JPH08338189A - 掘削オーガ装置及びこの装置による柱状地盤改良体形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 〔目的〕 掘削オーガの地上高さを低くする。 〔構成〕 少なくとも下端に掘削刃４０を有する掘削オ
ーガ１２と、掘削オーガ１２に上方から伸縮自在に嵌入
され、伸長位置と縮短位置において掘削オーガ１２に推
力と回転力とを伝達する駆動ロッド１０とからなる掘削
オーガ装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、地中に柱状地盤改良体
を形成するための穴等を丈の短い掘削オーガで掘削でき
る掘削オーガ装置及びこの装置による柱状地盤改良体形
成方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般住居等の基礎として、地中に所定間
隔で柱状穴を穿ち、これに地盤改良材を投入してここに
柱状地盤改良体を形成する方法が知られている。更に、
支持力アップのために柱状地盤改良体の中に杭を埋設す
ることもある。この場合、柱状穴の形成は、比較的小型
の設備で足りる回転によって掘り下げる掘削オーガによ
って行なうのが通常である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、軟弱地盤等
では、柱状地盤改良体の深さは相当に深い（５〜６ｍ程
度）ものでなければ所定の支持力が出ないことがある。
このため、柱状穴も相応の深さまで掘削しなければなら
ないが、そのためには、丈の長い掘削オーガを必要とす
る。しかし、丈の長い掘削オーガは大型設備によってリ
ーダを立ててガイドしなければならないから、非常に大
掛かりなものとなり、住宅密集地等では入り込めないこ
ともある。又、リーダを立てようにも、上方には電線等
があってそれができないこともある。本発明は、このよ
うな課題を解決するものであり、掘削オーガを伸縮可能
なものにすることで、丈の短いもので足りるようにした
ものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】以上の課題の下、本発明
は、少なくとも下端に掘削刃を有する掘削オーガと、掘
削オーガに上方から伸縮自在に嵌入され、伸長位置と縮
短位置において掘削オーガに推力と回転力とを伝達する
駆動ロッドとからなる掘削オーガ装置を提供したもので
ある。

【０００５】更に、本発明は、駆動ロッドの内部に縦孔
を形成する他、掘削オーガの下部に噴出口を形成し、こ
れら掘削オーガと駆動ロッドとによって地中に柱状穴を
穿ち、液状にした地盤改良材を駆動ロッドに取り付けた
中間スイベルから縦孔に供給するとともに、噴出口から
柱状穴に噴出させ、掘削オーガを正逆転及び上下抜差し
して地盤改良材等を攪拌混合して柱状穴に柱状地盤改良
体を形成する前記した掘削オーガ装置による柱状地盤改
良体形成方法を提供する。

【０００６】

【作用】以上の手段をとることにより、即ち、駆動ロッ
ドは、掘削オーガに対してその伸長位置と縮短位置とで
は推力と回転力とを伝達できるものであるから、最初は
両者を縮短状態にして掘削し、途中から伸長状態にする
ことにより、地上高さは縮短した長さに抑えることがで
きるにもかかわらず、掘削穴（柱状穴）の深さは伸長し
た長さのものを確保できる。従って、地盤強化のための
柱状地盤改良体も、種々の制約があっても乗り入れるこ
とができる小型の設備で形成できる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１は掘削オーガ装置の作動状態を示す説明図、
図２は掘削オーガの一部断面側面図、図３は駆動ロッド
及び中間スイベルの断面側面図、図４は駆動ロッド及び
掘削オーガの断面側面図、図５は図４のＡ−Ａ断面図で
ある。本発明の掘削オーガ装置は、駆動ロッド１０と掘
削オーガ１２とからなる。

【０００８】駆動ロッド１０は、掘削オーガ１２に回転
力と推力とを付与するものであり、上部駆動ロッド１０
ａと下部駆動ロッド１０ｂとからなる。上部駆動ロッド
１０ａは、重機１４のアーム１６に吊り下げられる油圧
モータ等の原動機（減速機付き）１８に連結されて吊支
されるものであり、途中に中間スイベル２０が取り付け
られている。又、上部駆動ロッド１０ａの内部には下端
に開口する縦孔２２が穿たれている。

【０００９】下部駆動ロッド１０ｂは、上部駆動ロッド
１０ａの下方に接続されるものであり、外周には複数の
突条２４が突設されている。この突条２４は、上部の途
中と下端で欠落部２６を有している（従って、上方の欠
落部２６の上方には突条２４が一部残っている）。又、
下部駆動ロッド１０ｂの下端にはこれよりも径の大きな
ピストン２８が取り付けられている。更に、下部駆動ロ
ッド１０ｂの内部には上部駆動ロッド１０ａの縦孔２２
と連通する縦孔３０が形成されている。

【００１０】掘削オーガ１２は、回転させることで地中
に柱状穴を掘削するとともに、正逆転及び上下抜差しす
ることで柱状穴に投入された地盤改良材を攪拌混合させ
るものであり、下部駆動ロッド１０ｂの突条２４が嵌ま
り込む溝３２が形成された被動リング３４と、オーガ筒
３６とから構成される。被動リング３４は、その溝３２
が突条２４に嵌まり込んで下部駆動ロッド１０ｂに挿通
するものである。又、被動リング３４の上面には溝３２
とは異なる位相で突条２４の数に応じた突起３８が形成
されている。

【００１１】この場合、溝３２は欠落部２６の長さより
短い長さに設定されているとともに、溝３２が突条２４
から抜けて欠落部２６に存在しているときも、突起３８
は突条２４に重合する高さに設定されている。

【００１２】オーガ筒３６は、被動リング３４に接続さ
れ、内周に下部駆動ロッド１０ｂのピストン２８を嵌挿
する中空体をしている。そして、下端には掘削刃４０
が、その上部にはこれに連続して螺旋翼４２が、更にそ
の上方には二枚又は三枚の攪拌翼４４が適宜間隔でそれ
ぞれ取り付けられている。尚、螺旋翼４２には、後述す
る地盤改良材等の攪拌対流効果を促す孔４２ａが形成さ
れている。更に、下端の掘削刃４０の個所には縦孔３０
に連通する噴出口４６が設けられている。

【００１３】以上の駆動ロッド１０と掘削オーガ１２と
によれば、地中に掘削刃４０の径に対応した径の柱状穴
を掘削することができる。この掘削を行なうとき、最初
は、駆動ロッド１０と掘削オーガ１２とを縮短状態にし
ておくことが考えられる。この状態にしておくと、被動
リング３４は下部駆動ロッド１０ｂの突条２４の上端の
欠落部２６に嵌まり込み、突条２４と溝３２との嵌合が
外れ、被動リング３４は下部駆動ロッド１０ｂに対して
フリーとなる。

【００１４】但し、突条２４と溝３２との位相を違える
と、欠落部２６の上方に存在する突条２４が被動リング
３４の突起３８に当接するから、駆動ロッド１０の回転
力は掘削オーガ１２に伝達されるものとなる。従って、
この状態のときには、駆動ロッド１０は掘削オーガ１２
に対して回転力だけでなく、推力をも伝え、駆動ロッド
１０を上下すれば、掘削オーガ１２も上下できるものと
なる。このようにして掘削オーガ１２を正逆回転及び上
下抜差ししながら掘削して行く。

【００１５】掘削が縮短状態一杯まで行なわれたなら、
再度、突条２４を溝３２に入り込ませ、駆動ロッド１０
だけを引き上げて駆動ロッド１０を掘削オーガ１２に対
して伸長状態にする。すると、被動リング３４の溝３２
は下部駆動ロッド１０ｂの突条２４の下端の欠落部２６
に嵌まり込むから、上記と同様な操作をして回転力と推
力とを伝達可能にし、伸長状態一杯まで掘削する。

【００１６】掘削が伸長状態一杯まで行なわれると、駆
動ロッド１０の長さまで全体を引き上げ、次に、前記し
た操作によって駆動ロッド１０を縮短させて掘削オーガ
１２と一緒に引き抜く。このような方法によることで、
掘削の間中、駆動ロッド１０と掘削オーガ１２との地上
高さを駆動ロッド１０だけのものとすることができる
（両者を伸長状態にして地上に引き出すことはない）。

【００１７】ところで、突条２４が溝３２から外れたと
き、溝３２の部分から土砂等がオーガ筒３６の内部に入
り込む虞がある。このため、オーガ筒３６の上部に中に
入り込んだ土砂等を逃がす孔４８と、この孔４８を塞い
で逃がし方向にだけ開く蓋板５０とを設けておく。これ
により、オーガ筒３６の中に入り込んだ土砂等はピスト
ン２８の接近によって外部へ排出される。

【００１８】図６は土砂等の流入を防ぐ別の例の要部断
面図であるが、被動リング３４の溝３２の位置にこれよ
りやや幅の広い横孔５２を径方向に穿っておき、この横
孔５２に蓋体５４をスプリング５６で常時突条２４側に
付勢して挿入しておくのである。そして、蓋体５４の先
端を三角形状にしておくとともに、突条２４の上下端も
これに合わせて傾斜させておくのである。これにより、
下部駆動ロッド１０ｂが上下して突条２４が溝３２から
外れるとスプリング５６の作用で蓋体５４は突出して溝
３２を塞ぎ、突条２４が溝３２に入ると、蓋体５４を押
してそれを許容するのである。

【００１９】以上の方法で掘削した柱状穴を建物基礎の
柱状地盤改良体形成穴として利用するときには、これに
地盤改良材（以下、改良材という）を注入する。このた
め、付近にミキサーやポンプを備えた改良材供給装置５
８を設置し、ここで生成した液状の改良材をホース６０
で中間スイベル２０に供給する。中間スイベル２０に供
給された改良材は上部駆動ロッド１０ａに形成された縦
孔２２に連通する横孔６２から縦孔２２及びオーガ筒３
６の中空内部を通って下端の噴出口４６から噴出され
る。このとき、掘削オーガ１２を正逆転及び上下抜差し
して改良材を十分に攪拌混合するのは言うまでもない。

【００２０】以上の操作をすると、柱状穴には改良材と
土砂とが混ざった柱状地盤改良体が形成されることにな
り、住宅基礎として十分な支持力を派生させるものとな
る。ところで、この支持力の一層の強化を図るために、
この柱状地盤改良体の中に杭を埋設することもある。こ
のときに使用する杭はどのような杭であってもよいが、
図７に示すような杭体６４の下部半分ほどに螺旋鍔６６
を形成したものを使用すれば一層効果的である（６８は
駆動用のピン）。即ち、柱状地盤改良体の核を形成する
とともに、埋設中に正逆回転及び上下抜差しをすること
で、柱状改良体の一層の攪拌ができるからである。尚、
杭の長さは必ずしも柱状地盤改良体と同じでなくてもよ
い（短くてもよい）。

【００２１】以上、本発明の実施例について説明した
が、本発明は、これらに限定されるものではなく、種々
改変された態様で実施されるのは言うまでもない。例え
ば、前述の実施例では、駆動ロッドと掘削オーガとはそ
れぞれ一本づつのものを示したが、この他に駆動ロッド
を二段あるいは三段にすることも考えられる。このよう
にすることで、地上高さの抑制はそのままでより深く掘
削できるものとなる。又、掘削途中での駆動ロッドと掘
削オーガとの縮短、伸長の操作は必ずしも必要ではな
く、始めから縮短、伸長した状態で行なってよい。この
他、突条や突起はそれぞれ三個のものを示したが、径や
長さによってはこれ以外にすることも可能である。

【００２２】

【発明の効果】以上、本発明は、前記したものであるか
ら、即ち、駆動ロッドと掘削オーガを伸縮可能にしたも
のであるから、地上高さを抑えて掘削穴を深く掘削でき
る。このことより、掘削設備（重機）を小型化でき、大
型重機が入り込めない住宅密集地や上空制限のある個所
の柱状地盤改良が可能になる。又、重機が小型化できれ
ばリーダ等を必要としないから（重機が掘削穴の傍まで
寄る必要がないから）、平地に居たままで凹所に掘削穴
を形成するといったことも可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す掘削オーガ装置の作動状
態の説明図である。

【図２】本発明の実施例を示す掘削オーガの一部断面側
面図である。

【図３】本発明の実施例を示す駆動ロッドの一部断面側
面図である。

【図４】本発明の実施例を示す駆動ロッド及び掘削オー
ガの断面側面図である。

【図５】図４のＡ−Ａ断面図である。

【図６】本発明の実施を示す溝を塞ぐ構造の要部断面図
である。

【図７】本発明の実施に使用して好適な杭の側面図であ
る。

【符号の説明】

１０ 駆動ロッド １２ 掘削オーガ ２０ 中間スイベル ２２ 縦孔 ２４ 突条 ２６ 欠落部 ３０ 縦孔 ３２ 溝 ３８ 突起 ４０ 掘削刃 ４６ 噴出口

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも下端に掘削刃を有する掘削オ
   ーガと、掘削オーガに上方から伸縮自在に嵌入され、伸
   長位置と縮短位置において掘削オーガに推力と回転力と
   を伝達する駆動ロッドとからなる掘削オーガ装置。
2. 【請求項２】 掘削刃の上方に螺旋翼が、螺旋翼の上方
   に攪拌翼がそれぞれ取り付けられる請求項１の掘削オー
   ガ装置。
3. 【請求項３】 駆動ロッドに長手方向に上端付近と下端
   とに欠落部を有する突条を突設する他、掘削オーガに突
   条に嵌合可能で、欠落部より短い溝と、溝が欠落部に在
   るときも突条に重合し、溝とは異なる位相の突起とをそ
   れぞれ形成し、突条を溝に嵌合して駆動ロッドと掘削オ
   ーガとを接続するとともに、欠落部で突条と溝との嵌合
   を外して位相を違えることで駆動ロッドの推力を掘削オ
   ーガに伝え、突起を突条に当接することで回転力をも伝
   える請求項１又は２の掘削オーガ装置。
4. 【請求項４】 駆動ロッドの内部に縦孔を形成する他、
   掘削オーガの下部に噴出口を形成し、これら掘削オーガ
   と駆動ロッドとによって地中に柱状穴を穿ち、液状にし
   た地盤改良材を駆動ロッドに取り付けた中間スイベルか
   ら縦孔に供給するとともに、噴出口から柱状穴に噴出さ
   せ、掘削オーガを正逆転及び上下抜差しして地盤改良材
   等を攪拌混合して柱状穴に柱状地盤改良体を形成する請
   求項１乃至３の掘削オーガ装置による柱状地盤改良体形
   成方法。
5. 【請求項５】 柱状地盤改良体の中に杭を埋設する請求
   項４の柱状地盤改良体形成方法。