JPS638243B2 - - 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その軟
弱地盤中に砂杭を造成する方法、特に外筒及びこ
の中に挿入された内筒を該内筒の上端部に連設さ
れた起振機により強制振動させながら地盤中に貫
入させ、内筒が所定深さに達した後、ホツパーよ
り外筒外に砂を投入する一方、内筒を起振機で振
動させつつ該内筒を所定のストロークで上下動さ
せて外筒中の砂を突き固め、而して外筒及び内筒
を引き抜きながら砂杭を形成させる砂杭造成方法
及びこの方法を実施する装置に関する。

この種の砂杭造成方法において強固な砂杭を造
成するには外筒中の砂が内筒によつて十分に突き
固められなければならずそのためには内筒の上下
動のストロークを十分長くとる必要がある。とこ
ろが従来この種の砂杭造成方法においては内筒を
上下動させる流体圧シリンダを起振機の下端部に
連設してこのシリンダで起振機を直接上下動させ
ることにより該起振機と一体の内筒を上下動させ
るようにしているために、流体圧シリンダにおけ
るピストンロツドの所定ストローク分だけしか内
筒が上下動できないことになり、従つて内筒の上
下動のストロークを大きくするには、それ相応に
長尺で大型の流体圧シリンダが必要になると共
に、内筒が起振機の下端部に同軸上に垂下連設さ
れるためこの内筒駆動シリンダを必然的に内筒の
周辺に少なくとも二基配置する必要があつた。

本発明はシリンダストロークの比較的短い、即
ち比較的小型の流体圧シリンダでも内筒の上下動
ストロークを十分大きくすることができると共に
一基の流体圧シリンダで済ませることができ、そ
れにより強固な砂杭を効率良く造成できると共
に、内筒上下駆動用シリンダの設備費用を最低限
に抑えてコストの低減化を期することのできる砂
杭造成方法及びその装置を提供することを目的と
している。以下その一実施例を砂杭造成装置につ
いて説明する。

第１図は砂杭造成装置の全体図を示したもの
で、この図において１は移動機台、２はこの機台
１に立設支持されたリーダ、３はリーダ２に昇降
自在に装備された昇降機枠で、この昇降機枠３の
下端部に砂投入用ホツパー１６を介して砂杭造成
用の外筒４が垂下連設されており、また昇降機枠
３内には起振機５が上下動自在に配置され、この
起振機５の下端部には外筒４内に挿通された砂杭
造成用内筒６の上端が固定され、この内筒６と昇
降機枠３との間には互いに連結及び切離可能な連
結装置７が介設されている。そして８は内筒上下
駆動用流体圧シリンダとしての油圧シリンダで、
リーダ２の下方部に竪形にして且つ倒置形で挿入
設置されており、この油圧シリンダ８のピストン
ロツド９先端に滑車１０が軸着され、そしてこの
滑車１０と、リーダ２の頂部側及び下部側に夫々
固定的に軸着された滑車１１，１２，１３，１４
とに渡つて連動操作用ワイヤー１５が連架されて
いて、このワイヤー１５の一端は起振機５側に、
また他端は昇降機枠３下端部、例えば砂投入用ホ
ツパー１６にそれぞれ止着されている。

昇降機枠３は上架台１７と下架台１８とこれら
上下架台１７，１８間に夫々上下両端を固定した
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１６が固定され、このホツパー１
６は外筒４内部に連通するよう該外筒４上端部に
連設され、従つて昇降機枠３とホツパー１６と外
筒４とは相互に一体的な構造となつている。そし
てこの昇降機枠３は昇降操作用ワイヤー２０によ
りリーダ２頂部から懸吊されており、このワイヤ
ー２０は移動機台１側から導出されて、リーダ頂
部に設けた滑車２１，２１を経て機枠３の上架台
１７上に設けた滑車２２に巻き掛けられている。
また昇降機枠３側にはガイド２３，２４が設けて
あり、このガイド２３，２４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、機枠３がリーダ２に沿つて昇
降するようになつている。

起振機５は、昇降機枠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２５上に固装
されており、この基板２５上には前後左右四本の
支持枠２６…が起振機５を囲うように立設固定さ
れ、これら支持枠２６…の上端に上板２７が固着
され、この上板２７の上面中央部に前記連動操作
用ワイヤー１５の一端が止着されており、また上
記基板２５下面中央部に内筒６の上端が固定され
ており、従つて油圧シリンダ８の作動による上記
ワイヤーの伸縮動作によつて起振機５及び内筒６
が同時に上下動することになる。尚、内筒６は昇
降機枠３を構成する下架台１８の中央に設けられ
た開口部２８を通つて下方の外筒４に挿入されて
いる。

連結装置７は、第２図に拡大して示すように内
筒６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２９，２９を有する固定ブロ
ツク３０を固装すると共に、昇降機枠３を構成す
る下架台１８上に両側一対の流体圧シリンダ３
１，３１（第１図参照）を設置して各シリンダ３
１のピストンロツド３２先端に上記各外拡がりテ
ーパ状雌部材２９に対応する形状の略楔形雄部材
３３を固装し、而してシリンダ３１，３１の動作
により雄部材３３，３３を第２図の仮想線で示す
ように固定ブロツク３０両側の雌部材２９，２９
に係合させそれによつて内筒６側と昇降機枠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３３，３３を雌部材２９，２９から引き
外して両者を離間させることで内筒６側と昇降機
枠３側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３４は昇降機枠３を構成す
る各ガイド支柱１９の上端部に設けられたシヨツ
クアブソーバで、起振機５→内筒６→連結装置７
→下架台１８を経てガイド支柱１９に伝わる上下
振動を吸収し、リーダ２に起振機５の振動を伝え
ないようにするためのものである。また３５は基
板２５上に立設された各支持枠２６の下端部に設
けられたシヨツクアブソーバで、起振機５から基
板２５を経て各支持枠２６に伝わる上下振動をこ
こで吸収し、それによつて起振機５の上下振動が
連動操作用ワイヤー１５より内筒駆動用油圧シリ
ンダ８に伝わることのないようにしている。これ
らのシヨツクアブソーバ３４，３５は例えば第４
図に示されるシヨツクアブソーバ４４のようなバ
ネ式のものを用いることができる。

次に、上述した第１図の構成による砂杭造成装
置の操作を説明する。

先ず、外筒４を垂下連設した昇降機枠３をリー
ダ２頂部より適当高さ位置に懸吊支持すると共
に、内筒駆動用油圧シリンダ８をピストン収縮位
置に保持させることにより連動操作用ワイヤー１
５を介して起振機５を昇降機枠３内の下限位置に
懸吊支持し、またこの位置において連結装置７を
連結状態に動作させて起振機５と外筒４とを一体
化する。このような状態から起振機５を作動させ
ることにより該起振機５による上下方向の強制振
動を内筒６及び外筒４に伝え且つ昇降操作用ワイ
ヤー２０を繰り出しながら、これら外筒４及び内
筒６を地盤中に貫入せしめてゆく。このとき、シ
ヨツクアブソーバ３４，３５の作用によつて起振
機５の上下振動はリーダ２や内筒駆動用油圧シリ
ンダ８には伝わらず、それによつてワイヤー１
５，２０がそれらを支持している滑車から離脱し
たりあるいは上記油圧シリンダ８を損傷するおそ
れがない。

次いで、上記のようにして外筒４を地盤の所定
深さまで貫入させた後、ホツパー１６より砂を外
筒４内に投入していく。そして連結装置７による
連結を解除して、起振機５と外筒４との縁を切
り、起振機５による強制上下振動が外筒４に伝わ
らないようにすると共に内筒６が外筒４と独立し
て上下動できるようにする。それから内筒駆動用
油圧シリンダ８を作動させピストンロツド９を伸
縮動させることにより、連動操作用ワイヤー１５
を介して起振機５を上下動させ従つて該起振機５
と一体関係にある内筒６を起振機５による上下振
動とは別個に上下動させる。この場合において、
油圧シリンダ８のピストンロツド９先端に軸着さ
れた滑車１０はピストンロツド９の伸縮に伴いそ
の軸が移動して所謂動滑車を構成することから、
この滑車１０をピストンロツド９の最大ストロー
クｌ分だけ上下動させると連動操作用ワイヤー１
５の一端は該ピストンロツド９の最大ストローク
ｌの二倍分上下動し、従つて内筒６は2lに相当す
るストロークで上下動することができる（第１図
参照）。

上記のようにして内筒６のみが起振機５による
上下振動と共に所定ストロークで別の上下動を行
うことにより、外筒４周囲の地盤が外筒４により
撹拌されずに保護されると共に、外筒４中の砂が
内筒６により突き固められる。こうして内筒６に
より外筒４中の砂を締め固めながら、操作用ワイ
ヤー２０を介し昇降機枠３を上昇させることによ
つて外筒４を徐々に引き抜いてゆくと、締め固め
られた砂が外筒４下端から押し出されつつ砂杭が
形成されてゆくことになる。尚、外筒４の外側面
に沿つてジエツトエア送給パイプ（図外）を軸方
向に配設すると共に該パイプの先端のジエツトノ
ズル（図外）を外筒４下端部内に開口させて、図
外エアコンプレツサーからのジエツトエアを上記
パイプを介し上記ノズルから噴射させることによ
り、砂が外筒４下端から効果的に押し出されて強
固な砂杭が迅速に造成され得る。

第３図は本発明に係る砂杭造成装置の他の実施
例を示すもので、ここに例示された装置は内筒上
下駆動用油圧シリンダ８の取付位置及び連動操作
用ワイヤー１５の止着位置が異なるだけでその他
の構造については第１図に示した先の実施例と同
様である。すなわち、この第３図に示す実施例に
よれば、内筒駆動用油圧シリンダ８がリーダ２の
頂部において竪形にして且つ倒置形に設置され、
このシリンダ８のピストンロツド９先端に滑車１
０が軸着され、そしてこの滑車１０及びリーダ２
頂部に軸着された滑車１１，１２に連架された連
動操作用ワイヤー１５の一端が起振機５を保持し
ている枠体の上板２７上部に止着され、他端は昇
降機枠３側、例えば砂投入用ホツパー１６の上端
位置に止着されている。これら油圧シリンダ８及
びワイヤー１５による内筒６の上下動操作は第１
図の装置の場合と全く同様である。

第４図及び第５図は更に他の実施例を示すもの
で、これらの図において３６は昇降機枠で、上架
台３７と下架台３８とこれら上下両端が固定され
たガイド支柱３９とで構成され、この昇降機枠３
６内に起振機５が該起振機５に設けたガイド４０
…を介しガイド支柱３９…に沿つて上下動自在に
配置され、この起振機５は内筒駆動用流体圧シリ
ンダ（図示省略）の駆動力を連動するワイヤー１
５により吊持されており、また下架台３８の下端
には外筒４の上端が固定され、この外筒４内には
起振機５に垂下連設された内筒６が挿入してあ
る。そして起振機５と昇降機枠３６の下架台３８
との間には内筒６を挟んでその両側にベローズ型
エアばね４１，４１が介設されており、この各ベ
ローズ型エアばね４１はゴム等の弾性材で蛇腹状
に形成されたベローズ４２とこのベローズ４２の
上下両端に取着された上下端板４３，４４とで構
成され、上端板４３は起振機５の下部基板４５
に、下端板４４は下架台３８にそれぞれ固定され
ている。また各ガイド支柱３９の上端部にはばね
式のシヨツクアブソーバ４６が設けてある。図中
の４７は上記エアばね４１，４１のベローズ４
２，４２内に加圧エアが充填されて該エアばね４
１，４１が十分に膨脹且つ伸長したときに内筒６
を機枠３６の下架台３８に対して固定される連結
装置であり、第５図から明らかなように内筒６の
上端所要位置に固定ブロツク４８を一体に固装し
てこれに一対の係合孔４９，４９を設けておき、
一方下架台３８上に油圧シリンダ５０を設置して
そのピストンロツド５１先端にブラケツト５２を
介し一端の係合突子５３，５３を一体に装備し、
而して油圧シリンダ５０の作動によるピストンロ
ツド５１の進退動作により係合突子５３，５３が
係合孔４８，４８に対し嵌合、離脱するようにし
たものである。尚、５４は砂投入用ホツパーを示
す。上述した実施例による装置の操作において、
外筒４の地盤中への貫入時には、エアばね４１，
４１のベローズ４２，４２内に加圧エアを充填し
てこのエアばね４１，４１を第４図の仮想線で示
す状態に十分に膨脹且つ伸長させる（このとき起
振機５及び内筒６も上動する）と共に、連結装置
４７による連結操作により内筒６を下架台３８に
対し固定し、こうして起振機５と外筒６とをエア
ばね４１，４１を介して一体的に連結した状態で
起振機５を強制上下振動させて外筒４及び内筒６
を地盤中に貫入させる。そして所定深さまで貫入
した後は、連結装置４７による内筒６の固定を解
除し且つエアばね４１，４１をその加圧エアを抜
いて第４図の実線で示すような収縮状態とし、そ
れから外筒４の引き抜き操作に伴い内筒駆動用油
圧シリンダを作動させてワイヤー１５を介し起振
機５を昇降機枠３６内で上下動させそれによつて
内筒６を所定ストロークで上下動させる。尚、上
記エアばね４１は、加圧伸長時には起振機５と外
筒４とを連結する作用をなし、また収縮時には所
謂シヨツクアブソーバの作用をなして起振機５の
上下振動が外筒４及び機枠３６に伝わるのを阻止
する。

以上説明したように本発明は、外筒が所定深さ
に達した後、ホツパーより外筒内に砂を投入しつ
つ、内筒のみを起振機で振動させると共にこの内
筒を、一端が起振機側に且つ他端が昇降機枠側に
それぞれ止着されていて中間部がリーダに設置し
た内筒上下駆動用流体圧シリンダのピストンロツ
ド先端部の滑車及びリーダ側の滑車に連架されて
いるワイヤーを介して上記シリンダにより上下動
させるようにしているので、ピストンロツド先端
部の滑車が所謂動滑車となつて内筒の上下動のス
トロークを内筒上下駆動用流体圧シリンダのシリ
ンダストロークの二倍にすることができ、それに
より上記流体圧シリンダの比較的短いストローク
で内筒を長いストローク間上下動させることがで
きて、この内筒による外筒内の砂を十分に突き固
め強固な砂杭を効率良く造成することができる。
また、本発明によれば内筒上下駆動用流体圧シリ
ンダは従来のように二基以上設ける必要がなく一
基で済ませることができ、しかも小型の流体圧シ
リンダを使用することができるため、装置の小型
化、コンパクト化及び軽量化を図ることができて
安価で作業性の良好な砂杭造成装置を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明砂杭造成装置の一実施例を示す
一部断面全体側面図、第２図は第１図の装置にお
ける連結装置の拡大斜視図、第３図は他の実施例
を示す第１図と同様な側面図、第４図は更に他の
実施例を示す要部側面図で、この図においてエア
ばねが収縮しており、第５図は第４図に示す装置
部分の斜視図で、この図においてはエアばねが伸
長状態にある。 ２……リーダ、３……昇降機枠、４……外筒、
５……起振機、６……内筒、７……連結装置、８
……内筒上下駆動用流体圧シリンダ、９……ピス
トンロツド、１０……滑車、１５……ワイヤー、
１６……砂投入用ホツパー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ リーダに対し昇降自在な昇降機枠の下端部に
   砂投入用ホツパーを介して垂下連設された外筒
   と、この外筒内に挿入されていて上端が昇降機枠
   内を上下動自在な起振機に固定された内筒とを、
   起振機により強制振動させつつ地盤中に貫入さ
   せ、外筒が所定深さに達した後、ホツパーより外
   筒内に砂を投入しつつ、内筒を起振機で振動させ
   ると共にこの内筒を、一端が起振機側に且つ他端
   が昇降機枠側にそれぞれ止着されていて中間部が
   リーダに設置した内筒上下駆動用流体圧シリンダ
   のピストンロツド先端部の滑車及びリーダ側の滑
   車に連架されいるワイヤーを介して上記流体圧シ
   リンダにより上下動させて、外筒中の砂を突き固
   めるようにしてなる砂杭造成方法。 ２ 下端部に砂投入用ホツパーを介して外筒を垂
   下連設した昇降機枠を、リーダに昇降自在に装備
   すると共にこの機枠内に起振機を上下動自在に配
   置し、この起振機の下端部には上記外筒内に挿入
   した内筒の上端を固定し、且つこの起振機と外筒
   とを一体的に連結し又はその連結を解除するため
   の手段を設け、一方上記リーダの所要部に内筒上
   下駆動用流体圧シリンダを設置して、そのピスト
   ンロツド先端に滑車を設け、この滑車及びリーダ
   所要部に固定的に設けた滑車に連架させたワイヤ
   ーの一端を起振機側に、また他端を昇降機枠側に
   それぞれ止着してなることを特徴とする砂杭造成
   装置。