JPS6343529B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の対象・産業上の利用分野） 本発明は、軟弱な地盤を改良する分野で利用さ
れる。

本発明は、リーダに沿つて昇降自在なケーシン
グとこの中に挿入された内杆とを、通常は起振機
にて振動させながら地盤中に貫入し、所定深さに
達した後ケーシングを引抜きつつ内杆を上下動さ
せてケーシング内に投入される砂を突き固めケー
シング下端より押出しながら地盤中に砂杭を形成
する砂杭造成工法に関する。

（従来技術） 従来の砂杭造成工法にあつては、リーダを支持
しているクレーン車等に一般的なウインチを装備
してこのウインチからリーダ頂部に亘つて延出し
たワイヤーでケーシングを吊支すると共に、内杆
の上端部に内杆上下駆動用シリンダを連設してこ
の内杆をケーシングに対し上下動できるようにし
ておき、而して所定深さに貫入後砂杭を形成する
にあたり、クレーン車等上にてウインチを操作し
ながらワイヤーによりケーシングを漸次連続的に
引抜いてゆく一方、上記内杆用シリンダを作動さ
せて内杆を一定のストロークで上下動させるよう
にしていた。ところでこの従来工法では上記の如
くケーシングを連続的に上昇させる一方で、この
ケーシング内の内杆を上下動させるわけであるか
ら、ケーシング下端からの砂の押出量を大きくし
て砂杭の造成能率を上げるためには理論上はケー
シングの引き上げ速度を速くし且つ内杆の上下動
をそれ相当に速くしてやればよいのであるが、内
杆の駆動には通常時油圧シリンダが使用されてお
りしかも従来の場合このシリンダが内杆に直接的
に連続連結されているために内杆をケーシングの
上昇速度に応じて高速で上下動させることは実際
上不可能であり、したがつて比較的短尺のシリン
ダを用いてこれを小刻みに往復動させる、つまり
内杆のストロークを比較的短くすることで内杆の
上下動を実質的に速くしてそれにより砂杭の造成
能率を上げるように努めていた。しかし乍ら内杆
のストロークが短いとケーシング内の砂の突き固
めが十分に行えないため堅固な砂杭が形成され得
ないという不都合があり、したがつてこのように
内杆のストロークが短い場合に砂の突き固めを十
分に行わせるにはケーシングの引き上げ速度をあ
る程度遅くして同じ箇所を繰返し突き固めるよう
にしなければならないため、結局のところ砂杭の
造成能率は大して上がつていないのが実状であつ
た。また、従来工法にあつては、内杆上下駆動用
シリンダが内杆に直結されているためにシリンダ
のストローク分だけしか内杆が上下動できないこ
とになり、したがつて内杆の上下動のストローク
を大きくするにはそれ相応に長尺で大型のシリン
ダが必要であつた。更に従来工法においては、ケ
ーシングの昇降動作、特に上昇の動作と内杆の上
下動の動作とに何ら関連性をもたせておらず、ウ
インチによるケーシングの引抜きとシリンダによ
る内杆の上下動とをそれぞれ別個に操作しなけれ
ばならないためその操作に困難を来していた。

（発明の目的） 本発明は上述した従来技術に鑑みてなされたも
ので、内杆の上下動のストロークを比較的長くす
ることができて砂の十分な突き固めを可能としな
がら砂杭の造成能率を上げることができ、また比
較的短尺のシリンダにて内杆の上下動のストロー
クを長くとることができ、更にケーシングの昇降
操作と内杆の上下動操作が簡単に行えるようにす
ることを目的とする。

（発明の構成） 上記の目的を達成するための本発明の構成は次
の通りである。

「一端部が間欠巻取ドラムに巻取られ他端部が
ケーシングを吊持し更に中間部がリーダ側に設け
た第１駆動用シリンダのピストンロツド先端の滑
車に掛装されている第１ワイヤーと、一端部が内
杆を吊持し他端部がケーシング側に止着され更に
中間部がリーダに設けた第２駆動用シリンダのピ
ストンロツド先端の滑車に掛装されている第２ワ
イヤーとを配備しておいて、ケーシングの引抜き
にあたり、第１駆動用シリンダの往動により第１
ワイヤーを介してケーシングを一定量上昇させる
間に第２駆動用シリンダの往動により第２ワイヤ
ーを介して内杆を一定量下降させ更に第１駆動用
シリンダの復動時に上記巻取ドラムにより第１ワ
イヤーを上記ケーシングの上昇に必要な長さだけ
巻取つてケーシングを上記上昇位置に保持してい
る間に第２駆動用シリンダの復動により第２ワイ
ヤーを介して内杆を一定量上昇させてなる工程を
繰り返し行うことよりなる。」 （実施例） 次に本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。

第１図は本発明に係る砂杭造成工法を実施する
ための砂杭造成装置を示したもので、この図にお
いては１はクレーン車、２はこのクレーン車１に
立設支持されたリーダ、３はリーダ２に昇降自在
に装備された機枠で、この機枠３の下部に砂投入
用ホツパー４を介してケーシング５が垂下連設さ
れており、また機枠３内には起振機６が昇降自在
に配備され、この起振機６の下端部にはケーシン
グ５内に挿入された内杆７の上端部が一体的に連
結され、この内杆７上部と機枠２下部との間には
連結装置８が介設されていて、必要時にこの連結
装置８を介して起振機６による振動を内杆７から
ケーシング５に伝えるようにしている。９はケー
シング引抜用の油圧シリンダ（以下第１駆動用シ
リンダという）で、リーダ２内の下部に竪形にし
て且つ倒置形で設置されていて、この第１駆動用
シリンダ９のピストンロツド９ａ先端部に滑車１
０Ａが、またシリンダ本体９ｂ上端部に滑車１０
Ｂがそれぞれ軸装されている。１１は機枠３を介
してこれと一体のケーシング５を吊持する第１ワ
イヤーで、このワイヤー１１の一端部は間欠巻取
ドラム１２に巻着され、他端部は機枠３頂部に軸
装してある滑車１０Ｃに掛装されてリーダ２頂部
に止着され、そして中間部は前記第１駆動用シリ
ンダ９側の滑車１０Ａ，１０Ｂならびにリーダ２
に軸装してある滑車１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆにそ
れぞれ掛装されている。１３は内杆上下駆動用の
油圧シリンダ（以下第２駆動用シリンダという）
で、リーダ２内の中程に竪形にして且つ倒置形で
設置されていて、この第２駆動用シリンダ１３の
ピストンロツド１３ａの先端部に滑車１４Ａが軸
装してある。１５は後述する起振機６の支持枠を
介してこれと一体の内杆７を吊持する第２ワイヤ
ーで、このワイヤー１５の一端部は上記支持枠側
に止着され、他端部はケーシング５の上端部に止
着され、そして中間部は前記第２駆動用シリンダ
１３側の滑車１４Ａならびにリーダ２に軸装して
ある滑車１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄ，１４Ｅにそれ
ぞれ掛装されている。

上記リーダ２はクレーン車１の前端部に支持フ
レーム１６を介して立設されている。機枠３は上
架台１７と下架台１８とこれら上下架台１７，１
８間にそれぞれ両端を固定した前後左右四本のガ
イド支柱１９…とで櫓状に構成されており、この
機枠３の下架台１８下面側に砂投入用ホツパー４
が固定され、このホツパー４下部にケーシング５
の上端部が一体連結され、したがつて機枠３とホ
ツパー４とケーシング５とは相互に一体的な構造
となつている。また機枠３側にはガイド２０が設
けてあり、このガイド２０がリーダ２の側面沿い
に付設されたガイドレール（図示省略）に摺動自
在に係合されている。

起振機６は、機枠３のガイド支柱１９…に案内
されて上下摺動可能である基板２１上に設置され
ており、この基板２１上には前後左右四本の支持
枠２２…が起動機６を囲うように立設固定され、
これら支持枠２２上端に上板２３が固着され、こ
の上板２３の上面中央部に前記第２ワイヤー１５
の一端が止着されており、また基板２１の下面中
央部にはケーシング５内より機枠３の下架台１８
中央部を貫通して延びている内杆７の上端部が一
体的に連結されている。

連結装置８は、第２図に拡大して示すように内
杆７の上端部に、両側に夫々外拡がりテーパ状の
一対のコ字形雌部材２４，２４を有する固定ブロ
ツク２５を固装すると共に、機枠３を構成する下
架台１８上に両側一対の流体圧シリンダ２６，２
６（第１図参照）を設置して各シリンダ２６のピ
ストンロツド２６ａ先端に上記各外拡がりテーパ
状雌部材２４に対応する形状の略楔形雄部材２７
を固装し、而してシリンダ２６，２６の動作によ
り雄部材２７，２７を第２図の仮想線で示すよう
に固定ブロツク２５両側の雌部材２４，２４に係
合させそれによつて内杆７側と機枠３側とを一体
連結せしめ、また同図の実線で示すように雄部材
２７，２７を雌部材２４，２４から引き外して両
者を離間させることで内杆７側と機枠３との連結
を解除せしめるように構成したものである。尚、
第１図において２８は機枠３の各ガイド支柱１９
上端部分に設けたシヨツクアブソーバで、起振機
６−内杆７−連結装置８−下架台１８を経てガイ
ド支柱１９に伝わる起振機６の振動をここで吸収
してリーダ２側に伝えないようにするためのもの
であり、また２９は各支持枠２２の下端部分に設
けたシヨツクアブソーバで、起振機６から基板２
１を経て各支持枠２２に伝わる振動をここで吸収
するようにしている。

前記間欠巻取ドラム１２は、後述するように、
減速機３１を介して原動機としての例えば油圧モ
ータ３０に連動連結されていて、一方向に回転と
停止とを周期的に繰返して第１ワイヤー１１を間
欠的に巻取ることができるようにしたものであ
る。

第３図は上記砂杭造成装置における第１駆動用
シリンダ９、第２駆動用シリンダ１３及び間欠巻
取ドラム駆動用油圧モータ３０の油圧制御回路図
を示したもので、この図によれば、これらの油圧
モータ３０及びシリンダ９，１３はそれぞれ５ポ
ート３位置式電磁切換弁V₁，V₂及びV₃を介して
油圧ポンプＰに接続されており、油圧モータ３０
の吸入口及び吐出口と切換弁V₂との間には流量
調整回路RC₂及びRC₁が、シリンダ９のロツド側
室及びピストン側室と切換弁V₁との間には同様
な流量調整回路RC₃及びRC₄が、また同じくシリ
ンダ１３のロツド側室及びピストン側室と切換弁
V₃との間には流量調整回路RC₅及びRC₆がそれぞ
れ介設され、そして油圧モータ３０は減速機１３
を介して間欠巻取ドラム１２と連動連結してお
り、また油圧ポンプＰはポンプ駆動モータＭによ
り駆動されるようになつている。第４図はこの油
圧回路のシーケンスチヤートを示している。

次に、上述のような構成を有する砂杭造成装置
の使用による砂杭造成工法を、第１図の装置全体
図、第３図の油圧回路図及び第４図のシーケンス
チヤートを参照して説明する。

最初に第１駆動用シリンダ９のピストンは下限
位置に、また第２駆動用シリンダ１３のピストン
は上限位置にそれぞれ位置し、それによつてシリ
ンダ９のピストンロツド９ａは下降位置に、また
シリンダ１３のピストンロツド１３ａは上昇位置
にあるものとする。またこのとき内杆７はその下
端がケーシング５下端近くまで下降していて下降
位置にあるものとし、さて、第１図のようにケー
シング５が地上において吊持されている状態から
このケーシング５を地盤Ｇ中に貫入するにあたつ
て、先ず油圧ポンプＰを始動させ、そして切換弁
V₁のソレノイドSOL₂のみを作動させてポンプＰ
からの圧油を可逆油圧モータ３０の逆転側吸入口
に供給することによりこのモータ３０を第１図中
一点鎖線矢視方向（逆転方向とする）に回転さ
せ、それによつて減速機１３を介し間欠巻取ドラ
ム１２を巻戻し方向に連続回転させて第１ワイヤ
ー１１を繰り出す。尚、ケーシング５の貫入に先
立ち連結装置８を連結状態に作動させて起振機６
とケーシング５とを一体化し、この状態から起振
機６を作動させて内杆７及びケーシング５を強制
振動させながら上記第１ワイヤー１１の繰り出し
に伴つて自重によりケーシング５を地盤中に貫入
してゆく。第４図で明らかなようにケーシング５
が所定深さまで貫入する、即ち下降する間、ソレ
ノイドSOL₂のみを作動させて、油圧モータ３０
を逆方向へ連続回転させそれにより間欠巻取ドラ
ム１２を巻戻し方向に連続回転させる一方、内杆
７はケーシング５に対し固定状態としている。

次いで、ケーシング５が地盤中所定深さに達し
て貫入を完了した時点でホツパー４よりケーシン
グ５内に砂を投入してゆき、そして連結装置８に
よる連結を解除して起振機６とケーシング５との
縁を切ると共に内杆７をケーシング５に対しフリ
ーの状態となし、ケーシング５の引抜操作に移
る。このケーシング５の引抜きにあたつては、第
４図に示すように先ず切換弁V₁のソレノイド
SOL₁、切換弁V₂のソレノイドSOL₃及び切換弁
V₃のソレノイドSOL₆がそれぞれ作動し、それに
より当初ピストンロツド９ａが下降位置にある第
１駆動用シリンダ９のロツド側室に圧油が加えら
れて該ロツド９ａが上昇する（往動）と共に、当
初上昇位置にある第２駆動用シリンダ１３のピス
トン側室に圧油が加えられてピストンロツド１３
ａが下降し（往動）、同時にまた油圧モータ３０
の正転側吸入口に圧油が供給されて該モータ３０
が第３図中の実線矢視方向（正転方向）に回転
し、そして第１駆動用シリンダ９のピストンロツ
ド９ａが上昇位置に達すると、切換弁V₂のソレ
ノイドSOL₃が非作動状態となり逆にソレノイド
SOL₄が作動し、またソレノイドSOL₁が非作動状
態となつて切換弁V₁は中立位置に戻り、更に切
換弁V₃のソレノイドSOL₆が非作動状態となり逆
にソレノイドSOL₅が作動し、それによつて今度
は第１駆動用シリンダ９のピストン側室に圧油が
加えられてそのピストンロツド９ａが下降し（復
動）、第２駆動用シリンダ１３にはロツド側室に
圧油が加えられてそのピストンロツド１３ａが上
昇し（復動）、同時にまた油圧モータ３０への圧
油の供給が断たれて該モータ３０の回転が停止さ
れる。しかして、第２駆動用シリンダ１３が上記
のように一往復動することにより第２ワイヤー１
５を介して内杆７が上下動し、また第１駆動用シ
リンダ９の往動（上昇）時には第１ワイヤー１１
が緩んでゆくと同時に油圧モータ３０の正転によ
る巻取ドラム１２の巻取り方向への回転によりそ
の緩んだ分だけ巻取られるためケーシング５は当
初の位置に保持されたままであり、そして同シリ
ンダ９の復動（下降）時においてケーシング５は
シリンダ９のストローク長さ分だけ上昇、即ち引
き上げられることになる。尚、この場合内杆７の
上下動のストロークは滑車１４Ａが動滑車を構成
するため第２駆動用シリンダ１３の昇降ストロー
クの二倍となる。また、油圧モータ３０は第１駆
動用シリンダ９のピストンロツド９が上昇（往
動）している間回転して巻取ドラム１２を回転さ
せ、同ピストンロツド９が上昇を終えて下降して
いる間停止して巻取ドラム１２の回転を阻止し、
そしてこのような回転と停止とを繰り返して巻取
ドラム１２を間欠的に回転させるようになつてい
る。上記のように、ケーシング５の引抜きにあた
つては、油圧モータ３０の間欠的な回転による巻
取ドラム１２の間欠巻取操作及び第１、第２駆動
用シリンダ９，１３の往復動が繰り返されること
により、ケーシング５は上昇と停止状態を繰り返
しながら第１ワイヤー１１を介して引上げられ、
そして内杆７はケーシング５内で上下動を繰り返
しながらケーシング５の引上げに伴つて上昇して
ゆくことになり、また内杆７は起振機６の作動に
よつて上記上下動を行いつつそれ自体振動をも行
う。尚、上記ソレノイドSOL₁〜ソレノイドSOL₆
の操作はシリンダ９，１３のピストンロツド９
ａ，１３ａそれぞれの上昇位置及び下降位置に適
宜のリミツトスイツチを配設しておいてピストン
ロツド９ａ，１３ａの移動に従つて作動させ、こ
れらリミツトスイツチの作動により操作させるよ
うにしてもよいし、適宜のタイマーにて操作する
ようにしてもよい。

上記のように内杆７を上下動させつつケーシン
グ５を上昇させてゆくことにより、内杆７によつ
て突き固められた砂がケーシング５下端から押出
されつつ砂杭が形成されてゆく、この場合におい
てケーシング５の上昇は断続的な上昇である。即
ち、ケーシング５が一定高さ上昇する間に内杆７
が下動し、ケーシング５がその上昇位置に保持
（停止）されている間に内杆７が上動することに
なり、したがつて内杆７の一突きによつて大量の
砂が迅速に押出される。

尚、上述した実施例においては第１駆動用シリ
ンダ９の上昇を往動、下降を復動とし、また第２
駆動用シリンダ１３の下降を往動、上昇を復動と
しているが、これら上昇及び下降と往動及び復動
との関係はこの実施例に限定されるものではな
く、例えば第１駆動用シリンダ９にあつてはその
下降を往動、上昇を復動としてもよいわけであ
る。

（発明の効果） 本発明工法によれば、一端部が間欠巻取ドラム
に巻取られ他端部がケーシングを吊持し更に中間
部がリーダ側に設けた第１駆動用シリンダのピス
トンロツド先端の滑車に掛装されている第１ワイ
ヤーと、一端部が内杆を吊持し他端部がケーシン
グ側に止着され更に中間部がリーダに設けた第２
駆動用シリンダのピストンロツド先端の滑車に掛
装されている第２ワイヤーとを配備しておいて、
ケーシングの引抜きにあたり、第１駆動用シリン
ダの往動により第１ワイヤーを介してケーシング
を一定量上昇させる間に第２駆動用シリンダの往
動により第２ワイヤーを介して内杆を一定量下降
させ更に第１駆動用シリンダの復動時に上記巻取
ドラムにより第１ワイヤーを上記ケーシングの上
昇に必要な長さだけ巻取つてケーシングを上記上
昇位置に保持している間に第２駆動用シリンダの
復動により第２ワイヤーを介して内杆を一定量上
昇させてなる工程を繰り返し行うようにしたもの
であつて、各工程において内杆が一定ストローク
下降する間にケーシングが一定高さまで一挙に上
昇することから、特に砂の突き固めにあたつて内
杆の下降速度が比較的遅くてもケーシングとの相
対速度を速くでき、それにより内杆の上下動のス
トロークを比較的長くすることができて砂の突き
固めを十分に行わせることができると共に、内杆
の一突きによるケーシング下端からの砂の押出量
を大きくすることができて砂杭の造成能率を上げ
ることができ、また第２駆動用シリンダのピスト
ンロツド先端の滑車が動滑車を構成することか
ら、このシリンダとして比較的短尺で小型のシリ
ンダの使用が可能でありながら内杆の上下動のス
トロークを長くとることができ、更にケーシング
の上昇動作と内杆の上下動の動作とに、第１及び
第２駆動用シリンダ、第１及び第２ワイヤー及び
間欠巻取ドラムを介して一定の関連性をもたせて
いるので、ケーシングの引抜き及び内杆の上下動
を一箇所で同時に制御することができて操作上き
わめて便利となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明工法を実施する砂杭造成装置の
一例を示す一部断面全体側面図、第２図は第１図
の装置における連結装置を示す拡大斜視図、第３
図は第１図の装置における油圧制御回路図、第４
図は第３図の油圧回路のシーケンスチヤートであ
る。 ２……リーダ、５……ケーシング、７……内
杆、９……第１駆動用シリンダ、１１……第１ワ
イヤー、１２……間欠巻取ドラム、１３……第２
駆動用シリンダ、１５……第２ワイヤー。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ リーダに沿つて昇降自在なケーシングとこの
   中に挿入された内杆とを地盤中に貫入し、所定深
   さに達した後ケーシングを引抜きつつ内杆を上下
   動させてケーシング内に投入される砂をケーシン
   グ下端より押出しながら砂杭を造成する工法にお
   いて、一端部が間欠巻取ドラムに巻取られ他端部
   がケーシングを吊持し更に中間部がリーダ側に設
   けた第１駆動用シリンダのピストンロツド先端の
   滑車に掛装されている第１ワイヤーと、一端部が
   内杆を吊持し他端部がケーシング側に止着され更
   に中間部がリーダに設けた第２駆動用シリンダの
   ピストンロツド先端の滑車に掛装されている第２
   ワイヤーとを配備しておき、ケーシングの引抜き
   にあたり、第１駆動用シリンダの往動により第１
   ワイヤーを介してケーシングを一定量上昇させる
   間に第２駆動用シリンダの往動により第２ワイヤ
   ーを介して内杆を一定量下降させ更に第１駆動用
   シリンダの復動時に上記巻取ドラムにより第１ワ
   イヤーを上記ケーシングの上昇に必要な長さだけ
   巻取つてケーシングを上記上昇位置に保持してい
   る間に第２駆動用シリンダの復動により第２ワイ
   ヤーを介して内杆を一定量上昇させてなる工程を
   繰り返し行うことを特徴とする砂杭造成工法。