JP5380574B2 - バケット、ケーシング、及び杭の構築方法 - Google Patents

Description

本発明は、杭を形成するためのバケット、このバケットとともに用いられるケーシング、及びこれらのバケットとケーシングを用いた杭の構築方法に関するものである。

従来から、地盤の性質に左右されずに高品質な杭を構築するために、オールケーシング工法が用いられている。

このオールケーシング工法は、円筒状のケーシングを、全周回転機により、掘削孔全長にわたり回転圧入しつつ、ケーシング内の土砂をハンマーグラブによって掘削し排土して、所定の深さの地盤に達したら孔底処理を行う。そして、鉄筋籠を建て込んだ後、トレミーによりコンクリートを打ち込み、このコンクリートの打ち込みに伴いケーシング及びトレミーを引き抜き回収することで、杭を構築する工法である。

また、このオールケーシング工法において、より支持力を大きくする場合は、杭の底部となる部分に軸部よりも拡大させた拡底部を形成した拡底杭を構築することがなされている。

さらに、杭の底部となる部分に軸部よりも拡大させた拡底部を形成するためには、拡底バケットをケーシングの下部に装着し、この拡底バケットをケーシングとともに回転させて周囲地盤を掘削することがなされている（特許文献１等を参照）。

特開２００５−６１２０５号公報

しかしながら、上記したような従来の拡底バケットでは、ケーシングから掘削に必要な反力をとるために、その上部に油圧式のグリップが設けられ、この油圧式のグリップには長い油圧ホースを介して油圧制御を行う油圧ユニットが接続された複雑な構成とされている。

このため、この拡底バケットをケーシングの下部に装着するだけでも時間がかかり、施工性が悪いという問題がある。

また、複雑な構成であるが故に、故障する可能性も高く、そのうえ、高価なものとなってしまうという問題もある。

そこで、本発明は、従来技術に比して、施工性が良く、故障する可能性が低く、そのうえ、安価に実施することができるバケット、このバケットとともに用いられるケーシング、及びこれらのバケットとケーシングを用いた杭の構築方法を提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本発明のバケットは、下端部に切刃が形成されているとともに係止部が形成された円筒状のケーシングの下部に装着されるバケットであって、円筒状の本体部と、該本体部を前記ケーシング内に挿入した際には、前記係止部へ係合され、前記ケーシング内から引き抜く際には、前記係止部との係合が解除される前記本体部の上部に設けられたストッパー部とを備えていることを特徴とする。

ここで、本発明の第１のバケットは、前記ストッパー部の上部には、吊り手段に接続させる吊り部が設けられており、前記ストッパー部は、前記係止部に係合されたときに前記ケーシングに対して相対変位を生じない不動部と、前記吊り部に設けられ、前記ケーシングの軸方向にスライド可能なスライド部と、前記不動部に対してその軸方向に移動可能であるとともに前記係止部に向けて突出可能なピン部と、前記スライド部と前記ピン部とを連結するカム部とを備え、前記吊り部を前記ケーシングの軸方向に移動させると前記カム部が作動することを特徴とする。

また、本発明の第２のバケットは、前記本体部の上部には、アウターケリーバ内にインナーケリーバが伸縮自在に収納されたケリーバ装置の前記インナーケリーバの下端部が連結され、前記ケリーバ装置の中空部内で前記インナーケリーバの上端部に、吊り手段に接続させる吊り部が設けられており、前記ストッパー部は、前記ケーシングの前記係止部に係合される前記ケリーバ装置の前記アウターケリーバの外周面からその径方向に突設されたストッパーバーを備えていることを特徴とする。

本発明の第１のケーシングは、上記した本発明の第１のバケットが、その下部に装着されるケーシングであって、円筒状の管体部と、該管体部の下端部に形成される切刃と、前記管体部の下端部近傍の内側面に形成される係止部とを備えていることを特徴とする。

ここで、前記管体部の内側面には、上方から前記係止部に向って先細りするガイド突部が形成されているとよい。

本発明の第２のケーシングは、上記した本発明の第２のバケットが、その上部で装着されるケーシングであって、円筒状の管体部と、該管体部の上端部に上方に鉤状に突出して形成された係止部とを備えていることを特徴とする。

本発明の第１の杭の構築方法は、上記した本発明の第１のバケットと、上記した本発明の第１のケーシングとを用いて、杭を構築する杭の構築方法であって、前記ケーシングにより地盤を掘削しつつ、前記ケーシング内の土砂を除去する工程と、前記ケーシング内に、前記バケットを、前記ケーシングの上部から吊り手段により吊り下げて挿入する工程と、前記ケーシングの係止部に前記ストッパー部を係合させ、前記ケーシングの下部に、前記バケットを装着する工程と、前記ケーシングを回転圧入しつつ、前記バケットにより前記ケーシングで囲まれていない下部の地盤を掘削する工程と、前記ケーシング内から前記バケットを前記吊り手段により吊り上げて、前記ケーシングの上部から前記バケットを取り出す工程とを備えていることを特徴とする。

本発明の第２の杭の構築方法は、上記した本発明の第２のバケットと、上記した本発明の第２のケーシングとを用いて、杭を構築する杭の構築方法であって、前記ケーシングにより地盤を掘削しつつ、前記ケーシング内の土砂を除去する工程と、前記ケーシング内に、前記バケットを、前記ケーシングの上部から吊り手段により吊り下げて挿入する工程と、前記ケーシングを回転圧入しつつ、前記ケーシングの係止部に前記ストッパー部が係合されて、前記ケーシングの上部で装着された前記バケットにより前記ケーシングで囲まれていない下部の地盤を掘削する工程と、前記ケーシング内から前記バケットを前記吊り手段により吊り上げて、前記ケーシングの上部から前記バケットを取り出す工程とを備えていることを特徴とする。

このような本発明のバケットは、下端部に切刃が形成されているとともに係止部が形成された円筒状のケーシングの下部に装着されるバケットであって、円筒状の本体部と、本体部をケーシング内に挿入した際には、係止部へ係合され、ケーシング内から引き抜く際には、係止部との係合が解除される本体部の上部に設けられたストッパー部とを備えた構成とされている。

こうした構成なので、油圧制御などの複雑な構成を要さずに、拡底部を形成するための掘削に必要な反力をケーシングからとることができるため、従来技術に比して、施工性が良く、故障する可能性が低く、そのうえ、安価に実施することができる。

ここで、本発明の第１のバケットは、ストッパー部の上部には、吊り手段に接続させる吊り部が設けられている。

そして、ストッパー部は、係止部に係合されたときにケーシングに対して相対変位を生じない不動部と、吊り部に設けられ、ケーシングの軸方向にスライド可能なスライド部と、不動部に対してその軸方向に移動可能であるとともに係止部に向けて突出可能なピン部と、スライド部とピン部とを連結するカム部とを備え、吊り部をケーシングの軸方向に移動させるとカム部が作動する構成とされている。

このため、油圧制御などの複雑な構成を要さずに、拡底部を形成するための掘削に必要な反力をケーシングからとることができる構造を、簡易且つ安価に実現することができる。

また、本発明の第２のバケットは、本体部の上部には、アウターケリーバ内にインナーケリーバが伸縮自在に収納されたケリーバ装置のインナーケリーバの下端部が連結され、ケリーバ装置の中空部内でインナーケリーバの上端部に、吊り手段に接続させる吊り部が設けられている。

そして、ストッパー部は、ケーシングの係止部に係合されるケリーバ装置のアウターケリーバの外周面からその径方向に突設されたストッパーバーを備えた構成とされている。

このため、本発明の第１のバケットと同様、油圧制御などの複雑な構成を要さずに、拡底部を形成するための掘削に必要な反力をケーシングからとることができる構造を、簡易且つ安価に実現することができる。

このような本発明の第１のケーシングは、上記した本発明の第１のバケットが、その下部に装着されるケーシングであって、円筒状の管体部と、管体部の下端部に形成される切刃と、管体部の下端部近傍の内側面に形成される係止部とを備えた構成とされている。

こうした構成なので、バケットは、ストッパー部が係止部に係合されることにより、拡底部を形成するための掘削に必要な反力をとることができる。

ここで、管体部の内側面には、上方から係止部に向って先細りするガイド突部が形成されている場合は、バケットのストッパー部が係止部に係合されるように位置合わせするための特別な操作を行わなくても、ガイド突部にガイドされて、ストッパー部は係止部に係合されるようにすることができる。

このような本発明の第２のケーシングは、上記した本発明の第２のバケットが、その上部で装着されるケーシングであって、円筒状の管体部と、該管体部の上端部に上方に鉤状に突出して形成された係止部とを備えた構成とされている。

こうした構成なので、本発明の第１のケーシング同様、バケットは、ストッパー部が係止部に係合されることにより、拡底部を形成するための掘削に必要な反力をとることができる。

このような本発明の第１の杭の構築方法は、上記した本発明の第１のバケットと、上記した本発明の第１のケーシングとを用いて、杭を構築する杭の構築方法であって、ケーシングにより地盤を掘削しつつ、ケーシング内の土砂を除去する工程と、ケーシング内に、バケットを、ケーシングの上部から吊り手段により吊り下げて挿入する工程と、ケーシングの係止部にストッパー部を係合させ、ケーシングの下部に、バケットを装着する工程と、ケーシングを回転圧入しつつ、バケットによりケーシングで囲まれていない下部の地盤を掘削する工程と、ケーシング内からバケットを吊り手段により吊り上げて、ケーシングの上部からバケットを取り出す工程とを備えた構成とされている。

こうした構成なので、上記した本発明の第１のバケットと、上記した本発明の第１のケーシングとを用いるため、従来技術に比して、短い工期で、且つ低コストで、高品質の杭を構築することができる。

このような本発明の第２の杭の構築方法は、上記した本発明の第２のバケットと、上記した本発明の第２のケーシングとを用いて、杭を構築する杭の構築方法であって、ケーシングを回転圧入しつつ、ケーシングの係止部にストッパー部が係合されて、ケーシングの上部で装着されたバケットによりケーシングで囲まれていない下部の地盤を掘削する工程を備えた構成とされている。

こうした構成なので、上記した本発明の第２のバケットと、上記した本発明の第２のケーシングとを用いるため、従来技術に比して、短い工期で、且つ低コストで、高品質の杭を構築することができる。

実施例１における拡底杭の構築装置の概略構成を示す縦断面図である。 実施例１において、ケーシングを地盤に建て込んだ段階を示す説明図である。 図２におけるＢ−Ｂ線矢視拡大断面図である。 実施例１の拡底バケットの上部の概略構成を示す斜視図である。 図１の拡底杭の構築装置の平面図である。 実施例１において、ケーシング内に拡底バケットを吊り下げ挿入する段階を示す説明図である。 実施例１において、ケーシングの係止孔にストッパー部のピン部を嵌め込んだ段階を示す説明図である。 実施例１において、拡底部を掘削した後、拡底バケットを引き上げる段階を示す説明図である。 実施例１における拡幅翼部の拡幅範囲を説明するための説明図である。 （ａ）は、ローラビットの掘削形状を説明するための拡大詳細図であり、（ｂ）は、切削板刃部の掘削形状を説明するための拡大詳細図である。 図１におけるＡ−Ａ線矢視拡大断面図である。 実施例２における拡底バケットのガイド筒の構成を説明する図であって、（ａ）は、（ｂ）のＤ−Ｄ線矢視断面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＣ−Ｃ線矢視図である。 実施例３における拡底杭の構築装置の概略構成を示す縦断面図である。 実施例３において、ケーシングを地盤に建て込んだ段階を示す説明図である。 図１３の拡底杭の構築装置の平面図である。 実施例３において、ケーシングの係止切り欠きにストッパー部のストッパーバーを嵌め込んだ段階を示す説明図である。 実施例３において、拡底部を掘削した後、拡底バケットを引き上げる段階を示す説明図である。

以下、本発明を実施するための形態を、図面に示す実施例１〜３に基づいて説明する。

まず、実施例１の拡底杭の構築装置の構成について説明する。

この実施例１の拡底杭の構築装置は、図１に示したように、円筒状のケーシング２と、このケーシング２の下部に装着される拡底バケット１とで主に構成されている。

このケーシング２は、その上端部近傍に接続した全周回転機（図示せず）により、地盤中に回転圧入され、複数本軸方向に連結しながら、拡底杭の構築に必要な掘削孔の長さにして用いられる。

ここで、このケーシング２は、図２に示したように、円筒状の管体部２Ａと、管体部２Ａの下端に形成された切刃２ａ，・・・と、管体部２Ａの下端部近傍の内側面から外側面まで貫通するように形成された係止部としての係止孔２ｂとを備えている。

また、この実施例１では、係止孔２ｂは、ケーシング２の管体部２Ａの周方向に等間隔で３つ設けられている。

さらに、ケーシング２の管体部２Ａの内側面には、図３に示したように、上方から各係止孔２ｂに向って先細りするガイド突部２ｃがそれぞれ形成されている。

この拡底バケット１は、円筒状の本体部１Ａと、本体部１Ａの直径を拡大させるように開放可能に形成された２枚の拡幅翼部１２，１２と、拡幅翼部１２，１２を拡大させるように開放する際には、ケーシング２の係止部としての３つの係止孔２ｂへ係合され、ケーシング２内から引き抜く際には、係止孔２ｂとの係合が解除される本体部１Ａの上部に設けられたストッパー部３と、吊り手段としてのワイヤーＷに接続させるストッパー部３の上部に設けられた吊り部７とを備えている。

まず、ストッパー部３は、図４に示したように、拡底バケット１がケーシング２に挿入されたときに水平方向に相対変位しない不動部としての不動鞘管３１と、吊り部７を構成し、ケーシング２の軸方向にスライド可能なスライド部としてのスライド筒７１と、不動鞘管３１の内部に収容され、その軸方向に移動可能であるとともにケーシング２の係止孔２ｂに向けて突出可能なピン部３２と、スライド筒７１とピン部３２とを連結するカム部３３とを備えている。

また、不動鞘管３１は、平面視で、円筒状の支承部３４の周囲に周方向に等間隔で３つそれぞれの後端部が固定されており、それぞれの前端部からピン部３２が突出可能とされている（図５も参照）。

さらに、スライド筒７１は、上面にワイヤーＷが接続される吊り手段接続部７１ｃが形成された上部の縮径部７１ｂと、下部の拡径部７１ａとが一体とされたものである。

また、支承部３４の上部に、上側にドーナツ状のフランジ部７２ａが形成された収容筒７２が設けられている。

そして、収容筒７２の内部には、スライド筒７１の拡径部７１ａが収容されており、スライド筒７１がケーシング２の軸方向にスライド可能とされているとともに、フランジ部７２ａによりスライド幅が制限されている。

また、スライド筒７１の拡径部７１ａの周囲には、上側カムプレート７１ｄが、不動鞘管３１に対応する水平方向に３つ突出して設けられており、収容筒７２の周囲には、これらの上側カムプレート７１ｄをスライド筒７１のスライドに追従可能とするためのガイド孔７２ｂがそれぞれ設けられている。

さらに、ピン部３２の上部には、下側カムプレート３２ａが、鉛直方向に突出してそれぞれ設けられており、不動鞘管３１のそれぞれの上部には、これらの下側カムプレート３２ａをピン部３２の移動に追従可能とするためのガイド孔３１ａがそれぞれ設けられている。

また、支承部３４の周囲には、不動鞘管３１の底部を支えるドーナツ状の支承プレート３５が設けられている。

さらに、支承プレート３５の上面に、一対の山形の支持プレート３６，３６が、不動鞘管３１を挟み込んで垂直に立ち上げられて設けられており、これら一対の支持プレート３６，３６間の頂部近傍で、内側を向いた内向部３７１と下側を向いた下向部３７２とから成るＬ字形のカム３７が、シャフト３８により回転可能に支持されている。

そして、カム３７の内向部３７１には、上側カムプレート７１ｄよりも若干幅が広い切り欠き３７ａが形成され、上側カムプレート７１ｄが切り欠き３７ａに嵌め込まれており、カム３７の下向部３７２には、下側カムプレート３２ａよりも若干幅が広い切り欠き３７ｂが形成され、下側カムプレート３２ａが切り欠き３７ｂに嵌め込まれて、カム部３３が構成されている。

また、支承部３４の下端部と本体部１Ａの上方から延びる伝達軸部１４の上端部との間は、連結フランジ１６をボルト及びナットで締結することにより接続し固定されている。

さらに、支承プレート３５と連結フランジ１６との間は、補強プレート１７Ａ，１７Ｂとで補強されている。

また、支持プレート３６の外側面には、図５に示したように、拡底バケット１をスムーズにケーシング２内へ挿入したり、ケーシング２内から引き抜いたりできるように、サスペンション１８ａを有するガイドローラ１８がそれぞれ設けられている。

なお、図４では、カム部３３の説明を分かり易くするために、ガイドローラ１８の記載を省略した。

こうして、図２に示したように、ケーシング２を地盤に回転圧入しつつ、ケーシング２内の土砂を図示省略のハンマーグラブによって掘削し排土して、所定の深さまでケーシング２を建て込む。

そして、ケーシング２を、所要長引き上げた後、拡底バケット１を、図６に示したように、ケーシング２内へワイヤーＷにより吊り下げ挿入すると、図７に示したように、不動鞘管３１の先端がガイド突部２ｃによりその先細りした部分までガイドされ、ワイヤーＷの張力がなくなり、カム部３３が作動して係止孔２ｂへ向ってピン部３２が突出して嵌合されて、拡底バケット１がケーシング２の下部に装着される。

その後、拡底杭の拡底部の掘削が済み、拡底バケット１を、図８に示したように、ケーシング２内から拡底バケット１をワイヤーＷにより吊り上げると、カム部３３が作動して係止孔２ｂに嵌合されていたピン部３２が不動鞘管３１の内部に収容されて、拡底バケット１をケーシング２内からスムーズに吊り上げやすい状態となる。

一方、拡底バケット１の本体部１Ａは、図６に示したように、ケーシング２内に挿入できる程度の直径に形成されており、上部に円環状のスタビライザー４が配置されている。

また、拡幅翼部１２，１２は、図６及び図７に示したように、拡底バケット１を吊り下げる際には、閉鎖されて円筒状の本体部１Ａの側面の一部を形成し、図１に示したように、ケーシング２が再度回転圧入されたときに開放されて掘削壁面６を切削して拡幅する。

さらに、拡幅翼部１２，１２は、拡底バケット１を回収するために、吊り上げる際には、図８に示したように、閉鎖されて円筒状の本体部１Ａの側面の一部を形成する。

この拡幅翼部１２は、図１に示すように下端付近に幅が略一定の等幅部１２ａが形成されるとともに、それより上方は先細りする三角形状の三角状部１２ｂが形成されて、図９に示したように、平面視円弧状に形成されている。

この等幅部１２ａは、例えば５００ｍｍ程度の高さに形成され、この等幅部１２ａによって切削された部分が厚さ５００ｍｍ程度の拡底杭の底板となる。

また、この拡幅翼部１２の側端部には、図１に示したように、側端部の延設方向に間隔を置いて複数のローラビット１２１，・・・が設けられている。

このローラビット１２１は、図１０（ａ）に示したように、算盤の珠状のビット部１２１ａが側端部に固定された軸１２１ｂを中心に回転するように取り付けられている。

さらに、このようなローラビット１２１，・・・と固定ビット１２２とによって切削された掘削壁面６は、図１０（ａ）に示すように凹凸となる場合があるので、掘削壁面６を面一に形成したい場合は、一旦、拡底バケット１を引き上げてローラビット１２１，・・・が固定された掘削刃を着脱部１２４から外し、代わりに図１０（ｂ）に示すような板状の切削板刃部１２３を、着脱部１２４を介して拡幅翼部１２の側端部に固定して再度掘削壁面６を掘削する。

また、このローラビット１２１とローラビット１２１との間には、ローラビット１２１よりも側方への突出量の少ない固定ビット１２２が複数固着されている。

すなわち、このローラビット１２１は固定ビット１２２よりも外側に突出しており、ローラビット１２１が掘削壁面６に先に当接して地盤が溝状に切削される。

また、このローラビット１２１は、軸１２１ｂを中心に回転するので、硬い地盤に当接した際には回転することによって過大な応力の発生を抑えることができる。

なお、本体部１Ａには、図１に示したように、拡幅翼部１２，１２を閉じた際にローラビット１２１，・・・や固定ビット１２２，・・・を収容できるような切欠部１１ａが形成されている。

そして、この拡幅翼部１２の下方の内側面には、連結部材１４１の下端が固定されており、その連結部材１４１を介して作用する力によって拡幅翼部１２が開閉する。

すなわち、本体部１Ａの内部には、図１及び図４に示したように、支承部３４の下端部が接続される伝達軸部１４が収容されていて、この伝達軸部１４の下端に連結部材１４１の上端がユニバーサルジョイント構造で屈曲自在に連結される。

また、伝達軸部１４は、上端が開口された筒状のガイド筒１５に収容され、本体部１Ａの上下方向（軸方向）に移動可能となるように構成されている。

このガイド筒１５の外周面の上部及び下部には、取付板１５１，・・・の一側がそれぞれ溶接などで固着され、取付板１５１，・・・の他側は本体部１Ａの内側面に固着されている。

さらに、このガイド筒１５の対向する周面部には、長円状のスライド溝１５２，１５２がガイド筒１５の長手方向に延設されており、そのスライド溝１５２，１５２から伝達軸部１４と連結部材１４１とを連結させる連結部としての連結バー１４２が突出される。

この連結バー１４２は、図１１（図１のＡ−Ａ線矢視拡大断面）に示したように、円筒管状の伝達軸部１４の下端付近の軸直交方向に貫通させた孔に嵌め込まれた補強管１４ａに挿通される。

この連結バー１４２の両端は、スライド溝１５２，１５２から突出されて、その突出した両端部には円筒状の補強カバー１４２ａ，１４２ａがそれぞれ装着される。

そして、ケーシング２を図１１のＲ方向に回転させると伝達軸部１４に回転力が伝達されて伝達軸部１４が回転し、それに伴って回転する連結バー１４２に取り付けられた補強カバー１４２ａ，１４２ａがガイド筒１５を押し動かして回転させ、ガイド筒１５に取り付けられた取付板１５１，・・・を介して伝達された回転力によって本体部１Ａが回転する。

この補強カバー１４２ａ，１４２ａには、反対方向に延設された連結部材１４１，１４１の上端がそれぞれ屈曲自在に固定されている。

また、連結部材１４１の下端は、図１に示したように、拡幅翼部１２の内側面に取り付けられた固定部１４１ａに屈曲自在に連結されている。

このように構成された拡底バケット１は、図６〜図８に示したように、本体部１Ａに対して伝達軸部１４が引き上げられた状態のときには、連結バー１４２の補強カバー１４２ａがスライド溝１５２の上端に位置し、連結部材１４１が起立して拡幅翼部１２，１２が閉鎖されている。

この状態から伝達軸部１４が下方に移動すると、補強カバー１４２ａがスライド溝１５２に沿って下降するとともに、連結部材１４１の上下のユニバーサルジョイントが屈曲することによって連結部材１４１が傾斜して、拡幅翼部１２，１２が側方に押し出されて開放されることになる（図１を参照）。

図９は、拡幅翼部１２，１２の動きを説明するために、一方の拡幅翼部１２が開放し、他方の拡幅翼部１２が閉鎖した状態を平面図に示したものであるが、実際にはこのような状態になることはなく、拡幅翼部１２，１２は同時に開閉する。

この図９に示されているように、拡幅翼部１２によって拡幅前の直径と略同程度の幅の環状の拡幅部、言い換えれば３倍近い直径の最大拡底部１２０を形成することができる。

また、本体部１Ａの内部には、拡幅翼部１２を閉じた際に内部に入り込み過ぎないように、閉翼ストッパー１２５が設けられており、この閉翼ストッパー１２５に拡幅翼部１２の側端部付近の内周面を当接させることで所定の位置に拡幅翼部１２を停止させる。

さらに、拡幅翼部１２の内周面に取り付けられた固定部１４１ａには、屈曲自在に連結部材１４１の下端が連結されることになるが、図９に示したように、拡幅翼部１２が開放しているときと閉鎖しているときとでは連結部材１４１の延伸方向が変わることになる。

また、本体部１Ａの下端には、図１に示したように、拡幅翼部１２，１２よりも下方に突出部１３が形成されている。例えば、３ｍ程度の高さの拡底バケット１に対して２００ｍｍ〜６００ｍｍ程度の高さの突出部１３を設ける。

さらに、この突出部１３には円錐状の蓋部１３１が開閉自在に取り付けられており、この蓋部１３１を開くことによって本体部１Ａの内部に溜まった掘削土砂を排出可能とされている。

次に、実施例１の拡底杭の構築方法について説明する。

まず、ケーシング２を、図２に示したように、その上端部近傍に接続した図示省略の全周回転機により、地盤中に回転圧入しつつ、ケーシング２内の土砂を図示省略のハンマーグラブによって掘削し排土し、複数本軸方向に連結しながら、拡底杭の構築に必要な掘削孔の長さにして建て込む。

続いて、ケーシング２を、所要長引き上げ、拡底バケット１を、図６に示したように、ケーシング２内にワイヤーＷにより吊り下げて挿入すると、図７に示したように、ケーシング２の係止孔２ｂにストッパー部３のピン部３２が嵌め込まれて、ケーシング２の下部に、拡底バケット１が装着される。

続いて、ケーシング２を、図１に示したように、回転圧入しつつ、拡底バケット１の拡幅翼部１２，１２を本体部１Ａの直径を拡大させるように開放させながらケーシング２で囲まれていない空間部の掘削壁面６から周囲地盤を掘削して拡底杭の拡底部の部分の空間を形成する。

続いて、拡底バケット１を、図８に示したように、ケーシング２内から拡底バケット１をワイヤーＷにより吊り上げて、ケーシング２の上部から拡底バケット１を取り出す。

最後に、図示は省略したが、鉄筋籠を建て込んだ後、トレミーによりコンクリートを打ち込み、このコンクリートの打ち込みに伴いケーシング２及びトレミーを引き抜き回収する。

そして、コンクリートを養生して固化させることで、拡底杭が構築される。

次に、この実施例１の作用効果について説明する。

このような実施例１の拡底バケット１は、下端部に切刃２ａが形成されているとともに、下端部近傍の内側面に係止部としての係止孔２ｂが形成された円筒状のケーシング２の下部に装着される拡底バケットである。

そして、円筒状の本体部１Ａと、本体部１Ａの直径を拡大させるように開放可能に形成された拡幅翼部１２，１２と、拡幅翼部１２，１２を拡大させるように開放する際には、ケーシング２の係止孔２ｂへ係合され、ケーシング２内から引き抜く際には、係止孔２ｂとの係合が解除される本体部１Ａの上部に設けられたストッパー部３とを備えた構成とされている。

こうした構成なので、油圧制御などの複雑な構成を要さずに、拡底部を形成するための掘削に必要な反力をケーシング２からとることができるため、従来技術に比して、施工性が良く、故障する可能性が低く、そのうえ、安価に実施することができる。

ここで、ストッパー部３の上部には、吊り手段としてのワイヤーＷに接続させる吊り部７が設けられており、ストッパー部３は、係止部としての係止孔２ｂに係合されたときにケーシング２に対して相対変位を生じない不動部としての不動鞘管３１と、吊り部７に設けられ、ケーシング２の軸方向にスライド可能なスライド部としてのスライド筒７１と、不動鞘管３１に対してその軸方向に移動可能であるとともに係止孔２ｂに向けて突出可能なピン部３２と、スライド筒７１とピン部３２とを連結するカム部３３とを備え、吊り部７をケーシング２の軸方向に移動させるとカム部３３が作動する。

このため、油圧制御などの複雑な構成を要さずに、拡底部を形成するための掘削に必要な反力をケーシング２からとることができる構造を、簡易且つ安価に実現することができる。

また、本体部１Ａの内部には、ケーシング２からの力を、ストッパー部３を介して受ける伝達軸部１４が本体部１Ａの上下方向に移動可能に配設されるとともに、伝達軸部１４に屈曲自在に連結された連結部材１４１の下端が拡幅翼部１２，１２に接続されている。

このため、拡幅翼部１２，１２を拡大させるように開放する構造についても、油圧制御などの複雑な構成を要しない簡易且つ安価なものとすることができる。

さらに、拡幅翼部１２，１２よりも下方の本体部１Ａの下端には突出部１３が形成されている。

このため、拡幅翼部１２，１２を拡大させるように開放する際に、地盤の反力が本体部１Ａに大きく作用しても、突出部１３によって地盤に拘束されて下端の位置がぶれないため、一方に片寄ることなく所望の正確な形状に拡底部を形成していくことができる。

このような実施例１のケーシング２は、上記した拡底バケット１が、その下部に装着されるケーシングである。

そして、円筒状の管体部２Ａと、管体部２Ａの下端部に形成される切刃２ａと、管体部２Ａの下端部近傍の内側面に形成される係止部としての係止孔２ｂとを備えた構成とされている。

こうした構成なので、拡底バケット１は、ストッパー部３が係止孔２ｂに係合されることにより、拡底部を形成するための掘削に必要な反力をとることができる。

ここで、管体部２Ａの内側面には、上方から係止部としての係止孔２ｂに向って先細りするガイド突部２ｃが形成されている。

このため、拡底バケット１のストッパー部３が係止孔２ｂに係合されるように位置合わせするための特別な操作を行わなくても、ガイド突部２ｃにガイドされて、ストッパー部３は係止孔２ｂに係合されるようにすることができる。

また、ケーシング２は、複数本連結して用いるので、最下部のものだけを、こうした構成とすればよいため、全体からすれば、拡底杭の構築のコスト削減に寄与する。

このような実施例１の拡底杭の構築方法は、上記した拡底バケット１と、上記したケーシング２とを用いて、拡底杭を構築する拡底杭の構築方法である。

そして、ケーシング２により地盤を掘削しつつ、ケーシング２内の土砂を除去する工程と、ケーシング２内に、拡底バケット１を、ケーシング２の上部から吊り手段としてのワイヤーＷにより吊り下げて挿入する工程と、所要長引き上げられたケーシング２の係止部としての係止孔２ｂにストッパー部３を係合させ、ケーシング２の下部に、拡底バケット１を装着する工程と、ケーシング２を回転圧入しつつ、拡底バケット１の拡幅翼部１２，１２を本体部１Ａの直径を拡大させるように開放させながらケーシング２で囲まれていない空間部の周囲地盤を掘削する工程と、ケーシング２内から拡底バケット１をワイヤーＷにより吊り上げて、ケーシング２の上部から拡底バケット１を取り出す工程とを備えた構成とされている。

こうした構成なので、上記した拡底バケット１と、上記したケーシング２とを用いるため、従来技術に比して、短い工期で、且つ低コストで、高品質の拡底杭を構築することができる。

次に、実施例２について説明する。なお、上記実施例１で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については同一符号を付して説明する。

この実施例２では、図１２に示すように、周面に斜めにスライド溝１５２Ａを設けたガイド筒１５Ａを使用する場合について説明する。

このガイド筒１５Ａは、少なくとも上方が開放された円筒状の管材であって、外周面の上部及び下部に固着された取付板１５１Ａ，１５１Ｂを介して本体部１１Ａの内側面に固定される。

また、このガイド筒１５Ａの周面には、図１２（ａ）及び図１２（ｂ）に示したように、軸方向と交差する方向に傾いたスライド溝１５２Ａが形成されている。

このスライド溝１５２Ａの両側には、円筒状の補強管１５３，１５３が配設されて補強されている。

このようなガイド筒１５Ａには、伝達軸部１４の下端に設けられた連結バー１４２の補強カバー１４２ａがスライド溝１５２Ａから突出されるようにして伝達軸部１４が収容される。

そして、伝達軸部１４が回転しながら上下方向に移動すると、突出した補強カバー１４２ａが向きを変えながら上下に移動することになる。すなわち、図１２（ｂ）に示したように、補強カバー１４２ａは、スライド溝１５２Ａの上端に当接しているときは図中の左側に突出し、下端に当接しているときは紙面垂直方向に突出する。

このように連結部材１４１に連結させる補強カバー１４２ａが、ガイド筒１５Ａの周囲を回りながら上下に移動するように構成することで、拡幅翼部１２，１２の開閉時に発生するねじれを相殺させることができ、連結部材１４１やユニバーサルジョイントなどに過剰な応力を発生させることなく、滑らかに拡幅翼部１２，１２を開閉させることができる。

なお、他の構成及び作用効果については、上記実施例１と略同様であるので説明を省略する。

次に、実施例３について説明する。なお、上記実施例１で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については同一符号を付して説明する。

まず、実施例３の拡底杭の構築装置の構成について説明する。

この実施例３の拡底杭の構築装置は、図１３に示したように、円筒状のケーシング２０と、このケーシング２０の上部で装着される拡底バケット１０とで主に構成されている。

このケーシング２０は、その上端部近傍に接続した全周回転機（図示せず）により、地盤中に回転圧入され、複数本軸方向に連結しながら、拡底杭の構築に必要な掘削孔の長さにして用いられる。

ここで、このケーシング２０は、図１４に示したように、円筒状の管体部２０Ａと、管体部２０Ａの下端に形成された切刃２ａ，・・・と、管体部２０Ａの上端部に固定されたＬ形部材２０ａにより上方に鉤状に突出して形成された係止部としての係止切り欠き２０ｂとを備えている。

また、この実施例３では、係止切り欠き２０ｂは、図１５に示したように、ケーシング２０の管体部２０Ａの周方向に等間隔で４つ設けられている。

この拡底バケット１０は、図１６に示したように、円筒状の本体部１Ａと、本体部１Ａの直径を拡大させるように開放可能に形成された２枚の拡幅翼部１２，１２と、拡幅翼部１２，１２を拡大させるように開放する際には、ケーシング２０の４つの係止切り欠き２０ｂへ係合され、ケーシング２０内から引き抜く際には、係止切り欠き２０ｂとの係合が解除される本体部１Ａの上部のケリーバ装置１９に設けられたストッパー部３０とを備えている。

まず、ストッパー部３０は、図１５及び図１６に示したように、本体部１Ａの上方から延びる伝達軸部１４の上端部とピン２１によりインナーケリーバ１９Ａの下端部が着脱可能に連結されたケリーバ装置１９のアウターケリーバ１９Ｂの上端部近傍の外周面からその径方向に突設されたケーシング２０の係止切り欠き２０ｂと係合可能なスットパーバー３０Ａを備えている。

ここで、ケリーバ装置１９は、アウターケリーバ１９Ｂ内にインナーケリーバ１９Ａが伸縮自在に収納されている。

また、スットパーバー３０Ａは、平面視で、アウターケリーバ１９Ｂの上端部近傍の外周面の周方向等間隔の４つの位置に、径方向を向くようにそれぞれ突設されており、ケーシング２０の４つの係止切り欠き２０ｂとそれぞれ係合可能とされている（図１５を参照）。

さらに、ケリーバ装置１９の中空部内では、図１６に示したように、インナーケリーバ１９Ａの上端部に、吊り手段としてのワイヤーＷに接続させる吊り部７０が設けられており、ワイヤーＷの吊り上げ、吊り下げにより、ケリーバ装置１９の長さが伸縮可能とされ、インナーケリーバ１９Ａの下端部に連結された本体部１Ａもこれに追従して、吊り上げ、吊り下げがなされる。

こうして、まずは、図１４に示したように、ケーシング２０を地盤に回転圧入しつつ、ケーシング２０内の土砂を図示省略のハンマーグラブによって掘削し排土して、所定の深さまでケーシング２０を建て込む。

そして、ケーシング２０を、所要長引き上げた後、拡底バケット１０を、図１６に示したように、ケーシング２０内へワイヤーＷにより吊り下げ挿入すると、ストッパーバー３０Ａがケーシング２０の上端部に載置される。

この状態で、ケーシング２０を回転させると、ストッパーバー３０Ａの先端が係止切り欠き２０ｂに嵌合されて、拡底バケット１０がケーシング２０の上部で装着される。

また、ケーシング２０を回転圧入しているときは、ケリーバ装置１９のインナーケリーバ１９Ａとアウターケリーバ１９Ｂとは、その継手部分の凹凸の摩擦力で固定状態となっているため、ケリーバ装置１９の軸方向に押圧力を伝達することができる。

なお、係止切り欠き２０ｂは、ストッパーバー３０Ａの先端が嵌合したときに、上側に例えば１００ｍｍ程度の若干の隙間ができる大きさとされている。ここで、拡底バケット１０が掘削孔の孔底に達している状態でケーシング２０を回転させると、ケーシング２０のみが圧入して、ストッパーバー３０Ａの先端が係止切り欠き２０ｂ内で浮き上がったように見える。この状態となれば、拡底バケット１０の本体部１Ａが掘削孔の孔底に達したことを確認できる。

さらに、ケーシング２０を回転圧入させると、ストッパーバー３０ＡがＬ形部材２０ａにより押し下げられ、ケリーバ装置１９を介して、伝達軸部１４へ押圧力が伝達されて、拡底バケット１０の本体部１Ａの拡幅翼部１２，１２が拡大され、拡底杭の拡底部の掘削がなされる。

その後、拡底杭の拡底部の掘削が済み、拡底バケット１０を、図１７に示したように、ケーシング２０内から拡底バケット１０をワイヤーＷにより吊り上げると、アウターケリーバ１９Ｂ内にインナーケリーバ１９Ａが収納されて、拡底バケット１０は、ケーシング２０内からスムーズに吊り上げやすいコンパクトな状態となる。

次に、実施例３の拡底杭の構築方法について説明する。

まず、ケーシング２０を、図１４に示したように、その上端部近傍に接続した図示省略の全周回転機により、地盤中に回転圧入しつつ、ケーシング２０内の土砂を図示省略のハンマーグラブによって掘削し排土し、複数本軸方向に連結しながら、拡底杭の構築に必要な掘削孔の長さにして建て込む。

続いて、ケーシング２０を、所要長引き上げ、拡底バケット１０を、図１６に示したように、ケーシング２０内にワイヤーＷにより吊り下げて挿入すると、ケーシング２０の係止切り欠き２０ｂにストッパー部３０のストッパーバー３０Ａが嵌め込まれて、ケーシング２０の上部で、拡底バケット１０が装着される。

続いて、ケーシング２０を、図１３に示したように、回転圧入しつつ、拡底バケット１０の拡幅翼部１２，１２を本体部１Ａの直径を拡大させるように開放させながらケーシング２０で囲まれていない空間部の掘削壁面６から周囲地盤を掘削して拡底杭の拡底部の部分の空間を形成する。

続いて、拡底バケット１０を、図１７に示したように、ケーシング２０内から拡底バケット１０をワイヤーＷにより吊り上げて、ケーシング２０の上部から拡底バケット１０を取り出す。

最後に、図示は省略したが、鉄筋籠を建て込んだ後、トレミーによりコンクリートを打ち込み、このコンクリートの打ち込みに伴いケーシング２０及びトレミーを引き抜き回収する。

そして、コンクリートを養生して固化させることで、拡底杭が構築される。

次に、この実施例３の作用効果について説明する。

このような実施例３の拡底バケット１０は、下端部に切刃２ａが形成されているとともに、上端部に係止部としての係止切り欠き２０ｂが形成された円筒状のケーシング２０の上部で装着される拡底バケットである。

そして、円筒状の本体部１Ａと、本体部１Ａの直径を拡大させるように開放可能に形成された拡幅翼部１２，１２と、拡幅翼部１２，１２を拡大させるように開放する際には、ケーシング２０の係止切り欠き２０ｂへ係合され、ケーシング２０内から引き抜く際には、係止切り欠き２０ｂとの係合が解除される本体部１Ａの上部に設けられたストッパー部３０とを備えた構成とされている。

こうした構成なので、実施例１の拡底バケット１と同様、油圧制御などの複雑な構成を要さずに、拡底部を形成するための掘削に必要な反力をケーシング２からとることができるため、従来技術に比して、施工性が良く、故障する可能性が低く、そのうえ、安価に実施することができる。

ここで、本体部１Ａの上部には、アウターケリーバ１９Ｂ内にインナーケリーバ１９Ａが伸縮自在に収納されたケリーバ装置１９のインナーケリーバ１９Ａの下端部が連結され、ケリーバ装置１９の中空部内でインナーケリーバ１９Ａの上端部に、吊り手段としてのワイヤーＷに接続させる吊り部７０が設けられている。

そして、ストッパー部３０は、ケーシング２０の係止切り欠き２０ｂに係合されるケリーバ装置１９のアウターケリーバ１９Ｂの外周面からその径方向に突設されたストッパーバー３０Ａを備えている。

このため、油圧制御などの複雑な構成を要さずに、拡底部を形成するための掘削に必要な反力をケーシング２０からとることができる構造を、簡易且つ安価に実現することができる。

このような実施例３のケーシング２０は、上記した拡底バケット１０が、その上部で装着されるケーシングである。

そして、円筒状の管体部２Ａと、管体部２Ａの上端部に上方に鉤状に突出したＬ形部材２０ａにより形成される係止部としての係止切り欠き２０ｂとを備えた構成とされている。

こうした構成なので、拡底バケット１０は、ストッパー部３０のストッパーバー３０Ａが係止切り欠き２０ｂに係合されることにより、拡底部を形成するための掘削に必要な反力をとることができる。

ここで、ケーシング２０は、複数本連結して用いるので、最上部のものだけを、こうした構成とすればよいため、全体からすれば、拡底杭の構築のコスト削減に寄与する。

このような実施例３の拡底杭の構築方法は、上記した拡底バケット１０と、上記したケーシング２０とを用いて、拡底杭を構築する拡底杭の構築方法である。

そして、ケーシング２０により地盤を掘削しつつ、ケーシング２０内の土砂を除去する工程と、ケーシング２０内に、拡底バケット１０を、ケーシング２０の上部から吊り手段としてのワイヤーＷにより吊り下げて挿入する工程と、所要長引き上げられたケーシング２０を回転圧入しつつ、ケーシング２０の係止部としての係止切り欠き２０ｂにストッパー部３０のストッパーバー３０Ａが係合されて、ケーシング２０の上部で装着された拡底バケット１０の拡幅翼部１２，１２を本体部１Ａの直径を拡大させるように開放させながらケーシング２０で囲まれていない空間部の周囲地盤を掘削する工程と、ケーシング２０内から拡底バケット１０をワイヤーＷにより吊り上げて、ケーシング２０の上部から拡底バケット１０を取り出す工程とを備えた構成とされている。

こうした構成なので、上記した拡底バケット１０と、上記したケーシング２０とを用いるため、従来技術に比して、短い工期で、且つ低コストで、高品質の拡底杭を構築することができる。

なお、他の構成及び作用効果については、上記実施例１と略同様であるので説明を省略する。

以上、図面を参照して、本発明を実施するための実施の形態について実施例１〜３をもとに詳述してきたが、具体的な構成は、上記した実施例１〜３に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。

例えば、上記実施例１，２では、ケーシング２に設けられる係止部を、係止孔２ｂとして実施したが、これに限定されず、ケーシング２の外側面まで貫通しない係止穴として実施してもよい。具体的には、ケーシング２は、通常、内管と外管とから成る二重構造となっているので、内管のみに貫通孔を設け、この係止穴を形成すればよい。

また、上記実施例１〜３では、拡幅翼部１２の外側傾斜部分を略直線状にして実施したが、これに限定されず、円弧状などで実施してもよい。

さらに、上記実施例３では、ケーシング２０の上方に鉤状に突出して形成された係止部としての係止切り欠き２０ｂを設けるために、Ｌ形部材２０ａを用いて実施したが、これに限定されず、係止切り欠き２０ｂを設けることができる形状の部材を用いて実施すればよい。

また、上記実施例３では、説明を簡単にするために、ケリーバ装置１９は、インナーケリーバ１９Ａとアウターケリーバ１９Ｂのみから成るものを用いて実施したが、これに限定されず、より深くまで拡底杭を構築する場合は、アウターケリーバが複数有るものが用いられる。

さらに、上記実施例１の拡底杭の構築方法では、ケーシング２を引き上げてから、拡底バケット１をケーシング２内に挿入することで、ケーシング２の下部に拡底バケット１を装着したが、これに限定されない。

すなわち、拡底バケット１をケーシング２内に挿入しておき、ケーシング２を引き上げることで、ケーシング２の下部に拡底バケット１を装着してもよい。

また、上記実施例３の拡底杭の構築方法では、ケーシング２０を引き上げてから、拡底バケット１０をケーシング２０内に挿入して、拡底部の掘削を行ったが、これに限定されない。

すなわち、拡底バケット１０をケーシング２０内に挿入しておき、この状態でケーシング２０を引き上げてから、拡底部の掘削を行ってもよい。

Ｗ ワイヤー（吊り手段）
１ 拡底バケット
１０ 拡底バケット
１Ａ，１１Ａ 拡底バケットの本体部
２ ケーシング
２０ ケーシング
２Ａ ケーシングの管体部
２ａ 切刃
２ｂ 係止孔（係止部）
２０ｂ 係止切り欠き（係止部）
２ｃ ガイド突部
３ ストッパー部
３１ 不動鞘管（不動部）
３２ ピン部
３３ カム部
３０ ストッパー部
３０Ａ ストッパーバー
７ 吊り部
７０ 吊り部
７１ スライド筒（スライド部）
１２ 拡幅翼部
１３ 突出部
１４ 伝達軸部
１４１ 連結部材
１５，１５Ａ ガイド筒
１５２，１５２Ａ スライド溝
１９ ケリーバ装置
１９Ａ インナーケリーバ
１９Ｂ アウターケリーバ

Claims (3)

1. 下端部に切刃が形成されているとともに円筒状の管体部の内側面には、上方から係止部に向って先細りするガイド突部が形成されているケーシングに装着されるバケットであって、
   円筒状の本体部と、該本体部を前記ケーシング内に挿入した際には、前記係止部へ係合され、前記ケーシング内から引き抜く際には、前記係止部との係合が解除される前記本体部の上部に設けられたストッパー部とを備え、
   前記ストッパー部の上部には、吊り手段に接続させる吊り部が設けられており、
   前記ストッパー部は、前記係止部に係合されたときに前記ケーシングに対して相対変位を生じない不動部と、前記吊り部に設けられ、前記ケーシングの軸方向にスライド可能なスライド部と、前記不動部に対してその軸方向に移動可能であるとともに前記係止部に向けて突出可能なピン部と、前記スライド部と前記ピン部とを連結するカム部とを備え、前記吊り部を前記ケーシングの軸方向に移動させると前記カム部が作動することを特徴とするバケット。
2. 請求項１に記載のバケットが、その下部に装着されるケーシングであって、
   円筒状の管体部と、該管体部の下端部に形成される切刃と、前記管体部の下端部近傍の内側面に形成される係止部とを備え、
   前記管体部の内側面には、上方から前記係止部に向って先細りするガイド突部が形成されていることを特徴とするケーシング。
3. 請求項１に記載のバケットと、請求項２に記載のケーシングとを用いて、杭を構築する杭の構築方法であって、
   前記ケーシングにより地盤を掘削しつつ、前記ケーシング内の土砂を除去する工程と、
   前記ケーシング内に、前記バケットを、前記ケーシングの上部から吊り手段により吊り下げて挿入する工程と、
   前記ケーシングの係止部に前記ストッパー部を係合させ、前記ケーシングの下部に、前記バケットを装着する工程と、
   前記ケーシングを回転圧入しつつ、前記バケットにより前記ケーシングで囲まれていない下部の地盤を掘削する工程と、
   前記ケーシング内から前記バケットを前記吊り手段により吊り上げて、前記ケーシングの上部から前記バケットを取り出す工程とを備えていることを特徴とする杭の構築方法。