JPH0236754B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、アースドリル工法によつて施工され
る先端拡大形状の杭に関する。

従来の拡底杭は、第１図に示すように、基本径
φdの杭一の下部に形成される拡底部１ａは、基
本径φdから拡底部径φDにまで拡大傾斜角αをも
つて拡大されたテーパー部１ｂと、該テーパー部
１ｂと底面部外周との間に寸法ｌの範囲にわたつ
て形成された垂直立ち上がり部１ｃと、底面の下
方に突出するように形成された円錐部１ｄとから
なる。

このような杭１は、例えば特公昭57−8276号公
報に開示された第２図および第３図の拡底バケツ
ト２のように、ケリーバによつて回転される円筒
状のケース３の開口部３ａに蝶番４により開閉自
在に掘削刃５を設けた拡大翼６を取付けてなる拡
底バケツトによつて拡底孔を掘削し、該拡底孔に
鉄筋とコンクリートを埋め込むことによつて形成
されるものである。この拡底バケツト２の拡大翼
６の底辺６ａは、図示のように最も開いた状態に
おいて、底蓋７の傾斜角に一致し、水平線に対し
て前記先端傾斜角βをなすように傾斜しており、
また拡大翼６の傾斜翼部６ｂをバケツト回転方向
に見た場合、垂直線に対する最大角度は前記拡大
傾斜角αをなし、また拡大翼の垂直翼部６ｃの寸
法は前記垂直立ち上がり部１ｃの寸法ｌに等し
い。

このような従来の拡底バケツトによつて拡底孔
の掘削を行なう場合には次のような問題を生じ
る。第４図ａ，ｂ，ｃに示すように、土砂を拡底
バケツト２に取込みながら順次閉じようとした場
合、拡大翼６の底辺６ａと孔の拡底部の地盤との
間に隙間が生じるために、拡底部の傾斜部分に位
置する土砂８が取り残されてしまい、杭の信頼性
を損う恐れがあつた。即ち、アースドリル工法に
おいては、リバースサーキユレーシヨン工法のよ
うにポンプで土砂をいかに拡底バケツト内に導入
するかが問題であり、図示の拡底バケツトにおい
ては、孔底部の土砂の取り残しが生じることは避
けられない。このような拡底部の土砂の取り残し
を防ぐために蝶番４を斜めに取付けたとすれば構
造が複雑化するという問題がある。

また、従来のアースドリル工法による拡底杭
は、底面全体にわたつて先端傾斜角βを有する傾
斜面に形成されているため、杭先端の土砂を側方
に押しやる力が作用し、これによつて杭支持力の
減少を招くという欠点があつた。

なお、アースドリル工法を施工するものではな
く、リバースサーキユレーシヨン工法を用いる掘
削機として特開昭55−19370号公報に記載のよう
に、先導孔の周囲に水平面部を形成するものがあ
るが、これをアースドリル工法に適用しようとす
ると、先導孔の掘削土砂をエアリフト法等で吸上
げなければならないという問題点が生じる。

本発明の目的は、拡底部分の土砂をバケツト内
に確実にかつ効率良く収納し、杭が安定に支持さ
れ、さらに掘削時の芯振れを押さえることができ
るアースドリル工法にとつて最適な形状を有する
拡底杭を提供することにある。

本発明は、回転する円筒状のケースに開閉自在
に拡底孔掘削用の拡大翼を蝶着し、該拡大翼を閉
じる過程で拡大翼にて掘削土砂を掻き寄せてケー
ス内に格納するようにした拡底バケツトを用いた
アースドリル工法により施工される拡底抗であつ
て、杭の最下部に形成される拡底部が、杭の基本
径の部分から拡底部径に至るまで次第に拡大され
たテーパー部と、杭の底面部の外周と前記テーパ
ー部との間に形成された垂直立ち上がり部と、杭
底面部とからなり、前記杭底面部の中央側に形成
され頂点が杭の中心に一致し、かつ前記基本径と
ほぼ同径の下方に凸の円錐形部と、該円錐形部か
ら底面外周部にわたつて、途中に垂直部を有する
ことなく、連続して形成された平担な水平面部と
により形成されることを特徴とする。

以下本発明の詳細を図面により説明する。第５
図は本発明よる杭の形状の一例を示す。本発明の
杭１′の拡底部１a′は従来の杭１と同様に拡大傾
斜角αをもつて形成されたテーパー部１ｂと、垂
直立ち上がり部１ｃとを有するが、底面形状が異
なる。即ち底面部は、中央側に先端傾斜角βをも
つて頂点が杭１′の中心と一致するように形成さ
れた下方に凸の円錐形部１d₁と、該円錐形部から
底部外周にわたつて形成された平担な水平面部１
d₂とからなる。

ここで、円錐形部１d₁の範囲は、あまり小さす
ぎると拡底バケツトの掘削時における芯出し作用
が得られず、また大きすぎると水平面部１d₂が狭
くなつて目的とする機能が得られないので、図示
のように、円錐形部１d₁の直径φd₁は、基本形φd
より僅かに小さく、実質的にはほぼ同程度とする
ことが望ましい。

このような杭の形状とすれば、水平面部１d₂で
は土砂を側方に押しやる力は作用せず、杭支持力
を減少させることがなく、杭が安定的に支持され
ることになる。

また、特開昭55−19370号で開示されているリ
バースサーキユレーシヨンドリルによつて掘削さ
れる杭形状は、中央部の円錐形部１d₁と、該円錐
形部１d₁から底部外周にわたつて形成された平担
な水平面部１d₂との接続部に垂直部を有する形状
である。このような垂直部を有する杭や、従来技
術として第１図で示した円錐部だけで杭底面が構
成された杭に比較し、本発明による杭は、第１図
と第５図の対比から分かるように、杭の有効長
L₁に対し、掘削長L₂を小さくすることができる。

このような拡底杭１′は、第６図に示すように、
底面にカツタ１０ａを設け、ケリーバ９によつて
支持された回転する公知のアースドリルバケツト
１０によつて基本径φdの竪孔を掘削した後、第
７図に示すような拡底バケツト１１を用いて拡底
部を掘削し、その後鉄筋を挿入した後、コンクリ
ートを打設することにより施工される。

この本発明により拡底バケツト１１について第
７図ないし第１０図により説明する。３０は下面
開口形のケースであり、上端中央にはケリーバ９
が連結される角穴ボス３１を有し、側面部には拡
大翼３２によつて掘削される土砂をケース３０内
に導入する開口部３３（第７図参照）が設けてあ
る。１９はケース３０の底部に蝶番２０により開
閉可能に取付けられた底蓋であり、該底蓋１９は
下方に凸の円錐形状をなし、第７図、第９図およ
び第１０図に示すように、円錐形部分には拡底部
掘削面の底ざらいを行なうエツジ１９ａおよび開
口部１９ｂが設けてあり、該開口部１９ｂには、
エツジ１９ａと反対側の開口部縁に沿つて設けら
れた蝶番３４により開閉自在に土砂流出防止用弁
板２２が設けてある。２１は底蓋１９の蝶番２０
側と反対側に設けられた係止具３５に係合して底
蓋１９を閉じた状態に維持するラツチであり、そ
の上端はケース３０の上面に突出し、その突出部
分には係止状態を解くためのハンドル２１ａが設
けてある。

拡大翼３２は、ケース３０の側面部に設けられ
た複数個（本実施例においては２個）の開口部３
３がそれぞれ開閉されるように、ケース３０に垂
直に設けられた蝶番１８により取付けてある。該
拡大翼３２は、第７図および第８図に示すよう
に、底辺部３２ａが水平状に形成されていて、拡
底部の掘削部の掘削面が水平となるようになつて
おり、蝶番１８が垂直でかつ底辺部３２ａが水平
をなすことから、拡大翼３２を閉じる時には、底
辺部３２ａは掘削作業時と同じ軌跡をたどつて掘
削面との隙間をあけずに閉じられる構造となつて
いる。

拡大翼３２を開閉する機構は、次のように構成
されている。ケース３０の中心部には、ケースの
天板部３０ａからケース内のほぼ中間部にわたつ
て角柱１２が前記角穴ボス３１および天板部３０
ａと一体をなすように取付けられており、該角柱
１２にはスライダ１５が上下に摺動可能に嵌合さ
れ、角柱１２の上端部に固設されたブラケツト１
４とスライダ１５との間には複数本の油圧シリン
ダ１３が取付けてある。該スライダ１５と拡大翼
３２のボス１７との間には、球面軸受で係合され
たリンク１６が介装してある。そして、第８図お
よび第９図に示すように、油圧シリンダ１３の収
縮状態においては、拡大翼３２を含む拡底バケツ
ト１１の外径は基本径φd以下となり、油圧シリ
ンダ１３の伸長状態においては、拡大翼３２を含
む拡底バケツト１１の外径が拡底部径φDとなる
ように開かれるようになつている。

次のこの装置の作用について説明する。第６図
に示すように、基本径φdの部分をバケツト１０
で掘削して拡底する深度にまで達したら、バケツ
ト１０を地上に引上げ、該バケツト１０を取り外
して拡底バケツト１１を着け替えて拡底深度まで
降下させる。そして、まず油圧シリンダ１３の収
縮状態で拡底バケツト１１を回転させ、バケツト
１０を拡底バケツト１１に着け替えている間に溜
まつたスライムやバケツト１０のカツタ１０ａに
よつて形成された凹凸部の土砂をエツジ１９ａで
すくい取り、底面を整形する。この時、一たんケ
ース３０に入つた土砂は弁板２２によつて流出が
防止される。次に拡底バケツト１１を回転させな
がら油圧シリンダ１３の伸長によつてスライダ１
５を下方に押下げ、リンク１６を介して拡大翼３
２を蝶番１８を中心に回動させて外方向に少しず
つ開く。この時、拡大翼３２の底辺部３２ａが水
平であることと、蝶番１８が垂直であることか
ら、拡底部の掘削面の形状は水平になる。また、
底蓋１９が下方に突出した円錐形となつているた
め、回転中心が定まり、芯振れを防ぐことができ
る。また、第９図の実線矢印方向に拡底バケツト
１１を回転させると、土砂は相対的に破線矢印で
示すように働き、拡大翼３２に案内されて拡底バ
ケツト１１内に導入される。そして拡底バケツト
１１に土砂が充満した段階で拡大翼３２を回転さ
せながら閉じると、拡大翼３２の底辺部３２ａが
水平であるために、前部にたまつた土砂をかき寄
せるようにして拡底バケツト１１内に土砂を格納
することができる。

この拡大翼３２を閉じる過程において、拡大翼
３２は杭１′のテーパー部１ｂと、垂直立ち上が
り部１ｃから離れた状態となり、芯振れのおこり
やすい状態となるが、下方に凸の円錐形部１d₁に
よつて底蓋１９が密着した状態にあるため、回転
中心が定まり、芯振れを防ぐことができる。

次に拡底バケツト１１を地上に引上げ、ラツチ
２１をそのハンドル２１ａを回すことによつて回
動させることにより、底蓋１９の係止を解き、蝶
番２０を中心として底蓋１９を回動させることに
より第８図の仮想線で示すように開放し、拡底バ
ケツト１１内の土砂を排出する。このような操作
を拡底部の掘削の全工程について何回かに分けて
行う。

なお、上記の説明においては、杭形状の中で中
央側の円錐形部１d₁と、該円錐形部１d₁から底部
外周にわたつて形成された平担な水平面部１d₂と
の接続部には垂直部を形成しないと述べたが、こ
れは拡底バケツト１１の底蓋１９を構成する部材
の補強リブを含めた板厚分によつてやむを得ず形
成される僅かな垂直部等を形成したものは該当し
ない。また、前述したバケツト１０の底蓋、およ
び拡底バケツト１１の底蓋１９には一般に小さな
剣先が設けられているが図示を省略している。

以上述べたように、本発明のアースドリル工法
による拡底杭は、底面の中央側を杭の中心に頂点
を持つ下に凸の円錐形に形成し、該円錐形部のま
わり、すなわち拡底部を平担な水平面部を形成し
たので、拡底バケツトに設けられた拡大翼によつ
て拡底部の掘削土砂をとりこぼさずに拡底バケツ
トのケース内に収納する機能を有する拡大翼の取
付構造を簡素にすることができる。また、掘削中
や拡大翼を閉じる過程の不安定な状態にあつて
も、拡大翼の下辺が水平面部に常に当接するの
で、拡底バケツトの芯振れをおさえ安定した掘削
を行うことができる。アースドリル工法によつて
拡底杭を施工する場合、信頼性の高い杭にするた
めには芯振れすることがなく、かつ拡底部に掘削
土砂を残さないようにするのが重要であるが、上
述のように、本発明は凸の円錐形部と水平面部と
を有する拡底部にしたことにより、極めて容易に
これを実現させることができる効果を奏する。ま
た、杭底面に水平面部を有するので、杭が安定的
に支持される。

また、杭底面の円錐形部と水平面部との間に垂
直部がなく、先導孔が実質的にない構造であるか
ら、エアリフト法等によつて先導孔の掘削土砂を
吸上げる必要がない。

また、中央部の円錐形部１d₁と、該円錐形部１
d₁から底部外周にわたつて形成された平担な水平
面部１d₂との接続部に垂直部を有する杭や、従来
の円錐形部だけで杭底面が構成された杭に比較
し、本発明による杭は、有効長L₁に対し、掘削
長L₂を小さくすることができ、これにより、余
分なコンクリートや鉄筋が不要となり、省資源の
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の拡底杭の側面図、第２図は従来
のアースドリル用拡底バケツトの斜視図、第３図
は第２図のバケツトの断面図、第４図は従来の拡
底バケツトによる掘削後に土砂の取残しが生じる
ことを説明する説明図、第５図は本発明による拡
底杭の一例を示す側面図、第６図は基本径φdの
部分を公知のアースドリルバケツトで掘削してい
る状態を示す断面図、第７図は本発明による杭を
掘削する拡底バケツトの一例を掘削状態で示す断
面図、第８図は第７図の拡底バケツトの拡大翼を
閉じた状態にて示す縦断面図、第９図は拡大翼を
開いた状態です第８図の−断面図、第１０図
は第９図の−断面図である。 １′……拡底杭、１a′……拡底部、１ｂ……テ
ーパー部、１ｃ……垂直立ち上がり部、１d₁……
円錐部、１d₂……水平面部、９……ケリーバ、１
１……拡底バケツト、１２……角柱、１３……油
圧シリンダ、１５……スライダ、１６……リン
ク、１７……ボス、１８，２０……蝶番、１９…
…底蓋、１９ａ……エツジ、２１……ラツチ、３
０……ケース、３２……拡大翼、３２ａ……底辺
部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 回転する円筒状のケースに開閉自在に拡底孔
   掘削用の拡大翼を蝶着し、該拡大翼を閉じる過程
   で拡大翼にて掘削土砂を掻き寄せてケース内に格
   納するようにした拡底バケツトを用いたアースド
   リル工法により施工される拡底抗であつて、杭の
   最下部に形成される拡底部が、杭の基本径の部分
   から拡底部径に至るまで次第に拡大されたテーパ
   ー部と、杭の底面部の外周と前記テーパー部との
   間に形成された垂直立ち上がり部と、杭底面部と
   からなり、前記杭底面部の中央側に形成され頂点
   が杭の中心に一致し、かつ前記基本径とほぼ同径
   の下方に凸の円錐形部と、該円錐形部から底面外
   周部にわたつて、途中に垂直部を有することな
   く、連続して形成された平坦な水平面部とにより
   形成されることを特徴とするアースドリル工法に
   よる拡底杭。