JP3334355B2 - 排土方法及びその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、堀削された土壌等を地
表側に排出する排土方法及びその装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、堀削された土壌等を排出する排土
方法の一つとして、スパイラル状羽根を持つ連続スクリ
ューを中空管内に配設し、これを旋回させることにより
堀削されて中空管内に下端より取り込まれる土壌等をそ
の羽根で上端側に送って順次に排出する中堀オーガー式
の排土方法がある。

【０００３】また、この排土方法は、基礎杭造成工法や
地盤改良工法等を実施する各種の施工装置に適用ないし
は組み込まれている。図７は、その装置構成例として攪
拌混合処理装置を示している。同図の攪拌混合処理装置
５０は、地盤中にある土壌の一部を排土する操作と、粉
粒状や液状等の固化材を吐出しながら土壌と固化材を攪
拌混合する操作とを行うもので、堀削排土機構部５１
と、この堀削排土機構部５１の両側に並置して設けられ
た１対の攪拌機構部５２と、これら機構部５１，５２の
上部に配設された駆動部５３とで構成されている。

【０００４】堀削排土機構部５１は、中空管５４と、中
空管５４に挿通されてスパイラル状羽根５５を持つ連続
スクリュー５６と、連続スクリュー５６の下端に一体回
転可能に取り付けられた堀削刃５７で構成されている。
そして、堀削排土機構部５１では、連続スクリュー５６
が駆動部５３によって旋回されると、堀削刃５７により
土壌が堀削されて、これが下端開口より中空管５４内に
取り込まれて、さらに羽根５５によって上端側に送ら
れ、図示せぬ上端開口より順次に排土される構成となっ
ている。

【０００５】なお、攪拌機構部５２は、中空管５４に沿
って定間隔に保持された回転軸５８を有し、回転軸５８
の下側外周に攪拌翼５９が一体回転可能に取り付けられ
ており、回転軸５８が駆動部５３の駆動力で旋回される
と、攪拌翼５９が土壌内を攪拌し、このとき攪拌翼５９
の近傍に設けられた排出口から図示せぬ供給管を通して
送られてくる固化材を排出して土壌と混合させる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来排土方法
および装置では、連続スクリュー５６が駆動部５３によ
り旋回されると、堀削刃５７により土壌が堀削されると
ともに、その掘削土壌が下端開口５４ａより中空管５４
内に取り込まれ、さらに羽根５５によって上端側に送ら
れて中空管５４の上端開口より順次に排出される構成と
なっている。このため、中空管５４の上端開口が高い位
置にあるときは、排出される土壌等を地表まで運ばなく
てはならず、この排出土の処理に不要な作業工数等を必
要とし、また従来の如く中空管５４の上端開口から自由
落下させると安全上及び美観上からも好ましくなかっ
た。

【０００７】そこで、本発明の目的は、連続スクリュー
で送られてくる土壌等の排出処理をより地表側で行なう
ことができるようにし、排出後の運搬作業等を効率よく
行なえる同時に、安全性と美観等も向上できる排土方法
及びその装置を提供することにある。他の目的は、以下
に説明する内容の中で明らかにする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、本発明の
装置要部である、軸外周にスパイラル状羽根を持つ連続
スクリューと、この連続スクリューを旋回する駆動部
と、前記連続スクリューを内部に挿通して地盤下に貫入
される中空管とを備え、連続スクリューを中空管内で旋
回させることにより、中空管下部より内部に取り込まれ
る土壌等を連続スクリューの羽根に沿って上部側に送っ
て排出する掘削土壌等の排土装置において、前記中空管
の途中周囲部に開口窓を形成する一方、前記開口窓と対
応している連続スクリューの羽根部分のみが前記開口窓
と対応していない羽根部分に対して異形状に変形し、前
記羽根に沿って送られてくる掘削土壌等の少なくとも一
部を前記異形状に変形された羽根部分でその押上力を分
断し前記開口窓を通して前記中空管の外に順次に排出可
能にすることによって達成される。また、以上の目的
は、本発明方法である、軸外周にスパイラル状羽根を持
つ連続スクリューを中空管の内部に挿通させた状態で旋
回することにより、中空管下部から内部に取り込まれる
掘削土壌等を連続スクリューの羽根に沿って上部側に送
って排出する掘削土壌等の排土方法において、前記中空
管の途中周囲部に開口窓が設けられるとともに、前記開
口窓と対応している前記連続スクリューの羽根部分のみ
が前記開口窓と対応していない羽根部分に対して異形状
に変形されており、前記羽根に沿って送られてくる掘削
土壌等に対し異形状に変形された羽根部分によって分断
力を与えつつ前記開口窓を通して前記中空管の外に順次
に排土することによって達成される。

【０００９】

【作用】本発明の技術指向は、連続スクリューで送られ
てくる土壌等に対して異形状に形成された羽根部分でそ
の押上力を分断し、中空管の開口部から排出し易い状態
に形成することにある。開口部の排出効率は、中空管途
中に開口部だけを設けた構成と比較すると、異形状の具
体的形態によって多少ことなるものの何れの場合も大き
く向上できることが確認された。したがって、本発明は
中空管の開口窓を地表の近くに設定して、地表近くで排
土させることを可能にし、また、前記開口窓を複数箇所
に設けて各開口窓より排土させることにより、単位時間
内での排土容量を向上することも可能になる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を用いて
説明する。図１は本発明の排土装置例を示す概略図であ
り、図２（ａ）はその要部構成を示し、同（ｂ）は排土
作用を模式的に示している。同図の排土装置１は、旋回
用の駆動部２と、連続スクリュー３と、中空管４などを
備え、これらが一体になってリーダー５に案内されなが
ら地盤中に貫入操作される。そして、地盤中に貫入する
過程等において、中空管４の内部に挿通させた連続スク
リュー３を旋回することにより、中空管４下部から内部
に取り込まれる掘削土壌等を連続スクリュー３の羽根６
に沿って上側に送って排出する点では従来と同じ。異な
る構成は、中空管４の途中周囲部に開口窓７が形成され
ていること、連続スクリュー３の羽根６において、開口
窓７と対応していない羽根部分６ａに対し開口窓７と対
応している羽根部分６ｂを異形状に変形した点である。
以下、この要部について詳細に説明する。

【００１１】中空管４は、堀削された土壌Ｓ等をその下
端開口４ａから内部に取り込んで、その土壌Ｓが中空管
４の途中周囲部に形成された開口窓７から後述する異形
状の羽根部分６ｂの分断作用により専ら排出可能になっ
ている。開口窓７は所定大の長方形をなし、上下方向に
沿って複数個、点在して設けられている。なお、中空管
４は、図示を省略しているが、その上端が従来と同様に
開口されており、開口窓７から排出されない僅かな量の
土壌Ｓについては上端開口からも排出可能となってい
る。

【００１２】連続スクリュー３は、軸８の外周にあって
上下方向に略等ピッチで設けられたスパイラル状羽根６
と、中空管４内から突出している軸８の下端に一体回転
可能に設けられた掘削刃９とを有し、中空管４内に挿通
された状態で駆動部２により旋回される。羽根６は、図
２（ｂ）に示す如く開口窓７に対応している羽根部分６
ｂにおける突出量（直径ｄ）が、開口窓７に対応してい
ない羽根部分６ａにおける突出量（直径Ｄ）よりも小さ
く形成されて、開口窓７に対応している羽根部分６ｂの
みが異形状に変形されている。

【００１３】そして、以上の排土装置１では、地盤に貫
入される過程等において、連続スクリュー３が駆動部２
により旋回されると、堀削刃９により掘削された土壌Ｓ
が下端開口４ａから中空管４内に取り込まれるととも
に、羽根６を構成している羽根部分６ａによって上方に
送られる。図中、矢印Ａは土壌Ｓの送られて行く方向を
示している。土壌Ｓが開口窓７と対応した位置まで送ら
れると、異形状の羽根部分６ｂの分断作用により、押し
上げられようとする上昇力が弱められて、滞留しようと
する。そして、その土壌Ｓは移動し易い開口窓７の方向
に向きを変えて移動され、開口窓７を通して中空管４の
外に効率的に排出される。また、この開口窓７で排出さ
れなかった土壌Ｓ（量的には少ない）は、さらに羽根部
分６ａによって上方へ送られ、開口窓７が複数設けられ
ている場合では次の開口窓７において異形状の羽根部分
６ｂの分断作用により同様に排出される。なお、残りの
僅かな土壌Ｓのみが中空管４の上端部で処理、例えば上
端開口から排出されることになる。

【００１４】すなわち、この排土装置１を用いた排土方
法では、地表Ｓ１に近い側の開口窓７より順番に排土さ
れることになり、中空管４の上端開口からは開口窓７で
排出されなかった僅かの土壌Ｓだけが処理されることに
なる。したがって、この実施例のように、中空管４に設
けられる開口窓７を地表Ｓ１の近くに設定してそこから
土壌Ｓを排土させることによって、従来の如く中空管４
の上端開口から専ら排土する場合に対し、排出後の土壌
Ｓの除去処理が容易になる。また、開口窓７を複数箇所
に設けておき、各開口窓７から順次に排土させることに
より、単位時間内での排土容量を大きく向上することが
可能となる。また、このように排土位置を複数箇所に分
散することにより、排土される土壌Ｓが途中で詰まって
しまうような恐れもなくなり、さらに処理能力の向上が
図れることになる。

【００１５】なお、以上の排土装置１は、図１の如く専
用中堀オーガー構造に限られず、各種の施工装置に組み
込むことができる。例えば、図７の攪拌混合処理装置５
０において、掘削排土機構部５１に本発明の排土装置１
を適用することも可能である。

【００１６】図３は前記羽根部分６ｂの第１変形例であ
り、同（ａ）は要部構成を、同（ｂ）はその排土作用を
示している。この第１変形例では、連続スクリュー３の
スパイラル状羽根６において、開口窓７と対応する羽根
部分６ｂの一部を切り欠き、羽根部分６ｂのない羽根欠
除部分６ｃを形成したものである。この構成では、土壌
Ｓが下端開口４ａから中空管４内に取り込まれて開口窓
７と対応した位置まで送られると、この開口窓７に対応
した羽根欠除部分６ｃの存在によって、ここにおける土
壌Ｓの押し上げ力が小さくなって土壌Ｓの上昇力が極度
に弱められ、滞留しようとする。この分断作用によっ
て、前記実施例と同様、押し上げられてくる土壌Ｓが移
動し易い開口窓７の方向に向きを変えて移動され、開口
窓７を通して中空管１４の外に効率的に排出されるので
ある。

【００１７】図４は前記羽根部分６ｂの第２変形例であ
り、同（ａ）は要部構成を、同（ｂ）はその排土作用を
示している。第２変形例では、連続スクリュー３のスパ
イラル状羽根６において、開口窓７に対応する羽根部分
６ｄのピッチを、開口窓７に対応していない羽根部分６
ａのピッチよりも大きく形成したものである。この構成
では、下端開口４ａから取り込まれる土壌Ｓが中空管４
内を移送されて開口窓７に対応した位置まで送られる
と、羽根部分６ｄのピッチが大きくなるので、この羽根
部分６ｄにおける土壌Ｓの押し上げ力が小さくなって土
壌Ｓの上昇力が弱められ、上記の各例と同様に開口窓７
を通して中空管４の外に効率的に排出されることにな
る。

【００１８】図５，図６は第３変形例であり、図５は図
２（ａ）と同様な部分の要部構成を、図６は図２（ｂ）
と同様な排土作用を模式的に示している。この第３変形
例は、中空管４の開口窓７に開閉扉１０を付設した例で
あり、連続スクリュー３については図１および図２と同
じくするのでその説明を省略する。開閉扉１０は、開口
窓７の両側に固定されたレール１１を介してスライド自
在に配設され、上下スライドさせることにより、開口窓
７を開閉するとともにその開口量を任意に調整できる構
造になっている。このように開閉扉１０を付設した場合
は、上記の作用効果に加えて、図６の如く複数の開口窓
７の内、任意の開口窓７だけを開状態にしておき、送り
込まれてくる土壌Ｓをそこから専ら排出することが可能
となる。したがって、各開閉扉１０を調整することによ
り、排土用として使用したい開口窓７の位置および開口
の大きさを簡単に設定することができるので、施工条件
に応じた最適な排土作用を得ることも可能になる。

【００１９】なお、開閉扉１０の開閉構造はスライド方
式に限らず、他の開閉構造に代えることができる。ま
た、開閉機構としてはシリンダー等の駆動機構を用いて
行なうことも可能である。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
連続スクリューで送られてくる土壌等が異形状に形成さ
れた変形羽根部分で分断されて、中空管の開口窓から効
率よく排土することができる。したがって、前記開口窓
および変形羽根部分を例えば地表の近くに設けて排出さ
せることにより、中空管の上端開口が高い位置にある場
合にも排土された土壌等をより容易に処理でき、安全性
及び美観を考慮した排土が簡易に達成される。また、中
空管の開口窓を複数箇所に設けておき、これら各開口窓
より排土させることにより、単位時間内での排土容量を
大きく向上できる。しかもこのように排土位置を複数箇
所に分散することにより、排土される土壌等が途中で詰
まってしまうようなことも無くなり、さらに処理能力の
向上が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る排土装置の構造例を示す概略図で
ある。

【図２】前記排土装置の要部構成および排土作用を示す
図である。

【図３】本発明装置における排土構造の第１変形例を、
図２に対応して示す図である。

【図４】本発明装置における排土構造の第２変形例を、
図２に対応して示す図である。

【図５】本発明装置における排土構造の第３変形例を示
す要部外観図である。

【図６】図５の排土作用を示す模式図である。

【図７】従来の排土構造を採用している装置例として示
す概略図である。

【符号の説明】

１ 排土装置 ２ 駆動部 ３ 連続スクリュー ４ 中空管 ６ 羽根 ６ａ 羽根部分（開口部に対応していない部分の羽根） ６ｂ 羽根部分（開口部に対応している部分の羽根） ６ｃ 羽根欠除部分 ６ｄ 羽根部分（開口部に対応している部分の羽根） ７ 開口窓 １０ 開閉扉

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 栗波 啓治 埼玉県鴻巣市松原１丁目１−34 (72)発明者 伊藤 辰也 茨城県猿島郡総和町駒羽根1419−３ 審査官 深田 高義 (56)参考文献 特開 昭57−104790（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−51890（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭47−20147（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E21B 10/44 E02F 7/00

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸外周にスパイラル状羽根を持つ連続ス
   クリューと、この連続スクリューを旋回する駆動部と、
   前記連続スクリューを内部に挿通して地盤下に貫入され
   る中空管とを備え、連続スクリューを中空管内で旋回さ
   せることにより、中空管下部より内部に取り込まれる土
   壌等を連続スクリューの羽根に沿って上部側に送って排
   出する掘削土壌等の排土装置において、 前記中空管の途中周囲部に開口窓を形成する一方、前記
   開口窓と対応している前記連続スクリューの羽根部分の
   みが前記開口窓と対応していない羽根部分に対して異形
   状に変形し、前記羽根に沿って送られてくる掘削土壌等
   の少なくとも一部を前記異形状に変形された羽根部分で
   その押上力を分断し前記開口窓を通して前記中空管の外
   に順次に排出可能にしたことを特徴とする排土装置。
2. 【請求項２】 前記開口窓が、前記中空管の軸方向に沿
   って複数箇所に設けられるとともに、各開口窓に付設さ
   れた開閉扉を有し、前記開閉扉を調整することにより、
   排土用として使用したい開口窓の位置および開口の大き
   さを設定可能にしている請求項１に記載の排土出装置。
3. 【請求項３】 前記開口窓と対応している羽根部分が、
   前記開口窓と対応していない羽根部分に対して羽根突出
   量を小さく形成されることにより異形状に変形している
   請求項１又は２に記載の排土装置。
4. 【請求項４】 前記開口窓と対応している羽根部分が、
   前記開口窓と対応していない羽根部分に対して羽根突出
   量を小さく形成されるとともに、その一部が切り欠かれ
   ている羽根欠如部分を有することにより異形状に変形し
   ている請求項１又は２に記載の排土装置。
5. 【請求項５】 前記開口窓と対応している羽根部分のピ
   ッチが、前記開口窓と対応していない羽根部分のピッチ
   よりも大きく形成されることにより異形状に変形してい
   る請求項１又は２に記載の排土装置。
6. 【請求項６】 軸外周にスパイラル状羽根を持つ連続ス
   クリューを中空管の内部に挿通させた状態で旋回するこ
   とにより、中空管下部から内部に取り込まれる掘削土壌
   等を連続スクリューの羽根に沿って上部側に送って排出
   する掘削土壌等の排土方法において、 前記中空管の途中周囲部に開口窓が設けられるととも
   に、前記開口窓と対応している前記連続スクリューの羽
   根部分のみが前記開口窓と対応していない羽根部分に対
   して異形状に変形されており、前記羽根に沿って送られ
   てくる掘削土壌等に対し異形状に変形された羽根部分に
   よって分断力を与えつつ前記開口窓を通して前記中空管
   の外に順次に排土することを特徴とする掘削土壌等の排
   土方法。