JPH0772467B2 - 場所打ち杭用のアースオーガおよびそのオーガヘッド - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、建設工事における基礎として多用されている
場所打ちコンクリート杭の造成において使用するアース
オーガおよびそのオーガヘッドに関するものである。

（従来の技術） 場所打ち杭の造成工法としては、従来よりベノト工法、
リバース工法、アースドリル工法、および深礎工法等が
あるが、本発明は比較的にみると、従来のアースドリル
工法に近い工法に関連しているものである。

アースドリル工法は、原則として孔壁防護は行わず、素
掘りで回転バケットにより掘削するものであり、孔壁保
護を必要とする場合にはベントナイト等を使用した泥水
を用いている。

しかしながら回転バケットによる掘削作業は、バケット
内に掘削土が一杯になれば、一旦バケットを引き上げて
外部に土砂を搬出してから、再びバケットを孔内に挿入
する作業を繰り返し行うものである。したがってこのバ
ケット内の土砂排出に要する時間だけ掘孔作業が長びく
という問題点があった。

また孔壁保護のためにベントナイト等の泥水を使用する
場合は、掘削した土砂とベントナイト等が混合するた
め、これらの混合物である産業廃棄物が適切な処置をし
なければ公害を発生する原因になるという問題点があっ
た。

上述の問題点を解決するため本出願人は先に、中空軸の
周りに螺旋状のスクリュー羽根を設けると共に、そのス
クリュー羽根の外周に前記中空軸の外周面と平行な螺旋
帯を設けたアースオーガ本体の先端部に、逆転時に掘削
した土砂の逆流を阻止する逆止板を設けたオーガヘッド
を有するアースオーガを使用して地盤を所定の深さまで
掘削した後、一旦アースオーガを逆転させて掘削土と共
にアースオーガを引き上げる際に、前記中空軸内の孔よ
りベントナイトを注入して掘孔内の掘削土とベントナイ
トを置換し、ついでこの掘孔内に鉄筋を挿入して後、ト
レミー管により底部より順次コンクリートを打設してベ
ントナイトとコンクリートを置換するようにすること、
およびこれに関連する技術を要旨とする場所打ち杭工法
およびその装置（特願平1-1174号）を出願した。

以下、第６図〜第11図に基づいてその概要を説明する。

第６図〜第10図はこの場所打ち杭用のアースオーガの一
実施例を示すものである。

この実施例においては、中心に孔1aを有する中空軸１の
周りに螺旋状のスクリュー羽根２（第７図参照）を設
け、そのスクリュー羽根２の外周に前記中空軸１の外周
面と平行な螺旋帯３を第６図に示すように巻きつけると
共に、スクリュー羽根２に溶接等により固着してアース
オーガ本体４を一体的に形成する。なお1bは中空軸１の
上端部に設けた接手用挿入軸部、1cは中空軸１の下端部
に設けた接手用軸筒部である。

また第6,8,9,10図に示すように、中心に孔5aを有する中
空軸５の周りに螺旋状のスクリュー羽根６を設け、特に
中空軸５の下部においては必要によってスクリュー羽根
６のピッチを小さくする。そしてこのスクリュー羽根６
の下端部に掘削ビット７を設けると共に、逆転時に掘削
した土砂の逆流を阻止する逆止板８をスクリュー羽根６
の先端付近に設けてオーガヘッド９を一体的に形成す
る。

逆止板８は例えば第９図に示すように、スクリュー羽根
６に突設したブラケット10にピン11によ矢印Ａのように
回動自在に枢支しておき、掘削回転時には二点鎖線図
８′で示す位置にあり、逆転時には実線図８で示す位置
に回動して、掘削によりスクリュー羽根６間の溝にある
土砂が逆流しないように作用するようにする。

なお図中5bは中空軸５の上端部に設けた接手用挿入軸部
で、この軸部5bを第６図の接手用軸筒部1c内に嵌入して
２本のボルト12を挿入することによってアースオーガ本
体４とオーガヘッド９とを連結して場所打ち杭用のアー
スオーガ13を構成する。。

つぎに上述のように構成したアースオーガ13を使用して
実施する場所打ち杭工法を第11図について説明する。

図中15は地盤、16は掘孔機で、17はそのクローラ、18は
クローラ17上に設けた旋回台、19はアウトリガー、20は
旋回台18の前部に垂直に立てたリーダー、21はそのバッ
クステー、22はバックテンショナー、23はリーダー20の
前面に昇降自在に吊り下げたアースオーガ用の回転駆動
装置である。

この工法は第11図（Ｉ）に示すように、掘孔機16のリー
ダー20の前面に昇降自在に設けた回転駆動装置23の下方
にアースオーガ13を吊り下げ、このアースオーガ13を回
転させながら地盤15中に押し込む。

このようにすると、アースオーガ13の下部のオーガヘッ
ド９の下端の掘削ビット７を介して掘削された土砂がス
クリュー羽根６によって上方へ巻き上げられ、つづいて
アースオーガ本体４のスクリュー羽根２間に進入する。

そしてこの間アースオーガ13は次第に地盤15中に侵入す
るから、結局第11図（Ｉ）に示すように、地盤15中のア
ースオーガ13のスクリュー羽根６および２間の溝内には
掘削した土砂24が充満する。

そして第11図（II）に示すように、アースオーガ13が所
定の深度に達するまで掘孔作業を続ける。第11図（II）
の場合は１本のアースオーガ13のみを示しているが、１
本のアースオーガのみで所定深度に達しない場合は、順
次アースオーガ本体４を接続して掘孔を行えばよい。

つぎに第11図（III）に示すように、掘孔25の深さが所
定の深度に達したならば、一旦アースオーガ13を逆転さ
せる。アースオーガ13のオーガヘッド９が逆転すると第
９図について前述したように、逆止板８が二点鎖線図
８′の位置から実線図８の位置に回動して、スクリュー
羽根6,6間につまっている掘削した土砂24の逆流を阻止
する。またこの場合、アースオーガ本体４のスクリュー
羽根2,2間につまっている土砂24は特に螺旋帯３がある
ため、アースオーガ本体４が地上に引き上げられた後も
アースオーガ本体４から脱落することはない。

なおこのアースオーガ13を引き上げる際に、アースオー
ガ13の中空軸１および５内の孔1aおよび5aよりベントナ
イト26を注入する。したがってこの工程ではアースオー
ガ13の引き抜きによって掘削した土砂24が外部に排出さ
れると共に、掘孔25内にベントナイト26が置換される。

上述のようにしてアースオーガ13を完全に掘孔25内から
引き抜いたならば、つぎに第11図（IV）に示すように、
掘孔25内のベントナイト26中に鉄筋27を挿入して所定の
位置に配置する。

ついで第11図（Ｖ）に示すように、トレミー管28を掘孔
25内に挿入して、底部より順次コンクリート29を打設し
てベントナイト26とコンクリート29を置換する。

第11図（VI）は上述のようにして完成した場所打ち鉄筋
コンクリート杭を示すものである。

またこの工法においては、前記したベントナイト26の代
りに水を注入してもよい。

また地盤15がローム層とか、シルト層のように掘削した
孔壁が崩壊しにくい場合には、アースオーガ13による掘
孔後におけるベントナイトまたは水等の液の注入を省く
ようにしてもよい。

さらに場所打ち杭内に鉄筋を入れる必要がない場合に
は、アースオーガ13にる掘孔後におけるアースオーガ13
を引き上げる際に、その中空軸内の孔よりコンクリート
を直接打設するようにしてもよい。

上述のようにこの工法においては、中空軸１の周りに螺
旋状のスクリュー羽根２を設けると共に、そのスクリュ
ー羽根２の外周に前記中空軸の外周面と平行な螺旋帯３
を設けたアースオーガ本体４を使用するから、掘削した
土砂24はスクリュー羽根２と螺旋帯３によって中空軸１
の回りに脱落することなく保持されるようになる。

また前記アースオーガ本体４の先端部に、逆転時に掘削
した土砂24の逆流を阻止する逆止板８を設けたオーガヘ
ッド９を連結し、このアースオーガ13を使用して地盤15
を所定の深さまで掘削した後、一旦アースオーガ13を逆
転させてからアースオーガ13を引き上げるようにしたか
ら、アースオーガ13の溝内に溜った土砂24は前記逆止板
８によって逆流を阻止されると共に、アースオーガ13の
全長にわたって掘削土24を溝内に保持したまま外部に引
き上げられる。そしてこのアースオーガ13を引き上げる
際に、前記中空軸１および５内の孔1aおよび5aよりベン
トナイト26を注入して掘孔25内の掘削土24とベントナイ
ト26を置換し、ついでこの掘孔25内に鉄筋27を挿入して
後、トレミー管28により底部より順次コンクリート29を
打設してベントナイト26とコンクリート29を置換するよ
うにしたから、この工法によれば、アースオーガ13によ
り連続して所定の深度まで掘孔することができると共
に、このアースオーガ13を引き上げることにより掘孔25
内の掘削土24とベントナイト26を置換でき、無筋の場合
は掘削土24とコンクリート29とを直接置換することもで
きる。

上述のようにこの工法によれば、アースオーガ13により
連続して掘孔作業を行うことができるため、実験の結
果、従来のアースドリル工法と比較した場合、約２倍の
能率向上が得られた。

（発明が解決しようとする課題） 上述のように第６図〜第11図に示す工法および装置は画
期的なものであるが、オーガヘッド９のスクリュー羽根
６の外周部には、掘削土を保持するための螺旋帯がない
と共に、アースオーガ13の逆転時に掘削した土砂24の逆
流を阻止する逆止板８の取り付け位置が掘削ビット７の
先端部から、かなり奥まった位置にあるため、アースオ
ーガ13による掘孔が終了して、第11図（III）に示すよ
うに、アースオーガ13を引き上げる時に、場合によって
は、オーガヘッド９の下端部に一旦保持された掘削土砂
が、掘孔25の底部に崩れ落ちることがあるという問題点
があった。

（課題を解決するための手段） 上述の問題点を解決するため本発明においては、中空軸
の周りに螺旋状のスクリュー羽根を設けると共に、その
スクリュー羽根の外周に前記中空軸の外周面と平行な螺
旋帯を設けてアースオーガ本体を形成し、中空軸の周り
に螺旋状のスクリュー羽根を設け、このスクリュー羽根
の外周に前記中空軸の外周面と平行な螺旋帯を設け、前
記スクリュー羽根の端部に掘削ビットを設けると共に、
この掘削ビットを除く部分に底板を設け、この底板に対
して前記掘削ビットを開閉自在にすると共に、逆転時に
この掘削ビットを閉止状態に保持するストッパーを設け
てオーガヘッドを形成し、このオーガヘッドを前記アー
スオーガ本体の先端部に連結して場所打ち杭用のアース
オーガを構成する。

また本発明においては、中空軸の周りに螺旋状のスクリ
ュー羽根を二重に設け、これらスクリュー羽根の外周に
前記中空軸の外周面と平行な螺旋帯を設け、前記スクリ
ュー羽根の端部にそれぞれ掘削ビットを設けると共に、
これらの掘削ビットを除く部分に底板を設け、この底板
に対して前記掘削ビットを開閉自在にすると共に、アー
スオーガの逆転時に地盤との係合によって底板に枢支し
たストッパーを回動させ、このストッパーを掘削ビット
の後端部に係合させることにより掘削ビットを閉止状態
に保持するようにして場所打ち杭用のオーガヘッドを構
成する。

なお、前記アースオーガ本体およびオーガヘッドのスク
リュー羽根の外周に設けた螺旋帯を、スクリュー羽根に
対して上方へ偏倚させて固着するのがよい。

（作用） 上述のように本発明においては、アースオーガ本体、お
よびオーガヘッドの中空軸の周りに螺旋状のスクリュー
羽根を設けると共に、そのスクリュー羽根の外周に前記
中空軸の外周面と平行な螺旋帯を設けたから、掘削した
土砂はスクリュー羽根と螺旋帯によって中空軸の回りに
保持されるようになる。

特に本発明においては、オーガヘッドにも螺旋帯を設け
たから、このオーガヘッド部の掘削土の保持力が増大し
て掘削土の崩壊をさらに減少させることができる。

なおアースオーガ本体およびオーガヘッドのスクリュー
羽根の外周に設けた螺旋帯を、スクリュー羽根に対して
上方へ偏倚させて固着すれば、掘削土の崩壊防止性能が
さらに向上する。

また本発明においては、オーガヘッドの中空軸の周りに
螺旋状のスクリュー羽根を二重に設け、これらスクリュ
ー羽根の外周に前記中空軸の外周面と平行な螺旋帯を設
け、前記スクリュー羽根の端部にそれぞれ掘削ビットを
設けると共に、これらの掘削ビットを除く部分に底板を
設け、この底板に対して前記掘削ビットを開閉自在にす
ると共に、アースオーガの逆転時に地盤との係合によっ
て底板に枢支したストッパーを回動させ、このストッパ
ーを掘削ビットの後端部に係合させることにより掘削ビ
ットを閉止状態に保持するようにしたから、掘孔を終了
してオーガヘッドを引き上げる場合に、掘削土は底板の
上方に収容されると共に、掘削時に開口していた掘削ビ
ットが回動して、前記底板部の開口を閉じることができ
る。

したがってこのオーガヘッドを使用すれば掘孔内の残土
を確実に取り除くことができる。

（実施例） 以下、第１図〜第５図について本発明の実施例を説明す
る。図中前記符号と同一の符号は同等のものを示す。

第１図は本発明の場所打ち杭用のアースオーガの一実施
例を示すものである。

本実施例においては、中心に孔1aを有する中空軸１の回
りに螺旋状のスクリュー羽根２を設け、そのスクリュー
羽根２の外周に前記中空軸１の外周面と平行な螺旋帯３
を巻きつけると共に、スクリュー羽根２に溶接等により
固着してアースオーガ本体４を一体的に形成する。なお
1bは中空軸１の上端部に設けた接手用挿入部、1cは中空
軸１の下端部に設けた接手用軸筒部である。

また第２〜５図に詳細に示すように、中心に孔5aを有す
る中空軸５の周りに螺旋状のスクリュー羽根６を二重に
設け、これらスクリュー羽根６の外周に前記中空軸５の
外周面と平行な螺旋帯30を設け、前記スクリュー羽根６
の端部にそれぞれ掘削ビット31をオーガヘッドの底部に
横設した軸32により枢支して設ける。

この掘削ビット31は左右２枚に分割して、その平面形状
を長方形状の一辺に複数の切り込み31aを入れた略櫛形
に形成し、その切り込み31aにオーガヘッド本体に固定
したブラケット33をそれぞれ嵌入させ、この嵌合部に前
記軸32を貫通させることによって、掘削ビット31を傾動
可能に枢支する。なお34は左右の掘削ビット31間に介在
するようにオーガヘッド底部の中央に突設したブラケッ
トである。

そして掘削ビット31は、その前縁部31bを垂直断面形状
がくさび形になるように形成すると共に、後部に段付き
の突片31cを突設する。

また掘削ビット31の装着位置を除く部分にオーガヘッド
の底板35を前記中空軸５の下端および螺旋帯30の下端に
固着して設け、この底板35に対して前記掘削ビット31を
それぞれ開閉自在にすると共に、掘削ビット31の後縁部
と接近している底板35の下面に対して、アーム状のスト
ッパー36を、その基部の軸37により底板に枢支して設
け、このストッパー36の遊端部36aに下方に突出する抵
抗片36bを突設する。

38はアースオーガの掘削回転時に掘削ビット31を掘削姿
勢に保持するため、前記突片31cと衝合するように、ス
クリュー羽根６の下端に固定した支承部材である。また
39はアースオーガの掘削回転時に、地盤が前記抵抗片36
bに作用して、ストッパー36の遊端部36aを掘削ビット31
の後部の突片31cより離間した位置で停止させるための
停止片である。

すなわち第４図は掘削ビット31が掘削作業を行う場合の
状態を示しており、この場合はオーガヘッドは第４図
（ｂ）の矢印Ｂの方向に回転するから、掘削ビット31は
第４図（ａ）のように突片31cが支承部材38と衝合して
おり、ビットの前縁部31bは下方へ向かって傾斜した状
態になっている。この時ストッパー36はビット31と離間
しており、停止片39と係合した状態になっている。

また第５図はオーガヘッドが掘削を終了して逆転した時
の状態を示しており、この場合オーガヘッドは第５図
（ｂ）の矢印Ｃの方向への逆転によって、掘削ビット31
は第５図（ａ）のように底板35に対して閉じた状態にな
っている。したがってビット31の突片31cが支承部材38
から離れており、この突片31cの内側にストッパー36の
遊端部36aが入り込んでビット31が底板35に対して開く
のを阻止している。

すなわちアースオーガが第５図（ｂ）の矢印Ｃの方向に
回転すれば、抵抗片36bを介してストッパー36が軸37を
支点として矢印Ｄの方向に回動することにより、遊端部
36aをビット31の突片31cの内側に係合させるようにな
る。

また40は底板35の外周部において、前記螺旋帯30と連続
するように一定の幅で円筒状に形成した底部円周板であ
る。41はその底部円周板40を、両側のビット対向位置に
おいて上方へ向かって略半円形に切欠した切欠部であ
り、42はその切欠部41内に斜め下に向かって突設した側
方ビットである。

また43（第３図（ｂ）参照）は中空軸５の下端部に設け
た吐出口で、この吐出口43には、円形のゴム板を中心に
通って８等分した扇形のゴム弁44の一辺を、帯板状の座
金45を介して２本のビス46によってオーガヘッドの固定
部材に取り付けて、中空軸５の内部を通って送給される
ベントナイト等の流体を吐出できるようにする。

上述のようにして第２図に示すようなオーガヘッド９を
形成する。

なお第２図（ａ）において、5bは中空軸５の上端部に設
けた接手用挿入軸部で、この軸部5bを第１図の接手用軸
筒部1c内に嵌入して２本のボルト12を挿入することによ
ってアースオーガ本体４とオーガヘッド９とを連結して
場所打ち杭用のアースオーガ13を構成する。

上述のように構成した本発明のアースオーガ13を使用し
て実施する場所打ち杭工法は、前に第11図について説明
したのと同様であるから、その工法についての説明は省
略する。

（発明の効果） 上述のように本発明においては、アースオーガ本体４、
およびオーガヘッド９の中空軸1,5の周りに螺旋状のス
クリュー羽根2,6を設けると共に、そのスクリュー羽根
2,6の外周に前記中空軸1,5の外周面と平行な螺旋帯3,30
を設けたから、掘削した土砂はスクリュー羽根2,6と螺
旋帯3,30によって中空軸1,5の回りに保持されるように
なる。

特に本発明においては、オーガヘッド９にも螺旋帯30を
設けたから、このオーガヘッド部の掘削土の保持力が増
大して掘削土の崩壊をさらに減少させることができる。

なお第１〜５図の実施例のように、アースオーガ本体４
およびオーガヘッド９のスクリュー羽根2,6の外周に設
けた螺旋帯3,30を、スクリュー羽根2,6に対して上方へ
偏倚させて固着すれば、掘削土の崩壊防止性能がさらに
向上する。

また本発明においては、オーガヘッド９の中空軸５の周
りに螺旋状のスクリュー羽根６を二重に設け、これらス
クリュー羽根６の外周にそれぞれ前記中空軸５の外周面
と平行な螺旋帯30を設け、前記スクリュー羽根６の端部
にそれぞれ掘削ビット31を設けると共に、これらの掘削
ビット31を除く部分に底板35を設け、この底板35に対し
て前記掘削ビット31を開閉自在にすると共に、アースオ
ーガの逆転時に地盤との係合によって底板35に枢支した
ストッパー36を回動させ、このストッパー36を掘削ビッ
ト31の後端部に係合させることにより掘削ビット31を閉
止状態に保持するようにしたから、掘孔を終了してオー
ガヘッド９を引き上げる場合に、掘削土は底板35の上方
に収容されると共に、掘削時に開口していた掘削ビット
31が回動して、前記底板部の開口を閉じることができ
る。

したがってこのオーガヘッド９を使用すれば掘孔内の残
土を確実に取り除くことができる。

上述のように本発明によれば、場所打ち杭工法を従来の
工法と比較して、容易、迅速かつ正確に行わせることが
可能になると云うすぐれた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るアースオーガの全体図、 第２図（ａ）はその下部のオーガヘッドの立面図、 同図（ｂ）はその下面図、 第３図（ａ）は第２図（ａ）の部分詳細図、 同図（ｂ）はその下面図、 第４図（ａ）は掘削ビットの掘削作業時の状態を示す部
分図、 同図（ｂ）はその下面図、 第５図（ａ）は掘削終了後に掘削ビットが底板に対して
閉じた状態を示す部分図、 同図（ｂ）はその下面図、 第６図は従来のアースオーガの全体図、 第７図はそのアースオーガの製作途中の状態を示す部分
図、 第８図は第６図の下面図、 第９図はオーガヘッドの一例を示す立面図、 第10はその下面図、 第11図（Ｉ）〜（VI）は第６図のアースオーガを使用す
る場所打ち杭工法の工程説明図である。 １……中空軸、1a……孔 ２……スクリュー羽根、３……螺旋帯 ４……アースオーガ本体、５……中空軸 5a……孔、６……スクリュー羽根 ７……掘削ビット、８……逆止板 ９……オーガヘッド、13……アースオーガ 15……地盤、16……掘孔機 20……リーダー、23……回転駆動装置 24……掘削した土砂、25……掘孔 26……ベントナイト、27……鉄筋 28……トレミー管、29……コンクリート 30……螺旋体、31……掘削ビット 35……底板、36……ストッパー 38……支承部材、39……停止片 40……底部円周板、41……切欠部 42……側方ビット、43……吐出口 44……ゴム弁

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】中空軸の周りに螺旋状のスクリュー羽根を
   設けると共に、そのスクリュー羽根の外周に前記中空軸
   の外周面と平行な螺旋帯を設けてアースオーガ本体を形
   成し、中空軸の周りに螺旋状のスクリュー羽根を設け、
   このスクリュー羽根の外周に前記中空軸の外周面と平行
   な螺旋帯を設け、前記スクリュー羽根の端部に掘削ビッ
   トを設けると共に、この掘削ビットを除く部分に底板を
   設け、この底板に対して前記掘削ビットを開閉自在にす
   ると共に、逆転時にこの掘削ビットを閉止状態に保持す
   るストッパーを設けてオーガヘッドを形成し、このオー
   ガヘッドを前記アースオーガ本体の先端部に連結してな
   る場所打ち杭用のアースオーガ。
2. 【請求項２】中空軸の周りに螺旋状のスクリュー羽根を
   二重に設け、これらスクリュー羽根の外周に前記中空軸
   の外周面と平行な螺旋帯を設け、前記スクリュー羽根の
   端部にそれぞれ掘削ビットを設けると共に、これらの掘
   削ビットを除く部分に底板を設け、この底板に対して前
   記掘削ビットを開閉自在にすると共に、アースオーガの
   逆転時に地盤との係合によって底板に枢支したストッパ
   ーを回動させ、このストッパーを掘削ビットの後端部に
   係合させることにより掘削ビットを閉止状態に保持する
   ようにした場所打ち杭用のオーガヘッド。
3. 【請求項３】前記アースオーガ本体およびオーガヘッド
   のスクリュー羽根の外周に設けた螺旋帯を、スクリュー
   羽根に対して上方へ偏倚させて固着してなる請求項１記
   載の場所打ち杭用のアースオーガ。