(57)【要約】【課題】柱状改良用撹拌装置に簡易に着脱して用いることができ、柱状改良用撹拌装置により掘削した土砂を相当量引き上げることを可能にして、先行穴を効率良く先行堀りすることのできる先行掘削プレート部材を提供する。【解決手段】回動軸１４と、回動軸１４の先端部に設けられた掘削翼１５と、回動軸１４の先端部分に設けられた２段の撹拌翼１６と、共回り防止翼１７とを備える柱状改良用撹拌装置１３に取付けて用いられ、柱状改良杭の施工に先立って先行堀りを行う際に使用する先行掘削プレート部材１０であって、平面視した形状が、攪拌翼１６の外径と同様の外径を有すると共に、回動軸１４の外径より大きな内径を有する半円帯板形状の一対の単位掘削プレート１８からなり、各単位掘削プレート１８は、一端部１８ａを上段の撹拌翼１６に、中間部１８ｂを下段の撹拌翼１６に各々接合して、回動軸１４を中心とする螺旋方向に沿って取り付けられる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流動状態の固化材を流通させる中空内部を有し、駆動装置に取付けられて回動しながら昇降する回動軸と、該回動軸の先端部に設けられた掘削翼と、該掘削翼の上方において前記回動軸の先端部分から径方向両側に張り出すと共に、周方向に９０度ずれた状態で２段に設けられた各一対の撹拌翼と、前記掘削翼と下段の前記撹拌翼との間において前記回動軸に回動自在に設けられた共回り防止翼とを備える、掘削土砂と固化材とを地中で撹拌混合することにより柱状改良杭を形成する柱状改良用撹拌装置に着脱可能に取り付けて用いられ、柱状改良杭の施工に先立って、該柱状改良杭の施工予定箇所に前記撹拌装置によって先行堀りを行う際に使用する先行掘削プレート部材であって、
平面視した形状が、前記攪拌翼の外径と略同様の外径を有すると共に、前記回動軸の外径よりも大きな内径を有する略半円帯板形状の一対の単位掘削プレートからなり、
各単位掘削プレートは、一端部を上段の前記撹拌翼のいずれか一方に接合すると共に、中間部を下段の前記撹拌翼のいずれか一方に接合して、前記回動軸を中心とする螺旋方向に沿って各々取り付けられる先行掘削プレート部材。
【請求項２】
前記単位掘削プレートは、前記一端部及び中間部にボルト孔を有しており、ボルト接合によって前記撹拌翼に着脱可能に取り付けられる請求項１に記載の先行掘削プレート部材。
【請求項３】
前記単位掘削プレートの前記一端部には、当該一端部の縁部分を折り返すことにより折返し係止片が設けられており、該折返し係止片を前記上段の撹拌翼に係止させた状態で、前記単位掘削プレートが前記撹拌翼に接合される請求項１又は２に記載の先行掘削プレート部材。
【請求項４】
前記単位掘削プレートの外周縁部に沿って、肉盛り補強リブが設けられている請求項１〜３のいずれかに記載の先行掘削プレート部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、先行掘削プレート部材に関し、特に、掘削土砂と固化剤とを地中で撹拌混合することにより柱状改良杭を形成する柱状改良用撹拌装置に着脱可能に取り付けて用いる先行掘削プレート部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
柱状改良用撹拌装置を用いたいわゆる湿式柱状改良工法は、回動軸の先端部分に掘削翼や攪拌翼を備える当該撹拌装置によって、セメントミルク等の流動状態の固化材を掘削土砂と地中で攪拌混合することにより、例えば５００〜６００ｍｍ程度の杭径の柱状改良杭を形成する工法である（例えば、特許文献１参照）。このような柱状改良用撹拌装置を用いた湿式柱状改良工法によれば、住宅建築物等の建物の基礎地盤を補強したり、建物を支持する基礎杭として、複数本の柱状改良杭を、狭い敷地においても簡易に且つ効率良く形成することが可能である。
【０００３】
一方、湿式柱状改良工法では、セメントミルク等の固化材を地盤に注入して掘削土砂と固化材とを地中で攪拌混合するものであることから、固化材を注入した分、攪拌混合された固化材と掘削土砂との混合物の容積の方が削孔した部分の元の地盤の容積よりも大きくなる。したがって、固化材と掘削土砂との混合物は、容積が増加した分、掘削翼によって形成した掘削穴から改良残渣として周囲の地盤面に溢れ出ることになる。このような固化材と掘削土砂との混合物による改良残渣は、固化材を含んでいるため産業廃棄物として取り扱われ、処分場に運搬して処分する必要があるが、地盤面に溢れ出た改良残渣を集積して搬送するのに多くの手間と労力を要すると共に、処分費用も嵩むことになる。
【特許文献１】特開２００３−３１３８５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
これに対して、従来の湿式柱状改良工法では、建物の建築施工現場において改良残渣が発生しないようにして、改良残渣を産業廃棄物として処分する際のコストや労力を低減する工夫は特になされていないが、改良残渣を当該建築施工現場で適正に処理して、処分すべき改良残渣を無くすことにより、施工コストや労力の低減を効果的に図ることができるものと考えられる。
【０００５】
また、改良残渣が発生しないように建築施工現場で適正に処理する方法としては、例えば柱状改良杭の施工に先立って、当該柱状改良杭の施工予定箇所に先行堀りを行ない、容積の増加分を鑑みた所定の深さの土抜きを予め行うことにより、柱状改良用撹拌装置によってセメントミルク等の固化材と掘削土砂とを地中で攪拌混合する際に、攪拌混合された掘削土砂が改良残渣として掘削穴から周囲の地盤面に溢れ出ないようにする方法が考えられる。
【０００６】
しかしながら、例えば杭径が５００〜６００ｍｍ程度の柱状改良杭と略同様の断面形状を有する大きさの先行穴を、容積の増加分を鑑みた例えば５０〜１００ｃｍ程度の所定の深さとなるように人力によって形成する作業には多く手間を要することから、機械的手段によって効率良く先行穴の先行堀りを行うことのできる簡易な方法の開発が望まれている。また、例えば柱状改良用撹拌装置を使用して、掘削翼で土抜きを行う所定の深さまで掘削した地盤の土砂を、撹拌翼を介して引き上げることも考えられるが、撹拌翼では、一度に引き上げることのできる土量が少なく、回動軸を何度も昇降させる必要を生じて先行穴を効率良く形成することが困難である。さらに、例えば穴掘り用のオーガーを柱状改良用撹拌装置と交換してベースマシーンに取り付けて用いる方法では、オーガーは相当の重量を有しているため、当該オーガーを取り付けたり取り外したりする作業に多くの手間を要することになる。
【０００７】
本発明は、柱状改良用撹拌装置に簡易に着脱して用いることができ、当該柱状改良用撹拌装置により掘削した土砂を相当の土量で一度に引き上げることを可能にして、所定の深さの先行穴を効率良く先行堀りすることのできる先行掘削プレート部材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】
【０００８】
本発明は、流動状態の固化材を流通させる中空内部を有し、駆動装置に取付けられて回動しながら昇降する回動軸と、該回動軸の先端部に設けられた掘削翼と、該掘削翼の上方において前記回動軸の先端部分から径方向両側に張り出すと共に、周方向に９０度ずれた状態で２段に設けられた各一対の撹拌翼と、前記掘削翼と下段の前記撹拌翼との間において前記回動軸に回動自在に設けられた共回り防止翼とを備える、掘削土砂と固化材とを地中で撹拌混合することにより柱状改良杭を形成する柱状改良用撹拌装置に着脱可能に取り付けて用いられ、柱状改良杭の施工に先立って、該柱状改良杭の施工予定箇所に前記撹拌装置によって先行堀りを行う際に使用する先行掘削プレート部材であって、平面視した形状が、前記攪拌翼の外径と略同様の外径を有すると共に、前記回動軸の外径よりも大きな内径を有する略半円帯板形状の一対の単位掘削プレートからなり、各単位掘削プレートは、一端部を上段の前記撹拌翼のいずれか一方に接合すると共に、中間部を下段の前記撹拌翼のいずれか一方に接合して、前記回動軸を中心とする螺旋方向に沿って各々取り付けられる先行掘削プレート部材を提供することにより、上記目的を達成したものである。
【０００９】
そして、本発明の先行掘削プレート部材によれば、前記一端部及び中間部にボルト孔を有しており、ボルト接合によって前記撹拌翼に着脱可能に取り付けられることが好ましい。
【００１０】
また、本発明の先行掘削プレート部材によれば、前記単位掘削プレートの前記一端部には、当該一端部の縁部分を折り返すことにより折返し係止片が設けられており、該折返し係止片を前記上段の撹拌翼に係止させた状態で、前記単位掘削プレートが前記撹拌翼に接合されることが好ましい。
【００１１】
さらに、本発明の先行掘削プレート部材によれば、前記単位掘削プレートの外周縁部に沿って、肉盛り補強リブが設けられていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の先行掘削プレート部材によれば、柱状改良用撹拌装置に簡易に着脱して用いることができ、当該柱状改良用撹拌装置により掘削した土砂を相当の土量で一度に引き上げることを可能にして、所定の深さの先行穴を効率良く先行堀りすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１〜図３に示す本発明の好ましい一実施形態に係る先行掘削プレート部材１０は、例えば住宅建築物等の建物の基礎地盤１１（図４，図５参照）に、当該基礎地盤１１を補強すると共に建物を支持する基礎杭として、複数の柱状改良杭を地中に打設して形成する際に、セメントミルク等の固化材と掘削土砂との混合物による改良残渣が地盤面に溢れ出ないように、柱状改良杭の施工に先立って、当該柱状改良杭の施工予定箇所に予め先行堀りによる先行穴１２（図５参照）を形成するべく、柱状改良用撹拌装置１３の回転軸１４の先端部分に取り付けて用いられるものである。
【００１４】
すなわち、柱状改良用撹拌装置１３を用いた湿式柱状改良工法は、回動軸１４の先端部分に設けられた掘削翼１５や攪拌翼１６によって、セメントミルク等の固化材を地盤に注入しつつ掘削土砂と固化材とを地中で攪拌混合して柱状改良杭を形成するものであり、固化材を注入した分、攪拌混合された固化材と掘削土砂との混合物の容積の方が削孔した部分の元の地盤の容積よりも大きくなことから、固化材と掘削土砂との混合物は、何等対策が施されていないと、容積が増加した分、掘削翼１５による掘削によって形成した掘削穴から改良残渣として周囲の地盤面に溢れ出ることになる。本実施形態では、固化材と掘削土砂との混合物による改良残渣が基礎地盤１１の地盤面に溢れ出ないようにするために、柱状改良杭の施工に先立って先行穴１２を先行掘りする際に、先行掘削プレート部材１０を柱状改良用撹拌装置１３に取り付けて使用し、掘削翼１５によって掘削した土砂を一度に相当量引き上げること可能にして、先行穴１２を簡易に且つ効率良く形成できるようにするものである。また先行穴１２を形成した後は、先行掘削プレート部材１０を容易に取り外すことを可能にして、柱状改良用撹拌装置１３による柱状改良杭の施工をスムーズに行うことができるようにするものである。
【００１５】
そして、本実施形態の先行掘削プレート部材１０は、図１〜図３に示すように、セメントミルク等の流動状態の固化材を流通させる中空内部を有し、ベースマシーンの駆動装置（図示せず。）に取付けられて回動しながら昇降する回動軸１４と、回動軸１４の先端部に設けられた掘削翼１５と、掘削翼１５の上方において回動軸１４の先端部分から径方向両側に張り出すと共に、周方向に９０度ずれた状態で２段に設けられた各一対の撹拌翼１６と、掘削翼１５と下段の撹拌翼１６との間において回動軸１４に回動自在に設けられた共回り防止翼１７とを備える、掘削土砂と固化材とを地中で撹拌混合することにより柱状改良杭を形成する柱状改良用撹拌装置１３に着脱可能に取り付けて用いられ、柱状改良杭の施工に先立って、柱状改良杭の施工予定箇所に撹拌装置１３によって先行堀りを行う際に使用する先行掘削用のプレート部材であって、平面視した形状が、攪拌翼１６の外径と略同様の外径を有すると共に、回動軸１４の外径よりも大きな内径を有する略半円帯板形状の一対の単位掘削プレート１８からなり、各単位掘削プレート１８は、一端部１８ａを上段の撹拌翼１６のいずれか一方に接合すると共に、中間部１８ｂを下段の撹拌翼１６のいずれか一方に接合して、回動軸１４を中心とする螺旋方向に沿って各々取り付けられるようになっている。
【００１６】
また、本実施形態では、単位掘削プレート１８は、好ましくは一端部１８ａ及び中間部１８ｂにボルト孔１９を有しており、これらのボルト孔１９を攪拌翼１６に設けられた攪拌翼側ボルト孔２０に合致させ、ボルト部材２１を用いてボルト接合することによって撹拌翼１６に着脱可能に取り付けられるようになっている。
【００１７】
本実施形態では、柱状改良用撹拌装置１３は、湿式柱状改良工法用の攪拌装置として公知のものであり、中空内部を有する鋼製パイプ状の回動軸１４の先端部分（下端部分）に、掘削翼１５、撹拌翼１６、共回り防止翼１７等が一体として取り付けられている。また回動軸１４には、例えばセメントミルク等の固化材を圧送するための圧送パイプや、固化材を噴射させるための噴射ノズル等がこれの内部や先端部外周面に設けられている。柱状改良用撹拌装置１３は、例えば駆動装置を備える圧入打設用のベースマシーンに取り付けて用いられ、ベースマシーンからの操作により、回転しながら所定の深さまで地中に圧入された後に引き上げられて、掘削翼１５で掘削した土砂と噴射した固化材とを、共回り防止翼１７によって掘削した土砂の共回りを防止しつつ撹拌翼１６によって攪拌混合することにより、例えば５００〜６００ｍｍ程度の杭径の柱状改良杭を地中に形成する装置である。
【００１８】
ここで、掘削翼１５は、回動軸１４の先端に取り付けられ、回動軸１４の回転駆動により柱状改良用撹拌装置１３の圧入に伴って地盤を掘削し、例えば５００〜６００ｍｍ程度の掘削穴を穿孔形成する。
【００１９】
攪拌翼１６は、各々、掘削翼１５の上方において回動軸１４から外側に張り出して設けられ、回動軸１４の回転駆動により掘削翼１５によって掘削された土砂を攪拌する。攪拌翼１６は掘削翼１５と略同様の外径を有すると共に、掘削された土砂を効果的に攪拌できるように、回動軸１４と垂直な面に対して回転方向に好ましくは１５〜３０度程度の角度で下方に傾斜して取り付けられている。また、攪拌翼１６は、回動軸１４から各一対の攪拌翼１６が１８０度の角度間隔をおいて両側に張り出し、周方向に９０度ずれた状態で上下２段に設けられている。さらに、上段の一対の攪拌翼１６には、攪拌翼側ボルト孔２０が各々１箇所に形成されていると共に、下段の一対の攪拌翼１６には、攪拌翼側ボルト孔２０が各々２箇所に形成されている。
【００２０】
共回り防止翼１７は、掘削翼１５と下段の撹拌翼１６との間において、上下方向への動きを制限された状態で回動軸１４に回動自在に取り付けられた円筒スリーブ形状のボス部２２から両側に張り出して、１８０度の角度間隔をおいて一対設けられている。共回り防止翼１７は、掘削翼１５の外径よりも僅かに大きな外径を有しており、掘削翼１５によって形成された掘削穴の孔壁に僅かに食い込んで、掘削翼１５及び撹拌翼１６が回転する間、回転しない状態を保持する。これによって共回り防止翼１７は、固化材と混合する前の掘削土砂が塊状となって掘削翼１５や撹拌翼１６と共に回転する、いわゆる共回り現象を防止して、撹拌効果を高める機能を発揮する。
【００２１】
本実施形態では、先行掘削プレート部材１０は、平面視した形状が略半円帯板形状の一対の単位掘削プレート１８によって構成されている。各単位掘削プレート１８は、例えば鉄板に切断加工や折曲げ加工等を施すことによって容易に形成することができると共に、好ましくは１５ｋｇ程度の、作業員が持ち運んだり着脱する作業を容易に行うことが可能な重量となるように形成されている。
【００２２】
また、各単位掘削プレート１８は、柱状改良用撹拌装置１３に取り付けられた際に回動軸１４と垂直な面に対して回転方向に好ましくは１５〜３０°程度の角度で下方に傾斜する、立体形状に加工形成されると共に、各単位掘削プレート１８の上部に配置される一端部１８ａには、上段の攪拌翼１６の１箇所の攪拌翼側ボルト孔２０と対応する位置に、ボルト孔１９が各々１箇所に形成されており、各単位掘削プレート１８の中間部１８ｂには、下段の攪拌翼１６の２箇所の攪拌翼側ボルト孔２０と対応する位置に、ボルト孔１９が各々２箇所に形成されている。
【００２３】
さらに、本実施形態では、各単位掘削プレート１８の一端部１８ａには、当該一端部１８ａの縁部分を折り返すことにより折返し係止片２３が設けられており、この折返し係止片２３を上段の撹拌翼１６に係止させた状態で、各単位掘削プレート１８が撹拌翼１６に各々接合されるようになっている。これによって、各単位掘削プレート１８をより安定した状態で撹拌翼１６に取り付けることが可能になる。
【００２４】
さらにまた、本実施形態では、各単位掘削プレート１８の外周縁部に沿って、例えば湾曲させた鉄筋棒を溶接によって接合することにより肉盛り補強リブ２４が設けられている。これによって、各単位掘削プレート１８の剛性が増加すると共に、柱状改良用撹拌装置１３により掘削した土砂を引き上げる際に、先行掘削プレート部材１０に堆積した土砂をこぼれ難くして、さらに効率良く先行穴を先行堀りすることが可能になる。
【００２５】
そして、上述の構成を備える本実施形態の先行掘削プレート部材１０によれば、柱状改良用撹拌装置１３に簡易に着脱して用いることができ、この柱状改良用撹拌装置１３により掘削した土砂を相当の土量で一度に引き上げることを可能にして、所定の深さの先行穴を効率良く先行堀りすることができる。
【００２６】
すなわち、本実施形態の先行掘削プレート部材１０によれば、各単位掘削プレート１８は、鉄板等を用いて容易に形成できると共に、作業員による着脱作業が容易な重量を有しているので、図１及び図３に示すように、好ましくは各単位掘削プレート１８の一端部１８ａのボルト孔１９を上段の攪拌翼１６の一方又は他方の攪拌翼側ボルト孔２０に各々合致させると共に、各単位掘削プレート１８の中間部１８ｂのボルト孔１９を下段の攪拌翼１６の一方又は他方の攪拌翼側ボルト孔２０に合致させ、ボルト部材２１を用いたボルト接合によって、回動軸１４を中心とする螺旋方向に沿って各単位掘削プレート１８を柱状改良用撹拌装置１３に各々容易に取り付けることが可能になると共に、ボルト部材２１を取り外すことによって、各単位掘削プレート１８を柱状改良用撹拌装置１３から容易に撤去することが可能になる。
【００２７】
また、先行掘削プレート部材１０を柱状改良用撹拌装置１３に取り付けた状態で、図４及び図５に示すように、柱状改良用撹拌装置１３の回動軸１４を回動しつつ所定の深まで圧入した後に回動軸１４を引き上げれば、先行掘削プレート部材１０の螺旋方向に沿って配置された各単位掘削プレート１８は、回動軸１４の回動及び圧入に伴って掘削翼１５によって掘削された土砂の内部にスムーズに食い込んで行き、これの上面に掘削土砂を掬い取るようにして相当量堆積させると共に、回動軸１４の引き上げに伴って、堆積させた相当量の土砂を単位掘削プレート１８によって下方から支持しつつ容易に引き上げることが可能になり、例えばこのような作業を数回繰り返すことにより、所定に深さの先行穴を迅速に且つ容易に先行堀りすることが可能になる。
【００２８】
なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく種々の変更が可能である。例えば単位掘削プレートは、ボルト接合によって撹拌翼に着脱可能に取り付ける必要は必ずしもなく、切断が可能な溶接等のその他の種々の接合手段によって、撹拌翼に着脱可能に取り付けることもできる。また、単位掘削プレートに折返し係止片や肉盛り補強リブを設ける必要は必ずしもない。さらに、柱状改良用撹拌装置は、一対の撹拌翼を３段以上備えていても良く、この場合には、最下部の２段の撹拌翼に単位掘削プレートを取り付けて用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の好ましい一実施形態に係る先行掘削プレート部材を柱状改良用撹拌装置に取り付ける状況を説明する要部分解斜視図である。
【図２】本発明の好ましい一実施形態に係る先行掘削プレート部材を柱状改良用撹拌装置に取り付けた状態の要部斜視図である。
【図３】本発明の好ましい一実施形態に係る先行掘削プレート部材の上面図である。
【図４】本発明の好ましい一実施形態に係る先行掘削プレート部材を取り付けた柱状改良用撹拌装置によって先行堀りを行う状況を説明する要部斜視図である。
【図５】本発明の好ましい一実施形態に係る先行掘削プレート部材を取り付けた柱状改良用撹拌装置によって先行堀りを行う状況を説明する要部斜視図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０  先行掘削プレート部材
１１  基礎地盤
１２  先行穴
１３  柱状改良用撹拌装置
１４  回動軸
１５  掘削翼
１６  攪拌翼
１７  共回り防止翼
１８  単位掘削プレート
１８ａ  単位掘削プレートの一端部
１８ｂ  単位掘削プレートの中間部
１９  ボルト孔
２０  攪拌翼側ボルト孔
２１  ボルト部材
２２  ボス部
２３  折返し係止片
２４  肉盛り補強リブ
【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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