JPH0827786A

JPH0827786A - 地中杭の形成装置

Info

Publication number: JPH0827786A
Application number: JP16540294A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Sakuratani; 正幸桜谷
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-07-18
Filing date: 1994-07-18
Publication date: 1996-01-30

Abstract

(57)【要約】【目的】削孔部の形成に於て装置に大きな抵抗を与え
ず、無理な剪断力等がなく、装置の使用耐用年数を増し
経済的な使用を可能とする。固定翼は、僅かな回転運動
を行うため、削孔部内のソイルモルタルの複雑な動きを
助長し、土とセメントミルクとの混合状態を良好とす
る。【構成】本体ロッドの外周に、ビット付の攪拌翼ヘッ
ドを固定突出する。この攪拌翼ヘッドの上部、攪拌翼ヘ
ッドと同一直径の攪拌翼を突出固定する。この攪拌翼と
攪拌翼ヘッドとの間隔の本体ロッドの外周に、本体ロッ
ドに対して回転が可能な固定翼を突出する。この固定翼
の直径を、攪拌翼ヘッド及び攪拌翼と同一に形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、構造物を安定化させる
ための、基礎用の地中杭の形成装置に係るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、地表面または地中に形成する構造
物を、安定的に位置するために、その構造物の下面に杭
を配置し、この杭により構造物を安定化させることが行
われている。そして、この杭は種々のものが存在する
が、本発明に於ては、地中に削孔部を削孔しながらセメ
ントミルクを吐出し、削孔により生じた軟弱な土とセメ
ントミルクとを混合してソイルモルタルを形成し、この
ソイルモルタルにより、地中に杭を形成する方法に用い
る地中杭の形成装置に係るものである。

【０００３】そして、従来このソイルモルタルを用いた
杭を地中に形成するには、セメントミルクの流通路を軸
方向に設けた本体ロッドの外周に、攪拌翼ヘッドを固定
突出し、この攪拌翼ヘッドによって地中を削孔する。そ
して、この攪拌翼ヘッドによって削孔し、軟弱化した土
に、本体ロッドからセメントミルクを吐出して、軟弱化
した土とセメントミルクとを混合することにより、ソイ
ルモルタルを形成し、このソイルモノタルを固化するこ
とにより、地中杭を形成することが行われている。

【０００４】そして、本体ロッドは、上端に接続する攪
拌機構により、回転しながら地中に挿入する。しかし、
この攪拌翼ヘッドのみの攪拌でセメントミルクを軟弱化
した地中に充填すると、攪拌翼ヘッドの攪拌方向に、軟
弱化した土もセメントミルクも同時に流れてしまい、土
とセメントミルクの確実な混合を行うことができないも
のとなる。

【０００５】そのため、従来から、このセメントミルク
と土との攪拌を良好とするため、土の削孔を行う攪拌翼
ヘッドの上部に、本体ロッドが回転しても、本体ロッド
の回転とともに回転することがなく、形成する杭の削孔
部に対しては、不動的に位置する固定翼が形成されてい
る。

【０００６】このように、固定翼を設けると、削孔され
軟弱化した土とセメントミルクとの混合体は、削孔の進
行に伴って固定翼部分に接触し、この固定翼部分で分割
され、分割された状態で削孔部の上方に移動する。そし
て、この分割された混合体は、固定翼の上部に位置する
攪拌翼により再度攪拌され、土とセメントミルクとの攪
拌効率を高めることを可能とし、良好なソイルモノタル
を形成することができる。

【０００７】そして、この従来の固定翼の回転防止は、
本体ロッドに回転可能に接続することにより、攪拌翼ヘ
ッドが本体ロッドと共に回転しても、本体ロッドの外周
を固定翼が回転するため、削孔部に対しては回転を停止
するものとしている。また、この固定翼の回転防止は、
攪拌翼ヘッドの突出直径よりも、本体ロッドから大きな
直径で固定翼を突出することにより、削孔部の内面に固
定翼の先端を食込ませ、固定翼の回転を防止するように
形成している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
装置は上述の如く、ソイルモルタルの分割を行う固定翼
を、攪拌翼ヘッドや攪拌翼よりも大きな直径で本体ロッ
ドから突出し、その先端部を削孔部の内壁面に食込ませ
る方式としている。そのため、攪拌翼ヘッドを本体ロッ
ドとともに攪拌して、地中に削孔しながら侵入させる場
合、固定翼に大きな抵抗がかかり、削孔に大きな力を必
要とする。また、固定翼とか本体ロッドに、大きな剪断
力等が加えられるものとなり、装置の破損を早める結果
となっていた。

【０００９】本発明は、上述の如き課題を、解決しよう
とするものであって、削孔部の形成に於いて、本体ロッ
ド、固定翼等への抵抗を従来の方法に比較して少なく
し、装置の破損等を生じることを少なくする。そして、
装置の耐用年数を向上させるとともに、土とセメントミ
ルクの混合状態を従来よりも更に良好なものとし、土と
セメントミルクとの良好な混合が可能な、ソイルモルタ
ルを形成し、強度的にも優れた地中杭を形成しようとす
るものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述の如き課
題を解決するため、セメントミルクの流通路を軸方向に
設けて本体ロッドを形成し、この本体ロッドの軸方向の
先端に削孔用の剣先を設け、この剣先方向の本体ロッド
の外周に、ビット付の攪拌翼ヘッドを固定突出し、この
攪拌翼ヘッドの上部で本体ロッドの外周に、攪拌翼ヘッ
ドと同一直径の攪拌翼を突出固定するとともにこの攪拌
翼と攪拌翼ヘッドとの間隔の本体ロッドの外周に、本体
ロッドに対して回転が可能な固定翼を突出し、この固定
翼の直径を攪拌翼ヘッド及び攪拌翼と同一に形成して成
るものである。

【００１１】また、第２の発明は、セメントミルクの流
通路を軸方向に設けて本体ロッドを形成し、この本体ロ
ッドの軸方向の先端に削孔用の剣先を設け、この剣先方
向の本体ロッドの外周に、ビット付の攪拌翼ヘッドを固
定突出し、この攪拌翼ヘッドの上部で本体ロッドの外周
に、攪拌翼ヘッドと同一直径の攪拌翼を突出固定すると
ともにこの攪拌翼と攪拌翼ヘッドとの間隔の本体ロッド
の外周に、本体ロッドに対して回転が可能な固定翼を突
出し、この固定翼の直径を攪拌翼ヘッド及び攪拌翼と同
一に形成するとともにこの攪拌翼の上部の本体ロッドの
外周に、第２攪拌翼を攪拌翼と同一直径に突出固定し、
この攪拌翼と第２攪拌翼の間隔の本体ロッドの外周に、
固定翼と同一直径の第２固定翼を回転可能に突出して成
るものである。

【００１２】また、固定翼は、カラーを介して本体ロッ
ドに回転可能に形成したものであっても良い。

【００１３】

【作用】本発明は、上述の如く構成したものであるか
ら、地中にソイルモルタルによる杭を形成しようとする
場合は、地上に載置した本体ロッドの上端にモーター等
を接続し、本体ロッド先端の剣先を地表面に押圧しなが
ら、本体ロッドの回転を行う。この本体ロッドの押圧及
び回転により、剣先は地表面を削孔し地中に入るととも
に、攪拌翼ヘッドのビットも地表面を削孔することによ
り削孔部を形成し、地中を削孔前進することができる。

【００１４】この削孔と同時に、本体ロッドの内部にセ
メントミルクを加圧注入し、本体ロッドの先端から吐出
すれば、剣先及びビットにより削孔され、軟弱化した土
とセメントミルクが一体となる。そして、攪拌翼ヘッド
は本体ロッドとともに回転しているため、セメントミル
ク及び土も同時に攪拌され混合が行われる。しかし、こ
の攪拌翼ヘッドによる土とセメントミルクの混合は、攪
拌翼ヘッドの回転に伴って一方向にのみ行われるから、
土とセメントミルクの混合は必ずしも完全なものではな
い。

【００１５】次に、削孔の進行により、攪拌翼ヘッドの
上部に設けた固定翼が削孔部内に侵入する。この固定翼
は、本体ロッドの外周に、回転可能に設けてあるととも
に、攪拌翼ヘッドの突出直径と同一直径としてあるか
ら、その先端部は削孔部の内面に接触する。そして、削
孔部の内面に接触するとともに、軟弱化した土による抵
抗を受けるため、固定翼は削孔部に於て回転することな
く、ロッドに対してのみ回転を行うものとなる。

【００１６】このように、固定翼の回転が行われないた
め、前述の説明で攪拌翼ヘッドにより、一方向にのみ攪
拌混合された、セメントミルクと土との混合体であるソ
イルモルタルは、削孔の進行とともに固定翼に接触し分
割されるものとなる。この固定翼は、本体ロッドの外周
に複数枚突出し、攪拌効率を良好なものとするのが望ま
しいが、形成枚数が多すぎると地中での抵抗を高くしす
ぎるため好ましくない。

【００１７】また、この固定翼に接触して分割されたソ
イルモルタルは、更に上部に位置する攪拌翼と接触して
混合され、土とセメントミルクとの混合状態を良好なも
のとすることができる。また、固定翼は攪拌翼ヘッドと
直径を同一としているから、削孔部の内面に食込むこと
がなく、削孔部の内面と接触するのみとなる。

【００１８】そのため、本体ロッド及び攪拌翼ヘッドの
回転に伴う削孔の進行に於て、従来の如く、固定翼が強
い抵抗を生じることがなく、スムーズな削孔部の形成が
可能となるとともに、固定翼に強い抵抗がかからないか
ら、装置の耐用年数を長く保ち経済的な使用を可能とす
る。

【００１９】また、固定翼は削孔部の内面に食込むこと
なく、接触するのみであるから、本体ロッドの回転に伴
って、回転することはないが、削孔部の内周面を円周方
向に僅かづつ移動するものとなる。これは、本体ロッド
が攪拌翼ヘッドとともに下方向に移動するため、この下
方向への移動力が、固定翼の本体ロッドとの接続部に回
転を阻害する力として掛かる。そのため、固定翼と本体
ロッドは、回転可能に形成されているものの、この回転
可能状態は１００％を保証されるものでなく、多少の歪
みが掛り、本体ロッドと攪拌翼ヘッドの回転に伴い、固
定翼も僅かに回転を行うものとなる。

【００２０】この固定翼の回転は、削孔部の土の状態等
によっても異なるが、一般的には攪拌翼ヘッド、攪拌
翼、本体ロッドの回転量に比較し、約１０分の１程度の
回転を行うものとなる。そのため、ソイルモルタルは固
定翼によって単に分割されるのみならず、僅かな量だけ
回転する固定翼によって、分割されながら攪拌が行なわ
れ、ソイルモルタルは複雑な分割と流動をする結果とな
る。

【００２１】そのため、ソイルモルタルは土とセメント
ミルクの混合を更に複雑に行い、確実な土とセメントミ
ルクの混合により、良好なソイルモルタルを得ることが
できるものである。

【００２２】また、第二の発明はこの固定翼を攪拌翼を
介して２個設けることにより、上述の作用を更にもう一
度行うことができ、ソイルモルタルに於ける土とセメン
トミルクとの混合性を、更に向上させることができるよ
うにするものである。

【００２３】

【実施例】以下本発明の一実施例を図面に於て説明すれ
ば、(１)は本体ロッドで、軸方向の中央部に、セメント
ミルクの流通路(２)を貫通形成している。この流通路
(２)は下端にセメントミルクの流出方向にのみ開弁する
逆止弁(３)を形成し、削孔における土若しくは水分の流
通路(２)への逆流を防止している。

【００２４】また、本体ロッド(１)は、その先端部に土
への削孔性を良好とするための、剣先(４)を固定突出し
ている。また、本体ロッド(１)はこの剣先(４)形成方向
の外周に、ビット(５)付の攪拌翼ヘッド(６)を、１８０
度の角度で固定突出している。この攪拌翼ヘッド(６)
は、下面に削孔用のビット(５)を突出形成するととも
に、本体ロッド(１)の軸方向の垂直断面に対して、平行
となることのないよう垂直断面に対して交差する方向
に、攪拌翼ヘッド(６)を固定している。

【００２５】そのため、攪拌翼ヘッド(６)は、本体ロッ
ド(１)の一方への回転に伴って、地中に侵入する方向に
推進力を得るものとなり、削孔部(７)の形成に良好な作
用を持つものとなる。また、本体ロッド(１)の他方への
回転に伴って、削孔部(７)からの抜き出し方向への推進
力を得ることができる。

【００２６】また、本体ロッド(１)の外周には、攪拌翼
ヘッド(６)の上部に位置して固定翼(８)を形成してい
る。この固定翼(８)は、本体ロッド(１)の外周に回転可
能に設置したカラー(１０)の外周に、円筒状のカラー筒
(１１)を回転可能に嵌合することにより接続している。
また、このカラー(１０)の上下には、固定リング(１２)
を本体ロッド(１)の外周に固定突出することにより、カ
ラー(１０)及びカラー筒(１１)の軸方向への摺動を防止
している。

【００２７】また、カラー(１０)は円筒状に形成し、本
体ロッド(１)の外周に、この本体ロッド(１)上端又は下
端から挿入して装着してもよいが、図２に示す如く二つ
割りにしたものを、固定リング(１２)間に介装し、本体
ロッド(１)の外周に装着するものとしてもよい。

【００２８】また、固定翼(８)は先端部に固定爪(１３)
を突出している。この固定爪(１３)は、固定翼(８)の腕
(１４)部分よりも幅広に形成し、削孔部(７)の内面との
接触抵抗を高めるため、広い面積に形成している。

【００２９】また、この固定翼(８)の上部には、攪拌翼
(１５)を固定突出している。この攪拌翼(１５)は、攪拌
翼ヘッド(６)と同様の角度で本体ロッド(１)に固定する
が、ビット等の削孔用の部材は形成していない。また、
攪拌翼ヘッド(６)に対しては、平面方向に於て９０度異
なる方向に、本体ロッド(１)の外周から突出している。
また、本体ロッド(１)の軸方向に対する垂直断面との関
係に於ては、攪拌翼ヘッド(６)と同様、一方回転時に於
いて削孔部(７)の内部への侵入を容易とする角度に固定
している。

【００３０】また、本体ロッド(１)の上部には、モータ
ー等の原動機(図示せず)を接続し、回転力を伝達するた
めの連結部(１６)を形成している。この連結部(１６)
は、六角形等の多角形に形成し、モーター等の回転力を
本体ロッド(１)に良好に伝達できるようにしている。そ
して、この上端部には、セメントミルクの注入管(図示
せず)を接続するためのジョイント部(１７)を形成して
いる。

【００３１】上述の如く構成したものに於て、地中に削
孔部(７)を形成するには、連結部(１６)にモーターを接
続するとともにジョイント部(１７)に、セメントミルク
の注入管を接続し、剣先(４)を地表面に押圧する。この
状態でモーターを作動し、剣先(４)を本体ロッド(１)と
ともに回転すれば、剣先(４)は地表面を削孔し、攪拌翼
ヘッド(６)のビット(５)が地表面と接触することによ
り、削孔部(７)の削孔を開始する。

【００３２】この削孔の開始とともにセメントミルクを
流通路(２)に加圧注入し、剣先(４)部方向にセメントミ
ルクを吐出する。このセメントミルクは、攪拌翼ヘッド
(６)が攪拌削孔し、軟弱となった土とともに混合され、
ソイルモルタルを形成する。しかし、攪拌翼ヘッド(６)
によって攪拌され、軟弱化した土とセメントミルクと
は、攪拌翼(１５)の一方向へのみの回転により混合され
るものであるから、この時点では良好な混合を行うこと
はできない。

【００３３】そして、上部に位置した固定翼(８)が、削
孔の進行とともに削孔部(７)内で相対的に下降し、土と
セメントミルクとの混合が不十分なソイルモルタルに接
触すると、固定翼(８)は削孔部(７)に対して回転するこ
とがないから、ソイルモルタルを分割し上方に移動させ
る。この固定翼(８)による分割によって、削孔部(７)内
で攪拌翼ヘッド(６)の回転に伴って、回転しているソイ
ルモルタルは、固定的に位置する固定翼(８)により分割
され、混合状態を良好なものとする。

【００３４】また、ソイルモルタルの分割は固定翼(８)
の腕(１４)毎に行われるから、腕(１４)の数が多いほど
良好な攪拌を可能とするが、腕(１４)の数が多いほど削
孔抵抗も多いものとなる。そのため、一実施例では固定
翼(８)に３本の腕(１４)を形成している。

【００３５】そして、ソイルモルタルは固定翼(８)の上
方に位置する攪拌翼(１５)と接触し、この攪拌翼(１５)
の回転により更に攪拌を行い、土とセメントミルクの攪
拌が、良好な状態となるソイルモルタルを形成すること
ができる。

【００３６】また、上記の固定翼(８)は、攪拌翼(１５)
及び攪拌翼ヘッド(６)と同一長さの直径に形成している
から、削孔部(７)の内壁面(１８)に食込むことがなく、
単に接触するだけである。そのため、削孔部(７)に対す
る固定翼(８)の接触は、比較的弱いものであるため、削
孔部(７)に対して僅かな回転を行うものとなる。

【００３７】この回転量は、攪拌翼(１５)及び攪拌翼ヘ
ッド(６)の回転量に比較し、１０分の１程度と思われる
が、僅かな回転を行うため、ソイルモルタルの分割はよ
り複雑に行われるものとなり、不動的に固定した状態よ
りも、更に良好なソイルモルタルの攪拌が可能となる。

【００３８】また、固定翼(８)は、削孔部(７)の内面
に、強固に食込み固定されるものではないから、本体ロ
ッド(１)及び攪拌翼ヘッド(６)等の地中への削孔侵入に
於て、大きな抵抗となることがなく、消費エネルギーを
少なくするし、装置の破損等を生じることもなく、長期
間の使用が可能となる。

【００３９】また、上記の実施例に於ては、固定翼(８)
は１個のみ設けたが、他の異なる実施例に於ては、図３
に示す如く、固定翼(８)を２個形成している。この場合
固定翼(８)の間隔には攪拌翼(１５)を介装して形成する
ことにより、前述した固定翼(８)の作用を２度繰り返す
ものとなる。そのため、更に良好な土とセメントミルク
との混合を可能とし、優れたソイルモルタルによる強度
の高い地中杭を、形成することが可能となるものであ
る。

【００４０】

【発明の効果】本発明は、上述の如く構成したものであ
るから、削孔部の形成に於て装置に大きな抵抗を与える
ことがなく、迅速な削孔作業を可能とする。また、装置
に無理な剪断力等が加えられることがなく、装置の使用
耐用年数を長期間とし、経済的な使用を可能とすること
ができる。

【００４１】また、固定翼は、攪拌翼ヘッド、攪拌翼等
の運動量に対し、極めて少ない量ではあるが僅かな回転
運動を行うため、この僅かな回転運動が、削孔部内にお
けるソイルモルタルの複雑な動きを更に助長し、土とセ
メントミルクとの混合状態を、更に良好なものとする。
そして、耐久性の高い地中杭を形成することができるも
のである。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例の断面図で、図２のＡーＡ線部分の断
面状態である。。

【図２】固定翼部分の横断面図。

【図３】他の異なる実施例に於て、固定翼を２枚設けた
状態の断面図。

【符号の説明】

１本体ロッド２流通路４剣先５ビット６攪拌翼ヘッド８固定翼１０カラー１５攪拌翼

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】セメントミルクの流通路を軸方向に設け
て本体ロッドを形成し、この本体ロッドの軸方向の先端
に削孔用の剣先を設け、この剣先方向の本体ロッドの外
周に、ビット付の攪拌翼ヘッドを固定突出し、この攪拌
翼ヘッドの上部で本体ロッドの外周に、攪拌翼ヘッドと
同一直径の攪拌翼を突出固定するとともにこの攪拌翼と
攪拌翼ヘッドとの間隔の本体ロッドの外周に、本体ロッ
ドに対して回転が可能な固定翼を突出し、この固定翼の
直径を攪拌翼ヘッド及び攪拌翼と同一に形成した事を特
徴とする地中杭の形成装置。
【請求項２】セメントミルクの流通路を軸方向に設け
て本体ロッドを形成し、この本体ロッドの軸方向の先端
に削孔用の剣先を設け、この剣先方向の本体ロッドの外
周に、ビット付の攪拌翼ヘッドを固定突出し、この攪拌
翼ヘッドの上部で本体ロッドの外周に、攪拌翼ヘッドと
同一直径の攪拌翼を突出固定するとともにこの攪拌翼と
攪拌翼ヘッドとの間隔の本体ロッドの外周に、本体ロッ
ドに対して回転が可能な固定翼を突出し、この固定翼の
直径を攪拌翼ヘッド及び攪拌翼と同一に形成するととも
にこの攪拌翼の上部の本体ロッドの外周に、第２攪拌翼
を攪拌翼と同一直径に突出固定し、この攪拌翼と第２攪
拌翼の間隔の本体ロッドの外周に、固定翼と同一直径の
第２固定翼を回転可能に突出した事を特徴とする地中杭
の形成装置。
【請求項３】固定翼は、カラーを介して本体ロッドに
回転可能に形成した事を特徴とする請求項１または２の
地中杭の形成装置。
【請求項４】第２固定翼は、カラーを介して本体ロッ
ドに回転可能に形成した事を特徴とする請求項２の地中
杭の形成装置。