JPH0660495B2 - 基礎杭の施工装置 - Google Patents

基礎杭の施工装置

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JPH0660495B2
JPH0660495B2 JP1035370A JP3537089A JPH0660495B2 JP H0660495 B2 JPH0660495 B2 JP H0660495B2 JP 1035370 A JP1035370 A JP 1035370A JP 3537089 A JP3537089 A JP 3537089A JP H0660495 B2 JPH0660495 B2 JP H0660495B2
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F5/00Dredgers or soil-shifting machines for special purposes
    • E02F5/16Machines for digging other holes in the soil
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D5/00Bulkheads, piles, or other structural elements specially adapted to foundation engineering
    • E02D5/22Piles
    • E02D5/50Piles comprising both precast concrete portions and concrete portions cast in situ

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、基礎杭の施工装置に関し、詳しくは地盤を掘
孔するためのオーガーヘッドとケーシングとからなる基
礎杭の施工装置に関する。
〔従来の技術〕
基礎杭の施工工法において、スクリュー翼片、ケーシン
グ等の外周部に厚肉状の圧土面を設けた特殊なアースオ
ーガーを使用して、掘孔時に圧土面によって孔周壁を強
固に圧締し、これによって孔周壁を崩壊させることな
く、基礎杭を地盤に確実に施工しようとするものが開発
されつつある。
〔発明が解決しようとする課題〕 しかしながら、上述したような工法は、掘孔時に圧土面
によって孔周壁を強固に圧締するものであるから、掘進
時に圧土面と孔周壁との間に強い摩擦抵抗が生じる。そ
してこれが掘進方向への抵抗力となり、小型の施工機械
では掘進力が不足しがちになる。例えば長さ12mのケ
ーシングの場合、その重量は100kg/m程度であり、
土質の強弱を表すN値が0から10位までの軟弱な層は
掘削可能であるから、N値が10以上になると掘進速度
が低下し、N値20位までが掘削の限界である。
このため、施工工事中に点石または礫層に当たると掘削
不能となり、施工機械を小型機から大型機に交換しなけ
ればならない。また大型機を導入することができない現
場では、別の掘削方法に切り換えざるを得ない。従って
このような場合、工事を一時的に中止しなければなら
ず、経済的並びに工期的な損失が極めて大きいという問
題がある。
そこで本発明は、上述したような問題点を解消するため
に創案されたものであり、掘孔時に孔周壁を強固に圧締
できるものでありながら、確実かつ円滑に掘進を行うこ
とができるようにした基礎杭の施工装置を提供すること
を目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するために、本発明における基礎杭の施
工装置は、先端部に先掘刃が配設されると共に、外周面
がほぼ円錐状の傾斜面にて構成されたオーガーヘッド
と、このオーガーヘッドの上部に連設されたケーシング
とからなり、オーガーヘッドの傾斜面には、外周部に上
下ほぼ同径寸の厚肉状の圧土縁を有するスクリュー翼片
を設け、ケーシングは中空部を有し、この中空部内に重
量付加物を装填してなるものである。
また、中空部内に重量付加物を重量調整可能に装填して
もよい。
さらに、ケーシングの外周面にスクリュー翼片の外径寸
とほぼ同径寸の螺旋状突条部を設けてもよい。
〔作用〕
上記のように構成された基礎杭の施工装置によれば、オ
ーガーヘッドとケーシングとを回転させてオーガーヘッ
ドの先掘刃により地中を掘進すると、掘削土がオーガー
ヘッドの傾斜面にて強制的に周囲に開拡押圧され、さら
にその掘削土はスクリュー翼片の圧土縁にて孔周壁に押
圧されて、孔周壁が強固に圧締される。この時、圧土縁
と孔周壁との間には大きな摩擦抵抗が生じて、これが掘
進方向への抵抗力となるが、ケーシングの中空部内に重
量付加物が装填されているので、この重量付加物が掘進
方向への荷重となり、上記抵抗力に抗して掘進が確実か
つ円滑に行われる。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
まず、第1図は第1実施例を示すものであり、オーガー
ヘッド1は、その外周面がほぼ円錐状の傾斜面2にて構
成されており、先端部には先掘刃3が一体に配設されて
いる。傾斜面2にはスクリュー翼片4が一体に設けら
れ、このスクリュー翼片4の外周部には厚肉状の圧土縁
5が一体に形成されている。なおここではスクリュー翼
片4全体を厚肉状としている。そして圧土縁5はその外
径寸aが上下方向においてほぼ同径寸となるように形成
されている。
次に、上記オーガーヘッド1の上部には、ケーシング6
がボルト止め等によって取外し可能に連設されている。
このケーシング6は円筒状をなし、その内部には中空部
7が形成されている。またケーシング6の上下端は着脱
可能の上蓋8及び下蓋9によって閉塞されている。そし
てケーシング6の外周面には、前記スクリュー翼片4
(即ち圧土縁5)の外径寸aとほぼ同径寸bの螺旋状突
条部10が設けられている。なおオーガーヘッド1及び
ケーシング6の中心部にはモルタル等の注入管11が挿
通され、この注入管11の先端はオーガーヘッド1の先
端の噴射孔12内に挿入されている。ところで本実施例
におけるケーシング6は、約800kg/cm2の圧縮強度
を有する高強度PC杭(PHC杭)とこの外周に密着積
層された鋼管とからなる二重構造の複合杭によって構成
されており、螺旋状突条部10はその鋼管の外周にPC
鋼棒等の鋼材を螺旋状に巻回して溶接により固着しても
のである。なお高強度PC杭の肉厚は60mm〜80mm程
度、鋼管の肉厚は15mm〜20mm程度、螺旋状突条部1
0の突出量は30mm〜50mm程度となっている。
そして、上記ケーシング6の中空部7内に、重量付加物
13を重量調整可能に装填するように構成されている。
この重量付加物13は、コンクリートや鉄等の重い素材
を中空部7内に挿脱できるように予め所定形状に成形し
たものを始め、現場において容易に得られるコンクリー
ト塊や鉄塊等が用いられる。従って、所定量の重量付加
物13を中空部7内に挿脱することによって、ケーシン
グ6に必要に応じて所定の荷重が付与されることにな
る。
上述のように構成された基礎杭の施工装置によれば、第
2図に示すように、ケーシング6の上端を施工機械の駆
動源15に連結し、ケーシング6及びオーガーヘッド1
を一体に回転させて、先掘刃3によって地中を先掘削孔
しつつオーガーヘッド1をケーシング6と共に地中に掘
進させる。掘進に伴って先端の掘削土16はオーガーヘ
ッド1の傾斜面2によって強制的に周囲に開拡押圧さ
れ、さらにその掘削土16はスクリュー翼片4の圧土縁
5によって掘孔17の孔周壁18に押圧されて、孔周壁
18が強固に圧締される。
ここで、上記圧締の際に圧土縁5と孔周壁18との間に
は大きな摩擦抵抗が生じて、これがオーガーヘッド1及
びケーシング6の掘進方向への抵抗力となり、通常は掘
進速度が低下する。ところが、ケーシング6の中空部7
内に重量付加物13がオーガーヘッド1及びケーシング
6の掘進方向への荷重となる。従って、圧土縁5と孔周
壁18との間に大きな摩擦抵抗が生じても、これに抗し
てオーガーヘッド1及びケーシング6を極めて確実かつ
円滑に掘進させることができる。
なお、圧土縁5と孔周壁18との間の摩擦抵抗は土質に
よって異なるので、重量付加物13による荷重も土質に
応じて調整する。例えば、本実施例のようにケーシング
6の長さLが12mの場合、その重量が、N値20程度
の粘性土(固結粘土)では200kg/m、N値40程度
の土丹層では250kg/m、N値45程度の砂礫層では
300kg/m、N値50程度の点石並びに玉石層では4
00kg/mとなるように、重量付加物13の装填量を加
減調整する。従って、強固な土質層に当たっても、施工
機械を小型機から大型機に交換したり、別な掘削方法に
切り換えたりすることなく、ケーシング6への重量付加
物13の増加装填、或いは予め重量付加物13が増加装
填されたケーシング6への交換だけで、工事を続行する
ことができる。
ところで、掘孔と同時に強力に圧締される孔周壁18と
ケーシング6の外周面との間にも強い摩擦抵抗が生じ、
通常はケーシング6が挿入困難となる。しかしながら、
このケーシング6の外周面には前記スクリュー翼片4の
外径寸aとほぼ同径寸bの螺旋状突状部10が設けら
れ、これが掘孔と同時に地中を回転しつつオーガーヘッ
ド1に追従するので、孔周壁18との間に摩擦抵抗が生
じることなく、ケーシング6の挿入を極めて円滑に行う
ことができる。
なお、本実施例におけるケーシング6は、高強度PC杭
とこの外周に密着積層された鋼管とからなる二重構造の
複合杭によって構成されているので、強度が極めて大き
い上に、コンクリート及び鋼管の重量によってケーシン
グ6自体も相当重いものとなっている。さらにケーシン
グ6の肉厚が充分に厚く、螺旋状突条部10の突出量も
大きいので、摩耗に対しても非常に強く、長期間の使用
に耐えることができる。なお螺旋状突条部10が摩耗し
た場合には、これを除去して新たな螺旋状突状部10を
再び固着すればよい。
以上のようにして、掘進が所定の深度に到達すると、オ
ーガーヘッド1の先端の噴射孔12からモルタル、コン
クリート等を掘孔17内に噴射させながら、オーガーヘ
ッド1及びケーシング6を掘孔17内から抜去する。こ
れによって第3図に示すように、掘孔17内に所定のモ
ルタル柱19が造成され、このモルタル硬化前に従来方
法により既製杭20、または鉄籠、芯材等を挿入するこ
とによって、地中において孔周辺の土壌、モルタルと一
体的に固結された強固な基礎杭を容易に施工することが
できる。なお土壌、作業工程等によっては、モルタル等
を用いずに既製杭20を打ち込んだり、ケーシング6を
地中に残存させてオーガーヘッド1部分のみを地上に抜
去することもできる。
次に、第4図は第2実施例を示すものであり、オーガー
ヘッド1の外周面を、傾斜面22aとこの上部に連続す
る傾斜角度の異なる傾斜面22bとからなる円錐形状と
したものである。そしてオーガーヘッド1の上部に、中
空部7を有するケーシング6を連設し、その中空部7内
に重量付加物13を装填したものである。なおこの第2
実施例においては、ケーシング6を鋼管によって構成
し、螺旋状突条部10をその鋼管の外周に一体に形成し
てスクリュー翼片4の圧土縁5とほぼ同様の厚肉状とし
たが、第1実施例と同様な螺旋状突条部10にしてもよ
い。
次に、第5図は変形例を示すものであり、上述した第1
及び第2実施例のようにスクリュー翼片4全体を厚肉状
とした圧土縁5ではなく、スクリュー翼片4の外周部を
断面ほぼL字状に形成して圧土縁55を構成したもので
ある。この場合には、スクリュー翼片4の上面凹所によ
って掘削土を上方に円滑かつ確実に上昇誘導させること
ができる。
以上、本発明の実施例に付き述べたが、本発明は実施例
に限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて
各種の有効な変更が可能である。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、スクリュー翼片
の圧土縁によって孔周壁を強固に圧締する際に、その圧
土縁と孔周壁との間に大きな摩擦抵抗が生じても、ケー
シングの中空部内に装填された重量付加物によって、オ
ーガーヘッド及びケーシングに掘進方向への荷重を付与
することができるので、掘進を確実かつ円滑に行うこと
ができる。
また、施工工事中に強固な土質層に遭遇しても、施工機
械を小型機から大型機に交換したり、別の掘削方法に切
り換えたりすることなく、ケーシングの重量付加物の調
整、或いは重量調整されたケーシングに交換するだけの
僅かな中断だけで工事を続行することができるので、経
済的並びに工期的な利点が非常に高い。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の実施例を示すものであって、第1図は第
1実施例における施工装置の一部破断正面図、第2図は
上記装置による掘孔状態の説明図、第3図は基礎杭の施
工完了状態の説明図、第4図は第2実施例における施工
装置の一部破断正面図、第5図は変形例におけるオーガ
ーヘッドの一部破断正面図である。 なお図面に用いた符号において、 1……オーガーヘッド 2……傾斜面 3……先掘刃 4……スクリュー翼片 5……圧土縁 6……ケーシング 7……中空部 10……螺旋状突条部 13……重量付加物 17……掘孔 18……孔周壁 22a,22b……傾斜面 55……圧土縁 である。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】先端部に先掘刃が配設されると共に、外周
    面がほぼ円錐状の傾斜面にて構成されたオーガーヘッド
    と、 このオーガーヘッドの上部に連設されたケーシングとか
    らなり、 前記オーガーヘッドの傾斜面には、外周部に上下ほぼ同
    径寸の厚肉状の圧土縁を有するスクリュー翼片を設け、 前記ケーシングは中空部を有し、この中空部内に重量付
    加物を装填してなる基礎杭の施工装置。
  2. 【請求項2】前記中空部内に前記重量付加物を重量調整
    可能に装填したことを特徴とする請求項1記載の基礎杭
    の施工装置。
  3. 【請求項3】前記ケーシングの外周面に前記スクリュー
    翼片の外径寸とほぼ同径寸の螺旋状突条部を設けたこと
    を特徴とする請求項1または2記載の基礎杭の施工装
    置。
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