JP7221888B2

JP7221888B2 - 地盤改良装置

Info

Publication number: JP7221888B2
Application number: JP2020006649A
Authority: JP
Inventors: 肇一田中
Original assignee: Fudo Tetra Corp
Current assignee: Fudo Tetra Corp
Priority date: 2020-01-20
Filing date: 2020-01-20
Publication date: 2023-02-14
Anticipated expiration: 2040-01-20
Also published as: JP2021113449A

Description

本発明は、ケーシングパイプの回転圧入によって、無振動にて砂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に用いられるケーシングパイプとして、図１０及び図１１に示すものがある。このケーシングパイプ１には、図１０に示すように、内周面１ａに沿って長手方向（軸方向）Ｈに２本の砂抜け補助用のエア配管２，２’が設けられている。

図１０及び図１１に示すように、一方のエア配管２は、ケーシングパイプ１の中途まで延びていて、その先端には補助装置３を介して内ノズル４が設けられている。この内ノズル４からケーシングパイプ１内に圧縮された高圧エアＡが噴射されるようになっている。また、他方のエア配管２’は、ケーシングパイプ１の先端側まで延びていて、その先端には補助装置５を介して外ノズル６が設けられている。この外ノズル６からケーシングパイプ１の外側に圧縮された高圧エアＡが噴射されるようになっている。さらに、ケーシングパイプ１の先端には、掘削用のビット７が取り付けられている。さらに、２本のエア配管２，２’は、ケーシングパイプ１の内周面１ａに溶接により固定されている（この溶接部分を図１０中符号８で示す）。

そして、ケーシングパイプ１は、地盤改良装置の強制昇降装置と回転駆動装置とにより地盤中に回転しながら貫入され、このケーシングパイプ１を引き抜く際の砂の排出と打ち戻しが繰り返されることで無振動にて砂杭が造成される。この際、ケーシングパイプ１の内外に圧縮された高圧エアＡが噴射されて砂抜けされる。

特開平６－３３４４５号公報

しかしながら、前記従来の地盤改良装置に用いられるケーシングパイプ１では、その内周面１ａに２本のエア配管２，２’を固定する溶接部分８が突出しているため、この突出した溶接部分８によって砂をスムーズに抜くことが難しかった。また、補助装置３，５の角で砂が引っ掛かって、砂が抜けが悪かった。さらに、砂の締め固め時の圧縮力による各エア配管２，２’の摩耗等の変形により各エア配管２，２’に小孔（ピンホール）が開く場合があり、その場所を特定することが困難であり、エア抜けが発生した。

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、ケーシングパイプ内から砂をスムーズに抜く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。

本発明は、地盤中にケーシングパイプを回転させながら貫入し、引き抜く際の砂の排出と打ち戻しを繰り返すことで無振動にて砂杭を造成する地盤改良装置であって、前記ケーシングパイプの肉厚部の中央から外周にかけて長手方向に延びるエア通路を少なくとも２箇所形成し、前記２箇所のエア通路のうちの一方のエア通路は、前記ケーシングパイプの中途まで延びていて、該中途の部位に内ノズルが前記ケーシングパイプの内側に向けて設けられ、前記２箇所のエア通路のうちの他方のエア通路は、前記ケーシングパイプの端部側まで延びていて、該端部側に外ノズルが前記ケーシングパイプの外側に向けて設けられているたことを特徴とする。

本発明によれば、ケーシングパイプの肉厚部の中央から外周にかけて長手方向に延びるエア通路を形成したことで、ケーシングパイプの内外にエア通路が出ることがないため、砂抜けが良くなって、ケーシングパイプ内から砂をスムーズに抜くことができる。

本発明の第１実施形態のケーシングパイプを用いる地盤改良装置の斜視図である。上記ケーシングパイプの断面図である。図２中Ｘ－Ｘ線に沿う断面図である。上記ケーシングパイプの要部を断面で示す斜視図である。上記ケーシングパイプの内側に設けられた内ノズルよりエアが噴射する状態を示す要部の断面図である。図５中Ｙ部分の拡大断面図である。上記ケーシングパイプの底面図である。上記ケーシングパイプの継ぎ目部分の断面図である。（ａ）は本発明の第２実施形態のケーシングパイプに角パイプを組み付ける前の部分断面図、（ｂ）は同角パイプを組み付けた後の部分断面図である。従来の地盤改良装置に用いられるケーシングパイプの断面図である。上記従来のケーシングパイプの底面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は本発明の第１実施形態のケーシングパイプを用いる地盤改良装置の斜視図、図２はケーシングパイプの断面図、図３は図２中Ｘ－Ｘ線に沿う断面図、図４はケーシングパイプの要部を断面で示す斜視図、図５はケーシングパイプの内側に設けられた内ノズルよりエアが噴射する状態を示す要部の断面図、図６は図５中Ｙ部分の拡大断面図、図７はケーシングパイプの底面図、図８はケーシングパイプの継ぎ目部分の断面図である。

図１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杭材料としての砂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肉厚で円筒状のケーシングパイプ（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の排出口側と連結管１７との間に設けられ、ホッパー１８内に供給された砂Ｓをケーシングパイプ２０側へ自然落下により供給する供給用配管３０と、を備えている。

図１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。

図２～図４に示すように、ケーシングパイプ２０は、金属製で一重の円筒状に形成されていて、その肉厚部２０ａの中央から外周面２０ｂにかけて長手方向（軸方向）Ｈに延びるエア通路２１，２１’が２箇所形成されている。この一対のエア通路２１，２１’は、相対向する１８０°隔てた位置に形成されていて、ケーシングパイプ２０の外周面２０ｂに長手方向Ｈに沿って延びるように形成された凹状の各長溝２２ａと、この各長溝２２ａの開口部２２ｂを塞ぐ金属板状の蓋体２３と、で構成されている。

図２及び図４に示すように、一対のエア通路２１，２１’のうちの一方のエア通路２１は、ケーシングパイプ２０の中途まで延びていて、その部位には、円形のノズル取付孔２４が形成されている。この円形のノズル取付孔２４には、内ノズル２５が内側に向けて設けられている。また、他方のエア通路２１’は、ケーシングパイプ２０の先端（下端）の端部２０ｃ側まで延びていて、その端部２０ｃ側には、ノズル取付孔２６が形成されている。このノズル取付孔２６には、外ノズル２７が外側に向けて設けられている。

図５及び図６に示すように、内ノズル２５は、一方のエア通路２１に連通する底有で円筒状のノズル本体２５ａと、このノズル本体２５ａの開口側に嵌め込まれ、ノズルチップ２５ｂを斜めに保持するチップ保持体２５ｃと、を有している。そして、このチップ保持体２５ｃの噴出口２５ｄからケーシングパイプ２０の内部に圧縮された高圧エアＡが噴射されるようになっている。

図２及び図７に示すように、外ノズル２７は、他方のエア通路２１’に連通するＬ字状の通路２７ｂを形成したノズル本体２７ａを有している。そして、このノズル本体２７ａの噴出口２７ｃからケーシングパイプ２０の外側に圧縮された高圧エアＡが噴射されるようになっている。

図８に示すように、ケーシングパイプ２０の端部２０ｃと別のケーシングパイプ２０の相対向する端部２０ｃとの継ぎ目部分Ｒには、円筒状のスリーブ２８を介して溶接等の溶着により接合されている。これにより、継ぎ目部分Ｒの各エア通路２１，２１’に該継ぎ目部分Ｒから高圧エアＡが漏れることなくスムーズに流れるようになっている。

尚、図１中符号１４ａは昇降バケット１４の供給口を示す。また、図２及び図７に示すように、ケーシングパイプ２０の先端には、一対の掘削用ビット２９，２９がそれぞれ取り付けられている。さらに、図１に示すように、供給用配管３０は、連結管１７に斜めに貫通するように取り付けられていて、ホッパー１８から供給された砂Ｓを連結管１７内に自然落下により供給するものである。

以上第１実施形態のケーシングパイプ２０を用いた地盤改良装置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、ケーシングパイプ２０の打ち戻しと砂Ｓの排出とを繰り返すことで、無振動・無騒音にて砂杭Ｋを造成することができる。

この際、ケーシングパイプ２０の肉厚部２０ａの中央から外周面２０ｂにかけて長手方向Ｈに延びる一対のエア通路２１，２１’を形成したことにより、ケーシングパイプ２０の内外に各エア通路２１，２１’が飛び出ることがないため、砂抜けが良くなって、ケーシングパイプ２０内から砂Ｓをスムーズに抜くことができる。

即ち、ケーシングパイプ２０の内部に、従来のようなエア配管２，２’の障害物がないため、高圧エアＡによりケーシングパイプ２０内の砂Ｓをスムーズに抜くことができる。また、エア配管２，２’がないので、摩耗等の変形により発生し易いピンホールによるエア抜けを防ぐことができる。

さらに、ケーシングパイプ２０の肉厚部２０ａの中央から外周面２０ｂにかけて形成された各長溝２２ａの開口部２２ｂを、外側からの蓋体２３の溶接作業で塞ぐことによって各エア通路２１，２１’が形成されるため、組付作業が容易である。また、ケーシングパイプ２０の肉厚部２０ａの中央から外周面２０ｂにかけて長溝２２ａを形成し、この長溝２２ａの開口部２２ｂを蓋体２３の溶接作業で塞ぐことで、２本のエア通路２１，２１’をケーシングパイプ２０の内周面から突出させることなく簡単に形成できるため、エア通路２１，２１’を２本以上に簡単かつ確実に増やすことができる。

図９（ａ）は本発明の第２実施形態のケーシングパイプに角パイプを組み付ける前の部分断面図、図９（ｂ）は同角パイプを組み付けた後の部分断面図である。

この第２実施形態のケーシングパイプ２０は、一対のエア通路２１，２１’を角パイプ２３Ａでそれぞれ構成した点が、前記第１実施形態のものとは異なる。尚、他の構成は、前記第１実施形態と同様であるため、同一構成部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

この第２実施形態のケーシングパイプ２０では、図９（ａ），（ｂ）に示すように、一対のエア通路２１，２１’を、ケーシングパイプ２０の外周面２０ｂに長手方向に沿って延びるように形成された凹状の各長溝２２ａ内に嵌め込んで、千鳥の溶接により溶着した角パイプ２３Ａで構成してある。これにより、ケーシングパイプ２０の外周面２０ｂより殆ど飛び出ることなく一対のエア通路２１，２１’が形成される。

この第２実施形態のケーシングパイプ２０によれば、一対のエア通路２１，２１’を、ケーシングパイプ２０の外周面２０ｂに形成された凹状の各長溝２２ａ内に嵌め込まれて溶着された角パイプ２３Ａで構成したことにより、前記第１実施形態と同様の作用・効果を奏する。特に、この第２実施形態のケーシングパイプ２０では、角パイプ２３Ａが交換可能であるため、経時的にエア漏れのない各エア通路２１，２１’を提供することができる。

尚、前記各実施形態によれば、杭材料として砂を用いたが、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を杭材料として用いても良い。

また、前記各実施形態によれば、内ノズル用と外ノズル用のエア通路を１箇所づつ設けたが、内ノズル用と外ノズル用のエア通路を２箇所以上設けても良い。

１０地盤改良装置
２０ケーシングパイプ
２０ａ肉厚部
２０ｃ端部
２１一方のエア通路
２１’ 他方のエア通路
２２ａ凹状の長溝
２２ｂ開口部
２３蓋体
２３Ａ角パイプ
２５内ノズル
２７外ノズル
２８円筒状のスリーブ
Ｔ地盤
Ｓ砂
Ｋ砂杭
Ｈ長手方向
Ｒ継ぎ目部分

Claims

地盤中にケーシングパイプを回転させながら貫入し、引き抜く際の砂の排出と打ち戻しを繰り返すことで無振動にて砂杭を造成する地盤改良装置であって、
前記ケーシングパイプの肉厚部の中央から外周にかけて長手方向に延びるエア通路を少なくとも２箇所形成し、
前記２箇所のエア通路のうちの一方のエア通路は、前記ケーシングパイプの中途まで延びていて、該中途の部位に内ノズルが前記ケーシングパイプの内側に向けて設けられ、
前記２箇所のエア通路のうちの他方のエア通路は、前記ケーシングパイプの端部側まで延びていて、該端部側に外ノズルが前記ケーシングパイプの外側に向け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１記載の地盤改良装置であって、
前記各エア通路を、前記ケーシングパイプの外周に長手方向に沿って延びるように形成された凹状の長溝と、前記長溝の開口部を塞ぐ蓋体と、で構成し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、
前記各エア通路を、前記ケーシングパイプの外周に長手方向に沿って延びるように形成された凹状の長溝内に嵌め込まれる角パイプで構成した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、
前記ケーシングパイプの端部と別のケーシングパイプの端部との継ぎ目部分を円筒状のスリーブを介して溶着により接合したことを特徴とする地盤改良装置。