JPS5933740B2 - 砂杭造成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は軟弱地盤に多数の砂杭を造成してこの軟弱地盤
を改良する工法に用いる砂杭造成装置に関するものであ
る。

このような工法で、外周にらせん状の推進翼を設けた砂
杭造成用中空管を適宜の駆動機にて回転させ乍も、軟弱
地盤中に貫入し、その後回転させ乍ら引抜いて中空管下
端から砂を排出し、この砂により地中に砂杭を造成する
技術においては造成中に中空管内の砂面変化を検出でき
なかった。

従って１本の砂杭造成後に砂の総使用量を知り得るのみ
であった為造成中に砂杭の一部が細く（ひれたり、途中
で切れたりしても地上では判断できないので、操作者の
長和の経験による勘に頼るほかに術がなかったのである
。

本発明は上記のような従来の砂杭造成技術の欠点に鑑み
て、従来の回転式砂杭造成用中空管と同一の中空管を外
管としてこれを適宜の駆動機により回転させるが、この
中空外管内に回転しない中空内管を挿入し、この中空内
管内の砂面を検出するようにしたものである。

従って砂杭の造成は回転する中空外管で行なうにもかか
わらず砂面の検出は回転しない中空内管の砂面を対象と
するので検出が容易となったものであるが、その詳細を
添付図面に基づいて説明すると次の通りである。

第１図は第１の発明の例示図であり、図中１は中空外管
で、下部外側にらせん状の推進翼２が固定してあり、上
部には駆動機Ａが連結しである。

この駆動機Ａの動力伝達機構は一般的なもので、ハウジ
ングＴ内のモータ３、減速機４、歯車５、と動力が伝達
され、ハウジング７に上端部を回動自在に嵌合させた外
管１の外周に固定した歯車６が前記歯車５と噛み合って
外管１を回転させるものである。

また前記ハウジング７の外側には摺動体８を設け、この
摺動体８を図示省略しである適宜のり−ダに沿って昇降
させるものである。

９は前記の中空外管１内に挿入した中空内管で上部はハ
ウジング７上に突出しており、この突出部分の一側に砂
供給用ホンパー１０が設けてあり、この内管９と−・ウ
ジングＩは結合部１１０部分で一体に結合している。

以上の装置全体を中空管体装置と総称する。

また、上記の中空管体装置は図示省略しである起重機か
ら垂下するワイヤーをハウジング７等に連結して吊下げ
る。

１２は内管９の上端の取付台上に設けた巻取りドラム、
１３は減速機、１４はトルクモータで、このドラム１２
で巻上ケ、巻下げされるワイヤーロープ１６は内管９の
上端の孔１１を通過して内管９内に垂下させ、その下端
に砂面検出端としての重錘１５を取付ける。

前記トルクモータ１４は電圧制御機構を有するものを用
いる。

このモータ１４は信号により大きい電圧又は比較的小さ
い電圧をかげることができるもので、大きい電圧をかげ
た場合、モータ１４に巻上げ方向の大きいトルクを発生
させて重錘１５と共にワイヤーロープ１６を巻上げる。

また、比較的小さい電圧をかけた場合は重錘１５の重量
によってモータ１４にかかるトルクよりもモータ１４に
発生するトルクの方が僅かに小さくなるようにしである
から、このとき重錘１５は下降する。

以上のドラム１２、トルクモータ１４、ワイヤロープ１
６、重錘１５等から成る装置を砂面検出装置と総称する
。

今、前記中空管体装置の中空外管１を回転させながら軟
弱地盤中に貫入したのち砂供給ホッパー１０から中空管
７内に砂１８を投入するが、このとき砂面検出装置のト
ルクモータ１４に高い電圧をかけてワイヤーロープ１６
を巻上げ重錘１５を上昇させて重錘１５が砂１８中に埋
まらないようにする。

次いでトルクモータ１４にかげる電圧を少とすると重錘
１５が自重により下降し、砂面１８′に当り、下降は止
まる。

このときトルクモータ１４のトルクによる張力がワイヤ
ロープ１６に働いているからワイヤロープ１６は弛まな
い。

又、砂面１８′が下降すると重錘１５の重力によるトル
クがドラム１２に加わり、ワイヤロープ１６が巻下され
て重錘１５が砂面１８′に追従して下降し、砂面１８′
に達して止まる。

こうし１重錘１５は砂面１８に追従し、常に砂面な検出
することができる。

上記のように砂面検出装置によって検出された砂面変化
を地上の操作者が知得できるようにするには次のような
装置を用いる。

即ち、砂面の変動量は巻取りドラム１２０回転量に比例
するから、巻取りドラム１２に連動して回転する発信側
シンクロナイズモータを中空内管９の上端に設け、この
発信側シンクロナイズモータに電気的に接続した受信側
シンクロナイズモータな地上附近に設けて前記巻取りド
ラム１２０回転量を発信側シンクロナイズモータから受
信側シンクロナイズモータに伝え、このモータにより駆
動されるポテンショメータの電圧変化を記録計のペン移
動又は表示器の目盛変化にかえて操作者が知得できるよ
うにすればよい。

上記に説明した砂面検出装置と同様に重錘を用いるが、
この重錘を電極重錘とし、ワイヤロープに導電線となる
ケーブルワイヤーを使用し、トルクモータのかわりに電
磁切換弁により容易に回転方向を変換し得る油圧モータ
を用いる例について説明する。

この場合、電極重錘−ケーブルワイヤー−制御装置−中
空内管内部の水分を含む砂−電極重錘より成る電気回路
を形成し、電極重錘と砂面との接触、不接触がスイッチ
ング作用を行なうようにし、このスイッチング作用によ
り制御装置を作動させ、この制御装置により電磁切換弁
を切換えて油圧モータを正逆転させて電極重錘が上下し
ながら変動する砂面に常時追従するようにする。

この例では砂が導電性を有することが必要条件であるが
中空内管内の砂は特別に乾燥させたものでない限り、自
然状態において幾分かの水分を有するから導電性につい
ては問題ない。

上記のような砂面検出装置は次の場合効果的である。

即ち中空管体装置を地盤中の所定深度に貫入後、砂を投
入し、その中空外管を回転させながら一定長引抜き砂を
排出し、次に中空外管を回転させながら中空管体装置を
適当長男貫入させて先に排出した砂を締固めて径を拡大
する。

その後同様のサイクルを繰返しながら締固め砂杭を造成
してい（工法においては当然幾度も砂補給が必要である
。

この場合、電極重錘は一旦砂中に埋まってしまうがこの
とき砂との接触信号が与えられるので油圧モータは巻取
りドラムを巻上げ方向に回転させ電極重錘が砂面に達す
るまでケーブルワイヤーを巻上げ、砂面に達すると接触
、不接触を繰り返して砂面な検出することになる。

従って中空管体装置の中空外管と同径程度の砂杭を造成
する場合は砂の補給回数が少ないのでトルクモータを用
いる方式の砂面検出装置を用いればよい。

次に前記砂面検出装置に併用するに適した深度計を第２
図により説明する。

この深度計は中空管体装置の地中貫入深度を常時検出す
るもので、ワイヤーロープ１９の一端を駆動機Ａの・・
ウジング１の結合部２０に結合し、適当なシーブ２１．
２２をハウジング１を誘導するリーダの枠の上下管に設
けてこのシーブ２１゜２２により前記ロープ１９をエン
ドレス状に誘導させて、ハウジング７の昇降に伴いロー
プ１９が移動し、これによりシーブ２１，２２が回転す
るようにし、地上附近のシーブ２１によりポテンショメ
ータ２３のスライダーを動かすようにする。

これにより中空管体装置の地中深度がポテンショメータ
２３の電圧変化として検出でき、その値を表示器により
表示したり、記録計のペン移動に用いる。

上記のような砂面検出装置と深度計とを設けることによ
り中空管体装置で砂杭を造成するときの中空管体装置の
引抜量に対する砂排出量がわかる。

又、上記の砂面変化と深度変化とを記録計にて記録させ
るには両者を時間送りの記録紙に書かせれば各々が時間
当りの変化量、即ち引抜速度や砂の排出速度を知ること
ができる。

この他、用途に応じて種々の記録方法を採用できる。

第３図は第２の発明の例示図であり、砂面検出装置が静
電容量検出方式となっている点が異なるもので、この相
違点のみを説明する。

図において、２４は電極線で中空内管９の内面に長手方
向に張るもので、この電極線２４の両端を中空内管９の
内面上下の適所に固定具２７で固定する。

この電極線２４の横断面は第４図に示すようにワイヤー
ロープ２５の表面に絶縁被覆２６を施したもので、取付
具２７の部分においても電極線２４と内管９とを絶縁し
て電極線２４と内管９とで一種のコンデンサーを構成す
る。

この電極線２４と内管９に接続した電線２８とを検出器
２９内に設けたブリッジ回路の１つのコンデンサーとし
て組み入れる。

このような回路を構成することにより、内管９内の砂面
１８′の変化により静電容量が変化するのでその変化が
検出器２９で電圧変化として検出されるのである。

この場合も第２図の深度計を併用すればよいことは勿論
である。

本発明は上記のように中空管体装置の外管の回転により
砂杭を造成するものであるから振動式又は衝撃式の貫入
機を有する中空管を用いる砂杭造成装置と比較して無振
動、無騒音にて行なえる長所を有すると共に砂面検出装
置についても耐振性を考慮する必要がな（、従って装置
の寿命も長くなる利点がある。

又、本発明によれば回転しない中空内管を有するためこ
の内管内の回転しない砂面を検出することができるので
砂面検出が容易となる等の多くの効果がある優れた発明
である。

なお、本発明において＆ｉ、上記の砂の他、砂に適当量
の水を加えた加水砂を用いての施工、又、砂に代えて、
砕石、砂利、鉱滓、水滓、その他の砂類似粒状材料を用
いての施工に適用可能であることはいうまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の発明の一実施例を示す縦断正面図、第２
図は同上に用いる深度計の一例を示す正面図、第３図は
第２の発明の一実施例を示す縦断正面図、第４図は同上
に用いる電極線の拡大横断面図である。 １・・・中空外管、２・・・推進翼、９・・・中空内管
、１０・・・砂供給用ホッパー、１２・・・巻取りドラ
ム、１４・・・トルクモータ、１５・・・重錘、１６・
・・ワイヤーロープ、２４・・・電極線、２９・・・検
出器、Ａ−・・駆動機。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 駆動機により回転される回転砂杭造成用中空外管内
   に砂供給用ホッパーを有する回転しない中空内管を挿入
   し、この中空内管の上部適所に設けた巻取ドラムから中
   空内管内に垂下したワイヤーロープの下端に砂面検出用
   の重錘を取付けたことを特徴とする砂杭造成装置。 ２ 駆動機によって回転される回転砂杭造成用中空外管
   内に砂供給用ホッパーを有する回転しない中空内管を挿
   入し、この中空内管の内側には絶縁被覆を施した電極線
   を長手方向に張って固定し、内管上部等の非回転部には
   前記電極線と中空内管の間の静電容量の変化を検出する
   検出器を設けたことを特徴とする砂杭造成装置。