(57)【要約】【課題】地中に埋設された柱状改良杭を芯ずれすることなく容易に破砕することができる掘削ヘッドを提供する。【解決手段】オーガーロッドに装着され、地中に埋設された柱状改良杭を破砕する掘削ヘッド１であって、オーガーロッドに取り付けられる回転軸１０と、回転軸１０の周囲に設けられた少なくとも３条の螺旋状の掘削翼２０と、掘削翼２０の掘削方向の端部２０ａに取り付けられた小型ビット３０と、掘削翼２０の外周部２０ｂに取り付けられ、先端が小型ビット３０の先端より掘削方向に突出する先行爪４０とを備える。【選択図】図１
2020016062.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オーガーロッドに装着され、地中に埋設された柱状改良杭を破砕する掘削ヘッドであって、
前記オーガーロッドに取り付けられる回転軸と、
前記回転軸の周囲に設けられた少なくとも３条の螺旋状の掘削翼と、
前記掘削翼の掘削方向の端部に取り付けられた小型ビットと、
前記掘削翼の外周部に取り付けられ、先端が前記小型ビットの先端より掘削方向に突出する先行爪と
を備える掘削ヘッド。
【請求項２】
前記先行爪の先端は、前記小型ビットの先端より掘削方向に１０〜３０ｃｍ突出する請求項１に記載の掘削ヘッド。
【請求項３】
前記先行爪は、先端の回転半径が前記柱状改良杭の半径より大きい請求項１又は２に記載の掘削ヘッド。
【請求項４】
前記先行爪の前記回転軸に最も近い内側面での回転半径Ｒと、前記柱状改良杭の半径ｒとが、下記の関係式（１）：
１  ≦  Ｒ／ｒ  ≦  １．１  ・・・  （１）
を満たす請求項１〜３の何れか一項に記載の掘削ヘッド。
【請求項５】
前記先行爪は、先端から前記掘削翼側へ向けて傾斜する傾斜面を有する請求項３又は４に記載の掘削ヘッド。
【請求項６】
前記小型ビットは、回転可能に装着されたビット本体を有する円錐状ビットである請求項１〜５の何れか一項に記載の掘削ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オーガーロッドに装着され、地中に埋設された柱状改良杭を破砕する掘削ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
住宅等の建物を建築する場合、その地盤の強度が不十分であることが判明すると、地盤を安定させるための地盤改良工事が行われることがある。例えば、「柱状改良工法」と呼ばれる地盤改良工事が知られている。柱状改良工法は、地盤を掘削してセメントスラリーを注入し、その状態で攪拌を行ってセメントスラリーと地盤に含まれる土壌とを混合し、その混合物を固化させて地中に柱状の杭を形成する工法である。この杭は柱状改良杭と呼ばれ、軟弱な地盤の上に建築された建物を安定化させるように機能するものである。柱状改良工法は、軟弱層が地表面から続いている場合に有効な工法であり、比較的小型の機械を用いて施工することができるため、近年、一般住宅向けの地盤改良工事において施工実績が増加している。
【０００３】
地盤の深層部が軟弱である場合には、「スラリー系機械攪拌式深層混合処理工法」と呼ばれる地盤改良工事が行われる。スラリー系機械攪拌式深層混合処理工法は、地盤を掘削しながら、セメントスラリーの注入及び攪拌機による攪拌を行い、掘削が所定の深度に到達したら、攪拌機を上下に反復移動させることで、深層部でのセメントスラリーと土壌との混合性を高めたものであり、これも柱状改良工法の一種である。スラリー系機械攪拌式深層混合処理工法では、攪拌機の攪拌速度、並びに上下移動速度（掘削速度及び引き揚げ速度）を管理することにより、高品質の柱状改良杭を形成することができる。
【０００４】
このように、柱状改良工法によって地中に形成される柱状改良杭は、基本的にはセメントスラリーと土壌との混合物から構成される中実の柱状体であり、鉄骨等の筋材やピアノ線等の線材が含まれないコンクリートを主成分としたシンプルな構造物となる。
【０００５】
ところで、土地を売却する場合、その土地に建築されている建物を解体し、整地することが求められることがある。ところが、上記のような地盤改良工事を施工した土地では、地中に柱状改良杭が残存しているため、地表面を更地にしただけでは不十分であり、柱状改良杭を撤去しなければ土地の評価額が低くなることがある。そこで、地中に杭等が埋設されている場合には、これらを完全に撤去する等して土地をほぼ元の状態に回復させることが望まれている。
【０００６】
柱状改良杭を撤去する技術として、例えば、工場やビル等の比較的大規模な建築物に使用されることが多い既設杭と比較して柱状改良杭は脆く砕け易いという性質に着目し、柱状改良杭をオーガーロッドに装着した掘削ヘッドで破砕して撤去する方法がある（例えば、特許文献１を参照）。特許文献１によれば、第一段階として、筒状のケーシングを地中に挿入することにより柱状改良杭の一部をケーシングで包囲し、第二段階として、掘削ヘッドが装着されたオーガーロッドを回転させながらケーシングの内部を貫通するように下降させることにより掘削ヘッドを柱状改良杭までガイドして、柱状改良杭を確実に破砕することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１７−２５５３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
柱状改良杭は、一般住宅向けの地盤改良工事等において用いられるものであるため、柱状改良杭の撤去は可能な限り簡易な装置構成で実施することが望まれる。例えば、特許文献１に記載の技術をさらに簡易な装置構成で実施するためには、ケーシングを用いずに掘削ヘッドで柱状改良杭を破砕する手法が想定される。
【０００９】
しかしながら、掘削ヘッドは全体として先端が尖った円錐形状となっているため、ケーシングを用いない場合、芯ずれが生じる虞がある。特に、柱状改良杭は軟弱な地盤中に形成されるため、掘削方向が柱状改良杭から周囲の軟弱な土壌へ逸れ易い。そのため、特許文献１に記載の技術を、ケーシングを用いずに実施するためには、柱状改良杭の破砕に適した掘削ヘッドが必要とされる。
【００１０】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、地中に埋設された柱状改良杭を芯ずれすることなく容易に破砕することができる掘削ヘッドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するための本発明に係る掘削ヘッドの特徴構成は、
オーガーロッドに装着され、地中に埋設された柱状改良杭を破砕する掘削ヘッドであって、
前記オーガーロッドに取り付けられる回転軸と、
前記回転軸の周囲に設けられた少なくとも３条の螺旋状の掘削翼と、
前記掘削翼の掘削方向の端部に取り付けられた小型ビットと、
前記掘削翼の外周部に取り付けられ、先端が前記小型ビットの先端より掘削方向に突出する先行爪と
を備えることにある。
【００１２】
本構成の掘削ヘッドは、少なくとも３条の掘削翼の外周部に、小型ビットよりも掘削方向に突出する先行爪が取り付けられているため、柱状改良杭を切削する小型ビットに先行して、先行爪が柱状改良杭の周囲の土壌を掘削することで、少なくとも三方向から柱状改良杭を抑えるように嵌合する。この結果、本発明の掘削ヘッドは、柱状改良杭を確実に捉えて、芯ずれすることなく効果的に破砕することができる。また、先行爪が各掘削翼に分かれて取り付けられているため、先行爪によって掘削された掘削物が、先行爪の間から排出され、先行爪の掘削により形成されるリング状の溝に溜まり難い。この結果、本発明の掘削ヘッドは、先行爪によって掘削された掘削物がその後の掘削を阻害することを防ぎ、高い掘削効率で柱状改良杭を破砕することができる。
【００１３】
本発明の掘削ヘッドにおいて、
前記先行爪の先端は、前記小型ビットの先端より掘削方向に１０〜３０ｃｍ突出することが好ましい。
【００１４】
本構成の掘削ヘッドによれば、先行爪の先端が小型ビットの先端より掘削方向に１０〜３０ｃｍ突出するため、先行爪が破砕前の柱状改良杭に十分に嵌合し、芯ずれを確実に防ぐことができる。
【００１５】
本発明の掘削ヘッドにおいて、
前記先行爪は、先端の回転半径が前記柱状改良杭の半径より大きいことが好ましい。
【００１６】
本構成の掘削ヘッドによれば、先行爪の先端の回転半径が柱状改良杭の半径より大きいため、掘削により先行爪の先端が柱状改良杭の上端に達したときに、先行爪が柱状改良杭の外側にかかり易い。そのため、掘削開始時の掘削ヘッドの位置合わせが容易なものとなる。
【００１７】
本発明の掘削ヘッドにおいて、
前記先行爪の前記回転軸に最も近い内側面での回転半径Ｒと、前記柱状改良杭の半径ｒとが、下記の関係式（１）：
１  ≦  Ｒ／ｒ  ≦  １．１  ・・・  （１）
を満たすことが好ましい。
【００１８】
本構成の掘削ヘッドによれば、先行爪の回転軸に最も近い内側面での回転半径Ｒと柱状改良杭の半径ｒとが上記の関係式（１）を満たすため、芯ずれが生じそうになった場合にも、少なくとも３条の掘削翼に取り付けられた何れかの先行爪の内側面が柱状改良杭に接触することで、ずれ幅を柱状改良杭の半径の１０％未満に抑制して、鉛直視において柱状改良杭の全体が掘削翼に重なる位置関係を維持することができる。その結果、柱状改良杭を確実に破砕することができる。
【００１９】
本発明の掘削ヘッドにおいて、
前記先行爪は、先端から前記掘削翼側へ向けて傾斜する傾斜面を有することが好ましい。
【００２０】
本構成の掘削ヘッドによれば、先行爪が先端から掘削翼側へ向けて傾斜する傾斜面を有するため、先行爪の先端が柱状改良杭の上端に達したときに多少の芯ずれが生じていた場合にも、柱状改良杭の上端の縁に傾斜面が接触することで、先行爪が柱状改良杭の周囲の土壌側へ逃げて芯ずれが修正される。
【００２１】
本発明の掘削ヘッドにおいて、
前記小型ビットは、回転可能に装着されたビット本体を有する円錐状ビットであることが好ましい。
【００２２】
小型ビットは、硬質な柱状改良杭を切削するため、柱状改良杭の周囲の軟弱な土壌を掘削する先行爪より摩耗し易いが、本構成の掘削ヘッドによれば、小型ビットが円錐状ビットであるため、小型ビットが摩耗しても尖った形状が長く維持されることで長寿命化を図ることができる。この結果、小型ビットと先行爪との摩耗のバランスが良いものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、本発明の掘削ヘッドの説明図である。
【図２】図２は、円錐状ビットによって構成された小型ビットの正面図である。
【図３】図３は、先行爪の説明図である。
【図４】図４は、本発明の掘削ヘッドの使用形態を説明する図である。
【図５】図５は、別実施形態の掘削ヘッドの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明に係る掘削ヘッドについて説明する。ただし、本発明は、以下に説明する実施形態や図面に記載される構成に限定されることを意図しない。
【００２５】
〔柱状改良杭〕
初めに、本発明の地中埋設杭撤去方法、及び地中埋設杭撤去装置において施工対象となる柱状改良杭について説明する。柱状改良杭は、前述したように、柱状改良工法やスラリー系機械攪拌式深層混合処理工法等の地盤改良工事を施工する場合において、地中に形成される筋材や線材を含まない中実の柱状体である。柱状改良杭の構成成分は、主に、セメントと土壌との混合物である。地盤改良工事を行うにあたっては、先ず、セメントスラリーが調合される。セメントスラリーの配合は、水／セメント比（重量比）として、５０／５０〜９０／１０、好ましくは６０／４０〜８０／２０、より好ましくは７０／３０に調整される。セメントスラリーに混合される土壌は、通常は地盤改良工事を行う地盤に存在する土壌（すなわち、掘削土）である。セメントスラリーと土壌との混合比率は、施工する地盤の状態（掘削土の種類、粒度、硬度、粘度、含水量等）を考慮し、施工後の柱状改良杭を含む改良地盤が、後述の許容鉛直支持力度を満たすように調整される。
【００２６】
柱状改良杭は、地盤の掘削穴の内部に形成されるため、通常は円柱形状である。柱状改良杭のサイズは、掘削穴のサイズ、すなわち掘削条件によって決まる。柱状改良杭のサイズは、通常、直径が４００〜１０００ｍｍ、好ましくは５００〜８００ｍｍ、より好ましくは５００〜６００ｍｍに設定され、高さが１〜１０ｍに設定される。また、一般的な住宅地における地盤改良工事の場合、一回の工事において、１０〜８０本程度の柱状改良杭が住宅の基礎下方の地中に形成される。
【００２７】
柱状改良杭は、安全性等の観点から一定の基準を満たすことが要求される。例えば、柱状改良杭を施工した改良地盤の指標として、許容鉛直支持力度が定められている。許容鉛直支持力度とは、地盤がせん断破壊するときの鉛直方向の極限支持力を所定の安全率で割った数値である。長期的に見た場合、改良地盤の許容鉛直支持力度は、２０ｋＮ／ｍ２以上を達成することが望ましいとされている。また、柱状改良杭そのものの強度は、一軸圧縮試験において、６００ｋＮ／ｍ２以上を達成することが望ましいとされている。
【００２８】
〔掘削ヘッド〕
本発明の掘削ヘッドは、オーガーロッドに装着され、地中に埋設された柱状改良杭の破砕に用いられる。図１は、本発明の掘削ヘッド１の説明図である。図１（ａ）は、掘削ヘッド１の斜視図であり、図１（ｂ）は、掘削ヘッド１の正面図であり、図１（ｃ）は、掘削ヘッド１の底面図である。掘削ヘッド１は、回転軸１０、掘削翼２０、小型ビット３０、及び先行爪４０を備える。
【００２９】
回転軸１０は、後端１０ａがオーガーロッドに取り付けられた状態において、オーガーロッドの回転に伴って回転する。
【００３０】
回転軸１０の周囲には、先端１０ｂ側が掘削方向となるように、螺旋状の掘削翼２０が設けられている。図１に示す例では、３条の掘削翼２０を設けているが、本発明の掘削ヘッド１は、少なくとも３条の掘削翼２０を有していれば、夫々の掘削翼２０に先行爪４０を取り付けることで芯ずれを効果的に防止することができ、掘削翼２０の数は４条以上であってもよい。各掘削翼２０は、回転軸１０の外周部に等間隔で並列に溶接固着され、夫々の外径が略等しく形成されている。
【００３１】
各掘削翼２０の掘削方向の端部２０ａには、複数の小型ビット３０が端部２０ａから突出するように取り付けられている。このように小型ビット３０が配されることによって、掘削翼２０の外径が破砕対象の柱状改良杭の直径以上である場合に、小型ビット３０が柱状改良杭を切削することになる。小型ビット３０は、円錐状ビットによって構成することが好ましい。図２は、円錐状ビットによって構成された小型ビット３０の正面図である。図２に示す例では、小型ビット３０は、端部２０ａに溶接固着されるホルダ３１と、先端３２ａが円錐状に形成され、ホルダ３１に回転可能に装着されるビット本体３２とを有する。このような円錐状ビットで構成することにより、小型ビット３０は、硬質な柱状改良杭を切削することで摩耗が進んでも、先端３２ａが尖った状態を長期間維持することができる。
【００３２】
各掘削翼２０の外周部２０ｂには、掘削方向に延伸する先行爪４０が溶接固着されている。先行爪４０の先端は、小型ビット３０の先端よりもさらに掘削方向に突出している。ここで、図１に示す例では、掘削ヘッド１の下端が全体として掘削方向に向けて尖った略円錐状の形状を成すため、複数の小型ビット３０は掘削方向に沿って様々な位置に配されている。このような複数の小型ビット３０間で掘削方向の位置が異なる構成では、先行爪４０の先端との掘削方向への突出量の比較において「小型ビット３０の先端」とは、最も掘削方向に突出する小型ビット３０の先端を意味する。先行爪４０の先端が小型ビット３０の先端よりも掘削方向に突出することで、柱状改良杭を切削する小型ビット３０に先行して、先行爪４０が柱状改良杭の周囲の土壌を掘削するため、各掘削翼２０に取り付けられた先行爪４０が、柱状改良杭を少なくとも三方向から抑えるように嵌合することになる。小型ビット３０の先端から、先行爪４０の先端までの突出量Ｌは、１０〜３０ｃｍであることが好ましい。突出量Ｌが上記の範囲にあれば、掘削ヘッド１により柱状改良杭を破砕する際に、先行爪４０が破砕前の柱状改良杭に十分に嵌合し、芯ずれを確実に抑えることができる。突出量Ｌが１０ｃｍより小さいと、先行爪４０の柱状改良杭への嵌合が不十分なものとなり、先行爪４０によって柱状改良杭を抑えることが困難になる虞がある。突出量Ｌが３０ｃｍより大きいと、掘削時に先行爪４０の溶接部位にかかる荷重が過大なものとなり、先行爪４０が破損する虞がある。また、先行爪４０は、外周部２０ｂにおいて先端２０ａよりの位置に取り付けることが好ましい。これにより、先行爪４０の先端を小型ビット３０の先端よりも掘削方向に突出させた構造において、掘削方向に沿った先行爪４０の長さを短くすることができるため、掘削時に先行爪４０の溶接部位にかかる荷重を低減することが可能となる。
【００３３】
先行爪４０は、先端の回転半径が柱状改良杭の半径より大きく構成されていることが好ましい。先行爪４０の先端の回転半径が柱状改良杭の半径より大きければ、先行爪４０の先端が柱状改良杭の上端に達したときに先行爪４０が柱状改良杭の外周面に引っ掛かり易く、掘削開始時の掘削ヘッド１の位置合わせが容易なものとなる。さらに、先行爪４０は、先行爪４０の内側面での回転半径をＲとし、柱状改良杭の半径をｒとした場合に、下記の関係式（１）：
１  ≦  Ｒ／ｒ  ≦  １．１  ・・・  （１）
を満たすように構成されていることが好ましい。Ｒ／ｒが上記の範囲にあれば、掘削ヘッド１により柱状改良杭を破砕する際にたとえ芯ずれが生じた場合にも、先行爪４０の何れかの内側面が柱状改良杭に接触することで、ずれ幅を柱状改良杭の半径の１０％未満に抑制して、掘削ヘッド１の後端側からの鉛直視において柱状改良杭の全体が掘削翼２０に重なる位置関係を維持することができ、柱状改良杭を小型ビット３０で確実に切削することができる。Ｒ／ｒが１より小さいと、先行爪４０が柱状改良杭に嵌合せず、柱状改良杭の一部分を小型ビット３０で切削することができない虞がある。Ｒ／ｒが１．１より大きいと、掘削ヘッド１により柱状改良杭を破砕する際に芯ずれが生じた場合に、ずれ幅を十分に抑制することができない虞がある。
【００３４】
図３は、先行爪４０の説明図である。図３（ａ）は、先行爪４０の斜視図であり、図３（ｂ）は、先行爪４０の底面図である。先行爪４０は、棒状の爪本体４１と、外周部２０ｂへの固着強度を補強する補強部４２とを有する。爪本体４１は、先端４１ａから掘削翼２０側へ向けて傾斜する傾斜面４１ｂを有するように形成されていることが好ましい。掘削ヘッド１による柱状改良杭の破砕において先行爪４０の先端が柱状改良杭の上端に達したときに多少の芯ずれが生じていた場合にも、柱状改良杭の上端の縁に傾斜面４１ｂが接触することで、先行爪４０が柱状改良杭の周囲の土壌側へ逃げることで、芯ずれが修正される。
【００３５】
次に、本発明の掘削ヘッド１の使用形態について説明する。図４は、本発明の掘削ヘッドの使用形態を説明する図である。図４（ａ）は、掘削ヘッド１の使用形態の全体構成を示す図であり、図４（ｂ）は、掘削ヘッド１が柱状改良杭Ｐの上端に達した状態を示す図であり、図４（ｃ）は、図４（ｂ）のＡ−Ａにおける断面図である。地盤改良工事によって形成した柱状改良杭Ｐを撤去する場合、掘削ヘッド１は、図４（ａ）に示すように、オーガーロッド４を介してオーガー３に接続された状態で、車両２によって柱状改良杭Ｐの鉛直上方に位置を合わせて配置される。この状態で、オーガー３を駆動してオーガーロッド４を回転させることで、掘削ヘッド１による掘削が進行する。
【００３６】
掘削が進行し掘削ヘッド１が柱状改良杭Ｐの上端に達すると、図４（ｂ）に示すように、先ず、小型ビット３０よりも突出した先行爪４０によって、柱状改良杭Ｐの周囲の軟弱な土壌Ｇが掘削され、柱状改良杭Ｐの周囲には、掘削溝Ｘが形成される。ここで、図４に示す例では、掘削翼２０の外径が柱状改良杭Ｐの直径と一致する掘削ヘッド１を用いており、先行爪４０は、図４（ｃ）に示すように、柱状改良杭Ｐの側面に接触する。この結果、掘削ヘッド１は、３つの先行爪４０によって柱状改良杭Ｐに嵌合した状態となり、芯ずれが生じることが防止される。この後の掘削がさらに進むことで、硬質な柱状改良杭Ｐに接触した小型ビット３０は、周囲の軟弱な土壌に逃げることがなく、柱状改良杭Ｐを上端から切削することになる。また、先行爪４０により形成される掘削溝Ｘは、図４（ｃ）に示すように、幅の狭いリング状となるが、先行爪４０による掘削物（土壌）は、先行爪４０の間の空間から上方へ排出されるため、掘削溝Ｘ内に掘削物が溜まることがない。その結果、掘削ヘッド１は、先行爪４０の掘削物による抵抗の増大を抑制して、高い掘削効率で柱状改良杭Ｐを破砕することができる。
【００３７】
以上のように、本発明の掘削ヘッド１は、柱状改良杭Ｐを破砕する小型ビット３０に先行して、先行爪４０が、柱状改良杭Ｐの周囲の軟弱な土壌を掘削して柱状改良杭Ｐを確実に捉えるため、芯ずれすることなく柱状改良杭Ｐを効果的に破砕することができる。また、先行爪４０によって掘削された掘削物は、先行爪４０の掘削により形成されるリング状の溝から、先行爪４０の間で上方に排出されるため、掘削物が抵抗となることない。そのため、本発明の掘削ヘッド１は、高い掘削効率で柱状改良杭Ｐを破砕することができる。
【００３８】
〔別実施形態〕
本発明の掘削ヘッド１は、柱状改良杭Ｐを切削する小型ビット３０に先行して、先行爪４０が柱状改良杭Ｐの外周面を抑えるように嵌合することで芯ずれを防止するという本発明の効果を奏するものであれば、上記の実施形態で説明した構成を変更することも可能である。そのような幾つかの変更例を別実施形態として説明する。
【００３９】
＜別実施形態１＞
図５は、別実施形態の掘削ヘッド１Ａの説明図である。図５（ａ）は、掘削ヘッド１Ａの斜視図であり、図５（ｂ）は、掘削ヘッド１Ａの正面図である。掘削ヘッド１Ａは、図１に示す掘削ヘッド１の先行爪４０を先行爪４０Ｘ〜４０Ｚに変更したものであり、他の構成は掘削ヘッド１と同様である。図１の掘削ヘッド１では、図３に示すように、補強部４２を設けることで掘削翼２０の外周部２０ｂへの溶接面積を増大させて、先行爪４０の固着強度を補強していた。
【００４０】
これに対して、図５の掘削ヘッド１Ａでは、先行爪４０Ｘは、掘削翼２０Ｘの外周部２０ｂにおいて先端２０ａよりの位置に溶接固着され、この掘削翼２０Ｘとの溶接部位４０ａからさらに掘削ヘッド１の後端側に延伸して、掘削翼２０Ｘに並列する掘削翼２０Ｙの外周部２０ｂにも溶接固着されている。このように、掘削翼２０Ｘの外周部２０ｂとの溶接部位４０ａと、掘削翼２０Ｙの外周部２０ｂとの溶接部位４０ｂとの二カ所で溶接されていることで、先行爪４０Ｘの固着強度は強固なものとなる。そのため、先行爪４０Ｘは、補強部を設けない棒状の単純な構造とすることが可能となる。先行爪４０Ｘと同様に、先行爪４０Ｙは、掘削翼２０Ｙの外周部２０ｂと、掘削翼２０Ｙに並列する掘削翼２０Ｚの外周部２０ｂとの二カ所で溶接され、先行爪４０Ｚは、掘削翼２０Ｚの外周部２０ｂと、掘削翼２０Ｚに並列する掘削翼２０Ｘの外周部２０ｂとの二カ所で溶接されている。そのため、先行爪４０Ｙ及び４０Ｚについても、補強部を設けない棒状の単純な構造とすることが可能となる。
【００４１】
＜別実施形態２＞
図１に示す例では、３条の掘削翼２０を設け、各掘削翼２０に１つずつ先行爪４０を取り付けることで、掘削ヘッド１全体として３つの先行爪４０を設けていた。しかし、本発明の掘削ヘッド１は、少なくとも３つの先行爪４０で柱状改良杭Ｐの外周面を抑えるように嵌合することで芯ずれを防止するものであればよく、例えば、掘削ヘッド１に２条の掘削翼２０を設け、各掘削翼２０に２つずつ先行爪４０を取り付けることで、掘削ヘッド１全体として４つの先行爪４０を設けるよう構成してもよい。このような構成でも、４つの先行爪で柱状改良杭Ｐの外周面を抑えるように嵌合することで、芯ずれを防止することができる。
【００４２】
＜別実施形態３＞
図１に示す掘削ヘッド１において、先行爪４０の内側面での回転半径をＲとし、柱状改良杭の半径をｒとした場合に、下記の関係式（２）：
１  ≦  Ｒ／ｒ  ≦  ２／３１／２  ・・・  （２）
を満たすように構成してもよい。Ｒ／ｒが上記の範囲にあれば、先行爪４０の間隔が柱状改良杭の直径を超えることがないため、先行爪４０が柱状改良杭Ｐに嵌合した状態から大きく芯ずれが生じそうになった場合にも、３つの先行爪４０の何れかの内側面が必ず柱状改良杭Ｐに接触し、芯ずれを抑制することができる。Ｒ／ｒが１より小さいと、先行爪４０が柱状改良杭Ｐに嵌合せず、柱状改良杭Ｐの一部分を小型ビット３０で切削することができない虞がある。Ｒ／ｒが２／３１／２より大きいと、先行爪４０の間隔が柱状改良杭Ｐの直径を超えることになり、先行爪４０が柱状改良杭Ｐに嵌合した状態から大きく芯ずれが生じそうになった場合に、何れの先行爪４０も柱状改良杭Ｐに接触しない虞がある。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明の掘削ヘッドは、地盤改良工事において施工される柱状改良杭の破砕に利用可能であるが、柱状の地中埋設物であれば、他の地中埋設物の破砕においても利用可能である。
【符号の説明】
【００４４】
１          掘削ヘッド
４          オーガーロッド
１０        回転軸
２０        掘削翼
２０ａ      掘削翼の端部
２０ｂ      掘削翼の外周部
３０        小型ビット
３２ａ      小型ビットの先端
４０        先行爪
４１ａ      先行爪の先端
４１ｂ      先行爪の傾斜面
Ｐ          柱状改良杭
【図１】
2020016062.tif 000003
【図２】
2020016062.tif 000004
【図３】
2020016062.tif 000005
【図４】
2020016062.tif 000006
【図５】
2020016062.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成30年9月12日(2018.9.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オーガーロッドに装着され、地中に埋設された柱状改良杭を破砕する掘削ヘッドであって、
前記オーガーロッドに取り付けられる回転軸と、
前記回転軸の周囲に設けられた少なくとも３条の螺旋状の掘削翼と、
前記掘削翼の掘削方向の端部に取り付けられた小型ビットと、
前記掘削翼の外周部に取り付けられ、先端が前記小型ビットの先端より掘削方向に突出する先行爪と
を備え、
前記先行爪は、先端の回転半径が前記柱状改良杭の半径より大きい掘削ヘッド。
【請求項２】
オーガーロッドに装着され、地中に埋設された柱状改良杭を破砕する掘削ヘッドであって、
前記オーガーロッドに取り付けられる回転軸と、
前記回転軸の周囲に設けられた少なくとも３条の螺旋状の掘削翼と、
前記掘削翼の掘削方向の端部に取り付けられた小型ビットと、
前記掘削翼の外周部に取り付けられ、先端が前記小型ビットの先端より掘削方向に突出する先行爪と
を備え、
前記先行爪の前記回転軸に最も近い内側面での回転半径Ｒと、前記柱状改良杭の半径ｒとが、下記の関係式（１）：
１  ≦  Ｒ／ｒ  ≦  １．１  ・・・  （１）
を満たす掘削ヘッド。
【請求項３】
オーガーロッドに装着され、地中に埋設された柱状改良杭を破砕する掘削ヘッドであって、
前記オーガーロッドに取り付けられる回転軸と、
前記回転軸の周囲に設けられた少なくとも３条の螺旋状の掘削翼と、
前記掘削翼の掘削方向の端部に取り付けられた小型ビットと、
前記掘削翼の外周部に取り付けられ、先端が前記小型ビットの先端より掘削方向に突出する先行爪と
を備え、
前記先行爪は、先端の回転半径が前記柱状改良杭の半径より大きく、先端から前記掘削翼側へ向けて傾斜する傾斜面を有する掘削ヘッド。
【請求項４】
前記先行爪の先端は、前記小型ビットの先端より掘削方向に１０〜３０ｃｍ突出する請求項１〜３の何れか一項に記載の掘削ヘッド。
【請求項５】
前記小型ビットは、回転可能に装着されたビット本体を有する円錐状ビットである請求項１〜４の何れか一項に記載の掘削ヘッド。