(57)【要約】【課題】地中に節杭等を固定するため、杭周液が一様に十分に混合された撹拌部を形成し、杭周囲の地盤との密着性を高め、十分な支持力を得るのに用いる掘削撹拌装置を提供する。【解決手段】杭孔を回転掘削する掘削シャフトの中間部に介装される装置であって、主軸１３に装着されたチェーン車２１と、チェーン車２１からチェーンを介して駆動される従動車２２と、従動車２２と同軸のピニオン２４と、ピニオン２４と噛み合い主軸１３に回転自在に外嵌された大歯車２６と、大歯車２６に取り付けた撹拌翼４１と、チェーン車２１、従動車２２、ピニオン２４及び大歯車２６を被覆し主軸１３にシール装置を介して外嵌し、外面に一双の反力支持翼３５を突出したケーシング３１を備えている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
杭孔を回転掘削する掘削シャフトの中間部に介装される装置であって、該装置の主軸に装着されたチェーン車と、該チェーン車からチェーンを介して駆動される従動車と、該従動車と同軸のピニオンと、該ピニオンと噛み合い前記主軸に回転自在に外嵌された大歯車と、該大歯車に取り付けた撹拌翼と、前記チェーン車、従動車、ピニオン及び大歯車を被覆し前記主軸にシール装置を介して外嵌し外面に反力支持翼を突出したケーシングとを備えたことを特徴とする掘削撹拌装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、杭孔を掘削攪拌し、その中に杭を押し込んで支持杭を造成する場合に用いる掘削撹拌装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
地中杭を設置する場合、地中に撹拌部を形成し、この撹拌部内に杭を押し込む方式の掘削施工技術がある。この技術では、掘削ビット、アースオーガ、掘削撹拌装置等からなる掘削シャフトを用いて、施工地盤内に掘削液を注入しながら、正回転にて所定深度まで掘削を行い、撹拌された掘削孔を形成する。掘削液は、地盤の掘削抵抗を減少させるとともに孔内を泥土化し、孔壁の崩壊を防止する。この掘削シャフトの反復昇降を行った後、所定深度の位置で、根固め液を注入しながら、掘削底部に根固め球根を築造する。
【０００３】
ついで、掘削シャフトを引き上げながら杭周固定液を注入・撹拌しつつ、地盤内にソイルセメント状の撹拌部を形成する。杭周固定液と掘削土とを撹拌混合して生成した撹拌物が、孔壁と杭周面との空間を充填し、杭周面の摩擦力及び水平抵抗力を確保する。掘削孔内に杭を押し込み、杭の先端を根固め球根位置に到達させて杭を設置する。
【０００４】
以上の従来技術では、アースオーガが螺旋状のブレードを旋回させながら地中を昇降するので、土砂はオーガブレードの表面を摺動し地層は単に螺旋面を滑っているだけで撹拌作用をほとんど受けない。従って、地中に十分な撹拌部を形成することができない。このため、土砂の塊等が介在し、杭周固定液の硬化体としての一軸圧縮強度が低下し、杭と杭周囲の地盤との密着性が劣り、所期の十分な支持力を期待することができないと言う問題があった。このような問題点を解決した地中杭の造成方法がある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
その技術は、外周に突設した撹拌羽根を掘削シャフトの回転に対して逆回転させ、杭周固定液を注入して地中を撹拌し、地中杭を沈設すべき撹拌部を地中に形成し、次いでこの撹拌部内に杭を沈設する地中杭の造成方法である。この方法によれば、非常によく撹拌された撹拌部を地中に形成することができる。
【０００６】
また、地盤改良工事に使用する単軸で正逆転する撹拌翼がある（例えば特許文献２参照。）。その技術は具体的には、掘削シャフトの下端に従来の掘削刃物軸と取り替えて取付け使用するものであって、掘削シャフトの中間部に介装して、杭の周囲の地盤を杭と密着させるためのものではなく、杭底の球根を形成するものである。また、駆動歯車、中間歯車、被動歯車の三者が直接噛み合う構造となっており、このような歯車の噛み合いを正確に確保し維持することは、衝撃を伴う掘削シャフトでは困難であり、さらに、この構造ではシールが困難で、異物や液体の侵入、噛み込みを防止することが容易でなく、実使用上問題がある。
【特許文献１】特願２００２−０７９１１６号出願
【特許文献２】特開平７−１９７４４６号公報（第１−２頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述のように、従来、地盤改良工事に使用する単軸で正逆転する撹拌翼があるが、掘削シャフトの中間部に介装して杭の周囲の地盤を杭と密着させるためのものではなく、歯車列が直接噛み合う構造となっており、衝撃を伴う掘削シャフトに用いるのに適当でなく、また、異物や液体の侵入、噛み込みを防止することが容易でないという問題があった。
【０００８】
本発明はこのような装置に改善を加え、上記の杭周固定液を注入して地中を撹拌し、節杭などの地中杭の杭周を地盤に密着させて支持力を高める技術に好適に用いることができる掘削撹拌装置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】
【０００９】
上記問題点を解決するための本発明の技術手段は、杭孔を回転掘削する掘削シャフトの中間部に介装される装置であって、該装置の主軸に装着されたチェーン車と、該チェーン車からチェーンを介して駆動される従動車と、該従動車と同軸のピニオンと、該ピニオンと噛み合い前記主軸に回転自在に外嵌された大歯車と、該大歯車に取り付けた撹拌翼と、前記チェーン車、従動車、ピニオン及び大歯車を被覆し前記主軸にシール装置を介して外嵌し外面に反力支持翼を突出したケーシングとを備えたことを特徴とする掘削撹拌装置である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、掘削シャフトの回転に対して逆回転する掘削撹拌装置を掘削シャフトの中間部に取付けて、杭周固定液を一様に十分に混合した撹拌部を地中に形成し、この撹拌部内に杭を沈設するので、杭周囲と地盤との密着性が優れ、支持力の大きい杭を施工することができる。
【００１１】
本発明の掘削撹拌装置は、回転力伝達にチェーン及びチェーン車を用い、伝達機構に余裕をもたせると共に衝撃を吸収する機構を用いたので、装置の耐久性も高く、円滑な掘削撹拌を行うことができる。また、この装置はシール構造が緊密で、泥土等が装置内に侵入することがなく、保守管理手間も最小限となる。
【００１２】
杭施工時に、掘削孔が泥土化しているため、杭の挿入が容易で、複雑な施工工程がなく、施工管理が容易である。また、本発明の掘削撹拌装置を用いる杭の沈設工法は、完全な非打撃工法であり、低振動・低騒音で環境に悪影響を及ぼすことがなく、また、多様な地盤性状に適用することができるという優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００１４】
図１に本発明の掘削撹拌装置１０の側面図及び縦断面図を示した。本発明の掘削撹拌装置１０は、上端に雄ジョイント１１、下端に雌ジョイント１２を備えた主軸１３を内蔵しており、この主軸１３は掘削シャフトの中間部に挿入連結して上下に回転力を伝達するようになっている。
【００１５】
本発明の掘削撹拌装置１０は主軸１３にチェーン車２１が固定されており、従動車２２にチェーンを介して回転力を伝達する。チェーン伝導なので、伝達機構に多少の遊びが許容されると共に、衝撃を吸収し、無理な力が作用せず、好適である。従動車２２に同軸にピニオン２４が取付けられている。この従動車２２とピニオン２４の軸２５は、ケーシング３１に設けた軸受によって支持されている。ピニオン２４は、大歯車２６と噛み合っている。大歯車２６は、主軸１３に軸受１４を介して外嵌しており、主軸１３と別に回転する。大歯車２６には、撹拌翼４１が取付けられている。
【００１６】
ケーシング３１は、主軸１３に回転自在に外嵌する嵌合部３２を備え、この嵌合部３２は軸側にハードクロムメッキを施したスリーブ２８上を摺動回動すると共に、シールリング３４によって緊密にシールされている。また、ケーシング３１は、大歯車２６のボス２７に相対回転自在に外嵌し、シールリング３３によって、完全にシールされている。ケーシング３１の外周には、一双の反力支持翼３５が突設されている。
【００１７】
掘削シャフトが正回転すると、掘削シャフトに上下端で一体に連結されている主軸１３も同一回転し、チェーン車２１はチェーンを介して従動車２２を回転させる。従動車２２と同軸のピニオン２４が大歯車２６を回転させる。このとき、一双の反力支持翼３５が土中で静止状態にあると、大歯車２６に取付けられた撹拌翼４１は主軸１３に対して逆回転する。
【００１８】
この撹拌翼４１の逆回転部に杭周液を供給すると、杭周部分に泥土状の攪拌部を形成し、後に杭を地中に沈下させると、杭の外周と地盤とが強固に結合し、杭の付着力及び支持力を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施例の掘削撹拌装置を示す側面図及び縦断面図である。
【符号の説明】
【００２０】
１０    掘削撹拌装置
１１    雄ジョイント
１２    雌ジョイント
１３    主軸
１４    軸受
２１    チェーン車
２２    従動車
２４    ピニオン
２５    軸
２６    大歯車
２７    ボス
２８    スリーブ
３１    ケーシング
３２    嵌合部
３３、３４    シールリング
３５    反力支持翼
４１    撹拌翼
【図１】
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