JP4863140B2 - 杭穴の掘削方法及び杭穴掘削ヘッド - Google Patents
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Description
(1) 掘削ロッドに連結できるヘッド本体の両正面に水平軸を突設して、前記ヘッド本体の前記水平軸の周りに揺動自在に、下端部に掘削刃を取り付けた掘削腕の上端部を連結する。
前記掘削ロッドが非回転状態で前記掘削腕は下方に垂れた状態にあり、前記掘削ロッドを正回転した際に前記ヘッド本体も正回転して、前記掘削腕が下方に垂れた状態から揺動する方向を一側とする。
(2) 前記ヘッド本体は中間部に縮小部を有し、該縮小部では側面が下方に向けて徐々に幅が狭くなるように斜めに形成する。さらに、前記掘削腕は中間部で前記ヘッド本体の傾斜に沿って、下方に向けて両掘削腕が近づくように屈曲し、かつ下部で両掘削腕が離れるように傾斜するように形成する。
(3) 前記掘削ロッドが正回転した際に、前記掘削腕は、前記掘削腕の裏面が、前記ヘッド本体の正面と擦るように摺動して、前記一側に揺動傾斜するように形成する。
(4) 前記ヘッド本体の正面であって前記一側に、「小径掘削時に、前記掘削腕が前記一側に揺動した際、前記掘削腕に当接して、前記掘削腕の最大揺動角度を規制する」小径用ストッパーを固定するとともに、前記ヘッド本体であって前記一側に、「前記小径掘削時より掘削腕の揺動角度を大きくした大径掘削時に、前記掘削腕が前記一側に揺動した際、前記掘削腕の外側縁に当接して、前記掘削腕の最大揺動角度を規制する」大径用ストッパーを固定する。
(5) 前記ヘッド本体、前記水平軸及び前記掘削腕は、「前記掘削腕の先端を杭穴底に押圧し、あるいは前記掘削ロッドを逆回転させることにより、前記掘削腕に所定の抵抗を与えると、前記両掘削腕の先端裏面が前記ヘッド本体の正面より離れるように変形して、前記掘削腕の裏面と前記ヘッド本体の正面との間に隙間を生じる」ように形成し、かつ前記小径用ストッパーの高さは前記隙間より低く形成した。
(6) 前記大径用ストッパーの高さを前記隙間より高く形成した。
(1) 以下の(a)〜(c)のようにして杭穴掘削ヘッドを構成する。
(a) 掘削ロッドに連結できるヘッド本体の両正面に水平軸を突設して、前記ヘッド本体の前記水平軸の周りに揺動自在に、下端部に掘削刃を取り付けた掘削腕の上端部を連結する。
(b) 前記掘削ロッドが正回転した際に、前記掘削腕は、前記掘削腕の裏面が、前記ヘッド本体の正面と擦るように摺動して、一側に揺動傾斜するように形成する。
(c) 前記ヘッド本体の前記一側に、「前記小径掘削時に、前記掘削腕が前記一側に揺動した際、前記掘削腕に当接して、前記掘削腕の最大揺動角度を規制する」小径用ストッパーを固定するとともに、前記ヘッド本体の前記一側に、「前記小径掘削時より前記掘削腕の揺動角度を大きくした大径掘削時に、前記掘削腕が前記一側に揺動した際、前記掘削腕に当接して、前記掘削腕の最大揺動角度を規制する」大径用ストッパーを固定する。
(2) 前記杭穴掘削ヘッドが非回転状態で前記掘削腕は下方に垂れた状態にあり、前記掘削腕が下方に垂れた状態から、前記杭穴掘削ヘッドを正回転して、前記両掘削腕を前記一側へ揺動傾斜させ、前記掘削腕を前記小径用ストッパーに当接させて、その揺動角度で、前記掘削腕の掘削刃により小径で杭穴を掘削する。
(3) 続いて、前記小径掘削時の前記掘削腕の揺動角度で、前記ヘッド本体を下方に下げて、前記掘削腕の前記掘削刃の先端を杭穴底に押圧して、前記掘削腕に抵抗を与えて、前記両掘削腕の先端裏面が前記ヘッド本体の正面より離れるように変形させて、前記掘削腕の裏面と前記ヘッド本体の正面との間に隙間を生じさせる。
(4) (3)と共に、前記掘削ヘッドを正回転して、前記掘削腕の裏面が「前記隙間より高さが低い」前記小形用ストッパーを飛び越えて、その揺動角度を大きくして、前記掘削腕を前記大径用ストッパーに当接させて、その揺動角度で、前記掘削腕の掘削刃により大径の杭穴を掘削する。
(1) 以下の(a)〜(c)のようにして杭穴掘削ヘッドを構成する。
(a) 掘削ロッドに連結できるヘッド本体の両正面に水平軸を突設して、前記ヘッド本体の前記水平軸の周りに揺動自在に、下端部に掘削刃を取り付けた掘削腕の上端部を連結する。
(b) 前記掘削ロッドが正回転した際に、前記掘削腕は、前記掘削腕の裏面が、前記ヘッド本体の正面と擦るように摺動して、一側に揺動傾斜するように形成する。
(c) 前記ヘッド本体の前記一側に、「前記小径掘削時に、前記掘削腕が前記一側に揺動した際、前記掘削腕に当接して、前記掘削腕の最大揺動角度を規制する」小径用ストッパーを固定するとともに、前記ヘッド本体の前記一側に、「前記小径掘削時より前記掘削腕の揺動角度を大きくした大径掘削時に、前記掘削腕が前記一側に揺動した際、前記掘削腕に当接して、前記掘削腕の最大揺動角度を規制する」大径用ストッパーを固定する。
(2) 前記杭穴掘削ヘッドが非回転状態で前記掘削腕は下方に垂れた状態にあり、前記掘削腕が下方に垂れた状態から、前記杭穴掘削ヘッドを正回転して、前記両掘削腕を前記一側へ揺動傾斜させ、前記掘削腕を前記小径用ストッパーに当接させて、その揺動角度で、前記掘削腕の掘削刃により小径で杭穴を掘削する。
(3) 続いて、前記掘削腕が小径掘削時の揺動角度で、前記杭穴掘削ヘッドを一旦逆回転すると共に、前記ヘッド本体を下方に下げて、前記掘削腕の掘削刃の先端を杭穴底に加圧して、前記掘削腕に前記杭穴内の掘削泥土の抵抗を与えて、前記両掘削腕の先端裏面が前記ヘッド本体の正面より離れるように変形させて、前記掘削腕の裏面と前記ヘッド本体の正面との間に隙間を生じさせる。
(4) 続いて、前記掘削ヘッドを正回転して、前記掘削腕が「前記隙間より高さが低い」前記小形用ストッパーを飛び越えて、その揺動角度を大きくして、前記掘削腕を前記大径用ストッパーに当接させて、その揺動角度で、前記掘削腕の掘削刃により大径で杭穴を掘削する。
掘削腕40、40は水平軸20周りに揺動可能に取り付けてあり、ヘッド本体1の各正面7、11、16と掘削腕40の裏面44とが摺るように摺動する。更に、掘削腕40ヘッド本体1に対して所定の抵抗を加えると、揺動腕40の上端部(水平軸20取付高さ付近)を軸にして、揺動方向とは直角の方向に回転して下端が矢示61、61方向に開いて、ヘッド本体1の下端部(膨大部15)の正面16と掘削腕40の裏面44との間に隙間36を生じるように変形可能となっている(図3(b))。以上のような作動ができるように、掘削腕40と水平軸20との取付け、水平軸20とヘッド本体1との取り付けが構成されている(図1)。
この方法を採用する場合には、掘削腕が土圧の抵抗を受ける構造とするとすることが必要である。例えば、掘削する土質にもよるが、掘削腕40が開きやすいように、掘削腕40、40の各本体部41の下端部や各掘削刃47を外側に向けて開いた形状とし(図1)、あるいは、ヘッド本体1の下端より掘削腕40の先端が下方に位置している形状とし(図1、図2)、あるいは、小径掘削状態(及び大径掘削状態)で、正面視でヘッド本体1と掘削腕40とが重ならず、掘削腕40が下方又は横方向に突出した状態となる形状とし(図2(a)(b))、あるいは、掘削腕40の表面に小傾斜板などを設けることもできる(ただし掘削時に生じる抵抗はできるだけ少なくできることが望ましい)(図示していない)。
また、他の方法では、小径掘削状態で、掘削ロッド52(ヘッド本体1)を押し下げて掘削刃47、47を杭穴57の底に押し付けながら、正回転すると、掘削刃47、47が杭穴57の底との抵抗により、掘削腕40、40は矢示61、61方向に開くとともに(図3(b))、直ぐに第1ストッパー22を飛び越えることができる。また、この際、上記一の方法と同様に、掘削刃47、47を杭穴57の底に押し付けながら一旦逆回転して、直ぐに正回転させることもできる。また、この方法を採用する場合には、小径掘削状態で、掘削刃47の先端が、固定掘削刃3、3の先端よりも下方に位置していることが望ましい(図2(a))。
また、上記一の方法と他の方法とを併用することもできる。
また、他の方法では、大径掘削状態で、掘削ロッド52(ヘッド本体1)の掘削刃47、47を杭穴57の底に押し付ければ、掘削刃47、47が杭穴57の底との抵抗により、掘削腕40、40は矢示61、61方向に開くので(図3(b))、逆回転させれば、第1ストッパー22を飛び越えることができる。この方法を採用する場合には、大径掘削状態で、掘削刃47の先端が、固定掘削刃3、3の先端よりも下方に位置していることが望ましい(図2(b))。
基部2の直方体部6の正面7から縮小部10の正面11が同一幅でフラットに形成され、縮小部10の正面11の下部は直方体部6の正面7より大きな幅で横方向に突出して膨大部15が形成され、膨大部の正面16の下縁18の中央が最も下がった略円弧に形成されている。また、膨大部15は、略水平の上面19を有し、縮小部の側面12、膨大部15の水平部19、側面17が連続している。
また、基部2の縮小部10の側面12は、上縁(直方体部6の側面8の下縁)から膨大部15の側面17の下縁に向けて徐々に幅が小さくなるように斜めに形成されている。
また、掘削腕40の本体部41の側面43は全長に亘り略同じ幅で形成され、かつヘッド本体1の正面7、11、16の傾斜に沿って屈曲して形成されている。即ち、側面43で、本体部41の上部が鉛直で、中間部は下方に向けて掘削腕40、40が近づくように(中心、下方に向けて)傾斜し、下部は両掘削腕40、40が離れるように(外方、下方に向けて)傾斜して形成されている。
本体部41の下端部に、掘削刃47、47を、下方に向けて固定する。掘削刃47、47は、本体部41の下部(掘削刃47、47の取付部分)の傾斜に併せて、外側、下方に向けて傾斜して取り付けられている。
また、本体部41の上端に、上部膨出部45を連設する。
また、ヘッド本体1の膨大部15の正面16、16に、この状態で、掘削腕40の内側縁40aに当接する出没ストッパー24を固定する。出没ストッパー24は、外方に向けて凸の半球状で、ヘッド本体1の膨大部15の正面16から露出してあり、通常は突出状態となるようにバネなどで付勢しており、押圧により正面16と同程度に没するようになっている。
また、掘削腕40は、第1ストッパー22で、それ以上開かないように規制され、出没ストッパー24で、それ以下に閉じないように規制して、常に一定の傾斜角度を保持するように作用する。
また、この状態で、第1ストッパー22の他面(外側)22bが、掘削腕40の内側縁40aに当設して、掘削腕40がそれ以下に閉じないように最小角度を規制するように作用する。
また、前記において、ヘッド本体1及び掘削腕40は、大径掘削状態に掘削腕40が傾斜した状態で、掘削腕40の掘削刃47の下端は、ヘッド本体1の固定掘削刃3の下端より下方に位置するように形成されている(図2(b))。
また、小径掘削状態又は大径掘削状態で、掘削刃47、47の先端を地盤(杭穴の底)に押圧すると地盤との抵抗により、あるいは押圧せずに杭穴内で逆回転すると掘削土の抵抗により、掘削腕40、40は、水平軸20付近を軸として、僅かに回転して、下端が矢示61、61方向(揺動方向とは直角な方向)に開いて、ヘッド本体1の各正面7、11、16と掘削腕40の裏面44との間に隙間36が開くように、ヘッド本体1、水平軸20及び掘削腕40は形成されている(図3(b))。第1ストッパー22の高さは、この隙間36より低く、第2ストッパー26はこの隙間36より高く形成されている。
尚、掘削腕40、各ストッパー22、24、26、28、30は、ヘッド本体1の両側に同一に形成されている。
掘削ヘッド50による杭穴57の軸部58の掘削が完了した後、あるいは掘削しながら徐々に、既製杭54を下降する。
また同時に、掘削腕40の内側縁40aが第1ストッパー22の他面(外側)22bに当接するので、掘削腕40がそれ以下に閉じることも規制され、掘削腕40はその傾斜角度を維持する。従って、径D2の杭穴57の拡底部59の掘削が正確にできる。
尚、この際、掘削ロッド52を上昇させて、または既製杭54を下降させれば、掘削ヘッド50の掘削腕40が既製杭54の下端56に当接し、それ以上掘削ロッド52を上昇させることはできない(既製杭54を下降させることはできない)ので、掘削腕40、40が第2ストッパー26、上部ストッパー28に規制されて大径掘削状態に開いていることが確認できる。
この状態で、掘削ロッド52及び掘削ヘッド50を既製杭54の中空部55を通って(図1(a)(b))、地上へ引き上げると共に、中空の既製杭54を下方に押し下げ、既製杭54の下端56を拡底部59内に位置させる(図示していない)。
また、大径掘削時に開きの最大を規制する第2ストッパー26、上部ストッパー28を設けたが、いずれか一方を省略することもできる(図示していない)。
2 ヘッド本体の基部
3 ヘッド本体の固定掘削刃
4 ヘッド本体の連結部
6 基部の直方体部(ヘッド本体)
7 基部の直方体部の正面
8 基部の直方体部の側面
10 基部の縮小部(ヘッド本体)
11 基部の縮小部の正面
12 基部の縮小部の側面
15 基部の膨大部(ヘッド本体)
16 基部の膨大部の正面
17 基部の膨大部の側面
20 水平軸(ヘッド本体)
22 第1ストッパー(ヘッド本体)
24 出没ストッパー(ヘッド本体)
26 第2ストッパー(ヘッド本体)
28 上部ストッパー(ヘッド本体)
30 第3ストッパー(ヘッド本体)
32 吐出口(ヘッド本体)
34 撹拌翼(ヘッド本体)
40 掘削腕
40a 掘削腕の内則縁
40b 掘削腕の外則縁
41 掘削腕の本体部
42 掘削腕の本体部の正面
43 掘削腕の本体部の側面
44 掘削腕の本体部の裏面
45 掘削腕の上部膨出部
47 掘削腕の掘削刃
50 掘削ヘッド
52 掘削ロッド
54 既製杭
55 既製杭の中空部
56 既製杭の下端
57 杭穴
58 杭穴の軸部
59 杭穴の拡底部
Claims (3)
- 以下の(1)〜(6)の要件を具備したことを特徴とする杭穴掘削ヘッド。
(1) 掘削ロッドに連結できるヘッド本体の両正面に水平軸を突設して、前記ヘッド本体の前記水平軸の周りに揺動自在に、下端部に掘削刃を取り付けた掘削腕の上端部を連結する。
前記掘削ロッドが非回転状態で前記掘削腕は下方に垂れた状態にあり、前記掘削ロッドを正回転した際に前記ヘッド本体も正回転して、前記掘削腕が下方に垂れた状態から揺動する方向を一側とする。
(2) 前記ヘッド本体は中間部に縮小部を有し、該縮小部では側面が下方に向けて徐々に幅が狭くなるように斜めに形成する。さらに、前記掘削腕は中間部で前記ヘッド本体の傾斜に沿って、下方に向けて両掘削腕が近づくように屈曲し、かつ下部で両掘削腕が離れるように傾斜するように形成する。
(3) 前記掘削ロッドが正回転した際に、前記掘削腕は、前記掘削腕の裏面が、前記ヘッド本体の正面と擦るように摺動して、前記一側に揺動傾斜するように形成する。
(4) 前記ヘッド本体の正面であって前記一側に、「小径掘削時に、前記掘削腕が前記一側に揺動した際、前記掘削腕に当接して、前記掘削腕の最大揺動角度を規制する」小径用ストッパーを固定するとともに、前記ヘッド本体であって前記一側に、「前記小径掘削時より掘削腕の揺動角度を大きくした大径掘削時に、前記掘削腕が前記一側に揺動した際、前記掘削腕の外側縁に当接して、前記掘削腕の最大揺動角度を規制する」大径用ストッパーを固定する。
(5) 前記ヘッド本体、前記水平軸及び前記掘削腕は、「前記掘削腕の先端を杭穴底に押圧し、あるいは前記掘削ロッドを逆回転させることにより、前記掘削腕に所定の抵抗を与えると、前記両掘削腕の先端裏面が前記ヘッド本体の正面より離れるように変形して、前記掘削腕の裏面と前記ヘッド本体の正面との間に隙間を生じる」ように形成し、かつ前記小径用ストッパーの高さは前記隙間より低く形成した。
(6) 前記大径用ストッパーの高さを前記隙間より高く形成した。 - 以下のようにして、小径掘削及び大径掘削することを特徴とする杭穴の掘削方法。
(1) 以下の(a)〜(c)のようにして杭穴掘削ヘッドを構成する。
(a) 掘削ロッドに連結できるヘッド本体の両正面に水平軸を突設して、前記ヘッド本体の前記水平軸の周りに揺動自在に、下端部に掘削刃を取り付けた掘削腕の上端部を連結する。
(b) 前記掘削ロッドが正回転した際に、前記掘削腕は、前記掘削腕の裏面が、前記ヘッド本体の正面と擦るように摺動して、一側に揺動傾斜するように形成する。
(c) 前記ヘッド本体の前記一側に、「前記小径掘削時に、前記掘削腕が前記一側に揺動した際、前記掘削腕に当接して、前記掘削腕の最大揺動角度を規制する」小径用ストッパーを固定するとともに、前記ヘッド本体の前記一側に、「前記小径掘削時より前記掘削腕の揺動角度を大きくした大径掘削時に、前記掘削腕が前記一側に揺動した際、前記掘削腕に当接して、前記掘削腕の最大揺動角度を規制する」大径用ストッパーを固定する。
(2) 前記杭穴掘削ヘッドが非回転状態で前記掘削腕は下方に垂れた状態にあり、前記掘削腕が下方に垂れた状態から、前記杭穴掘削ヘッドを正回転して、前記両掘削腕を前記一側へ揺動傾斜させ、前記掘削腕を前記小径用ストッパーに当接させて、その揺動角度で、前記掘削腕の掘削刃により小径で杭穴を掘削する。
(3) 続いて、前記小径掘削時の前記掘削腕の揺動角度で、前記ヘッド本体を下方に下げて、前記掘削腕の前記掘削刃の先端を杭穴底に押圧して、前記掘削腕に抵抗を与えて、前記両掘削腕の先端裏面が前記ヘッド本体の正面より離れるように変形させて、前記掘削腕の裏面と前記ヘッド本体の正面との間に隙間を生じさせる。
(4) (3)と共に、前記掘削ヘッドを正回転して、前記掘削腕の裏面が「前記隙間より高さが低い」前記小形用ストッパーを飛び越えて、その揺動角度を大きくして、前記掘削腕を前記大径用ストッパーに当接させて、その揺動角度で、前記掘削腕の掘削刃により大径の杭穴を掘削する。 - 以下のようにして、小径掘削及び大径掘削することを特徴とする杭穴の掘削方法。
(1) 以下の(a)〜(c)のようにして杭穴掘削ヘッドを構成する。
(a) 掘削ロッドに連結できるヘッド本体の両正面に水平軸を突設して、前記ヘッド本体の前記水平軸の周りに揺動自在に、下端部に掘削刃を取り付けた掘削腕の上端部を連結する。
(b) 前記掘削ロッドが正回転した際に、前記掘削腕は、前記掘削腕の裏面が、前記ヘッド本体の正面と擦るように摺動して、一側に揺動傾斜するように形成する。
(c) 前記ヘッド本体の前記一側に、「前記小径掘削時に、前記掘削腕が前記一側に揺動した際、前記掘削腕に当接して、前記掘削腕の最大揺動角度を規制する」小径用ストッパーを固定するとともに、前記ヘッド本体の前記一側に、「前記小径掘削時より前記掘削腕の揺動角度を大きくした大径掘削時に、前記掘削腕が前記一側に揺動した際、前記掘削腕に当接して、前記掘削腕の最大揺動角度を規制する」大径用ストッパーを固定する。
(2) 前記杭穴掘削ヘッドが非回転状態で前記掘削腕は下方に垂れた状態にあり、前記掘削腕が下方に垂れた状態から、前記杭穴掘削ヘッドを正回転して、前記両掘削腕を前記一側へ揺動傾斜させ、前記掘削腕を前記小径用ストッパーに当接させて、その揺動角度で、前記掘削腕の掘削刃により小径で杭穴を掘削する。
(3) 続いて、前記掘削腕が小径掘削時の揺動角度で、前記杭穴掘削ヘッドを一旦逆回転すると共に、前記ヘッド本体を下方に下げて、前記掘削腕の掘削刃の先端を杭穴底に加圧して、前記掘削腕に前記杭穴内の掘削泥土の抵抗を与えて、前記両掘削腕の先端裏面が前記ヘッド本体の正面より離れるように変形させて、前記掘削腕の裏面と前記ヘッド本体の正面との間に隙間を生じさせる。
(4) 続いて、前記掘削ヘッドを正回転して、前記掘削腕が「前記隙間より高さが低い」前記小形用ストッパーを飛び越えて、その揺動角度を大きくして、前記掘削腕を前記大径用ストッパーに当接させて、その揺動角度で、前記掘削腕の掘削刃により大径で杭穴を掘削する。
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