JP2000337072A - 地中掘削装置および地中掘削方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 地中孔に拡径部を確実に形成できる地中掘削
装置および地中掘削方法を提供すること。 【解決手段】 スクリューシャフトのシャフト２にシリ
ンダ１０を装着する。地中孔２０を掘削するときは爪１
３はシリンダケース１１内に没入させておく。また地中
孔２０に拡径部２１を形成するときは、爪１３をシリン
ダケース１１から突出させ、爪１３で拡径部２１を形成
する。爪１３を突没させることにより、拡径部２１を確
実に形成できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンクリート杭な
どの杭の打ち込みや軟弱地盤の改良などのために地中孔
を掘削するための地中掘削装置および地中掘削方法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、建築物の基礎となるコンクリー
ト杭や鋼管、合成樹脂管などの杭を地中に打ち込む場合
には、地中孔が掘削される。また軟弱地盤の改良などを
行う場合も、地中孔を掘削し、地中孔中の土に固化液と
してのモルタルやセメントミルクなどの地盤改良液を混
合させることが行われる。このように、土木・建築工事
に付随して、様々な目的で地中孔が掘削される。

【０００３】従来より、地中孔を掘削するための地中掘
削装置は、シャフトに爪を突設したスクリューシャフト
が用いられている。スクリューシャフトはクレーン車や
杭打ち機などの作業機に直立した姿勢で取り付けられ、
これを回転させながら地中孔を掘削し、また掘削した地
中孔にモルタルなどの地盤改良液を吐出するようになっ
ている。

【０００４】また地中孔に局所的に拡径部（直径の大き
い部分）を形成することが行われる。拡径部で土と混り
合ったモルタルなどの固化液が固化して杭と一体化する
と、杭の支持力が増大するなどの効果が得られる。

【０００５】地中孔に局所的に拡径部を形成する手段と
しては、スクリューシャフトに可変爪を装着することが
知られている。可変爪としては、スクリューシャフトを
正回転させると内方へ回転して閉じ、逆回転させると外
方へ回転して開くようになったものが知られている。し
たがってこのものは、スクリューシャフトを正回転させ
ながら地中孔を掘削し、拡径部を形成するときは、スク
リューシャフトを逆回転させて可変爪を開き、その突出
長を長くするようになっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の地中掘削装置では、スクリューシャフトを逆回転させ
ても、可変爪は必ずしも確実には外方へ回転して開か
ず、したがって拡径部を確実に形成できないという問題
点があった。

【０００７】したがって本発明は、地中孔に拡径部を確
実に形成できる地中掘削装置および地中掘削方法を提供
することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の地中掘削装置
は、シリンダケースに掘削用の爪を突没自在に設けて成
るシリンダをシャフトに装着して地中掘削用のスクリュ
ーシャフトとし、前記シリンダを管路を通して流体圧付
与装置に接続する。

【０００９】また好ましくは、前記爪が前記シリンダケ
ースに没入した状態で、前記シリンダケースを地中孔中
の土を攪拌する攪拌子とする。また好ましくは、前記ス
クリューシャフトの下端部に掘削子が装着されており、
前記爪が前記シリンダケースに没入した状態で、前記掘
削子で掘削された地中孔の周壁面に前記シリンダケース
の先端部が当接するようにした。

【００１０】また本発明の地中掘削方法は、シリンダケ
ースに掘削用の爪を突没自在に設けて成るシリンダをシ
ャフトに装着して地中掘削用のスクリューシャフトと
し、前記シリンダを管路を通して流体圧付与装置に接続
するようにした地中掘削装置を用いた地中掘削方法であ
って、前記スクリューシャフトを下降させて地中孔を掘
削するときは前記爪を前記シリンダケースに没入させ、
また地中孔に拡開部を形成するときは前記爪を前記シリ
ンダケースから突出させる。

【００１１】また好ましくは、前記拡開部を形成すると
きは、前記スクリューシャフトを上下動させて前記拡開
部の深さ方向の幅を大きくする。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１は地中掘削装置の側面図、図
２は地中掘削装置の部分拡大側面図、図３は地中掘削装
置の平断面図、図４は地中掘削方法の説明図である。

【００１３】図１において、１は地中掘削装置の主体と
なるスクリューシャフトであって、シャフト２に固定爪
３とシリンダ１０をシャフト２の長手方向にピッチをお
いて交互に複数個装着して成っている。またシャフト２
の下端部には掘削子４が装着されている。このシリンダ
１０は油圧シリンダであり、可変爪部となるものであ
る。５は流体圧付与装置としての油圧装置であって、各
シリンダ１０と油圧装置５は管路となるパイプ６により
接続されている。シリンダとしては、油圧シリンダやエ
アシリンダがあるが、エアシリンダよりも油圧シリンダ
の方が強い掘削力を得られるので望ましい。なお後述す
るように、シリンダ１０のシリンダケースは、固化爪３
と同様に、掘削子４で掘削された地中孔中の土を攪拌す
る攪拌子となるものであり、したがって固定爪３はなく
てもよい。

【００１４】図２および図３において、シリンダ１０
は、シリンダケース１１とシリンダロッド１２の先端部
に装着された爪１３から成っている。なおシリンダロッ
ドと爪を一体物とし、シリンダロッドを爪としてもよ
い。パイプ６はシャフト２の表面に沿うように配管され
ている。勿論、パイプ６はシャフト２の内部に挿通して
もよい。なお、図１では、パイプ６は省略している。

【００１５】図３において、Ｑ１は固定爪３の先端部の
回転軸跡である。破線で示すように爪１３をシリンダケ
ース１１内に没入させた状態におけるシリンダケース１
１の先端部１１ａの軸跡は、固定爪３の先端部の軸跡Ｑ
１と実質的に同じである。すなわち、シリンダケース１
１の突出長は固定爪３の突出長と実質的に同じであっ
て、その先端部１１ａが掘削子４や固定爪３により掘削
された地中孔の周壁面に当接する長さになっており、こ
れによりシリンダケース１１の先端部１１ａを地中孔の
周壁面に押しつけて周壁面をきれいに仕上げるととも
に、この押しつけにより周壁面を固めてこれが土崩れし
て崩落するのを防止している。

【００１６】図３において、Ｑ２は爪１３をシリンダケ
ース１１から突出させたときの回転軸跡であり、このよ
うに爪１３を突出させることにより、地中孔に局所的に
拡径部を形成する。Ｄは拡径部の拡径長である。この拡
径長Ｄの大きさは一定にしてもよく、あるいは爪１３の
突出長を変えることにより変えるようにしてもよい。

【００１７】この地中掘削装置は上記のような構成によ
り成り、次に図４を参照して地中孔の掘削方法を説明す
る。図４（ａ）〜（ｄ）は作業順に示している。また図
４において、固定爪３は省略しており、またシリンダ１
０は簡略に描いている。また図示しないが、スクリュー
シャフト１は作業機（図外）に直立した姿勢で保持され
ており、作業機の駆動部に駆動されて回転し、また上下
動する。

【００１８】図４（ａ）は、スクリューシャフト１を回
転させて下降させながら地中孔２０を掘削している様子
を示している。このとき、爪１３はシリンダケース１１
の内部に収納されており（図３において、破線で示す爪
１３を参照）、したがって固定爪３とシリンダケース１
１により掘削子４で掘削された地中孔２０中の土を攪拌
する。またシャフト２の下端部などから地中孔２０中に
固化液であるモルタルなどの地盤改良液などを吐出する
場合は、固定爪３とシリンダケース１１により土と地盤
改良液を攪拌混合する。図４（ｂ）は地中孔２０を所定
深さまで掘削した状態を示している。

【００１９】次に図４（ｃ）に示すように爪１３をシリ
ンダケース１１から突出させ（図３において、実線で示
す爪１３を参照）、スクリューシャフト１を回転させれ
ば、地中孔２０に局所的に拡径部２１が形成される。こ
の場合、好ましくは、スクリューシャフト１を若干上下
動させれば（矢印Ａ）、拡径部２１の深さ方向の幅ｄを
大きくすることができる。

【００２０】次に爪１３をシリンダケース１１内に没入
させたうえで、スクリューシャフト１を地中孔２０から
引き出す。次に図４（ｄ）に示すように、地中孔２０中
にコンクリート杭などの杭２２を挿入する。すると地中
孔２０中で土と混ざり合った地盤改良液は杭２２に付着
して固化し、杭２２と一体化する。この場合、上記のよ
うにして深さ方向の幅ｄを大きくすることにより、杭２
２の支持力をより大きくすることができる。なお、軟弱
地盤の改良のときは、杭２２は地中孔２０に挿入しなく
てもよい。

【００２１】本実施の形態では、図１に示す複数個のシ
リンダ１０は、パイプ６から成る同一管路により油圧装
置５に接続されているので、これらのシリンダ１０の爪
１３は同時に一緒に突没するが、これらのシリンダ１０
を別々の管路で接続するなどして互いに独立して別個に
爪１３が突没するようにしてもよく、このようにすれば
拡径部の個数や形成位置などを任意に変更できる。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、地
中孔に拡径部を確実に形成することができる。またシリ
ンダとして油圧シリンダを用いれば、爪は強い力でシリ
ンダケースから突出するので、拡径部をより確実に形成
することができる。また各シリンダを別々の管路で接続
するなどして互いに独立して別個に爪を突没させるよう
にしてもよく、このようにすれば拡径部の個数や形成位
置などを任意に変更できる。また掘削子で掘削された地
中孔の土をシリンダケースで十分に攪拌することがで
き、また地中孔の周壁面にシリンダケースの先端部を当
接させることにより、周壁面の土崩れを防止し、周壁面
をきれいに仕上げることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】地中掘削装置の側面図

【図２】地中掘削装置の部分拡大側面図

【図３】地中掘削装置の平断面図

【図４】地中掘削装置の地中掘削方法の説明図

【符号の説明】

１ スクリューシャフト ２ シャフト ３ 固定爪 ４ 掘削子 ５ 油圧装置 １０ シリンダ １１ シリンダケース １１ａ シリンダケースの先端部 １３ 爪 ２０ 地中孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2D029 CA02 CB01 CD03 CD04 EB00 PA08 PB02

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダケースに掘削用の爪を突没自在
   に設けて成るシリンダをシャフトに装着して地中掘削用
   のスクリューシャフトとし、前記シリンダを管路を通し
   て流体圧付与装置に接続することを特徴とする地中掘削
   装置。
2. 【請求項２】 前記爪が前記シリンダケースに没入した
   状態で、前記シリンダケースを地中孔中の土を攪拌する
   攪拌子とすることを特徴とする請求項１記載の地中掘削
   装置。
3. 【請求項３】 前記スクリューシャフトの下端部に掘削
   子が装着されており、前記爪が前記シリンダケースに没
   入した状態で、前記掘削子で掘削された地中孔の周壁面
   に前記シリンダケースの先端部が当接するようにしたこ
   とを特徴とする請求項１または２記載の地中掘削装置。
4. 【請求項４】 シリンダケースに掘削用の爪を突没自在
   に設けて成るシリンダをシャフトに装着して地中掘削用
   のスクリューシャフトとし、前記シリンダを管路を通し
   て流体圧付与装置に接続するようにした地中掘削装置を
   用いた地中掘削方法であって、前記スクリューシャフト
   を下降させて地中孔を掘削するときは前記爪を前記シリ
   ンダケースに没入させ、また地中孔に拡開部を形成する
   ときは前記爪を前記シリンダケースから突出させること
   を特徴とする地中掘削方法。
5. 【請求項５】 前記拡開部を形成するときは、前記スク
   リューシャフトを上下動させて前記拡開部の深さ方向の
   幅を大きくすることを特徴とする請求項３記載の地中掘
   削方法。