JPH0369791A - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は、掘削装置に関するものであり、特に、地盤
を掘削すると共にセメントミルク等の硬化剤を掘削孔内
に注入させて、地中に鍔付きの杭を造成するのに使用す
る掘削装置に関するものである。

［従来技術及びその問題点］ 従来より、掘削装置を用いて地盤を掘削すると共に、こ
のように掘削された掘削孔内にセメントミルク等の硬化
剤を注入して、この硬化剤と掘削された土砂とを混合・
攪拌させ、これを硬化させて地中に杭を造成することが
行われていた。

ここで、従来の掘削装置においては、一般に掘削軸の先
端に取り付けられたドリルヘッドを回転させて地盤を掘
削すると共に、このドリルヘッドからセメントミルク等
の硬化剤を噴出させ、掘削された土砂と上記硬化剤とを
混合・攪拌させ、これを硬化させて地中に杭を造成する
うになっていた。

しかし、上記のように掘削軸の先端に取り付けられたド
リルヘッドを回転させて地盤を掘削しただけでは、掘削
された掘削孔全体の径が一定であり、径が一定した杭し
か造成することができず、掘削孔の適当な位置において
、杭径が大きくなった鍔部を有する鍔付きの杭を造成す
ることはできなかった。

［発明が解決しようとする課題］ この発明は、掘削装置によって地盤を掘削すると共に、
セメントミルク等の硬化剤を掘削孔内に注入させて、地
中に杭を造成する場合における上記のような問題を解決
することを課題とするものである。

すなわち、この発明においては、上記のように掘削装置
によって地盤を掘削し、杭を造成するにあたって、掘削
孔の適当な位置に径が太きくなった鍔部を形成して、鍔
付きの杭を簡単に造成できるようにすることを課題とす
るものである。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る掘削装置においては、上記のような課題
を解決するため、先端にドリルヘッド（１）が取り付け
られた掘削軸（２）を、この掘削軸（２）と逆方向に回
転するケーシング（３）によって、そのドリルヘッド（
１）上方の適当位置まで外装させると共に、拡開した状
態で上記ドリルヘッド（１）の掘削径より外方に突出す
る鍔形成用ヘッド（４）を、上記ケーシング（３）の外
周に拡開及び収縮可能に設けるようにしたのである。

また、上記のようにケーシング（３）の外周に鍔形成用
ヘッド〈４）を拡開及び収縮可能に設けるにあたっては
、例えば、ケーシング（３）の外周に鍔形成用ヘッド＜
４）を半径方向外方に回動可能に取り付ける一方、昇降
手段（６）によって上下方向にスライドする外管（５）
を、上記ケーシング（３）と連動して回転するようにし
てこのケーシング（３）に外装させると共に、上記鍔形
成用ヘッド（４）を回動させる回動アーム（７）を、こ
の外管（５）から上記鍔形成用ヘッド（４）に架け渡す
ようにする。

［作用］ 上記のような掘削装置において、ケーシング（３）に設
けられた上記鍔形成用ヘッド（４）を収縮させ、この状
態で上記掘削軸（２〉とケーシング（３）を回転させた
場合には、掘削軸（２）の先端に取り付けられたドリル
ヘッド（１）によって地盤が掘削され、ドリルヘッド（
１）の掘削径に応じた削孔が行われる。

また、このようにして掘削軸（２〉先端に取り付けられ
たドリルヘッド（１）によって地盤をある程度の深さま
で掘削した後、ケーシング（３）に設けられた上記鍔形
成用ヘッド（４）をドリルヘッド（１）の掘削径より外
方に突出するように拡開させた場合には、上記掘削軸（
２）先端のドリルヘッド（１）によって地盤が掘削され
ると共に、このドリルヘッド（１）の上方において拡開
された上記鍔形成用ヘッド（４）が、掘削軸（２）逆方
向に回転する上記ケーシング（３）によって上記ドリル
ヘッド（１）と逆方向に回転し、この鍔形成用ヘッド（
４）が上記ドリルヘッド（１）のの上方において、ドリ
ルヘッド（１）の掘削径より径の大きくなった鍔部を掘
削するようになっている。

そして、上記のようにゲージング（３）に設けられた鍔
形成用ヘッド（４）を収縮させ、掘削軸（２）先端のド
リルヘッド（１）によって、地盤にこのドリルヘッド（
１）の掘削径に応じた削孔を行うと共に、その途中の適
当な段階で、ケーシング（３）に設けられた上記鍔形成
用ヘッド（４）をドリルヘッド（１）の掘削径より外方
に突出するように拡開させ、この鍔形成用ヘッド（４）
よってドリルヘッド（１）の掘削径より径の大きくなっ
た鍔部を掘削することにより、掘削孔内にドリルヘッド
（１）の掘削径より大きな径を持つ鍔部が所要数形成さ
れた掘削孔が削孔されるようになる。

また、上記のようにして地盤を掘削するにあたり、ドリ
ルヘッド（１）の先端からセメントミルク等の硬化剤を
注入しながら掘削を行った場合には、注入されたセメン
トミルク等の硬化剤と掘削された土砂とが、先ずドリル
ヘッド（１）によって回転攪拌されると共に、このドリ
ルヘッド（１）上方において、ドリルヘッド（１）と逆
方向に回転する上記鍔形成用ヘッド〈４）によってさら
に逆方向に回転攪拌され、セメントミルク等の硬化剤と
掘削された土砂とが十分に混練されて均一になった鍔付
きの杭が遺戒されるようになる。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例を添付図面に基づいて具体的
に説明する。

この実施例の掘削装置においては、地面に立設されたリ
ーダー〈８〉の前面に設けられているガイドレール（９
）に、駆動装置（１０）をスライド可能に取り付けると
共に、この駆動装置（１０〉をワイヤーローブ等の吊り
部材（１１）によって上記リーダー（８）の上端に設け
られた滑車〈１２）から吊り下げ、この吊り部材（１１
）を介して駆動装置（ｌＯ）をリーダー（８）のガイド
レール（９）に沿って昇降させるようにしている。

ここで、上記駆動装置（１０〉を吊り部材（１１）によ
って昇降させるにあたり、この実施例のものにおいては
、第１図に示すように、上記リーダー（８）の下端部に
シリンダ（１３）を上向きにして設け、このシリンダ（
１３）の伸縮部（１３ａ）に移動滑車（１４）を取り付
ける一方、上記リーダー（８）の所要高さの位置に固定
滑車（１５）を設け、上記のように駆動装置（１０〉を
リーダー（８〉上端の滑車（１２）から吊り下げた上記
吊り部材（１１）を、リーダー（８）に沿って下方に導
き、上記移動滑車（１４）と固定滑車（１５）の間に数
周巻き掛けるようにしている。

このため、上記シリンダ（１３）の伸縮部（１３ａ）を
縮め、固定滑車（１５）と移動滑車（１４）との間隔を
大きくした場合には、固定滑車（１５）と移動滑車（１
４）との間に巻き取られる吊り部材（１１）の量が多く
なり、駆動装置（１０）を吊り下げていた吊り部材（１
１）が巻き取られて、駆動装置（１０〉がガイドレール
（９）に沿って引き上げられ、リーダー（８）の上端部
に位置するようになる。

一方、上記シリンダ（１３）の伸縮部（１３ａ）を伸ば
し、固定滑車（１５）と移動滑車（１４）との間隔を短
くすると、固定滑車（１５）と移動滑車（１４）の間に
巻き取られる吊り部材（１１）の量が少なくなって、吊
り部材（１１）が送り出され、上記駆動装置（１０）が
ガイドレール（９）に沿って下降するようになる。

なお、上記駆動装置（１０〉がガイドレール（９〉に沿
って昇降する距離は、上記固定滑車（１５）と移動滑車
（１４）との間に巻き掛けた吊り部材（１１）の巻き数
に応じて変化するが、通常、上記シリンダ（１３）によ
る移動滑車（１４）の移動距離の数倍〜十数倍程度にな
るようにしている。

そして、このようにして昇降される駆動装置（１０）か
ら下方に向けて先端にドリルヘッド（１）が収り付けら
れた掘削軸（２）を垂設させると共に、この掘削軸（２
）を外装するようにしてケーシング（３）を、上記ドリ
ルヘッド（１）上方の適当位置まで垂設し、上記駆動装
置く１０〉によって掘削軸（２）とこのケーシング（３
）とを互いに逆方向に回転させるようにしている。

そして、上記のように掘削軸（２）を外装したケーシン
グ（３）の下端部に、拡開した状態で上記ドリルヘッド
（１）による掘削径より外方に突出する鍔形成用ヘッド
（４）を拡開及び収縮可能に設けるにあたり、この実施
例のものにおいては、第２図に示すように、上記ケーシ
ング（３）下端部の外周に、その半径方向外方に突出す
るようにして一対の取付板（３ａ）をそれぞれ相反する
方向に設け、各取付板〈３ａ）に鍔形成用ヘッド（４）
をそれぞれ半径方向外方に回動可能に取り付けている。

また、このケーシング（３）を外装する外管（５）を上
下方向にスライドさせる昇降手段（６）として、この実
施例のものにおいては、上記駆動装置（１０〉の側部に
昇降用シリンダ（１６）を下向きに設けると共に、この
昇降用シリンダ（１６）における伸縮ロッド（１６ａ）
の先端に、前記ガイドレール（９〉にスライド可能に設
けられたれ軸受け（１７）を取り付けており、この軸受
け（１７）に上記外管（５）の上端部をこの回転可能に
保持させて、この外管（５）を上記鍔形成用ヘッド（４
）の上方までに延出させている。

そして、上記昇降用シリンダ（１６）における伸縮ロッ
ド（１６ａ）を伸縮させて、上記軸受け（１７）をガイ
ドレール（９）に沿って昇降させ、これによって上記外
管（５）を上下方向にスライドさせるようにしている。

また、図示していないが、この実施例のものにおいては
、上記外管（５）をケーシング（３）と連動して回転さ
せるため、上記ケーシング（３）の外周にキーを設ける
一方、この外管（５）の内周に上記キーに対応したキー
溝を設け、ケーシング（３）に設けられたキーをこのキ
ー溝に嵌め込んで、外管（５）をケーシング（３）と連
動して回転させるようにしている。

そして、この外管（５）下端部の外周にその半径方向外
方に突出するようにして一対の取付板〈５ａ）をそれぞ
れ相反する方向に設け、各取付板（５ａ）にそれぞれ回
動アーム（７）の一端を取り付けると共に、各回動アー
ム（７）の他端を上記のようにケーシング（３）の下端
部において回動可能に設けられた各鍔形成用ヘッド（４
）に取り付け、各回動アーム（７）を、上記外管〈５）
下端部に設けられた各取付板（５ａ）から各鍔形成用ヘ
ッド（４）に架け渡すようにしている。

ここで、上記昇降用シリンダ（１６）の伸縮ロッド（１
６ａ）を収縮させ、上記軸受け（１７）を介して外管（
５）を上方にスライドさせた場合には、この外管〈５）
の下端部に取り付けられた各回動アーム（７）によって
各鍔形成用ヘッド（４）が上方に引っ張られて上向きに
回動し、各鍔形成用ヘッド（４）が収縮されて、ドリル
ヘッド（１）による掘削径内に収まった状態となる。

一方、上記昇降用シリンダ（１６）の伸縮ロッド（１６
ａ）を伸ばし、上記軸受け（１７）を介して外管（５）
を下方にスライドさせた場合には、第２図に示すように
、上記の各回動アーム（７）に押されて各鍔形成用ヘッ
ド（４）が下向きに回動し、各鍔形成用ヘッド（４）が
拡開して、上記ドリルヘッド（１）による掘削径より外
方に突出した状態になる。

また、この実施例のものにおいては、鍔形成用ヘッド（
４）が取り付けられたケーシング（３）の下端部よりさ
らに下方に延出部（３ｂ〉を設け、この延出部（３ｂ）
の外周に、その半径方向外方に突出するようにして一対
の攪拌翼（１８）を設け、この攪拌翼（１８）を上記掘
削軸（２〉のドリルヘッド（１）の上方において、この
ドリルヘッド（１）と逆方向に回転させるようにしてい
る。

次に、この実施例の掘削装置を用いて地盤を掘削すると
共に、鍔付きの杭を遺戒する場合について説明する。

先ず、上記昇降用シリンダ（１６）の伸縮ロッド（１６
ａ）を収縮させて上記外管（５）を上方にスライドさせ
、この外管（５）の下端部に設けられた各回動アーム（
７）を引き上げて、ケーシング（３）に取り付けられた
各鍔形成用ヘッド（４）を収縮させ、各鍔形成用ヘッド
（４）が上記ドリルヘッド（１）による掘削径内に収ま
るようにする。

そして、このように各鍔形成用ヘッド（４）を収縮させ
た状態で、上記駆動装置（１０）によって掘削軸（２）
と、この掘削軸（２）を外装するケーシング（３）及び
このケーシング（３）に連動して回転する外管（５）と
をそれぞれ逆方向に回転させ、第３図に示すように、上
記掘削軸〈２〉の先端に取り付けられたドリルヘッド（
１）によって地盤を掘削すると共に、このドリルヘッド
（１）からセメントミルク等の硬化剤を噴出させ、掘削
された土砂とセメントミルク等の硬化剤とを回転攪拌さ
せるようになっている。

また、このようにドリルヘッド（１）によって回転攪拌
された掘削された土砂とセメントミルク等の硬化剤は、
このドリルヘッド（１）の上方において、上記ケーシン
グ（３）に延出部（３ｂ）に設けられた一対の攪拌翼（
１８〉及び上記のように収縮された鍔形成用ヘッド（４
）によって、上記ドリルヘッド（１）と逆方向に回転攪
拌されるようになっている。

そして、上記のようにして掘削軸（２）の先端に取り付
けられたドリルヘッド（１）によって地盤を所要深さ掘
削し、ケーシング（３）に設けられた上記鍔形成用ヘッ
ド〈４）が鍔部（２１）を形成するのに適当な深さの位
置に達すると、第２図に示すように、駆動装置（１０〉
に設けられた上記昇降用シリンダ（１６）の伸縮ロッド
（１６ａ）を伸ばして上記外管（５）を下降させ、前記
のように上方に回動されて収縮された状態にある各鍔形
成用ヘッド（４）を、上記回動アーム（７）を介して下
方に回動させて拡開させ、上記ドリルヘッド（１）によ
る掘削径より外方に突出させるようにする。

このようにしてドリルヘッド（１）による掘削径より外
方に突出するように拡開させた各鍔形成用ヘッド（４）
を、第４図に示すように、上記ケーシング（３）及びこ
のケーシング（３）と連動して回転する外管（５）とに
よって掘削軸（２）と逆方向に回転させ、上記ドリルヘ
ッド（１）によって掘削された掘削孔（２０）の孔壁（
２０ａ）を、さらにその半径方向外方に掘削し、上記ド
リルヘッド（１）の掘削径より大きな径の鍔部（２１）
を形成すると共に、各鍔形成用ヘッド（４）によって、
掘削された土砂とセメントミルク等の硬化剤とを、上記
ドリルヘッド〈１）と逆方向に回転攪拌させるようにな
っている。

このようにして上記鍔形成用ヘッド（４）により、掘削
孔（２０）内にドリルヘッド（１）の掘削径より大きな
径の鍔部（２１）を適当な長さ形成した後は、上記昇降
用シリンダ（１６）の伸縮ロッド（１６ａ）を収縮させ
、上記外管（５）を上方にスライドさせて回動アーム〈
７）を引き上げ、上記のように拡開されていた各鍔形成
用ヘッド（４）を上向きに回動させて、掘削当初と同様
に、各鍔形成用ヘッド（４）が上記ドリルヘッド（１）
による掘削径内に収まるようにする。

そして、このように各鍔形成用ヘッド（４）を収縮させ
た後は、第５図に示すように、掘削当初と同様に、上記
掘削軸（２）の先端に取り付けられたドリルヘッド（１
）からセメントミルク等の硬化剤を噴出させながら、こ
のドリルヘッド（１）よって地盤を掘削すると共に、掘
削された土砂とセメントミルク等の硬化剤とを、このド
リルヘッド（１）及びこのドリルヘッド（１）　と逆方
向に回転する上記一対の攪拌翼（１８）と上記のように
収縮された鍔形成用ヘッド（４）によってそれぞれ回転
攪拌させるようになっている。

また、上記掘削軸（２〉のドリルヘッド（１）による掘
削が進み、上記鍔形成用ヘッド（４）が適当な深さの位
置に達した場合には、前記のように鍔形成用ヘッド（４
）を拡開させて、鍔部（２１）を掘削し、このような操
作を繰り返して行い、ドリルヘッド（１）の掘削径より
大きな径の鍔部（２１）が複数個形成された掘削孔（２
０）を削孔するようになっている。

そして、このように所要数の鍔部（２１）が設けられた
掘削孔（２０）内から上記掘削装置を引き上げ、上記掘
削孔（２０）内において、混練させた掘削土砂とセメン
トミルク等の硬化剤との混線物を硬化させ、上記掘削孔
（２０）内にその径より大きくなった鍔部（２１）を有
する鍔付きの杭を造成するようになっている。

また、この掘削装置においては、上記のように、セメン
トミルク等の硬化剤と掘削された土砂とをドリルヘッド
（１）によって回転攪拌させると共に、このドリルヘッ
ド（１）と逆方向に回転する鍔形成用ヘッド（４）及び
上記一対の攪拌翼（１８〉によって、上記ドリルヘッド
（１）と逆方向に回転攪拌させるようにしたため、セメ
ントミルク等の硬化剤と掘削された土砂とが十分に混練
され、これらが均一になった鍔付きの杭が造成されるよ
うになった。

［発明の効果］ 以上詳述したように、この発明に係る掘削装置において
は、先端にドリルヘッドが取り付けられた掘削軸により
地盤を掘削すると共に、適当な位置において、上記掘削
軸と逆方向に回転するケーシングに設けられた鍔形成用
ヘッドを拡開させて、この鍔形成用ヘッドを上記ドリル
ヘッドの掘削径より外方に突出させ、この鍔形成用ヘッ
ドによって上記ドリルヘッドの掘削径より径が大きい鍔
部を形成するようになっており、このような操作を何度
か繰り返して行うことによって、複数の鍔部が形成され
た掘削孔を削孔して、鍔付きの杭を地中に造成できるよ
うになった。

また、この発明の掘削装置においては、セメントミルク
等の硬化剤と掘削された土砂とを上記掘削軸に設けられ
たドリルヘッドによって回転攪拌させると共に、このド
リルヘッドにより回転攪拌されたセメントミルク等の硬
化剤と掘削された土砂とを、さらに掘削軸と逆方向に回
転するケーシングに設けられた鍔形成用ヘッドによって
、ドリルヘッドと逆方向に回転攪拌させるようにしたた
め、セメントミルク等の硬化剤と掘削された土砂とが、
鍔部が形成された掘削孔内において均一に混練され、掘
削孔内に均一な鍔付きの杭を造成できるようになった。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係る掘削装置の概略側面
図、第２図は同実施例の掘削装置において鍔形成用ヘッ
ドを拡開させた状態を示す部分拡大側面図、第３図〜第
５図は同実施例の掘削装置によって地中に鍔付きの杭を
造成する工程を示し、第３図は鍔形成用ヘッドを収縮さ
せて地盤を掘削する状態を示す概略図、第４図は鍔形成
用ヘッドを拡開させてドリルヘッドの掘削径より大きな
鍔部を掘削する状態を示す概略図、第５図は鍔部を掘削
した後に鍔形成用ヘッドを収縮させて掘削を行う状態を
示す概略図である。 符号の説明 （１）・・・ドリルヘッド　　（２）・・・掘削軸（３
）・・・ケーシング　　　（４）・・・鍔形成用ヘッド
（５）・・・外管　　　　　　（６）・・・昇降手段（
７） ・・・回動アーム 特 許 出 願 人 日新商事株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、先端にドリルヘッド（１）が取り付けられた掘削軸
   （２）を、この掘削軸（２）と逆方向に回転するケーシ
   ング（３）によって、そのドリルヘッド（１）上方の適
   当位置まで外装させると共に、拡開した状態で上記ドリ
   ルヘッド（１）の掘削径より外方に突出する鍔形成用ヘ
   ッド（４）を、上記ケーシング（３）の外周に拡開及び
   収縮可能に設けたことを特徴とする掘削装置。 ２、前記ケーシング（３）の外周に鍔形成用ヘッド（４
   ）を拡開及び収縮可能に設けるにあたり、ケーシング（
   ３）の外周に鍔形成用ヘッド（４）を半径方向外方に回
   動可能に取り付ける一方、昇降手段（６）によつて上下
   方向にスライドする外管（５）を、上記ケーシング（３
   ）と連動して回転するようにしてケーシング（３）に外
   装させると共に、上記鍔形成用ヘッド（４）を回動させ
   る回動アーム（７）を、この外管（５）から上記鍔形成
   用ヘッド（４）に架け渡したことを特徴とする請求項第
   １項に記載の掘削装置。