JPH09296442A - 場所打ち杭造成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 掘削した土に凝固材を混合して場所打ち杭を
構築するに際して、掘削孔の内部で土がロッドと共回り
することを防止し、土と凝固材との混合を効率良く行い
得る場所打ち杭造成装置を得ること。 【解決手段】 掘削孔１を掘削羽根１５により掘削し、
ロッド１１の先端部から供給する凝固材を孔の土と混合
するが、前記混合作業を行うために、孔壁２に先端部を
食い込ませた固定アーム２１に支持されるギヤ伝導機構
を介して、ロッドと反対方向に回転させる逆転羽根３０
を設けている。前記逆転羽根３０は、ロッド１１に設け
た軸ギヤ３８に対して噛み合う遊星ギヤ３５を介して、
回転体３１の内歯ギヤ３２が噛み合って駆動を行うもの
で、固定アーム２１に対して遊星ギヤ３５の軸を支持さ
せて構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、軟弱地盤の上に建
物等を構築するに際して、その地盤の支持強度を増大さ
せるための場所打ち杭の施工装置に関し、特に、掘削し
た土を凝固材と混合するために、ロッドとともに回転す
る掘削羽根と、ロッドと反対方向に回転する逆転羽根と
を組み合わせて設け、土の混合能率を向上させ得るよう
な場所打ち杭造成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】埋め立て地や地盤の支持強度が小さい場
所で、建物等を建設しようとする場合には、コンクリー
ト製や鉄製の杭部材を打ち込んで建物を支持するような
杭打ち工法が用いられる。前記杭打ち工法とは別に、地
盤の土にセメントや凝固剤を混合する場所打ち杭を施工
して地盤改良を行い、地盤の支持強度を向上させること
が行われている。前記場所打ち杭を施工する場合には、
アースドリル等のような掘削装置を用いて地中に垂直に
孔を掘削し、掘削孔の中の土に対して、掘削ロッドの下
部から供給するセメントミルクやケイ酸ソーダ等の凝固
材を混合することにより、柱状の地盤改良を行ってい
る。前記場所打ち杭を構築する工法としては、例えば、
特開平１−１３１７１６号公報等に示されるような装置
を用いることが知られている。

【０００３】ところが、前記従来例に示されるような装
置を用いて場所打ち杭を施工する際に、地盤の土質が粘
土や粘性の大きな土であると、掘削された土が攪拌部材
とともに回転して、凝固剤を土と混合する作用を良好な
状態で行うことができないという問題が発生する。ま
た、土と凝固剤の攪拌作用を良好な状態で行い得ない場
合には、場所打ち杭の強度を大きなものとすることがで
きず、建物の支持に支障が生じるという欠点が発生す
る。そこで、前述したような問題を解消するために、例
えば、特公昭５８−２９３７４号公報等に示されるよう
に、掘削部材と攪拌部材の間、または攪拌部材の間に共
回り防止部材を配置して、掘削された土が攪拌部材とと
もに掘削孔の中で回転しないようにする手段を用いるこ
ともある。そして、前記掘削装置の羽根部材により、土
と凝固剤を攪拌する際に、共回り防止部材により土が共
回りすることを防止して、混合状態が良好に行われるよ
うにすることにより、強度の大きな場所打ち杭を構築で
きるとされる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記従来例
に示されるように、掘削部材と羽根部材の間、または、
上下の羽根部材の間に配置する共回り防止部材を、掘削
孔の径よりも非常に長く構成して、孔壁に対して共回り
防止部材の先端部を食い込ませて土の共回りを防止する
場合に、共回り防止部材の嵌入抵抗が非常に大きくなる
ために、掘削孔の掘削能率が低下しやすいという問題が
懸念される。また、掘削孔を掘削する場所が埋め立て地
等の場合には、掘削孔の孔壁の位置に転石や材木等があ
ると、共回り防止部材を押し下げる作業に対して大きな
抵抗があり、掘削孔の掘削に支障が生じやすい。そこ
で、共回り防止部材が孔壁に食い込む長さを短くする
と、軟質の土に対しては、共回り防止部材がともに回転
して、混合能率を阻害する等の問題が発生しやすい。

【０００５】そこで、前述したような問題を解決するた
めに、例えば、特開平７−１０９７２９号公報等に示さ
れるように、共回り防止用のアーム部材の先端部に回転
体を取付け、掘削孔の孔壁に食い込む状態で摺動させる
作用を、良好な状態で行うような手段を用いることが考
えられている。しかしながら、前述したようなアーム部
材を用いたとしても、粘性の大きな土に対して凝固材を
混合する性能を飛躍的に大きく増加させることはない。
そして、従来の共回り防止部材を用いた場合と同様に、
土の性質によっては、凝固材と土の混合状態を良好に設
定することが困難であり、強度が大きくて信頼性の高い
場所打ち杭を施工することができない場合が多くある。

【０００６】本発明は、前述したような従来の場所打ち
杭の問題を解消するもので、ロッドとともに回転する掘
削羽根と羽根部材に対して、孔の中で逆転方向に回転さ
せる逆転羽根と、前記逆転羽根に対する駆動伝達機構の
遊星ギヤを支持する固定アームとを設けて、掘削羽根と
逆転羽根とにより土と凝固材の混合を良好な状態で行
い、強度と信頼性の高い場所打ち杭を構築することを目
的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、掘削装置の中
空なロッドの先端部に噴出孔を設け、前記ロッドの先端
部付近に配置した掘削羽根により地盤中に掘削孔を作成
し、前記ロッドの先端部から噴出させる凝固材と掘削し
た土とを混合して、場所打ち杭を構築する装置に関す
る。本発明においては、前記ロッドの先端部に固定して
設ける掘削羽根と、前記掘削羽根の上部に所定の間隔で
ロッドに固定配置し、ロッドとともに回転する羽根部材
と、前記ロッドに設けるギヤに噛み合うギヤ伝導機構を
介して、ロッドの回転方向と逆方向に回転される逆転羽
根と、前記逆転羽根に対するギヤ伝導機構のギヤ軸を支
持し、ロッドに軸受け部材を介して配置する固定アーム
と、を設けている。また、本発明において、前記逆転羽
根を駆動するためのギヤ伝導機構においては、ロッドに
設けた軸ギヤと、遊星ギヤ、および、前記遊星ギヤと逆
転羽根を支持する回転体の内歯ギヤを介して駆動伝達を
行い、前記遊星ギヤの軸を固定アームに支持し、逆転羽
根をロッドの回転方向と逆方向に駆動する手段を構成す
ることも可能である。

【０００８】前述したように構成したことにより、本発
明の混合装置においては、ロッドの回転方向と反対方向
に駆動される逆転羽根に対するギヤ伝導機構を配置する
とともに、前記逆転羽根の伝導機構の遊星ギヤの軸を、
ロッドの回転に影響されない固定アームに支持すること
によって、ギヤ伝導機構による駆動伝達の動作を行うこ
とができ、掘削孔に中の土と混合された凝固材とを良好
な状態で混合攪拌することができる。また、前記逆転羽
根は、掘削孔の内部で一方向に駆動される掘削羽根や羽
根部材により回転される土を攪拌する作用を行うのであ
るから、孔の中の土に対して、混合装置による混合攪拌
の動作を強制的に行うことにより、凝固材を土に混合す
る作用が強力に行われることになる。したがって、本発
明の場所打ち杭造成装置により構築される場所打ち杭
は、土と凝固材とが均一に混合されたものとして構成す
ることが可能であり、場所打ち杭の信頼性を向上させる
ことができ、凝固材の使用量を少なくしても、強度の大
きな場所打ち杭を構築することが可能になる。

【０００９】

【発明の実施の形態】図示される例にしたがって、本発
明の場所打ち杭造成装置を説明する。図１に示す例は、
掘削装置１０と混合装置２０とを組み合わせて、孔の掘
削と掘削した孔の土に凝固材を混合する動作とを行うこ
とにより、場所打ち杭を構築する場合を示している。本
発明の掘削装置１０は、一般の掘削装置の場合と同様
に、クレーン等に支持される回転駆動装置により駆動さ
れるロッド１１の下部の先端部に、掘削羽根１５を取り
付けている。また、前記掘削羽根１５には複数の掘削歯
１６……を下部に向けて突出させて設けており、前記掘
削歯により地面を掘削して、所定の径の孔１を作成す
る。さらに、前記ロッド１１の下部端部には、凝固材を
噴出させる多数の噴出孔１３……を設けており、前記噴
出孔から排出される凝固材は、ロッド１１の中空孔を介
して供給される。

【００１０】前記掘削羽根１５の上部には、スペーサ２
８を介して混合装置２０を配置しており、前記混合装置
２０を構成する各構成部材は、ロッドに対して軸受を介
して支持されており、ロッド１１が掘削羽根１５を駆動
する動作に連動させて、逆転羽根３０を掘削羽根１５と
反対方向に回転させる動作を行うようにしている。前記
混合装置２０においては、上部に固定アーム２１を突出
させて支持している固定アーム支持部材２２を設けてお
り、前記固定アーム支持部材２２の下部には、逆転羽根
３０を取り付けた回転体３１を配置している。前記回転
体３１の下部には、円板状の下部板部材２５を配置して
おり、さらに、前記下部板部材２５と掘削羽根１５の間
にはスペーサ２８を配置して、掘削羽根１５の回転を下
部板部材２５に影響させないように構成している。

【００１１】前記混合装置２０の上部に配置する固定ア
ーム支持部材２２は、ロッド１１に対して軸受２３を介
して自由な回転を許容する状態に支持されており、前記
支持部材２２の側面から固定アーム２１を突出させて設
けており、アームの全長をＬとしている。さらに、前記
支持部材には逆転羽根３０を駆動する遊星ギヤの支軸を
支持する孔を設けているが、その遊星ギヤの支持機構に
ついては、後で説明する。前記固定アーム２１の長さＬ
は、掘削孔１の径Ｄに対して、Ｄ＜Ｌの関係に設定され
ており、孔壁２から長さＬ１だけ地面に突き刺さるよう
に構成されている。そして、ロッド１１を回転させて孔
を掘削する動作を行う場合に、そのロッドの回転に影響
されずに、固定アーム支持部材２２を回転不能に保持す
る作用を行うようにする。また、前記固定アーム２１の
先端部は、掘削羽根１５が下降する動作にしたがって、
掘削孔１の孔壁２に溝を形成する状態で共に下降するの
で、いずれの位置においても、ロッドの回転に影響され
ずに固定アーム支持部材を保持する作用を行う。

【００１２】前記混合装置２０の下部に配置される下部
板部材２５は、ロッド１１に対して軸受２６を介して配
置されているもので、スペーサ２８を介して掘削羽根１
５の上部に位置している。そして、前記下部板部材２５
にも、遊星ギヤを支持する支軸の支持孔を設けており、
ロッドの回転に追従して回転することがないように構成
している。また、前記スペーサ２８と下部板部材２５の
形状と、厚さ等の構造は、任意に構成することができる
ものであり、工事現場の土等の性質に応じて構成され
る。

【００１３】前記固定アーム支持部材２２と下部板部材
２５の間に配置する回転体３１は、任意の厚さのリング
状の部材として構成されているものであり、側面に孔壁
に先端が接しない長さの逆転羽根３０を一体に設けてい
る。また、前記回転体３１は、リングの内面に内歯ギヤ
３２を一体に設けており、ロッド１１に一体に設けた軸
ギヤ３８との間に、複数の遊星ギヤ３５……を設けて、
ロッドの回転を遊星ギヤ３５を介して回転体３１に伝達
し、回転体３１に設けた逆転羽根３０を、掘削羽根１５
と反対方向に回転させるギヤ伝導機構を構成している。
さらに、前記遊星ギヤ３５を支持する支軸３６は、上下
に配置している固定アーム支持部材２２と下部板部材２
５に、それぞれ設けている軸支孔に支持されて、遊星ギ
ヤの回転を許容する状態に設けているが、前記支軸３６
により上下の部材２２、２５をロッドの回転に影響され
ない状態に保持させる作用をも行っている。

【００１４】前記回転体３１に対するギヤ伝導機構は、
図２に示すように構成されているものであり、ロッド１
１に固定して取り付けている軸ギヤ３８に対して、３つ
の遊星ギヤ３５、３５ａ、３５ｂを配置して、各遊星ギ
ヤが回転体３１の内歯ギヤ３２に噛み合うように設けて
いる。そして、前記ロッド１１が回転することにより、
遊星ギヤを介して回転体３１を反対方向に回転させ、掘
削羽根により掘削された土を逆転羽根３０により攪拌す
る作用を行わせるようにする。また、前記回転体３１に
突出させて設ける逆転羽根３０の羽根の枚数、および、
羽根の形状や突出長さ等は、場所打ち杭の構築現場の土
の性質やその他の条件に対応させて、任意に構成するこ
とが可能である。

【００１５】

【実施例】前述したように、本発明においては、掘削羽
根と混合装置とをロッドの先端部に配置したものとして
構成することが可能であるが、その他に、図３に示すよ
うな装置を構成することができる。図３に示す例では、
ロッド１１の下部の先端部に、掘削歯１６を設けた掘削
羽根１５を設け、さらに、ロッド１１の所定の位置に
は、羽根部材１７を任意の間隔で配置しており、前記掘
削羽根１５と羽根部材１７とをロッド１１とともに回転
させて、孔の掘削と掘削した土を攪拌するとともに、複
数の羽根部材がスクリューと同様な作用を行うことによ
り、土を上部に向けて移動させる動作を行うようにす
る。また、前記掘削羽根１５と羽根部材１７の間の位
置、または、ロッドの長さ方向の任意の位置に、逆転羽
根３０と固定羽根２１とを組み合わせた混合装置２０、
２０ａを配置しており、それ等の混合装置の下部には支
持部材２９を配置して、ロッドに沿ってずり落ちないよ
うに支持している。なお、前記支持部材２９は、ロット
に対して混合装置を上下動不能に配置している場合には
必要とされないものであり、支持部材を設ける場合には
任意の部材により構成することができ、ロッドに対して
自由な回転を許容するものであれば良い。

【００１６】前記混合装置２０……においては、前記図
１に示したように、掘削羽根や羽根部材１７と反対方向
に回転する逆転羽根３０と、孔壁に先端部を突入させて
回転不能に固定アーム２１を設けている。そして、前記
固定アーム２１を支持する支持部材２２では、前記逆転
羽根に対するギヤ伝導機構に対する遊星ギヤの軸を支持
するので、掘削孔の中で逆転羽根を回転させる動作を安
定して行うことができ、土と凝固材とを混合する動作を
行うことができる。前記掘削装置１０においては、ロッ
ド１１を回転させて掘削羽根により孔を掘削するととも
に、掘削した土３に対して、先端部材１２の孔から凝固
材を供給して、掘削した土３に凝固材を混合する動作を
行うようにする。

【００１７】したがって、前記ロッドの回転により土を
掘削し、凝固材を土に混合する際には、ロッドの所定の
位置に配置している混合装置２０は、ロッドに設けた羽
根部材１７と、ロットに対して反対方向に回転する逆転
羽根３０との間で、土３を攪拌する動作が行われるの
で、凝固材を混入した土に対する攪拌の作用を良好な状
態で行わせることが可能になる。そして、前記混合装置
２０に設けた逆転羽根３０と固定アーム２１により、凝
固材を混合した土を攪拌する動作を行うとともに、掘削
羽根と羽根部材との攪拌作用とを総合することにより、
土に凝固材を均一に混合した場所打ち杭を構築すること
ができる。また、前述したような装置を用いた場合に
は、土と凝固材との混合の作用を非常に効率良く行うこ
とが可能であり、構築された場所打ち杭の強度の信頼性
を向上させることが可能になる。

【００１８】なお、前記場所打ち杭造成装置において使
用する凝固材としては、従来より一般に用いられている
珪酸ソーダ、セメントミルクやその他の任意の材料を用
いることができる。前記凝固材は、掘削装置に付属させ
て配置する凝固材製造プラントから、ホース等を介して
ロッドのヘッドシーブに向けて圧送され、ロッドの先端
部に設けた噴出孔から掘削孔の内部に供給されて、掘削
された土と混合されることは、従来一般の掘削装置の場
合と同様に構成することができる。また、前記凝固材を
圧送する圧力は、掘削する孔の深さや、現場の土の性
質、その他の条件に応じて設定されるもので、凝固材圧
送プラントに設けたポンプの吐出圧力等を調整すること
により、任意の条件に制御することができる。

【００１９】

【発明の効果】本発明の場所打ち杭造成装置は、前述し
たように構成されているものであるから、ロッドの回転
方向と反対方向に駆動される逆転羽根に対するギヤ伝導
機構を配置するとともに、前記逆転羽根の伝導機構の遊
星ギヤの軸を、ロッドの回転に影響されない固定アーム
に支持することによって、ギヤ伝導機構による駆動伝達
の動作を行うことができ、掘削孔に中の土と混合された
凝固材とを良好な状態で混合攪拌することができる。ま
た、前記逆転羽根は、掘削孔の内部で一方向に駆動され
る掘削羽根や羽根部材により回転される土を攪拌する作
用を行うのであるから、孔の中の土に対して、混合装置
による混合攪拌の動作を強制的に行うことにより、凝固
材を土に混合する作用が強力に行われることになる。し
たがって、本発明の場所打ち杭造成装置により構築され
る場所打ち杭は、土と凝固材とが均一に混合されたもの
として構成することが可能であり、場所打ち杭の信頼性
を向上させることができ、凝固材の使用量を少なくして
も、強度の大きな場所打ち杭を構築することが可能にな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の装置の構成を示す説明図である。

【図２】 回転体の回転部の構成を示す説明図である。

【図３】 本発明の装置の別の実施例の説明図である。

【符号の説明】

１ 掘削孔、 ２ 孔壁、 １０ 掘削装置、
１１ ロッド、１５ 掘削羽根、 １６ 掘削
歯、 １７ 羽根部材、２０ 混合装置、 ２１
固定アーム、２２ 固定アーム支持部材、 ２５
下部板部材、 ２８ スペーサ、３０ 逆転羽
根、 ３１ 回転体、 ３２ 内歯ギヤ、３５
遊星ギヤ、 ３８ 軸ギヤ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 掘削装置の中空なロッドの先端部に噴出
   孔を設け、前記ロッドの先端部付近に配置した掘削羽根
   により地盤中に掘削孔を作成し、前記ロッドの先端部か
   ら噴出させる凝固材と掘削した土とを混合して、場所打
   ち杭を構築する装置において、 前記ロッドの先端部に固定して設ける掘削羽根と、 前記掘削羽根の上部に所定の間隔でロッドに固定配置
   し、ロッドとともに回転する羽根部材と、 前記ロッドに設けるギヤに噛み合うギヤ伝導機構を介し
   て、ロッドの回転方向と逆方向に回転される逆転羽根
   と、 前記逆転羽根に対するギヤ伝導機構のギヤ軸を支持し、
   ロッドに軸受け部材を介して配置する固定アームと、 を設けたことを特徴とする場所打ち杭造成装置。
2. 【請求項２】 前記逆転羽根を駆動するためのギヤ伝導
   機構においては、 ロッドに設けた軸ギヤと、遊星ギヤ、および、前記遊星
   ギヤと逆転羽根を支持する回転体の内歯ギヤを介して駆
   動伝達を行い、 前記遊星ギヤの軸を固定アームに支持し、 逆転羽根をロッドの回転方向と逆方向に駆動する手段を
   構成することを特徴とする請求項１に記載の場所打ち杭
   造成装置。