(57)【要約】【課題】上方内管と下方外管との嵌合による伸縮中空管を採用し、中空管の繋ぎ等の作業が省略できると共に、高さ制限があっても、改良深度が深い砂杭の造成を可能とする砂杭造成用中空管を提供すること。【解決手段】上方内管２と上方内管２と伸縮自在に嵌合する下方外管３とで構成される砂杭造成用中空管１であって、縮小状態で上方内管２と下方外管３を固定する第１ロック手段５と、伸長状態で上方内管２と下方外管３を固定する第２ロック手段６と、上方内管３の下方外周面２６と下方外管３の内周面３６の隅間２７をシールするシール手段１２を備える。【選択図】　　　　図１
2004052350.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上方内管と該上方内管と伸縮自在に嵌合する下方外管とで構成される砂杭造成用中空管であって、縮小状態で該上方内管と該下方外管を固定する第１ロック手段と、伸長状態で該上方内管と該下方外管を固定する第２ロック手段と、該上方内管の下方外周面と該下方外管の内周面の隅間をシールするシール手段を備えることを特徴とする伸縮中空管。
【請求項２】
該上方内管の下端開口を開閉する空気弁と、該空気弁と該シール手段で区画される圧気部内に空気を供給する圧気用空気供給手段を更に備えることを特徴とする請求項１記載の伸縮中空管。
【請求項３】
圧気用空気供給手段は、空気供給装置と、一端が該空気供給装置に接続され、他端の空気吐出口が前記空気弁の直下の圧気部内に配置されるホースと、該ホースを懸架すると共に前記他端の空気吐出口の上下移動に連動して作動する滑車群からなることを特徴とする請求項１又は２記載の伸縮中空管。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項記載の伸縮中空管と、該伸縮中空管の下方外管を固定する固定シリンダー及び該下方外管を回動させる回動シリンダーを兼備する固定回動装置を備えることを特徴とする伸縮中空管装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高さ制限があっても、改良深度が深い砂杭造成が可能な伸縮中空管及び伸縮中空管装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
陸上地盤、海底地盤などの軟弱地盤中に砂杭を打設することにより、地盤を改良する地盤改良砂杭造成工法がある。この地盤改良砂杭造成工法としては、例えば、円筒状中空管を所定の深度まで貫入した後、該中空管を適宜の長さ引き抜く工程と該中空管を再貫入する工程とを順次、地表に至るまで繰り返して、軟弱地盤中に締固め砂杭を造成する締固め砂杭造成工法などがある。
【０００３】
このような地盤改良砂杭造成工法においては、中空管をリーダーに沿って昇降させるが、陸上施工においては、高圧線や陸橋などの既存構造物の影響により、また、空港に近い領域における海上施工においては、飛行による高さ制限により、それぞれ高いリーダーが立てられないという問題がある。また、このような制限が無くともリーダーを支える施工機の安定性の観点からリーダーの高さはおのずと制限される。このような高さ制限がある場合には、改良深度が深い砂杭の造成ができない。これを解決するものとして、複数の中空管を準備し、これを順次繋いで施工する方法がある。この中空管の繋ぎにより施工する工法は、高さ制限があっても、改良深度が深い砂杭の造成が可能である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、複数の中空管の繋ぎによる砂杭造成工法は、繋ぎ作業に多くの複雑な工程と時間を必要とし、工期が大幅に延びるという問題がある。更に中空管の繋ぎ作業及び繋ぎの解除作業は作業員による手作業に負うところがあり、安全性に欠けるという問題がある。このような中空管の繋ぎによる方法以外に、例えば伸縮中空管を採用することも考えられるものの、圧気用空気弁やシール手段の設置し易さの観点から上方外管と下方内管との嵌合を想定するのが通常であり、上方内管と下方外管との嵌合による伸縮中空管を用いるという発想は到底なされるものではないのが現状である。
【０００５】
従って、本発明の目的は、上方内管と下方外管との嵌合による伸縮中空管を採用し、中空管の繋ぎ等の煩わしい作業が省略できると共に、高さ制限があっても、改良深度が深い砂杭の造成を可能とする砂杭造成用中空管を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる実情において、本発明者らは鋭意検討を行った結果、上方内管と該上方内管と伸縮自在に嵌合する下方外管とで構成され、縮小状態で上方内管と下方外管を固定する第１ロック手段と、伸長状態で上方内管と下方外管を固定する第２ロック手段と、該上方内管の下方外周面と該下方外管の内周面の隅間をシールするシール手段を備えた伸縮中空管を用いれば、中空管の繋ぎ等の煩わしい作業が省略できると共に、高さ制限があっても、改良深度が深い砂杭の造成ができることなどを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
すなわち、本発明（１）は、上方内管と該上方内管と伸縮自在に嵌合する下方外管とで構成される砂杭造成用中空管であって、縮小状態で該上方内管と該下方外管を固定する第１ロック手段と、伸長状態で該上方内管と該下方外管を固定する第２ロック手段と、該上方内管の下方外周面と該下方外管の内周面の隅間をシールするシール手段を備える伸縮中空管、本発明（２）は、該上方内管の下端開口を開閉する空気弁と、該空気弁と該シール手段で区画される圧気部内に空気を供給する圧気用空気供給手段を更に備える前記伸縮中空管、本発明（３）は、圧気用空気供給手段は、空気供給装置と、一端が該空気供給装置に接続され、他端の空気吐出口が前記空気弁の直下の圧気部内に配置されるホースと、該ホースを懸架すると共に前記他端の空気吐出口の上下移動に連動して作動する滑車群からなる前記伸縮中空管、本発明（４）は、前記伸縮中空管と、該伸縮中空管の下方外管を固定する固定シリンダー及び該下方外管を回動させる回動シリンダーを兼備する固定回動装置を備える伸縮中空管装置をそれぞれ提供するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態における伸縮中空管及び伸縮中空管装置を図１〜図９を参照して説明する。図１は縮小状態にある伸縮中空管の概略断面図、図２は伸長状態にある伸縮中空管の概略断面図、図３は第１ロック手段を説明する図、図４は第１ロック手段の構成部品であるフォーク部材の概略図、図５は第２ロック手段を説明する一部が切り欠かれた斜視図、図６は固定回動手段を上から見た概略図、図７（Ａ）は縮小状態にある伸縮中空管に圧気用の空気を供給する方法を説明する図であり、（Ｂ）は伸長状態にある伸縮中空管に圧気用の空気を供給する方法を説明する図であり、図８及び図９は本例の伸縮中空管を用いる砂杭の造成工法を説明する図である。
【０００９】
本実施の形態例における伸縮中空管１は、上方内管２と該上方内管２と伸縮自在に嵌合する下方外管３とで構成される砂杭造成用中空管であって、縮小状態で上方内管２と下方外管３を固定する第１ロック手段５と、伸長状態で上方内管２と下方外管３を固定する第２ロック手段６と、上方内管２の下方外周面２６と下方外管３の内周面３６の隅間２７をシールするシール手段１２を備える。
【００１０】
上方内管２は伸縮中空管の内側部材となる略円筒状中空管で、上方の所定の外周面の円周上、等間隔で３箇所に付設される第１ロック手段５のロック凹部材５２ａ〜５２ｃと、第１ロック凸部５１が挿通する孔部２３１を有し裏面に八の字状の案孔部２４を有するフランジ部２３と、上方端に付設される伸縮中空管１に砂杭材料を投入し易くするホッパーやバイブロなどの上方装置１０と、ロック凹部材５２ａ〜５２ｃのやや上方に付設される圧気用ホース９１、内ジェット用ホース９２及び外ジェット用ホース９３が挿通される切り込み開口部２５と、これらのホースをガイドする滑車９と、下方の所定の外周面の円周上、等間隔の３箇所に付設される第２ロック手段の第２ロック凸部６１ａ〜６１ｃ及び一対の第２ロック内管係合片６２ａ〜６２ｃと、更にその下方の所定位置に付設される円環状のシール手段１２と、上方内管２の下端に付設される空気弁受け部２２及び上方内管２の下端の開口を開閉する空気弁４とを有する。なお、図中、符号の表記は、簡略化のため、例えば「６２ａ」にように複数部材の一部材のものは単に「６２」と略記することもある。
【００１１】
下方外管３は、伸縮中空管の外側部材となるもので上方内管２の外径より大きな内径を有する略円筒状中空管であって、上端面の内側に付設される硬質ゴムをシール面側に配した円環状のシール部材３１と、上端面の円周上、等間隔の３箇所に付設した第１ロック手段５の第１ロック凸部５１ａ〜５１ｃと、上方の所定の内周面３６の円周上、等間隔で３箇所に付設される第２ロック外管係合片６３ａ〜６３ｃと、下端に形成される拡径砂杭を造る拡径部３２とを有する。
【００１２】
第１ロック手段５は、縮小状態で上方内管２と下方外管３を固定し且つ該固定を解除するものであれば特に制限されないが、本例では図３に示すように、上方内管２の外周面に付設されたロック凹部材５２とフランジ部２３と下方外管３の上端面に付設された第１ロック凸部５１との係合による方法である。すなわち、ロック凹部材５２は上方内管２の外周面に付設された支持部材５２４に回動自在に軸支されたシリンダー５２１と、シリンダー５２１のシリンダーロッド５２１ａに連結部材５２２を介して接続される一対のフォーク部材５２３とからなる。すなわち、シリンダーロッド５２１ａの先端には２つの連結部材５２２が軸支され、２つの連結部材５２２の先端にはそれぞれフォーク部材５２３を軸支してなるものである。フォーク部材５２３は一対の挟持片５２３ａ、５２３ｂを有するフォーク状で先端に向けて下方傾斜のテーパーが付いている。また、ロック凹部材５２の下方の上方内管の外周面の所定位置に付設されたフランジ部２３は第１ロック凸部５１を挟持したフォーク部材５２３を支持する機能を果たす。第１ロック凸部５１は下方外管３の上端部に上向きに付設される頭５１３と首５１２を有するボルト状突起物であり、一つのロック凹部材５２に対して２つ設けられる。すなわち、第１ロック手段５はロック凹部材５２とフランジ部２３と第１ロック凸部５１との協働作用によりロック機能を奏する。この第１ロック手段５は円周上、等間隔で３箇所に配置されているが、これに限定されず、例えば円周上、等間隔で４箇所に配置されていてもよい。
【００１３】
第１ロック手段５により、上方内管２と下方外管３を固定する方法を説明する。上方内管２と下方外管３は互いに縮小する方向に動くと、下方外管３の上端面にある第１ロック凸部５１が案内部２４に導かれてフランジ部２３の孔部２３１を通り、フランジ部２３の上方に頭５１３と首５１２を出した状態で停止する。次に、シリンダー５２１が作動しシリンダーロッド５２１ａが前進すると、フォーク部材５２３の一対の挟持片５２３ａ、５２３ｂが第１ロック凸部５１の首５１２を挟む。フォーク部材５２３は先端に向けて下方傾斜がついたテーパー形状であるため、シリンダーロッド５２１ａの前進と共に第１ロック凸部５１の頭５１３とフランジ部２３の間にある首５１２に食い込むことになる。これにより上方内管２と下方外管３は固定される。一方、第１ロック手段５のロックを解除するには、シリンダー５２１をシリンダーロッド５２１ａが後退するように作動させる。テーパー形状のフォーク部材５２３は先細のテーパー形状であるため、後退することで嵌合状態から円滑に外され、完全に引き抜かれた後は、シリンダーロッド５２１ａ及び連結部材５２２に吊り下げ状態となる。この状態で上方内管２と下方外管３の固定は解除される。
【００１４】
第２ロック手段６は、伸長状態で上方内管２と下方外管３を固定し且つ該固定を解除するものであれば特に制限されないが、本例では図２及び図５に示すように、上方内管２の外周面に付設された第２ロック凸部６１ａ〜６１ｃ及びその上方に位置する上下一対の第２ロック内管係合片６２ａ〜６２ｃと、下方外管３の内周面６３２に付設された第２ロック外管係合片６３ａ〜６３ｃとの係合による方法である。すなわち、第２ロック凸部６１ａは、上方内管２に付設された支持部材６１３に上向き姿勢で軸支されるシリンダー６１２ａと、シリンダー６１２ａのロッドの先端部のロッドピン６１１ａとから構成される。これにより、シリンダー６１２ａのロッドの前進によりロッドピン６１１ａはロック状態に、後退によりロック解除状態になる。第２ロック凸部６１ｂ、６１ｃについても６１ａと同様である。上下一対の第２ロック内管係合片６２ａ〜６２ｃは、中心から６０度よりやや狭い角度で形成される長さの部分扇形状であり、突出長さは上方内管２と下方外管３の隙間よりやや短いものである。また、上下一対の第２ロック内管係合片６２ａ〜６２ｃの上下間の隙間は第２ロック外管係合片６３ａ〜６３ｃの厚みよりやや大きいものとなっている。また、第２ロック内管係合片６２ａ〜６２ｃ及び第２ロック外管係合片６３ａ〜６３ｃには、それぞれロックピン６１１ａが挿通するロックピン６１１ａの外径よりやや大きな内径の孔部６２１、６３１が形成されている。この第２ロック手段６は円周上、等間隔で３箇所に配置されているが、これに限定されず、例えば円周上、等間隔で４箇所に配置されていてもよい。
【００１５】
第２ロック手段６により、上方内管２と下方外管３を固定する方法を説明する。上方内管２と下方外管３は互いに伸長する方向に動くと、すなわち、固定回動装置７により固定された下方外管３に対して上方内管２が図５中上方を示す矢印ａ方向に動くと、上方内管２の外周面に付設された一対の第２ロック内管係合片６２ａ〜６２ｃと下方外管３の内周面６３２に付設された第２ロック外管係合片６３ａ〜６３ｃが近接し、不図示の位置検知信号により第２ロック外管係合片６３ａ〜６３ｃが第２ロック内管係合片６２ａと６２ｂ間のスペース６４ａ、６２ｂと６２ｃ間のスペース６４ｂ、６２ｃと６２ａ間のスペース６４ｃに入り込んだ位置で上方内管２の動きを停止させる。この状態で下方外管３を回動させ、第２ロック外管係合片６３ａ〜６３ｃを第２ロック内管係合片６２ａ〜６２ｃの隙間に嵌合させる。そして、第２ロック内管係合片６２ａ〜６２ｃの孔部６２１と第２ロック外管係合片６３ａ〜６３ｃの孔部６３１の上下位置が合致する位置で回動を停止させる。次いで、シリンダー６１２ａ〜６１２ｃをロッド６１１ａ〜６１１ｃが前進するように作動させ、ロッド６１１ａ〜６１１ｃの先端部のロッドピン６１１ａ〜６１１ｃを孔部６２１、６３１に挿入させる。これにより、第２ロック手段６がロックされ、上方内管２と下方外管３が固定される。次に、第２ロック手段６のロックを解除するには、上記のロック操作と逆の順序で操作が行われる。すなわち、シリンダー６１２ａ〜６１２ｃをロッド６１１ａ〜６１１ｃが後退するように作動させ、ロッド６１１ａ〜６１１ｃの先端部のロッドピン６１１ａ〜６１１ｃを孔部６２１、６３１から抜き出し、下方外管３を回動させて第２ロック内管係合片６２ａ〜６２ｃと第２ロック外管係合片６３ａ〜６３ｃの上下位置が合致しない位置で回動を停止し、次いで、下方外管３が固定回動装置７で固定された状態で上方内管２を下方に下げれば、上方内管２と下方外管３のロックは解除される。
【００１６】
シール手段１２は、上方内管２の下方外周面２６と下方外管３の内周面３６の隅間２７をシールしたり、シールの解除を行うものである。シール手段１２によるシールは上方内管２の下端開口を閉じる空気弁４との協働により、圧気部３４を形成する。また、シールを解除することにより、伸縮中空管１の伸長動作及び縮小動作を行い易くしている。シール手段１２は、下端面が内傾斜する円環状の硬質ゴム１２１を円環状部材１２２の下方に付設し、円環状部材１２２の上方であって円周上、等間隔の３箇所に一端が上方内管２の外周面に固定された支持部材９２に軸支されたシリンダー１３の他端を軸支したものである。また、上方内管２の下端面は外側上面に斜面を有する鍔形状２１を形成するものであり、この鍔形状２１の外側の斜面にシール手段１２の円環状の硬質ゴム１２１の下端面が当接し、更に硬質ゴムの外側が下方外管の内周面３６と当接してシールする構造となっている。すなわち、シリンダー１３をロッドが前進するように作動させれば、上方内管２の下方外周面２６と下方外管３の内周面３６の隅間２７をシールすることができ、シリンダー１３をロッドが後退するように作動させれば、このシールを解除することができる。空気弁４は上方内管２の下端部に付設される空気弁受け部２２に取り付けられる円板状のもので、上方内管２の下端開口を開閉自在とする。空気弁４は通常、エアー操作により開状態又は閉状態とされる。
【００１７】
本発明の伸縮中空管装置８は伸縮中空管１と固定回動装置７から構成される。固定回動装置７は、下方外管３を固定したり、固定後下方外管３を更に回動したりする装置であり、主に第２ロック手段６のロック及びロック解除のために使用される。固定回動装置７は、通常、施工機械や作業船の甲板上に固設されもので、中がくり抜かれた四角状の固定枠７５と、固定枠７５に一端が軸支された一対の回動シリンダー７４ａ、７４ｂと、固定枠７５の枠内にあって回動シリンダー７４ａ、７４ｂの他端が外周の対角上に軸支され内周の９０度毎の４箇所で固定シリンダー７２ａ〜７２ｄの後端を固定する回動枠７６と、下方外管３に当接する先端部分に硬質ゴム等を設けた押圧部７３ａ〜７３ｄを有する固定シリンダー７２ａ〜７２ｄとからなる。固定回動装置７により下方外管３を固定するには、４つの固定シリンダー７２ａ〜７２ｄを作動させ、ロッドの前進により押圧部７３ａ〜７３ｄを下方外管３に押し付ける。これにより、下方外管３は固定回動装置７に固定される。また、固定回動装置７により下方外管３を回動させるには、固定シリンダー７２ａ〜７２ｄにより固定状態にある下方外管３に対して、回動シリンダー７４ａ、７４ｂを両手で円柱物を回転させるように一方の側にある回動シリンダー７４ａを前進作動させ、他方の側にある回動シリンダー７４ｂを後退作動させることにより行う。
【００１８】
上方内管２と下方外管３を縮小又は伸長させる伸縮手段としては、特に制限されず、慣用の方法が使用できる。すなわち、縮小状態から伸長状態にするには、下方外管３を固定回動装置７により固定状態とし、上方内管２を不図示のワイヤーで吊り上げる方法を用いることができ、伸長状態から縮小状態にするには、下方外管３を固定回動装置７により固定状態とし、上方内管２を不図示のワイヤーで制御しつつ自重により下降させる方法を用いることができる。このような伸長操作及び縮小操作においては、シール手段１２をシール解除の状態とする。シール手段１２がシールされたままであると、伸縮操作において余分な動力を必要とし、また、シール部材を損傷することにもなる。
【００１９】
圧気用空気供給手段２１は、図７に示すように、空気供給装置１５１と、一端１８２が空気供給装置１５１に接続され、他端の空気吐出口１８１が空気弁４及びシール手段１２で区画される圧気部３４内に配置されるホース１８ａと、ホース１８ａを懸架すると共に他端の空気吐出口１８１の上下移動に連動して作動する滑車群１５ａ〜１５ｄからなる。ホース１８ａは伸縮中空管１が伸長した状態において、空気供給装置１５１から空気弁４の下方の圧気部３４内に至るに十分な長さを有するものである。滑車群は伸縮中空管１の伸縮移動に連動して伸縮するものであれば特に制限されないが、本例では固定滑車１５ａ、１５ｃの間に錘又は遊動滑車１５ｂを設けてホースを伸縮自在としている。ホース１８ａを上方内管２を通って下方外管３内へ配設する際の接続方法及びシール方法は公知の手段を用いればよい。このような圧気用空気供給手段２１によれば、図７（Ａ）に示すように、錘又は遊動滑車１５ｂが下方位置にあることで縮小状態に対応できる。伸縮中空管１が縮小状態から伸長状態へ移行すれば、これに連動して錘又は遊動滑車１５ｂは上昇し、ホース１８ａを伸長することができる（図８（Ｂ））。このような圧気用空気供給手段２１であれば、伸縮中空管１がいかなる形態であっても、圧気部３４内に空気を供給することができ、圧気部３４を圧気状態とすることができる。
【００２０】
伸縮中空管１においては、上方内管２と下方外管３との軸芯を一致させる手段を付設することが、上方内管２、下方外管３共に１ｍ程の大きな径を有する鋼管であるため真円ではなく、これを偏りしないでスライド伸縮させる精度の高い施工を行うことができる点で好適である。本例では、下方外管３の上端面に付設された硬質ゴムを内側の上方内管２の外周面２６に当接させる円環状のシール部材３１で行われる。シール部材３１を用いれば、簡易な方法で異物混入を防止するシールの役目と、偏心防止の双方を同時に達成することができる。
【００２１】
本例の伸縮中空管１において、不図示の内ジェット供給手段を有することが、下方外管２内に充填された砂杭材料１１の排出を容易にすることができる点で好適である。内ジェット供給手段としては、例えば高圧水流供給装置と、一端が高圧水流供給装置に接続され、他端の高圧水流吐出口が下方外管３内であって拡径部３２のやや上方位置に配置されるホースと鋼管の組み合わせ配管９２と、該ホースを懸架すると共に他端の高圧水流吐出口の上下移動に連動して作動する滑車群（不図示）からなるものが挙げられる。組み合わせ配管９２において、高圧水流供給装置に接続される側の一端から下方外管３の上端固定部までがホースであり、該上端固定部から他端の高圧水流吐出口までが鋼管である。すなわち、内ジェット手段は図７に示す圧気用空気供給手段２１において、空気供給装置１５１を高圧水流供給装置に代え、ホース及び下方外管３の外周面に接続鋼管を付設したものである。なお、内ジェット供給手段及び噴射流体としては、上記高圧水流供給手段による高圧水流の噴射の他、圧縮空気供給手段による空気噴射又は水混じり圧縮空気供給手段による水混じり空気噴射が挙げられる。
【００２２】
本例の伸縮中空管１において、不図示の外ジェット供給手段を有することが、伸縮中空管を改良地盤中に貫入する際、貫入を容易にすることができる点で好適である。外ジェット供給手段としては、例えば高圧水流供給装置と、一端が高圧水流供給装置に接続され、他端の高圧水流吐出口が下方外管３の拡径部３２の外周面の端部近傍に配置されるホースと鋼管の組み合わせ配管９３と、ホースを懸架すると共に他端の高圧水流吐出口の上下移動に連動して作動する滑車群からなるものが挙げられる。すなわち、外ジェット手段は図７に示す圧気用空気供給手段２１において、空気供給装置１５１を高圧水流供給装置に代え、ホース及び下方外管３の外周面に接続鋼管を付設し、他端の空気吐出口１８１を更に下方外管３の拡径部３２の外周面の端部まで延出するようにしたものである。
【００２３】
本例の伸縮中空管１及び伸縮中空管装置８は陸上地盤、海底地盤などの軟弱地盤中に砂杭を打設することにより、地盤を改良する地盤改良砂杭造成工法に適用することができる。次に、本例の伸縮中空管１を用いて海上の軟弱地盤中に砂杭を打設する工法について主に図８及び図９を参照して説明する。なお、図８及び図９は簡略化のため、砂杭材料及び砂杭の記載を省略した。先ず、所定の砂杭打設位置に作業船１９を近づけ杭芯をだす。次いで甲板上に設置された昇降ウインチのワイヤを延出して、縮小した伸縮中空管１を海底に降ろす（図８（ａ））。この状態でシール手段１２はシール状態である。バイブロ１０２を起動させ海底面から伸縮中空管１を貫入させる。貫入途中で圧気用空気供給手段２１を作動させ作動エアーで上方内管２の下端に取り付けた空気弁４を閉め、圧気部３４内に圧縮空気を更に供給し、圧気部３４の内圧を上げて上方内管２及び下方外管３内に入った水やヘドロを外へ排出しながら伸縮中空管１を貫入する。ある程度貫入した時点で圧送管より逆に作動エアーを抜き、圧力を下げて空気弁４を開け、ホッパー１０１から所定量の砂杭材料を投入する。そして、最大貫入位置となった時点でバイブロ１０２を停止する（図８（ｂ））。なお、縮小状態の圧気部３４は実際には図８で示されるものよりも上下方向に長く、容積も大きい。
【００２４】
次に、作業船１９の甲板に固設された固定回動装置７により下方外管３を固定する。また、上方内管２と下方外管３を固定する第１ロック手段５のロック及びシール手段１２をそれぞれ解除する。ロックの解除方法及びシールの解除方法は前述の通りである。次に、上方内管２の上方部に一端が固定された不図示の主ワイヤーを用いて上方内管２を巻き上げる。上方内管２が伸びきった状態で、固定回動装置７を回動操作し第２ロック手段６をロック状態にして、伸縮中空管１を伸長状態とする。この状態で固定回動装置７の固定を解除すると共に、シール手段１２をシール状態とする。第２ロック手段６のロック方法は前述の通りである（図８（ｃ））。
【００２５】
次に、バイブロ１０２を起動させ、伸長状態にある伸縮中空管１を所定深度まで貫入させる。この貫入時には外ジェットを用いることで貫入を円滑に行うようにする。次いで、ホッパー１０１から残部の砂杭材料を、上方内管２の下端部に付設した空気弁４の近くまで投入する（図８又は図９の（ｄ））。上方内管２の下端部に付設した空気弁４を作動エアーで閉め、圧気部３４に圧縮空気を供給する。この場合、圧気部３４の内圧を高めながら、内ジェットを用い伸縮中空管１を引き抜き先端から砂杭材料を軟弱地盤中に所定量を排出し、その後打ち戻すことで拡径の圧密した砂杭を造成する（図９（ｅ））。その後の打ち戻し工程においては、内ジェットは停止させる。
【００２６】
次いで、バイブロ１０２を停止し、固定回動装置７により下方外管３を固定し、シール手段１２のシールを解除すると共に、第２ロック手段６のロックを解除し、上方内管２と下方外管３との固定を解除する。また、空気弁４も開状態とする。この状態で自重作用により上方内管２を降下させる。縮小状態となったら、シール手段１２をシール状態にすると共に第１ロック手段５を作動させ、上方内管２と下方外管３を固定する（図９（ｆ））。次いで、必要であればホッパー１０１から砂杭材料を投入する。そして、圧気部３４を含めた上方内管２内に圧縮空気を供給し内圧を高めながら、内ジェットを用い伸縮中空管１を引き抜き先端から砂杭材料を軟弱地盤中に所定量を排出し、その後打ち戻すことで拡径の圧密した砂杭の造成を海底面まで行う（図９（ｇ））。
【００２７】
本発明の伸縮中空管１において、下方外管３の先端外周面には、該先端部から下方に突出する掘削ビットが設置されていてもよい。これにより、伸縮中空管１の地中貫入が容易となる。また、伸縮中空管１に供給される砂杭材料としては、特に制限されず、砂、砕石、砂利、その他砂類似粒状材料、及びこれらに金属系還元材を混入させたもの等が挙げられる。金属系還元材を含有する砂類は、例えば、有機揮発性化合物で汚染された地下水などの浄化を目的に構築される地下水浄化壁にも適用できる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明の伸縮中空管によれば、上方内管と下方外管との嵌合による伸縮中空管を採用し、中空管の繋ぎ等の煩わしい作業が省略できると共に、高さ制限があっても、改良深度が深い砂杭の造成を可能とする。
【図面の簡単な説明】
【図１】縮小状態にある伸縮中空管の概略断面図である。
【図２】伸長状態にある伸縮中空管の概略断面図である。
【図３】第１ロック手段を説明する図である。
【図４】第１ロック手段の構成部品であるフォーク部材の概略図である。
【図５】第２ロック手段を説明する一部が切り欠かれた斜視図である。
【図６】固定回動手段を上から見た概略図である。
【図７】（Ａ）は縮小状態にある伸縮中空管に圧気用の空気を供給する方法を説明する図であり、（Ｂ）は伸長状態にある伸縮中空管に圧気用の空気を供給する方法を説明する図である。
【図８】本例の伸縮中空管を用いる砂杭の造成工法を説明する図である。
【図９】本例の伸縮中空管を用いる図９に連続する砂杭の造成工法を説明する図である。
【符号の説明】
１　　伸縮中空管
２　　上方内管
３　　下方外管
４　　空気弁
５　　第１ロック手段
６　　第２ロック手段
９　　滑車
１０　　上方装置
１１　　砂杭材料
１２　　シール手段
１３　　シリンダー
２１　　鍔部
２２　　空気弁受け部
２３　　フランジ部
２４　　案内部
２５　　切り込み開口部
２６　　内管外周面
３１　　シール部材
３２　　拡径部
３４　　圧気部
３６　　外管内周面
５１、５１ａ〜５１ｃ　　第１ロック凸部
５２、５２ａ〜５２ｃ　　ロック凹部材
６１、６１ａ〜６１ｃ　　第２ロック凸部
６２、６２ａ〜６２ｃ　　第２ロック内管係合片
６３、６３ａ〜６３ｃ　　第２ロック外管係合片
５１２　　首
５１３　　頭５２１　　シリンダー
５２１ａ　シリンダーロッド
５２２　　連結部材
５２３　　フォーク部材
６１１、６１１ａ〜６１１ｃ　　ロッドピン
６１２、６１２ａ〜６１２ｃ　　シリンダー
６２１、６３１　　孔部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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