JPH09112171A - 削孔ジグ及び試錘孔にパイルを製造する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明の目的は、地中に試錘孔を製造するた
めの削孔ジグまたは掘削ジグを提供すること、さらには
前述の削孔ジグを用いて試錘孔にパイルを製造する方法
を提供することを目的としている。 【解決手段】 削孔ジグ３０は掘削頭部３とを備えた削
孔ロッド１と、試錘孔壁またはケーシング１３に取り除
かれた土壌を成形、置換するための成形体６と、を備え
ている。該成形体６はケーシング１３の円周領域とかか
わり合っており、成形体６に面する領域は前記ケーシン
グ１３から配置され、自由空間１７が既定される。掘削
頭部３は取り除かれた土壌を自由空間１７に運び、解さ
れた土壌は成形体６の回転を通じてケーシング１３に圧
縮される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は掘削ジグあるいは削
孔ジグに関するものであり、とりわけ請求項１の前段に
係る地中に試錘孔を製造するためのジグと、請求項１２
の前段に係る試錘孔にパイルを製造する方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】前述した種類の削孔ジグとしては、ドイ
ツ特許４２２８５８０号が知られている。これは、掘削
頭部と、円錐状平滑壁排土体を有するコンクリート排土
杭を製造するための穿孔機として知られている。円錐状
排土体の最大径は、掘削頭部によって削孔される試錘孔
の大きさと少なくとも同じである。掘削頭部によって取
り除かれた土壌は、試錘孔壁またはケーシングへの穿孔
機によるスラストの結果として、排土体の形状によって
置換される。この排土原理としては、成形するための高
い軸方向スラストが必要とされる。これと同時に、排土
体はその円周全体がケーシングと接触しているので、摩
擦力に対抗するためにも掘削や削孔には高トルクが必要
である。また、排土体はかなりの磨損を受けるものであ
った。

【０００３】ドイツ特許出願３２１８９９５号は、ゆる
い圧縮性の土壌に試錘孔を製造するための工具および装
置を開示している。これは下方に先細りする複数の円筒
体を含み、該円筒体は工具の先端としてのマンドレルで
成端する。高スラストの場合にはドリルが土壌を圧縮
し、工具が回転することによって、土壌が側方に固めら
れる。この螺旋締固めの原理においては、高スラストと
高トルクが必要とされる。さらに、掘削工具の組立が非
常に複雑である。

【０００４】土壌の締固めに用いられる試錘孔の製造原
理と類似したものとしては、ドイツ特許出願２４３９０
６３号に係るジグが用いられる。このジグは回転式クラ
ンクシャフトが取り付けられた円錐状部材を有してい
る。このジグを用いた場合、試錘孔は土壌の圧縮だけで
形成される。すなわち、土壌を掘削することもないの
で、該ジグは基本的には、単に土壌を解すのに適してい
る。該ジグは、複雑な構造のために損傷する傾向があ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明においては、比
較的容易に組み立てられることができ、スラストと削孔
トルクが低い場合であっても試錘孔を形成することがで
き、取り除いた土壌をケーシングに圧縮することのでき
る削孔ジグを提供することを目的としている。さらに本
発明の目的は、地中にパイルを効率的に製造する方法の
対策である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明においては、前述
の削孔ジグをもとに、成形体が置換ローラーとして回転
対称に組み立てられ、削孔ロッドの傾斜断面に配置され
るということ、また、成形体は少なくともケーシングの
円周領域とかかわり合っており、一方、放射状に面する
円周面は、成形体とケーシングとの間の自由空間の形状
に伴って既定されるということと、掘削頭部は取り除か
れた土壌を成形体とケーシングの間の自由空間に置換す
るための開口を備えた掘削ビットとして組み立てられる
という目的を達成した。

【０００７】本発明に係る削孔ジグに関して、まず、従
来のように掘削頭部は、土壌を取り除くことによって試
錘孔を製造する。このように本発明に係る削孔ジグは高
強度を有する土壌においても用いることができる。ビッ
ト状の掘削頭部の外径によって、試錘孔の外径が予め決
められる。ビット状掘削頭部の少なくとも一つの開口に
よって、取り除かれた土壌はケーシングと試錘孔の長手
軸に傾斜するように配置される成形体との間に形成され
る自由空間に運ばれる。ケーシングの円周領域にかかわ
り合い、掘削頭部と削孔ロッドとに連結される成形体と
して、掘削の回転の間に、成形体はケーシングの円周全
体に沿って回転する。成形体の回転によって、ケーシン
グには取り除かれた土壌が運ばれ、置換される。これ
は、成形体上のくさび形の面によって容易になされる。

【０００８】成形体はケーシングの円周部分とかかわり
合っているので、わずかな摩擦が起こっただけで必要量
の掘削トルクと工具装備で効果が得られる。締固めは基
本的に成形体の回転運動を通じてなされるので、この削
孔ジグを用いる場合には、比較的低トルクを適用するこ
とのみが必要とされる。

【０００９】本発明によれば、成形体の回転軸は試錘孔
長手軸に対して傾斜している。回転軸は削孔ロッドと掘
削頭部に堅く連結されている。成形体の形状に加えて、
傾斜角度は、成形体と土壌の効率よい締固めと土壌の置
換のためのケーシングとの間の接触域の大きさを調整す
ることができる。

【００１０】本発明においては、ケーシングと成形体と
の間の摩擦をさらに減らすために、回転するように取り
付けられる成形体が備えられている。従って、成形体は
ケーシングに沿って回転し、さらに取り除いた土壌をケ
ーシングに加圧するのに役立っている。

【００１１】荷重状態に関し、特に成形体のピボット軸
受は、試錘孔軸に対する回転軸の傾斜角、あるいは試錘
孔の長手軸に対する削孔ロッドの傾斜断面の傾斜角は３
°と３０°の間が好都合であることが証明された。

【００１２】本発明における成形体は成形ローラーとし
て回転対称に組み立てられる。このため、回転運動が一
定となる。回転対称な成形体は円筒状、円錐状または球
状に形成されるか、あるいは前記部材により作られた形
状を有する。また、成形体の直径は、試錘孔の直径より
も小さい。

【００１３】本発明における成形体は多角形状であるこ
とが好ましい。本実施形態において成形体は、たとえば
八角形あるいは十角形といった多角横断面形状を有す
る。成形体が多角形状であることから、ケーシングは平
部分面を有して形成される。多角形体は、角柱状にある
いは角錐状に先細に組み立てることができる。特殊な応
用としては、三角横断面形状を有する成形体を使用する
ことも可能である。

【００１４】しかしながら、成形体の好適な実施形態に
よれば、成形体は円錐形状で、円錐角は試錘孔長手軸に
対する回転軸の傾斜角に依存している。円錐状または円
錐台形状の成形体は、削孔ジグに配置されているので、
その最大径の位置から掘削頭部に向かって先細になって
いる。円錐角、すなわち成形体の円周面の傾斜は、成形
体の側面部がケーシングと平行にかかわり合うように回
転軸の傾斜角に合わされている

【００１５】本発明に係る成形体の形状をさらに改良し
たものとしては、双円錐状であることが好適である。こ
の場合、成形体の対称の軸に沿って反対方向の最大径の
中心部分から成形体は先細になっている。２つの円錐台
形状半体の傾斜と範囲は、成形体半体の両方がケーシン
グの異なる部分で同時に関わるように回転軸に対して決
められる。これにより、より好ましい締固めができると
同時に成形体のピボット軸受が安定する。

【００１６】さらに本発明における削孔ジグを改良した
ものとしては、掘削ビットは成形体と共に傾斜している
ことが好ましい。掘削頭部の掘削歯はこの場合、ビット
の下方向に位置している。掘削ビットの他の部分は、試
錘孔の底部からの傾斜を通じて配置され、この部分で磨
損をかなり減らすことができる。

【００１７】建材の投入に関しては、たとえば荒石やコ
ンクリートといった建材がパイルを都合よく製造するた
めに試錘孔に投入され、削孔ロッドは中空ロッドとして
組み立てられ、その空洞は掘削ビットの開口に通じてい
る。

【００１８】本発明における他の実施形態としては、削
孔ロッドにはケーシングを支持するための配管機構が備
えられていることが好適である。このような配管機構
は、地盤がゆるく比較的深い試錘孔に穴をあける場合に
おいて、特に適している。

【００１９】方法的観点からみた場合、本発明に係る削
孔ジグを用いて試錘孔にパイルを製造するための方法、
すなわち従動掘削頭部によって土壌を取り除き、掘削頭
部の後ろの取り除かれた土壌を置換し、掘削頭部のすぐ
後ろの回転成形体によって取り除かれた土壌をケーシン
グにならし、パイル資材を試錘孔に導く工程を含んだ方
法によって本発明の目的は達成される。この方法により
単一の削孔ジグでパイルを効率よく、また基本的に土壌
を排出することなく製造することができる。土壌を排出
しない場合において、このパイルの製造方法はたとえば
ゴミ捨て場のような汚染土壌に使用するのに特に適して
いる。このような土壌の場合、取り除かれた土壌物質を
別に処分するのには多額の費用がかかることになる。

【００２０】本発明に係る方法においては、パイル資材
が削孔ロッドと掘削頭部を通過して試錘孔に運ばれるこ
とが好ましい。従って、パイル資材は付加的装備を用い
ることなく、試錘孔を沈めた後すぐに投入することが出
来る。

【００２１】パイル資材は硬化建材，荒石あるいは砂に
よって構成されることが好ましい。硬化建材を用いる場
合には、特に、コンクリートカラムや成形パイルの場所
でロッド状構造部材を製造することが可能である。荒石
や砂を使用することにより、支持機能とは別に、排出す
ることも可能である。パイル資材は取り除かれた土壌と
結合材を混合することができる。この混合物は混合工程
において試錘孔で直接製造される。

【００２２】本実施形態においては、少なくともパイル
資材を部分投入した後に成形体と共に試錘孔に残る削孔
ジグは、局部パイル径の目増やしを製造するために、パ
イル資材をケーシングにならすことが特に好ましい。パ
イル資材を掘削頭部付近の試錘孔に投入することで、掘
削頭部は取り除かれた土壌を運ぶことはなく、代わりに
パイル資材が成形ローラーに運ばれる。成形ローラーは
パイル資材をケーシングの側面に加圧し、この部分にお
いてパイル横断面の目増やしが得られる。試錘孔におけ
る削孔ジグの位置の機能のために、シャフトまたは底部
では頭部の膨張または横断面の拡大が得られる。

【００２３】本発明における方法において削孔ジグは、
上昇またはストローク運動を行うことが好適である。横
断面の目増やしを所望の大きさにするためには、成形ロ
ーラーの側部にそって適量のパイル資材が運ばれなけれ
ばならない。局部断面の目増やしの部分で反対方向にス
トローク運動することを通じて、一方では掘削頭部を通
じてパイル資材が良好に供給され、他方では意図したパ
イル目増やしの高さを越えたパイル資材が一定に分布す
ることになる。

【００２４】

【発明の実施の形態】図１は本発明における、試錘孔２
１を沈めた時の削孔ジグあるいは掘削ジグ３０を示して
いる。削孔ジグ３０は従動削孔ロッド１を備えている。
削孔ロッド１の下端にはビット状の掘削頭部３が取り付
けられる傾斜断面２が備えられ、試錘孔の底部で土壌を
取り除くための掘削歯５が少なくともその一部で放射状
に配置される

【００２５】図３は掘削頭部３の下方向からの図を示し
ている。掘削頭部３はビット状で、中空状の削孔ロッド
１へ通じる開口４を備えている。掘削歯５の付近で、掘
削頭部３には扇状の切欠き１６が設けられ、取り除かれ
た土壌物質は掘削頭部３を通って上方に運ばれる。

【００２６】図１および図２は前記掘削頭部３がローラ
ー状の成形体６を備えていることを示している。成形体
６は二方向で円錐状に形成され、第１には円周面８に対
し下方に先細りする円錐状半体７が、第２には円周面１
０に対し上方に先細りする円錐状半体９が形成されてい
る。

【００２７】成形体６は、軸受１１によって掘削ロッド
あるいは削孔ロッド１の傾斜断面２上で回転するように
取り付けられる。軸受１１は密封され、パッキンとして
作られるシール１２によって防水されている。

【００２８】削孔ロッド１の傾斜断面２には成形体６の
回転軸が必然的に作られる。成形体６の回転軸２３と試
錘孔軸２４との間には傾斜角１５が存在する。成形体６
の第１，第２円錐状半体７，９は、とりわけ円周面８，
１０が試錘孔軸２４に平行に向いており、試錘孔２１の
壁１３に接触していて、傾斜角１５の機能を果たすもの
として組み立てられる。本実施形態においては、成形体
６は試錘孔壁またはケーシング１３に接触する円周面
８，１０の部分は、それぞれの場合において互いに放射
方向に向くように作られている。このため、とりわけ良
好な成形ができると同時に軸受１１の安定がはかられ
る。

【００２９】削孔または掘削は、削孔ロッドが試錘孔長
手軸２４に対応する軸の周りを回転するようにしてなさ
れる。掘削歯５によって取り除かれた土壌は、底部から
扇状切欠き１６を通って成形体６とケーシング１３との
間に位置する自由空間１７に導かれる。取り除かれた物
質は、ケーシング１３に対する円錐状成形体６の回転運
動によって圧縮される。これにより試錘孔２１の周りは
成形土壌領域１４となる。傾斜角１５が２°と３０の°
間、とりわけ３°と１０°の間の場合には、締固めが良
好になされ、相当の掘削の改良が得られる。

【００３０】円錐状成形体６の円周面８，１０の配置と
しては、基本的に一部分がケーシング１３と平行してい
る。下方第２円錐状半体と、上方に向かう円周面１０の
角度は、円周面１０が試錘孔長手軸２４に向かってわず
かに内側に傾斜するように形成されて、削孔工程が終わ
った時に、削孔ジグ３０を抜き出すのに役立っている。

【００３１】本発明の方法による結果として、中空削孔
ロッドの回転の間、円錐状成形体は傾斜断面２に対して
回転し、削孔は成形体６を介してケーシング１３に空圧
により加圧される。

【００３２】削孔工程または掘削工程は、実質的に振動
を起こさないようにおこなわれる。その上、取り除かれ
た土壌をケーシング１３に成形することによって土壌は
上方には運ばれることがない。試錘孔２１の周りには、
強力な土壌の締固めにより円周面１４が作られる。ケー
シング１３に対して平行な成形体６に及ぶ成形力は、荒
石でさえもが粉々に割れるほど高いということが試験で
示されている。円周面１４の成形は非常に強力であるた
め、ケーシング１３には適度な力が加えられる。従っ
て、ケーシング１３を支持する必要がない。

【００３３】削孔ロッド１に対する成形体６の動きは、
土壌の性質，接触圧および削孔ロッドの回転速度に依存
する。土壌の力は通常、試錘孔の深さによって増大す
る。このため、試錘孔の上部では成形体６は比較的容易
に削孔し、ケーシング１３に圧縮することができ、該成
形体は回転軸２３の周りを回転する。試錘孔が深くなり
土壌の力が強まるにつれ、前記回転運動は減少する。試
錘孔の下部においては、成形体６は削孔ロッド１に対し
静止する。

【００３４】図２は本発明に係る第２の実施形態を示す
もので、試錘孔壁またはケーシングに対する付加的な支
えを有している。

【００３５】本実施例において、配管機構１９が削孔頭
部の後ろに下ろされている。配管機構１９の直径は成形
体６の最大被覆径と一致する。配管機構１９は削孔ロッ
ド１の前進とは無関係に試錘孔２１を移動する。また、
配管機構１９は、接続手段２０によって削孔ロッド１に
接続されている。これによりスペーサのような接続手段
が備えられ、配管機構１９はドライバー２４により引き
おろされる。ドライバー２４は削孔ロッド１の外周に堅
くはめ込まれ、スラストを接続手段に移動させる。配管
機構１９は、削孔ロッド１に回転するようにまたは回転
しないように接続することができる。削孔ロッド上に配
管機構１９を回転可能に取り付けた場合には、配管の支
持とケーシング１３との間には摩擦がないかあるいはわ
ずかに生じるのみである。

【００３６】図４は本発明におけるパイルを製造する場
合の削孔ジグ３０の使用の可能性を示している。試錘孔
２１を沈めた後で、削孔ジグ３０は試錘孔２１内の任意
の点に残ったままである。中空状削孔ロッド１、掘削頭
部３の開口４によってパイル資材３１、例えばコンクリ
ートや荒石が試錘孔２１中に投入される。削孔ジグ３０
の回転運動の結果、パイル資材３１は掘削頭部３によっ
て自由空間１７に導かれる。

【００３７】自由空間１７は下方向にはビット状掘削頭
部３で、上方向には試錘孔２１の残りに対する成形体６
の上部で成端している。削孔ロッド１と成形体６の回転
によって、先に取り除かれた土壌としてのパイル資材３
１は、形成されるパイルに横断面目増やし３２をするケ
ーシング１３に加圧される。

【００３８】パイル横断面の目増やし３２の寸法は、パ
イル資材３１のケーシング１３への成形工程の時間によ
って、また削孔ジグ３０の高さ移動によって調節され
る。横断面目増やしの端部で削孔ジグ３０は試錘孔２１
から抜き出され、後者はパイル資材３１で完全に満たさ
れている。この方法においては、振動を起こさずに取り
除かれた土壌の位置にコンクリートコラムや柱を製造す
るのに、、また荒石の支柱とサンドドレインを投入する
のに、さらに骨組みを製造するだけでなくパイルを成形
するのに適している。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る削孔ジ
グによれば、削孔ロッドと、土壌を取り除くことによっ
て試錘孔を製造するためにそれらに取り付けられる掘削
頭部と、ケーシングに取り除かれた土壌を成形し、置換
するために掘削頭部の後部に位置する成形体とを備えた
ことにより、比較的容易に組み立てられることができ、
スラストと削孔トルクが低い場合であっても試錘孔を形
成することができ、さらに取り除いた土壌をケーシング
に圧縮することのできる削孔ジグを得ることが出来る。
さらに、本発明に係る試錘孔にパイルを製造する方法に
おいては、従動掘削頭部によって土壌を取り除き、掘削
頭部の後ろの取り除かれた土壌を置換し、掘削頭部のす
ぐ後ろの回転成形体によって取り除かれた土壌をケーシ
ングにならし、パイル資材を試錘孔に導く工程を含んだ
ことにより、効率的にパイルを地中に製造することが出
来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る削孔ジグの第一実施形態の線横断
面図である。

【図２】本発明に係る削孔ジグの第二実施形態の線横断
面図である。

【図３】本発明に係る削孔ジグの下方向からの線図であ
る。

【図４】本発明の方法を用いてパイルを製造する削孔ジ
グと試錘孔とを通じた線横断面図である。

【符号の説明】

１ 削孔ロッド ３ 掘削頭部 ４ 開口 ５ 掘削歯 ６ 成形体 ７，９ 円錐状半体 ８，１０ 円周面 １３ ケーシング １５ 傾斜角 １７ 自由空間 ２１ 試錘孔 ３０ 削孔ジグ

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 削孔ロッドと、 土壌を取り除くことによって試錘孔を製造するために該
   削孔ロッドに取り付けられる掘削頭部と、 ケーシングに取り除かれた土壌を成形し、移動するため
   に掘削頭部の後ろに位置する成形体と、 を備えた地中に試錘孔を製造するための削孔ジグにおい
   て、 前記成形体は置換ローラーとして回転対称に形成され、
   削孔ロッドの傾斜断面に位置し、少なくともケーシング
   の円周面にかかわり合っており、 放射状に面する円周面は成形体とケーシングとの間の自
   由空間の形状に伴って既定され、 前記掘削頭部は取り除かれた土壌を、成形体とケーシン
   グの間の自由空間に置換するために、掘削歯と開口を備
   えた掘削ビットとして形成されていることを特徴とする
   削孔ジグ。
2. 【請求項２】 請求項１記載の削孔ジグにおいて、試錘
   孔の長手軸に対する傾斜断面の傾斜角は２゜と３０゜の
   間であることを特徴とする削孔ジグ。
3. 【請求項３】 請求項２記載の削孔ジグにおいて、前記
   傾斜角は３゜と１０゜の間であることを特徴とする削孔
   ジグ。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３の何れかに記載の削孔ジ
   グにおいて、前記成形体は回転するように取り付けられ
   ていることを特徴とする削孔ジグ。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４の何れかに記載の削孔ジ
   グにおいて、前記成形体は多角形状に組み立てられるこ
   とを特徴とする削孔ジグ。
6. 【請求項６】 請求項１乃至５の何れかに記載の削孔ジ
   グにおいて、前記成形体は円錐状で、円錐角は試錘孔の
   長手軸に対する回転軸の傾斜角に依存することを特徴と
   する削孔ジグ。
7. 【請求項７】 請求項６記載の削孔ジグにおいて、前記
   成形体はその最大径部分から掘削頭部に向かって先細に
   なっていることを特徴とする削孔ジグ。
8. 【請求項８】 請求項１乃至７の何れかに記載の削孔ジ
   グにおいて、前記成形体は双円錐構造を有することを特
   徴とする削孔ジグ。
9. 【請求項９】 請求項１乃至８の何れかに記載の削孔ジ
   グにおいて、前記掘削ビットは成形体と共に傾斜するよ
   うに形成されることを特徴とする削孔ジグ。
10. 【請求項１０】 請求項１乃至９の何れか一つに記載の
    削孔ジグにおいて、前記削孔ロッドは中空ロッドとして
    組み立てられ、その空洞は掘削ビットの開口に通じてい
    ることを特徴とする削孔ジグ。
11. 【請求項１１】 請求項１乃至１０の何れかに記載の削
    孔ジグにおいて、ケーシングを支持する配管機構が削孔
    ロッドに備えられていることを特徴とする削孔ジグ。
12. 【請求項１２】 請求項１乃至１１の何れかに記載の削
    孔ジグによって試錘孔にパイルを製造する方法におい
    て、 従動掘削頭部によって土壌を取り除き、前記掘削頭部の
    後ろで取り除かれた土壌を置換し、取り除かれた土壌を
    掘削頭部のすぐ後ろで成形体によりケーシングになら
    し、パイル資材を試錘孔に投入する工程を含む方法。
13. 【請求項１３】 請求項１２記載の方法において、前記
    パイル資材は削孔ロッドと掘削頭部を通過して試錘孔に
    投入されることを特徴とする方法。
14. 【請求項１４】 請求項１２または１３記載の方法にお
    いて、硬化建材，荒石または砂がパイル資材として用い
    られることを特徴とする方法。
15. 【請求項１５】 請求項１２乃至１４の何れかに記載の
    方法において、前記成形体に取り付けられた削孔ジグ
    は、少なくともパイル資材を部分的に導入した後に、局
    地パイル径に目増やしをするためにパイル資材をケーシ
    ングにならすことを特徴とする方法。
16. 【請求項１６】 請求項１２乃至１５の何れかに記載の
    方法において、前記削孔ジグは前記試錘孔において、上
    昇あるいはストローク運動することを特徴とする方法。