JP6843348B2 - Crushed stone pile forming device and manufacturing method of crushed stone pile - Google Patents
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Description
本明細書に開示する技術は、砕石杭形成装置及び砕石杭の製造方法に関する。 The technique disclosed herein relates to a crushed stone pile forming apparatus and a method for manufacturing a crushed stone pile.
液状化対策等の地盤改良のために、地中に砕石杭を形成する方法が用いられている。例えば、特許文献1に開示された砕石杭形成装置は、地中に挿入されて空間を形成し、地中から上昇しつつ空間に砕石杭を形成するアタッチメントを備えている。アタッチメントは、円筒部と、円筒部内に回転可能に配置され、地中を掘削する螺旋部と、を備えている。円筒部の外周には、螺旋状に配置されるフィンが設けられている。螺旋部は、正転方向の回転によってアタッチメントを挿入しながら地中を掘削する。円筒部の内部空間には砕石が投入され、螺旋部は反転方向の回転によってアタッチメントを引き抜きながら砕石杭を形成する。 A method of forming crushed stone piles in the ground is used for ground improvement such as liquefaction countermeasures. For example, the crushed stone pile forming device disclosed in Patent Document 1 includes an attachment that is inserted into the ground to form a space and forms a crushed stone pile in the space while rising from the ground. The attachment includes a cylindrical portion and a spiral portion that is rotatably arranged within the cylindrical portion and excavates the ground. Fins arranged in a spiral shape are provided on the outer circumference of the cylindrical portion. The spiral part excavates the ground while inserting the attachment by rotating in the forward rotation direction. Crushed stone is thrown into the internal space of the cylindrical part, and the spiral part forms a crushed stone pile while pulling out the attachment by rotating in the reverse direction.
特許文献1の砕石杭形成装置は、螺旋部が地中を掘削することによって砕石杭を形成するための空間を形成する。螺旋部によって掘削された土砂は、円筒部の外周に設けられたフィンによって、砕石杭を形成するための空間と円筒部の外周との間を通って地表に排出される。しかしながら、土砂の一部が螺旋部の先端から円筒部内に入り込むことがある。螺旋部の先端から円筒部内に土砂が入り込むと、円筒部の内部空間に投入された砕石と螺旋部から侵入した土砂が混在し、形成される砕石杭の強度が低下する虞がある。本明細書は、砕石杭の強度が低下することを抑制する技術を開示する。 The crushed stone pile forming device of Patent Document 1 forms a space for forming a crushed stone pile by excavating the spiral portion in the ground. The earth and sand excavated by the spiral portion is discharged to the ground surface by the fins provided on the outer circumference of the cylindrical portion through the space for forming the crushed stone pile and the outer circumference of the cylindrical portion. However, a part of earth and sand may enter the cylindrical portion from the tip of the spiral portion. If earth and sand enter the cylindrical portion from the tip of the spiral portion, the crushed stones thrown into the internal space of the cylindrical portion and the earth and sand invaded from the spiral portion are mixed, and the strength of the formed crushed stone pile may decrease. The present specification discloses a technique for suppressing a decrease in the strength of a crushed stone pile.
本明細書に開示する砕石杭形成装置は、地中に形成した空間に砕石杭を形成する。砕石杭形成装置は、地中に挿入されて空間を形成し、地中から上昇しつつ空間に砕石杭を形成するアタッチメントと、回転駆動力を発生させる駆動装置と、地表に設置され、アタッチメントが貫通可能な貫通孔を有する砕石ホルダと、を備えている。アタッチメントは、円筒部と、円筒部内に回転可能に配置され、駆動装置に接続されて地中を掘削する螺旋部と、を備えている。砕石ホルダは、アタッチメントが地中に挿入される前の状態においては、アタッチメントの先端と地表と当該砕石ホルダによって囲まれる貫通孔内の空間に砕石を投入可能に構成されている。アタッチメントが地中に挿入された後の状態においては、アタッチメントが当該砕石ホルダの貫通孔を貫通した状態で地中に挿入されている。 The crushed stone pile forming apparatus disclosed in the present specification forms a crushed stone pile in the space formed in the ground. The crushed stone pile forming device is an attachment that is inserted into the ground to form a space and forms a crushed stone pile in the space while rising from the ground, a driving device that generates a rotational driving force, and an attachment that is installed on the ground surface. It is provided with a crushed stone holder having a through hole through which it can be penetrated. The attachment includes a cylindrical portion and a spiral portion that is rotatably arranged within the cylindrical portion and is connected to a drive device to excavate the ground. The crushed stone holder is configured so that crushed stone can be thrown into the space inside the through hole surrounded by the tip of the attachment, the ground surface, and the crushed stone holder before the attachment is inserted into the ground. In the state after the attachment is inserted into the ground, the attachment is inserted into the ground in a state of penetrating the through hole of the crushed stone holder.
上記の砕石杭形成装置では、砕石ホルダは、アタッチメントが地中に挿入される前の状態においては、貫通孔内の空間に砕石を投入可能に構成されており、アタッチメントが地中に挿入された後の状態においては、アタッチメントが貫通孔を貫通した状態となるように構成されている。すなわち、砕石杭を形成する際は、まず、砕石ホルダを地表に設置し、その砕石ホルダの貫通孔の位置にアタッチメントを位置決めする。そして、アタッチメントが地中に挿入される前に、砕石ホルダの貫通孔内の空間に砕石を投入する。その後、アタッチメントは、砕石が投入された状態の貫通孔内を貫通し、地中に挿入される。その際、アタッチメントの螺旋部が回転しながら貫通孔を貫通することによって、螺旋部の先端に砕石を配置させることができる。すなわち、螺旋部が地中を掘削する際の圧力によって砕石が地表に向かって圧され、螺旋部の先端と円筒部によって砕石が保持される。そして、螺旋部は、その先端に砕石を保持した状態のまま、地中を掘削することができる。これにより、地中の掘削によって排出される土砂が螺旋部の先端から円筒部内に侵入することを抑制することができる。このため、砕石杭に土砂が混入することを抑制することができ、砕石杭の強度の低下を抑制することができる。 In the above-mentioned crushed stone pile forming device, the crushed stone holder is configured so that crushed stone can be thrown into the space inside the through hole before the attachment is inserted into the ground, and the attachment is inserted into the ground. In the later state, the attachment is configured to penetrate the through hole. That is, when forming a crushed stone pile, first, the crushed stone holder is installed on the ground surface, and the attachment is positioned at the position of the through hole of the crushed stone holder. Then, before the attachment is inserted into the ground, the crushed stone is thrown into the space inside the through hole of the crushed stone holder. After that, the attachment penetrates through the through hole in the state where the crushed stone is thrown and is inserted into the ground. At that time, the crushed stone can be arranged at the tip of the spiral portion by penetrating the through hole while the spiral portion of the attachment rotates. That is, the crushed stone is pressed toward the ground surface by the pressure when the spiral portion excavates the ground, and the crushed stone is held by the tip of the spiral portion and the cylindrical portion. Then, the spiral portion can be excavated in the ground while holding the crushed stone at its tip. As a result, it is possible to prevent the earth and sand discharged by excavation in the ground from entering the cylindrical portion from the tip of the spiral portion. Therefore, it is possible to suppress the mixing of earth and sand into the crushed stone pile, and it is possible to suppress a decrease in the strength of the crushed stone pile.
また、本明細書に開示する砕石杭の製造方法では、砕石杭は、円筒部と、円筒部内に回転可能に配置されると共に駆動装置に接続されて地中を掘削する螺旋部と、を備える砕石杭形成用のアタッチメントを用いて形成される。当該砕石杭の製造方法は、駆動装置によって螺旋部と円筒部とを一体に回転させてアタッチメントを地中内に挿入しながら地中を掘削する掘削工程と、アタッチメントを地中に挿入することで地中内に形成される円筒部内の空間に砕石を投入する砕石投入工程と、アタッチメントを地中内から上昇させながら円筒部内に投入された砕石によって砕石杭を形成する形成工程と、を備えている。掘削工程では、螺旋部の少なくとも先端に螺旋部の先端側から供給された砕石を保持した状態でアタッチメントが地中内に挿入される。 Further, in the method for manufacturing a crushed stone pile disclosed in the present specification, the crushed stone pile includes a cylindrical portion and a spiral portion rotatably arranged in the cylindrical portion and connected to a drive device to excavate the ground. It is formed using an attachment for forming crushed stone piles. The method of manufacturing the crushed stone pile is an excavation process in which the spiral part and the cylindrical part are integrally rotated by a drive device to excavate the ground while inserting the attachment into the ground, and the attachment is inserted into the ground. It is equipped with a crushed stone throwing step of throwing crushed stone into the space inside the cylindrical part formed in the ground and a forming step of forming a crushed stone pile with the crushed stone thrown into the cylindrical part while raising the attachment from the ground. There is. In the excavation process, the attachment is inserted into the ground while holding the crushed stone supplied from the tip side of the spiral portion at least at the tip of the spiral portion.
上記の砕石杭の製造方法では、掘削工程において、アタッチメントは、螺旋部の少なくとも先端に砕石を保持した状態で地中を掘削する。このため、上記の砕石杭形成装置と同様の作用効果を奏することができる。 In the above method for manufacturing a crushed stone pile, in the excavation process, the attachment excavates the ground while holding the crushed stone at at least the tip of the spiral portion. Therefore, the same effect as that of the above-mentioned crushed stone pile forming device can be obtained.
以下に説明する実施例の主要な特徴を列記しておく。なお、以下に記載する技術要素は、それぞれ独立した技術要素であって、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。 The main features of the examples described below are listed. It should be noted that the technical elements described below are independent technical elements and exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. Absent.
(特徴1)本明細書が開示する砕石杭形成装置では、駆動装置は、正転方向と反転方向の回転駆動力を発生させてもよい。また、螺旋部は、正転方向の回転で地中を掘削し、反転方向の回転で砕石に圧力を印加してもよい。このような構成によると、螺旋部は、正転回転の駆動において砕石杭形成用の空間を掘削することができる一方、反転方向の駆動において砕石に圧力を印加することができる。このため、掘削から砕石杭の形成までの主要な作業を一貫して行うことができる。 (Characteristic 1) In the crushed stone pile forming apparatus disclosed in the present specification, the driving device may generate rotational driving forces in the forward rotation direction and the reverse rotation direction. Further, the spiral portion may be excavated in the ground by rotation in the forward rotation direction, and pressure may be applied to the crushed stone by rotation in the reverse rotation direction. According to such a configuration, the spiral portion can excavate a space for forming a crushed stone pile in the driving of the forward rotation, and can apply pressure to the crushed stone in the driving in the reverse direction. Therefore, the main work from excavation to formation of crushed stone piles can be performed consistently.
(特徴2)本明細書が開示する砕石杭形成装置では、アタッチメントは、円筒部内に投入される砕石を貯留する砕石貯留部をさらに備えていてもよい。また、砕石貯留部に一度に貯留できる砕石の量は、砕石杭を形成するために必要な砕石の全量以上であってもよい。このような構成によると、砕石貯留部は、砕石杭を形成するために必要な砕石の全量を貯留することができる。このため、一度の投入作業によって砕石杭の材料となる砕石を全量投入することができる。このため、砕石杭の形成時に砕石を追加で投入する必要がなく、砕石杭の形成を短時間で、かつ、効率よく行うことができる。 (Characteristic 2) In the crushed stone pile forming apparatus disclosed in the present specification, the attachment may further include a crushed stone storage portion for storing crushed stone to be charged into the cylindrical portion. Further, the amount of crushed stone that can be stored in the crushed stone storage unit at one time may be greater than or equal to the total amount of crushed stone required to form a crushed stone pile. With such a configuration, the crushed stone storage section can store the entire amount of crushed stone required to form a crushed stone pile. Therefore, the entire amount of crushed stone, which is the material of the crushed stone pile, can be charged by one loading operation. Therefore, it is not necessary to additionally add crushed stone when forming the crushed stone pile, and the crushed stone pile can be formed efficiently in a short time.
(特徴3)本明細書が開示する砕石杭の製造方法では、掘削工程の前に、アタッチメントが貫通可能な貫通孔を有する砕石ホルダを地表に設置する設置工程と、設置された砕石ホルダとアタッチメントの先端と地表によって囲まれる貫通孔内の空間に砕石を投入する投入工程と、駆動装置によって螺旋部と円筒部とを一体に回転させながら砕石ホルダの貫通孔にアタッチメントを挿入することで、螺旋部の少なくとも先端に投入工程で投入された砕石を保持する工程と、を実行してもよい。このような構成によると、掘削工程の前に、地表に砕石ホルダを配置し、砕石ホルダの貫通孔内に砕石を配置させることができる。このため、掘削工程の前に、螺旋部の先端側から砕石を供給して、螺旋部の少なくとも先端に砕石を好適に保持させることができる。 (Feature 3) In the method for manufacturing a crushed stone pile disclosed in the present specification, an installation process of installing a crushed stone holder having a through hole through which an attachment can penetrate is installed on the ground surface, and an installed crushed stone holder and an attachment before the excavation process. By inserting the attachment into the through hole of the crushed stone holder while rotating the spiral part and the cylindrical part integrally by the driving device, the spiral part is thrown into the space inside the through hole surrounded by the tip and the ground surface. The step of holding the crushed stone charged in the charging step at least at the tip of the portion may be executed. According to such a configuration, the crushed stone holder can be arranged on the ground surface and the crushed stone can be arranged in the through hole of the crushed stone holder before the excavation process. Therefore, before the excavation process, crushed stone can be supplied from the tip end side of the spiral portion to suitably hold the crushed stone at least at the tip end of the spiral portion.
本実施例に係る砕石杭形成装置100について説明する。図1に示すように、砕石杭形成装置100は、建設機械としての地盤改良機50と、地盤改良機50に装着されたアタッチメント10と、地盤改良機50に支持される砕石ホルダ30と、を備えている。地盤改良機50は、図1に示されるように、地盤改良機本体構造1と、運転席としてのキャビン7と、低接地圧で不整地を移動可能な無限軌道であるクローラ6と、施工時において地盤改良機50の揺動を抑制するアウトリガー5と、を備える。地盤改良機50の大きさは特に限定されないが、例えば、10t以上かつ15t以下のものを好適に用いることができ、本実施例では10tのものを用いている。すなわち、本実施例の砕石杭形成装置100は、地中深さが比較的小さい約5mの砕石杭を形成するものであり、地盤改良機50には、小型のものを用いることができる。
The crushed stone
地盤改良機50は、さらに、アタッチメント10を操作するための構成として、アタッチメント10にモーター出力軸27を介して回転駆動力を供給する駆動装置11と、昇降ガイドレール9を有するリーダー4と、リーダー4を支持するためのリーダー取付ベース2と、リーダー4の傾きを操作する油圧シリンダー3と、リーダー4の下端部においてリーダー4と一体的に形成されている延長脚柱8と、を備えている。
The
アタッチメント10は、フィン13が設けられた円筒部12と、螺旋部14と、二股のフォーク形状を有するハンガーステー64と、カム凸子63を有するトップカバーケース55と、砕石杭の材料となる砕石を貯留可能な砕石貯留部15と、アタッチメント10による施工状態を管理する施工管理装置51と、を備えている。
The
図2は、円筒部12と螺旋部14の構成を示す断面図である。なお、図2では、砕石貯留部15の図示を省略している。螺旋部14は、回転入力軸26及びコアロッド22と一体的に構成されている。回転入力軸26は、駆動装置11のモーター出力軸27に接続されている。回転入力軸26は、モーター出力軸27の回転駆動力に応じて回転し、その回転駆動力を一体的に結合されたコアロッド22を介して螺旋部14に伝達する。螺旋部14の先端には掘削翼が設けられている。掘削翼は、螺旋部14の先端に向かうにしたがって径が大きくなる螺旋状に形成されている。掘削翼の略全体は円筒部12内に配置されており、掘削翼の先端の一部のみが円筒部12の先端から突出している。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of the
コアロッド22は、軸受け管23と放射ステー24とで円筒部12に回転可能に結合され、円筒部12と回転軸を共通にしている。一方、円筒部12は、その周囲に螺旋状のフィン13を有している。フィン13は、螺旋部14の螺旋(すなわち、掘削翼)と同一方向の螺旋形状を有している。すなわち、掘削する際には、円筒部12と螺旋部14は、同一方向に回転することになる。これにより、螺旋部14の掘削によって生じた掘削土砂がフィン13によって地表に運搬されることになる。円筒部12の直径は特に限定されず、形成する砕石杭の径に応じて適宜決めることができるが、例えば、150mm以上かつ400mm以下とすることができ、本実施例165mmとしている。円筒部12の直径を150mm以上とすることで、地盤改良に適した強度を備える砕石杭を形成するための空間を形成することができる。一方、円筒部12の直径を400mm以下とすることで、比較的小型の地盤改良機50を用いた砕石杭を形成することができる。
The
アタッチメント10は、さらに、トップカバーケース55の内部において、回転入力軸26とコアロッド22との間に、図示しないワンウエイクラッチ機構を備えている。ワンウエイクラッチ機構は、掘削時の回転方向の駆動においては、自動的に螺旋部14と円筒部12が一体として回転する作動状態となる。これにより、上述のように螺旋部14で掘削した土砂を円筒部12が有するフィン13で地上に排出することができる。一方、掘削時の回転方向と逆方向の回転駆動においては、螺旋部14で砕石に圧力を印加すると共に、円筒部12が自動的に回転を停止することができる。以下、円筒部12と螺旋部14が同一方向に回転する方向、すなわち、掘削時の回転方向を「正転方向」といい、掘削時の回転方向と逆方向に回転する方向、すなわち、螺旋部14で砕石に圧力を印加する回転方向を「反転方向」ということがある。なお、本実施例では、円筒部12にフィン13が設けられているが、このような構成に限定されない。例えば、軟質の地盤に砕石杭を形成する際には、土砂を地表まで排出しなくてもよいため、円筒部のフィンを省略することができる。すなわち、軟質の地盤では、掘削の際に、砕石杭を形成するための空間の周囲に不要な土砂を圧縮して押し固めることができる。このような土質の土壌に砕石杭を形成する場合には、土砂を地表に排出しなくてもよいため、フィンを設けていない円筒部を有するアタッチメントを用いることができる。
The
砕石貯留部15は、砕石を円筒部12の内部に供給するホッパーであり、円筒部12の上部に配置されている。砕石貯留部15は、上端が開口すると共に下端が開口している。砕石貯留部15の上端の開口は下端の開口より広くなっている。砕石貯留部15の下端の開口は、円筒部12の内部空間と連通している。このため、砕石貯留部15は、砕石を貯留可能であると共に、砕石貯留部15に投入された砕石を円筒部12の内部空間に送り出すことができる。砕石貯留部15から送り出された砕石が円筒部12の内部空間全体に充填されると、砕石は砕石貯留部15の貫通孔内に貯留される。このような砕石貯留部15からの砕石投入作業において、連続して一度に投入可能な砕石の量(砕石貯留部15及び円筒部12の内部空間に投入可能な砕石の量)は、砕石杭を形成するために必要となる砕石の全量(1本分の砕石杭を形成する砕石の量)より多くなっており、両者の量が略一致していることが好ましい。砕石貯留部15及び円筒部12の内部空間に投入可能な砕石の量が1本分の砕石杭を形成する砕石の量より少ないと、砕石杭を形成する際に途中で砕石を追加投入する必要が生じることになる。一方、砕石貯留部15に投入可能な砕石の量が1本分の砕石杭を形成する砕石の量より過剰に多くなると、砕石貯留部15が無用に大きくなる。上述したように、砕石貯留部15は円筒部12の上部に配置されている。このため、砕石貯留部15が大きくなると、アタッチメント10を砕石杭形成装置100に固定する際に不安定になる。これを解消するためには、リーダー4をより太くしたり、より大きな地盤改良機50を使用したりする必要が生じることになる。本実施例の砕石貯留部15は、一度の投入作業によって1本分の砕石杭を形成する砕石の全量を投入することができると共に、砕石が過剰に貯留できないようになっている。このため、砕石杭の形成時に砕石を追加で投入する必要がなくなり、砕石杭の形成を短時間で行うことができると共に、作業効率を向上させることができる。
The crushed
図3及び図4に示すように、砕石ホルダ30は、本体部31と砕石投入部32を備えている。砕石ホルダ30の本体部31には、アタッチメント10と同軸方向に貫通孔34が設けられている。貫通孔34は、アタッチメント10が貫通可能な大きさに形成されている。なお、図3及び図4では、後述のホルダ支持部16の図示が省略されている。本体部31は、軸方向から見ると、その外形状が略六角形の筒状の部材であり、略六角形のうちの一辺(図4の左側の辺)に砕石投入部32が接続されている。本体部31の高さ方向の寸法は、地中を掘削するためにアタッチメント10の先端が地表に当接したとき(すなわち、アタッチメント10が地表に直立した状態で設置されたとき(図8に示す状態のとき))に円筒部12の先端より上方に本体部31の上端が位置するように設定されている。これによって、アタッチメント10による地中の掘削前に、砕石ホルダ30内に適量の砕石を保持することができる。砕石投入部32は、下部が本体部31の一辺と一致するように構成されており、上部が本体部31の外周より外側に配置されている。また、図1に示すように、砕石ホルダ30は、ホルダ支持部16によって延長脚柱8に支持されている。砕石ホルダ30の中心軸と、アタッチメント10の中心軸とが略一致するように、延長脚柱8に支持される。このため、アタッチメント10は、掘削時及び圧力印加時に、砕石ホルダ30の貫通孔34を貫通している。
As shown in FIGS. 3 and 4, the crushed
図5〜図9を参照して、砕石杭形成装置100を用いた砕石杭の製造方法について説明する。図5に示すように、まず、砕石ホルダ30を地表の砕石杭形成位置に設置する(S10)。砕石ホルダ30の位置合わせは、クローラ6の駆動によって地盤改良機50の位置と方向とを調整することによって行われる。地盤改良機50の位置と方向の調整の後、地盤改良機50は、アウトリガー5によって固定される。これにより、施工時における地盤改良機50の揺動や位置ずれを抑制することができる。地盤改良機50の固定後、砕石ホルダ30を、地表に接地する位置まで下降させる。なお、砕石ホルダ30は、地表と隙間なく接触させてもよいし、砕石ホルダ30と地表の間には隙間が生じていてもよい。ただし、隙間が生じるように接地する場合には、当該隙間は砕石の大きさより小さくされていることが好ましい。
A method of manufacturing a crushed stone pile using the crushed stone
S10の砕石ホルダ30の設置工程は、リーダー4によってアタッチメント10を上昇させた状態で行われる。すなわち、図6に示すように、アタッチメント10の先端は、砕石ホルダ30より上部に配置する。これにより、砕石ホルダ30と、地表と、アタッチメント10によって囲まれた空間35(図4及び図6参照)が形成される。すなわち、空間35は、側面が砕石ホルダ30によって囲まれており、下面が地表によって囲まれており、かつ、空間35の上部にはアタッチメント10の先端が配置される。なお、図から明らかなように、砕石ホルダ30とアタッチメント10とは離間しており、空間35は閉じられていない空間となっている。
The step of installing the crushed
次に、砕石ホルダ30の貫通孔34内に砕石を投入する(S12)。すなわち、空間35内に砕石を投入する。本明細書では、砕石は、広い意味を有し、自然砕石や砂利、砂といった自然物、あるいはコンクリートの破片、廃瓦、鉱津といった人工物などを含む。ただし、自然物を使用すれば、地盤改良に起因する土壌汚染を防止することができると共に、地中に人工物を残存させないことによって将来的な人工物の撤去の必要性を予め排除することもできるので、土地の資産価値の下落を抑制することができるという利点がある。一方、コンクリートの破片等の廃棄物を使用すれば、地盤改良の材料として廃棄物を有効利用することができるという利点がある。上述したように、砕石ホルダ30は砕石投入部32を備えている。このため、図7に示すように、アタッチメント10の先端が砕石ホルダ30の近傍に配置された状態であっても、砕石投入部32から空間35内に砕石を投入することができる。
Next, the crushed stone is put into the through
なお、本実施例では、砕石ホルダ30が砕石投入部32を備えているが、このような構成に限定されない。例えば、砕石ホルダは砕石投入部32を備えていない構成であってもよく、砕石ホルダを軸方向に見た場合に略六角形となる筒状に構成してもよい。このような砕石ホルダを用いる場合には、S10での砕石ホルダ設置工程において、図6で示した状態より砕石ホルダとアタッチメント10の先端との間に広い空間ができるように、アタッチメント10を上昇させて配置することが好ましい。これにより、S12の砕石投入工程において、砕石ホルダの貫通孔内に砕石を容易に投入することができる。
In this embodiment, the crushed
次に、螺旋部14に砕石を保持させる(S14)。すなわち、図8に示すように、アタッチメント10を砕石ホルダ30の貫通孔34内に挿入する。このとき、駆動装置11を駆動させながら、砕石ホルダ30の上部に配置されているアタッチメント10を下降させる。駆動装置11は、円筒部12及び螺旋部14が正転方向に回転するように駆動する。したがって、アタッチメント10は、正転方向に回転しながら、砕石ホルダ30の貫通孔内に挿入される。螺旋部14は回転しながら砕石ホルダ30内に侵入するため、貫通孔内の砕石を螺旋部14の螺旋(掘削翼)の間に取り込みながら挿入される。螺旋部14の螺旋(掘削翼)の間に取り込まれた砕石の一部は、円筒部12内にも進入する。このため、螺旋部14が砕石ホルダ30の貫通孔34を貫通し地表に達すると、螺旋部14及び円筒部12の先端には、砕石が保持された状態となる(図8に示す状態)。
Next, the
次に、アタッチメント10を地中に挿入して、地中を掘削する(S16)。図9に示すように、螺旋部14が貫通孔34を貫通して地表まで達した後、さらにアタッチメント10を下降させて、螺旋部14により地中を掘削する。このとき、S14と同様に、円筒部12及び螺旋部14が正転方向に回転するように、駆動装置11を駆動する。すなわち、S14とS16において、円筒部12及び螺旋部14を正転方向に回転させ続ける。したがって、螺旋部14の先端には、S14で投入された砕石が保持された状態となり、アタッチメント10は、螺旋部14の先端に砕石を保持したまま、所定の深さまで掘削する。螺旋部14及び円筒部12の先端に保持された砕石は、地中を掘削する際の圧力によって上方に押圧され、螺旋部14及び円筒部12に好適に保持される。また、地中の掘削によって排出される土砂は、円筒部12の外周に運ばれ、フィン13によって地表に排出される。この際、螺旋部14及び円筒部12の先端に砕石が保持されているため、掘削によって排出される土砂が円筒部12内に侵入することが抑制される。アタッチメント10が所定の深さまで到達すると、駆動装置11の正転回転の駆動を停止し、掘削を終了する。
Next, the
次に、砕石貯留部15に砕石を投入する(S18)。S16において掘削工程が終了すると、アタッチメント10は地中に挿入された状態となる。すなわち、アタッチメント10は最も低い位置まで下降した状態となる。このため、アタッチメント10の上部に配置されている砕石貯留部15は、地表から近い位置まで移動する。S18では、地表近くに配置された砕石貯留部15から砕石を投入する。このとき、砕石貯留部15からは、1本分の砕石杭を形成するために必要な砕石の全量が投入される。
Next, the crushed stone is put into the crushed stone storage unit 15 (S18). When the excavation process is completed in S16, the
上述したように、砕石貯留部15から一度の作業で投入可能な砕石の量は、1本分の砕石杭を形成する砕石の量より多くされている。このため、砕石貯留部15が地表近傍に配置されている状態で、砕石杭を形成する砕石の全量を一度の作業で投入することができる。S18の砕石投入工程では、砕石貯留部15が最も地表に近い位置まで下降しているため、砕石の投入に要する位置エネルギーを最小にすることができる。砕石杭の形成中に砕石を投入すると、アタッチメント10がS18における状態より上昇していることになる。すなわち、砕石投入口である砕石貯留部15も上方に位置することになる。このため、追加の砕石投入作業が発生しないことによって、作業時間を短縮できると共に、砕石投入に要するエネルギーの増大を抑えることができる。
As described above, the amount of crushed stone that can be input from the crushed
最後に、アタッチメント10を上昇させ、地中に砕石杭を形成する(S20)。砕石杭の形成は、掘削によって形成された空間に砕石を加圧しながら排出することによって行われる。このとき、螺旋部14が反転方向に回転するように、駆動装置11を駆動させる。S18の砕石投入工程において、1本分の砕石杭を形成するために必要な砕石の全量が円筒部12及び砕石貯留部15に投入されている。このため、S20において、追加の砕石を投入することなく、砕石杭を形成することができる。
Finally, the
本実施例では、円筒部12の先端及び螺旋部14の先端に砕石を保持した状態で地中を掘削する。このため、円筒部12の先端及び螺旋部14の螺旋(掘削翼)の先端に掘削によって排出された土砂が侵入することを抑制することができる。このため、砕石杭に混入する土砂を低減することができ、砕石杭の強度が低下することを抑制することができる。
In this embodiment, the underground is excavated while holding crushed stone at the tip of the
また、本実施例の砕石ホルダ30は、軸方向から見て略六角形となる形状に構成されている。このため、図4に示すように、貫通孔34の中心Oを通過し、その両端が砕石ホルダ30(詳細には本体部31)に接触する直線の寸法(例えば、図4に示すL1,L2)は、全周に亘り同一ではない(以下、L1,L2で例示される直線を、説明の便宜上、砕石ホルダ30の直径という。)。これにより、掘削時及び砕石杭形成時において、2つの効果を奏することができる。すなわち、砕石ホルダ30の直径のうち最も短い距離は、六角形の各辺の中心(例えば、点36)と中心Oを結んだ直線の長さ(例えば、L1)となる。アタッチメント10が砕石ホルダ30に挿入されたとき、点36の近傍では、砕石ホルダ30とアタッチメント10の間の隙間が小さくなる。このため、砕石ホルダ30によってアタッチメント10が案内され、アタッチメント10の昇降によって生じる揺動を抑制することができる。一方、貫通孔34の直径のうち最も長い距離は、六角形の頂点(例えば、点37)と中心Oを結んだ直線の長さ(例えば、L2)となる。アタッチメント10が砕石ホルダ30に挿入されたとき、点37の近傍では、砕石ホルダ30とアタッチメント10の間の隙間が大きくなる。このため、掘削時に生じた土砂は、点37付近で地中から地表に排出されやすくなる。したがって、本実施例の砕石ホルダ30は、アタッチメント10の昇降時に生じる揺動を抑制することができると共に、掘削時に生じる土砂を好適に排出することができる。なお、砕石ホルダの形状は、砕石ホルダと地表によって形成される空間に砕石を投入することができるように構成されていれば特に限定されるものではなく、例えば、軸方向に円形となるように構成されていてもよい。このような形状で構成されていても、円筒部12及び螺旋部14の先端への掘削土砂の侵入を抑制することができる。
Further, the crushed
なお、本実施例では、砕石ホルダ30は延長脚柱8に支持されているが、このような構成に限定されない。例えば、砕石ホルダは、地盤改良機50と別体で構成されていてもよい。このような構成であっても、砕石ホルダの貫通孔と地表との間の空間に砕石を投入し、その後、砕石ホルダの貫通孔にアタッチメント10を挿入することができれば、円筒部12及び螺旋部14の先端に砕石を保持した状態で掘削工程を行うことができる。したがって、本実施例と同様の作用効果を奏することができる。
In this embodiment, the crushed
また、本実施例では、アタッチメント10の上部に砕石貯留部15を備えているが、このような構成に限定されない。例えば、アタッチメントの円筒部の軸方向の側面から砕石を投入できる構成であってもよいし、アタッチメントが上昇した状態で砕石を投入するように構成されていてもよい。
Further, in this embodiment, the crushed
また、本実施例では、10t以上かつ50t以下の地盤改良機50を用いた例であったが、このような構成に限定されない。地盤改良機の大きさは限定されるものではなく、例えば、50t以上かつ100t以下の地盤改良機を用いることができる。このような比較的大きい地盤改良機を用いると、円筒部の直径が大きい(例えば、400mm〜500mmである)アタッチメントを用いることができ、例えば、5m〜30mの深さまで掘削することができる。このため、砕石杭を地盤の深くまで形成することができる。このような構成であっても、本実施例の砕石ホルダ30を用いて、円筒部及び螺旋部の先端に砕石を保持した状態で掘削することにより、円筒部及び螺旋部に土砂が侵入することを抑制することができる。すなわち、螺旋部によって掘削された空間に砕石杭を形成する装置であれば、本実施例と同様の砕石ホルダ30を用いることで、本実施例と同様の作用効果を奏することができる。したがって、本明細書が開示する砕石杭形成装置及び砕石杭の製造方法は、砕石杭を形成する種々の公知の工法に適用することができ、例えば、サンドコンパクション工法、グラベルドレーン工法、CDP工法等に適用することができる。
Further, in this embodiment, the
以上、本明細書に開示の技術の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。 Although specific examples of the techniques disclosed in the present specification have been described in detail above, these are merely examples and do not limit the scope of claims. The techniques described in the claims include various modifications and modifications of the specific examples illustrated above. In addition, the technical elements described in the present specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing.
4:リーダー
8:延長脚柱
10:アタッチメント
11:駆動装置
12:円筒部
13:フィン
14:螺旋部
15:砕石貯留部
30:砕石ホルダ
31:本体部
32:砕石投入部
34:貫通孔
35:空間
50:地盤改良機
100:砕石杭形成装置
4: Leader 8: Extension pedestal 10: Attachment 11: Drive device 12: Cylindrical part 13: Fin 14: Spiral part 15: Crushed stone storage part 30: Crushed stone holder 31: Main body part 32: Crushed stone input part 34: Through hole 35: Space 50: Ground improvement machine 100: Crushed stone pile forming device
Claims (5)
前記地中に挿入されて前記空間を形成し、前記地中から上昇しつつ前記空間に前記砕石杭を形成するアタッチメントと、
回転駆動力を発生させる駆動装置と、
地表に設置され、前記アタッチメントが貫通可能な貫通孔を有する砕石ホルダと、を備えており、
前記アタッチメントは、内部空間を有する円筒部と、前記円筒部内に回転可能に配置され、前記駆動装置に接続されて前記地中を掘削する螺旋部と、を備えており、
前記砕石ホルダは、
前記アタッチメントが前記地中に挿入される前の状態においては、前記アタッチメントの先端と前記地表と当該砕石ホルダによって囲まれる前記貫通孔内の空間に砕石を投入可能に構成されており、
前記アタッチメントが前記地中に挿入された後の状態においては、前記アタッチメントが当該砕石ホルダの前記貫通孔を貫通した状態で前記地中に挿入されており、
前記アタッチメントは、掘削時に、前記円筒部の先端の前記内部空間内に、前記砕石ホルダ内に投入された砕石を保持可能に構成されている、砕石杭形成装置。 A crushed stone pile forming device that forms crushed stone piles in the space formed in the ground.
An attachment that is inserted into the ground to form the space and rises from the ground to form the crushed stone pile in the space.
A drive device that generates rotational driving force and
It is equipped with a crushed stone holder that is installed on the surface of the earth and has a through hole through which the attachment can penetrate.
The attachment includes a cylindrical portion having an internal space and a spiral portion rotatably arranged in the cylindrical portion and connected to the driving device to excavate the underground.
The crushed stone holder
In the state before the attachment is inserted into the ground, the crushed stone can be thrown into the space in the through hole surrounded by the tip of the attachment, the ground surface and the crushed stone holder.
In the state after the attachment is inserted into the ground, the attachment is inserted into the ground with the attachment penetrating the through hole of the crushed stone holder .
The attachment is a crushed stone pile forming device configured to be able to hold crushed stones thrown into the crushed stone holder in the internal space at the tip of the cylindrical portion during excavation.
前記螺旋部は、前記正転方向の回転で前記地中を掘削し、前記反転方向の回転で砕石に圧力を印加する、請求項1に記載の砕石杭形成装置。 The driving device generates rotational driving force in the forward rotation direction and the reverse rotation direction.
The crushed stone pile forming apparatus according to claim 1, wherein the spiral portion excavates the underground by rotation in the forward rotation direction and applies pressure to the crushed stone by rotation in the reverse rotation direction.
前記砕石貯留部に一度に貯留できる砕石の量は、前記砕石杭を形成するために必要な砕石の全量以上である、請求項1又は2に記載の砕石杭形成装置。 The attachment further includes a crushed stone storage portion for storing crushed stone to be charged into the cylindrical portion.
The crushed stone pile forming apparatus according to claim 1 or 2, wherein the amount of crushed stone that can be stored in the crushed stone storage unit at one time is equal to or more than the total amount of crushed stone required for forming the crushed stone pile.
前記駆動装置によって前記螺旋部と前記円筒部とを一体に回転させて前記アタッチメントを地中内に挿入しながら地中を掘削する掘削工程と、
前記アタッチメントを地中に挿入することで地中内に形成される前記円筒部内の空間に砕石を投入する砕石投入工程と、
前記アタッチメントを地中内から上昇させながら前記円筒部内に投入された砕石によって砕石杭を形成する形成工程と、を備えており、
前記掘削工程では、前記螺旋部の少なくとも先端に前記螺旋部の先端側から前記内部空間内に供給された砕石を保持した状態で前記アタッチメントが地中内に挿入されることを特徴とする砕石杭の製造方法。 A crushed stone pile formed by using an attachment for forming a crushed stone pile including a cylindrical portion having an internal space and a spiral portion rotatably arranged in the cylindrical portion and connected to a drive device to excavate the ground. It is a manufacturing method of
An excavation process in which the spiral portion and the cylindrical portion are integrally rotated by the drive device to excavate the ground while inserting the attachment into the ground.
A crushed stone throwing step of throwing crushed stone into the space inside the cylindrical portion formed in the ground by inserting the attachment into the ground,
It is provided with a forming step of forming a crushed stone pile by crushed stones thrown into the cylindrical portion while raising the attachment from the ground.
In the excavation step, the crushed stone pile is characterized in that the attachment is inserted into the ground while holding the crushed stone supplied into the internal space from the tip end side of the spiral portion at least at the tip of the spiral portion. Manufacturing method.
前記アタッチメントが貫通可能な貫通孔を有する砕石ホルダを地表に設置する設置工程と、
設置された前記砕石ホルダと前記アタッチメントの先端と前記地表によって囲まれる前記貫通孔内の空間に砕石を投入する投入工程と、
前記駆動装置によって前記螺旋部と前記円筒部とを一体に回転させながら前記砕石ホルダの貫通孔に前記アタッチメントを挿入することで、前記螺旋部の少なくとも先端に前記投入工程で投入された前記砕石を保持する工程と、を実行することを特徴とする、請求項4に記載の砕石杭の製造方法。
Before the excavation process
An installation process in which a crushed stone holder having a through hole through which the attachment can penetrate is installed on the ground surface, and
A loading step of loading crushed stone into the space in the through hole surrounded by the installed crushed stone holder, the tip of the attachment, and the ground surface.
By inserting the attachment into the through hole of the crushed stone holder while integrally rotating the spiral portion and the cylindrical portion by the driving device, the crushed stone charged in the charging step is inserted into at least the tip of the spiral portion. The method for manufacturing a crushed stone pile according to claim 4, wherein the step of holding and the step of performing the steps are performed.
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