への移動と前記電磁石の作動中止による前記弾性体の弾性力での前記磁性体の反発により該磁性体に鉛直方向の振動を発生させるように構成したことを特徴とする地盤締固め装置。
11. 請求項１０記載の地盤締固め装置であって、
    前記二重中空管の内管と外管の間に、前記電磁石に電源を供給するバッテリーと前記電磁石を作動させる受信器を設けたことを特徴とする地盤締固め装置。
    

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