JPS648128B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 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砂杭造成装置に関し、
更に詳しくは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、外筒が所定深さ
まで達した後、ホツパーより外筒内に砂を投入す
る一方、外筒と起振機との縁を切つた状態から内
筒のみを起振機で振動させつつ該内筒を内筒駆動
用の往復駆動装置により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ようにし
た装置に関する。

（従来技術及びその問題点） この種の砂杭造成装置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。
ことろが従来この種の砂杭造成装置では、内筒を
上下動させるための流体圧シリンダが起振機の下
端部に連設されていて、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、装置の配置上内筒が起振機の下
端部に同軸上に垂下連設されているため、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る等の難点があつた。

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、流体圧シリンダ等の往復駆動装置を設置する
場所及び個数等の設計上の自由度を増し、それに
よりシリンダ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装置を提供
することを目的としたものである。

（問題点を解決するための手段） 上記の目的を達成するための本発明の砂杭造成
装置は、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、この昇降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
除するための連結手段を設け、一方上記昇降機枠
の所要部に上記内筒を上下駆動するための往復駆
動装置を設置し、この往復駆動装置の可動部先端
に滑車を設け、この滑車及び昇降機枠所要部に設
けた滑車に連架させたロープの一端部を昇降機枠
側に、また他端部を起振機側にそれぞれ止着して
なることを特徴とするものである。

（実施例） 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、上端部に砂投入用ホツパー１８を設
けた砂杭造成用の外筒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が介在されている。そして
８は内筒上下駆動用の往復駆動装置としての油圧
シリンダで、昇降機枠３の上架台１５の下面にブ
ラケツト９を介して取付けられている。油圧シリ
ンダ８のピストンロツド１０（往復駆動装置の可
動部）先端に滑車１１が軸着され、そしてこの滑
車１１と、上架台１５の上面に固定的に軸着され
た滑車１２，１３とに渡つて連動操作用のロープ
１４が連架されていて、このロープ１４の一端部
は起振機５側に、他端部は昇降機枠３側であるブ
ラケツト９に、それぞれ止着されている。

昇降機枠３は上架台１５と下架台１６とこれら
上下架台１５，１６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１７…とで櫓状に構成
されており、この昇降機枠３の下架台１６下面側
に砂投入用ホツパー１８が固定され、このホツパ
ー１８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１８
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は昇降操作用ロープ１９に
よりリーダ２頂部から懸吊されており、このロー
プ１９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２０，２１を経て機枠３の上架台
１５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１７…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２
５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ロープ１４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の作動によるピストンロツド１０の伸縮動作
によつて、滑車１１及びロープ１４を介して起振
機５及び内筒６が同時に上下動するように連動連
結されている。尚、内筒６は昇降機枠３を構成す
る下架台１６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１６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１７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１６を経てガイド支柱１７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
連動操作用ロープ１４より内筒駆動用の油圧シリ
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、内筒上下駆動用の油圧シリンダ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ロー
プ１４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
ロープ１９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、それによつてロープ１
４，１９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１８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。それから内筒上下駆
動用の油圧シリンダ８を作動させピストンロツド
１０を伸縮動させることにより、連動操作用ロー
プ１４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１０先端
に軸着された滑車１１は、ピストンロツド１０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１１をピストンロツド１０
の最大ストロークｌ分だけ上下動させると連動操
作用ロープ１４の一端は該ピストンロツド１０の
最大ストロークｌの二倍分上下動し、従つて内筒
６2l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、操作用ロー
プ１９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。

さて次に、往復駆動装置としてエアばね装置３
６を用いた場合の実施例を、第３図によつて説明
する。

エアばね装置３６は、上架台１５と下板３７と
の間に設けた２組の上ベローズ３８及び下ベロー
ズ３９と、これらの両連結部分間に架設された可
動板４０と、この可動板４０の中央に一端が固定
されて垂下し、下板３７を摺動可能に貫通する可
動ロツド４１と、可動板４０の四隅に設けた穴に
挿通され且つ上架台１５と下板３７とに固定され
た４個のガイドロツド４２…とから成つている。
可動ロツド４１の下端には滑車４３が軸着されて
おり、前述の連動操作用ロープ１４がこの滑車４
３と、昇降機枠３に固定的に軸着された滑車４
４，４５とに渡つて連架され、その一端部は起振
機側に、他端部がブラケツト４６に止着されてい
る。

このエアばね装置３６は、上ベローズ３８と下
ベローズ３９とに交互に圧縮空気を送り込むこと
により、可動板４０を介してロツド４１が上下往
復駆動し、滑車４３及びロープ１４を介して起振
機５及び内筒６を上下動させることができる。こ
のエアばね装置３６に用いる上ベローズ及び下ベ
ローズ３９の個数は任意でよく、また上ベローズ
３８を省略して自重により下降させてもよいし、
上ベローズ３８に代えて圧縮ばねを用いてもよ
い。

第４図は連結装置の他の実施例を示すもので、
下架台１６上にばね４７，４７が取付けてあり、
このエアばね４７の上端部４７ａが起振機５が取
付けられている基板２５の下面に当接するように
なつている。外筒４の上端付近中央に、周壁４
８，４８…によつて囲まれた角孔４９が設けら
れ、一方内筒６には角孔４９よりも縦長の角孔５
０が設けられ、これらの両角孔４９，５０にわた
つて貫通するピン５１が、角孔４９内に摺動可能
に設けられていると共に、外筒４内にブラケツト
５２により取付けられた油圧シリンダ５３のピス
トンロツド５３ａに連結され、角孔５０に挿脱可
能となつている。

第４図に示す連結装置７ａ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、前述の
油圧シリンダ８又はエアばね装置３６等の往復駆
動装置を操作して、両角孔４９，５０が一致する
位置に内筒を引き上げ、油圧シリンダ５３を駆動
してピン５１をこれら両角孔４９，５０にわたつ
て挿通し（２点鎖線で示す）、その後、エアばね
４７，４７に圧縮空気を送り込んで伸長させ、上
端部４７ａ，４７ａが基板５の下面を押し上げる
ようにし、これによつて内筒６の角孔５０下面が
ピン５１に押しつけられ、起振機５と外筒４とは
一体的に連結されるので、この状態で起振機５を
強制上下振動させて外筒及び内筒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、エ
アばね４７，４７内の圧縮空気を抜き、油圧シリ
ンダ５３を逆駆動してピン５１を抜くと連結状態
が解除されるので、これ以降の操作は前述の実施
例の場合と同様である。ここに用いたエアばね４
７，４７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３に伝わるのを阻止する。

（発明の効果） 本発明によると、往復駆動装置により往復動す
る滑車は所謂動滑車を構成し、このため内筒の上
下動の最大ストロークを上記往復駆動装置の最大
ストロークの二倍又はそれ以上とすることがで
き、それにより往復駆動装置として比較的ストロ
ークの短い小型のシリンダ又はエアばね装置等を
使用しても相当に長いストロークで内筒を上下動
させることができ、したがつて円筒により外筒内
の砂を十分に突き固めて強固な砂杭を造成するこ
とができる。しかも、起振機及び内筒と往復駆動
装置とは、ロープによつて連動連結されているた
め、往復駆動装置を設置する場所及び個数等の設
計上の自由度が増し、これらによつて、装置製作
コストの大幅な低減化及び構造のコンパクト化を
期することができる大きな効果がある。

【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図は往復駆動装
置の他の実施例を示す第１図と同様の側面図、第
４図は連結装置の他の実施例を示す第１図と同様
の側面図である。 ２……リーダ、３……昇降機枠、４……外筒、
５……起振機、６……内筒、７，７ａ……連結装
置、８……油圧シリンダ（往復駆動装置）、１１
……滑車、１４……ロープ、１８……ホツパー、
３６……エアばね装置（往復駆動装置）、４３…
…滑車。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 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、この昇降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
   るための連結手段を設け、一方上記昇降機枠の所
   要部に上記内筒を上下駆動するための往復駆動装
   置を設置し、この往復駆動装置の可動部先端に滑
   車を設け、この滑車及び昇降機枠所要部に固定的
   に設けた滑車に連架させたロープの一端部を起振
   機側に、また他端部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。