JPH03183893A - ソイルセメント杭施工用の掘削機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、フィルセメント杭を施工する為の掘削機に
関するものである。

〔従来の技術〕

この種の掘削機としては、掘削軸を、外軸とこれに同軸
上に挿通された内軸とから構成したものがあり、このも
のでは、外軸の下端から突出した内軸の外周面に、下縁
にビットを備えた螺旋羽根を巻着すると共に、外軸の外
周面に撹拌棒を突設している、そして、上記掘削軸は、
リーグに上下動可能に取り付けられた軸回転駆動装置に
より、前記外軸の回転方向と内輪のそれとを反対方向に
回転駆動するようにしている。

このものでは、上記外軸と内軸との相対回転により、ビ
ットによる掘削方向と撹拌棒による撹拌方向とが逆にな
ることから、土砂とセメントミルクの混合物、即ち、フ
ィルセメントは上方への移送途中において、その回転流
の方向が変化することとなり、その結果、掘削軸を一本
の軸に撹拌棒を設けて構成したものと比較して、撹拌能
力は向上したものとなる。

ところが、実際に、上記掘削機を使用してフィルセメン
ト杭を施工し、この杭の土砂とセメントミルクの混合度
合を調査してみると、その度合は十分なものとなってい
ない。

これは、土砂とセメントミルクの撹拌が、撹拌棒による
水平剪断によるもののみとなっているからである。

尚、土砂とセメントとの混合については、シャベルでコ
ネ返す態様で行われるのが、最も効率的であるといえる
。

〔発明が解決しようとする課題〕

そこで、この発明では、土砂とセメントミルクとの混合
度合が十分なフィルセメントが確保できるフィルセメン
ト杭施工用の掘削機を提供することを課題とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明では、上記課題を解決する為に、掘削軸（１）
を、外軸（１ａ）とこれと同軸上に挿通された内軸（１
ｂ）とから構成すると共に、前記外軸（１ａ）の回転方
向と内軸（１ｂ）のそれが反対方向となるようにそれぞ
れを回転駆動する回転駆動装置（４）を具備させ、前記
内軸（１ｂ）の下端部を外軸（１ａ）の下端から突出さ
せると共に、前記内軸（１ｂ）の突出部の外周に、下縁
に多数のビット（３０）を具備した螺旋羽Ｉ（３）を、
外軸（１ａ）の外周に撹拌移送羽根（２）を、それぞれ
巻着し、前記撹拌移送羽根（２）が、外軸（１ａ）の外
周面に固着された螺旋状部（２ａ）と、この螺旋状部（
２ａ）と外軸（１ａ）の軸方向に一定間隔をおいて上方
に配設され、且つ、外軸（１ａ）の外周面に固着された
螺旋状部（２ｂ）とからなるものとし、前記螺旋状部（
２ａ）の上端と螺旋状部（２ｂ）の下端とのうち少なく
とも一方を折返して折返部（２ｃ）を形成すると共に、
これら端部相互を、前記折返部（２ｃ）及びその近傍の
内面と前記外軸（１ａ）の外周面との間に空隙（Ｋ）を
形成する態様で繋ぎ、前記螺旋状部（２ａ）（２ｂ）の
捩じれ方向を上記螺旋羽根（３）のそれと反対方向に設
定している〔作用］ この発明は次のような作用を有する。

この掘削機では、軸回転駆動装置（４）を駆動状態にす
ると、外軸（１ａ）が回転状態になると共に内軸（１ｂ
）がこれの反対方向に回転状態となる。

上記状態で削孔作業を開始すると、ビット（３０）によ
り地盤は掘起こされ、掘起こされた土砂とセメントミル
クの混合物（以下、ビット（３０）近傍で混合された土
砂とセメントミルクの混合物を、１次フィルセメントと
いう）は、内軸（１ｂ）に巻着された螺旋羽根（３）の
板面によって、螺旋羽根（３）の下端から上端まで押圧
移送され、更に、これよりも上方の外軸（１ａ）に巻着
された撹拌移送羽根（２）の下端、即ち、螺旋状部（２
ａ）の下端に移送される。この螺旋羽根（３）から螺旋
状部（２ａ）に、１次フィルセメントが移動する際には
、１次フィルセメントの回転流は逆方向に変化し、この
とき、前記１次フィルセメントは更に撹拌混合される（
この状態の土砂とセメントミルクの混合物を、以下、２
次フィルセメントという）。

そして、この発明のものでは、螺旋状部（２ａ）の下端
から上端まで移送されてきた２次フィルセメントは、折
返部（２ｃ）の下端上面→空隙（Ｋ）→螺旋状部（２ａ
）の下部側の経路で移動する。即ち、上記２次フィルセ
メントは、上記経路で循環することとなる。

削孔作業が進み、上記螺旋状部（２ａ）の下端部への２
次フィルセメントの移送量が増加し、螺旋状部（２ａ）
と螺旋状部（２ｂ）との間に位置する２次混合物の充填
率が増加していくと、それに伴って、２次フィルセント
は、螺旋状部（２ａ）の下端→折返部（２ｃ）の下端上
面峠空隙（Ｋ）→螺旋状部（２ａ）の下部側の経路で移
動するものと、螺旋状部（２ａ）の上端峠折返部（２ｃ
）を構成する土壁上面→螺旋状部（２ｂ）の下端上面→
螺旋状部（２ｂ）の上端の経路で移動するものとに、折
返部（２ｃ）の土壁を介して、分離移動する。即ち、２
次フィルセメントは、折返部（２ｃ）を構成する土壁の
下面によってコネ返される態様で撹拌され、最終フィル
セメントとなって上方に移送される。

（実施例］ 以下、この発明の構成を実施例として示した図面に従っ
て説明する。

この実施例のソイルセメント杭施工用の掘削機は、第１
図に示すように、パイルドライバー（Ｐ）の前部に立設
したリーダ（Ｒ）に軸回転駆動装置（４）を上下動可能
に取付け、この軸回転駆動装置（４）に掘削軸となる回
転軸（１）を取付けてｔｉ戒したものである。そして、
前記回転軸（１）を、外軸（１ａ）とこれと同軸上に挿
通された内軸（１ｂ）とから構威し、外軸（１ａ）の回
転方向と内輪（１ｂ）の回転方向が反対となるように、
従来のものと同様のギヤーボックス（４０）を介して、
上記軸回転駆動装置（４）により回転駆動している。

尚、回転軸（１）は、同図に示すように、リーダ（Ｒ）
の中央部に固定配設した中間振止め装置（Ｒ１）によっ
てその中央部分が、リーダ（Ｒ）の下部に固定配設した
下部振止め装Ｗ　（Ｒ２）によってその下部が、それぞ
れ回動自在に支持してあり、これにより、回転軸（１）
は前記リーダ（Ｒ）と平行となるようにしである。

上記した回転軸（１）について、更に詳述すると、第２
図及び第３図に示すように、内軸（ｌｂ）の下端部を外
軸（１ａ）の下端から突出させると共に、この内輪（１
ｂ）の突出部分の直径を外軸（Ｉａ）のそれと同径に設
定（以下、この部分を拡大径部（１０）という）し、前
記外軸（１ａ）の下端部と拡大径部（１０）の上端部と
の間にシール（Ｓ）を介装することにより、前記外軸（
１ａ）の下端部にこれと内軸（１ｂ）との間へのフィル
セメントの侵入を防止している。そして、上記内軸（１
ｂ）の拡大径部（１０）の外周面に、多数のピッ１−（
３０）を具備した螺旋羽根（３）（３）を一対巻着する
と共に、外軸（１ａ）の外周下部域に撹拌移送羽根（２
）を巻着している上記撹拌移送羽根（２）は、第２図及
び第３図に示すように、外軸（１ａ）の外周面に固着さ
れた螺旋状部（２ａ）と、この螺旋状部（２ａ）と外軸
（１ａ）の軸方向に一定間隔をおいて上方に配設され、
且つ、外軸（１ａ）の外周面に固着された螺旋状部（２
ｂ）とからなり、前記螺旋状部（２ａ）の上端と螺旋状
部（２ｂ）の下端とのうち少なくとも一方を折返して折
返部（２ｃ）を形成すると共に、これら端部相互を、前
記折返部（２ｃ）及びその近傍の内面と上記外軸（１ａ
）との間に空隙（Ｋ）を形成する態様で繋いで構成して
いる。そして、前記螺旋状部（２ａ）（２ｂ）の捩じれ
方向を上記した螺旋羽根（３）のそれと反対方向に設定
し、他方、前記折返部（２ｃ）における外方突出端の回
転軌跡を、上記螺旋状部（２ａ）（２ｂ）における外周
縁の回転軌跡と略−致させている。したがって、削孔作
業に伴って、次々に土砂とセメントミルクの混合物であ
るフィルセメントは、ビット（３０）→螺旋羽根（３）
峠撹拌移送羽根（２）の経路で上方へ移送され、この移
送途中において、折返部（１ｃ）の外方突出部の外側か
ら溢れ落ちるようなことはないものとなる。

尚、この実施例のものでは、上記内軸（１ｂ）における
拡大径部（１０）の下端に、第３図に示すような噴出口
（５０）が設けてあり、この噴出口（５０）からセメン
トミルクが噴出されるようにしである。特に、このもの
では、同図に示すように、セメントミルクの噴出口（５
０）の上流側に空室（５１）を設けると共に、この空室
（５１）内に上下動自在にボール（５２）を収容してお
り、圧力差により、前記噴出口（５０）から空室（５１
）内にフィルセメントが逆流したときには、前記ボール
（５２）が上昇して、ノズル（５）における空室（５１
）との連道口を「閉ｊ状態にし、これにより、ノズル（
５）の目詰まりが防止されるようにしである。

」二記掘削機を使用して削孔した場合、第４図（ａ）〜
（ｄ）に示す外軸（１ａ）のＡ矢印方向の回転及び内軸
（１ｂ）のＢ矢印方向の回転に伴い、ビット（３０）に
よって掘削された土砂と、ノズル（５）によって圧送注
入されたセメントミルクはビット（３０）により撹拌さ
れて１次フィルセメントとなり、この１次フィルセメン
トは螺旋羽根（３）（３）によって、同図（ａ）の実線
及び破線に示すように、外軸（１ａ）に対して相対移動
する。そして、この１次フィルセメントは、内軸（１ｂ
）の拡大径部（１０）から上方に位置する外軸（１ａ）
に移動するときに、その回転流が逆方向に変化し、この
回転流の変化により撹拌されて２次フィルセメントとな
る。

その後、上記２次フィルセメントは、同図（ａ）の実線
及び破線に示すように、折返部（２ｃ）を構成する土壁
によりコネ返されながら循環することとなる。そして、
２次フィルセメントの充填率の増加に伴い、２次フィル
セメントは、同図の実線及び破線、並びに、二点鎖線に
示すように、二つの経路を移動することとなる。即ち、
この撹拌移送羽根（２）が巻回された外軸（１ａ）部分
において、２次フィルセメントは、更に撹拌混合されて
最終フィルセメントとなり、同時に上方に移送されるこ
ととなる。

尚、上記実施例のものでは、折返部（２ｃ）を、第２図
に示すように、断面Ｕ字状としたが、これに限定するこ
となく、断面Ｖ字状或いはその他の形状としてもよい。

他方、上記実施例のものに、先に出願した特願平１−２
６９５１４号のものを付加すると更に撹拌能力が向上し
たものとなる。

〔発明の効果〕

この発明は、上述のような構成を有するものであるから
、次の効果を有する。

ピッＩ−（３０）付近で撹拌された１次フィルセメント
は、内軸（１ｂ）から外軸（１ａ）に移動するときの回
転流の変化により撹拌混合されて２次フィルセメントと
なり、又、この２次フィルセメントは、螺旋状部（２ａ
）の下端→折返部の下端上面富空隙（Ｋ）［相］螺旋状
部（２ａ）の下部側の経路で循環して、折返部（２ｃ）
の土壁の下面によってコネ返される態様で撹拌されて最
終フィルセメントとなるから、この掘削機により施工さ
れたセメントソイル杭の土砂とセメントミルクとの混合
度合は十分なものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のフィルセメント抗施工の掘削機の全
体説明図。第２図は前記掘削機の掘削軸及びこれを回転
駆動する軸回転駆動装置の説明図、第３図は前記掘削機
の掘削軸の説明図。第４図（ａ）〜（ｄ）は回転軸の説
明図であり、且つ、フィルセメントの移動経路及び回転
軸である外軸と内軸の回転に伴う撹拌移送羽根及び螺旋
羽根の状態を示す図。 （１）・・・掘削軸 （１ｂ）・・・内軸 （２ａ）・・・螺旋状部 （２ｃ）・・・折返部 （３）・・・螺旋羽根 （１ａ）・・・外軸 （２）・・・撹拌移送羽根 （２ｂ）・・・螺旋状部 （Ｋ）・・・空隙

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、掘削軸（１）を、外軸（１ａ）とこれと同軸上に挿
   通された内軸（１ｂ）とから構成すると共に、前記外軸
   （１ａ）の回転方向と内軸（１ｂ）のそれが反対方向と
   なるようにそれぞれを回転駆動する回転駆動装置（４）
   を具備させ、前記内軸（１ｂ）の下端部を外軸（１ａ）
   の下端から突出させると共に、前記内軸（１ｂ）の突出
   部の外周に、下縁に多数のビット（３０）を具備した螺
   旋羽根（３）を、外軸（１ａ）の外周に撹拌移送羽根（
   ２）を、それぞれ巻着し、前記撹拌移送羽根（２）が、
   外軸（１ａ）の外周面に固着された螺旋状部（２ａ）と
   、この螺旋状部（２ａ）と外軸（１ａ）の軸方向に一定
   間隔をおいて上方に配設され、且つ、外軸（１ａ）の外
   周面に固着された螺旋状部（２ｂ）とからなるものとし
   、前記螺旋状部（２ａ）の上端と螺旋状部（２ｂ）の下
   端とのうち少なくとも一方を折返して折返部（２ｃ）を
   形成すると共に、これら端部相互を、前記折返部（２ｃ
   ）及びその近傍の内面と前記外軸（１ａ）の外周面との
   間に空隙（Ｋ）を形成する態様で繋ぎ、前記螺旋状部（
   ２ａ）（２ｂ）の捩じれ方向を上記螺旋羽根（３）のそ
   れと反対方向に設定したことを特徴とするソイルセメン
   ト杭施工用の掘削機。