JP2005290941A - 逆転拡大ヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】 油圧のような特別な駆動源を有さず、簡易廉価な装置にて拡大翼を小径から最大径へ、段階的に拡開可能とする。
【解決手段】 逆転拡大ヘッドの拡大翼を上下方向に摺動または揺動自在に支持し、段階的に所望段穿った分割拡開用スリットをガイドプレートに、拡大翼を被嵌してなる構成の装置にあり、また、スクリューロッドの正・逆回転力と拡大ヘッドの上下動と土圧とを利用して、拡大翼を段階的に小径から最大径へ、順次分割拡開させながら地中下端に球根を、及びまたは、中間拡径杭を造成することを特徴とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、既成杭、場所打ち杭等の地中下端に球根を造成する、及びまたは、中間拡径杭を造成するための拡大掘り方法及びそれに使用される拡大ヘッドに関する。

従来、例えば図６に示したように、下端に掘削刃を有するヘッドロッド１’に拡大掘削翼を、該ヘッドロッドに添設する閉縮位置から上記掘削刃の掘削径よりも大径の拡開位置へ揺動拡縮自在に軸支してなる拡大ヘッドを使用し、この拡大ヘッドを例えば、アースオーガの下端に接続して、先ずアースオーガにより地中支持層まで縦孔を掘削し、次いで拡大掘削翼を最大掘削径に拡開して支持層に所要長掘進して円筒状の球根用拡大孔を掘削し、次いでセメントミルクを注入しつつ掘削土砂と混合してソイルセメントを形成し、次に既成杭を上記縦孔に挿入し、杭下端部を上記ソイルセメントに圧入して拡大球根を造成する方法が広く知られている。

この造成に用いられる拡大ヘッドとして、スクリューロッド（図示せず）下端の掘削羽根の外周部に拡大翼を拡縮方向に回転自在に軸支し、そしてスクリューロッドの正回転による掘削時には周囲の土圧により拡大翼を閉縮させるが、拡大掘削のときはスクリューロッドを逆回転させて周囲の土圧により拡大翼を拡開させるものがある（特許文献１参照）。

しかし、上記の従来ヘッドでは、逆転回転時に拡大翼が一気に最大径に拡開するため、回転駆動部に過大な掘削抵抗付加が加わり、特に硬質地盤の拡大掘削において、スクリューロッドが回転不能に至ることがしばしばあった。

これを改善するため、ヘッドロッド内に複動式油圧シリンダを内蔵すると共に該シリンダに油圧を給排すべき２系統の油流路をスクリューロッド内に縦通し、油圧シリンダにより拡大翼を任意角度で徐々に拡開できるものが提案されている（特許文献２参照）。
特開２００３−２３９６６９号公報 特開２００２−３２２８９０号公報

しかるに、上記特許文献２の方法では、装置が高価複雑になるという問題がある。

そこで本発明は、油圧のような特別な駆動源を有さず、簡易廉価な装置にて拡大翼を小径から最大径へ、段階的に拡開可能とすることを課題としてなされたものである。

上記課題を解決するための手段として本発明は、逆転拡大ヘッドの拡大翼を上下方向に摺動または揺動自在に支持し、段階的に所望段穿った分割拡開用スリットをガイドプレートに、拡大翼を被嵌してなる構成の装置にある。

また、スクリューロッドの正・逆回転力と拡大ヘッドの上下動と土圧とを利用して、拡大翼を段階的に小径から最大径へ、順次分割拡開させながら地中下端に球根を、及びまたは、中間拡径杭を造成する方法にある。

本発明によれば、作動手順に配慮は必要であるが、簡易な構造のまま縮径から最大拡大掘削径に一気に作動することがなく、段階的に分割拡開段数に応じて、拡大翼が小径から最大径へ順次拡開されるため、硬質地盤においても掘削抵抗が過大となり、スクリューロッドが回転不能に至ることがない。

また、拡大ヘッド以外は従来の機材でよく、イニシャルコストや整備に特段の配慮をする必要がない。

以下，本発明を図面に示す実施の形態を参照して説明する。

図１は本発明を実施するに用いる逆回転拡大ヘッドの一実施形態を示す正面図（１−１）、と底面図（１−２）であり、図２はその平面図であり、図３は、図１のＳ矢視における拡大翼取付け要部断面図（（３−１）は摺動式、（３−２）及び（３−３）は揺動式）であり、図４は、３段の分割拡開用スリット５，５が穿たれたガイドプレート４に拡大翼の分割拡開支持部６，６が被嵌されている位置状態を示す作動図であり、図４は、図１における作動手順による拡大翼の分割拡開支持部の３段分割拡開スリット内作動図であり、図５は、図１の拡大ヘッドにて球根造成した時の球根造成過程（（イ）〜（ニ））を示す断面図である。

まず、拡大翼の取付け部が摺動式（図３の（３−１））の構成のものについてであるが、この逆転拡大ヘッド３は、アースオーガのスクリューロッド（図示せず）下端に接続されるもので、その下端部には掘削刃７を有するヘッドロッド２の上部外周部に、互いに直径方向の相対する位置に拡大翼支持体としてのブラケット１３，１３を突設し、両ブラケット１３，１３に拡大翼１，１の取付け部が軸８，８にて水平回転及び上下摺動自在に支承してある。

次に、拡大翼の取付け部が摺動式の構成のものについてであるが、揺動式Ｉ（図３の（３−２））の構成のものは、両ブラケット１３，１３に球体摺動支持受１０，１０が設けられており、そこに拡大翼１，１の傾斜角に合わせた円錐逆円錐に穿たれた中空孔を有する球体状拡大翼１，１取付け部９，９が軸８，８にて揺動自在に支承してあり、その他は上記摺動式のものと同じである。

揺動式ＩＩ（図３の（３−３））の構成のものは、両ブラケット１３，１３に球体摺動支持受１２，１２が設けられており、そこに拡大翼１，１の球体状取付け部１１，１１が揺動自在に嵌合してあり、その他は上記摺動式のものと同じである。

そして、摺動式と揺動式の差異なく、上記ブラケット１３，１３の外周には３段のスリット５，５が穿たれたガイドプレート４が装着されており、このスリット５，５に両ブラケット１３，１３に取付け部が支承された拡大翼１，１の分割拡開支持部６，６が被嵌され、拡大翼１，１の先端部がガイドプレート４から突出した状態に構成されている。

次に、上記実施形態の作用を図２から図５を参照して説明する。

まず、所定の杭造成位置にて、アースオーガのスクリューロッド（図示せず）下端に摺動式逆転拡大ヘッド３を接続し、スクリューロッドを正回転させながら設定深さまで地盤の掘削を行（図５の（イ））う。この段階での、スリット５，５内での拡大翼の分割拡開支持部６，６は拡大翼１，１が水平方向からの土圧を受ける状態にあるため、図４の（Ａ）の閉縮位置、即ち拡大翼の分割拡開支持部６，６右端がスリット５，５のａ壁に押付けられた状態にある。尚、拡大翼の分割拡開支持部６，６上面は拡大へッド３貫入により、拡大翼１，１が垂直方向下からの土圧を受けるため、スリット５，５のｎ面に押付けられた状態となる。

次に、一旦回転を止めた後、逆回転させて第１段逆転拡大掘削を行う。このとき、水平方向から逆の土圧を受けることになるので、拡大翼１，１は第１段の拡開、即ち拡大翼の分割拡開支持部６，６左端がスリット５，５のｂ壁に達する。この状態（図４の（Ｂ））にて拡大ヘッド３を所定高さ引上げることにより、第１段の拡大掘削（図５の（ロ））が行われる。尚、拡大翼の分割拡開支持部６，６底面は拡大ヘッド３引上げにより、拡大翼１，１が垂直方向上からの土圧を受けるため、スリット５，５のｇ面に押付けられた状態となる。

第１段の拡大掘削が終わった時点で、回転を止め、拡大ヘッド３を最初に掘削した位置まで押下げる。こうすることにより、拡大翼１，１が垂直方向下からの土圧を受け、スリット５，５のｈ面に押付けられた状態（図４の（Ｃ））に移動することとなる。

こうしておいて、再度逆回転させて第２段逆転拡大掘削を行う。このとき、水平方向から逆の土圧を受けることになるので、拡大翼１，１は第１段の拡開、即ち拡大翼の分割拡開支持部６，６左端がスリット５，５のｄ壁に達する。この状態（図４の（Ｄ））にて拡大ヘッド３を所定高さ引上げることにより、第２段の拡大掘削（図５の（ハ））が行われる。尚、拡大翼の分割拡開支持部６，６底面は拡大ヘッド３引上げにより、拡大翼１，１が垂直方向上からの土圧を受けるため、スリット５，５のｉ面に押付けられた状態となる。

更に、第２段の拡大掘削が終わった時点で、回転を止め、拡大ヘッド３を最初に掘削した位置まで押下げる。こうすることにより、拡大翼１，１が垂直方向下からの土圧を受け、スリット５，５のｊ面に押付けられた状態（図４の（Ｅ））に移動することとなる。

その後、再度逆回転させて第３段逆転拡大掘削を行うと共に薬液通路を経由して拡大へッド３の吐出口からセメントミルク等の薬液を吐出（図示せず）させながら掘削ヘッドを引上げて行く。このとき、水平方向から逆の土圧を受けることになるので、拡大翼１，１は第３段の拡開、即ち拡大翼の分割拡開支持部６，６左端がスリット５，５のｆ壁に達する。この状態（図４の（Ｆ））にて拡大ヘッド３を所定高さ引上げることにより、第３段の拡大掘削（図５の（ニ））が行われる。尚、拡大翼の分割拡開支持部６，６底面は拡大ヘッド３引上げにより、拡大翼１，１が垂直方向上からの土圧を受けるため、スリット５，５のｋ面に押付けられた状態となる。

これらの手順により球根造成が完了した時点で、一旦逆回転を止め、正回転に戻すことにより、拡大翼１，１を閉縮させ、拡大ヘッド３を地上に引上げ回収し、既成杭を球根まで挿入することで、球根付杭をスクリューロッドの正・逆回転力と土圧を利用して拡大翼１，１を段階的に拡開させ造成することができる。

ここでは、摺動式についての説明を行ったが、揺動式の場合、その構造（図３の（３−２）及び（３−３）参照）から明らかなように拡大翼１，１が縮径時及び最大拡開時に水平にならず、傾斜した状態になるが、作動形態は上述の摺動式のものとほぼ同様になる。

尚、球根及び中間拡径杭を造成するためには、上記手順にて球根を造成した後、スクリューロッドを正回転させながら拡大ヘッド３を引上げ、土圧により、拡大翼１，１を閉縮させ、所定位置まで拡大ヘッド３を引上げたところで、上記手順を行うことにより、杭の所定中間部に拡径した杭の造成を行うことができる。

また、本実施例では３段階に作動する例を示したが、２段階以上の場合に適用可能であることはいうまでもない。

本発明における逆転拡大ヘッドの一実施形態を示す正面図（１−１）、底面図（１−２）。 図１における拡大翼部拡開説明用平面図。 図１のＳ矢視における拡大翼取付け要部断面図（（３−１）は摺動式、（３−２）及び（３−３）は揺動式）。 図１における作動手順による拡大翼の分割拡開支持部の３段分割拡開スリット内作動図。 図１の拡大ヘッドにて球根造成した時の球根造成過程（（イ）〜（ニ））断面図。 従来使用されている逆転拡大ヘッドの正面図（６−１）及び側面図（６−２）。

符号の説明

１，１’ 拡大翼
２，２’ ヘッドロッド
３，３’ 拡大ヘッド
４ ガイドプレート
５ スリット
６ 拡大翼の分割拡開支持部
７，７’ 掘削刃
８ 軸
９ 取付け部
１０ 球体摺動支持受
１１ 取付け部
１２ 球体摺動支持受
１３ ブラケット
ａ〜ｎ スリット端面

Claims (2)

1. 下端に掘削刃を有する拡大ヘッドロッドの上部外周部に設けられた拡大翼を、正回転掘削時には周囲の土圧により拡大翼を閉縮させ、逆回転時には周囲の土圧により拡大翼を拡開させる逆転拡大ヘッドにおいて、該逆転拡大ヘッドの拡大翼を上下方向に摺動または揺動自在に支持し、段階的に所望段穿った分割拡開用スリットをガイドプレートに、拡大翼を被嵌することを特徴とする逆転拡大へッド。
2. 下端に掘削刃を有する拡大ヘッドロッドの上部外周部に設けられた拡大翼を、正回転掘削時には周囲の土圧により拡大翼を閉縮させ、逆回転時には周囲の土圧により拡大翼を拡開させる逆転拡大ヘッドを用いての杭造成方法において、スクリューロッドの正・逆回転力と拡大ヘッドの上下動と土圧とを利用して、拡大翼を段階的に小径から最大径へ、順次分割拡開させながら杭造成を行うことを特徴とする球根、または及び中間拡径杭の造成方法。

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