JP2002161690A - オーガ装置、および該オーガ装置を用いた杭圧入方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 杭の変形やケーシングの摩耗を防止しながら
杭を圧入できるオーガ装置、および該オーガ装置を用い
た杭圧入方法を提供する。 【解決手段】 円筒状のケーシング１０と、このケーシ
ング１０内に配置されるオーガスクリュ−３０と、この
オーガスクリュ−３０を垂直な中心軸Ｑまわりに回転さ
せる駆動モータ（図示しない）と、などを主体にオーガ
装置１を構成する。そして、ケーシング１０の先端面１
０ａから突出して杭補強部２０を一体的に備える。杭補
強部２０の鋼矢板４０に向う側面が鋼矢板４０のウェブ
に沿って近接もしくは当接するように配設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地盤に杭を埋設す
る際に、この杭に沿って地盤を掘削するオーガ装置、お
よび該オーガ装置を用いた杭圧入方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、既設の杭から反力を取って杭（矢
板を含む）の圧入及び杭の引き抜きを行う杭圧入引抜機
が知られていた。また、この杭圧入引抜機には、例え
ば、特開平１０−１９５８７２号公報に示されるよう
に、固い地層にも杭を圧入できるようにするために、ケ
ーシングを備えたオーガ装置で掘削しながら杭を圧入し
ていく杭圧入引抜機も知られている。

【０００３】従来のオーガ装置１００は、例えば、図６
に示すように、円筒状（パイプ状）のケーシング１１０
の内部にオーガスクリュ−（図示しない）を備える。ま
た、ケーシング１１０は、杭圧入引抜機により挟持され
るレール部１２０（被挟持部）を備える。杭圧入引抜機
は、矢板２００とケーシング１１０とが並列するように
オーガ装置１００を挟持し、既設の杭から反力を取った
状態で、地盤に掘削孔を形成する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、矢板２
００の先端部２００ａで掘削孔の孔壁を崩壊させながら
矢板２００を圧入していくときに、先端部２００ａが変
形する場合があった（変形した状態を二点鎖線で図
示）。また、掘削を繰り返していくうちに、ケーシング
１１０の先端部１１０ａ、レール部１２０の先端部１２
０ａ、ケーシング１１０の内面１１０ｂについても摩耗
して変形する場合があった。本発明の課題は、杭の変形
やケーシングの摩耗を低減しながら杭を圧入できるオー
ガ装置、および該オーガ装置を用いた杭圧入方法を提供
することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
め、請求項１記載の発明は、例えば、図１〜５に示すよ
うに、ケーシング１０と、このケーシング内に配置され
るオーガスクリュ−３０と、を備え、杭（例えば、鋼矢
板４０）を埋設する際に、この杭に沿って地盤を掘削す
るオーガ装置１であって、前記ケーシングに、地盤に圧
入される杭の少なくとも先端部分４０ａもしくは先端部
近傍に沿うように突出して前記杭に近接もしくは当接
し、埋設される前記杭を補強する杭補強部２０を備える
ことを特徴とする。

【０００６】請求項１記載の発明によれば、地盤に圧入
される杭の少なくとも先端部もしくは先端部近傍に、ケ
ーシングに備えられる杭補強部が近接もしくは当接す
る。これにより、地盤に埋設される杭と杭補強部とが一
体的な構成となり、杭補強部により杭が補強された状態
で地盤に圧入される。また、杭を圧入する際に杭補強部
が掘削孔の孔壁を崩壊させることで、礫や石により杭に
加わる圧入先端抵抗が低減される。このために、地盤に
杭を圧入する過程で、礫や石による圧入先端抵抗のため
に杭が変形することを防止しながら圧入できる。

【０００７】請求項２記載の発明は、請求項１記載のオ
ーガ装置において、例えば、図３〜５に示すように、前
記杭補強部もしくは前記ケーシングの先端部（例えば、
先端面１０ａ）の少なくとも一方に、地盤を崩壊させる
第１刃部（例えば、ビット１１、ビット１３）を備える
ことを特徴とする。

【０００８】請求項２記載の発明によれば、請求項１と
同様の効果を奏することができるとともに、杭補強部も
しくはケーシングの先端部の先方の地盤を、第１刃部に
より崩壊させながら杭が圧入される。これにより、杭を
圧入する際に、杭やケーシングがうける礫や石による圧
入先端抵抗をさらに低減できる。従って、杭だけでは弱
く変形が起きやすかったことや、ケーシングの摩耗を防
止しながら杭を圧入できる。

【０００９】請求項３記載の発明は、請求項１または２
に記載のオーガ装置を用いた杭圧入方法であって、前記
ケーシングが備える杭補強部を、地盤に圧入される杭の
少なくとも先端部もしくは先端部近傍に沿わせた状態
で、杭を圧入することを特徴とする。

【００１０】請求項３記載の発明によれば、請求項１ま
たは２と同様の効果を奏することができるとともに、杭
を圧入する際の礫や石による圧入先端抵抗が低減され、
杭だけでは弱く変形が起きやすかったことや、ケーシン
グの摩耗を防止しながら杭を圧入できる。

【００１１】請求項４記載の発明は、既設の杭から反力
を取って地盤の杭圧入位置に杭を圧入する杭圧入引抜機
に挟持される被挟持部を有するケーシングと、このケー
シング内に配置されるオーガスクリュ−と、を備え、杭
を埋設する際に、この杭に沿って地盤を掘削するオーガ
装置であって、前記被挟持部の先端部に、地盤を崩壊さ
せる第２刃部および耐摩耗部材の少なくとも一方を備え
ることを特徴とする。

【００１２】請求項４記載の発明によれば、被挟持部の
先端部に第２刃部および耐摩耗部材の少なくとも一方を
備えるので、圧入の際の礫や石による圧入先端抵抗が低
減され、被挟持部の先端部の摩耗を防止できる。

【００１３】

【発明の実施の形態】〔第１の実施の形態〕以下、図１
〜５を参照して、第１の実施の形態のオーガ装置１を詳
細に説明する。本実施の形態のオーガ装置１は、杭圧入
引抜機（図示しない）により鋼矢板４０（杭）を地盤に
圧入するときに用いられる。図１〜３に示すように、オ
ーガ装置１は、円筒状のケーシング１０と、このケーシ
ング１０内に配置されるオーガスクリュ−３０（図４に
図示）と、このオーガスクリュ−３０を垂直な中心軸Ｑ
まわりに回転させる駆動モータ（図示しない）と、など
を主体に構成される。ケーシング１０が地盤に向うリン
グ状の先端面１０ａには、鋼矢板４０のウェブに沿う側
面形状をもつ杭補強部２０が、ケーシング１０の先端面
１０ａから突出して設けられる。図１（ａ）の上面図お
よび図１（ｂ）の側面図に、ケーシング１０に設けられ
る杭補強部２０を模式的に図示する。なお、図２（ａ）
に示すように、杭補強部２０をケーシング１０と一体的
に構成しても良いし、図２（ｂ）に示すように、別体に
構成された杭補強部２０を溶接などによりケーシング１
０の先端面１０ａに固定しても良い。杭圧入引抜機が、
鋼矢板４０とケーシング１０とをこれらが互いに並列す
るように挟持すると、杭補強部２０の鋼矢板４０に向う
側面が鋼矢板４０のウェブに沿って近接もしくは当接す
る配置となる。図２に杭補強部２０が鋼矢板４０のウェ
ブに沿う様子を模式的に図示する。この状態で、鋼矢板
４０を地盤に圧入することにより、礫や石による圧入先
端抵抗が低減され、鋼矢板４０だけでは弱く変形が起き
やすかったことや、ケーシング１０の摩耗を防止でき
る。

【００１４】杭圧入引抜機は周知の装置であり、既設の
杭（例えば鋼矢板）から反力をとって地盤に対して新た
な杭を圧入すると共に、この圧入された杭上を移動でき
るように構成される。そして、杭上を移動すると共に新
たな杭を地盤に圧入していく。また、杭圧入引抜機は、
油圧シリンダにより上下動されるチャック部を備える。
このチャック部は、オーガ装置１のケーシング１０を挟
持するケーシングチャック部と、地盤に圧入する鋼矢板
４０を挟持する杭チャック部と、を備える。

【００１５】ケーシング１０は、図３に示すように、杭
圧入引抜機がケーシング１０を挟持するレール部１２
（被挟持部）を備える。このレール部１２の先端面１２
ｃにはビット１２ａが設けられる。また、ケーシング１
０は、掘削された土砂を排出する排土口（図示しない）
を備える。オーガスクリュ−３０は、図２に示すよう
に、軸３１のまわりにオーガ羽根３２を一体的に備えて
構成される。なお、図２ではオーガスクリュ−３０の構
成を模式的に図示している。

【００１６】杭補強部２０は、図３に示すように、中央
部２１と、２つの側部２２、２３と、を備える。また、
杭補強部２０は、ケーシング１０の先端面１０ａで中央
部２１と２つの側部２２、２３とが離間する部分に、ビ
ット１１（第１刃部）を備える。ビット１１は中央部２
１の左右に１つづつ設けられる。このビット１１は、鋼
矢板４０を圧入するときに先方の孔壁Ｍを崩壊させるこ
とに寄与する。また、中央部２１と２つの側部２２、２
３とは、これらの鋼矢板４０に向う側面２１ａ、２２
ａ、２３ａが、鋼矢板４０の先端部分４０ａ近傍のウェ
ブに沿う形状に設けられている。そして、中央部２１の
先端面２１ｂと、２つの側部２２、２３の先端面２２
ｂ、２３ｂとは、これら先端面２１ｂ、２２ｂ、２３ｂ
がほぼ水平で同じ高さとなるように構成され、この高さ
からビット１１の先端部１１ａが突出するように設けら
れる。なお、本実施の形態では、鋼矢板４０の先端が杭
補強部２０からやや突出するように構成しているが、鋼
矢板４０に向う側面２１ａ、２２ａ、２３ａが少なくと
も鋼矢板４０の先端部分４０ａ近傍のウェブに沿うよう
に構成されれば、杭補強部２０の鋼矢板４０に対する高
さは任意に設定できる。すなわち、杭補強部２０の先端
面２１ｂ、２２ｂ、２３ｂと鋼矢板４０の先端面４０ｂ
とがほぼ面一となるように構成しても良いし、杭補強部
２０の先端面２１ｂ、２２ｂ、２３ｂが鋼矢板４０の先
端面４０ｂから突出するように構成しても良い。

【００１７】また、ビット１１、１２ａは、図３（ｂ）
に示すように、オーガスクリュ−１０の中心軸Ｑから角
度θをなして外側を向くように配設される。これによ
り、ビット１１、１２ａの先端部１１ａ、１２ｄが、ケ
ーシング１０のリング状の断面から外側にやや突出する
ように配設される。従って、鋼矢板４０の圧入に際し
て、先方の掘削孔Ｒの孔壁Ｍを崩壊させることに寄与す
る。

【００１８】また、ケーシング１０の杭補強部２０が設
けられていない露出した先端面１０ａに、多数の小型の
ビット１３（第１刃部）が設けられる。また、中央部２
１および２つの側部２２、２３には、これらの先端面２
１ｂ、２２ｂ、２３ｂに、同様の多数の小型のビット１
３が設けられる。さらに、図３（ｂ）に示すように、２
つの側部２２、２３がケーシング１０の先端面１０ａか
ら起立する側面２２ｃ、２３ｃに、同様の小型のビット
１３が設けられる。

【００１９】なお、図３（ａ）に示すように、中央部２
１が鋼矢板４０のウェブと直交する方向の厚さａと、２
つの側部２２、２３が鋼矢板４０のウェブと直交する方
向の厚さｂとは、鋼矢板４０を地盤に圧入する際に、掘
削孔Ｒの孔壁Ｍから受ける負荷を低減する機能を損なわ
ない範囲で、薄く設けることが好ましい。これにより、
鋼矢板４０を地盤に圧入する際に、杭補強部２０の先端
部分が孔壁Ｍを崩壊させるときに受ける圧入先端抵抗が
より軽減される。また、本実施の形態では、杭補強部２
０の先端面２１ｂ、２２ｂ、２３ｂがほぼ水平となるよ
うに構成しているが、杭補強部２０の先端面２１ｂ、２
２ｂ、２３ｂを、杭補強部２０の先端からケーシング１
０の内側に向かって傾斜するテーパ形状に構成しても良
い。この場合には、杭補強部２０の先端部分が孔壁Ｍを
崩壊させるときに受ける圧入先端抵抗がさらに軽減され
る。

【００２０】次に、本発明の実施の形態のオーガ装置１
を用いた杭圧入方法を説明する。先ず、既設の杭から反
力を取った状態の杭圧入引抜機が、チャック部（図示し
ない）に、本実施の形態のオーガ装置１を挟持すると共
に、地盤に圧入する鋼矢板４０を挟持する。このとき、
図３および図４に示すように、鋼矢板４０の先端面４０
ｂからビット１１の先端部１１ａがやや突出するように
挟持する。ここで、上述のように杭補強部２０が、鋼矢
板４０の先端部分４０ａに沿って近接もしくは当接する
ように配設される（図２参照）。

【００２１】この状態で、ケーシング１０内でオーガス
クリュ−３０を回転させると共に、杭圧入引抜機のチャ
ック部を油圧シリンダにより上下動させ、オーガ装置１
および鋼矢板４０を地盤に対して下降させながら、掘削
孔Ｒを形成していく。

【００２２】この時、掘削孔Ｒを形成していく過程で、
図４に示すように、地盤に圧入される鋼矢板４０の先端
部分４０ａには、崩壊させる先方の孔壁Ｍから大きな力
が作用する。しかし、鋼矢板４０の先端部分４０ａに、
杭補強部２０が近接もしくは当接しているので、鋼矢板
４０が礫や石により受ける圧入先端抵抗が低減され、鋼
矢板４０だけでは弱いために起きる変形を抑制できる。
併せて、オーガスクリュ−３０を回転させながら下降さ
せて掘削孔Ｒを形成していく過程で、ビット１１、１２
ａが、掘削される先方の孔壁Ｍを速やかに崩壊させるこ
とに寄与する。これにより、鋼矢板４０の圧入に際し
て、礫や石による圧入先端抵抗をさらに低減でき、鋼矢
板４０だけでは弱いために起きる変形やケーシング１０
の摩耗をさらに防止できる。加えて、崩壊させる先方の
孔壁Ｍに向うケーシング１０の部分には、多数の小型の
ビット１３が設けられている。これにより、ビット１３
が設けられる部分の摩耗をさらに低減できる。さらに、
掘削孔Ｒを形成する過程で、掘削孔Ｒの途中にある石Ｐ
は、これら小型のビット１３やビット１１、１２ａと、
オーガスクリュ−３０と、の間に挟まれる。このように
石Ｐが挟まれた状態から、オーガスクリュ−３０がさら
に中心軸Ｑまわりに回転することで、石Ｐに剪断力を加
えて砕くことができる。従って、鋼矢板４０の圧入に際
して、礫や石による圧入先端抵抗がさらに低減され、鋼
矢板４０だけでは弱いために起きる変形や、ケーシング
１０の摩耗をさらに防止できる。

【００２３】そして、礫や石による圧入先端抵抗が上述
の通りに低減されることで、地盤に圧入される鋼矢板４
０だけでは弱いために起きる変形が抑制されると共に、
ケーシング１０の地盤に向う部分や、ケーシング１０の
内面など、掘削孔Ｒを形成する際に、ケーシング１０が
礫や石による圧入先端抵抗を受ける部分の摩耗や変形が
低減される。以上の通りにして、本実施の形態のオーガ
装置１を用いて地盤に鋼矢板４０が圧入される。

【００２４】なお、図５に示すように、レール部１２が
地盤に向う先端面１２ｃにビット１２ａを設ける代わり
に、周知の耐摩耗部材からなる耐摩耗部１２ｂを設けて
も良い。この場合には、上述の杭圧入方法と基本的に同
様にして、崩壊させる先方の孔壁Ｍに向うレール部１２
の摩耗が低減される。また、レール部１２に周知の耐摩
耗部材からなる耐摩耗部１２ｂとビット１２ａとの両方
を設けても良い。

【００２５】以上の第１の実施の形態のオーガ装置１に
よれば、鋼矢板４０を地盤に圧入する過程で、崩壊させ
る先方の礫や石による圧入先端抵抗により、鋼矢板４０
だけでは弱いために起きる変形が防止される。また、孔
壁Ｍを崩壊させるビット１１、１２ａなどを備えるの
で、鋼矢板４０が受ける礫や石による圧入先端抵抗がさ
らに低減されると共に、鋼矢板４０だけでは弱いために
起きる変形やケーシングの摩耗を防止しながら鋼矢板４
０が圧入される。

【００２６】〔第２の実施の形態〕第２の実施の形態の
オーガ装置は、ケーシング１０に杭補強部２０を備えて
いないところを除いては、第１の実施の形態のオーガ装
置１と同様であり、同様の構成要素については同一の符
号を付してその説明を省略する。そして、レール部１２
が地盤に向う先端面１２ｃにビット１２ａ（第２刃部）
もしくは耐摩耗部１２ｂが設けられている。また、先端
面１２ｃにビット１２ａと耐摩耗部１２ｂとの両方を設
けても良い。第２の実施の形態のオーガ装置によれば、
第１の実施の形態のオーガ装置１と基本的に同様にし
て、崩壊させる先方の孔壁Ｍに向うレール部１２の摩耗
を低減しながら杭を圧入できる。

【００２７】なお、本発明は上記実施の形態に限定され
るものではない。例えば、本実施の形態においては、鋼
矢板４０を圧入する場合を主体に説明したが、本発明の
オーガ装置１はこれに限定されるものではなく、他の鋼
管矢板、Ｈ型矢板、Ｚ型矢板、直線型矢板、コンクリー
ト矢板等や他の矢板以外の杭にも応用できることは勿論
である。また、本実施の形態では、杭圧入引抜機がケー
シング１０を挟持する被挟持部を設ける構成としたが、
この被挟持部を備えていないケーシング１０にも適用で
きることは勿論である。この場合には、杭圧入引抜機は
ケーシング１０本体を挟持することで上述と同様にして
杭を圧入できる。さらに、本実施の形態では、杭圧入引
抜機を用いて鋼矢板４０を圧入する場合を例示したが、
杭圧入引抜機を用いずに杭を圧入する場合にも適用でき
ることは勿論である。また、ビット１１、ビット１２
ａ、ビット１３については、必要に応じてその一部もし
くは全部を設けない構成（ケーシング１０に杭補強部２
０だけを設ける構成を含む）としても良い。この場合に
はより簡易な構成とすることができる。その他、本発明
の趣旨を逸脱しない範囲において、適宜に変更可能であ
ることは勿論である。

【００２８】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、地盤に杭
を圧入する過程で、礫や石による圧入先端抵抗により、
杭だけでは弱いために起きる変形を低減しながら圧入で
きる。

【００２９】請求項２記載の発明によれば、請求項１と
同様の効果を奏することができるとともに、杭やケーシ
ングの先端部がうける礫や石による圧入先端抵抗をさら
に低減でき、杭だけでは弱いために起きる変形や、ケー
シングが摩耗することを防止しながら杭を圧入できる。

【００３０】請求項３記載の発明によれば、請求項１ま
たは２と同様の効果を奏することができるとともに、杭
を圧入する際にうける礫や石による圧入先端抵抗が低減
され、杭だけでは弱いために起きる変形や、ケーシング
の摩耗を防止しながら杭を圧入できる。

【００３１】請求項４記載の発明によれば、圧入の際に
うける礫や石による圧入先端抵抗が低減され、被挟持部
の先端部の摩耗を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した一実施の形態のオーガ装置１
を模式的に示した図である。

【図２】図１の杭補強部２０が鋼矢板４０に沿う様子を
示す図である。

【図３】図１のオーガ装置１の構成を示す図である。

【図４】図３のオーガ装置１が掘削孔Ｒを形成する様子
を示す図である。

【図５】図３の変形例を示す図である。

【図６】従来のオーガ装置１００の構成を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ オーガ装置 １０ ケーシング １１ ビット（第１刃部） １３ ビット（第１刃部） １２ レール部（被挟持部） １２ａ ビット（第２刃部） １２ｂ 耐摩耗部（耐摩耗部材） ２０ 杭補強部 ３０ オーガスクリュ− ４０ 鋼矢板（杭）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 都築 良夫 高知県高知市布師田3948番地１ 株式会社 技研製作所内 Ｆターム(参考） 2D029 ED03 2D050 AA12 CA02 CB03 CB21

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケーシングと、このケーシング内に配置
   されるオーガスクリュ−と、を備え、杭を埋設する際
   に、この杭に沿って地盤を掘削するオーガ装置であっ
   て、 前記ケーシングに、地盤に圧入される杭の少なくとも先
   端部もしくは先端部近傍に沿うように突出して前記杭に
   近接もしくは当接し、埋設される前記杭を補強する杭補
   強部を備えることを特徴とするオーガ装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のオーガ装置において、 前記杭補強部もしくは前記ケーシングの先端部の少なく
   とも一方に、地盤を崩壊させる第１刃部を備えることを
   特徴とするオーガ装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載のオーガ装置を
   用いた杭圧入方法であって、 前記ケーシングが備える杭補強部を、地盤に圧入される
   杭の少なくとも先端部もしくは先端部近傍に沿わせた状
   態で、杭を圧入することを特徴とする杭圧入方法。
4. 【請求項４】 既設の杭から反力を取って地盤の杭圧入
   位置に杭を圧入する杭圧入引抜機に挟持される被挟持部
   を有するケーシングと、このケーシング内に配置される
   オーガスクリュ−と、を備え、杭を埋設する際に、この
   杭に沿って地盤を掘削するオーガ装置であって、 前記被挟持部の先端部に、地盤を崩壊させる第２刃部お
   よび耐摩耗部材の少なくとも一方を備えることを特徴と
   するオーガ装置。