JP3857718B2 - Auger head and auger device and ground improvement method - Google Patents
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Description
本発明は、液状化現象防止や軟弱粘性地盤の剪断強度の向上を図るオーガーヘッド及びオーガー装置並びに地盤改良工法に関する。 The present invention relates to an auger head, an auger device, and a ground improvement method for preventing a liquefaction phenomenon and improving a shear strength of a soft viscous ground.
土地の有効利用等を図る地盤改良は、液状化現象防止や軟弱粘性地盤の剪断強度の向上を図る目的から、柔軟地盤の軟弱な層において、地盤の圧密化を図り、締め固めを行う必要がある。かかる地盤改良工法としては、以下の工法が採用されている。 In order to prevent the liquefaction phenomenon and improve the shear strength of the soft and viscous ground, it is necessary to consolidate the ground in the soft layer of the soft ground and compact the ground to improve the effective use of the land. is there. As the ground improvement method, the following method is adopted.
即ち、かかる工法としては、所定の方向に回転させて地盤を掘削する筒状のオーガーケースと、該オーガーケース内に正回転及び逆回転自在に内装されたオーガーとを使用する中堀り工法が周知である。該工法は、作業時の振動及び騒音を低下させる点において優れており、オーガーケースで削孔した掘削孔に、改良土として、セメント材、水ガラスを混合して改良土を固化させることにより、掘削孔を埋めて地中に柱状補強体を造成するものである。 That is, as such a construction method, a well-known method is a medium-drilling method that uses a cylindrical auger case that is rotated in a predetermined direction to excavate the ground, and an auger that is mounted in the auger case so as to freely rotate forward and backward. It is. The construction method is excellent in terms of reducing vibration and noise during work, and by mixing the cement material and water glass into the excavation hole drilled with the auger case as the improved soil, the improved soil is solidified. A columnar reinforcement is created in the ground by filling the excavation hole.
また、オーガーの下方には、掘削刃を備えたオーガーヘッドが設けられているが、該オーガーヘッドは、専ら地盤を掘削するためのものであった。 Further, an auger head provided with an excavating blade is provided below the auger, and the auger head is exclusively for excavating the ground.
しかしながら、上記従来の地盤改良工法は、改良土に混合する改良材としてセメント又は水ガラスを使用するため、これら改良材が高価になる問題があった。 However, since the conventional ground improvement method uses cement or water glass as an improving material mixed with the improved soil, there is a problem that these improving materials become expensive.
また、改良土としては、掘削土を利用して単に土を固めるだけの場合も考えられるが、かかる場合には、土を専用機で叩いたりする必要があるため、振動や騒音を発生する問題があった。 In addition, as an improved soil, it may be possible to simply use the excavated soil to harden the soil, but in such a case, it is necessary to hit the soil with a special machine, which causes problems such as vibration and noise. was there.
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、安価で且つ作業時の振動及び騒音を低下させて土質の改良が行えるようにすることを課題とする。 This invention is made | formed in view of the said problem, and makes it a subject to improve the soil quality by reducing the vibration and noise at the time of work, and being cheap.
本発明は、上記課題を解決するために、オーガーヘッド及びオーガー装置並びに地盤改良工法としてなされたもので、オーガーヘッドとしての特徴は、回転駆動するオーガー軸10に固定される取付部12と、該取付部12に放射状に設けられたオーガー爪13とを備え、前記オーガー爪13は、正回転時に地盤を掘削するための正回転方向に向かい且つ水平面に沿って尖鋭な掘削刃部14を備えると共に、逆回転時に掘削土をオーガー爪13の径外方向に押圧するための押圧面17を先端側に備え、該押圧面17は、略鉛直方向の平面としたことにある。
The present invention has been made as an auger head, an auger device, and a ground improvement method in order to solve the above-mentioned problems. The auger head is characterized by a
この場合、前記オーガー爪13の下面19bを、水平面に沿った平坦面とすることができる。In this case, the
オーガーヘッドとしての特徴は、回転駆動するオーガー軸10に固定される取付部12と、該取付部12に放射状に設けられたオーガー爪13とを備え、前記オーガー爪13は、正回転時に地盤を掘削するための正回転方向に向かい且つ水平面に沿って尖鋭な掘削刃部14を備えると共に、逆回転時に掘削土をオーガー爪13の径外方向に押圧するための押圧面17を先端側に備え、前記オーガー爪13の下面19bは、水平面に沿った平坦面としたことにある。The auger head is characterized by a
この場合、前記押圧面17を、略鉛直方向の平面とすることができる。In this case, the
オーガー装置としての特徴は、上記いずれかのオーガーヘッド6と、該オーガーヘッド6のオーガー軸10を中心に配置し且つオーガーヘッド6を正回転及び逆回転自在に内装した筒状のオーガーケース3とを備えたことにある。The characteristics of the auger device are any one of the
地盤改良方法としての特徴は、上記いずれかのオーガーヘッド6を正回転させて地盤を掘削し、更に、オーガーヘッド6を逆回転させることにより、オーガーケース3内の土を、オーガー爪13の押圧面17で、掘削孔21の水平方向の周面に押圧しながら、土を順次押し固め掘削孔21を埋めることにある。A feature of the ground improvement method is that one of the
そして、所定速度で回転するオーガー爪13の押圧面17は、掘削土の一部を径外方向に押し出すように作用することとなる。オーガー爪13の押圧面17により掘削土は、掘削孔21の周面に順次押圧されることとなり、地盤及び切削孔に埋められる土の密圧が向上する。
Then, the
以上のように本発明の方法は、オーガーヘッドを正回転させて地盤を掘削し、更に、オーガーヘッドを逆回転させることにより、オーガーケース内の土を、オーガー爪の押圧面で、掘削孔の周面に押圧し、掘削孔に順次土を順次押し固めるため、土等の比較的安価な材料であっても、掘削孔を中心とした広い範囲での密圧能力が増し、広い範囲での地固めが可能となる。 The method of the present invention, as described above, by forward rotation of the O Ga head excavating ground, further, by a Turkey reversely rotates the auger head, the soil in the auger casing at the pressing surface of the auger nail, pressing the peripheral surface of the borehole, to consolidate sequentially pressing successively soil borehole, even a relatively inexpensive material, earth or other dense pressure capability increases in a wide range around the drilling drilling, A wide range of consolidation is possible.
しかも、土を締め固めるに際して、専用の装置で土を叩いたりする必要がなく、作業時の振動及び騒音を低下させて土質の改良が行える。 Moreover, when compacting the soil , it is not necessary to strike the soil with a dedicated device, and the soil quality can be improved by reducing vibration and noise during the work.
以下、本発明に係るオーガー装置の一実施の形態について説明する。図4及び図5において、オーガー装置1は、筒状のオーガーケース3と、該オーガーケース3内に回転自在に内装されたオーガー5と、前記オーガーケース3とオーガー5をそれぞれ回転駆動するための電動式又は油圧式のオーガーマシン(図示省略)から構成されている。
尚、本実施の形態では、オーガーケース3及びオーガー5は、図5に示す如く3組設けられているが、図4には便宜上単体のオーガーケース3及びオーガー5を示す。
Hereinafter, an embodiment of an auger apparatus according to the present invention will be described. 4 and 5, an
In this embodiment, three sets of
前記オーガーマシンは、各オーガーケース3を所定速度且つ所定方向に回転させるオーガーケース駆動部(図示省略)と、各オーガー5を所定速度で正回転又は逆回転させることができるオーガー駆動部(図示省略)とからなっている。ここで、正回転とは、オーガー5が地盤に進入して掘削する方向の回転をいう。また、逆回転とは、前記とは反対の回転をいう。
The auger machine includes an auger case drive unit (not shown) that rotates each
前記オーガーケース3の開端したケース本体7の下端には、地盤を掘削するための掘削刃(カッタビット)9が設けられている。
An excavating blade (cutter bit) 9 for excavating the ground is provided at the lower end of the
前記オーガー5は、前記オーガーケース3の中に挿入されたオーガー軸10に、中堀り用の螺旋状羽根(スクリュー)11と、オーガーヘッド6とが設けられたものである。尚、オーガー軸10における螺旋状羽根11よりも上方位置には、オーガーの鉛直性を保つためのスタビライザー(図示省略)が設けられている。
The
前記オーガーヘッド6は、図1〜図3に示す如く、前記オーガー軸10の先端に外嵌等して固定される取付部12と、該取付部12に放射状に設けられたオーガー爪13とを備えている。オーガー爪13は、複数個(本実施の形態では3個)が放射状に取付部12に固定されている。各オーガー爪13は、正回転方向で掘削作業を行い、逆回転方向で圧密作業を行うようになっている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
具体的には、オーガー爪13の基部13aは、図3(イ)に示す如く、断面形状が略三角形状を呈しており、一端部(正回転方向における前部)14が掘削刃部となるように、尖鋭に形成されていると共に傾斜して設けられている。また、オーガー爪13の中部13bは、図3(ロ)に示す如く、断面形状が略三角形状を呈しているのは、前記基部13aと同様であるが、中部13bの回転方向の幅は、基部13aの幅よりも小さくなっている。
Specifically, as shown in FIG. 3 (a), the
更に、オーガー爪13の先端部13cは、図3(ハ)に示す如く、断面形状が略四角形を呈している。オーガー爪13は、図1及び図2に示す如く、逆回転方向に対して後方側に湾曲されており、その外周面の先端側は、掘削孔の内周面と略平行になっていると共に、前記ケース本体7の内周面7aに接近している。即ち、図2に示す如く、オーガー軸10の回転中心Oからオーガー爪13の基端(逆回転方向に対して前面)15に延長した中心線L1に対して、オーガー爪13の基部は、所定角度α1だけ逆回転方向に対して後方側に傾斜している。ここで、所定角度α1は、2度〜5度、2度〜30度、2度〜50度又は15度〜30度に設定するのが好ましい。かかる所定角度α1は、作業条件(特に、地盤の条件)によって任意に設定可能である。
Further, the tip 13c of the
また、オーガー爪13の先端面は、略法線L2方向を向いている。また、先端部の外周面17は、略鉛直方向の平面となっており、かかる平面が土をオーガー爪13の径外方向に押圧する機能を備える押圧面となっている。
Further, the distal end surface of the
次に、前記装置を使用した施工方法について図6を参照しながら概略を説明する。尚、図6には、単体のオーガー5の場合を例示する。
先ず、従来から周知のパイルドライバ(図示省略)に前記オーガー装置1を接続する。そして、オーガーケース3を所定方向に回転駆動させながら下降させると、オーガーケース3全体は回転しながら、その先端に装着されたカッタビット9により、地盤を削孔する(図6(イ)参照)。
Next, an outline of the construction method using the apparatus will be described with reference to FIG. FIG. 6 illustrates the case of a
First, the
更に、オーガーケース3内に取り込まれた土は、オーガー5の正回転する螺旋状羽根11及びオーガーヘッド6のオーガー爪13により掘削される(図6(ロ)参照)。掘削された土は、オーガーケース3内に溜められると共に、該螺旋状羽根11により上方に搬送され、余分な土は、例えばケーシング駆動装置に設けられた排出孔から外部に排出される。
Further, the soil taken into the
オーガーケース3が地盤を所定の深さまで削孔した後に、オーガーケース3を若干上方に引き抜く。また、螺旋状羽根11を逆回転させると共に若干昇降運動させる。このとき、オーガー5により掘削されたオーガーケース3内の土25は、逆回転する螺旋状羽根11を伝ってオーガーケース3よりも下方に位置するオーガーヘッド6に積極的に搬送される。
After the
オーガーヘッド6に搬送された土は、オーガー爪13の上面19a及びその間を通過してオーガーヘッド6の先端面(下面)19bにより押し固められる。また、掘削された土は、逆回転するオーガー爪13の押圧面17により、径外方向に強制的に押し出され、オーガーヘッド6により掘削孔21の内周面21aに圧縮されることとなり、土を掘削孔21の直径方向(水平方向)の外方向に向けて締め固めることができる。
The soil transported to the
以上のような作業を行いながら、オーガーヘッド6及びオーガー5を順次上昇させ、圧縮された改良土25aで掘削孔21を埋める(図6(ハ)参照)。尚、掘削土だけでは、掘削孔に充填される土として不足するので、適宜所定量の土を補充することとなる。
While performing the above operations, the
本実施の形態では、三組のオーガー5を同時に且つ同じ方向に回転させているため、例えば作業中(掘削時及び締め固め時)に特定のオーガーに礫等により、局部圧がかかった場合でも、他の2本のオーガーを定トルクにて回転させることにより、装置全体の負荷を分担して支持することが可能となる。この結果、均等に改良土を掘削孔21に埋めることが可能となり、安定した土質改良を行える利点がある。また、セメントや水ガラス等の改良材を混合しない改良土であっても、十分に液状化地盤や軟弱粘性地盤の土質を固めることが可能である。
In this embodiment, since three sets of
本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、前記実施の形態では、改良土として、セメントや水ガラス等の改良材を混合しない場合を例示したが、適宜セメント等の改良材を混合する場合であっても、従来に比し、改良材の量が少なくてよいため、コストの削減を図ることは可能である。
また、図4に仮想線で示す如く、オーガー爪13の先端(直径)は、オーガーケース3の外径と略同等に設けても良い。
The present invention is not limited to the above embodiment. In the above embodiment, the improvement soil such as cement and water glass is not mixed as the improved soil, but the improvement material such as cement is appropriately used. Even in the case of mixing, it is possible to reduce the cost because the amount of the improving material may be small as compared with the conventional case.
Further, as indicated by a virtual line in FIG. 4, the tip (diameter) of the
3…オーガーケース、5…オーガー、6…オーガーヘッド、10…オーガー軸、12…取付部、13…オーガー爪、14…掘削刃部、17…押圧面、19b…下面(平面)、21…掘削孔、25…改良土(土) 3 ... auger case, 5 ... auger, 6 ... auger head, 10 ... auger shaft, 12 ... mounting portion, 13 ... auger claw, 14 ... excavation blade, 17 ... pressing surface, 19b ... lower surface (plane), 21 ... excavation Hole, 25 ... improved soil (soil)
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