(57)【要約】【課題】排土ホッパー内に泥状土砂を貯留した場合の作業能率の向上及び設備の節減を課題とする。【解決手段】マストに昇降自在に支持された回転駆動部に、中空杭内に回転自在に挿通されたオーガスクリューの上端を接続し、該オーガスクリューの回転により中空杭内を上方へ搬送される掘削土砂を収容する開閉蓋つき排土ホッパーを備えた中掘り掘削機を使用し、上記オーガスクリューにより中空杭の先掘りを行いつつ、掘削土砂を上方の排土ホッパー内に搬送すると共に、中空杭を先掘り孔内に圧入していく行程と、上記工程時に、上記排土ホッパー内もしくはその若干手前において泥状掘削土砂を場外へ搬出できる状態に処理する工程と、から成る中掘り掘削工法。【選択図】　　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マストに昇降自在に支持された回転駆動部に、中空杭内に回転自在に挿通されたオーガスクリューの上端を接続し、該オーガスクリューの回転により中空杭内を上方へ搬送される掘削土砂を収容する開閉蓋つき排土ホッパーを備えた中掘り掘削機を使用し、
上記オーガスクリューにより中空杭の先掘りを行いつつ、掘削土砂を上方の排土ホッパー内に搬送すると共に、中空杭を先掘り孔内に圧入していく工程と、
上記工程時に、上記排土ホッパー内もしくはその若干手前において泥状掘削土砂を場外へ搬出できる状態に処理する工程と、
から成る中掘り掘削工法。
【請求項２】
マストに昇降自在に支持された回転駆動部の出力軸に、中空杭内に回転自在に挿通されたオーガスクリュー上端を接続し、該オーガスクリューの回転により中空杭内を上方へ搬送される掘削土砂を収容する開閉蓋つき排土ホッパーを備えた中掘り掘削機において、
上記排土ホッパーに、該ホッパー内の泥状掘削土砂を場外へ搬出できる状態に処理するための処理材を泥状掘削土砂に供給する手段を設け、上記排土ホッパー内に掘削土砂を撹拌する手段を装備した、
中掘り掘削機の排土ホッパー。
【請求項３】
マストに昇降自在に支持された回転駆動部に、中空杭内に回転自在に挿通されたオーガスクリュー上端を接続し、該オーガスクリューの回転により中空杭内を上方へ搬送される掘削土砂を収容する開閉蓋つき排土ホッパーを備えた中掘り掘削機において、
上記排土ホッパーを上記回転駆動部の下位に支持させ、該排土ホッパー内に両端開口の土砂案内筒を貫通して、該案内筒の開口上端を排土ホッパー内上部に位置させ、
上記土砂案内筒の下端に、上記中空杭上端を着脱自在に連結すると共に、上記オーガスクリューを上記中空杭内から続いて上記土砂案内筒内に回転自在に挿通し、
上記土砂案内筒に、該案内筒内を搬送される泥状掘削土砂を場外へ搬出できる状態に処理するための処理材を泥状掘削土砂に供給する手段を設け、
上記排土ホッパー内に、掘削土砂を撹拌する手段を装備した、
中掘り掘削機の排土ホッパー。
【請求項４】
マストに昇降自在に支持された回転駆動部の出力軸に、中空杭内に回転自在に挿通されたオーガスクリューの上端を接続し、該オーガスクリューの回転により中空杭内を上方へ搬送される掘削土砂を収容する開閉蓋つき排土ホッパーを備えた中掘り掘削機において、
上記排土ホッパー内上部に、該ホッパー内の泥状掘削土砂を場外へ搬出できる状態に処理するための処理材を外周に放散する手段を設けると共に、上記放散手段に上記処理材を供給する手段を配置し、
上記排土ホッパー内に掘削土砂を撹拌する手段を装備した、
中掘り掘削機の排土ホッパー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、鋼管杭、コンクリート中空杭等の既成中空杭内に挿通したオーガスクリューにより中空杭の先掘りを行いつつ、掘削土砂を上方の排土ホッパー内に貯留すると共に、中空杭を先掘り孔内に圧入する中掘り掘削機を使用しての中掘り掘削工法及びそれに使用される排土ホッパーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、マストに昇降自在に支持された回転駆動部に、ロッド全長にスクリュー羽根を、ロッド下端に掘削ヘッドをそれぞれ有するオーガスクリューの上端を接続し、該オーガスクリューを中空杭内に回転自在に挿通すると共に、上記回転駆動部と中空杭との間に、下端に開閉蓋を有する排土ホッパーを上記オーガスクリュー上端部分を囲む状態に設けた各種の排土ホッパーつき中掘り掘削機が提案されている。
【０００３】
しかし、いずれの中掘り掘削機においても、排土ホッパー内に貯留される土砂は地中含水により泥状となり、特に掘削時に水を利用した場合はさらに含水量の多い泥状となり、従って、これを直ちにダンプカーにより場外へ搬出することは困難であるため、従来は、泥状土砂を一旦ホッパーから現場に配置した槽内に排出した後固化材等を混合して搬出可能の状態に処理しているが、これら処理作業に多くの手間がかかり、作業能率を低下させるばかりでなく、余分な処理設備を別途準備しなければならない経済的不利益があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本願第１発明は、作業能率の向上及び設備費の節減を実現する中掘り掘削工法を提供することを課題とし、
本願第２、第３及び第４の各発明は、上記第１発明の課題達成に寄与できる中掘り掘削機の排土ホッパーを提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題達成のため本願第１発明は、
マストに昇降自在に支持された回転駆動部に、中空杭内に回転自在に挿通されたオーガスクリューの上端を接続し、該オーガスクリューの回転により中空杭内を上方へ搬送される掘削土砂を収容する開閉蓋つき排土ホッパーを備えた中掘り掘削機を使用し、
上記オーガスクリューにより中空杭の先掘りを行いつつ、掘削土砂を上方の排土ホッパー内に搬送すると共に、中空杭を先掘り孔内に圧入していく工程と、
上記工程時に、上記排土ホッパー内もしくはその若干手前において泥状掘削土砂を場外へ搬出できる状態に処理する工程と、
から成る中掘り掘削工法を提案する。
【０００６】
本願第２発明は、
マストに昇降自在に支持された回転駆動部の出力軸に、中空杭内に回転自在に挿通されたオーガスクリュー上端を接続し、該オーガスクリューの回転により中空杭内を上方へ搬送される掘削土砂を収容する開閉蓋つき排土ホッパーを備えた中掘り掘削機において、
上記排土ホッパーに、該ホッパー内の泥状掘削土砂を場外へ搬出できる状態に処理するための処理材を泥状掘削土砂に供給する手段を設け、上記排土ホッパー内に掘削土砂を撹拌する手段を装備した、
中掘り掘削機の排土ホッパーを提案し、
【０００７】
また本願第３発明は、
マストに昇降自在に支持された回転駆動部に、中空杭内に回転自在に挿通されたオーガスクリュー上端を接続し、該オーガスクリューの回転により中空杭内を上方へ搬送される掘削土砂を収容する開閉蓋つき排土ホッパーを備えた中掘り掘削機において、
上記排土ホッパーを上記回転駆動部の下位に支持させ、該排土ホッパー内に両端開口の土砂案内筒を貫通して、該案内筒の開口上端を排土ホッパー内上部に位置させ、
上記土砂案内筒の下端に、上記中空杭上端を着脱自在に連結すると共に、上記オーガスクリューを上記中空杭内から続いて上記土砂案内筒内に回転自在に挿通し、
上記土砂案内筒に、該案内筒内を搬送される泥状掘削土砂を場外へ搬出できる状態に処理するための処理材を泥状掘削土砂に供給する手段を設け、
上記排土ホッパー内に、掘削土砂を撹拌する手段を装備した、
中掘り掘削機の排土ホッパーを提案し、
【０００８】
さらに本願第４発明は、
マストに昇降自在に支持された回転駆動部の出力軸に、中空杭内に回転自在に挿通されたオーガスクリュー上端を接続し、該オーガスクリューの回転により中空杭内を上方へ搬送される掘削土砂を収容する開閉蓋つき排土ホッパーを備えた中掘り掘削機において、
上記排土ホッパー内上部に、該ホッパー内の泥状掘削土砂を場外へ搬出できる状態に処理するための処理材を外周に放散する手段を設けると共に、上記放散手段に上記処理材を供給する手段を配置し、
上記排土ホッパー内に掘削土砂を撹拌する手段を装備した、
中掘り掘削機の排土ホッパーを提案する。
【０００９】
本願第１、第２、第３及び第４の各発明における上記「泥状掘削土砂を場外へ搬出できる状態に処理する」とは、セメント系固化材、石灰系固化材、セメント−石灰複合系固化材又は吸水剤、さらにそれらと凝集剤との混合材、その他種々の処理材を用いて泥状土砂を場外へ搬出し易い粒状、塊状もしくはゲル状の固形状土砂に処理することをいう。
【００１０】
また本願第２、第３発明における上記「処理材を掘削土砂に供給する手段」及び第４発明における「放散手段に処理材を供給する手段」には、液体または粉体の処理材を自然滴下もしくは自然散布するもの、圧搾空気により噴霧もしくは噴射するもの、スクリューコンベアにて供給するもの、その他種々の手段が使用される。また上記「掘削土砂を撹拌する手段」には、ロッドの外周に撹拌羽根、もしくは連続らせん羽根を突設してなる撹拌ロッドを回転させるもの、無端チェン、もしくは撹拌羽根を突設してなる無端チェンを案内車に掛けて走行させるもの等をホッパー内に縦型又は横型に配置する手段、その他種々のものが使用される。さらに第４発明における上記「放射手段」には、回転羽根車、回転噴射器等が使用される。
以下図面を参照して本願発明の実施例について説明する。
【００１１】
【実施例】
〔第２発明の実施例〕
まず、便宜上第２発明の排土ホッパーを有する中掘り掘削機について説明する。
図１（イ）、（ロ）において、ベースマシン（１）の前端部にマスト（２）を垂直に支持し、該マスト（２）の長手方向全長に敷設されたガイドレール（３）、（３）に、ホルダー（５）にモータ（６）及び減速機（７）を搭載してなる回転駆動部（４）を上下摺動自在に支持させると共に、トップシーブブロック（８）から垂下したワイヤロープ（９）により昇降自在に吊支し、この駆動部のホルダー（５）下端に横断面矩形の箱形排土ホッパー（１０）を連結し、該ホッパー（１０）の下端に、オーガスクリュー（１１）を挿通された中空既成杭（１２）の上端を着脱自在に連結吊支してある。
【００１２】
上記排土ホッパー（１０）は、図１（ロ）及び図３に示すようにその前面下端部分に排出口（１３）を開口すると共に、ホッパー底板を上記排出口（１３）に連続する前下りの傾斜底板（１４）に形成し、この排出口（１３）を開閉すべき蓋（１５）は、ゆるく湾曲した蓋本体（１５’）の左右側端から延出したアーム（１６）、（１６）の延出端を、ホッパー（１０）の左右側面に、ピン（１７）、（１７）により揺動自在に軸支すると共に、ホッパー（１０）前面に一端を支持した蓋開閉用油圧シリンダ（１８）のピストンロッド（１９）先端を上記蓋本体（１５’）に連結し、該シリンダ（１８）の伸縮駆動により蓋（１５）がピン（１７）、（１７）を中心に揺動して排出口（１３）を開閉するようにしてある（図３参照）。
【００１３】
上記ホッパー（１０）内の中心位置には、図２に示すように上記中空杭（１２）とほぼ同一内径で両端開口の円筒からなる土砂案内筒（２０）を傾斜底板（１４）を貫通して開口上端をホッパー（１０）内の上部に突出した状態で垂直に固定し、該土砂案内筒（２０）の下端に環状の杭取付けキャップ（２１）を同心的に固定し、該キャップ（２１）に既成中空杭（１２）の上端部を着脱自在に連結してある。
【００１４】
オーガスクリュー（１１）は、ロッドの全長にスクリュー羽根（２２）を、ロッド下端に掘削ヘッド（２３）をそれぞれ設けたもので、図２（イ）に示すようにその上端部分を中空杭（１２）から上記土砂案内筒（２０）内に挿通し、そしてスクリューロッド上端をホッパー（１０）の上板を貫通して回転駆動部（４）の出力軸（２４）に接続してある。
【００１５】
上記のようなホッパー（１０）の上板上に、本例では４個の撹拌駆動用ギヤードモータ（２５）…をオーガスクリュー（１１）を囲む位置に設置すると共に、それらの出力軸をホッパー（１０）内に突出し、各出力軸に、一例としてロッドの外周に撹拌羽根（２７）…を突設してなる撹拌ロッド（２６）…の上端をそれぞれ接続してある。各撹拌ロッド（２６）…はホッパー（１０）内側面と土砂案内筒（２０）との空間内にそれぞれ垂下されている。
【００１６】
上記ホッパー（１０）の左右肩部には、泥状土砂に対する処理材供給手段として、例えば、セメント−石灰複合系固化材の粉末を噴射する噴射器（２８）、（２８）を噴射方向を斜め下に向けて設置してある。（２９）は粉末供給ホース、（３０）は圧搾空気供給ホース、（３１）はケースである。
【００１７】
（３２）は、図１（ロ）における上記排土ホッパー（１０）の背面に取りつけた絞りワイヤシーブで、これに掛けた絞りワイヤロープ（３３）を下方へ導いてベースマシン（１）のウィンチ（図示略）に巻いてある。（３４）、（３４）はガイドレール（３）、（３）に係合する駆動部（４）のスライド金具、（３５）、（３５）は同様の排土ホッパー（１０）のスライド金具である。
【００１８】
〔第１発明の実施例〕
上例の掘削機を用いた中掘り工法について説明する。図１（イ）、（ロ）の状態において、駆動部（４）の始動によりオーガスクリュー（１１）を回転させて地盤への掘削を開始すれば、オーガスクリューの掘削ヘッド（２３）により中空杭（１２）の下方地盤を先掘りし、本例では泥状掘削土砂をスクリュー羽根（２２）により中空杭（１２）内ついで土砂案内筒（２０）内へと上方へ搬出し、そして該案内筒（２０）の開口上端からホッパー（１０）内に送り出す。それと共に中空杭（１２）が絞りワイヤロープ（３３）の下方への引張りにより先掘りされた縦孔内に圧入されていく。
【００１９】
上記掘削工程とともに、撹拌駆動用ギヤードモータ（２５）…を始動して各撹拌ロッド（２６）…を回転させ、ホッパー（１０）内の泥状土砂を撹拌すると共に、噴射器（２８）、（２８）のスイッチ操作により粉末固化材を土砂に噴射し、それにより泥状土砂を粒状の固形状土砂に処理する。上記の噴射される粉末固化材は、管理の上、処理すべき泥状土砂に対し定量噴射されるように制御する場合もある。
【００２０】
単位長の杭の沈設が終了し、ホッパー（１０）が地表近くに降下したところで、ダンプカーを寄せ、蓋開閉用シリンダ（１８）の縮小駆動により蓋（１５）を開き、それにより固形処理土砂を排出口（１３）から荷台へ直接投下し、場外へ搬出する。投下後蓋（１５）を閉じて掘削工程と固形処理工程を再開する。
【００２１】
上記第２発明の他の実施例として、上例の排土ホッパー（１０）内に、上記縦型撹拌ロッド（２６）…に加え、該撹拌ロッド（２６）と同一構造の撹拌ロッド複数本を、排出口（１３）に連続する傾斜底板（１４）に接近する位置に横型に配置したものもえられる。
本例によれば、ホッパー内底部に未処理で堆積しがちな土砂を撹拌して処理を受けさせる。
【００２２】
〔第３発明の実施例〕
本例では、処理材を土砂案内筒（２０ａ）内に供給する発明の実施例で、図４に示すように、一例として一対のスクリューコンベアの各スクリューケーシング（３６ａ）、（３６ａ）を排土ホッパー（１０ａ）内下部に水平に配置してケーシング前端の各押出口（３７ａ）、（３７ａ）を土砂案内筒（２０ａ）の周壁に接続すると共に、ケーシング後端部を排土ホッパー（１０ａ）外に突出し、そして各スクリュー（３８ａ）、（３８ａ）のロッド後端部に固着されたスプロケット（３９ａ）、（３９ａ）に、排土ホッパー（１０ａ）下面に設置されたモータ（４０ａ）、（４０ａ）からスプロケット（４１ａ）、（４１ａ）及びチエン（４２ａ）、（４２ａ）を介して回転を伝達するようにし、さらにケーシング（３６ａ）、（３６ａ）後端の入口（４３ａ）、（４３ａ）に固化材粉末を入れたホッパー（４４ａ）、（４４ａ）を接続し、他の構造は図１、２、３と実質的に同一である。
【００２３】
上例によれば、土砂案内筒（２０ａ）内を上方へ搬送される泥状掘削土砂に早い段階で固化材を供給し、スクリューにより混合するから、排土ホッパー（１０ａ）内で撹拌ロッド（２６ａ）…により撹拌される掘削土砂は十分な固形化処理がなされる。
【００２４】
〔第４発明の実施例〕
本例は、排土ホッパー（１０ｂ）内で処理材を泥状掘削土砂に広く散布する発明の実施例で、図５に示すように排土ホッパー（１０ｂ）内上部において、該ホッパー（１０ｂ）上板下面に環状ホルダー（４５ｂ）をオーガスクリュー（１１ｂ）のロッドと同心的に固化し、該ホルダー（４５ｂ）にボールベアリング（４６ｂ）を介して回転リング（４７ｂ）を支持し、該リング（４７ｂ）の下位に、一例として円盤上に複数の羽根を放射状に突設してなる羽根車（４８ｂ）を上記オーガスクリュー（１１ｂ）ロッドと同心的にアーム（４９ｂ）…により固定し、また上記回転リング（４７ｂ）の外周面に固定された大歯車（５０ｂ）に、排土ホッパー（１０ｂ）上面に設置されたモータ（５１ｂ）の出力軸に固定された小歯車（５２ｂ）をかみ合わせ、該モータ（５１ｂ）の回転を羽根車（４８ｂ）に伝達するようにし、さらに回転駆動部（４ｂ）のホルダー（５ｂ）に、処理材供給手段として固化材粉末の噴射器（２８ｂ）を取りつけ、その噴射ノズルから上記羽根車（４８ｂ）上に固化材を供給し、供給される固化材を回転する羽根車（４８ｂ）により外周に広く放散する。
【００２５】
上例によれば、排土ホッパー（１０ｂ）内において、回転する羽根車（４８ｂ）により固化材を泥状掘削土砂に広く散布し、それにより排土ホッパー内の泥状掘削土砂をまんべんなく固形化することができる。
【００２６】
【発明の効果】
本願第１発明の中掘り掘削工法によれば、中掘り掘削の工程を行いつつ、排土ホッパー内において泥状掘削土砂を場外へ搬出できる状態に処理することができ、それに伴い、排土ホッパーから直接ダンプカーに土砂を投入して直ちに場外へ搬出することができるようになり、それにより作業能率の向上及び処理設備の省略を実現できるのである。
【００２７】
本願第２発明の中掘り掘削機の排土ホッパーによれば、上記第１発明の中掘り掘削工法を有効に実施することができるのである。
【００２８】
本願第３発明の中掘り掘削機の排土ホッパーによれば、上記第２発明の効果に加え、泥状掘削土砂が排土ホッパー内に送りこまれる前の、土砂案内筒内を上方へ搬送される段階で、該泥状掘削土砂に処理材を供給し混合しておくから、排土ホッパー内で撹拌手段により撹拌されたとき泥状掘削土砂にさらに十分な処理を行うことができるのである。
【００２９】
本願第４発明の中掘り掘削機の排土ホッパーによれば、上記第２発明の効果に加え、排土ホッパー内に送りこまれる泥状掘削土砂に対し処理材を放散手段により外周に広く散布することができ、それにより泥状掘削土砂をまんべんなく十分に処理することができるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】（イ）本願第２発明による排土ホッパーを備えた中掘り掘削機の側面図である。
（ロ）（イ）図における排土ホッパー部分の拡大図である。
【図２】（イ）図１（ロ）のＡ−Ａ線断面図である。
（ロ）図２（イ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図３】排土ホッパーの蓋を開いた状態の一部省略側面図である。
【図４】本願第３発明による排土ホッパーの実施例の一部省略拡大縦断正面図である。
【図５】本願第４発明による排土ホッパーの実施例の同上図である。
【符号の説明】
２　マスト
４、４ｂ　回転駆動部
１０、１０ａ、１０ｂ　排土ホッパー
１１、１１ａ、１１ｂ　オーガスクリュー
１２　中空杭
１５　蓋
２６、２６ａ、２６ｂ　撹拌ロッド
２８、２８ｂ　固化材噴射器
３６ａ　スクリューケーシング
３８ａ　スクリュー
４４ａ　ホッパー
４８ｂ　羽根車
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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