JP2003056272A - 穿孔用スクリューロッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 地盤等に穿孔するために使用される螺旋羽根
付きの穿孔用スクリューロッドにおいて、穿孔された穴
内壁の強度を高めるとともに、穴外に排出される土砂の
量を少なくする。 【解決手段】 ロッドの外周部に螺旋羽根が設けられ、
先端部に穿孔具を取り付けて地盤等に穿孔するために使
用される穿孔用スクリューロッドであって、前記螺旋羽
根の上面は外側が次第に低くなるような傾斜面として、
また螺旋羽根の下面は外側が次第に高くなるような傾斜
面としてそれぞれ形成されることにより、当該螺旋羽根
の断面が、中央側が厚く外周側が薄い概略楔状乃至算盤
玉状となっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地盤等に穿孔する
ために使用される螺旋羽根付きのスクリューロッドに関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】地盤にコンクリート杭を埋設する場合
や、軟弱地盤にセメントミルクを注入して地盤の改良を
行う場合等の穿孔用に使用される穿孔装置として、外周
部に螺旋羽根を有するスクリューロッドの先端部に螺旋
刃を有する穿孔具を取り付け、該穿孔具を地盤に押し付
けて強制回転させつつ穿孔を行う装置が広く使用されて
いる。穿孔中は、掘り起こされた土砂が穿孔具とスクリ
ューロッドの螺旋羽根を伝わって上方へ押し上げられ、
穿孔された穴の外へ排出される。

【０００３】上記従来のスクリューロッドの螺旋羽根
は、細長い板を捩った形状に成形してロッドの筒軸部に
溶接されていて、この羽根はその上面の横方向の接線が
ほぼ水平（軸方向と直角）となっている。図７は従来の
同種のスクリューロッドを表すもので、このスクリュー
ロッド５０は筒軸５２に螺旋羽根５３が固着されている
が、この従来のスクリューロッドの螺旋羽根は、その上
面の横向きの接線Ｌが垂直の軸心と直角、すなわち水平
となっているので、当該水平な螺旋羽根上に載せられた
土砂がこぼれ落ちず、該螺旋羽根の回転とともに穴の外
まで移送され排出される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
スクリューロッドを用いて穿孔する時には多量の土砂が
排出されるが、従来その土砂の処理にコストがかかると
いう問題点があった。また、この種のスクリューロッド
は軟弱地盤で使用されることが多いので、穿孔された穴
の内壁が崩れやすく、コンクリート杭の挿入やセメント
ミルクの注入がうまく行われなくなることがあった。そ
こで、本発明は、螺旋羽根を備えたスクリューロッドを
用いて穿孔する場合に、土砂の排出量を少なくするとと
もに、穿孔された穴内壁の強度を高くすることを課題と
している。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は次のような構成を採用した。すなわち、本
発明に係る穿孔用スクリューロッドは、ロッドの外周部
に螺旋羽根が設けられ、先端部に穿孔具を取り付けて地
盤等に穿孔するために使用される穿孔用スクリューロッ
ドであって、当該スクリューロッドの螺旋羽根の上面は
外側が次第に低くなるような傾斜面として、また螺旋羽
根の下面は外側が次第に高くなるような傾斜面としてそ
れぞれ形成されることにより、当該螺旋羽根の断面が、
中央側が厚く外周側が薄い概略楔状に形成されているこ
とを特徴としている。

【０００６】この穿孔ロッドは、その外周部の螺旋羽根
の上面が、外側が次第に低くなるように傾斜し、下面は
外側が次第に高くなるように傾斜した、概略楔状断面の
羽根として形成されているので、上側の螺旋羽根の下面
と下側の螺旋羽根の上面との間に押し込まれた土砂に、
当該螺旋羽根の上下の傾斜面によって外向きの力が作用
し、穿孔された穴内壁部へ押し付けられ、穴内壁の補強
に使用される。このため、土砂の排出量が少なくなると
ともに、軟弱な地盤に穿孔した穴内壁の密度が大幅に向
上し、その分だけ穴内壁部の強度が向上するので、内壁
の崩落等が生じにくくなる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
実施の形態例について具体的に説明する。まず、図１乃
至図３は本発明の穿孔用スクリューロッドの具体例を表
すもので、このスクリューロッド１は、筒軸（ロッド）
２の外周部に軸方向に沿って螺旋羽根３を設けている。
螺旋羽根３は、上下一対の細長い鋼板４，５を螺旋状に
捩った形に成形して、外側端縁部を互いに溶接するとと
もに、中央部は溶接でそれぞれ筒軸２に固着している。

【０００８】この螺旋羽根３の上面は、外周側すなわち
側方に張り出す部分が次第に低くなるような傾斜面３ａ
として形成され、下面は逆に中央側が低く外周側が次第
に高くなる傾斜面３ｂとして形成されている。これら両
面の傾斜角Ａ，Ｂは、数度ないし数十度であり、使用条
件に応じて角度を最適なものとすればよいが、通常の土
砂の場合は例えば１５〜４５度とするのが好ましい。こ
の傾斜角が小さ過ぎると所期の効果は得られにくく、大
き過ぎると穴底からの土砂の移送がうまく行われにくく
なるので、いずれも好ましくない。

【０００９】図３は、この螺旋羽根の拡大断面図であ
る。この螺旋羽根３は、２枚の鋼板４，５で概略楔状乃
至算盤玉状の中空体として形成されており、中央側すな
わちロッド２側は両者の間隔ｔが広く、外周側では両者
が重ね合わせて溶接されている。この図示例では、上側
の板４の厚みが下側の板５の厚みよりも数ミリメートル
だけ厚くなっており、上側の板４の方が外側に張り出し
た形状となっている。両者の肉厚は、例えば上側の板４
の肉厚が１５〜２５ｍｍ、下側の板５の肉厚が８〜１９
ｍｍ程度である。また、上側の板の外周側への張り出し
量ｄは１５〜２０ｍｍである。

【００１０】上側の板の肉厚と下側の板の肉厚を変えた
理由は、比較的摩耗しにくい下側の板の肉厚を小さくす
ることにより、全体の重量を低く抑えて取扱を容易にす
るためである。また、上側の板を下側の板よりも外周側
へ張り出したのは、上側の板はその上面を土砂が移動す
るため下側の板よりも摩耗が激しいからである。上側と
下側の板を両者の端縁部で突き合わせて溶接・接合して
おくと、上側の板が摩耗した時に中空螺旋羽根に開口部
ができて、水や土砂等が中空部に入り込み、重量の増加
や内部腐食等の問題を生じる。これに対し、図示例のよ
うに、上側の板を下側の板よりも外周側へ張り出させて
おくと、上側の板の摩耗がある程度進行しても両板によ
って形成される螺旋羽根の中空部に連通する開口が生じ
にくく、水や土砂の中空部への侵入を長時間にわたって
防止することができる。

【００１１】このスクリューロッド１の先端部には、図
４に示すように、螺旋刃を有する穿孔具１０が固着され
る。図示例では、スクリューロッドは従来のものとして
表されているが、穿孔具の取り付け方法は本発明のスク
リューロッドでも同じである。穿孔具１０の基部は角柱
状に形成され、スクリューロッド５０（１）の先端部に
設けた結合部の角穴に嵌合してピンｐ，ｐで固定されて
いる。この穿孔具１０は、筒状の基軸１１の外周部に螺
旋翼１２が固着されており、螺旋翼１２の先端部付近の
適所に複数のビット１５，…が取り付けられて螺旋刃を
構成している。また、穿孔具１０の基軸１１の先端開口
部には、押え金具１６で一部が固定されたゴム板１７か
らなる弁１８が設けられている。この弁１８は、穿孔後
にセメントミルクを注入するためのもので、外側に向か
ってのみ開き、内側には開かないようになっている。

【００１２】このスクリューロッド１の使用に際して
は、上端部を回転装置（図示を省略）に連結し、先端部
の穿孔具１０を地盤等の穿孔箇所に押し付けた状態で所
定方向に強制回転させつつ穿孔を行う。この回転によ
り、穿孔具１０のビット１５，…によって地盤の掘削が
行われ、穿孔具１０がスクリューロッド１と共に次第に
下降して行く。この掘削によって生じた繰粉（土砂）
は、穿孔具１０の、螺旋翼１２とスクリューロッド１の
螺旋羽根３によって次第に上方へ送られるので、スクリ
ューロッドの中間部では、上側の螺旋羽根と下側の螺旋
羽根との間に土砂が詰まった状態となる。

【００１３】上記スクリューロッドの螺旋羽根間に保持
されている土砂には、螺旋羽根の傾斜面３ａ，３ｂによ
って外向きの力が作用するので、穴の外では羽根上から
こぼれ落ちやすい。また、穴の中では、この外向きに作
用する力により、土砂が螺旋羽根の外周部の穴内壁に強
力に押し付けられるとともに、多くの土砂が軟弱な内壁
から地盤へ押し込まれる。このため、穴内壁の密度と強
度が著しく向上する（圧密効果）のである。また、螺旋
羽根によって上方へ移送される土砂が穴壁から地盤に押
し込まれるので、最終的に穴の外へ排出される土砂の量
は比較的少なくてすみ、その処理も容易となる。穴外に
達した土砂は、穴壁によって規制されていた側方への移
動が自由となるため、螺旋羽根の傾斜面３ａに沿って側
方へこぼれ落ちる。これにより、土砂をスクリューロッ
ドから容易に除去することができるのである。

【００１４】従来のスクリューロッドを使用した場合
は、穿孔した穴の内壁が崩落しやすいため、当該崩落し
た土砂により穴深さが浅くなって、杭（パイプ）が十分
に挿入できず、穴外に突出した状態となる（「高止り」
という）ことが多かった。このような場合は、再度穿孔
を行って所定深さとするか、または杭を叩き込んでいた
が、本発明のスクリューロッドを使用すれば、上記の通
り穴壁が強化され、崩落が生じにくくなるので、穿孔し
た穴の深さがそのまま維持される結果、所定長さの杭
（パイプ）を穿孔された穴内に簡単に挿入することがで
きるのである。なお、以上の説明では、垂直下向きの穿
孔について述べたが、傾斜穿孔や横向き穿孔の場合も効
果的であることは言うまでもない。また、このような螺
旋羽根を有するロッドを他の流動物の移送等に使用する
ことができることは明らかである。

【００１５】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明にかかる
スクリューロッドは、螺旋羽根が断面楔状に傾斜してい
るので、穿孔によって生じた土砂がこの螺旋羽根によっ
て運ばれる途中で穿孔された穴壁に強力に押し付けら
れ、当該穴壁の密度と強度が大幅に向上する結果、穴壁
の崩落等が生じにくくなる。また、土砂が穴壁の補強に
消費されるため、最終的に穴の外へ排出される土砂の量
が少なくてすみ、その分だけ土砂の処理が容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のスクリューロッドの具体例を表す外観
図である。

【図２】その要部の拡大側面図である。

【図３】その縦断面図である。

【図４】穿孔具を取り付けた状態の説明図である。

【図５】その要部の断面図である。

【図６】その弁の下面図である。

【図７】従来のスクリューロッドの外観図である。

【符号の説明】

１ スクリューロッド ２ 筒軸（ロッド） ３ 螺旋羽根 ４ 上板 ５ 下板 １０ 穿孔具

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロッドの外周部に螺旋羽根が設けられ、
   先端部に穿孔具を取り付けて地盤等に穿孔するために使
   用される穿孔用スクリューロッドであって、当該スクリ
   ューロッドの螺旋羽根の上面は外側が次第に低くなるよ
   うな傾斜面として、また螺旋羽根の下面は外側が次第に
   高くなるような傾斜面としてそれぞれ形成されることに
   より、当該螺旋羽根の断面が、中央側が厚く外周側が薄
   い概略楔状に形成されていることを特徴とする穿孔用ス
   クリューロッド。
2. 【請求項２】 螺旋羽根が上下２枚の鋼板で中空状に形
   成されており、上側の板の肉厚が下側の板の肉厚よりも
   大きい請求項１に記載の穿孔用スクリューロッド。
3. 【請求項３】 螺旋羽根が上下２枚の鋼板で中空状に形
   成され、上側の板の端縁部が下側の板の端縁部よりも外
   周側に張り出している請求項１又は２に記載の穿孔用ス
   クリューロッド。