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技術 地盤改良工法用のアースオーガー

出願人 松原建設株式会社
発明者 松原教夫
出願日 2011年12月9日 (8年6ヶ月経過) 出願番号 2011-270034
公開日 2013年6月20日 (7年0ヶ月経過) 公開番号 2013-122113
状態 特許登録済
技術分野 地盤の調査及び圧密・排水による地盤強化 地中削孔
主要キーワード 割り片 螺旋条 位置限定 両開閉弁 混合基材 逆円錐形 止水ブロック 開閉アーム
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2013年6月20日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (8)

課題

一連行程中において、防水ブロックの形成と同時に、地中杭成形とをなしうる作業効率の良い地盤改良工法用アースオーガーを提供する。

解決手段

中軸上端に車両等の旋回アーム吊り下げ支持される駆動トップを有し、下端部にスクリューが形成されたオーガー本体と、そのスクリューが嵌る程度の円筒形螺旋条付きであるケーシングとが互いに上下可能に組み合ってなり、オーガー本体の中軸とケーシングとの間に段階的位置限定で互いに回転を止めるロック装置内装した地盤改良工法用のアースオーガーにおいて、中軸下端に内尖頭を、ケーシングの下端に外尖頭をそれぞれ螺進の先端となる形に設け、そのうち、外尖頭は、内尖頭が入る内空状の逆円錐形であって、少なくとも二つ割り開放し得るように、それを組み立てる複数の開閉弁がケーシングの下端に軸支されており、螺進中に開かないように保持手段を設ける一方、ケーシングに対して中軸が下降することにより内尖頭が外尖頭を突き開くように構成した。

概要

背景

軟弱地盤液状化地盤を改善する工法として、アースオーガーにより垂直に用の縦穴穿設し、掘削土セメントを混合して縦穴に埋め戻すことにより、縦穴に地中杭造成される。この場合、縦穴に埋め戻されたセメント混合土は、周囲の地盤から吸水することにより硬化して地中杭の強度を得る。しかし、殊に地下水が高い地盤では、縦穴の下端から地下水が流上し、セメントが希釈されることにより地中杭に未硬化なが発生するという問題があった。

この出願人においては、この問題を解決するために、縦穴の下端に止水ブロックを形成し、その上にセメント混合土を充填する工法を開発し先に提案した(特願2011−184436号)。そして、止水ブロックの材料としては、砂等の混合基材とセメントとの他に水ガラスを混合することにより硬化速度を得ることにした。

概要

一連行程中において、防水ブロックの形成と同時に、地中杭の成形とをなしうる作業効率の良い地盤改良工法用のアースオーガーを提供する。中軸上端に車両等の旋回アーム吊り下げ支持される駆動トップを有し、下端部にスクリューが形成されたオーガー本体と、そのスクリューが嵌る程度の円筒形螺旋条付きであるケーシングとが互いに上下可能に組み合ってなり、オーガー本体の中軸とケーシングとの間に段階的位置限定で互いに回転を止めるロック装置内装した地盤改良工法用のアースオーガーにおいて、中軸下端に内尖頭を、ケーシングの下端に外尖頭をそれぞれ螺進の先端となる形に設け、そのうち、外尖頭は、内尖頭が入る内空状の逆円錐形であって、少なくとも二つ割り開放し得るように、それを組み立てる複数の開閉弁がケーシングの下端に軸支されており、螺進中に開かないように保持手段を設ける一方、ケーシングに対して中軸が下降することにより内尖頭が外尖頭を突き開くように構成した。

目的

この発明は、上記の地盤改良工法を効率的に実施できる地盤改良工法用のアースオーガーを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
2件

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請求項1

中軸上端に車両等の旋回アーム吊り下げ支持される駆動トップを有し、下端部にスクリューが形成されたオーガー本体と、そのスクリューが嵌る程度の円筒形螺旋条付きであるケーシングとが互いに上下可能に組み合ってなり、オーガー本体の中軸とケーシングとの間に段階的位置限定で互いに回転を止めるロック装置内装した地盤改良工法用アースオーガーにおいて、中軸下端に内尖頭を、ケーシングの下端に外尖頭をそれぞれ螺進の先端となる形に設け、そのうち、外尖頭は、内尖頭が入る内空状の逆円錐形であって、少なくとも二つ割り開放し得るように、それを組み立てる複数の開閉弁がケーシングの下端に軸支されており、螺進中に開かないように保持手段を設ける一方、ケーシングに対して中軸が下降することにより内尖頭が外尖頭を突き開くように構成したことを特徴とする地盤改良工法用のアースオーガー。

請求項2

外尖頭の下端に先鋭突起突設し、先鋭突起は、各開閉弁の先端に突設した割り片集合からなり、各割り片に針金結束する係合用の溝を形成して前記保持手段を設けたことを特徴とする請求項1記載の地盤改良工法用のアースオーガー。

請求項3

ケーシングの下端に開閉弁を開閉可能に支持する支軸を設け、ケーシングと外尖頭との両方にわたって、支軸を被覆する保護カバーを設け、保護カバーを螺旋条の螺旋に沿った傾斜に形成してあることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の地盤改良工法用のアースオーガー。

技術分野

0001

この発明は、軟弱地盤を改善する基礎工事として地中にねじ込んで地中杭造成するために使用するアースオーガーに関する。さらに詳しくは、スクリューを有する中軸円筒形の螺入可能なケーシングを組み合わせたアースオーガーに関するものである。

背景技術

0002

軟弱地盤や液状化地盤を改善する工法として、アースオーガーにより垂直に用の縦穴穿設し、掘削土セメントを混合して縦穴に埋め戻すことにより、縦穴に地中杭が造成される。この場合、縦穴に埋め戻されたセメント混合土は、周囲の地盤から吸水することにより硬化して地中杭の強度を得る。しかし、殊に地下水が高い地盤では、縦穴の下端から地下水が流上し、セメントが希釈されることにより地中杭に未硬化なが発生するという問題があった。

0003

この出願人においては、この問題を解決するために、縦穴の下端に止水ブロックを形成し、その上にセメント混合土を充填する工法を開発し先に提案した(特願2011−184436号)。そして、止水ブロックの材料としては、砂等の混合基材とセメントとの他に水ガラスを混合することにより硬化速度を得ることにした。

発明が解決しようとする課題

0004

この発明は、上記の地盤改良工法を効率的に実施できる地盤改良工法用のアースオーガーを提供することにある。つまり、一連行程中において、防水ブロックの形成と同時に、地中杭の成形とをなしうる作業効率の良い地盤改良工法用のアースオーガーを提供することを課題とした。

課題を解決するための手段

0005

上記の課題を解決するために、この発明は、中軸の上端に車両等の旋回アーム吊り下げ支持される駆動トップを有し、下端部にスクリューが形成されたオーガー本体と、そのスクリューが嵌る程度の円筒形で螺旋条付きであるケーシングとが互いに上下可能に組み合ってなり、オーガー本体の中軸とケーシングとの間に段階的位置限定で互いに回転を止めるロック装置内装した地盤改良工法用のアースオーガーにおいて、中軸下端に内尖頭を、ケーシングの下端に外尖頭をそれぞれ螺進の先端となる形に設け、そのうち、外尖頭は、内尖頭が入る内空状の逆円錐形であって、少なくとも二つ割り開放し得るように、それを組み立てる複数の開閉弁がケーシングの下端に軸支されており、螺進中に開かないように保持手段を設ける一方、ケーシングに対して中軸が下降することにより内尖頭が外尖頭を突き開くように構成したことを特徴とする地盤改良工法用のアースオーガーを提供するものである。

0006

地盤改良工法用のアースオーガーを上記のように構成したから、これを使用するときには、バックホー等の旋回アームに吊り下げた状態において、中軸と一体回転させてケーシングを所定の深さにまで螺入し、それから逆転により防水ブロックの高さ分だけ持ち上げ、退いた下に防水ブロックの成形空間を開ける。

0007

次に、ケーシングの上端から砂、セメント、水ガラスなどの材料を投入し、下端の外尖頭に受けさせるとともに、スクリューで撹拌し、それから中軸を下して先端の内尖頭で外尖頭を突き開き材料を成形空間に落下させ、そこへ突き出したスクリューの逆転も伴わせてさらに撹拌させ材料を均一に充填しながら引き上げる。これで、成形空間でセメントと水ガラスとの反応により早期に止水ブロックが硬化して作られる。

0008

これでケーシングの上から砂等とセメントを混合した未硬化土を投入し、スクリューの逆転を伴わせることにより未硬化土の充填を密にしながら全体を引き上げる。これで止水ブロックで防水された未硬化地中杭が成形される。

発明の効果

0009

以上説明したように、この発明の地盤改良工法用のアースオーガーによれば、縦穴施工中において、縦穴の下端に防水ブロックを造る成形空間を設け、そこへ砂、セメント、水ガラス等の材料を混合して充填することにより、所定の防水ブロックを成形し、退却中に地中杭の材料の充填をなしうるため、地盤改良工法の地中杭造成作業を一度に効率的になしうるという優れた効果がある。

図面の簡単な説明

0010

この発明の地盤改良工法用のアースオーガーを最初の螺入工程で示す断面図である。
同アースオーガーを次の工程で示す下端部拡大断面図である。
さらに次の工程で示す断面図である。
さらに次の工程で示す下端部断面図である。
上記各図で省略した部分(保護カバー)を説明する下端部の拡大断面図である。
同部を外尖頭を開きの状態で示す断面図である。
同アースオーガーにより造成した止水ブロックを有する地中杭を示す断面図である。

0011

図面は一実施例を示したもので、その地盤改良工法用のアースオーガーは、作業車両の旋回アームに直接吊り下げられるオーガー本体1と、そのスクリュー9が嵌る円筒形のケーシング3との組み合わせからなるもので、オーガー本体1が作業車両の旋回アームに吊り下げ支持され外側のケーシング3の螺入で縦穴4が穿設される(予めその先行穴掘削しておくこともある)。この縦穴4は、地中杭29の部分Hbと止水ブロック25の部分Haを合わせた深さである(図1図7)。

0012

オーガー本体1は、中心となる中軸6の下端部にスクリュー9が形成されたもので、上端に旋回アームに直接取り付けられる駆動トップ5を、下端に逆円錐形の先鋭な内尖頭11が設けられる。中軸6の下方部においてスクリュー9はケーシング3に嵌る大きさで形成され内尖頭11の下端に至ってそこで先細となっている。

0013

ケーシング3は、砂土やセメント、水ガラス等の材料を通し得る円筒形であって、上端に材料の受けとなるホッパー13が逆笠状に設けられ、また、下端に内尖頭11が納まり得る中空で逆円錐形の外尖頭15が開閉可能に設けられる。また、ケーシング3の下端部の外周には、鉄筋を回し配することにより螺旋条17が形成される。

0014

外尖頭15は、一対で逆円錐形となる2枚の開閉弁27,27(図2)からなり、その支軸28、28がケーシング3の下端に設けられる。また、先端には、先鋭突起31がこれも二つ合わせに形成され、両方の二つ割片32,32が針金番線)33により合わせ締結される。また、割片32,32には、針金33が掛かる溝35(図6)が形成されている。なお、開閉弁27,27の支軸28、28には保護カバー37が被さっており、これについては図5図6において後記し、それまでは図示を省略する。

0015

駆動トップ5には、油圧により中軸6を正逆回転する駆動装置が内装される。スクリュー9および螺旋条17は、時計回り正転において推進する形状となっている。なお、推進時にはケーシング3が中軸6と一体回転される。そのため、駆動トップ5からホッパー13が開離(W)するケーシング3の下位置において、それが一体回転するようにロック装置が設けられ(図示省略)、ロック装置は他にもあり、いずれも中軸6とケーシング3とに互いに引っかかる突片が部分的に設けられる。

0016

次に、使用について説明するとともに、逐次構造を具体的に説明する。その使用とは、この場合、地下水が近く軟弱な地盤Gに縦穴4を穿設し、縦穴4の下端部に砂、セメント、水ガラス等で固めた防水ブロック25(Haの部分)を形成し、その上に戻し砂とセメントを混合した未硬化土(Hbの部分に)を充填する一連の工程となる(図1図7)。

0017

まず、ロック装置を閉にして中軸6とともにケーシング3を正回転し軟弱地盤Gに先鋭突起31を先にして螺旋条17を臨ませることで縦穴4を穿設する(図1)。

0018

次に、中軸6とともにケーシング3を逆回転させショベルカーアームの操作とあわせ、アースオーガーを50cm程度持ち上げる(図2)。そうすると、退いた後には、縦穴4の下端部に成形空間34が生じる。

0019

砂、セメント、水ガラス等の防水ブロックの材料は、ホッパー13から投入するとケーシング3の下端部に外尖頭15の受けで溜められる(Kの部分)。この場合、材料の均一化を図るためスクリュー9の逆回転で外尖頭15の方向に材料を押し込むようにする。

0020

今度はアームを下しながらケーシング3に対しオーガー本体1だけを下すと、その力により針金33が切れて外尖頭15が二つ割りに突き開く(図3)。これで、オーガー本体1の下端部に送りこんであった材料がスクリュー9とともに深部に送り込まれ、そこにおいてスクリュー9の逆転の撹拌作用により(図4)、均一に材料が混和される(Haの部分で)。そうすると、セメントと水ガラスとの反応により速やかに硬化するから、その前に全体を引上げ、砂と石灰を混合した改良土をホッパー13から投入しながら同じ図4態勢で引き上げを続行し、スクリュー9の逆転を伴わせて防水ブロック25の上となる未硬化地中杭29を密に成形する。

実施例

0021

ケーシング3の下端には開閉弁27,27の支軸28、28が設けられるが、図5および図6に示すように、これに土砂等が詰まることのないように、弾性材からなる保護カバー37、37が被覆される。保護カバー37は螺旋条17の螺旋方向に沿った傾斜に形成され、上端部37a、下端部37bが先細く形成される。また、外尖頭15の開閉に順応して分離するように構成される。さらに、支軸28、28の開閉アーム30,30に保護カバー37、37および両開閉弁27,27が取り付けられているが、それを介して開閉弁27,27が開き方向に付勢している。開閉弁27,27が自然に閉じると、止水ブロック25と未硬化地中杭29との間が寸断されるおそれがあり、これが防止される。

0022

1オーガー本体
3ケーシング
5 駆動トップ
6中軸
9スクリュー
11 内尖頭
15 外尖頭
17螺旋条
27開閉弁
28支軸
31 先鋭突起
32割り片
33針金(保持手段)
35 溝
37 保護カバー

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