JP2022013000A - 拡翼掘削機と壁杭の施工方法 - Google Patents
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Abstract
Description
他の施工方法は、平面形状が矩形状の矩形柱部を有する軸部と、地盤の支持層において軸部の底部が拡大した平面形状が円状の拡底部とを備え、拡底部は軸部の底部における全周に亘って側方に拡大するように構成されている杭の構築方法である。より具体的には、軸部を形成するための孔を掘削する第1工程と、第1工程の後に孔の底部を拡底する第2工程とを有する。第1工程では、地上から吊り下げられる掘削機本体、掘削機本体に設けられて水平軸の周りに回転する掘削歯、掘削機本体の姿勢を検出する姿勢検出装置、及び掘削機本体の姿勢を修正する姿勢修正装置を有するリバースサーキュレーション型で水平多軸型の掘削機を使用して掘削機本体の姿勢を姿勢検出装置により検出し、姿勢修正装置にて掘削機本体の姿勢を修正しながら孔を掘削する。第2工程では、複数の軸が接続されたロッド、ロッドの先端に取付けられた掘削機本体、及び掘削機本体に回転半径を調整可能に設けられた拡幅ビットを有するリバースサーキュレーション型の掘削機を使用して、第1工程で掘削した孔の底部を拡底する(例えば、特許文献2参照)。
ベースマシンと、前記ベースマシンからワイヤにて吊り下げられている拡翼掘削体と、を有し、直方体状の壁杭の二つの広幅面の少なくとも一方に拡幅部を有する壁杭の孔壁を造成する、拡翼掘削機であって、
前記拡翼掘削体は、
平面視において前記壁杭の壁厚に直交する方向に延出する回動軸を有し、孔壁に反力を取るスタビライザを有する架構と、
前記回動軸に対して前記壁杭の壁厚方向に回動自在な拡翼カッタと、
前記回動軸に対して前記拡翼カッタを回動させる回動駆動手段と、
前記拡翼カッタを回転させる回転駆動手段と、
前記反力を特定する反力特定手段と、を有することを特徴とする。
前記スタビライザは、前記架構における前記回動軸の長手方向の幅を有する帯状を呈し、
直方体の前記架構の二つの広幅面のそれぞれの上下において、帯状の前記スタビライザが該広幅面に直交する方向に張り出し自在に設けられていることを特徴とする。
前記コントローラは、
前記スタビライザを駆動するスタビライザ駆動部と、
前記回動駆動手段と前記回転駆動手段を駆動する拡翼カッタ駆動部と、
前記反力特定手段にて特定された特定反力値と、反力閾値とを格納する格納部と、
前記反力閾値と前記特定反力値を比較する演算部と、を有し、
前記演算部にて前記特定反力値が前記反力閾値を超えたと判断された際に、前記拡翼カッタ駆動部は、前記回動駆動手段に対して前記拡翼カッタの回動速度を下げる制御を実行し、かつ、前記回転駆動手段に対して前記拡翼カッタの回転速度を上げる制御を実行することを特徴とする。
A:前記スタビライザに装備されている圧力センサ、
B:前記コントローラに内蔵され、前記拡翼カッタが回転する際の回転トルクと前記拡翼カッタが回動する際の回動トルクの少なくとも一方のトルク値と、前記反力との関係に基づいて該反力を特定する、反力特定部。
一方、コントローラにある反力特定部にて反力値が特定される場合は、回転駆動手段により特定される拡翼カッタの回転トルクや、回動駆動手段により特定される拡翼カッタの回動トルク(地盤に対する押し込みトルク)が、特定反力値としてコントローラの受信部にて受信される。すなわち、この形態では、特定される回転トルクや回動トルクが特定反力値に含まれる。一方、施工場所における地山反力(もしくは地山強度)と、この地山反力を生じさせる回転トルクや回動トルクとの相関を、実施工に先行する試験施工により、もしくは、過去の同様な地盤における経験則等により特定しておき、これらの相関データをコントローラの格納部に格納しておく。これらいずれか一方の形態の反力特定手段により特定された特定反力値に基づき、スタビライザのストローク量が制御されることになる。
この構成によれば、回動軸の長手方向にある複数の拡翼カッタが回動して掘削することにより、壁杭の延長方向に延びる拡幅部の孔壁を効率的に造成することができる。例えば、一つの回動軸に対して複数の拡翼カッタが回動自在に取り付けられている、一列多軸型の拡翼掘削機において、回動軸を中心に全ての拡翼カッタを同一方向である例えば時計回りに回動させることにより、直方体状の壁杭の二つの広幅面の一方に拡幅部の孔壁が造成される。次いで、回動軸を中心に全ての拡翼カッタを同一方向である他の反時計回りに回動させることにより、直方体状の壁杭の二つの広幅面の他方に拡幅部の孔壁を造成することができる。
この構成によれば、複数の回動軸が間隔を置いて並設し、それぞれの回動軸の長手方向にある複数の拡翼カッタが回動して掘削することにより、壁杭の延長方向に延びる拡幅部の孔壁をより一層効率的に造成することができる。例えば、並設する二つの回動軸に対して複数の拡翼カッタが回動自在に取り付けられている、二列多軸型の拡翼掘削機において、一方の回動軸に取り付けられている全ての拡翼カッタを同一方向である例えば時計回りに回動させ、同時に、他方の回動軸に取り付けられている全ての拡翼カッタを同一方向である他の反時計回りに回動させることにより、直方体状の壁杭の二つの広幅面の双方に拡幅部の孔壁を同時に造成することができる。
この構成によれば、拡幅部の孔壁を造成した際に直方体状の壁杭の内部に溜まる掘削泥土を、拡翼カッタの有するシャフト内の排泥通路を介して揚泥ポンプにて排泥することができる。そのため、例えば、直方体状の壁杭(壁杭一般部)の孔壁を造成する際に適用される排泥機構を有する例えば回転式掘削機と、拡幅部の孔壁を造成する際に適用される拡翼掘削機とを交互に入れ替えることなく、拡翼掘削機により、拡幅部の孔壁を造成と発生した掘削泥土の排泥を行うことが可能になる。
また、拡翼カッタの先端にある土砂の粒径が大きい場合には、拡翼カッタの先端部で閉塞する恐れがあることから、拡翼カッタの先端部には粒径の大きな土砂をはね除ける棒状部材が設けられていてもよく、この構成により円滑な排泥が可能になる。
直方体状の壁杭の一般部と、該一般部の二つの広幅面の少なくとも一方にある拡幅部と、を有する壁杭の造成方法であって、
一般部掘削機により、前記直方体状の壁杭の一般部造成孔を造成するA工程と、
前記拡翼掘削機により、前記スタビライザにて前記孔壁に反力を取り、該反力を随時特定しながら、拡翼カッタを回転させ、かつ拡幅方向に回動させて、前記一般部造成孔の二つの広幅面の少なくとも一方に拡幅部造成孔を造成し、この際、前記一般部造成孔の下端に余掘り部を設けておき、該余掘り部に前記拡幅部造成孔を造成した際の掘削泥土を溜めておくB工程と、
少なくとも前記一般部掘削機により、前記余掘り部に溜められている掘削泥土を排泥するC工程と、
前記一般部造成孔に鉄筋籠を設置し、該一般部造成孔と前記拡幅部造成孔にコンクリートを打設して拡幅部を有する壁杭を施工するD工程と、を有し、
前記B工程では、特定された前記反力が、予め設定されている反力閾値を超えた際に、前記拡翼カッタの回転速度を上げ、回動速度を下げる制御を実行することを特徴とする。
前記B工程では、前記E工程において前記回動軸が前記設計中心軸に位置決めされた前記拡翼掘削体を回動させることを特徴とする。
はじめに、図1乃至図9を参照して、実施形態に係る拡翼掘削機の一例について説明する。ここで、図1は、実施形態に係る拡翼掘削機の一例の側面図であり、図2は、実施形態に係る拡翼掘削機の有する拡翼掘削体の一例の正面図であり、図3は、実施形態に係る拡翼掘削機の有する拡翼掘削体の一例の斜視図である。また、図4は、図2のIV方向矢視図であって、拡翼掘削体の一例の底面図であり、図5は、図2のV方向矢視図であって、拡翼掘削体の一例の底面図であり、図6は、拡翼掘削体の有する回動駆動手段の一例の側面図である。
次に、図10を参照して、実施形態に係る壁杭の施工方法の一例について説明する。ここで、図10は、(a)から(g)にかけて順に、実施形態に係る壁杭の施工方法の一例の工程図である。ここで、図示する壁杭の施工方法は、図1乃至図9に示す一列多軸型の拡翼掘削体30を有する拡翼掘削機60により拡幅部造成孔D2を造成し、壁杭を施工する方法である。
20:ワイヤ
30:拡翼掘削体
31:架構
32:スタビライザ
32a:スタビライザ駆動手段
33,33A:拡翼カッタ
33a:シャフト
33b:掘削ビット
33c:排泥通路
33d:給水通路
33e:排泥通路
34:回動軸
35:回転モータ(回転駆動手段)
36:ギヤリング
37:油圧シリンダ(回動駆動手段)
37a:ピストンロッド
37b:リンク
38:流通管
40:排泥ポンプ
50:コントローラ
58:圧力センサ(反力特定手段)
60:拡翼掘削機
70:一般部掘削機(水平多軸型掘削機)
71:カッタードラム
72:揚泥ポンプ
500:受信部
502:反力特定部(反力特定手段)
504:演算部
506:拡翼カッタ駆動部
508:スタビライザ駆動部
510:格納部
G:地盤
D:壁杭造成孔
D1:一般部造成孔
D2:拡幅部造成孔
D3:余掘り部
Claims (6)
- ベースマシンと、前記ベースマシンからワイヤにて吊り下げられている拡翼掘削体と、を有し、直方体状の壁杭の二つの広幅面の少なくとも一方に拡幅部を有する壁杭の孔壁を造成する、拡翼掘削機であって、
前記拡翼掘削体は、
平面視において前記壁杭の壁厚に直交する方向に延出する回動軸を有し、孔壁に反力を取るスタビライザを有する架構と、
前記回動軸に対して前記壁杭の壁厚方向に回動自在な拡翼カッタと、
前記回動軸に対して前記拡翼カッタを回動させる回動駆動手段と、
前記拡翼カッタを回転させる回転駆動手段と、
前記反力を特定する反力特定手段と、を有することを特徴とする、拡翼掘削機。 - 前記架構の外形は、前記回動軸の長手方向に長い正面視長方形の直方体であり、
前記スタビライザは、前記架構における前記回動軸の長手方向の幅を有する帯状を呈し、
直方体の前記架構の二つの広幅面のそれぞれの上下において、帯状の前記スタビライザが該広幅面に直交する方向に張り出し自在に設けられていることを特徴とする、請求項1に記載の拡翼掘削機。 - 前記拡翼掘削機はさらにコントローラを有し、
前記コントローラは、
前記スタビライザを駆動するスタビライザ駆動部と、
前記回動駆動手段と前記回転駆動手段を駆動する拡翼カッタ駆動部と、
前記反力特定手段にて特定された特定反力値と、反力閾値とを格納する格納部と、
前記反力閾値と前記特定反力値を比較する演算部と、を有し、
前記演算部にて前記特定反力値が前記反力閾値を超えたと判断された際に、前記拡翼カッタ駆動部は、前記回動駆動手段に対して前記拡翼カッタの回動速度を下げる制御を実行し、かつ、前記回転駆動手段に対して前記拡翼カッタの回転速度を上げる制御を実行することを特徴とする、請求項1又は2に記載の拡翼掘削機。 - 前記反力特定手段として、以下のいずれか一種を備えていることを特徴とする、請求項3に記載の拡翼掘削機。
A:前記スタビライザに装備されている圧力センサ、
B:前記コントローラに内蔵され、前記拡翼カッタが回転する際の回転トルクと前記拡翼カッタが回動する際の回動トルクの少なくとも一方のトルク値と、前記反力との関係に基づいて該反力を特定する、反力特定部。 - 直方体状の壁杭の一般部と、該一般部の二つの広幅面の少なくとも一方にある拡幅部と、を有する壁杭の造成方法であって、
一般部掘削機により、前記直方体状の壁杭の一般部造成孔を造成するA工程と、
請求項1乃至3のいずれか一項に記載の拡翼掘削機により、前記スタビライザにて前記孔壁に反力を取り、該反力を随時特定しながら、拡翼カッタを回転させ、かつ拡幅方向に回動させて、前記一般部造成孔の二つの広幅面の少なくとも一方に拡幅部造成孔を造成し、この際、前記一般部造成孔の下端に余掘り部を設けておき、該余掘り部に前記拡幅部造成孔を造成した際の掘削泥土を溜めておくB工程と、
少なくとも前記一般部掘削機により、前記余掘り部に溜められている掘削泥土を排泥するC工程と、
前記一般部造成孔に鉄筋籠を設置し、該一般部造成孔と前記拡幅部造成孔にコンクリートを打設して拡幅部を有する壁杭を施工するD工程と、を有し、
前記B工程では、特定された前記反力が、予め設定されている反力閾値を超えた際に、前記拡翼カッタの回転速度を上げ、回動速度を下げる制御を実行することを特徴とする、壁杭の施工方法。 - 前記壁杭の施工方法は、前記拡翼掘削体の有する前記回動軸を前記一般部造成孔における設計中心軸に位置決めする際の、前記スタビライザのストローク量を特定するE工程をさらに有し、前記B工程に先行して前記E工程を行い、
前記B工程では、前記E工程において前記回動軸が前記設計中心軸に位置決めされた前記拡翼掘削体を回動させることを特徴とする、請求項5に記載の壁杭の施工方法。
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