JP6153764B2

JP6153764B2 - スライム除去バケットおよびこれを用いた杭頭処理工法

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Application number: JP2013090475A
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Inventors: 田中　博; 博田中; 隆吉野
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Description

本発明は、水よりも比重が大きいスライムを除去するためのバケットに関する。またこのバケットを用いて場所打ちコンクリート杭の杭頭に堆積した余盛りコンクリートを除去する杭頭処理工法に関する。

場所打ちコンクリート杭の施工手順は、まず地表面の表層に表層ケーシングを立設し、この表層ケーシング内をベントナイト液などの安定液を満たしながら掘削して所定深さの杭孔を形成する。次に、この杭孔内に鉄筋籠を建て込み、杭孔の底部から表層ケーシングに向けてコンクリートを打設する。このコンクリート上面には、打設コンクリート、掘削土砂、安定液等が混在したスライム（不良コンクリート）が堆積している。

杭頭に堆積したスライムの硬化を待って、当該スライムをはつり取る杭頭処理工法の場合、粉塵、騒音の発生が問題となる。これに対し、杭孔内に作業員が入り、未硬化のスライムにバキュームホースを差し込んで当該スライムを吸い取る杭頭処理工法も提案されている。この場合、粉塵、騒音の問題は解消されるが、杭孔内は狭小空間であり、鉄筋籠の鉄筋が突出しているため、作業員の安全性を確保しなければならず、改善の余地がある。

そこで作業員が杭孔内に入ることなく、杭孔内に堆積した未硬化のスライム（以下、余盛りコンクリートという）を除去する場所打ちコンクリート杭の杭頭処理工法がこれまで提案されている。例えば特開平３−５５２１号公報（特許文献１）および特開平４−１７４１２７号公報（特許文献２）に記載のごとき杭頭処理工法は、底部にシャッターを備えたバケットを準備し、底部のシャッターを開いた状態で当該バケットを場所打ちコンクリート杭の杭孔内部に設置し、次にバケットを貫通するようにトレミー管を差し込んで、杭孔の底部から上方に向かってコンクリートを打設するものである。そうすると泥土を含む未硬化の余盛りコンクリートがバケット内部に取り込まれる。バケットが余盛りコンクリートで満たされると、シャッターを閉じてバケットを上方に引き上げることによって、余盛りコンクリートを除去する。

特開平３−５５２１号公報特開平４−１７４１２７号公報

しかし、上記従来のようなバケットにあっては、以下に説明するような問題を生ずる。第１の問題としてシャッター本体が、すだれ状であって、シャッターの開閉方向と直角に細長く延びる長板状のシャッター要素からなり、複数のシャッター要素を隙間なく接続したものである。このため、シャッターを閉じる際に、開閉方向と直角に細長く延びるシャッター要素のリブがコンクリートを押すことによって摩擦抵抗が生じ、閉動作に大きな力を要する。

第２の問題としてシャッターは変形に弱いため、シャッターが歪んでしまうことがないよう取扱い時に神経を使う。あるいは、シャッターが一旦変形してしまうとシャッターの閉動作が困難になってしまう。

第３の問題としてバケットの使用後にシャッターを清掃する際、隣接するシャッター要素同士間の溝にコンクリート付着滞留して、シャッターを清掃する作業が煩雑である。このように従来のバケットは、取扱いの上で改善の余地があった。

本発明は、上述の実情に鑑み、底部の開口を一層少ない力で閉じることができ、取扱い性を向上させたスライム除去のためのバケットを提供することを目的とする。

この目的のため本発明によるスライム除去バケットは、底部に開口を有する筒状のバケット本体と、バケット本体の底部に設けられて、開口を閉塞する底扉と、バケット本体に設けられて、底扉を所定の開閉方向にスライド移動させる底扉開閉手段とを備えるバケットにおいて、底扉は、所定の開閉方向に延びる複数本の綱で構成されることを特徴とする。

かかる本発明によれば、複数本の綱が底扉を構成する。そして綱が底扉の開閉方向に延びることから、底扉をコンクリート内で閉動作する際に摩擦抵抗を小さくすることができる。また本発明によれば、底扉が綱で構成されるため、元々屈曲することを前提としており、両端を張れば直線に復元する。したがって底扉の変形が問題となることがない。また本発明によれば、隣り合う綱同士をすだれ状に接続する必要がないことから、容易に清掃することができる。

底扉の綱は、屈曲可能な線材であればよく、材質、断面形状および太さを特に限定されない。したがって底扉の綱は、辞書に記載される綱、縄、紐、帯の用語を包含するものと理解されたい。好ましくは、底扉が開口の左右にそれぞれ設けられて両開きに開閉する。これにより、開閉に要する時間を短縮することができる。あるいは底扉は、開口の左側あるいは右側に設けられて、片開きに開閉するものであってもよい。

底扉は、複数本の綱の端部同士を連結する底枠を有してもよい。底枠はこれら複数本の綱が同一面を構成するようにこれら複数本の綱を保持する。本発明の一実施形態として、複数本の綱は、所定の開閉方向と平行に延び、底扉は、所定の開閉方向と直交して延びる部材であって複数本の綱の開方向の端部同士を固定して、これら綱を同一面に沿って互いに平行に配列した状態に保持する開側底枠部材と、開閉方向と直交して延びる部材であって複数本の綱の閉方向の端部同士を固定して、これら綱を同一面に沿って互いに平行に配列した状態に保持する閉側底枠部材とを有する。かかる実施形態によれば、底扉を構成する綱が底扉の開閉方向と平行に延びることから、コンクリート内で底扉を閉じる際に発生する摩擦抵抗を著しく小さくすることができる。底枠は、上述のように開側および閉側に配置される互いに平行な２本の底枠部材を有する他にも、コの字あるいはロの字状であってもよい。また他の実施形態として、綱は必ずしも底扉の開閉方向と平行に延びておらず、例えば綱は０°以上３０°以下の角度で、底扉の開閉方向と交差して延びる。

底扉開閉手段は特に限定されない。本発明の好ましい実施形態として底扉開閉手段は、底扉を開口に沿ってスライド移動可能に案内する案内部材と、底扉が開口を閉塞する全閉位置と、底扉が開口を全開する全開位置との間に底扉の変位を規制するストッパと、底扉から底扉の開方向へ延びる開ワイヤーと、底扉から底扉の閉方向へ延びる閉ワイヤーとを有する。かかる実施形態によれば、開ワイヤーを引くと底扉が開方向に動作し、閉ワイヤーを引くと底扉が閉方向に動作する。したがって簡易な構成で底扉を開閉方向に動作させることができ、コスト上有利であり、保守点検が容易になる。他の実施形態として、底扉開閉手段はバケット本体に付設される油圧シリンダーであってもよい。

本発明のさらに好ましい実施形態として、開ワイヤーおよび閉ワイヤーの双方は、バケット本体の上部に設けられて上下方向に貫通する孔に通される。かかる実施形態によれば、底扉を開閉する際、開ワイヤーから閉ワイヤーへ、あるいは逆の取り換えを容易に行うことができる。他の実施形態として、開ワイヤーおよび閉ワイヤーの各々が、バケット本体の上部外周に設けられた個別の孔に通されてもよい。

本発明の底扉を構成する複数本の綱は、隙間なく平行配列されてもよいし、間隔を空けて配列されてもよいし、一実施形態に限定されるものではない。スライムに含まれるコンクリートの骨材は、一般的２０ｍｍ以内の大きさであるため、隣り合う綱同士の間隔は、１０ｍｍ以内が望ましいが、これに限定されるものでない。一実施形態として底扉は、複数本の綱間に張り渡された布材をさらに含んでもよい。かかる実施形態によれば、隣り合う綱同士の間隔を大きくしても、スライムが隣り合う綱同士の間から漏れることがない。他の実施形態として、底扉はかかる布材を含まなくてもよい。

一実施形態として、開口はバケット本体の下面中央部に設けられ、バケット本体の下面周縁部はバケット本体の下端縁から開口に向かって徐々に高くなる傾斜面を構成してもよい。かかる実施形態によれば、バケット本体の下面が、下面中央部から下端縁に向かって広がる形状になることから、バケット本体をスライムに沈下させる際にスライムを開口に取り込み易くなる。

本発明によるスライム除去バケットは、様々な用途に利用することができる。例えばスライム除去バケットを用いた杭頭処理工法は、場所打ちコンクリート杭の杭孔の内部に、設計高にスライム見込み量を含む余盛りを加算した余盛り高までコンクリート打設する工程と、本発明のスライム除去バケットを、底部の開口を開いたまま余盛りに沈下させ、余盛りをスライム除去バケット内部に取り込む工程と、底扉で開口を閉塞し、スライム除去バケットを引き上げる工程とを実行する。スライムを取り残した場合、余盛りをスライム除去バケット内部に取り込む工程と、スライム除去バケットを引き上げる工程とを繰り返し実行するとよい。

一実施形態として、上端および下端にそれぞれ開口を有する漏斗形状であって、かかる漏斗形状の上端開口が場所打ちコンクリート杭の杭孔の内部に建て込まれる鉄筋籠の直径よりも大きく、漏斗形状の下端開口が鉄筋籠の直径よりも小さく、スライム除去バケットを鉄筋籠の内部に導くガイド部材を、鉄筋籠の上端に差し込んで設置する工程を、余盛りをスライム除去バケット内部に取り込む工程よりも前に実行してもよい。

このように本発明は、スライムの中で底扉を閉じる際に、摩擦抵抗を小さくすることができる。また底扉を構成する綱は屈曲可能であり、両端を張れば直線に復元するため、底扉に変形の問題が生じず、底扉に付着したコンクリートを水で容易に洗い流すことができる。本発明のスライム処理バケットを用いた杭頭処理工法によれば、粉塵、騒音の問題が生じない。しかも作業員が杭孔内に入る必要がないから、安全に杭頭処理の作業を進めることができる。

本発明の一実施形態になるスライム除去バケットを示す側面図である。スライム除去バケットの底部開口を開いた状態を示す縦断面図である。スライム除去バケットの底部開口を開いた状態を示す平面図である。スライム除去バケットの底部開口を閉じた状態を示す縦断面図である。スライム除去バケットの底部開口を閉じた状態を示す平面図である。スライム除去バケットの底面図である。アースドリル工法の施工手順を模式的に示す説明図である。図７に続く工程を模式的に示す説明図である。図８に続く工程を模式的に示す説明図である。図９に続く工程を模式的に示す説明図である。図１０に続く工程を模式的に示す説明図である。図１１に続く工程を模式的に示す説明図である。図１２に続く工程を模式的に示す説明図である。図１３の工程の後、杭頭処理が完了した状態を示す説明図である。本発明の変形例になるスライム除去バケットの底扉を示す図である。底扉を開閉方向と直角な平面で破断し、その断面形状を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき詳細に説明する。

図１〜図６は、本発明の一実施形態になるスライム除去バケットを示す。特に図１はスライム除去バケットを示す側面図であり、図２はスライム除去バケットの底部開口を開いた状態を示す縦断面図であり、図３はスライム除去バケットの底部開口を開いた状態を示す平面図であり、図４はスライム除去バケットの底部開口を閉じた状態を示す縦断面図であり、図５はスライム除去バケットの底部開口を閉じた状態を示す平面図であり、図６はスライム除去バケットの底面図であって、底部開口を閉じた状態を示す。スライム除去バケット１０は主として、底部に開口１２を有する筒状のバケット本体１１と、開口１２を閉塞する底扉２１と、底扉２１を所定の開閉方向に動作させるための開ワイヤー３１および閉ワイヤー３２とを備える。かかるスライム除去バケット１０は、水よりも比重の大きなスライム、例えば不良あるいは正常な未硬化コンクリートを除去することができる。これによりスライム除去バケット１０は、後述の杭頭処理工法に使用されて、余盛りコンクリートを掴んで除去することができる。

バケット本体１１は上下方向に延びる鋼製の円筒体であり、一般的な外径（直径）は５００〜１６００ｍｍの範囲に含まれる。これは一般的な場所打ちコンクリート杭の上端部の直径が８００〜２０００ｍｍであることに対応するためである。バケット本体１１の上部には、周方向に間隔を空けて複数の箱部材１９ｃが設けられる。箱部材１９ｃは、バケット本体１１の内周面から内径方向に突出し、バケット本体１１の外周面よりも窪んだ凹部を画成する。そして、箱部材１９ｃの凹部には吊りピース１９が設けられる。したがって吊りピース１９はバケット本体１１の外周面から突出していない。箱部材１９ｃおよび吊りピース１９は例えば６０°間隔で６箇所設けられる。スライム除去バケット１０の上昇および下降は、各吊りピース１９に接続された玉掛けワイヤーをクレーンのフックに引っ掛けて行う。

またバケット本体１１の上端縁は上方に向かうほど小径になる形状にされることにより、バケット本体１１の上端にカエリ１３が設けられている。バケット本体１１の底部に設けられた開口１２は、正方形である。なお図には示さなかったが、開口１２は長方形等の矩形や、八角形などの他の形状であってもよい。開口１２の４辺とバケット本体１１の内周縁との間は、略半月状の底壁１４で塞がれている。開口１２は、バケット本体１１の下端縁１５よりも高い位置にある。そして底壁１４は、バケット本体１１の下端縁１５から開口１２に向かって徐々に高くなる傾斜面を構成する。またバケット本体１１の内部には、底壁１４に重なるよう配置されて、バケット本体１１の内周縁と開口１２の四隅との間を塞ぐ略半月状の内壁１６が設けられる。内壁１６の下面は底壁１４の上面と向き合う。また内壁１６はバケット本体の内周縁から開口１２に向かって徐々に低くなる傾斜面を構成する。

底扉２１は、全開位置および全閉位置に変位可能であり、全開位置で図２および図３に示すように、開口１２を完全に開く。また底扉２１は、全閉位置で図４および図５に示すように、開口１２を完全に閉塞する。なおスライム除去バケット１０は、水よりも比重の大きなスライムを運搬するものであるから、完全な水密性は求められず、全閉位置で開口１２の縁（４辺のいずれか）と底扉２１との間に若干の隙間があっても差し支えない。若干の隙間については後述する。

本実施形態の底扉２１は、両開きのスライド扉のように動作するものであり、図２〜図６中で左側および右側に示すように、開口１２の開閉方向一側および開閉方向他側にそれぞれ配置される。各底扉２１は、開口１２に沿って図２に矢印で示す開方向および図４に矢印で示す閉方向にそれぞれ同時に変位する。そこで矩形の開口１２を構成する４辺は、底扉２１の開閉方向に平行な２辺１２ｄと、底扉２１の開閉方向と直交する２辺１２ｐとからなる。

各底扉２１は屈曲可能な面状であり、屈曲可能な複数本の綱になるワイヤー２２と、屈曲しない高剛性の底枠とを含む。本実施形態の底枠は、直線状部材になる開側底枠部材２３および閉側底枠部材２４からなる。開側底枠部材２３および閉側底枠部材２４は、開口１２の略半分の寸法の間隔を空けて互いに平行に延びる。

図１６は底扉を開閉方向と直角な平面で破断し、その断面形状を示す断面図である。図１６に示すように、複数本のワイヤー２２は、同一面に沿うよう、一列に配列されて底扉２１を構成する。複数本のワイヤー２２は開側底枠部材２３および閉側底枠部材２４間に略隙間なく張り渡されて、開閉方向と平行に延びる。あるいは隣り合うワイヤー２２，２２同士に若干の隙間があってもよい。

若干の隙間とは、２０ｍｍ以内、好ましくは１５ｍｍ以内、より好ましくは１０ｍｍ以内である。理由は、コンクリートプラントで製造される市販の生コンクリートに含まれる骨材の最大寸法が１０〜２０ｍｍであるためである。隣り合うワイヤー２２，２２同士の間隔が２０ｍｍ以内であれば、スライム内に含まれるコンクリートの骨材を受け止めることができ、ひいてはスライム全体を支持することができるからである。

開側底枠部材２３および閉側底枠部材２４は底扉２１の開閉方向と直交して延びる。これに対し複数本のワイヤー２２は、底扉２１の開閉方向と平行に延びる。開側底枠部材２３は複数本のワイヤー２２の開方向の端部同士を固定して、これらワイヤー２２，２２，２２・・・を同一面に沿って互いに平行に配列した状態に保持する。閉側底枠部材２４は複数本のワイヤー２２の閉方向の端部同士を固定して、これらワイヤー２２，２２，２２・・・を同一面に沿って互いに平行に配列した状態に保持する。

開側底枠部材２３は２本１組の鋼材、例えば溝形鋼あるいは山形鋼、でワイヤーの端部を挟んで固定するものである。閉側底枠部材２４も同様である。なおスライム除去バケット１０は、水よりも粘性の大きなスライムを運搬するものであるから、完全な水密性は求められない。換言すると、全閉位置の底扉２１と辺１２ｄ，１２ｐとの間に若干の隙間があっても差し支えないし、隣接するワイヤー２２同士間に若干の隙間があっても差し支えない。あるいは、隣接するワイヤー２２同士間に丈夫な布材を張り渡してもよい。なお若干の隙間とは前述したとおりである。

耐久性の観点から、ワイヤー２２は鋼製ワイヤーであるが、この他にもある程度屈曲可能で引張強度が大きければ特に材料は問わない。ワイヤー２２は例えば化学繊維あるいは木綿を主体とする綱といった可撓性の線材であってもよい。このようにして底扉２１は、バケット本体１１内のスライムの圧力に十分耐えることができる。なおスライムの圧力は、同量の湿潤した土砂の土圧と同等あるいはそれ以上になる。

各底扉２１を開閉方向に動作させる底扉開閉手段につき説明する。底扉開閉手段は、開ワイヤー３１と、閉ワイヤー３２と、これら開閉のためのワイヤー３１，３２および底扉２１を案内する円板、鞘管、レール等のガイド部材と、底扉２１を開口に沿って変位可能に案内する案内部材としてのガイド３８，３９と、底扉２１の変位を規制するストッパ３６、３７とを有する。なお図面の煩雑さを避けるため、図３および図５では、ガイド３８，３９およびストッパ３６、３７を図略する。

開ワイヤー３１および閉ワイヤー３２は概ね上下方向に延びる。開ワイヤー３１は、その中間領域がバケット本体１１内に配設された円板状の円盤ガイド３５に案内され、バケット本体１１の上端に取付固定された円筒ガイド１７の貫通孔に通されて、その上端がスライム除去バケット１０よりも上方へ延びる。１本の開ワイヤー３１の下端は、左側の底扉２１の開側底枠部材２３の一方端と接続し、他の１本の開ワイヤー３１の下端は、右側の底扉２１の開側底枠部材２３の一方端と接続する。そしてこれら２本の開ワイヤー３１は一方の円筒ガイド１７の貫通孔に共通に通される。これら２本の開ワイヤー３１の上端は共通する鋼製のリング３３と接続する。同様に、左側の開側底枠部材２３の他方端および右側の開側底枠部材２３の他方端にも、別の開ワイヤーの下端がそれぞれ接続される。なお図２および図４には、左側および右側の開側底枠部材２３の一方端とそれぞれ接続する２本の開ワイヤー３１のみを表し、開側底枠部材２３の他方端とそれぞれ接続する開ワイヤーを図略する。

環状のカエリ１３には、カエリ１３の直径方向に延びるブラケット１８が架設される。ブラケット１８は一方側および他方側の円筒ガイド１７を支持する。これにより円筒ガイド１７の貫通孔は、上下方向に延び、各ガイド１７につき２本の開ワイヤー３１および２本の閉ワイヤー３２が通される。図示はしなかったが、バケット本体１１の内周面に、各開ワイヤー３１を覆う鞘管を設けても良い。各鞘管は、円筒ガイド１７から辺１２ｄの中央部まで上下方向に延び、開ワイヤー３１を上下方向に案内する。

１本の閉ワイヤー３２の下端は、左側の底扉２１の閉側底枠部材２４の一方端と接続し、他の１本の閉ワイヤー３２の下端は、右側の底扉２１の閉側底枠部材２４の一方端と接続する。そしてこれら２本の閉ワイヤー３２は一方の円筒ガイド１７の貫通孔に共通に通される。これら２本の閉ワイヤー３２の上端は共通する鋼製のリング３４と接続する。同様に、左側の閉側底枠部材２４の他方端および右側の閉側底枠部材２４の他方端にも、別の閉ワイヤーの下端がそれぞれ接続される。なお図２および図４には、左側および右側の閉側底枠部材２４の一方端とそれぞれ接続する２本の閉ワイヤー３２のみを表し、開側底枠部材２３の他方端とそれぞれ接続する閉ワイヤーを図略する。

図示はしなかったが、各閉ワイヤー３２を覆う鞘管を設けても良い。各鞘管は、円筒ガイド１７から辺１２ｄの中央部まで上下方向に延び、閉ワイヤー３２を上下方向に案内する。図面の理解を容易にするため、図２〜図５において、ワイヤー２２はワイヤー３１，３２よりも太く描かれているが、ワイヤー３１，３２およびワイヤー２２の実際の太さはすべて同じであってもよいし、ワイヤー２２はワイヤー３１，３２よりも細くてもよい。

バケット本体１１内部の内壁１６には、ガイド３８およびガイド３９が同じ高さ位置に取付固定される。これらガイド３８およびガイド３９間で、ワイヤー２２は水平方向に張り渡される。

ガイド３８は、開口１２の４箇所の角部近傍に配置されている。ガイド３８は例えば円盤であり、円盤の外周面がワイヤー２２と摺接する。そしてワイヤー２２はガイド３８から上方へ延びるとともに、ガイド３８からガイド３９へ向かって水平に延びる。

ガイド３９は例えば円盤であり、開口１２の４辺のうち開閉方向に延びる２辺１２ｄに沿って配置される。また、各辺１２ｄの中央部に２個のガイド３９が互いに近接して配置される。ガイド３９は、ワイヤー２２および閉ワイヤー３２を案内するものであり、ガイド３９の外周面が閉ワイヤー３２と摺接する。これにより閉ワイヤー３２は、ガイド３９から上方に延びるとともにガイド３９から閉側底枠部材２４まで水平方向に延び、ワイヤー２２が水平方向に張ることを実現させる。また底扉２１が全閉位置にある場合、ガイド３９の外周面がワイヤー２２と摺接する。これによりワイヤー２２は、ガイド３８からガイド３９まで水平方向に張り渡される。

ここで底扉２１が全閉位置にある場合につき説明すると、２本の閉側底枠部材２４は図４に示すように、互いに近接配置された２個のガイド３９、３９間に位置する。そして２本の閉側底枠部材２４は互いに接触することにより開口１２を閉塞するのである。一方で、２本の開側底枠部材２３はそれぞれ、開口１２の４辺のうち開閉方向と直交する２辺１２ｐに沿うよう位置する。なおガイド３８には、ストッパ３７が附設されている。ストッパ３７は、図４に示すように開側底枠部材２３と当接して、開側底枠部材２３が開口１２に向かって変位することを規制する。

次に底扉２１が全開位置にある場合につき説明すると、図３に示すように２本の閉側底枠部材２４は互いに離隔する。そして各閉側底枠部材２４は、開口１２の４辺のうち開閉方向と直交する２辺１２ｐに沿うよう位置する。一方で図２に示すように、２本の開側底枠部材２３はそれぞれ、閉側底枠部材２４よりも上方に位置する。具体的には各開側底枠部材２３は、開口１２の４辺のうち開閉方向と直交する２辺１２ｐの略直上に位置する。なおガイド３８には、ストッパ３６が附設されている。ストッパ３６は、辺１２ｐに沿って位置する閉側底枠部材２４と当接して、閉側底枠部材２４が辺１２ｐから離れるように上方移動することを規制する。つまり底扉２１の変位は、ストッパ３６，３７間によって、全閉位置と全開位置との間に規制される。

底扉２１を開方向に動作させる場合につき説明すると、図２に示すようにクレーンのフック１１１を開ワイヤー３１のリング３３に引っ掛け、リング３３を引き上げるとよい。一方側および他方側のリング３３を引き上げると、４本の開ワイヤー３１が同じ速度で上方へ引き出され、左右の底扉２１，２１が同時に開方向にスライド移動する。またこのとき、４本の閉ワイヤー３２が同じ速度で下方へ引き込まれる。左右の底扉２１，２１が全開位置まで移動すると、ストッパ３６によって底扉２１は開方向移動を規制される。したがって開ワイヤー３１は底扉全開位置のときよりも上方に引き出されない。

底扉２１を閉方向に動作させる場合につき説明すると、図４に示すようにクレーンのフック１１１を閉ワイヤー３２のリング３４に引っ掛け、リング３４を引き上げるとよい。一方側および他方側のリング３４を引き上げると、４本の閉ワイヤー３２が同じ速度で上方へ引き出され、左右の底扉２１，２１が同時に閉方向にスライド移動する。またこのとき、４本の開ワイヤー３１が同じ速度で下方へ引き込まれる。左右の底扉２１，２１が全閉位置まで移動すると、ストッパ３７によって底扉２１は閉方向移動を規制される。したがって閉ワイヤー３２は底扉全閉位置のときよりも上方に引き出されない。そして閉ワイヤー３２に引張力を与える間、すべてのワイヤー２２はピンと張った状態にされ、開口１２の下方空間と上方空間（すなわちバケット本体１１の内部空間）を仕切る平面を構成する。

次に、本実施形態のスライム除去バケット１０を用いた場所打ちコンクリート杭の杭頭処理工法につき説明する。

図７は、アースドリル工法の一般的な施工手順を模式的に示す説明図であり、本実施例の杭頭処理工法に先立って行われる掘削工法の一例を紹介するものである。まず掘削機を水平に据え付け、（ａ）に示すように掘削機のケリーバー１０１を杭心に合わせる。次に、（ｂ）に示すように、ケリーバー１０１先端の掘削バケット１０２で場所打ちコンクリート杭の杭孔１０３を掘削し、配管１０４を杭孔１０３に向けて安定液を注入する。次に、（ｃ）に示すように杭孔１０３に表層ケーシング１０５を建て込む。杭孔１０３の直径は、一般的に８００ｍｍ〜２０００ｍｍである。次に、（ｄ）で示すように、土質に適合した安定液を注入して杭孔１０３を安定液Ａで満たしながら、支持層まで掘削する。そして図示しない底ざらいバケットで孔底処理を行う。次に、（ｅ）で示すように、鉄筋で組まれた鉄筋籠１０６を杭孔１０３の中央に鉛直に建て込む。鉄筋籠１０６の直径は、一般的に６００ｍｍ〜１８００ｍｍである。鉄筋籠１０６の上端部分には、相対的に大きな上端開口および相対的に小さな下端開口を有する漏斗形状のガイドリング１０８を差し込んで仮固定しておく。

ガイドリング１０８は、鋼板で形成され、降下するスライム除去バケット１０を鉄筋籠１０６の内部へ導くガイド部材である。したがってこれらの大小関係は、表層ケーシング１０５の内径が最も大きく、以下、ガイドリング１０８の上端開口、鉄筋籠１０６の直径、ガイドリング１０８の下端開口の順に小さくなり、スライム除去バケット１０の外径が最も小さい。ガイドリング１０８よりも下方には、高さ位置規制部材１０９を仮固定しておく。

高さ位置規制部材１０９は、後の工程でスライム除去バケット１０を場所打ちコンクリート杭の設計高Ｙ以上の高さ位置に規制するためのものであり、場所打ちコンクリート杭の杭孔１０３の内部に設置固定される。高さ位置規制部材１０９は例えば山形鋼であり、同じ高さ位置で水平に延びる２本の高さ位置規制部材１０９が鉄筋籠１０６に固定される。そして、ガイドリング１０８を貫通するとともに高さ位置規制部材１０９を横切って、トレミー管１０７を杭孔１０３の孔底に向けて挿入する。

次に、図８で示すように、トレミー管１０７を経由して杭孔１０３の内部にコンクリートＣを打設しながら、ポンプ１１０を用いて安定液Ａを汲み出す。コンクリートＣが杭孔１０３の孔底から打ち上がるとともに、コンクリートＣの上面にスライムＳが堆積する。スライムＳは安定液Ａ、土砂、コンクリートＣが混在した設計強度を満たさない不良コンクリートであり、コンクリートＣよりも比重が軽いため、コンクリートＣの上面に堆積する。なお、ここでいうコンクリートＣの上面とは、コンクリートＣとスライムＳとの境界を指すが、この境界は明確に認識されるものではなく、便宜的に図示するものである。

次に図９で示すように、杭孔１０３に建て込まれた表層ケーシング１０５の内部に、設計高Ｙ（図１０に示す）にスライムＳの見込み量を含む余盛りを加算した余盛り高までコンクリート打設する。この工程で、鉄筋籠１０６の上端部にマークを付すこと等によって、余盛り高の目安にすると良い。

設計高Ｙは、設計天端高Ｔよりも上側である。これは、コンクリートＣのブリージングを考慮したものであり、具体的には例えば１００〜１５０ｍｍ上側である。あるいは図示はしなかったが、ブリージング以外のその他の施工条件を考慮して設計高Ｙは、設計天端高Ｔと略同じ高さになる。これにより、コンクリートＣの上面が、設計天端高Ｔよりも上側になる。また、スライムＳも設計天端高Ｔよりも上側になる。

次に図１０で示すように、コンクリートＣおよびスライムＳが硬化しないうちに、表層ケーシング１０５を所定の高さまで引き上げる。具体的には、表層ケーシング１０５の下端が設計天端高Ｔに一致するまで表層ケーシング１０５を細い矢印の向きに引き上げる。あるいは図示はしなかったが、設計高Ｙと設計天端高Ｔとの間に位置する高さに一致するまで引き上げる。このとき、コンクリートＣが、太い矢印で示すように、杭孔１０３の径方向外方へ広がるとともに、コンクリートＣの上面が下方へ沈下するが、十分に余盛りを加算してあるため、コンクリートＣの上面が設計高Ｙよりも下方へ沈下することはない。

次に図１１で示すように、コンクリートＣおよびスライムＳが硬化しないうちに、表層ケーシング１０５内にスライム除去バケット１０を吊り込み、上方からゆっくりと静かに下降させる。この際にスライム除去バケット１０は、ガイドリング１０８の上端開口に受け入れられて、鉄筋籠１０６に引っ掛かることがない。そしてスライム除去バケット１０は、ガイドリング１０８の下端開口から鉄筋籠１０６の内部に円滑に進入することができる。

スライム除去バケット１０のバケット本体１１は鋼製であり、スライムＳよりも比重が大きい。またバケット本体１１の底部の開口１２は全開にされている。したがってスライム除去バケット１０は自重でスライムＳの中をゆっくりと沈下し、図１２に示すようにスライム除去バケット１０の下端縁１５が高さ位置規制部材１０９に当接する。かくしてスライムＳはバケット本体１１に取り込まれる。なお高さ位置規制部材１０９に代えて、表層ケーシング１０５の上端縁からバケット本体１１の上端縁までの距離を管理してもよい。

次にクレーンのフック１１１からリング３４を外し、代わりに図１２で示すように閉ワイヤー３２のリング３４を引っ掛け、一方側および他方側のリング３４を同時に引き上げる。そうすると左右一対の底扉２１，２１は、堆積した周囲のコンクリートＣを乱さないように上下に切り分け、開口１２を閉塞する。

次に図１３で示すように、底扉２１，２１を全閉位置にしたまま、スライム除去バケット１０を引き上げて、スライムＳを搬出する。この際にスライム除去バケット１０は、カエリ１３によって表層ケーシング１０５に引っ掛かることなく円滑に上昇することができる。図１１〜図１３に示す前述した工程を１回ないし数回繰り返すことにより、殆どのスライムＳが杭孔１０３から除去される。本実施形態のスライム除去バケット１０は余盛りコンクリートキャッチャーとも称する。

次に図１４で示すように、クレーンを用いてガイドリング１０８を表層ケーシング１０５内部から搬出し、次いで表層ケーシング１０５を撤去する。この結果、杭頭処理が完了する。杭頭処理の完了後は、コンクリートＣの硬化を待つ。

本実施形態の杭頭処理工法によれば、スライム除去バケット１０を用いることから、杭孔１０３に作業員が入って作業員の手でスライムＳを取る作業が解消され、安全性において有利である。

また本実施形態の杭頭処理工法によれば、底扉２１が複数本のワイヤー２２を面状に配列したものであるから、底扉２１の清掃が容易となり、従来のすだれ状のシャッターと比較して、メンテナンス性に優れる。

また本実施形態の杭頭処理工法によれば、複数本のワイヤー２２が底扉２１の開閉方向に延びることから、コンクリートＣ内あるいはスライムＳ内で底扉２１の開閉する際に、従来のすだれ状のシャッターと比較して摩擦抵抗を小さくすることができる。

次に図１５に示す平面図を参照して、本発明の変形例になるスライム除去バケットの底扉を説明する。この変形例につき、上述した実施形態と共通する構成については同一の符号を付して説明を省略し、異なる構成について以下に説明する。この変形例では、複数本のワイヤー２２を、間隔を空けて平行に配列する。ワイヤー２２の間隔はワイヤー２２の直径の０倍〜１０倍、より好ましくは１〜５倍、の範囲に含まれる値であればよい。そして隣り合うワイヤー２２，２２間に屈曲可能な布材２５を張り渡す。なおワイヤー２２の間隔が大きくなる程、布材２５にスライムＳの圧力がかかる上、布材２５が破損するリスクが大きくなる。

布材２５は、複数本のワイヤー２２のうち、最も一方側のワイヤー２２ａと、最も他方側のワイヤー２２ｂとの間に掛け渡され、すべてのワイヤー２２の上側に敷設される。布材２５は、スライムＳの通過を規制し、水の通過を許容するものである。布材２５の材質は例えば、土のう袋と同様であり、１〜９ｍｍ太さのポリエチレン製の繊維糸を１〜９ｍｍ間隔で編んだものである。

以上、図面を参照してこの発明の実施の形態を説明したが、この発明は、図示した実施の形態のものに限定されない。図示した実施の形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。

この発明になるスライム除去バケットは、土木施工において有利に利用される。

１０スライム除去バケット、１１バケット本体、１２開口、１２ｄ，１２ｐ辺、１３カエリ、１４底壁、１５下端縁、１６内壁、１７円筒ガイド、１８ブラケット、２１底扉、２２，２２ａ，２２ｂワイヤー、２３開側底枠部材、２４閉側底枠部材、２５布材、３１開ワイヤー、３２閉ワイヤー、３３，３４リング、３５円盤ガイド、３６，３７ストッパ、１０１ケリーバー、１０２掘削バケット、１０３杭孔、１０４配管、１０５表層ケーシング、１０６鉄筋籠、１０７トレミー管、１０８ガイドリング、１０９高さ位置規制部材、１１０ポンプ、１１１フック、Ａ安定液、Ｃコンクリート、Ｓスライム、Ｔ設計天端高、Ｙ設計高。

Claims

底部に開口を有する筒状のバケット本体と、
前記バケット本体の底部に設けられて、前記開口を閉塞する底扉と、
前記バケット本体に設けられて、前記底扉を所定の開閉方向にスライド移動させる底扉開閉手段とを備えるバケットにおいて、
前記底扉は、前記所定の開閉方向に延びる複数本の綱で構成されることを特徴とする、スライム除去バケット。
前記複数本の綱は、前記所定の開閉方向と平行に延び、
前記底扉は、前記所定の開閉方向と直交して延びる部材であって前記複数本の綱の開方向の端部同士を固定して、これら綱を同一面に沿って互いに平行に配列した状態に保持する開側底枠部材と、
前記開閉方向と直交して延びる部材であって前記複数本の綱の閉方向の端部同士を固定して、これら綱を同一面に沿って互いに平行に配列した状態に保持する閉側底枠部材とを有する、請求項１に記載のスライム除去バケット。
前記底扉開閉手段は、
前記底扉を前記開口に沿ってスライド移動可能に案内する案内部材と、
前記底扉が前記開口を閉塞する全閉位置と、前記底扉が前記開口を全開する全開位置との間に前記底扉の変位を規制するストッパと、
前記底扉から底扉の開方向へ延びる開ワイヤーと、
前記底扉から底扉の閉方向へ延びる閉ワイヤーとを有する、請求項１または２に記載のスライム除去バケット。
前記開ワイヤーおよび前記閉ワイヤーの双方は、バケット本体の上部に設けられて上下方向に貫通する孔に通される、請求項３に記載のスライム除去バケット。
前記底扉は、前記複数本の綱間に張り渡された布材をさらに含む、請求項１〜４のいずれかに記載のスライム除去バケット。
前記開口は、前記バケット本体の下面中央部に設けられ、
前記バケット本体の下面周縁部は、前記バケット本体の下端縁から前記開口に向かって徐々に高くなる傾斜面を構成する、請求項１〜５のいずれかに記載のスライム除去バケット。
場所打ちコンクリート杭の杭孔の内部に、設計高にスライム見込み量を含む余盛りを加算した余盛り高までコンクリート打設する工程と、
請求項１〜６のいずれかに記載のスライム除去バケットを、前記底部の開口を開いたまま前記余盛りに沈下させ、前記余盛りをスライム除去バケット内部に取り込む工程と、
前記底扉で前記開口を閉塞し、前記スライム除去バケットを引き上げる工程とを実行する、スライム除去バケットを用いた杭頭処理工法。
上端および下端にそれぞれ開口を有する漏斗形状であって、前記漏斗形状の上端開口が場所打ちコンクリート杭の杭孔の内部に建て込まれる鉄筋籠の直径よりも大きく、前記漏斗形状の下端開口が前記鉄筋籠の直径よりも小さく、スライム除去バケットを前記鉄筋籠の内部に導くガイド部材を、前記鉄筋籠の上端に差し込んで設置する工程を、前記余盛りをスライム除去バケット内部に取り込む工程よりも前に実行する、請求項７に記載の杭頭処理工法。