JPH0633441A

JPH0633441A - 砂杭造成装置

Info

Publication number: JPH0633441A
Application number: JP9197892A
Authority: JP
Inventors: Nakatomi Kurimoto; 中富栗本
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-03-17
Filing date: 1992-03-17
Publication date: 1994-02-08

Abstract

(57)【要約】【目的】ケーシング打ち込み時の掘削土の排土を効率
良く行わせることできると共に、ケーシング引き上げ時
にケーシング下端から排出される砂を締め固めできる砂
杭造成装置を提供すること。【構成】機枠１の下部に、回転ケーシング３と、回転
ケーシング３内に挿入されてこの回転ケーシング３との
間に掘削土導入用空間部４を形成する固定ケーシング５
とを垂下連設し、固定ケーシング５内の下端近傍位置に
は固定ケーシング５内に垂下挿入した支持杆６を介して
バイブロフロット７を配備し、回転ケーシング３には掘
削土排出孔１８を穿設すると共に、掘削土排出孔１８よ
りジェットエアを噴出させるためのエア噴出管１９を固
定ケーシング５の外周面に沿って配管し、更に固定ケー
シング５の底部には、ケーシング打ち込み時に土圧で閉
じ引き上げ時に開く固定ケーシング開閉用蓋２２を設け
て成ること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、軟弱地盤を改良するた
めに地中に砂、礫、砂利等（以下、単に砂と称する）か
らなる砂杭を造成する砂杭造成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術及びその課題】従来この種の造成方法で
は、下端に開閉蓋を備えたケーシングを上下振動あるい
は回転させながら地中に打ち込んで掘孔し、所要深さ掘
進した後、ケーシングを引き上げつつ、このケーシング
内に供給した砂等をその下端から排出して、地中に砂杭
を造成するようにしているが、ケーシング打ち込み掘進
時には、ケーシングの下端開口部が閉蓋されるため、掘
削土はケーシングの下端外周から当該ケーシングと掘孔
との狭い間隙から排土されることになる。このため排土
がスムーズに行われ難く、従ってケーシングの打ち込み
速度が遅くなり、造成作業能率が非常に悪かった。

【０００３】本発明は、上記の課題に鑑み、ケーシング
打ち込み時の掘削土の排土を効率良く行わせ、それによ
りケーシングの打ち込み速度を速めて造成作業能率の向
上を図ることできると共に、ケーシング引き上げ時にケ
ーシング下端からの砂を締め固めできる砂杭造成装置を
提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明による砂杭造成装
置は、機枠１の下部に、回転駆動手段２によって回転さ
れる回転ケーシング３と、この回転ケーシング３内に同
心状に挿入されて前記回転ケーシング３との間に掘削土
導入用空間部４を形成する砂投入用の固定ケーシング５
とを垂下連設し、前記固定ケーシング５内の下端近傍位
置には当該固定ケーシング５内に垂下挿入した支持杆６
を介してバイブロフロット７を配備し、前記回転ケーシ
ング３には掘削土排出孔１８を穿設すると共に、この掘
削土排出孔１８よりジェットエアを噴出させるためのエ
ア噴出管１９を前記固定ケーシング５の外周面に沿って
配管し、更に前記固定ケーシング５の底部には、ケーシ
ングの打ち込み時に土圧で閉じ引き上げ時に開く固定ケ
ーシング開閉用蓋２２を設けて成ることを特徴とする。

【０００５】

【実施例】実施例について図面を参照して説明すると、
図１において、１は円筒形の機枠であって、図示は省略
するが、リーダの側面でガイドされながらその頂部より
昇降用ワイヤーを介して吊支される。この機枠１の下部
に、回転駆動手段２によって回転される回転ケーシング
３と、この回転ケーシング３内に同心状に挿入されて当
該回転ケーシング３との間に掘削土導入用空間部４を形
成する砂投入用の固定ケーシング５とが垂下連設されて
いる。この固定ケーシング３内には、前記機枠１側から
中空状の支持杆６が垂下挿入され、この支持杆６の下端
には前記固定ケーシング３の下端近傍位置にバイブロフ
ロット７が装備されている。

【０００６】前記機枠１内には、中壁１０を介して上下
２段に区画された上段側砂収容タンク８及び下段側砂収
容タンク９が設けられ、下段側砂収容タンク９の底部が
前記固定ケーシング５の上端に連通連結されている。ま
た上段側砂収容タンク８は、その中心軸部を通る隔壁
（図示省略）によって左右のタンク部８ａ、８ｂに分割
形成されている。そして、上段側砂収容タンク８の左右
各タンク部８ａ、８ｂの上部にそれぞれ砂供給用ホッパ
ー１１が連通連設され、各ホッパー１１の出口側端部に
は例えばエアシリンダ１２によって開閉駆動される開閉
弁１３が設けてある。また、前記中壁１０には上段側砂
収容タンク８の左右各タンク部８ａ、８ｂから下段側砂
収容タンク９に通じるそれぞれの連通口に、前記同様な
エアシリンダ１４により開閉駆動される開閉弁１５が設
けられている。尚、１６は前記上段側砂収容タンク８の
左右各タンク部８ａ、８ｂにエアを供給するエアノズ
ル、１７は下段側砂収容タンク９にエアを供給するエア
ノズルである。

【０００７】前記回転ケーシング３には、図１及び図２
を参照して明らかなように、前記掘削土導入用空間部４
に導入された掘削土をケーシング外に排出するための掘
削土排出孔１８が、当該ケーシング３の略全長に亘り且
つ周方向に一定間隔をおいて（例えば４５度の間隔おき
に）多数穿設されており、そして掘削土導入用空間部４
内には複数本（例えば４本）のエア噴出管１９が、固定
ケーシング５の外周面に沿って縦に配管され、各エア噴
出管１９には前記各掘削土排出孔１８と対応する位置に
エアノズル２０が配設されていて、各掘削土排出孔１８
よりジェットエアを噴出させるようになっている。

【０００８】前記回転ケーシング３の下端にはその直径
方向対向位置に一対の掘削刃２１が溶接等によって固着
され、各掘削刃２１は、図３に示すように、下端部にカ
ッティングエッジ２１ａを有し、このカッティングエッ
ジ２１ａは、外端が回転ケーシング３の外周面位置より
も外側に突出し且つ内端が固定ケーシング５の内周面位
置よりも内側へ十分張り出すように突出して、その外端
から内端に亘って両ケーシング３，５を横切るように延
びている。また各掘削刃２１は、その全体側面が回転ケ
ーシング３の中心軸線を通る鉛直面に対して例えば３０
〜４０度傾き、且つ内端側が回転ケーシング３の回転方
向に２０〜３０度倒れるような配置構成となっている。

【０００９】前記固定ケーシング５の下端には、図１及
び図３に示すように、一対の半月状板２２ａ，２２ａを
ヒンジ２２ｂで枢着して成る固定ケーシング開閉用蓋２
２が取付られ、この蓋２２は、常時はその自重によって
図１の実線図示のような逆Ｖ字形を成す開放位置にあ
り、ケーシング打ち込み時には土圧によって同図の仮想
線図示のように固定ケーシング５の下端を閉塞すべく閉
じるように構成されている。

【００１０】前記バイブロフロット７は、図示は省略す
るが、電動機に偏心軸体を連動連結して、電動機の回転
による偏心軸体の偏心回転によって横方向の振動を発生
するもので、給電用のキャップタイヤは支持杆６の中空
部に挿通させ、この支持杆６の上部適所から外部に延出
させてある。

【００１１】前記バイブロフロット７を支持している支
持杆６は、機枠１の上壁部中央から下方へ垂設されたエ
アシリンダ等よりなる上下駆動手段２３のピストンロッ
ドに連結され、必要に応じてこの上下駆動手段２３を作
動させることにより、当該支持杆６を介してバイブロフ
ロット７を所定ストロークで上下動させることができ
る。このバイブロフロット７は、通常時は図１の実線図
示の位置にあり、前記上下駆動手段２３の作動によりこ
の実線図示位置と同図の仮想図示位置との間で上下動す
ることになる。

【００１２】前記回転駆動手段２は、機枠１に配備され
た両側一対の電動機２４及び歯車伝動機構２５により構
成される。また、前記上段側砂収容タンク８及び下段側
砂収容タンク９内には、周知の重錘式砂面検出器２６，
２７が配備されている。尚、図１において２８は前記上
下動手段２３及び支持杆６上端部を保護する円筒状カバ
ー体で、前記上段側砂収容タンク８内の中心部に設けら
れている。

【００１３】次に、上述したような構成を有する装置の
使用による砂杭造成方法について説明すると、先ず、昇
降操作用ワイヤーを繰り出して装置全体を下降させ、回
転ケーシング３を回転させて地盤を掘削しながら、この
回転ケーシング３を固定ケーシング５と共に地盤中に打
ち込んでゆく。このケーシング打ち込み開始と共に、各
エア噴出管１９にエアを供給して各エアノズル２０から
圧力エアを噴出させる。尚、開閉弁１３，１５はケーシ
ング打ち込みに先立って予め開放しておき、ケーシング
打ち込み開始に伴って固定ケーシング開閉用蓋２２が土
圧で閉じた頃に、砂杭造成用の砂を、各ホッパー１１か
ら上段側砂収容タンク８の左右各タンク部８ａ，８ｂ及
び下段側砂収容タンク９を通じて固定ケーシング５内に
投入してゆく。

【００１４】しかして、前記回転ケーシング３の回転に
より地盤を掘削してゆくと、その掘削土は回転ケーシン
グ３の下端から掘削土導入用空間部４内に導入され、こ
の導入された掘削土は各エアノズル２０から噴出するジ
ェットエアにより回転ケーシング３の各掘削土排出孔１
８からケーシング外部に強制排出されて、掘孔Ｈの壁面
に付着せしめられる。この場合、掘削土排出孔１８は回
転ケーシング３の下部から上部に亘って多数配設してあ
るため、下部側の掘削土排出孔１８で排出されえなかっ
た掘削土は、順次上方側の掘削土排出孔１８から排出さ
れ、したがって掘削土導入用空間部４内に滞留したり、
詰まったりすることはない。

【００１５】また、前記回転ケーシング３の回転による
地盤の掘削においては、回転ケーシング３下端の掘削刃
２１の旋回動作によって掘削するため、迅速に効率良く
掘削を行うことができ、硬い地盤層に遭遇しても容易に
掘進可能となる。特に、この掘削刃２１は、外端が回転
ケーシング３より外側に突出し、内端が固定ケーシング
５よりも内側に突出して、その外端から内端にかけてケ
ーシング３，５を内外方向に横切るように延びるカッテ
ィングエッジ２１ａを形成しているため、地盤は回転ケ
ーシング３の周辺部のみならず、当該回転ケーシング３
によって囲まれる断面領域のほとんど大部分が掘削され
ることになり、したがって掘進時に回転ケーシング３及
び固定ケーシング５の下端にかかる地盤抵抗が著しく軽
減され、それによってケーシング打ち込み作業を一層容
易に且つ迅速に行うことができることになる。

【００１６】上記のようにして、回転ケーシング３によ
り地中所要深さまで掘孔したならば、各エア噴出管１９
へのエアの供給を停止して、各エアノズル２０からのジ
ェットエアの噴出を止め、更に回転ケーシング３の回転
も停止させる。尚、ケーシング打ち込みを終える頃まで
に、砂を上段側砂収容タンク８に所定量に達するまで供
給しておく。このときの砂の供給量は前記重錘式砂面検
出器２６により計量する。即ち、砂が所定量に達する
と、前記砂面検出器２６が作動して、前記砂供給ホッパ
ー１１からの砂の供給を停止するように指示する信号を
与える。またこの検出信号により前記開閉弁１３が閉じ
られると共に、上段側砂収容タンク８上部のエアノズル
１６からのエアの供給が開始され、それよってこのタン
ク８内の上部空間が加圧され、供給された砂を押圧す
る。

【００１７】そして、前記昇降用ワイヤーを上昇操作
し、回転ケーシング３を固定ケーシング５と共に引き上
げてゆく。このケーシング引き上げ操作と同時に、前記
バイブロフロット７を作動させて、固定ケーシング５の
下部に振動作用を与える。したがって、こうしたケーシ
ング引き上げ操作に伴い、固定ケーシング５内の砂は、
前記上段側砂収容タンク８内の上部空間における圧力エ
アによる加圧作用と前記バイブロフロット７による振動
作用によって、当該固定ケーシング５の下端から押し出
され、それにより締め固めされた圧密杭を形成してゆ
く。この場合、バイブロフロット７を支持している支持
杆６を上下駆動手段２３を作動させると、このバイブロ
フロット７は、それ自体振動しつつ図１の実線図示位置
と仮想線図示位置との間を上下動して、固定ケーシング
５下端から排出される砂を突き固め、それによって一層
圧密された強固な砂杭を形成することができる。

【００１８】前記固定ケーシング５内への砂の供給は、
造成する砂杭の長さが短い場合には、前述のようにケー
シング打ち込み終了までに上段側砂収容タンク８内に所
定量溜まるように供給しておけばよいが、砂杭の長さが
長くなって、ケーシング打ち込み終了までの１回の供給
では足りない場合がある。斯かる場合には、ケーシング
引き抜き中に数回にわたって砂の供給を行う。

【００１９】この引き抜き中の砂の供給に際しては、固
定ケーシング５内に供給される砂の上部空間を密閉状態
にして加圧する必要があることから、最初、上段側砂収
容タンク８と下段側砂収容タンク９とを仕切る中壁１０
に設けてある下段側の開閉弁１５を閉じ、上段側の開閉
弁１３を開き、この状態で砂供給ホッパー１１より上段
側砂収容タンク８内に砂を供給し、しかして固定ケーシ
ング５の下端からの砂の排出に伴い下段側砂収容タンク
９内の砂量が減ってその砂面位置が所定位置まで下がる
と、これを下段側の砂面検出器２７が検出し、それによ
り下段側の開閉弁１５を開くと共に、砂供給ホッパー１
１からの砂の供給を停止させ且つ上段側の開閉弁１３を
閉じる。これによって、上段側砂収容タンク８内の砂は
下段側砂収容タンク９内に流下し、固定ケーシング５内
に供給される。そして、上段側砂収容タンク８内の砂面
位置が所定位置まで下がると、これを上段がわの砂面検
出器２６または他の適当なレベル検出器で検出し、それ
により下段側の開閉弁１５を閉じると共に、上段側の開
閉弁１３を開き、再び砂供給ホッパー１１から上段側砂
収容タンク８内に砂を供給する。このような操作を繰り
返すことにより、造成する砂杭の長さに応じて固定ケー
シング５内に連続的に砂を供給することができる。

【００２０】また、前記上段側砂収容タンク８は、左右
のタンク部８ａ、８ｂに分割形成されていて、各タンク
部８ａ、８ｂごとに砂供給用ホッパー１１が設けてある
ため、これらタンク部８ａ、８ｂを交互に使用してもよ
い。

【００２１】

【発明の作用及び効果】本発明によれば、回転ケーシン
グを回転させながら地盤中に打ち込んで掘孔してゆく
と、その掘削土はケーシング下端より掘削土導入用空間
部内に導入され、この導入された掘削土は、エア噴出管
により噴出されるジェットエアによって回転ケーシング
の各掘削土排出孔からケーシング外部に強制排出され
て、掘孔の壁面に付着される。こうして地中所要深さま
で掘孔したならば、回転ケーシングを固定ケーシングと
共に引き上げながら、固定ケーシング内に供給した砂を
その下端より排出しつつ砂杭を形成してゆく。

【００２２】このケーシング引き上げ時に、バイブロフ
ロットを作動させて固定ケーシングの下部に振動を与え
ることにより、固定ケーシング下端から排出される砂を
締め固めて、圧密した砂杭を形成することができる。こ
の場合、バイブロフロットを支持している支持杆を上下
駆動手段により所定ストローク上下動させると、このバ
イブロフロットは、それ自体振動しつつ固定ケーシング
下端から排出される砂を突き固め、それによって一層圧
密された強固な砂杭を形成する。

【００２３】このように本発明によれば、ケーシングに
よる掘孔中に掘削土を掘削土導入用空間部内に強制導入
させて掘削土排出孔から排出させるため、ケーシングの
打ち込み速度が速めることができ、それによって造成作
業能率の向上を図ることできる。この場合、掘削土排出
孔から排出した掘削土は掘孔壁面に付着されるので、掘
孔壁面の崩壊を防止できる。また、ケーシングの引き上
げ時にバイブロフロットを作動させ、更にはこのバイブ
ロフロットを所定ストローク上下動させることにより、
締め固めされた強固な圧密杭を造成することができる。

【００２４】また、先端部のカッティングエッジが前記
固定ケーシングの内側に突出する掘削刃を回転ケーシン
グの下端に設けることにより、ケーシング打ち込み掘進
時に地盤は回転ケーシングによって囲まれる断面領域の
ほとんど大部分が掘削されることになり、したがって掘
進時に回転ケーシング及び固定ケーシングの下端にかか
る地盤抵抗が著しく軽減され、それによってケーシング
打ち込み作業を一層容易に且つ迅速に行うことができ
る。

【００２５】また、固定ケーシングの上端と砂供給ホッ
パーとの間に、それぞれ加圧可能で且つ互いに連通可能
な上段側砂収容タンクと下段側砂収容タンクとを連設す
ると共に、前記ホッパーにおける上段側砂収容タンクへ
の連通部、及び両砂収容タンクの連通部にそれぞれ開閉
弁を設けた場合には、下段側開閉弁を閉じて下段側砂収
容タンクから固定ケーシングに砂を供給している間に、
前記ホッパーから上段側砂収容タンクに砂を供給して一
時ストックし、しかして下段側砂収容タンクの砂が減少
したら、下段側の開閉弁を開け、上段側の開閉弁を閉じ
て上段側砂収容タンクの砂を下段側砂収容タンクに供給
するようにすることにより、固定ケーシング内に供給さ
れる砂を常に上方より加圧しながら、連続的に砂の供給
を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す砂杭造成装置の縦断面図
である。

【図２】図１のＡ−Ａ線拡大断面図である。

【図３】図１のＢ−Ｂ線拡大断面図である。

【符号の説明】

１機枠２回転駆動手段３回転ケーシング４掘削土導入用空間部５固定ケーシング６支持杆７バイブロフロット８上段側砂収容タンク９下段側砂収容タンク１１砂供給ホッパー１３開閉弁１５開閉弁１８掘削土排出孔１９エア噴出管２０エアノズル２１掘削刃２１ａカッティングエッジ２２固定ケーシング開閉用蓋２３上下駆動手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】機枠の下部に、回転駆動手段によって回
転される回転ケーシングと、この回転ケーシング内に同
心状に挿入されて前記回転ケーシングとの間に掘削土導
入用空間部を形成する砂投入用の固定ケーシングとを垂
下連設し、前記固定ケーシング内の下端近傍位置には当
該固定ケーシング内に垂下挿入した支持杆を介してバイ
ブロフロットを配備し、前記回転ケーシングには掘削土
排出孔を穿設すると共に、この掘削土排出孔よりジェッ
トエアを噴出させるためのエア噴出管を前記固定ケーシ
ングの外周面に沿って配管し、更に前記固定ケーシング
の底部には、ケーシングの打ち込み時に土圧で閉じ引き
上げ時に開く固定ケーシング開閉用蓋を設けて成ること
を特徴とする砂杭造成装置。
【請求項２】前記回転ケーシングの下端には、先端部
のカッティングエッジが前記固定ケーシングの内側に突
出する掘削刃を設けてなる請求項１に記載の砂杭造成装
置。
【請求項３】前記支持杆を上下駆動手段に連動連結し
て、前記バイブロフロットを所定ストローク上下動可能
に構成して成る請求項１または請求項２に記載の砂杭造
成装置。
【請求項４】固定ケーシングの上端と砂供給ホッパー
との間に、それぞれ加圧可能で且つ互いに連通可能な上
段側砂収容タンクと下段側砂収容タンクとを連設すると
共に、前記ホッパーにおける上段側砂収容タンクへの連
通部、及び両砂収容タンクの連通部にそれぞれ開閉弁を
設けて成る請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の
砂杭造成装置。