JPH09328986A - 杭孔のバケット掘削方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】バケットの着地を容易にする。 【解決手段】掘削バケットにより掘削された杭孔Ａにウ
インチにより吊下げられた拡底バケット１８を挿入す
る。ウインチを駆動して拡底バケット１８の下降量を検
出しながら拡底バケット１８を杭孔Ａの底の手前の所定
設定深度まで下降させ、設定深度まで下降したことを検
出したときには、ウインチを減速して下降させる（図５
（ホ））。杭孔Ａの底への着地を検出したときにはウイ
ンチの駆動を一旦停止し（図５（ヘ））、その後、拡底
バケット１８を回転させながら拡開翼４０，４１を拡開
して拡底掘削する（図５（ト））。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ウインチにより吊
り下げられたバケットを杭孔内に挿入し、バケットを回
転させて掘削する杭孔のバケット掘削方法及びその装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、バケットを吊り下げたワイヤ
が掛けられたシーブの回転数をセンサにより検出し、回
転数に基づいて算出したバケットの現在深度を表示装置
に表示して、杭孔の深さを作業者に知らせるようにして
いる。そして、掘削バケットをウインチにより吊り上げ
て、内部の土砂を排出し、再び杭孔内に挿入して掘削を
継続するが、その場合には、前回の深度を目安にして、
その深度に達する前にウインチを減速して掘削バケット
を杭孔の底に衝突させないようにしている。

【０００３】また、杭孔の底を拡底掘削する拡底バケッ
トや底さらいバケット等の孔底処理バケットをウインチ
により吊り下げて、表示装置に表示される現在深度を確
認しながら杭孔内に降ろす。孔底処理バケットが杭孔の
底に着く前にウインチを減速して、孔底処理バケットを
杭孔の底に衝突させないようにして、孔底処理バケット
の現在深度が掘削深度と同じになったときにはウインチ
を停止していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、掘削バ
ケットの場合には、作業者は掘削バケットの深度を表示
装置を注視しながら、前回の深度と同じになる前に減速
して、杭孔の底に衝突させないようにするが、減速開始
が早すぎると、掘削効率が低下し、遅すぎると衝突させ
てしまい、減速開始のタイミングには熟練を要するとい
う問題があった。

【０００５】孔底処理バケットの場合には、作業者は孔
底処理バケットを掘削深度にまで下降させるために、表
示装置を注視し続けなければならない。また、孔底処理
バケットを地上に引き上げて土砂を排出し、再び杭孔内
に挿入して掘削することを繰り返している間に、杭孔の
底が掘り下げられる場合もあり、しかも、センサによる
現在深度の検出には誤差が含まれる。そのため、孔底処
理バケットの底面と杭孔の底との間に隙間が生じること
がある。隙間が生じている状態で、孔底処理バケットを
回転させると芯振れが生じ易く、杭打機が異常振動して
損傷の原因になる。そのため、孔底処理バケットの回転
数を落とすなどの振動の低減を図らなければならず、操
作が煩雑であるという問題があった。

【０００６】本発明の課題は、バケットの着地を容易に
した杭孔のバケット掘削方法及びその装置を提供するこ
とにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】かかる課題を達成すべ
く、本発明は課題を解決するため次の方法を取った。即
ち、ウインチにより吊り下げられたバケットを杭孔内に
挿入し、前記バケットを回転させて前記杭孔を掘削する
杭孔のバケット掘削方法において、前記ウインチを駆動
して前記バケットを前記杭孔の底の手前の所定設定深度
まで下降させた後、前記ウインチを減速して前記バケッ
トを下降させ、前記杭孔の底への着地を検出したときに
は前記ウインチの駆動を一旦停止し、その後、前記バケ
ットを回転させることを特徴とする杭孔のバケット掘削
方法がそれである。

【０００８】また、ウインチにより吊り下げられたバケ
ットを杭孔内に挿入し、前記バケットを回転して前記杭
孔を掘削する杭孔のバケット掘削装置において、前記バ
ケットの深度を検出する深度検出センサと、前記深度が
予め設定された目標深度となったときには、前記ウイン
チを減速させる減速制御手段と、前記バケットが前記杭
孔の底に着地したことを検出する着地検出センサと、前
記着地が検出されたときには、前記ウインチの駆動を一
旦停止する停止制御手段と、を備えたことを特徴とする
杭孔のバケット掘削装置がそれである。

【０００９】前記バケットは、前記杭孔を掘削する掘削
バケットと交換した孔底処理バケットであってもよい。
更に、前記着地検出センサは、前記ウインチのワイヤの
張力の変化により着地を検出するものでもよく、あるい
は、前記着地検出センサは、前記ウインチのワイヤと前
記バケットとの間に設けられたロードセルであってもよ
い。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面に
基づいて詳細に説明する。図１に示すように、杭孔のバ
ケット掘削装置は、自走式の本体１に設けられたブーム
２の先端に回動可能に支承されたシーブ４に、ウインチ
６によって繰り出し、あるいは巻き上げされるワイヤ８
を巻き掛け、このワイヤ８の先端にケリーバ１０をスイ
ベルジョイント１２で回転可能に吊り下げて、ウインチ
６を駆動することによりケリーバ１０を昇降させること
ができるように構成されている。

【００１１】また、本体１に支持されたアーム１４の先
端に回転駆動装置１６が配設されており、前記ケリーバ
１０がこの回転駆動装置１６に挿通されて、回転駆動装
置１６の駆動によりケリーバ１０が回転されると共に、
ケリーバ１０が回転駆動装置１６内を摺動して昇降可能
に構成されている。更に、ケリーバ１０の先端には、拡
底バケット１８が着脱可能に取り付けられている。この
拡底バケット１８に代えて、底面に図示しない掘削ビッ
トが設けられた掘削バケット８０を取り付けることもで
きるように構成されている。

【００１２】前記回転駆動装置１６は、本体１に設けら
れた図示しない油圧ユニットから、油圧ホース２０を介
して供給される高圧作動油によって駆動される油圧モー
タ２２を備えている。また、図２に示すように、油圧ホ
ース２０を介して供給される高圧作動油は、油圧ジョイ
ント２４を介して回転駆動装置１６の回転テーブル２６
上に配置されたホースリール２８に巻かれた油圧ホース
３０の一端に接続されている。このホースリール２８
は、拡底バケット１８の昇降に伴って、油圧ホース３０
を繰り出し、若しくは巻き上げる構成のものである。
尚、前記回転テーブル２６は、ケリーバ１０と共に回転
するが、昇降しない構成となっている。

【００１３】一方、拡底バケット１８は、図２，図３に
示すように、複数枚の、本実施例では２枚の拡底翼４
０，４１を備えている（図３では一方のみ図示する）。
各拡底翼４０，４１は、ケリーバ１０の先端に固定され
たバケット本体４２に蝶番４４によって各々扉の如く開
閉可能に支持されている。

【００１４】このバケット本体４２には、その中央に角
柱４８が立設されており、角柱４８には、その軸方向に
摺動可能にスライダ５０が嵌装されている。このスライ
ダ５０と各拡底翼４０，４１とは、各々リンクアーム５
２，５４により、その両端に設けられた各自在継手５
６，５８を介して、接続されている。

【００１５】また、バケット本体４２とスライダ５０と
の間には、２本の油圧シリンダ６４，６６が配置されて
おり、この油圧シリンダ６４，６６に油圧ホース３０が
接続されて、油圧ホース３０を介して作動油が給排され
る構成となっている。バケット本体４２には、底蓋６８
が一体的に取り付けられており、底蓋６８には図示しな
い開口が形成されている。この開口は、開閉可能なシャ
ッタ７０，７２により閉塞できるように構成されてい
る。

【００１６】一方、本体１の運転室１ａ内には、制御装
置８２が設けられており、制御装置８２はシーブ４の回
転を検出する深度検出センサ８４からの信号に基づい
て、ワイヤ８の繰出し量を算出し、拡底バケット１８の
現在深度をディスプレイ８３に表示する構成のものであ
る。

【００１７】また、予め設定された設定深度により、現
在深度と設定深度とが一致したときに、ブザー８６によ
り警報を発することができるように構成されている。
尚、ブザー８６による警報は、設定深度だけでなく、設
定深度に至るまでの間に、所定の深度下降する毎に発す
るようにしてもよい。

【００１８】制御装置８２には、着地検出センサ８８が
接続されており、着地検出センサ８８は、図６に示すよ
うに、スプリング９０によりワイヤ８に接触するように
付勢されたシーブ９２の変位を検出して出力する構成の
ものである。そして、シーブ９２の両側には、ワイヤ８
を挟んで回転可能に支持された一対のシーブ９４，９６
が設けられており、シーブ９２はワイヤ８の張力に応じ
てスプリング９０の付勢力に抗して径方向に変位するよ
うに構成されている。

【００１９】尚、着地検出センサ８８はこのようなもの
に限らず、図７に示すように、ワイヤ８とスイベルジョ
イント１２とをロードセルからなる着地検出センサ９８
とスプリング１００とを介して接続し、着地検出センサ
９８から出力される荷重の変化を制御装置８に入力する
ようにしても実施可能である。この場合、スプリング１
００を設けることにより、拡底バケット１８の着地の際
の衝撃をより緩和できる。

【００２０】制御装置８２は、深度検出センサ８４、着
地検出センサ９８からの信号に基づいて、ウインチ６に
制御信号を出力し、ウインチ６は制御装置８２からの信
号に基づいて、図示しないウインチドラムを制動し、ワ
イヤ８の繰り出し速度を減速したり、ウインチドラムの
回転を停止したりできるように構成されている。

【００２１】尚、ウインチ６は、更に、ケリーバ１０や
拡底バケット１８の自重により落下させることができる
と共に、作業者が図示しないブレーキペダルを踏み込ん
でワイヤ８が巻かれた図示しないウインチドラムを半制
動することができるようにも構成されている。

【００２２】次に、前述した本実施例の杭孔のバケット
掘削装置を用いた杭孔の掘削工程について図４，図５に
よって、また、制御装置８２において行われる掘削制御
処理について図８に示すフローチャートによって説明す
る。まず、図４（イ）に示すように、ケリーバ１０に掘
削バケット８０を取り付けて、ケリーバ１０を回転させ
て、掘削バケット８０により掘削を開始する。掘削バケ
ット８０により、図４（ロ）に示すように、表層を所定
深さまで掘削した後、図４（ハ）に示すように、孔壁崩
壊防止のためにケーシングチューブ８１を建て込む。

【００２３】そして、杭孔Ａ内に安定液を注入しなが
ら、再び、掘削バケット８０をケーシングチューブ８１
内に挿入して杭孔Ａの掘削を継続する。掘削バケット８
０による掘削で、図４（ニ）に示すように、杭孔Ａを必
要な深さまで掘削したときには、掘削バケット８０を回
転させて杭孔Ａの底の整形を行う。

【００２４】その後、ウインチ６を駆動してワイヤ８を
巻き上げ、掘削バケット８０を杭孔Ａから吊り上げる。
掘削バケット８０をケリーバ１０から取り外し、拡底バ
ケット１８に交換する。そして、ウインチ６によりケリ
ーバ１０を介して拡底バケット１８を吊り上げ、拡底バ
ケット１８を杭孔Ａ内に挿入し、ウインチ６を駆動して
ワイヤ８を繰り出し、拡底バケット１８を下降させる。
拡底バケット１８の現在深度は、深度検出センサ８４に
より検出されて、制御装置８２がその現在深度を表示す
ると共に、掘削制御処理を実行する。

【００２５】掘削制御処理では、まず、掘削バケット８
０を杭孔の底にまで挿入して掘削した際の掘削深度から
所定値ａを減算して、目標深度を算出する（ステップ２
００）。所定値ａは、少なくとも後述する拡底バケット
１８が着地するまでに減速できる距離であり、更に、検
出深度の誤差等を加味してもよい。

【００２６】次に、深度検出センサ８４により検出され
る拡底バケット１８の現在深度を読み込み（ステップ２
１０）、現在深度が目標深度となったか否かを判断する
（ステップ２２０）。現在深度が目標深度に達していな
いときには、ステップ２１０以下の処理を繰り返し、図
５（ホ）に示すように、目標深度となったときには、制
御装置８２のブザー８６を鳴らすと共に、ウインチ６の
図示しないウインチドラムを制動して拡底バケット１８
の下降速度を減速させる（ステップ２３０）。減速後の
速度は、拡底バケット１８が杭孔Ａの底に着地しても拡
底バケット１８が損傷しない程度で、拡底バケット１８
を杭孔Ａの底に緩やかに着地させることができればよ
い。

【００２７】そして、着地検出センサ８８により着地が
検出されたか否かを判断する（ステップ２４０）。拡底
バケット１８が杭孔の底に着地したときには、ワイヤ８
の張力が急激に減少する。着地検出センサ８８はこの張
力の変化を検出して着地か否かを判断する。

【００２８】着地していないと判断したときには、ステ
ップ２４０の処理を繰り返し、着地したと判断したとき
には、ウインチ６の図示しないウインチドラムを制動し
て回転を一旦停止させる（ステップ２５０）。これによ
り、図５（ヘ）に示すように、拡底バケット１８を杭孔
Ａの底に緩やかに着地させることができる。

【００２９】拡底バケット１８を杭孔Ａの底に着地させ
た後、図５（ト）に示すように、ケリーバ１０を回転さ
せて拡底バケット１８を回転させると共に、拡底翼４
０，４１を油圧シリンダ６４，６６を駆動して拡開して
掘削する（ステップ２６０）。これにより、杭孔Ａの底
が拡底掘削され、掘削された土砂はバケット本体４２内
に取り込まれる。内部が土砂で満杯になったときには、
拡底翼４０，４１を閉じ、ウインチ６を駆動してワイヤ
８を巻き上げ、拡底バケット１８を地上に引き上げて、
内部の土砂を排出する。

【００３０】再び、図５（ホ）に示すように、前述した
掘削制御処理を実行して、設定深度まで拡底バケット１
８を下降させ、図５（ヘ）に示すように、ウインチ６を
減速して拡底バケット１８を杭孔Ａの底に着地させる。
その後、図５（ト）に示すように、ケリーバ１０を回転
させると共に、拡底翼４０，４１を拡開して拡底掘削を
継続する。これを繰り返し実行して、杭孔Ａを所定の形
状に拡底掘削する。尚、前述したステップ２４０，２５
０の処理の実行が停止制御手段として働き、ステップ２
００〜２３０の処理の実行が減速制御手段として働く。

【００３１】前述したように、ウインチ６を減速して拡
底バケット１８を下降させて、杭孔Ａの底に緩やかに、
かつ確実に着地させ、着地を検出した後、拡底バケット
１８を回転しながら拡底翼４０，４１を拡開して拡底掘
削する。従って、厳密な深度管理をすることなく拡底作
業ができるので、作業が簡素化される。

【００３２】また、拡底バケット１８は杭孔Ａの底に接
触した状態で回転され、芯振れを起こすことなく回転さ
せることができる。杭孔Ａの底に拡底バケット１８を着
地させた状態で、拡底掘削を行っても、杭孔Ａの底は堅
い支持地盤上に達していることから、実質上、掘り下げ
が問題になることはない。

【００３３】尚、前述した実施例では、拡底バケット１
８を孔底処理バケットの例としたが、拡底バケット１８
に代えて底さらいバケットでも同様に実施可能である。
また、孔底処理バケットだけでなく、掘削バケット８０
を杭孔Ａに挿入する際も同様に実施可能である。

【００３４】例えば、掘削バケット８０の掘削時に、掘
削バケット８０が土砂で一杯になると、一旦地上に引き
上げて、土砂を排出する。そして、再び掘削バケット８
０を杭孔Ａ内に挿入して掘削を継続するが、掘削バケッ
ト８０を目標深度まで下降させた後、減速させて杭孔Ａ
の底に着地させ、着地を検出した後、一旦ウインチ６を
停止させてから、掘削バケット８０を回転させて掘削を
継続すればよい。これにより、掘削バケット８０を杭孔
Ａの底に容易に降ろすことができ、効率が向上すると共
に、操作に熟練を要しない。

【００３５】以上本発明はこの様な実施例に何等限定さ
れるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲にお
いて種々なる態様で実施し得る。

【００３６】

【発明の効果】以上詳述したように本発明の杭孔のバケ
ット掘削方法及びその装置は、バケットを減速しながら
下降させて、杭孔の底に着地させ、着地を検出した後、
バケットを回転させて掘削するので、厳密な深度管理を
することなく掘削作業ができるので、作業が簡素化され
ると共に効率の向上が図れ、操作に熟練を要しないとい
う効果を奏する。また、孔底処理バケットに用いた場合
には、杭孔の底に常に接触した状態で回転され、芯振れ
を起こすことなく回転させることができ、この点からも
拡底作業が容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の拡底杭孔の掘削方法に用いた掘削機の
側面図である。

【図２】本実施例の回転駆動装置と拡底バケットとの拡
大概略構成図である。

【図３】本実施例の拡底バケットの拡大分解斜視図であ
る。

【図４】本発明の拡底杭孔の掘削方法の一実施例として
の掘削バケットによる杭孔掘削工程を示す工程図であ
る。

【図５】本実施例の拡底バケットによる拡底掘削工程を
示す工程図である。

【図６】本実施例の着地検出センサの拡大構成図であ
る。

【図７】別の実施例の着地検出センサの拡大構成図であ
る。

【図８】本実施例の制御装置において行われる掘削制御
処理の一例を示すフローチャートである。

【符号の説明】

２…ブーム ６…ウインチ ８…ワイヤ １０…ケリーバ １８…拡底バケット ４０，４１…拡底翼 ８０…掘削バケット ８２…制御装置 ８４…深度検出センサ ８８，９８…着地検出センサ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ウインチにより吊り下げられたバケット
   を杭孔内に挿入し、前記バケットを回転させて前記杭孔
   を掘削する杭孔のバケット掘削方法において、 前記ウインチを駆動して前記バケットを前記杭孔の底の
   手前の所定設定深度まで下降させた後、前記ウインチを
   減速して前記バケットを下降させ、前記杭孔の底への着
   地を検出したときには前記ウインチの駆動を一旦停止
   し、その後、前記バケットを回転させることを特徴とす
   る杭孔のバケット掘削方法。
2. 【請求項２】 ウインチにより吊り下げられたバケット
   を杭孔内に挿入し、前記バケットを回転して前記杭孔を
   掘削する杭孔のバケット掘削装置において、 前記バケットの深度を検出する深度検出センサと、 前記深度が予め設定された目標深度となったときには、
   前記ウインチを減速させる減速制御手段と、 前記バケットが前記杭孔の底に着地したことを検出する
   着地検出センサと、 前記着地が検出されたときには、前記ウインチの駆動を
   一旦停止する停止制御手段と、 を備えたことを特徴とする杭孔のバケット掘削装置。
3. 【請求項３】 前記バケットは、前記杭孔を掘削する掘
   削バケットと交換した孔底処理バケットであることを特
   徴とする請求項２記載の杭孔のバケット掘削装置。
4. 【請求項４】 前記着地検出センサは、前記ウインチの
   ワイヤの張力の変化により着地を検出することを特徴と
   する請求項２又は請求項３記載の杭孔のバケット掘削装
   置。
5. 【請求項５】 前記着地検出センサは、前記ウインチの
   ワイヤと前記バケットとの間に設けられたロードセルで
   あることを特徴とする請求項２又は請求項３記載の杭孔
   のバケット掘削装置。