JPH02183083A - アースドリル工法による拡底杭用穴における拡底部分の掘削装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ この発明はアースドリル工法による拡底杭用穴における
拡底部分を掘削する装置の改良に関している。

［従来の技術］ 特公昭６２−４５９５４号公報はこの種の掘削装置の一
例を提供している。

この掘削装置は、ケース、ケースの下面に開閉可能に取
り付けられた底蓋と、ケース上で回転可能な拡大翼およ
び拡大翼と連動して動くスクレーバをもっている。

ケースは複数のケース部材から構成され、各々の部材は
円周上に間隔をおいて配置されている。

底蓋は、ケース部材によって形成される下部開口に配置
されているとともに、ケース部材のひとつに開閉可能に
取り付けられている。拡大翼は、ケース部材の間のすき
間の各々に配置され、ケースの直径に関連する第一の位
置と、掘削しようとする拡底杭用穴の直径に関連する第
二の位置との間の移動をなすことができ、最外側の側縁
にカッタアレイを具備している。拡大翼の移動は、たと
えば、油圧シリンダによってなされている。スクレーバ
は、拡大翼が第二の位置から第一の位置に向かうにつれ
て拡大翼に近すいて、拡大翼とともに前記すき間をとじ
、拡大翼が第一の位置から第二の位置に向かうにつれて
拡大翼からはなれて、拡大翼とともに前記すき間にたい
する土砂案内路を形成するように、拡大翼に連動して動
くことができるようにさせられている。

施工は、アースドリルで一般的に使用されているドリリ
ングバケットによって、拡底杭の軸部分の直径に関連す
る穴の掘削をおこなったあとに、ドリリングバケットを
この拡底部分掘削装置に交換して、所定の拡底径をもつ
拡底部分を掘削することによってなされている。

拡底部分の掘削は、拡底杭における軸部分の直径まで拡
大翼を引き込む、つまり、第一の位置に関連する位置ま
で拡大翼を引き込んだ状態にて内底までおろし、それか
ら、装置全体を回転させつつ、所定の拡底径まで拡大翼
を押し出すことによってなされる。拡大翼が押し出され
ると、スクレーバが拡大翼に連動してひらき、拡大翼が
かきとった土砂をケース部材の内側にみちびく案内路を
拡大翼といっしょに形成して、ケース部材によって形成
されたケースの内部に確実に取り込むことができ、さら
に拡大翼を引き込んだときにも、拡大翼およびスクレー
バが土砂を強制的にケース内にかきよせることができる
ので、拡底杭用穴に土砂を残留させずに、拡底杭用穴の
掘削をおこなうことができる。

［発明が解決しようとする課題］ このような掘削装置は、拡大翼の押し出し量を大きくさ
せることによって、掘削可能な拡底径を増大させること
ができる。しかしながら、拡大翼が設計値よりも押し出
されるにつれて、カッタのすくい角がしだいに大きくな
り、掘削に要するカは小さくなるが、それにつれて逃げ
角が小さくなり、ついには零の状態となって、カッタの
地盤へのくい込みが不可能な状態となるため、拡大翼の
押し出し量をある限度以上に大きくさせることができな
い。

本発明は、よりひろいサイズにわたる拡底杭用穴を掘削
することができる。改良されたアースドリル工法による
拡底杭用穴における拡底部分掘削装置を提供するもので
ある。

［ｉＩ％！題を解決するための手段］ 本発明のアースドリル工法による拡底杭用穴のための拡
底部分掘削装置は１円周上に間隔をおいて配置された複
数のケース部材と、ケース部材によって形成される下部
開口に配置され、ケース部材のひとつに開閉可能に取り
付けられた底蓋と、ケース部材のあいだのすき間の各々
に配置され。

ケース部材によって形成される円の直径に関連する第一
の位置と、掘削しようとする拡底杭ｍ穴の拡底径に関連
する第二の位置とのあいだの移動をなすことができる、
カッタアレイを具備する複数の拡大翼と、拡大翼の各々
に前記移動をなさせる駆動手段と、拡大翼の各々が第二
の位置から第一の位置に向かうにつれて拡大翼に近すい
て、拡大翼とともに前記すき間をとじ、拡大翼が第一の
位置から第二の位置に向かうにつれて拡大翼からはなれ
、拡大翼とともに前記すき間にたいする土砂案内路を形
成する、拡大翼に連動して動くスクレ−パとを具備して
いる。

しかし、本発明の掘削装置において、カッタアレイの各
々は、穴掘削用カッタと溝掘削用カッタを交互に配置し
たものから成っているとともに、この掘削装置を回転し
たときに、先行して回転する拡大翼上の穴掘削用カッタ
が後行して回転する拡大翼上の溝掘削用カッタに関連す
る位置にあるように拡大翼にそれぞれ配置されているこ
とを特徴としている。

［作用コ 本発明の掘削装置において、拡底杭に対する穴の掘削は
、従来の掘削装置と同様に、拡底杭の軸部分の穴を掘削
したあとに、装置全体を回転させながら、目的とする拡
底径まで拡大翼を移動させることによって行なわれる。

このときに１本発明の掘削装置では、先行して回転する
拡大翼に設けられた溝掘削用カッタが地盤に溝を形成し
て地盤をよりめ、それから、穴掘削用カッタがよりめら
れた地盤を掘削することができるので、小さな力で掘削
をおこなうことができる。このため、拡大翼が第二の位
置からさらに外側に押し出された状態、つまり第二の位
置から第三の位置のあいだの位置に押し出された状態に
おいて、穴掘削用カッタの逃げ角を大きくして、地盤へ
のくい込みを確保するようにさせても、いいかえれば、
カッタのすくい角が小さくなっても、小さな動力で拡底
杭用穴の掘削をおこなうことができる。

［実施例］ 図面は本発明の拡底杭用穴の拡底部分にたいする掘削装
置の一実施例を示している。

この拡底部分掘削装置は、第１図および第２図に示すよ
うに、フレーム１ｏと、ケース１１と。

ケースの下部開口に配置された底蓋１２と、ケースを構
成する部材のあいだに形成されたすき間に配置されかつ
カッタをもつ、ふたつの拡大翼１３と、拡大翼の押し出
しおよび引き込みをなさせる油圧シリンダ１５と、ケー
スに形成された前記すき間に配置されかつ拡大翼の各々
に連結されたスクレーバ１６とを具備していて、従来の
掘削装置と同様に、掘削装置全体を回転させながら、拡
大翼を押し出すことによって、拡底部分の掘削をおこな
うようにしている。

が、本発明による拡底杭用穴の掘削装置では、第９図に
実線および破線で示すような、軸部分の直径がｄ工、拡
底部分の直径がＤｌ、傾斜部分の高さがｈｌ、平面部分
の巾がす、立ち上がり部分の高さがり２、底面部分の深
さがｈ３．拡底部分の傾斜角度がθからなる。従来の掘
削装置によって掘削をおこなうことができる拡底杭用穴
のみならず、鎖線で示されている。より大きな軸部分直
径ｄ、および拡底部分直径り、をもつ拡底杭用穴の掘削
もおこなうことができるようにさせられている。

第１図および第２図にもどると、フレーム１０は井桁状
に板材や型材などを溶接組立したものからなっていて、
上部にはアースドリル装置のケリーバ−にたいする連結
部材２１が取り付けられている。

ケース１１は、前述のように、ふたつのケース部材２２
から構成されている。ケース部材の各々は１円周の一部
を形成する円筒面を持つ、上下に長い部材からなってい
る。これらの円筒面は、フレームの中央を中心とし、拡
底杭の軸部分の直径ｄ工よりも、僅かに小さな直径を持
つ円周の一部を構成している。これらのケース部材は、
フレーム１０の下部にたがいにすき間を形成して配置さ
れるとともに、上部をフレームに結合され、上下端が開
放されたほぼ円筒形をなすケースを構成している。

底蓋１２は、ケース１１の下端開口をおおうことができ
る直径をもち、一方のケース部材に蝶番によって連結さ
れているとともに、他方のケース部材に留め具によって
保持され、ケースの下部を開放あるいは閉塞することが
できるようにさせている。底蓋自体は、従来の掘削装置
と同様に、円錐形をなし、拡底杭用穴の底面部分におけ
る円錐部分に関連する形態に形成されているとともに、
拡底杭用穴における軸部径ｄ工よりも僅かに小さな直径
をもっている。

さらに、底蓋には、第２図によく示されているように、
はぼ扇形をなすふたつの切り欠きが設けられている。切
り欠きを形成している縁部２４には、エツジが形成され
ていて、この掘削装置が回転されたときに、エツジによ
って底蓋１２の下方にまわり込んだ土砂をすくい取り、
切り欠きを経由して、ケース１１の内部に土砂を導くこ
とができるようにさせている。

また、底蓋１２におけるケースの内側となる表面には、
ふたつの弁板２５が配置されている。これらの弁板は、
切り欠きの各々をおおうように配置されているとともに
、この掘削装置が回転されたときに、先行側となる側縁
を蝶番によって底蓋に連結されていて、エツジによって
すくい取られた土砂が切り欠きをとおってケース内部に
取り込まれたときに、蝶番を中心に回転して、土砂をケ
ース１１の内部に導き、いったんケース内にとり込まれ
た土砂をふたたび外部にこぼれる出ることがないように
させている。

拡大翼１３は、それぞれが、ケース部材２２の間に形成
されたすき間の各々をとおるように配置され、上部をフ
レーム１０に回転可能に連結されていて、自由端側側縁
が拡底杭における拡底径Ｄ□のみならず、さらに拡底径
り、まで押し出すことができるようにさせられている。

フレームに対する取り付けは、拡大翼からのびる部材の
端部にある軸受をフレーム１０を構成している部材の間
に配置し、これらのにピンを挿入することによってなさ
れている。第１図には、右側の拡大翼の軸受が符号３２
によって示され、双方の拡大翼のピンが３３によってそ
れぞれ示されている。

拡大翼内体は、それぞれ、カッタ保持壁３４、土砂案内
壁３５およびカッタアレイ３６をもっている。土砂案内
壁は、平面からみて、ピン３３を中心とする円周の一部
を構成する円筒面をもち。

側面からみて、下端縁が拡底杭用穴における拡底部分の
底を構成する平面部分に関連する形状をもち、側縁が拡
底杭における拡底部分の傾斜角度θに関連する角度をも
つように構成されている。カッタ保持壁３４はこのよう
な土砂案内壁の傾斜側縁に溶接固定されている。カッタ
アレイ３６は、それぞれ、これを構成しているカッタの
刃先をとおる直線が前記傾斜角度に一致する角度を形成
するように、各々の拡大翼のカッタ保持壁に配置されか
つこれに固定されている。

この掘削装置において、カッタアレイ３６は。

第４図および第５図に示すように、拡底部分を掘削する
カッタ４１にくわえて、溝を掘削するためのカッタ４２
をそれぞれ具備している。カッタアレイの各々における
カッタ４１．４２はたがいに間隔をおいて配置されてい
る。が、一方の拡大翼上のカッタアレイに含まれるカッ
タ４１は、他方の拡大翼上のカッタアレイに含まれるカ
ッタ４２に対応する位置に、他方の拡大翼上のカッタア
レイ３６に含まれるカッタ４１は、一方の拡大翼上のカ
ッタアレイ３６に含まれるカッタ４２に対応する位置に
あるようにそれぞれ配置されている。

これらのカッタのうち、カッタ４１は従来のそれと同じ
構造を持つものからなっている。が、逃げ角γは、拡大
翼１３が拡底径り、に関連する位置まで押し出されたと
きに最適角度となるように。

拡大翼上に配置されている。すくい角αは、このため、
拡大翼１３を拡底径り、に関連する位置まで押し出した
ときに最大となっている。他方、カッタ４２は、第５図
によく示されているように。

先端がＶ字形をなし、この掘削装置を回転させたときに
、地盤に断面Ｖ字形の溝を掘削することができるものか
らなっている。

拡大翼１３の回転をなさせる油圧シリンダは、第１図に
おいて、右側の拡大翼にたいするものが符号１５で示さ
れている。左側の拡大翼にだいするそれはこの掘削装置
の背面に配置されている。

これらの油圧シリンダはシリンダケースをフレーム１０
に、ロンドを拡大翼の各々にそれぞれ連結されていて、
ロンドが伸縮することによって、拡大翼にピン３２を中
心とする回転をなさせ、拡大翼をケース１１から押し出
しあるいはケースの内部に引き込むことができるように
させている。

さらに、拡大翼１３は、リンク４３．４４を含む機構に
よって、たがいに連結されている。リンク４３は、フレ
ーム１０の中央に、これを中心として回転するように取
り付けられている。リンク４４は一端をリンク４３に連
結されている。図示されていないが、この装置の背面に
はもうひとつのリンクがあり、このリンクはリンク４４
と平行に配置されているとともに、一端をリンク４３に
連結されている６リンク４４および図示を省略されたリ
ンクは反対端を拡大翼の各々に連結されている。このリ
ンク機構は、片方の拡大翼１３がある方向に回転させよ
うとする力をうけると、たとえば第１図における左側の
拡大翼を押し込もうとすると、リンク４４がリンク４３
を回転させ、リンク４３が図示を省略されたリンクをひ
き、右側の拡大翼を同じ角度だけ回転させ、両方の拡大
翼における先端と回転中心との距離を同じにさせること
ができ、左側の拡大翼が押し込まれるときにも、右側の
拡大翼を同様に運動させることができる。

スクレーバ１６は、ケース部材２２とおなし曲率半径を
もつものからなっていて、リンク４５によって拡大翼１
３に連結され、側縁が各々のケース部材２２の側縁に回
転可能に取り付けられている。各々のスクレーバの回転
中心軸は、対面している拡大翼１３のそれに一致してい
る。これらのスクレーバは、第３図に示すように、拡大
翼が引き込まれていると、ケース１１の側面開口をおお
って、ケース部材２２および拡大翼１３とともに円筒に
近い形態を構成しているが、第２図に示すように、拡大
翼が押し出されると、リンク４５を介在して、ビン３２
を中心に外側に回転し、拡大翼と一緒にケース１１から
突出することができる。

また、各々のスクレーバの自由端側側縁には、案内板４
６が取り付けられている。これらの案内板は、スクレー
バの各々にピン連結されているとともに、外部から力を
うけたときに、内側のみに、いいかえれば第２図におい
て半時計方向のみに回転可能にさせられている。

拡底杭用穴の掘削は、従来のこの種の装置と同様に、ア
ースドリルにおいて一般的に使用されているドリリング
バケットによって、拡底杭の軸部分に関連する穴の掘削
をおこなったあとに、ドリリングバケットを本発明によ
る拡底掘削装置に交換し、拡底部分を掘削することによ
ってなされている。

拡底径りよまでの拡底杭用穴における拡底部分の施工は
、第９図を参照すると、拡底杭の軸部分に関連する直径
ｄ１　をもつ穴の掘削をドリリングバケットによってお
こなったあとに、拡大翼をとじたまま、この掘削装置を
内底までおろし、装置全体を回転させながら、拡大翼を
所定の拡底径Ｄ１まで押し出しつつ、実線で示す拡底部
分を掘削することによってなされる。

より大きなサイズをもつ他の拡底穴、つまり拡底径Ｄ工
からり、までの間のサイズの拡底部分をもつ他の拡底杭
に対する拡底穴の掘削は、同様に、この拡底杭の軸部分
に関連する穴、つまり直径ｄ２の穴の掘削をドリリング
バケットによっておこない、それから１本発明による拡
底掘削装置に交換し、装置全体を回転させながら、目的
とする拡底径り、まで拡大翼を押し出すことによってな
される。

拡底部分の掘削に際して、掘削装置は、第２図において
、半時計方向に回転される。回転されると、まず、先行
して回転する拡大翼１３のカッタ４２は、第４図に示す
ように、７字形の溝を掘って地盤をゆるめる。それから
、後行して回転する拡大翼１３にあるカッタ４１が、拡
大翼の押し出しにともなって、外側に移動しつつ、先行
カッタ４２によってゆるめられた地盤を切削し、同時に
この拡大翼にあるカッタ４２が地盤をゆるめる。

そのあと、最初の拡大翼にあるカッタ４１が同様にして
ふたたびゆるめられた地盤を切削するとともに、カッタ
４２があらたに地盤をゆるめる。以後、これらがくり返
され、所定の拡底径まで掘削がおこなわれる。本発明に
よる掘削装置は、このように、カッタ４１がカッタ４２
によってあらかじめゆるめられた地盤を掘削するように
構成されているため、カッタ４１のすくい角αが小さい
にもかかわらず、掘削抵抗を小さくすることができて、
すくない動力で拡底径の大きな拡底杭用穴の掘削をおこ
なうことができる。

この掘削装置が回転され、拡大翼１３が押し出され、カ
ッタアレイ３６が土砂をかきとると、土砂が拡大翼とス
クレーバの先端が形成している開口をとおっての案内壁
３５に導かれ、スクレーバの先端側縁にある案内板４５
を回転させる。このあと、土砂は、案内板によって土砂
案内壁３５に導かれながら、ケース部材２２の内側に取
り込まれる。そして、所定の直径をもつ拡底部分が掘削
され、拡大翼およびスクレーバを引き込むときにも、こ
れらが同時に内側に回転して、拡大翼がかきとった土砂
をケース内部に引き込むことができる。また、拡底杭用
穴の底部は、底蓋１２にある切り欠きのエツジ２４が底
蓋１２の下側にまわり込んだ土砂をすくい取り、底蓋の
切り欠きを経由して、土砂をケース１１の内部に導くと
ともに、弁板２５によってふたたびケースの外側に土砂
が逃げないようにさせることができる。

この掘削装置では、さらに、アダプタを具備していて、
アダプタをケース部材の各々に装着することによって、
拡大翼１３を拡底径Ｄ０から拡底径Ｄ！までのあいだの
位置に押し出しときに、拡大翼の後端とケース部材２２
との間に生じるすき間をアダプタによっておおい、カッ
タアレイ３Ｇがかきとった土砂をケースからこぼれ出な
いようにしである。

アダプタは第６図ないし第８図において参照符号５１で
示されている。アダプタの各々はケース部材２２に取り
付けられる本体壁５２をもっている。本体壁５２は、ケ
ース部材２２に密着する曲率半径をもつ壁部分と、ケー
ス部材に密着させられたときに、ケース部材の側縁から
突出しかつ拡大翼を構成する土砂案内壁３５の接線方向
に位置する壁部分とをもっている。さらに、本体壁の外
側表面には、補強壁５３がたがいに間隔をおいて配置さ
れているとともに、各々の壁部分に溶接固定されている
。さらにまた１本体壁５２におけるケース部材に接触し
ている表面には、ふたつの部材５４が溶接固定されてい
る。これらの部材には同軸にピン孔があけられている。

他方、ケース部材２２の各々には、第１図によく示され
ているように、開口５５が設けられている。ケース部材
へのアダプタの装着は、第６図に示すように、部材５４
をケース部材の開口５５に挿入したあと１頭付きピン５
６を部材５４のピン孔におとし込むことによってなされ
ている。なお、アダプタは、ケース部材に装着されたと
きに、直径が軸部ｄ！よりも小さなくなるように構成さ
れている。

これらのアダプタは、第７図に示すように、拡大翼１３
が拡、底径り、よりも大きな拡底径Ｄ！まで移動された
ときに、ケース部材２２の延長部分を形成して、拡大翼
の後端とケース部材との間に生じるすき間をなくすこと
ができるので、拡大翼がかきとった土砂をケース１１の
内部に確実に保持させることができる。

なお、この掘削装置では、拡大翼を拡底径Ｄ工から拡底
径り、までの掘削をおこなうときに、拡大翼１３とケー
ス部材２２とのあいだに生じるすき間は、このようなア
ダプタのみならず、ケース部材を伸縮可能に構成するな
ど、他の手段を採用することができる。

［発明の効果コ 本発明の拡底杭用穴における拡底部分の掘削装置は１以
上述べたように、カッタのすくい角が小さくても、小さ
な動力で掘削をおこなうことができ、従来装置よりも拡
大翼をさらに外側に押し出すようにしたときに、逃げ角
を確保するためにすくい角が小さくなっても、小さな動
力で掘削をおこなうことができ、広い範囲の拡底径まで
カバーすることができるので、従来の装置に比較して、
必要な掘削装置数を減らすことができて経済的であり、
大幅な改造や変更をおこなうことなしに、既存の装置に
たいして、この効果を具備させることもできる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明のアースドリル工法による拡底杭用穴にお
ける拡底部分の掘削装置の一実施例を示していて、第１
図は全体構成を示す透視図、第２図は第１図Ａ−Ａ線に
そう断面図、第３図は第２図とは異なる作動状態を示す
第１図Ａ−Ａ線にそう断面図、第４図は第２図における
Ｂ部分の拡大断面図、第５図はカッタの構成を示す説明
図、第６図は他の使用状態における全体構成を示す透視
図、第７図は第６図Ｃ−Ｃ線にそう断面図、第８図は第
７図とは異なる作動状態を示す第６図Ｃ−Ｃ線にそう断
面図、第９図は掘削される拡底杭用穴の構成を示す説明
図である。 １０・・・ケース、１２・・・底蓋、１３・・・拡大翼
、１５．３１〜３３・・・拡大翼移動をなさせる手段、
１６・・・スクレーバ、２２・・・ケース部材。 ３６・・・カッタアレイ、４１・・・穴掘削用カッタ。 ４２・・・溝掘削用カッタ、Ｄ、、Ｄ、・・・拡底杭用
孔の拡底部分直径、ｄ□、ｄ２・・・拡は杭用孔の軸部
分直径。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、円周上に間隔をおいて配置された複数のケース部材
   と、ケース部材によって形成される下部開口に配置され
   、ケース部材のひとつに開閉可能に取り付けられた底蓋
   と、ケース部材のあいだのすき間の各々に配置され、ケ
   ース部材によって形成される円の直径に関連する第一の
   位置と、掘削しようとする拡底杭用穴の拡底径に関連す
   る第二の位置とのあいだの移動をなすことができ、カッ
   タアレイを具備する複数の拡大翼と、拡大翼の各々に前
   記移動をなさせる駆動手段と、拡大翼の各々が第二の位
   置から第一の位置に向かうにつれて拡大翼に近ずいて、
   拡大翼とともに前記すき間をとじ、拡大翼が第一の位置
   から第二の位置に向かうにつれて拡大翼からはなれ、拡
   大翼とともに前記すき間に対する土砂案内路を形成する
   、拡大翼に連動して動くスクレーバとを具備しているア
   ースドリル工法による拡底杭用穴における拡底部分の掘
   削装置において、カッタアレイの各々が穴掘削用カッタ
   と溝掘削用カッタを交互に配置したものからなっている
   とともに、この掘削装置を回転したときに、となりあう
   拡大翼における先行して回転する拡大翼上の穴掘削用カ
   ッタが後行して回転する拡大翼上の溝掘削用カッタに関
   連する位置にあるように拡大翼上にそれぞれ配置されて
   いることを特徴としているアースドリル工法による拡底
   杭用穴における拡底部分の掘削装置。 ２、溝掘削用カッタが、この掘削装置を回転させたとき
   に、地盤にＶ字形の溝を形成するものから構成されてい
   る特許請求の範囲第１項に記載の掘削装置。