JP3007755U

JP3007755U - 拡大ヘッド

Info

Publication number: JP3007755U
Application number: JP1994003529U
Authority: JP
Inventors: 慎司合田; 和光曽根田
Original assignee: 近畿コンクリート工業株式会社
Priority date: 1994-03-14
Filing date: 1994-03-14
Publication date: 1995-02-28
Anticipated expiration: 2000-03-14

Abstract

(57)【要約】【目的】本考案の目的は、拡大羽根を有し、
既製杭埋入先端の地盤を効率よく掘削する事が出来、中
掘り根固め工法を効果的に進める事が出来る拡大ヘッド
を開発する事にある。【構成】スパイラルオーガ(8)の先端に取着
されるロッド(1)と、ロッド(1)の上端に設けられた外鍔
(9)と、外鍔(9)の外周部に形成され、外鍔(9)の外周面
側と前記外周面(10)に対して直角方向の一側面(11)側が
開口し、その反対側の他側面側が壁面(12)となっている
羽根取付溝(7)と、ロッド(1)に平行にて前記羽根取付溝
(7)に設けられたピン(3)と、その後端部が前記羽根取付
溝(7)内に嵌め込まれており、前記ピン(3)にてロッド
(1)に対して直角に開閉可能に枢着されている拡大羽根
(4)と、前記外鍔(9)の下方にてロッド(1)の外周に形成
されたロッド用スクリュー(2)と、ロッド用スクリュー
(2)の先端にロッド(1)に平行に設けられた本体爪(13)
と、ロッド(1)の中心に突設され、ロッド(1)の下端に開
口せる根固め材(5)噴出用の噴出口(6)とで構成されてい
る事を特徴とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、既製杭の埋込み工法の一種である中掘り根固め工法の掘削に用いる拡大ヘッドに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

既製杭の施工については、騒音、振動等の公害防止の観点から打ち込み工法に代わり、各種の低公害工法が一般に開発されている。低公害工法には大別すれば低公害打ち込み工法と埋込み工法に分類されている。従来は、建築基準法施工令第９３条の規定に基づいて、昭和５３年建設省告示第１６２３号に示された杭（パイルとも言う）の埋込み工法の一種であるプレボーリングによるセメントミルク工法（プレボーリング根固め工法）のスパイラルオーガの先端に装着される掘削ヘッド(30)（図５参照）の掘削刃(31)が開閉運動しない構造のものが採用されていた。

【０００３】しかしながら、従来のセメントミルク工法は始めに、地盤中にスパイラルオーガで、使用する杭の杭径より少し大きい掘削孔を開けるので、スパイラルオーガの先端に装着される掘削ヘッド(30)の掘削刃(31)は開閉運動しなくとも、十分にその使用用途を達成する事ができていた。ただ、セメントミルク工法は中掘り根固め工法に比べ、騒音、振動はやや高く、残土も多い事から、中掘り根固め工法の方が低公害工法に有利という事で、現在ではこの工法が都会で採用される事が多くなっている。

【０００４】そこで、セメントミルク工法の掘削ヘッドを中掘り根固め工法の拡大ヘッドに用いるためには、開閉運動が出来る拡大ヘッドに改良しなければならない必要性に迫られた。即ち、中掘り根固め工法は杭中空部にスパイラルオーガを挿入して、スパイラルオーガの先端に装着されている拡大ヘッドの掘削刃および拡大羽根で地盤を掘削しながら、杭中空部を通じて土砂を排出して杭を沈設していくので、拡大ヘッドの拡大羽根は杭中空部を通っている間、拡大羽根が閉じて杭内径より小さくなった状態になり、その後、拡大ヘッドが杭先端から土中に出ると、杭を沈設するために、杭外径と同径又は幾分大きく掘削出来るように（土質の種類によって掘削径は適宜選定される。）、拡大ヘッドの拡大羽根が開いた状態になって掘削を進めなければならないからであり、そのためには拡大羽根を有し、効率よく掘削出来る拡大ヘッドを開発しなければならなかった。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

本考案の解決課題は、拡大羽根を有し既製杭埋入先端の地盤を効率よく掘削する事が出来、中掘り根固め工法を効果的に進める事が出来る拡大ヘッドを開発する事にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案の請求項１に記載の拡大ヘッド(A)は『スパイラルオーガ(8)の先端に取着されるロッド(1)と、ロッド(1)の上端に設けられた外鍔(9)と、外鍔(9)の外周部に形成され、外鍔(9)の外周面(10)側と前記外周面(10)に対して直角方向の一側面(11)側が開口し、その反対側の他側面側が壁面(12)となっている羽根取付溝 (7)と、ロッド(1)に平行にて前記羽根取付溝(7)に設けられたピン(3)と、その後端部が前記羽根取付溝(7)内に嵌め込まれており、前記ピン(3)にてロッド(1)に対して直角に開閉可能に枢着されている拡大羽根(4)と、前記外鍔(9)の下方にてロッド(1)の外周に形成されたロッド用スクリュー(2)と、ロッド用スクリュー(2 )の先端にロッド(1)に平行に設けられた本体爪(13)と、ロッド(1)の中心に突設され、ロッド(1)の下端に開口せる根固め材(5)噴出用の噴出口(6)とで構成されている事』を特徴とする。

【０００７】これによれば、既製杭(18)の中空部(18a)にスパイラルオーガ(8)が挿通され且つその先端に拡大ヘッド(A)が装着されているが、スパイラルオーガ(8)を正転させる事によって拡大ヘッド(A)の拡大羽根(4)が開いて拡大羽根(4)と、拡大ヘッド(A)の先端に装着された本体爪(13)により既製杭(18)の先端部分の地盤｛非支持層(16)｝を貫通して、より硬い土砂地盤である支持層(17)の上部まで掘削する。この掘削に従って既製杭(18)を掘削部分に押し込んで行く。

【０００８】支持層(17)の掘削が完了すると非支持層(16)の下部からより硬い土砂地盤である支持層(17)の上部にかけての部分に、掘削により形成された空洞部(20)に根固め材(5)を注入し、これと同時にスパイラルオーガ(8)を逆転させて拡大羽根(4) を閉じ、空洞部(20)から既製杭(18)の中空部(18a)にかけて拡大ヘッド(A)を上下させて根固め材(5)を空洞部(20)から既製杭(18)の埋入先端にかけての部分に充填し、続いて充填された根固め材(5)に断裂が生じないように注意深く拡大羽根( 4)を閉じた状態で拡大ヘッド(A)を既製杭(18)の中空部(18a)から抜き、最後に既製杭(18)を地中に所定の位置まで押し込む。既製杭(18)の地中への押し込みは、拡大ヘッド(A)の引き抜き前に行っていてもよい。上記一連の作業により、柔らかい地盤である非支持層(16)の底部から硬い地盤の支持層(17)の上層部にかけての部分に球根ブロック(19)が形成され、この球根ブロック(19)に既製杭(18)の先端部分が固着された形となり、既製杭(18)の強固な支持を図る事ができる。

【０００９】請求項２では、請求項１に加えて『ピン(3)を抜き差し自在とした』もので、これにより、拡大羽根(4)を適宜交換することにより、杭打ち現場の土質の状況に応じて、拡大羽根(4)による拡孔の径寸法を変える事ができる。

【００１０】本考案の請求項３に記載の拡大ヘッド(A)は、請求項１に加えて『拡大羽根(4) の先端にロッド(1)に平行に拡大羽根(4)の先端側に羽根用爪(14)が突設されている事』を特徴とする。これによれば、羽根用爪(14)が地盤に食い込み、より効果的に本体爪(13)で掘削した掘削孔の周囲を更に太く掘削して行く事ができる。

【００１１】本考案の請求項４は、請求項２と同様請求項３に加えて『ピン(3)を抜き差し自在とした』もので、同様拡大羽根(4)を適宜交換することにより、杭打ち現場の土質の状況に応じて、拡大羽根(4)による拡孔の径寸法を変える事ができる。

【００１２】

【実施例】

以下、本考案を図示実施例に従って説明する。既製杭(18)の施工方法は図６に分類して示す様に、打ち込み工法と埋め込み工法とに別れる。打ち込み工法は既製杭の頭部に打撃を与えて既製杭を地中に打ち込んで行く方法であるが、前述の様に頭部に打撃を与えることによる既製杭の打ち込み時の衝撃的な振動・騒音が大きく、都市部での使用は現在不可能に近い状態である。一方の埋め込み工法には、プレボーリング工法と中掘り工法とがあり、プレボーリング工法にはセメントミルク方法（プレボーリング根固め工法）が通常行われている。

【００１３】他方、中掘り工法は、スパイラルオーガ(8)が既製杭(18)の中空部(18a)を通過させ、既製杭(18)の下端先端部より拡大ヘッド(A)で常に約１ｍ程度先行掘りするから、既製杭(18)直下の土砂の排除を容易にし、既製杭(18)が非支持層(16)から支持層(17)の上部に到達する間、既製杭(18)の外径とほぼ同径又は幾分太径に掘削孔を穿孔し、この太径掘削孔（球根形成用の空洞部(20)）に根固め材(5)を充填して球根ブロック(19)を形成し、前記球根ブロック(19)にて既製杭(18)を固定するという中掘り根固め工法が一般的に採用されている。

【００１４】本考案に係る拡大ヘッド(A)は図２から４に示すように、ロッド(1)の上端には平面形状が長方形の外鍔(9)が形成されており、外鍔(9)の下方において二条（数は二条に限られず、１条でもよいし３条以上でもよい事は言うまでもない。）のスクリュー(2)がロッド(1)の周囲に形成されている。スクリュー(2)の下端には本体爪(13)がロッド(1)と平行に突設されている。本体爪(13)は矩形状の板材で先端に硬い掘削ビット(13a)が形成されている。

【００１５】ロッド(1)は中空体で、ロッド(1)の上端部分は細径に形成されていて、この部分が装着軸部(1a)となっており、この装着軸部(1a)がスパイラルオーガ(8)の下端に挿入されて固着される事になる。装着軸部(1a)は図２から分かるように断面六角形に形成されており、スパイラルオーガ(8)の下端の六角形断面を持つ取着孔(8a)に嵌まり込むようになっている。(15)は装着軸部(1a)を取着孔(8a)に固着するための固定ピンである。

【００１６】外鍔(9)の両端には羽根取付溝(7)が形成されている。羽根取付溝(7)は外鍔(9) の外周面(10)側と前記外周面(10)側に対して直角方向の一側面(11)に開口しており、その反対側は壁面(12)となっている。外鍔(9)に形成される一対の羽根取付溝(7)はロッド(1)の中心軸に対して点対称に形成される。外鍔(9)の羽根取付溝( 7)にはピン(3)が挿通されており、このピン(3)にて拡大羽根(4)の後端部が回動自在に枢着されている。前記ピン(3)は固定式でもよいが、挿脱自在としてもよく、その場合はピン(3)を抜く事により、拡大羽根(4)を取り替える事ができる。これにより、拡大羽根(4)による掘削孔の直径を適宜変える事ができるものである。拡大羽根(4)の先端には羽根用爪(14)がロッド(1)と平行に突設してあり、拡大羽根(4)を開いて羽根用爪(14)で非支持層(16)を貫通して支持層(17)の上層部まで掘削していく事になる。

【００１７】図１の(a)から(f)までは、本考案による拡大ヘッド(A)の中掘り根固め工法の一実施例の施行例を示す断面図である。これを概説すれば、(18)は中空の既製杭で、その中空部(18a)分にスパイラルオーガ(8)が挿通され、このスパイラルオーガ(8)の先端には拡大ヘッド(A)が装着されており、スパイラルオーガ(8)を正転した場合は、拡大ヘッド(A)の拡大羽根(4)が開いてその先端に装着された本体爪(13)により既製杭(18)の先端部分の地盤｛非支持層(16)｝を貫通し支持層(17)の上部まで掘削し、スパイラルオーガ (8)が挿入されている既製杭(18)を掘削部分に押し込んで行く。非支持層(16)の地盤は支持層(17)に比べて柔らかく、既製杭(18)を支持する事ができない。従って、掘削は硬い土砂の支持層(17)の上層部まで行われる事になる。

【００１８】図１(a)は、スパイラルオーガ(8)の先端部に装着した拡大ヘッド(A)によって、既製杭(18)の直下の地盤｛非支持層(16)｝を掘削している状態であるが、この場合、まずスパイラルオーガ(8)を地上に設定し、その直上に既製杭(18)を設置してスパイラルオーガ(8)を正転させて拡大羽根(4)を広げ、前述のように掘削を行って行くのである。図１(b)はより硬い地盤である支持層(17)近傍の非支持層(16)の下部まで掘り進んでいる状態である。図１(c)は、非支持層(16)の終端を貫通して支持層(17)の上層部に突入した場合の断面図で、スパイラルオーガ(8)を正転させて支持層(17)の上層部を十分に掘削して球根用の空洞部(20)を形成する。図１(d)では、スパイラルオーガ(8)を逆転させて拡大羽根(4)を閉じ、且つ根固め材(5)を前記球根用空洞部(20)に噴出し、続いてスパイラルオーガ(8)を前記空洞部(20)と既製杭(18)との間を上下反復運動させ、根固め材(5)と周囲の土砂との撹拌を行い、根固め材(5)の掘削部分への前記撹拌部材の充填・緻密化を図る。これにより、既製杭(18)の埋入先端の空洞部(20)に球根用のブロック(19)が形成される。図１(e)では、スパイラルオーガ(8)の回転を停止させ、根固め材(5)を噴出しつつ拡大ヘッド(A)全体を既製杭(18)の中空部(18a)内を引き上げる。この時、拡大ヘッド(A)の引き上げによって支持層(17)の掘削部分内の根固め材(5)が断裂しないようにする事が重要である。図１(f)では、スパイラルオーガ(8)を既製杭(18)から抜き出し、且つ既製杭(1 8)の埋入先端に球根ブロック(19)が固着形成されている状態を示す断面図である。

【００１９】ここで、羽根用爪(14)は拡大羽根(4)の先端から下方に突出しているために、スパイラルオーガ(8)を正転して本体爪(13)の先端に設けられている掘削ビット( 13a)によって掘削された掘削孔の周囲の地盤を更に掘削する場合、柔らかい非支持層(16)は勿論硬い支持層(17)の地盤でも羽根用爪(14)が容易に侵入して掘削して行く。

【００２０】通常、硬い土砂で構成される支持層(17)の掘り込み深さは、既製杭(18)の外径の少なくとも２.５倍以上とする必要がある。また既製杭(18)の支持層(17)内への挿入量は、少なくとも既製杭(18)の外径以上としなければならない。

【００２１】

【考案の効果】

本考案は、スパイラルオーガを正転させて拡大ヘッドの拡大羽根を開き、既製杭とほぼ同一又は幾分大きい直径の掘削孔を非支持層を貫通して支持層の上部まで穿設して行き、続いてこの部分に根固め材を充填する事で既製杭の埋入先端に強固な支持を図る事ができる。

【００２２】前述のように既製杭の先端部分での掘削が完了し、根固め材を掘削部分に注入し、スパイラルオーガを逆転させて拡大羽根を閉じると拡大ヘッドは既製杭の中空部の中に入るようになる。従って、スパイラルオーガの正転・逆転という簡単な操作で、既製杭の埋入先端から拡大ヘッドが装着されているスパイラルオーガを支持層の掘削後、土中から取り出すことができる。

【００２３】又、拡大羽根を枢着しているピンを抜き差しして、拡大羽根を交換することにより、杭打ち現場の土質の状況に応じて、拡大羽根による拡孔の径寸法を変える事ができ、更に掘削時間を調整する事により、掘削長さを設計に応じて容易に変更が出来る。これに加えて、拡大ヘッドの先端から圧縮空気、圧縮水、ベントナイト液、セメントミルク等あるいはこれらの複合した根固め材を噴出しながら拡孔するので、既製杭の埋込み工法の一種である中掘り根固め工法の工法管理の安定性を一層確実にすることができるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る中掘り根固め工法の工程を示す断
面図

【図２】スパイラルオーガの先端に取り付けた本考案の
拡大ヘッドの拡大羽根を閉じた状態で、既製杭の中空部
を通過していね場合を示す拡大断面図

【図３】スパイラルオーガの先端に取り付けた本考案の
拡大ヘッドにて非支持層を貫通して支持層の上層部迄掘
削する場合に、その拡大羽根を開いた状態で掘り進んで
いく場合を示す拡大断面図

【図４】本考案に係る拡大ヘッドの平面図

【図５】従来例の正面図

【図６】既製杭の施工方法の分類図

【符号の説明】

(1)…ロッド (2)…ロッド用スクリュー (3)…ピン (4)…拡大羽根 (5)…根固め材 (6)…噴出口 (7)…羽根取付溝 (8)…スパイラルオーガ (9)…外鍔 (10)…外鍔の外周面 (11)…外鍔の外周面に対して直角方向の一側面 (12)…外鍔の外周面に対して直角方向の一側面とは反対
側に位置する壁面 (13)…本体爪

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】スパイラルオーガの先端に取着さ
れるロッドと、ロッドの上端に設けられた外鍔と、外鍔
の外周部に形成され、外鍔の外周面側と前記外周面に対
して直角方向の一側面側が開口し、その反対側の他側面
側が壁面となっている羽根取付溝と、ロッドに平行にて
前記羽根取付溝に設けられたピンと、その後端部が前記
羽根取付溝内に嵌め込まれており、前記ピンにてロッド
に対して直角に開閉可能に枢着されている拡大羽根と、
前記外鍔の下方にてロッドの外周に形成されたロッド用
スクリューと、ロッド用スクリューの先端にロッドに平
行に設けられた本体爪と、ロッドの中心に突設され、ロ
ッドの下端に開口せる根固め材噴出用の噴出口とで構成
されている事を特徴とする拡大ヘッド。
【請求項２】スパイラルオーガの先端に取着さ
れるロッドと、ロッドの上端に設けられた外鍔と、外鍔
の外周部に形成され、外鍔の外周面側と前記外周面に対
して直角方向の一側面側が開口し、その反対側の他側面
側が壁面となっている羽根取付溝と、ロッドに平行にて
前記羽根取付溝に挿脱自在に設けられたピンと、その後
端部が前記羽根取付溝内に嵌め込まれており、前記ピン
にてロッドに対して直角に開閉可能に枢着されている拡
大羽根と、前記外鍔の下方にてロッドの外周に形成され
たロッド用スクリューと、ロッド用スクリューの先端に
ロッドに平行に設けられた本体爪と、ロッドの中心に突
設され、ロッドの下端に開口せる根固め材噴出用の噴出
口とで構成されている事を特徴とする拡大ヘッド。
【請求項３】スパイラルオーガの先端に取着さ
れるロッドと、ロッドの上端に設けられた外鍔と、外鍔
の外周部に形成され、外鍔の外周面側と前記外周面に対
して直角方向の一側面に開口し、その反対側の他側面側
が壁面となっている羽根取付溝と、ロッドに平行にて前
記羽根取付溝に設けられたピンと、その後端部が前記羽
根取付溝内に嵌め込まれており、前記ピンにてロッドに
対して直角に開閉可能に枢着されている拡大羽根と、前
記外鍔の下方にてロッドの外周に形成されたロッド用ス
クリューと、ロッド用スクリューの先端にロッドに平行
に設けられた本体爪と、ロッドの中心に突設され、ロッ
ドの下端に開口せる根固め材噴出用の噴出口と、拡大羽
根の先端にてロッドに平行に突設された羽根用爪とで構
成されている事を特徴とする拡大ヘッド。
【請求項４】スパイラルオーガの先端に取着さ
れるロッドと、ロッドの上端に設けられた外鍔と、外鍔
の外周部に形成され、外鍔の外周面側と前記外周面に対
して直角方向の一側面に開口し、その反対側の他側面側
が壁面となっている羽根取付溝と、ロッドに平行にて前
記羽根取付溝に挿脱自在に設けられたピンと、その後端
部が前記羽根取付溝内に嵌め込まれており、前記ピンに
てロッドに対して直角に開閉可能に枢着されている拡大
羽根と、前記外鍔の下方にてロッドの外周に形成された
ロッド用スクリューと、ロッド用スクリューの先端にロ
ッドに平行に設けられた本体爪と、ロッドの中心に突設
され、ロッドの下端に開口せる根固め材噴出用の噴出口
と、拡大羽根の先端にてロッドに平行に突設された羽根
用爪とで構成されている事を特徴とする拡大ヘッド。