JPH0377359B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、アースドリル工法によつて拡底杭を
施工する場合の拡底部の掘削装置に関するもので
ある。

〔発明の背景〕

アースドリル工法によつて拡底杭を施工する場
合には、拡底部の掘削土砂を中央の筒状のケース
に取り込み、地上へ排出しなければならない。従
つて拡底部を掘削するためにどのような拡大翼を
どのような方式で掘削するかということのほか
に、掘削した土砂をどのようにしてケースに取り
込むかということが重要となる。従来開示されて
いるアースドリル工法による拡底部の掘削におい
ては、すべての掘削土砂をいつたん拡底部に落と
し、拡大翼の前面に集めてケース内に誘導するよ
うにしている。このため、掘削初期であればバケ
ツト内に容易に土砂を導くことはできるが、拡大
翼を閉じる際にはすでにバケツト内に土砂が入つ
ているので、その土砂を押しのけて新たに掘削さ
れた土砂をバケツト内に導くまでには至らず、掘
削土砂が残存することになる。このように、従来
は拡底部の掘削土砂をケース内に収納するに際
し、非常に効率の悪い構造がとられていた。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、前記の如き従来技術の問題点
を改善し、拡底部の掘削土砂を効率よくケース内
に収納できるアースドリル工法による拡底部の掘
削装置を提供せんとするものである。

さらに本発明の他の目的は、拡底部の掘削土砂
をケースに効率よく誘導し、かつ、拡大翼をケー
ス内に格納する際の抵抗を少なくしたアースドリ
ル工法による拡底部の掘削装置を提供せんとする
ものである。

〔発明の概要〕

本発明は、前記の如き目的を達成せんがため、
ケリーバに連結されて回転される下面開口のケー
スと、該ケースの底部に蝶番により開閉可能に取
付けられると共に下方に凸の円錐形状をなす底蓋
と、ケースの側面部に設けられた開口部を開閉す
る拡大翼と、該拡大翼を開閉させる手段とを備え
た拡底杭の拡底部掘削装置において、前記拡大翼
を拡底杭の垂直立上り部を掘削する部分を除いて
傾斜した構造とし、その傾斜した部分に取付けた
カツタで拡底部のテーパ部を掘削するようにし、
該テーパ部を掘削した際落下する土砂を下部で取
込むよう、ケース側及び上部を開放したスクレー
パを設け、前記拡大翼の開閉状態にかかわらず、
常にスクレーパを拡大翼の傾斜した部分の下方に
位置するよう構成したことを特徴とする。

また本発明は、前記拡大翼に連続して、該拡大
翼を最大に開いた時ケースに達する土砂案内壁を
設け、かつ該土砂案内壁を拡大翼の回動中心であ
る蝶番からの距離を曲率半径とする円弧状とな
し、掘削回転方向に対し前記蝶番が土砂案内壁よ
り先行する位置にあるように構成したことを特徴
とする。

〔発明の実施例〕

以下の実施例は、アースドリル工法によつて拡
底孔を掘削した際、土砂を略完全にケース内に取
り込むことができるように本発明者が先に提案し
た第１図に示す拡底杭に本発明を適用したもので
ある。

この拡底杭は、杭の最下部に形成される拡底部
１ａが、杭の基本径φdから拡底部径φDに至るま
で次第に拡大されたテーパ部１ｂと、杭の底面部
の外周と前記テーパ部との間に形成された垂直立
上り部１ｃと、杭の底面部の中央に形成され頂点
が杭の中心に一致する下方に凸の円錐形部１d₁
と、該円錐形部から底面外周部にわたつて形成さ
れた平坦な水平面部１d₂とによつて構成されてい
る。なお、前記円錐形部１d₁の径は基本径φdと
ほぼ等しい。

以下、第２図乃至第９図にもとづいて本発明の
実施の一例を説明する。

これらの図において、１１は本発明による拡底
バケツトを示し、その上端のフランジ１１ａをフ
ランジ１２ａに接続することによりスタビライザ
１２と連結し、かつ該スタビライザの上端中央に
はケリーバ２と連結される角穴ボス１２ｂを有す
る。１３はフレーム、１４は下面を開口させたケ
ースであつて、その下面開口部に蝶番１５により
底蓋１６を開閉自在に取付ける。この底蓋１６は
下方に凸の円錐形状をなし、第８図および第９図
に示すように、その円錐形部分に鉛直方向の掘削
は不能であるが拡底部掘削面の底ざらいを行なう
エツジ１６ａおよび開口部１６ｂを設け、該開口
部にはエツジ１６ａと反対側の開口縁部に沿つて
設けられた蝶番１７により土砂流出防止用の弁板
１８が開閉自在に取付けられている。また、この
底蓋１６は、前記蝶番１５と、この蝶番１５の反
対側に設けられた係止装置１９とにより閉じた状
態を保持され、係止装置１９の係合を解くことに
より、第４図に鎖線で示すように蝶番１５を中心
として下方に開くことができるようにする。

拡大翼２０は、ケース１４の側面部に設けられ
た複数個（実施例においては２個）の開口部１４
ａが開閉されるようにフレーム１３に垂直に設け
られた蝶番２１により取付けられている。この拡
大翼には、杭１のテーパ部１ｂおよび垂直立上り
部１ｃを掘削する複数個のカツタ２２が取付けら
れており、かつ該カツタは、杭中心より離れた部
分を掘削するものほど蝶番２１より離れた位置に
取付けられている。従つて、拡大翼２０の上端は
蝶番２１の位置に近くなると共に、垂直立上り部
１ｃを掘削する部分を除いて傾斜した構造になつ
ている。このため、掘削したときテーパ部１ｂが
太鼓状にならないように、拡大翼２０のカツタ２
２は掘削方向に対し僅かに凸に配列されている
（第５図参照）。また、垂直立上り部１ｃを掘削す
るカツタのうち、最下段のカツタ２２′は、土砂
の取りこぼしを防ぐことを考慮して、他のカツタ
２２の２〜３個分のカツタ幅としてある。

前記拡大翼２０には、その下部に拡大翼と一体
構造をなす土砂案内壁２０ａが設けられており、
この土砂案内壁２０ａは、拡大翼２０の回動中心
である蝶番２１からの距離を曲率半径とする円弧
状をなしている。ここで、蝶番２１が掘削回転方
向に対し土砂案内壁２０ａより先行する位置にあ
るため、掘削された土砂が円弧に沿つてスムーズ
にケース１４内に収納されることになる。

そして、この土砂案内壁２０ａを含めた拡大翼
２０の底辺部２０ｂは、第２図および第４図に示
すように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
２１が垂直でかつ底辺部２０ｂが水平をなすこと
から、拡大翼１２を閉じるときには底辺部２０ｂ
は掘削作業時と同じ軌跡をたどつて掘削面との間
に隙間が生じないように構成されている。また、
拡大翼２０の底辺部２０ｂにはカツタが取りつけ
られておらず、摩耗を防ぐ耐摩耗材が溶着されて
いるだけである。従つて、拡大翼の底辺部は拡底
部の底ざらい機能を有するのみで、鉛直方向の掘
進はできないようになつており、これにより拡底
部の形状を正しく形成できるようになつている。
なお、２３は拡大翼２０の開閉用油圧シリンダ
ー、２４は２つのシリンダーを同期させるための
イコライザーリンク、２５は拡大翼の回転角検出
計である。この回転角検出計はフレーム１３に固
定され、回転軸がイコライザーリンク２４の回転
軸と連結されているため、拡大翼２０の開閉に伴
つて回動するイコライザーリンク２４の回転角を
検出することができ、このことから拡大翼２０の
開閉状態を検知するものである。また、この回転
角検出計２５はバケツト中心部に位置し、周囲を
フレーム１３で囲まれて孔壁面からの礫の落下等
から保護されている。

２６は前記土砂案内壁２０ａと対向するように
ケース１４に対し蝶番２７により開閉自在に取付
けた円弧状をなす主スクレーパであつて、その自
由端側にピン２８を介して補スクレーパ２６ａを
起状自在に取付け、かつ、この補スクレーパ２６
ａは必要に応じピン２８の引抜きあるいは挿入に
より主スクレーパ２６に対し着脱し得るようにす
る。また、この主スクレーパ２６および補スクレ
ーパ２６ａの上部は開放されていて、拡底部のテ
ーパ部１ｂを拡大翼２０によつて掘削した際、掘
削土砂の大部分が直接スクレーパ内に落下して取
り込まれるようになつている。また、この実施例
においては、主スクレーパ２６は前記土砂案内壁
２０ａとリンク２９およびピン３０，３１を介し
て連結されていて、拡大翼２０の開閉に連動して
開閉するように構成されている。この場合、リン
ク２９の主スクレーパ側のピン孔３１ａは第６図
および第７図に示す如く長孔とし、拡大翼２０を
開いて拡底部を掘削する際、その長孔の範囲内に
おいて主スクレーパ２６が内側に倒れ込んで主ス
クレーパ２６の先端と拡大翼２０との間に土砂取
込用の空間Ｇが形成されるようになつている。な
お、蝶番２７の位置を蝶番２１の位置に合わせれ
ば、拡大翼２０の開閉状態にかかわりなく、土砂
取込用の空間Ｇは一定となる。従つて、拡大翼２
０を閉じる過程において拡大翼２０とスクレーパ
との間で礫がはさまつても、そのはさまつた状態
のままで拡大翼２０を閉じることができる。

また、スクレーパの底辺部も拡大翼２０と同様
に水平状に形成されており、蝶番２７が垂直であ
ることから、スクレーパ２６，２６ａを閉じる時
には底辺部は掘削作業時と同じ軌跡をたどつて掘
削面との間に隙間が生じないように構成されてい
る。

本発明の拡底部掘削装置は、上記の如く構成さ
れているので、以下述べるように、拡底部のテー
パ部１ｂを拡大翼２０によつて掘削する際、掘削
土砂の大部分を直接スクレーパ内に落下させて拡
底部の掘削土砂を効率良くケース内に取り込むこ
とができる。

すなわち、基本径φdの部分を基本径用アース
ドリルバケツトで掘削し、所望の深度まで達した
らそのアースドリルバケツトを地上に引き上げ、
該バケツトを取外して本発明の拡底バケツト１１
に着けかえて拡底深度まで降下させる。このと
き、油圧シリンダ２３は縮少されているので、第
６図に示すように、拡大翼２０およびその下端の
土砂案内壁２０ａはケース１４内に引き込まれて
おり、かつ、主，補スクレーパ２６，２６ａは閉
じている。

この状態で、先ず拡底バケツト１１を回転させ
てバケツト３によつて掘削された杭孔の底部にあ
る土砂などをエツジ１６ａによつてすくい取つて
底面を整形する。この時、一旦ケース１４内に入
つた土砂は弁板１８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２３を伸張させて拡大翼２０を蝶番２１を
中心として回動させて外方向に少しずつ開く。す
ると、拡大翼２０の回動と共に土砂案内壁２０ａ
もケースから引き出され、同時に、主スクレーパ
２６も開いて第７図に示すように主スクレーパ２
６の先端と拡大翼の先端との間に土砂流入用の空
間Ｇが形成され、拡底バケツトの回転により掘削
土砂は相対的に破線矢印で示すように動き、拡大
翼２０および土砂案内壁２０ａによつて案内され
てケース１４内に取り込まれる。このとき、流入
する土砂によつて補スクレーパ２６ａは図示の如
く倒れて土砂取入れ口を一層開くが、必要に応
じ、この拡底段階ではピン２８を引き抜いて補ス
クレーパ２６ａを取り外しておいてもよい。

また、拡底部のテーパ部１ｂを掘削した際、掘
削土砂は下方に落下するが、丁度テーパ部１ｂを
掘削するカツタ２２の真下に上部が開放された主
スクレーパ２６，補スクレーパ２６ａが位置して
いるため、この中に掘削土砂の大半が落下する。
また主スクレーパ２６，補スクレーパ２６ａ共前
述したように底辺部が拡底部の掘削面と離れるこ
となく閉じることができるので、ケース１４が拡
大されたに等しく、テーパ部１ｂの掘削土砂はケ
ース１４内に直接取り込まれたに等しいと考える
ことができる。従つて拡大翼２０の前面にたまる
土砂は、テーパ部１ｂの掘削土砂のスクレーパの
外側に落ちこぼれた僅かの土砂と、垂直立上り部
１ｃを掘削した土砂に限られることになる。

かくして、拡大翼２０および土砂案内壁２０ａ
によつて案内されてケース１４内に取り込まれる
土砂は、土砂案内壁２０ａが拡大翼の回動中心か
らの距離を曲率半径とする円弧状をなしているか
ら、きわめて円滑にケース１４内に誘導される。
また、このとき、土砂案内壁２０ａを含めた拡大
翼２０の底辺部２０ｂは水平であり、かつ、蝶番
２１が垂直であることから、拡底部の掘削面は水
平となり、さらに、底蓋が１６が下方に突出した
円錐形であるから、回転中心が一定に保たれて芯
振れを防ぐことができる。

そして、拡底バケツト１１に土砂がほぼ充満し
た段階で拡底バケツト１１を回転させ乍ら油圧シ
リンダ２３を次第に縮少させて拡大翼２０を閉じ
ていくと、前記の如くして拡大翼２０および土砂
案内壁２０ａによつてその前面にある土砂をケー
スに向つて誘導しつつその土砂の抵抗によつて補
スクレーパ２６ａが第９図の如く自動的に起立
し、かくして拡大翼２０および土砂案内壁２０ａ
とスクレーパ２６，２６ａとの間にある土砂を抱
き込んで掘削土砂のすべてをケース１４内に強制
的に取り込むことができる。

すなわち、拡大翼２０の先端部の拡底部内周壁
に接する位置にある僅かの土砂は、補スクレーパ
２６ａが起立した際取り残されるが、これをケー
ス１４に収納するには、バケツト１１の回転を止
め、まず停止状態で拡大翼２０を閉じることによ
つて拡大翼２０の前面にある土砂の大半をケース
内に強制的に取り込む。次に同じく停止状態で拡
大翼２０を拡底部の内周壁に接する位置まで拡げ
る。この結果、拡大翼２０の前面の掘削土砂は拡
大翼２０の先端部の土砂を除いて除去された状態
となる。次にバケツト１１を回転させると、拡大
翼２０の先端部の土砂は拡大翼２０の前面の土砂
がすでに取り除かれているため、容易に拡大翼２
０の円弧状の土砂案内壁２０ａに導かれ、補スク
レーパ２６によつてケース１４に強制的に取り込
める位置まで移動する。そして拡大翼２０を閉じ
ることによつて、補スクレーパ２６ａで外部に取
り逃がすことなく、すべてケース１４に取り込む
ことができる。

また、土砂案内壁２０ａが拡大翼の回動中心か
らの距離を曲率半径とする円弧状をなしているか
ら、拡大翼を閉じていく時、ケース１４内に収納
されている掘削土砂を土砂案内壁２０ａの先端部
がかきわけて行つた同じ軌跡を土砂案内壁２０ａ
の他の部分がたどることになり、ケース内に拡大
翼を格納する際の掘削土砂による抵抗がきわめて
少なくてすむ。

次に、前記の如くして掘削土砂を取り込んだ拡
底バケツト１１を地上に引き上げ、係止装置１９
の係合を解くことにより蝶番１５を中心として底
蓋１６を第４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
けて行ない、その後鉄筋を挿入し、コンクリート
を打設することにより拡底杭を施工する。

なお、前記の実施例では、主スクレーパ２６を
拡大翼２０の開閉に連動して開閉するように構成
したものを示したが、本発明はこのような構成に
限定されるものではなく、要は拡底部のテーパ部
１ｂの掘削土砂の大半を直接ケース１４に取り込
んだ状態に等しくすればよいわけで、例えば拡大
翼２０を開閉するための油圧シリンダ２３のほか
に、スクレーパを単独に動作させる油圧シリンダ
を別に設けて開閉させるようにしたり、スクレー
パを蝶番２７を中心とする回転揺動式でなく、ス
ライド式にしてもよい。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明の拡底杭掘削装置
は、拡大翼２０を垂直立上り部１ｃを掘削する部
分を除いて傾斜した構造とし、その傾斜した部分
に取付けたカツタで拡底部のテーパ部１ｂを掘削
するようにすると共に、テーパ部１ｂを掘削した
際落下する土砂を下部で取込むようケース１４側
及び上部を開放したスクレーパ２６を設け、前記
拡大翼２０の開閉状態にかかわらず、スクレーパ
を拡大翼２０の傾斜した部分の下方に位置させる
よう構成したので、テーパ部１ｂの掘削土砂を直
接ケース１４に取込め、拡底部の掘削土砂を効率
よくケース内に収納できる効果がある。

また拡大翼を最大に開いた時ケースに達する土
砂案内壁を拡大翼に連続して設け、かつ該土砂案
内壁を拡大翼２０の回動中心である蝶番２１から
の距離を曲率半径とする円弧状となし、掘削回転
方向に対し前記蝶番２１が土砂案内壁２０ａより
先行する位置にあるように構成したため、掘削さ
れた土砂が円弧に沿つてスムーズにケース１４内
に収納される。また、拡大翼２０をケース１４内
に格納する際、ケース１４内に収納されている掘
削土砂を土砂案内壁２０ａの先端部がかきわけて
行つた同じ軌跡を土砂案内壁２０ａの他の部分が
たどることになり、掘削土砂による抵抗がきわめ
て少なくてすむ効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明者が先に提案した拡底杭を示す
説明図である。第２図乃至第９図は本発明による
拡底部掘削装置の一実施例を示すもので、第２図
は掘削時の概要を示す説明図、第３図は拡大翼を
開いた状態の斜視図、第４図は拡大翼を閉じた状
態の側面図、第５図は第４図の−線にそう矢
視図、第６図は第４図の−線にそう断面図、
第７図は拡底部掘削時の第６図と同様の断面図、
第８図は第７図の−線にそう拡大断面図、第
９図は掘削終了後拡大翼を閉じている状態の説明
用断面図である。 １ａ…拡底部、１ｂ…テーパ部、１ｃ…垂直立
上り部、１d₁…円錐形部、１d₂…水平面部、１１
…本発明による拡底バケツト、１３…フレーム、
１４…ケース、１６…底蓋、１６ａ…エツジ、１
７…蝶番、１８…弁板、２０…拡大翼、２０ａ…
土砂案内壁、２１…拡大翼の蝶番、２２…カツ
タ、２３…拡大翼開閉用油圧シリンダ、２６…主
スクレーパ、２６ａ…補スクレーパ、２７…スク
レーパの蝶番、２９…リンク、３０，３１…ピ
ン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ケリーバに連結されて回転される下面開口の
   ケースと、該ケースの底部に蝶番により開閉可能
   に取付けられると共に下方に凸の円錐形状をなす
   底蓋と、ケースの側面部に設けられた開口部を開
   閉する拡大翼と、該拡大翼を開閉させる手段とを
   備えた拡底杭の拡底部掘削装置において、前記拡
   大翼を拡底杭の垂直立上り部を掘削する部分を除
   いて傾斜した構造とし、その傾斜した部分に取付
   けたカツタで拡底部のテーパ部を掘削するように
   し、該テーパ部を掘削した際落下する土砂を下部
   で取込むよう、ケース側及び上部を開放したスク
   レーパを設け、前記拡大翼の開閉状態にかかわら
   ず、常にスクレーパを拡大翼の傾斜した部分の下
   方に位置するよう構成したことを特徴とするアー
   スドリル工法による拡底杭の拡底部掘削装置。 ２ ケリーバに連結されて回転される下面開口の
   ケースと、該ケースの底部に蝶番により開閉可能
   に取付けられると共に下方に凸の円錐形状をなす
   底蓋と、ケースの側面部に設けられた開口部を開
   閉する拡大翼と、該拡大翼を開閉させる手段とを
   備えた拡底杭の拡底部掘削装置において、前記拡
   大翼を拡底杭の垂直立上り部を掘削する部分を除
   いて傾斜した構造とし、その傾斜した部分に取付
   けたカツタで拡底部のテーパ部を掘削するように
   し、該テーパ部を掘削した際落下する土砂を下部
   で取込むよう、ケース側及び上部を開放したスク
   レーパを設け、前記拡大翼の開閉状態にかかわら
   ず、常にスクレーパを拡大翼の傾斜した部分の下
   方に位置するよう構成し、さらに、前記拡大翼に
   連続して該拡大翼を最大に開いた時ケースに達す
   る土砂案内壁を設け、かつ該土砂案内壁を拡大翼
   の回動中心である蝶番からの距離を曲率半径とす
   る円弧状となし、掘削回転方向に対し前記蝶番が
   土砂案内壁より先行する位置にあるよう構成した
   ことを特徴とするアースドリル工法による拡底杭
   の拡底部掘削装置。