JPH03212506A - ソイルセメント合成杭施工用オーガー及びソイルセメント合成杭施工法 - 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、建設関係の基礎工事に適用されるソイルセ
メント合成杭の造成に使用するオーガーに関するもので
ある。

〔従来の技術〕

ソイルセメント合成杭の造成方法の一例として、特開昭
６４−４８９２６号公報により開示された方法が知られ
ている。この方法は、鋼管、コンクリート管等の中空管
内に貫通させたオーガーロッドの先端部に、拡開した状
態が中空管の外径より大きな外径であるオーガー刃を設
はセメントミルク等の注入材を地中に注入しながら、そ
のオーガー刃の回転により土と強制攪拌することにより
、中空管の外径より大きな外径のソイルセメント柱を造
成しつつ、同時に中空管をその中空管の自重あるいは圧
入力によりソイルセメント柱に埋め込み、ソイルセメン
ト合成杭造成後は、オーガー刃を縮退させ、オーガーヘ
ッドを中空管内を通して引き上げて工事を終了するソイ
ルセメント合成杭造成法である。

従来、このようなソイルセメント合成杭造成法に使用す
るオーガーとしては、固定刃と可動刃とを有し、可動刃
については、オーガーロッドの回転力および地盤の抵抗
力を利用して拡開縮退させる構造のオーガー（−例とし
て特開昭５５−２３２４７号公報参照）、オーガーロッ
ドの軸力および地盤の抵抗力を利用して拡開縮退させる
構造のオーガー（−例として特開昭５７１２７０１６号
公報参照）、オーガーに、軸力。

回転力あるいは地盤の抵抗力の代りに、地上からの指示
による機械力あるいは油圧力を与えて、可動刃を拡開縮
退させるように構成したオーガー等が知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

然るに、地盤の抵抗力を利用して可動刃を拡開縮退させ
るオーガーにおいては、可動刃取付部の目詰まり、地中
の障害物等により、地盤の抵抗力を十分に利用できない
場合、地上において可動刃が計画どおり拡開しているか
否かを確認できないという問題があった。

またソイルセメント合成杭の施工においては、掘削能力
、推進能力の向上のため、オーガーヘッド先端にスクリ
ューヘッドを取付け、地中の深部の支持層では、支持力
に見合う高強度ソイルセメントを造成するために、練り
返しを行なう、前記スクリューヘッドは螺旋状になって
おり、スクリューヘッドにより支持層の地盤を乱さない
ようにするため、オーガーヘッドを引き上げながら練り
返しをする時には、オーガーロッドによりオーガーヘッ
ドおよびスクリューヘッドを逆転させる。

このような場合、オーガーロッドの回転力および地盤の
抵抗力を利用して可動刃を拡開させる構造のオーガーヘ
ッドを使用したときは、オーガーロフトによりオーガー
ヘッドを逆転させると、可動刃が縮退するため、土と注
入材との攪拌が不十分となり、そのため高強度のソイル
セメントを造成できないばかりでなく、ソイルセメント
の品質のばらつきが増大するという問題があった。

またオーガーロッドの軸力および地盤の抵抗力を利用し
て可動刃を拡開させる構造のオーガーヘッドを使用した
ときも、オーガーヘッドを引き上げた際に、可動刃が縮
退するため、同様な問題があった。

一方、地上からの指示による機械力あるいは油圧力を利
用して可動刃を拡開させる構造のオーガーを使用した場
合は、理論上、正確な拡開縮退が得られるが、セメント
ミルク等の注入材はオーガーロフトの内空間を利用して
オーガーヘッドの先端部に供給されるため、地上からの
指示による機械力あるいは油圧力を伝達する装置をオー
ガーロッド内に組み込むと、オーガーロッドが大径化す
ると共に、その構造が複雑化し、そのためオーガーロッ
ドが高価になると共に、その゛重量が増大して施工性が
悪くなり、粗雑な扱いをすると故障し易いという問題が
あるばかりでなく、例えば２０Ｍを越えるような長尺の
中空管を使用する場合は、オーガーロフトの継ぎ足しが
必要となるため、接続部の機構が複雑になるばかりでな
く、セメントミルク等の注入材の侵入により、オーガー
ロッドの接続部において故障を生じる恐れがあった。

この発明は、前述の問題を解決し、中空管よりも大きい
一定の外径を持った高品質のソイルセメント柱を容易に
施工できるソイルセメント合成杭施工用オーガーを提供
することを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を達成するために、この発明のソイルセメント
合成杭施工用オーガーにおいては、中空管７内のオーガ
ーロッド１２の下部に連結されたオーガー支軸１に可動
刃支持部材２が固定され、その可動刃支持部材２にオー
ガー可動刃３の基端部が枢軸４により枢着され、オーガ
ー可動刃３の先端側が中空管７の外面を越えて突出して
いるオーガー可動刃拡開状態で、掘削攪拌終了後に切断
されるオーガー可動刃固定用シャーピング６が、オーガ
ー可動刃支持部材２とオーガー可動刃３とにわたって挿
通されている。

また攪拌状態を良くするために、オーガー支軸１に、可
動刃支持部材２の上下方向に隣り合う位置において支持
部材２Ａを回動自在に取付け、その支持部材２Ａに攪拌
補助翼３Ａの基端部を枢軸４により枢着し、攪拌補助翼
３Ａの先端がオーガー可動刃３の先端を越えて横方向に
突出している状態で、掘削攪拌終了後に切断される攪拌
補助翼固定用シャーピン６Ａを、支持部材２Ａと攪拌補
助翼３Ａの基端部とにわたって挿通ずる。

また硬質の中間層があってもこれを容易に掘削してセメ
ントと攪拌すると共に、硬質の支持層をも容易に掘削し
てセメントと攪拌できるようにするために、オーガー支
軸１の先端部にスクリューヘッド９を固定する。

さらにまた、縮退されたオーガー可動刃をスクリューヘ
ッドに収容できるようにするために、スクリューヘッド
ＩＯに割り込み空間１７を設ける。

〔作　用〕

掘削攪拌中は、オーガー可動刃３が拡開状態で可動刃支
持部材２に対しシャーピン６により固定され、かつ掘削
攪拌終了後は、シャーピン６を切断することにより、オ
ーガー可動刃３を縮退させ、中空管７を通ってオーガー
ヘッドを地上で回収できるので、中空管７の外径より大
きく且つ一定の外径のソイルセメント柱１３を確実に造
成できるばかりでなく、中空管７をソイルセメント柱を
造成しながら精度よくソイルセメント柱内に埋設するこ
とができる。

またオーガー支軸ｌに、可動刃支持部材２の上下方向に
隣り合う位置において支持部材２Ａを回動自在に取付け
、その支持部材２Ａに攪拌補助翼３Ａの基端部を枢軸４
により枢着し、攪拌補助翼３Ａの先端がオーガー可動刃
３の先端を越えて横方向に突出している状態で、掘削攪
拌終了後に切断される攪拌補助翼固定用シャーピン６Ａ
を、支持部材２Ａと攪拌補助翼３Ａの基端部とにわたっ
て挿通した場合は、掘削攪拌の際に、攪拌補助翼３Ａの
先端側が地盤に係合して、その攪拌補助翼３Ａの回転が
防止され、かつその攪拌補助翼３Ａによってオーガー可
動刃３とソイルセメントとの共回わりが防止されるので
、ソイルセメントの攪拌混合状態が良くなる。

またオーガー支軸１の先端部にスクリューヘッド９を取
付けることにより、硬い中間層があっても掘削攪拌して
ソイルセメント柱１３を貫通施工できると共に、支持層
を掘削攪拌してその支持層に根入れしたソイルセメント
合成支持杭を確実に築造できる。さらに支持層において
は、オーガーヘッドにおける拡開されたオーガー可動刃
の外径を変えることなく、オーガーへ７ドを逆転させて
ソイルセメントの練り返しを行なうことができるので、
オーガーヘッドの引上げ時にスクリューヘッドにより支
持地盤を乱すことがない。

さらにまた、スクリューヘッドにオーガー可動刃３を収
納できる割り込み空間１７を設けることにより、大きな
スクリューへラドをオーガー支軸１の先端部に取付けて
も、オーガー可動刃３を縮退させることができる。

〔実施例〕

次にこの発明を図示の例によって詳細に説明する。

第１図ないし第３図は第１発明の実施例を示すものであ
って、垂直なオーガー支軸１に、複数の可動刃支持部材
２の中間部が、上下方向に間隔をおいて嵌合され、各可
動刃支持部材２はオーガー支軸１に対しボルトまたは溶
接により固定され、かつ前記オーガー支軸１の上部は、
垂直な中空管７の中心部に配置されたオーガーロッド１
２の下端部に固定され、さらに可動刃支持部材２の両端
部に、オーガー可動刃３の基端部が水平なボルトからな
る枢軸４により枢着され、その枢軸４の先端部に抜は止
め用ナツト５が螺合されている。

各オーガー可動刃３が拡開された状態すなわち水平に配
置された状態で、オーガー可動刃３の基端部と可動刃支
持部材２の端部とにわたってシャーピン６が挿通され、
そのシャーピン６によりオーガー可動刃３が拡開状態に
保持され、かつ拡開状態では、オーガー可動刃３が中空
管７の外面よりも外側に突出し、前記オーガー支軸１に
取付けられた可動刃支持部材２と、その可動刃支持部材
２に取付けられたオーガー可動刃３とによりオーガーヘ
ッド１６が構成されている。

前記シャーピン６の先端部に抜は止め用割りピン２４が
挿通され、かつそのシャーピン６における被せん断位置
に、Ｖ形断面のせん所用環状溝２３が設けられている。

前記各可動刃支持部材２の外径は中空管７の内径よりも
小さく設定され、前述のように各オーガー可動刃３が拡
開された状態で、掘削攪拌が行なわれる。また掘削攪拌
終了後は、オーガーロッド１２によりオーガーヘッド１
６を引き上げて、オーガー可動刃３を中空管７の下端部
に係合させ、次いでオーガーロッド１２によりオーガー
支軸１を介して可動刃支持部材２を強力に引き上げるこ
とにより、シャーピン６を切断し、枢軸４を中心として
、オーガー可動刃３を第１図に鎖線で示す縮退位置に回
動させ、オーガーヘッド１６の外径を中空管７の内径よ
りも小さ（する。

複数段のオーガー可動刃３を設ける場合は、縮退した状
態のオーガー可動刃３が相互に重なり合って、縮退に支
障を来たすことがないように、上下のオーガー可動刃３
の拡開縮退の回転面を、オーガー支軸ｌの周囲方向に偏
位させてもよい。

また第１図ないし第３図に示すように、オーガー可動刃
３を、オーガー可動刃回転方向に直角な面内で拡開縮退
するように、水平な枢軸４により可動刃支持部材２に枢
着してもよく、第４図に示すように、オーガー可動刃３
をオーガー可動刃回転方向と同一面上で拡開縮退するよ
うに、垂直な枢軸４により可動刃支持部材２に枢着して
もよい。

第４図の場合は、オーガー可動刃３を縮退方向に回動さ
せるように働くばねを、オーガー可動刃３に係合させて
おくのが好ましい。

またセメントからなる注入材を地上から地中に供給する
ために、オーガー支軸ｌおよびオーガーロッド１２を中
空にし、かつオーガー支軸１の先端部（下端部）に注入
材の吐出口８を設ける。

第５図は攪拌混合状態が良（なるように構成した第２発
明の例を示すものであって、オーガー支軸１に、可動刃
支持部材２の上下方向に隣り合う位置において支持部材
２Ａが回動自在に取付けられ、その支持部材２Ａに攪拌
補助翼３Ａの基端部が枢軸４により風着され、攪拌補助
翼３Ａの先端がオーガー可動刃３の先端を越えて横方向
に突出している状態で、掘削攪拌終了後に切断される攪
拌補助翼固定用シャーピン６Ａが、支持部材２Ａと攪拌
補助翼３Ａの基端部とにわたって挿通されている。

第６図は第３発明の実施例を示すものであって、掘削能
力を向上させるために、オーガー支軸１の先端部（下端
部）に一対のスクリューへラド９が支軸周囲方向に間隔
をおいて配置されてボルトまたは溶接により固定され、
一対のスクリューヘッド９の外径は中空管７の外径より
も小さ（なっているが、その他の構成は第１発明の実施
例の場合と同様である。

第７図は第４発明の実施例を示すものであって、掘削能
力を向上させるために、中空管７の内径よりも小さくか
つ前記一対のスクリューヘッド９の外径よりも大きい外
径を有する一対のスクリューヘッド１０が、オーガー支
軸１の先端部にボルトまたは溶接により固定され、さら
に一対のスクリューヘッド１０の間に、最下段のオーガ
ー可動刃３を下向きに縮退したとき、そのオーガー可動
刃３を収容できる割り込み空間１７が設けられている。

なおこの発明を実施する場合、シャーピン６としてはせ
ん所用環状溝を有するボルトを使用し、そのボルトに抜
は止め用ナツトを螺合してもよい。

次にこの発明のソイルセメント合成杭施工用オーガーを
使用して、ソイルセメント合成杭を施工する場合の施工
例を、第８図ないし第１３図によって説明する。

なおオーガーロッド１２に回転力を与え、かつ中空管７
を支持して下降させる装置は公知であるので、その詳細
な図示を省略する。

まず第８図に示すように、地盤１１上の所定の位置に、
内部にオーガーロッド１２を挿通させた中空管７を垂直
状態で配置し、次に第９図に示すように、オーガーロッ
ド１２の上端部をオーガー駆動装置１４の駆動軸に連結
すると共に、中空管７の上端部を中空管クランプ装置１
５に連結し、かつシャーピン６を使用したオーガー可動
刃３を拡開位置に保持したオーガーヘッド１６における
オーガー支軸ｌの上端部をオーガーロッド１２の下端部
に連結し、さらにオーガー駆動装置１４から中空管７に
軸力を伝達すると共に、オーガーヘッド１６と中空管７
の下端部との距離を一定に保持するために、オーガー駆
動装置１４と中空管クランプ装置１５との間に、伸縮装
置を備えている連結装置１８を介在させて結合する。

次に第１Ｏ図に示すように、オーガー支軸１の先端の吐
出口８からセメントミルク等の硬化性注入材を地中に注
入しながら、オーガー駆動装置１４によりオーガーロフ
ト１２を介してオーガーヘッド１６を正回転して、地盤
１１の土と前記硬化性注入材とを強制攪拌し、かつ中空
管７．オーガーロフト１２およびオーガーヘッド１６を
下降していくことにより、中空管７の外径よりも大きな
外径のソイルセメント柱１３を造成して行き、かつ中空
管７を造成されたソイルセメント柱１３の中に埋設して
いく。

中空管７の埋設にあたっては、中空管の自重あるいは圧
入力を利用してもよい、また中空管７を下降するとき、
ソイルセメントの抵抗を軽減するために、中空管７を回
転させてもよい。

地中の深部の支持層１９においてソイルセメント柱を造
成する場合、高強度のソイルセメント柱を造成するため
、支持層１９の僅か上方の位置から高濃度の注入材を地
中に注入する。またソイルセメント柱１３の混合状態を
均一化するために、オーガーロッド１２によりオーガー
ヘッド１６を回転させながら上下移動させて、練り返し
を行なってもよい。

練り返しを行なう場合は、中空管７と共にオーガーヘッ
ド１６を上下移動させてもよ（、あるいは中空管７を一
時的に固定した状態で、連結装置１８の伸縮装置により
オーガーロッド１２およびオーガーヘッド１６を上下移
動させる。またスクリューヘッド９あるいはスクリュー
ヘッドｌＯが練り返し時に支持地盤を乱さないようにす
るために、オーガーロッド１２およびオーガーヘッド１
６を引上げる際に、そのオーガーロッド１２によりオー
ガーヘッド１６を逆回転させる。

中空管７が所定の深さまで到達したとき、第１１図に示
すように、油圧チャック付きホルダー等のような中空管
ホルダー２０により、中空管７を一時的に把持して固定
し、次いでオーガーロフト１２を引上げていく。このよ
うにすると、まず拡開しているオーガー可動刃３が中空
管７の下端部に突き当たったのち、オーガーロッド１２
の引上刃によりシャーピン６が切断され、オーガー可動
刃３が縮退される。オーガー可動刃３が複数段設けられ
ている場合は、前記の工程が反復して行なわれて、全数
のオーガー可動刃３が縮退される。

次に第１２図に示すように、オーガーロッド１２および
オーガーヘッド１６を、中空管７内を通って引上げて撤
去する。第１３図は造成されたソイルセメント合成杭２
１を示している。

第４図のように、オーガー可動刃３を、オーガー可動刃
回転方向と同一面上で拡開縮退するように、可動刃支持
部材２に枢着した場合は、第１４図に示すように、中空
管７の下端部に予めシャーピン切断用突起２２を固定し
ておき、中空管７が所定の深さに到達したとき、オーガ
ーロフト１２によりオーガーヘッド１６を若干引上げて
回動することにより、オーガー可動刃３を前記突起２２
に衝突させてシャーピン６を切断し、オーガー可動刃３
を縮退させる。

ソイルセメント合成杭を施工する場合、中空管７とソイ
ルセメント柱１３との合成効果を高めるために、外面に
突起を固定した中空管７を使用してもよい、またオーガ
ーロフト１２を中空管７内の中央部に保持するために、
オーガーロッド１２に複数のスペーサを上下方向に間隔
をおいて取付けてもよい。

〔発明の効果〕

この発明によれば、掘削攪拌中は、拡開されたオーガー
可動刃３をシャーピン６により可動刃支持部材２に固定
し、掘削攪拌終了後は、シャーピン６を切断することに
より、オーガー可動刃３を縮退させて、オーガーヘッド
１６を、中空管７内を通って撤去することができるので
、下記の効果が得られる。

（１）　　中空管７の外径より大きい一定の外径を有す
るソイルセメント柱１３を確実に造成することができる
。

（２）　　ソイルセメント柱１３の品質にバラツキが少
なく、特に支持ｌ１１９においては、その支持層１９を
乱すことなく、バラツキの少ない高品質高強度のソイル
セメント柱１３を造成することができる。

（３）　　ソイルセメント柱１３を造成しながら、同時
に中空管７を埋設していくことができるので、中空管７
をソイルセメント柱１３中に精度よく埋設できる。その
ため支持力の大きいソイルセメント合成杭を造成するこ
とができる。

（４）　　長尺のソイルセメント合成杭を施工する場合
、オーガーロフト１２の継ぎ足し連結部は、中空ロッド
を連結するだけでよいので、連結部の構造が単純であり
、かつ施工トラプルが少ない。

（５）　　信幀性の高い高支持力のソイルセメント合成
杭を、無騒音、無振動で、確実にかつ簡単に施工できる
。

またオーガー支軸１の先端部にスクリューヘッド９を取
付けることにより、硬い中間層があっても、容易に掘削
攪拌してソイルセメント柱１３を貫通施工できると共に
、支持層１９をも掘削攪拌して、その支持１１１９に根
入れしたソイルセメント合成杭２１を確実に築造するこ
とができ、かつ支持１ｉ１９においては、オーガーヘッ
ド１６における拡開されたオーガー可動刃３の外径を変
えることなく、オーガーヘッド１６を逆転させて、ソイ
ルセメントの練す返しを行なうことができるので、オー
ガーヘッド１６の引上げ時にオーガーヘッド１６により
支持地盤を乱すことがない。

さらにまた、スクリューへラド１０にオーガー可動刃３
を収納できる割り込み空間１７を設けることにより、大
きなスクリューヘッド１０をオーガー支軸ｌの先端部に
取付けても、オーガー可動刃３を縮退させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は第１発明の実施例を示すものであ
って、第１図はソイルセメント合成杭施工用オーガーの
側面図、第２図はそのオーガーにおけるオーガー可動刃
枢着部およびシャーピン取付部を拡大して示す縦断側面
図、第３図は可動刃支持部材に対するオーガー可動刃の
取付部を分解して示す斜視図である。第４図は可動刃支
持部材に対するオーガー可動刃の取付部の変形例を示す
分解斜視図である。第５図は第２発明の実施例に係るソ
イルセメント合成施工用オーガーを示す側面図、第６図
は第３発明の実施例に係るソイルセメント合成杭施工用
オーガーを示す側面図、第７図は第４発明の実施例に係
るソイルセメント合成杭施工用オーガーを示す側面図で
ある。第８図ないし第１３図はこの発明のソイルセメン
ト合成杭施工用オーガーを使用してソイルセメント合成
杭を築造する場合の施工順序を示す概略縦断側面図、第
１４図は第４図に示すシャーピンを切断する手段を示す
斜視図である。 図において、１はオーガー支軸、２は可動刃支持部材、
２Ａは支持部材、３はオーガー可動刃、３Ａは攪拌補助
翼、４は枢軸、５はナツト、６はシャーピン、６Ａは攪
拌補助翼固定用シャーピン、７は中空管、８は吐出口、
９および１０はスクリューヘッド、１１は地盤、１２は
オーガーロフト、１３はソイルセメント柱、１４はオー
ガー駆動装置、１５は中空管クランプ装置、１６はオー
ガーヘッド、１７は割り込み空間、１８は連結装置、１
９は支持層、２０は中空管ホルダー　２１はソイルセメ
ント合成杭、２２はシャーピン切断用突起、２３はせん
断用環状溝、２４は割りピンである。 第１図 第５図 ３′ 第６区

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）中空管７内のオーガーロッド１２の下部に連結さ
   れたオーガー支軸１に可動刃支持部材２が固定され、そ
   の可動刃支持部材２にオーガー可動刃３の基端部が枢軸
   ４により枢着され、オーガー可動刃３の先端側が中空管
   ７の外面を越えて突出しているオーガー可動刃拡開状態
   で、掘削攪拌終了後に切断されるオーガー可動刃固定用
   シャーピン６が、オーガー可動刃支持部材２とオーガー
   可動刃３とにわたって挿通されているソイルセメント合
   成杭施工用オーガー。
2. （２）オーガー支軸１に、可動刃支持部材２の上下方向
   に隣り合う位置において支持部材２Ａが回動自在に取付
   けられ、その支持部材２Ａに攪拌補助翼３Ａの基端部が
   枢軸４により枢着され、攪拌補助翼３Ａの先端がオーガ
   ー可動刃３の先端を越えて横方向に突出している状態で
   、掘削攪拌終了後に切断される攪拌補助翼固定用シャー
   ピン６Ａが、支持部材２Ａと攪拌補助翼３Ａの基端部と
   にわたって挿通されている請求項１記載のソイルセメン
   ト合成杭施工用オーガー。
3. （３）オーガー支軸１の先端部にスクリューヘッドが設
   けられている請求項１または２記載のソイルセメント合
   成杭施工用オーガー。
4. （４）オーガー支軸１の先端部に取付けられたスクリュ
   ーヘッドが、縮退されたオーガー可動刃３を収納できる
   割り込み空間１７を備えている請求項１または２記載の
   ソイルセメント合成杭施工用オーガー。