JPH0668167B2 - グラベル杭造成工法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、軟弱な地盤を改良するために地盤中に砂、砂
利、砕石等のグラベルからなるグラベル杭を造成する工
法に関するもので、回転ケーシングを用いてこれにより
地盤を所定深さまで掘削し、回転ケーシングを引き上げ
つつ、該回転ケーシング内に供給されたグラベルをその
先端部より掘削孔内に排出するようにしたグラベル杭造
成工法に関する。

（従来の技術） この種のグラベル杭造成工程では、回転ケーシング内に
供給されたグラベルがこのケーシングの回転に従って共
回りするため、造成中にグラベル面検出用の重錘によっ
て回転ケーシング内の砂面変化を検出することがきず、
従って造成中にグラベル杭の一部が細くくびれたり、途
中で切れたりしても地上までその状況を把握することが
できないという問題があった。

この問題を解決することを目的として提案されたものに
特開昭55−7374号公報に開示されたような工法がある。
これは、上端部に砂供給用のホッパーを有する回転しな
いケーシング即ち固定ケーシングを回転ケーシング内に
挿入配備し、この固定ケーシング内においてグラベル面
検出用重錘によりそのグラベル面を検出するようにした
ものである。この工法によれば、ホッパーからのグラベ
ルは固定ケーシング内に供給されて回転ケーシングとの
縁が切られるため回転ケーシングの回転によって共回り
することがなくなり、従ってグラベル面の検出が可能と
なる。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記のような従来工法では、回転ケーシ
ング内にこれより径小の固定ケーシングを挿入するた
め、ケーシング一本分のグラベルの容量が回転ケーシン
グのみによる場合に比べて小さくなり、その場合と同等
の容量を確保するためには、回転ケーシング及び固定ケ
ーシングの長さを、回転ケーシングが実際に地中に貫入
される長さに対し相当長くする必要があった。また一方
では、固定ケーシング上方よりワイヤを介して垂下され
るグラベル面検出用重錘はホッパーからのグラベルの供
給中にはその重錘がグラベル中に埋まらないように引き
上げる必要があるが、この重錘はグラベル杭の造成進行
に従って固定ケーシングの下方部まで相当深く下ろされ
ることから、この重錘を吊持しているワイヤーも相当長
くなり、このためワイヤーの引き上げに要する時間が長
くなると共に、ワイヤーを巻き取るドラムも大型のもの
を使用する必要があった。

本発明はこのような従来工法の問題点を解決することを
目的としたものである。

（課題を解決するための手段） 本発明のグラベル杭造成工法は、回転ケーシングの上方
に少なくとも該ケーシング１本分の砂等グラベルを収容
しうるグラベル供給用のホッパーを備え、前記回転ケー
シングの先端部を閉塞した状態で該ケーシング内にグラ
ベルを供給しながら地盤を掘削し、所定深度に達して回
転ケーシングの引き上げ時に回転ケーシング先端部を開
放して回転ケーシング内のグラベルを掘削孔内に排出
し、その排出量を前記ホッパー内のグラベル面検出用重
錘で計測するようにしたことを特徴とする。

（実施例） 実施例について図面を参照して説明する。

第１図は本発明工程を実施するために使用されるグラベ
ル杭造成装置に示しており、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
に垂下装備され、この回転ケーシング３は、駆動モータ
4,4の出力軸に固定してあるギア5,5が該回転ケーシング
３の上端部に固装されたギヤ６と噛み合ってこれを回転
することにより、回転駆動されるようになっており、ま
たこの回転ケーシング３の下端にはシュー（底蓋）７が
開閉自在に装着してある。８回転ケーシング３の上方に
あって機枠１に固定されたグラベル供給用の密閉型のホ
ッパーで、回転ケーシング３一本分の量のグラベルを十
分に収容しうるように形成されており、このホッパー８
の上端部両側にはグラベル投入口9,9が設けられ、各グ
ラベル投入口９の内側には開閉弁10が設けてあって、こ
の開閉弁10は例えば、常時はばね（図示せず）によって
閉鎖状態に保持され、グラベル投入口９から投入される
グラベルによって披弁されるようになっている。また、
ホッパー８の下端部は回転ケーシング３の上端部に突入
されている。11は周知の重錘式グラベル面検出装置で、
ホッパー８の上部に設置されてトルクモータ（図示省
略）により駆動される巻取ドラム12と、このドラム12か
らシーブ13を巻回してホッパー８内部に延出垂下された
ワイヤー14と、このワイヤー14の先端に取付けられたグ
ラベル面検出用重錘５とからなる。尚、前記トルクモー
タは、例えば、電圧制御機構によって印加圧の制御が可
能なものであって、比較的大きい電圧が印加された場合
にはこのモータに巻上げ方向の大きいトルクが発生して
重錘15と共にワイヤー14を巻き上げ、また比較的小さい
電圧が印加された場合は重錘15の重量によってトルクモ
ータにかかるトルクよりもこのモータに発生するトルク
の方がわずかに小さくなるようにしてあるため重錘15は
下降する。前記ホッパー８には該ホッパー内部に圧力エ
アを供給するエア供給ノズル20が設けられている。

前記ホッパー８内部から回転ケーシング３内部に亘って
細い中空状の支持杆16が垂下挿入され、この支持杆16の
下端部にはバイブロフロット17が装備され、上端部は例
えばエアシリンダからなる流体圧シリンダ18のピストン
ロッド18aに連結され、この流体圧シリンダ18はホッパ
ー８の上端部下面に取着されている。また、流体圧シリ
ンダ18及びこれに連結されている支持杆16の上端部側は
ホッパー８上端部から垂下された保護管19で保護されて
いる。前記バイブロフロット17はグラベル杭造成中は第
１図の仮想線で示されるように回転ケーシング３の下端
から下方に突出して該ケーシング３から抜け出た位置に
あり、この位置で回転ケーシング３下端から押出される
グラベルを振動によって締め固めるようになる。また、
回転ケーシング３が地中に貫入される際、あるいは地上
に引き上げたときは、流体圧シリンダ18を収縮作動させ
ることにより、このバイブロフロット17は第１図の実線
図示の位置、つまり回転ケーシング８の下端部内に引っ
込むことになる。

次に、上述したような装置を使用して軟弱地盤Ｗ中にグ
ラベル杭を造成する工法につき第１図及び第２図（Ａ）
〜（Ｄ）により説明する。

先ず、回転ケーシング３先端のシュー7,7を予め地上で
手作業により閉じた状態とし、そしてグラベルをホッパ
ー８を通じて回転ケーシング３に供給しながら、この回
転ケーシング３を回転させつつ地盤Ｗを掘削してゆく。
このグラベルの供給中は前記グラベル面検出装置のトル
クモータに高い電圧を印加して、ワイヤー14を巻き上
げ、重錘15を第２図（Ａ）のようにホッパー８内の上方
へ引き上げておき、そしてグラベルをそのグラベル面が
後述するる上限レベルL₁に達しうるような所要量（ほぼ
回転ケーシング３二本分に相当する量）供給し終えたあ
とトルクモータの印加電圧を低くすると、重錘15は自重
で下降し、第１図のようにグラベル面に当たって止ま
る。尚、ホッパー８内のグラベルの上限レベルが図中L₁
で示され、下限レベルがL₂示され、これら上下限のレベ
ルL₁,L₂間のグラベルの容量は地盤Ｗ中に造成されるグ
ラベル杭一本分の量に相当するものとする。

上記のようにして地盤Ｗを掘削する回転ケーシング３が
第２図（Ｂ）のように所定の深度に達したら、その回転
を止め、そしてエア供給ノズル20より圧力エアの供給を
開始し、ホッパー８内の上部空間の圧力を上昇させる。
こうして高まったエア圧によりホッパー８内のグラベル
を加圧しつつ、回転ケーシング３を逆方向に回転させて
第２図（Ｃ）のように引き上げを開始すると共に、流体
圧シリンダ18を伸長作動してバイブロフロット17を回転
ケーシング３の下端から下方に突き出させ、同時にまた
このバイブロフロット17を作動して振動を行わせる。
尚、シュー7,7は回転ケーシング３の引き上げに伴って
開放するが、バイブロフロット17の突出動作によってよ
り確実に開くことができる。こうして回転ケーシング３
を引き上げてゆくに従って、この回転ケーシング３の先
端から加圧されたグラベルが掘削孔内に排出され、グラ
ベル杭Ｐが造成されてゆく。掘削孔内に排出されるグラ
ベルはバイブロフロット17の振動作用によって圧密され
てより強固なグラベル杭Ｐとなる。

上記のようにして回転ケーシング３を引き上げてゆくに
伴い、ホッパー８内のグラベル面は引き上げ開始時点の
上限レベルL₁から漸次下降することになるが、このグラ
ベル面の下降状況はグラベル面検出装置11の重錘15によ
って検出される。即ち、グラベル面が第２図（Ｂ）で示
される上限レベルL₁にある位置（造成開始位置）から下
降すると、重錘15の重力によるトルクが巻取ドラム12に
加わり、ワイヤー14が繰り出されて重錘15がグラベル面
に追従して下降し、常にグラベル面の変化を検出するこ
とができる。このグラベル面の変動量は巻取ドラム12の
回転量に比例すると共に、回転ケーシング３先端から排
出されるグラベルの排出量に比例するため、巻取ドラム
12に適当な計測装置を連動連結させることによって、こ
のグラベル面検出装置11の検出値からグラベルの排出量
を計測することができる。また、このグラベル排出量の
計測によって地盤Ｗ中に造成されているグラベル杭Ｐの
造成状況を地上から容易に把握することができる。

グラベル杭Ｐが正常に造成された場合には、第３図
（Ｄ）示すように回転ケーシング３の引き上げが終了し
た時点でホッパー８内のグラベル面が下限レベルL₁に位
置することになる。こうしてホッパー８内のグラベル面
が下限レベルL₁が下降してグラベル杭Ｐの造成が終了す
れば、回転ケーシング３を含む装置全体を次の造成箇所
へ移動させ、この移動中に重錘15を第２図（Ａ）のよう
に引き上げておく。そして再び、回転ケーシング３先端
のシュー7,7を閉じた状態で、ホッパー８内にグラベル
を供給しつつ地盤を掘削し、前述の工程を繰り返して二
本目のグラベル杭を造成する。

二本目以降のグラベル杭造成にあたっては、一本目のグ
ラベル杭の造成終了時点でグラベルが既にホッパー８内
の下限レベルL₂まで充填されているため、グラベルの供
給はこの下限レベルL₂から上限レベルL₁までの容量に相
当する回転ケーシング３一本分のグラベル量でよいこと
になる。

この実施例では回転ケーシングの下端部を閉塞するのに
開閉自在のシュー（底蓋）を用い、このシューの開閉操
作、特に閉塞操作を手作業で行わせるようにしている
が、例えばこの実施例の支持杆16を利用してこの支持杆
16とシューとを連動連結し、支持杆16の上昇時にシュー
が閉じ、下降時に開放するようにしてもよい。また、こ
のようなシューを使用せず、上記支持杆16の下端部に装
備されるバイブロフロット17を十分径大なものにしてお
いて、支持杆16の上昇時に回転ケーシングの下端部がそ
のバイブロフロットにより閉塞され、下降時に開放され
るようにしてもよい。

またこの実施例に示した重錘式グラベル面検出装置は一
般に使用される周知のものであって、本発明の実施にあ
たっては、重錘によってグラベル面の変化を検出してグ
ラベルの排出量の計測が可能となるものであればどのよ
うな装置でも使用することがきる。

さらに実施例ではホッパーを上端面が閉塞された密閉型
として示しているが、その上端面が開放した普通形状の
ホッパーとしてもよい。

（発明の効果） 本発明工法は、従来のような回転ケーシング内に挿入さ
れる固定ケーシングの使用に代えて、少なくとも回転ケ
ーシング一本分のグラベルを収容しうるグラベル供給用
ホッパーを使用し、回転ケーシングからグラベルの排出
量を常にこのホッパー内においてグラベル面検出用重錘
で計測するようにしたものであるから、回転ケーシング
の長さを余計に長くすることなく、比較的短い長さの回
転ケーシングで十分なグラベル容量を確保することがで
き、しかもホッパーの場合にはケーシングと違って、縦
方向に長くなくても横方向に拡長し、つまり径を拡大す
ることによって回転ケーシング一本分以上のグラベル容
量を確保しうる形状にすることが可能であり、従って回
転ケーシング及びホッパー全体の長さ（高さ）をより短
くすることができ、そのためケーシングのグラベルの供
給が短時間で効率良く行えると共に、横振れ等のない安
定した造成作業を行うことができる。

また、上記のような重錘によるグラベル面の検出をホッ
パー内部で行うようにしたものであって、しかもホッパ
ーは横方向に拡大すればその高さを十分に小さくするこ
とが可能であることから、重錘の垂下長さをより短くす
ることができ、このため計測が容易に行えると共に、重
錘を吊持するワイヤーの引き上げに要する時間も短縮で
き、さらにはこのワイヤーを巻き取るドラムも小型のも
のを使用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明工法を実施する装置の縦断面図、第２図
（Ａ）〜（Ｄ）は同上の装置によるグラベル杭造成工程
を示す説明図である。 ３……回転ケーシング、７……シュー、８……グラベル
供給用のホッパー、11……重錘式グラベル面検出装置、
15……重錘。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転ケーシングの上方に少なくとも該ケー
   シング１本分の砂等グラベルを収容しうるグラベル供給
   用のホッパーを備え、前記回転ケーシングの先端部を閉
   塞した状態で該ケーシング内にグラベルを供給しながら
   地盤を掘削し、所定深度に達して回転ケーシングの引き
   上げ時に回転ケーシング先端部を開放して回転ケーシン
   グ内のグラベルを掘削孔内に排出し、その排出量を前記
   ホッパー内のグラベル面検出用重錘で計測するようにし
   たことを特徴とするグラベル杭造成工法。