JP7290675B2

JP7290675B2 - 地盤改良装置

Info

Publication number: JP7290675B2
Application number: JP2021008568A
Authority: JP
Inventors: 肇一田中
Original assignee: Fudo Tetra Corp
Current assignee: Fudo Tetra Corp
Priority date: 2021-01-22
Filing date: 2021-01-22
Publication date: 2023-06-13
Anticipated expiration: 2041-01-22
Also published as: JP2022112683A

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、特許文献１に開示されたものがある。この特許文献１に記載の地盤改良装置を図２に示す。この地盤改良装置１は、ベースマシンの前部に立設したリーダ（いずれも図示省略）と、このリーダに機枠２ａを介して取り付けられ、外筒管６及び内筒管７を回転させると共に、リーダに沿って上下動させる昇降装置２と、内筒管７の上端部を構成する非回転部７ａにスイベル部７ｂを介して取り付けられ、内筒管７内に砂Ｓを供給するホッパー３と、を備えている。

図２に示すように、外筒管６は、機枠２ａに固定された一対の回転モータ４，４を介して回転するようになっている。また、内筒管７は、外筒管６の内部に挿入されており、昇降装置２の上部に設けられた回転モータ５により、外筒管６とは独立して回転するようになっている。さらに、内筒管７の外周面には、延長方向に沿って螺旋状の掘削土砂搬出路としての螺旋羽根８が取り付けられており、外筒管６に挿入された状態において、螺旋羽根８の外周部が延長方向に沿って外筒管６の内面と近接している。

そして、回転モータ４により外筒管６を所定方向に回転させると共に、回転モータ５により、内筒管７を外筒管６とは逆方向に回転させることにより、外筒管６及び内筒管７を地盤９中に貫入する。この貫入作業中において、内筒管７の内部に予め砂Ｓが供給され、外筒管６及び内筒管７を引き抜く際に内筒管７から砂Ｓを排出し、外筒管６及び内筒管７の貫入と引き抜きを繰り返すことで砂Ｓを締め固めて砂杭を造成する。

特開２００７－２９７７９９号公報

しかしながら、前記従来の地盤改良装置１では、外筒管６の中に内筒管７が通っているため、外筒管６及び内筒管７を地盤９中から引き抜く際の１回転当たりの砂Ｓの圧送量が少なく、余分な回転を必要としていた。また、内筒管７の上部から砂Ｓを押し出すために多量の圧縮空気が必要としていた。さらに、外筒管６を回転させる回転モータ４と内筒管７を回転させる回転モータ５の２基のモータが必要なため、その分コスト高であった。

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、地盤中からケーシングパイプを引き抜く際の１回転当たりの杭材料の圧送量が多く、少量の圧縮空気でも杭材料をスムーズかつ確実に地盤中に排出させることができる安価で小型の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が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地盤改良装置であって、前記ケーシングパイプ内に、中央が中空でスパイラル状の無軸スクリュー羽根を該ケーシングパイプとは逆方向に回転自在に設けたことを特徴とする。

本発明によれば、ケーシングパイプ内に、中央が中空でスパイラル状の無軸スクリュー羽根を該ケーシングパイプとは逆方向に回転自在に設けたことにより、地盤中からケーシングパイプを引き抜く際の１回転当たりの杭材料の圧送量が多く、少量の圧縮空気でも杭材料をスムーズかつ確実に地盤中に排出させることができる。

本発明の一実施形態の地盤改良装置の地盤貫入状態を示す一部断面図である。従来の地盤改良装置の地盤貫入状態を示す一部断面図である。

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の地盤貫入状態を示す一部断面図である。

図１に示すように、地盤改良装置１０は、図示しない施工機本体の前部に立設したリーダ１１と、図示しないチェーンまたはラックによりリーダ１１に沿って昇降動する強制昇降装置１２と、この強制昇降装置１２によりリーダ１１に沿って昇降動すると共に、回転駆動装置１３により回転自在に支持されたケーシングパイプ１７と、このケーシングパイプ１７の内部に挿入され、回転駆動装置１３によりケーシングパイプ１７とは逆方向に回転自在に設けられた中央が中空でスパイラル状の無軸スクリュー羽根１８と、強制昇降装置１２の一側部に取り付けられ、ケーシングパイプ１７内に砂（杭材料）Ｓを供給するホッパー１９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に示すように、ケーシングパイプ１７は、円筒状の外管であり、その基端部１７ａは、回転駆動装置１３に１基設けられた駆動モータ１４により正回転する正回転駆動板１５に連結されている。また、ホッパー１９よりケーシングパイプ１７内に供給された砂Ｓは、地盤９中からケーシングパイプ１７を引き抜く際にその先端の開口１７ｂから排出されるようになっている。

図１に示すように、中央が中空でスパイラル状の無軸スクリュー羽根１８の固定端１８ａは、駆動モータ１４により逆回転する逆回転駆動板１６に連結されていて、ケーシングパイプ１７とは逆方向に回転するようになっている。また、中央が中空でスパイラル状の無軸スクリュー羽根１８の自由端１８ｂ側は、ケーシングパイプ１７の内周面１７ｃの先端の周りから離れて配置されている。さらに、ケーシングパイプ１７挿入された状態において、中央が中空でスパイラル状の無軸スクリュー羽根１８の外周部１８ｃは軸方向に沿ってケーシングパイプ１７の内周面１７ｃと近接している。そして、地盤９中から正回転しながらケーシングパイプ１７が引き抜かれる際に、中央が中空でスパイラル状の無軸スクリュー羽根１８が逆回転して、ケーシングパイプ１７に供給された砂Ｓが地盤９中に強制的に排出されるようになっている。

以上実施形態の地盤改良装置１０によれば、地盤９中に砂杭Ｋを造成する際に、まず、中央が中空でスパイラル状の無軸スクリュー羽根１８を内蔵したケーシングパイプ１７を所定位置に据え、ホッパー１９からケーシングパイプ１７内に一定量の砂Ｓを投入する。

次に、ケーシングパイプ１７を正回転させ、かつ、中央が中空でスパイラル状の無軸スクリュー羽根１８を逆回転させながら、地盤９中に所定深度まで貫入する。

次に、ケーシングパイプ１７を正回転させ、かつ、中央が中空でスパイラル状の無軸スクリュー羽根１８を逆回転させながら、ケーシングパイプ１７を規定の高さに引き上げながら、ケーシングパイプ１７内の砂Ｓを中央が中空でスパイラル状の無軸スクリュー羽根１８により地盤９中に強制的に排出する。

そして、ケーシングパイプ１７の貫入と引き抜きを順次繰り返して、ケーシングパイプ１７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。

このように、ケーシングパイプ１７内に、中央が中空でスパイラル状の無軸スクリュー羽根１８を該ケーシングパイプ１７とは逆方向に回転自在に設けたことにより、地盤９中からケーシングパイプ１７を引き抜く際の１回転当たりの砂Ｓの圧送量が多く、少量の圧縮空気でも砂Ｓをスムーズかつ確実に地盤９中に排出させることができる。

また、中央が中空でスパイラル状の無軸スクリュー羽根１８は、砂面の高さを管理できるので、杭材料の管理が簡単にできる。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１８による砂Ｓの強制排出なので、圧縮空気の量も少なくて済み、周辺影響が少ない施工となる。

さらに、１基の駆動モータ１４によりケーシングパイプ１７と中央が中空でスパイラル状の無軸スクリュー羽根１８をそれぞれ回転させることができるため、その分、地盤改良装置１０の低コスト化及び小型化を図ることができる。これにより、施工機本体と砂を供給できる機械とで施工ができるため、狭隘地の施工ができる。

９地盤
１０地盤改良装置
１４１基の駆動モータ
１６逆回転駆動板
１７ケーシングパイプ
１７ｃ内周面
１８中央が中空でスパイラル状の無軸スクリュー羽根
１８ａ固定端
１８ｂ自由端
Ｓ砂（杭材料）
Ｋ砂杭（材料杭）

Claims

地盤中にケーシングパイプが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地盤改良装置であって、
前記ケーシングパイプ内に、中央が中空でスパイラル状の無軸スクリュー羽根を該ケーシングパイプとは逆方向に回転自在に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、
前記ケーシングパイプを回転させる１基の駆動モータで、前記中央が中空でスパイラル状の無軸スクリュー羽根を前記ケーシングパイプとは逆方向に回転させるようにした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、
前記中央が中空でスパイラル状の無軸スクリュー羽根の固定端側は、前記１基の駆動モータに逆回転駆動板を介して連結され、かつ、前記中央が中空でスパイラル状の無軸スクリュー羽根の自由端側は、前記ケーシングパイプの内周面の先端の周りから離れて配置され、
前記ケーシングパイプの引き抜き時に前記中央が中空でスパイラル状の無軸スクリュー羽根を逆回転させて前記地盤中に前記杭材料を排出させるようにしたことを特徴とする地盤改良装置。