JPH02236388A - 拡底杭用の拡底部掘削方法 - 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】 く技術分野〉 本発明は、拡底杭用の拡底部掘削方法に関する。

〈従来技術〉 近年、抗１本当たりの支持力を大きくするため、杭の底
部を広げるいわゆる拡底抗工法が多用されている。この
理由は、拡底抗の底部が軸部よりも拡大していて底而積
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ｍのｉｉｉａ表、ｉ＋Ｉ削」ユ砂排出量の低減、さ
らに工期の短縮が図れるなどの利点があるためである。

ところで、このような拡底杭を採用ずる場合、袖郎ら拡
底部もバケットを有しないがプＪツターを拡縮できるリ
バースザーキュレーションドリルで掘削する工法と、軸
部を底部で掘削して土砂を下からバケットに入れて排出
できるアースドリルでａｌｌ削する一方、拡底郎をカッ
ターを拡縮できるリバースサーキュレーションドリルで
掘削する工法とがある。

上記リバースザーキュレーシタンドリルのみによる工法
は、土砂排出用のバケットがないため、泥水で土砂を流
体輸送し、深い坑の掘削や、坑の径が大きいときに用い
られる。すなわち、リバースサーキュレーション工法で
は、掘削坑内に坑壁の安定のために泥水を注入し、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、地上設備と
して土砂の分離設備が必要であるという欠点がある。

一方、上記アースドリルによる工法は、土砂排出用のバ
ケットの底面に切刃（ブレード）を有し、浅い坑の掘削
で坑の径が比較的小さい場合に用いられる。すなわち、
アースドリル工法では、掘削土砂はドリルに形成された
バケットに底から貯溜し、アースドリルを坑から持ちあ
げて地上に排土する。このため、アースドリル工法では
土砂分離設備を要しないという利点がある。しかし、ア
ースドリルでは、側郎を拡縮して掘削できないため、拡
底部の掘削ができない。

く発明の目的〉 そこで、本発明の目的は、拡縮可能なプレードにバケッ
トの側壁を形成させることによって、拡底部の掘削で生
じた土砂をバケットに入れて排出でき、地上における土
砂と泥水の分離設備を不要にできる拡底抗用の拡底部掘
削方法を提供することである。

く発明の構成〉 上記目的を達成するため、本発明の拡底部掘削方法は、
主軸の先端に拡縮ずる上部ブレードと拡縮する下部ブレ
ードとを設けて、上記下部ブレードは、閉じたときにバ
ケットの側壁を形成し、拡げたときには拡げた上部ブレ
ードに連続する掘削機を用い、まず上記下部ブレードを
閉じ、」二郎ブレードを拡大し、主軸を回転させて拡底
部の上部のみを掘削し、上記下部ブレードによって形成
されたバケット内部に掘削土砂を取り込んで上記上部ブ
レードを閉じ、上方に排出した後、下部ブレードを拡げ
て、この下部ブレードにより拡底部の上部に連続的に連
なる拡底郎の下部のみを掘削しつつ、掘削土砂をバケッ
ト内部に取り込んで排出して、拡底部を上部と下部の２
段で掘削することを特徴とする。

く実施例〉 以下、本発明を図示の実施例により詳細に説明する。

第１図および第２図は、拡底杭用の拡底部掘削方法に用
いる掘削機の一部破断正面図および側面図であり、ｌは
主軸、２　ａ，　２　ｂは主軸１と同軸の円筒而の一郎
を形成する対向するケース、！７は主軸■こ中心が固定
され、下端に上記ケース２ａ，２ｂの上端が固定された
ドラム状のスタビライザであって、このスタビライザ１
７の径はケース２ａ，２ｂの円筒面より若干大きくして
いる。上記ケース２　ａ，　２　ｂの下端部の各一側に
は、夫々、下部ブレード８．８を略鉛直方向のピン２５
．２５で枢若して、対向するケース２ａ，２ｂ間の間隙
即ち第２開口部９，９を開閉し得るようにしている。上
記両下部ブレード８．８を枢着する軸２５，２５は主軸
ｌに対して対称である。上記下部ブレード８．８は円筒
面１こ沿うように湾曲した形状をしており、第４図に示
す上うに、一方の下部ブレード８の湾曲した凹側が他方
の下部ブレード８の湾曲した凸側に向き、また、上記両
下部ブレード８．８は先端に凹凸形状の掘削ビットｔ　
ｏ，ｔ　ｏを備えている。この掘削ビットＩ　Ｏ，１　
０は、対向ずるケース２ａ．２ｂの凹凸形状の縁端と嵌
合するようになっている。

一方、上記一方のケース２ａの下端には下方に凸な円盤
状の底蓋１４の一端を蝶番！５で取り付け、他方のケー
ス２ｂの対向部に設けた開閉手段３２の操作によって開
閉できるようにしている。

上記底蓋１４の下面中央には錐状突起３０を突設し、こ
の錐状突起３０から外周に向かって放射状に複数の回転
方向に凸な弧状の突起３１，３１，・・・を設けている
（第５図，第６図参照）。上記ケース２ａ，２ｂの各下
部、下部ブレード８．８および底蓋Ｉ４でバケット４０
が形成される。

一方、上記ケース２ｇ．２ｂの上部間の間隙即し第１開
口郎４，４から突出自在に、半径方向外端に掘削ビット
５．５を有する上部ブレード３．３を設けている。この
上部ブレード３．３の上端は、スタビライザｌ７の内側
に固定したブラケットｌ９．１９に軸２　０．２　０を
介して揺動自在に取り付けている。上記上部ブレード３
は、上部ブレード拡縮手段としての上ｍＡｂ圧シリンダ
６で下方に向けて末広がりに半径方向に拡縮し得るよう
になっている。上記上部油圧シリンダ６の上端は主軸に
設けたブラケット４３にピン７を介して取り付け、その
下側のピストンロツド６ａの先端は主軸に昇降自在に嵌
合したブラケット２Ｉに取り付けている。上記ブラケッ
ト２ｌと上部ブレード３の下部とはリンク２３、ビン２
２．２４からなるリンク機横４１で連結している。また
、上記上部ブレード３の下端には、掘削土砂をケース下
部のバケット４０へ案内する案内板３ａを内側に向けて
突設している。従って、上部油圧シリンダ６のロツドＯ
ａの出没によって、ブラケット２ｌおよびリンク機構４
１を介して上部ブレード３を末広がりに半径方向に拡縮
できるようになっている。

一方、主軸には上記油圧シリンダ６．６と９０’の位相
で下部ブレード拡縮手段５ｌを設けている．この下部ブ
レード拡縮手段５ｌは、小ストロークの補助油圧シリン
ダ１１と、この補助油圧シリンダの下端にビン結合した
長いストロークの下部油圧シリンダ１３からなる。上記
補助油圧シリンダ１ｌの上端のピストンロツドｌｌａは
主軸にピン′１２で回動自在に取り付け、かつ、この補
助油圧シリンダ！ｉのチューブの外周を主軸に設けたリ
ングｌｌｃで摺動自在に案内している。」二足下部油圧
シリンダｌ３の下端のピストンロツド１３ａの先端は、
主軸ｌに昇降自在に嵌合したブラケット２Ｇに連結して
いる。上記ブラケット２６と下部ブレード８の中央部と
はリンク２８、ピン２７．２９からなるリンク機構４２
で連結している。なお、上記上部油圧シリンダ６．補助
油圧シリング１目は同一系統の油圧ホース４　５．４　
５’に連結し、下部油圧シリンダｌ３は別の系統の油圧
ホース４６．４６゜に連結し、両油圧ホース４５，４５
゜．４６．４６゜への送油は掘削過程に対応して行なわ
れるようになっている。即ち、上部油圧シリンダ６を作
動させると上部ブレード３．３が拡径すると同時に、補
助油圧シリンダのロッドｌｌａが一定寸法突出して下部
ブレード８．８を僅かに拡径するようにしている。また
、下部油圧シリンダ１３に作動油を供給して、ロッド１
３ａを突出させるとブラケット２６およびリンク機横４
２を介して下部ブレード８を半径方向に任意の大きさに
拡径できるようになっている。

上記構成の掘削機を用いて拡底抗用の拡底部を、次のよ
うに掘削する（第７図参照）。

（ａ）掘削に先立って、拡底部掘削機Ａの主軸ｌ上端を
ピン３３で駆動軸（ケリーノり３４に連結する（第Ｉ図
参照）。次いで、第７図（ａ）の如くこの駆動軸３４を
クレーン等で吊り下げ、拡底部掘削機八を既にアースド
リルによって掘削された軸坑Ｂの底部まで下ろす。なお
、軸坑Ｂ内には坑壁の崩壊を防ぐため泥水Ｃを充満して
ある。

（ｂ）駆動軸３４．主袖Ｉを回転（第１図矢印Ｗ参照）
させながら、上部油圧シリンダ６，６のロッド６　ａ．
　６　ａを徐々に突出（第１図矢印Ｘ参照）させ、上部
摺動ブラケット２！とｌ対の上記リンク機構４１を介し
て、上部ブレード３．３を枢若点２０．２０の回りに揺
動さＵ・、末広がりに第１開口部４．４から突出するよ
うに徐々に拡径（第１図矢印Ｙ，２点鎖ｌＩａ参照）さ
せる。これに伴って、上部ブレード３．３の外表面の掘
削ビット５．５は、軸坑Ｂ底の側壁を第７図（ｂ）の如
く円錐台状に掘削し、掘削土砂は第１開口部４．４を経
てバケット４０内へ落とし込まれる。この間、補助油圧
シリンダ１　１．１　１が同時に作動し、そのｒＪ　ツ
ドｌｌａ，１！ａが僅かに突山し、下：１クブレード８
．８は、下部油圧シリンダ！３．下部摺動ブラケット２
６，１対の」二記リンク機構４２を介して外側へ僅かに
回動・拡径させられ、先端の両掘削ビッｌ−１０．１０
間径が常にケース２の最大径゛即ちスタビライザ１７の
直径に等しくなっている。ここで、スタビライザ１７は
杭軸郎の掘削掻と等しい径にしてある。

従って、上部拡底時に軸坑Ｂ側壁とバケット４０円筒壁
間に空隙が生じず、上部拡底に１ｔう掘削土砂は、この
ような空隙に落ち込むこともなく全てバケット４０内へ
回収される。なお、バケット４０の径を坑袖郎よりも小
径にするのは拡底部を掘削後にケースを引き上げるとき
に、抗袖部坑内に充満している泥水が容易にバケット下
方に流れるようにするためである。

（ｅ）上部拡底郎Ｄの掘削が終わると、主軸ｌの回転を
停止し、上部油圧シリンダＧ，Ｇのロツドを縮めて上部
ブレード３．３を第１開口部４．４内へ没入さＵ”る。

次いで、拡底部掘削機八を駆動軸３４と共に地上へ引き
揚げる。バケット４０は、周囲が下部ブレード８．８お
よびケース２ａ．２ｂで完全に閉鎖されるので、土砂が
バケットからこぼれることがない。次に、開閉手段３２
（第ｉ図参照）を駆動して底ｉ１Ｔｌ４を蝶番１５の回
りに回動させてバケット底を開放し、第７図（Ｃ）の如
くバケット４０内に貯った掘削土砂を排出する。

（ｄ）底蓋１４を閉じて再び拡底部掘削機Ａを軸坑Ｂの
底部へ下ろす。上部ブレード３．３を第１開口部４．４
内に没入させたままで、上３ｉ！（ｂ）項と同様にして
主軸１を回転させながら、下部油圧シリンダ１３．１３
のロツド１３ａ．１３ａを徐々に突出させ、下部摺動ブ
ラケット２６，１対の上記リンク機横４２を介して、下
部ブレード８．８を各蝶番２　５．２　５の回りに第２
開口部９．９を開くように外側へ徐々に何動さＵ゜る（
第４図矢印Ｚ参照）。

これに伴って、下部ブレード８．８の先端辺の掘削ビッ
トＩ　Ｏ，１　０は軸坑ｌ３底の側壁を第７図（（１）
の如く上記上部拡底Ｄに連なる円錐台状に掘削し、掘削
土砂は回転ずる拡径した下部ブレード８．８面に沿って
第２開口部９．９を経てバケット４０内に取り込まれる
（第４図参照）。一方、底蓋ｌ４は第５図の矢印Ｗ′の
如く回転し、軸坑底のスライム等は回転する突起３１．
３１．・・・で削り取られて外周に向かって移動し、外
周縁と拡径した下部ブレードとの間から下部拡底（Ｅ）
内へ押し出される。所定の下部拡底部Ｅの掘削が終わる
と、バケット４０の回転を止めながら、下部油圧シリン
ダ１３．１３のロツドを没入させて下部ブレード８．８
を徐々に閉じ、この下部ブレード８．８でバケット外に
残った掘削土砂および上記スライムをバケット４０内へ
かき寄せて取り込む。

Ｃｅ＞最後に、拡底部掘削機Ａを地上へ引き揚げる。そ
して、第７図（ｅ）の如く底蓋ｌ４を開いてバケット４
０内に貯った廂削土砂等を排出する。

このように、拡底部Ｄ．Ｅの掘削を、上部拡底郎Ｄを上
部ブレード３．３で旧削し、掘削土砂をバケット４０に
収納して地上で排出し、下部拡底部Ｅを下部ブレード８
．８で掘削し、バケット４０に収納して排出し、拡底部
を２段で掘削するようにしているので掘削トルクを小さ
くできる。

上記実施例では、上部拡底時に下部ブレード８．８を補
助油圧シリング！ｌによってスタビライザ１７の直径に
等しくなるように常に僅かに拡径するようにしており、
上部拡底部を掘削している際に、軸坑側壁とバケット側
壁間に空隙が生じず、空隙に上部拡底に伴う掘削土砂が
落ち込むこともないため、小さな回転トルクでケース２
を駆動できる。また、底蓋下面に放射状に弧状の突起３
１を設けているので、軸坑底のスライムを除去してバケ
ット内に゜収容でき、掘削坑底にスライムが堆積しない
。

く発明の効果〉 以上の説明で明らかなように、本発明の拡底杭用の拡底
郎掘削方法は、主軸の先端に拡縮する上部ブレードと拡
縮する下部ブレードとを設けて、上記下部ブレードは、
閉じたときにバケットの側壁を形成し、拡げたときには
拡げた」．郎ブレードに連続する掘削機を用い、ま４１
上記１−’郎ブレードを閉じ、上部ブレードを拡大し、
主軸を回転さＵ゛て拡底部の上部のみを掘削し、上記Ｆ
部ブレードによって形成されたバケット内部に掘削土砂
を取り込んで」二記上部ブレードを閉じ、上方に排出し
た後、下部ブレードを拡げて、この下部ブレードにより
拡底郎の上部に連続的に連なる拡底部の下部のみを掘削
しつつ、掘削土砂をバケット内郎に取り込んで排出して
、拡底部を」−ｉ’Ｉと下部の２段で掘削するので、掘
削時の駆動回転トルクが小さくて済み、掘削装置を小型
化できるとともに、バケット内に掘削土砂を確実に収納
でき、軸坑拡底郎の掘削の能率化に大きく寄与する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の拡底部掘削方法に用いる掘削機の一郎
破断正面図、第２図は第１図の側面図、第３図は第１図
の■−■断面図、第４図は第１図のＴＶ−１’Ｖ断面図
、第５図は第１図の■−■矢視図、第６図は第５図の縦
断面図、第７図は上記拡底部掘削方法の手順を示す図で
ある。 ト・・主軸、２・・・ケース、３・・・上部ブレード、
４・・・第１開口部、５・・・掘削ビット、６・・・上
部油圧シリング、８・・・下部ブレード、９・・・第２
開口部、１０・・・■１削ビッ１・、！！・・・補助油
圧シリング、 Ｉ３・・・下部油圧シリンダ、ｌ４・・・底流。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）主軸の先端に拡縮する上部ブレードと拡縮する下
   部ブレードとを設けて、上記下部ブレードは、閉じたと
   きにバケットの側壁を形成し、拡げたときには拡げた上
   部ブレードに連続する掘削機を用い、まず上記下部ブレ
   ードを閉じ、上部ブレードを拡大し、主軸を回転させて
   拡底部の上部のみを掘削し、上記下部ブレードによって
   形成されたバケット内部に掘削土砂を取り込んで上記上
   部ブレードを閉じ、上方に排出した後、下部ブレードを
   拡げて、この下部ブレードにより拡底部の上部に連続的
   に連なる拡底部の下部のみを掘削しつつ、掘削土砂をバ
   ケット内部に取り込んで排出して、拡底部を上部と下部
   の２段で掘削することを特徴とする拡底杭用の拡底部掘
   削方法。