JPS5998921A - 砂杭造成装置 - 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】 本発明は、軟弱な地盤を改良するために軟弱地盤中に砂
杭を造成する砂杭造成装置に関する。

従来より砂杭を造成する装置は種々提供されて　　　　
　゛いるが、その代表例として起振機を用いた所謂バイ
ブロ式の装置があり、これは装置上部に装備した起振機
により外管（ケーシング）及び内管に振動を与えると共
に、流体圧シリンダ等の上下振動手段によって内管を起
振機による振動よりははるかに大きい振幅で上下振動さ
せて外管中の砂を突き固めながら砂杭を形成するように
したものである。ところがこのタイプの装置は起振機を
用いたものでありしかも起振機が外部に鱈呈しているこ
とから、使用中非常に烈しい振動と騒音を発生し、また
内外管に小振幅の振動を与える起振機と内管を大振幅で
上下振動させる振動装置との２つの振動手段を用いるた
めに装置全体が大型化且つ複雑化してコストの高騰を来
す問題があった。また、他の砂杭造成装置として、内管
を上下駆動手段により上下振動させると共に、外管の外
周側面に蜆旋状掘削刃を設けてこの外管を回転駆動手段
により回転させるようにしたものがあるが、このように
外管を連続回転させる構造のものであれば、一般に外管
の先端又は中間部からジェットエアを噴出させて外管の
外周側面とその周囲の地盤との摩擦抵抗を緩和させるの
に使用されるジェットエア送給パイプの接続配管が困難
となる。即ち、通常外管に配管されているジェットエア
送給パイプには地上に設置しであるコンプレッサからの
圧力エアが連結パイプを介して供給されるようになって
いるが、上記のように外管が連続回転するものであると
その外管への接続配管が通常の方法では不可能であり、
また特別の配管にしても回転する外管に対しジェットエ
ア送給パイプを自由に配管することができなかった。

更に、前者のバイブロ式装置にあっては上下振動手段及
び起振機の双方が、また後者の装置にあっては上下振動
手段及び回転駆動手段の双方が、いずれも夫々の装置の
上方部に配備されており、従ってこれら振動手段及び起
振機、あるいは振動手段および回転駆動手段が相当の重
量物となることから、作業初期においてそれらの重量物
を背高のリーダの頂部に位置させると、装置の重心位置
が高位置に設定されることとなって不安定な状態での作
業を余儀なくされると云った問題があった。

本発明は上述したような従来装置の問題点を解消するこ
とのできる新規な砂杭造成装置を提供することを目的と
したもので、以下その一実施例を図面に基づいて説明す
る。

第１図は砂杭造成装置の全体正面図、第２図はその要部
側面図を示したもので、これらの図において１はり−ダ
２の頂部よりワイヤー（図面省略）を介して懸吊され且
つリーダ２のガイドレール３にガイド４を介して昇降自
在に支持された機枠であり、この機枠１の下部に砂投入
用ホッパー５が一体装備されている。６は角筒状ケーシ
ングで、ホッパー５の下端部に回転自在に垂下連設され
ており、７はこのケーシング６の昇降を可能としながら
このケーシング６に反転力を付与するための反転駆動手
段、８は角筒状ケーシング６を所要量ずつ上動又は下動
させるべくこのケーシング６に上下方向の駆動力を付与
するための上下駆動手段であり、これら両手段７，８は
リーダ２の下方部にその一端部が固定された支持フレー
ム９上に設けられている。１０は円筒状の中管で、ケー
シング６内に同心的に挿入されていて、該ケーシング６
との間に砂挿通路１１を形成しており、また中管１０の
上端部はホッパ−５内部を通って機枠１下端部内まで延
びてそこで回転自在に支持されている。

そしてこの中管１０は上端部及び中間部においてそれぞ
れ周方向に間隔をおいて配設された複数枚（例えば側杖
）の連結プレーＨ２・・・、１３・・・によってケーシ
ング６と一体的に連結されており、従ってケーシング６
と中管１０とは一体回転可能となる。

１４は中管１０内に挿通された円筒状内管（中空状でも
中実状でもよい）で、この内管１４の上端は中管１０上
端を越えて更に上方に延び、また下端は中管１０下端を
越えて更に下方へ延びており、そしてこの内管１４は、
機枠１内に装備されていて所定ストローク間を上下振動
する上下振動手段としてのエアーシリンダ装置１５（油
圧シリンダ装置でもよい）に連動連結されており、従っ
て内管１４はエアーシリンダ装置１５と同じストローク
即ち同じ振幅で上下振動するようになっている。１６は
ケーシング６の下端に複数枚の連結プレート１７を介し
て該ケーシング６と同心的に且つ一体的Ｇこ連結された
両端開口の円筒状ケーシングヘッドで、ケーシング６よ
り大きい径を有している（第５図参照）。

前記反転駆動手段７は第１図及び第３図で明らかなよう
に、角筒状ケーシング６が挿通可能な中空円筒状回転体
１８の内部に、四つのガイドローラ１９・・・を、該ケ
ーシング６の外周面即ち四側面に夫々転接可能にして且
つ該ケーシング６を囲繞するように配置して、各ガイド
ローラ１９をピン２０により回転自在に軸架すると共に
、該回転体１８の外周面にスプロケッ）２１．２２を上
下二段に亘って配設し、斯る円筒状回転体１８を、リー
ダ２側から延出されている支持フレーム９上に固定され
た中空円筒状の基台２３に、軸受２４を介して回転自在
に支承し、上記スプロケット２１．２２には第３図で示
す如くチェーン２５．２６を夫々半周ずつ且つ互いに逆
方向から掛は渡し、上段側チェーン２５の両端を支持フ
レーム９上の片側に配設した一対一組のエアーシリンダ
（油圧シリンダでもよい）　　２７Ａ、２７Ｂの夫々の
ピストンロッド２７ａ、２７ｂに連結し、また下段側の
チェーン２６０両端を同フレーム９上の他側に配設した
同じく一対一組のエアーシリンダ（又は油圧シリンダ）
２８Ａ、２８Ｂの夫々のピストンロッド２８ａ、２８ｂ
に連結してなるものである。尚、エアーシリンダ２７Ａ
、２７Ｂ及び２８Ａ　、　２８Ｂは支持フレーム９に固
定の取付台２９．３０上に固装されている。この反転駆
動手段７の操作にあたっては、一方の組のエアーシリン
ダ２７Ａ、２７Ｂに対する圧力エアー〇給排を交互に行
わせ、且つこれと同期して他方の組のエアーシリンダ２
８Ａ　、　２８Ｂに対する圧力エアー〇給排を上記の一
方の組のエアーシリンダ２７Ａ、２７Ｂとはその給排が
逆の関係となるように交互に行わせることになり、上下
二段のスブロケン）２１．２２及びこれらに掛けられた
チェーン２５．２６を介して前記円筒状回転体１８を例
えば９０度ずつ反転駆動させることができ、而してこの
回転体１日の反転動作によってガイドローラ１９・・・
を介して角筒状ケーシング６を反転させるようにしてい
葛。この場合、ケーシング６はその反転動作に関係なく
それ自体に自由に上下動可能である。またケーシング６
が中管１０と一体に構成されていることからこのケーシ
ング６の反転により中管１０も同時に反転し、且つ上下
動することができる。

前記上下駆動手段８は、第１図、第２図及び第４図で示
されるように、角筒状ケーシング６を挟持固定するチャ
ック機構３１と、チャック機構３１を所要ストローク昇
降させる昇降機構３２と、チャック機構３１を昇降機構
３２に対し回転自在に連結する連結機構３３とで構成さ
れる。各機構につき詳細に説明すれば、チャック機構３
１はリング状枠体３４に例えば９０度置きにエアーシリ
ンダ（油圧シリンダでもよい）３５・・・を配設して各
ピストンロッド３５ａを枠体３４の半径方向に往復動さ
せるようにし、而して各ピストンロッド３５ａの枠体３
４の求心方向での作動時に先端の圧着片３６を介して角
筒状ケーシング６を挟持固定するようにしたものである
。また、昇降機構３２は支持フレーム９上に竪に設置さ
れた複数個例えば２個のエアーシリンダ（又は油圧シリ
ンダ）　３７．３７からなり、これらのエアーシリンダ
３７　、３７と上記チャック機構３１との間に連結機構
３３が介設されている。すなわちこの連結機構３３はチ
ャック機構３１のリング状枠体３４の外側にこれよりも
径大のリング状枠体３８を配してこの枠体３Ｂと上記枠
体３４との間にベアリング３９を嵌装してなるもので、
このリング状枠体３８の下面側に上記エアーシリンダ３
７．３７のピストンロッド３７ａ　＋３７ａ先端が連結
されている。従ってこの上下駆動手段Ｂの操作にあたっ
ては、チャック機構３１で角筒状ケーシング６を挟持固
定し、この状態で昇降機構３２を作動させてピストンロ
ッド３７ａ、３７ａを所定ストローク上昇させることに
よりケーシング６はそのストローク分だけ持ち上げられ
、またピストンロッド３７ａ　、３７ａの下降により同
じストローク分だけ押し下げられる。このときケーシン
グ６が回転するとチャック機構３１はこのケーシング６
と一体的に回転しながらそれ自体上昇又は下降すること
になる。尚、第１図、第２図は昇降機構３２のシリンダ
３７．３７が最下降位置にある状態を示している。

また、前記機枠１は、下架台４０上の四隅部に前後左右
四本の支柱４１・・・を立設し、これら４１・・・の上
端に上架台４２を固定してなるもので、この機枠ｌの上
架台４２にエアーシリンダ装置１５が懸吊装備されてお
り、また下架台４０の中央部に中管１０の上端部が軸受
装置４３を介して回転自在に保持され、そしてシリンダ
装置１５のピストンロッド１５ａに内管１４の上端が連
結されており、従ってこのシリンダ装置１５の作動によ
るピストンロッド１５ａの上下動により内管１４が上下
動するようになつている。

上述したような構成を有する砂杭造成装置の操作にあた
っては、先ず機枠１をリーダ２頂部より適当高さに吊持
すると共にガイド４を介してガイドレール３にて支持し
、そして反転駆動手段７を作動させて角筒状ケーシング
６を例えば９０度ずつ連続的に反転駆動させると共に、
上下駆動手段８を作動させて同ケーシング６をエアーシ
リンダ３７の所定ストローク分ずつ下方へ強制的に押動
させる。このような状態から昇降操作用ワイヤー（図示
せず）を繰り出して機枠１を下降させ、反転駆動手段７
による連続反転作用及び上下駆動手段８による云わば間
欠的な押し込み作用によってケーシング６を地盤中の所
定深さまで貫入してゆく。

こしてケーシング６を所定深さまで貫入させた後、ホン
パー５より砂をケーシング６と中管１ｏとの間の砂挿通
路１１を投入しながら上記昇降操作用ワイヤーの巻取り
操作により機枠１を徐々に上昇させてケーシング６の引
き抜き操作に入る。この引き抜き操作に際しては、反転
駆動手段７による反転作用は貫入時と同様であるが上下
駆動手段８については貫入時とは逆に上動作用、つまり
押し上げ作用を行わせる。この押し上げ作用にあたって
は、チャック機構３１でケーシング６を挟着した状態で
昇降機構３２のシリンダ３７のピストンロッド３７ａを
所定ストローク上昇させることにょリケーシング６をそ
のストローク分だけ押し上げ、その後チャック機構３１
を開放操作し且つピストンロッド３７ａを下降させた後
、再び上記の操作を行い、以降同様な操作によりケーシ
ング６を上記ストローク分ずつ上動させるわけである。

また、砂挿通路１１内に投入した砂はケーシング６先端
部に設けられたケーシングヘッド１６内に供給され、そ
こで内管１４ノヘツド４４により突き固められてケーシ
ング６の上昇に伴い緻密で強固な砂杭を形成する。

尚、図示は省略するが、ケーシング６の外側面には機枠
１側からホッパー５を通って延出された複数本のジェッ
トエア送給パイプがケーシング６の軸方向に配管されて
いて、これらのパイプはそれぞれの先端をケーシング６
の中間部及び下端部（ケーシングヘッド１６も含む）に
おいて開口し更にはケーシング６下端部がらケーシング
６内側に向けて開口するパイプもあり、そしてこれらの
パイプの上端部分すなわちホッパー５からこのケーシン
グ６に至る部分はケーシング６の反転動作に支障を来さ
ないように可撓性のパイプを用いると共に若干のたわみ
をもたせた状態で延設されている。従ってこれらのジェ
ットエア送給パイプに図外ニアコンプレッサからの圧力
エアが送給されそれぞれの先端開口ノズルよりジェット
エアがケーシング６外周面部あるいはケーシング６先端
部内に噴射され、それによってケーシング６とその周囲
地盤との間の摩擦抵抗が緩和され、またケーシングｅ：
″−」に投入された砂がケーシングヘッド１６先端から
有効に押し出されるようになる。

上述した実施例においては内管１４を中空状のものとし
て例示しているが、この内管１４は中実状のいわゆるｑ
ソド状体でもよい。

以上説明したように本発明の砂杭造成装置によれば、従
来のように外管（ケーシング）ないし内管に振幅の小さ
い上下方向の振動を与える所謂起振機を使用せず、ケー
シングに上下方向の駆動力を与えて該ケーシングを所要
量ずつ上動（押し上げ）または下動く押し込み）させる
上下駆動手段を用いると共に、ケーシングを連続的に反
転駆動手段を用い、更に中管をその引抜き時に所定スト
ローク上下動させて砂を突き固めるためのエアーシリン
ダ等よりなる上下振動手段を用いているので、装置に使
用中に烈しい騒音や振動を発生させることがな（、しか
も上記３つの手段によるケーシングの押し上げ、押し込
み作用及び反転作用ならびに中管の上下動作用によって
強固な砂杭を迅速に造成することができる。また、本発
明装置によれば、ケーシングを反転駆動させるための反
転駆動手段及び該ケーシングを所要量ずつ上動又は下動
させるべく該ケーシングに上下方向の駆動力を与えるた
めの上下駆動手段をリーグ側の中間部位又は下方部位に
設けているので、装置を小型化し且つ構造を簡素化でき
ると共に、装置の重心位置を低位置に設定することがで
きて、安定状態で作業を行うことができる。更に本発明
装置は、従来のようにケーシングを一方向に連続回転さ
せる方式ではなく、ケーシングを連続的に反転させるよ
うにしたものであるから、ケーシングへのジェットエア
送給パイプの配役にあたって、特に固定側たる砂杭投入
用ホッパーと回転側たるケーシングとの間におけるパイ
プの連結部分においてはケーシングの反転に支障を来さ
ない程度に若干の長さの余裕をもたせておくだけでその
連結部分の配管を簡単に行うことができ、従ってケーシ
ングには必要とする任意の本数のジェットエア送給パイ
プの配管が自由に行えるという大きな効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る砂杭造成装置の一実施例を示す一
部断両立面図、第２図は第１図の装置の要部側面図、第
３図は第１図の■−■線断面図、第４図は第１図のＩＶ
−ＩＶ線断面図、第５図は第１図のＶ−Ｖ線断面図であ
る。 ■・・・機枠、２・・・リーグ、５・・・砂投入用ホッ
パー、６・・・ケーシング、７・・・反転駆動手段、８
・・・上下駆動手段、１０・・・中管、１１・・・砂挿
通路、１４・・・内管、１５・・・エアーシリンダ装置
（上下振動手段）。 出願人　栗本中富 同　　栗本雅史 手　　続　　補　　正　　書（方式） 特許庁長官　若　杉　和　夫　殿 （特許庁審査官　　　　　　　　　　　　　　）１、　
事件の表示 昭和５７年　　特　願　　第２１０２９９号２、　発明
の名称　　砂杭造成装置 ３、　補正をする者事件との関係　　出願人体　所（居
所） 氏名（名称）　　栗　本　中　富（はが１名）４、代理
人　　〒６６０ 兵庫県尼崎市長洲西通１丁目１番地 昭和５８年　３月９　日 （発送日　５８　　年　３　月　２９　日）６、　補正
の対象 明細書の浄書（内容に変更なし）。 ７、　補正の内容 別紙のとおり

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. リーダに吊支される機枠の下部に砂投入用ホッパーを一
   体装備し、このホッパーの下端部にケーシングを回転自
   在に垂下連設し、このケーシングの昇降を可能としつつ
   該ケーシングに反転力を付与するための反転駆動手段及
   び該ケーシングを所要量ずつ上動または下動させるべく
   該ケーシングに上下方向の駆動力を付与するための上下
   駆動手段をリーグ側の中間部位または下方部位に設け、
   またケーシングには中管を挿入してこの中管とケーシン
   グとを連結プレートを介し一体的に連続すと共にこれら
   中管とケーシングとの間に砂挿通路を形成し、更に上記
   機枠には所定ストローク間上下振動する上下振動手段を
   配備し、この上下振動手段に中管に挿通した内管を連動
   連結してなる砂杭造成装置。