JP4585365B2 - 中掘工法に於ける球根形成用オーガ掘削ヘッド - Google Patents

Description

本発明は、既製中空杭の中に掘削ヘッドを有するスクリューオーガを押通して、スクリューオーガの回転によって該既製中空杭を地中に建て込んで行く中掘工法に使用される掘削ヘッドの構造に係り、特に中空杭を所定深さに建て込んだ後に、中空杭下端部に拡大球根を造成するために使用される掘削ヘッドの構造に関するものである。

本発明と同様に中空杭を所定深さに建て込んだ後に、中空杭下端部に拡大球根を造成するために使用される掘削ヘッドの構造に関する従来の公知技術としては、特開２００４−１８３３７７号公報（特許文献１）或は特開２００４−３２４２７４号公報（特許文献２）が知られている。

これ等の特許文献１、２の技術は、共に先端に掘削刃を有するオーガ掘削ヘッドの中空ロッド内に外部から高圧流体を案内すべき流体案内路を縦通し、先端に高圧流体を噴出することが出来る噴射ノズルを、前記中空ロッドの外周面に取付けられた複数本の伸縮自在の噴射筒の中で放射方向に半径延長線上で伸縮出来るように取付けて構成している。そして前記噴射ノズルを伸しながら高圧流体を噴出することによって、掘削孔の孔壁をさらに掘削して径の大きい拡大球根用の拡大孔を形成することが出来るようにした技術である。

特開２００４−１８３３７７号公報 特開２００４−３２４２７４号公報

前述の特許文献１及び特許文献２に示すような従来技術は、中空ロッドの外周面に伸縮出来る噴射ノズルを取付けて、この噴射ノズルより高圧流体を噴出することが出来るように構成している。従って、この噴射ノズルを伸して高圧流体を噴出することによって、掘削孔の孔壁をさらに掘削して或る程度の径の大きい拡大孔を形成することは可能であるが、次のような理由によって、杭体の支持力を最大にするための拡大球根を構成するのに必要とする径の大きい拡大孔を形成することは極めて困難であった。

即ち、特許文献１及び特許文献２に記載された技術に於ては、中空ロッド外周面に伸縮自在な噴射筒を取付け、かつ該噴射筒の中に噴射ノズルを半径延長線上で伸縮出来るように構成しているが、噴射筒の先端は掘削ヘッドの掘削刃の外径より突出することができないので、該噴射筒の長さが限定され、従って、噴射筒を最大限に伸ばして、噴射ノズルより高圧流体を噴出しても、所望する大きい径の拡大孔を掘削することができない問題があった。

本発明に係る中掘工法に於ける球根形成用オーガ掘削ヘッドは、前述の従来の技術に鑑み開発された全く新しい技術であって、特に先端に高圧流体噴射ノズルを有する複数本の伸縮自在な噴射筒を掘削ヘッドのブレードに沿って取付けることによって軸長の大きい噴射筒を使用出来るように構成し、これによりより径の大きい拡大孔を掘削することが出来るようにした中掘工法に於ける球根形成用オーガ掘削ヘッドの技術を提供するものである。

本発明に係る中掘工法に於ける球根形成用オーガ掘削ヘッドは、前述の従来の問題点を根本的に改善した発明であって、その第１の構成は外周面に螺旋状に傾斜したブレードを突設した中空ロッドの中央管に外部から高圧流体を導入する流路を設け、前記ブレードの上面に沿って載置固定し得る軸長で先端に高圧流体噴射ノズルを有する複数本の伸縮自在な噴射筒を前記ブレードに沿って取付け、パイプを介して噴射筒の後部と前記中空ロッドの流路とを相互に連通し、外部から中空ロッドの流路に圧送される高圧流体の圧力により前記噴出筒を伸縮出来るようにした中掘工法に於ける球根形成用オーガ掘削ヘッドである。

また、本発明の中掘工法に於ける球根形成用オーガ掘削ヘッドの第２の構成は、前記噴射筒は固定外筒と該固定外筒内に収納される内筒とよりなり、該内筒は噴射筒に導入される高圧流体の圧力或は噴射筒に収納したばねによって一定距離を前進或は後退するように構成されていることを特徴とした請求項１の球根形成用オーガ掘削ヘッドである。

また、本発明の中掘工法に於ける球根形成用オーガ掘削ヘッドの第３の構成は、前記噴射筒の先端部がブレードとほぼ等しい角度で下方向に傾斜されて構成されていることを特徴とした第１構成或は第２構成の球根形成用オーガ掘削ヘッドである。

前記本発明に係る中掘工法に於ける球根形成用オーガ掘削ヘッドの第１構成に於ては、複数本の伸縮自在な噴射筒をブレードに沿って取付けるようにしたので、軸長の大きい噴射筒を中空ロッドの周りに取付けることが出来る。従って、噴射筒のストロークを大きくし、かつその先端の噴射ノズルを外方に大きく伸ばすことが出来る。

前記噴射筒の後部と前記中空ロッドの流路とをパイプを介して相互に連通したので、外部から中空ロッドの流路に圧送される高圧流体の圧力を利用して噴射筒を所定の長さに伸縮することが出来る。

また、本発明に係る中掘工法に於ける球根形成用オーガ掘削ヘッドの第２の構成に於ては、前記噴射筒を固定外筒と、この固定外筒内に収納された内筒で構成し、かつ該内筒を高圧流体の圧力或はばねによって前進或は後退するように構成したので、噴射筒の伸縮を地上から簡単に操作することが出来る。

また、本発明に係る中掘工法に於ける球根形成用オーガ掘削ヘッドの第３の構成に於ては、ブレードに沿って取付けられた噴射筒がブレードとほぼ等しい角度で下方向に傾斜されているので、噴射筒から掘削ヘッドの掘削方向に向けて高圧流体を噴出することが出来る。

また、本発明に係る中掘工法に於ける球根形成用オーガ掘削ヘッドの第４の構成に於ては、噴射筒の噴射ノズルの先端部に該噴射ノズルと所定の間隔を保って、ブラケットを介して掘削刃を取付けたので、噴射筒の噴射ノズルを伸した際に、この掘削刃によって掘削孔の内壁を掘削することが出来る。

また、本発明に係る中掘工法に於ける球根形成用オーガ掘削ヘッドの第５の構成に於ては、前記第４構成に於ける掘削刃を所定方向に傾斜させたので、噴射ノズルの先端から噴射される高圧流体をこの掘削刃に当って、掘削刃の掘進方向に噴出させることが出来るので、掘削刃に作用する土砂の抵抗を下げる効果が期待出来る。

図により本発明に係る中掘工法に於ける球根形成用オーガ掘削ヘッドの一実施例を具体的に説明すると、図１は本発明に係る中掘工法に於ける球根形成用オーガ掘削ヘッドの要部の構成を示す説明図、図２は図１の一部を省略した平面図、図３は図１の噴射筒の縦断面図、図４は図１の噴射筒とブレードとの関係を示す斜視説明図である。

図１乃至図４に於て、１は噴射筒であって、後述の中空ロッド８の外周に螺旋状に傾斜して取付けられたブレード２の上面に沿って載置固定し得る軸長を有している。この噴射筒１は、固定外筒３と、この中に収納された３本の内筒４ａ、４ｂ、５とより構成されている。内筒５の先端には噴射ノズル６が設けられている。

また、内筒５の後端には、コイルばね７が取付けられており、内筒５はこのコイルばね７を介して固定外筒３の後端に連結されている。固定外筒３の後端と、中空ロッド８とはパイプ９によって連結されており、中空ロッド８の中央管の流路と固定外筒３内の中空部とを連通している。従って、外部から中空ロッド８の流路に圧送される高圧流体１１を固定外筒３に圧送し、高圧流体１１の圧力及び前記コイルばね７の作用によって、内筒４、５を伸縮し得るように構成している。前記コイルばね７は、エアダンパーに代えることも可能である。

内筒５の先端部には、図２に示す如く、所定の間隔を保って掘削刃１０が図示しないブラケットを介して取付けられている。従って、内筒５（噴射ノズル６）を伸した際には、この掘削刃１０で掘削孔の外壁を掘削して掘削孔の内径を大きくすることが出来るように構成されている。

また、前記掘削刃１０は、所定方向に傾斜されており、噴射ノズル６より噴出した高圧流体１１をこの掘削刃１０に当てて掘削刃１０の掘進方向に噴出することが出来るように構成されている。

本発明に於ては、前述の如く噴射筒１をブレード２の上面に沿って載置固定するようにしたので、前記従来の中空ロッドに放射状に半径延長線上で伸縮出来るように取付けた噴射筒と異なり、噴射筒１の軸長を極めて大きくすることが出来る。

従って、固定外筒３と内筒４ａ、４ｂ、５とより構成される噴射筒１のストロークを大きくし、噴射ノズル６を外方に大きく伸ばすことが出来るようにし、これによって掘削孔の内径を著しく大きく掘削出来るように構成している。

例えば、本発明の掘削ヘッドを使用した場合には、中空ロッド８の径を１５４ｍｍ、ブレード２の外径を３８０ｍｍと仮定した場合に、噴射筒１の固定外筒３の軸長を２６１ｍｍに、かつ径を８０ｍｍにすることが出来、さらに内筒４ａ、４ｂ、５を伸ばした場合には、固定外筒３の先端より噴射ノズル６を２３０ｍｍ突出させることが出来、これによって８２０ｍｍの内径を有する掘削孔を形成することが出来る。

また、噴射筒１をブレード２の上面に載置して固定した場合には、噴射筒１を約３５°傾かせることが出来る。従って、噴射ノズル６からは、下方に向けて、即ち掘進方向に高圧流体１１を噴出することが出来、これによって掘削ヘッドの掘進をスムーズにすることが出来る。

前記実施例に於ては、噴射筒１をブレード２の上面に載置固定したが、噴射筒１はブレード２の下面に取付け固定することも可能である。掘削土はブレードの上面に沿って排土するので、ブレード２の下面に噴射筒１を取付ける場合の方が排土の邪魔にならずに合理的である。

前記噴射筒１の伸縮に当っては、噴射筒１の固定外筒３内に高圧流体１１を供給することによって行うことが出来る。最初に約５ＭＰａ、その後約１０ＭＰａ、約１５〜２０ＭＰａの高圧流体１１を供給することによって、固定外筒３より内筒４ａ、４ｂ、５を徐々に突出させて噴射ノズル６を最大限に伸ばすことが出来る。掘削孔の掘削が完了した後では、噴射圧力を下げることによって、コイルばね７の作用で内筒４ａ、４ｂ、５を固定外筒３内に収納して噴射筒１を収縮せしめることが出来る。

掘削孔の拡大掘削が終了した後では、中空ロッド８及び噴射筒１を介して、噴射ノズル６よりセメントミルクを掘削孔の拡大掘削部を注入することによって、これを固化させて拡大球根を作成し、この拡大球根によって杭の支持力を高めることが出来る。

本件は、中掘工法で施工する杭先端の拡大球根築造方法について述べているが、プレボーリング工法で施工する場合にも適用することが出来る。むしろ、中掘工法の場合よりもプレボーリング工法の方が掘削装置を杭中空部に収納しなくてよい分だけ容易に適用することが出来る。

本発明に係る中掘工法に於ける球根形成用オーガ掘削ヘッドの要部の構成を示す説明図である。 図１の一部を省略した平面図である。 図１の噴射筒の縦断面図である。 図１の噴射筒とブレードとの関係を示す斜視説明図である。

１ ・・・噴射筒
２ ・・・ブレード
３ ・・・固定外筒
４ａ ・・・内筒
４ｂ ・・・内筒
５ ・・・内筒
６ ・・・噴射ノズル
７ ・・・コイルばね
８ ・・・中空ロッド
９ ・・・パイプ
１０ ・・・掘削刃
１１ ・・・高圧流体

Claims (3)

1. 外周面に螺旋状に傾斜したブレードを突設した中空ロッドの中央管に外部から高圧流体を導入する流路を設け、前記ブレードの上面に沿って載置固定し得る軸長で先端に高圧流体噴射ノズルを有する複数本の伸縮自在な噴射筒を前記ブレードに沿って取付け、パイプを介して噴射筒の後部と前記中空ロッドの流路とを相互に連通し、外部から中空ロッドの流路に圧送される高圧流体の圧力により前記噴出筒を伸縮出来るようにした中掘工法に於ける球根形成用オーガ掘削ヘッド。
2. 前記噴射筒は固定外筒と該固定外筒内に収納される内筒とよりなり、該内筒は噴射筒に導入される高圧流体の圧力或は噴射筒に収納したばねによって一定距離を前進或は後退するように構成されていることを特徴とした請求項１の球根形成用オーガ掘削ヘッド。
3. 前記噴射筒の先端部がブレードとほぼ等しい角度で下方向に傾斜されて構成されていることを特徴とした請求項１或は請求項２の球根形成用オーガ掘削ヘッド。

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