JP5014911B2 - 掘削オーガ装置 - Google Patents

Description

本発明は、湿式柱状地盤改良工法において使用される掘削オーガ装置の改良に関する。

基礎工事などにおいては、土壌とセメントなどの充填剤とを混合して固結し、地盤を円柱状に改良する湿式柱状地盤改良工法が行われている。この工法は、施工機に設けられた掘削軸を回転させて地盤に貫入させながら、セメント系固化剤と水がスラリー状に調合された充填材を前記掘削軸を通して原地盤土に注入し、掘削軸の攪拌翼により原地盤土と充填剤とを混合攪拌して地盤中に柱状改良体を構築する工法である。

施工機は、掘削軸の下部に掘削オーガ装置を有している。掘削オーガ装置は、混合攪拌装置とも称され、例えば、下記特許文献１に開示されているように、掘削軸の下端に取り付けられた掘削翼と、この掘削翼の上部に掘削翼と略同径で上下に複数段固着された攪拌翼と、前記掘削翼と攪拌翼との間に設けられ、掘削軸に対し回転可能であってかつ掘削径より大きな径を有する共回り防止翼とを有している。この共回り防止翼は、原地盤土と充填剤との混合土が、オーガヘッド、つまり、掘削翼などを有する掘削軸の先端部に付着して共回りする現象を防止するためのものである。

また、下記特許文献２に開示されている共回り防止翼は、掘削径より小さな径を有している。このような小径の共回り防止翼は、共回り防止翼が取り付けられているボス部から放射状に上向き翼と下向き翼を設け、掘削翼と共回り防止翼との間の土壌と、共回り防止翼と攪拌翼との間の土壌の移動状態の相違を利用して共回り防止機能を発揮させている。

このような掘削オーガ装置を使用して地盤の改良工事を行うに当っては、掘削軸を地面に対し垂直に立設し、下端からセメントスラリーを吐出しつつ掘削翼により所定の深度まで掘削すると共に、セメントスラリーの吐出を停止した後、掘削軸を逆転させて混合攪拌しながら引き上げ、掘削深度までの原地盤土と充填剤を混合攪拌する。

ところが、このような従来の共回り防止翼は、いずれもボス部から放射状に突出しているものであるため、昇降時には、単に垂直方向に混合土を切るのみで、原地盤土と充填剤とを混合乃至攪拌に寄与しないものである。
特開平１１−２８６９２９号公報 特開平９−２２１７４１号公報

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、共回り防止翼にも混合機能を持たせ、優れた混合効果を発揮することができる掘削オーガ装置を提供することを目的とする。

本発明に係る掘削オーガ装置は、共回り防止翼を、掘削軸に回転可能に設けられたボス
部に基端部側が前記掘削軸の軸線に沿うように取り付けられ、前記掘削軸から放射状に突
出されると共に、先端部が前記掘削翼により形成される掘削孔の内壁を超えるように構成
された主板と、当該主板の先端部と基端部との間に位置し、前記掘削翼と攪拌翼により移
動させられる掘削土と充填剤との混合土が衝突するように前記主板の面と交差して設けられた補助板とを有し、前記補助板は長辺側が前記共回り防止翼の面に対して傾斜している矩形状板材により構成したことを特徴とする。

本発明に係る掘削オーガ装置によれば、掘削軸に回転可能に設けられたボス部より放射方向に直状に突出する主板に、これと交差するように補助板を設けたので、掘削軸を昇降移動するときには主板と補助板とにより混合土を鉛直方向に細かく切り混ぜる効果を発揮し、また、掘削翼によりつれ回りする掘削翼近傍の混合土が掘削軸側より放射方向に移動するときには補助板に衝突することになり、これにより混合土の攪拌効果を発揮することになり、切り混ぜ効果と攪拌効果を合わせ持ち、優れた混合効果を発揮する。また、補助板は長辺側が共回り防止翼の面に対して傾斜している矩形状部材により構成しているため、混合土が水平方向に移動するときに邪魔する領域、つまり混合土に対する上下方向の攪拌領域が大きくなり、攪拌効果がより向上することになる。

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は本発明に係る掘削オーガ装置の一実施形態を示す断面図、図２は同掘削オーガ装置の側面図、図３は共回り防止翼と掘削孔の内壁との関係を示す平面的説明図である。

一般に、掘削オーガ装置は、例えば、移動可能な掘削用重機のブーム先端に設けられた回転駆動部にロッドを介してあるいは直接取り付けられ、垂直に吊り下げられた状態で使用される。

本実施形態の掘削オーガ装置１は、図１に示すように、中空の掘削軸２を有している。掘削軸２は、下端が開放され、ここに形成された開口部３に三角形状をした掘削片４が設けられ上端部には前記ロッドと連結する連結部５が設けられている。

充填剤Ｊは、掘削用重機とは別途設けられたスラリープラント（不図示）においてセメント系固化剤と水が調合されたスラリー状のもので、ポンプなどにより圧送され、掘削軸２の内部空間６を通り、先端の開口部３から噴射されるようになっている。

掘削軸２の下端には掘削翼７が、上部には攪拌翼８が、掘削翼７と攪拌翼８との間には共回り防止翼２０がそれぞれ取り付けられている。

さらにこれら各翼につき詳述する。掘削翼７は、図１，２に示すように、掘削軸２の下端に軸直角方向に突出された一対のブラケット９にそれぞれ３つの爪部１０が、土壌を掘削し易いように回転方向に下り傾斜するように固定的に設けられている。

攪拌翼８は、掘削軸２の軸線に対し直交する水平面に対し傾斜した状態で掘削軸２の対向する位置に設けられた一対の板材８ａにより構成され、掘削軸２の軸方向に所定長離間して２段設けられている。

共回り防止翼２０は、主板２１と補助板２２とから構成されている。主板２１は、掘削軸２に設けられたフランジ部２３に回転可能に保持されたボス部２４の対向位置に、基端部２１ａ側が掘削軸２の軸線Ｏ-Ｏに沿うように取り付けられ、ボス部２４から放射状に突出するように設けられている。また、先端部２１ｂは、共回りを防止するため、掘削翼２により形成される掘削孔Ｐ（図３の破線で示す領域）の内壁を超えるように構成されている。

一方、補助板２２は、主板２１の先端部２１ｂと基端部２１ａとの間に位置し、掘削翼２と攪拌翼８により移動させられる混合土Ｗ（図３の矢印）が衝突するように主板２１の面と交差するように設けられている。補助板２２と主板２１とは、相互に直交するように設けることが好ましい。このようにすれば、混合土Ｗが補助板２２に衝突し、補助板２２を迂回して外方に至ることになり、混合土Ｗの水平方向移動を補助板２２が規制し、これにより攪拌され易くなる。

また、補助板２２は、矩形状板材により構成され、長辺側２２ａが主板２１の面に対して、例えば、６０度程度の傾斜角θ（図２参照）を有するように設けられている。このようにすれば、混合土Ｗが水平方向に移動するときの邪魔する領域、つまり、混合土Ｗに対する上下方向の攪拌領域Ｋ（図２参照）が大きくなり、攪拌効果がより向上することになる。

次に作用を説明する、
まず、掘削オーガ装置１を、掘削用重機のブーム先端の回転駆動部に、ロッドを介してあるいは直接取り付け、垂直に吊り下げる。掘削軸２を地面に対し垂直に立設し、正回転（右回転）して地盤に貫入し、下端開口部３から充填剤Ｊを吐出しつつ掘削翼７により所定の深度まで掘削する。掘削が完了した後、掘削軸２を逆転させて原地盤土と充填剤Ｊとを混合攪拌しながら一旦引き上げ、充填剤Ｊの吐出を停止する。そして、再度、掘削軸２を一定の昇降速度を保ちつつ回転速度を上げ、掘削深度までの原地盤土と充填剤Ｊを混合攪拌する。

特に、本実施形態の掘削オーガ装置１では、掘削軸２を逆転させて原地盤土と充填剤Ｊとを混合攪拌しながら引き上げる場合、あるいは再度掘削深度まで原地盤土と充填剤Ｊを混合攪拌する場合に、共回り防止翼２０の主板２１は、掘削翼２により形成される掘削孔Ｐの内壁に食い込んでいるので、混合土Ｗの移動などによっても回転することはない。したがって、主板２１は、掘削翼７などの回転により連れ回りする混合土Ｗの移動に対し邪魔するように作用し、混合土Ｗの攪拌作用を増進させることになる。また、掘削軸２を昇降移動するときには、主板２１と補助板２２とにより混合土Ｗを鉛直方向に切り裂くので、混合土Ｗはより一層細かく切り混ぜられる。

一方、補助板２２は、主板２１と直交するように設けられているので、掘削軸２から放射方向外方に向って移動する混合土Ｗの移動に対し邪魔するように作用し、これによっても混合土Ｗの攪拌作用を増進させることになる。しかも、この補助板２２は、主板２１の面に対して傾斜しているので、混合土Ｗが水平方向に移動するときの邪魔する領域が大きく、一層攪拌効果が向上する。

本発明は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の技術的思想内において当業者により種々変更が可能である。例えば、前記実施の形態の補助板２２は、主板２１と直交するように設けられているが、必ずしも直角のみではなくてもよい。水平方向に移動する混合土Ｗを邪魔できれば、どのような角度であってもよい。また、補助板２２は、矩形状のみでなく、楕円形あるいは不定形な形状を有するものであってもよい。さらに、主板２１は、一対のみでなく複数対であってもよく、補助板２２は、１枚の主板２１に複数設けてもよい。

本発明に係る掘削オーガ装置は、湿式柱状地盤改良工法における混合土の混合攪拌に使用される。

本発明に係る掘削オーガ装置の一実施形態を示す断面図である。 同掘削オーガ装置の側面図である。 共回り防止翼と掘削孔の内壁との関係を示す平面的説明図である。

符号の説明

２…掘削軸、
７…掘削翼、
８…攪拌翼、
２０…共回り防止翼、
２１…主板、
２１ａ…基端部、
２１ｂ…先端部、
２２…補助板
２３…ボス部、
Ｏ−Ｏ…掘削軸の軸線、
Ｐ…掘削孔、
Ｗ…混合土、
θ…傾斜角。

Claims (3)

1. 下端に掘削翼、上部に攪拌翼、前記掘削翼と攪拌翼との間に共回り防止翼がそれぞれ取り付けられ掘削軸を有し、前記掘削軸を回転しつつ推進及び引き抜きして掘削土と充填剤との混合土を混合攪拌する掘削オーガ装置において、
   前記共回り防止翼は、前記掘削軸に回転可能に設けられたボス部に基端部側が前記掘削軸の軸線に沿うように取り付けられ、前記掘削軸から放射状に突出されると共に、先端部が前記掘削翼により形成される掘削孔の内壁を超えるように構成された主板と、当該主板の先端部と基端部との間に位置し、前記掘削翼と攪拌翼により移動させられる前記混合土が衝突するように前記主板の面と交差して設けられた補助板とを有し、
   前記補助板は、長辺側が前記共回り防止翼の面に対して傾斜している矩形状板材により構成したことを特徴とする掘削オーガ装置。
2. 前記補助板は、前記共回り防止翼の面と直交するように設けたことを特徴とする請求項１に記載の掘削オーガ装置。
3. 前記共回り防止翼は、前記ボス部を中心とする対称位置に設けたことを特徴とする請求
   項１又は２に記載の掘削オーガ装置。

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