JPH0874251A - マイクロパイル回転圧入式地盤改良機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】貫入力が高く熟練をさほど要さないで工事を行
うことができ見かけがよいこと。 【構成】クレーン車１により駆動され起伏自在でかつ伸
縮自在な伸縮ブーム３の先端部の鉛直方向駆動手段８を
設置するための鉛直方向駆動手段設置用本体６と、鉛直
方向駆動手段設置用本体６に案内され鉛直方向駆動手段
８により鉛直方向に圧力駆動される鉛直方向被駆動体１
０に支持されパイル１６を把持して鉛直軸の回りに回転
駆動するための回転駆動手段１３とからなり、他にパイ
ル１６に鉛直軸方向に衝撃を加える衝撃手段１４、貫入
力測定用ロードセル、貫入長さ測定用エンコーダとを備
える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、マイクロパイル圧入式
地盤改良機に関する。更に詳しくいうと、マイクロパイ
ルを改良対象地盤に圧入して地盤とパイルの複合により
支持力を強化し宅地用等の軟弱地盤を改良するために用
いるマイクロパイル圧入式地盤改良機に関する。

【０００２】

【従来の技術】宅地用としては利用できない軟弱地盤を
宅地用として利用できる地盤に改良する工事が全国で行
われている。このような改良を簡易に行う工法として、
マイクロパイル工法が知られている。マイクロパイル工
法は、直径５ｃｍ、肉厚２．４ｍｍ、長さ６ｍ程度の鋼
管を、５０ｃｍ程のピッチで格子状に鉛直に圧入してパ
イルと地盤との摩擦抵抗により支持力を増加して地盤沈
下を防ぐ工法である。

【０００３】このような工法は、図３に示すように、ク
レーン車のブームの先端部に取り付けた回転駆動用モー
タ０１でパイルを回転させながら、クレーン車の油圧シ
リンダを動作させブームに伏せ力をかけ、ブーム先端部
を介して鉛直方向に鋼管製パイル０２に鉛直荷重かける
ことにより、パイル０２を地中に圧入していた。

【０００４】また、クレーンのブーム先端から吊るした
リーダーを用いてパイプ、オーガなどを圧入する工法か
知られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように知られたパ
イル圧入工法により圧入され沈んでいくパイルの姿勢を
常に鉛直向きに維持しながら鉛直荷重をブームにかけ続
けるのは、ブームの伸縮方向の伸縮動作とブームの起伏
動作とを同時に行うクレーンの運転技術を要する。特
に、パイルのトップが高い位置にある間の運転が難し
い。このような難しさのため、パイルの鉛直性がよくな
く、ブームの修正動作とともにパイルが円錐形を描くよ
うに揺動しながら沈み込んでいくので、工事としての見
かけがよくないばかりでなく、支持力が薄れる問題点が
あった。

【０００６】また、パイル圧入工法に通常用いられてい
るクレーン車のトン数はさほど大きくなく、クレーン車
に搭載するリーダーの長さはさほど長くない。このため
リーダーの鉛直方向の駆動ストロークよりも長いパイル
の圧入には不向きであった。

【０００７】この発明は、このような技術的背景のもと
で発明されたものであり、次のような目的を達成する。

【０００８】この発明の目的は、支持力を増強し地盤沈
下を防ぐ簡易な工事を行うことができるマイクロパイル
圧入式地盤改良機を提供することにある。

【０００９】この発明の他の目的は、熟練をさほど要す
ることなく工事を行うことができるマイクロパイル圧入
式地盤改良機を提供することにある。

【００１０】この発明の他の目的は、工事としての見か
けがよいマイクロパイル圧入式地盤改良機を提供するこ
とにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に次のような手段を採る。

【００１２】この発明１のマイクロパイル圧入式地盤改
良機は、クレーン車（１）と、起伏自在にかつ伸縮自在
前記クレーン車（１）に支持された伸縮ブーム（３）
と、前記伸縮ブーム（３）の先端部に設置され取り付け
られた後記鉛直方向駆動手段（８）を設置するための鉛
直方向駆動手段設置用本体（６）と、前記鉛直方向駆動
手段設置用本体（６）に設けられ後記鉛直方向被駆動体
（１０）を鉛直方向に駆動するための鉛直方向駆動手段
（８）と、前記鉛直方向駆動手段設置用本体（６）に案
内され前記鉛直方向駆動手段（８）により鉛直方向に圧
力駆動される鉛直方向被駆動体（１０）と、前記鉛直方
向被駆動体（１０）に支持されパイル（１６）を把持し
て鉛直軸の回りに回転駆動するための回転駆動手段（１
３）と、前記鉛直方向駆動手段設置用本体（６）に一端
が支持され他端が接地される流体圧伸縮手段（２０）と
からなる。

【００１３】この発明２のマイクロパイル圧入式地盤改
良機は、前記発明１において前記鉛直方向被駆動体（１
０）に支持され前記回転駆動手段（１３）により回転駆
動されるパイル（１６）に鉛直軸方向に衝撃を加える衝
撃手段（１４）ととからなることを特徴としている。

【００１４】この発明３のマイクロパイル圧入式地盤改
良機は、前記発明１において前記鉛直方向駆動手段
（８）は油圧により駆動されるチェーンからなり、前記
チェーンの張力を測定するための荷重測定用ロードセル
（３０）が前記チェーンに取り付けられていることを特
徴としている。

【００１５】この発明４のマイクロパイル圧入式地盤改
良機は、前記発明１において前記鉛直方向駆動手段
（８）は油圧により駆動されるチェーンと、前記チェー
ンをめぐらせるスプロケット（３１）とともに回転し前
記パイル（１６）の進入長さを計測するためのロータリ
エンコーダ（３２）とからなることを特徴としている。

【００１６】なお、前記中括弧つきで参照番号を付記し
たのは、実施例との対応関係を明確にする便宜のためで
あり、本発明を実施例に限定するためではない。

【００１７】

【作用】この発明のマイクロパイル圧入式地盤改良機
は、鉛直方向駆動手段設置用本体に支持されている回転
駆動手段に把持されているパイルの把持点とパイルの着
地点とが鉛直線上にあるように、クレーン車のブームで
鉛直方向駆動手段設置用本体を支持する。鉛直方向駆動
手段設置用本体に案内される鉛直方向被駆動体を鉛直下
方に駆動し、回転駆動手段と同体にパイルを地盤に沈め
る。障害物があれば、衝撃装置によりパイルに軸方向
（鉛直方向）に衝撃を加える。鉛直方向被駆動体を鉛直
下方に駆動するときの反力をブームの押さえ力と鉛直方
向駆動手段設置用本体及びこれと同体のものの重量とで
押さえる。

【００１８】またこの発明のマイクロパイル圧入式地盤
改良機は、鉛直方向被駆動体が鉛直方向駆動手段設置用
本体の下限位置まで降下した後は、ブームに起伏と伸縮
の動作を行わせる。この場合、ブーム先端部は、低い位
置にあるので、回転するブーム先端の軌跡はブームの伸
縮なしに鉛直方向に近づいているので、ブームの運転が
しやすい。この作業中は、附属のシリンダをフリーにし
ておく。

【００１９】またこの発明のマイクロパイル圧入式地盤
改良機は、圧入力を測定することにより、貫入力の度合
を検知する。また、パイルの進入度を計測する。

【００２０】

【実施例】

（実施例１）図１は、本発明のマイクロパイル圧入式地
盤改良機の実施例１を示し、正面図である。自走式クレ
ーン車１上に回転台１ａが設けられている。回転台１ａ
にブーム支持用基台２が設けられている。ブーム支持用
基台２に起伏自在に３段式伸縮ブーム３が支持されてい
る。伸縮ブーム３は、油圧シリンダ４により起伏駆動さ
れる。油圧シリンダ４は、シリンダ基部がブーム支持用
基台２に回転自在にに支持され、ピストンロッド先端部
が伸縮ブーム３の１段目に回転自在にに支持されてい
る。伸縮ブーム３は、図示しない公知手段により伸縮自
在である。

【００２１】伸縮ブーム３の先端部５にガイドセルと称
される鉛直方向駆動手段設置用本体６が揺動可能に吊る
され支持されている。鉛直方向に長く形成されている鉛
直方向駆動手段設置用本体６に、鉛直方向駆動手段が設
けられている。鉛直方向駆動手段は、図２に示すよう
に、チェーン８を備えている。チェーン８のうち鉛直方
向に長く動く部分９に、スライダーである鉛直方向被駆
動体１０が介設されている。

【００２２】チェーン８を備える鉛直方向駆動手段は、
鉛直方向被駆動体１０を鉛直方向下方に駆動するための
手段である。鉛直方向被駆動体１０は、図２に拡大して
示すように、鉛直方向駆動手段設置用本体６に設けられ
ている案内部材１１に案内され鉛直方向に案内され駆動
される。鉛直方向被駆動体１０に衝撃式回転駆動機構１
２が取り付けられている。

【００２３】衝撃式回転駆動機構１２は、ボーリング機
械に慣用されている公知の手段であり、回転駆動手段１
３と衝撃手段１４とからなる。回転駆動手段１３は、油
圧モータを備え後述のパイルを把持して鉛直軸の回りに
回転駆動するための駆動手段である。回転駆動手段１３
は、把持部１５を備えこの把持部１５で鋼管製であるパ
イル１６を把持する。

【００２４】衝撃手段１４は、鉛直方向被駆動体１０に
支持され回転駆動されるパイル１６に鉛直軸方向に衝撃
を加えるための油圧手段を備えている。この衝撃はパイ
ル１６に直接に加えられず把持部１５を介して加えられ
る。このような衝撃式回転駆動装置１２は建設土木機械
の分野で慣用されている手段であるので、詳しい説明は
省略する。

【００２５】図１に示すように、鉛直方向駆動手段設置
用本体６に流体圧伸縮手段として油圧シリンダ２０が取
り付けられている。油圧シリンダ２０のシリンダ部２１
は、鉛直方向駆動手段設置用本体６に固定されている案
内部材２４により鉛直方向に案内され固定されていな
い。油圧シリンダ２０のピストンロッド部２２の先端部
は、鉛直方向駆動手段設置用本体６に回転自在にに支持
されている。

【００２６】図２に示すように、チェーン８に荷重測定
用ロードセル３０が設けられている。荷重測定用ロード
セル３０はチェーン８のうち鉛直方向に長く動く部分９
の鉛直方向被駆動体１０から鉛直下方よりに間近い位置
に取り付けられている。荷重測定用ロードセル３０は、
歪み計を内蔵している。

【００２７】チェーン８をめぐらせる２つのスプロケッ
トの内の１つのスプロケット３１にロータリエンコーダ
３２が同軸に結合されている。ロータリエンコーダ３２
はスプロケット３１とともに回転しパイル１６の地盤中
への進入長さを計測するための手段である。

【００２８】次に、実施例の動作を説明する。図１に示
すように、把持部１５に１本のパイル１６を把持させ
る。油圧シリンダ４、ブーム３、回転台１ａを操作し、
鉛直方向駆動手段設置用本体６と同体にパイル１６を鉛
直に吊るし、パイル１６の下端が埋め込み開始位置の直
上になるようにする。このような作業により、シリンダ
部２１の下端を地中に圧接させる。シリンダ部２１の下
端は、地面に設置した台を介して接地させてもよい。こ
のとき、シリンダ部２１内には圧油が供給されている。

【００２９】さらに作業を進めて、パイル１６が鉛直に
向くように油圧シリンダ４を縮ませる方向に油圧を作用
させパイル１６を鉛直向きに地面に圧接させる。この状
態で鉛直方向被駆動体１０は案内部材１１に案内され上
限位置付近に位置づけられている。このとき、鉛直方向
駆動手段のチェーン８の駆動力及び装置自重により鉛直
方向被駆動体１０は下方向きの力を受けるが停止してい
る。

【００３０】このような作業開始準備が整えて地盤改良
工事を開始する。チェーン８の部分９を下降させる下降
力をチェーン８に作用させる。この下降力に見合って油
圧シリンダ４を縮める方向に油圧シリンダ４の圧油の圧
力を高める。このような力が作用するが、シリンダ部２
１に圧油が供給されておりピストンロッド部２２は縮ま
ないので、鉛直方向駆動手段設置用本体６は一定高さ位
置にある。

【００３１】このような状態を維持しながら、チェーン
８をさらに強力に駆動し鉛直方向被駆動体１０を降下さ
せる。鉛直方向被駆動体１０と同体に衝撃式回転駆動機
構１２が降下する。衝撃式回転駆動機構１２の回転駆動
手段１３が駆動され把持部１５に把持されたパイル１６
が回転駆動され地中に沈降し始める。パイル１６の沈降
中に伸縮ブーム３の長さに変化がないので、鉛直方向駆
動手段設置用本体６は揺動しない。鉛直方向駆動手段設
置用本体６が揺動しないので、パイル１６は鉛直に維持
されている。

【００３２】沈降中のパイル１６が圧入障害を起こす小
石にぶつかったりしたときは、衝撃式回転駆動機構１２
の衝撃手段１４を駆動しパイル１６に軸方向（鉛直方
向）の衝撃を加え障害を取り除く。このようにパイル１
６が一定距離沈降すると、案内部材１１に案内され鉛直
方向被駆動体１０は下限位置に降下する。このように鉛
直方向被駆動体１０が下限位置に降下すると、油圧シリ
ンダ２０の油圧回路をフリーにして、油圧シリンダ４を
短縮させる方向に油圧シリンダ４の圧油の圧力を上昇さ
せる。このときは伸縮ブーム３は水平方向に近づいてい
るので、伸縮ブーム３の長さを余り変えずに伸縮ブーム
３の先端を降下させることができる。

【００３３】鉛直方向駆動手段設置用本体６が降下して
地面に接地するまでこの作業を継続する。この場合、伸
縮ブーム３は少しは短縮させる。短縮度とパイル１６の
沈降度との多少の不一致は、伸縮ブーム３の先端部５と
鉛直方向駆動手段設置用本体６の上端部のヒンジ結合の
腕３５の長さ分で吸収される。このような作業を繰り返
して格子状に多数のパイルを打ち込む。

【００３４】パイル間の地盤は、パイルと地盤の摩擦力
により支持力が増大し、地盤とパイル１６との圧着力も
強く地盤の緩みが少ない。このような貫入力は、チェー
ン８に取り付けられているロードセル３０により計測さ
れる。貫入力は、パイル１６を地盤中に圧入する際の抵
抗力に近似的に比例する。抵抗力は、パイルの表面に垂
直に（この場合水平方向に）作用する圧力に近似的に比
例する。また、この圧力が上記支持力に強く相関してい
る。また、パイル１６の貫入長さは、ロータリーエンコ
ーダ３２により計測される。パイルの貫入力と貫入長さ
から、改良地盤の改良範囲と改良度がわかる。

【００３５】上記実施例によると、油圧シリンダ２０の
伸縮によりリーダーが小型でよくしたがってクレーン車
のトン数が小さくてよいが、パイルは長い。リーダーが
小型であるのでクレーンの安定がよい。鉛直方向の衝撃
を加えるので中間に硬い地層があってもパイルを必要深
度まで貫入させることができる。油圧モータの回転駆動
力即ちパイルの貫入力と油圧モータの回転数を合わせて
均一な貫入力でパイルを貫入することができる。このよ
うな貫入力は、測定される。

【００３６】（その他の実施例）本発明は、上記実施例
に限られることはなく、本発明の趣旨の範囲内で、設計
変更が行われる。たとえば、チェーンに代えて多段式油
圧装置で鉛直方向被駆動体を駆動することができる。沈
降ストロークが短くてよい場合に油圧シリンダー装置２
０を容易に取り外すことができるように着脱式に設け
る。

【００３７】

【発明の効果】この発明のマイクロパイル圧入式地盤改
良機によると下記効果が奏される。貫入効果が高い。熟
練をさほど要さない。工事の見かけがよい。油圧シリン
ダ２０の伸縮によりリーダーがを小型のものでよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明のマイクロパイル圧入式地盤改
良機の実施例１を示し、正面図である。

【図２】図２は、図１の１部を拡大して示し、部分正面
面図である。

【図３】図３は、従来の工法を示す正面図である。

【符号の説明】

１…自走式クレーン車 ３…伸縮ブーム ４…油圧シリンダ ５…先端部 ６…鉛直方向駆動手段設置用本体 ８…チェーン １０…鉛直方向被駆動体 １１…案内部材 １２…衝撃式回転駆動機構 １３…回転駆動手段 １４…衝撃手段 １５…把持部 １６…パイル ２０…油圧シリンダ ３０…荷重測定用ロードセル ３１…スプロケット ３２…ロータリエンコーダ

フロントページの続き (72)発明者 新井 智祐 東京都千代田区神田鍛治町３−５ 新晃通 商株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】クレーン車（１）と、 起伏自在にかつ伸縮自在前記クレーン車（１）に支持さ
   れた伸縮ブーム（３）と、 前記伸縮ブーム（３）の先端部に設置され取り付けられ
   た後記鉛直方向駆動手段（８）を設置するための鉛直方
   向駆動手段設置用本体（６）と、 前記鉛直方向駆動手段設置用本体（６）に設けられ後記
   鉛直方向被駆動体（１０）を鉛直方向に駆動するための
   鉛直方向駆動手段（８）と、 前記鉛直方向駆動手段設置用本体（６）に案内され前記
   鉛直方向駆動手段（８）により鉛直方向に圧力駆動され
   る鉛直方向被駆動体（１０）と、 前記鉛直方向被駆動体（１０）に支持されパイル（１
   ６）を把持して鉛直軸の回りに回転駆動するための回転
   駆動手段（１３）と、 前記鉛直方向駆動手段設置用本体（６）に一端が支持さ
   れ他端が接地される流体圧伸縮手段（２０）とからなる
   マイクロパイル圧入式地盤改良機。
2. 【請求項２】請求項１において、 前記鉛直方向被駆動体（１０）に支持され前記回転駆動
   手段（１３）により回転駆動されるパイル（１６）に鉛
   直軸方向に衝撃を加える衝撃手段（１４）とからなるこ
   とを特徴とするマイクロパイル圧入式地盤改良機。
3. 【請求項３】請求項１において、 前記鉛直方向駆動手段（８）は油圧により駆動されるチ
   ェーンからなり、 前記チェーンの張力を測定するための荷重測定用ロード
   セル（３０）が前記チェーンに取り付けられていること
   を特徴とするマイクロパイル圧入式地盤改良機。
4. 【請求項４】請求項１において、 前記鉛直方向駆動手段（８）は油圧により駆動されるチ
   ェーンと、 前記チェーンをめぐらせるスプロケット（３１）ととも
   に回転し前記パイル（１６）の進入長さを計測するため
   のロータリエンコーダ（３２）とからなることを特徴と
   するマイクロパイル圧入式地盤改良機。