JP2005061216A

JP2005061216A - 拡径掘削用スライム処理装置

Info

Publication number: JP2005061216A
Application number: JP2004346700A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Hirai; 芳雄平井; Hiroaki Shiozawa; 弘章塩澤; Masao Maruoka; 正夫丸岡; Masamichi Aoki; 雅路青木; Norihide Shinozaki; 紀英篠崎; Yuji Taya; 裕司田屋
Original assignee: Takenaka Komuten Co Ltd
Current assignee: Takenaka Komuten Co Ltd
Priority date: 2004-11-30
Filing date: 2004-11-30
Publication date: 2005-03-10
Anticipated expiration: 2022-02-01
Also published as: JP3866744B2

Abstract

【課題】底部だけでなく、中間部にも多段に拡径部が形成された杭孔において、拡径部の底面に沈降したスライムをムラなく吸引することを課題とする。
【解決手段】油圧ジャッキ５４を操作して、杭孔の中間部の拡径部２０の底面２０Ａに溜まったスライムＳを吸込み可能な吸込位置へ吸込管５０を屈伸又は伸縮させる。この後、トレミー管４６を上下及び旋回させることにより、中間部分の拡径部２０の底面２０Ａに溜まったスライムＳを吸込管５０で万遍なく吸込むことができる。
【選択図】図７

Description

本発明は、場所打コンクリート杭を施工する場合に杭孔の底面に溜まるスライムを除去するために用いられる拡径掘削用スライム処理装置に関する。

近年、建築物の大型化・高層化に伴い、基礎杭には高い鉛直支持性能が要求されている。このようなニーズに対して、大口径の底拡径杭や連続地下壁のような矩形杭が採用される場合が多い。

しかし、矩形杭を施工するには、掘削した後の排土量が多くなると共に、杭孔壁面を安定させる安定液の使用量が多くなり、当然、矩形杭を構築するコンクリート量が多くなる。このため、施工コストが高くなり、環境に対しても悪影響を与える。

そこで、図１０に示すように、基礎杭の先端部だけでなく、中間部にも拡径部を多段に形成することで、高い鉛直支持力を発揮する場所打コンクリートが提案されている。これにより、場所打コンクリートの軸部の径を小さくできるので、排土量が少なく、安定液の使用量も減少し、コンクリート量を削減することができる。

しかし、杭孔４４に充たされた安定液Ｌ中に浮遊するスライムＳは、杭孔４４の底部の拡径部６６だけでなく、中間部の拡径部６４にも堆積する。このため、高い鉛直支持力を確保するためには、中間部の拡径部６４に堆積した或いは残留したスライムＳの処理が重要になってくる。

一般のスライム処理の手順としては、掘削完了後に掘削バケットで杭孔の底部を底さらいする１次スライム処理と、コンクリート打設前に水中ポンプ等を用いてトレミー管の先端口から底部に堆積したスライムを吸引する２次スライム処理とがある。

しかし、上記のような１次スライム処理で、中間部の拡径部６４に堆積した或いは残留したスライムＳを掻き落そうとすると、掘削バケットの下部に設けられた掘削ビットが旋回して拡径部６４の底面を再掘削する可能性があり、拡径部６４を所定の形状に保持することができない。また、新たに、掘り屑（スライム）を中間部の拡径部６４に残留させる恐れもある。

このため、中間部の拡径部を掘削する専用の底さらいバケット（下部に掘削ビットが付いていないバケット）を製作することも考えられるが、拡径部の大きさに応じた底浚いバケットを複数製作する必要が生じ、莫大な費用を要する。

また、２次スライム処理においても、従来のスライム処理技術では、以下のような問題がある。

例えば、図１１に示すように、トレミー管６８の先端に羽根７０を取付け、この羽根７０を旋回させてスライムを中心部へ掻き寄せ、水中ポンプ７２で吸引しホース７４を介して地上へ排出する方法がある（特公平４−８０１６７号、特許２６４０８４１号参照）。

しかし、この工法を中間部の拡径部で採用すると、ほとんどのスライムを杭孔の底部に掻き落すことになり、底部に沈降したスライムを再処理する手間が増加するだけである。また、安定液中のスライムは沈降するまでかなりの時間を要するため、工期にも影響を与える。

また、図１２に示すように、スライムを攪拌翼７６で攪拌して安定液Ｌに浮遊させて、水中ポンプ７８で吸引する工法では（特開平５−１４１９号参照）、スライムが沈殿するまで待つ必要があり、スライム処理に時間を要する。

さらに、上述した２つの工法において、多種多様な中間部の拡径部６４（図１０参照）の孔径や、拡径部６４の底面の傾斜角度に対応するためには、装置の大幅な改造を伴うため、莫大な費用を要することとなり、実現性に乏しい。

また、図１３に示すように、安定液Ｌを噴射ノズル８０から高圧で噴射して、スライムＳを攪拌・浮遊させ水中ポンプ８２で吸引する工法では（特開２０００−１２００６７号参照）、噴射ノズル８０の近傍でさえ液圧が減圧するため、外周部に堆積したスライムＳを巻き上げる程の能力はない。さらに、専用の装置が必要となり作業も大掛かりとなり、実用的ではない。

また、図１４に示すように、水中ポンプ８４にスライム攪拌装置８６を取付け、杭孔８８内を移動させて、スライムを除去する工法もある（特開平６−３１６９２９号、特開平１１−３５１１７８号参照）。この工法は、現在一般的に使用されているが、水中ポンプ８４を水平方向に移動させても、水中ポンプ８４の吸込口より外側（特に拡径部の外周部）に堆積したスライムを吸込むことができない。

本発明は上記事実を考慮して、底部だけでなく、中間部にも多段に拡径部が形成された杭孔において、中間部の拡径部の底面に沈降したスライムをムラなく吸引することを課題とする。

請求項１に記載の発明は、杭孔に充たされた安定液中へ挿入され、スライムを吸引する吸引管と、前記吸引管に接続され、口部が分岐する分岐管と、前記分岐管の口部にそれぞれ取り付けられ、杭孔の中間部の拡径部の底面に溜まったスライムを吸込み可能な吸込位置へ屈伸又は伸縮可能な吸込管と、前記吸込管を屈伸又は伸縮させ、吸込位置を変える駆動手段と、前記吸引管を旋回させる旋回手段と、前記吸引管を上下させる昇降手段と、を有することを特徴とする。

上記構成の発明では、駆動手段を操作して、杭孔の中間部の拡径部の底面に溜まったスライムを吸込み可能な吸込位置へ吸込管を屈伸又は伸縮させる。この後、昇降手段及び旋回手段で吸引管を上下及び旋回させることにより、杭孔の拡径部に堆積した中間部分の拡径部の底面に溜まったスライムを吸込管で万遍なく吸込むことができる。

この吸込管は口部が分岐する分岐管にそれぞれ取付けられているので、口部に１本の吸込管を取付けて２次スライムを吸込むより効率がよい。

本発明は上記構成としたので、杭孔の中間部の拡径部の底面に沈降したスライムをムラなく吸引することができる。

以下、本発明に係る拡径掘削用スライム処理装置の一の実施形態として、拡径掘削用スライム処理装置が用いられる場所打コンクリート杭のスライム処理方法について、図面を参照して説明する。
（拡径掘削用バケットの構造）
図１〜図５に示すように、拡径掘削用バケット１０は、アースドリル１２の先端に取付けられたバケット本体１４と、このバケット本体１４に揺動可能に取付けられ縁部に掘削ビット１６Ａが装着された拡径バケット１６とを備えている。

この拡径バケット１６は、湾曲して外方へ膨らんだセル形状をしており、バケット本体１４の上部にピンで回動可能に取付けられている。また、拡径バケット１６の裏面には、バケット本体１４に取付けられた油圧ジャッキ１８のロッド１８Ａが回動可能に連結されている。この油圧ジャッキ１８を操作してロッド１８Ａを伸縮させることで、拡径バケット１６が図２に示すように拡径して杭孔４４の軸部２２より拡径した拡径部２０を掘削する位置まで拡がる。

また、拡径バケット１６の掘削ビッド１６Ａの近傍には、ボルト２４が挿通されるボルト孔２６が穿設されている。このボルト孔２６と挿通孔２８を一致させるようにしてスイーパー３０が装着される。

スイーパー３０は硬質ゴム製の板材で、取付けたとき幅方向の端部が掘削ビット１６Ａより突出するサイズとされ、また、端部面が掘削ビット１６Ａの面と平行となっている。すなわち、掘削ビット１６Ａで掘削した面にスイーパー３０の端部面が万遍なく当接する構成である。

さらに、スイーパー３０の表面には、補強用の押え金具３２が取付けられる。押え金具３２には、挿通孔３４が形成されており、ボルト２４を挿通孔３４，２８及びボルト孔２６へ挿入して、裏側からナット３６で締付けることにより、スイーパー３０が拡径バケット１６に固定される。

一方、図１に示すように、アースドリル１２の上部は旋回装置３８に接続されている。旋回装置３８は、クレーン４０で吊下されており、位置決めアーム４２により鉛直方向の芯出しがされている。このような構成により、アースドリル１２を旋回させながら下降させることで、拡径掘削用バケット１０が杭孔４４を所定の深さまで掘り下げていく。なお、杭孔４４には常にベントナイト等の安定液Ｌが補給管（図示省略）から補給されており、孔壁の倒壊を防止している。
（スライム吸込装置）
次に、拡径掘削用スライム処理装置としてのスライム吸込装置について説明する。

図６〜図８に示すように、本実施形態では、現場での煩雑性を無くすため、コンクリート打設用のトレミー管４６を吸引管として利用しているが、専用の吸引管を使用するようにしてもよい。

トレミー管４６の先端口４６Ａには、二股に分れる分岐管４８が連結金具（図示せず）で連結されている。この分岐管４８の口部には吸込管５０がそれぞれ連結されている。吸込管５０の中央部にはジョイント部５２が設けられ、このジョイント部５２を中心として屈伸可能な構成とされている。

また、分岐管４８の中央部には取付板５１が設けられている。この取付板５１には、油圧ジャッキ５４が回動可能に取付けられている。油圧ジャッキ５４のロッド５４Ａは、吸込管５０の先端部側に回動可能に連結されている。これにより、ロッド５４Ａを伸縮させることで、吸込管５０が屈伸して拡径し吸込位置を変える。

一方、トレミー管４６の上部は旋回装置６０に連結されており、トレミー管４６が杭孔４４の中で旋回可能な構成とされている。また、旋回装置６０を介してトレミー管４６の口部には、ホース５６が接続されており、サンドポンプ５８によって、吸込管５０が吸込んだスライムＳをトレミー管４６を介して、地上へ排出することができる。

次に、場所打コンクリート杭の施工手順を説明する。ここでは、鉄筋かごを挿入しない無鉄筋の場所打コンクリート杭の施工方法を説明するが、鉄筋かごの有無は本発明のスライム処理方法に影響を与えない。

図９（Ａ）に示すように、安定液Ｌを補給しつつ、拡径掘削用バケット１０を旋回させながら下降させ、杭孔４４を掘削していく。ここで、拡径部２０を形成する深さでは、油圧ジャッキ１８を操作して拡径バケット１６を段階的に拡径させ、下方に向かって次第に拡径する拡径部２０を形成する。この拡径部２０は軸部２２より拡径となっており、スライムＳが堆積し易くなっている。

図９（Ｂ）に示すように、掘削が所定の深さまで完了すると、拡径掘削用バケット１０を引き上げて拡径バケット１６にスイーパー３０を取付ける。そして、図９（Ｃ）及び図３に示すように、深度計により深さを計測しながら（掘削したときの深度データと突き合わせる）拡径掘削用バケット１０を所定深さまで下降させ、拡径バケット１６を拡径しスイーパー３０の端部面３０Ａを拡径部２０の底面２０Ａと面接させる。ここで、アースドリル１２を旋回させ、底面２０Ａに堆積した１次スライムＳを掻き落す。このスイーパー３０で、拡径部２０の底面２０Ａのスライムを万遍なくきれいに掻き取ることができる。

また、本発明では、スイーパー３０を装着するだけでよいの、中間部に拡径部を構築できる拡径掘削用バケットであれば、拡径方式は上開き方式、下開き方式、ビット滑降方式等、どのような方式でも採用することができる。

１次スライム処理が完了すると、拡径掘削用バケット１０を杭孔４４から引き上げて、図９（Ｄ）に示すように、先端口に吸込管５０を取付けたトレミー管４６を杭孔４４へ挿入し、拡径部２０の底面付近まで下降させる。このとき、吸込管５０は閉じられている（図６参照）。次に、油圧ジャッキ５４を操作して吸込管５０の屈伸角度を１８０度とし、深度計の値に基づき、吸込管５０の吸込口を拡径部２０の底面２０Ａの外周部にセットする（図７参照）。ここで、トレミー管４６を旋回させ底面外周部に堆積した２次スライムＳをサンドポンプ５８で吸込んで地上へ排出する。

次に、油圧ジャッキ５４を操作して屈伸角度を調整すると共に吸込管５０の深度を変えて、拡径部２０の底面２０Ａに堆積した全ての２次スライムＳを完全に除去する（図８参照）。この２次スライム処理方法は、中間部の拡径部２０だけでなく、無論、底部の拡径部２０の２次スライムも吸込むことができる。

なお、本実施形態では、吸込管５０にジョイント部５２を設けて、屈伸させることで、吸込管５０の位置を調整するようにしたが、吸込管自体を伸縮させる機構でも構わない。また、拡径部の形状に応じて、分岐管及び吸込管の長さ・形状・口径等を変更することが望ましい。

次に、２次スライム処理が完了すると、図９（Ｅ）に示すように、トレミー管４６を引き上げ、分岐管４８と共に吸込管５０をトレミー管４６から取り外す。次に、図９（Ｆ）に示すように、再びトレミー管４６を杭孔４４へ挿入してコンクリートＣをトレミー管４６へ投入して打設する。

そして、トレミー管４６を引き上げながら杭孔４４の上部まで安定液Ｌを排除しながらコンクリートＣで充たし、図９（Ｇ）に示すように、完全にスライムが取り除かれた場所打コンクリート杭８０を構築する。

本形態に係る場所打コンクリート杭を施工する際に使用される装置の全体図である。本形態に係る拡径掘削用バケットの掘削状況を上方から平面図である。本形態に係る拡径掘削用バケットの１次スライム処理を側方から側面図である。本形態に係る拡径掘削用バケットに取付けられるスイーパーの分解斜視図である。本形態に係る拡径掘削用バケットにスイーパーが取付けられた状態を示す斜視図である。本形態に係る拡径掘削用スライム処理装置を杭孔へ挿入している状態を示す側面図である。本形態に係る拡径掘削用スライム処理装置で杭孔のスライムを吸込んでいる状態を示す側面図である。本形態に係る拡径掘削用スライム処理装置で杭孔のスライムを吸込んでいる状態を示す側面図である。本形態に係る場所打コンクリート杭の施工手順を示す説明図である。場所打コンクリート杭の杭孔にスライムが堆積している状態を示す断面図である。従来のスライム処理装置を示す側面図である。従来のスライム処理装置を示す側面図である。従来のスライム処理装置を示す側面図である。従来のスライム処理装置を示す側面図である。

符号の説明

３８旋回装置（旋回手段）
４０クレーン（昇降手段）
４６トレミー管（吸引管）
４８分岐管
５０吸込管
５４油圧ジャッキ（駆動手段）

Claims

杭孔に充たされた安定液中へ挿入され、スライムを吸引する吸引管と、
前記吸引管に接続され、口部が分岐する分岐管と、
前記分岐管の口部にそれぞれ取り付けられ、中間部分の拡径部の底面に溜まったスライムを吸込み可能な吸込位置へ屈伸又は伸縮可能な吸込管と、
前記吸込管を屈伸又は伸縮させ、吸込位置を変える駆動手段と、
前記吸引管を旋回させる旋回手段と、
前記吸引管を上下させる昇降手段と、
を有することを特徴とする拡径掘削用スライム処理装置。