JPS5938520Y2 - 杭施工用掘削ヘツド - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は主として円筒形のコンクリート抗の中に中空
シャフトを挿入し、抗の中より地盤を掘削して抗を順次
沈設する工法に使用する杭施工用掘削ヘッドに係るもの
である。

従来コンクリート抗は、モンケン、ジーゼルハンマー、
共振型ハンマー等で打込まれていたが、激しい騒音と振
動が、公害となる為に、都市部においては使用できない
。

これらの方法に代り、オーガーによって抗を貫入すべき
穴を予め掘削して、これに抗を挿入する工法や、抗の中
空穴を利用して、この中にオーガーシャフトを挿入して
穴を掘削しながら抗を貫入して行く中掘工法等が近年多
く利用されるようになった。

これら中掘及びプレポーリング工法においては掘削を容
易にする為と、杭の先端部を根固めする目的で、これら
装置の中空軸を利用して、掘削液及び根固め液を注入す
る方法が採用されているが、従来公知装置にお・いては
、噴射ノズルの方向が真下と水平方南の二種のノズルが
或は外側に傾斜したノズルの何れがであった。

従って、前者のものにお・いては、掘削された室底の中
心部には根固め液を充分に供給することができるが、穴
の底の周辺部には余り供給できず、根固め液と支持層と
の結合が室底の周辺部で弱く、杭の初期沈下が大きくな
るおそれがある。

又、後者のものにおいては、穴の底中心部に掘削液が充
分に供給されず掘削能率が低下し、また根固め材も穴の
底の中心部に充分供給されず、コンクリート球根の強度
に信頼性がなかった。

この考案はこのような従来の掘削装置のヘッドの欠点を
改善したもので、掘削時においても、室底の中心から周
辺に至り充分に掘削液が供給でき、ビットによる掘削を
容易にすると共に、掘削液根固め液を噴射する場合にも
、掘削された支持層の礫との混合は容易かつ確実にする
と共に、室底の中心部及び周辺部にも充分根固め液がゆ
き亘るようにしたものである。

この考案は掘削装置の中空シャフトを利用して、これよ
り掘削液及び根固め液を中空シャフト下端のビット部よ
り噴射する装置にお・いて、前記中空シャフトは、上端
に装着した駆動装置によりその軸線周りで回転可能に装
備され、この中空シャツ１・の下端には、中空シャフト
軸線を外した位置に、噴射方向が、該中空シャフト軸線
を通る下向傾斜のノズルが一個設けてあり、またピッＩ
・の部分の最外周面とほぼ一致した部分には外向半径方
向に噴射方向を持つ水平ノズルが一個設けてあり、これ
ら一対のノズルの噴射方向は平面にみて１８０°向きを
異にしであることを特徴とする杭施工用掘削ヘッドであ
る。

今この考案を図示の実施態様に基づいて説明する。

１０は掘削装置の中空シャフトであって、この外周面に
螺旋状の翼が固着しであるものでも、図示のように不連
続にリード角のある攪伴翼１１が設けであるものでもよ
い。

前記中空シャフト１０の上端には、駆動装置（図示せず
）が装備してあり、この中空シャフト１０はその軸線０
周りで回転可能に装備されている。

１２は、前記中空シャフト１０の下端に固着するヘッド
であって、中心部は中空シャツ１１０と同径の中空体１
３よりなり、下端は盲目底板１４が固着してあり、この
周辺部には下向傾斜ノズル１５か唯一つ固着してあって
、その噴射方向は中空シャツ１１０及び中空体１３の中
心線Ｏを通り傾斜しており、その傾斜角θは３０°〜６
０°程度にしてあり、望ましくは４０’〜５０’である
。

この傾斜角θは下記の条党によつと設定しである。

師θ＝ θ−ｔａｎ−・・Ｈ αＨ ｒ 十ａ ｒ ＋ ａ 但し α；１／２ Ｈ；杭下端下に形成する根固液による固結柱の高さく通
常Ｄ＝２ｒの１〜３倍） ｒ；杭の外半径 ａ；傾斜ノズルの中空シャフト中心線からの偏在寸法（
ａ斗ｒ１５） １６は中空体１３の外周に固着しであるリード角のある
翼片で、それぞれの翼片１６の下端縁１７には半径方向
に数個のビット１８がそれぞれ固着又は一体成形しであ
る。

数個の翼片１６のうちの一つの翼片背面には半径方向の
パイプ１９が一体に固着（通常溶接）してあってその内
端は、前記中空体１３内に開口しており、外端には半径
方向外向に開口する水平ノズル２０唯一つが固着してあ
って、水平ノズル２０の噴出端は、翼片１６及びビット
１８の最外周のもの・外周の外周面と同一か若干内側に
位置して設けである。

前述のパイプ１９は翼片１６と別個に設けて、これと溶
接したものでもよいが、翼片１６の一部を厚肉にして、
この中に中空孔を設けたものでもこの考案としては同一
である。

以上のように構成しているこの考案の掘削装置のヘッド
１２を中空シャフト１０の下端に固着し、円筒形のコン
クリート杭Ｐの中に挿入し、杭Ｐと共に吊込み、地盤に
垂直に立て、中空シャフト１０の」―端を駆動装置及び
掘削液供給ホースと接続し、中空シャフト１０を利用し
て、掘削液を傾斜ノズル１５及び水平ノズル２０より噴
射若くは吐出させながら、中空シャフト１０を掘削方向
にその軸線０周りで回転させ、掘削液で軟化した地盤を
ビット群で掘削して、順次穴を掘り下げ、軟泥化した土
砂を杭Ｐの上端より排土しながら杭Ｐを順次沈設してゆ
く。

杭Ｐの下端が支持層に達したならば、掘削液の圧力を５
０ｋｇ／ｃｍ２８０ｋｇ／ｃｍ２にして傾斜ノズル１５
及び水平ノズル２０よりジェット流として強力に支固結
した砂利や礫を破壊して、持層に噴射し、ピッＩ・１８
の回転掘削と協同し、支持層地盤を杭の外径相当若くは
これよりも若干大径にまで拡大し、かつ、杭Ｐの外径の
１〜３倍程度によで掘削後、ヘッド１２を掘削された穴
の底に位置させて、掘削液をセメントミルク等の根固め
液に切換え噴射圧力を５０ｋｇ／ｃｍ２１００ｋｇ／ｃ
ｍ２として傾斜ノズル１５及び水平ノズル２０より噴射
させると、ビット１２が穴の底に接近しているうちは傾
斜ノズル１５よりのジェンＩ・は、中心線Ｏの外側より
中心線Ｏを通る方向に傾斜して噴射している為に、室底
の中心部に主として供給され（第５図、第６図参照）、
また水平ノズルよりのジェツトは穴の内周壁の底面寄部
分に主として供給され、掘削された礫と混合され、更に
ビット１８を装備した翼片１６の回転によって強制的に
混合され、ヘッド１２の上昇と共に傾射ノズル１５より
のジェット流の室底への到達位置は次第に周辺部に移行
して（第６図、第７図参照）、穴底面全面に根畳め液は
到達し、また水平方向ノズルによって、穴の内壁面の上
端つまり杭Ｐの下端部まで充分に供給され、ビット１８
を装備した翼片１６の回転とジェット流の協同作用によ
り、根固め液と掘削された礫とは平均して充分に混合さ
れる。

而して、杭Ｐの下端よりも杭Ｐの内径程度よりも若干上
部即ち杭Ｐの下端より１〜２ｍ上まで根固め液を充填し
たところで根固め液を止め、後中空シャフト１０及びヘ
ッド１２を式き上げる。

叙上のようにこの考案の装置においては、上述のように
横取しているから、掘削時に、掘削液を噴射させる場合
において、吐出圧を低くしておけば、掘削された土砂を
軟泥化させる事ができ、また、中間層などに固結砂利層
等硬い地盤の場合は吐出圧を上昇させれば傾斜ノズル１
５より室底の中心部に集中的にジェット流が当り、ビッ
ト１８の当らない中心部の掘削を為し、掘削装置の掘下
げを容易にし、また水平ノズル２０は翼片１６及びビッ
ト１８の最外周周面位置に設けられているから、ピッ）
・で掘削して出来た穴の内周壁面に極めて接近しといる
為に、ノズル部の水圧は殆んど減圧されることなく前記
穴の内周壁面に衝突・して、この部分の地盤をそのジェ
ット流により掘削して杭の外径相当寸法まで拡大するこ
とができ、中間層においては杭の貫入を容易にし、支持
層部においては、杭の外径若くはこれよりも若干大径に
まで掘削し、根固め液と混合する掘削された部分が大き
くなり、固化後は杭Ｐの外径と同径若くはこれより大き
い径のコンクリート塊が杭下端に形成される。

また、下向傾斜ノズル１５は前述のような中心線Ｏを外
した位置より、中心線Ｏを通る角θ（３０°〜６０°）
傾斜させであるから、掘削した室底全面に根固め液を供
給でき、従来公知のもの・ように根固め液が周辺部のみ
ドーナツ型に供給されたり、中心部のみで、周辺隅角部
に充分供給されないおそれはなく、穴底面全体に平均し
て供給されかつ、該傾斜は、ビット１８を装備した翼片
１６の回転との協同作用により、根固め液を掘削礫と攪
拌混合し、均一なコンクリート塊を成形し得る効果を奏
する。

その他、傾斜ノズル１５と水平ノズル２０の噴斜方向は
平面にみて１８０°方向を異にするから、水平方向の反
力は相殺させる。

その他図示のものにおいて各ノズル１５及び２０には逆
止弁２１がそれぞれ設けられており、中空シャフト１０
中の圧力が低下したとき、噴出した掘削液根固め液と、
土砂との混合液が逆流しないようにしである。

図示のものにおいて、傾斜ノズル１５はヘッド１２の中
空体１３の底板１４の一部に設けたが、中空体１３の外
周壁外に設けても、或は翼片１６の外端と中空体１３の
中間に設けてもこの考案としては同一である。

上述のこの考案の装置の使用方法は中掘方法として使用
したがプレボーリング方法の掘削装置として使用しても
この考案としのは何ら変るところがない。

【図面の簡単な説明】

図面はこの考案に係るものを示すものであって、第１図
は掘削中のヘッド部分の外観正面図、第２図は一部截断
正面図、第３図は傾斜ノズルの縦断正面図、第４図は水
平ノズルの縦断正面図、第５図は掘削液を噴射しながら
掘削している状態の正面図、第６図は、根固め液噴射充
填中の正面図、第７図は根固め液を掘削穴の上端部まで
充填している状態の正面図である。 図中、符号１０・・・・・・中空シャフト、１１・・・
・・・攪拌翼、１２・・・・・・ヘッド、１３・・・・
・・中空体、１４・・・・・・盲目底板、１５・・・・
・・傾斜ノズル、１６・・・・・・翼片、１８・・・・
・・ビット、１９・・・・・・パイプ、２０・・・・・
・水平ノズル。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 掘削装置の中空シャフトを利用して、これより掘削液及
   び根固め液を中空シャフト下端のビット部より噴射する
   装置において、中空シャフトは、その上端に装着した駆
   動装置によりその軸線周りで回転可能に装備され、この
   中空シャフトの下端には、中空シャフト軸線を外した位
   置に、噴射方向が該中空シャフト軸線を通る下向傾斜の
   ノズルが一個設けてあり、またビットの部分の最外周面
   とほぼ一致した部分には外向半径に噴射方向を持つ水平
   ノズルが一個設けてあり、これら一対のノズルの噴射方
   向は平面にみて１８０′向きを異にしであることを特徴
   とする杭施工用掘削ヘッド。