JPS6124718A - 地盤締め固め装置 - 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】 （産業上の利用分野） この発明は埋め戻し土を締め固めたり、軟弱地盤を改良
したりするなど、原地盤の支持力を強化するための地盤
締め固め装置に関するものである。

（従来の技術） 従来、この種の装置を使用して実施する地盤締め固め工
法として、粘性土地盤中に砂杭よりなる人工的排水路を
設けて圧密の促進を図るバー゛チカルドレン工法と、杭
に振動や衝撃等の動的エネルギーを与えて砂質土地盤を
穿孔したのち、その中に砂杭を造成して原地盤の体積を
圧縮し締め固めるコンパクションパイル工法とがある。

前記バーチカルドレン工法の代表的な施工方法、として
バイブロ式サンドドレン工法があり、第７図に示すよう
に、ケーシングパイプ３０の上端部に振動機３１とホッ
パー３２とを備えた施工装置３３を使用する。そして、
次の施工順序で原地盤Ｇを締め固める。（Ａ）で下端面
を閉鎖したケーシングパイプ３０を施工位置に据える。

（Ｂ）で振動機３１を駆動しその振動力によりケーシン
グパイプ３０を所定の深さまで打ち込み、原地盤Ｇに杭
孔３４を形成する。（Ｃ）では前記ホッパー３２からケ
ーシングパイプ３０内に砂等の骨材Ｓを投入する。（Ｄ
）ではケーシングパイプ３０内に圧縮空気３５を送り込
み、ケーシングパイプ３０の下端面を開放して骨材Ｓを
杭孔３４内に供給し、圧縮空気３５の空気圧によりその
骨材Ｓを締め固めつつケーシングパイプ３０を徐々に引
き抜く。（Ｅ）でケーシングパイプ３０を地上まで引き
出し、杭孔３４内に骨材杭Ｐを造成する。そして、その
骨材杭Ｐへ粘性土よりなる原地盤Ｇ中の間隙水を誘導し
て原地盤Ｇの支持力を強化するようになっている。

前記コンパクションパイル工法としてはバイブロコンポ
ーザ工法、マルチコンポーザエ法又はバイブロフローテ
ーション工法等がある。

バイブロコンポーザ工法は粘性土地盤用の前記バイブロ
式サンドドレン工法を砂質土地盤に応用したものである
。そして、第８図に示すように、前記したとほぼ同様な
施行装置３３を使用し、同様な施行順序で作業を進める
が、前記工法とは異なり、同図（Ａ）に示ずように、骨
材Ｓの投入後ケーシングパイプ３０を打ち戻し、杭孔３
４内の骨材Ｓを振動１１１３１の振動により締め固め、
（Ｂ）でこの動作を反復しつつケーシングパイプ３０を
徐々に引き抜き、（Ｃ）に示すように、杭孔３４よりも
大径の圧縮された骨材杭Ｐを造成し、これにより原地盤
Ｇの支持力を強化するようになっている。

前記マルチコンポーザ工法における施行装置としては、
第９図に示すように、上下複数段の押圧突部３７を有す
る締め固めフレーム３８を使用する。そして、（Ａ）で
締め固めフレーム３８を原地盤Ｇの表面に敷設したサン
ドマット３９上に据え、（Ｂ）で振動機（図示しない）
により締め固めフレーム３８に上下方向の振動を与えて
サンドマット３９の骨材Ｓを地中に持ち込み、（Ｃ）で
締め固めフレーム３８が所定の深さに達したら、同フレ
ーム３８を引き抜き及び打ち戻して骨材Ｓを突ぎ固め、
（Ｄ）でこの動作を地表面まで繰返し、（Ｅ）にて砂質
土原地盤Ｇ中に骨材杭Ｐを造成するようになっている。

前記バイブロフローテーション工法では第１０図に示す
ように、振動装置及びノズル装置を内蔵した棒状振動機
４１を使用する。そして、砂質土原地盤Ｇ中に棒状振動
機４１を下端からの水噴射と振動作用とにより所定の深
さまで圧入し、次に横方向の水噴射で原地盤Ｇを緩めな
がら振動と水締め効果によって周辺上の締め固めを行い
、棒状振動機４１と杭孔３４との間に生じる間隙には砂
又は砂利等の骨材Ｓを投入して振動の伝達効果を増大さ
せながら徐々に棒状振動機４１を引上げて、杭孔３４内
に骨材抗Ｐを形成するようになっている。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、前記した各従来の工法で使用する地盤締め固
め装置によると、ケーシングパイプ３０、締め固めフレ
ーム３８又は棒状振動機４１を原地盤Ｇ中に圧入する際
や、杭孔３４内の骨材Ｓを締め固める時、振動機３１等
により騒音と振動とが発生するため、これらの装置によ
る地盤締め固め工事を住宅密集地で実施すると、騒音が
住民の迷惑となったり、あるいは振動により周辺の構造
物が損害をこうむるという問題点があった。又、前記バ
イブロフローテーション工法で用いる装置においては特
に人聞の水を使用するため、給水及び排水処理が面倒に
なるという問題もある。又、各従来の工法は施工規模が
大きくなるので、使用する装置が大型化して路地等にお
ける着工事後の埋め戻し土の締め固め工事には適さない
という不都合もあった。

この発明は上記した従来の技術における問題点を解決す
るためになされたものであり、その目的は周辺住民又は
構造物に被害を及ぼすような騒音及び振動を発生させる
ことなく、原地盤の支持力を充分に強化することができ
る新規な地盤締め固め装置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 前記した問題点を解決するためのこの発明における手段
は、第１図（Ａ）に示すように、駆動手段１により往復
回動及び昇降される棒状体３の上端部に地中に向かって
静荷重を作用させるための荷重部４．６を設けるととも
に、棒状体３の下端部に側方へ突出する突出翼８を配設
し、その突出翼８の下縁には棒状体３の往復回動に伴い
原地盤Ｇの土を側方へ排除する排土部９を斜め上方へ向
けて斜状に形成したものである。

（作用） 第２図に示すように、前記棒状体３に地中に向かって作
用する静荷重６を加えてその棒状体３を往復回動すると
、前記突出翼８の排土部９により原地盤Ｇの土が側方へ
排除されて杭孔１１が形成されるが、その杭孔１１の周
壁は前記排土部９の往復回動に伴って締め固められるた
め崩れ落ちるというおそれがない。次いで、形成された
杭孔１１内に骨材Ｓを供給し、これを棒状体３の昇降運
動により突き固めるが、この突ぎ固め力は主に前記静荷
重６により付与されるため、大きな騒音や振動が発生し
ない。

（実施例） 以下、この発明を具体化した一実施例を第１図〜第５図
に基づいて説明する。

まず、締め固め装置の構成について説明すると、第１図
に示す１はクレーン（トラックに搭載されたクレーンを
含む）の吊下げ用フックに装着した正逆回動可能な駆動
装置であり、フックの昇降動作に伴って上下動されるよ
うになっている。

２はこの実施例の締め固め装置全体を示し、所定長さに
形成された棒状体３の上端部が前記駆動装置１に取付け
られて、締め固め装置２全体がクレーンから吊下げられ
るようになっている。棒状体３の上端部には四角板状の
荷重支持部４が固定され、その上面には複数個の錘り６
が棒状体３に嵌合するスリット５にてそれぞれ着脱可能
に載置されている。

一方、棒状体３の下端部には４枚の突出翼８がそれぞれ
側方に突出するように配設されている。

突出翼８は、棒状体３の下端に１８０度を隔てた位置に
突設した一対の下部突出ｇ８ａと、その下部突出翼８ａ
と接近する上方位置において下部突出翼８ａの突出方向
と直交する方向に突設した一対の上部突出翼８ｂとから
構成されている。各突出翼８は金属板により略直角三角
形状に形成され、それらの長辺部にて棒状体３の外面に
それぞれ溶接固着されている二そして、各突出翼８の下
側縁には排土部９が斜め上方に向かって斜状に形成され
、地盤締め固め時において棒状体３が往復回動されたと
きには、これらの排土部９により原地盤Ｇの土が側方へ
排除されて周辺部分の土が締め固められるようになって
いる。

次に、第２図に基づき上記構成よりなる締め固め装置２
を使用して着工事後の砂質土からなる埋め戻し十Ｇを締
め固める施行方法について説明する。

まず、クレーンのフックに吊下げられた駆動装置１に締
め固め装置２を取付けるとともに、棒状体３の荷重支持
部４上に適数個の錘り６を載せる。

そして・、第２図（ａ　）に示すように、締め固め装置
２を埋め戻し土Ｇの施行位置表面に設置する。

次に、同図（ｂ）に示すように、駆動装置１を起動して
棒状体３を少なくとも９０度前後の角度で往復回動する
。そして、この状態でクレーンのノックを徐々に降下さ
せると、棒状体３と一体に各突出翼８が往復回動され、
それらの排土部９により埋め戻し土Ｇが側方へ排除され
て、その部分に杭孔１１が形成される。この杭孔１１の
穿孔時には、その周壁面及び杭孔１１周辺の埋め戻し土
Ｇが各突出翼８の頂部により充分に締め固められるため
、穿孔した部分が崩れ落ちるというおそれがない。又、
このとき棒状体３に作用する垂直方向の圧入力が荷重支
持部４上の錘り６の自重からなる静荷重により付与され
るので、従来の工法とは異なり、駆動装置１の駆動音以
外の激しい騒音や振動は発生しない。しかも、棒状体３
を静荷重により圧入すれば、埋め戻し土Ｇ中に石等があ
る場合でも、棒状体３の下端部に無理な力が作用せず、
各突出翼８を傷めることなく、埋め戻し土Ｇの条件に応
じた速度で杭孔１１の穿孔作業を円滑に行なうことがで
きる。

第２図（Ｃ）に示すように、棒状体３が所定深さに達し
たら、駆動装置１の駆動を停止する。続いて、同図（ｄ
　’）に示すように、クレーンのフックを上昇させて棒
状体３を所定距離持上げる。そして、杭孔１１内に適宜
の粒度分布及び含水比よりなる砂等の骨材Ｓを所定量投
入した後、棒状体３を昇降させ、各突出翼８により投入
された骨材Ｓを突き固める。このとき、棒状体３の昇降
運動はクレーンの吊下げ用フックの巻き上げ及び巻き戻
しにより付与されるので、従来のマルチコンポーザ工法
等とは異なり、突き固め動作に伴い激しい騒音や振動が
発生するというおそれがない。

骨材Ｓが充分な硬さに突き固められると、再び棒状体３
を所定量上昇させ、新たな骨材Ｓを投入し、これを棒状
体３の昇降運動により突き固める。

そして、骨材Ｓの投入及びその突き固め動作を反復して
締め固め装置２を徐々に引き抜けば、第２図（ｅ　）に
示すように、杭孔１１内に骨材Ｓよりなる骨材杭Ｐが造
成される。

従って、第３図に示すように、以上の施行順序に従って
道路等の管工事現場において埋め戻し土Ｇに多数本の骨
材杭Ｐを造成すれば、前記した杭孔１１の穿孔工程にお
ける周辺上の締め固め作用と、各骨材杭Ｐの保持作用と
により埋め戻し土Ｇの支持力が強化される。それ故、埋
め戻し土Ｇの表面にアスファルト等を敷設したときに、
そのアスファルトが自動車等の上載荷重により陥没する
というおそれをなくすことができる。又、前記したＩＭ
〒方法によれば、従来とは異なり全工程が激しい騒音や
振動を伴わずに実施されるため、工事現場周辺の住民に
迷惑をかけたり、あるいは、現場周辺のブロック塀又は
住宅等の構造物１３に損害を与えたりするというおそれ
もない。

なお、この発明の地盤固め装置２は前記施行例の埋め戻
し土の締め固め工法のみに限定して使用されるものでは
なく、次に述べるような別の施工例において用いること
も可能である。

第４図に示すように、通常の管工事現場においては掘削
穴１５の壁面が崩れ落ちないように多数枚の矢板１６を
配列する。そして、各矢板１６を原地盤Ｇに打ち込む場
合には、打ち込み時の振動を少なくするために、掘削予
定区域の周囲にスクリュー型のオーガ１７を回転挿入し
て厚地１ｆｔＧを緩めるようになっている。ところが、
この緩めた厚地＃ＩＡＧをそのままに放置すると、構造
物１３の支持層が構造物１３の自重により工事の振動に
伴ってオーガ１７で緩めた部分に移動し、構造物１３が
損害を被るというおそれがある。従って、こうした施工
現場においてはオーガ１７により緩めた部分の原地盤Ｇ
を掘削作業に先立って予め締め固めておく必要がある。

この場合、前記実施例で述べた締め固め装＠２により矢
板１６の外側に骨材杭Ｐを造成すれば、構造物１３を支
持する支持層の移動を未然に防止することができ、工事
を支障なく進行させることが可能となる。

又、前記施行例では埋め戻し土等の砂質土地盤の締め固
めにこの発明の地盤締め固め装置を用いたが、第５図に
示すように、軟弱粘性土地１１ｉＧ上に各種構造物１３
を構築する際の地盤締め固め工事に使用することも可能
である。すなわち、粘性土地盤Ｇの表面にサンドマット
１８を敷設するとともに、同地盤Ｇ中にこの発明の締め
固め装置２により多数本の骨材杭Ｐを造成すれば、サン
ドマット１８の荷重により粘性土地盤Ｇ中の間隙水Ｗが
各骨材杭Ｐへ向かって水平移動するため、圧密作用が促
進されて、この種の粘性土地盤Ｇの支持力が強化される
。

更に、この発明の締め固め装置２の構成は前記実施例に
限定されるものではなく、第６図に示すように、棒状体
３を管状に形成し、その先端部両側面と先端面とに水噴
射用のノズル１９を形成してもよい。このノズル１９を
設けた締め固め装置を使用すれば、前記実施例で述べた
杭孔１１の穿孔工程において、ノズル１９から噴射され
る圧力水により、硬い厚地ｆＡＧに対しても棒状体３の
圧入作業を容易に行うことができる。又、噴射する圧力
水内に、にがり、セメント、合成樹脂製薬液等の硬化剤
を混合すれば、締め固めた杭孔１１の周壁及び骨材杭Ｐ
をそれぞれ硬化保持することができる。

さらに、前記した埋め戻し土の締め固め工事において埋
め戻し深度が浅い場合には、締め固め装置２の棒状体３
の基端にハンドルを設けて、手動操作により各工程を実
施することができる。また、前記実施例の突出板８の頂
部を切除して横台形状にするなど、突出板の形状を任意
に変更することも可能である。

（発明の効果） 以上詳述したように、この発明によれば激しい騒音や振
動が発生しないので、施工現場周辺の住民に迷惑をかけ
たり構造物に損害を及ぼしたりすることなく、原地盤の
支持力を充分に強化することができるという優れた効果
を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を具体化した一実施例を示す締め固め
装置を示す斜視図、第２図（ａ　）〜（ｅ）は同装置の
作用を示す作用説明図、第３図は一施工例を示す管工事
現場の断面図、第４図は管工事現場における別の施工例
を示す断面図、第５図は軟弱粘性土地盤の改良工事に応
用した施工例を示す断面図、第６図は締め固め装置の別
個を示す要部斜視図である。第７図〜第１０図はそれぞ
れ従来の締め固め工法及び装置を示す工程説明図であり
、第７図はバイブロ式サンドドレン工法を示し、第８図
はバイブロコンボーザ工法を示し、第９図はマルチコン
ポーザ工法を示し、第１０図はバイブロフローテーショ
ン工法を示すものである。 駆動装置１、締め固め装置２、棒状体３、荷重支持部４
、錘り６、突出板８、排土部９、杭孔１１、骨材抗Ｐ、
骨材Ｓ１原地１１Ｇ。 特　許　出　願　人　　　出口特殊鋼株式会社鈴中工業
　株式会社 代　理　人　　　弁理士　　恩１）博宣−１１： 第１図 （ｅ） １１８図 第４図 第５図 り　　（

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、駆動手段（１）により往復回動及び昇降される棒状
   体（３）の上端部に、地中に向かって静荷重を作用させ
   るための荷重部（４、６）を設けるとともに、棒状体（
   ３）の下端部に側方へ突出する突出翼（８）を配設し、
   その突出翼（８）の下縁には棒状体（３）の往復回動に
   伴い原地盤（Ｇ）の土を側方へ排除する排土部（９）を
   斜め上方へ向けて斜状に形成したことを特徴とする地盤
   締め固め装置。 ２、前記荷重部を棒状体（３）の上端部に固定した荷重
   支持部（４）と、その荷重支持部（４）上に着脱自在に
   支持される錘り（６）とから構成したことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の地盤締め固め装置。 ３、前記突出翼（８）を三角形状に形成したことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の地盤締め固め装置。 ４、前記突出翼（８）を、棒状体（３）の下端において
   １８０度を隔てた位置に突設した一対の下部突出翼（８
   ａ）と、下部突出翼（８ａ）と接近する上方位置におい
   て下部突出翼（８ａ）の突出方向と直交する方向に突設
   した一対の上部突出翼（８ｂ）とから構成したことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項又は第３項記載の地盤締
   め固め装置。 ５、前記棒状体（３）を管状に形成するとともに、その
   下端に水噴射用のノズル（１９）を設けたことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の地盤締め固め装置。