JPH0613827B2 - アースドリル工法における先端拡幅用掘削機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はアースドリル工法によって大口径、長尺の場所
打コンクリート杭を築造する際、杭先端部を広幅して杭
先端の地耐力を増加せしめて、最も経済的な場所打コン
クリート杭を築造するための先端拡幅用掘削機に関する
ものである。

〔従来の技術〕

近年、杭１本当たりの支持力を大きくするため、杭の底
部を拡げる、いわゆる拡底杭工法が多用されている。こ
の理由は、拡底杭の底部が軸部よりも拡大していて底面
積が大きいため、地盤反力を有効に利用することがで
き、同じ反力を得る通常の杭と比較すれば、軸部のコン
クリート量の節減、掘削土砂排出量の低減、さらに工期
の短縮が図れる利点がある。

最近行われている拡底杭工法には (1)軸部も拡底部もリバースサーキュレーションドリル
で掘削するリバースサーキュレーション工法 (2)軸部も拡底部もドリリングバケットによって掘削す
るアースドリル工法 (3)軸部をアースドリル掘削機で拡底部をリバースサー
キュレーション拡底機で掘削する併用工法 上記の三種類の方法が一般に行われている。

上記(1)のリバースサーキュレーション工法では、掘削
孔内に孔壁の安定のために泥水を充満し、その泥水を地
上のポンプで循環させ、その循環の過程で掘削土砂を地
上に回収しなければならないため、水槽等地上設備が大
きくなり、従って広い場所が必要となるとともに、軸部
掘削ビットと拡底掘削ビットの取り替えに時間がかかる
等の欠点がある。

上記(2)のアースドリル工法では、掘削孔内にベントナ
イト等の安定液を充満して、孔壁の崩壊を防ぎ、掘削土
砂をバケット内に収容してアースドリル機によって吊り
上げ地上に排土するため水槽等の地上設備は少なくて済
むことになり、市街地等の狭い場所での施工が可能とな
るとともに、軸部掘削と拡底掘削との切り替えはバケッ
トを取り替えるだけで済むため、時間がかからない等の
利点がある。しかしアースドリル工法ではリバースサー
キュレーション工法に比し拡底比率が劣る欠点がある。

上記(3)の軸部掘削をアースドリル掘削機で完了した
後、リバース拡底機を挿入して拡底掘削を行う併用工法
では、アースドリル機本体の他に更にリバースサーキュ
レーション掘削機本体を設備しなければならないため、
広い場所が必要となり、運搬、設備等コスト面にも問題
がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

アースドリル工法で拡底杭を掘削する方法が近年提案さ
れるようになった。しかし従来のアースドリル工法によ
る拡底杭の掘削には (1)掘削機の構造が複雑なため、自重が大きく、故障
面、コスト面で悪い影響が見られる。

(2)リバースサーキュレーション工法による拡底杭と比
較して拡底比率 が劣る。

(3)拡底立ち上り部の孔壁測定が不鮮明である。

等の欠点がある。

本発明はこれに鑑みてなしたものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明のアースドリル工法に
おける先端拡幅用掘削機は、シャフトと、該シャフトの
上端部に固設した片持梁と、片持梁の先端に固設した円
環状のスタビライザと、片持梁に枢軸により軸支され、
前記シャフトの中間部に固設した上部ブラケットに上部
油圧シリンダを介して軸支され、上部油圧シリンダを伸
縮することにより前記枢軸を中心としてシャフトの中心
軸を含む面内で揺動する斜面部拡幅ブレードと、前記シ
ャフトの下端部に固設したバケットの外郭の一部を形成
する円弧状の鋼管と、該円弧状の鋼管に蝶番により連結
され、前記シャフトの下部近傍に固設した下部ブラケッ
トに下部油圧シリンダを介して枢着され、下部油圧シリ
ンダを伸縮することにより前記蝶番を中心として揺動す
るバケットの外郭の一部を形成する立ち上り部拡幅ブレ
ードとからなることを要旨とする。

〔作 用〕

シャフトを中心軸として回転させられ、上端にスタビラ
イザを設けて掘削機の振れを防止し、シャフトの上端に
定着固定した片持梁によって支持され、下方に向けて末
広がりに径方向外方に拡縮可能な斜面部拡幅ブレードと
シャフト中間に定着固定した上部ブラケットとを上部油
圧シリンダによって拡縮自在に直結連繋せしめて斜面部
拡幅掘削を行う。

次に一端を蝶番として、径方向に開閉可能で、閉じた時
にバケットの外郭を形成する拡幅ブレードを備えたバケ
ットをシャフト下端に定着固定し、バケットに備えた拡
幅ブレードとシャフト下部に定着固定した下部ブラケッ
トとを下部油圧シリンダによって拡縮自在に直結連繋せ
しめて底部立ち上り部拡幅掘削を行う。

上記斜面部拡幅掘削は斜面部拡幅ブレードを油圧シリン
ダによって徐々に拡幅して土砂を掻き落とし下部バケッ
ト内に収容されるため、掻き落としに要する所要トルク
は小さくて済むことになり、斜面部拡幅掘削と底部立ち
上り部拡幅掘削とを夫々分離して行う。

従来の種の掘削機においては、拡幅用ブレードはシャフ
ト軸としてブラケットを上下摺動せしめリンクによって
拡縮する方法がとられており、さらに、斜面部拡縮ブレ
ードは、ケーシング（ケース）に固定されたスタビライ
ザに固定したブラケットに軸を介して揺動自在に設けら
れていることから、強固なケーシングとスタビライザが
必須のものであり、掘削機の構造が複雑となり、自重も
大きく、部材の変形や故障を生来する原因となっている
（例えば、特開昭６２−１０３９２号公報参照）。

これに対し本願発明は、シャフトを中心軸として拡幅装
置をシャフト又はシャフトに固設した片持梁に定着固定
して回転せしめる簡単で堅固な構造とし、掘削機の自重
の軽減と部材変形、故障等のトラブルを減少するととも
に拡底比率をリバース工法と同程度まで拡大可能とな
し、またバケットの脊を高くしてバケットの土砂収容量
を増加し得るとともにそれによって孔壁測定の鮮明化を
促す如くなしたことを特徴とする。

〔実施例〕

以下本発明アースドリル工法における先端拡幅掘削機を
図示の実施例により詳細に説明する。

第１図は本発明に使用する拡底掘削機Ａを従来工法によ
り掘削された軸部掘削孔Ｂ内にケリーバー１６によって
挿入し、孔底に到達した時点における縦断面図である。
本発明の拡底掘削機Ａの構造は図面に詳示する如くシャ
フト１の上端に片持梁１１，１１を相反方向に水平に突
出させて定着固定し、この両片持梁１１に下方に向かっ
て末広がりに拡縮可能な斜面部拡幅ブレード３，３を揺
動自在にして吊垂支持するとともに、この片持梁１１の
下方でシャフト１に定着固定した上部ブラケット６とブ
レード３間に上部シリンダ８によって直結連結せしめ、
この上部シリンダ８により前記ブレード３，３の上端枢
軸１２を中心としてその下部を揺動させ拡縮するように
なす。

この上部シリンダ８は上部ブラケット６とブレード３に
夫々突設した取付片６１，３１に夫々枢着するものであ
る。

またシャフト１にはこの上部ブラケット６より下方位置
に下部ブラケット７を固定し、同様にしてこの下部ブラ
ケット７とバケット５に備えた立ち上り部拡幅ブレード
４間に下部シリンダ９を直結連繋せしめる。

この立ち上り部拡幅ブレード４は蝶番１９を介してバケ
ット５に径方向に開閉可能にして、しかもバケットの外
郭を形成するように配設されるとともに、バケット５は
シャフト１の下端外周に水平方向に突設した複数本のビ
ーム１８にて支持される。そして下部シリンダ９の操作
にてバケット５に備えた立ち上り部拡幅ブレード４を蝶
番１９を中心にして第６図に示すようにして揺動させる
ものである。

またシャフト１の上端には片持梁１１の外周部にて支持
するようにしてスタビライザ２を設けるとともに、バケ
ット５の下端にはフィシュテール２６を設ける。

上述の如く構成する掘削機Ａを用いて拡幅斜面部Ｃの拡
幅掘削を行う場合を第２図に示す。この時、スタビライ
ザ２は第４図に示すように軸部掘削孔Ｂの孔径よりも稍
々小径となし、数個のフレーム１０によってシャフト１
の拡大部１ａに固定して保持し、拡底掘削機Ａの振れ止
めとなす。上部ブレード３にはその外側面に多数個の爪
１３を設け、その頭部はシャフト１に定着固定した２本
の片持梁１１によって挟合され、横方向水平に拡縮自在
になる如く、枢軸１２によって固定され、上部ブラケッ
ト６と油圧シリンダ８によって直結連繋せしめていると
ともに、シャフト１の上端に係合函１５をフランジ１４
によって接続し、ケリーバー１６を係合函１５に嵌着せ
しめ、ケリーバー１６の回転によってシャフト１が回転
し、上部油圧シリンダ８の伸縮によって斜面部Ｂの拡幅
掘削を行う。この場合、爪１３を設けた斜面部拡幅ブレ
ード３は油圧シリンダ８の伸縮によってシャフト１の中
心軸を含む面内で末広がりにい拡縮し、斜面部Ｂの土砂
を掻き落とし、下部のバケット５内に収容される。この
バケット内に収容された土砂は掘削機Ａをケリーバー１
６によって吊り上げ地上に排出される。この操作を繰り
返し行って斜面部Ｃの掘削を完了する。

この場合、バケット５の土砂収容量によって斜面部Ｃの
掘削回数が定まることになるが、この操作はコンピュー
タ制御によって自動的に行われる。

第３図は拡幅立ち上り部Ｄの拡幅掘削を行う場合の縦断
面図であり、第６図に示すとおり、バケット５の外郭の
一部を円弧状の鋼管１７で形成し、その上端をビーム１
８によってシャフト１に定着固定し、残りの鋼管を左右
対照にその先端に爪１３を取り付けた立ち上り部拡幅ブ
レード４となし、その一端を蝶番１９によって径方向に
開閉可能とし、これを閉じた時にバケット５の外郭を形
成する如くなす。

したがって、シャフト１に定着固定された下部ブラケッ
ト７と立ち上がり部拡幅ブレード４を下部油圧シリンダ
に直結連繋せしめて下部油圧シリンダ９の伸縮により立
ち上り部Ｄの拡幅掘削を行うもので、ケリーバー１６の
回転駆動によりシャフト１の下端に固定したバケット５
を回転せしめ、下部湯圧シリンダ９を地上より操作して
拡幅ブレード４を拡幅して土砂を掘削し、ブレード４を
縮めてバケット５内に土砂を強制収容する。収容した土
砂はケリーバー１６によって掘削機Ａを吊り下げて地上
に排出する。上記操作を繰り返して行って拡幅立ち上り
部Ｄの掘削を完了する。

上記繰り返し行う操作はバケット５の収容量に基づきす
べてコンピュータの制御によって行われる。

なお、斜面部拡幅ブレード３は枢軸１２によって支持さ
れ、下方に向かって末広がりに拡幅されるため、斜面部
Ｃの隅角部の一部に掘削できない部分が生来するため、
立ち上り部拡幅ブレード６の上端に整形刃２１を接合し
て、立ち上り部拡幅掘削と同時に整形し得る如くなす。

第７図はバケット５の底蓋２０の構造を示すもので、底
鈑２２の左右対照に切欠部２３を設け、夫々に底渫え鈑
２４によって底渫えできる如くなし、シャッター２５、
フィシュテール２６、その他開閉自在となした公知の構
造からなる。

〔発明の効果〕

本発明の先端拡幅用掘削機によれば、シャフトを中心軸
として回転させられ、シャフト上端に固定した片持梁に
よって支持され、下方に向けて末広がりに径方向外方に
拡幅可能な斜面部拡幅ブレードによって斜面部掘削を完
了した後、一端を蝶番として径方向に開閉可能で閉じた
時にバケットの外郭を形成するブレードを備えたバケッ
トによって立ち上り部掘削を行い、斜面部掘削と立ち上
り部掘削は敢然に分離して行うことができるものであ
り、しかも拡幅装置をシャフト又はシャフトに固設した
片持梁に定着固定して行うため、従来この種の掘削機に
おいて必須であったケーシング等が不要となり、構造が
簡単となり、掘削機自重の軽減と部材の変形等故障のト
ラブルが減少し、拡底比率をリバース工法と同程度まで
拡大可能となす等多くの利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は拡底掘削機を軸部掘削孔内に吊り降ろした時の
縦断面図。 第２図は斜面部拡幅時の縦断面図。 第３図は立ち上り部拡幅時の縦断面図。 第４図は第１図IV−IV線による横断面図。 第５図は第１図Ｖ−Ｖ線による断面図。 第６図は第１図VI−VI線による横断面図。 第７図はバケット底蓋の平面図である。 Ａは拡底掘削機、Ｂは軸部掘削孔、Ｃは拡幅斜面部、Ｄ
は拡底立ち上り部、１はシャフト、２はスタビライザ、
３は斜面部拡幅ブレード、４は立ち上り部拡幅ブレー
ド、５はバケット、６は上部ブラケット、７は下部ブラ
ケット、８は上部油圧シリンダ、９は下部油圧シリン
ダ、１０はフレーム、１１は片持梁、１２は枢軸、１３
は爪、１４はフランジ、１５は係合函、１６はケリーバ
ー、１７は鋼管、１８はビーム、１９は蝶番、２０は底
蓋、２１は整形刃、２２は底鈑、２３は切り欠き部、２
４は底渫え鈑、２５はシャッター、２６はフィシュテー
ル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シャフト（１）と、該シャフト（１）の上
   端部に固設した片持梁（１１）と、片持梁（１１）の先
   端に固設した円環状のスタビライザ（２）と、片持梁
   （１１）に枢軸（１２）により軸支され、前記シャフト
   （１）の中間部に固設した上部ブラケット（６）に上部
   油圧シリンダ（８）を介して軸支され、上部油圧シリン
   ダ（８）を伸縮することにより前記枢軸（１２）を中心
   としてシャフト（１）の中心軸を含む面内で揺動する斜
   面部拡幅ブレード（３）と、前記シャフト（１）の下端
   部に固設したバケット（５）の外郭の一部を形成する円
   弧状の鋼管（１７）と、該円弧状の鋼管（１７）に蝶番
   （１９）により連結され、前記シャフト（１）の下部近
   傍に固設した下部ブラケット（７）に下部油圧シリンダ
   （９）を介して枢着され、下部油圧シリンダ（９）を伸
   縮することにより前記蝶番（１９）を中心として揺動す
   るバケット（５）の外郭の一部を形成する立ち上り部拡
   幅ブレード（４）とからなることを特徴とするアースド
   リル工法における先端拡幅用掘削機。