JP3097046U

JP3097046U - 既製杭埋め込み用掘削土攪拌ロッド

Info

Publication number: JP3097046U
Application number: JP2003001935U
Authority: JP
Inventors: 山田　悟; 津田　和義; 大島　章; 山中　宜昭; 小森　彰彦; 中澤　勝仁
Original assignee: Manac Inc; Nippon High Strength Concrete Co Ltd; Nippon Concrete Industries Co Ltd; Nippon Hume Corp
Current assignee: Manac Inc; Nippon High Strength Concrete Co Ltd; Nippon Concrete Industries Co Ltd; Nippon Hume Corp
Priority date: 2003-04-09
Filing date: 2003-04-09
Publication date: 2004-01-15
Anticipated expiration: 2009-04-09

Abstract

【課題】上下地層にあった土砂の混合がより効果的になされる既製杭埋め込み用掘削土攪拌ロッドの提供。
【解決手段】両端にジョイント部１４，１５を一体に有する中空軸状をしたロッド本体１１と、掘削土攪拌用の攪拌ブレード１２，１２…とを有し、下端側に穿孔用の掘削ヘッドＢを支持させ、掘削ヘッドＢを回転させつつ土中に押し込むことにより生じる掘削土砂を攪拌ブレード１２，１２…によって攪拌させる既製杭埋め込み用掘削土攪拌ロッドＡにおいて、攪拌ブレード１２，１２…はロッド本体１１の長手方向に一定間隔を隔てた位置に半径方向に向けて多数突設されるとともにそれぞれロッド本体回転方向に対して傾斜した傾斜角度αをもたせ、且つ上下に互いに隣り合う位置にある攪拌ブレード１２，１２の傾斜角αを互いに逆向きにした。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【考案の属する技術分野】
本考案は、主とし鋼製又はコンクリート製の円筒形又は円柱形の既製杭を地中に設置する際に使用する既製杭埋め込み用掘削土攪拌ロッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、既製杭埋め込み方法には、掘削用ロッドの先端に掘削ヘッドを取り付けて地中を掘削することにより既製杭挿入孔を形成し、その既製杭挿入孔内に既製杭を挿入する所謂プレボーリング工法がある。
【０００３】
このプレボーリング工法には、掘削用ロッドとしてスクリューオーガを使用し、掘削ヘッドによって掘削した土砂を排出しつつ既製杭挿入孔を形成する方法と、図１０（ａ）〜（ｄ）に示すようにロッド本体１の外周に攪拌ブレード２，２……を突設した攪拌ロッド３を使用し、その先端に掘削ヘッド４を固定し、加水しながら掘削して既製杭挿入孔５を形成し、掘削土砂は加水されて撹乱された状態で既製杭挿入孔５内に残す方法がある。
【０００４】
この従来の工法には、逆回転させることによって拡大ビット６が半径方向に突出する掘削ヘッド４を使用し、図１０（ａ）に示すように攪拌ロッド３を通じて掘削ヘッド４を正回転させながら地盤を掘削し、掘削土砂を攪拌ブレード２によって攪拌しつつ所定の深さまで掘進する。
【０００５】
所定深さまで削孔した後図１０（ｂ）に示すように掘削ヘッド４を逆転させ、拡大ビット６で周囲の地盤を切り崩し、その中にセメントミルク等の固化材を混合注入させて所謂ソイルセメントによる拡大球根７を造成する。然る後図１０（ｃ）に示すように掘削ヘッド４を正転させて拡大ビット６収納させ、掘削ヘッド４を引き抜き、図１０（ｄ）に示すように拡大球根７の固化前に既製杭８を挿入するようにしている（例えば特許文献１）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平０５−０５９７２６号公報
【０００７】
【考案が解決しようとする課題】
上述した従来の攪拌ロッドは、その外周に突設されている攪拌ブレードが、その回転方向に対する傾斜角度を全て同じ向きにしているか或いは単なる棒状であるため、注入されるセメントミルク等の固化剤と掘削土砂との混合攪拌には充分であっても、地層によって質の異なる土砂間の混合攪拌には不十分であり、部分的に強度が極端に低い固化層が形成され、杭全体の強度の均一性が損なわれるという問題があった。
【０００８】
また、上記した従来の攪拌ロッドは、突設されている攪拌ブレードがロッドに対して溶接などによって一体化されているため、異なった口径のプレボーリング孔や既製杭に使用することができず、口径が異なる毎に専用の攪拌ロッドを製作していたため、その製作コストが高くつくという問題があった。
【０００９】
更に、各攪拌ブレードは、矩形状をした板状のものが使用されているため、その先端がプレボーリング孔の内壁面に当るとこれを削り取ってしまい、内壁面が荒らされるとともに回転抵抗が極端に大きくなってしまうという問題があった。
【００１０】
更に、この種の攪拌ロッドは、埋設予定の杭長より短い場合には、一本の攪拌ロッド分の掘進が完了すると、その上端に新たな攪拌ロッドを継ぎ足し、更に掘進を続行するようにしているが、その継ぎ足しの際に、地中に残された攪拌ロッドの支持に多くの労力を要するという問題があった。
【００１１】
本考案は上述のような従来の状況に鑑み、これらの問題解決を目的としてなされたものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上述の如き従来の問題を解決し、所期の目的を達成するための請求項１に記載の考案の特徴は、両端にジョイント部を一体に有する中空軸状をしたロッド本体と、該ロッド本体の外周に突設した掘削土攪拌用の攪拌ブレードとを有し、下端側に穿孔用の掘削ヘッドを支持させ、ロッド本体を介して掘削ヘッドを回転させつつ土中に押し込むことにより生じる掘削土砂を前記攪拌ブレードによって攪拌させる既製杭埋め込み用掘削土攪拌ロッドにおいて、
前記攪拌ブレードはロッド本体の長手方向に一定間隔を隔てた位置に半径方向に向けて多数突設されるとともにそれぞれロッド本体回転方向に対して傾斜した傾斜角度をもたせ、且つ上下に互いに隣り合う位置にある攪拌ブレードの前記傾斜角を互いに逆向きにしたことにある。
【００１３】
このように構成することにより、上下に隣り合った高さ位置にある攪拌ブレード相互間において、土砂を上下に互いに接近又は離反する方向に移動させることとなり、上下地層にあった土砂の混合がより効果的になされ、後にセメントミルクによって固化させた際に、強度が極端に低い部分の発生を防止できる。
【００１４】
請求項２に係る考案の特徴は、上記請求項１に記載の構成に加え、ロッド本体には各攪拌ブレード取り付け位置に攪拌ブレードが着脱可能な攪拌ブレード支持突起を一体に備え、該攪拌ブレード支持突起に対し幅及び／又は長さの異なる攪拌ブレードを取り換え支持可能にしたことにある。このように構成することにより、口径の異なったプレボーリング孔に対し、攪拌ブレードを長さの異なったものに変更することによって対応させることができ、同様に攪拌ブレードが磨耗などによって使用不能になった場合にも必要に応じて取り換えが可能となり、製造コストを削減することができる。
【００１５】
請求項３に係る考案の特徴は、前記請求項１又は２に記載の構成に加え、各攪拌ブレードは先端が円弧状に形成されていることにある。このように構成することにより、攪拌ブレードかプレボーリング孔内壁面に接触した場合に回転抵抗がさほど大きくならず、また内壁面の損傷も少ないものとなる。
【００１６】
請求項４に係る考案の特徴は、前記請求項１，２又は３に記載の構成に加え、ロッド本体の上端部に、該ロッド本体の上端部に作用する下向き荷重に耐えうる突起部を備え、該突起部下に、ロッド本体の外周側から着脱できるロッド保持プレートを挿抜自在に備えたことにある。このように構成することにより、攪拌ロッド継ぎ足しの際に、地中に残してある攪拌ロッドの支持が、ロッド保持プレートの差込によって容易に行うことができ、作業効率が向上する。
【００１７】
請求項５に係る考案の特徴は、請求項４の構成に加え、突起部はロッド本体の外周にフランジ状に突出されたプレートであることにある。このように構成することにより、どの方向からもロッド保持プレートを装着することが出来ることとなる。
【００１８】
【考案の実施の形態】
次に、本考案の実施の形態を図１〜図９について説明する。
【００１９】
図１〜図７は本考案に係る攪拌ロッドＡを示しており、図中１１はロッド本体、１２は攪拌ブレードである。ロッド本体１１は中心に掘削の際の注水、拡大球根形成用のセメントミルク等の固化剤を注入するための流路１３が形成された中空筒状をなしており、上端に回転駆動機構又は延長のための攪拌ロッドを連結させるための雄ジョイント部１４が形成され、下端には掘削ヘッドＢ又は先に地中に挿入されている攪拌ロッドに継ぎ足すための雌ジョイント部１５が一体に形成されている。
【００２０】
雄ジョイント部１４は六角形のジョイント軸からなり、図２に示すように外周に抜け止めピン嵌合用の凹溝１４ａが形成されている。また、雌ジョイント部１５は、図３に示すように前記ジョイント軸が嵌り合う六角筒状をなしており、その筒状内に抜け止めピンを挿入するためのピン挿入穴１５ａが形成されている。この雌雄ジョイント部１４，１５は、上記六角筒状内にジョイント軸を嵌め合わせ、ピン挿入穴１５ａに抜け止めピンを挿入すると、該ピンが凹溝１４ａ内に嵌り合うことによって抜け止めされる構造となっている。
【００２１】
攪拌ブレード１２は、ロッド本体１１に対してその長手方向に一定間隔を隔てた位置に、左右対称な配置に一対づつ突設されている。この攪拌ブレード１２はそれぞれロッド本体回転方向に対して傾斜した傾斜角度をもって取り付けられている。即ちロッド本体１１を横断する水平面に対して攪拌ブレード１２表面が形成する幅方向の取付角度αが略３０°程度に傾斜したスクリュー状に固着されている。
【００２２】
また、攪拌ブレード１２は、図４に示すようにロッド本体の長手方向、即ち上下に隣り合うもの同士が、ロッド本体の半径方向の向きを９０°づつ違えるとともに、前記幅方向の取付角度αの円周中心を中心として、ロッド本体１１の長手方向に隣り合うもの同士がその傾斜方向を互いに逆向きとしている。
【００２３】
更に、各攪拌ブレード１２先端面１２ａは、ロッド本体１１の中心からの距離を曲率半径とした円弧状に形成されている。尚、この先端面１２ａの円弧状は必ずしもその回転半径を曲率半径としたものに限らず、楕円形でもよく、また両角に大き目のアールを持たせた形状の円弧状であってもよい。
【００２４】
また、上述した攪拌ブレード１２はロッド本体１１に対して一体に突設したものを示しているが、この他図５に示すように、ロッド本体１１にブレード支持突起１１ａ，１１ａを突設しておき、これに攪拌ブレード１２Ａをボルトナット等の固着具１２ｃによって着脱できるようにしてもよく、この場合には、長さの異なる攪拌ブレード１２Ａを複数種類用意しておき、異なった杭径に対応させて取り換え使用することにより、経済性が向上する。
【００２５】
ロッド本体１１の上端部梢下側の外周には、フランジ状の突出部１７が形成されている。この突出部１７は板状をなしており、必要な長さに繋ぎ合わせて地中に吊り下ろした複数の攪拌ロッドＡ及びその最下端の掘削ヘッドＢの重量を支えることが出来る強度を持った構造となっている。
【００２６】
この突出部１７の下側にロッド保持プレート１８がロッド本体１１の外周から着脱できるようになっている。即ち、ロッド保持プレート１８は図６に示すように円盤状をなしており、その外周から中心部に向けてＵ字状の切り欠いた形状のロッド本体嵌合凹部１９が形成されている。
【００２７】
このロッド保持プレート１８は、攪拌ロッドＡの長さ分だけ掘進させた後に、その上端に別の攪拌ロッドを継ぎ足す等に際し、回転駆動機構のチャックによる吊下げを解除する場合に、図７に示すように突出部１７下に嵌め合わせ、既製杭挿入孔縁部に支持させ、これによって攪拌ロッドＡを保持させるものである。
【００２８】
図８、図９は本考案に係る攪拌ロッドＡの下端に固定して既製杭挿入孔を掘削形成させるための掘削ヘッドＢの一例を示している。図中符号２０は掘削ヘッドＢの中心軸である。この中心軸２０は前述した従来例と同様に中心に液剤注入筒２１を挿通した中空筒状をなしており、上端に撹拌ロッドＡに連結させるための雄型連結部２３が備えられている。
【００２９】
中心軸の周囲には帯状の鋼板を螺旋状に成形した２枚のスパイラル翼２４が一体に固着されている。この両スパイラル翼２４は螺旋ピッチを１８０度ずらせて互いに対象に設置されており、下端が中心軸２０の下端より下方に突出され、その両下端縁２５が回転軸心を通る１直線上にあり、且つ該回転軸心を中心にして互いに対称配置に設置されている。
【００３０】
各スパイラル翼２４の下縁にはそれぞれの螺旋延長方向に向けて各々掘削用ビット２６，２６……が突設されている。中心軸２０の下端には液剤吐出口２７が開口されており、その吐出口２７の両側部に一対の中心部掘削用ビット２８が突設されている。
【００３１】
掘削ヘッドＢの中腹部高さより梢下側にあって、両スパイラル翼２４の外周縁部にそれぞれ拡大ビット３１が備えられている。この各拡大ビット３１は図９に示すように、スパイラル翼２４の円周方向に向けられてその周縁より内側に倒れた位置から、該スパイラル翼２４の回転半径方向に起立されて先端が外周より突出した位置までの間を回動できるように取り付けられている。
【００３２】
この各拡大ビット３１はスパイラル翼２４の螺進方向の回転、即ち正回転時にスパイラル翼２４の外周の内側に倒れ、これとは逆の回転時に図９中仮線で示すように、スパイラル翼２４の外周より外側に突出されるようになっている。
【００３３】
このように構成される掘削ヘッドＢを攪拌ロッドＡの下端に連結して既製杭挿入孔を形成するものであり、攪拌ロッドＡを介して掘削ヘッドＢを正転させ、流路１３を通して注水しつつ地盤を掘削し、スパイラル翼２４によって揚土させつつ既製杭挿入孔を形成する。
【００３４】
スパイラル翼２４によって攪拌ロッド位置まで揚土されると、攪拌ブレード１２によって攪拌される。この時、攪拌ロッド１２は、長手方向に隣り合うもの同士の幅方向の角度が逆向きであるため、先に揚土された土砂と後に揚土された上下の土砂が互いに混合し攪拌されることとなる。
【００３５】
この掘進時には拡大ビット３１は、スパイラル翼２４の上下面に沿った位置に収納された状態にある。そして、所定の深さまで掘進の後、前述した従来工法における拡大球根を形成するために、逆回転させつつ引き上げる。これによって拡大ビット３１が図９中仮線で示すように起立し、スパイラル翼３１の外周より突出し先導孔の周囲を撹乱する。これと同時にセメントミルク等の固化剤を注入することによって拡大球根が形成される。
【００３６】
更に、掘削ヘッドＢを正回転させて引き上げながら固化剤を注入し、所望の深さまで掘削土砂中に固化剤を混合させ、掘削ヘッドを引き抜いた後、既製杭挿入孔内に既製杭を挿入する。
【００３７】
【考案の効果】
上述したように本考案に係る既製杭埋め込み用掘削土攪拌ロッドは、攪拌ブレードをロッド本体の長手方向に一定間隔を隔てた位置に半径方向に向けて多数突設させるとともにそれぞれロッド本体回転方向に対して傾斜した傾斜角度をもたせ、且つ上下に互いに隣り合う位置にある攪拌ブレードの前記傾斜角を互いに逆向きにしたことにより、上下に隣り合った高さ位置にある攪拌ブレード相互間において、土砂を上下に互いに接近又は離反する方向に移動させることとなり、上下地層にあった土砂の混合がより効果的になされ、後にセメントミルクによって固化させた際に、強度が極端に低い部分の発生を防止できる。
【００３８】
また、ロッド本体には各攪拌ブレード取り付け位置に攪拌ブレードが着脱可能な攪拌ブレード支持突起を一体に備え、該攪拌ブレード支持突起に対し幅及び／又は長さの異なる攪拌ブレードを取り換え支持可能にしたことにより、口径の異なったプレボーリング孔に対し、攪拌ブレードを長さの異なったものに変更することによって対応させることができ、同様に攪拌ブレードが磨耗などによって使用不能になった場合にも必要に応じて取り換えが可能となり、製造コストを削減することができる。
【００３９】
更に、各攪拌ブレードは先端が円弧状に形成されていることにより、攪拌ブレードかプレボーリング孔内壁面に接触した場合に回転抵抗が差ほど大きくならず、また内壁面の損傷も少ないものとなる。
【００４０】
更に、ロッド本体の上端部に、該ロッド本体の上端部に作用する下向き荷重に耐えうる突起部を備え、該突起部下に、ロッド本体の外周側から着脱できるロッド保持プレートを挿抜自在に備えたことにより、攪拌ロッド継ぎ足しの際に、地中に残してある攪拌ロッドの支持が、ロッド保持プレートの差込によって容易に行うことができ、作業効率が向上する。
【００４１】
更に、突起部をロッド本体の外周にフランジ状に突出されたプレートとすることにより、どの方向からもロッド保持プレートを装着することが出来ることとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本考案に係る撹拌ロッドの全体の概略を示す側面図である。
【図２】（ａ）は図１中の雄ジョイント部を示す平面図、（ｂ）は同側面図である。
【図３】（ａ）は同上の雌ジョイント部を示す側面図、（ｂ）は同底面図である。
【図４】図１中の攪拌ブレードの取付状態を示す部分拡大側面図である。
【図５】同上の攪拌ブレードの他の取付状態を示す部分拡大側面図である。
【図６】攪拌ロッドの支持構造を示す分解斜視図である。
【図７】同上のロッド保持プレートを使用した攪拌ロッドの支持状態を示す側面図である。
【図８】掘削ヘッドの一例を示す側面図である。
【図９】同上の底面図である。
【図１０】従来のプレボーリング工法の工程の概略を示す断面図である。
【符号の説明】
Ａ　攪拌ロッド
Ｂ　掘削ヘッド
１１　ロッド本体
１１ａ　ブレード支持突起
１２　攪拌ブレード
１２ａ　先端面
１２Ａ　攪拌ブレード
１２ｃ　固定具
１３　流路
１４　雄ジョイント部
１４ａ　凹溝
１５　雌ジョイント部
１５ａ　ピン挿入穴
１７　突出部
１８　ロッド保持プレート
１９　ロッド本体嵌合凹部
２０　中心軸
２１　液剤注入路
２２　回転支軸
２３　雄型連結部
２４　スパイラル翼
２５　下端縁
２６　掘削用ビット
２７　液剤吐出口
２８　中心部掘削用ビット
３１　拡大ビット

Claims

両端にジョイント部を一体に有する中空軸状をしたロッド本体と、該ロッド本体の外周に突設した掘削土攪拌用の攪拌ブレードとを有し、下端側に穿孔用の掘削ヘッドを支持させ、ロッド本体を介して掘削ヘッドを回転させつつ土中に押し込むことにより生じる掘削土砂を前記攪拌ブレードによって攪拌させる既製杭埋め込み用掘削土攪拌ロッドにおいて、
前記攪拌ブレードはロッド本体の長手方向に一定間隔を隔てた位置に半径方向に向けて多数突設されるとともにそれぞれロッド本体回転方向に対して傾斜した傾斜角度をもたせ、且つ上下に互いに隣り合う位置にある攪拌ブレードの前記傾斜角を互いに逆向きにしたことを特徴としてなる既製杭埋め込み用掘削土攪拌ロッド。
ロッド本体には各攪拌ブレード取り付け位置に攪拌ブレードが着脱可能な攪拌ブレード支持突起を一体に備え、該攪拌ブレード支持突起に対し幅及び／又は長さの異なる攪拌ブレードを取り換え支持可能にしてなる請求項１に記載の既製杭埋め込み用掘削土攪拌ロッド。
各攪拌ブレードは先端が円弧状に形成されている請求項１又は２に記載の既製杭埋め込み用掘削土攪拌ロッド。
ロッド本体の上端部に、該ロッド本体の上端部に作用する下向き荷重に耐えうる突起部を備え、該突起部下に、ロッド本体の外周側から着脱できるロッド保持プレートを挿抜自在に備えてなる請求項１，２又は３に記載の既製杭埋め込み用掘削土攪拌ロッド。
突起部はロッド本体の外周にフランジ状に突出されたプレートである請求項４に記載の既製杭埋め込み用掘削土攪拌ロッド。