JPH04228797A - アースドリル工法による拡底杭の施工法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アースドリル工法によ
る先端拡大形状の杭の施工法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の拡大杭は、図７に示すように、基
本径φｄの杭１の下部に形成される拡底部１ａは、基本
径φｄから拡底部径φＤにまで拡大傾斜角αをもって拡
大されたテーパー部１ｂと、該テーパー部１ｂと底面部
外周との間に寸法ｌの範囲にわたって形成された垂直立
ち上がり部１ｃと、底面の全面に下方に突出するように
形成された円錐部１ｄとからなる。

【０００３】このような杭１は、例えば特公昭５７−８
２７６号公報に開示された図８および図９の拡底バケッ
ト２のように、ケリーバによって回転される円筒状のケ
ース３の開口部３ａに蝶番４により開閉自在に掘削刃５
を設けた拡大翼６を取付けてなる拡底バケットによって
拡底孔を掘削し、該拡底孔に鉄筋とコンクリートを埋め
込むことによって形成される。この拡底バケット２の拡
大翼６の底辺６ａは、図示のように最も開いた状態にお
いて、底蓋７の傾斜角に一致し、水平線に対して前記先
端傾斜角βをなすように傾斜しており、また拡大翼６の
傾斜翼部６ｂをバケット回転方向に見た場合、垂直線に
対する最大角度は前記拡大傾斜角αをなし、また拡大翼
の垂直翼部６ｃの寸法は前記垂直立ち上がり部１ｃの寸
法ｌに等しい。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の拡底
バケットによって拡底孔の掘削を行なう場合には次のよ
うな問題を生じる。図１０（ａ），（ｂ），（ｃ）に示
すように、土砂を拡底バケット２に取込みながら順次閉
じようとした場合、拡大翼６の底辺６ａと孔の拡底部の
地盤との間に隙間が生じるために、拡底部の傾斜部分に
位置する土砂８が取り残されてしまい、杭の信頼性を損
う恐れがあった。即ち、掘削土砂が残った場合には、■
所期の杭形状が得られないため支持力が低下するおそれ
があり、■コンクリート打設時残土を巻き込んでコンク
リートの強度を低下させるおそれがあり、■残土がスラ
イムとして形成されることにより長期的に見たときそれ
が圧密されて杭の沈下を招くおそれがあり、このため、
アースドリル工法においては、掘削した土砂をいかにし
て拡底バケット内に導入するかが問題であり、図示の拡
底バケットにおいては、孔底部の土砂の取り残しが生じ
ることは避けられない。

【０００５】また、従来のアースドリル工法による拡底
杭は、底面全体にわたって先端傾斜角βを有する傾斜面
に形成されているため、楔効果により杭先端の土砂を側
方に押しやる力が作用し、これによって杭支持力の減少
を招くという欠点があった。

【０００６】なお、アースドリル工法による施工ではな
く、リバースサーキュレーション工法を用いる掘削機と
して特開昭５５−１９３７０号公報に記載のように、先
導孔の周囲に水平面部を形成するものがあるが、これを
アースドリル工法に適用しようとすると、先導孔の掘削
土砂をエアリフト法等で吸上げなければならないという
問題点が生じる。

【０００７】本発明は、アースドリル工法による拡底部
掘削時の芯振れをおさえて正確な形状を有する拡底部を
掘削することができ、かつ、拡底部の掘削土砂をバケッ
ト内に取込む場合にも芯振れをおさえて掘削土砂を確実
に拡底バケット内に収納することができ、これにより支
持力の大きい信頼性の高い杭を得ることができる拡底杭
の施工法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記の如き目
的を達成するため、掘削刃を有する底蓋が円錐形状をな
すアースドリルバケットにより所定の深さまで基本径の
竪孔を掘削する基本径竪孔掘削工程と、掘削土砂を収納
するケースと、その下面に取り付けられ、円錐形状をな
し底ざらい機能を有する底蓋と、拡底部を掘削する拡大
収縮可能な掘削翼とからなる拡底バケットを基本径竪孔
掘削工程で掘削した孔底まで降下させて底蓋を孔底に当
接させた後、拡底バケットを回転させて円錐形孔底の底
ざらいを行い円錐形の底蓋を円錐形の孔底に密着支持さ
せる工程と、拡底バケットを孔底に密着支持させた状態
で、拡底バケットを回転させながら掘削翼を拡大して前
記テーパー部とそれに続く垂直立ち上がり部および拡底
水平面部を掘削する拡底部掘削工程と、掘削土砂を収納
するケースと、その下面に取り付けられ、円錐形状をな
し底ざらい機能を有する底蓋と、前記掘削翼に対応する
拡大収縮可能な土砂取り込み翼とからなる土砂取り込み
バケットを孔底に密着支持させた状態で、土砂取り込み
翼を拡大位置から底辺部を拡底水平面部に接触させなが
ら収縮して掘削土砂をケース内に取り込む土砂格納工程
と、前記各工程により形成された掘削孔に鉄筋を挿入し
、コンクリートを打設する工程と、とよりなることを特
徴とする。

【０００９】

【作用】本発明は、掘削土砂を収納するケースと、その
下面に取り付けられ、円錐形状をなし底ざらい機能を有
する底蓋と、拡底部を掘削する拡大収縮可能な掘削翼と
からなる拡底バケットを回転させて円錐形孔底の底ざら
いを行い円錐形の底蓋を円錐形の孔底に密着支持させる
工程を採用したので、所定の掘削深さ位置の軸心合わせ
を容易に行うことができる。

【００１０】また、円錐形の孔底に拡底バケットの円錐
形の底蓋を密着支持させた状態で、拡底バケットを回転
させながら掘削翼を拡大して基本径の部分から拡底部径
に至るまで次第に拡大されたテーパー部と、それに続く
垂直立ち上がり部および拡底水平面部を掘削する拡底部
掘削工程を採用したので、回転中心が一定となって芯振
れを防ぎながら、正確な形状，寸法の拡底部を掘削する
ことができる。

【００１１】また、円錐形の孔底に土砂取り込みバケッ
トの円錐形の底蓋を密着支持させた状態で、土砂取り込
み翼の底辺部が拡底水平面部と接触しながら収縮して掘
削土砂をケース内に取り込む土砂格納工程を採用したの
で、前記掘削工程と同様に回転中心が一定となって芯振
れを防ぎながら、拡底部の掘削土砂を取り残しなくきれ
いに、かつ確実にケース内に取り込むことができる。

【００１２】

【実施例】以下本発明の詳細を図面により説明する。

【００１３】図１は本発明によって施工される杭の形状
の一例を示す。図１に示す杭１′の拡底部１ａ′は、従
来の杭１と同様に、拡大傾斜角αをもって形成されたテ
ーパー部１ｂと、垂直立ち上がり部１ｃとを有するが、
底面形状が異なる。即ち底面部は、中央側に先端傾斜角
βをもって頂点が杭１′の中心と一致するように形成さ
れた下方に凸の円錐形部１ｄ１と、該円錐形部から底部
外周にわたって形成された平坦な水平面部１ｄ２とから
なり、その接続部には垂直部を形成しない。

【００１４】ここで、円錐形部１ｄ１の範囲は、あまり
小さすぎると拡底部の掘削時および土砂取り込み時にお
ける芯出し作用が得られず、また大きすぎると水平面部
１ｄ２が狭くなって目的とする機能が得られないので、
図示のように、円錐形部１ｄ１の直径φｄ１は、基本形
φｄより僅かに小さく、実質的にはほゞ同程度とするこ
とが望ましい。

【００１５】このような杭の形状とすれば、水平面部１
ｄ２では土砂を側方に押しやる力は作用せず、杭支持力
を減少させることがなく、杭が安定的に支持されること
になる。

【００１６】また、特開昭５５−１９３７０号で開示さ
れているリバースサーキュレーションドリルによって掘
削される杭形状は、中央部の円錐形部１ｄ１と、該円錐
形部１ｄ１から底部外周にわたって形成された平坦な水
平面部１ｄ２との接続部に垂直部を有する形状である。 このような垂直部を有する杭や、従来技術として図７で
示した円錐部だけで杭底面が構成された杭に比較し、本
発明によって施工される杭は、図７と図１の対比から分
かるように、杭の有効長Ｌ１に対し、掘削長Ｌ２を小さ
くすることができる。

【００１７】このような拡底杭１′は、図２に示すよう
に、ケリーバ９によって支持され、かつ、掘削刃１０ａ
を有する底蓋が円錐形をなす公知のアースドリルバケッ
ト１０によって基本径φｄの竪孔を掘削した後、図３に
示すような拡底部掘削バケットと土砂取込みバケットと
を兼用する拡底部掘削土砂取込みバケット１１を用いて
拡底部を掘削し、その後鉄筋を挿入した後、コンクリー
トを打設することにより施工される。

【００１８】本発明に使用する拡底部掘削土砂取込みバ
ケット１１について図３ないし図６により説明する。３
０は下面開口形のケースであり、上端中央にはケリーバ
９が連結される角穴ボス３１を有し、側面部には掘削翼
と土砂取込み翼とを兼用する翼３２によって掘削される
土砂をケース３０内に導入する開口部３３（図３参照）
が設けてある。１９はケース３０の底部に蝶番２０によ
り開閉可能に取付けられた底蓋であり、該底蓋１９は基
本径竪孔掘削用のアースドリルと同様の下方に凸の円錐
形状をなし、図３、図５および図６に示すように、円錐
形状部分には基本径竪孔の孔底の底ざらいを行なうエッ
ジ１９ａおよび開口部１９ｂが設けてあり、該開口部１
９ｂには、エッジ１９ａと反対側の開口部縁に沿って設
けられた蝶番３４により開閉自在に土砂流出防止用弁板
２２が設けてある。２１は底蓋１９の蝶番２０側と反対
側に設けられた係止具３５に係合して底蓋１９を閉じた
状態に維持するラッチであり、その上端はケース３０の
上面に突出し、その突出部分には係止状態を解くための
ハンドル２１ａが設けてある。

【００１９】翼３２は、ケース３０の側面部に設けられ
た複数個（本実施例においては２個）の開口部３３がそ
れぞれ開閉されるように、ケース３０に垂直に設けられ
た蝶番１８により取付けてある。該翼３２は、図３およ
び図４に示すように、底辺部３２ａが水平状に形成され
ていて、蝶番１８が垂直であることから、拡底部を掘削
するために拡底部掘削土砂取込みバケット１１を回転さ
せながら翼３２を拡大させると、拡底部の底面が水平と
なり、かつ、拡底部掘削土砂をケース内に取り込むため
に翼３２を拡大位置から収縮させると、底辺部３２ａは
掘削された水平な底面と接触しながら収縮する構造とな
っている。

【００２０】翼３２を拡大，収縮する機構は、次のよう
に構成されている。ケース３０の中心部には、ケースの
天板部３０ａからケース内のほゞ中間部にわたって角柱
１２が前記角穴ボス３１および天板部３０ａと一体をな
すように取付けられており、該角柱１２にはスライダ１
５が上下に摺動可能に嵌合され、角柱１２の上端部に固
設されたブラケット１４とスライダ１５との間には複数
本の油圧シリンダ１３が取付けてある。該スライダ１５
と翼３２のボス１７との間には、球面軸受で係合された
リンク１６が介装してある。そして、図４および図５に
示すように、油圧シリンダ１３の収縮状態においては、
翼３２を含む拡底部掘削土砂取込みバケット１１の外径
は基本径φｄ以下となり、油圧シリンダ１３の伸長状態
においては、翼３２を含む拡底部掘削土砂取込みバケッ
ト１１の外径が拡底部径φＤとなるように拡大されるよ
うになっている。

【００２１】次に本発明の施工法について説明する。図
２に示すように、基本径φｄの部分をアースドリルバケ
ット１０で掘削して拡底する深度にまで達したら、アー
スドリルバケット１０を地上に引上げ、該アースドリル
バケット１０を取り外して拡底掘削土砂取込みバケット
１１に着け替えて孔底まで降下させ、その底蓋１９を基
本径竪孔の孔底に当接させる。そして、まず油圧シリン
ダ１３の収縮状態で拡底部掘削土砂取込みバケット１１
を回転させ、アースドリルバケット１０を拡底部掘削土
砂取込みバケット１１に付け替えている間に溜まったス
ライムやアースドリルバケット１０の掘削刃１０ａによ
って形成された凹凸部の土砂をエッジ１９ａですくい取
り、円錐形孔底の底ざらいを行ない、円錐形の底蓋１９
を円錐形の孔底に密着させる。この時、一旦ケース３０
に入った土砂は弁板２２によって流出が防止される。次
に拡底部掘削土砂取込みバケット１１を回転させながら
油圧シリンダ１３の伸長によってスライダ１５を下方に
押下げ、リンク１６を介して翼３２を蝶番１８を中心に
回動させて外方向に少しずつ拡大させる。この時、翼３
２の底辺部３２ａが水平であることと蝶番１８が垂直で
あることから、拡底部の底面の形状は水平になる。また
、底蓋１９が下方に突出した円錐形となっていて円錐形
の孔底と密着しているため、回転中心が定まり、芯振れ
を防いで正確な形状，寸法の拡底部を掘削することがで
きる。また、図５の実線矢印方向に拡底部掘削土砂取込
みバケット１１を回転させると、土砂は相対的に破線矢
印で示すように動き、翼３２に案内されて拡底部掘削土
砂取込みバケット１１のケース３０内に導入される。 そしてケース３０内に土砂が充満した段階で拡底部掘削
土砂取込みバケット１１を回転させながら翼３２を収縮
させると、翼３２の底辺部３２ａが水平であるために、
翼３２の前部にたまった土砂をかき寄せるようにしてケ
ース３０内に土砂を格納することができる。

【００２２】この翼３２を閉じる過程において、翼３２
は杭１′のテーパー部１ｂと垂直立ち上がり部１ｃから
離れた状態となり、芯振れのおこりやすい状態となるが
、下方に凸の円錐形部１ｄ１によって底蓋１９が孔底に
密着した状態にあるため、回転中心が定まり、芯振れを
防いで翼３２の底辺部３２ａを拡底水平面部と接触させ
ながら収縮して掘削土砂を取り残しなくきれいに、かつ
、確実にケース内に取り込むことができる。

【００２３】次に拡底部掘削土砂取込みバケット１１を
地上に引上げ、ラッチ２１をそのハンドル２１ａを回す
ことによって回動させることにより、底蓋１９の係止を
解き、蝶番２０を中心として底蓋１９を回動させること
により図４の仮想線で示すように開放し、ケース３０内
の土砂を排出する。

【００２４】なお、本実施例では、拡底部掘削バケット
と土砂取込みバケットとを兼用した拡底部掘削土砂取込
みバケット１１を採用したので、アースドリル工法によ
る拡底杭の施工時間と施工費用とを低減することができ
る。

【００２５】

【発明の効果】本発明は、基本径竪孔掘削工程によって
形成された円錐形の孔底に、拡底部掘削バケットの底ざ
らい機能を有する円錐形の底蓋を当接させた後、回転さ
せて円錐形孔底の底ざらいを行い、円錐形の底蓋を円錐
形の孔底に密着支持させる工程を採用したので、所定の
掘削深さ位置の軸心合わせを容易に行うことができる。

【００２６】また、円錐形の孔底に拡底バケットの円錐
形の底蓋を密着支持させた状態で、拡底バケットを回転
させながら掘削翼を拡大して拡底部を掘削する拡底部掘
削工程を採用したので、回転中心が一定となって芯振れ
を防止しながら、基本形の部分から拡底部径に至るまで
次第に拡大されたテーパー部と、それに続く垂直立ち上
がり部および拡底水平面部とよりなる正確な形状，寸法
の拡底部を掘削することができる。

【００２７】また、拡底部の掘削土砂をケース内に取り
込む土砂格納工程においても、円錐形の孔底に土砂取り
込みバケットの円錐形の底蓋を密着支持させた状態で、
土砂取り込み翼の底辺部が拡底水平面部と接触しながら
収縮して掘削土砂をケース内に取り込むようにしたので
、前記掘削工程と同様に回転中心が一定となって芯振れ
を防ぎながら、拡底部の掘削土砂を取り残しなくきれい
に、かつ確実にケース内に取り込むことができる。

【００２８】本発明によって得られる杭の効果としては
、芯振れの少ない杭を構築できる。また、孔底に掘削土
砂を残さないので、残土のスライムによる杭の沈下が起
こらず安定して支持されるため、信頼性の高い杭を構築
できる。また、拡底部に水平面部のある支持力の大きい
杭を施工できる。さらに、従来の杭に比べ、有効長Ｌ１
に対し掘削長Ｌ２を小さくすることができ、これにより
余分なコンクリートが不要となり省資源の効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によって施工された拡底杭の一例を示す
断面図

【図２】基本径φｄの竪孔を公知のアースドリルバケッ
トで掘削している状態を示す断面図

【図３】拡底バケットの一例を掘削状態で示す断面図

【
図４】拡底バケットの拡大翼を閉じた状態にて示す縦断
面図

【図５】拡大翼を開いた状態で示す図４のＩ−Ｉ断面図

【図６】図５のＩＩ−ＩＩ断面図

【図７】従来の拡底杭の断面図

【図８】従来のアースドリル用拡底バケットの斜視図

【
図９】図８の拡底バケットの断面図

【図１０】従来の拡底バケットによる掘削後に土砂の取
残しが生じることを説明するための説明図

【符号の説明】

１′…拡底杭、１ａ′…拡底部、１ｂ…テーパー部、１
ｃ…垂直立ち上がり部、１ｄ１…円錐部、１ｄ２…水平
面部、９…ケリーバ、１１…拡底部掘削土砂取込みバケ
ット、１２…角柱、１３…油圧シリンダ、１５…スライ
ダ、１６…リンク、１７…ボス、１８，２０…蝶番、１
９…底蓋、１９ａ…エッジ、２１…ラッチ、３０…ケー
ス、３２…翼、３２ａ…底辺部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　杭の最下部に形成される拡底部が、杭
   の基本径の部分から拡底部径に至るまで次第に拡大され
   たテーパー部と、杭の底面部の外周と前記テーパー部と
   の間に形成された垂直立ち上がり部と、拡底面部とから
   なる拡底杭の施工法であって、掘削刃を有する底蓋が円
   錐形状をなすアースドリルバケットにより所定の深さま
   で基本径の竪孔を掘削する基本径竪孔掘削工程と、掘削
   土砂を収納するケースと、その下面に取り付けられ、円
   錐形状をなし底ざらい機能を有する底蓋と、拡底部を掘
   削する拡大収縮可能な掘削翼とからなる拡底バケットを
   基本径竪孔掘削工程で掘削した孔底まで降下させて底蓋
   を孔底に当接させた後、拡底バケットを回転させて円錐
   形孔底の底ざらいを行い円錐形の底蓋を円錐形の孔底に
   密着支持させる工程と、拡底バケットを孔底に密着支持
   させた状態で、拡底バケットを回転させながら掘削翼を
   拡大して前記テーパー部とそれに続く垂直立ち上がり部
   および拡底水平面部を掘削する拡底部掘削工程と、掘削
   土砂を収納するケースと、その下面に取り付けられ、円
   錐形状をなし底ざらい機能を有する底蓋と、前記掘削翼
   に対応する拡大収縮可能な土砂取り込み翼とからなる土
   砂取り込みバケットを孔底に密着支持させた状態で、土
   砂取り込み翼を拡大位置から底辺部を拡底水平面部に接
   触させながら収縮して掘削土砂をケース内に取り込む土
   砂格納工程と、前記各工程により形成された掘削孔に鉄
   筋を挿入し、コンクリートを打設する工程、とよりなる
   ことを特徴とするアースドリル工法による拡底杭の施工
   法。