JP2010121388A - 自走式スライム処理装置およびスライム処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 スライムを周囲に拡散させることなく、杭孔の拡底部に沈積したスライムを確実に除去することが可能な自走式スライム処理装置およびスライム処理方法を提供する。
【解決手段】 水中ポンプ４０を杭孔９０内に巻上げ機２３の吊り具３０により昇降可能に吊下げ、吊り具３０の下降により吊り具３０または水中ポンプ４０のいずれかに上部が揺動可能に連結される支持脚５１の下端部を杭孔９０の拡底部９０ｂに着地させるとともに、支持脚５１の下端部を中心として支持脚５１を拡底部９０ｂの内壁面側に傾倒させ、支持脚５１の傾倒により水中ポンプ４０を拡底部９０ｂにて杭孔９０の軸部９０ａの内壁面よりも半径方向外方に移動させた状態で沈積したスライムＳを水中ポンプ４０により吸込む。
【選択図】 図１

Description

この発明は、掘削した杭孔の底部に沈積したスライムを除去する自走式スライム処理装置およびスライム処理方法に関する。

建築物の基礎杭を打設するために、地表から垂直に地中を掘削し杭孔を形成することが行われる。杭孔の形成に際しては、掘削土砂の搬出促進、地下水の噴出防止、杭孔壁の崩壊防止などのために杭孔に安定液が投入される。安定液を用いた掘削作業においては、スライム（砂などを主体とする堀り屑）が発生し、スライムは杭孔の底部に沈積する。スライムは、コンクリートと混じって打設されると、基礎杭の支持力に悪影響を及ぼすため、コンクリートの打設前に十分に除去する必要がある。

図２８は、安定液を用いた従来の杭孔の掘削作業の一例を示している。図２８に示すように、杭孔９０は、地表ＧＬ側から垂直に延びる軸部９０ａと、軸部９０ａの下方に位置する拡底部９０ｂを有している。拡底部９０ｂの内径Ｄ２は、基礎杭の支持力を高めるために軸部９０ａの内径Ｄ１よりも大に設定されている。安定液９１は、杭孔９０の地表ＧＬ近くまで投入されており、掘削によって生じたスライムＳが拡底部９０ｂに沈積している。沈積したスライムＳの除去は、ロープ９４によって吊下げられた水中ポンプ９３を拡底部９０ｂの底面９０ｃまで降ろした状態で行うようにしている。

安定液を用いた杭孔の掘削作業において、杭孔の底部に沈積したスライムをポンプにより吸込み、このスライムを杭孔の外部に排出する技術は従来から知られている（例えば、特許文献１、２参照）。
特開平１１−３５１１７８号公報 特開２０００−１２００６７号公報

しかし、図２８に示すスライムＳの除去においては、吊下げた水中ポンプ９３を拡底部９０ｂの内壁面に接近させることができず、拡底部９０ａに沈積したスライムＳを確実に除去することが難しいという問題があった。すなわち、拡底部９０ｂの内径Ｄ２は軸部９０ａの内径Ｄ１よりも大であるため、拡底部９０ｂの内壁面は軸部９０ａの内壁面よりも距離Ｄ３だけ外側に位置することになるので、距離Ｄ３の範囲に水中ポンプ９３を着地させることができず、拡底部９０ｂに沈積したスライムＳを十分に除去することができないという問題がある。

特許文献１の装置は、スクリューによって杭孔の底部を攪拌してスライムを吸込むようにしているが、この場合はスライムが攪拌によって安定液の中間部近傍まで浮遊し、安定液の大半にスライムが拡散するという問題がある。したがって、基礎杭の支持力を維持するためには、安定液を多量に入れ替える必要が生じ、コストが高くなるとともに工期が遅れるという問題が生ずる。特許文献２の装置は、噴射ノズルによりスライムを巻き上げて吸込むようにしているので、スライムが安定液の大半に浮遊拡散し、特許文献１と同様の問題が生じる。

そこでこの発明は、スライムを周囲に拡散させることなく、杭孔の拡底部に沈積したスライムを確実に除去することが可能な自走式スライム処理装置およびスライム処理方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、杭孔の軸部の下方に位置し前記軸部の内径よりも大きな内径を有する拡底部に沈積したスライムを除去する自走式スライム処理装置であって、前記スライムを吸込み可能な水中ポンプと、前記水中ポンプを前記杭孔内に吊下げる吊り具を有し該吊り具を前記杭孔内で昇降させる巻上げ手段と、前記吊り具または前記水中ポンプのいずれかに上部が揺動可能に連結され下端部が前記杭孔の拡底部に着地可能な支持脚を有し、前記吊り具の下降により前記杭孔の拡底部に着地した前記支持脚の下端部を中心として前記支持脚を前記拡底部の内壁面側に傾倒させ前記水中ポンプを前記拡底部にて前記軸部の内壁面よりも半径方向外方に移動させる傾倒手段と、を備えたことを特徴とする自走式スライム処理装置である。

この発明によれば、杭孔内に吊下げられた水中ポンプは、拡底部に着地する直前で傾倒手段により拡底部の内壁面側に近づく方向に移動するので、拡底部の隅々に沈積したスライムを除去することが可能となる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の自走式スライム処理装置において、前記傾倒手段は、前記支持脚を傾けて上部の揺動中心位置に対して下端部の位置を水平方向にずらすストッパーを有していることを特徴としている。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の自走式スライム処理装置において、前記吊り具は、水平方向に移動可能に構成されていることを特徴としている。

請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３に記載の自走式スライム処理装置において、前記支持脚は、前記拡底部の内壁面の周方向における複数位置に傾倒可能であることを特徴としている。

請求項５に記載の発明は、杭孔の軸部の下方に位置し前記軸部の内径よりも大きな内径を有する拡底部に沈積したスライムを除去するスライム処理方法であって、前記水中ポンプを前記杭孔内に巻上げ手段の吊り具により昇降可能に吊下げ、前記吊り具の下降により前記吊り具または前記水中ポンプのいずれかに上部が揺動可能に連結される支持脚の下端部を前記杭孔の拡底部に着地させるとともに、前記支持脚の下端部を中心として前記支持脚を前記拡底部の内壁面側に傾倒させ、前記支持脚の傾倒により前記水中ポンプを前記拡底部にて前記軸部の内壁面よりも半径方向外方に移動させた状態で前記拡底部に沈積したスライムを前記水中ポンプにより吸込むことを特徴とするスライム処理方法である。

請求項１および５に記載の発明によれば、拡底部の隅々までスライムを確実に除去することが可能となるので、基礎杭の支持力を十分に満足させる高品質の杭孔を形成することができる。また、スライムを強制的に上方に浮遊させる必要がないので、スライムが安定液の上方に拡散することを防止することができる。これにより、安定液を多量に入れ替える必要がなくなり、コスト低減および工期短縮が図れる。

請求項２に記載の発明によれば、ストッパーによって支持脚おける上部の揺動中心位置に対して下端部の位置を水平方向にずらすようにしているので、拡底部に着地した支持脚を容易に拡底部の内壁面側に傾けることが可能となり、傾倒手段の構成を簡素化することができる。

請求項３に記載の発明によれば、吊り具は水平方向に移動可能に構成されているので、水中ポンプを杭孔の所定の位置に容易に移動させることができ、作業能率を高めることができる。

請求項４に記載の発明によれば、傾倒脚は拡底部の内壁面の周方向における複数位置に傾倒可能であるので、水中ポンプを拡底部の内壁面の周方向の複数位置に位置決めすることができ、拡底部の内壁面に沿って沈積しているスライムを確実に除去することができる。

つぎに、この発明の実施の形態について図面を用いて詳しく説明する。

図１〜図２５は、この発明の実施の形態を示しており、とくに図１〜図１１はスライムＳを除去するための自走式スライム処理装置１を示している。図８および図９において、自走式スライム処理装置１は、主として自走装置本体１０と、巻上げ機２３と、水中ポンプ４０と、傾倒手段５０とを有している。自走装置本体１０は、環状の履帯を有する走行部１１を有しており、地表ＧＬを前後方向および左右方向に自走可能となっている。走行部１１の上部には、運転室１３を有する旋回フレーム１２が設けられている。運転室１３には、自走装置本体１０を操作するための操作レバーや計器などが配置されている。旋回フレーム１２には、ブーム１４が連結されている。ブーム１４は、軸方向に伸縮可能であり、かつ旋回フレーム１２側を中心として上下方向に揺動可能となっている。図９に示すように、ブーム１４は旋回フレーム１２の旋回運動に伴い左右方向（矢印Ｚ方向）にも揺動可能となっている。

図８に示すように、ブーム１４の先端部には、ケーブル用滑車１５が回転自在に取付けられている。旋回フレーム１２の後部側には、ケーブル用ドラム１６が設けられている。ケーブル用ドラム１６は、水中ポンプ４０に電力を供給するための電力ケーブル２１の巻き取りおよび巻き出しを行う機能を有している。旋回フレーム１２には、ケーブル用滑車１５とケーブル用ドラム１６との間に位置する電力ケーブル２１を受け止めるガイドローラ１９が設けられている。旋回フレーム１２のケーブル用ドラム１６と隣接する位置には、ホース用ドラム１７が設けられている。ホース用ドラム１７は、旋回フレーム１２の後部側に設けられた軸受部１８を中心として軸心回りに回転可能となっている。ホース用ドラム１７は、水中ポンプ４０からのスライムＳを杭孔９０の外へ排出するホース２０の巻き取りおよび巻き出しを行う機能を有している。ブーム１４の先端部には、ホース２０の巻き取りおよび巻き出し時の位置ずれを防止する円弧状のガイド部２２が設けられている。

自走装置本体１０は、水中ポンプ４０を昇降させる巻上げ手段としての巻上げ機２３を備えている。巻上げ機２３は、水中ポンプ４０を杭孔９０内で昇降させる吊り具３０を有している。吊り具３０は、主としてワイヤーロープ３１と、第一の滑車３２と、吊り下げフレーム３３と、第二の滑車３４を有している。第一の滑車３２は、ブーム１４の先端部に取付けられている。ワイヤーロープ３１の一端部３１ａは、図１０に示すように、ブーム１４の先端部に設けられた支持部３６に連結されている。ワイヤーロープ３１の他端部は、図９に示すホース用ドラム１７の近傍に配置された巻上げ機２３の巻き上げドラム２４に連結されている。巻き上げドラム２４は、ワイヤーロープ３１の巻き取りおよび巻き出しを行う機能を有している。ワイヤーロープ３１は、巻き上げドラム２４から第一の滑車３２へ向かって延び、この第一の滑車３２から第二の滑車３４を経由して支持部３６に延びている。

吊り下げフレーム３３は、図７に示すように、互いに対向する一対の上部フレーム３３ａを有している。上部フレーム３３ａの両端部には、第二の滑車３４がそれぞれ取付けられている。第二の滑車３４は、一対の上部フレーム３３ａに挿通されたシャフト３４ａを介して上部フレーム３３ａに回転自在に支持されている。図２に示すように、ワイヤーロープ３１は、２つの第二の滑車３４を介して吊り下げフレーム３３を吊り下げるようになっている。吊り下げフレーム３３の両端部には、ワイヤーロープ３１の第二の滑車３４からの外れを防止するガイド３５が取付けられている。この実施の形態においては、第二の滑車３４を上部フレーム３３ａの両端部にそれぞれ設けているので、一本のワイヤーロープ３１を利用して吊り下げフレーム３３を二箇所で吊下げることになり、ワイヤーロープ３１が軸心回りに捩れることを抑制することができる。これにより、吊り下げフレーム３３はブーム１４に対して常に同じ姿勢に保つことが可能となり、水中ポンプ４０の位置決めが容易となる。また、吊り下げフレーム３３を二箇所で吊下げることにより、吊り下げフレーム３３を常に水平に保つことができる。

図２に示すように、吊り下げフレーム３３の下部フレーム３３ｂの下面には、筒状の保持軸３７の上端部が接合されている。保持軸３７は、吊り下げフレーム３３と後述する保持フレーム３９とを上下方向で連結する機能を有している。図４に示すように、保持軸３７の外周には、回動フレーム３８が配設されている。回動フレーム３８は、ボルトにより連結される半割り形の主フレーム３８ａと副フレーム３８ｂとを有している。主フレーム３８ａは、内面側に保持軸３７の外周面と対向する円弧面を有している。副フレーム３８ｂは、同様に内面側に保持軸３７の外周面と対向する円弧面を有している。主フレーム３８ａと副フレーム３８ｂとをボルト３８ｅで連結した状態の回動フレーム３８は、保持軸３７を若干の隙間をもって外周から包囲するようになっている。これにより、回動フレーム３８は、保持軸３７を中心として軸心周りに回動可能となっている。

図３に示すように、吊り下げフレーム３３の下部フレーム３３ｂには、第一の位置決め孔３３ｃと第二の位置決め孔３３ｄが形成されている。第一の位置決め孔３３ｃと第二の位置決め孔３３ｄは、所定の間隔をもって形成されており、第一の位置決め孔３３ｃと第二の位置決め孔３３ｄとのなす角は、回動フレーム３８の回動中心に対して角度θ３（θ３＝９０°）に設定されている。回動フレーム３８の主フレーム３８ａには、ロック孔３８ｃが形成されている。ロック孔３８ｃの内径は、第一の位置決め孔３３ｃと第二の位置決め孔３３ｄと同じ径に設定されている。ロック孔３８ｃは、回動フレーム３８を軸心回りに回転させることにより、吊り下げフレーム３３の第一の位置決め孔３３ｃの位置または第二の位置決め孔３３ｄの位置と合致するようになっている。

吊り下げフレーム３３には、鎖（図示略）などの連結部材を介して固定用ピン３３ｅが移動自在に連結されている。ロック孔３８ｃは、回動フレーム３８の回動方向の動きをロックするためのものであり、固定用ピン３３ｅを第一の位置決め孔３３ｃとロック孔３８ｃの双方に挿入することにより、回動フレーム３８を所定の位置に固定することが可能となっている。同様に、固定用ピン３３ｅを第二の位置決め孔３３ｄとロック孔３８ｃの双方に挿入することにより、回動フレーム３８を別の位置に固定することができる。回動フレーム３８の主フレーム３８ａの両端部には、後述する支持脚５１を揺動可能に連結するための軸受け部３８ｄが設けられている。

保持軸３７の下面には、下方に延びる保持フレーム３９が接合されている。保持フレーム３９の下端部には、水中ポンプ４０が吊下げられている。水中ポンプ４０は、ポンプ本体部４１と、ポンプ部４２と、吸込み部４３とを有している。ポンプ本体部４１の上端部は、ボルト３９ａを介して保持フレーム３９の下端部と連結されている。水中ポンプ４０は、ポンプ本体部４１内に収納された電動機（図示略）によりポンプ本体部４１のインペラ（図示略）を回転駆動させ、拡底部９０ｂに沈積したスライムＳを吸込み部４３から吸込む機能を有している。ポンプ部４２には、吸込んだスライムＳを吐出するための排出口４２ａが形成されている。排出口４２ａには、スライムＳを杭孔９０の外側に排出するためのホース２０が接続されている。吸込み部４３には、多数の吸込み孔４３ａが形成されている。吸込み部４３の底部４３ｂは、拡底部９０ｂの底面９０ｃに着地可能となっている。水中ポンプ４０は、安定液９１や地下水のような液体のみでなく、土砂などが混在している泥水も吸込む機能を有している。

回動フレーム３８には、傾倒手段５０が連結されている。傾倒手段５０は、一対の支持脚５１と、ストッパー５６を有している。一対の支持脚５１は、水中ポンプ４０を中心として左右にそれぞれ配置されている。各支持脚５１の上端部には、吊り具３０の回動フレーム３８と連結するための連結軸５１ａが取付けられている。連結軸５１ａは、回動フレーム３８に形成された軸受け部３８ｄに挿入されている。一対の支持脚５１は、連結軸５１ａを中心として下方が水平方向に揺動可能となっている。この実施の形態においては、図３に示すように、２つの第二の滑車３４を結ぶ軸線と直交する軸線に対して、水中ポンプ４０の移動方向（軸線Ｆ方向）が角度θ４（θ４＝６°）ずれるように、回動フレーム３８のロック位置が設定されている。これは、一対の支持脚５１が揺動する際に、水中ポンプ４０の排出口４２ａやホース２０に接触することを防止するためである。

支持脚５１は、図２に示すように、上下方向の長さを可変することが可能な下端部５２を有している。下端部５２は、上下方向（矢印Ｘ１方向）に移動可能となっている。下端部５２には、上下方向に所定の間隔をもって複数の位置決め孔５２ａが形成されている。傾倒手段５０は、支持脚５１に保持されたピン５２ｂを必要に応じて下端部５２の所定の位置決め孔５２ａに挿入することにより、支持脚５１の揺動中心である連結軸５１ａから下端部５２までの長さを変化させることが可能となっている。支持脚５１の下端部５２には、杭孔９０の拡底部９０ｂの底面９０ｃに着地可能な複数の突起部５３が形成されている。突起部５３は、先端にいくにしたがって先細りとなる円錐状に形成されており、拡底部９０ｂの底面９０ｃに食い込み可能となっている。

一対の支持脚５１の上部における内側には、支持板５５が互いに対向するように固定されている。各支持板５５の間には、図１に示すように、支持脚５１を所定の角度θ１だけ拡底部９０ｂの内壁面側に傾けるためのストッパー５６が設けられている。ストッパー５６は、帯状の金属板から構成されている。ストッパー５６は、図６に示すように、一端部が一方の支持板５５に連結されており、他端部が他方の支持板５５に連結されている。ストッパー５６は、保持フレーム３９の下端部と当接可能となっている。ストッパー５６は、保持フレーム３９の下端部との接触面積を増加させるために、保持フレーム３９との接触部が保持フレーム３９の当接部の形状と同一の円弧状に形成されている。支持脚５１は、図１に示すように、揺動中心位置である連結軸５１ａと下端部である突起部５３が水平方向に距離Ｌ１だけずれるように傾けられている。このように、支持脚５１は、ストッパー５６により上端部と下端部とが距離Ｌ１だけ偏心した状態で傾いており、この傾きにより吊り具３０の下降時に容易に拡底部９０ｂの内壁面としての垂直面９０ｂ１および傾斜面９０ｂ２側に傾倒するようになっている。また、この実施の形態においては、支持脚５１の傾倒方向を図１と反対方向とすることを可能にするため、ストッパー５６を図６の位置と反対側に取付けることが可能となっている。

傾倒手段５０は、図１に示すように、吊り具３０の下降により底面９０ｃに食い込んだ支持脚５１の突起部５３を中心として、角度θ１に傾けられている支持脚５１を拡底部９０ｂの垂直面９０ｂ１および傾斜面９０ｂ２側にさらに角度θ２だけ傾倒させるようになっている。そして、水中ポンプ４０は、支持脚５１の角度θ２の傾倒に伴って斜め下方に移動し、拡底部９０ｂにて軸部９０ａの内壁面よりも半径方向外方に位置するようになっている。支持脚５１の傾倒によって斜め下方に移動した水中ポンプ４０は、拡底部９０ｂの底面９０ｃに着地した状態で、沈積したスライムＳを吸込み口４３から吸込むようになっている。

つぎに、杭孔９０の掘削手順およびスライムＳの除去作業手順について、図２３、２４のフローチャートを用いて説明する。

図２３に示すように、ステップ１０６において掘削を行うため地表ＧＬに対して杭芯出し（墨出し）を行う。つぎに、ステップ１０７に進み、掘削機の現地への搬入および資材の搬入を行う。その後、ステップ１０８に進み、杭芯出し位置の近傍に掘削機（図示略）を据付ける。図１２は、掘削機による掘削開始の状態を示している。ここでは、地表ＧＬに描かれた掘削位置を示す杭芯し位置に掘削機のケリーバー６２の中心を合わせる。

つぎに、ステップ１０９に進み、ドリリングバケット６３をケリーバー６２によって軸心回りに回転させることにより杭孔９０の掘削を行う。ここで、ドリリングバケット６３の上端部には、半径方向外方に突出するリーマナイフ６４が取付けられており、リーマナイフ６４が地表ＧＬから深さＨ１だけ進んだ位置で掘削を終了する。この状態では、ドリリングバケット６３の先端部で掘削された杭孔９０の内径はＤ１となり、リーマナイフ６４で掘削された杭孔９０の内径はＤ４となる。この実施の形態においては、例えば内径Ｄ１は２ｍに設定されており、内径Ｄ４は２．１ｍ〜２．２ｍに設定されている。また、リーマナイフ６４による掘削深さＨ１は、４ｍに設定されている。

図１４は、ドリリングバケット６３によるさらなる掘削状態を示している。ここでは、ドリリングバケット６３による掘削開始前に、リーマナイフ６４で掘削した部位へのスタンドパイプ６５の建込みを行い、杭孔９０の地表ＧＬ近傍を補強する。スタンドパイプ６５は、例えば長さが５ｍに設定されており、杭孔９０に打ち込まれたスタンドパイプ６５は、地表ＧＬから約１ｍだけ突出している。ここで、上記のステップ１０７〜１０９の作業においては、図２３に示すように、元請１１０の立会い者によって各工程における作業内容の確認（ステップ１１１〜１１３）が行われる。

スタンドパイプ６５による杭孔９０の地表ＧＬ近傍の補強を行った後は、ステップ１１４に進み、軸部９０ａの掘削を開始する。ここで、軸部９０ａの掘削開始に先立ち、ステップ１０２において、安定液９１を生成する。安定液９１の生成過程においては、ステップ１０３にてベントナイトの粘性検査を行う。安定液９１は、杭孔９０における掘削土砂の搬出促進、地下水の噴出防止、杭孔壁の崩壊防止などのために用いられるものであり、軸部９０ａの掘削開始前に、ステップ１０４において、安定液９１を地表ＧＬ側から杭孔９０内に投入する。安定液９１は、杭孔９０の内壁から地中に浸透するようになっている。

ステップ１１４における軸部９０ａの掘削は、杭孔９０内に安定液９１を投入した状態でドリリングバケット６３により行い、図１４に示すように、掘削深さがＨ２となった時点で終了する。図１５は、軸部９０ａの掘削が完了した状態を示している。図１５において、安定液９１は液面９１ａがスタンドパイプ６５の下端部を超える位置まで達している。安定液９１は、その後の作業工程においても、ほぼ図１５と同じ液面レベルに保たれるように不足分が補充される。軸部９０ａの掘削が終了すると、ステップ１１５に進み、軸部９０ａの深さを確認するための検尺を行う。

つぎに、ステップ１１６に進み、ドリリングバケット６３を取り外し、拡底バケット６７に交換する。そして、ステップ１１７において、拡底バケット６７による杭孔９０の底部の掘削を行う。図１６は、杭孔９０の底部に拡底部９０ｂを形成する状態を示している。拡底バケット６７は、拡径および縮径が可能となっており、縮径した状態で杭孔９０の軸部９０ａを降下し、杭孔９０の底部に着地した状態で拡径するようになっている。杭孔９０の底部は、拡底バケット６７の掘削によって半径方向に拡大し、内径がＤ２となる拡底部９０ｂに形成される。また、拡底部９０ｂの底面９０ｃは、地表ＧＬと平行な水平面に形成される。この状態では、拡底部９０ｂには、掘削によって生じたスライムＳが沈積しているので、ステップ１１８に進み、一次スライム処理を行う。一次スライム処理においては、拡底部９０ｂに沈積したスライムＳは底ざらいバスケット（図示略）などにより除去される。

ここで、図１に示すように、拡底部９０ｂは、底面９０ｃと、垂直面９０ｂ１と、傾斜面９０ｂ２とを有している。底面９０ｃは、拡底部９０ｂの最も下に位置する部位であり、水平に形成されている。垂直面９０ｂ１は、底面９０ｃから垂直に上方へ延びる部位であり、拡底部９０ｂの内壁面の一部を構成している。傾斜面９０ｂ２は、垂直面９０ｂ１の上端から軸部９０ａの下端まで延びる部位であり、同様に拡底部９０ｂの内壁面の一部を構成している。

一次スライム処理が終了すると、ステップ１１９に進み、杭孔９０の深さを確認するための検尺を行う。つぎに、ステップ１２０に進み、杭孔９０の検尺の結果が良好であるか否かを判断する。ここで、杭孔９０の検尺の結果が不良であると判断した場合は、ステップ１１８に戻り、一次スライム処理を再度行う。ステップ１２０において、杭孔９０の検尺の結果が良好であると判断した場合は、ステップ１２４に進み、超音波による拡底部９０ｂの内壁の測定を行う。超音波測定器６８による拡底部９０ｂの内壁の測定は、図１７に示すように、地表ＧＬ側から杭孔９０の底部に向けて測定機器６８を降下し、測定機器６８を拡底部９０ｂに停止させた状態で拡底部９０ｂの内壁の測定を行う。超音波による拡底部９０ｂの内壁の測定が終了すると、ステップ１２５に進み、杭孔９０の泥水置換処理を行う。

図１８は、杭孔９０の泥水置換処理を示している。ここでは、自走式スライム処理装置１によって拡底部９０ｂに沈積したスライムＳの除去が行われる。スライムＳの除去に際しては、図８に示す自走装置本体１０を地表ＧＬ側における杭孔９０の近傍に停止させ、吊り具３０を介して吊下げられた水中ポンプ４０と傾倒手段５０を杭孔９０内に進入させる。ここで、自走装置本体１０は、図８に示すように、ブーム１４の操作により水中ポンプ４０と傾倒手段５０を水平方向（矢印Ｘ方向）および垂直方向（矢印Ｙ方向）に移動させることができるとともに、旋回フレーム１２の旋回によりブーム１４を矢印Ｚ方向にも移動させることができるので、水中ポンプ４０と傾倒手段５０を杭孔９０内のあらゆる位置に容易に移動させることができる。また、水中ポンプ４０と傾倒手段５０を吊下げる吊り下げフレーム３３を二つの第二の滑車３４を利用して二箇所で吊下げているので、ワイヤーロープ３１が軸心回りに捩れることを抑制することができるとともに、吊り下げフレーム３３を常に水平に保つことができる。これにより、吊り下げフレーム３３をブーム１４に対して常に同じ姿勢に保つことが可能となり、水中ポンプ４０の位置決めが容易となる。

自走装置本体１０による杭孔９０の開口部での水中ポンプ４０と傾倒手段５０の位置決めが完了すると、巻上げ機２３の巻き上げドラム２４の駆動により吊り具３０の下降が開始され、水中ポンプ４０と傾倒手段５０は拡底部９０ｂに向けて降下する。図１は、吊り具３０に吊下げられた水中ポンプ４０と傾倒手段５０が拡底部９０ｂに到達した状態を示している。この状態では、吊り具３０の降下に伴い支持脚５１の下端部に設けられた突起部５３が拡底部９０ｂの底面９０ｃに着地し、突起部５３は吊り具３０および水中ポンプ４０の重みを受けて底面９０ｃに食い込む。ここで、支持脚５１は、ストッパー５６により所定の角度θ１だけ拡底部９０ｂの内壁面としての垂直面９０ｂ１および傾斜面９０ｂ２側に傾けられているので、突起部５３を中心として拡底部９０ｂの内壁面側に角度θ２だけ傾倒する。水中ポンプ４０は、吊り具３０に吊下げられているので、支持脚５１の傾倒により軸部９０ａの内壁面よりも半径方向外方に移動し、拡底部９０ｂの底面９０ｃに着地する。すなわち、水中ポンプ４０は、傾倒手段５０を用いることにより、ワイヤーロープ３１のみの吊下げでは移動できない領域まで水平方向に移動することが可能となる。

水中ポンプ４０が図１の状態で拡底部９０ｂに着地すると、水中ポンプ４０へ電力ケーブル２１を介して電力が供給され、拡底部９０ｂに沈積したスライムＳが水中ポンプ４０の吸込み口４３から吸込まれる。水中ポンプ４０の吸込み口４３から吸込まれたスライムＳは、ホース２０を介して杭孔９０の外部に排出される。拡底部９０ｂの安定液９１もスライムＳと一緒に泥水としてホース２０を介して杭孔９０の外部に排出され、排出された泥水に代えて新たな安定液９１が杭孔９０に投入される。

このように、水中ポンプ４０を拡底部９０ｂにて軸部９０ａの内壁面よりも半径方向外方に移動させた状態で，拡底部９０ｂに沈積したスライムＳを吸込むようにしているので、拡底部９０ｂの隅々までスライムＳを確実に除去することが可能となり、基礎杭の支持力を十分に満足する高品質の杭孔９０を形成することができる。また、スライムＳの拡散が防止できるので、安定液９１の入れ替え量も少なくて済み、コスト低減および工期短縮が図れる。また、ストッパー５６により支持脚５１を所定の角度θ１だけ拡底部９０ｂの内壁面側に傾けるようにしているので、例えば防水仕様の電動機などを用いた傾倒機構に比べて傾倒手段５０の構成を簡素化することができる。

図１では、傾倒手段５０の支持脚５１は図の左側にのみ傾倒可能となっているが、支持脚５１の傾倒方向を逆にする場合は、ストッパー５６を支持板５５から取外し、ストッパー５１を支持板５５の反対側に取付ける。これにより、支持脚５１は右側に傾いた状態で支持され、右側にのみ傾倒可能となる。また、支持脚５１の位置を図１の位置から角度θ３（θ３＝９０°）ずらす場合は、固定用ピン３３ｅを第一の位置決め孔３３ｃおよびロック孔３８ｃから抜取った状態で、回動フレーム３８の保持軸３７を中心として回動させる。そして、回動フレーム３８のロック孔３８ｃを第二の位置決め孔３３ｄに合致させた状態で、固定用ピン３３ｅを第二の位置決め孔３３ｄとロック孔３８ｃに挿入する。これにより、支持脚５１の位置は図２の位置から角度θ３ずれた状態となり、支持脚５１の傾倒方向を変えることが可能となる。

このようにして、支持脚５１の位置を適宜調整することにより、水中ポンプ４０を拡底部９０ｂの内壁面（垂直面９０ｂ１、傾斜面９０ｂ２）の周方向の複数位置に位置決めすることができ、拡底部９０ｂの内壁面に沿って沈積しているスライムＳを確実に除去することができる。傾倒手段５０を用いたスライムＳの除去が終了すると、巻き上げドラム２４の駆動によるワイヤーロープ３０の巻取りにより、水中ポンプ４０は吊り具３０とともに上昇し、杭孔９０の外部に搬出される。

杭孔９０の泥水置換が完了すると、ステップ１２６に進み、拡底部９０ｂの確認を行い、ステップ１２６において確認の結果が良好であるか否かを判断する。ここで、不良であると判断した場合は、再びステップ１１４〜１２６の作業を行う。ステップ１２７において、確認の結果が良好であると判断した場合は、ステップ１２８に進み、鉄筋籠７１の建込みを行う。鉄筋籠７１は、ステップ１０５において既に組立てられている。組立てられた鉄筋籠７１はステップ１２３で検査を受け、検査に合格した鉄筋籠７１がステップ１２８において杭孔９０に建込まれる。図１９は、クレーン７０を用いて杭孔９０に鉄筋籠７１を建込む途中の状態を示している。鉄筋籠７１の建込み作業においては、図２４のステップ１３２に示すように、元請１１０の立会い者により継手長さや鉄筋天端の確認が行われる。

鉄筋籠７１の建込みが終了すると、ステップ１２９に進み、トレミー管７２の建込みを行う。図２０は、杭孔９０の鉄筋籠７１の内側にトレミー管７２を挿入した状態を示している。トレミー管７２の挿入に際しては、ステップ１３３に示すように、元請１１０の立会い者により気密の確認が行われる。トレミー管７２の挿入が終了すると、ステップ１３０に進み、トレミー管７２を用いて二次スライム処理を行う。これにより、拡底部９０ｂに残存しているスライムＳがトレミー管７２を介して外部に排出される。

つぎに、ステップ１３１に進み杭孔９０の深さの検尺を行い、ステップ１３４に進む。ステップ１３４においては、ステップ１３１における検尺の結果が良好であるか否かを判断する。ここで、検尺の結果が不良であると判断した場合は、ステップ１３０に戻り、再び二次スライム処理を行う。ステップ１３４において、検尺の結果が良好であると判断した場合は、ステップ１３５に進み、生コンクリート打設を行う。生コンクリート７４は、図２３のステップ１０１において、業者に発注した後、ステップ１２１において品質の確認を行い、ステップ１２２でスランプテストおよび生コンクリート７４内の空気量の確認等を行う。図２１は、杭孔９０に生コンクリート打設の状態を示している。生コンクリート７４は、トレミー管７２を介して杭孔９０に投入され、杭孔９０の拡底部９０ｂから所定の高さになるまで供給される。

生コンクリート打設が終了すると、ステップ１３６に進み、鉄筋籠７１の杭頭天端の確認を行う。つぎに、ステップ１３７に進み、スタンドパイプ６５を杭孔９０から引抜き、その後、杭孔９０の開口部の埋戻しを行う。図２２は、スタンドパイプ６５を杭孔９０から引抜いた状態を示している。この状態では、杭孔９０の開口部は土砂７５により埋め戻され、地表ＧＬと同じ高さとなる。

図２５は、自走装置本体１０によるスライムＳの除去手順の一例を示している。図２５（Ａ１）に示すように、自走装置本体１０を位置Ｐ１に停止させた状態では、ブーム１４の操作による水中ポンプ４０の移動により、拡底部９０ｂに沈積しているスライムＳの約半分近くを除去することが可能となる。そして、図２５（Ｂ１）に示すように、自走装置本体１０を位置Ｐ１から位置Ｐ２を変えることにより、さらに拡底部９０ｂに沈積しているスライムＳの半分以上を除去することが可能となる。このようにして、自走装置本体１０を反時計回りに移動させるとともに、自走装置本体１０を図２５（Ｃ１）の位置Ｐ３、図２５（Ｄ１）の位置Ｐ３に停止させ、ブーム１４を適宜操作することにより、沈積しているスライムＳを拡底部９０ｂのすべての領域で除去することが可能となる。

図２６は、自走装置本体１０によるスライムＳの除去手順の別の例を示しており、とくに自走装置本体１０の近傍に一つの障害物８１が存在する場合を示している。図２６（Ａ２）に示すように、自走装置本体１０を位置Ｐ５に停止させた状態では、ブーム１４の操作により、拡底部９０ｂに沈積しているスライムＳの約半分近くを除去することが可能となる。そして、図２６（Ｂ２）に示すように、自走装置本体１０を位置Ｐ５から位置Ｐ６を変えることにより、さらに拡底部９０ｂに沈積しているスライムＳの半分以上を除去することが可能となる。このようにして、自走装置本体１０を反時計回りに移動させるとともに、自走装置本体１０を図２６（Ｃ２）の位置Ｐ７、図２６（Ｄ２）の位置Ｐ８に停止させ、ブーム１４の操作および固定用ピン３３ｅの位置を９０°変えることで水中ポンプ４０の傾倒方向を９０°変えることにより、沈積しているスライムＳを拡底部９０ｂのすべての領域で除去することが可能となる。

図２７は、自走装置本体１０によるスライムＳの除去手順のさらに別の例を示しており、とくに自走装置本体１０の近傍に二つの障害物８２、８３が存在する場合を示している。図２７（Ａ３）に示すように、自走装置本体１０を位置Ｐ９に停止させた状態では、ブーム１４の操作により、拡底部９０ｂに沈積しているスライムＳの約半分近くを除去することが可能となる。そして、図２７（Ｂ３）においては、ストッパー５６を反対側に取り付けて、水中ポンプ４０の傾倒方向を１８０°変更してスライムＳの除去を行う。図２７（Ｃ３）においては、固定用ピン３３ｅの位置を９０°変えて、水中ポンプ４０の傾倒方向を９０°変更してスライムＳの除去を行う。図２７（Ｄ３）においては、ストッパー５６を反対側に取り付けて、水中ポンプ４０の傾倒方向を１８０°変更してスライムＳの除去を行う。したがって、図２７のスライムＳの除去においては、自走装置本体１０を位置Ｐ９に停止させたまま、ブーム１４を適宜操作することにより、沈積しているスライムＳを拡底部９０ｂのすべての領域で除去することが可能となる。

このように、自走式スライム処理装置１では、自走装置本体１０のブーム１４を適宜操作し、かつ傾倒手段５０を利用することにより、水中ポンプ４０を拡底部９０ｂのほぼ全ての領域に移動させることができるので、従来のスライム処理方法に比べて拡底部９０ｂに沈積しているスライムＳを確実に除去することができる。

また、傾倒手段５０の支持脚５１を吊り具３０から取外すことにより、水中ポンプ４０は第一の滑車３２に支持されるワイヤーロープ３１の直下に常に位置することになるので、図２８に示す従来と同じ方法での使用も可能となる。

以上、この発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は上記の実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。例えば、この実施の形態においては、杭孔９０の軸部９０ａの内径Ｄ１を２ｍに設定し、拡底部９０ｂの内径Ｄ２を３ｍに設定したが、内径Ｄ１と内径Ｄ２の比率はであるはこれに限定されることはない。すなわち、この工法においては、拡底率（拡底率＝有効拡底面積／軸部断面積）が予め決められており、この範囲であれば軸部９０ａと拡底部９０ｂの大きさを任意に設定してよい。また、この実施の形態においては、支持脚５１を吊り具３０に連結する構成としたが、支持脚５１を水中ポンプ４０側に揺動可能に連結する構成であっても、支持脚５１の傾倒により水中ポンプ４０を、拡底部９０ｂの内壁面に接近させることが可能となる。

本発明の実施の形態に係わる自走式スライム処理装置の要部側面図である。 図１の正面図である。 図２の平面図である。 図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。 図１のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。 図２における吊り具の部分断面図である。 図１の自走式スライム処理装置の全体側面図である。 図８の装置の平面図である。 図８の装置の正面図である。 図８の装置の背面図である。 杭孔の掘削開始前の状態を示す部分正面図である。 杭孔の掘削開始状態を示す断面図である。 杭孔の掘削状態を示す断面図である。 杭孔の軸部の掘削が終了した状態を示す断面図である。 杭孔の拡底部の掘削状態を示す断面図である。 杭孔の拡底部の測定状態を示す断面図である。 杭孔の拡底部における泥水置換の状態を示す断面図である。 杭孔への鉄筋籠の建込み状態を示す断面図である。 杭孔へのトレミー管の建込み状態を示す断面図である。 杭孔への生コンクリートの打設状態を示す断面図である。 杭孔の埋め戻し状態を示す断面図である。 杭孔の掘削開始から完成までの作業手順を示すフローチャートである。 図２３の作業に続く作業の内容を示すフローチャートである。 本発明の自走式スライム処理装置によるスライム除去の手順の一例を示す工程図であり、（Ａ１）〜（Ｄ１）はスライムの除去領域を示す工程図である。 本発明の自走式スライム処理装置によるスライム除去の手順の変形例を示す工程図であり、（Ａ２）〜（Ｄ２）はスライムの除去領域を示す工程図である。 本発明の自走式スライム処理装置によるスライム除去の手順のさらに別の変形例を示す工程図であり、（Ａ３）〜（Ｄ３）はスライムの除去領域を示す工程図である。 従来のスライム除去作業の一例を示す断面図である。

符号の説明

１ 自走式スライム処理装置
１０ 自走装置本体
１１ 走行部
１２ 旋回フレーム
１４ ブーム
２０ ホース
２１ 電力ケーブル
２３ 巻上げ機（巻上げ手段）
３０ 吊り具
３１ ワイヤーロープ
３３ 吊り下げフレーム
３７ 保持軸
３８ 回動フレーム
３９ 保持フレーム
４０ 水中ポンプ
５０ 傾倒手段
５１ 支持脚
５１ａ 連結部
５３ 突起部（下端部）
５６ ストッパー
９０ 杭孔
９０ａ 軸部
９０ｂ 拡底部
９０ｂ１ 垂直面（内壁面）
９０ｂ２ 傾斜面（内壁面）
９１ 安定液
Ｓ スライム

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の自走式スライム処理装置において、前記傾倒手段は、前記支持脚に取付けられ前記吊り具の一部を構成する保持フレームとの当接により前記支持脚を傾けて上部の揺動中心位置に対して下端部の位置を水平方向にずらすストッパーを有していることを特徴としている。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の自走式スライム処理装置において、前記吊り具は、前記巻き上げ手段を備えた自走装置本体の伸縮可能なブームに対して水平となるように吊り下げられており、前記支持脚は前記吊り具の下降により前記杭孔の拡底部に着地した下端部を中心として前記拡底部の内壁面側に傾倒可能であることを特徴としている。

請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の自走式スライム処理装置において、前記支持脚は、前記吊り具を中心として軸心周りに回動可能に構成されており、前記吊り具に対する前記支持脚の軸心周りの回動または前記吊り具に対する前記ストッパーの取付け位置の変更によって前記拡底部の内壁面の周方向における複数位置に傾倒可能であることを特徴としている。

請求項３に記載の発明によれば、吊り具はブームに対して水平となるように吊下げられているので、水中ポンプを杭孔の所定の位置に容易に移動させることができ、作業能率を高めることができる。

傾倒手段５０は、図１に示すように、吊り具３０の下降により底面９０ｃに食い込んだ支持脚５１の突起部５３を中心として、角度θ１に傾けられている支持脚５１を拡底部９０ｂの垂直面９０ｂ１および傾斜面９０ｂ２側にさらに角度θ２だけ傾倒させるようになっている。そして、水中ポンプ４０は、支持脚５１の角度θ２の傾倒に伴って斜め下方に移動し、拡底部９０ｂにて軸部９０ａの内壁面よりも半径方向外方に位置するようになっている。支持脚５１の傾倒によって斜め下方に移動した水中ポンプ４０は、拡底部９０ｂの底面９０ｃに着地した状態で、沈積したスライムＳを吸込み部４３から吸込むようになっている。

水中ポンプ４０が図１の状態で拡底部９０ｂに着地すると、水中ポンプ４０へ電力ケーブル２１を介して電力が供給され、拡底部９０ｂに沈積したスライムＳが水中ポンプ４０の吸込み部４３から吸込まれる。水中ポンプ４０の吸込み部４３から吸込まれたスライムＳは、ホース２０を介して杭孔９０の外部に排出される。拡底部９０ｂの安定液９１もスライムＳと一緒に泥水としてホース２０を介して杭孔９０の外部に排出され、排出された泥水に代えて新たな安定液９１が杭孔９０に投入される。

このようにして、支持脚５１の位置を適宜調整することにより、水中ポンプ４０を拡底部９０ｂの内壁面（垂直面９０ｂ１、傾斜面９０ｂ２）の周方向の複数位置に位置決めすることができ、拡底部９０ｂの内壁面に沿って沈積しているスライムＳを確実に除去することができる。傾倒手段５０を用いたスライムＳの除去が終了すると、巻き上げドラム２４の駆動によるワイヤーロープ３１の巻取りにより、水中ポンプ４０は吊り具３０とともに上昇し、杭孔９０の外部に搬出される。

以上、この発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は上記の実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。例えば、この実施の形態においては、杭孔９０の軸部９０ａの内径Ｄ１を２ｍに設定し、拡底部９０ｂの内径Ｄ２を３ｍに設定したが、内径Ｄ１と内径Ｄ２の比率はこれに限定されることはない。すなわち、この工法においては、拡底率（拡底率＝有効拡底面積／軸部断面積）が予め決められており、この範囲であれば軸部９０ａと拡底部９０ｂの大きさを任意に設定してよい。また、この実施の形態においては、支持脚５１を吊り具３０に連結する構成としたが、支持脚５１を水中ポンプ４０側に揺動可能に連結する構成であっても、支持脚５１の傾倒により水中ポンプ４０を、拡底部９０ｂの内壁面に接近させることが可能となる。

請求項５に記載の発明は、杭孔の軸部の下方に位置し前記軸部の内径よりも大きな内径を有する拡底部に沈積したスライムを除去するスライム処理方法であって、水中ポンプを前記杭孔内に巻上げ手段の吊り具により昇降可能に吊下げ、前記吊り具の下降により前記吊り具または前記水中ポンプのいずれかに上部が揺動可能に連結される支持脚の下端部を前記杭孔の拡底部に着地させるとともに、前記支持脚の下端部を中心として前記支持脚を前記拡底部の内壁面側に傾倒させ、前記支持脚の傾倒により前記水中ポンプを前記拡底部にて前記軸部の内壁面よりも半径方向外方に移動させた状態で前記拡底部に沈積したスライムを前記水中ポンプにより吸込むことを特徴とするスライム処理方法である。

Claims (5)

1. 杭孔の軸部の下方に位置し前記軸部の内径よりも大きな内径を有する拡底部に沈積したスライムを除去する自走式スライム処理装置であって、
   前記スライムを吸込み可能な水中ポンプと、
   前記水中ポンプを前記杭孔内に吊下げる吊り具を有し該吊り具を前記杭孔内で昇降させる巻上げ手段と、
   前記吊り具または前記水中ポンプのいずれかに上部が揺動可能に連結され下端部が前記杭孔の拡底部に着地可能な支持脚を有し、前記吊り具の下降により前記杭孔の拡底部に着地した前記支持脚の下端部を中心として前記支持脚を前記拡底部の内壁面側に傾倒させ前記水中ポンプを前記拡底部にて前記軸部の内壁面よりも半径方向外方に移動させる傾倒手段と、
   を備えたことを特徴とする自走式スライム処理装置。
2. 前記傾倒手段は、前記支持脚を傾けて上部の揺動中心位置に対して下端部の位置を水平方向にずらすストッパーを有していることを特徴とする請求項１に記載の自走式スライム処理装置。
3. 前記吊り具は、水平方向に移動可能に構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の自走式スライム処理装置。
4. 前記支持脚は、前記拡底部の内壁面の周方向における複数位置に傾倒可能であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の自走式スライム処理装置。
5. 杭孔の軸部の下方に位置し前記軸部の内径よりも大きな内径を有する拡底部に沈積したスライムを除去するスライム処理方法であって、前記水中ポンプを前記杭孔内に巻上げ手段の吊り具により昇降可能に吊下げ、前記吊り具の下降により前記吊り具または前記水中ポンプのいずれかに上部が揺動可能に連結される支持脚の下端部を前記杭孔の拡底部に着地させるとともに、前記支持脚の下端部を中心として前記支持脚を前記拡底部の内壁面側に傾倒させ、前記支持脚の傾倒により前記水中ポンプを前記拡底部にて前記軸部の内壁面よりも半径方向外方に移動させた状態で前記拡底部に沈積したスライムを前記水中ポンプにより吸込むことを特徴とするスライム処理方法。

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