JP3178869U - 多軸オーガ - Google Patents

Abstract

【課題】掘削ヘッド部分で土をスライス状に切削することができるので、土塊の発生を防ぐとともに、撹拌効率が良くなるため、応力材の挿入が容易になる多軸オーガを提供する。
【解決手段】重機のリーダーマストに吊支する駆動装置から複数の掘削軸４を垂下した多軸オーガにおいて、各掘削軸には水平またはほぼ水平な平板翼８を攪拌翼兼剪断翼として適宜上下間隔で設ける。さらに、隣接する掘削軸同士の水平またはほぼ水平な平板翼８は先端部を上下位置で重畳させ、該掘削軸の下方に、水平翼１１を主体とし、この水平翼１１に掘削ビットを下向きに、かつ並べて設けた土砂剪断機能を有する掘削ヘッド６を設けた。
【選択図】図１

Description

本考案は、地盤の根切り工事などで、山留壁などを施工する際に採用されるソイルセメント柱列壁の施工機としての多軸オーガに関するものである。

透水性の高い地盤や軟弱地盤などで行われる山留工法として、これまで、地中にアースオーガーで穿孔し、同時にアースオーガーの先端から掘削土中に固化材（以下「固化材ミルク」という）を射出するとともに、この固化材ミルクと掘削時の掘削土とを攪拌・混合することにより、地中に複数のソイルセメント柱からなるソイルセメント柱列壁を構築するソイルセメント柱列壁工法が一般に知られている。

また、その施工方法として、１本のアースオーガでソイルセメント柱を１本ずつ施工する一軸オーガ工法と３本ないし５本の多軸アースオーガで複数本のソイルセメント柱を同時に施工する多軸オーガ工法が知られている。

一軸オーガ工法による施工は施工能率、施工精度（垂直精度）などが改善される必要があり、多軸オーガ工法による施工の方が、一軸オーガ工法による施工よりも施工能率、施工精度（垂直精度）とも高く、特に施工面積が広い場合、経済的に優れた施工が可能である。

多軸オーガは、下端部分に掘削ヘッドと削孔土を攪拌する攪拌翼をそれぞれ有する掘削軸（オーガロッド）を複数備えて構成する。

図示は省略するが、クローラ等の重機のリーダーマストに吊支するものとして、油圧モーターまたは電動モーター等で駆動する駆動装置から前記複数の掘削軸を垂下したもので、かかる駆動装置と多軸による掘削軸からなるオーガマシンはリーダーマストにその上下方向に沿って取り付けられているリーダーにガイドされ、電動モーター等によって巻き上げされるワイヤーでリーダーマストの側部を自由に昇降できるようになっている。

なお、攪拌翼は掘削ヘッドによって削孔された削孔土と掘削ヘッドの射出口から射出されたセメントミルク等の固化材とを攪拌・混合するためのもので、断続的なすなわち不連続に設けられたスクリュー羽根によるものやバー状でロッドの両側に水平に突設されているものなどがある。

このような構成において、駆動装置を駆動することで掘削軸が回転し、これと連動して掘削軸先端の掘削ヘッドが回転し、対象地盤に対して削孔することができる。また、掘削ヘッドの射出口から削孔土内に固化材が射出され、同時に掘削軸と連動して攪拌翼が回転し、かつ掘削軸とともに貫入と引き抜きを繰り返すことで、削孔土と固化材とが攪拌・混合される。

こうして、地盤中に所定深さ・所定径のソイルセメント柱が施工される。そして、この工程を一工程とし、この工程をソイルセメント柱の径方向に一部ラップさせて、または互いに接して繰り返し行うことにより、複数のソイルセメント柱からなるソイルセメント柱列壁を施工することができる。

ところで、このような従来の多軸オーガにおいて、対象地盤が粘性土の場合、土の粘着力により攪拌翼の周囲に付着した土の塊りはなかなか攪拌されず、塊りのまま攪拌翼と一緒に回転し続けてしまう。

下記特許文献は、対象地盤が粘性土であっても、この粘性土が塊となって攪拌翼の周囲に付着してしまうことを防止でき、その結果、土と固化材とを容易かつ確実に攪拌することができるものとして提案されたものである。
特開２００３−２０６５２５号公報

多軸オーガ全体としては図６、図７に示すように、クローラ等の重機１のリーダーマスト２に吊支するものとして、油圧モーターまたは電動モーター等で駆動する駆動装置３から前記複数の掘削軸４を垂下したものである。図中９は複数の掘削軸４をまとめる振れ止めである。

かかる駆動装置３と多軸の掘削軸４による掘削軸からなるオーガマシンはリーダーマスト２のトップシーブ５からワイヤーで吊下げられ、リーダーマスト２の上下方向に沿って取り付けられているリーダー２ａにガイドされ、電動モーター等によって昇降できる。

また、掘削軸４の先端には掘削ヘッド６を設け、その上方にはスクリュー翼７を何旋回ピッチか設けた。なお、掘削軸４は中空ロッドであり、図示は省略するが掘削ヘッド６にはセメントミルク等の固化材の射出口を形成し、掘削軸４の中を通してセメントミルク等の固化材を射出口に送るようにしている。

各掘削軸４には水平またはほぼ水平な平板翼８を攪拌翼兼剪断翼として適宜上下間隔で設けた。この平板翼８を全く角度を付けずに水平とする場合以外で多少傾斜を設ける場合の角度は１０度以内、望ましくは５，６度程度とする。

この水平またはほぼ水平な平板翼８は図８に示すように、放射状に均等間隔で突出する３枚羽根で構成するものとし、３枚羽根の各羽根片８ａはひねりのない水平またはほぼ水平な平板であり、先端に向かい多少横径が小さくなるような縦長台形状とした。図示の場合、掘削軸４が５本ある５軸のオーガであり、隣接する掘削軸４同士の水平またはほぼ水平な平板翼８は各羽根片８ａの先端部を上下位置で重畳させた。

一つの掘削軸４から出る３枚羽根の各羽根片８ａは水平に並ぶものであるが、隣接する掘削軸４同士の水平またはほぼ水平な平板翼８の各羽根片８ａの間隔は２０ｃｍ以内であることが望ましい。

このようにして、駆動装置３を駆動することで各掘削軸４が回転し、これと連動して掘削軸４先端の掘削ヘッド６が回転し、地盤に対して削孔することができる。

また、掘削ヘッド６の射出口から削孔土内に固化材が射出され、同時に掘削軸４と連動してスクリュー翼７や水平またはほぼ水平な平板翼８が回転し、スクリュー翼７によって掘削ヘッド６によって削孔された削孔土と掘削ヘッド６の射出口から射出されたセメントミルク等の固化材はスクリュー翼により上昇されて水平またはほぼ水平な平板翼８へ送られる。

水平またはほぼ水平な平板翼８は、放射状の３枚羽根で構成したプロペラカッター的なものであり、各羽根片８ａは先端部を上下位置で重畳させているのでこの間で挟み込むようにして連続した効率のよいせん断破砕と攪拌が行われ、掘削軸４は貫入と引き抜きを繰り返すことで、削孔土と固化材とが攪拌・混合される。こうして、地盤中に所定深さ・所定径のソイルセメント柱が施工される。

ソイルセメント連側壁の築造工で最も苦労する土質は粘性土である。前記特許文献１では、対象地盤が粘性土であっても、この粘性土が塊となって攪拌翼の周囲に付着してしまうことを防止でき、その結果、土と固化材とを容易かつ確実に攪拌することができるようにしたが、掘削ヘッドは縦型であり、掘削時にスパイラルを螺旋状に巻いてあるため土の塊が厚く掘削され、これが、ソイル壁の内部にとどまり、応力材の挿入困難につながっている。

本考案の目的は前記従来例の不都合を解消し、掘削ヘッド部分で土をスライス状に切削することができるので、土塊の発生を防ぐとともに、撹拌効率が良くなるため、応力材の挿入が容易になる多軸オーガを提供することにある。

前記目的を達成するため請求項１記載の本考案は、重機のリーダーマストに吊支する駆動装置から複数の掘削軸を垂下した多軸オーガにおいて、各掘削軸には水平またはほぼ水平な平板翼を攪拌翼兼剪断翼として適宜上下間隔で設け、かつ、隣接する掘削軸同士の水平またはほぼ水平な平板翼は先端部を上下位置で重畳させ、該掘削軸の下方に、水平翼を主体とし、この水平翼に掘削ビットを下向きに、かつ並べて設けた土砂剪断機能を有する掘削ヘッドを設けたことを要旨とするものである。

請求項１記載の本考案によれば、掘削軸の下方に設ける掘削ヘッドは、水平翼を主体とし、この水平翼に掘削ビットを下向きに、かつ並べて設けた土砂剪断機能を有するものであり、掘削ヘッドで土をスライス状に切削することができる。

さらに、掘削軸に設ける攪拌翼は剪断翼を兼ねるものとして水平またはほぼ水平な平板翼で構成したので、土の塊りは、回転する攪拌翼でせん断破砕されるため、土の粘着力により攪拌翼の周囲に付着した土の塊りはなかなか攪拌されずに、塊りのまま攪拌翼と一緒に回転し続けるようなことはない。特に、水平またはほぼ水平な平板翼の上下間隔を狭いものとすれば、先端部を上下位置で重畳させた上下の攪拌翼同士の間でせん断破砕され、削孔土と固化材ミルクとが容易に攪拌される。

請求項２記載の本考案は、掘削軸の水平またはほぼ水平な平板翼は放射状の３枚羽根で構成することを要旨とするものである。

請求項２記載の本考案によれば、水平またはほぼ水平な平板翼は放射状の３枚羽根で構成するので、プロペラカッター的なものとなり、連続した効率のよいせん断破砕が得られる。

請求項３記載の本考案は、掘削ヘッドは、水平翼はヘッド軸に左右対称に設ける２枚羽根であり、中心に位置するヘッド軸の先端は先行掘削部として掘削ビットを下向きに設け、これを前記水平翼よりも下方に突設したことを要旨とするものである。

請求項３記載の本考案によれば、掘削ヘッドは、中心に位置に先行掘削部を形成することで、土砂剪断と同時に掘進のための推力が充分得られるものである。

以下、図面について本考案の実施の形態を詳細に説明する。図１は本考案の多軸オーガの１実施形態を示す正面図、図２は掘削ヘッドの正面図、図３は同上底面図で、前記従来例を示す図５と同一構成要素には同一参照符号を付したものである。

多軸オーガ全体としては前記と同じく、図６、図７に示すように、クローラ等の重機１のリーダーマスト２に吊支するものとして、油圧モーターまたは電動モーター等で駆動する駆動装置３から前記複数の掘削軸４を垂下したものである。図中９は複数の掘削軸４をまとめる振れ止めである。

かかる駆動装置３と多軸の掘削軸４による掘削軸からなるオーガマシンはリーダーマスト２のトップシーブ５からワイヤーで吊下げられ、リーダーマスト２の上下方向に沿って取り付けられているリーダー２ａにガイドされ、電動モーター等によって昇降できる。

また、掘削軸４の先端には掘削ヘッド６を設け、その上方にはスクリュー翼７を何旋回ピッチか設けた。なお、掘削軸４は中空ロッドであり、図示は省略するが掘削ヘッド６にはセメントミルク等の固化材の射出口を形成し、掘削軸４の中を通してセメントミルク等の固化材を射出口に送るようにしている。

各掘削軸４には水平またはほぼ水平な平板翼８を攪拌翼兼剪断翼として適宜上下間隔で設けた。この平板翼８を全く角度を付けずに水平とする場合以外で多少傾斜を設ける場合の角度は１０度以内、望ましくは５，６度程度とする。

この水平またはほぼ水平な平板翼８は図４に示すように、放射状に均等間隔で突出する３枚羽根で構成するものとし、３枚羽根の各羽根片８ａはひねりのない水平またはほぼ水平な平板である。掘削軸４が５本ある５軸のオーガであり、隣接する掘削軸４同士の水平またはほぼ水平な平板翼８は各羽根片８ａの先端部を上下位置で重畳させた。

実施例では、各掘削軸４には適宜上下間隔で設けた水平またはほぼ水平な平板翼８群の上下に一回転ピッチ程度のスクリー羽根１０を設けている。

掘削ヘッド６は、図２、図３に示すように、水平翼１１を主体とし、この水平翼１１に掘削ビット１２を下向きに、かつ並べて設けた土砂剪断機能を有する掘削ヘッドとした。

水平翼１１は長手方向の一側縁を下方に向ける折曲げフランジ１１ａとし、この折曲げフランジ１１ａの部分に掘削ビット１２を植設して櫛の歯状とする。

掘削ビット１２は前側に向けても超硬チップの刃部があり、掘削ビット１２で土砂を切削する。

前記水平翼１１は、ヘッド軸１３に左右対称に設ける２枚羽根であり、中心に位置するヘッド軸１３の先端は先行掘削部１４としてここにも掘削ビット１２を下向きに設け、これを前記水平翼１１よりも下方に突設した。先行掘削部１４はひねり形状にしている。

図中１５は掘削軸４の中を通して送られるセメントミルク等の固化材の射出口に設けたヘッド弁である。

掘削ヘッド６は、５軸の各掘削軸４の先端に接続され、左右のものは上下に段違いに並ぶものであり、隣接する掘削ヘッド６同士は水平翼１１先端が間隔を存して重畳している。

下段に位置する掘削ヘッド６を設ける掘削軸４は下の段の振れ止め９から下の長さが隣接の掘削軸４よりも長く、振れ止め９から下部分に前記水平またはほぼ水平な平板翼８を設けた。

このようにして、駆動装置３を駆動することで各掘削軸４が回転し、これと連動して掘削軸４先端の掘削ヘッド６が回転し、地盤に対して削孔することができる。

掘削ヘッド６は、水平翼１１で土をスライス状に切削する。また、先行掘削部１４が錐もみ作用で挿入され、掘進する。

同時に、掘削ヘッド６の射出口から削孔土内に固化材が射出され、掘削軸４と連動してスクリュー翼７や水平またはほぼ水平な平板翼８が回転し、スクリュー翼７によって掘削ヘッド６によって削孔された削孔土と掘削ヘッド６の射出口から射出されたセメントミルク等の固化材はスクリュー翼により上昇されて水平またはほぼ水平な平板翼８へ送られる。

水平またはほぼ水平な平板翼８は、放射状の３枚羽根で構成したプロペラカッター的なものであり、各羽根片８ａは先端部を上下位置で重畳させているのでこの間で挟み込むようにして連続した効率のよいせん断破砕と攪拌が行われ、掘削軸４は貫入と引き抜きを繰り返すことで、削孔土と固化材とが攪拌・混合される。こうして、地盤中に所定深さ・所定径のソイルセメント柱が施工される。

本考案の多軸オーガの１実施形態を示す要部の正面図である。 本考案の多軸オーガの掘削ヘッドの正面図である。 本考案の多軸オーガの掘削ヘッドの底面図である。 水平またはほぼ水平な平板翼の配置を示す説明図である。 従来例を示す要部の正面図である。 多軸オーガの１例示す全体の正面図である。 多軸オーガの１例示す全体の側面図である。 水平またはほぼ水平な平板翼の配置を示す説明図である。

１…重機 ２…リーダーマスト
２ａ…リーダー ３…駆動装置
４…掘削軸 ５…トップシーブ
６…掘削ヘッド ７…スクリュー翼
８…水平またはほぼ水平な平板翼
８ａ…羽根片 ９…振れ止め
１０…スクリー羽根 １１…水平翼
１１ａ…折曲げフランジ １２…掘削ビット
１３…ヘッド軸 １４…先行掘削部
１５…ヘッド弁

Claims (3)

1. 重機のリーダーマストに吊支する駆動装置から複数の掘削軸を垂下した多軸オーガにおいて、各掘削軸には水平またはほぼ水平な平板翼を攪拌翼兼剪断翼として適宜上下間隔で設け、かつ、隣接する掘削軸同士の水平またはほぼ水平な平板翼は先端部を上下位置で重畳させ、該掘削軸の下方に、水平翼を主体とし、この水平翼に掘削ビットを下向きに、かつ並べて設けた土砂剪断機能を有する掘削ヘッドを設けたことを特徴とする多軸オーガ。
2. 掘削軸の水平またはほぼ水平な平板翼は放射状の３枚羽根で構成する請求項１記載の多軸オーガ。
3. 掘削ヘッドは、水平翼はヘッド軸に左右対称に設ける２枚羽根であり、中心に位置するヘッド軸の先端は先行掘削部として掘削ビットを下向きに設け、これを前記水平翼よりも下方に突設した請求項１または請求項２記載の多軸オーガ。

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