JPH11141261A - アースドリル装置と底盤の掘削工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】１台のアースドリルにより底盤掘削、軸掘、拡
底掘削が可能となるアースドリル装置を提供する。アー
スドリルにより底盤掘削が可能となる底盤の掘削工法を
提供する。 【解決手段】ケリーバ９の下端に着脱自在に取付けるリ
ングバケット１４を備える。リングバケット１４は、下
面開口の円筒形をなしかつ下縁にカッタを配設した構造
を有する。リングバケット１４はバケット重量を調整す
る錘２３を備える。底盤を掘削する場合、小径の先行掘
削孔を、ケリーバ９にスクリューオーガを取付けて掘削
する、その後、ケリーバ９に下面開口でカッタを有する
リングバケット１４を取付け、先行掘削孔にリングバケ
ット１４の掘削溝を重ねて掘削する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フロントフレーム
を有するブーム式またはリーダ式アースドリル装置と、
建物を破壊して杭を施工する際に、縦孔掘削のために底
盤を貫通掘削する工法に関する。

【０００２】

【従来の技術】アースドリルは、建物の基礎杭施工用と
して、特に拡底杭施工用として多用されているが、最近
の都市再開発に伴い、建物を破壊して杭を施工するケー
スが多くなってきている。しかしながら、杭施工の為に
縦孔を掘削する場合、地下室の底盤として鉄筋の入った
コンクリート製の底盤がある。このような底蓋を、従来
のアースドリルのように、カッタ付き底蓋を有する掘削
バケット（アースドリルバケット）によって掘削しよう
としても、全断面掘削であるため、底盤の掘削が困難で
ある。

【０００３】そのため、従来は、アースドリルの代わり
に、ケーシングドライバや、障害取り用マルチドリルを
使用して底盤の貫通掘削を行い、その後の掘削をアース
ドリルによって行っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このように、底盤を有
する建物を破壊して杭を施工する場合には、従来はアー
スドリル以外に別の掘削機を必要とする。その結果、施
工費のアップと、段取り時間が増えることによる工期の
長期化を招くという問題点がある。なお、従来のカッタ
付き底蓋を有する掘削バケットを用いた場合であって
も、バケットのカッタを硬地盤掘削用に代えれば、鉄筋
入りコンクリート製底盤でもある程度の掘削はできる
が、全断面掘削であるので、大トルクが必要となるとい
う問題点がある。

【０００５】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
ので、１台のアースドリルにより底盤掘削、軸掘、拡底
掘削が可能となるアースドリル装置を提供することを目
的とする。

【０００６】また、本発明は、アースドリルにより底盤
掘削が可能となる底盤の掘削工法を提供することを目的
とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のアースドリル装
置は、アースドリル本体に取付けたリーダまたは起伏式
フロントフレームに、ケリーバ回転用ケリードライブ装
置を取付けたアースドリルにおいて、前記ケリーバの下
端に着脱自在に取付けるリングバケットを備え、該リン
グバケットは、下面開口の円筒形をなしかつ下縁にカッ
タを配設した構造を有すると共に、該リングバケットは
バケット重量を調整する錘を備えることを特徴とする
（請求項１）。

【０００８】また、本発明のアースドリル装置は、アー
スドリル本体に取付けた起伏式フロントフレームに、ケ
リーバ回転用ケリードライブ装置を取付けたアースドリ
ルにおいて、下面開口形でかつ下縁にカッタを有し、前
記ケリーバの下端に着脱自在に取付けられるリングバケ
ットを備え、前記フロントフレームとアースドリルの上
部旋回体との間に、フロントフレームを任意の起伏角に
おいて前記上部旋回体に起伏不能に固定する手段を備え
たことを特徴とする（請求項２）。

【０００９】また、本発明のアースドリル装置は、前記
ケリードライブ装置が、前記リーダまたはフロントフレ
ームに昇降装置により上下動自在に取付けられると共
に、ケリーバを内嵌するケリードライブ装置のケリーバ
駆動体とケリーバには、上下方向に相対的に移動不能に
係合させる係合構造を有することを特徴とする（請求項
３）。

【００１０】また、本発明のアースドリル装置は、前記
ケリーバの下端に着脱自在に取付ける掘削具として、軸
掘バケット並び拡底バケット以外に、下面開口の円筒形
をなしかつ下縁にカッタを配設した構造を有するリング
バケットと、該リングバケットより掘削径が小さいスク
リューオーガとを備えたことを特徴とする（請求項
４）。

【００１１】また、本発明による底盤の掘削工法は、コ
ンクリート建造物の底盤を掘削する場合、まずアースド
リル装置のケリーバの下端に杭施工用縦孔より小径のス
クリューオーガを取付け、該スクリューオーガにより孔
を先行掘削し、その後、前記ケリーバの下端に、下面開
口の円筒形をなしかつ下縁にカッタを配設した構造を有
し、かつ前記杭施工用縦孔とほぼ同径あるいはやや大き
い掘削径のリングバケットを取付け、該バケットによ
り、掘削溝が前記先行掘削孔に重なるように掘削するこ
とを特徴とする（請求項５）。

【００１２】また、本発明による底盤の掘削工法は、前
記スクリューオーガにより、底盤に掘削予定の杭施工用
縦孔の内側に相当する箇所に複数本の小径の掘削孔を掘
削し、これらの掘削孔にリングバケットのカッタ溝を重
ならせて掘削することを特徴とする（請求項６）。

【００１３】

【作用】請求項１において、底盤の掘削は、下面開口形
で下縁にカッタを配設したリングバケットにより行うた
め、円環状に掘削溝を形成しながら掘削が行え、鉄筋入
りの底盤であっても、アースドリルによる掘削が可能と
なる。この場合、バケットに取付ける錘は、バケットの
掘削面への押し付け力を増大させ、掘削力を高める役目
を果たす。

【００１４】請求項２においては、フロントフレームを
有するブーム式アースドリルにおいて、上部旋回体とフ
ロントフレームとの間に設けた固定手段によりフロント
フレームを上部旋回体に固定するため、アースドリル本
体の重量をバケットの掘削面に対する押し付け力として
利用でき、掘削力が高められる。

【００１５】請求項３においては、ケリーバを内嵌する
ケリードライブ装置のケリーバ駆動体とケリーバには、
上下方向に相対的を移動不能に係合させる係合構造を有
するため、バケットやケリーバの重量に加えて、フロン
トフレームやケリードライブ装置の重量を、掘削面に対
する掘削力として確実に作用させることができ、掘削力
が高められる。

【００１６】すなわち、通常のアースドリルのように、
ケリーバ駆動体とケリーバとを単に摩擦力によって結合
させてケリーバ駆動体の押し下げによりフロントフレー
ムやケリードライブ装置の重量をバケットの掘削具の掘
削面への押し下げ力の増大を図る場合は、掘削反力が大
きい場合、ケリーバ駆動体に対してケリーバがすべり、
ケリードライブ装置やフロントフレームの重量がそのま
ま掘削力として利用できないが、前記係合構造により、
これらの重量を掘削力として確実に利用できる。

【００１７】請求項４においては、底盤のリングバケッ
トによる掘削に先立ち、スクリューオーガによる小径の
孔の先行掘削を行うが、この場合、その小径の孔をリン
グバケットによる掘削時における掘削屑の排出孔として
利用できる上、リングバケットによる掘削面積が減少す
るため、リングバケットによる掘削が効率良く行える。

【００１８】請求項５においては、請求項４において述
べた理由により、効率良く掘削を行うことができる。

【００１９】請求項６においては、先行掘削する小径の
掘削孔を複数個とすることにより、リングバケットによ
る掘削時における掘削屑の排出がより容易となり、かつ
リングバケットによる掘削面積がさらに減少するため、
底盤の掘削がさらに効率良く行える。

【００２０】

【発明の実施の形態】図１は本発明のアースドリルの制
御装置の一実施例を示す側面図である。アースドリル本
体１は、下部走行体１ａ上に旋回装置１ｂを介して上部
旋回体１ｃを設置して構成される。上部旋回体１ｃには
ブーム２が、上部旋回体１ｃ上の起伏ウインチ３ａ、ワ
イヤロープ３ｂおよびペンダントロープ３ｃ等からなる
起伏装置３により起伏自在に取付けられる。また、上部
旋回体１ｃの前部には、ケリードライブ装置４を上フレ
ーム５ａに取付けたフロントフレーム５が起伏自在に取
付けられる。６はフロントフレーム５をワイヤロープ７
を介して起伏させる油圧シリンダ、８は本発明によりフ
ロントフレーム５を任意の起伏角において上部旋回体１
ｃに固定する手段として設けた油圧シリンダである。

【００２１】ケリードライブ装置４は、ケリーバ９を上
下動自在にかつ相対回転不能に貫挿したものである。該
ケリーバ９は、上部旋回体１ｃ上に設置したウインチ１
１により巻取り繰り出しされてブーム２の頂部から垂下
されるワイヤロープ１２にスイベルジョイント１０を介
して回転可能に支持される。

【００２２】１４はケリーバ９の下端に取付けられたリ
ングバケットであり、図２の側面図、図３の平面図、図
４の底面図に示すように、該リングバケット１４は、下
面開口の円筒形をなし、下縁に、バケットの外周溝掘削
用のアウタカッタ１６と、バケットの内周溝掘削用のイ
ンナカッタ１７とが、２：１の割合で交互に配置して、
ピン１５により着脱自在に取付けられる。また、該リン
グバケット１４の下端近傍の内壁には、掘削屑の逃げ道
を形成する溝の掘削と、掘削後にリングバケット１４内
に残るコアをハンマグラブ等によって掴むことができる
ように、リングバケット１４の内壁とコアの外周との間
に溝を形成するためのインサートカッタ１８が設けられ
ている。該リングバケット１４は杭施工用縦孔の径とほ
ぼ同径あるいはやや大きい掘削径を有する。

【００２３】該リングバケット１４の天板部２０の中心
部には、図２、図３に示すように、ケリーバ９の下端を
内嵌してピン付けするための角筒形のボス２１が設けら
れる。また、天板部２０上には、ボス２１を避ける孔２
３ａを有するリング状の円盤からなる掘削力増大のため
の錘２３が載置される。錘２３は、天板部２０に設けた
突起２５に、錘２３に設けた孔２３ｂを嵌合することに
より回り止めされる。該錘２３には、リングバケット１
４の天板部２０に設けた水抜き孔（図示せず）からの水
を上部に排出する水抜き孔２３ｃを設け、その一部に
は、錘２３をフック等に掛けるための棒状の吊り部２３
ｄを設けている。リングバケット１４の下部外周には、
摩擦カット用の耐摩耗材でなる肉盛り溶接１４ａが施し
てある。

【００２４】図５ないし図７は本発明による掘削工法を
示す図であり、図５は底盤２６が厚く、リングバケット
１４のみでは容易に掘削ができないような場合に行う先
行掘削を行う場合を示す。この先行掘削は、杭施工用縦
孔の径の約１／８〜１／３程度の掘削径を有する小径の
スクリューオーガ２７により行う。まず底盤２６に至る
まで土砂で埋まっている場合は、ケリーバ９の下端にア
ースドリルの軸掘用バケット、すなわち開閉自在な底蓋
にカッタを有する円筒形のバケットを取付けて底盤２６
に至る深さまで縦孔２９を掘削する。その後、ケリーバ
９の下端にスクリューオーガ２７を取付け、小径の孔３
０を掘削する。この場合、この掘削孔３０は、底盤２６
を掘削する予定の縦孔すなわち鉄筋コンクリート充填に
より杭となる孔の周辺部に位置するように、かつリング
バケット１４により掘削する溝３１（図７参照）の容積
と同じ容積に相当する深さとなるように掘削する。

【００２５】続いて図６に示すように、前記リングバケ
ット１４をケリーバ９の下端に取付けて底盤２６を掘削
する。この掘削は、図７に示すように、先行掘削孔３０
にリングバケット１４による掘削溝３１が重なるように
掘削する。この場合、リングバケット１４による底盤２
６の掘削屑は、先行掘削孔３０に排出されると共に、先
行掘削孔３０の存在により、リングバケット１４による
底盤２６の掘削面積が減少し、効率良くかつ容易に掘削
を行うことができる。また、図示のように、先行掘削孔
３０を複数個掘削し、かつ掘削溝３１に重なり、掘削孔
３０が掘削溝３１の範囲内に収まるように掘削すること
により、リングバケット１４による掘削がさらに容易と
なる。また、掘削孔３０が掘削溝３１の範囲内に収まる
ように掘削することにより、杭施工用縦孔に充填するコ
ンクリートを余分に必要とすることがない。

【００２６】上述の掘削を行う場合、アースドリルのケ
リードライブ装置４においては、図８に示すケリードラ
イブ装置４の昇降装置３２によりケリーバ９を押し下げ
ながら掘削を行う。すなわち、ケリードライブ装置４
は、フロントフレーム５の上フレーム５ａの左右に昇降
ガイド３３を有し、該昇降ガイド３３に沿って昇降自在
に、油圧シリンダ３４により昇降される昇降枠３５を取
付け、昇降枠３５にケリードライブ装置４を取付ける。
ケリードライブ装置４は、油圧モータ３６により回転さ
れる筒形のケリーバ駆動体３９を有し、該ケリーバ駆動
体３９内にケリーバ９を貫挿して装着する。掘削時に
は、油圧モータ３６によりケリーバ駆動体３９と共にケ
リーバ９を回転させ、掘削具やケリーバ９の重みに加
え、ケリードライブ装置４を油圧シリンダ３４によって
押し下げながら、回転方向の掘削反力によって生じるケ
リーバ駆動体３９とケリーバ９との摩擦力によってケリ
ーバ９を押し下げて掘削を行う。

【００２７】すなわち、通常のアースドリルにおいて
は、ケリーバ駆動体３９とこれに貫挿したケリーバ９と
は摩擦力により、フロントフレーム５やケリードライブ
装置４の重量がケリーバ９に加わって掘削力を増す。

【００２８】ここで、この掘削の際に、固定手段として
の油圧シリンダ８への油圧回路に設けたコントロール弁
を遮断位置にして伸縮不能とすることにより、フロント
フレーム５が上部旋回体１ｃに固定され、アースドリル
本体１やブーム２の重量を掘削力として利用でき、より
掘削力が増す。

【００２９】しかしながら、ケリーバ９を押し上げる掘
削反力がケリードライブ装置４のケリーバ駆動体とケリ
ーバとの摩擦力による固定力を上まわる場合、フロント
フレーム４やアースドリル本体１等の重量を掘削時の押
し付け力として利用することができなくなる。

【００３０】このようなアースドリル本体１等の重量を
充分に利用するため、図９に示すように、ケリーバ駆動
体３６とケリーバ９とを相対上下動不能に係合させる構
造をすることにより、かなり硬質の底盤であっても比較
的容易に掘削することが可能となる。この係合構造につ
いて説明すると、ケリーバ９は円筒形をなし、外周には
複数の突条３７が縦方向に複数本固定されており、かつ
突条３７の片側側面には、上下方向に間隔を有して複数
の切欠３７ａが設けられている。

【００３１】一方、ケリードライブ装置４の回転力をケ
リーバ９に伝達する部材であるケリーバ駆動体３９は円
筒形をなし、該ケリーバ駆動体３９に前記ケリーバ９を
上下動自在に貫挿し、前記突条３７を対をなす突片４
０、４０間で上下摺動自在に挟持した構造を有してい
る。該突片４０の上下幅は前記突条３７の切欠３７ａの
上下幅よりやや小さく設定される。

【００３２】この構成において、前記スクリューオーガ
２７あるいはリングバケット１４もしくは軸掘バケット
による掘削を行う場合、これらの掘削具が掘削地盤に着
地した後、図９（Ａ）に示すように、ケリーバ駆動体３
９を矢印で示すように回転させながらケリードライブ装
置４を駆動させると、図９（Ｂ）に示すように、一方の
突片４０がケリーバ９の突条３７の片面に形成した切欠
３７ａに嵌まり、ケリーバ駆動体３９とケリーバ９とは
相対的に上下動不能となり、この状態で押し下げると、
前記フロントフレーム５やケリードライブ装置４等の重
量、あるいはアースドリル本体１やブーム２の重量が掘
削時の掘削具の押し下げ力として利用でき、掘削力を上
げることができる。

【００３３】なお、通常、ケリーバ９は、例えばアウタ
ロッドとセンタロッドとインアロッドからなる３本の断
面円形または多角形のロッドを伸縮可能に嵌合した伸縮
構造により構成されるが、底盤２６のみを掘削するため
には、ケリーバ９を伸ばさない状態でも掘削しうる場合
が多いことから、ケリーバ９の最外部のアウタロッドと
ケリーバ駆動体３９との間にのみ図９に示した相対上下
動不能とする係合構造を採用してもよい。また、ケリー
バ９を構成する各ロット間にも図９に示した相対上下動
不能とする係合構造を採用してもよい。

【００３４】また、本発明は、上部旋回体１にリーダを
立て、そのリーダに沿ってケリードライブ装置４を昇降
自在に取付けたリーダ式のアースドリルにも適用でき
る。また、フロントフレーム５を上部旋回体１ｃに固定
する手段として、油圧シリンダ８の代わりに伸縮ロッド
等を用いることができる。

【００３５】

【発明の効果】請求項１によれば、ケリーバに着脱自在
に取付けるリングバケットを備え、かつ掘削力を高める
ためにリングバケットに取付ける錘を設けたので、底盤
をアースドリルにより掘削でき、１台のアースドリルに
より底盤掘削、軸掘、拡底掘削が可能となる。このた
め、施工費の低減と工期の短縮が可能となる。

【００３６】請求項２によれば、フロントフレームとア
ースドリルの上部旋回体との間に、フロントフレームを
任意の起伏角において前記上部旋回体に起伏不能に固定
する手段を備えたため、アースドリル本体およびブーム
の重量を掘削具の押し付け力として利用でき、掘削力を
高め、能率良く掘削を行うことができ、さらなる施工費
の低減と工期の短縮が達成できる。

【００３７】請求項３によれば、リーダまたはフロント
フレームに昇降装置により上下動自在にケリードライブ
装置を取付け、ケリーバを内嵌するケリードライブ装置
のケリーバ駆動体とケリーバには、上下方向に相対的を
移動不能に係合させる係合構造を有するため、少なくと
もフロントフレームやケリードライブ装置の重量を掘削
具の押し付け力として利用でき、さらに掘削力を高め、
能率良く掘削を行うことができ、さらなる施工費の低減
と工期の短縮が達成できる。

【００３８】請求項４によれば、下面開口の円筒形をな
しかつ下縁にカッタを配設した構造を有するリングバケ
ットと、該リングバケットより掘削径が小さいスクリュ
ーオーガとを備えたので、リングバケットの先行掘削が
行え、先行掘削により底盤の掘削面積が狭くなること
と、掘削屑が先行掘削孔に排出できることから、さらに
容易に底盤の掘削を行うことが可能となる。

【００３９】請求項５によれば、スクリューオーガによ
り目標とする縦孔の掘削径より小径の孔を掘削し、その
後、リングバケットにより、該カッタによる掘削溝が前
記小径の掘削孔に重なるように掘削するため、請求項４
について記載した前記効果が達成できる。

【００４０】請求項６によれば、前記スクリューオーガ
により、底盤に掘削予定の掘削孔の内側に相当する箇所
に複数本の小径の掘削孔を掘削し、これらの掘削孔にリ
ングバケットの掘削溝を重ならせて掘削するため、さら
に容易に底盤の掘削が行える。また、スクリューオーガ
により先行掘削孔がリングバケットによる掘削溝の範囲
内に収まるように掘削することにより、杭施工用縦孔に
充填するコンクリートを余分に必要とすることがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のアースドリル装置の一実施例を示す側
面図である。

【図２】本実施例におけるリングバケットの側面図であ
る。

【図３】本実施例におけるリングバケットの平面図であ
る。

【図４】本実施例におけるリングバケットの底面図であ
る。

【図５】本発明において、スクリューオーガによる底盤
の先行掘削を示す断面図である。

【図６】本発明において、底盤のリングバケットにより
掘削を示す断面図である。

【図７】図５、図６の掘削具による掘削溝および掘削孔
を示す斜視図である。

【図８】本発明において用いるケリードライブ装置の昇
降装置の一例を示す正面図である。

【図９】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ本発明に用いるケリ
ーバ駆動体とケリーバとの上下相対移動を不能とする係
合構造を、上下動自在な状態と係合状態とで示す斜視図
である。

【符号の説明】

１：アースドリル本体、１ｃ：上部旋回体、２：ブー
ム、３：ウインチ、４：ケリードライブ装置、５：フロ
ントフレーム、５ａ：上フレーム、６：起伏用油圧シリ
ンダ、８：固定用油圧シリンダ、９：ケリーバ、１０：
スイベルジョイント、１１：ウインチ、１２：ワイヤロ
ープ、１４：リングバケット、１６：アウタカッタ、１
７：インナカッタ、１８：インサートカッタ、２０：天
板部、２１：ボス、２３：錘、２３ａ、２３ｂ：孔、２
３ｃ：水抜き孔、２３ｄ：吊り部、２５：突起、２６：
底盤、２７：スクリューオーガ、２９：縦孔、３０：先
行掘削孔、３１：掘削溝、３２：昇降装置、３３：昇降
ガイド、３４：油圧シリンダ、３５：昇降枠、３６：油
圧モータ、３７：突条、３７ａ：切欠、３９：ケリーバ
駆動体、４０：突片

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】アースドリル本体に取付けたリーダまたは
   起伏式フロントフレームに、ケリーバ回転用ケリードラ
   イブ装置を取付けたアースドリルにおいて、 前記ケリーバの下端に着脱自在に取付けるリングバケッ
   トを備え、 該リングバケットは、下面開口の円筒形をなしかつ下縁
   にカッタを配設した構造を有すると共に、 該リングバケットはバケット重量を調整する錘を備える
   ことを特徴とするアースドリル装置。
2. 【請求項２】アースドリル本体に取付けた起伏式フロン
   トフレームに、ケリーバ回転用ケリードライブ装置を取
   付けたアースドリルにおいて、 下面開口形でかつ下縁にカッタを有し、前記ケリーバの
   下端に着脱自在に取付けられるリングバケットを備え、 前記フロントフレームとアースドリルの上部旋回体との
   間に、フロントフレームを任意の起伏角において前記上
   部旋回体に起伏不能に固定する手段を備えたことを特徴
   とするアースドリル装置。
3. 【請求項３】請求項１または２において、 前記ケリードライブ装置は、前記リーダまたはフロント
   フレームに昇降装置により上下動自在に取付けられると
   共に、 ケリーバを内嵌するケリードライブ装置のケリーバ駆動
   体とケリーバには、上下方向に相対的に移動不能に係合
   させる係合構造を有することを特徴とするアースドリル
   装置。
4. 【請求項４】請求項１から３までのいずれかにおいて、 前記ケリーバの下端に着脱自在に取付ける掘削具とし
   て、軸掘バケット並び拡底バケット以外に、 下面開口の円筒形をなしかつ下縁にカッタを配設した構
   造を有するリングバケットと、 該リングバケットより掘削径が小さいスクリューオーガ
   とを備えたことを特徴とするアースドリル装置。
5. 【請求項５】コンクリート建造物の底盤を掘削する場
   合、まずアースドリル装置のケリーバの下端に杭施工用
   縦孔より小径のスクリューオーガを取付け、該スクリュ
   ーオーガにより孔を先行掘削し、 その後、前記ケリーバの下端に、下面開口の円筒形をな
   しかつ下縁にカッタを配設した構造を有し、かつ前記杭
   施工用縦孔とほぼ同径あるいはやや大きい掘削径のリン
   グバケットを取付け、該バケットにより、掘削溝が前記
   先行掘削孔に重なるように掘削することを特徴とする底
   盤の掘削工法。
6. 【請求項６】請求項５において、 前記スクリューオーガにより、底盤に掘削予定の杭施工
   用縦孔の内側に相当する箇所に複数本の小径の掘削孔を
   先行掘削し、これらの掘削孔にリングバケットのカッタ
   溝を重ならせて掘削することを特徴とする底盤の掘削工
   法。