JP4177386B2 - 回転圧入杭装置及び杭の埋設方法 - Google Patents
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Description
また、杭Kを所定の深さまで挿入した後は、回転伝達体110を逆回転させることにより、回転伝達体110と先端本体130の係合を解除し、回転伝達体110を杭K内から引き上げて回収することができる。
このように、本発明の回転圧入杭装置では、杭を地盤内に挿入した後に、杭の下方の地盤を掘削して、杭を支持する部位を構築することができるため、杭を埋設するときの作業効率を向上させることができる。
また、回転軸、掘削部材及び圧密部材は、回転軸を正回転又は逆回転させることにより、それぞれ係合させたり、係合を解除したりすることができるため、回転軸、掘削部材及び圧密部材を容易に着脱することができる。
また、回転圧入杭装置の回転軸、掘削部材及び圧密部材は、回転軸を正回転又は逆回転させることにより、それぞれ係合させたり、係合を解除したりすることができるため、回転軸、掘削部材及び圧密部材を容易に着脱することができる。
また、回転軸を正回転又は逆回転させることにより、回転軸、掘削部材及び圧密部材をそれぞれ容易に着脱することができる。
なお、参考例及び実施形態の説明において、同一の構成要素に関しては同一の符号を付し、重複した説明は省略するものとする。
まず、本発明の参考例について説明する。最初に参考例の回転圧入杭装置の構成について説明した後に、その回転圧入杭装置を用いた杭の埋設方法について説明する。
図1は、参考例の回転圧入杭装置を上から見た斜視図である。図2は、参考例の回転圧入杭装置を分解した状態を上から見た斜視図である。
図1及び図2に示す回転圧入杭装置1は、地盤内に埋設される中空な杭の下端部に接続され、杭の軸線回りに正回転することにより、杭とともに地盤内に挿入されるものである。なお、以下の説明において、「正回転」、「逆回転」とは、前記した杭の軸線回りの回転方向を示しており、正回転は平面視で時計回り(右回り)、逆回転は平面視で反時計回り(左回り)である。
そして、回転軸10と掘削部材20は、回転軸10を正回転及び逆回転させた状態で係合するように構成されている。また、掘削部材20と圧密部材30は、掘削部材20を正回転させた状態で係合するように構成されている。
図3は、参考例の回転軸を示した図で、(a)は側面図、(b)は底面図である。
回転軸10は、図2及び図3に示すように、円柱状の部材であり、下端部には、掘削部材20を係合させるための第一係合溝11が形成されており、上端部には、図示しない回転駆動装置の回転駆動軸を接続するための挿入部12が形成されている。
この第一係合溝11は、回転軸10の軸方向に延設され、後記する掘削部材20の第一係合突起26を挿入可能な着脱部11aと、着脱部11aの上端部から両側にそれぞれ突出した正回転係合部11b及び逆回転係合部11cと、から構成され、着脱部11aの下端部が回転軸10の下面に開放されている。なお、図3(a)では、着脱部11aの右側に正回転係合部11bが配置され、左側に逆回転係合部11cが配置されている。
また、第一係合溝11よりも上方の外周面には、環状のパッキン14が外嵌されている。
図4は、参考例の掘削部材を示した図で、(a)は平面図、(b)は側断面図、(c)底面図である。
掘削部材20は、図2及び図4に示すように、前記した回転軸10の下端部が上方から挿入される円筒状の掘削本体部21を有している。
フランジ部24には、地盤を掘削するための側方掘削刃25が、掘削本体部21の中心部を挟んで二箇所に設けられている。この側方掘削刃25は、正回転方向に向かって斜め下方に傾斜している正回転掘削刃25aと、逆回転方向に向かって斜め下方に傾斜している逆回転掘削刃25bとが形成されている。
なお、注入穴27の下方には、下端掘削刃23が配置されることになるが、下端掘削刃23において注入穴27に対応する位置には、切り欠き溝23bが形成されているため、回転軸10の供給穴13に供給された固化剤は、注入穴27を通じて掘削部材20の下方に排出されることになる。
図5は、参考例の圧密部材を示した図で、(a)は平面図、(b)は側断面図、(c)は底面図である。
圧密部材30は、図2及び図5に示すように、前記した掘削部材20の掘削本体部21に上方から外嵌される円筒状の圧密本体部31を有している。
圧密本体部31の上端部には、地盤に埋設する杭を接続するための接続部32が設けられている。この接続部32は、圧密本体部31の上端部の外周縁に沿って形成された円筒状の部材であり、杭の下端部に外嵌可能となっている。
外側フランジ部33の開口部34において、正回転方向の縁部には、逆回転方向の斜め上方に向かって傾斜している板状の上刃35の下端部が取り付けられている。この上刃35は、内側縁が接続部32の外周面に取り付けられており、上面が外方に向くように傾けて取り付けられている。
次に、回転軸10と掘削部材20の係合について説明する。
図6は、参考例の回転軸と掘削部材の係合を示した図で、(a)は回転軸に掘削部材を着装した状態の部分側断面図、(b)は回転軸を正回転させて、回転軸と掘削部材を係合させた状態の部分側断面図である。図7は、参考例の回転軸と掘削部材の係合を示した図で、回転軸を逆回転させて、回転軸と掘削部材を係合させた状態の部分側断面図である。
なお、回転軸10の各第一係合突起26,26、及び掘削部材20の各第一係合溝11,11の構成はそれぞれ同一であるため、以下の説明では、一方の第一係合突起26と第一係合溝11の係合について説明し、他方の第一係合突起26と第一係合溝11の係合については、その説明を省略する。
次に、掘削部材20と圧密部材30の係合について説明する。
図8は、参考例の掘削部材と圧密部材の係合を示した図で、(a)は掘削部材に圧密部材を着装した状態の部分側断面図、(b)は掘削部材に圧密部材を着装した状態の部分断面底面図、(c)は掘削部材と圧密部材を係合させた状態の部分断面底面図である。なお、図8(b)及び(c)では、掘削部材と圧密部材の関係を分かり易く示すため、回転軸は省略されている。
次に、前記した回転圧入杭装置1を用いた杭の埋設方法について説明する。
図9は、参考例の杭の埋設方法を示した図で、(a)は地盤を掘削するとともに掘削土砂を圧密している態様の部分側断面図、(b)は杭の下方を掘削している態様の部分側断面図である。図10は、参考例の杭の埋設方法を示した図で、(a)は回転軸と掘削部材の係合を解除した状態の部分側断面図、(b)は回転軸を回収した状態の部分側断面図である。
そして、地上において、図9(a)に示すように、回転軸10の挿入部12を回転駆動軸40の下端部に挿入して、回転軸10と回転駆動軸40を接続する。
このとき、外部から固化剤を供給する供給管(図示せず)を回転駆動軸40内に挿通させ、この供給管を回転軸10の供給穴13(図3(b)参照)の上端開口部に接続する。
この状態で、図6(b)に示すように、回転軸10を正回転させることにより、各第一係合突起26,26を各第一係合溝11,11の正回転係合部11b,11bに入り込ませ、回転軸10と掘削部材20を係合させる。
この状態で、図8(c)に示すように、回転軸10とともに掘削部材20を正回転させることにより、各第二係合突起28,28を各第二係合溝39,39の係合部39b、39bに入り込ませ、掘削部材20と圧密部材30を係合させる。
このとき、供給管(図示せず)から回転軸10の供給穴13に供給された固化剤を、掘削部材20の注入穴27を通じて掘削土砂に注入する。
また、圧密部材30の接続部32に接続された杭Kは、回転圧入杭装置1の掘進に伴って自重により下降するため、杭Kが地盤G内に挿入される。このとき、杭Kの周囲の掘削土砂は、圧密部材30によって圧密されているため、杭Kの支持力が高まることになる。
そして、図9(b)に示すように、回転軸10及び掘削部材20を下降させ、掘削部材20を圧密部材30内から外した後に、逆回転させた掘削部材20の下端掘削刃23及び各側方掘削刃25,25の逆回転掘削刃25bによって、杭Kの下方の地盤Gを掘削するとともに、掘削部材20の注入穴27を通じて、杭Kの下方の掘削土砂に固化剤を注入する。
そして、回転駆動軸40及び回転軸10を杭K内から引き上げて回収することにより、図10(b)に示すように、地盤G内に掘削部材20、圧密部材30及び杭Kが埋設された状態になる。
参考例の回転圧入杭装置1及び杭Kの埋設方法では、図9(a)に示すように、回転軸10を正回転させることにより、掘削部材20によって地盤Gを掘削するとともに、圧密部材30によって掘削土砂を圧密しながら、杭Kを地盤G内に挿入することができる。その後、図9(b)に示すように、掘削部材20を逆回転させて、掘削部材20と圧密部材30の係合を解除し、逆回転させた掘削部材20によって、杭Kの下方の地盤Gを掘削することができる。さらに、図10(a)に示すように、回転軸10を正回転させて、回転軸10と掘削部材20の係合を解除し、回転軸10を杭K内から引き上げて回収することができる(図10(b)参照)。このように、地盤G内に挿入した杭Kの下方の地盤を掘削して、杭Kを支持する部位を構築することができるため、杭Kを埋設するときの作業効率を向上させることができる。
次に、本発明の実施形態の回転圧入杭装置について説明する。この実施形態の回転圧入杭装置は、前記した参考例の回転圧入杭装置1(図1及び図2参照)と略同様の構成であり、回転軸10の構成が異なっている。
図11は、本実施形態の回転軸を示した図で、(a)は側面図、(b)は底面図である。
本実施形態の回転軸10´では、図11(a)及び(b)に示すように、第一係合溝11の上方に外周溝15が形成されている。この外周溝15は、回転軸10´の全周に形成された環状の凹溝である。
また、本実施形態の回転軸10´の第一係合溝11では、正回転係合部11bから着脱部11aの一部に渡って外周溝15に連通している連通部11dが形成されている。
位置決め部材16には、連通部11dを通じて第一係合溝11内に突出している突出部16aが形成されており、この突出部16aの横幅は、第一係合溝11の正回転係合部11bの横幅と同一に形成されている。
次に、回転軸10と掘削部材20の係合について説明する。
図12は、本実施形態の回転軸と掘削部材の係合を示した図で、(a)は第一係合溝に第一係合突起が入り込んだときの側面図、(b)は回転軸を正回転させたときの側面図、(c)は回転軸を正回転から逆回転に反転させたときの側面図、(d)は回転軸を逆回転から正回転に反転させたときの側面図である。
なお、図12(a)〜(d)では、回転軸10と掘削部材20の係合を分かり易く説明するため、掘削部材20は第一係合突起26のみを示している。
本実施形態の回転圧入杭装置では、回転軸10´と掘削部材20の係合を解除するときには、図12(d)に示すように、位置決め部材16の突出部16aが正回転係合部11bに入り込むことにより、第一係合突起26を第一係合溝11の着脱部11a内に位置決めすることができる。これにより、回転軸10´と掘削部材20の係合を解除するときに、第一係合突起26を着脱部11a内に容易に配置することができるため、作業効率を大幅に向上させることができる。
以上、本発明の参考例及び実施形態について説明したが、本発明は前記参考例及び実施形態には限定されない。例えば、図4に示す掘削部材20が地盤を掘削するための構成、または、図5に示す圧密部材30が掘削土砂を外方に押し出す構成は限定されるものではなく、掘削する地盤の地質に対応させて適宜に変更することが望ましい。
10 回転軸
11 第一係合溝
11a 着脱部
11b 正回転係合部
11c 逆回転係合部
12 挿入部
16 位置決め部材
16a 突出部
20 掘削部材
21 掘削本体部
26 第一係合突起
28 第二係合突起
30 圧密部材
31 圧密本体部
39 第二係合溝
40 回転駆動軸
G 地盤
K 杭
Claims (2)
- 地盤内に埋設される中空な杭の下端部に接続され、前記杭とともに前記地盤内に挿入される回転圧入杭装置であって、
前記杭内に挿通され、前記杭の軸線回りに正回転及び逆回転可能な回転軸と、
前記杭の下端部から突出した前記回転軸の下端部に係合して、前記正回転又は前記逆回転することにより、前記地盤を掘削する掘削部材と、
前記杭の下端部が接続されるとともに、前記掘削部材に係合して前記正回転することにより、掘削土砂を外方に押し出す圧密部材と、を備え、
前記回転軸と前記掘削部材は着脱自在であり、前記回転軸を前記正回転及び前記逆回転させた状態で係合するように構成され、
前記掘削部材と前記圧密部材は着脱自在であり、前記掘削部材を前記正回転させた状態で係合するように構成され、
前記回転軸と前記掘削部材は、前記回転軸に形成された係合溝に、前記掘削部材に形成された係合突起が入り込むことにより係合するように構成され、
前記係合溝には、前記係合突起を挿入可能な着脱部と、前記回転軸を前記正回転させたときに、前記係合突起が入り込んで係合する正回転係合部と、前記回転軸を前記逆回転させたときに、前記係合突起が入り込んで係合する逆回転係合部と、が形成され、前記係合突起を前記着脱部内に位置決めする位置決め部材が設けられており、
前記位置決め部材は、前記回転軸に前記掘削部材を着装して、前記回転軸を前記正回転させるときには、前記係合突起によって押し上げられ、前記回転軸を前記正回転から前記逆回転に反転させたときには、前記係合突起と前記正回転係合部との間に落とし込まれ、さらに、前記回転軸を前記逆回転から前記正回転に反転させたときには、前記正回転係合部に入り込むことにより、前記係合突起を前記着脱部内に位置決めするように構成されていることを特徴とする回転圧入杭装置。 - 請求項1に記載の回転圧入杭装置を用いた杭の埋設方法であって、
前記回転軸、前記掘削部材及び前記圧密部材を係合させるとともに、前記杭の下端部を前記圧密部材に接続する段階と、
前記回転軸を前記正回転させることにより、前記掘削部材によって地盤を掘削するとともに、前記圧密部材によって掘削土砂を外方に押し出しながら、前記杭を地盤内に挿入する段階と、
前記回転軸とともに前記掘削部材を前記逆回転させることにより、前記掘削部材と前記圧密部材の係合を解除し、前記逆回転させた前記掘削部材によって、前記杭の下方の前記地盤を掘削する段階と、
前記回転軸を前記正回転させることにより、前記回転軸と前記掘削部材の係合を解除し、前記回転軸を前記杭内から引き上げる段階と、
を含むことを特徴とする杭の埋設方法。
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KR101579959B1 (ko) * | 2014-10-21 | 2015-12-24 | 박천호 | 매입말뚝 안착용 회전력 전달장치 및 이를 이용한 매입말뚝 시공방법 |
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