JPS5933738B2 - 回転式砂杭造成用中空管を用いる締固め砂杭の造成管理施工法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、軟弱地盤中に外周にらせん翼を設けた回転式
砂杭造成用中空管を用いて所定深度まで正回転貫入させ
た後、逆回転で適当長引き砂を排出させ、再び正回転再
貫入させることにより締固め砂杭を造成する工法におい
て、造成される締固め砂杭が設計に基く所定の形状の締
固め砂杭としで造成されるために、施工過程において地
盤中に造成されつつある締固め砂杭を計測管理しつつ造
成施工する締固め砂杭の造成管理施工法に関するもので
ある。

先ず締固め砂杭の造成について説明すると、締固め砂杭
の造成は、第１図に例示するように、中空管１の上部に
回転駆動機２および砂供給用のホッパーを設けると共に
中空管１の下部外周に回転貫入、引抜きを促がす螺旋翼
３を設けた回転式砂杭造成用中空管を用い、地中所定深
さまで正回転貫入しく第１図１図参照）、中空管１にホ
ッパーより砂４を供給しく第１図■図参照）、ついで中
空管１を逆回転させつつ適当長引抜き管下力に生ずる空
隙部に管内の砂を４′の如く排出しく第１図■図参照）
、ついで中空管１を正回転させ適当長再貫入して上記の
管下力の空隙部に排出した砂を４′のように圧縮締固め
ると共に周囲地盤中に膨大させ（第１図■図参照）、つ
いでこの操作サイクルを順次上方に繰返すことによって
軟弱地盤中の所定深さより地表に至る中空間１の直径よ
り直径の膨大した締固め砂杭が造成されるものである。

従来、外周に螺旋翼を設けた中空管を回転貫入した後、
中空管を逆転させながら引抜き地盤中へ砂を排出して地
表まで至る砂杭工法、即ちサンドドレーン工法はあるが
、この工法は再貫入工程を有さす従がって締固め砂杭で
ばない。

又、上記の回転式中空管を使用したサンドドレーン工法
においては、中空管内に供給される砂の量は地上の計量
、例えば定量パケットにて中空管内に投入した回数等に
より全体投入砂量を計量するといったような方法にて知
り得ていたにすぎない。

従がって砂杭造成過程における中空管の逆転引抜きにお
いてその等価体積の管内の砂が管下力に排出されるとい
う保証が得難く、このため施工操作の適切を欠く場合は
、造成される砂杭が途中で切れたりして砂杭の不良が生
じやすい。

本発明は、回転式砂杭造成用中空管を用いて正回転貫入
、逆回転引抜きによる砂排出、正回転再貫入による締固
め砂杭の造成を行なう工法において、上記する従来の砂
杭のいわば施工操作者の勘にたよる不正確な造成施工法
を改善して、締固め砂杭の設計基準より求められる主要
素である圧入砂量を、造成施工の過程において測量管理
しつつ施工操作を行うことによって、設計通りの良好か
つ確実な締固め砂杭の造成を可能とすると共に設計値に
対する施工地盤の変化に対して造成過程においてその都
度判定修正を行い、設計目標に適する精度の高い締固め
砂杭の造成を可能とする造成管理工法を提供することを
目的としている。

以下本発明を添附の説明図に基き詳記する。

締固め砂杭の造成施工を、締固め砂杭として圧入される
砂の量すなわち圧入砂量を計測して管理する施工法につ
いて説明する。

締固め砂杭の造成施工は、第１図に基き既に述べたよう
に行われるものであるが、この施工操作における中空管
１の地中深さく中空管下端の地中位置）Ｄを縦軸に施工
経過時間Ｔを横軸にとれば、第３図のグラフ図に示され
る如くとなる。

しかしてこの中空管１の地中深さを刻々検知するには深
度計が用いられる。

この深度計としては、各種の型式のものが考えられるが
、第２図に例示される深度計ば、回転１駆動機２の１点
に結ばれた緊張ワイヤー５を深度検出ドラム６に掛け、
中空管１の上下移動量を深度検出ドラム６の回転量に替
え、この深度検出ドラム６に関連させたポテンショメー
ター７の抵抗値の変化を中空管１の深度に比例する電圧
として取出し中空管１の深度が検出されるよう構成され
ている。

このような深度計によって中空管１の地中深度を時間軸
に対して常時記録すれば第３図のグラフの如くになる。

つぎに中空管１の下端より排出される砂量を刻々検知す
るには砂面計が用いられる。

第４図に例示される砂面計は、変動する管内の砂面位置
の検出端として電極錘８を用い、これをケーブルワイヤ
ー９で吊下げ、このケーブルワイヤー９を回転１駆動機
２の・・ウス上面等の適所に固定した巻取りドラム１１
によって巻取り巻戻すようにすると共に電極錘８−ケー
ブルワイヤー９−ケーブルワイヤー９の基端−制御装置
１〇−中空管１の導電性を有する管壁を連結する電気回
路を形成して、電極錘８の砂面との接触、不接触がスイ
ッチング作用を行うようにして巻取りドラム駆動機１１
′の作動を制御し、電極錘８が常時変動する砂面に追従
するようにし、上記のケーブルワイヤー９の移動量を回
転ドラム１２０回転量に変え、この回転ドラム１２に関
連するポテンショメータ１３の抵抗値の変化を砂面位置
（中空間下端と砂面間の高さ）ＳＬに比例する電圧とし
て取出し、中空管１内の砂面位置が検出されるよう構成
されている。

この他に砂面計として、変動する検出端として単なる重
錘を用い、これをワイヤーで吊り下げ、このワイヤーを
適所に固定した巻取りドラムによって巻取り巻戻すよう
にすることもできる。

しかして巻取りドラムを駆動させるモーターは高電圧、
低電圧の２段階の印加により、巻取りドラムに高トルク
又は低トルクを発生するものを用い、ここに重錘を吊下
げたワイヤーにて巻取りドラムに生じるトルクを、前記
高トルク、低トルクの間に調整することにより、管内の
砂面に追従して検出させる如くしたもの。

又、ワイヤーの表面に絶縁処理を施した電極線を中空管
内に張り、この電極線と中空管とで、一種のコンテツサ
ーヲ形成し、管内砂の量による静電容量の変化をブリッ
ジを用いた検出器で検出し、中空管内の砂の量に比例し
た電圧を得る構造としたものでもよい。

この型式の砂面計は集電器等により、回転式中空管より
固定部へは電気的に接続するものである。

以上の他に各種の型式のものが考えられ、又、砂面検出
機器の取付場所も、固定した場所の他に、中空管上部等
の回転体の適所に取付けてもよいことは勿論である。

このような砂面計によって中空管１内の砂面位置を時間
軸に対して刻々記録すれば、第５図に示されるグラフの
如くなる。

なおこのグラフにおいて、中空管１内への砂の供給によ
る砂の堆積槽は実線で、中空管１の管下端よりの砂の排
出すなわち砂面の下降は破線で示されていることになる
。

さて第１図に基く締固め砂杭の造成施工における中空管
１内への砂の供給、中空管１の適轟長の引抜きによる管
下端よりの砂の排出、中空管１０回転による再貫入によ
って排出された砂の締固めの施工操作の１サイクル操作
における砂の態様を示すと第６図の如くである。

すなわち第６図において、Ｄｌ、Ｄ２．Ｄ３はそれぞれ
上記の１サイクル操作における中空管１の深さを示し、
ＳＬ１は中空管１の引抜き直前の管内砂面高さ、ＳＬ２
は中空管１の引抜き後の管内に残った砂の砂面高さを示
している。

従ってこのサイクルにおいて、中空管１の下端より下方
に４′の如くされた排出砂量は、（ＳＬ１〜ＳＬ２ ）
×にで示され、また中空量１０回転による再貫入によっ
て４“のように締固められた部分の砂すなわち造成され
た締固め砂杭の部分の深さ当りの圧入砂量はＳＬ、−８
Ｌ、 Ｘｋ、示あゎう。

ヶおえ、中空管り、 −Ｄ３ 断面積に関する常数である。

従って第７図に例示するように、前記した深度計１４お
よび砂面計１５よりそれぞれの検知値を取出し、これら
を適尚な計算記録機能を有する計器１６に導入して、各
深さにおける累計排出砂量および中空管回転による再貫
入時における圧入砂量として検出し、これを深さ・排出
砂量グラフとして記録することが出来る。

従って上記記録から中空管の回転による再貫入操作にお
いて、圧入砂量が設計から求められまた所定の深さ・圧
入砂量基準値と合致することを確認しながら中空管の各
回転による再貫入操作を行えば、地中に造成されつつあ
る締固め砂杭の各深さにおける圧入砂量を計量的に確実
なものにすることが可能であり、造成される締固め砂杭
を所定の設計に合致するものとすることが出来るもので
ある。

第９図■図は上記した深さ・排出砂量グラフの１りであ
って、のこぎり状の実線は各深さにおける累計排出砂量
ΣＶが記録されており、その垂直部分の下端は中空管１
の再打込みにおける圧入砂量ｃＶが記録されている。

また破線は設計から求められた所定の深さ・圧入砂量基
準線である。

上記するような深さ・排出砂量グラフを記録出来る計器
１６は簡単であって、Ｘ−ＹレコーダーのＸ軸棒駆動機
構に深度計１４よりのアウトプットを、Ｙ軸記録ペン駆
動機構に砂面計１５よりのアウトプットをそれぞれイン
プットすることによって構成出来る。

つぎに第９図■図は、深さ・排出砂量グラフの他の一例
であって、階段状の実線は各深さにおける造成された締
固め砂杭の圧入砂量ｅＶが記録され、破線は設計から求
められた圧入砂量基準線である。

なお上記の記録において圧入砂量を砂の圧入率（単位深
さ当りの圧入砂量）あるいは締固め砂杭の直径に変換し
て記録せしめることも可能である。

上記したように深さ・排出砂量グラフ記録は、造成され
る締固め砂杭の圧入砂量の計測施工管理に直接的に利用
されるものであると共に、締固め砂杭の造成過程の履歴
記録としても必要なものであることは言うまでもない。

上記したように深さ・砂量グラフの記録過程を施工操作
者が直接的に観察しながら管理を行うことのほか、深さ
・排出砂量グラフの記録は記録として行い、別に第７図
に示すように、計器１６にオペレーションメータ１７を
付設し、計器１６に設計より求められる所定の深さ・圧
入砂量基準値を記憶せしめて、オペレーションメータ１
７の表示によって操作者が前記同様に締固め砂杭造成を
計測管理しつつ施工することも出来る。

第８図はこのオペレーションメータ１７の実施例を示す
もので、１図は左側は深度計によって検知される中空管
深さ、右側は基準圧入砂量を満足する回転による再貫入
深度を示している。

従って右側に示された深度に合致するまで中空管の回転
による再貫入を左側の中空管深さ表示で観察しながら行
えばよい。

また上記のオペレーションメータ１７を■図に例示され
るような型式のものにすることも可能であり、更にオペ
レーションメータに代えあるいはこれに加えて基準値と
の合致をランプ表示等する手段も可能である。

伺、第４図について、砂面検出機器以外の装置を補足説
明すれば、中空管１への回転伝達経路は、回転１駆動機
内のモーター→適当な減速機→ギヤ→回転伝達中空軸２
１→短管２２→固定リブ２３→回転ホッパー２４→中空
管１と伝達されるものである。

さらに中空管１内への砂供給は、昇降パケット２５から
直接回転ホッパー２４内に投入するか、又は回転駆動機
２の・・ウス側面等に固定した固定ホッパー２６にいっ
たん貯蔵しておき、後回転ホッパー２４へ供給するよう
にしてもよい。

後者の砂供給法は、供給砂量を調節できる点でメリット
を有するものである。

以上本発明の締固め砂杭の造成管理施工法について説明
したが、軟弱地盤の改良工事においては、砂杭の材料で
ある砂に代えて、砕石、砂利、鉱滓、水滓その他の適当
な砂類似粒状材料が用いられるものであり、この場合も
本発明の造成管理施工法が適用できるものであることは
勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は締固め砂杭の造成施工の態様を示す説明図、第
２図は深度計の一例を示す説明図、第３図は締固め砂杭
の造成施工における中空管の深度変化を示すグラフ、第
４図は砂面計の一例を示す説明図、第５図は締固め砂杭
の造成施工における中空管内の砂面位置の移動を示すグ
ラフ、第６図は中空管の適当長の引抜き一中空管の再打
込みの１サイクル操作における排出砂量および圧入砂量
を示す説明図、第７図は第１発明における管理装置のブ
ロック図、第８図はオペレーションメータの二側を示す
説明図、第９図は深さ・排出砂量グラフの二側を示すグ
ラフ図である。 １・・・・・・中空管、２・・・・・・回転駆動機、３
・・・・・・螺旋翼、４・・・・・・砂、５・・・・・
・緊張ワイヤー、６・・・・・・深度検出ドラム、γ、
１３・・・・・・ポテンショメーター、８・・・・・・
電極錘、９・・・・・・ケーブルワイヤー、１０・・・
・・・制御装置、１１・・・・・・巻取りドラム、１２
・・・・・・回転ドラム、１４・・・・・・深度計、１
５・・・・・・砂面計、１６・・・・・・計Ｌ １７
・・・・・・オペレーションメーター。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 軟弱地盤中に、外周にらせん翼を設けた回転式砂杭
   造成用中空管を用いて回転で所定深度まで貫入した後、
   回転で適当長引抜きながら砂を地中に排出し、再び回転
   で再貫入しながら締固め砂杭を造成する工法において、
   中空管の地中深度を深度計を用いて連続検知すると共に
   、中空管の逆回転による適当長の引抜きにより中空管外
   下方に排出した砂量を、砂面計を用いて中空管内に供給
   された砂の砂面の下降移動により刻々検知し、これらの
   検知値より各深さにおける排出砂量を検出し、これを深
   さ〜排出砂量グラフとして記録すると共に、中空管の回
   転での再貫入において、先に検出された排出砂量すなわ
   ち圧入砂量が、設計から求められた所定の渫さ〜圧入砂
   量基準値に合致することを確認しながら中空管の回転に
   よる各再貫入操作を行なうことによって、所定の設計圧
   入砂量を満足する締固め砂杭を造成施工することを特徴
   とする回転式砂杭造成用中空管を用いる締固め砂杭の造
   成管理施工法。