JPS59187920A

JPS59187920A - ドレ−ンボ−ドの打設機

Info

Publication number: JPS59187920A
Application number: JP6241483A
Authority: JP
Inventors: Tatsuo Morimoto; 辰雄森本
Original assignee: NIPPON KAIHATSU CONSULTANT KK
Current assignee: NIPPON KAIHATSU CONSULTANT KK
Priority date: 1983-04-08
Filing date: 1983-04-08
Publication date: 1984-10-25

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、軟弱地質改良用ドレーンボードの静的圧入
装置に関するものである。

従来、幅１０ｃｍ、厚ａ　ｍｍ位の連続断面形状のドレ
ーンボードを地中に打込むために幾種類かの方法が開発
されていた。大別して振動機やハンマー等を利用してド
レーンボードを内部に収めたマンドレルの打込みを行う
「動的打込方法」と、ワ、イヤーやフリクションホイー
ルといったよう寿ものでマンドレルを圧入してドレーン
ボードだけを地中に残置して来る「静的圧入方法」との
二種があった。

前者は、地中への打込力は大きいが、打込みに必要な機
械装置を２０ｍ位の高所に装備しなければならないため
に、全体的に不安定になるといったような欠点があった
のである。また、機械全体の重量も大きいものとなり、
たｙでさえ軟弱な地盤上に進入し得ない場合も起ってい
た。

また、これに対し、後者は比較的軽量にまとまることと
、静的に圧入するために振動機等のような余分な重量物
を省くことが出来る等の特長から軟弱地質上での施工に
適したものとされていたが、たヌ゛中途に固い層が少し
でもあると、極端に打込力が低下するといったような欠
点があったのである。

この両者を比べたときに、上述のように夫々欠点がある
ので、完全な要求を満たすことは困難であったが「静的
圧入方式」によって、しかも少しでも強力な圧入力を出
しうる打設機の開発が望まれて来た。また、圧力のメカ
ニズムについても、出来うる限シ、原理的に複雑な機構
を避けて、可及的簡易化されて、コストダウンが計れる
ことが要望されて来たのであるが、現在使用されている
ものは概してそのような期待に応えられるものではなか
ったのである。

静的に圧入する方法としては、１例として第１図に示す
ように、マンドレル１の周辺に幾連かの車２で両側から
支え、このうち駆動輪３を正回転もしくは逆回転させる
ことによって、圧入もしくは引抜を行っていた。捷た、
第２図に示すようにマンドレルの上下端にエンドレス・
ワイヤー４の端子５・６を結びつけて置き、途中数回巻
かれた圧入用駆動輪７を正逆転させて圧入、引抜を行う
ものもあった。

このうち、前者では各駆動輪が厳密に言うと１点接触な
ので、フリクション伝達にｔ目当無理があった。充分な
圧入力を伝達するためには、強力々力で両脇動輸をマン
ドレル面に向って相互に抑圧し続ける必要があシ、圧着
面には出来るだけ多くの面積を必要としたのである。１
点接触の場合、駆動輪の磨耗も大きく不経済であった。

こうしたことから、フリクション・ホイール方式という
のは簡便に利用されて来たが、数多くの欠点を有してい
たのである。

この発明は、こうした欠点を解消するために、マンドレ
ル形状も工夫して圧着部における接触面積を拡大し、不
必要な二次的摺動現象を無くし、適確に圧入力をマンド
レルに伝達しようとするものである。

図面について、この発明の詳細な説明すれば次のとおシ
である。

即ち、第３図に示すように、走行可能な打設機８の前面
に寄せて櫓（やぐら）９を立て、同権前面に設けられた
ガイド金物１０の中を通して、摺動自在にマンドレルＭ
ｉ垂直に挿入し、同マンドレルは圧入装置Ｋによって地
中に圧入及び引抜が行われるようにする。ドレーンボー
ドＤは、巻込まれたロール１１より上方に向って巻出さ
れ、櫓上方に数例けられた遊軍Ｎｉ経てマンドレルＭの
内部に上方よシ押通されて、マンドレル最下端部に導か
れるようになっている。マンドレル最下端部に導かれた
ドレーンボード端部には、第４図（ａ）に示すように打
設開始前にくの字状に屈曲したシー−１２の内側にドレ
ーンボードを挾持した状態で外側からホッチギヌもしく
はカシメ鋲等で両者を固着状態として置いて、引抜の際
に周辺の土の抵抗によってドレーンボードが地中に残置
されるようになっている。或いはこのシー−の代りに同
図（ｂ）に示すように、マンドレ／ｌ／Ｍの下端におい
て、ドレーンボードを十分に引出して折返して前記シー
−に似たような形状で打設することでも差支えない。

圧入装置にの駆動機構を詳細に説明すると次のようであ
る。

即ち、第５図、第６図に示すように、両端面の四隅にテ
ーパーをつけたマンドレルＭの両側に、マンドレルの軸
心と平行にモータ１３・１３′を配し、同モーン１３・
１ｉは上方の駆動輪１４・貨及び下方の遊輪１５・１鉦
懸架されて第７図に示すような歯車１６・１Ｇ、１７・
１７によって駆動輪同志が相互に正逆転する仕組と々っ
ている。また、チェノ１３・１３ハ共に圧着ピースｊ−
Ｐをピン１８・１ｉ３によってモータと同軸ヒンヂとし
てチェノ自体の動きを妨げないように取付けられ、圧着
装置Ｔによってマンドレル側面に対して強力に圧着され
るようになっている。圧着装置Ｔの構造は、チェノの輪
帯１９・１９′をマンドレル方向に向って押圧する凸部
２ｏ・２ｏ°を有する押圧板２１・２１′と、同両側の
抑圧板を中央に向って引付ける弾ツＪを与えるバネ装置
２２とから成り、この圧着装置が圧着ピースＰ、Ｐをマ
ンドレ／ｌ／Ｍの両性側から強力に圧着する機構となっ
ている。もちろん、この実施例に示すような圧着装置の
代りに、板バネのようなものを用いて押圧することでも
差支えは無い。

第８図には、第７図に示す駆動輪１４・１４′に対して
同軸に直結されて相互に正逆転するオイルモーター２３
・２３′等の配列と接続状況を示す。オイルモーター羽
・２３は打設機自体が装備している油圧ポンプで駆動さ
れる。

圧着ピースとマンドレル側面との接触状況については、
マンドレルを地中に圧入する圧入力伝達の重要なポイン
トとなるので、この部分に対して特殊な機能を持たせる
ようにしである。

即ち、第９図に示すように、圧着ピースＰは、マンドレ
ルとの接触部に■型凹部２４をもち、との凹部がマンド
レルＭの凸部２５に嵌合され、接触する傾斜部が法線方
向に対して第１０図に示すように３０’前後の傾斜度で
接し、水平力２６が加わると接触面に対して起る直角方
向の応力２７は上記水平力２６よりも遥かに大きく、例
えば３０°傾斜として３５の割合となるので、１５を加
えられたとしたら応力２７ば２５　を発生することにな
る。即ち傾斜面を設けることによって、小さい圧着力で
もってマンドレルに対して強大な圧入力を比較的容易に
与えることが出来るのである。

また、さらに、この傾斜した接触面に対して、抑圧方向
に向って水平刻み２８・２９を設けて置くことによって
、この接触面の摩擦係数を少くともα８位に計算上とる
ことが可能となるのである。地中に挿入されるので、当
然粘土や水が付着するため、平面仕上げでは通常０４以
下となるので、抑圧の伝達力がそれだけ低い値となシ、
過大な押圧力を必要とする結果となるわけである。上記
のような水平方向の刻みでなしにクロス状の刻みをつけ
ることでも差支えはないが、水平刻みに比べて噛合せに
よる摩擦係数が０６前後で相当低下すると考えて良い。

その理由は、圧着ピースは圧入中また引抜中共にマンド
レルの接触面に対して終始直角方向に力が加わることと
なり、水平刻みの場合両者の噛合がスムーズであると共
に噛合効率が高いからである。

とのような噛合せを、従来性われていたようなフリクシ
ョン・ホイール形式で行ったとすると、問題は多い。即
ち、第１１図、第１２図に示すように、フリクション・
ホイールＷとマンドレ）ＶＭとの間の接触面３０におけ
る接触状況は厳密には１直線で接しており、平面ではな
い。その理由はフリクション・ホイールの方は円錐型曲
面体であり、またマンドレルの方は完全平面体であるた
め、この両者が相接すると、接点は１直線以外にあり得
ないからである。また、第１１図に示すように、外側の
点３１と内側の点３２とが接触部を通過する速度比は中
心点３３から角αで放射線８４・３５に挾まれる弧３６
・３７の比となる。従って、マンドレルとの接触部にお
ける通過速度が外側と内側とでは異ることになり、その
差分だけのズレが瞬間的に起ることとなり、押圧力の減
衰、摩擦損失という形となり゛て圧着効率の低下並びに
磨耗という現象となって現われるという欠点を有してい
るのである。即ち圧着は必らず水平方向にある程度の時
間持続して押圧されるべきであり、圧着時間中相互にズ
レるよう々ことが無いというのが最適であり、且、圧着
効率を高める最大の要因となるのであるう上記実施例に
よって、現場でドレーンボードの打込施工を行うために
は、次のような手順で行うものである。

即ち、ドレーンボード打設機を所定の打設位置に運び、
マンドレルＭの先端部に導きだしたドレーンボードＤの
端部にシュー１２をホンチギスのようなもので留めつけ
て置き、マンドレル先端部に対してシー−が密着して装
着された状態で、打設機に塔載されている油圧ポンプを
稼働させオイルモーター２３・２３を夫々正逆転させて
マンドレルを地中に圧入してゆく。油圧は通常１５０〜
２００に！Ｖ／ａｎ？で一定であるため、軟弱な地盤中
ではスピーディな打設速度となシ、また硬い地盤中では
緩慢な速度と々って打込力そのものは自動的に増大する
。

このようにして、所定の改良深度までマンドレル先端部
が到達すれば、圧入を停止し、油圧ポンプからの油の流
れをバルブ■によって切換えることによって逆転させ、
引抜きを開始する。引抜きが始まると、ドレーンボード
Ｄの下端に取付けられたシュー１２は、周辺の土砂の抵
抗によって、ドレーンボードがマンドレル中より引出さ
れて、ドレーンボードだけが地中に残置される形となる
。

マンドレルＭの下端が、地表上にまで引抜かれれば、ド
レーンボードをマンドレル下端かう１０　ａｍ位残した
状態で切断して、次の打設点まで移動することで、１工
程の打設作業を終る。

この発明の打込方法では、一定圧の油圧で圧入するので
、圧入速度は、地盤の硬さで自動的に変化することとな
るが、もしこの圧入速度をオシログラフ等で現わすこと
が出来れば、地盤の強度をある相関によって概算値とし
て見ることが出来ることとなυ、大変便利である。地盤
、特に埋立地のような所では、数ｍ隔たると各地層毎の
支持力分布が異ることが多い。そのため、たｙ湯熱と打
設していたのでは工程が把握出来々いという欠点がある
。

第１３図に示すように、マンドレ／ｌ／Ｍのどこかの側
面に一定径の圧入速度計測用ホイール３８を接触させて
置き、マンドレルの上下動によって同ホイールが回転す
れば、回転を伝達する芯線を有する連続チューブ３９を
回転数を線型に変換する市販型のオシログラフ４０に接
続して、マンドレル圧入及び引抜の速度をオシログラフ
紙４１に再現出来るようにする。

このようにして計測されたものを判断するには、第１４
図に示すように、定速で左へ向って移動してゆくオシロ
グラフ紙４１上において、地表の始点４２から始まって
改良深度４３の最終点射に到達するまで、オシロペンが
圧入曲線４５を描き、圧入完了と同時に引抜に移り、引
抜曲線４６を描きながら地表点４７で終り、移動して再
び始点４８よシ圧入を開始することとなる。

このグラフ図から判断するとき、圧入時間４９、引抜時
間５０、移動時間５１の総和が打設の１工程でアシ、こ
れを早くすることが、全体工程を速める要因となるわけ
である。

また、このグラフ図において、圧入曲線を注意して見れ
ば判るように、深度５２においてはグラフ紙の進行に対
して傾斜度が犬きく圧入速度が速いことが判る。また、
深度５３においては傾斜度が弛く、圧入速度が遅いこと
が判る。この遅速の差は、そのま＼地盤の硬軟に関連し
、支持力そのものを傾向的に現わすものである。従って
、あるキャリブレーションを行えば、地盤支持力とはソ
同一の値を検知することが可能であるのである。引抜速
度は一定であるので、傾斜度は一定となる。

なお、上述したような打設方法でドレーンボードの圧入
全行う場合に、最も問題となることは、ドレーンボード
自体もある硬さがあるために、マンドレル内の狭くて長
い中空部の中にあって壁面に屈曲しながら接しているた
め打込みを完了して引抜く際に、ドレーンボードを地中
に残置出来ずにそのま一マンドレルと共に抜上って来る
という、いわゆる「左上シ」現象が起ることである。

このような現象を絶対的に防止するために、何等かの補
助手段を追加する必要が生じて来る。

第１の方法は、第１５図・第１６図に示すように、マン
ドレル下端部両側において、ドレーンボード残置用の押
込みロッド５４・５４を設け、同押込みロッドが引抜開
始時に約１ｍ程度ドレーンボードと共に地中に引出され
たま−の状態で引上げられ、ドレーンボードはこの１ｍ
位露出状態となった部分に対して周辺の土が接融してフ
リクションを生じ、そのまく引出されて残置されるとい
うことになる。押込みロッド下端部には、打込中に水平
に折曲げられ、引抜を開始してドレーンボードと離れた
時点に垂直下方に垂下されるようにヒンヂ５５・５５′
で取付けられたサポート金具５６・５ｄが設けである。

口、ド５４−５４の押出力は自重でも良いが、小型エヤ
シリンダー等を用いて強制的に押出すようにしても良い
。

第２の方法は、第１７図に示すようにマンドレル上方に
対して中空部外周とドレーンボードとの間に生じる空間
部に対し、比較的やわらかいゴム状のシール材５７をマ
ンドレル内壁面側に貼付けて気密的に閉塞して置き、ド
レーンボードだけは自由に摺動しながら抜出すようにし
て、打込み開始時９点からマンドレル上方寄りに取付け
られた高圧ゴムホース５８より圧縮空気を送込み、所定
深度に到達して引抜きに移った時に、第１５図に示すよ
うに、マンドレル先端部中空孔及び空気孔５９から圧縮
−空気を噴出しながら引上げて乗るという方法である。

なお、高圧ゴムホースはり・−、ンドレル前面に取付け
るので、マンドレルを支持するガイド金物の前面に開口
部を設けて上下動を妨げないようにする必要がある。な
お圧縮空気に代えて射水でも良い。

この方法ては、マンドレル内壁面とドレーンボードの接
触部を圧縮空気が下方に向って通過するのて、摩擦抵抗
を失うと同時に、下方に押下げられる効果をもつわけで
ある。この際ドレーンボードの最下端部は、第４図（ａ
）もしくは（ｂ）に示すどちらかの方法で処理されてい
ていればよい。

何れにしても、マンドレル先端部から水分の多いシルト
状の泥土が打込中に浸入して来ることがあり、そのため
ドレーンボードとマンドレル内壁面とが一体となって固
着するような状態も起りつるので、第１５図に示すよう
に上記２方法を同時に併用するということも必要な場合
があると考えるべきである。

この発明は上記のように、正逆方向に同速で回転するチ
ェノに装備した圧着ピース群が、ある一定区間マンドレ
）ｖを側面から強力に挾持すると共に、マンドレル及び
圧着ピース間の接触面を同一の傾斜角度の傾斜面にして
圧着力を強大なものとし、さらにその接触面に刻みを付
けることによって摩擦係数を増大することにより、全体
的に強大な圧入力を伝達することが出来るようにしたた
め、圧入に要する原動力負荷を軽減し、ひいては打設機
全体の重量を軽減することによって、超軟弱な地盤上で
も、自由に静的な圧入作業が行える等の効果を有するも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のフリクションホイール型の圧入原理を示
す正面図である。第２図はワイヤー駆動型の圧入原理を
示す正面図である。第３図は本発明による打設機全体の
状況を示す側面図である。第４図は同上マンドレル先端部とドレーンボードに装着
されたシューとの関係を示す側面図である。第５図は本発明の主要部分であるマンドレルの駆動装置
の構造を示す正面図である。第６図は第５図Ａ−Ａ線に
沿うて矢印の方向に見た断面図である。第７図は駆動装
置における駆動輪同志のギヤ一連動機構を示す正面図で
ある。第８図は連動ギヤ一部・チーン駆動輸・オイルモ
ーター及び切換パルプ等の構成を示す部分的側面図であ
る。第９図は圧着ピースとマンドレルとの接触状況を示
す斜視図である。第１０図はマンドレルと圧着ビーフが
接触状態で圧ノＪが加わった際に生じる加圧力と接触面
における応力との関係を示す説明的断面図である。第１
１図は従来型のフリクションホイールの駆動原理によっ
て側面テーパー型のマンドレルを駆動させる際に発生す
る接触面における圧着ツＪ伝達状況を示す説明的正面図
である。第１２図は第１１図Ｂ〜Ｂ線に沿うて矢印の方
向に見た断面図である。第１３図はマンドレル圧入速度
を検知するための装置の構成を示す説明図である。第１
４図はオシログラフ紙に記録された圧入曲線及び時間等
を示す説明的正面図である。第１５図はマンドレル下端
部において自然的にロッド重量でドレーンボードを押下
げるようにした場合の正面図である。第１６図は第１５
図Ｃ〜Ｃ線に沿うて矢印の方向に見た断面図である。第
１７図はマンドレル内に高圧空気を吹込んでドレーンボ
ードを抜けやすくする際のシール材及び高圧ホーヌの取
付要領を示す部分的縦断面図である。８・・・・・打設機、Ｍ・・・・・・マンドレル、Ｋ・
・・・・・圧入装置、Ｄ・・・・・・ドレーンボード、
１２・・・・・・シュー、１３・１３・・・・・・チェ
ノ、１４・１４・・・・・・駆動輪、Ｐ−Ｐ・・・・・
・圧着ピース、Ｔ・・・・・・圧着装置、Ｕ・・・・・
・■型凹部、２５・・・・・・凸部、２８・２９・・・
・・・水平刻み、３８・・・・・・圧入速度計測用ホイ
ール、４１・・・・・・オシログラフ紙、４５・・・・
・・圧第１図第３図第　２閃第　４ｒＭ（ａ）（ｂ）第６図筑　７　閏第　８　図第　９　図第１１　　ｆ￥！第１２図第１３　閃第１４　閏

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　　ギャタピラもしくは車輪等を装備して移動走
行可能な車幅設備上において垂直に立てられた櫓と、同
種に設けられた力゛イド金物に挿通され両側面の四隅が
２０°乃至４０°程度の傾斜面に仕上げられた中空状マ
ンドレルと、同マンドレルの両側面においてエンドレス
状に回動するチーンに連結された圧着ピースによって上
記マンドレルの両側面に設けられた傾斜面に密着して挾
持され一定長の間圧着状態のまｋでマンドレ）ｖを圧入
並びに引抜出来るようにした圧入装置から成り、上記車
輛上に取付けられたロールよりドレーンボードを引出し
て櫓上方よりマンドレル内中空部に挿通して下方に導き
ドレーンボード端部を折曲げるかもしくはシューを取付
ける等の手段を施した状態で圧入を開始し所定打設深度
に到達したらドレーンボードのみを残置してマンドレル
を引抜くことが出来るようにしたドレーンボードの打設
機。
（２）マンドレル両側面の四隅に設けられた傾斜面並び
にこれに密着する圧着ピースの凹部傾斜面に対して水平
刻みもしくはクロス刻み等の摩擦力増大の目的の加工を
施した特許請求の範囲第１項記載の打設機。
（３）　　マンドレルに上方より挿通され下端に導き出
されたドレーンボード端部に対し、板状の折曲げられた
シー−の屈曲部の内側に上記ドレーンボードを挾持した
状態で同屈曲部の外側からホノチギスもしくはカシメ鋲
等によってシューとドレーンボードを固着するようにし
た特許請求の範囲第１項記載の打設機。
（４）　マンドレル下端部において、引抜開始時に垂直
下方に約１ｍ程度ドレーンボードを押下げるロッド、及
び同ロッド下端部にヒンヂによって回動自在に取付けら
れたサポート金具によってドレーンボードを地中に残置
するようにした特許請求の範囲第１項記載の打設機。
（５）マンドレル上方を気密的にシールし、高圧空気を
マンドレル内中空部に吹込んで先端より噴出させること
によってドレーンボードを地中に残置させるようにした
特許請求の範囲第１項記載の打設機。
（６）　　マンドレル周面に接し、マンドレルの圧入及
び引抜の速度と同速の周速度で回転する圧入速度計測用
ホイールより、回転数を伝える連動具によって自記オシ
ロに打込深度の速度要素をインプットし、さらに定速で
オシログラフ紙が一定方向に移動することによって傾斜
度が変化する圧入曲線が描けるようにした特許請求の範
囲第１項記載の打設機。