JP2000345548A

JP2000345548A - 地盤圧密装置

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Publication number: JP2000345548A
Application number: JP11160357A
Authority: JP
Inventors: Masahisa Higuchi; 雅久樋口
Original assignee: H G SERVICE KK
Current assignee: H G SERVICE KK
Priority date: 1999-06-08
Filing date: 1999-06-08
Publication date: 2000-12-12
Anticipated expiration: 2019-06-08
Also published as: JP3259910B2

Abstract

(57)【要約】【課題】横方向に広がりを持つ十分な強度の柱状圧密
基礎を容易に造成する。【解決手段】作業機２により昇降可能に支持され、基
端部に回転駆動部３を有する駆動軸４と、この駆動軸４
に沿って掘削土等の土砂を搬送するように設けられた搬
送部６と、前記駆動軸４の先端部に設けられ、正回転に
より地盤Ｇの掘削が可能で、且つ逆回転により前記搬送
部６からの土砂を掘削孔２６の径方向外方へ押し込んで
圧密する少なくとも二つのカム面７，７を有する圧密カ
ム８とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、軟弱地盤を柱状に
圧密改良する地盤圧密装置に係り、特に圧密性能の向上
を図った地盤圧密装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】軟弱地盤を圧密する方法の一つとして、
掘削用アースオーガを基にした柱状圧密工法が知られて
いる。この工法は、アースオーガにより地盤を所要深さ
まで掘削してから、アースオーガの逆回転により先に掘
り上げた地盤土に山砂等を加えた土砂を掘削孔の孔底に
送り込んで圧密し、作業機側から与えた荷重に圧密反力
が抗して徐々にアースオーガが掘削孔から引き上がって
くることにより地盤中に柱状の圧密基礎を造成するもの
である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記工
法においては、アースオーガの逆回転により土砂をアー
スオーガの長手方向に沿って送り込むが、アースオーガ
の螺旋ブレードの取付け角度上、圧力の鉛直方向への成
分が高くなるため、土質によっては、土砂が横方向（掘
削孔の径方向外方）へはそれほど広がらず、土砂が鉛直
方向に直ぐに締め固まって圧密反力を生じてしまい、横
方向に十分な広がりを持つ柱状圧密基礎を造成すること
が難しい。

【０００４】また、前記工法においては、アースオーガ
を押し上げようとする圧密反力に抗する荷重で圧密の度
合に差が生じるために十分な荷重を作業機側から与える
必要があり、例えば機体荷重については、１０トン程度
が必要で、このため、都市部の狭い住宅地の事情に合わ
せて小型の機械を開発しようとする場合の制約となって
いる。

【０００５】本発明は、前記事情を考慮してなされたも
ので、横方向に広がりを持つ十分な強度の柱状圧密基礎
を容易に造成することができる地盤圧密装置を提供する
ことを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明のうち、請求項１
に係る地盤圧密装置は、作業機により昇降可能に支持さ
れ、基端部に回転駆動部を有する駆動軸と、この駆動軸
に沿って掘削土等の土砂を搬送するように設けられた搬
送部と、前記駆動軸の先端部に設けられ、正回転により
地盤の掘削が可能で、且つ逆回転により前記搬送部から
の土砂を掘削孔の径方向外方へ押し込んで圧密する少な
くとも二つのカム面を有する圧密カムとを備えたことを
特徴とする。

【０００７】請求項２に係る地盤圧密装置は、請求項１
に係る地盤圧密装置において、前記駆動軸が内外二重構
造とされ、その内軸の先端部に前記圧密カムが設けら
れ、外軸の外周に前記搬送部としての螺旋翼が設けられ
ていることを特徴とする。

【０００８】請求項３に係る地盤圧密装置は、請求項１
または２に係る地盤圧密装置において、前記回転駆動部
がその一つの駆動源から前記内軸と外軸に異なる回転を
与える歯車機構を備えていることを特徴とする。

【０００９】請求項４に係る地盤圧密装置は、請求項１
に係る地盤圧密装置において、前記駆動軸が円筒状のケ
ーシング内に挿通されており、このケーシングの基端側
には地盤改良材を空気輸送により供給する供給装置が接
続されていることを特徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を添
付図面に基いて詳述する。

【００１１】本発明の第１の実施の形態を示す図１〜図
５において、１は地盤圧密装置で、この地盤圧密装置１
は作業機２により昇降可能に支持され、基端部に回転駆
動部３を有する駆動軸（回転軸）４を備えている。図示
例の作業機２は、ブーム５に地盤圧密装置１を吊下げる
タイプであるが、作業機としては、リーダに地盤圧密装
置を取付けるタイプであってもよい。

【００１２】前記回転駆動部３は、例えば油圧モータか
らなっている。前記駆動軸４に沿って掘削土等の土砂を
搬送する搬送部６が設けられ、駆動軸４の先端部には、
正回転（図４では反時計方向）により地盤Ｇの掘削が可
能で、且つ逆回転（時計方向、矢印Ｅ方向）により前記
搬送部６からの土砂を掘削孔の径方向外方へ押し込んで
圧密する少なくとも二つのカム面７，７を有する圧密カ
ム８が設けられている。

【００１３】本実施の形態の駆動軸４は、内軸４ａと外
軸４ｂの内外二重構造とされ、その内軸４ａの先端部に
前記圧密カム８が設けられ、外軸４ｂの外周に前記搬送
部６としての螺旋翼９が長手方向に沿って設けられてい
る。外軸４ｂは、中空軸からなり、この外軸４ｂ内に内
軸４ａが回転可能に挿通されている。外軸４ｂ内の先端
側には、内軸４ａを回転ぶれを起こさないように回転可
能に支持する軸受が設けられ、外軸４ｂと圧密カム８ま
たは内軸４ａとの間には、外軸４ｂ内に土砂等が侵入し
ないようにシールするＯリング等のシール手段が設けら
れていることが好ましい（図示省略）。

【００１４】また、本実施の形態の回転駆動部３は、そ
の一つの駆動源から前記内軸４ａと外軸４ｂに異なる回
転を与える歯車機構１０を備えている。この歯車機構１
０は、図２ないし図３に示すように、回転駆動部３の出
力軸３ａに取付けられた駆動歯車１１と、この駆動歯車
１１に中間歯車１２を介して噛合された内歯歯車１３と
から主に構成されている。回転駆動部３のハウジング３
ｂの下端部には、前記内歯歯車１３を回転可能に支持す
る支持板１４が複数のボルト１５により取付けられ、こ
れらのボルト１５にはそれぞれの軸回りに前記中間歯車
１２が回転可能に支持されている。

【００１５】前記内歯歯車１３と外軸４ｂには、対向す
るフランジ部１６，１７が設けられ、両フランジ部１
６，１７が接合具であるボルト１８とナット１９により
着脱可能に接合されている。また、回転駆動部３の出力
軸３ａには、内軸４ａが継手手段により着脱可能に接合
されている（図示省略）。これにより、一つの駆動源か
ら内軸４ａと外軸４ｂに異なる回転例えば互いに逆方向
の回転を与えることができるようになっている。

【００１６】なお、異なる回転としては、例えば回転方
向が同じで回転速度が異なる回転であってもよい。内軸
４ａと外軸４ｂの回転方向が同じ場合には、外軸４ｂの
螺旋翼９と圧密カム８の螺旋翼部２０とを同じ螺旋方向
とする。前記ハウジング３ｂの下端部および支持板１４
と内歯歯車１３との間にはベアリング２１，２２が介設
され、ハウジング３ｂの下端部、支持板１４および内歯
歯車１３で囲まれた内部にはグリースが充填されている
ことが好ましい（図示省略）。

【００１７】一方、前記圧密カム８は、図４にも示すよ
うに、図示例では断面円弧状の輪郭曲線からなるカム面
７を有する断面略半円状の一対のカム部２３，２３を向
い合わせて回転中心Ｃに対し互いに反対方向に同じ偏心
量だけ偏心させた断面形状に形成されている。また、圧
密カム８は、外軸４ｂの外径と略同じ外径の基礎円Ｄを
有し、この基礎円Ｄ上に各カム面７の一端が接してい
る。

【００１８】前記カム面７の他端と基礎円Ｄを結ぶ部分
が地盤Ｇを掘削する掘削部２４とされている。この掘削
部２４は、掘削性能を向上させるために断面凹面状に形
成されていることが好ましく、また、掘削方向（正回転
方向）に傾斜していてもよい。前記カム面７の上端部に
は、掘削部２４の上端から連続した螺旋翼部２０がカム
面７の範囲内で設けられている。

【００１９】この螺旋翼部２０は、外軸４ｂの螺旋翼９
とは逆の螺旋方向とされている。この螺旋翼９によっ
て、圧密カム８の正回転時には掘削部２４で掘削した土
砂を外軸４ｂ側へ送り、逆回転時には外軸４ｂ側からカ
ム面７に土砂を取り込むようになっている。なお、圧密
カム８の逆回転方向は、図２、図４および図５に矢印Ｅ
で示されている。前記圧密カム８の外径は、外軸４ｂの
螺旋翼９の外径と略同じか、若干大きく形成されている
ことが好ましい。圧密カム８は、軸方向の略中間部から
先端部に向って漸次縮径された円錐状の傾斜面２５を有
している（図１参照）。

【００２０】次に、以上の構成からなる地盤圧密装置の
作用を述べる。地盤Ｇを掘削する場合には、先端の圧密
カム８を駆動軸４の内軸４ａにより正回転（図示例では
反時計方向）させると共に、駆動軸の外軸を逆回転（時
計方向）させ、地盤圧密装置１を先端側から地盤Ｇに掘
進させて地盤Ｇを掘削して行く。この掘削工程では、圧
密カム８の掘削部２４により地盤Ｇが掘削され、掘削さ
れた土砂（地盤土）は螺旋翼部２０により外軸４ｂ側
（上方）に送られ、更に外軸４ｂの螺旋翼９により上方
に搬送されて地上に搬出される。

【００２１】地盤Ｇを所要の深さまで掘削したなら、回
転駆動部３の回転方向を切り換えて、図５に示すよう
に、前記圧密カム８を逆回転させると共に、外軸４ｂを
正回転させる。この時、地上に搬出ないし掘り上げられ
た土砂に地盤改良材例えば山砂、セメント等を加えた土
砂（混合土）Ｓを孔口２６ａから掘削孔２６内に投入す
る。

【００２２】投入された土砂Ｓは、外軸４ｂの螺旋翼９
により下方へ搬送され、更に圧密カム８の螺旋翼部２０
によりカム面７に取り込まれ、両カム７，７面により横
方向（掘削孔の径方向外方、矢印Ｆ方向）に押し込まれ
て圧密される。また、土砂Ｓは、圧密カム８の傾斜面２
５に沿って先端側の孔底２６ｂにも送られ、傾斜面２５
側のカム面７によって圧密される。

【００２３】この場合、圧密カム８は、孔底２６ｂ側か
ら圧密反力を受けるが、孔壁側（掘削孔の径方向）から
もより多くの圧密反力を受けるため、アースオーガ式の
従来工法のように地盤圧密装置１が不本意に押し上げら
れることはない。このため、圧密反力に抗する荷重を地
盤圧密装置１に加える必要がなく、従って、作業機２の
大型化を余儀なくされることがなく小型化が図れる。圧
密の度合は回転駆動部３にかかるトルク等によって推察
することができ、所望の圧密度を維持しながら地盤圧密
装置１を徐々に引き上げて行くことにより、柱状の圧密
基礎を造成する。

【００２４】このように前記地盤圧密装置１によれば、
作業機２により昇降可能に支持され、基端部に回転駆動
部３を有する駆動軸４と、この駆動軸４に沿って掘削土
等の土砂を搬送するように設けられた搬送部６と、前記
駆動軸４の先端部に設けられ、正回転により地盤Ｇの掘
削が可能で、且つ逆回転により前記搬送部６からの土砂
を掘削孔２６の径方向外方へ押し込んで圧密する少なく
とも二つのカム面７，７を有する圧密カム８とを備えて
いるため、横方向に広がりを持つ十分な強度の柱状圧密
基礎を容易に造成することができる。

【００２５】また、前記駆動軸４が内外二重構造とさ
れ、その内軸４ａの先端部に前記圧密カム８が設けら
れ、外軸４ｂの外周に前記搬送部６としての螺旋翼９が
設けられているため、圧密カム８と搬送部６（螺旋翼
９）を効率よく作動させることが可能となり、作業効率
の向上が図れる。更に、前記回転駆動部３がその一つの
駆動源から前記内軸４ａと外軸４ｂに異なる回転を与え
る歯車機構１０を備えているため、二つの駆動源を必要
とせず、コストおよび重量の低減が図れる。

【００２６】なお、地盤Ｇが泥土等の極めて軟弱な地質
である場合には、前述したような地盤Ｇの掘削を行なわ
ずに、圧密カム８を圧密方向（逆回転方向）に回転させ
ながら地盤圧密装置１を直接地盤Ｇに挿入して行き（こ
の工程では地盤改良材は供給しない）、所定の深度まで
挿入したら、地盤改良材例えば山砂を供給して圧密を開
始し、後は前記と同様の圧密工程により柱状の圧密基礎
を造成すればよい。

【００２７】図６は、本発明の第２の実施の形態を示し
ている。本実施の形態の地盤圧密装置において、前記実
施の形態の地盤圧密装置と同一部分は同一参照符号を付
して説明を省略する。本実施の形態の地盤圧密装置にお
いては、前記駆動軸４が一軸構造とされ、この駆動軸４
が円筒状のケーシング３０内に挿通されており、このケ
ーシング３０の基端側には地盤改良材例えば山砂を空気
輸送により供給する供給装置３１が接続されている。

【００２８】前記駆動軸４の外周には搬送部６としての
螺旋翼９が設けられ、この螺旋翼９を有する駆動軸４の
周りを取り囲むようにケーシング３０が設けられてい
る。前記螺旋翼９の螺旋方向は、圧密カム８の螺旋翼部
２０の螺旋方向と同じとされている。前記ケーシング３
０の基端部（上端部）は、閉塞されていて回転駆動部３
のハウジング３ｂの下端部に固定されている。ハウジン
グ３０の先端部は、駆動軸４の先端に設けられた圧密カ
ム８に臨んで開口されている。駆動軸４の先端側は、ハ
ウジング３０内に軸受３２を介して回転可能に支持され
ている。ハウジング３０の口径は、圧密カム８の外径と
略同じとされていることが好ましい。

【００２９】前記供給装置３１は、地盤改良材例えば山
砂Ｓを収容したタンク３３内から山砂Ｓをコンプレッサ
ー３９からの圧搾空気流により吸引して輸送するエゼク
ター３４を備えている。前記ハウジング３０の基端側に
は、前記エゼンクター３４から輸送管３５を介して空気
輸送される山砂Ｓをハウジング３０内に投入するホッパ
ー３６が設けられている。このホッパー３６内には、横
方向から空気輸送された山砂を下方へ落下させるための
斜板３７が設けられている。この斜板３７は、例えばメ
ッシュ、多孔板等からなり、通気可能であることが好ま
しい。また、ホッパー３６には、空気抜き口またはリタ
ーン口３８が設けられていることが好ましい。

【００３０】本実施の形態の地盤圧密装置によれば、前
記実施の形態と同様の作用効果を奏することができる他
に、前記駆動軸４が円筒状のケーシング３０内に挿通さ
れており、このケーシング３０の基端側には地盤改良材
例えば山砂Ｓを空気輸送により供給する供給装置３１が
接続されているため、簡単な構造で地盤改良材例えば山
砂Ｓをケーシング３０内に容易に供給することができる
と共に、ケーシング３０内を通すことにより軟弱地盤の
影響を受けずに地盤改良材例えば山砂Ｓを圧密カム８ま
で円滑に導いて圧密に供することができ、特に軟弱地質
の地盤の圧密に有効である。

【００３１】なお、前記螺旋翼９は、駆動軸４の全長に
亘って設けられていてもよいが、図示例のように駆動軸
４の一部に設けられていてもよい。また、本実施の形態
においては、前記ケーシング３０が前記実施の形態の外
軸４ｂのように回転可能になっていてもよい。この場
合、ケーシング３０の基端側には、スイベル部を介して
ホッパー３６が設けられる。また、この場合、螺旋翼９
が駆動軸４の外周ではなくケーシング３０の内周に設け
られていてもよい。

【００３２】以上、本発明の実施の形態を図面により詳
述してきたが、本発明は前記実施の形態に限定されるも
のではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲での種々の
設計変更等が可能である。例えば、前記実施の形態で
は、二つのカム面を有する圧密カムが例示されている
が、カム面は三つ以上設けられていてもよい。カム面に
は、摩耗を防止する超硬チップを設けることが好まし
い。また、駆動軸の外周に設けられる螺旋翼は、一条が
好ましいが、二条以上であってもよい。

【００３３】

【発明の効果】以上要する本発明によれば、次のような
効果を奏することができる。

【００３４】（１）請求項１に係る地盤圧密装置によれ
ば、作業機により昇降可能に支持され、基端部に回転駆
動部を有する駆動軸と、この駆動軸に沿って掘削土等の
土砂を搬送するように設けられた搬送部と、前記駆動軸
の先端部に設けられ、正回転により地盤の掘削が可能
で、且つ逆回転により前記搬送部からの土砂を掘削孔の
径方向外方へ押し込んで圧密する少なくとも二つのカム
面を有する圧密カムとを備えているため、横方向に広が
りを持つ十分な強度の柱状圧密基礎を容易に造成するこ
とができる。

【００３５】（２）請求項２に係る地盤圧密装置によれ
ば、前記駆動軸が内外二重構造とされ、その内軸の先端
部に前記圧密カムが設けられ、外軸の外周に前記搬送部
としての螺旋翼が設けられているため、圧密カムと搬送
部を効率よく作動させることが可能となり、作業効率の
向上が図れる。

【００３６】（３）請求項３に係る地盤圧密装置によれ
ば、前記回転駆動部がその一つの駆動源から前記内軸と
外軸に異なる回転を与える歯車機構を備えているため、
二つの駆動源を必要とせず、コストおよび重量の低減が
図れる。

【００３７】（４）請求項４に係る地盤圧密装置によれ
ば、前記駆動軸が円筒状のケーシング内に挿通されてお
り、このケーシングの基端側には地盤改良材を空気輸送
により供給する供給装置が接続されているため、簡単な
構造で地盤改良材をケーシング内に容易に供給すること
ができると共に、ケーシング内を通すことにより地盤改
良材を軟弱地盤の影響を受けずに圧密カムまで円滑に導
いて圧密に供することができ、特に軟弱地盤の圧密に有
効となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示す地盤圧密装置
の側面図である。

【図２】図１の地盤圧密装置における回転駆動部の歯車
機構を示す一部断面側面図である。

【図３】図２のＢ−Ｂ線断面図である。

【図４】図１のＡ−Ａ線拡大断面図である。

【図５】図１の地盤圧密装置による地盤圧密状況を示す
図である。

【図６】本発明の第２の実施の形態を示す地盤圧密装置
の側面図である。

【符号の説明】

Ｇ地盤１地盤圧密装置２作業機３回転駆動部４駆動軸４ａ内軸４ｂ外軸６搬送部７カム面８圧密カム９螺旋翼１０歯車機構２６掘削孔３０ケーシング３１供給装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】作業機により昇降可能に支持され、基端
部に回転駆動部を有する駆動軸と、この駆動軸に沿って
掘削土等の土砂を搬送するように設けられた搬送部と、
前記駆動軸の先端部に設けられ、正回転により地盤の掘
削が可能で、且つ逆回転により前記搬送部からの土砂を
掘削孔の径方向外方へ押し込んで圧密する少なくとも二
つのカム面を有する圧密カムとを備えたことを特徴とす
る地盤圧密装置。
【請求項２】前記駆動軸が内外二重構造とされ、その
内軸の先端部に前記圧密カムが設けられ、外軸の外周に
前記搬送部としての螺旋翼が設けられていることを特徴
とする請求項１記載の地盤圧密装置。
【請求項３】前記回転駆動部がその一つの駆動源から
前記内軸と外軸に異なる回転を与える歯車機構を備えて
いることを特徴とする請求項１または２記載の地盤圧密
装置。
【請求項４】前記駆動軸が円筒状のケーシング内に挿
通されており、このケーシングの基端側には地盤改良材
を空気輸送により供給する供給装置が接続されているこ
とを特徴とする請求項１記載の地盤圧密装置。