JP2548617B2 - 中掘工法によるコンクリートパイル設置方法および掘削装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、杭穴とコンクリートパイルとの間にソイ
ルセメント層を設けることを目的とした中掘工法による
コンクリートパイル設置方法および掘削装置に関する。

（従来の技術） 従来、中掘工法において、オーガー軸に拡開縮退でき
る練付板と掘削刃を取付け、杭穴の掘削と掘削土の練付
けを行いつつコンクリートパイルを下降させる設置方法
が知られていた（実開昭62−185785号）。

（発明により解決すべき課題） 前記従来の中掘工法は、掘削土を殆んど排土すること
なく、コンクリートパイルを円滑に設置する点で優れて
おり、実施化されている所である。然し乍ら、前記工法
におけるコンクリートパイルの支持耐力については、専
らコンクリートパイルの下端における垂直支持耐力に依
存しており、より大きな耐力を得る為には、コンクリー
トパイルの断面積の増大および設置密度を大きくするこ
とが唯一の解決方法であった。然し乍ら、断面積の増大
と設置密度の増大には自ら限度があるのみならず、必然
的に工費の著しい増大を招く問題点があった。

（課題を解決する為の手段） 然るにこの発明は、杭穴内壁とコンクリートパイル外
壁との間にソイルセメントを圧入し、コンクリートパイ
ルの表面摩擦による耐力を生成し、従来の垂直支持耐力
に付加して総合的に支持耐力を増大し、前記従来の問題
点を解決したのである。特に基礎構築上、大深度の杭設
置を要請される場合には、表面摩擦力が著しく大きくな
るので、その効力に期待する所が大きい。

即ちこの発明は、コンクリートパイル内を挿通した掘
削装置により、コンクリートパイルの外径より大きい内
径の杭穴を掘削すると共に、掘削土を撹拌し、その一部
を杭穴壁に練りつけ、掘削土の残部と掘削部に注出した
セメントミルクとを混合してソイルセメントを生成し、
このソイルセメントを前記コンクリートパイルの下降に
伴い、コンクリートパイルの外壁と杭穴の内壁との間に
充填する操作を繰返し乍らコンクリートパイルを下降す
ることを特徴とした中掘工法によるコンクリートパイル
設置方法である。

また他の発明は、中空のオーガー軸の下部に、オーガ
ー軸に連結杆の基端をピン連結し、連結杆の先端に弧状
板を固着し、前記オーガー軸の正逆両回転により、拡開
縮退できるように構成した練付板と、オーガー軸に、そ
の中心線を直角の方向に設けた横支軸へ、羽根杆の基端
を回転可能に連結した撹拌羽根およびオーガー軸に、そ
の中心線と直角の方向に設けた横支軸へ、連結腕の基端
を回転可能に連結し、連結腕の他端へ刃片を固着した掘
削刃を順次取付け、前記オーガー軸の下端に固定掘削刃
を固定すると共に、オーガー軸の下端を開口させ、前記
練付板、撹拌羽根および掘削刃は何れも拡開最大径が杭
穴内径であり、縮退最小径がコンクリートパイルの中央
孔内径以下であり、前記練付板、撹拌羽根及び掘削刃
は、コンクリートパイルの下端から突き出して使用する
ようにしたことを特徴とした中掘工法による掘削装置で
ある。

前記における練付板、撹拌羽根および掘削刃の取付構
造は、実施例に限定されることなく、要は回転方向別に
拡開した最外縁が杭穴内径とほぼ同等となり、縮退した
最外縁が杭の中央穴内径以下となるものであって、練付
け、撹拌および掘削の作用を奏する構造ならば、この発
明の実施に採用することができる。

この発明におけるコンクリートパイルは、拡底、拡頭
又は同一径の何れであってもよく、要は所定厚さ（例え
ば10mm以上）のソイルセメント層を介装できればよいこ
とになる。

またソイルセメント生成用の掘削土とセメントミルク
との割合は、従来普通に使用されている程度であって特
に限定はない。

この発明によれば、練付板により掘削土を杭穴壁に練
りつけるので、穴壁を強化すると共に、掘削土を殆んど
排出しなくてもコンクリートパイルを円滑に沈降させる
ことができる。

（作用） この発明によれば、杭穴の掘削に伴い、杭の下端部分
で撹拌と掘削土の杭穴壁への練りつけが行われるので、
穴壁を強化する。また、掘削土を撹拌しつつセメントミ
ルクを注入するので、残土とセメントミルクとでソイル
セメントを生成し、杭の下降に伴いコンクリートパイル
の外壁と杭穴内壁との間にソイルセメントを介装させる
ことができる。また掘削土の練りつけ直後にコンクリー
トパイルを下降させるので、杭穴壁の圧密を保ったまま
コンクリートパイルが下降する。従ってソイルセメント
が硬化すれば、杭と杭穴との間に相当大きな摩擦耐力が
生成されることになる。

次にこの発明を実施例について説明する。

（実施例１） 拡底部２を有するコンクリートパイル１の中へ掘削装
置４を挿通し、杭穴３を掘削しつつコンクリートパイル
１を下降する。前記掘削装置４は、中空のオーガー軸５
の下部に、拡開縮退可能な練付板６、撹拌羽根７および
可動掘削刃８が順次取付けられ、前記オーガー軸５の下
端に固定掘削刃９が固定されると共に、オーガー軸５内
を介して送入されるセメントミルクの注出ノズル10が設
けられている。そこで掘削開始と共に、固定掘削刃９と
可動掘削刃８で掘削された掘削土11は、撹拌羽根７で撹
拌されて泥土化し、その一部は練付板６により杭穴３の
側壁へ塗りつけられる。また泥土化した掘削土の残部
は、オーガー軸５の下端より矢示12（第４図）のように
注出されたセメントミルク13と混合させられて、ソイル
セメント14となり、コンクリートパイル１の下降に伴い
杭穴３の内壁と、コンクリートパイル１の外壁との間に
加圧充填され層着される。前記のように、杭穴３の掘
削、掘削土の撹拌、練り付け、ソイルセメントの生成お
よびコンクリートパイル１の下降を同時、かつ繰り返す
ことにより、順次杭穴３を深くすると共に、コンクリー
トパイル１を深く沈設する。このようにして杭穴３が所
定の深さに達したならば（第２図）、オーガー軸５を逆
転しつつ矢示15のように抜き上げる。このオーガー軸５
の逆転によって、練付板６、撹拌羽根７および可動掘削
刃８の外径が何れもコンクリートパイル１の中央穴16よ
り小さく縮退するので（第６図、第11図、第13図中鎖線
図示）、オーガー軸５を円滑に抜き出すことができる。
この場合にコンクリートパイル１が所定の深さまで沈降
していない時には、コンクリートパイル１の上端を加圧
し、軽打し又は振動させて矢示17のように下降させて所
定の位置にコンクリートパイル１を設置する（第３
図）。前記において、オーガー軸５は地上における把持
と、杭穴３内における練付板６、撹拌羽根７および可動
掘削刃８によって杭穴３の中心部に保持され、かつコン
クリートパイルの下降に伴って圧入されたソイルセメン
ト層がコンクリートパイル１を案内するので、コンクリ
ートパイル１は自ら杭穴３の中心部に保たれたまま下降
することになり、ソイルセメントは杭穴３の内壁とコン
クリートパイル１の外壁との間に加圧充填される。そこ
でソイルセメント14の層もほぼ等しい厚さとなり、コン
クリートパイル１の全外周に沿って均一摩擦力を発揮す
ることができる。

前記における泥土とセメントミルクとの混合割合は、
従来公知の割合を採用する。尚、泥土の性質、杭穴内へ
の浸水量などに応じ、前記割合を加減することは当然で
ある。

（実施例２） この発明における掘削装置を第４図乃至第14図により
説明する。

即ち、中空のオーガー軸５の下側部に、オーガー軸５
の中心線と直角に取付片18の上下一対を直径対称的に固
着し、前記取付片18へ練付片19のアーム20をオーガー軸
５の中心線と平行なピン21で取付け（第５図）、前記取
付片18の一側に、前記アーム20の回転制限するストッパ
ー22を固着して、練付板６を構成した。前記練付片19は
平面弧状であって、一縁部19aは若干内側（オーガー軸
側）へ湾曲させてある。

次に、前記練付板６の下方のオーガー軸５に、その中
心線と直角に横支軸23を直径対称的に架設し、該横支軸
23へ羽根杆24の基端を回転可能に連結して撹拌羽根７を
構成した（第11図）。図中25はストッパーであって、羽
根杆24の開度を規正している。前記における羽根杆24
は、上下多段に千鳥状に突設するのが好ましく、開拡時
の外縁は杭穴径内壁付近に達するようにしてある（第11
図、第12図）。

また、前記撹拌羽根７の下部のオーガー軸５に、その
中心線と直角方向に二つの横支軸26を直径対称的に架設
し、前記横支軸26へ連結腕27の基端を回転可能に連結
し、連結腕27に刃片28を固着して可動掘削刃８を構成し
た。図中29はストッパーである（第13図、第14図）。

前記練付板６、撹拌羽根７および可動掘削刃８につい
ては、前記に示した実施例の他、公知の拡開縮退構造を
採用し得ることは勿論である。

例えば、練付板６については、第６図乃至第９図のよ
うに、オーガー軸５に横支軸30を上下一組として直径対
称的に架設し、前記夫々の横支軸30、30にアーム31の基
端を回転自在に取付け、前記アーム31、31をリンク片32
で連結すると共に、前記アーム31に練付片34をピン42で
連結し、前記アーム31とその上方のオーガー軸５との間
にスプリング33を張設して練付板６を構成する（第６
図、第７図）。この場合には、アーム31はスプリング33
によって常時上方へ引上げる方向に引張られているの
で、練付板６が容易に拡開する。また、前記オーガー軸
５に横支軸35を上下一組として直径対称的に架設し、前
記横支軸35へ各アーム36の基端を回転可能に取付け、各
アーム36をリンク片37で平行四辺形に連結すると共に、
前記オーガー軸５に止環38を設置し、前記止環38と前記
下部のアーム36の取付部との間のオーガー軸へスプリン
グ39を装着し、アーム36の先端に練付片40をピン41で取
付けて練付板６を構成したもので、スプリング39で押し
上げることにより、アーム36が水平に近づき、練付板６
を拡開するように構成してある。

（発明の効果） この発明によれば、掘削土を殆んど排出しないで、そ
の一部を杭穴壁に練付け、残部をソイルセメントとして
コンクリートパイルの外壁と、杭穴の内壁との間に充填
層着するので、コンクリートパイルの摩擦耐力を著しく
増大し得る効果がある。従ってコンクリートパイルに大
きい支持耐力を必要とする場合であっても、従来工法に
比し、少ないコンクリートパイルで十分目的を達成し得
る効果がある。しかして練り付けと、充填層着とは掘削
の進行と共に行われるので、杭穴壁の崩壊のおそれがな
く、杭の下降に伴って杭穴壁の圧密も行われる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図はこの発明の工法を示すもので、第１
図は掘削開始直後の断面図、第２図は掘削中間時の一部
を省略した断面図、第３図は工事完了時の一部を省略し
た断面図、第４図はこの発明の掘削装置の一部を省略し
た拡大正面図、第５図は同じく練付板取付部分の拡大斜
視図、第６図は同じく拡大平面図、第７図は同じく他の
実施練付板の取付状態における拡大正面図、第８図は同
じく拡大平面図、第９図は同じく他の実施練付板の取付
状態における拡大正面図、第10図はおなじく拡大平面
図、第11図は同じく撹拌羽根の取付状態における拡大正
面図、第12図は同じく拡大平面図、第13図は同じく可動
掘削刃の取付状態における拡大正面図、第14図は同じく
拡大平面図である。 １……コンクリートパイル、２……拡底部 ３……杭穴、４……掘削装置 ５……オーガー軸、６……練付板 ７……撹拌羽根、８……可動掘削刃 ９……固定掘削刃、11……掘削土 13……セメントミルク 14……ソイルセメント、16……中央孔 18……取付片、19……練付片

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】コンクリートパイル内を挿通した掘削装置
   により、コンクリートパイルの外径より大きい内径の杭
   穴を掘削すると共に、掘削土を攪拌し、その一部を杭穴
   壁に練りつけ、掘削土の残部と掘削部に注出したセメン
   トミルクとを混合してソイルセメントを生成し、このソ
   イルセメントを前記コンクリートパイルの下降に伴い、
   コンクリートパイルの外壁と杭穴の内壁との間に充填す
   る操作を繰返し乍らコンクリートパイルを下降すること
   を特徴とした中掘工法によるコンクリートパイル設置方
   法
2. 【請求項２】中空のオーガー軸の下部に、オーガー軸に
   連結杆の基端をピン連結し、連結杆の先端に弧状板を固
   着し、前記オーガー軸の正逆両回転により、拡開縮退で
   きるように構成した練付板と、オーガー軸に、その中心
   線を直角の方向に設けた横支軸へ、羽根杆の基端を回転
   可能に連結した撹拌羽根およびオーガー軸に、その中心
   線と直角の方向に設けた横支軸へ、連結腕の基端を回転
   可能に連結し、連結腕の他端へ刃片を固着した掘削刃を
   順次取付け、前記オーガー軸の下端に固定掘削刃を固定
   すると共に、オーガー軸の下端を開口させ、前記練付
   板、撹拌羽根および掘削刃は何れも拡開最大径が杭穴内
   径であり、縮退最小径がコンクリートパイルの中央孔内
   径以下であり、前記練付板、撹拌羽根及び掘削刃は、コ
   ンクリートパイルの下端から突き出して使用するように
   したことを特徴とした中掘工法による掘削装置