JPH0630895Y2 - 杭造成装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、ケーシング内の下部に配設したバイブレータ
の振動を、ケーシング内に投入されてその下部より排出
される砂、石、生石灰等に効果的に伝達させて、緻密に
締め固められた杭を造成することができる杭造成装置に
関する。

（従来技術及びその問題点） 従来、杭造成装置の一例として、本出願の考案者が案出
した特開昭59-220523号公報に記載の発明がある。この
杭造成装置の概略を説明すると、外周面にスクリュを有
する回転ケーシングを回転させて地盤中に貫入させ、該
回転ケーシング内に同芯状に配設されている固定ケーシ
ング内に砂、生石灰等を投入し、そして固定ケーシング
内の下部に同芯状に配設されているバイブレータにより
上記砂、生石灰等に振動を与えて、それらを緻密に締め
固めしながら、ケーシングを引き上げることにより、地
盤中に杭を造成するものである。

ところが、上記従来の杭造成装置では、バイブレータ
が、固定ケーシングの上部から垂下挿入された長尺状の
内杆の下端部に取付けられていることから、バイブレー
タを作動させると、そのバイブレータの振動により内杆
が撓みを生じて揺動し易く、その振動によりバイブレー
タが砂、生石灰等を撹乱し、それらを緻密に締め固める
ことができないという問題があった。

（考案の目的） 本考案は、上記従来の問題点に鑑み、バイブレータを不
都合に揺動させることなく、このバイブレータの振動を
ケーシング内の下部において砂、生石灰等に効果的に作
用させてより緻密に締め固めることができる上、ケーシ
ング内部での上記砂等の詰まりを防止すると共にケーシ
ング内部からの砂等の排出性を高めることができる杭造
成装置を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 上記従来の問題点を解決するために、本考案は、リーダ
に吊支された機枠１の下部に回転自在に垂下連設される
と共に外周面にスクリュ２を有する回転ケーシング３
と、該回転ケーシング３内に同芯状に遊嵌入させられる
と共にその上端部が上記機枠１に固定された固定ケーシ
ング13と、該固定ケーシング13の上部に配設された砂、
生石灰等の投入用ホッパー７とを有する杭造成装置にお
いて、上記固定ケーシング13の下部付近の内部に水平方
向に振動力を有するバイブレータ12を固定ケーシング13
に直結し、該バイブレータ12の電源コード33を固定ケー
シング13の内周面に沿って上方へのびる保護管35内に挿
通してなる構成を採用するものである。

（作用） 上記構成によれば、回転ケーシング３を回転させながら
固定ケーシング13と共に地盤中に所定深さまで貫入さ
せ、そして固定ケーシング13内に砂、生石灰等を投入し
た後、バイブレータ12を作動させると、このバイブレー
タ12の振動力によって固定ケーシング13内部の下部付近
の砂、生石灰等が緻密に締め固められる。しかもこのバ
イブレータ12の振動力は、固定ケーシング13に直接伝達
されて、固定ケーシング13をその下部のみならず全長に
亘り振動させ、、それにより固定ケーシング13内部の砂
等全体を振動させる。したがって、両ケーシング３，13
を引き上げることにより、上記締め固められた砂、生石
灰等が固定ケーシング13から円滑に排出されて、地盤中
に連続性を有する緻密な圧密杭が形成される。

（実施例） 次に、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本考案に係る杭造成装置の全体図を示したもの
で、この図において１はクローラクレーン等に立設され
たリーダ（図示省略）に昇降自在に吊支される機枠で、
この機枠１の下部には、外周面に全長に亘ってスクリュ
ー２を螺設した回転ケーシング３が回転自在に垂下され
ており、この回転ケーシング３の下端に底蓋４が開閉自
在に装着されている。

上記機枠１内には、回転ケーシング３を回転させるため
の回転駆動装置５が設備されると共に、回転ケーシング
３の上方において該回転ケーシング３と同心的に配置さ
れた短尺円筒状の固定管６が機枠１に固装され、この短
尺固定管６の上端には砂、生石灰等の供給用ホッパー７
が配置され、またこの固定管６内にはホッパー７に通じ
る固定管６の上端開口を密に閉鎖しうる弁機構８ならび
に固定管６内に圧力エアを供給する手段としてのエア供
給ノズル９が配備される。

そして、上記回転ケーシング３内には該回転ケーシング
３より若干径小の長尺円筒状固定ケーシング13が、回転
ケーシング３の全長に亘り且つ該回転ケーシング３の回
転が可能な如く嵌挿され、この長尺状固定ケーシング13
の上端部は前記短尺状固定管６の下端部に接続されると
共に機枠１に対し固定されている。

上記固定ケーシング13の下部付近の内部に取付枠10を固
定し、この取付枠10には固定ケーシング13の軸芯に沿っ
て下方へ突出する短尺状の支持杆11を固着し、この固定
支持杆11の下端にバイブレータ12を一体的に連設する。
このバイブレータ12の電源コード（キャプタイヤ）33
は、支持杆11内部を貫通して支持杆11上端から取付枠10
の上側を通り、固定ケーシング13及び固定管６の内周に
沿って上方へのびる鋼管、合成樹脂管等からなる保護管
35内に挿通している。

前記回転駆動装置５は、第１図に示すように機枠１の下
部に大ギヤ14を回転自在に支承し、この大ギヤ14の下端
を回転ケーシング３の上端部と一体的に連結する一方、
機枠１内において固定管６の両側対向位置に一対の減速
機付電動機15，15を配設し、これらの電動機15，15の出
力軸16，16に固定の小ギヤ17，17を大ギヤ14にその両側
位置で噛合させてなるもので、両電動機15，15の互いに
同一方向への回転により小ギヤ17，17及び大ギヤ14を介
して回転ケーシング３を回転させるようにしている。大
ギヤ14は固定管６に対し回転自在に嵌合されていると共
に、夫々ラジアル及びスラストの両荷重を支持する軸受
装置18，19を介して機枠１に回転自在にして且つ上下移
動不可に保持されている。

前記底蓋４は内部が空洞状の逆円錐体を縦に二分割して
形成されるような二つの半割体4a，4aをケーシング３の
下端に枢着してなるもので、回転ケーシング３が地上に
宙架されているような通常時には第１図の実線で示すよ
うに開放していて、回転ケーシング３が地盤中に貫入さ
れるときには同図の仮想線で示すように逆円錐体状に閉
じ、また回転ケーシング３が地盤中を引き上げられると
きには同図の実線で示す開放位置をとるようになってい
る。

弁機構８は、第３図〜第５図に示すように、弁口20を有
する平面視楕円形の弁受体21と弁口20を開閉する弁体22
とからなるもので、弁受体21を短尺状固定管６内の上端
部に傾斜位置で固着すると共に、弁口20の下面側周縁部
にパッキン23を装着し、この弁受体21の下側に弁体22を
配して、弁受体21のヒンジ部材24と弁体22下面に固着さ
れた支持フレーム25一端部のヒンジ部材26とをピン27に
て螺着し、それにより弁体22を弁口20に対し開閉可能と
したものである。

上記弁体22は、通常時は第５図の一点鎖線で示される位
置で開放状態にあり、そしてエア供給ノズル９より圧力
エアが短尺状固定管６内に供給されるとき、ノズル９先
端より噴出される圧力エアにより弁体22が上向きに押圧
回動されて閉鎖位置に保持され、弁閉止するようになっ
ている。尚、このようなエア圧力によって弁体22の閉止
動作を行わせる代わりに、第５図に二点鎖線で示すよう
に弁体22の下面側と短尺状固定管６の内側面との間にば
ね部材28を介装させて、通常時はばねの力で弁体22を閉
止位置に保持し、ポッパー７からの砂の投入時に砂の重
量でばねの力に抗し弁体22を開かせるようにすることも
できる。

第６図はバイブレータ12を断面図にて示したもので、こ
のバイブレータ12はバイブロフロットよりなり、円筒状
のフロット本体29内に、電動機30を配備すると共にこの
電動機30の出力軸に一体連結させた偏心軸体31を軸架し
てなるもので、電動機30の回転による偏心軸体31の偏心
回転によってフロット本体29に水平方向（横方向、つま
り支持杆11の軸方向と交叉する方向）の振動を生ぜしめ
るようになっている。フロット本体29はカップリング32
を介して支持杆11の下端に連結されている。

第１図中、36は重錘式検知装置であって、固定ケーシン
グ13内に投入された土質改良剤の表面Ｓに載せられた重
錘Ｗと、一端がその重錘Ｗに連結されて紐体37と、その
紐体37の他端を常時、一定の張力を維持するように巻き
取るエンコーダ等を用いた計測機38とからなり、該計測
機38により巻き取った紐体37の長さから上記表面Ｓの変
化を計測し、これによって、杭が適正に造成されている
か否かを検知するものである。

次に、上述したような構成を有する杭造成装置によるサ
イドドレーン工法を第７図（イ）〜（ホ）に従って説明
する。

先ず本機の昇降機枠１をリーダ（図示省略）頂部より適
当高さに懸吊支持した状態で、回転駆動装置５を作動さ
せて回転ケーシング３を正転方向に回転させながら昇降
操作用ワイヤーを繰り出して回転ケーシング３を下降さ
せ、地盤Ｇ中に貫入させてゆく。この際、回転ケーシン
グ３下端の底蓋４は、地盤Ｇに突き当たることによっ
て、第７図（イ）のように閉じる。

こうして回転ケーシング３を回転させつつ地盤中に挿入
していって所定深さに達したら、第７図（ロ）のように
ホッパー７より短尺状固定管６を通じて長尺状固定ケー
シング13内に砂を所要量充填する。砂の充填を終えた
後、第７図（ハ）のようにエア供給ノズル９を通じ固定
管６内から固定ケーシング13内への圧力エアの供給を開
始し、このとき固定管６内へ導入されるエアの圧力によ
り弁機構８を閉鎖位置に作動させ、この弁機構８の閉鎖
によって固定管６内から固定ケーシング13内に亘る内部
空間のエア圧を上昇させる一方、バイブレータ12の作動
を開始して周辺の砂に水平方向の振動を与える。このと
き、バイブレータ12を支持する支持杆11が短いので、バ
イブレータ12の水平方向振動力を受けてもほとんど撓む
ことがない。

従って、バイブレータ12はその作動中、従来のように揺
動して砂を撹乱するようなことはなく、周囲の砂に振動
のみを伝達し、その砂を緻密に締め固めすることができ
る。この場合、バイブレータ12は取付枠10及び支持杆11
を介して固定ケーシング13に直結されているので、この
バイブレータ12の水平方向振動力は固定ケーシング13に
直接伝達されて、固定ケーシング13の下部のみならず固
定ケーシング13全体を振動させ、それにより固定ケーシ
ング13内部の砂全体を振動させる。またこのとき、固定
ケーシング13内の砂には上述したエア圧による押圧力が
作用する。

上記のように、固定ケーシング13内に充填された砂をエ
ア圧によって上方から押圧しつつ、バイブレータ12の水
平方向振動力によって固定ケーシング13の下部付近の内
部において砂を締め固めながら、回転ケーシング３を、
挿入時とは逆方向に回転させ且つ機枠１の昇降操作用ワ
イヤーを巻き取って、この回転ケーシング３を連続的に
引き上げてゆく。こうして回転ケーシング３を引き上げ
てゆくことにより、底蓋４が開いて、圧密された砂が固
定管13下端より押出されながら砂杭Ｐが漸次形成されて
ゆく（第７図（ニ）及び（ホ）参照）。このとき、バイ
ブレータ12の水平方向振動力は固定ケーシング13にも直
接伝わるので、固定ケーシング13内部の砂全体が振動せ
しめられ、途中で詰まりを生ずることなく有効に流動降
下すると共に、固定ケーシング13の下部付近の内部でバ
イブレータ12自体の水平方向振動力により圧密された排
出し難い傾向にある砂を固定ケーシング13下端から円滑
に排出される。

また、上記回転ケーシング３の引き上げに際して砂が固
定ケーシング13下端から確実に押出し排出されているか
どうかを確認すべく、重錘式検知装置36を使用して砂面
Ｓを検知するにあたっては、砂は実質的に長尺状固定ケ
ーシング13内に投入されていて回転ケーシング３と接触
していないため、回転ケーシング３の回転に伴って内部
の砂が回転することはなく、したがって回転ケーシング
３を回転させたまま引き上げる際にも砂面Ｓの検知を的
確に行うことができる。

上記実施例では、サンドドレーン工法により砂杭を造成
する場合を例にあげて説明したが、これ以外の工法、例
えば固定ケーシング13内に生石灰を投入し、その生石灰
と地盤中の水とを反応させて凝固性の消石灰となし、い
わゆるケミカルパイルを造成することもできる。その場
合には、第１図に仮想線で示すように、固定ケーシング
13の下端部内に可撓性水密板39を挿入すると共にその水
密板39の外周縁を固定ケーシング13の内周面に弾性的密
着させることにより、その固定ケーシング13の下端部を
塞ぐようにし、もって、底蓋４の周辺の隙間からその底
蓋４内に水が浸入しても、その浸入水が固定ケーシング
13内に入るのを阻止し、両ケーシング３，13の引き抜き
前に生石灰と浸入水とが反応しないようにするのがよ
い。

（考案の効果） 本考案によれば、ケーシングの引き上げに際し、バイブ
レータの水平方向振動力を、固定ケーシング及びこの固
定ケーシング内部の下部付近の砂等に対し十分且つ確実
に作用させて、緻密に締め固めることができ、それによ
って地盤中に十分に締め固めされた緻密な圧密杭を押出
し形成することができる。

特に本考案では、水平方向に振動力を有するバイブレー
タを固定ケーシングに直結しているため、このバイブレ
ータの水平方向振動力が固定ケーシングに直接に伝達さ
れて、この固定ケーシングをその下部のみならず全長に
亘り振動させ、それにより固定ケーシング内部の砂等の
全体を振動させて、締め固めながらその砂等を固定ケー
シングの途中で詰まらせることなくスムーズに流動降下
させることができると共に、固定ケーシング内部の下部
付近でバイブレータ自体の水平方向振動力により圧密さ
れて排出しにくい傾向にある砂等を固定ケーシング下端
から円滑に排出させて、連続性を有する緻密な圧密杭を
形成することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の一実施例を示し、第１図は杭造成装置の
一部切欠き正面図、第２図は第１図のII−II矢視図、第
３図は杭造成装置に用いられる弁機構を構成する弁受体
の底面図、第４図は同弁機構を構成する弁体の底面図、
第５図は同弁機構の縦断面図、第６図はバイブレータの
縦断面図、第７図（イ）〜（ホ）はサンドドレーン工法
の工程説明図である。 １……機枠、２……スクリュー、３……回転ケーシン
グ、７……ホッパー、10……取付枠、11……支持杆、12
……バイブレータ、13……固定ケーシング、33……電源
コード、35……保護管。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】リーダに吊支された機枠の下部に回転自在
   に垂下連設されると共に外周面にスクリュを有する回転
   ケーシングと、該回転ケーシング内に同芯状に遊嵌入さ
   せられると共にその上端部が上記機枠に固定された固定
   ケーシングと、該固定ケーシングの上部に配設された
   砂、生石灰等の投入用ホッパーとを有する杭造成装置に
   おいて、上記固定ケーシングの下部付近の内部に水平方
   向に振動力を有するバイブレータを固定ケーシングに直
   結し、該バイブレータの電源コードを固定ケーシングの
   内周面に沿って上方へのびる保護管内に挿通してなる杭
   造成装置。