JPH0258691A - 深礎拡底掘削機械および工法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、深礎、拡底および深礎拡底掘削機械及び工
法、例えば超高圧送電線鉄塔基礎工事やその他の土木作
業において、柱体部（細穴）とこの柱体部の下端周囲に
拡底部を掘削するための機械及びこの機械を用いて施工
する工法に関するものである。

〔従来の技術］ 従来、上記した深礎拡底穴の掘削は、上層部付近をパワ
ーショベル等の機械掘削によって行ない、人力による手
掘り作業で仕上げており、それ以深の柱体部及び拡底部
は軽便な掘削工具を用いた手掘り作業が生体であった。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、深礎拡底穴の手掘り作業は、重労働の上、狭
い坑内での作業は振動、騒音、粉塵の発生で作業能率も
低いという問題がある。

また、拡底部の掘削では斜杭などの支保工による安全対
策をとっているが、無理な作業姿勢で重労働になり、落
盤の不安がある。

更に、柱体部や拡底部の掘削および基礎体構築時に機材
や工具の上げ下しは、バワーショヘルのハケソト先端部
やアーム先端部にワイヤ等を掛けて行なっているが、吊
り」−げや吊り下げの状態が不安定であり、安全上問題
があるため、労働安全衛生法によって禁止されている。

この発明の課題は、上記のような問題点を解決するため
、柱体部及び拡底部を安全に効率よく掘削できる多目的
機能を有する深礎拡底掘削機械とこの機械を用いて実施
する掘削工法を提供するごとにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記のような課題を解決するため、第１の発明は、伸縮
式アームの下端に旋回機構を設け、前記旋回機構の下部
に着脱自在に取付ける柱体部掘削機構と、前記旋回機構
の下部に着脱自在に取付けるアンカーを有しかつ揺動可
能な伸縮式第２アームと、前記伸縮式第２アームの先端
に着脱自在に取付ける拡底部掘削機構と、同じく伸縮式
第２アームの先端に着脱自在に取付ける転圧機構とを具
備している構成としたものである。

上記のような課題を解決するため、第２の発明は、伸縮
式アームの下端に設けた旋回機構の下部に柱体部掘削機
構を装着し、柱体部掘削機構の作動と旋回機構の回動及
び伸縮式アームの伸縮によって所定深さの柱体部を掘削
し、柱体外に排土した後、次に柱体部掘削機構に代えて
旋回機構の下部に、アンカーを有しかつ揺動可能な伸縮
式第２アームを装着し、この第２アームの先端に拡底部
掘削機構を取付け、アンカーを柱体部底面に接地させた
状態で拡底部掘削機構を作動させ、アンカーを中心に柱
体部の下部周囲に拡底部を掘削し、柱体外に排土した後
、柱体部および拡底部に鉄筋コンクリートを打設して基
礎体を構築した後、柱体部を土砂で埋めて敷き固めて行
くようにしたのである。

［作用〕 作業機械に装着した伸縮式アームの下端旋回機構に、先
ず、柱体部掘削機構を取付け、伸縮式アームの伸縮と旋
回機構の回動及び柱体部掘削機構の作動で掘削と排土を
行なって地中に柱体部を掘削する。

次に、旋回機構から柱体部掘削機構を取外して伸縮式第
２アームを取付け、このアームの先端に拡底部掘削機構
を装着し、アンカーの下端を柱体部の底面に接地させた
状態で拡底部掘削機構の作動と第２アームの伸縮動及び
アンカーを中心とする旋回によって、柱体部の下部周囲
に拡底部を掘削する。

柱体部および拡底部内に鉄筋コンクリートを打設して基
礎体を構築した後、柱体部を土砂で埋め、旋回機構に装
着した転圧機構で土砂を敷き固める。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を添付図面に基づいて説明する
。

第１図と第２図のように、掘削機械は、油圧パワーショ
ベルの如き作業機械１のブーム２に取イ」ける三段式の
伸縮式アーム３と、このアーム３の下端に設けた旋回機
構４と、旋回機構４の下部に各々着脱自在となるように
取付ける柱体部掘削機構５と、伸縮式第２アーム６と、
この第２７−ム６の先端に取付ける拡底部掘削機構７及
び転圧機構とによって構成されている。

上記伸縮式アーム３は、第３図に示すように、第１の角
筒１１と第２の角筒１２及び第３の角筒１３を伸縮自在
となるよう内外に順次嵌め合せ、第２の角筒１２の上端
部と第１の角筒１１の内部とをシリンダ１４によって結
合し、第１の角筒１１に対して第２の角筒１２がシリン
ダ１４の伸縮によって上下動するようになっている。

第２の角筒１２の上端部にブーＩＪ　１５を枢止し、こ
のプーリ１５に巻回したワイヤ１６の一端を第３の角筒
１３の上端に連結し、他端を第１の角筒１１の下端に固
定すると共に、第３の角筒の上端部に枢止したプーリ１
７にワイヤ１８の折り返し部分を巻回し、このワイヤ１
８の両端を第２の角筒１２の下端に枢止したプーリ１９
を介して第１の角筒１１に固定し、シリンダ１４で第２
の角筒１２の昇降動させると、両ワイヤ１６と１８の作
用で第２の角筒１２に対して第３の角筒１３が昇降動す
ることになる。

上記第１の角筒１１は外面に固定したブラケットＩＳを
介して作業機械１におりるブーム２の先端に揺動自在と
なるよう支持され、第１の角筒１１とブーム２の間に設
けたシリンダ２０で伸縮式アーム３の起立角度を自由に
変化させることができるようになっている。

従って、伸縮式アーム３は、作業機械１に取付けられた
状態で第２及び第３の角筒１２．１３により下方に伸縮
自在となり、ブーム２の起伏動とシリンダ２０の伸縮に
より、全体の上下動及び前後方向の角度変化が自由にな
る。

前記伸縮式アーム３における第３の角筒１３の下端に設
けられた旋回機構４は、第４図に示すように、第３の角
筒１３の下端に設けたヒンジ２１にベースプレート２２
をピン２３で固定し、ベースプレート２２の下面に回動
自在となるよう内歯リング２４を設り、ベースプレート
２２上に固定した回転駆動機構２５のピニオン歯車２６
を」１記内歯リング２４と噛合させ、内歯リング２４の
下面にクイックカプラー２７の一方を構成するブラケッ
ト２８を固定した構造になっており、回転駆動機構２５
の起動でブラケット２８が回動することになる。

前記柱体部掘削機構５は、第４図乃至第６図に示すよう
に、上部プレート３１の下面に対向状となる一対の側板
３２．３２をピン３３で枢止し、両側板３２．３２の下
部に防振ゴム３４を介して下部プレート３５を取付け、
下部プレート３５の下部に一対のバケット３６．３６が
配置されている。

一対のバケット３６．３６は、横面半円形で対向縁を斜
にカットし、第６図の如く、先端部がＵ字状の先鋭形状
に形成され、相対向する両側の上部ヲヒンジ３７で結合
し、このヒンジ３７のピン３８を下部プレート３５の軸
受３９で支持し、第５図の円錐形に閉じた状態から第４
図の如く、円筒状に開いた状態に、ヒンジ３７のピン３
８を中心に開閉自在となる。

両バケット３６．３６の上端部両側にヒンジ４０を介し
て上方に突出するリンク４１が連結され、両バケント３
６．３６におけるリンク４１．４１の上端をピン４２で
互に結合すると共に、下部プレート３５上に立設した支
柱４３の上端にＩ、ｉ８動リンク４４を枢止し、この一
端を前記ピン４２と連結すると共に、揺動リンク４４の
他端が下部プレート３５に取付けたシリンダ４５に連結
され、このシリンダ４５の伸縮により、バケット３６．
３６が開閉動することになる。

前記下部プレート３５上に、上下方向の振動のみをバケ
ット３６．３６に伝達する起振機４６が設置され、起振
力を利用してバケット３６．３６の掘削性能を向上させ
るようにしている。

上記柱体部掘削機構５の上部プレー１−３１　」二には
、クイックカプラー２７の他方を構成する掛止金具４７
が固定され、掛止金具４７の一端に設けたフック４８を
グラ１ケツト２８のピン４９に掛止し、掛止金具４７の
他端を抜左式のピン５０で結合することにより、旋回機
構４の下部に柱体部掘削機構５を着脱自在に取付けるこ
とができる。

なお、柱体部掘削機構５におけるバケット３６．３６は
、断面形状を円形とし、円形穴の掘削に適応するように
したものを図示したが、角形穴を掘削する場合、断面形
状を角形にすればよい。

前記両側板３２．３２の下部を結合する横桟５１とＪ二
部プレート３１がチルトノリンダ５２で結合され、この
シリンダ５２の伸長にまり、バケット３６．３６の角度
を垂直状態から一方に傾斜さセることかできるようにな
っている。

第４図乃至第６図の場合、一方バケソト３６の外側下部
に、ライナープレートＤの下部を掘削するための拡張掘
削具１０１を着脱自在に取付けた例を示している。

この拡張掘削具１０１は、バケット３６の外側で下部に
アーム１０２をナツト１０３による締付けで着脱自在番
こ突設し、アーＬ１０２の先端に掘削プレート１０４を
固定すると共に、アーム１０２の上面にライナープレ〜
＋−Ｄへ当接するガイド杆１０５．１０５を立設した構
造るこなっており、両バケノＩ・３６．３６を拡開させ
た第５図の状態で掘削プレート１０４は垂直になり、ガ
イド杆１０５．１０５をライナープレー１−　Ｄの内面
に当接させた状態でバケット３６．３６を上陸させれば
、ライナープレートＤの下部にこのプレー１−　Ｄの設
置るこ必要な拡張掘りが正確に行なえることになる。

次に、伸縮式の第２７−ム６は、第７図のように、アン
カー６１の途中に角度調整が自在となるよう交差状に取
付けられている。

アンカー６１は、上端のプレート６２上にフィンフカプ
ラーの他方を構成する掛止金具４７を固定した上バイブ
ロ３の下端にボルト代のジヨイント６４を用いて下バイ
ブロ５を伸縮可能に結合し、下バイブロ５の下端に下方
へ突出するセンターシャフト６６を設けて形成され、セ
ンターシャフト６６を縦穴の下面に固定したアンカーヘ
ースプレト６７内に挿入するようになっている。

このアンカー６１は、クインクカブラー２７によって旋
回機構４の下部に着脱自在に固定したとき、旋回機構４
の回転中心と同軸心状の配置になり、旋回機構４の起動
により、軸心を中心に回動することになる。

伸縮式第２アーム６は、外筒６８と内筒６９を嵌合し、
その内部に外筒６８と内筒６９を伸縮さゼるシリンダ７
０を組込み、外筒６８の外面にブ■１ ラケット？１を軸方向に位置調整が自在となるよう固定
して構成され、上記ブラケット７１の上端をアンカー６
１における上バイブロ３の支持ブラケット７２にピン７
３で担止し、支持ブラケット７２とブラケット７１の間
に設けたシリンダ７４の伸縮により、ピン７３を中心に
揺動するようアンカー６１に取付けられている。

上記伸縮式第２アーＪ、６における内筒６９の先端側上
面に揺動リンク７５が担止され、内筒６９上に取付けた
シリンダ７６と揺動リンク７５の上端を担止連結し、更
に１ｆｆｌ動リンク７５の上端にリンク７７を枢止連結
し、このリンク７７と内筒６Ｓの先端に拡底部掘削機構
７と転圧機構を着脱自在に取付けることができるように
なっている。

拡底部掘削機構７には、第７図に示すバケット７ａと、
第８図に示す回転カッター７ｂと、第９図に示す油圧ブ
レーカ７Ｃ及び第１０図の揺動プレート７ｄがあり、各
々が内筒６Ｓとリンク７７の先端に対してピン７８．７
９で相互に取替ができるように着脱自在に取付けられる
。

上記カックー７ｂは、コーン形に形成され、駆動機８０
による回転とアンカー６１を中心とする回動により、柱
体部Ａの下端周囲に拡底部Ｂを同軸心状に掘削すると共
に、バケツ）？ａは、同じく拡底部Ｂの掘削と土砂の排
出を行ない、また、油圧ブレーカ７Ｃば岩盤の場合の掘
削に用い、振動プレー）７ｄは軟弱地盤の締固めを行な
う場合に用いるものである。

なお、転圧機構は図示省略したが伸縮式第２７−ム６の
内筒６９の先端に拡底部掘削機構７と同様の手段で着脱
自在に取付け、柱体部Ａ内を鉄塔脚材等の埋設後に土砂
で埋めて敷き固めて行くことができる構造になっている
。

また、上記した深礎拡底掘削機械を用いて柱体部Ａ及び
拡底部Ｂを掘削するとき、その深部を地上にて監視でき
るよう、第２図に示すように、テレビカメラ８１とモニ
タテレビや画像処理装置８２を用いた監視システムを併
用すると、作業者が穴部に入ることがなく掘削状況を確
認することができ、安全面での対応を大幅に向上させる
ことができる。

更に、潜礎拡底掘削機械において、柱体部および拡底部
の掘削、排土を行なう各機構の操作は、地上に設けたリ
モートコントロール操作盤、制御盤を通して電磁弁を切
替え作動させ、リモー１−コントロール方式によって行
なうものである。

第１３図は、伸縮式アーム３を取り付＋する作業機械１
を利用して資機材や工具の上げ下しを行なう場合の例を
示しており、ブーム２とシリンダ２０の先端に巻き上げ
クレーン装置１１１を取付け、資機材や工具を安全かつ
能率的りこ上げ下しできるようにしている。

この発明の深礎拡底掘削機械は上記のような構成であり
、次に掘削工法を説明する。

先ず、第１図のように、作業機械１のブーム２における
先端に伸縮式アーム３を装着し、このアｌ、３の第３の
角筒１３の下端に旋回機構４を介して柱体部掘削機構５
を装着し、伸縮式アーム３の伸縮と傾斜及び旋回機構４
による掘削機構５の回動等によって柱体部Ａを掘削する
。

柱体部Ａの掘削時において、柱体部掘削機構５は両ハケ
ソト３６．３６を開き、起振機４６を起動させて起振さ
せながら、地中に突込み、この後バケット３６．３６を
閉し、伸縮式アーム３を縮めて掘削機構５を上昇させ、
更に、ブーム２の起伏と作業機械１の旋回機構を利用し
、所定の場所ヘハケノト３６．３６を移動させ、バケッ
ト３６．３６を開いて排土する。

このとき、バケット３６．３６を起振させると、バケッ
］・３６．３６からの土の剥れが向上する。

なお、柱体部Ａの掘削時において、柱体部掘削機構５の
バケット３６．３６は、開いた状態で断面円筒形に形成
されているので、第１Ｉ図ａのように、柱体部Ａの円筒
断面のどの位置にでもバケット３６．３６を容易に設置
することができ、第１１図すに示した従来の角形シェル
バケット９１を用いた掘削に比べ、柱体部への内周仕上
げ掘削が円滑に能率よく行なえるという利点がある。

なお、旋回機構４に取付けた振動バケット３６に簡易フ
ックを装着しておくと、柱体部Ａの掘削後のライナプレ
ー１−　Ｄの設置や軽量機材の運搬を行なうことができ
る。

前記柱体部Ａの掘削後、柱体部Ａの下部周囲に拡底部Ｂ
を掘削するため、柱体部掘削機構５に代えでアンカー６
１と伸縮式第２７−ム６をクイックカプラー２７で旋回
機構４に装着し、第２アム６の内筒６９の先端に、用途
及び土質に応した拡底部掘削機構７を取付ける。

拡底部Ｂ０）掘削を行なうには、柱体部への底面でセン
ター位置にアンカーヘースプレート６７を設置し、伸縮
式アーム３を垂直に保持した状態で下方に伸長さゼ、ア
ンカー６１の下端センターシャフト６６をアンカーヘー
スプレート６７の中心孔６７ａに挿入してアンカー６１
をセンタリングする。

アンカー６１に所定の傾斜角度で固定した伸縮式第２ア
ーム６の先端に取付けた拡底部掘削機構７を、伸縮式第
２７−ム６を伸長させて柱体部への周囲に進入させ、掘
削機構７の作動とアンカー６１のセンターを中心とする
回動とによって、高能率で均質な断面の拡底部Ｂを掘削
する。なお、アンカー６１は掘削機構７による先端作業
時の反力受けとなる。

拡底部Ｂの掘削において、通常の地盤であれば、拡底部
Ｂの形状に合うよう形成した回転カックー７ｂを用い、
回転させたカッター７ｂを貫入後、旋回機構４を回転さ
せることにより、柱体部Ａと同軸心状の拡底部Ｂを掘削
する。

また、拡底部掘削途上に岩盤等がある場合には、回転カ
ックー７ｂに代えて油圧ブレーカ７Ｃを使用すると共に
、拡底部Ｂの仕上げやＪＪ１４土には、バケット７ａを
使用し、軟弱地盤の場合は掘削底盤部を振動プレー）７
ｄで締固めて仕上げ、第２図に示すような柱体部Ａと拡
底部Ｂからなる縦穴が完成する。

完成した縦穴に対して第１２図のように鉄塔脚材Ｃを埋
設後、転圧機構を用い、縦穴を土砂で埋めて敷き固める
。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によると、柱体部とその下端周
囲の拡底部とを地上から掘削することができ、深礎拡底
掘削の作業能率と安全性を大幅に向上させることができ
る。

また、柱体部と拡底部を機械的に掘削するので、手掘り
作業が不要になり、作業環境の悪化がないと共に、掘削
の仕上り精度が大幅に向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る掘削機械の細穴掘削状態を示す
説明図、第２図は同じく拡底部の掘削状態を示す説明図
、第３図は伸縮式アームの収縮状態を示す拡大断面図、
第４図は掘削バケットの正面図、第５回は同上の開いた
状態を示す正面図、第６図は同上の側面図、第７図乃至
第１０図は拡底部掘削機構の異なった例を示し、第７図
はハケントの場合の正面図、第８図は回転カンタ−の場
合の正面図、第９図は油圧ブレーカの場合の正面図、第
１０図は振動プレートの場合の正面図、第１１図ａとｂ
は縦穴掘削時の本発明と従来例を示す横断平面図、第１
２図は完成した基礎の縦断面図、第１３図は作業機械を
クレーン装置に用いた状態を示す説明図である。 １・・・・・・作業機械、　　　　２・・・・・ブーム
、３・・・・・・伸縮式アーム、　４・・・・・・旋回
機構、５・・・・・・柱体部掘削機構、６・・・・・・
伸縮式第２アーム、７・・・・・・拡底部掘削機構、７
ａ・・・・・バケノ１−１７ｂ・・・・・回転カンタ−
１７ｃ・・・・・・油圧ブレーカ、７ｄ・・・・・振動
プレート、１１・・・・・・第１の角筒、１２・・・・
・第２の角筒、　　１３・・・・・・第３の角筒、３６
・・・・・・ハゲソト、　　　６１・・・・・・アンカ
ー６８・・・・・・外筒、　　　　６９・・・・・・内
筒。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）伸縮式アームの下端に旋回機構を設け、前記旋回
   機構の下部に着脱自在に取付ける柱体部掘削機構と、前
   記旋回機構の下部に着脱自在に取付けるアンカーを有し
   かつ揺動可能な伸縮式第２アームと、前記伸縮式第２ア
   ームの先端に着脱自在に取付ける拡底部掘削機構と、同
   じく伸縮式第２アームの先端に着脱自在に取付ける転圧
   機構とを具備している深礎拡底掘削機械。
2. （２）伸縮式アームの下端に設けた旋回機構の下部に柱
   体部掘削機構を装着し、柱体部掘削機構の作動と旋回機
   構の回動及び伸縮式アームの伸縮によって所定深さの柱
   体部を掘削し、次に柱体部掘削機構に代えて旋回機構の
   下部に、アンカーを有しかつ揺動可能な伸縮式第２アー
   ムを装着し、この第２アームの先端に拡底部掘削機構を
   取付け、アンカーを柱体部底面に接地させた状態で拡底
   部掘削機構を作動させ、アンカーを中心に柱体部の下部
   周囲に拡底部を掘削し、柱体部および拡底部に鉄筋コン
   クリートを打設して基礎体を構築した後、柱体部を土砂
   で埋めて敷き固めて行く深礎拡底掘削工法。
3. （３）柱体部および拡底部の掘削、排土をリモートコン
   トロール方式で操作する請求項２記載の深礎拡底掘削工
   法。
4. （４）柱体部及び拡底部の掘削状況を、テレビカメラと
   モニターテレビ等で地上から監視しながら施工する請求
   項２記載の深礎拡底掘削工法。
5. （５）伸縮式アームを取付ける作業機械のブームから伸
   縮式アームを取り外し、ブームにクレーン装置を取付け
   ることにより、資機械や工具の上げ下しを行なう請求項
   ２記載の深礎拡底掘削工法。