説明

低排土地盤掘削装置

【課題】 本発明は地上への排土が少く、低排土で適当深度に杭孔を円滑に掘削することを目的とする。
【解決手段】 ドラム形鋼管1に上下端板2,3を設け、下端板3下面に、中央部から左回動方向に向って該下端板3の外周面に至り、該下端板3の接線方向に向う渦巻状羽根4を設け、上記渦巻状羽根4の下面に円形フランジ6を設け、該フランジ6に形成した切欠部7の一端を右回動時下向に進む方向に下向に屈曲させてなる地盤掘削装置において、上記ドラム形鋼管1の外周面に右回動により下向に進む方向の傾斜溝9を形成し、該溝9を下端板3及び上端板2に開口10,11してなり、下端板3の上記開口部10において右回動先行縁の下部に該開口部10の一部を下から上に発条12の力に抗して閉鎖し、発条12の力によって上から下に開く回動調整板13を軸支し、開口部閉鎖状態において上記開口部10に逃し間隙tを介在させてなる低排土地盤掘削装置。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は軸管の下端から掘削部に注水し、掘削土砂に含水させて、含水掘削土砂を孔壁に圧密することにより、掘削土砂の地上への排土を低減し、予め杭孔を地盤に掘削する低排土地盤掘削技術(プレボーリング)に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、コンクリート杭又は鋼管杭を、無排土で埋設する工法及び装置が開発された(例えば特許文献1,2)。
【0003】
しかし、この工法はコンクリート杭又は鋼管杭を地盤に直接埋設するに適しているが、地盤に杭孔のみを低排土にて予め掘削する工法には適用され難いし、充分な掘削深度を得ることは困難であった。
【0004】
即ち施工後地上に残留する杭を除去する工事を要した。
【0005】
【特許文献1】特開2004−3124
【特許文献2】特開2004−3125
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明は地上への排土が少く、低排土で適当深度に杭孔を円滑に掘削することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記目的を達成するため本発明は、
第1中心線の回りに回動可能なドラム形鋼管に上下端板を設け、下端板下面に、中央部から左回動方向に向って該下端板の外周面に至り、該下端板の接線方向に向う渦巻状羽根を設け、上端板の中央部に上記中心線を共有する軸管を左右回動方向に固定して設け、上記渦巻状羽根の下面に上記下端板とほぼ同一径の円形フランジを設け、該フランジに形成した切欠部の一端を右回動時下向に進む方向に下向に屈曲させてなり、かつ該フランジの下面中央部に地盤掘削用螺旋錐を設けてなる地盤掘削装置において、上記ドラム形鋼管の外周面に右回動により下向に進む方向の傾斜溝を形成し、該溝を下端板及び上端板に開口してなり、下端板の上記開口部において右回動先行縁の下部に該開口部の一部を下から上に発条の力に抗して閉鎖し、発条の力によって上から下に開く回動調整板を軸支し、開口部閉鎖状態において上記開口部に逃し間隙を介在させてなることを特徴とする低排土地盤掘削装置、
第2に上記切欠部の下向屈曲下端部をラジアル方向に外側若干拡径した上記第1発明記載の低排土地盤掘削装置、
第3に上記先行縁と対向する後行縁の下面に左右回動方向への摺動調整板を設け、上記摺動調整板が上記中心線を中心とする円弧形であり、かつ該調整板に円弧形長孔を穿設してなり、該長孔を経て上記下端板にボルトで螺着する上記第1又は第2発明記載の低排土地盤掘削装置、
第4に上記軸管の外周に螺旋羽根を設けてアースオーガーを形成し、該螺旋施羽根の方向が右回動によって下向に進む方向である上記第1〜第3発明のいずれかに記載の低排土地盤掘削装置、
第5上記軸管の外周に複数の短杆を突設して土砂攪拌部を形成した上記第1〜第3発明のいずれか記載の低排土地盤掘削装置、
第6に上記回動調整板の上昇回動ストッパ及び下降回動ストッパを備えた上記第1〜第5発明のいずれかに記載の低排土地盤掘削装置、
によって構成される。
【0008】
従って地上から中心線の回りに軸管、ドラム形鋼管及び上記螺旋錐による掘削装置を右回りに回動して下向に推進して地盤を掘削する。
【0009】
掘削に際しては軸管の下端から注水して掘削する。
【0010】
掘削土砂は上記フランジの切欠部から該フランジと上記下端板間に進入し、
進入土砂は右回動している渦巻状羽根の外周面に案内されて掘削孔壁に向って押圧され、該孔壁内に圧密状態に進入し、圧密壁を形成する。
【0011】
上記孔壁に押圧される掘削土砂は上記ドラム形状鋼管の傾斜溝内に進入しようとするが回動調整板を発条に抗して下から上に回動させて上記開口部の一部を閉じるため上記土砂は渦巻状羽根の右回動によって横向に押圧され、上記傾斜溝への侵入は阻止されるが両調整板間の逃し間隙により余剰土砂は傾斜溝内に進入し、下向推進掘削動作は保持される。
【0012】
掘削が一定深度に到達した後、上記掘削装置の下向推進を停止し、右回動を継続したまま上記掘削装置を地上に上昇させると回動調整板は発条の力により下方に回動し、下端板の開口部を開くから傾斜溝内に進入している土砂は該開口部から下降し、これを上記渦巻状羽根の右回動によって孔壁に押圧し、孔壁内に圧密進入させながら孔壁に沿って上記装置を地上に引き上げ、地上への掘削土砂の排出は低減される。
【0013】
又、掘削孔径がラジアル方向に若干拡径した下向屈曲下端部の回動による拡径切削によって若干拡大する。
【発明の効果】
【0014】
本発明は上述のように構成したので、地上から地盤内に所定深度の杭孔を予め掘削し、掘削土砂を推進時は勿論、引上げ時にも孔壁を圧密強化し得るばかりでなく掘削土砂を低減し得る効果がある。
又掘削推進時に掘削孔壁が上記切欠部の下向屈曲下端部によって若干拡径しているため、ドラム外壁との抵抗が軽減し、掘削能率を向上し、特に砂質、粘土質において施工性に優れる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【0015】
地面31にクローラ33を配置しクローラ33に支持した立柱15(図4(ロ)図)に沿ってワイヤロープwにより昇降自在に正逆回動原動機16を昇降懸垂支持し、該原動機16の下向駆動軸管17に中心線cを共有する軸管5の上端部を接続し、下向駆動軸管17の右又は左回動によって軸管5を右又は左回動させることができる。
【0016】
上記軸管5の外周には図1に示すように右回動(方向a)によって下向に進む方向の螺旋羽根18を設けてアースオーガー19を形成する。
【0017】
上記軸管5の下端部には上記中心線cの回りに回動可能にドラム形鋼管1を設け、該鋼管1には上下端板2,3を設け、
上端板2の中央部に突出した6角雄管2’に上記中心線cを共有する上記軸管5の下端6角雌管5’を左右回動方向には固定してピンpにより着脱自在に設ける。
【0018】
又下端板3の下面には図2(イ)(ロ)図に示すように中央部軸管5”から左回動方向(方向b)に向って外周部に至る渦巻状羽根4を設ける。
【0019】
渦巻状羽根4の外周面4’は中央部軸管5”の外周面の接線方向からドラム形鋼管1の外周面の接線方向に向って左回動方向(矢印b)に曲率半径が漸増する。
【0020】
渦巻状羽根4の上記外周面4’には複数の横断面3角形縦条4”を適宣間隔毎に設けることができる。
【0021】
このように形成した渦巻状羽根4の下面には上記下端板3と同一径の円形フランジ6を設け、該フランジ6には上記渦巻状羽根4の終端部と始端部と間に切欠部7を形成し、該切欠部7の一端を上記右回動時(矢印a)に下向に進む方向に下向に屈曲させ、屈曲下端部7’に切削刃7”を設ける。そして屈曲下端部7’を該フランジ6の直径方向(ラジアル方向)に外側に若干拡径し、該下端部7’の外側の切削刃7”を該フランジ6の外側に突設する(図2(ハ)図)、該外側突設切削刃7”によって上記右回動推進時に孔壁23を若干拡径23”し、推進を円滑にする。
【0022】
又上記フランジ6の下面中央部に中心線cを共有する地盤掘削用螺旋錐8を設け、該錐8の中心軸管8’の下端に逆止弁8”を介して注水口20を開口する。この注水口は中心軸管8’の側面に開口することができる。
【0023】
又上記フランジ6の外周には右回動時に閉じ(図2(ロ)図実線)、左回動時に開く(図2(ロ)図仮想線)開閉刃21を縦ピン22によって軸支し、開いた上記刃21によって杭孔壁23を拡径し、拡径部23’に上記注水口20からセメントミルクを注入硬化して杭の下端基礎部を形成するようになっている。
【0024】
上記ドラム形鋼管1の外周面には上記右回動(矢印a)によって下向に進む方向の傾斜溝9を形成する。
【0025】
上記傾斜溝9はドラム形鋼管1の中央軸管5”の外周螺旋に沿って開き角90度前後の外周部分に設けられ、該溝9の下端及び上端を上記上下端板2,3に開口し、開口部10,11を形成する。
【0026】
下端板3の上記開口部10においては、右回動(矢印a)先行縁10’の直下に該開口部10の一部を下から上に発条12の力に抗して閉鎖し、かつ該発条12の力によって上から下に開く回動調整板13をラジアル方向ピン13’によって開閉自在に軸支する。
【0027】
上記調整板13の閉鎖状態では図3(ロ)図に示す下端板3の下面に設けた上昇回動ストッパ24によって上昇が止められ、開放状態では中央軸管5”の外面に設けた下降回動ストッパ24’によって下降が止められる。
【0028】
上記開口部10の右回動先行縁10’と対向する該開口部10の後行縁10”の下面には上記回動方向(矢印a,b)への摺動調整板14をボルト14’,14’で着脱自在に支持し、両調整板13,14間に逃し間隙tを介在させる。
【0029】
上記間隙tはボルト14’,14’を弛めて摺動調整板14を左右方向(矢印a,b)に摺動させて調整し、ボルト14’,14’を締めて固定する。
【0030】
ボルト14’,14’は上記調整板14に穿設した円弧形の長孔14”,14”を経て下端板3に螺入するようになっている。
【0031】
上端板2の開口部11は傾斜溝9の上端溝幅を切欠面11’によって拡大する。
【0032】
上記アースオーガー19に代り、図4(イ)図に示すように軸管5の外周に複数の短杆25を互違い位置に突設し、土砂攪拌部26を形成しても良いし、
図4(ロ)図に示すように螺旋羽根18を多孔ケーシング27に嵌合し、該ケーシング27を原動機16の出力軸17にフランジ28,28’及びボルト29を介して共通中心線c上に上記軸管5と一体に支持し、該ケーシング27に穿設した複数の透孔30からケーシング27内の余剰土砂を地上31に小量排出することができる。
【0033】
尚、図中32で示すものは下端板3と円形フランジ6との中間に設けた渦巻状土砂誘導板、図4(ロ)図中34,34’は立柱15に設けた滑車であり、w,w’はワイヤロープである。
【産業上の利用可能性】
【0034】
杭埋設又は杭形成前に上記掘削装置を地中に推進して杭孔を形成する際及び掘削装置を地上に引上げる際に掘削土砂を杭孔壁23内に渦巻状羽根4の右回動により押入圧密することができ、かつ押入圧密する際、回動調整板13で上記下端板3の開口部10を一部閉鎖することによって上記杭孔壁23への押入圧が充分得られ、
かつ摺動調整板14の摺動調整によって地盤の強弱に対応して開口部10の開口面積が得られ、
逃し間隙tを設けることによって上記押入圧の上昇による地盤推進抵抗を緩和することができる。
【0035】
又上記掘削土砂に軸管5,5’,5”,8’及び注水口20を経て注水することによって掘削土砂を柔軟化し、かつ流動化し得て推進時に上記傾斜溝9内への逃しを容易にし、かつ引上時には渦巻状羽根4側に移動させ易く、地盤掘削に際し掘削土砂の地上排出を低減することができる。
【0036】
さらに上記フランジ6の切欠部7を推進方向に下向に屈曲し、屈曲下端部7’をラジアル方向に若干拡径することで、砂質、粘土質地盤の推進孔径を若干拡張し、それにより孔壁フリクションが軽減し、推進が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【0037】
【図1】本発明の低排出地盤掘削装置を示す正面図である。
【図2】(イ)図は図1A−A線による横断平面図、(ロ)図は図1B−B線による横断平面図、(ハ)図は円形フランジの切欠部の一端を拡径した状態の平面図である。
【図3】(イ)図は回動調整板を示す図2(イ)図の一部拡大平面図、(ロ)図は(イ)図の正面図である。
【図4】(イ)(ロ)図は図1の他の実施例の正面図である。
【符号の説明】
【0038】
c 中心線
1 ドラム形鋼管
2,3 上下端板
4 渦巻状羽根
5 軸管
6 円形フランジ
7 切欠部
7’ 屈曲下端部
8 地盤掘削用螺旋錐
9 傾斜溝
10,11 開口部
10’ 右回動先行縁
10” 後行縁
12 発条
13 回動調整板
14 摺動調整板
t 逃し間隙


【特許請求の範囲】
【請求項1】
中心線の回りに回動可能なドラム形鋼管に上下端板を設け、下端板下面に、中央部から左回動方向に向って該下端板の外周面に至り、該下端板の接線方向に向う渦巻状羽根を設け、
上端板の中央部に上記中心線を共有する軸管を左右回動方向に固定して設け、
上記渦巻状羽根の下面に上記下端板とほぼ同一径の円形フランジを設け、該フランジに形成した切欠部の一端を右回動時下向に進む方向に下向に屈曲させてなり、かつ該フランジの下面中央部に地盤掘削用螺旋錐を設けてなる地盤掘削装置において、
上記ドラム形鋼管の外周面に右回動により下向に進む方向の傾斜溝を形成し、該溝を下端板及び上端板に開口してなり、
下端板の上記開口部において右回動先行縁の下部に該開口部の一部を下から上に発条の力に抗して閉鎖し、発条の力によって上から下に開く回動調整板を軸支し、開口部閉鎖状態において上記開口部に逃し間隙を介在させてなることを特徴とする低排土地盤掘削装置。
【請求項2】
上記切欠部の下向屈曲下端部をラジアル方向外側に若干拡径した請求項1記載の低排土地盤掘削装置。
【請求項3】
上記先行縁と対向する後行縁の下面に左右回動方向への摺動調整板を設け、上記摺動調整板が上記中心線を中心とする円弧形であり、かつ該調整板に円弧形長孔を穿設してなり、該長孔を経て上記下端板にボルトで螺着する請求項1又は2記載の低排土地盤掘削装置。
【請求項4】
上記軸管の外周に螺旋羽根を設けてアースオーガーを形成し、該螺旋施羽根の方向が右回動によって下向に進む方向である請求項1〜3のいずれかに記載の低排土地盤掘削装置。
【請求項5】
上記軸管の外周に複数の短杆を突設して土砂攪拌部を形成した請求項1〜3のいずれか記載の低排土地盤掘削装置。
【請求項6】
上記回動調整板の上昇回動ストッパ及び下降回動ストッパを備えた請求項1〜5のいずれかに記載の低排土地盤掘削装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公開番号】特開2006−125161(P2006−125161A)
【公開日】平成18年5月18日(2006.5.18)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2004−318954(P2004−318954)
【出願日】平成16年11月2日(2004.11.2)
【出願人】(500031652)
【Fターム(参考)】