JP3845562B2 - Drilling bucket device for diameter expansion of cast-in-place piles - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、場所打コンクリート杭の杭体表面に複数のリブを精度良く形成するための掘削バケット装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
特許第2548661号において、本発明者は、地盤と杭外周面との間に滑りを生じ摩擦を期待できない硬い地盤において、杭の支持耐力を増大させ、杭頭での沈下量を制御するため、図5に示すように杭穴の周壁を拡径してリング状のリブを地盤に食い込むように設けることを提案した。
【0003】
この場所打コンクリート杭は、杭穴周辺地盤の剪断抵抗力を杭周面に形成したリング状のリブ(突起)によって杭に作用させるので支持力を大幅に増大させることができる。リブ付杭の模型実験によれば1.5〜2.0倍以上の支持力の向上が認められている。
【0004】
具体的に地盤にリブを形成するための溝を杭穴周壁に形成するための装置として、本出願人は、特許第2850073号に開示されるように拡径装置をバケットの上部に設け、回転駆動軸を反転させて拡径装置の拡翼スクレーパーを突出させ、杭穴周壁に溝を形成することを提案し、更に、場所打杭の下部にリブを造成する装置としては、掘削バケットとは別個の拡径バケット(実用新案登録第3026014号)を提案した。
【0005】
複数のリブを造成する場合は、拡径バケットを拡径させてリブ用のリング状溝を杭周壁に形成し、拡径装置を折り畳んで杭穴を更に深度方向に掘削し、所定距離下方で再度拡径バケットによって拡径施工をおこなっていた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
1台の拡径バケットで1ヶ所づつリブを造成していては極めて能率が悪く、しかも、掘削バケットと拡径バケットを取り替えるたびに油圧ホースの接続部分にゴミや土砂などの不純物が紛れ込みやすくなり、油圧シリンダーの故障の原因にもなる。
また、所定間隔(ピッチ)でリブを造成しようとしても、掘削深度の管理が難しく、軸ぶれなどのため、リブの形状精度が極めて悪くなり、そのため、杭の支持力が期待するほど増加しないという問題が生じる。
【0007】
更に、掘削バケットを掘削穴内に充填したベントナイト安定液中で上げ下げすると、造成した上部のリブが、バケットドラムにこすれたり、安定液中の泥水流の負圧により崩壊する場合がある。
また、単純に1台のバケットに複数の拡径装置を設けると、拡翼するための油圧シリンダーに圧油を供給するための油圧ホースの増設が必要となり、構造が複雑になると共に、故障がおきやすくなってメンテナンスが煩雑となり、掘削バケットの稼働率の低下を招くことになる。
【0008】
【課題を解決するための手段】
そこで、複数の拡径装置の拡径用の油圧駆動装置へ、単独または同時に作動するように供給油を制御する制御装置を設けることによって構造を複雑にすることなく、正確な間隔で杭穴周壁にリブを形成できるようにしたのである。
【0009】
油圧装置へ圧油を供給する油圧ホースに電磁弁を取り付け、拡径装置の拡翼スクレーパーを駆動する油圧シリンダーを同時に、または、個別に作動するようにする。掘削バケットがリブを形成する所定の深度に達したとき、掘削バケットが深度方向に掘進しないように回転軸を逆回転させ、拡径装置の拡翼スクレーパーを拡げて拡径掘削をおこなって杭穴周壁にリブを造成する。拡径によって削り取られた土砂は、下部のバケット内に取り込まれ地上に排出される。
【0010】
上下のリブを同時に施工する場合は、拡翼スクレーパーを上下同時に作動させるが、そのときは、電磁弁を2方向とも開放して上下の油圧シリンダーを同時に作動させる。また、電磁弁を制御することで、拡翼スクレーパーを個別に作動させることが可能である。
3ヶ所以上数段のリブを造成するには、対応する数の電磁弁を取り付けるか、数段電磁弁を増設するなどして、複数の油圧シリンダーを作動させる。
以上の方法によれば、1台の掘削バケット装置で複数のリブを造成することができ、またリブの形状、ピッチとも、精度の高いリブを同時に造成することができる。
【0011】
【実施例】
図1に本発明の拡径用掘削バケット装置の正面図、図2に平面図を示す。図4は、施工状態の説明図である。
回転掘削軸10の先端にはバケット1が装着され、バケット1の底部には底蓋開閉装置11が設けてある。
バケット1の上部に拡径装置2が所定の間隔で掘削軸10に取り付けてある。拡径装置2は、油圧シリンダーによって駆動される複数の円弧状の拡翼スクレーパー20が折り畳み状態では円筒形になるように掘削軸10に所定の間隔で取り付けてある。
【0012】
油圧シリンダー3は、拡翼スクレーパー20を拡開するためのものであり、電磁弁の開閉により作動する。また、3個以上の拡翼スクレーパーを作動する場合は、スクレーパーの個数に応じた電磁弁(図示しない)を取り付ける。電磁弁の位置は油圧ホースの途中の適宜な位置に設置することができる。
【0013】
拡径装置2は掘削穴の周壁を拡径掘削してリング状のリブを穴周壁に形成するもので、拡径装置は折り畳んだ状態で杭穴の直径より僅かに小さな径の円筒形となり、杭穴掘削時のスタビライザーとして機能し、穴掘進時に穴が正確に鉛直に形成されるようにする。また、バケット1は、拡径装置2が穴周壁に正確な溝を形成することを補助する。
【0014】
拡径装置2は十字状の部材を組み立てたフレーム21の各先端部に、正転用及び逆転用の複数の拡翼スクレーパー20の基端部がピン22を介して開閉可能に枢支されている。拡翼スクレーパー20は、閉じた状態で上下面の開放された円筒形状となるように断面円弧状に形成されている。拡翼スクレーパー20の先端部には、掘削ビット23が設けられ、板状の土砂案内板とフレーム21との間には、正転用の油圧シリンダーと逆転用の油圧シリンダーとが介装されており、拡翼スクレーパー20を開閉する。
【0015】
回転掘削軸10を回転して、先端のバケット1により杭穴を掘削するが、掘削中は拡径装置2は円筒形に閉じられており、スタビライザーとして機能し、バケット1の大幅なブレを防止する。
リブを形成する場合は、拡径装置2の外枠を構成する拡翼スクレーパー20を逆転用の油圧シリンダーを作動させてピン22を軸にして外側に開き、回転掘削軸10を逆転して、拡翼スクレーパー20を穴周壁に食い込ませてリブとなる溝を造成する。
【0016】
拡翼スクレーパー20は取替可能であり、リブ(突起)の断面形状に合わせて適宜形状のものと取り替える。
リブを形成している間は、バケット1を逆転させるか、バケットを宙吊りにして深度方向への掘削を停止させる。拡翼スクレーパー20によって掻き取られた掘削穴周壁の土砂は、拡翼スクレーパー20の案内板24に沿って中央に移動し、下部のバケット1内に集積される。
このバケット1内に集積された土砂は拡翼スクレーパー20を油圧シリンダーにより閉じて、地上に引き上げて排出される。
【0017】
図3は、拡径装置2の他の実施例の平面図であり、回転掘削軸10に平行に油圧シリンダー3が配置してあり、油圧シリンダー3のピストンの先端は、リンク機構31に接続してある。油圧シリンダー3の伸長によってリンク機構31は拡翼スクレーパー20をピン22を支点として外側に開く。回転掘削軸10を逆転することによって拡翼スクレーパー20は杭穴周壁を掻き取り、リング状の溝を形成する。
【0018】
【発明の効果】
本発明は、1台の拡径用掘削バケット装置に、上下2ヶ所または数ヶ所に拡翼スクレーパーを有する拡径装置を取り付け、1本の油圧ホースを分岐し、電磁弁で個別に圧油供給を制御することにより各拡翼スクレーパーの油圧シリンダーを作動するようにしたので、複数の拡径装置を同時に、または個別に作動させることができ、複数のリブを精度良く効率的に造成することができる。
また、バケットと拡径装置は互いに他方のスタビライザーとなるので、掘削穴及びリブを精度良く造成することができる。
【0019】
拡径装置のスクレーパーが開閉駆動部材により開いてリブを形成をするが、スクレーパーの先端部に設けた掘削ビットにより、穴周壁面に爪跡が残る。そこで、スクレーパーを開いた状態で拡径装置を逆転してスクレーパーの円弧状の胴で押圧して、壁面を鏝仕上げするように土砂を押しつけて滑らかな掘削面に仕上げる。この仕上げにより、掘削面のアーチ作用が期待でき、リング状の溝をより一層安定化できる。
また、拡径装置は、上下面が開放された中空円筒状のため、バケットが掘削孔内を昇降するとき、従来のアースドリル工法と同じ状態で施工が可能になる。拡径装置のスクレーパーで削り取られた土砂は、泥水中を穴底部まで沈降するが、土砂は直下のバケットに集積できるので、スライムの発生を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】拡径用掘削バケット装置の正面図。
【図2】拡径装置の平面図。
【図3】拡径装置の他の実施例の平面図。
【図4】施工状態の説明図。
【図5】リブ付き場所打コンクリート杭の断面図。
【符号の説明】
1 バケット
10 回転掘削軸
2 拡径装置
20 拡翼スクレーパー
3 油圧シリンダー[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an excavation bucket device for accurately forming a plurality of ribs on the surface of a pile body of a cast-in-place concrete pile.
[0002]
[Prior art]
In Japanese Patent No. 2548661, the inventor increases the support strength of the pile and controls the amount of settlement at the head of the pile in a hard ground where slippage occurs between the ground and the outer peripheral surface of the pile and friction cannot be expected. As shown in FIG. 5, it has been proposed to increase the diameter of the peripheral wall of the pile hole so as to bite the ring-shaped rib into the ground.
[0003]
Since this cast-in-place concrete pile is made to act on a pile by the ring-shaped rib (protrusion) which formed the shear resistance of the ground around a pile hole in the pile peripheral surface, it can increase a supporting force significantly. According to the model experiment of the ribbed pile, the improvement of the supporting force by 1.5 to 2.0 times or more is recognized.
[0004]
Specifically, as an apparatus for forming a groove for forming a rib in the ground on a peripheral wall of a pile hole, the present applicant provides a diameter expanding device on the upper part of the bucket as disclosed in Japanese Patent No. 2850073, and rotates it. Proposing to reverse the drive shaft and project the blade expansion scraper of the diameter expansion device to form a groove in the peripheral wall of the pile hole, and as a device to create a rib in the lower part of the cast-in-place pile, A separate diameter expansion bucket (utility model registration No. 3026014) was proposed.
[0005]
When creating multiple ribs, the diameter expansion bucket is expanded to form a ring-shaped groove for the rib on the pile peripheral wall, the diameter expansion device is folded, and the pile hole is further excavated in the depth direction. The diameter expansion work was performed again with the diameter expansion bucket.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
It is extremely inefficient to build ribs one by one with one enlarged bucket, and every time the excavation bucket and the enlarged bucket are replaced, impurities such as dirt and earth and sand are likely to enter the connecting part of the hydraulic hose. It may also cause a failure of the hydraulic cylinder.
Moreover, even if it tries to create ribs at a predetermined interval (pitch), it is difficult to control the excavation depth, and the shape accuracy of the ribs becomes extremely bad due to shaft runout, etc. Therefore, the bearing capacity of the pile does not increase as expected Problems arise.
[0007]
Further, when the excavation bucket is raised and lowered in the bentonite stabilizing liquid filled in the excavation hole, the formed upper rib may rub against the bucket drum or collapse due to the negative pressure of the muddy water flow in the stabilizing liquid.
In addition, if a plurality of diameter expansion devices are simply provided in one bucket, it is necessary to add a hydraulic hose for supplying pressure oil to the hydraulic cylinder for expanding the blades, resulting in a complicated structure and failure. As a result, the maintenance becomes complicated and the operation rate of the excavation bucket decreases.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, by providing a control device for controlling the supply oil so as to operate independently or simultaneously on the hydraulic drive device for diameter expansion of a plurality of diameter expansion devices, the peripheral wall of the pile hole is accurately spaced without complicating the structure. Ribs can be formed on the plate.
[0009]
A solenoid valve is attached to a hydraulic hose that supplies pressure oil to the hydraulic device, and hydraulic cylinders that drive the blade expander scraper of the diameter expansion device are operated simultaneously or individually. When the excavation bucket reaches a predetermined depth at which ribs are formed, the rotary shaft is reversely rotated so that the excavation bucket does not dig in the depth direction, and the wing scraper of the diameter expansion device is expanded to perform the diameter expansion excavation, and the pile hole Create ribs on the peripheral wall. The earth and sand shaved off by expanding the diameter is taken into the lower bucket and discharged to the ground.
[0010]
When constructing the upper and lower ribs simultaneously, the wing spreader scraper is operated at the same time up and down. At that time, the solenoid valve is opened in both directions and the upper and lower hydraulic cylinders are operated simultaneously. Further, by controlling the solenoid valve, it is possible to individually operate the blade expanding scraper.
To create several stages of ribs at three or more locations, install a corresponding number of solenoid valves or add several stages of solenoid valves to operate multiple hydraulic cylinders.
According to the above method, it is possible to create a plurality of ribs with a single excavation bucket device, and it is possible to simultaneously create highly accurate ribs with respect to the shape and pitch of the ribs.
[0011]
【Example】
FIG. 1 is a front view of the excavation bucket device for diameter expansion of the present invention, and FIG. 2 is a plan view. FIG. 4 is an explanatory diagram of a construction state.
A
A
[0012]
The
[0013]
The
[0014]
In the
[0015]
The
In the case of forming the rib, the
[0016]
The blade spread
While the rib is formed, the
The earth and sand accumulated in the
[0017]
FIG. 3 is a plan view of another embodiment of the
[0018]
【The invention's effect】
In the present invention, a diameter expansion device having blade expansion scrapers in two or several places is attached to one diameter expansion excavation bucket device, and one hydraulic hose is branched, and pressure oil is individually supplied by a solenoid valve. Since the hydraulic cylinders of each wing scraper are operated by controlling the number of the wing scrapers, it is possible to operate a plurality of diameter expansion devices simultaneously or individually, and to create a plurality of ribs accurately and efficiently. it can.
Further, since the bucket and the diameter expanding device are the other stabilizers, the excavation hole and the rib can be accurately formed.
[0019]
The scraper of the diameter expanding device is opened by an opening / closing drive member to form a rib, but a claw mark remains on the wall surface around the hole by the excavating bit provided at the tip of the scraper. Therefore, the diameter expansion device is reversed with the scraper opened and pressed by the arcuate body of the scraper, and the earth and sand are pressed so as to finish the wall surface to finish a smooth excavation surface. By this finishing, the arching action of the excavation surface can be expected, and the ring-shaped groove can be further stabilized.
In addition, since the diameter expanding device is a hollow cylindrical shape whose upper and lower surfaces are open, when the bucket moves up and down in the excavation hole, it can be constructed in the same state as a conventional earth drill method. Although the earth and sand scraped off by the scraper of the diameter expanding device settles in the muddy water to the bottom of the hole, since the earth and sand can be collected in the bucket immediately below, generation of slime can be prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of a drilling bucket device for diameter expansion.
FIG. 2 is a plan view of the diameter expanding device.
FIG. 3 is a plan view of another embodiment of the diameter expansion device.
FIG. 4 is an explanatory diagram of a construction state.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a ribbed cast-in-place concrete pile.
[Explanation of symbols]
1 bucket
10 Rotating drilling shaft
2 Diameter expansion device
20 Wing expansion scraper
3 Hydraulic cylinder
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