JP7486705B2

JP7486705B2 - 拡大掘削装置および拡大掘削方法

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Publication number: JP7486705B2
Application number: JP2020155052A
Authority: JP
Inventors: 政俊坂本; 清昭谷; 憲一矢幡; 秀人佐藤; 和徹宮本; 政則前西; 哲人丸井; 衛斉藤
Original assignee: Sanwa Kizai Co Ltd
Current assignee: Sanwa Kizai Co Ltd
Priority date: 2020-09-16
Filing date: 2020-09-16
Publication date: 2024-05-20
Anticipated expiration: 2040-09-16
Also published as: JP2022049040A

Description

本発明は、拡大掘削装置および拡大掘削方法に係るものである。

従来、ケーシングの軸心に対して交差方向に拡大アームを出入りさせて拡大穴を掘削する方法は、公知である（特許文献１参照）。
また、従来、円筒状のバケットの一部を縦軸心に回動自在に構成して、この回動部分を拡大翼とした構成も、公知である（特許文献２参照）。
また、従来、拡大穴の斜面部を掘削する拡大翼を有して構成する斜面掘削ヘッドと、縦穴の軸心に対して交差方向に移動する拡大アームを有して構成する立上がり掘削ヘッドとを交換自在に構成し、円錐状の拡大穴の下部に円柱状の立上がり穴を掘削する方法は、公知である（特許文献３参照）。

特開２０１４－１４８８３３号公報特開２０１３－５３４６９号公報特開２０１８－６６２０１号公報

前記公知例のうち特許文献１のものは、拡大アームの掘削面積の上下幅を十分に取れないので、拡大アームを拡開させて掘削し、掘削が終了すると、一旦、拡大翼アームを縮小させて縦穴内を下降させて拡大アームを拡開させて掘削し、これを反復して所望の縦長さの球根となるように、地盤を掘削する。そのため、掘削作業時間が長くなるという課題がある。
前記公知例のうち特許文献２のものは、バケットの長さを長くすることにより、拡大翼の上下長さを十分確保して、特許文献１の課題はある程度解決しているが、拡大翼を縦軸回動させるので、拡大翼の掘削長が長くなり、そのため、掘削面圧が低下し、適用地盤が限られるという課題がある。
前記公知例のうち特許文献３のものは、掘削ヘッドの地盤に対する食い込み力を大きくして、特許文献２の掘削面圧の低下の課題はある程度解決しているが、斜面掘削ヘッドと立上がり掘削ヘッドとを交換する必要があり、掘削作業が面倒であるという課題がある。
本願は、拡大掘削装置の構成を工夫することにより、適用地盤の範囲を広く保持したまま、掘削作業時間の短縮化を図ったものである。

請求項１の発明は、ケーシングＫの内周面に当接してケーシングＫと固定状態とする保持固定装置１５を設け、該保持固定装置１５に、地盤Ｗに縦穴６よりも大径の円錐状の斜面部１１と斜面部１１の下方の円柱状の立上がり穴部３５とを有する拡大穴８を掘削する拡大ヘッドＨの上部を取付け、該拡大ヘッドＨは、横軸芯の取付軸２３により回動自在であって拡大穴８の斜面部１１および立上がり穴部３５を掘削する拡大翼１２と、縦穴６の穴底面３１の中央に固定状態で位置して拡大ヘッドＨの下側部分を支持する下側支持部材３０とを設け、下側支持部材３０は拡大翼１２を拡大させた状態で、拡大掘削装置１０とケーシングＫとを駆動回転させたまま、所定高さまで上昇させて、拡大穴８の拡径状態の斜面部１１の下部に斜面部１１の最大径と同径の円柱状の立上がり穴部３５を掘削する際に、下側支持部材３０の支持体３２が縦穴６の底部の所定部分に当接して支持する構成とし、前記下側支持部材３０は、地盤Ｗの縦穴６の底部の所定部分に当接する支持体３２に、拡大ヘッドＨのフレーム２１の下部に取付ける取付部材３４を設けて構成し、取付部材３４は拡大ヘッドＨの高さ位置に応じて伸縮する構成とした拡大掘削装置としたものである。
請求項２の発明は、取付部材３４は拡大ヘッドＨのフレーム２１の下部側に取付ける上側筒３７と、上側筒３７に対して上下自在に設けた下側筒３８とにより構成し、下側筒３８の下部に支持体３２を設けた拡大掘削装置としたものである。
請求項３の発明は、取付部材３４は、所定条件において、下側筒３８を上側筒３７に対して所定範囲内において自重で伸縮可能に構成すると共に、縦穴６からの拡大掘削装置１０の引き上げに伴って上側筒３７に牽引されて下側筒３８が上側筒３７と共に上昇する構成とした拡大掘削装置としたものである。
請求項４の発明は、下側支持部材３０は、地盤Ｗの縦穴６の底部の所定部分に当接する支持体３２に、拡大ヘッドＨのフレーム２１の下部に取付ける取付部材３４を設けて構成し、取付部材３４の上側筒３７に対して下側筒３８を伸縮する構成とし、支持体３２の側部に設けた当接体４２をリンク機構４３により出入り自在に構成し、下側支持部材３０の下面が縦穴６の穴底面３１へ当接すると、当接体４２は縦穴６の底部内壁に当接する構成とした拡大掘削装置としたものである。
請求項５の発明は、下側支持部材３０は、地盤Ｗの縦穴６の底部の所定部分に当接する支持体３２に、拡大ヘッドＨのフレーム２１の下部に取付ける取付部材３４を設けて構成し、取付部材３４の上側筒３７に対して下側筒３８を伸縮する構成とし、取付部材３４の上側筒３７内に下側筒３８を伸縮させる伸縮シリンダ４９を設けた拡大掘削装置としたものである。
請求項６の発明は、伸縮シリンダ４９はケーシングＫを地盤Ｗに圧入するケーシング回転圧入装置１のケーシング昇降機構と連動して伸縮する構成とした拡大掘削装置としたものである。
請求項７の発明は、拡大翼１２の内側に、拡大穴８の立上がり穴部３５の下端と残土回収用縦穴５２の上端との間の平面部５１に堆積している土砂を掃き出す摺接部材５０を設けた拡大掘削装置としたものである。
請求項８の発明は、地盤Ｗにケーシング回転圧入装置１によりケーシングＫを圧入し、縦穴掘削装置５によりケーシングＫと同径であって所定深度の縦穴６を掘削し、この縦穴６に拡大穴８を掘削する拡大翼１２を有する拡大掘削装置１０を挿入し、拡大掘削装置１０の保持固定装置１５により拡大ヘッドＨをケーシングＫに固定保持し、拡大ヘッドＨの下部の下側支持部材３０の支持体３２を縦穴６の底部の所定部分に当接させて固定保持し、この状態で、ケーシング回転圧入装置１により駆動回転するケーシングＫと共に拡大ヘッドＨを駆動回転させ、駆動回転中の拡大ヘッドＨの拡大翼１２を横軸心の取付軸２３中心に横軸回動させてケーシングＫの外径より外側に拡開させて円錐状の斜面部１１を掘削し、次に、拡大翼１２が外側拡開状態のまま前記縦穴６の穴底面３１より所定間隔置いた所定高さ位置まで上昇させて、拡大穴８の円錐状の斜面部１１の下方に斜面部１１の最大径と同径の円柱状の立上がり穴部３５を連続掘削する拡大掘削方法としたものである。

請求項１の発明では、拡大ヘッドＨは拡大翼１２と拡大ヘッドＨの下側部分を支持する下側支持部材３０とを設けているので、拡大ヘッドＨは下側支持部材３０と保持固定装置１５とにより上下二箇所で支持され、拡大ヘッドＨの回転中の軸心がぶれるのを抑制し、拡大穴８の掘削精度の低下を抑制でき、しかも、下側支持部材３０は円柱状の立上がり穴部３５を掘削する際も、拡大ヘッドＨの下部を支持するので、拡大掘削装置１０とケーシングＫを駆動回転させたまま、拡大掘削装置１０とケーシングＫとを所定高さまで徐々に上昇させることができ、同じ拡大ヘッドＨを使用しながら拡大穴８の斜面部１１の掘削のみならず、円柱状の立上がり穴部３５の掘削も連続して行うことができ、拡大穴８の掘削作業を容易にし、作業効率を向上させることができる。
また、下側支持部材３０は、地盤Ｗの縦穴６の穴底面３１に係合する支持体３２に、拡大ヘッドＨのフレーム２１の下部に取付ける取付部材３４を設けて構成し、取付部材３４は拡大ヘッドＨの高さ位置に応じて伸縮するので、下側支持部材３０は円柱状の立上がり穴部３５を掘削する際の、拡大掘削装置１０とケーシングＫとを上昇させているときも、拡大ヘッドＨの下部を支持することができ、同じ拡大ヘッドＨを使用しながら拡大穴８の斜面部１１の掘削のみならず、円柱状の立上がり穴部３５の掘削も連続して行うことができ、拡大穴８の掘削作業を容易にし、作業効率を向上させることができる。
請求項２の発明では、取付部材３４は、拡大ヘッドＨのフレーム２１の下部側に取付ける上側筒３７と、上側筒３７に対して上下自在に設けた下側筒３８とにより構成し、下側筒３８の下部に支持体３２を設けているので、縦穴６の穴底面３１に支持体３２を係合させたまま下側筒３８に対して上側筒３７を拡大ヘッドＨの上昇に対応させて上昇させることができ、同じ拡大ヘッドＨを使用しながら拡大穴８の斜面部１１の掘削のみならず、円柱状の立上がり穴部３５の掘削も連続して行うことができ、拡大穴８の掘削作業を容易にし、作業効率を向上させることができる。
請求項３の発明では、取付部材３４は、所定条件において、下側筒３８を上側筒３７に対して所定範囲内において自重で伸縮可能に構成しているので、立上がり穴部３５の掘削のための拡大ヘッドＨの上昇に対応させて支持体３２の縦穴６の穴底面３１への係合状態を確実に保持させたまま、拡大ヘッドＨを上昇させることができる。
請求項４の発明では、下側支持部材３０は、支持体３２の側部に設けた当接体４２をリンク機構４３により出入り自在に構成しているので、当接体４２は下側支持部材３０を縦穴６の穴底面３１へ当接させると、縦穴６の内壁に当接し、拡大ヘッドＨの下部を支持することができる。
請求項５の発明では、取付部材３４の上側筒３７内に下側筒３８を伸縮させる伸縮シリンダ４９を設けているので、伸縮シリンダ４９を伸長させることにより、縦穴６の穴底面３１に支持体３２を係合させたまま下側筒３８に対して上側筒３７を拡大ヘッドＨの上昇に対応させて上昇させることができ、同じ拡大ヘッドＨを使用しながら拡大穴８の斜面部１１の掘削のみならず、円柱状の立上がり穴部３５の掘削も連続して行うことができ、拡大穴８の掘削作業を容易にし、作業効率を向上させることができる。
請求項６の発明では、伸縮シリンダ４９はケーシング回転圧入装置１のケーシング昇降機構と連動させているので、立上がり穴部３５の掘削のための拡大ヘッドＨの上昇に対応させて下側支持部材３０の取付部材３４の上側筒３７を伸縮シリンダ４９により上昇させることができ、下側支持部材３０による拡大ヘッドＨの支持を確実に行うことができる。
請求項７の発明では、拡大翼１２の内側に拡大穴８の立上がり穴部３５の下端と残土回収用縦穴５２の上端との間の平面部５１に堆積している土砂を掃き出す摺接部材５０を設けていて、拡大穴８の平面部５１の上面を美麗にできるため、残留土砂のない良質なコンクリート杭を造成することができる。
請求項８の発明では、拡大翼１２が外側拡開状態のまま前記縦穴６の穴底面３１より所定間隔置いた所定高さ位置まで上昇させて、拡大穴８の円錐状の斜面部１１の下方に円柱状の立上がり穴部３５を連続掘削することができ、拡大穴８の掘削作業を容易にし、作業効率を向上させることができる。

拡大掘削装置の拡大穴掘削状態の断面図。保持固定装置部分の断面図。下側支持部材の断面図。拡大穴の立上がり穴部の掘削状態の断面図。下側支持部材の他の実施形態の断面図。下側支持部材の他の実施形態の断面図。縦穴掘削状態断面図。ケーシング回転圧入装置と拡大掘削装置の挿入状態の断面図。ケーシング回転圧入装置と拡大掘削装置の着底状態の断面図。拡大掘削装置の拡大穴掘削開始状態の断面図。拡大掘削装置の拡大穴の立上がり穴部の掘削状態までの断面図。拡大掘削装置を下降させた状態の断面図。拡大翼を格納させた状態の断面図。下側支持部材と底浚バケットの交換図。底浚バケットの排土状態図。ハンマークラブによる排土状態図。

本発明の拡大掘削方法および該方法を実施する装置の一実施形態を図により説明する。１はケーシング全旋回型のケーシング回転圧入装置であり（図１）、ケーシング回転圧入装置１は地盤Ｗ上に設置してケーシングＫを地盤Ｗに圧入する。
ケーシング回転圧入装置１は、ケーシングＫを地盤Ｗに圧入できればよく、構成は任意であり、ベースフレームとベースフレームに対して昇降する昇降フレームとケーシングＫを固定状態に保持するケーシング固定機構と、ケーシング固定機構により固定したケーシングＫを駆動回転させるケーシング駆動回転機構と、ケーシングＫを昇降させるケーシング昇降機構とを設け、ケーシング固定機構により固定したケーシングＫをケーシング駆動回転機構により駆動回転させながら、ケーシング昇降機構により下降させて地盤Ｗに圧入する。

ケーシングＫ内には、ベースマシン２のブーム３から垂下するワイヤー４により吊設した縦穴掘削装置５を挿入し、縦杭用の縦穴６を掘削する。
縦穴掘削装置５は縦杭用の縦穴６を掘削できればよく、その構成は任意であり、その一例を示すと、ハンマークラブ等により構成している。
次に、縦穴６の直径に対して大径の拡大穴８を拡大掘削する拡大掘削装置１０を、ワイヤー４により吊設して縦穴６に挿入し、拡大掘削装置１０の拡大ヘッドＨにより下方に至るに従い大径となる円錐状の拡大穴８の斜面部１１の拡大掘削を行う。
拡大掘削装置１０の構成は、下方に至るに従い大径となる円錐状の拡大穴８の斜面部１１を拡大掘削できるように、拡大ヘッドＨを、横軸回動する拡大翼１２を有して構成すればよく、他の構成は任意であるが、以下、一例を示す。

拡大掘削装置１０は、該拡大掘削装置１０を、上部にケーシングＫの内周面に固定する保持固定装置（グリッパー）１５を設ける（図１、２）。保持固定装置１５の構成は任意であるが、グリッパーフレーム１６の上側にベースマシン２のブーム３のワイヤー４の先端を接続する取付部１７を設ける。グリッパーフレーム１６にはグリッパーフレーム１６に対して放射方向に出入りする当接体１８を周方向に複数設けて構成する。保持固定装置１５は、当接体１８を出入りシリンダ１９によりケーシングＫの内面に押し付けて拡大ヘッドＨをケーシングＫと一体駆動回転させる（図１）。
保持固定装置１５のグリッパーフレーム１６の下部には、拡大ヘッドＨの取付用の継ぎ手２０を取付ける（図１）。

前記継ぎ手２０には、拡大ヘッドＨのフレーム２１を取付ける。フレーム２１は一対の板部材２２を有して構成し、一対の板部材２２に掛け渡すように横軸心の取付軸２３を設け、取付軸２３に前記拡大翼１２の上部を回動自在に取付ける。
拡大翼１２は上下方向に所定長さを有して形成し、拡大翼１２の外面側に掘削体（掘削ビット）２４を長さ方向に所定間隔をおいて複数並設する（図１）。複数の掘削体２４のうちの一部は、少なくとも、ケーシングＫの回転軸心に対して交差方向に突出するように、拡大翼１２の外面側に長さ方向に並設すると、拡大翼１２が取付軸２３中心で横軸回動することと相俟って、拡大翼１２の単位面積当たりの切削面の面圧を上げることができ、硬質の地盤の掘削を可能とし、適用地盤の範囲を拡大することができる。

拡縮用シリンダ２５は伸長すると、拡大翼１２を取付軸２３を中心に外回動させて、拡大翼１２をケーシングＫの外径より外側に位置する下広がり状態に傾斜拡大させる。拡縮用シリンダ２５を縮小させると、拡大翼１２をケーシングＫ内に格納させる。
拡大ヘッドＨのフレーム２１の下部には、下側支持部材３０を設ける。下側支持部材３０は下部に縦穴６の穴底面３１の中央に当接して支持する支持体３２を設け、上部には拡大ヘッドＨのフレーム２１の下部の継ぎ手３３に取付ける取付部材３４を設けて構成している。
下側支持部材３０は拡大ヘッドＨを縦穴６に挿入すると、下側支持部材３０の支持体３２が縦穴６の底部の所定部分に当接して支持する構成とする。
支持体３２が支持する構成は任意であり、例えば、拡大ヘッドＨを縦穴６に挿入すると、下側支持部材３０の支持体３２の下面が穴底面３１の上面に当接係合すると共に、支持体３２の側面３２Ａと縦穴６の内壁の間に土砂Ｄが入って拡大ヘッドＨの下部を下側支持部材３０により支持する（図３Ｂ）。
そして、支持体３２が縦穴６の底部に当接係合し、この状態で、保持固定装置１５の当接体１８を出入りシリンダ１９によりケーシングＫの内面に押し付けることにより、拡大ヘッドＨは下側支持部材３０の支持体３２と保持固定装置１５の当接体１８との上下二箇所で支持される。

そのため、上下二箇所で支持された状態で拡大翼１２を回転させながら上方回動させて円錐状の斜面部１１を拡大掘削するので、拡大ヘッドＨの回転中の軸心がぶれるのを抑制し、拡大穴８の掘削精度の低下を抑制する。
そして、詳細は後述するが、拡大ヘッドＨの拡大翼１２を拡大させた状態で、拡大掘削装置１０とケーシングＫを駆動回転させたまま、拡大掘削装置１０とケーシングＫとを所定高さまで徐々に上昇させ、拡大穴８の斜面部１１の下部にこのときの斜面部１１の最大径と同径の円柱状の立上がり穴部３５を掘削する。
すなわち、拡大穴８の底部の直径は、ケーシングＫの外径よりやや大きい円錐形状から、拡大翼１２が機械的に最も拡大させて掘削した円錐形状の掘削径まで掘削可能であり、地盤状況に応じて予め設定した直径となるように拡大穴８の斜面部１１を掘削し、これに対応させて拡大穴８の斜面部１１の下部にこのときの斜面部１１の最大径と同径の円柱状の立上がり穴部３５を掘削する。

したがって、拡大ヘッドＨを、拡大穴８の上部の斜面部１１を掘削する横軸回動の拡開する拡大翼１２のみで拡大ヘッドＨを構成でき、拡大穴８の上部の斜面部１１と下部の立上がり穴部３５とを、連続の一工程にて掘削できて、作業効率を向上させることができると共に、拡大掘削装置１０の小型軽量化が図れる。
この場合、下側支持部材３０は、立上がり穴部３５を掘削する際に、拡大掘削装置１０とケーシングＫとを所定高さまで上昇させている間も、縦穴６の底部の所定部分に支持体３２を係合させて拡大ヘッドＨの下部を支持する構成とする。
支持体３２による支持構成は任意であるが、一例を示すと、取付部材３４を上側筒３７と下側筒３８との二重筒構成とし、上側筒３７と下側筒３８とは伸縮自在に構成し、かつ、拡大掘削装置１０を縦穴６から引き抜くときは下側筒３８は上側筒３７により牽引されて拡大ヘッドＨと共に上動する構成とする。

すなわち、拡大ヘッドＨを縦穴６に挿入すると、下側支持部材３０の支持体３２が縦穴６の底部の所定部分に当接係合すると共に、支持体３２の側面３２Ａと縦穴６の内壁の間に土砂Ｄが入って拡大ヘッドＨの下部を下側支持部材３０により支持し、この状態で、保持固定装置１５の当接体１８をケーシングＫに当接固定すると、拡大ヘッドＨは保持固定装置１５と下側支持部材３０とにより上下二箇所で支持され、拡大ヘッドＨが立上がり穴部３５を掘削するために、拡大掘削装置１０とケーシングＫとを所定高さまで上昇させている間は、拡大掘削装置１０の上昇に対応させて取付部材３４の下側筒３８を伸長させて、縦穴６の穴底面３１への支持体３２の係合状態を保持する。

この場合、取付部材３４の上側筒３７に対する下側筒３８の伸縮構成は任意であり、図３の構成では、拡大掘削装置１０が上昇すると、支持体３２を穴底面３１上に自重で位置させつつ、取付部材３４の下側筒３８に対して上側筒３７を伸長させ、支持体３２を穴底面３１上に残したまま、拡大掘削装置１０が上昇させる。
そして、立上がり穴部３５を掘削形成後、拡大翼１２を閉翼させて、拡大掘削装置１０を上昇させると、下側筒３８側の長孔３９Ａと上側筒３９側のストッパー３９Ｂの作用により、下側支持部材３０は拡大ヘッドＨと共に上昇する。

また、図５は、下側支持部材３０の他の実施形態を示し、取付部材３４の上側筒３７に対して下側筒３８を伸縮する構成とし、支持体３２の側部に設けた当接体４２をリンク機構４３により出入り自在に構成し、下側支持部材３０を縦穴６の穴底面３１へ載置すると、当接体４２が縦穴６の内壁に当接すると共に、支持体３２の下面が縦穴６の穴底面３１へ当接係合して拡大ヘッドＨの下部の支持状態を保持する構成としている。
支持体３２は上側フレーム４４と下側フレーム４５に上下に分割形成し、下側フレーム４５に下側筒３８の下部を取付け、上側フレーム４４は下側筒３８に対して上下自在に取付け、上側フレーム４４に上側筒３９側を固定する。これにより、取付部材３４の上側筒３７に対する下側筒３８の伸縮に伴って、上側フレーム４４と下側フレーム４５とが相対的に上下する。

支持体３２の当接体４２はリンク機構４３を介して支持体３２の上側フレーム４４と下側フレーム４５とに取付け、下側支持部材３０が拡大ヘッドＨ側に吊設されているときは下側フレーム４５が上側フレーム４４に対して下降し、当接体４２を縦穴６の内壁より内側に位置させて格納させておき、下側支持部材３０の支持体３２の下側フレーム４５を穴底面３１上に載置すると、下側フレーム４５上に上側フレーム４４が自重で載って、リンク機構４３が開き当接体４２を拡大移動させて縦穴６の内壁面に当接させ、拡大ヘッドＨの下部を支持する。
なお、拡大穴８の掘削が終了して、拡大ヘッドＨを上昇させると、長孔３９Ａとストッパー３９Ｂの作用により、取付部材３４の上側筒３７により下側筒３８を牽引し、さらに、支持体３２の下側フレーム４５を上側フレーム４４が牽引し、下側支持部材３０は拡大ヘッドＨと共に上昇する。

また、図６は、取付部材３４の上側筒３７に対して下側筒３８を伸縮させる他の実施形態を示し、取付部材３４の上側筒３７に対して下側筒３８を伸縮する構成としつつ、取付部材３４の上側筒３７と下側筒３８との間に伸縮シリンダ４９を設け、伸縮シリンダ４９をケーシング回転圧入装置１のケーシング昇降機構によるケーシングＫの上昇に対応させて伸縮させて、縦穴６の穴底面３１への支持体３２の係合状態を保持する構成としている。
５０は拡大翼１２の内側に設けた摺接部材であり、拡大穴８の立上がり穴部３５の下端と残土回収用縦穴５２の上端との間の平面部５１に堆積している土砂を残土回収用縦穴５２に回収するもので、拡大翼１２と一体回転して平面部５１上を掃いて摺接する。
摺接部材５０は、平面部５１の堆積している土砂を掃いて除去できればよく、図１の摺接部材５０はワイヤブラシにより構成しているが、板部材（硬質ゴム板等）により構成してもよい。

５５は底浚バケットであり、残土回収用縦穴５２内の残土を回収排土する。底浚バケット５５は上面に取付部材５６を設け、下側支持部材３０に代えて取付部材５６により拡大ヘッドＨのフレーム２１の下部に取付ける。
拡大穴８の掘削工程を説明すると、ケーシング回転圧入装置１によりケーシングＫを地盤Ｗに圧入し、圧入したケーシングＫ内に縦穴掘削装置（ハンマークラブ等）５を挿入して、所定径であって所定深度の縦杭用の縦穴６を掘削し、一旦、ケーシングＫを縦穴６の穴底面３１より所定高さまで上昇させ、この状態で、縦穴６の直径に対して大径の拡大穴８を拡大掘削する拡大掘削装置１０を、ワイヤー４により吊設して縦穴６に挿入する。

次に、拡大翼１２の下端が縦穴６の穴底面３１より所定高さ上方に位置するようにし、拡大翼１２の下部を取付軸２３中心に徐々に上方回動させながら駆動回転させて拡大穴８の斜面部１１を掘削する。
拡大翼１２の下部を取付軸２３中心に予め設定した所定角度まで回動させて、拡大穴８を掘削すると、縦穴６の穴底面３１より上方に所定高さに掘削された残土回収用の残土回収用縦穴５２の上端より上方に拡大穴８の斜面部１１が掘削される。
次に、拡大翼１２を予め設定した所定角度まで拡大させた状態で、拡大掘削装置１０とケーシングＫを駆動回転させたまま、拡大掘削装置１０とケーシングＫとを所定高さまで徐々に上昇させ、拡大穴８の斜面部１１の下部に斜面部１１の最大径と同径の円柱状の立上がり穴部３５を掘削する。

すなわち、本願の拡大掘削装置１０は、拡大ヘッドＨの下部を下側支持部材３０により支持しているので、拡大翼１２を予め設定した所定角度まで拡大させた状態で、拡大掘削装置１０とケーシングＫを駆動回転させたまま、拡大掘削装置１０とケーシングＫとを所定高さまで上昇させて、円柱状の立上がり穴部３５の掘削が可能となる。
したがって、拡大ヘッドＨを、拡大穴８の上部の斜面部１１を掘削する拡大ヘッドＨのみで、拡大穴８の上部の斜面部１１と下部の立上がり穴部３５とを、連続工程にて掘削できるので、作業効率を向上させることができる。
なお、前記掘削工程中、適宜、拡大掘削装置１０を一旦縦穴６より引き出し、ハンマークラブ１３により残土回収用縦穴５２内の土砂を排土する。
また、拡大穴８の上部の斜面部１１と下部の立上がり穴部３５とを、複数回に分けて掘削する場合もあり、掘削順序工程も任意である。

（実施形態の作用）
本発明は上記構成であるので、ケーシング回転圧入装置１のケーシング固定機構によりケーシングＫを固定し、固定したケーシングＫをケーシング回転圧入装置１のケーシング駆動回転機構により駆動回転させながらケーシング昇降機構により下降させて地盤Ｗに圧入する。
次に、ベースマシン２のブーム３から垂下するワイヤー４により吊設したハンマークラブ等の縦穴掘削装置５をケーシングＫ内に挿入し、所定径であって所定深度の縦杭用の縦穴６を掘削する。

次に、縦穴６の直径に対して大径の拡大穴８の斜面部１１を有する拡大穴８を掘削する拡大ヘッドＨを装着した拡大掘削装置１０を、ワイヤー４により吊設して縦穴６に挿入する。
拡大掘削装置１０の拡大ヘッドＨは横軸芯の取付軸２３により回動自在に拡大翼１２を設けて構成しているので、拡大翼１２をケーシングＫの軸心を中心に縦軸駆動回転させて掘削し、掘削回転中に、拡大翼１２の下部を横軸心の取付軸２３中心に上方回動させて円錐状の斜面部１１を拡大掘削する。
次に、拡大翼１２を予め設定した所定角度に拡大させた状態で、拡大掘削装置１０とケーシングＫを駆動回転させたまま、拡大掘削装置１０とケーシングＫとを所定高さまで徐々に上昇させると、拡大穴８の斜面部１１の下部に斜面部１１の最大径と同径の円柱状の立上がり穴部３５が掘削形成される。

従来、円錐状の斜面部１１の下部に円柱状の立上がり穴部３５を掘削するには、斜面部を掘削する拡大翼と、水平方向に出入りする拡大掘削アームとを交換して、少なくとも２工程により掘削していた。
本発明では、拡大ヘッドＨのフレーム２１の下部に、縦穴６の底部の所定部分に当接して支持する支持体３２を有する下側支持部材３０を設け、下側支持部材３０は拡大ヘッドＨを所定高さ上昇させても支持可能に構成しているので、拡大翼１２を所定角度に拡大させて円錐状の斜面部１１を拡大掘削後に、そのまま、拡大掘削装置１０とケーシングＫを駆動回転させた状態で、拡大掘削装置１０とケーシングＫとを所定高さまで徐々に上昇させることができ、これにより、拡大穴８の斜面部１１の下部に斜面部１１の最大径と同径の円柱状の立上がり穴部３５を、連続掘削形成することができる。

したがって、本発明では、拡大翼１２を有する拡大ヘッドＨにより、拡大穴８の斜面部１１の下部に斜面部１１の最大径と同径の円柱状の立上がり穴部３５を、連続掘削形成することができ、掘削作業工程を短くでき、作業効率を向上させられ、また、拡大翼１２を有する拡大ヘッドＨにより掘削装置のみを用意すればよく、掘削装置の構成を簡素にし、安価に提供できる。
すなわち、下側支持部材３０は拡大ヘッドＨを縦穴６に挿入すると、下側支持部材３０の支持体３２が縦穴６の底部の所定部分に当接係合し、この状態で、保持固定装置１５の当接体１８を出入りシリンダ１９によりケーシングＫの内面に押し付けることにより、拡大ヘッドＨは下側支持部材３０の支持体３２と保持固定装置１５の当接体１８との上下二箇所で支持されるので、拡大ヘッドＨの回転中の軸心がぶれるのを抑制し、拡大穴８の掘削精度の低下を抑制する。

下側支持部材３０は、縦穴６の穴底面３１に係合する支持体３２の上方に、下側支持部材３０を拡大ヘッドＨのフレーム２１に取付ける取付部材３４を設け、取付部材３４を上側筒３７と下側筒３８との二重筒構成とし、上側筒３７と下側筒３８とは互いに伸縮自在に構成しているので、拡大ヘッドＨが立上がり穴部３５を掘削するために、拡大掘削装置１０とケーシングＫとを所定高さまで上昇させると、拡大掘削装置１０の上昇に対応させて取付部材３４の下側筒３８を伸長させて、支持体３２が縦穴６の
７また、下側支持部材３０は、拡大掘削装置１０を縦穴６から引き抜くとき、下側筒３８は上側筒３７により牽引されて拡大ヘッドＨと共に上動する構成としているので、掘削作業終了後は単に拡大掘削装置１０を引き上げればよい。

また、図３の取付部材３４の上側筒３７に対する下側筒３８の伸縮構成の他の実施形態では、下側筒３８を上側筒３７に対して所定範囲内において自重で伸長可能に構成しているので、ケーシング回転圧入装置１のケーシング昇降機構により拡大掘削装置１０が上昇すると、取付部材３４の下側筒３８が自重で上側筒３７に対して伸長し、拡大掘削装置１０を縦穴６から引き抜くときは上側筒３７に牽引されて下側筒３８が一体上昇する。
そのため、下側支持部材３０の伸縮構成を簡素にでき、安価な掘削装置を提供できる。

また、取付部材３４の上側筒３７に対する下側筒３８の伸縮構成は、伸縮シリンダ４９の一端側を上側筒３７内に設け、伸縮シリンダ４９の他端側を下側筒３８側に取付け、伸縮シリンダ４９の伸縮をケーシング回転圧入装置１のケーシング昇降機構によるケーシングＫの昇降に対応させて、取付部材３４の下側筒３８を上側筒３７に対して伸縮させるので、縦穴６の底部の所定部分に当接した支持体３２の支持状態を保持して、下側支持部材３０は拡大ヘッドＨの下部を支持し、拡大ヘッドＨが立上がり穴部３５の掘削精度を維持する。

なお、拡大ヘッドＨの拡大翼１２により拡大穴８の斜面部１１を掘削中に、拡大穴８の斜面部１１の下端と残土回収用縦穴５２の上端との間の平面部５１に堆積している土砂は、拡大翼１２と共に回転する摺接部材５０により掃き飛ばされて残土回収用縦穴５２内に回収される。
前記掘削工程中、適宜、拡大掘削装置１０を一旦縦穴６より引き出し、ハンマークラブ１３により残土回収用縦穴５２内の土砂を排土する。
また、拡大穴８の立上がり穴部３５が掘削されると、拡大翼１２を格納して拡大掘削装置１０を縦穴６より引きあげ、底浚バケット５５を挿入して残土回収用縦穴５２内の残土を回収排土する。

１…ケーシング回転圧入装置、２…ベースマシン、３…ブーム、４…ワイヤー、５…縦穴掘削装置、６…縦穴、８…拡大穴、１０…拡大掘削装置、１１…斜面部、１２…拡大翼、１５…保持固定装置、１６…グリッパーフレーム、１７…取付部、１８…当接体、１９…出入りシリンダ、２０…継ぎ手、２１…フレーム、２２…板部材、２３…取付軸、２４…掘削体、２５…拡縮用シリンダ、２６…取付軸、３０…下側支持部材、３１…穴底面、３２…支持体、３４…取付部材、３５…立上がり穴部、３７…上側筒、３８…下側筒、４２…当接体、４３…リンク機構、４４…上側フレーム、４５…下側フレーム、４９…伸縮シリンダ、５１…平面部、５２…残土回収用縦穴、５５…底浚バケット、５６…取付部材。

Claims

ケーシングＫの内周面に当接してケーシングＫと固定状態とする保持固定装置１５を設け、該保持固定装置１５に、地盤Ｗに縦穴６よりも大径の円錐状の斜面部１１と斜面部１１の下方の円柱状の立上がり穴部３５とを有する拡大穴８を掘削する拡大ヘッドＨの上部を取付け、該拡大ヘッドＨは、横軸芯の取付軸２３により回動自在であって拡大穴８の斜面部１１および立上がり穴部３５を掘削する拡大翼１２と、縦穴６の穴底面３１の中央に固定状態で位置して拡大ヘッドＨの下側部分を支持する下側支持部材３０とを設け、下側支持部材３０は拡大翼１２を拡大させた状態で、拡大掘削装置１０とケーシングＫとを駆動回転させたまま、所定高さまで上昇させて、拡大穴８の拡径状態の斜面部１１の下部に斜面部１１の最大径と同径の円柱状の立上がり穴部３５を掘削する際に、下側支持部材３０の支持体３２が縦穴６の底部の所定部分に当接して支持する構成とし、前記下側支持部材３０は、地盤Ｗの縦穴６の底部の所定部分に当接する支持体３２に、拡大ヘッドＨのフレーム２１の下部に取付ける取付部材３４を設けて構成し、取付部材３４は拡大ヘッドＨの高さ位置に応じて伸縮する構成とした拡大掘削装置。
請求項１において、取付部材３４は拡大ヘッドＨのフレーム２１の下部側に取付ける上側筒３７と、上側筒３７に対して上下自在に設けた下側筒３８とにより構成し、下側筒３８の下部に支持体３２を設けた拡大掘削装置。
請求項１または請求項２において、取付部材３４は、所定条件において、下側筒３８を上側筒３７に対して所定範囲内において自重で伸縮可能に構成すると共に、縦穴６からの拡大掘削装置１０の引き上げに伴って上側筒３７に牽引されて下側筒３８が上側筒３７と共に上昇する構成とした拡大掘削装置。
請求項１～請求項３の何れかにおいて、下側支持部材３０は、地盤Ｗの縦穴６の底部の所定部分に当接する支持体３２に、拡大ヘッドＨのフレーム２１の下部に取付ける取付部材３４を設けて構成し、取付部材３４の上側筒３７に対して下側筒３８を伸縮する構成とし、支持体３２の側部に設けた当接体４２をリンク機構４３により出入り自在に構成し、下側支持部材３０の下面が縦穴６の穴底面３１へ当接すると、当接体４２は縦穴６の底部内壁に当接する構成とした拡大掘削装置。
請求項１～請求項３の何れかにおいて、下側支持部材３０は、地盤Ｗの縦穴６の底部の所定部分に当接する支持体３２に、拡大ヘッドＨのフレーム２１の下部に取付ける取付部材３４を設けて構成し、取付部材３４の上側筒３７に対して下側筒３８を伸縮する構成とし、取付部材３４の上側筒３７内に下側筒３８を伸縮させる伸縮シリンダ４９を設けた拡大掘削装置。
請求項５において、伸縮シリンダ４９はケーシングＫを地盤Ｗに圧入するケーシング回転圧入装置１のケーシング昇降機構と連動して伸縮する構成とした拡大掘削装置。
請求項１～請求項６の何れかにおいて、拡大翼１２の内側に、拡大穴８の立上がり穴部３５の下端と残土回収用縦穴５２の上端との間の平面部５１に堆積している土砂を掃き出す摺接部材５０を設けた拡大掘削装置。
地盤Ｗにケーシング回転圧入装置１によりケーシングＫを圧入し、縦穴掘削装置５によりケーシングＫと同径であって所定深度の縦穴６を掘削し、この縦穴６に拡大穴８を掘削する拡大翼１２を有する拡大掘削装置１０を挿入し、拡大掘削装置１０の保持固定装置１５により拡大ヘッドＨをケーシングＫに固定保持し、拡大ヘッドＨの下部の下側支持部材３０の支持体３２を縦穴６の底部の所定部分に当接させて固定保持し、この状態で、ケーシング回転圧入装置１により駆動回転するケーシングＫと共に拡大ヘッドＨを駆動回転させ、駆動回転中の拡大ヘッドＨの拡大翼１２を横軸心の取付軸２３中心に横軸回動させてケーシングＫの外径より外側に拡開させて円錐状の斜面部１１を掘削し、次に、拡大翼１２が外側拡開状態のまま前記縦穴６の穴底面３１より所定間隔置いた所定高さ位置まで上昇させて、拡大穴８の円錐状の斜面部１１の下方に斜面部１１の最大径と同径の円柱状の立上がり穴部３５を連続掘削する拡大掘削方法。