JP3900938B2

JP3900938B2 - 掘削機械の折畳み構造

Info

Publication number: JP3900938B2
Application number: JP2002010337A
Authority: JP
Inventors: 一彦的場; 誠後藤
Original assignee: Obayashi Corp
Current assignee: Obayashi Corp
Priority date: 2002-01-18
Filing date: 2002-01-18
Publication date: 2007-04-04
Anticipated expiration: 2022-01-18
Also published as: JP2003213668A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地盤に鉛直方向の孔を掘削しつつその内部に管状部材を挿入する同時埋設方式により合成杭を築造する基礎杭工法に用いる掘削機械の折畳み構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
合成杭を築造する基礎杭工法に用いる前記掘削機械は、回転軸をなす鋼管ロッドの下部に地盤を掘削するための掘削翼を備え、鋼管ロッドを中心として回転し、管状部材を挿入するための鉛直方向の孔を掘削する。このため、管状部材の外径寸法より大きな外径寸法を有する掘削翼を備えることが必要である。また、この鉛直方向の孔を掘削しつつ管状部材を該鉛直方向の孔内に挿入していく同時埋設方式の場合には、管状部材を埋設可能な所定の深さの孔を掘削した後に、管状部材の内側を通して掘削機械を引き上げる必要がある。
【０００３】
このため、掘削翼は、掘削時には鋼管から外方に長く突出させ、掘削後に引き上げるときには、管状部材の内径寸法より小さくなるように、折畳み構造としたものがある。これは、鋼管ロッドに設けられた掘削翼の保持部に対し、水平軸回りに掘削翼を回動可能な構成とし、前記保持部と、掘削翼とにそれぞれ開孔を設け、これら開孔を掘削翼が水平方向に開いた状態で、連通するように配置し、この連通した開孔に、掘削翼の回り止めとなるシアピンを挿入して掘削翼が水平方向に開いた状態を維持していた。
【０００４】
そして、所定深さの孔を掘削し終わると、掘削機械を引き上げる際には、掘削翼を管状部材の下端に衝突させてシアピンを切断することによって、掘削翼が回動可能な状態となり、掘削翼の自重によって折り畳まれる掘削機械が知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の掘削機械では、地盤の硬度により掘削翼に設定値以上の多大な負荷が作用する場合があり、この場合には、多大な負荷によってシアピンが切断され、掘削翼が折り畳まれてしまうため、掘削作業を継続することができなくなってしまう場合がある。
【０００６】
また、シアピンは施工箇所ごとに切断しなければならないため、使いまわすことができず、所定の箇所に合成杭を築造した後に、新たな合成杭を施工する場合には、シアピンを挿通し直す必要があり、手間がかかるとともに、施工コストが高騰するという課題があった。
【０００７】
そこで、本発明の目的は上記課題に鑑みて、掘削時には掘削翼を水平方向に広げた状態に保持し、引き上げ時には確実に折り畳むことができ、且つ、安価な掘削機械の折畳み構造を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の掘削機械の折畳み構造は、回転軸に設けられた掘削翼が回転して地盤に鉛直方向の孔を掘削しつつ、当該回転軸が挿通されこの回転軸に保持された管状部材を前記孔に挿入する同時埋設方式により合成杭を築造する基礎杭工法に用いる掘削機械の折畳み構造において、前記掘削翼は、水平軸を回転中心として回動可能に前記回転軸に設けられるとともに、この回動を抑止し、掘削翼を水平方向に広げた状態を保持するための切り欠き部を備え、前記回転軸は、前記切り欠き部と係脱自在に設けられた係止部材と、この係止部材を前記切り欠き部に対して近づく方向、又は、離れる方向に移動させるジャッキとを備え、前記ジャッキにより、前記係止部材が前記切り欠き部と係合されて前記掘削翼の回動が抑止され、前記係止部材と前記切り欠き部との係合が解除されて、前記掘削翼が回動して前記管状部材の内径より小さく折り畳まれることを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、ジャッキによって係止部材を切り欠き部に近づける方向に移動させることにより係止部材が切り欠き部と係合して、前記掘削翼の回動が抑止される。一方、前記ジャッキによって前記係止部材を切り欠き部から離れる方向に移動させることにより係止部材と切り欠き部との係合が解除される。よって、ジャッキを操作するだけで、掘削翼を水平方向に広げた状態に保持すること、及び、管状部材の内径より小さく折り畳むことが可能となる。従って、掘削時には、掘削翼を水平方向に広げた状態に保持して、所望の内径を有する孔を掘削することが可能となり、掘削機械を引き上げる時には、その外周を囲む管状部材の内径より小さく折り畳むことにより、容易に引き上げることが可能となる。
【００１０】
また、掘削翼の折り畳み機構を油圧ジャッキを用いて構成したので、一度折り畳んだ掘削翼を広げることは容易であり、他の施工場所に移動して即座に使用することが可能となる。更に、シアピン等により掘削翼を保持する方法と比べ、破壊する部品を有しないため、使い回すことができ、安価に施工することが可能となる。
【００１１】
また、請求項２に記載の掘削機械の折畳み構造は、前記回転軸には、前記孔内に注入される固化材を撹拌するための撹拌翼が設けられ、前記撹拌翼は、水平軸を回転中心として回動可能に前記回転軸に設けられるとともに、この回動を抑止し、撹拌翼を水平方向に広げた状態を保持するための切り欠き部を備え、前記回動軸は、前記切り欠き部と係脱自在に設けられた係止部材と、この係止部材を前記切り欠き部に対して近づく方向、又は、離れる方向に移動させるジャッキとを備え、前記ジャッキにより、前記係止部材が前記切り欠き部と係合されて前記撹拌翼の回動が抑止され、前記係止部材と前記切り欠き部との係合が解除されて、前記撹拌翼が回動して前記管状部材の内径より小さく折り畳まれることを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、ジャッキによって、撹拌翼を水平方向に広げた状態に保持すること、及び、管状部材の内径より小さく折り畳むことが可能となる。よって、掘削時には撹拌翼を水平方向に広げた状態に保持し、掘削機械を引き上げる時には、その外周を囲む管状部材の内径より小さく折り畳むことにより、容易に引き上げることが可能となる。このため、形成される孔の内径と同等の大きさの撹拌翼を備えることが可能となり、撹拌性能が向上する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施形態に基づいて説明する。
図１は本発明の折畳み構造を有する掘削機械を用いた合成杭の築造方法を示す説明図であり、（ａ）は掘削機械に鋼管及び鉄筋篭をセットした状態を示す図、（ｂ）は掘削途中の状態を示す図、（ｃ）は掘削作業が終了した状態を示す図、（ｄ）は掘削翼及び撹拌翼を折り畳んだ状態を示す図、（ｅ）は掘削機械及び鋼管を引き上げた状態を示す図である。
【００１４】
本発明に適した掘削機械１０は、地盤１４を掘削して鉛直方向の孔１２を形成するとともに、その孔１２内に管状部材をなす鉄筋篭１６を挿入しつつ、セメントミルク１８を注入し、鉄筋篭１６の下部を地盤１４の支持層１４ａに埋設することにより合成杭２０を築造する合成杭２０の築造に用いるものである。
【００１５】
この掘削機械１０は、地盤１４を掘削するための２種類の掘削翼２２、２４と、この掘削翼２２，２４の回転軸をなす鋼管ロッド２６と、前記孔１２内に注入されたセメントミルク１８を撹拌するための撹拌翼２８と、撹拌翼２８及び掘削翼２２，２４が共回りすることを防止する共回り防止翼３０と、合成杭２０の鉄筋として埋設される鉄筋篭１６等を支持するための支持板３２とを備えている。また、掘削翼２２，２４、撹拌翼２８、共回り防止翼３０は、それぞれ対をなし、対をなす各翼２２，２４，２８，３０は鋼管ロッド２６を挟んで相反する方向に突出させて設けられ、水平方向に広げられている。
【００１６】
掘削機械１０は、図１に示す如く、築造する合成杭２０の長さより十分に長く、鋼管でなる鋼管ロッド２６が鉛直方向に向けられて上方で支持され、下端部には築造する合成杭２０の直径より狭い幅に広げられた第１の掘削翼２２が設けられている。
【００１７】
第１の掘削翼２２の上には、第２の掘削翼２４、共回り防止翼３０、撹拌翼２８の順で、適宜間隔を隔てて設けられている。また、これら第２の掘削翼２４と撹拌翼２８とは、築造する合成杭２０の直径と同じ幅以上に広げられ、共回り防止翼３０は、掘削翼２２，２４及び撹拌翼２８より広い幅に形成されている。また、第２の掘削翼２４、共回り防止翼３０、撹拌翼２８には、鋼管ロッド２６との接合部分に、各翼２２，２４，２８，３０を前記鉄筋篭１６より狭い幅に折り畳むことを可能とする折り畳み機構を有している。
【００１８】
図２は本発明の掘削機械の折り畳み機構を示す説明図であり、（ａ）は掘削翼を広げた状態を示す図、（ｂ）は（ａ）の側面図、（ｃ）はＡＢＣＤ断面図、（ｄ）は掘削翼を折り畳む途中の状態を示す図、（ｅ）は掘削翼を折り畳んだ状態を示す図である。この折り畳み機構は、第２の掘削翼、共回り防止翼、撹拌翼とも同様の機構であるため、ここでは、第２の掘削翼を例に説明する。
【００１９】
鋼管ロッド２６の掘削翼取り付け部には、第２の掘削翼２４の高さと同じ間隔を隔てて配置された２枚の水平板３４が突設され、この水平板３４の左右端部には上下の水平板３４と連結して枠状をなす２枚の側板３６が設けられている。この側板３６間の幅は、掘削翼２４の厚さより十分に広く形成されている。前記２枚の側板３６には、中心より下側に位置させて、掘削翼２４を回動可能に保持するための回動ピン３８が挿通される開孔４０が設けられている。さらに、下側の水平板３４には、掘削翼２４の回動を許容するためのスリット４２が形成されている。
【００２０】
第２の掘削翼２４の鋼管ロッド２６との接合部は、その端部２４ａが円弧状をなし、前記回動ピン３８が挿通されるピン穴２４ｂが設けられている。そして、掘削翼２４は、前記２枚の側板３６間に挿入されるとともに２枚の側板３６に設けられた開孔４０と、ピン穴２４ｂとに回動ピン３８が挿通されて、前記スリット４２に入り込んで回動可能に構成されている。
【００２１】
また、掘削翼２４の円弧状をなす端部２４ａには、掘削翼２４が水平に広げられた状態で、前記回動ピン３８より下方に位置させて、鋼管ロッド２６側と、下方とに開放された切り欠き部４４を有し、この切り欠き部４４は、水平面４４ａと鉛直面４４ｂとを有している。
【００２２】
鋼管ロッド２６内には、例えば油圧ジャッキ４６が設けられ、前記下側の水平板３４ａ上で油圧ジャッキ４６のロッド４６ａが、鋼管ロッド２６の内外方向、即ち、切り欠き部４４に近づく方向、又は、離れる方向に伸縮するように設けられている。この油圧ジャッキ４６に油を供給するパイプ４８は鋼管ロッド２６内を通ってその上端から外部に引き出され、外部からの油圧ジャッキ４６の操作を可能としている。油圧ジャッキ４６の前記ロッド４６ａの先端には、水平板３４ａ上でスライドし、前記掘削翼２４の切り欠き部４４と係脱自在に形成され、係止部材をなす抑止ブロック５０が設けられている。この抑止ブロック５０は、上部に水平面５０ａと、掘削翼２４側に鉛直面５０ｂを備えており、前記油圧ジャッキ４６に押し出されて、前記切り欠き部４４の水平面４４ａ及び鉛直面４４ｂと係合し、引き戻されて切り欠き部４４から外れるように構成されている。
【００２３】
即ち、掘削時には、掘削翼２４を水平に保持した状態で、油圧ジャッキ４６によって抑止ブロック５０が切り欠き部４４に係合されている。このとき、掘削翼２４の上部２４ｃは上側の水平板３４ｂで抑止され、下部２４ｄは抑止ブロック５０によって抑止されている。即ち、掘削翼２４は、回動ピン３８を挟んで上方と下方とから支持されているため、確実に固定されている。また、地盤１４の硬さに対応させて油圧ジャッキ４６の圧力を上げることにより、硬い岩盤等を掘削することが可能となる
また、掘削が終了し、掘削機械１０を引き上げる際には、油圧ジャッキ４６によって、抑止ブロック５０を引き戻すことにより、抑止ブロック５０と切り欠き部４４との係合が外れ、掘削翼２４が支持力を失い、自重によって回動ピン３８を中心に回動し、掘削軸２４はスリット４２に入り込んで鉛直方向に吊り下げられる。このとき、対をなす掘削翼２４間の幅は、前記鉄筋篭１６の内径より十分に狭くなるため、容易に掘削機械１０を引き上げることが可能となる。
【００２４】
そして、この掘削機械１０を用いて合成杭２０を築造する場合には、まず図１（ａ）のように、合成杭２０を築造する位置に掘削機械１０を周知の手段によって配置する。このとき、掘削機械１０に設けられた支持板３２には、埋設するための鉄筋篭１６と、この鉄筋篭１６を形成した孔１２内に挿入するためのガイドをなす鋼管５２とを載置しておく。また、鋼管ロッド２６を鋼管５２及び鉄筋篭１６の中心に保持するするためのスタビライザを設けておくことが望ましい。
【００２５】
次に、図１（ｂ）のように、第１，及び第２の掘削翼２２，２４により地盤１４を掘削しつつ、鋼管ロッド２６内にセメントミルク１８を注入し、鋼管ロッド２６の下端部から孔１２内に排出する。このとき、掘削した土砂とセメントミルク１８とを撹拌翼２８により撹拌する。図１（ｃ）に示すように、掘削機械１０の先端が、地盤１４内の支持層１４ａに所定量入り込み、合成杭２０の強度が得られる所に到達したら、掘削を停止し、油圧ジャッキ４６により、図１（ｄ）に示すように、第２の掘削翼２４、共回り防止翼３０、撹拌翼２８を折り畳む。
【００２６】
最後に、図１（ｅ）に示すように、鉄筋篭１６を孔１２内に残し、鋼管５２及び掘削機械１０を引き上げる。引き上げた鋼管５２及び掘削機械１０は、第２の掘削翼２４、撹拌翼２８、共回り防止翼３０をそれぞれ水平方向に広げた状態に一旦保持して、抑止ブロック５０を油圧ジャッキ４６で切り欠き部４４に係合させた後に、支持板３２上に鉄筋篭１６をセットすることにより他の施工箇所に移動して、使用することが可能となる。
【００２７】
本実施形態では、抑止ブロック５０を移動させる手段として油圧ジャッキ４６を用いる例を示したが、これに限らず、モータによって回動するネジ棒を有し、このネジ棒の回動によってロッドが伸縮するジャッキ等であっても構わない。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る掘削機械の折り畳み構造によれば、掘削時には掘削翼を水平方向に広げた状態に保持して所望の内径を有する孔を掘削することが可能となり、かつ、掘削機械の引き上げ時には、ジャッキにより管状部材の内径より小さく折り畳み容易に引き上げることが可能となる。また、掘削翼の折り畳み機構をジャッキを用いて構成したので、引き上げた掘削機械を他の施工場所に移動して即座に使用することが可能となり、使い回して安価に施工することが可能となる。
【００２９】
撹拌翼もジャッキによって折り畳み可能とすることにより、形成される孔の内径と同等の大きさの撹拌翼を備えることが可能となり、撹拌性能が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の折畳み構造を有する掘削機械を用いた合成杭の築造方法を示す説明図である。
【図２】本発明の掘削機械の折り畳み機構を示す説明図である。
【符号の説明】
１０掘削機械
１６管状部材
２４掘削翼（第２の掘削翼）
２６回転軸（鋼管ロッド）
２８撹拌翼
３８水平軸（回動ピン）
４４切り欠き部
４６ジャッキ（油圧ジャッキ）
５０係止部材（抑止ブロック）

Claims

回転軸に設けられた掘削翼が回転して地盤に鉛直方向の孔を掘削しつつ、当該回転軸が挿通されこの回転軸に保持された管状部材を前記孔に挿入する同時埋設方式により合成杭を築造する基礎杭工法に用いる掘削機械の折畳み構造において、
前記掘削翼は、水平軸を回転中心として回動可能に前記回転軸に設けられるとともに、この回動を抑止し、掘削翼を水平方向に広げた状態を保持するための切り欠き部を備え、
前記回転軸は、前記切り欠き部と係脱自在に設けられた係止部材と、この係止部材を前記切り欠き部に対して近づく方向、又は、離れる方向に移動させるジャッキとを備え、
前記ジャッキにより、前記係止部材が前記切り欠き部と係合されて前記掘削翼の回動が抑止され、前記係止部材と前記切り欠き部との係合が解除されて、前記掘削翼が回動して前記管状部材の内径より小さく折り畳まれることを特徴とする掘削機械の折畳み構造。
前記回転軸には、前記孔内に注入される固化材を撹拌するための撹拌翼が設けられ、
前記撹拌翼は、水平軸を回転中心として回動可能に前記回転軸に設けられるとともに、この回動を抑止し、撹拌翼を水平方向に広げた状態を保持するための切り欠き部を備え、
前記回動軸は、前記切り欠き部と係脱自在に設けられた係止部材と、この係止部材を前記切り欠き部に対して近づく方向、又は、離れる方向に移動させるジャッキとを備え、
前記ジャッキにより、前記係止部材が前記切り欠き部と係合されて前記撹拌翼の回動が抑止され、前記係止部材と前記切り欠き部との係合が解除されて、前記撹拌翼が回動して前記管状部材の内径より小さく折り畳まれることを特徴とする請求項１に記載の掘削機械の折畳み構造。