JPS60168813A - ア−スドリル工法による拡底杭の拡底部掘削装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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っ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っ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。従って拡底部を掘削する
ためにどのような拡大具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っ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、掘削初期であればパケッ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パケ
ット内に土砂が入っているので、その土砂を押しのけて
新たに掘削された土砂をパケッ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Ｋ、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、拡大糞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Ｙ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
に凸の円錐形状暑なす底蓋と、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ｆｃ槽構造し、その傾斜した部分に取付けたカッ
タで拡底部のテーパ部を掘削するようにし、該テーパｆ
１１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、常にスクレーノｆ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、該拡大貿を最大
に開いた時ケースに達する土砂案内壁を設け、かつ該土
砂案内壁を拡大鮪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ｔ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って拡底孔を掘
削し友際、土砂を略完全にケース内に取り込むことがで
きるよう九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几垂直立上り部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１ｄｌと、該円錐形部から底面外周部にわたっ
て形成された平坦な水平面部１ｄｓとによって構成され
ている。

なお、前記円錐形部１ｄ、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パケット
を示し、その上端のフランジｌ１ｍをフランジ１２ａＫ
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
穴がス１２ｂ”ｋ有する。１３はフレーム・１４は下面
を開口させたケースであって、その下面開口部に蝶番１
５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５エツジ１６轟およ
び開口部１６ｂを設け、該開口部にはエツジ１６ｍと反
対側の開口縁部に沿って設けられた蝶番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１６ｑ、前記蝶番１５と、この蝶番１５
０反対側に設けられた係止装置１９とにより閉じ次状態
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＠　・拡大板側は、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１４ａ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。

この拡大板には、杭１のケースや部１ｂおよび垂直立上
り部１ｃを掘削する複数個のカッタｎが取付けられてお
り、かつ該カッタは、杭中心より離れた部分を掘削する
ものはと蝶番２１より離れた位置に取付けられている。

従って、拡大板側の上端は蝶番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
た構造になっている。このため、掘削したとぎテーパ部
１ｂが太鼓状にならないように１拡大翼茄のカッタｎ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を掘削するカッタのうち、
最下段のカッタｎ′は、土砂の取りこｆｆしを防ぐこと
を考慮して、他のカッタｎの２〜３個分のカッタ幅とし
である・前記拡大板側には、その下部に拡大板と一体構
造をなす土砂案内壁２０ｍが設けられており、この土砂
案内壁２０ａは、拡大板側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ｆｌ、　７？ｌ−土砂
が円弧に沿っ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２０ａｉ含めた拡大板側の底辺
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
ようになっており、蝶番２１が垂直でかつ底辺部２０ｂ
が水平をなすことから、拡大板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って掘削面と
の間に隙間が生じないように構成されている。また、拡
大板側の底辺部２ｏｂにはカッ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。

従って、拡大板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っており
、これにより拡底部の形状？正しく形成できるようにな
っている。なお、２３は拡大板側の開閉用油圧シリンダ
−、冴は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は拡大板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Ｕの回転軸と連結されているため、拡大
３Ｍ２０の開閉に伴って回動するイコライザーリンク冴
の回転角を検出することができ、このことから拡大板側
の開閉状態を検知するものであるＯ　また・この回転角
検出計５はパケット中心部に位置し、周囲をフレーム１
３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。

がは前記土砂案内壁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乞なす
主スクレーパであって、その自由端側にビン２８を介し
て袖スクレーパ２６＆Ｙ起伏自在に取付け、かつ、この
補スクレーパ２６ａは必要に応じビンあの引抜きあるい
は挿入により主スクレーパ部に対し着脱し得るようにす
る。また、この主スクレーパ２６卦よび補スクレー１４
２Ｅｒ＊の上部は開放されていて、拡底部のチー／４’
部１ｂを拡大板側によって掘削した際、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
っている。また、この実施例においては、主スクレーパ
あけ前記土砂案内壁２０ａとリンク２９およびビン関。

３】を介して連結されていて、拡大Ｎ２０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
四の主スクレーパ側のビン孔３１ａは第６図および第７
図に示す如く長孔とし、拡大板か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部が内
側に倒れ込んで主スクレーパあの先端と拡大板側との間
に土砂取込用の空間Ｇが形成されるようになっている。

なお、蝶番ｎの位置を蝶番２１の位置に合わせれば、拡
大板側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。従って、拡大板２０を閉じる過程におい
て拡大翼加とスクレー／４′との間で礫がはさまっても
、そのはさまった状態のままで拡大板２０を閉じること
ができる。

ま几、スクレーノ４の底辺部も拡大板２０ン同様に水平
状に形成されており、蝶番部が垂直であることから、ス
クレー／ｆ２６　ｔ　２６　ａを閉じる時には底辺部は
掘削作業時と同じ軌跡をたどっ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
板側によって掘削する際、掘削土砂の大部分を直接スク
レーノぞ内に落下させて拡底部の掘削土砂を効率良くり
゛−ス内に取り込むことができる。

すフ工わち、基本径φｄの部分を基本径用アースドリル
パケットで掘削し、所望の深度まで達したらそのアース
ドリルパケットを地上に引き上げ、該パケットヲ取外し
て本発明の拡底パケット１１に着けかえて拡底深度まで
降下させる。このとき、油圧シリンダるは縮少されてい
るので、第６図に示フよ５に、拡大板側およびその下端
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、先ず拡底パケット１１ヒ回転させてパケッ
ト３によって掘削された杭孔の底部にある土砂などをエ
ツジ１６ｍによってすくい取って底面を整形する。この
時、一旦ケース１４内に入った土砂は弁板１８によって
流出が防止される。次に、拡底パケット１１を回転させ
ながら油圧シリンダ２３を伸張させて拡大ｍ２Ｄ’１ｔ
ｄＡ番２１ヲ中心として回動させて外方向ｆ少しずつ開
く。すると、拡大Ｈ２０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、主スクレーパがも開
いて第７図に示すように主スクレー／やアの先端と拡大
板の先端との間に土砂流入用の空間Ｇが形成され、拡底
パケッ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、拡大板側および土砂案内壁２０ａによっ
て案内されてケース１４内に取り込まねる。

このとき、流入する土砂によって袖スクレーパ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ヲ引き抜いて補スクレー
ノ＃２６ａｉ取り外し、ておいてもよしゝＯ また、拡底部のテーパ部１ｂを掘削し７を隙、掘削土砂
は下方に落下するが、丁度チー・ぐ部ｉｂを掘削するカ
ッタｎの真下に上部が開放された主スクレーパが、補ス
クレーパ２６ａが位置しているため、この中に掘削」−
砂の大半が落下する。また主７クレーパ２６．袖スクレ
ーパ２６ａ共前述したように底辺部が拡咲部の掘削面と
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。

従って拡大板かの前面にたまる土砂は、チー７４部ｌｂ
の掘削土砂のスクレー／−Ｐの外側に落ちこほれた僅か
の土砂と、垂直立上り部ＩＣを掘削した土砂に限られる
ことになる。

かくして、拡大板側および土砂案内壁２０ａによって案
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が拡大板の回動中心からの距離ケ曲率半径とす
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０また・このとき、土砂案内壁２０ａを
含めた拡大板側の底辺部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１６が下方に突出し穴内錐形である
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、拡底パケット１１に土砂がほぼ充満した段階で
拡底パケット１１ヲ回転させ乍ら油圧シリンダ２３を次
第に縮少させて拡大Ｈ２０を閉じていくと、前記の如く
して拡大板」および土砂案内壁２０ａによってその前面
にある土砂をケースに向って誘導しつつその土砂の抵抗
によって補スクレー／’？　２６ａが第９図の如く自動
的に起立し、かくして拡大板２０および土砂案内壁２０
ａ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、拡大板側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／４’２６ａが起立
した際取フ残されるが、これをケース１４に収納するに
は、パケット１１の回転を止め、まず停止状態で拡大板
２０ヲ閉じることによって拡大［２０のが１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
止状態で拡大板２０を拡底部の内周壁に接する位置まで
拡げる。この結果、拡大板側の前面の掘削土砂は拡大板
側の先端部の土砂な除いて除去された状態となる。次に
・々ケ・ソト１１を回転させると、拡大ｉ２０の先端部
の土砂は拡大７１２０の前面の土砂がすでに取り除かれ
ているため、容易に拡大板側の円弧状の土砂案内壁２０
ａに導かれ、補スクレーパかによってケース１４に強制
的に取り込める位置まで移動する。そして拡大間２０ヲ
閉じることによって、袖スクレー／４’２６ｍ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２０ｍが拡大間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Ｅ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った同じ軌跡
を土砂案内壁２０ａの他の部分がたどることになり、ケ
ース内に拡大間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パケッ
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、拡底パケット１１内の土砂を排
出する。このような操作ケ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、コンフ
リートラ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ヲ拡大翼か
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
、要は拡底部のチーＡ１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
、例えば拡大間２０を開閉するための油圧シリンダ乙の
ほかに、スクレーツヤを単独に動作させる油圧シリンダ
７別に設けて開閉させるようにしたり、スクレーパを蝶
番ｎ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、拡大間
２０Ｙ垂直立上り部１ｃを掘削する部分を除いて傾斜し
九構造とし、その傾斜し九部分に取付けたカッタで拡底
部のテーパ部１ｂを掘削するようにすると共に、ケース
ｆ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あを設け、
前記拡大間かの開閉状態にかかわらず、スクレーパを拡
大翼頷の傾斜した部分の下方に位置させるよう構成した
ので、チー・や部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。

また拡大間に連続して該拡大間を最大和開いた時ケース
に達する土砂案内壁を設け、かつ該土砂案内壁を拡大板
側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ってスムーズにケース
１４内に収納される。また、拡大板側をケース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った同じ軌跡
を土砂案内壁２０＆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杭掘削装置
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図は拡大間を開いた状態の斜視図、第４図
は拡大間を閉じた状態の側面図、第５図は第４図の１−
１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図のト１線にそう拡大断面図、第９図は掘
削終了後拡大間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、ＩＣ・・・垂
直立上り部、ｌｄ、・・・円錐形部、ｌｄ、・・・水平
面部、　１１・・・本発明による拡底パケット、１３・
・・フレーム、１４・・・ケース、１６・・・底ｆｉ、
１６ａ・・・エツジ、１７・・・蝶番、１８・・・弁板
、加・・・拡大間、２０ａ・・・土砂案内壁、２１・・
・拡大間の蝶番、ｎ・・・カッタ、田・・・拡大翼開閉
用油圧シリンク、カ・・・主スクレーノ？、２６ａ・・
・補スクレーノや、ｎ・・・スクレーパの蝶番、四・・
・リンク、（至）、３】・・・ピン。 特許出願人　日立建機株式会社 代理人弁理士　秋　本　正　実 第１図　第２図 第３図 第４図 １ 第５図 第６図 第７図 ０

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　ケリーバ釦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忙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具と、該拡大
   具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、前記拡大具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
   取付けたカッタで拡底部のケース４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／”Ｙ設
   け、前記拡大具の開閉状態にかかわらず、常にスクレー
   ノｆを拡大具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、前記拡大具に連続して該拡大具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
   大具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。