JP2707300B2 - 無振動式砕石杭打設装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 開示技術は、軟弱地盤等の地盤中に砕石をドレーン材
として杭状に形成させ、対象とする地盤の透水性を向上
させて地震等による地盤の液状化を防止する改良工事の
技術分野に属する。

〈発明の概要〉 而して、この出願の発明はクローラタイプ等の重機に
設けたリーダーの先端からワイヤー等により吊設された
ケーシングドーガーがモータ等の回転装置に連係される
と共にその内部に内側スクリュウを装備され、該ケーシ
ングオーガーの上部には杭材の砕石等の投入ホッパを有
し下部には地盤中に貫入させるためのシュウ等の蓋体を
有し、内側スクリュウは砕石等の杭材の投入ホッパと蓋
体との間に臨まされてケーシングオーガーの地盤内への
貫入後の引き上げに伴ない地盤中に砕石を連続的に打設
させるようにした無振動式砕石杭打設装置に関する発明
であり、特に、内側スクリュウのスクリュウ羽根が上部
の回転装置に連係されたシャフトの下側に数ピッチだけ
形成され、しかも該数ピッチのスクリュウ羽根が上側よ
り下側の方がそのピッチを大きく形成され、スクリュウ
羽根の外端とケーシングオーガーのケーシングの内面と
の間には砕石等の杭材の素材のサイズより充分大きな間
隙が形成され、しかも、スクリュウ羽根の上部のシャフ
トにはアームタイプのパドル等の砕石アーチング防止用
の突体が一体的に形成されてアーチングを防止し、スム
ーズに投入された杭材がケーシングオーガーの上昇い伴
なって地盤中に確実に打設させることが出来るようにし
た無振動式砕石杭打設装置に係る発明である。

〈従来の技術〉 周知の如く、狭隘な国土を有する我が国においては土
地の有効利用は極めて重要な問題であり、したがって、
軟弱地盤の改良等は建設工事に伴ない重大な技術の対象
となっている。

このうち、例えば、軟弱地盤等に於いては透水性が悪
いと地震等の際に、当該地盤が液状化現象を生じて大き
な災害を招くことがしばしば見られていることである。

そのため、これに対処するには当該軟弱地盤等の対象
地盤の透水性を向上させてかかる液状化現象を防止する
必要がある。

そこで、対象改良地盤内に重機を介し所定のドレーン
材を打設させて透水性を良くするようにする技術があ
り、例えば、砂杭を当該軟弱地盤中に打設するべく特公
昭53−4327号公報発明や更にこれを改良した特公昭55−
12490号公報発明等があり、地盤の透水性を向上させる
砂杭を形成させるようにしている。

〈発明が解決しようとする課題〉 而して、従来二重オーガータイプの構造については、
外側のオーガーで、又は、場合によっては内側のオーガ
ーの先端の剣先を介して地盤中に貫入し、この両オーガ
ーの間に砕石を投入し、該内側オーガーを回転し、砕石
を排出して杭を造成しているが、この時先端の蓋体は自
動的に外れて地中に残置する事もあり、又、内側オーガ
ーの先端に固着し、内側オーガー軸を下方に突出して該
蓋体を開放する態様もある。

かかる従来の技術においては、該内側オーガーのスク
リュウが上部まで連続していたり、又、下部のみスクリ
ュウがあっても、等ピッチであるため、砕石を排出する
際に大きな動力を必要とし、更に、外側オーガーの内面
と、内側のスクリュウ羽根の先端との間の隙間を大きく
しているものはなく、この間に挟まる該砕石による大き
な動力の消費についてのデメリットを考慮しているもの
はなかった。

〈発明の目的〉 この出願の発明の目的は上述従来技術に基づく軟弱地
盤中に透水性向上のための砂杭打設の問題点を解決すべ
き技術的課題とし、バイブロハンマー等による大きな振
動や騒音を生ずることなく回転式により静粛裡に当該対
象軟弱地盤等に所定の杭孔を掘削し、当該孔内に杭材と
しての砕石等を確実に充填し、しかも、当該杭材の充填
に際してのケーシングオーガー内に於けるスクリュウ羽
根の抵抗を少く動力コストを削減し、スムーズに杭材の
充填が行われるようにして建設産業における土木技術利
用分野に益する優れた無振動式砕石杭打設装置を提供せ
んとするものである。

〈課題を解決するための手段〉 上述目的に沿い先述特許請求の範囲を要旨とするこの
出願の発明の構成は前述課題を解決するために、重機に
吊設され回転装置に連係された外側のケーシングオーガ
ーに内側スクリュウが装備されて該ケーシングオーガー
上部の砕石投入ホッパと下部蓋体との間に臨まれている
無振動式砕石杭打設装置において、上記内側スクリュウ
のスクリュウ羽根が下側部分でのみ数ピッチだけに形成
され、上部の回転装置に連結されたシャフトの中途には
砕石アーチング防止用突体が該シャフトに一体的に側延
して形成されている無振動式砕石杭打設装置とし、その
実施態様については上記内側スクリュウのスクリュウ羽
根のピッチが上側より下側にかけて大きく形成されてい
るようにし、又、上記内側スクリュウのスクリュウ羽根
の外側端とケーシングオーガーのケーシング内面との間
に砕石サイズより大きな間隙が形成されているようにも
し、更に、上記アーチング防止用突体がシャフトの多角
形断面により形成されているようにし、加えて上記アー
チング防止用突体がシャフトに別体に固設されているよ
うにし、又、上記アーチング防止用突体がパドルに形成
されているようにし、更には、上記パドルがスパイラル
状配列にされているようにした技術的手段を講じたもの
である。

〈作用〉 而して、軟弱地盤等の地盤にクローラータイプ等の重
機を所定に搬入し、そのリーダーに沿ってワイヤー等に
よりケーシングオーガーを吊設しその上部の回転装置よ
り該ケーシングオーガーと一体の外側のスクリュウをし
て回転させ、そのケーシング下端のシュウ等の蓋体を介
し当該対象地盤を削孔し、所定深度に達したところで上
部の杭材投入ホッパより所定の杭材としての砕石等を投
入し上記の回転装置を逆回転してケーシングオーガーを
所定高さ引き上げ、該蓋体を開放、或いは、地盤中に残
置させ、上部に設けた他の回転装置によりケーシングオ
ーガーの内部に設けた内側スクリュウのシャフトを回転
させてその下側に数ピッチ設けられた、上側より下側が
そのピッチを大きくされたスクリュウ羽根により投入さ
れた砕石等をケーシング下端下方に形成された空間に圧
送充填し、続いて更に、該ケーシングオーガーを上部回
転装置の逆回転により上昇させながら連続して投入され
る砕石等を内側スクリュウのスクリュウ羽根により充填
して砕石杭を地盤中に所定に打設するようにし、この
間、該ケーシングオーガーは回転装置の逆回転により上
昇し、又、該ケーシングオーガーのケーシング内に於い
て内側スクリュウのスクリュウ羽根は下側に延びて数ピ
ッチのみ形成されていることから、そして、該スクリュ
ウ羽根の外側とケーシングオーガーのケーシングとの間
には砕石等の杭材素材のサイズより大きな間隙が形成さ
れていることから、その回転動力は少くて済み、又、砕
石等のスクリュウ羽根とケーシングオーガーのケーシン
グ内面との間における噛み込みや詰り現象がなく、常に
砕石等の送給充填が行われ、低動力で高い能率で作業か
行われるようにしたものである。

〈実施例〉 次に、この出願の発明の１実施例を第１乃至10図に基
づいて説明すれば以下の通りである。

第６図に示す態様において、14はこの出願の発明の要
旨の中心をなす無振動式砕石杭打設装置であり、対象と
する軟弱地盤等の地盤１の設定位置に重機２を搬入して
該地盤１中に所定の砕石杭を打設形成するようにされて
いるものである。

而して該重機２のヘッドに立設されたリーダー３から
はその上部のプーリを介してワイヤー４により第１乃至
５図に示す様なスパイラル状のオーガー９を外側に一体
的に有するケーシングオーガー７が吊設されるようにさ
れており、該ケーシングオーガー７の先端（図上下端）
には複数の、例えば、３つの蓋体としてのシュー12,12,
12が開閉自在に枢設されている。

そして、該ケーシングオーガー７のケーシング８の上
部には杭材素材としての砕石18の投入ホッパ５が設けら
れると共に、該ホッパ５の下側にはアースオーガーマシ
ンに設けられた回転装置としてのモータ６が配設されて
第１図に示す様に、その出力軸のピニオン16にはケーシ
ングオーガー７のケーシング８に固設された平ギヤ16′
が噛み合って該ケーシングオーガー７を所定に正転、逆
転させることが出来るようにされている。

而して、該ケーシング８の上端には他の回転装置とし
てのモータ13が固設されてその出力軸はケーシングオー
ガー７の中心に沿って同軸的に垂下枢設されているシャ
フト10に連結されており、該シャフト10の下部には所定
の数ピッチでのスクリュウ羽根11が設けられていると共
に、その上部には所定ピッチで砕石アーチング防止用の
突体としてのパドル15,15……が側方に延出されてスク
リュウ配列的に一体的に設けられている。

そして、当該実施例においてはシャフト10の下部には
複数ピッチ、例えば、２ピッチのスクリュウ羽根11が設
けられ、そのピッチp₁，p₂は上側より下側が大きくされ
てp₁＜p₂の関係とされており、ホッパ５より投入された
砕石18が削孔17内にスムーズに圧送充填され易いように
されている。

尚、スクリュウ羽根11のピッチはケーシングオーガー
７のケーシング８の内径Ｄの1/2程度にされる設計が良
いようにされており、砕石18の削孔17内に対する圧送排
出充填がし易いようにされ、上部に於いてケーシングオ
ーガー７のケーシング８との間の該砕石18の詰まり等の
発生を防止するようにされている。

又、該スクリュウ羽根11の外端とケーシングオーガー
７のケーシング８の内面との間隙ｄは第３図に示す様
に、投入される砕石18のサイズよりも充分大きなサイズ
とされてスクリュウ羽根11とケーシングオーガー７のケ
ーシング８との間の該砕石18の詰まり現象等が生じない
ようにされ、上部のパドル15,15……と共にケーシング
オーガー７のケーシング８内での該砕石18の圧送がスム
ーズに行われるようにされている。

尚、この出願の発明の実施態様は上述実施例に限るも
のでないことは勿論であり、例えば、蓋体12については
上述シュータイプに変えて剣先タイプ等にして地盤１中
に残置するようにしても良く、種々の態様が採用可能で
ある。

又、設計変更的には、例えば、アーチング防止用突体
15について第８図に示す様に、シャフト10′の所定部位
に軸方向所定ピッチで他の形状の突起体15′を、或い
は、第９図に示す様な突起体15″を設けても良く、更に
は第10図に示す様に、シャフト10″自身を多角形状にし
てその角陵部分をシャフトをし突体として用いることも
良い等の態様も採用可能である。

そして、使用する砕石は人工的な砕石18に限ることな
く、天然の砂利や砂に対しても適用出来ることもまた勿
論のことである。

〈発明の効果〉 以上、この出願の発明によれば、基本的に軟弱地盤等
の地盤の地震等による液状化防止を図るべく、該地盤の
透水性を向上させる砕石や砂利等の杭を地盤中に形成さ
せる装置において、スクリュウ羽根によりケーシングオ
ーガーの上部に設けた砕石等の杭材の砕石等の素材の投
入ホッパよりのケーシングオーガーの引き上げに伴なう
削孔中への該砕石等の素材の排出送給充填がよりスムー
ズに小さな動力、即ち、大きなトルクを要せずに送給す
ることが出来るという効果があり、動力費がかさむこと
なく、又、目詰まりによるオーバーロードで装置の破損
や故障等が生ぜず、保守点検整備等も少くて済み、装置
の耐久性が向上するという優れた効果が奏される。

又、シャフトのスクリュウ羽根の上部にはパドル等の
アーチング防止用突体を一体的に付設側延させたことに
より、上部の杭材素材の投入ホッパから投入された砕石
等の素材がスクリュウ羽根に到達する前の段階で充填さ
れても、撹拌されてアーチング現象を起すことなく、ス
ムーズにスクリュウ羽根による削孔中への砕石等の送給
を図り、これによってもケーシングオーガーのケーシン
グ内に於ける砕石等の素材の目詰まりや噛み込み等を防
止し、スムーズな杭材の送給充填が行われるという優れ
た効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

第１乃至10図はこの出願の発明の実施例の説明図であ
り、第１図は一実施例のケーシングオーガーの全体概略
断面図、第２図は同蓋体の閉鎖姿勢の断面図、第３図は
第１図の模式構造側面図、第４図は同ケーシングオーガ
ーの模式側面図、第５図は同ケーシングオーガーと内側
スクリュウの透視側面図、第６図は無振動式砕石杭打設
装置の全体概略側面図、第７図はアーチング防止用突体
の平断面図、第8,9,10図は他の実施例のアーチング防止
体の平断面図である。 ２…重機、６…回転装置、７…ケーシングオーガー、５
…砕石投入ホッパ、12…蓋体、又は、シュー、14…無振
動式砕石杭打設装置、11…スクリュウ羽根、13…回転装
置、10…シャフト、15′,15″,15…アーチング防止用
突体、ｄ…間隙、p₁，p₂…ピッチ、

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】重機に吊設され回転装置に連係された外側
   のケーシングオーガーに内側スクリュウが装備されて該
   ケーシングオーガー上部の砕石投入ホッパと下部蓋体と
   の間に臨まれている無振動式砕石杭打設装置において、
   上記内側スクリュウのスクリュウ羽根が下側部分でのみ
   数ピッチだけに形成され、上部の回転装置に連結された
   シャフトの中途には砕石アーチング防止用突体が該シャ
   フトに一体的に側延して形成されていることを特徴とす
   る無振動式砕石杭打設装置。
2. 【請求項２】上記内側スクリュウのスクリュウ羽根のピ
   ッチが上側より下側にかけて大きく形成されていること
   を特徴とする請求項１記載の無振動式砕石杭打設装置。
3. 【請求項３】上記内側スクリュウのスクリュウ羽根の外
   側端とケーシングオーガーのケーシング内面との間に砕
   石サイズより大きな間隙が形成されていることを特徴と
   する請求項１記載の無振動式砕石杭打設装置
4. 【請求項４】上記アーチング防止用突体がシャフトの多
   角形断面により形成されている請求項１記載の無振動式
   砕石杭打設装置。
5. 【請求項５】上記アーチング防止用突体がシャフトに別
   体に固設されていることを特徴とする請求項１記載の無
   振動式砕石杭打設装置。
6. 【請求項６】上記アーチング防止用突体がパドルに形成
   されていることを特徴とする請求項1,4,5いずれか記載
   の無振動式砕石杭打設装置。
7. 【請求項７】上記パドルがスパイラル状配列にされてい
   ることを特徴とする請求項６記載の無振動式砕石杭打設
   装置。