(57)【要約】【課題】複数種類の杭材料を同時に供給することができると共に、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。【解決手段】昇降動自在に支持された中空管１３，１４を地盤９中の所定深さまで貫入した後、中空管１３，１４の一定長の引き抜きと再貫入を順次地表面９ａに至るまで繰り返して、中空管１３，１４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地盤９中に拡径の地盤改良杭Ｓを造成するようにした地盤改良杭造成装置１０において、中空管１３，１４を多重管１２で構成し、この多重管１２を構成する少なくとも一つの中空管１３を揺動手段２０で揺動自在にした。【選択図】　　　図１
2004052345.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、前記中空管の下端開口より排出されて残置された杭材料で前記地盤中に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、
前記中空管を多重管で構成し、この多重管を構成する少なくとも一つの中空管を揺動手段で揺動自在にしたことを特徴とする地盤改良杭造成装置。
【請求項２】
請求項１記載の地盤改良杭造成装置であって、
前記多重管を外管と内管の二重管で構成し、少なくともこの外管を前記揺動手段で揺動自在したことを特徴とする地盤改良杭造成装置。
【請求項３】
請求項１記載の地盤改良杭造成装置であって、
前記揺動手段として水圧シリンダを用いたことを特徴とする地盤改良杭造成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、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３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、単一の中空管８を用いているため、該中空管８に投入される杭材料の種類は一種類に限られてしまい、杭材料を切り換える場合にはその作業等が煩雑であった。また、中空管８を正転方向に回動させながら地盤に貫入させているため、硬質地盤の現場では中空管８の回動が止まって原地盤に貫入できない場合があり、中空管８を逆転方向に回動させる等の作業が必要不可欠となって該中空管８の貫入作業に時間がかかった。
【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、複数種類の杭材料を同時に供給することができると共に、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、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、前記中空管の下端開口より排出されて残置された杭材料で前記地盤中に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、前記中空管を多重管で構成し、この多重管を構成する少なくとも一つの中空管を揺動手段で揺動自在にしたことを特徴とする。
【０００９】
この地盤改良杭造成装置では、多重管を構成する少なくとも一つの中空管を揺動手段で揺動自在にしたので、複数種類の杭材料が同時に供給されて地盤中に拡径の地盤改良杭が確実に造成される。
【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、前記多重管を外管と内管の二重管で構成し、少なくともこの外管を前記揺動手段で揺動自在したことを特徴とする。
【００１１】
この地盤改良杭造成装置では、多重管を外管と内管の二重管で構成し、少なくとも外管を揺動手段で揺動自在したので、硬質地盤の現場でも外管の揺動が止まることがなく、二重管がスムーズに地盤に貫入されて地盤改良杭が簡単かつ短時間に造成される。
【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、前記揺動手段として水圧シリンダを用いたことを特徴とする。
【００１３】
この地盤改良杭造成装置では、揺動手段として水圧シリンダを用いたので、例えば海上等で地盤改良工事を行う場合に、油圧シリンダ等を用いた場合に比べて海上の環境が油等で汚染されることがない。
【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の要部を示す斜視図、図２は同装置の要部の平面図である。尚、図３の地盤９と地盤改良杭としての砂杭Ｓは援用する。
【００１６】
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の図示しない装置本体（施工機本体）の前側にはリーダー１１を立設してあり、このリーダー１１に図示しない強制昇降手段を介して二重管（多重管）１２を昇降動自在に支持してある。即ち、リーダー１１に設けられた図示しないラックに図示しない強制昇降手段の駆動ピニオンを噛合してあり、これらラックと駆動ピニオンにより二重管１２はリーダー１１に沿って昇降動するようになっている。
【００１７】
図１，図２に示すように、二重管１２は外管（中空管）１３と内管（中空管）１４から構成されていて、外管１３は一対の水圧シリンダ（揺動手段）２０，２０により揺動自在になっている。各水圧シリンダ２０のシリンダ本体２１は、リーダー１１の一対のガイドレール１１ａ，１１ａに昇降動自在に支持された円筒状の連結体１５に水平状態で取り付けられている。そして、各水圧シリンダ２０のシリンダロッド２２の先端２３は外管１３に溶接等により固定されて突出した各連結片１３ａにピン２４を介してピン枢支してあり、この各水圧シリンダ２０のシリンダロッド２２の進退動により外管１３は略９０゜の範囲で揺動するようになっている。尚、各連結片１３ａは円筒状の連結体１５に形成された各切欠孔１５ａより外側に露出している。
【００１８】
内管１４の上端側は上記強制昇降手段に固定してある。この内管１４の上側には図示しない砂供給用（杭材料供給用）のホッパーを取り付けてあり、該内管１４はホッパーと共にリーダー１１のラックに沿って昇降動するようになっている。また、外管１３は強制昇降手段に固定された内管１４の周りに上記円筒状の連結体１５及び各水圧シリンダ２０を介して揺動自在に支持されていると共に、該外管１３は内管１４と共にリーダー１１のラックに沿って昇降動するようになっている。
【００１９】
尚、外管１３と内管１４は長尺の鋼製で円筒状のケーシングパイプからそれぞれ形成されており、外管１３の先端には貫入補助用の掘削ビート等が取り付けられていない。また、外管１３の上側にも図示しないスイーベル機構を介して図示しない砂供給用（杭材料供給用）のホッパーを取り付けてある。さらに、外管１３の先端には図示しない貫入補助用の掘削ビット等を取り付けてある。
【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、締め固め砂杭造成装置１０を所定の施工位置まで移動させて二重管１２を所定位置にセットする。そして、各ホッパーより種類の異なる所定量の砂や砂利等の杭材料を外管１３と内管１４にそれぞれ投入し、各水圧シリンダ２０により外管１３を揺動させながら地盤９中に二重管１２を貫入する。この場合、例えば、内管１４内には砂利を投入し、外管１３と内管１４の間には砂等の杭材料を投入する。
【００２１】
次に、二重管１２を地盤９中の所定深さまで貫入した後、該二重管１２の外管１３を揺動させて所定高さ（一定長）まで上方に引き抜きながら、該二重管１２の内，外管１４，１３の各下端の開口より砂や砂利等を排出して円柱状に残置させる。次に、二重管１２を再貫入（打ち戻し）して上記残置した砂や砂利等から成る円柱に圧縮力を加えて締め固める。
【００２２】
そして、二重管１２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）、上記残置した砂や砂利等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。
【００２３】
この砂杭Ｓを造成する締め固め砂杭造成装置１０では、二重管１２を外管１３と内管１４で構成し、外管１３を水圧シリンダ２０で揺動自在にすると共に内管４を強制昇降手段側に固定したので、砂や砂利等の２種類の杭材料を同時に投入することができる。また、外管１３を一対の水圧シリンダ２０，２０で揺動自在にしたので、硬質地盤の現場でも外管１３の揺動が止まることがなく、二重管１２をスムーズに地盤９に貫入して砂杭Ｓを簡単かつ短時間に造成することができる。さらに、外管１３を揺動自在にすると共に、内管１４を強制昇降手段側に固定したので、杭材料の抜けがスムーズになると共に、杭材料の排出量を適切な量に管理して制御することができる。これらにより、地盤９中に拡径の砂杭Ｓを確実に造成することができる。
【００２４】
また、原地盤が硬質地盤の現場でも外管１３の揺動を止めることがなく、二重管１２を簡単かつ確実に貫入させることができるため、二重管１２の貫入作業の時間を短縮することができ、施工時間を短縮することができると共に、連続的に拡径の砂杭Ｓを造成することができる。
【００２５】
さらに、揺動手段として水圧シリンダ２０を用いたので、例えば海上等で地盤改良工事を行う場合に、油圧シリンダ等を用いた場合に比べて海上の環境を油等で汚染することがない。
【００２６】
さらに、外管１３を揺動自在にすると共に、内管１４を強制昇降手段側に固定したので、例えば、外管１３と内管１４との間に水又は圧縮エアー等を供給して噴射させる流体用パイプを介在させる場合に、該流体用パイプと流体供給源とをホース等の簡単な構造のもので接続することができ、全体の低コスト化を図ることができる。
【００２７】
尚、前記実施形態によれば、多重管を外管と内管から成る二重管で構成し、外管を揺動自在にすると共に内管を固定するようにしたが、外管と内管を共に揺動自在にしたり、外管を固定すると共に内管を揺動自在にしても良い。また、多重管は二重管に限らず、三重管でも良い。さらに、地盤改良杭の杭材料として砂や砂利等を用いたが、杭材料は砂や砂利等に限られず、砕石等の砂類似粒状材料や固化材及び砂や砂利等を含めたそれらの混合物、例えば砕石と鉄粉との混合物等を用いても良いことは勿論である。
【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、中空管を多重管で構成し、この多重管を構成する少なくとも一つの中空管を揺動手段で揺動自在にしたので、複数種類の杭材料を同時に供給して地盤中に拡径の地盤改良杭を確実に造成することができる。
【００２９】
請求項２の発明によれば、多重管を外管と内管の二重管で構成し、少なくとも外管を揺動手段で揺動自在にしたので、硬質地盤の現場でも外管の揺動が止まることがなく、二重管をスムーズに地盤に貫入して地盤改良杭を簡単かつ短時間に造成することができる。
【００３０】
請求項３の発明によれば、揺動手段として水圧シリンダを用いたので、例えば海上等で地盤改良工事を行う場合に、油圧シリンダ等を用いた場合に比べて海上の環境を油等で汚染することがない。
【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の要部を示す斜視図である。
【図２】上記締め固め砂杭造成装置の要部の平面図である。
【図３】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）
１２　二重管（多重管）
１３　外管（中空管）
１４　内管（中空管）
２０　水圧シリンダ（揺動手段）
Ｓ　砂杭（地盤改良杭）
【図１】
2004052345.tif 000003
【図２】
2004052345.tif 000004
【図３】
2004052345.tif 000005