JP2021025209A - 固化材液置換コラムの掘削装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 地盤掘削翼の交換を迅速且つ容易に行うことができ、掘削作業の効率化を図った固化材液置換コラムの掘削装置を提供する。【解決手段】 掘削ロッドと掘削ヘッドとの連結部が着脱自在であり、該掘削ロッドと掘削ヘッドの接合面に着脱リングを介在させる。該着脱リングの周囲に前記掘削ロッドと掘削ヘッドの外方に向かって突出する地盤掘削翼を形成する。【選択図】 図２

Description

本発明は、地盤切削翼の交換を迅速且つ容易に行うことができ、掘削作業の効率化を図った固化材液置換コラムの掘削装置に関する。

出願人は水硬性固化材液の流路を有する掘削ロッドの下端部に、前記流路に通じる固化材液の吐出口およびスパイラル翼を有する掘削ヘッドを接続し、前記掘削ロッドの下方部側面に少なくとも１個の地盤切削翼を外方に向かって突設した水硬性固化材液置換コラム築造装置を用いた水硬性固化材液置換コラム築造方法を提供している（特許文献１）。

前記の発明は、図６に示す通り、水硬性固化材液の流路１及び下方部側面に外方に向かって突設した地盤切削翼１２を有する掘削ロッド２とその下端に接続された掘削ヘッド４を図示しないオーガモータで回転させて地盤中に掘削を行う方法である。

前記の方法は、まず、施工装置のオーガモータを取り付けた掘削ロッド２の先端の中心を地盤の杭心位置に合わせてセットする（図６（ａ））。つぎに掘削ロッド２を正回転させながら地盤中に給進させ、所定深度まで掘削圧入する（図６（ｂ）（ｃ））。その後、水硬性固化材液を掘削ヘッド４から吐出しつつ掘削ロッド２を回転して引き上げる（図６（ｄ））。さらに掘削ロッド２を回転して引き上げ、水硬性固化材液補充等により天端レベル（杭頭）の指定位置に合わせる（図６（ｅ））ものである。

前記の掘削工程において、地盤切削翼１２が掘削ロッド２の周辺地盤を切削し、この切削地盤を水硬性固化材液で強化させる。このため水硬性固化材液の硬化後は、図６（ｄ）（ｅ）に示すように、水硬性固化材液のみからなる中心部のコラム軸部Ａの周面に、強化地盤層Ｂを一体に有する水硬性固化材液置換コラムＣが築造される。

これにより固化後の水硬性固化材液置換コラムＣは見掛け上コラム軸部Ａの外周に強化地盤層Ｂが一体に形成されて拡径化されることになり、水硬性固化材液置換コラム全体の周面摩擦力の増大と、この水硬性固化材液置換コラムに対する地盤の鉛直支持力の増大が実現される。

しかし、掘削ロッド２の下方部側面に外方に向かって突設した地盤切削翼１２は硬い地盤に当たった場合などに摩耗する。したがって、摩耗した地盤切削翼１２の交換が必要になり、交換時には溶接作業などにより掘削作業が中断される。

なお、摩耗した地盤切削翼１２を交換しない状態で水硬性固化材液置換コラムの築造を行った場合には水硬性固化材液置換コラム全体の周面摩擦力の増大と、水硬性固化材液置換コラムに対する地盤の鉛直支持力の増大を期待できない。

そのほか、現場打ちコンクリート系杭の一つとして、杭の外周に節部が形成された節付きコンクリート系杭とする技術が提案されている（特許文献２）。この節付きコンクリート系杭によれば、節によって支持力が向上し、杭径を小さくすることができるので、使用材料を少なくすることができ、コストを下げること、さらに環境にも優しいとされる。

上記の節付きコンクリート系杭の築造には、ケーシングと呼ばれる管体の側面に、節形成用の溝を地盤の杭孔に形成するための掘削刃である螺旋状の溝形成用刃体が設けられる。

しかし、管体に溶接で固定した螺旋状溝形成用刃体は、硬い地盤に当たった場合などに摩耗する。摩耗した螺旋状溝形成用刃体はケーシングとなる管体毎取り替える必要があり、コストと掘削作業の中断を伴う。

そこで、節付きコンクリート系杭の節を形成する溝を掘削するための螺旋状溝形成用刃体が摩耗しても、取り替える部分を少なくして、刃体交換の手間を軽減でき、交換に必要なコストを低下させることができる節付き現場打ちコンクリート系杭の築造用管が提案されている（特許文献３）。

上記の節付き現場打ちコンクリート系杭の杭築造用管は、立姿勢で使用される管体に対して着脱可能に取り付けられ、前記螺旋状溝形成用刃体が、前記管体の周壁に設けられた刃体挿入孔に挿入される柄部と、前記管体の外周面に突出する刃部とを有することを特徴としている。

しかし、上記の提案は管体に刃体挿入孔を設けるなどの加工および該刃体挿入孔に挿入される柄部並びに刃部などの部材、冶具類を準備する必要があった。

特許第６３８０７９０号公報 特許第４８３８２１５号公報 特許第６５１７０８２号公報

本発明は、前記の地盤切削翼の交換を迅速且つ容易に行うことができ、掘削作業の効率化を図った固化材置換コラムの築造装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成する本発明の固化材液置換コラムの掘削装置は、掘削ロッドと掘削ヘッドの連結部が着脱自在であり、該掘削ロッドと掘削ヘッドの接合面には該掘削ロッドと掘削ヘッドと同径の着脱リングが介在させられ、該着脱リングには前記掘削ロッドと前記掘削ヘッドの外方に向かって突出する少なくとも１個の地盤切削翼が形成されてなることを特徴とする（請求項１）。

この構成によれば、前記着脱リングに形成された地盤切削翼が硬い地盤に当たるなどして摩耗した場合には、掘削ロッドと掘削ヘッドを一時分離してその間の地盤切削翼が摩耗した着脱リングを取り外し、別に用意した新しい着脱リングを装着し、その後に掘削ロッドと掘削ベッドとを連結すればよい。

したがって、前記の溶接作業あるいは管体毎取り替えるなどの手数を要しない。さらに、管体および管体の刃体挿入孔に挿入される柄部並びに刃部などの新たな部材、冶具などを準備する必要もない。

したがって、地盤切削翼の交換を迅速且つ容易に行うことができ、掘削作業の効率化を図ることができる。

本発明の一実施例は、着脱リングに空回り防止部を形成したことを特徴とする（請求項２）。

この一実施例によれば、前記掘削ロッドと前記掘削ヘッドに対して着脱リングの空回りが防止される。したがって、着脱リングに形成された地盤切削翼によって地盤切削が有効に行われる。

本発明によれば、地盤切削翼が摩耗した場合に該地盤切削翼の交換を迅速且つ容易に行うことができ、掘削作業の効率化を図ることができる。

本発明の掘削装置の要部の説明図である。 本発明の掘削装置の要部の分解図である。 本発明を構成する着脱リングの正面図及び平面図である。 着脱リングの他の実施例を示す正面図及び平面図である。 着脱リングのさらに他の実施例を示す正面図及び平面図である。 水硬性固化材液置換コラムの築造工程を示す説明図である。

図１及び図２は本発明の固化材液置換コラムの掘削装置であり、水硬性固化材液の流路１を有する掘削ロッド２の下端に、前記流路１に通じる水硬性固化材液の吐出口３を有する掘削ヘッド４が接続される。本発明では、前記掘削ロッド２と掘削ヘッド４の連結部は着脱自在に構成される。

図面実施例では、前記掘削ヘッド４側に細径の接続部５を形成し、前記掘削ロッド２側に前記掘削ヘッド４の接続部５が適合する受入部６を形成し、該受入部６に前記接続部５を適合させて固定装置７により一体化および着脱自在に構成されている。なお、掘削ロッド２と掘削ヘッド４の着脱構造は前記の構造に限定されない。

前記掘削ヘッド４の先端は円錐状に形成され、さらに掘進性を向上させるために前記円錐状部分に螺旋状掘削翼（スパイラル翼）８が固設されている。また、前記吐出口３には土砂の逆流を防止する逆流防止弁９が設けられる。

本発明では、前記掘削ロッド２と前記掘削ヘッド４との接合面に着脱リング１０が介在させられる。該着脱リング１０は硬度を有する金属などからなり、その中央部には前記掘削ヘッド４の接続部５が適合する受入孔１１を有する。また、着脱リング１０の外径は前記掘削ロッド３および掘削ヘッド４の外径と同径にすることが好ましい。

さらに、本発明では、前記着脱リング１０に前記掘削ロッド２および掘削ヘッド４の外方に向かって突出する少なくとも1個の地盤切削翼１２が形成される。

図３（イ）は着脱リング１０の正面図、同図（ロ）は平面図である。この着脱リング１０は周囲に３個の角形の地盤切削翼１２が形成され、その厚さは着脱リング１０と同じである。

図４（イ）は他の実施例を示す着脱リング１０の正面図、同図（ロ）は平面図である。この着脱リング１０は周囲に３個の菱形の地盤切削翼１２が形成され、該それぞれの地盤切削翼１２の先端が先鋭化されている。

図５（イ）はさらに他の実施例を示す着脱リング１０の正面図、同図（ロ）は平面図である。この着脱リングはストレート用であり、周囲に前記のごとき特殊形状の地盤切削翼を有しない。なお、前記着脱リング１０は重ねるなどして複数枚を同時に使用することも可能である。

なお、地盤切削翼１２は棒状でもよく、また、着脱リング１０に対して所定の角度に傾斜させてもよい。なお、地盤切削翼１２の形状は限定されない。

さらに、着脱リング１０には、前記掘削ヘッド４あるいは掘削ロッド２と係合する空回り防止部１３が形成される。

図面実施例では、前記空回り防止部１３は、着脱リング１０の前記受入孔１１の一部に形成した凹部であり、該凹部を掘削ヘッド４に予め形成した凸部１４を係合させることにより空回りが防止される。なお、着脱リング１０の空回り防止部の構造は前記に限定されない。

以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。また、前記の実施の形態は、その目的及び構成等に特に矛盾や問題がない限り、互いの技術を流用して組み合わせることが可能である。

１ 流路
２ 掘削ロッド
３ 吐出口
４ 掘削ヘッド
５ 接続部
６ 受入部
１０ 着脱リング
１２ 地盤切削翼

Claims (2)

1. 掘削ロッドと掘削ヘッドとの連結部が着脱自在であり、該掘削ロッドと掘削ヘッドの接合面には該掘削ロッドと掘削ヘッドと同径の着脱リングが介在させられ、該着脱リングには前記掘削ロッドと前記掘削ヘッドの外方に向かって突出する少なくとも1個の地盤掘削翼が形成されてなることを特徴とする固化材液置換コラムの掘削装置。
2. 前記着脱リングに空回り防止部を形成したことを特徴とする請求項1記載の固化材液置換コラムの掘削装置。

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