JPS6327485B2 - - Google Patents

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
手段によつ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露呈しているこ
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つた。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
に螺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エツトエ
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エツ
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エツトエア送給
パイプには地上に設置してあるコンプレツサから
の圧力エアが連結パイプを介して供給されるよう
になつているが、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エツトエア送給パイプを自由
に配管することができなかつた。

更に、前者のバイブロ式装置にあつては上下振
動手段及び起振機の双方が、また後者の装置にあ
つ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、
従つ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つて不安定な状態
での作業を余儀なくされると云つた問題があつ
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はリーダ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ツパー
５が一体装備されている。６は角筒状ケーシング
で、ホツパー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の上端部はホツパー５内部を通つて機
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（例えば四枚）の連結プレート１２
…，１３…によつてケーシング６と一体的に連結
されており、従つてケーシング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、従つて内管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つている。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に連結された
両端開口の円筒状ケーシングヘツドで、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ツト２１，２２を上下二
段に亘つて配設し、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、上記スプロケツト２
１，２２には第３図で示す如くチエーン２５，２
６を夫々半周ずつ且つ互いに逆方向から掛け渡
し、上段側チエーン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
のピストンロツド２７ａ，２７ｂに連結し、また
下段側のチエーン２６の両端を同フレーム９上に
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
ストンロツド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の操作にあたつては、一方の組のエアーシリ
ンダ２７Ａ，２７Ｂに対する圧力エアーの給排を
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２８Ａ，２８Ｂに対する圧力エアー
の給排を上記の一方の組のエアーシリンダ２７
Ａ，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、上下二段のスプロケ
ツト２１，２２及びこれらに掛けられたチエーン
２５，２６を介して前記円筒状回転体１８を例え
ば90度ずつ回転駆動させることができ、而してこ
の回転体１８の回転動作によつてガイドローラ１
９…を介して角筒状ケーシング６を反転させるよ
うにしている。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
持固定するチヤツク機構３１と、チヤツク機構３
１を所要ストローク昇降させる昇降機構３２と、
チヤツク機構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、チヤツク機構３１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
ピストンロツド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ツド３
５ａの枠体３４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）３
７，３７からなり、これらのエアーシリンダ３
７，３７と上記チヤツク機構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はチヤツク機構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３８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３
８の下面側に上記エアーシリンダ３７，３７のピ
ストンロツド３７ａ，３７ａ先端が連結されてい
る。従つてこの上下駆動手段８の操作にあたつて
は、チヤツク機構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
ピストンロツド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、またピストンロツド３
７ａ，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
るとチヤツク機構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１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
トンロツド１５ａに内管１４の上端が連結されて
おり、従つてこのシリンダ装置１５の作動による
ピストンロツド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
作にあたつては、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３
７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つて
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、ホツパー５より砂をケーシング６と中管１
０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
にあたつては、チヤツク機構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
ピストンロツド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をそのストローク分だ
け押し上げ、その後チヤツク機構３１を開放操作
し且つピストンロツド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ツド
１６内に供給され、そこで内管１４のヘツド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側からホツパー５を通つて延出された
複数本のジエツ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
（ケーシングヘツド１６も含む）において開口し
更にはケーシング６下端部からケーシング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ツパー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。従つてこれらのジエツトエア送給パイプに
図外エアコンプレツ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エツトエアがケ
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、それによつてケーシング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６内に投入された砂がケーシングヘツド１
６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
状のいわゆるロツド状体でもよい。

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（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
ることがなく、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つて強固な砂杭を迅
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ダ側の中間部
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、ケーシングへのジエ
ツトエア送給パイプの配設にあたつて、特に固定
側たる砂杭投入用ホツ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、従つてケーシングに
は必要とする任意の本数のジエツトエア送給パイ
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
を示す一部断面立面図、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―線断面図、第５図は第１
図の―線断面図である。 １…機枠、２…リーダ、５…砂投入用ホツパ
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（上下駆動手
段）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ リーダに吊支される機枠の下部に砂投入用ホ
   ツパーを一体装備し、このホツパーの下端部にケ
   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
   手段をリーダ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。