JP2004019407A - コンクリート杭埋設用掘削装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は回転自在の円筒鋼管１の底板２中央下面にエア、水又はセメントミルク等の供給口を有する螺旋刃３を簡便迅速に着脱し、かつ掘削し易いコンクリート杭９用の無排土形先行掘削装置を得ることを目的とする。
【解決手段】円筒形鋼管１の底板２の中央部に、螺旋刃３を巻回した管軸４の角形雄形上端部４’を底板２側の角形雌孔５内に雌雄嵌合させて着脱自在に係合し、上記鋼管１の中心部に挿入したエア、水又はセメントミルク等の供給管６の下端を上記角形雄形上端部４’に連通させてなり、上記底板２の下面に沿って回転方向に凸に弯曲した複数の切削誘導刃７を均等開き角に設け、該誘導刃７の先端部７’を上記底板２の外周から突出させてなるものである。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はコンクリート杭孔を無排土で先行掘削し、その後同杭孔にコンクリート杭を埋設する先行掘削装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、地盤や岩盤にコンクリート杭を埋設する際、掘削装置の無排土地下推進と同時に該掘削装置をコンクリート杭と共に埋め殺した。
【０００３】
又円筒形鋼管の底板中央下面にエア、水又はセメントミルク等の供給口を有する中央切削刃を装着し難く、特に切削強度大な螺旋刃を巻回した管軸を上記底板下面に簡便迅速に着脱自在に装着することは困難であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は回転自在の円筒形鋼管の底板中央下面にエア、水又はセメントミルク等の供給口を有する螺旋刃を簡便迅速に着脱し、かつ掘削し易いコンクリート杭用の無排土形先行掘削装置を得ることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため本発明は
第１に円筒形鋼管の底板の中央部に、螺旋刃を巻回した管軸の角形雄形上端部を底板側の角形雌孔内に雌雄嵌合させて着脱自在に係合し、上記鋼管の中心部に挿入したエア、水又はセメントミルク等の供給管の下端を上記雄形角形上端部に連通させてなり、上記底板の下面に沿って回転方向に凸に弯曲した複数の切削誘導刃を均等開き角に設け、該誘導刃の先端部を上記底板の外周から突出させてなるコンクリート杭埋設用掘削装置、
第２に上記底板が上記鋼管の内径又は外径に等しい上層と外径に等しい下層とによって形成されてなる上記第１発明記載のコンクリート杭埋設用掘削装置、
第３に複数の切削誘導刃の凸弯曲側に切削屑誘導溝を形成した上記第１又は第２発明記載のコンクリート杭埋設用掘削装置、
第４に上記底板が上層のみよりなり、該底板の中央部に穿設した透孔に上記供給管の下端を連通させてなり、該透孔の下側開口部の外周に角形雌筒を底板下面に一体に設け、該雌筒に上記管軸の角形雄形上端部を雌雄嵌合しかつ着脱自在に係合させた上記第１又は第３発明記載のコンクリート杭埋設用掘削装置、
第５に上記底板の上層及び下層に角形雌孔を穿設し、上記螺旋刃を巻回した管軸の角形雄形上端部を上記角形雌孔に雌雄嵌合し、該角形雄形上端部を上層の上方に突出し、上記供給管の下端開口部に形成した角形雌形開口部を上記突出角形雄形上端部に雌雄嵌合及び着脱自在に係合させた上記第１〜第３発明のいずれかに記載のコンクリート杭埋設用掘削装置、
第６に上記螺旋刃の外径が上記切削誘導刃の突出先端部による切削径とほぼ同一である上記第１〜第５発明のいずれかに記載のコンクリート杭埋設用掘削装置、
第７に円筒形鋼管の上部径を上向に漸次縮小させた上記第１〜第６発明のいずれかに記載のコンクリート杭埋設用掘削装置、
第８に上記供給管の下端部を上記底板に穿設した中央透孔に緩速又は正逆回動自在に挿通し、供給管の下端部の角形雌形開口部に上記管軸の角形雄形上端部を雌雄嵌合し、かつ着脱自在に係合させた上記第１、第２、第３、第６、第７発明のいずれかに記載のコンクリート杭埋設用掘削装置、
によって構成される。
【０００６】
【発明の実施の形態】
地上に支持した直立枠１０に設けた垂直リーダー１１に沿って昇降する油圧モータ又は電動機１２の出力軸に（図９（イ）図）、着脱自在に回転駆動管１３を設け、
回転駆動管１３の下端を継ぎ管１３’を介して円筒形鋼管１の上向漸次縮径１ａ上端に着脱自在に接続する（図１２（イ）図）。
【０００７】
円筒形鋼管１の底板２の中央部には、螺旋刃３を巻回した管軸４の角形（６角、４角等）雄形上端部４’を底板２側中央部に設けた下向短管５’の角形（６角、４角等）雌孔５内に雌雄嵌合させて着脱自在に係合する。
【０００８】
上記係合は図１（ロ）図に示すように６角形雄形上端部４’及び下向短管５’に形成した対向半円溝１４，１４内にボルト１５を挿入し、ナット１５’で止め着けて着脱自在に係合するものである。
【０００９】
円筒形鋼管１の内部には中心線ｃに沿ってエア、水又はセメントミルク等の供給管６を配置し、その下端を上記角形雄形上端部４’の内孔４”に連通させる。
【００１０】
連通は図１（イ）図及び図２に示すように上記下向短管５’に底板２の中央透孔８を経て連通し、さらに管軸４の角形雄形上端部４’の内孔４”に連通させる。
【００１１】
又図３に示すように底板２が上記鋼管１の内径又は外径に等しい上層２’と外径に等しい下層２”とによって形成され、上下層２’，２”は溶接固定される。
【００１２】
上層２’及び下層２”の中央部にはそれぞれ（６又は４角の）角形雌孔５ａ，５ｂを穿設し、上層２’の雌孔５の径を小に、下層２”の雌孔５’の径を大に形成し、これらの雌孔５ａ，５ｂに下方から上記管軸４の（６又は４角の）上記小径角形雄形上端部４’を上層２’の小径雌孔５ａに貫通させて上層２’の上方に突出させ、下部大径角形雄形上端部４’を下層２”の大径雌孔５ｂに着脱自在に嵌合させる。
【００１３】
図１、図２、図４に示すように底板２は一層のみでも差支えない。これらの底板２の下面に沿って底板２の回転方向に凸に弯曲した複数の切削誘導刃７（図６、図７、図８）を均等開き角に設ける。
【００１４】
上記切削誘導刃７の先端部７’は上記底板２及び円筒形鋼管１の外周から突出させ、突出端（先端部７’）による地盤切削径が掘削面１６（地盤切削孔）（図１（イ）図、図２）の内径を形成し、円筒形鋼管１の外周面１’との間に筒状空間ｓを形成し、螺旋刃３によって先行掘削した土砂又は切削屑を上記切削誘導刃７の凸弯曲側に形成した誘導溝７”（図１０（ロ）図）に沿って該誘導刃７の先端７’に向って押圧誘導し、上記土砂や掘削屑を上記筒状空間ｓ内に圧密充填し、円筒形鋼管１及び螺旋刃３を地上に上昇させた後のコンクリート杭埋設用孔壁（圧密内周面）１７を形成する。
【００１５】
又図１３（イ）図に示すように底板２の中央部に透孔８を穿設し、上記供給管６の下端部を緩急又は正逆回動自在に挿通し、該下端部の角形雌形開口部６’を底板２側に形成する。
【００１６】
この角形雌形開口部６’に上記管軸４の上記上端部４’の雄部を雌雄嵌合させて回転方向には固定し、かつ中心線ｃ方向には着脱自在に係合させる。この係合は雌雄嵌合部をボルトで着脱自在に止着すれば良いし、図１（ロ）図に示すように対向半円溝１４，１４内にボルト１５を挿入しナット１５’で止めて着脱自在に係合させる。
【００１７】
上記図１３（イ）図では円筒形鋼管１の上端部を電動機１２に設けた歯車筐１８（ギヤボックス）から出力鋼管１ｂを突出し（図１３（イ）（ロ）図）、出力鋼管１ｂと円筒形鋼管１とをバンド１９及びボルト２０で接続し、歯車筐１８の中央部から突出する回転駆動管１３の下端を上記供給管６の上端に着脱自在に図１（ロ）図に示すように係合接続させる。
【００１８】
上述のように出力鋼管１’及び出力管軸１３の回動によって円筒形鋼管１及び供給管６を矢印方向に回動し、それぞれの回動速度（ＲＰＭ）は歯車筐１８内の噛合歯車群例えば遊星歯車や減速歯車等の調整によって供給管６及び螺旋刃３を中心線ｃの回りに速く、円筒形鋼管１を遅く回動させることができるし、供給管６及び螺旋刃３と、円筒形鋼管１とを互いに正逆に回動させ地盤掘削速度を調整することができる。
【００１９】
さらに図１３（イ）図Ｄ−Ｄ線による横断面では同図１３（ニ）図に示すように半円側に内部フランジ１”を設け、他の半円側に一方の半円底板２ａを溶着し、他方の半円底板２ｂを上記フランジ１”にボルト１５で着脱自在に取り付けることによって（図１３（ハ）図）供給管６の下部を底板２の中央透孔８に回動自在に挿入することができる。
【００２０】
円筒形鋼管１及びその下端の着脱自在の螺旋刃３を原動機１２で回動しリーダ１１に沿って地面Ｇから地盤内に推進することによって螺旋刃３による掘削土砂及び切削屑は複数の切削誘導刃７によって上記鋼管１の外周面１’と切削誘導刃７の先端７’によって形成された掘削面１６（地盤切削孔）との間の円筒状空間ｓ内に圧密され、圧密内周面１７によってコンクリート杭埋設用孔壁が地盤に形成される。
【００２１】
供給管６からエア又は水を注入しながら掘削推進することにより圧密内周面１７と円筒形鋼管１の外周面１’との円滑摺動が計られる。
【００２２】
さらに掘削終了後円筒形鋼管１を図９（ハ）図に示すように上昇させる際供給管６から管軸４の下端に設けた逆止弁２１を押し開いて上記圧密内周面１７の内側にセメントミルク２２を一定量注入し（図９（ハ）図、図１４（ハ）図）、その状態でコンクリート杭２３を圧密内周面１７の内側空間２４内に投入することによって図９（ホ）図、図１４（ニ）図に示すように圧密内周面１７の内側空間２４（埋設孔）内のコンクリート杭２３と圧密内周面１７との空間ｓにセメントミルク２２が充填され、圧密土砂や掘削屑とソイルセメントを形成し、コンクリート杭２３を地盤内に埋設固定することができる。
【００２３】
又図１５に示すようにコンクリート杭２３に代えて上記埋設孔２４内に鋼筋２５を配筋した後生コンクリートを該孔２４内に充填し現場打ちコンクリート孔埋設工事を行うことができる。
【００２４】
尚図２中２６は粘土層を外側に誘導するフード、図１３（イ）図、図１４（イ）図中２７はエア、水又はセメントミルク等の供給ホース、図９、図１２中２８は回転駆動管１３の振動防止環、２９は円筒形鋼管１の外周面に設けた帯鋼による螺旋で粘土層を推進する際粘土をカットし、上記鋼管１の外周面に粘土を附着しないようにする。
【００２５】
【発明の効果】
本発明は上述のように構成したので、コンクリート杭孔を無排土で先行掘削し得て排土による公害を防止し得るばかりでなく、杭孔の掘削を迅速に行い得るし、円筒形鋼管の下端に設けた螺旋刃により上記杭孔径を先行掘削し、かつ切削誘導刃によって切削土砂や切削屑を切削壁面に強力に圧密及び圧着し得て掘削土を地上に排土することがなく排土処理を省略しかつ掘削を迅速かつ確実に行い得る効果があるし、
又螺旋刃の取替交換を容易に行い得るばかりでなく螺旋刃による回転速度を円筒形鋼管よりも速く又は相互に正逆反転し得て推進速度を調整し、かつスピンによる推進方向を調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（イ）図は本発明の掘削装置の下端部の一部縦断正面図である。
（ロ）図はＡ−Ａ線による横断面図である。
【図２】ロータリーヘッド形螺旋羽根の正面図である。
【図３】（イ）図は上下層よりなる底板を有する掘削装置の正面図である。
（ロ）図は（イ）図Ｂ−Ｂ線による説明平面図である。
【図４】一層底板よりなる掘削装置の正面図である。
【図５】螺旋刃の実施例の正面図である。
【図６】切削誘導刃を示す図１〜図４の底面図である。
【図７】切削誘導刃を示す図１〜図４の底面図である。
【図８】切削誘導刃を示す図１〜図４の底面図である。
【図９】（イ）（ロ）（ハ）（ニ）（ホ）図は掘削工程図である。
【図１０】（イ）図は切削誘導刃の拡大平面図である。
（ロ）図は（イ）図Ｂ−Ｂ線による縦断面図である。
【図１１】切削誘導刃の先端が基端より低い状態の斜視図である。
【図１２】（イ）図は掘削装置の全体図である。
（ロ）図回転駆動管の振動防止環を示す図である。
【図１３】（イ）図は円筒形鋼管と螺旋刃との回転方向及び回転速度調整可能な掘削装置の縦断面図である。
（ロ）図は出力鋼管と円筒形鋼管との接続部の一部縦断面図である。
（ハ）図は（イ）図の底面図である。
（ニ）図は（イ）図Ｄ−Ｄ線による底面図である。
【図１４】（イ）（ロ）（ハ）（ニ）図は図１３（イ）図に示す装置による掘削工程図である。
【図１５】現場打ち生コンクリート杭の配筋状態図である。
【符号の説明】
１　　　円筒形鋼管
２　　　底板
２’　　上層
２”　　下層
３　　　螺旋刃
４　　　管軸
４’　　角形雄形上端部
５　　　角形雌孔
６　　　供給管
６’　　角形雌形開口部
７　　　切削誘導刃
７’　　先端部
７”　　切削屑誘導溝
８　　　透孔

Claims (8)

1. 円筒形鋼管の底板の中央部に、螺旋刃を巻回した管軸の角形雄形上端部を底板側の角形雌孔内に雌雄嵌合させて着脱自在に係合し、
   上記鋼管の中心部に挿入したエア、水又はセメントミルク等の供給管の下端を上記角形雄形上端部に連通させてなり、
   上記底板の下面に沿って回転方向に凸に弯曲した複数の切削誘導刃を均等開き角に設け、
   該誘導刃の先端部を上記底板の外周から突出させてなるコンクリート杭埋設用掘削装置。
2. 上記底板が上記鋼管の内径又は外径に等しい上層と外径に等しい下層とによって形成されてなる請求項１記載のコンクリート杭埋設用掘削装置。
3. 複数の切削誘導刃の凸弯曲側に切削屑誘導溝を形成した請求項１又は２記載のコンクリート杭埋設用掘削装置。
4. 上記底板が上層のみよりなり、該底板の中央部に穿設した透孔に上記供給管の下端を連通させてなり、該透孔の下側開口部の外周に角形雌筒を底板下面に一体に設け、該雌筒に上記管軸の角形雄形上端部を雌雄嵌合しかつ着脱自在に係合させた請求項１又は３記載のコンクリート杭埋設用掘削装置。
5. 上記底板の上層及び下層に角形雌孔を穿設し、上記螺旋刃を巻回した管軸の角形雄形上端部を上記角形雌孔に雌雄嵌合し、該角形雄形上端部を上層の上方に突出し、
   上記供給管の下端開口部に形成した角形雌形開口部を上記突出角形雄形上端部に雌雄嵌合及び着脱自在に係合させた請求項１〜３のいずれかに記載のコンクリート杭埋設用掘削装置。
6. 上記螺旋刃の外径が上記切削誘導刃の突出先端部による切削径とほぼ同一である請求項１〜５のいずれかに記載のコンクリート杭埋設用掘削装置。
7. 円筒形鋼管の上部径を上向に漸次縮径させた請求項１〜６のいずれかに記載のコンクリート杭埋設用掘削装置。
8. 上記供給管の下端部を上記底板に穿設した中央透孔に緩速又は正逆回動自在に挿通し、供給管の下端部の角形雌形開口部に上記管軸の角形雄形上端部を雌雄嵌合し、かつ着脱自在に係合させた請求項１、２、３、６、７のいずれかに記載のコンクリート杭埋設用掘削装置。

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