JP2001288974A - 現場打ちコンクリート杭製作のための掘削用装置 - Google Patents

現場打ちコンクリート杭製作のための掘削用装置

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JP2001288974A
JP2001288974A JP2001069363A JP2001069363A JP2001288974A JP 2001288974 A JP2001288974 A JP 2001288974A JP 2001069363 A JP2001069363 A JP 2001069363A JP 2001069363 A JP2001069363 A JP 2001069363A JP 2001288974 A JP2001288974 A JP 2001288974A
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auger
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boring
controlling
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JP2001069363A
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English (en)
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De Verninac Bertrand Steff
ステフ ドゥ ベルニーナ ベルトラン
Philippe Chagnot
シャノ フィリップ
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Compagnie du Sol SARL
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Compagnie du Sol SARL
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D5/00Bulkheads, piles, or other structural elements specially adapted to foundation engineering
    • E02D5/22Piles
    • E02D5/34Concrete or concrete-like piles cast in position ; Apparatus for making same
    • E02D5/36Concrete or concrete-like piles cast in position ; Apparatus for making same making without use of mouldpipes or other moulds

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)
  • Piles And Underground Anchors (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】現場打ちコンクリート杭製作のための掘削用装
置に関する。 【解決手段】この装置には、ウェブの外径を超えない外
径をもつ先端部16で終結したウェブ14を含む第1の
オーガー12;第1のオーガーが自由に並進運動する形
で取りつけられている中空ウェブ28を含む、第2のオ
ーガー26;第1のオーガーを回転させこれに垂直力を
加えるための第2のボーリングヘッド18;第1のオー
ガーに適用される回転速度、トルク及び垂直力を制御す
るための手段20、22; 第2のオーガーを回転させ
これに垂直力を加えるための、第1のヘッドとは独立し
た第2のボーリングヘッド30;第2のオーガーに適用
される回転速度、トルク及び垂直力を制御するための手
段34,36;及び第1及び第2のオーガーの有効進入
速度を測定するための手段24,40が含まれている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、現場打ちコンクリート
杭製作のための土壌掘削用装置を目的とする。
【0002】より厳密に言うと、本発明は、土壌中に立
坑を堀り、その後、このようにして作られた立坑にコン
クリートそして場合によっては鉄筋を用いた充てんを行
なうことによって現場打ちコンクリート杭を製作するこ
とを可能にする装置に関する。
【0003】さらに厳密に言うと、本発明は、その掘削
工具がオーガーから成るこのタイプの装置に関する。
【0004】
【従来の技術】円筒形の立坑を作るためのオーガーを用
いた土壌の掘削は、それぞれボーリング及び排出と呼ば
れる2つの土壌掘削技術を利用することができる。第1
の技術は、単数又は複数羽根を用いて、土壌を掘りこの
掘削が進むにつれて掘削された土壌の上昇を誘発して、
その後コンクリート又は類似の材料で充てんされること
になる円筒形の立坑を得ることから成る。排出技術は、
かくして作られた立坑のまわり及び先端部でオーガーを
用いて掘削された土壌を押し上げることから成る。
【0005】本特許出願において、掘削というのは、ボ
ーリング技術と同時に排出技術を網羅する包括的な用語
である。さらに、最も往々にして、既知の装置では、ボ
ーリングに関係する部分及び側方排出に関係する部分の
組合せの結果として立坑の掘削が得られるということを
明記しなくてはならない。
【0006】同様に、排出率というのは、掘削された立
坑の全体断面積に対する、利用された工具に起因する排
出現象の結果得られるこの断面積の割合を意味するとい
うことも明記しておかくてはならない。
【0007】現場打ちコンクリート杭を製作すべきゾー
ン上で行なわれたテストの後、一部の杭が基本的に排出
によって製作されその他の杭が基本的にボーリングによ
り製作されなくてはならないということを見極めること
ができる。同様に、同じ現場打ちコンクリート杭の製作
のために、異なる地層の性質に応じて掘削の一部の区間
が排出によって行なわれ、その他の区間がボーリングに
よって実施されなくてはならないという結論に到達する
可能性もある。
【0008】掘削すべき立坑の直径が限定されたままで
ある限り、ボーリング又は排出によって効率の良い現場
打ちコンクリート杭製作用立坑の掘削を可能にする連続
オーガー付き装置も知られている。反対に、このような
装置は、受諾できる経済的条件下で特にこの種の装置の
中で一般に利用されるオーガーの回転駆動用動力手段を
用いて、土壌又は求められる結果に応じて広範な直径範
囲にわたりボーリング/排出の割合を変動させて立杭を
掘削することを可能にするものではない。
【0009】欧州特許出願EP131562号及びEP
853162号は、特に、現場打ちコンクリート杭製作
用の装置及び方法について記述している。しかしながら
これらの装置は、上述の問題を解決できるものではな
い。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、0.
3〜1.2メートルの間好ましくは0.4〜0.8メート
ルの間に含まれる直径の掘削を実施するために必要に応
じてボーリング又は排出技術を利用できるようにする現
場打ちコンクリート杭の製作用の土壌掘削装置を提供す
ることにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明に従うと、現場打ちコンクリート杭製作のた
めの掘削用装置は、 − ウェブの外径を超えない外径をもつ先端部で終結し
た直径d1の第1のウェブ、及びd2に等しい外径をもち
ほぼウェブの長さ全体の上に延びるらせん形状の少なく
とも1枚の羽根を含む第1のオーガー; − 前記第1のオーガーが自由に並進運動する形で取り
つけられている内径d 3>d2の第2の中空ウェブ及び、
外径d4でほぼ前記第2のウェブの長さ全体にわたり延
びるらせん形状の少なくとも1枚の羽根を含む第2のオ
ーガー; − 前記第1のオーガーを回転させ、このオーガーに垂
直力を加えるための第1のボーリングヘッド; − 前記第1のオーガーに適用される回転速度、トルク
及び垂直力を制御するための第1の手段; − 前記第1のオーガーの有効進入速度を測定するため
の第1の手段; − 前記第2のオーガーを回転させこのオーガーに垂直
力を加えるための、第1のヘッドとは独立した第2のボ
ーリングヘッド; − 前記第2のオーガーに適用される回転速度、トルク
及び垂直力を制御するための第2の手段; 及び − 第2のオーガーの有効進入速度を測定するための第
2の手段;を含んで成ることを特徴とする。
【0012】各々その長さの大部分にわたりらせん形状
の羽根を少なくとも1枚有する2つの同心オーガーを利
用することによって、これらのオーガーの回転駆動の制
御及びこれら2つのオーガーの相対的位置の制御によ
り、特に土壌の性質に応じて異なる深さについてボーリ
ング及び/又は排出による土壌掘削のさまざまな形状を
得ることができる、ということがわかる。
【0013】好ましくは、0.5d2<d1<0.75d2
という関係が成立つ。
【0014】特に、適切な条件下で2つのオーガーの同
時回転を制御することにより、第2のオーガーすなわち
外側オーガーのウェブの直径に対応する掘削された立坑
内の排出率を得ることが可能であるという点を強調する
ことが重要である。この結果は、特に、内側オーガーの
らせん内に収納され外側オーガーのウェブ内に配置され
た土壌の部分が、内側オーガーの通過を可能にするため
外側オーガーのウェブが中空であるにもかかわらずこの
ウェブの直径に対応する全断面積上の土壌の排出を可能
にするプラグの等価物を構成するという事実から得られ
るものである。
【0015】本発明のその他の特徴及び利点は、制限的
意味のない例として示された本発明の1実施形態につい
て以下の記述を読むことによって、より明確になること
だろう。
【0016】
【実施例】まず最初に図1を参照して、現場打ちコンク
リート杭の製作用の掘削装置全体について記述する。
【0017】この図では、土壌中へのオーガーの貫入に
有利に作用し排出プラグの役目を果たすことのできる先
端部からその下端部14aに備わった直径d1のウェブ
14を有する第1のオーガー12つまり内側オーガーが
表わされている。異なる形態を呈しうるこの先端部16
は、ウェブ14の直径以下の最大半径を有する。ウェブ
14には、その下端部14aからその上端部14bの近
くまでウェブ14のほぼ全長にわたって延びるらせん形
状をした羽根18が具備されている。オーガー12のら
せん形状の羽根18の外形をd2と呼ぶ。
【0018】周知のとおり、ウェブ14の上端部14b
は、オーガー14に対し制御回路20により規定された
回転速度及びトルクを付与することによってオーガー1
4を回転させることをその機能とする第1のボーリング
ヘッド18と連動する。ボーリングヘッド18のもう1
つの機能は、オーガー12に対し、制御回路22により
調節される土壌内の垂直方向貫入力を加えることにあ
る。その上、ボーリングヘッド18には、掘削孔の中で
内側オーガー12の下端部14aが土壌中に貫入する速
度又は深さを決定することを可能にするセンサー24が
備わっている。
【0019】装置は同様に、中空ウェブ28をもちかく
してその下端部28aが開放されている外側オーガー2
6も含んで成る。ウェブ28の上端部28bは、第1の
ボーリングヘッド18とは独立した第2のボーリングヘ
ッド30と連動する。外側オーガー26のウェブ28
は、その外部面上に、その下端部28aからその上端部
28bの近くまで延びるらせん形状の羽根32を少なく
とも1つ備えている。ボーリングヘッド30は、34と
いう番号で示された回転速度及びトルク制御回路、力の
適用装置36及び掘削孔中のオーガー26の下端部の深
さの測定用センサ40に結びつけられている。
【0020】好ましくは、内側オーガー12のウェブ直
径d1及びこのオーガーのらせんの直径d2は、羽根に対
応する直径d2の円の表面積に対するウェブの断面の表
面積の比が25%〜80%,好ましくは30%〜50%
の間に含まれるような形で選択される。
【0021】この特徴は、内側オーガー12の回転を適
切に制御することによってこれら2つの値の間に含まれ
る土壌の排出率を確実に得ることができるようにするこ
とを可能にしている。同様にして、好ましくは、外部オ
ーガーのウェブ28の直径と外部オーガー28のらせん
形状の羽根32の直径d4の間の比は、直径d3及びd 4
の円の表面の間の比が25%〜60%の間、好ましくは
30%〜50%の間に含まれるような形で選択される。
【0022】この最後の特徴は、内側オーガー12及び
外側オーガー26が適切に回転駆動されるとき、上述の
値に含まれる排出率を得ることを可能にする。実際、こ
の場合、内部オーガーのウェブ、内部オーガーの羽根の
らせん及び外部オーガーの中空ウェブ28の内部壁の間
にとじ込められた土壌は、外部オーガーの中空ウェブの
断面に対応する排出を得ることができるようにする1つ
のプラグを構成する。
【0023】本発明の配置及び特に内部及び外部オーガ
ーの特徴そしてこれら2つのオーガーが垂直並進運動及
び回転運動について別々に制御されうるという事実のお
かげで、現場打ちコンクリート杭を製作するための掘削
作業における多大な柔軟性を得ることが可能であるとい
うことがわかる。実際、適切なあらゆる深さで、基本的
な排出作業をボーリング作業へと移行させることが可能
である。同様に、一方のオーガーが一時的に休止してい
る状態でもう一方のオーガーのみを移動をさせ、引き続
きその後に第2のオーガーの作用を誘発させることも可
能である。
【0024】同様に、内部オーガー12をボーリングで
作業させたい場合には、ネジ込み方向へこのオーガーの
回転を制御し、反対方向へ外部オーガーの回転を制御す
ることも可能であり、このことは内部オーガーの羽根の
回転作用下で外部オーガーの中空ウェブの内部での掘削
土の押上げに有利に作用する。
【0025】図2では、ボーリング及び/又は排出によ
る掘削の実施の後、作られた掘削孔の内部で現場打ちコ
ンクリート杭を製作するのに必要なコンクリート又は類
似の材料を誘導することのできるプランジャ管50が内
部オーガー12に具備されている改良型の一実施形態が
表わされている。
【0026】掘削装置10の完全な管理を可能にするた
め、この掘削装置には、制御ステーション又は制御卓5
2が含まれ、この制御ステーションは、その中に入力さ
れる命令I及び深さセンサー24及び40により送り出
される情報に応じてボーリングヘッド18及び30の制
御回路20及び34を管理できるようにする。制御ステ
ーション52内に入力される命令Iは、有利には、現場
打ちコンクリート杭を製作すべきゾーン内で予め実施さ
れる試験的ボーリングの結果としてもたらされ得る。
【0027】かくして、同時に又は交互に作動可能であ
る2つのオーガーを別々に起動させることが可能であ
る。すでに示したとおり、一つの掘削を実施中に、掘削
孔が掘られている土壌の特徴の変動に応じてオーガーの
作動モード(排出,ボーリング)を修正することが可能
である。
【図面の簡単な説明】
【図1】掘削装置及びその主要な制御要素を垂直断面図
で表わす。
【図2】プランジャ管が備わった内側オーガーの下端部
を示す。
【符号の説明】
12 第1のオーガー 14 ウェブ 16 先端部 18 ボーリングヘッド 20,22 制御回路 24 センサー 26 第2のオーガー 28 中空ウェブ 30 ボーリングヘッド 34 回転速度、トルク制御回路 36 力の適用装置 40 測定用センサ

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 現場打ちコンクリート杭製作のための掘
    削用装置において。 − ウェブの外径を超えない外径をもつ先端部で終結し
    た直径d1の第1のウェブ、及びd2に等しい外径をもち
    ほぼウェブの長さ全体の上に延びるらせん形状の少なく
    とも1枚の羽根を含む第1のオーガー; − 前記第1のオーガーが自由に並進運動する形で取り
    つけられている内径d 3>d2の第2の中空ウェブ及び、
    外径d4でほぼ前記第2のウェブの長さ全体にわたり延
    びるらせん形状の少なくとも1枚の羽根を含む第2のオ
    ーガー; − 前記第1のオーガーを回転させ、このオーガーに垂
    直力を加えるための第1のボーリングヘッド;トルク及
    び前記第1のオーガーに加えられた垂直力; − 前記第1のオーガーに適用される回転速度、トルク
    及び垂直力を制御するための第1の手段; − 前記第1のオーガーの有効進入速度を測定するため
    の第1の手段; − 前記第2のオーガーを回転させこのオーガーに垂直
    力を加えるための、第1のヘッドとは独立した第2のボ
    ーリングヘッド; − 前記第2のオーガーに適用される回転速度、トルク
    及び垂直力を制御するための第2の手段; 及び − 第2のオーガーの有効進入速度を測定するための第
    2の手段;を含むことを特徴とする掘削用装置。
  2. 【請求項2】 第1のオーガーのウェブの直径d1
    0,5d2<d1<0,75d2となるようなものである
    ことを特徴とする請求項1に記載の装置。
  3. 【請求項3】 第2のオーガーのウェブの直径d3
    0,5d4<d3<0,75d4となることを特徴とする
    請求項1又は2記載の装置。
  4. 【請求項4】 2つのオーガーの各々が排出又はボーリ
    ングで別々に機能するか又は停止させられるように2つ
    のボーリングヘッドの制御手段を別々に制御するための
    制御アセンブリをさらに含むことを特徴とする請求項1
    〜3のいずれか1項に記載の装置。
  5. 【請求項5】 前記第2のオーガーの中空ウェブの直径
    に対応する土壌の排出率を得るような形で2つのオーガ
    ーの同時回転を同時に制御するための手段を、前記制御
    アセンブリが含むことを特徴とする請求項4に記載の装
    置。
  6. 【請求項6】 2つのオーガーをボーリングで機能させ
    るべくこれらのオーガーの同時回転を制御するための手
    段を、前記制御アセンブリが含むことを特徴とする請求
    項5に記載の装置。
  7. 【請求項7】 前記第1のオーガーには、前記杭を製作
    するのに役立つ材料を掘削穴内に導入することを可能に
    するためのプランジャ管が具備されていることを特徴と
    する請求項1〜6のいずれか1項に記載の装置。
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