説明

オーガー装置

【課題】先行エレメントの芯材に対して後行オーガー装置がぶつかることのないようにし、振動や騒音を低減できるだけでなく、掘削効率と施工精度の向上を図ることができるオーガー装置を提供する。
【解決手段】下部先端に掘削ヘッド3が設けられた軸体2の途中に、連続した円環状となる補助リング4を軸体と同軸心状となるよう配置し、前記補助リング4が、この補助リング4の上部において、補助リング4から軸体2に向けて斜め上向きの傾斜状となる複数本の斜材5で軸体2に固定されている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、建築や土木工事において、地面に縦孔を掘削するために用いるオーガー装置に関する。
【背景技術】
【0002】
例えば、地中に山留め壁を構築する場合、地面にオーガー装置を用いて縦孔を掘削し、この縦孔内をソイルセメントにしてH型鋼を用いた芯材を挿入することで先行エレメントとし、このような先行エレメントを一定間隔で施工した後、先行エレメント間に後行エレメントを前記先行エレメントと接続した状態で施工することで、連続した山留め壁を構築するものである。
【0003】
このような、山留め壁の構築には、1軸の単軸オーガー装置と3軸のような多軸オーガー装置を用いて施工する工法があり、前者の短軸オーガー装置を用いた施工は、先行エレメントを一本毎一定間隔で施工した後、先行エレメント間の真ん中に後行エレメントを施工するものである。
【0004】
また、後者の、多軸オーガー装置を用いた施工は、三本の先行エレメントを同時に施工し、各先行エレメント間に三本の後行エレメントを施工するものであり、1軸のオーガー装置に比べて施工能率が向上する。
【0005】
従来、上記のような山留め壁の構築のために縦孔を掘削する単軸オーガー装置は、軸体の先端に掘削ヘッドと外周面に攪拌翼を設けた構造を有し、駆動装置で回転を与えることで地中を掘進するものであり、多軸オーガー装置の場合は、これが複数連動して回転することになる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ところで、単軸オーガー装置と多軸オーガー装置の何れにおいても、先行エレメントの施工精度によっては、後行掘削のオーガー装置が先行エレメントの芯材に接触し、これが原因で騒音や振動が発生し、掘削能率が低下したり先行エレメントを傷付けるという問題がある。
【0007】
そこで、この発明の課題は、上記のような問題点を解決するため、先端に掘削ヘッドが設けられた軸体の途中に、軸体と同軸心状となる補助リングを取付け、この補助リングで先行エレメントの芯材に対して後行オーガー装置がぶつかることのないようにし、振動や騒音を低減できるだけでなく、掘削効率と施工精度の向上を図ることができるオーガー装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記のような課題を解決するため、この発明は、先端に掘削ヘッドが設けられた軸体の途中に、軸体と同軸心状となる補助リングを配置し、前記補助リングが、この補助リングの上部において、補助リングから軸体に向けて斜め上向きの傾斜状となる複数本の斜材で軸体に固定されている構成を採用したものである。
【0009】
上記補助リングは、連続した円環状となり、その下縁側に掘削ヘッドが設けられているようにしたり、上記補助リングが、周方向に沿って複数のリング構成部材に分割され、分割された各リング構成部材がそれぞれ斜材で軸体に固定されている構造とすることができる。
【0010】
ここで、3軸の多軸オーガー装置の場合、中央のオーガー装置は、根入れ長さが掘削深さや地盤の性状等の条件により各々違うため、長さが異なるオーガー装置を種々組み合わせて必要な長さにすると共に、両側に用いるオーガーも、地盤の掘削深さや建物により異なるため、上記と同様にして必要な長さに設定し、この両側のオーガー装置の先端部に補助リングが設けられている。
【0011】
この補助リングは、先行エレメント間に後行エレメントを施工する際、後行施工のオーガー装置が先行エレメントの芯材にぶつからないようにする。
【0012】
また、補助リングを軸体に固定する斜材は、補助リングの上部で斜めになり、補助リング内は空洞になっているので、回転しながら地中に進入するとき、補助リング内で土砂が詰まりにくくなり、斜材が補助リングの上部有効面積を広くすることで、廃土しやすくなり、掘削効率が向上する。
【発明の効果】
【0013】
この発明によると、先端に掘削ヘッドが設けられた軸体の途中に、軸体と同軸心状となる補助リングを取付けたので、先行エレメント間に後行エレメントを施工する際、後行施工のオーガー装置が先行エレメントの芯材にぶつからないようにすることができ、騒音や振動が低減できるだけでなく、施工精度が確保しやすい。
【0014】
また、補助リングを軸体に固定する斜材は、補助リングの上部で斜めになっているので、補助リング内は空洞になり、オーガー装置が回転しながら地中に進入するとき、補助リング内で土砂が詰まりにくくなり、斜材が回転することで補助リングの上部有効面積を広くすることができ、土砂が廃土しやすくなって詰まりにくくなり、掘削効率が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【0015】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【0016】
図1(b)と(c)のように、オーガー装置1は、鋼管を用いた軸体2の先端に掘削ヘッド3を設け、この軸体2の先端側途中に軸体2と同軸心状となる補助リング4を配置し、前記補助リング4が、この補助リング4の上部において、補助リング4から軸体2に向けて斜め上向きの傾斜状となる複数本の斜材5で軸体2に固定された構造になっている。
【0017】
上記軸体2は、所要長さの鋼管を用い、下部先端に掘削ヘッド3と中間部外面に攪拌翼6が設けられ、上端部に接続部材7が延長状に固定され、補助リング4が上部位置に取付けられている。
【0018】
上記補助リング4は、掘削する孔径に対応した外径の円環状に形成され、その下縁側に下方へ突出する掘削刃8が設けられていると共に、斜材5は一端を補助リング4に溶接固定し、他端を軸体2に溶接することにより、補助リング4の上部で傾斜状の配置となっており、この斜材5の傾斜角度は45°等任意に設定すればよい。
【0019】
図2は、軸体2に取付ける補助リング4の他の例を示し、補助リング4が、周方向に沿って複数のリング構成部材4aに分割され、分割された各リング構成部材4aがそれぞれ斜材5で軸体2に固定されていると共に、各弧状となるリング構成部材4aは、図2(c)の反時計方向への回転に対して回転方向の先端側が少し内側に位置するような平面的な配置とし、後述する芯材に接触しても回転が円滑に得られるようになっている。
【0020】
図1(a)は、上記オーガー装置1を山留め壁の構築に用いる3軸の多軸オーガー装置9に採用した例を示し、減速機構を収納したケーシング10の下部に、中央の長いオーガー11とその両側に位置する短いオーガー12を設け、ケーシング10の上のモータ13により各オーガー11、12を回転駆動するようになっている。
【0021】
中央の長いオーガー11は、地面から根切り底までの深さに根入れ長さを加えた長さを有し、両側の短いオーガー12は地面から根切り底までの掘削長さとなり、長いオーガー11は、先端に掘削ヘッド14が設けられ、長いオーガー11の掘削ヘッド14はオーガー11の上端から軸内を介して供給されたセメントミルクを吐出する吐出口15を有すると共に、軸部の途中に設けた適宜攪拌翼16によって、回転時にセメントミルクと掘削土を攪拌混合させるようになっている。
【0022】
両側の短いオーガー12に、この発明のオーガー装置1を使用し、上部に接続した延長軸体2aの外面に攪拌翼6aが設けられ、長いオーガー11の掘削ヘッド14による掘削孔に補助リング4がラップするように、中央の長いオーガー11と両側の短いオーガー12の間隔が設定されている。
【0023】
なお、セメントミルクの吐出は、中央の長いオーガー11だけで吐出するようにしても、中央の長いオーガー11から吐出したセメントミルクは、削孔の進行に伴って徐々に上部方向に上昇し、両側のオーガー12による削孔部分に充填されていくことになる。
【0024】
次に、上記3軸の多軸オーガー装置9を用いた山留め壁の構築方法の一例を説明する。
【0025】
図1(a)のように、三連のオーガー装置9における中央のオーガー11を地面から根切り底までの深さに根入れ長さを加えた長さとし、両側のオーガー12を地面から根切り底までの掘削長さとした状態で、図3(a)から(e)の工程図のように、杭打機に取付けた三連のオーガー装置9を山留め壁を構築したい位置に垂直に配置し、モータ13の起動によって各オーガー11、12を回転させながら、先ず,中央の長いオーガー11で縦孔17を根切り底まで掘削し、引き続き中央オーガー11と両側のオーガー12で、それぞれ芯材根入れ部と両芯材20間の縦孔18を掘削することで、三連縦孔19を掘削する。
【0026】
上記各オーガー11、12による縦孔17と18の掘削時に、中央のオーガー11の先端ヘッド14に設けた吐出口15からセメントミルク(セメント+ベントナイト+水+混和剤からなるセメント系懸濁液)を供給し、これを攪拌翼16で土と混煉することにより三連縦孔19内をソイルセメント状にし、所定深さの三連縦孔19を掘削して前記オーガー装置9を抜き取った後、中央の深い縦孔17内にH型鋼を用いた芯材20を埋め込んで単位壁(エレメント)21を形成する。
【0027】
ちなみに、三連のオーガー装置9における中央のオーガー11は、掘削径が直径550mm以上であり、両側のオーガー12は掘削径を直径550mmとし、補助リング4の外径を550mmに設定し、中央のオーガー11と両側のオーガー12の間隔は450mmに設定され、中央のオーガー11で掘削した深い縦孔17と、両側のオーガー12で掘削した浅い縦孔18が平面的に一部で重なることにより、三連縦孔19を掘削することができるようになっている。
【0028】
次に、図4(f)と(g)に示すように、上記のような三連縦孔19の間に、三連縦孔19を浅い縦孔18が重なり合うように並べて順次施工することにより、図5のように、各単位壁21の固化したソイルセメントで連続する山留め壁22を構築することができ、浅い縦孔18と長い縦孔17の上半部が根切り底までの深さとなるソイルセメントの山留め壁22となり、長い縦孔17下半部が芯材20を支持する根入れ部分となる。
【0029】
ここで、上記三連縦孔19による単位壁21の施工において、芯材20の間隔は施工条件等によって約900mmから1200mm程度まであり、オーガー11、12の掘削径が直径550mm、オーガー11と12の間隔が450mmの条件で、幾つかの施工順序が採用できる。
【0030】
図6は、芯材20の間隔Wが900mmの場合の施工例であり、同図上段に示した先行施工として三連縦孔19と芯材20による単位壁21を1800mmのピッチで間歇配置となるよう一列に施工し、次に、同図中段に一点鎖線に示す後行施工として隣接する単位壁21間に三連縦孔19と芯材20による単位壁21を施工する。
【0031】
後行施工において、両側の浅い縦孔18は先行施工の浅い縦孔18と丁度重なり、両側のオーガー12は、先のソイルセメントを混練するだけでよく、後行施工が完了すれば、図6の下段に示すように、ソイルセメントで芯材20の間隔が900mmとなる連続した山留め壁22が完成する。
【0032】
上記後行施工において、両側の短いオーガー12の掘削ヘッド3は、図4(f)と(g)のように、単位壁21を浅い縦孔18が重なり合うように並べて施工するとき、補助リング4が先に施工した単位壁21の深い縦孔17に埋設された芯材20に短いオーガー12が接触して破損等が発生するのを防ぐことになる。
【0033】
これによって、三連縦孔19の掘削時に、浅い縦孔18をラップ状に施工するとき、補助リング4が芯材20と接触することがあっても短いオーガー12の回転を維持することができ、芯材20と衝突することによる支障の発生がなく、騒音や振動を低減でき、両側の短いオーガー12が芯材に当たらないことにより、施工精度が確保しやすく、掘削精度が向上し、浅い縦孔18のラップ施工が確実にできることにより、ソイルセメントがつながり、土圧と水圧に耐える山留め壁22を構築することができる。
【0034】
また、両側の短いオーガー12に補助リング4を取付ける斜材5が、補助リング4の上部において傾斜状になっているので、地中への回転貫入時に空洞となる補助リング4の内部での土砂の詰まり発生がしにくく、しかも、補助リング4の上部で斜材5が回動することで、削孔のための有効面積を広くすることができ、上方へ向けての排土がしやすくなることで削孔効率が向上することになる。
【0035】
なお、先行施工と後行施工の組み合わせは、図6に数字で順番を示したような施工順序のほか、任意の順序を採用することができる。
【0036】
また、オーガー装置1は、図示の場合、三連のオーガー装置9に使用した例を示したが、このオーガー装置1は、単軸オーガー装置で使用できると共に、山留め壁の構築だけでなく、地面の削孔形成に広く使用できる。
【図面の簡単な説明】
【0037】
【図1】(a)はこの発明のオーガー装置を用いた三連のオーガー装置を示す正面図、(b)はこの発明のオーガー装置を拡大して示す正面図、(c)は同横断平面図
【図2】(a)はこの発明のオーガー装置における補助リングの他の例を示す斜視図、(b)は同縦断正面図、(c)は補助リングと芯材の関係を示す横断平面図
【図3】(a)乃至(e)は、三連縦孔による単位壁の施工工程を順番に示す前半の工程図
【図4】(f)乃至(g)は、三連縦孔による単位壁の施工工程を順番に示す後半の工程図
【図5】(a)は構築した山留め壁の一部縦断した正面図、(b)は(a)の矢印b−bの拡大断面図
【図6】芯材のピッチと三連縦孔による単位壁の施工順番の例を示す平面図
【符号の説明】
【0038】
1 オーガー装置
2 軸体
3 掘削ヘッド
4 補助リング
5 斜材
6 攪拌翼
7 接続部材
8 掘削刃
9 多軸オーガー装置
10 ケーシング
11 長いオーガー
12 短いオーガー
13 モータ
14 掘削ヘッド
15 吐出口
16 攪拌翼

【特許請求の範囲】
【請求項1】
先端に掘削ヘッドが設けられた軸体の途中に、軸体と同軸心状となる補助リングを配置し、前記補助リングが、この補助リングの上部において、補助リングから軸体に向けて斜め上向きの傾斜状となる複数本の斜材で軸体に固定されているオーガー装置。
【請求項2】
上記補助リングは、連続した円環状となり、その下縁側に掘削ヘッドが設けられている請求項1に記載のオーガー装置。
【請求項3】
上記補助リングが、周方向に沿って複数のリング構成部材に分割され、分割された各リング構成部材がそれぞれ斜材で軸体に固定されている請求項1又は2に記載のオーガー装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公開番号】特開2008−208599(P2008−208599A)
【公開日】平成20年9月11日(2008.9.11)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−45723(P2007−45723)
【出願日】平成19年2月26日(2007.2.26)
【出願人】(000156204)株式会社淺沼組 (26)
【出願人】(506097106)蓬原産業株式会社 (2)
【Fターム(参考)】