JP3712883B2 - 地盤改良杭造成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、サンドコンパクションパイル工法（ＳＣＰ工法）等に用いて好適な無振動・低騒音式の地盤改良杭造成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の無振動・低騒音式の地盤改良杭造成装置として、図４に示す特開平８−２８４１４６号公報に開示されたものがある。この無振動・低騒音式の地盤改良杭造成装置としての締め固め砂杭造成装置１は、前面に長尺のリーダー３を立設した施工機本体２を備えている。このリーダー３には、昇降機４とスイーベル機構付きの回動機５を介して長尺の中空管８を回動及び昇降動自在に支持してある。この中空管８の上端は上記スイーベル機構付きの回動機５を介して非回動部６に回動自在に接続され、非回動部６には砂供給用のホッパー７と上記昇降機４の側機構部４ａが設けられている。
【０００３】
昇降機４は中空管８を地盤９中に貫入する時と引き抜く時にリーダー３からの反力が受けられるものであり、例えば、その側機構部４ａに設けられた図示しない駆動機構付きピニオンと該ピニオンに噛合するリーダー３に設けられたラック３ａとから構成されている。尚、中空管８は鋼製で円筒状のケーシングパイプからなり、その下端には地盤９中への該中空管８の貫入を助ける掘削ビット８ａを複数取り付けてある。
【０００４】
そして、この締め固め砂杭造成装置１を用いて、地盤９中に地盤改良杭としての砂杭Ｓを造成する場合には、まず、中空管８を地盤９の地表面９ａ上の所定位置に据え、中空管８を回転させながら地盤９中の所定深さまで貫入する。その後、中空管８の一定長の引き抜きと再貫入（打戻し）を順次地表面９ａに至るまで細かく繰り返す。この間、中空管８の引き抜き工程でホッパー７より中空管８内に投入された砂を該中空管８の下端開口より圧縮空気を使用しながら排出して円柱状に残置させ、中空管８の再貫入工程で上記残置した砂から成る円柱に圧縮力を加えて締め固めると同時に水平方向に押し拡げ、地盤９中に拡径の砂杭Ｓを地表面９ａまで造成する。
【０００５】
尚、この無振動・低騒音式の締め固め砂杭造成装置１に関する類似技術は、特開平６−２００５２０号公報及び特開平９−１５８１６６号公報に開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の無振動・低騒音式の締め固め砂杭造成装置１では、長尺のリーダー３が必要不可欠なため、装置の全高が非常に高くなり、空港や河川の地盤改良工事で橋梁下等の高さ制限等がある現場では、締め固め砂杭造成装置１の移動や設置作業が煩雑となり、施工時間が長時間かかった。また、長尺のリーダー３の上側に昇降機４及び回動機５が設けられているため、中空管８の貫入時にリーダー３からの反力が不安定となり、硬質地盤の現場では中空管８を原地盤に貫入し難く、中空管８の貫入作業に時間がかかったり、超硬質地盤の現場や転石地盤の現場では施工できなくなる虞があった。
【０００７】
そこで、本発明は、前記した課題を解決すべくなされたものであり、全高を低くすることができると共に、高さ制限等がある現場や硬質地盤の現場でもスムーズに地盤改良工事を行うことができる地盤改良杭造成装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、装置本体に対して回動及び昇降動自在に支持された中空管を地盤中の所定深さまで貫入した後、前記中空管の一定長の引き抜きと再貫入を順次地表面に至るまで細かく繰り返して、前記中空管の下端開口より排出されて残置された杭材料から成る柱を順次圧縮しながら締め固めて前記地盤中に拡径の地盤改良杭を造成するようにした地盤改良杭造成装置において、前記装置本体に短尺の中空管を回動及び昇降動自在に支持した管回動・圧入引抜機を設けると共に、該装置本体に短尺のバケットエレベータを立設し、かつ前記短尺の中空管の上端にスイーベル機を介して杭材料供給用のホッパーの下端を取り付け、このホッパーと前記短尺のバケットエレベータの先端との間に伸縮自在なジャバラを介在したことを特徴とする。
【０００９】
この地盤改良杭造成装置では、装置本体に短尺の中空管を回動及び昇降動自在に支持した管回動・圧入引抜機を設けると共に、該装置本体に短尺のバケットエレベータを立設し、かつ、短尺の中空管の上端にスイーベル機を介して杭材料供給用のホッパーの下端を取り付け、このホッパーと短尺のバケットエレベータの先端との間に伸縮自在なジャバラを介在したので、装置全体の高さが低くなると共に、高さ制限等がある現場や硬質地盤の現場でもスムーズに地盤改良工事が行われる。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１記載の地盤改良杭造成装置であって、前記地盤に貫入された中空管の上端に、継ぎ足し用の短尺の中空管の下端を連結自在にしたことを特徴とする。
【００１１】
この地盤改良杭造成装置では、地盤に貫入された中空管の上端に、継ぎ足し用の短尺の中空管の下端を連結自在にしたので、地盤の深層まで地盤改良杭が造成される。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１記載の地盤改良杭造成装置であって、前記装置本体の両側にクローラキャリアをそれぞれ設けたことを特徴とする。
【００１３】
この地盤改良杭造成装置では、装置本体の両側にクローラキャリアをそれぞれ設けたので、管回動・圧入引抜機に中空管を支持した起立状態でも施工位置まで地盤改良杭造成装置がスムーズに移動される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１は本発明の一実施形態の無振動・低騒音式の締め固め砂杭造成装置を示す側面図、図２は同装置の施工時の側面図、図３（ａ）〜（ｄ）は同装置による砂杭の造成工程を順を追って示す説明図である。
【００１６】
図１，図２に示すように、締め固め砂杭造成装置（地盤改良杭造成装置）１０は、両側にクローラキャリア１２をそれぞれ設けた施工機本体（装置本体）１１を備えている。この施工機本体１１の中央には短尺の中空管１４を回動及び昇降動自在に支持した管回動・圧入引抜機１３を設けてあると共に、該施工機本体１１の前後側にはパワーユニット１５と短尺のバケットエレベータ１６をそれぞれ立設してある。
【００１７】
管回動・圧入引抜機１３は、短尺の中空管１４を回転或いは往復回動させる油圧モータ等から成る管回動駆動部１３ａと、短尺の中空管１４を中央に貫通させると共にチャッキングして下方に押し込んで圧入したり上方に引き抜く管圧入引抜駆動部１３ｂとを備えている。また、バケットエレベータ１６の先端にはジャバラ１７を介して砂供給用のホッパー１８を取り付けてある。この砂供給用のホッパー１８の下端にはスイーベル機１９を介して短尺の中空管１４を回動自在に支持してある。
【００１８】
さらに、ジャバラ１７の先端のホッパー１８上には、短尺の中空管１４内に投入された砂（杭材料）２０の砂面の高さを検知する砂面検知機２１を取り付けてある。また、スイーベル機１９には空気圧縮機２２の圧縮空気供給管２３を接続してある。これにより、短尺の中空管１４に空気圧縮機２２から圧縮空気Ａが供給されてその内部が圧気されるようになっている。この時、外部に圧縮空気Ａが漏れないようにホッパー１８とスイーベル機１９との間には図示しないエアー弁を開閉自在に取り付けてある。
【００１９】
尚、短尺の中空管１４は鋼製で円筒状のケーシングパイプからなり、図２に示すように、地盤９に貫入された短尺の中空管１４の上端１４ａには、着脱用の連結リング２４を介して継ぎ足し用の短尺の中空管１４′の下端１４ｂを連結自在にしてある。また、バケットエレベータ１６の中途部と上部との間にはジャバラ１７を伸縮自在に支持するワイヤロープ２５を掛け渡してある。さらに、バケットエレベータ１６は油圧シリンダ２６により起立傾倒自在になっている。
【００２０】
以上実施形態の締め固め砂杭造成装置１０によれば、地盤９中に地盤改良杭としての砂杭Ｓを造成する場合には、まず、図１に示すように、施工機本体１１をクローラキャリア１２を介して所定の施工位置まで移動させて停止させる。そして、図３（ａ）に示すように、施工機本体１１の管回動・圧入引抜機１３に短尺の中空管１４をセットし、該短尺の中空管１４内にホッパー１８よりポイント砂（中空管１４の下端開口に栓をする砂）２０′を投入する。
【００２１】
次に、図３（ｂ）に示すように、短尺の中空管１４を回転或いは往復回動（左右に揺動）させ、該短尺の中空管１４内にホッパー１８より砂２０を投入しながら地盤９中に該短尺の中空管１４を貫入する。この際に、管全長が不足する場合には地盤９に貫入途中の短尺の中空管１４の地表面９ａより突出した上端１４ａに継ぎ足し用の短尺の中空管１４′の下端１４ｂを連結リング２４を介して連結する。
【００２２】
次に、図３（ｃ）に示すように、短尺の中空管１４を地盤９中の所定深さまで貫入した後、該短尺の中空管１４内に空気圧縮機２２から圧縮空気Ａを供給してその内部を圧気して該短尺の中空管８を回転或いは往復回動させて一定長さ上方に引き抜き、該短尺の中空管１４の下端１４ｂの開口より砂２０を圧縮空気Ａを使用しながら排出して円柱状に残置させる。次に、短尺の中空管１４を再貫入（打戻し）して上記残置した砂２０から成る円柱に圧縮力を加えて締め固める。
【００２３】
そして、図３（ｄ）に示すように、短尺の中空管１４の一定長の引き抜きと再貫入を順次地表面９ａに至るまで細かく繰り返して（ウェーブ施工して）、上記残置した砂２０から成る円柱に圧縮力を加えて締め固めると同時に水平方向に押し拡げ、地盤９中に拡径の砂杭Ｓを地表面９ａまで造成する。この間、管の継ぎ足しがあれば、順次外しながら施工する。
【００２４】
この砂杭２０を造成する締め固め砂杭造成装置１０では、従来の長尺のリーダー３が不要なため、装置全体の高さを低くすることができ、空港や河川の地盤改良工事で橋梁下等の高さ制限等がある現場でも、締め固め砂杭造成装置１０の移動や短尺の中空管１４の設置作業等を簡単に行うことができ、施工時間を短縮することができる。
【００２５】
また、施工機本体１１の中央に短尺の中空管１４を回動及び昇降動させる管回動・圧入引抜機１３を設けているため、中空管１４を支持する重心を低くかつ安定させることができると共に、管回動・圧入引抜機１３による中空管１４の貫入動力を大きくすることができ、原地盤が硬質地盤の現場でも中空管１４を簡単かつ確実に貫入させることができる。これにより、中空管１４の貫入作業の時間を短縮することができ、また、超硬質地盤の現場や転石地盤の現場にも施工することができ、さらに、径の大きい砂杭の造成工事も可能となる。
【００２６】
さらに、地盤９に貫入された短尺の中空管１４の上端１４ａに、継ぎ足し用の短尺の中空管１４′の下端１４ｂを連結自在したので、地盤９の深層まで砂杭Ｓを確実に造成することができる。さらにまた、施工機本体１１の両側にクローラキャリア１２をそれぞれ設けたので、管回動・圧入引抜機１３に短尺の中空管１４を支持した起立状態でも施工位置まで締め固め砂杭造成装置１０をスムーズに移動させることができる。
【００２７】
尚、前記実施形態によれば、地盤改良杭の杭材料として砂を用いたが、杭材料は砂に限られず、砂利や砕石等の砂類似粒状材料及び砂を含めたそれらの混合物等を用いても良い。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、装置本体に短尺の中空管を回動及び昇降動自在に支持した管回動・圧入引抜機を設けると共に、該装置本体に短尺のバケットエレベータを立設し、かつ、短尺の中空管の上端にスイーベル機を介して杭材料供給用のホッパーの下端を取り付け、このホッパーと短尺のバケットエレベータの先端との間に伸縮自在なジャバラを介在したので、地盤改良杭造成装置の全高を低くすることができると共に、高さ制限等がある現場や硬質地盤の現場でもスムーズに地盤改良工事を行うことができる。
【００２９】
請求項２の発明によれば、地盤に貫入された中空管の上端に、継ぎ足し用の短尺の中空管の下端を連結自在にしたので、地盤の深層まで地盤改良杭を確実に造成することができる。
【００３０】
請求項３の発明によれば、装置本体の両側にクローラキャリアをそれぞれ設けたので、管回動・圧入引抜機に中空管を支持した起立状態でも施工位置まで地盤改良杭造成装置をスムーズに移動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の締め固め砂杭造成装置を示す側面図である。
【図２】上記締め固め砂杭造成装置の施工時の側面図である。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は上記締め固め砂杭造成装置による砂杭の造成工程を順を追って示す説明図である。
【図４】従来例の締め固め砂杭造成装置を示す側面図である。
【符号の説明】
９ 地盤
９ａ 地表面
１０ 締め固め砂杭造成装置（地盤改良杭造成装置）
１１ 施工機本体（装置本体）
１２ クローラキャリア
１３ 管回動・圧入引抜機
１４ 短尺の中空管（中空管）
１４′ 継ぎ足し用の短尺の中空管
１４ａ 上端
１４ｂ 下端
２０ 砂（杭材料）
Ｓ 砂杭（地盤改良杭）

Claims (3)

1. 装置本体に対して回動及び昇降動自在に支持された中空管を地盤中の所定深さまで貫入した後、前記中空管の一定長の引き抜きと再貫入を順次地表面に至るまで細かく繰り返して、前記中空管の下端開口より排出されて残置された杭材料から成る柱を順次圧縮しながら締め固めて前記地盤中に拡径の地盤改良杭を造成するようにした地盤改良杭造成装置において、
   前記装置本体に短尺の中空管を回動及び昇降動自在に支持した管回動・圧入引抜機を設けると共に、該装置本体に短尺のバケットエレベータを立設し、かつ前記短尺の中空管の上端にスイーベル機を介して杭材料供給用のホッパーの下端を取り付け、このホッパーと前記短尺のバケットエレベータの先端との間に伸縮自在なジャバラを介在したことを特徴とする地盤改良杭造成装置。
2. 請求項１記載の地盤改良杭造成装置であって、
   前記地盤に貫入された中空管の上端に、継ぎ足し用の短尺の中空管の下端を連結自在にしたことを特徴とする地盤改良杭造成装置。
3. 請求項１記載の地盤改良杭造成装置であって、
   前記装置本体の両側にクローラキャリアをそれぞれ設けたことを特徴とする地盤改良杭造成装置。

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