JP2729940B2 - 掘削装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、プレボーリング工法によって築造される地
中杭や柱列式の山止め壁等の工事に使用される掘削装置
の改良技術に関する。

〔従来の技術〕

既成杭を用いて例えば地中杭を築造するプレボーリン
グ工法の一つに、次のようにして拡底杭を築造する所謂
ローデックス工法がある。

この工法は、先ず杭工事現場の複数箇所をボーリング
して土質柱状図を作製して、この土質柱状図を基にして
工事現場全域における地層の分布状況を推測し、かつ、
工事現場の任意の箇所を験掘りして、その時の掘削負荷
の変化をアンメーターの抵抗値で読み取り、前記推測し
た地層の支持層に対応する抵抗値を確認する。

そして、ベントナイト等の流動物の供給管を連結した
正逆転駆動自在な回転軸の先端に、掘削爪を備えた掘削
装置を連設して、前記掘削装置の先端からベントナイト
等を吐出させつつ回転軸を正転駆動させ、前記掘削爪に
よって前記推測に基づく支持層の所定深さに達する地中
穴を形成し、かつ、その時の掘削負荷をアンメーターで
読み取って、前記掘削装置の掘削爪先端が前記推測した
支持層の所定深さに達したことを電気的に確認する。

次いで、前記回転軸をやゝ引き上げながら当該回転軸
を逆転駆動させ、前記掘削装置の掘削爪近傍に付設した
拡径爪を拡径させて地中穴の底部周辺を拡径掘削し、そ
の後、前記回転軸を正転駆動軸を下降させて前記拡径爪
を縮径させると共に、当該回転軸を下降させて爪先端を
拡径底部側に戻し、その爪先端から拡径底部に所定量の
セントモルタルを吐出させつつ掘削爪を地中穴から引き
抜いて、このセメントモルタルに下端を突入させる状態
で既成のコンクリート杭を前記地中穴に埋設または打設
するものである。

この工法によれば、土質柱状図に基づく支持層深さの
確認に加えて、掘削負荷の変化から爪先端が支持層の所
定深さに達したことを電気的に確認することで、杭先端
が確かに支持層の所定深さに達した拡底杭を築造するこ
とができるものとされていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、前記土質柱状図による地層の分布状況
は飽くまでも推測に基づくものであって、支持層の深さ
変化が殆どない場合には問題はないのであるが、支持層
が局部的に変化しているときには、前記推測を基にして
は支持層の所定深さに達する地中穴が掘削されないこと
があり、かつ、かゝる事態を避けるように、アンメータ
ーの抵抗を読み取って爪先端が支持層の所定深さに達し
たか否かを確認しているのであるが、掘削の負荷は掘削
装置の掘進速度に大きく左右されるされることから正確
さに欠けるものであって、支持層の変化に対応し切れな
い点で問題があった。

あるいは、柱列式の山止め壁を築造するに際しては、
爪先端から不透水層に達する地中穴を掘削することが必
要条件であることは言うまでもないが、かゝる工事に際
しても爪先端が不透水層の所定深さに達したか否かを確
認することができず、前記推測に基づいて掘削された地
中穴が所望する地層の所定深さに達したか否かを正確に
できる手段の提供が待たれている。

本発明は、かゝる要望を満たすべく発案されたもので
あって、簡単な改良技術によって爪先端が所望する地層
の所定深さに達したか否かを正確に確認できるに至った
掘削装置を提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するに至った本発明による掘削装置
は、正逆転駆動自在な回転軸の正転駆動によって地中穴
を形成する掘削爪の近傍に、前記回転軸の逆転駆動に伴
って回転軸の回転軸線方向視で掘削爪の回転軌跡外に突
出し且つ地中穴周辺を掘削して掘削土を収容するバケッ
トを設けた点に特徴を有する。

〔作用〕

上記の特徴構成によれば、例えば土質柱状図や掘削負
荷等を基にして、掘削装置の掘削爪先端が所望する地層
の所定深さに達したと推測される時点で回転軸を逆転駆
動させて、前記バケットを掘削爪の回転軌跡外に突出さ
せると、当該バケットによって地中穴の底部周辺が掘削
されて且つその掘削土がバケットに収容される。

ここで、前記回転軸を正転駆動させて前記バケットを
掘削爪の回転軌跡内に縮径させると共に、前記掘削装置
を回転軸と共に地中穴から引き抜いて、前記バケットに
収容された掘削土を観察することで、前記地中穴の底部
周辺における地層の土質を視覚確認することができ、延
いては、爪先端が所望する地層の所定深さに達したか否
かを正確に確認することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図及び、第２図は掘削装置Ａを示し、第３図は前
記掘削装置Ａを装備させた掘削作業機Ｂの一例を示すも
のであって、かゝる掘削作業機Ｂは、クローラ式走行台
車１の前部側にポスト２を立設すると共に、順次継ぎ足
し連結される中空構造の回転軸３を駆動昇降させる昇降
手段４を前記ポスト２に設け、かつ、当該昇降手段４に
連結された回転軸３を正逆転駆動させる正逆転駆動手段
５を前記ポスト２の下部側に設けると共に、前記回転軸
３の下端に掘削装置Ａの筒軸６を連通連結して成る。

掘削装置Ａは、翼板７の下縁に複数個の爪体８を設け
て成る２個の掘削爪９を、互いに180度の位相を有せし
めて筒軸６の下部側外周部に設けると共に、各掘削爪９
のやゝ上方部位の筒軸６部分に、ストッパーａが一体連
設されたブラケット10を設け、この内の一方のブラケッ
ト10に拡径爪11を且つ他方のブラケット10にバケット12
を、夫々筒軸６の軸線に平行なピン13を介して枢着して
成る。

そして、前記回転軸３の正転駆動下での前記掘削爪９
による地中穴の掘削時には、前記拡径爪11ならびにバケ
ット12の夫々が筒軸６側に回倒して、前記掘削爪９の回
転軸線方向視において当該掘削爪９の回転軌跡Ｑ内（第
２図参照）に位置するように構成され、前記回転軸３の
逆転駆動下においては、第４図乃至第６図に示すよう
に、前記拡径爪11ならびにバケット12の夫々は、その大
部分が前記掘削爪９の回転軌跡Ｑ外に突出して、前記掘
削爪９によって掘削された地中穴の底部周辺を拡径掘削
し、かつ、その掘削土を前記バケット12内に収容するよ
うに構成されている。

次に、ローデックス工法によって拡底杭を築造する一
手順について説明すると、先ず第３図に示すように、前
記回転軸３の上端にベントナイト等の流動物の供給管14
を接続し、当該回転軸３ならびに掘削爪９の筒軸６を通
して爪先端からベントナイト等を吐出させながら当該回
転軸３を正転駆動させて、土質柱状図や掘削爪９の掘削
負荷等を基にして、前記掘削装置Ａの掘削爪９の先端が
所望する支持層Ｃの所定深さに達したと推測される地中
穴を掘削するのである。尚、この実施例では、支持層Ｃ
が局部的に変化していて爪先端が所望する支持層Ｃの所
定深さにまで達していないものとする。

ここで、前記回転軸３を逆転駆動させて、第６図に示
すように、前記掘削装置Ａの拡径爪11ならびにバケット
12を前記回転軌跡Ｑ外に突出させ、当該拡径爪11ならび
にバケット12により、前記推測された所定深さの地中穴
の底部周辺を拡径掘削（第１図に仮想線ｂで示す。）
し、その掘削土をバケット12に収容させるのである。

次に、前記回転軸３を逆転駆動させて前記拡径爪11な
らびにバケット12を前記回転軌跡Ｑ内に位置させ、か
つ、当該回転軸３と共に前記掘削装置Ａを地中穴から引
き抜き、前記バケット12に収容された掘削土を基にし
て、前記推測された所定深さの地中穴の底部周辺におけ
る支持層Ｃの土質を視覚観察するのであり、これによっ
て爪先端が所望する所定深さの支持層Ｃに対していない
ことが確認される。

もっとも、この実施例では、爪先端が所望する支持層
Ｃの所定深さにまで達していない例を示しているからで
あって、爪先端が所望する支持層Ｃの所定深さに達して
いる場合は、前記バケット12に収容された掘削土を基に
して、当該爪先端が所望する支持層Ｃの所定深さに達し
ていることが視覚確認される。

而して、前記爪先端が所望する所定深さの支持層Ｃに
達していないことの確認に基づき、当該爪先端が所望す
る所定深さの支持層Ｃに達したことが確認されるまで、
上記地中穴の掘削とバケット12に対する地中穴底部周辺
の掘削土の収容、並びに、当該収容された掘削土の土質
観察を行うのである。

そして、前記爪先端が所望する所定深さの支持層Ｃに
達したことが確認されると、前記回転軸３を下降させて
掘削装置Ａの掘削爪９の地中穴の底部に戻すと共に、前
記回転軸３をやゝ引き上げながら当該回転軸３を逆転駆
動させて、前記拡径爪11ならびにバケット12で地中穴の
底部周辺を拡径掘削（第５図参照）し、その後、前記回
転軸３を正転駆動させて前記拡径爪11ならびにバケット
12を前記回転軌跡Ｑ内に縮径させると共に、前記回転軸
３を下降させて掘削装置Ａの掘削爪先端を拡径底部側に
戻し、かつ第７図に示すように、前記ベントナイト等に
代えて爪先端から拡径底部に所定量のセメントモルタル
15を吐出させつつ掘削装置Ａを地中穴から引き抜き、第
８図に示すように、前記セメントモルタル15に下端を突
入させる状態で前記地中穴に既成のコンクリート杭16を
埋設または打設することで、杭先端が支持層Ｃの所定深
さに達した拡底杭17が築造される。

尚、前記バケット12は、第４図に示すように、掘削土
収容用の角形凹部12aをバケット本体12bに形成して成る
ものであるが、例えば第９図や第10図に示す如き形状の
変形が可能である。

即ち、第９図に示すものは、掘削土収容用の凹部12a
を奥拡がり形状にしたものであって、凹部12aに収容さ
れた掘削土が溢れ出ないようにした点に特徴がある。

第10図に示すものは、奥側に壁体を有しない奥狭まり
形状の掘削土収容凹部12cをバケット本体12bに形成した
ものであって、前記回転軸３の逆転駆動に伴って地中穴
周辺を掘削すると共に、それまでに掘削土収容部12c内
に入り込んでいる流動物を掘削土によって排除し、か
つ、当該掘削土については、これを前記奥狭まり形状の
掘削土収容凹部12c内に食い込ませるようにして収容さ
せる点に特徴がある。

尚、本実施例では、拡底杭17の築造について説明した
が、柱列式の山止め壁工事に際しての杭の築造等を実施
対象にすることが可能であることは言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明による掘削装置は、回転軸
の逆転駆動によって地中穴の周辺を掘削し且つその掘削
土を収容するバケットを掘削爪の近傍に設けた点に特徴
を有し、而して、例えば土質柱状図や掘削負荷等を基に
して、掘削爪の先端が所望する地層の所定深さに達した
と推測される時点で回転軸を逆転駆動させると共に、当
該回転軸と共に前記バケットを地中穴から引き抜き、か
つ、当該バケットに収容された掘削土を観察すること
で、前記地中穴の底部周辺における地層の土質を視覚確
認することができるようになり、即ち、爪先端が所望す
る地層の所定深さに達したか否かを正確に確認すること
ができ、延いては、かゝる構造の掘削装置を用いること
で、杭先端が所望する地層の所定深さに達したことを認
識できる杭の築造が可能となるに至ったのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は掘削装置の側面図、第２図は掘削装置の縦断平
面図、第３図は掘削作業機の側面図である。 第４図はバケットの斜視図、第５図は拡径爪ならびにバ
ケットの拡径による地中穴周辺の掘削状態を示す掘削装
置の側面図、第６図は同縦断平面図である。 第７図はセメントモルタルを吐出させつつ掘削装置を地
中穴から引き抜く状態の説明図、第８図は杭先端が支持
層に達した拡底杭の側面図である。 第９図および第10図は夫々別実施例のバケットの要部を
破断した斜視図である。 ３……回転軸、９……掘削爪、12……バケット、Ｑ……
回転軌跡。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】正逆転駆動自在な回転軸の正転駆動によっ
   て地中穴を形成する掘削爪の近傍に、前記回転軸の逆転
   駆動に伴って回転軸の回転軸線方向視で掘削爪の回転軌
   跡外に突出し且つ地中穴周辺を掘削して掘削土を収容す
   るバケットを設けてあることを特徴とする掘削装置。