JPS59220523A - サンドドレーン打設装置 - Google Patents

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】 （発明の対象・産業上の利用分野） 本発明は、軟弱な地盤を改良する分野で利用される。

本発明は、ケーシングを地盤中に所定深さまで挿入した
後このケーシング内に砂を充填し、そしてこのケーシン
グ内に圧力エアを供給して砂を押し出しながらケーシン
グを引き抜くことによって、地盤中に砂杭を造成するサ
ンドドレーン打設工法の改良及びこれを実施する装置に
関するものである。

（従来技術） 従来のいわゆる打込み式サンドドレーン打設工法は、マ
ンドレルと呼ばれる鋼管をドロップハンマ、起振機等に
より打ち込む方法をとっているため、このドロップハン
マ等によるマンドレルの打ち込みによって地盤が相当に
乱れると共に、打ち込みの際に騒音及び振動を生ずる問
題があった。

また、ケーシングの中にアースオーガを入れてこのオー
ガで地盤を掘削しなからケーシングを降ろしてゆくよう
にしたいわゆるオーガ式サンドドレーン打設工法が従来
より行われているが、この工法によればドロップハンマ
、起振機等を使用しないため騒音や振動の問題を解消で
きる反面、施工に際しケーシングが所定深さに達したら
オーガを抜き取らねばならず、このオーガの抜き取り操
作に相当な時間と労作業を要するために施工能率が悪い
といった問題があった。

また、一般にサンドドレーン打設工法においては、ケー
シングの引き抜きにあたりケーシング内に供給される砂
の供給状態を確認するために、つまり砂がケーシング下
方部へ適正に流動下降しているかまたケーシング下端か
ら確実に押出されて排出されているかどうかを検知する
ために重錘式砂面検知装置が使用される。この装置は、
例えばリーグを支持するクレーン側に設置した検知装置
本体からのトルクウィンチから延出した紐体を上方より
ケーシング内に垂下してその先端に取付けた重錘を投入
された砂の上面（砂面）にあずけ、このあずけた状態で
バランスをとるべく紐体が緊張を保つようにしておき、
而してケーシングの引き上げに伴うケーシング内の砂面
の下降に従って砂面上の重錘を吊支している紐体を上記
トルクウィンチにり繰り出すようにしたものであって、
こうした紐体の繰り出し量を検知装置本体側で測定しな
がら砂の流動、排出状態を確認するものである。ところ
が、従来のサンドドレーン打設装置にあっては、ケーシ
ング内に直接砂が投入されるようになっているため、ケ
ーシングを回転させながら引き抜くとケーシング内の砂
がケーシングと共に回転することになって上記砂面検知
装置が適用できず、つまり砂面上に置かれた重錘が砂の
回転に伴って移動して適正な検知が行えず、したがって
砂面の検知にあたってはケーシングの引き抜き作業を中
断しなければならずそれがためにサンドドレーン打設作
業能率が悪くなっていた。

（発明の目的） 本発明は、上述したような従来の問題を解消することの
できるサンドドレーン打設工法及び装置を提供すること
を目的とする。

（発明の構成） 上記の目的を達成するための本発明工法の構成は、「外
周面にスクリューを有し内部下方にバイブレータを挿入
配備した筒状ケーシングを、回転させつつ地盤中に穿入
し、所定の深さに達した後このケーシング下端 筒状ケーシング内に圧力エアを供給して砂を押圧すると
共に振動手段により砂に振動を与えつつこのケーシング
を引き抜く」ことを特徴とし、またこの工法を実施する
ための本発明装置の構成は、ｒリーグに吊支される機枠
の下部に回転自在に垂下連設されていて外周面にスクリ
ューを有する筒状ケーシングと、上端部を機枠側に固定
して、筒状ケーシング内に垂下挿入した内杆の下端部に
装備されたパイブレークと、筒状ケーシング内に砂　′
）・。

を投入するホッパーと、筒状ケーシング内に圧力エアを
供給する手段と、筒状ケーシングを回転させる回転駆動
手段と、を具備してなる」ことからなり、更に本発明の
他の装置は、「上端部が機枠側に固定されていて、筒状
ケーシング内に、該ケーシング内周面に近接し且つケー
シング全長に亘って嵌挿された筒状固定管を設けたＪこ
とを特徴とする構成である。

実施例 次に、本発明の実等例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明に係るサンドドレーン打設工法を実施す
るためのサンドドレーン打設装置の全体図を示したもの
で、この図におい゛て１はクロルラフレーン等に立設さ
れたリーグ（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を蝦設した円筒状ケーシング３が回転自在に垂下
されており、このケーシング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、ケーシング３
を回転させるための回転駆動装置５が配備されると共に
、ケーシング３の上方において該ケーシング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
、この短尺状固定管６の上端には砂供給用のホッパー７
が設置され、φ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が配備されている。また、上記短尺状固定
管６内にはケーシング３内に垂下挿入された中空軸状内
杆１０の上端部が第２図に示すような取付枠部材１１を
介して取付は固定され、この内杆１０はケーシング３の
下端近くまで延びていて、この内杆１０の下端部にパイ
ブレーク１２が装備されている。更に、筒状ケーシング
３内には該ケーシングより若干径小の長尺円筒状固定管
１３が、ケーシング３の全長に亘り且つ該ケーシング３
の回転が可能な如く嵌挿され、この長尺状固定管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。

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ｆｉ１５．１５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ｆｉ１５．１５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を介してケーシング３を
回転させるようにしている大ギヤ１５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。

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ヲ’ｒ　　’Ｊ
ソングの下端に装着してなるもので、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、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２ｏを
有する平面視楕円形の弁受体２１と弁口２ｏ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　　　
１２０の下面側周縁部にパツキン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２
５一端部のヒンジ部材２６とをピン２７にて蝶着し、そ
れにより弁体２２を弁口２ｏに対し開閉可能としたもの
で、この弁体２２は、通常時は！１５図の一点鎖線で示
される位置で開放状謔にあり、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、このようなエア圧によって弁体２２の閉止動作を行
わせる代わりに、第５図の二点鎖線で示すように弁体２
２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、ホンパー７からの砂の投入時に砂の重量
でばねのカに抗し弁体２２を開かせるようにすることも
できる。

第６図はパイブレーク１２を断面図にて示したもつで、
このパイブレーク１２はバイブロフロフトよりなり、第
２図に示すように、円筒状のフロソト本体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
ロント本体２９に横方向（内杆１０の軸方向と交叉する
方向）の振動を生せしめるよう番こなっている。フロン
ト本体２９はカップリング３２を介して内杆１０の下端
に連結されている。

また電動機３０用のキャップタイヤ３３は内杆１０上端
所要部から該内杆１０の中空部１０ａ内に挿通されてフ
ロント本体２９内の電動機３０に接続されている。

次に上述したような構成を有するサンドドレーン打設機
を使用して本発明によるサン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
せてケーシング３を正方向に回転させながら昇降操作用
ワイヤー（図示せず）を繰り出してケーシング３を下降
させ、地盤Ｇ中に穿入してゆく。この際ケーシング３下
端の底蓋４が地盤Ｇに突き当たったときこの底蓋４は第
７図（イ）のように閉じる。こうしてケーシング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）のようにホンパー７より短尺状固定管６
を通じて長尺状固定管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内から固定管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内から固定管１３内に亘る内
部空間のエア圧を上昇させる一方、パイブレーク１２の
作動を開始して周辺の砂に振動を加える。上記圧力エア
により固定管１３内に充填されている砂を固定管１３内
上部より押圧すると共に固定管１３内下部におい、て振
動させて砂を突き固め且つ締め固めつつ、同時にケーシ
ング３を挿入時とは逆方向に回転させ且つ機枠ｌの昇降
操作用ワイヤーを巻き取りつつこのケーシング３を引き
上げてゆき、こうしてケーシング３を引き上げる時底蓋
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わけである（第７
図（ニ）及び（ホ）参照）。また、上記ケーシング３の
引き上げに際して投入された砂がケーシング３下端から
確実に押出されているかどうかを確認すべく、重錘式砂
面検知装置を使用して砂面を検知するにあたっては、砂
は実質的に長尺状固定管１３内に投入されていてケーシ
ング３と接触していないためケーシング３の回転に伴っ
て内部の砂が回転することはなく、したがってケーシン
グ３を回転させたまま引き上げる際にも砂面の検知を的
確に行うことができる。尚、第１図中Ｗは紐体Ｈに吊支
された砂面検知用の重錘、Ｓは砂面を示す。

（発明の効果） 本発明は、外周面にスクリューを有し内部下方にバイブ
レータを挿入配備した筒状ケーシングを、回転させつつ
地盤中に穿入し、所定の深さに達した後このケーシング
内に砂を所要量充填し、しかる後筒状ケーシング内に圧
力エアを供給して押圧すると共に振動手段により砂に振
動を与えつつこのケーシングを引き抜くようにしたもの
であって、従来のようにケーシングドロップハンマ等に
よる打ち込みにより挿入せずにスクリュー付きケーシン
グを回転させながら挿入するようにしているので、ケー
シング駆動手段として電動機等を使用することができる
ことから、バイブレータがケーシングの内部下方に配備
されていることと相俟って地上における騒音及び振動の
発生をほとんどなくすることが可能であり、またケーシ
ング自体がア。

−スオーガの機能を有するために、従来のいわゆるオー
ガ式すンドドレーンエ法のように施工中にケーシング内
からアースオーガを抜き取ったりまた挿入したりする必
要がなく従って余分な作業や手間がかからず、能率良く
杭の造成作業を行うことができる。

また、本発明では圧力エアによる押圧作用に加え、ケー
シング内部下方におけるパイブレークによる振動作用に
よって砂を締め固めするので、より緻密な砂杭を形成す
ることができる。更に本発明によれば、筒状ケーシング
内に該ケーシング全長に亘って筒状固定管を嵌挿してい
るので、投入された砂は実質的に固定管内に貯まるごと
になって、ケーシングが回転してもそれにより砂自体が
回転されることはなく、したがって挿入された砂の押出
し排出状態を確認すべく砂面を検知するにあたり、従来
のようにケー・シングの回転を止めて引き抜き作業を中
断する必要がなく、連続して造成作業が行える。

【図面の簡単な説明】

第１図に本発明工法を実施するためのサンドドレーン打
設装置の一部断面正面図、第２図は第１図のｎ−ｎ線断
面図、第３図は第１図における弁機構を構成する弁受体
の下面図、第４図は弁体の下面図、第５図は弁機構の取
付構造を示す縦断面図、第６図はバイブレータを示す拡
大断面図、第７図（イ）〜（ホ）はサンドドレーン打設
工法の工程を示す説明図である。 １・・・機枠、２・・・スクリュー、３・・・筒状ケー
シング、５・・・回転駆動装置、６・・・短尺状固定管
、７・・・砂投入用ホッパー、９・・・エア供給ノズル
（圧力エア供給手段）、１０・・・内杆、１２・・・バ
イブレータ、１３・・・長尺状固定管。 出願人　　栗　本　雅　史 第３図 第４図 第６図 第７図 （Ａ） （１）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （ｌ）、外周面にスクリューを有し内部下方にバイブレ
   ータを挿入配備した筒状ケーシングを、回転させつつ地
   盤中に穿入し、所定の深さに達した後このケーシング内
   に砂を所要量充填し、しかる後筒状ケーシング内に圧力
   エアを供給して砂を押圧すると共に振動手段により砂に
   振動を与えつつこのケーシングを引き抜くことを特徴と
   するサンドドレーン打設工法。 （２）、リーダに吊支される機枠の下部に回転自在に垂
   下連設されていて外周面にスクリューを有する筒状ケー
   シングと、上端部を機枠側に固定して、筒状ケーシング
   内に垂下挿入した内杆の下端部に装備されたバイブレー
   タと、機枠に配備されていて筒状ケーシング内に砂を投
   入するホッパーと、筒状ケーシング内に圧力エアを供給
   する手段と、機枠に設けられていて筒状ケーシングを回
   転させる回転駆動手段と、を具備してなるサンドドレー
   ン打設装置。 （３）、リーグに吊支される機枠の下部に垂下連設され
   ていて外周面にスクリューを有する筒状ケーシングと、
   上端部が機枠側に固定されていて、筒状ケーシング内に
   該ケーシング全長に亘って嵌挿された筒状固定管と、上
   端部を機枠側に固定して筒状ケーシング内の上記固定管
   内に垂下挿入した内杆の下端部に装備ささたバイブレー
   クと、機枠に配備されていて筒状ケーシング内の上記固
   定管内に砂を投入するホッパーと、筒状ケーシング内の
   上記固定管内に圧力エアを供給する手段と、機枠に設け
   ら糺ていて筒状ケーシングを回転させる回転駆動手段と
   、を具備してなるサンドドレーン打設工法装置。