JP2587777Y2 - ソイルセメント合成杭施工用掘削ロッド - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、建設関係の基礎工事に
適用されるソイルセメント合成杭の造成装置に係り、特
にそれに使用される掘削ロッドに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ソイルセメント合成杭を造成する
のにソイルセメント合成杭施工用掘削ロッドが提案され
ている。このソイルセメント合成杭施工用掘削ロッド
は、図３に示す様に中空管３１内のオーガロッド３２の
下部に連結されたオーガ支軸３３に可動刃支持部材３５
が固定され、その可動刃支持部材３５にオーガ可動刃３
４の基端部が枢軸３６により枢着され、オーガ可動刃３
４の先端側が中空管３１の外面を越えて突出しているオ
ーガ可動刃拡開状態（水平位置状態）で、掘削攪拌終了
後に切断されるオーガ可動刃固定用シャーピン３７が、
オーガ可動刃支持部材３５とオーガ可動刃３４とにわた
って挿通され、オーガヘッド４０を構成しているもので
ある。尚、同図中３８はセメントミルク等の固化材の吐
出口、３９はオーガ支軸３３の先端部に設けられたスク
リューヘッドである。

【０００３】このソイルセメント合成杭施工用掘削ロッ
ドによれば、掘削攪拌中は、オーガ可動刃３４が拡開状
態で可動刃支持部材３５に対しシャーピン３７により固
定され、かつ掘削攪拌終了後は、図４に示す様にシャー
ピン３７を切断することによりオーガ可動刃３４を縮閉
させ、中空管３１を通ってオーガヘッド４０を地上で回
収できるので、中空管３１の外径より大きく且つ一定の
外径のソイルセメント柱４１を確実に造成できるばかり
でなく、中空管３１をソイルセメント柱を造成しながら
精度よくソイルセメント柱内に埋設することができるも
のである。図において、１４はスタビライザでオーガロ
ッド３２の途中に回転自在に遊嵌される。このスタビラ
イザ１４は、外径が中空管３１の内側に摺接するよう設
定され、掘削中の中空管３１の芯ずれを防止すると共に
オーガロッド３２の屈曲を防止するものである。また遊
嵌することにより施工時の中空管３１とオーガロッド３
２の噛み合いを防止し、掘削終了時の引揚げを容易にす
るものである。

【０００４】しかし、前記ソイルセメント合成杭施工用
掘削ロッドは、全てのオーガ可動刃３４が同方向に回転
し掘削攪拌をするものであるため、地盤が粘性土の場合
は共廻りして大きな土塊ができ攪拌混合状態が悪く成
り、ソイルセメント柱の強度が不充分となる不都合があ
る。

【０００５】そこで、図５に示す様にオーガ支軸３３
に、可動刃支持部材３５の上下方向に隣り合う位置にお
いて支持部材３５Ａが回転自在に取付けられ、その支持
部材３５Ａに共廻り防止翼３４Ａの基端部が枢軸３６Ａ
により枢着され、共廻り防止翼３４Ａの先端がオーガ可
動刃３４の先端を越えて横方向に突出している状態で、
掘削攪拌終了後に切断される共廻り防止翼固定用シャー
ピン３７Ａが、支持部材３５Ａと共廻り防止翼３４Ａの
基端部とにわたって挿通されているソイルセメント合成
杭施工用掘削ロッドが提案された。このソイルセメント
合成杭施工用掘削ロッドによれば、共廻り防止翼３４Ａ
が地盤により回転を拘束されるため土の共廻りは防止で
きるものである。

【０００６】しかしながら、前記従来のソイルセメント
施工用掘削ロッドの攪拌補助翼３４Ａは、削孔径より径
大のため地盤中に喰い込み静止状態となり、共廻りを防
止するだけであるので、粘性土の細断及び攪拌混合も十
分でない不都合があるし、また、可動刃３４は全て同径
であるため掘削負荷が大きく、掘削時間がかかったり、
使用電力が高い、等の不都合があったので、図６に示す
ようなソイルセメント合成杭施工用掘削ロッドが提案さ
れた。

【０００７】図６はソイルセメント合成杭施工用掘削ロ
ッドの正面図で、垂直な鋼管杭，コンクリート杭等の中
空管１の中心部に配置されたオーガロッド２の下部に
は、先端（下端）側より上方に所定間隔をおいて、先行
掘削翼３，掘削翼４，逆転掘削翼５及び攪拌翼９が設け
られると供に、掘削翼４付近のオーガロッド２にはセメ
ントミルク等の固化材の噴出口１０が設けられオーガヘ
ッド２０が構成される。固化材の噴出口１０は、先行掘
削翼３付近のオーガロッド２に設けてもよい。そうする
と固化材を掘削範囲全域に噴出でき、全長にわたり均一
なソイルセメント柱を形成できる。噴出口を２つ設けた
場合は一方を盲にして、１つのみの噴出口を使用するこ
とも可能である。

【０００８】前記中空管１の下端外周縁には、図７に示
す様に伝動部材１１が突設される。この伝動部材１１
は、前記逆転掘削翼５と係合し、中空管１の回転を逆転
掘削翼５に伝動し逆転掘削翼５を回動させるものであ
る。

【０００９】前記先行掘削翼３は、その掘削径が掘削翼
４の掘削径よりも小さく構成される。例えば、掘削翼４
の掘削径１０００ｍｍに対し先行掘削翼３の掘削径を５
００ｍｍに設定する如くである。この先行掘削翼３の取
付けは、水平方向であればよく、掘削翼４と平行方向で
も直交方向でも任意である。また、前記掘削翼４及び攪
拌翼９の外径は、中空管１の内径より小さく構成され
る。ここで中空管１の内径より小さい径にしたのは、オ
ーガヘッド２０を中空管１を通って上方に撤収する際に
通過できるようにするためである。

【００１０】前記逆転掘削翼５は、オーガロッド２に回
転自在に遊嵌された支持部材６に枢軸７により枢着さ
れ、シャーピン８により拡開状態（水平位置状態）に保
持され、拡開状態で中空管１の外径と略同一に構成され
ている。この逆転掘削翼５は、中空管１の伝動部材１１
と係合することによって中空管１の回転が伝動され、先
行掘削翼３，掘削翼４及び攪拌翼９とは逆回転し、掘削
すると共に共廻り防止及び攪拌の作用もするものであ
る。また、前記逆転掘削翼５がシャーピン８で拡開状態
（水平位置状態）に保持されているのは、拡開状態で掘
削，攪拌及び共廻りの防止を行い、掘削攪拌終了後は、
シャーピン８を剪断し枢軸７を中心として図１に鎖線で
示す様に回動縮退させ中空管１を通って地上に撤収する
とき通過できるようにするためである。前記シャーピン
８は、オーガロッド２と共にオーガヘッド２０を引揚げ
ると逆転掘削翼５が中空管１の下端部に係止され剪断さ
れる。従って、シャーピン８は、剪断を比較的容易で確
実にするため被剪断位置に剪断用の環状Ｖ溝（図示せ
ず）が設けられている。

【００１１】また、硬質の中間層及び硬質の支持層でも
確実に掘削攪拌することができるように、オーガロッド
２の下端（先端）を円錐状に形成し、この円錐部１２に
外径がオーガロッド２の外径と略同程度の螺旋状掘削翼
１３を設けてもよい。更に、前記オーガロッド２の途中
には、スタビライザ１４が回転自在に遊嵌される。この
スタビライザ１４は、外径が中空管１の内側に摺接する
ように設定され、掘削中の中空管１の芯ズレを防止する
と共にオーガロッド２の屈曲を防止するものである。ま
た、遊嵌することにより施工時の中空管１とオーガロッ
ド２の噛み合いを防止すると共に掘削終了後の引揚げを
容易にする。

【００１２】次に図６に示すソイルセメント合成杭施工
用掘削ロッドを用いて、ソイルセメント合成杭を造成す
る方法を、図８乃至図１２によって説明するが、中空管
１及びオーガロッド２に回転力及び給進力を与え、中空
管１及びオーガヘッド２０を回転給進させる装置は、公
知であるので説明は省略する。先ず、図８に示す様に、
地上の所定の位置に、下部にオーガヘッド２０を設けた
オーガロッド２を中心軸に位置させ挿通させた中空管１
を垂直状態で配置し、回転及び給進させる公知の作業機
（図示せず）に、中空管１及びオーガロッド２の上端を
把持させる。

【００１３】次に、図９に示すようにオーガロッド２の
噴出口１０からセメントミルク等の固化材を地中に噴出
しながら、作業機（図示せず）により中空管１及びオー
ガロッド２を回転給進させていくと、地盤の土と固化材
とが回転するオーガヘッド２０により強制的に掘削，攪
拌され、中空管１の外径と略同一か稍々大きい外径の
（図３〜図５の場合は中空管３１より大径の）ソイルセ
メント柱１５が造成されつつそのソイルセメント柱１５
の中に中空管１は埋設されていく。前記中空管１とオー
ガロッド２の回転は、互いに反対方向が好ましい。この
時、地盤はまず回転給進する先行掘削翼３によって掘り
起こされ、次の回転給進する掘削翼４によって前記より
大径に掘削され、更に、次の逆転掘削翼５によって所定
径に掘削され、掘り起こされた土は回転する掘削翼４及
び攪拌翼９と逆回転の逆転掘削翼５との間で強制的に細
断され、土の共廻りも逆転掘削翼５で防止され、噴出口
１０から噴出する固化材とよく攪拌混合され、均一なソ
イルセメント柱１５が造成される。特に、逆転掘削翼５
は、回転する中空管１の伝動部材１１と係合し、掘削翼
４や攪拌翼９と逆回転するため掘削された土は一層よく
細断されるし、固化材とも一層よく攪拌混合されるた
め、全長にわたりより均一なソイルセメント柱１５が造
成される。（図５の場合は、地盤はまず回転給進するオ
ーガ可動刃３４により中空管３１より大径に掘削され、
掘削された土塊は側壁中に喰い込み静止状態の攪拌補助
翼３４Ａにより剪断され細かくなり、さらにオーガ可動
刃３４により噴出口３８から噴出する固化材とよく攪拌
混合され、均一なソイルセメント柱が形成される。）

【００１４】所定深度まで給進したら図１０に示すよう
に中空管１及びオーガロッド２の給進を停止し、固化後
の圧縮強度がそれまで注入した固化材より大きい固化材
に切り替えて削孔底部をその固化材で充満して根固め部
１５ａを形成する。この場合、オーガは給進しないが回
転させた方がよい。また、前記根固め部１５ａの形成
は、所定深度よりも削孔底部の根固め部１５ａの距離だ
け浅い深度まで削孔した時点で、それまで注入した固化
材よりも固化後の圧縮強度が大きな固化材に切り替え、
根固め部１５ａの距離だけ固化材を注入しつつ所定深度
まで削孔することで形成してもよい。このとき、中空管
１は固化後の圧縮強度の大きい固化材との付着力を増す
ために、内面に突起を設けることが望ましい。突起は図
６に示すようにリング筋１ａを溶接しても良いし、内面
リブ付き鋼管等を用いても良い。

【００１５】次に、所定深度まで削孔し中空管１が所定
深度に達したら、図１１に示すように中空管１を一時的
に固定する手段１６、例えば、油圧ジャッキで下方に押
圧したり、油圧チャック等で把持したりして固定し、オ
ーガロッド２を引揚げる。するとシャーピン８により拡
開状態に保持されている逆転掘削翼５は、中空管１の下
端部に突き当たってシャーピン８が剪断されるので下方
に折り畳まれ縮退し、中空管１内を通って引揚げ地上に
撤収する。（図３，図５の場合はシャーピン３７，３７
Ａで拡開状態に保持されている３組のオーガ可動刃３
４，３４，３４（３４Ａ）は中空管３１の下端部に突き
当たってシャーピン３７，３７Ａが剪断されるので、下
方に折り畳まれて縮退し、図４に示すように中空管３１
内を通り地上へ引揚げられる。）そして、図１２に示す
ように中空管１を固化後の圧縮強度が大きな固化材が注
入された根固め部１５ａ内に挿入し、ソイルセメント合
成杭１７が完成する。このソイルセメント合成杭１７の
造成にあたりスタビライザ１４が設けられていると、中
空管１の芯ズレやオーガロッド２の屈曲が防止され、垂
直性が確実に維持されて造成される。

【００１６】

【考案が解決しようとする課題】しかるに、図３，図５
及び図６に示す従来のソイルセメント合成杭施工用掘削
ロッドでは、掘削され、セメントミルクと混合撹拌され
たソイルセメントの一部が中空管１，３１内を上昇し、
図２に示す施工機械の中空管駆動用キャップ６０の孔６
０ａから吹き出す際に２点鎖線６０ｃで示すように勢い
よく周囲に飛散し、施工機械本体、周囲環境等を汚し、
その洗浄を入念に行わねばならず、作業効率が良くなか
った。これは、中空管３１、１内を上昇するソイルセメ
ントが長尺杭の施工や溶接による時間経過により凝結し
はじめることにより、掘削先端部付近で攪拌混合された
新鮮で流動性のあるソイルセメントの圧が上昇し、オー
ガロッド３２、２に添って上昇し６０ａより噴出するた
めである。

【００１７】本考案は上述した事情に鑑みてなされたも
のであり、スタビライザ付近に攪拌棒を設けることによ
り、中空管内から一部排出されるソイルセメントが勢い
よく飛散しないようにしたソイルセメント合成杭施工用
掘削ロッドを提供するものである。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本考案は、鋼管杭、コン
クリート杭等の中空管と、該中空管内に挿通されたオー
ガロッドの下部に設けられた少なくとも掘削翼と撹拌翼
とを有するオーガヘッドと、前記掘削翼付近のオーガロ
ッドに設けられた固化材の噴出口と、外径側が前記中空
管の内側に摺接すると共に、前記オーガロッドの途中に
少なくとも１個が回転自在に設けられたスタビライザと
を具備したソイルセメント合成杭造成装置において、攪
拌棒が前記スタビライザに近接した位置に固設されてい
ることを特徴とする。

【００１９】また、本考案は、攪拌棒が前記オーガロッ
ドの直径方向両側に放射状に固設されていることを特徴
とする。

【００２０】また、本考案は、攪拌棒がスタビライザの
片側の近接した位置に少なくとも一箇所設けられている
ことを特徴とする。

【００２１】また、本考案は、攪拌棒がスタビライザの
上下両側の近接した位置にそれぞれ少なくとも一箇所設
けられていることを特徴とする。

【００２２】

【作用】管内を上昇するソイルセメントは回転する攪拌
棒と静止したスタビライザとの間で細かく破砕され目づ
まりを生じないので圧力が上昇することなく、中空管駆
動用キャップの孔から均質なソイルセメントとして噴出
することなく流れ出る。

【００２３】

【実施例】以下添付図に基づいて本考案の実施例を詳細
に説明する。図１は本考案の一実施例を示す一部断面正
面図、図２はソイルセメント合成杭の施工中の一部を示
す側面図である。図１に示すように本考案の掘削ロッド
にはロッド３２，２に設けられたスタビライザ１４に近
接して、その上方に攪拌棒５３がその下方に攪拌棒５
１，５２が２本固設されている。攪拌棒は３２φ〜５０
φの丸鋼でロッドの両側に一文字状に溶接されている
が、図６に符号９で示されるような攪拌翼であっても良
い。攪拌棒は一文字状に設けた方が地上に置く場合に曲
ったり破損したりするおそれがないので、好ましいが、
十文字状にしたり、１２０度の角度に設けても良い。

【００２４】また、図１ではスタビライザ１４の上下両
側に設けてあるが、上側だけとか下側だけとかの片側だ
けに設けても良い。また設ける本数は１本以上適宜の数
に設定できる。

【００２５】図２において、６０は中空管駆動用キャッ
プ、６０ａはキャップに設けられた孔でソイルセメント
杭施工中この孔６０ａからは実線で示すソイルセメント
の吹き出し６０ｂが流出している。２点鎖線で示す吹き
出し６０ｃは従来の攪拌棒がなかった時の状態を示す。
図２においてＡは２点鎖線で囲まれた部分の側面図であ
る。

【００２６】図２において６５はガイドフレームで垂直
に立設されており、これにそって、中空管駆動装置６１
とオーガロッド駆動装置６２が滑車６３を経てロープ６
３ａでガイドフレーム６５の頂上から吊下げられてい
る。ソイルセメント合成杭施工中は、中空管３１，１と
オーガロッド３２，２とは通常互に逆回転しつつ給進さ
れ、オーガヘッドによりソイルセメント柱が形成されて
中空管が沈設される。その時、掘削翼で掘削された土塊
は共廻り防止翼３４Ａ（図５）や逆転掘削翼５（図６）
と掘削翼との間で剪断され、攪拌翼３４，９で攪拌され
てソイルセメント柱を形成するが一部は中空管３１，１
の中を上昇する。

【００２７】前記上昇するソイルセメントは本考案の攪
拌棒とスタビライザの間で剪断され均質な軟らかいソイ
ルセメントとなり、図２の吹出し６０ｂの如く孔６０ａ
から下方に落下する。

【００２８】

【考案の効果】以上詳細に説明した本考案によれば、ソ
イルセメント合成杭の施工中に中空管駆動用キャップの
孔から下方に吹き出すソイルセメントが攪拌棒により再
攪拌されて均質な軟らかいソイルセメントとなり、目づ
まりすることがなくなるので排出する圧力上昇がなく、
従って、噴出することなく流れ出るので、周囲に飛散す
ることがなくなり、施工機械本体、周辺環境を汚すこと
が少なくなり、その洗浄に手がかかる等の非能率なこと
がなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す一部断面正面図であ
る。

【図２】ソイルセメント合成杭の施工中の一部を示す側
面図である。

【図３】第１の従来例を示す正面図である。

【図４】第１の従来例の使用状態を示す正面図である。

【図５】第２の従来例を示す正面図である。

【図６】第３の従来例を示す正面図である。

【図７】第３の従来例の伝導部材を示す中空管の部分斜
視図である。

【図８】第３の従来例のソイルセメント合成杭の造成順
序を示す一工程図である。

【図９】第３の従来例のソイルセメント合成杭の造成順
序を示す次の一工程図である。

【図１０】第３の従来例のソイルセメント合成杭の造成
順序を示す次の一工程図である。

【図１１】第３の従来例のソイルセメント合成杭の造成
順序を示す次の一工程図である。

【図１２】第３の従来例のソイルセメント合成杭の造成
順序を示す次の一工程図である。

【符号の説明】

１，３１ 中空管 ２，３２ オーガロッド ４ 掘削翼 ９，３４ 攪拌翼 １０，３８ 噴出口 １４ スタビライザ ２０，４０ オーガヘッド ５１，５２，５３ 攪拌棒

Claims (4)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋼管杭、コンクリート杭等の中空管と、
   該中空管内に挿通されたオーガロッドの下部に設けられ
   少なくとも掘削翼と攪拌翼とを有するオーガヘッドと、 前記掘削翼付近のオーガロッドに設けられた固化材の噴
   出口と、 外径側が前記中空管の内側に摺接すると共に、前記オー
   ガロッドの途中に少なくとも１個が回転自在に設けられ
   たスタビライザとを具備したソイルセメント合成杭造成
   装置において、 攪拌棒が前記スタビライザに近接した位置に固設されて
   いることを特徴とするソイルセメント合成杭施工用掘削
   ロッド。
2. 【請求項２】 前記攪拌棒は、前記オーガロッドの直径
   方向両側に一文字状に固設されていることを特徴とする
   請求項１記載のソイルセメント合成杭施工用掘削ロッ
   ド。
3. 【請求項３】 前記攪拌棒は、スタビライザの片側の近
   接した位置に少なくとも一箇所設けられていることを特
   徴とする請求項１記載のソイルセメント合成杭施工用掘
   削ロッド。
4. 【請求項４】 前記攪拌棒は、スタビライザの上下両側
   の近接した位置にそれぞれ少なくとも一箇所設けられた
   ことを特徴とする請求項１記載のソイルセメント合成杭
   施工用掘削ロッド。