(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持用のリーダーに沿って中空管を地中に所定深度まで貫入自在にし、前記中空管の引き抜き時に該中空管の下端部に装備した拡径締め固め手段により締め固められた砂杭を造る砂杭造成装置において、
前記中空管の上端部側に前記リーダーに沿って該中空管を強制的に昇降動させる強制昇降手段を取り付け、前記中空管を、前記リーダーに昇降動自在に支持された内管と、この内管の周りに回転自在に支持されると共に、該内管と共に昇降動する外管とで構成し、前記リーダーの下部に前記内管に対して前記外管を回転させる駆動手段を設け、かつ、前記内管及び外管を前記強制昇降手段で昇降動自在にしたことを特徴とする砂杭造成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、大径のよく締め固めた砂杭を地中に造成して地盤を改良するサンドコンパクションパイル（ＳＣＰ）工法に用いて好適な無振動・無騒音式の砂杭造成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の無振動・無騒音式の砂杭造成装置として、図７〜図９に示す特公昭５６−４７３２８号公報に開示されたものがある。この砂杭造成装置は、図７に示すように、施工機本体１の前面に立設されたリーダー２に沿ってワイヤ３Ａとガイド部３Ｂを介して砂供給用のホッパー３を昇降動自在に支持してある。このホッパー３の下端には中空管４の上端を取り付けてある。この中空管４の上端とウインチ５との間にはロープ５Ａをかけてあり、該ウインチ５によるロープ５Ａの巻き取りで中空管４に貫入力を与えている。
【０００３】
また、図８，図９に示すように、中空管４の下端部の周りには、該中空管４より大径で螺旋羽根６ａ付きの旋回ケーシング６を回転自在に支持してある。即ち、この旋回ケーシング６の内周面には内歯ギヤ６Ａを固定してある。また、中空管４の外側には駆動モーター７を取り付けてあり、該駆動モーター７の回転軸７ａには駆動ギヤ７Ａを固定してある。この駆動ギヤ７Ａは旋回ケーシング６の内周面に固定された内歯ギヤ６Ａに噛合していて、該駆動ギヤ７Ａが駆動モーター７により回転すると、中空管４に対して旋回ケーシング６が回転するようになっている。
【０００４】
さらに、図８に示すように、中空管４の下端部と旋回ケーシング６との間には複数の拡径締め固め手段８を設けてある。この各拡径締め固め手段８は、中空管４の下端の外側に取り付けられた油圧シリンダ８Ａと、この油圧シリンダ８Ａのピストンロッド８ａの先端に取り付けられた締め固め部材８Ｂとで構成されている。尚、旋回ケーシング６の下端開口内には先端部掘削補助及び土砂浸入防止用の開閉弁９をピン枢支してある。
【０００５】
【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・無騒音式の砂杭造成装置では、中空管４の下端部の外側に取り付けられた駆動モーター７により該中空管４の下端部の周りで旋回ケーシング６を回転させて中空管４を地中に貫入させたり、引き抜くようにしているため、この貫入時及び引き抜き時に、中空管４の上部に左右のねじれが発生し、さらにガイド部３Ｂを介してリーダー２にねじれが発生するため、リーダー２の部材強度を大きくとらなければならないこと、及びリーダー２及び施工機本体１の重量を締め固め砂杭造成の反力として十分に利用することができないため、安定した締め固めを行うことが難しかった。
【０００６】
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、リーダー及び施工機本体の重量を反力として十分に利用することができ、また、リーダーのねじれに対する強度を過大に設定することなく、より安定した締め固めができる無振動・無騒音式の砂杭造成装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、支持用のリーダーに沿って中空管を地中に所定深度まで貫入自在にし、前記中空管の引き抜き時に該中空管の下端部に装備した拡径締め固め手段により締め固められた砂杭を造る砂杭造成装置において、前記中空管の上端部側に前記リーダーに沿って該中空管を強制的に昇降動させる強制昇降手段を取り付け、前記中空管を、前記リーダーに昇降動自在に支持された内管と、この内管の周りに回転自在に支持されると共に、該内管と共に昇降動する外管とで構成し、前記リーダーの下部に前記内管に対して前記外管を回転させる駆動手段を設け、かつ、前記内管及び外管を前記強制昇降手段で昇降動自在にしたことを特徴とする。
【０００８】
この砂杭造成装置では、中空管を、リーダーに昇降動自在に支持された内管と、この内管の周りに回転自在に支持されると共に、該内管と共に昇降動する外管とで構成し、リーダーの下部に内管に対して外管を回転させる駆動手段を設け、かつ、内管及び外管を強制昇降手段で昇降動自在にしたので、中空管の地中への貫入・引き抜き時に、駆動手段からリーダーが受ける反力の位置が常に低い一定位置となり、リーダーの上部にねじれが伝播することなく、リーダー及び施工機本体の安定性が高まり、より安定した締め固め造成が行われる。また、内管及び外管を強制昇降手段で昇降動自在にしたので、貫入時及び引き抜き時にリーダー及び施工機本体からの反力が十分に得られ、より安定した締め固めが可能となって締め固め効果がより一段と向上する。
【０００９】
【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。
【００１０】
図１は本発明の実施形態の無振動・無騒音式の砂杭造成装置を示す側面図、図２は同装置に用いられる駆動手段の周辺を一部断面で示す拡大側面図、図３は図２のＡ−Ａ線に沿う断面図、図４は同装置に用いられる拡径締め固め手段の周辺の断面図、図５は図４のＢ−Ｂ線に沿う断面図、図６は同装置に用いられる外管スラスト軸受部の周辺の拡大断面図である。
【００１１】
図１に示すように、無振動・無騒音式の砂杭造成装置１０は前側にリーダー１２を立設した施工機本体１１を有していて、該リーダー１２の前側に設けられたラック１２ａには強制昇降手段１３の駆動ピニオン１３ａを噛合してある。この強制昇降手段１３の下側には砂供給用のホッパー１４を取り付けてある。このホッパー１４の下端には外管スラスト軸受部１５を介して中空管１６の上端を取り付けてある。
【００１２】
図２〜図６に示すように、中空管１６は、ホッパー１４の下端に外管スラスト軸受部１５の固定部１５ａに固定され、該ホッパー１４と共にリーダー１２のラック１２ａに沿って昇降動する円筒状の内管１７と、外管スラスト軸受部１５の可動部１５ｂに取り付けられて内管１７の周りに回転自在に支持されると共に、該内管１７と共に昇降動する正四角筒状の外管１８と、この外管１８の下端に固定された該外管１８の径より大径で円筒状の拡径管１９とで構成されている。そして、内管１７と外管１８及び拡径管１９は強制昇降手段１３によりリーダー１２に沿って昇降動するようになっている。
【００１３】
図４に示すように、内管１７の下端側は拡径管１９内に貫入されている。そして、内管１７に対して外管１８はリーダー１２の下部に設けられた駆動手段２０により正，逆転方向に回転されるようになっている。また、地中Ｓに所定深度まで貫入された中空管１６を引き抜く際に、内管１７の下端部（先端部）側の外周面に取り付けられた複数の拡径締め固め手段３０により締め固められた砂杭Ｋが造られるようになっている。
【００１４】
図２及び図３に示すように、駆動手段２０は、リーダー１２の下部に取り付けられた略箱型のケース２１と、このケース２１に取り付けられた駆動モーター２２と、この駆動モーター２２の駆動軸２２ａに固定されて回転する駆動ギヤ２３と、この駆動ギヤ２３に噛合すると共に、内管１７及び外管１８を貫通させて該外管１８を回転させる従動ギヤ２４とで構成されている。図３に示すように、従動ギヤ２４の中央には正方形の角孔２４ａを形成してあり、該角孔２４ａ内に正四角筒状の外管１８を貫通してある。これにより、駆動モーター２２により駆動ギヤ２３が駆動すると従動ギヤ２４が回転し、この従動ギヤ２４の回転により該従動ギヤ２４の角孔２４ａ内の外管１８が内管１７に対して回転するようになっている。
【００１５】
各拡径締め固め手段３０は、内管１７の外周面の下部に取り付けられた油圧シリンダ３１と、この油圧シリンダ３１のピストンロッド３１ａの先端に取り付けられた締め固め部材３２とで構成されている。尚、拡径管１９の下端開口内には先端部掘削補助及び土砂浸入防止用の図示しない開閉弁をピン枢支してある。
【００１６】
以上実施形態の砂杭造成装置１０によれば、駆動手段２０により中空管１６の外管１８及び拡径管１９を回転させながらリーダー１２に沿って中空管１６を強制昇降手段１３により下降させ、中空管１６を地中Ｓに所定深度まで貫入する。そして、地中Ｓより中空管１６を引き抜く時に、ホッパー１４より供給した砂を中空管１６の先端部に装備した複数の拡径締め固め手段３０により締め固める。これにより、締め固められた砂杭Ｋが造られる。
【００１７】
この砂杭Ｋを造る際に用いられる中空管１６は、リーダー１２に強制昇降手段１３等を介して昇降動自在に支持された内管１７と、この内管１７の周りに回転自在に支持されると共に、該内管１７と共に昇降動する外管１８とで大略構成され、リーダー１２の下部に取り付けた駆動手段２０により内管１７に対して外管１８を回転するようにしたので、中空管１６の地中Ｓへの貫入時及び引き抜き時に、リーダー１２の上部にはねじれが発生することがなく、このため、リーダー１２及び施工機本体１１の安定性が高まり、より安定した締め固めを行うことができる。
【００１８】
また、駆動手段２０を、リーダー１２の下部に取り付けられたケース２１と、このケース２１に取り付けられた駆動モーター２２と、この駆動モーター２２により回転する駆動ギヤ２３と、この駆動ギヤ２３に噛合すると共に、内管１７及び外管１８を貫通させて該外管１８を回転させる従動ギヤ２３で構成したので、駆動手段２０の構造を簡単にすることができ、また、駆動手段２０により内管１７に対して外管１８をスムーズかつ確実に回転させることができ、砂杭Ｋの造成を効率よく行うことができる。
【００１９】
さらに、ホッパー１４と外管スラスト軸受部１５と中空管１６を構成する内管１７と外管１８及び拡径管１９を強制昇降手段１３で昇降動自在にしたので、内管１７と外管１８及び拡径管１９の貫入時及び引き抜き時にリーダー１２及び施工機本体１１からの反力を十分に得ることができ、より安定した締め固めが可能となって砂杭Ｋの締め固め効果をより一段と向上させることができる。
【００２０】
尚、前記実施形態によれば、内管を被う外管を四角筒状に形成したが、円筒状でも良い。また、砂には砂利や砕石等の砂類似粒状料の他に、砂と砂類似粒状材料を組み合わせた混合物を含むことは勿論である。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、中空管を、リーダーに昇降動自在に支持された内管と、この内管の周りに回転自在に支持されると共に、該内管と共に昇降動する外管とで構成し、リーダーの下部に内管に対して外管を回転させる駆動手段を設け、内管及び外管を強制昇降手段で昇降動自在にしたので、中空管の地中への貫入時及び引き抜き時に、リーダーの上部にねじれが発生することがなく、リーダー及び施工機本体の安定性が高まり、より安定した締め固めを行うことができる。
【００２２】
さらに、内管及び外管を強制昇降手段で昇降動自在にしたので、内管及び外管の貫入時及び引き抜き時にリーダー及び施工機本体からの反力を十分に得ることができ、より安定した締め固めが可能となって砂杭の締め固め効果をより一段と向上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砂杭造成装置を示す側面図である。
【図２】上記砂杭造成装置に用いられる駆動手段の周辺を一部断面で示す拡大側面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図４】上記砂杭造成装置に用いられる拡径締め固め手段の周辺の断面図である。
【図５】図４のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図６】上記砂杭造成装置に用いられる外管スラスト軸受部の周辺の拡大断面図である。
【図７】従来例の砂杭造成装置の側面図である。
【図８】上記従来例の砂杭造成装置の締め固め手段部分の断面図である。
【図９】上記従来例の砂杭造成装置の駆動手段部分の拡大断面図である。
【符号の説明】
１０  砂杭造成装置
１２  リーダー
１３  強制昇降手段
１６  中空管
１７  内管
１８  外管
２０  駆動手段
３０  拡径締め固め手段
Ｓ  地中
Ｋ  砂杭
【図１】
0004493185.tif 000002
【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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