JPH11141261A5 - - Google Patents

Description

【書類名】 明細書
【発明の名称】
アースドリル装置とリングバケットと底盤の掘削工法
【特許請求の範囲】
【請求項１】アースドリル本体に取付けたリーダまたは起伏式フロントフレームに、ケリーバ回転用ケリードライブ装置を取付けたアースドリルにおいて、 前記ケリーバの下端に着脱自在に取付けるリングバケットを備え、
該リングバケットは、下面開口の円筒形をなしかつ下縁にカッタを配設した構造を有すると共に、
該リングバケットはバケット重量を調整する錘を備える
ことを特徴とするアースドリル装置。
【請求項２】アースドリル本体に取付けた起伏式フロントフレームに、ケリーバ回転用ケリードライブ装置を取付けたアースドリルにおいて、
下面開口形でかつ下縁にカッタを有し、前記ケリーバの下端に着脱自在に取付けられるリングバケットを備え、
前記フロントフレームとアースドリルの上部旋回体との間に、フロントフレームを任意の起伏角において前記上部旋回体に起伏不能に固定する手段を備えた
ことを特徴とするアースドリル装置。
【請求項３】請求項１または２において、
前記ケリードライブ装置は、前記リーダまたはフロントフレームに昇降装置により上下動自在に取付けられると共に、
ケリーバを内嵌するケリードライブ装置のケリーバ駆動体とケリーバには、上下方向に相対的に移動不能に係合させる係合構造を有する
ことを特徴とするアースドリル装置。
【請求項４】請求項１から３までのいずれかにおいて、
前記ケリーバの下端に着脱自在に取付ける掘削具として、軸掘バケット並び拡底バケット以外に、
下面開口の円筒形をなしかつ下縁にカッタを配設した構造を有するリングバケットと、
該リングバケットより掘削径が小さいスクリューオーガとを備えた
ことを特徴とするアースドリル装置。
【請求項５】 ケリーバ回転用ケリードライブ装置によって回転駆動される前記ケリーバの下端に着脱自在に取付けられ、下面開口の円筒形をなしかつ下縁にカッタを配設した構造を有すると共に、バケット重量を調整する錘を備える
ことを特徴とするリングバケット。
【請求項６】コンクリート建造物の底盤を掘削する場合、まずアースドリル装置のケリーバの下端に杭施工用縦孔より小径のスクリューオーガを取付け、該スクリューオーガにより孔を先行掘削し、
その後、前記ケリーバの下端に、下面開口の円筒形をなしかつ下縁にカッタを配設した構造を有し、かつ前記杭施工用縦孔とほぼ同径あるいはやや大きい掘削径のリングバケットを取付け、該バケットにより、掘削溝が前記先行掘削孔に重なるように掘削する
ことを特徴とする底盤の掘削工法。
【請求項７】 請求項６において、
前記スクリューオーガにより、底盤に掘削予定の杭施工用縦孔の内側に相当する箇所に複数本の小径の掘削孔を先行掘削し、これらの掘削孔にリングバケットのカッタ溝を重ならせて掘削する
ことを特徴とする底盤の掘削工法。
【請求項８】 アースドリル本体に取付けた起伏式フロントフレームに、ケリーバ回転用ケリードライブ装置を取付けたアースドリルにより底盤を掘削する工法であって、
前記ケリーバ回転用ケリードライブ装置によって回転駆動されるケリーバの下端に、下面開口形でかつ下縁にカッタを有するリングバケットを装着し、
前記フロントフレームとアースドリルの上部旋回体との間に設けられた固定手段により前記フロントフレームを任意の起伏角で前記上部旋回体に起伏不能に固定して掘削する
ことを特徴とする底盤の掘削工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フロントフレームを有するブーム式またはリーダ式アースドリル装置と、該アースドリル装置のケリーバに取付けるリングバケットと、建物を破壊して杭を施工する際に、縦孔掘削のために底盤を貫通掘削する工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アースドリルは、建物の基礎杭施工用として、特に拡底杭施工用として多用されているが、最近の都市再開発に伴い、建物を破壊して杭を施工するケースが多くなってきている。しかしながら、杭施工の為に縦孔を掘削する場合、地下室の底盤として鉄筋の入ったコンクリート製の底盤がある。このような底蓋を、従来のアースドリルのように、カッタ付き底蓋を有する掘削バケット（アースドリルバケット）によって掘削しようとしても、全断面掘削であるため、底盤の掘削が困難である。
【０００３】
そのため、従来は、アースドリルの代わりに、ケーシングドライバや、障害取り用マルチドリルを使用して底盤の貫通掘削を行い、その後の掘削をアースドリルによって行っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このように、底盤を有する建物を破壊して杭を施工する場合には、従来はアースドリル以外に別の掘削機を必要とする。その結果、施工費のアップと、段取り時間が増えることによる工期の長期化を招くという問題点がある。なお、従来のカッタ付き底蓋を有する掘削バケットを用いた場合であっても、バケットのカッタを硬地盤掘削用に代えれば、鉄筋入りコンクリート製底盤でもある程度の掘削はできるが、全断面掘削であるので、大トルクが必要となるという問題点がある。
【０００５】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、１台のアースドリルにより底盤掘削、軸掘、拡底掘削が可能となるアースドリル装置と該アースドリル装置のケリーバに取付けるリングバケットとを提供することを目的とする。
【０００６】
また、本発明は、アースドリルにより底盤掘削が可能となる底盤の掘削工法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のアースドリル装置は、アースドリル本体に取付けたリーダまたは起伏式フロントフレームに、ケリーバ回転用ケリードライブ装置を取付けたアースドリルにおいて、
前記ケリーバの下端に着脱自在に取付けるリングバケットを備え、
該リングバケットは、下面開口の円筒形をなしかつ下縁にカッタを配設した構造を有すると共に、
該リングバケットはバケット重量を調整する錘を備える
ことを特徴とする（請求項１）。
【０００８】
また、本発明のアースドリル装置は、アースドリル本体に取付けた起伏式フロントフレームに、ケリーバ回転用ケリードライブ装置を取付けたアースドリルにおいて、
下面開口形でかつ下縁にカッタを有し、前記ケリーバの下端に着脱自在に取付けられるリングバケットを備え、
前記フロントフレームとアースドリルの上部旋回体との間に、フロントフレームを任意の起伏角において前記上部旋回体に起伏不能に固定する手段を備えた
ことを特徴とする（請求項２）。
【０００９】
また、本発明のアースドリル装置は、前記ケリードライブ装置が、前記リーダまたはフロントフレームに昇降装置により上下動自在に取付けられると共に、 ケリーバを内嵌するケリードライブ装置のケリーバ駆動体とケリーバには、上下方向に相対的に移動不能に係合させる係合構造を有する
ことを特徴とする（請求項３）。
【００１０】
また、本発明のアースドリル装置は、前記ケリーバの下端に着脱自在に取付ける掘削具として、軸掘バケット並び拡底バケット以外に、
下面開口の円筒形をなしかつ下縁にカッタを配設した構造を有するリングバケットと、
該リングバケットより掘削径が小さいスクリューオーガとを備えた
ことを特徴とする（請求項４）。
【００１１】
本発明のリングバケットは、ケリーバ回転用ケリードライブ装置によって回転駆動される前記ケリーバの下端に着脱自在に取付けられ、下面開口の円筒形をなしかつ下縁にカッタを配設した構造を有すると共に、バケット重量を調整する錘を備える
ことを特徴とする（請求項５）。
【００１２】
また、本発明による底盤の掘削工法は、コンクリート建造物の底盤を掘削する場合、まずアースドリル装置のケリーバの下端に杭施工用縦孔より小径のスクリューオーガを取付け、該スクリューオーガにより孔を先行掘削し、
その後、前記ケリーバの下端に、下面開口の円筒形をなしかつ下縁にカッタを配設した構造を有し、かつ前記杭施工用縦孔とほぼ同径あるいはやや大きい掘削径のリングバケットを取付け、該バケットにより、掘削溝が前記先行掘削孔に重なるように掘削する
ことを特徴とする（請求項６）。
【００１３】
また、本発明による底盤の掘削工法は、前記スクリューオーガにより、底盤に掘削予定の杭施工用縦孔の内側に相当する箇所に複数本の小径の掘削孔を掘削し、これらの掘削孔にリングバケットのカッタ溝を重ならせて掘削する
ことを特徴とする（請求項７）。
【００１４】
また、本発明による底盤の掘削工法は、アースドリル本体に取付けた起伏式フロントフレームに、ケリーバ回転用ケリードライブ装置を取付けたアースドリルにより底盤を掘削する工法であって、
前記ケリーバ回転用ケリードライブ装置によって回転駆動されるケリーバの下端に、下面開口形でかつ下縁にカッタを有するリングバケットを装着し、
前記フロントフレームとアースドリルの上部旋回体との間に設けられた固定手段により前記フロントフレームを任意の起伏角で前記上部旋回体に起伏不能に固定して掘削する
ことを特徴とする（請求項８）。
【００１５】
【作用】
請求項１、５において、底盤の掘削は、下面開口形で下縁にカッタを配設したリングバケットにより行うため、円環状に掘削溝を形成しながら掘削が行え、鉄筋入りの底盤であっても、アースドリルによる掘削が可能となる。この場合、バケットに取付ける錘は、バケットの掘削面への押し付け力を増大させ、掘削力を高める役目を果たす。
【００１６】
請求項２、８においては、フロントフレームを有するブーム式アースドリルにおいて、上部旋回体とフロントフレームとの間に設けた固定手段によりフロントフレームを上部旋回体に固定するため、アースドリル本体の重量をバケットの掘削面に対する押し付け力として利用でき、掘削力が高められる。
【００１７】
請求項３においては、ケリーバを内嵌するケリードライブ装置のケリーバ駆動体とケリーバには、上下方向に相対的を移動不能に係合させる係合構造を有するため、バケットやケリーバの重量に加えて、フロントフレームやケリードライブ装置の重量を、掘削面に対する掘削力として確実に作用させることができ、掘削力が高められる。
【００１８】
すなわち、通常のアースドリルのように、ケリーバ駆動体とケリーバとを単に摩擦力によって結合させてケリーバ駆動体の押し下げによりフロントフレームやケリードライブ装置の重量をバケットの掘削具の掘削面への押し下げ力の増大を図る場合は、掘削反力が大きい場合、ケリーバ駆動体に対してケリーバがすべり、ケリードライブ装置やフロントフレームの重量がそのまま掘削力として利用できないが、前記係合構造により、これらの重量を掘削力として確実に利用できる。
【００１９】
請求項４においては、底盤のリングバケットによる掘削に先立ち、スクリューオーガによる小径の孔の先行掘削を行うが、この場合、その小径の孔をリングバケットによる掘削時における掘削屑の排出孔として利用できる上、リングバケットによる掘削面積が減少するため、リングバケットによる掘削が効率良く行える。
【００２０】
請求項６においては、請求項４において述べた理由により、効率良く掘削を行うことができる。
【００２１】
請求項７においては、先行掘削する小径の掘削孔を複数個とすることにより、リングバケットによる掘削時における掘削屑の排出がより容易となり、かつリングバケットによる掘削面積がさらに減少するため、底盤の掘削がさらに効率良く行える。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１は本発明のアースドリルの制御装置の一実施例を示す側面図である。アースドリル本体１は、下部走行体１ａ上に旋回装置１ｂを介して上部旋回体１ｃを設置して構成される。上部旋回体１ｃにはブーム２が、上部旋回体１ｃ上の起伏ウインチ３ａ、ワイヤロープ３ｂおよびペンダントロープ３ｃ等からなる起伏装置３により起伏自在に取付けられる。また、上部旋回体１ｃの前部には、ケリードライブ装置４を上フレーム５ａに取付けたフロントフレーム５が起伏自在に取付けられる。６はフロントフレーム５をワイヤロープ７を介して起伏させる油圧シリンダ、８は本発明によりフロントフレーム５を任意の起伏角において上部旋回体１ｃに固定する手段として設けた油圧シリンダである。
【００２３】
ケリードライブ装置４は、ケリーバ９を上下動自在にかつ相対回転不能に貫挿したものである。該ケリーバ９は、上部旋回体１ｃ上に設置したウインチ１１により巻取り繰り出しされてブーム２の頂部から垂下されるワイヤロープ１２にスイベルジョイント１０を介して回転可能に支持される。
【００２４】
１４はケリーバ９の下端に取付けられたリングバケットであり、図２の側面図、図３の平面図、図４の底面図に示すように、該リングバケット１４は、下面開口の円筒形をなし、下縁に、バケットの外周溝掘削用のアウタカッタ１６と、バケットの内周溝掘削用のインナカッタ１７とが、２：１の割合で交互に配置して、ピン１５により着脱自在に取付けられる。また、該リングバケット１４の下端近傍の内壁には、掘削屑の逃げ道を形成する溝の掘削と、掘削後にリングバケット１４内に残るコアをハンマグラブ等によって掴むことができるように、リングバケット１４の内壁とコアの外周との間に溝を形成するためのインサートカッタ１８が設けられている。該リングバケット１４は杭施工用縦孔の径とほぼ同径あるいはやや大きい掘削径を有する。
【００２５】
該リングバケット１４の天板部２０の中心部には、図２、図３に示すように、ケリーバ９の下端を内嵌してピン付けするための角筒形のボス２１が設けられる。また、天板部２０上には、ボス２１を避ける孔２３ａを有するリング状の円盤からなる掘削力増大のための錘２３が載置される。錘２３は、天板部２０に設けた突起２５に、錘２３に設けた孔２３ｂを嵌合することにより回り止めされる。該錘２３には、リングバケット１４の天板部２０に設けた水抜き孔（図示せず）からの水を上部に排出する水抜き孔２３ｃを設け、その一部には、錘２３をフック等に掛けるための棒状の吊り部２３ｄを設けている。リングバケット１４の下部外周には、摩擦カット用の耐摩耗材でなる肉盛り溶接１４ａが施してある。
【００２６】
図５ないし図７は本発明による掘削工法を示す図であり、図５は底盤２６が厚く、リングバケット１４のみでは容易に掘削ができないような場合に行う先行掘削を行う場合を示す。この先行掘削は、杭施工用縦孔の径の約１／８〜１／３程度の掘削径を有する小径のスクリューオーガ２７により行う。まず底盤２６に至るまで土砂で埋まっている場合は、ケリーバ９の下端にアースドリルの軸掘用バケット、すなわち開閉自在な底蓋にカッタを有する円筒形のバケットを取付けて底盤２６に至る深さまで縦孔２９を掘削する。その後、ケリーバ９の下端にスクリューオーガ２７を取付け、小径の孔３０を掘削する。この場合、この掘削孔３０は、底盤２６を掘削する予定の縦孔すなわち鉄筋コンクリート充填により杭となる孔の周辺部に位置するように、かつリングバケット１４により掘削する溝３１（図７参照）の容積と同じ容積に相当する深さとなるように掘削する。
【００２７】
続いて図６に示すように、前記リングバケット１４をケリーバ９の下端に取付けて底盤２６を掘削する。この掘削は、図７に示すように、先行掘削孔３０にリングバケット１４による掘削溝３１が重なるように掘削する。この場合、リングバケット１４による底盤２６の掘削屑は、先行掘削孔３０に排出されると共に、先行掘削孔３０の存在により、リングバケット１４による底盤２６の掘削面積が減少し、効率良くかつ容易に掘削を行うことができる。また、図示のように、先行掘削孔３０を複数個掘削し、かつ掘削溝３１に重なり、掘削孔３０が掘削溝３１の範囲内に収まるように掘削することにより、リングバケット１４による掘削がさらに容易となる。また、掘削孔３０が掘削溝３１の範囲内に収まるように掘削することにより、杭施工用縦孔に充填するコンクリートを余分に必要とすることがない。
【００２８】
上述の掘削を行う場合、アースドリルのケリードライブ装置４においては、図８に示すケリードライブ装置４の昇降装置３２によりケリーバ９を押し下げながら掘削を行う。すなわち、ケリードライブ装置４は、フロントフレーム５の上フレーム５ａの左右に昇降ガイド３３を有し、該昇降ガイド３３に沿って昇降自在に、油圧シリンダ３４により昇降される昇降枠３５を取付け、昇降枠３５にケリードライブ装置４を取付ける。ケリードライブ装置４は、油圧モータ３６により回転される筒形のケリーバ駆動体３９を有し、該ケリーバ駆動体３９内にケリーバ９を貫挿して装着する。掘削時には、油圧モータ３６によりケリーバ駆動体３９と共にケリーバ９を回転させ、掘削具やケリーバ９の重みに加え、ケリードライブ装置４を油圧シリンダ３４によって押し下げながら、回転方向の掘削反力によって生じるケリーバ駆動体３９とケリーバ９との摩擦力によってケリーバ９を押し下げて掘削を行う。
【００２９】
すなわち、通常のアースドリルにおいては、ケリーバ駆動体３９とこれに貫挿したケリーバ９とは摩擦力により、フロントフレーム５やケリードライブ装置４の重量がケリーバ９に加わって掘削力を増す。
【００３０】
ここで、この掘削の際に、固定手段としての油圧シリンダ８への油圧回路に設けたコントロール弁を遮断位置にして伸縮不能とすることにより、フロントフレーム５が上部旋回体１ｃに起伏不能に固定され、アースドリル本体１やブーム２の重量を掘削力として利用でき、より掘削力が増す。
【００３１】
しかしながら、ケリーバ９を押し上げる掘削反力がケリードライブ装置４のケリーバ駆動体とケリーバとの摩擦力による固定力を上まわる場合、フロントフレーム４やアースドリル本体１等の重量を掘削時の押し付け力として利用することができなくなる。
【００３２】
このようなアースドリル本体１等の重量を充分に利用するため、図９に示すように、ケリーバ駆動体３６とケリーバ９とを相対上下動不能に係合させる構造をすることにより、かなり硬質の底盤であっても比較的容易に掘削することが可能となる。この係合構造について説明すると、ケリーバ９は円筒形をなし、外周には複数の突条３７が縦方向に複数本固定されており、かつ突条３７の片側側面には、上下方向に間隔を有して複数の切欠３７ａが設けられている。
【００３３】
一方、ケリードライブ装置４の回転力をケリーバ９に伝達する部材であるケリーバ駆動体３９は円筒形をなし、該ケリーバ駆動体３９に前記ケリーバ９を上下動自在に貫挿し、前記突条３７を対をなす突片４０、４０間で上下摺動自在に挟持した構造を有している。該突片４０の上下幅は前記突条３７の切欠３７ａの上下幅よりやや小さく設定される。
【００３４】
この構成において、前記スクリューオーガ２７あるいはリングバケット１４もしくは軸掘バケットによる掘削を行う場合、これらの掘削具が掘削地盤に着地した後、図９（Ａ）に示すように、ケリーバ駆動体３９を矢印で示すように回転させながらケリードライブ装置４を駆動させると、図９（Ｂ）に示すように、一方の突片４０がケリーバ９の突条３７の片面に形成した切欠３７ａに嵌まり、ケリーバ駆動体３９とケリーバ９とは相対的に上下動不能となり、この状態で押し下げると、前記フロントフレーム５やケリードライブ装置４等の重量、あるいはアースドリル本体１やブーム２の重量が掘削時の掘削具の押し下げ力として利用でき、掘削力を上げることができる。
【００３５】
なお、通常、ケリーバ９は、例えばアウタロッドとセンタロッドとインアロッドからなる３本の断面円形または多角形のロッドを伸縮可能に嵌合した伸縮構造により構成されるが、底盤２６のみを掘削するためには、ケリーバ９を伸ばさない状態でも掘削しうる場合が多いことから、ケリーバ９の最外部のアウタロッドとケリーバ駆動体３９との間にのみ図９に示した相対上下動不能とする係合構造を採用してもよい。また、ケリーバ９を構成する各ロット間にも図９に示した相対上下動不能とする係合構造を採用してもよい。
【００３６】
また、本発明は、上部旋回体１にリーダを立て、そのリーダに沿ってケリードライブ装置４を昇降自在に取付けたリーダ式のアースドリルにも適用できる。また、フロントフレーム５を上部旋回体１ｃに固定する手段として、油圧シリンダ８の代わりに伸縮ロッド等を用いることができる。
【００３７】
【発明の効果】
請求項１、５によれば、ケリーバに着脱自在に取付けるリングバケットを備え、かつ掘削力を高めるためにリングバケットに取付ける錘を設けたので、底盤をアースドリルにより掘削でき、１台のアースドリルにより底盤掘削、軸掘、拡底掘削が可能となる。このため、施工費の低減と工期の短縮が可能となる。
【００３８】
請求項２、８によれば、フロントフレームとアースドリルの上部旋回体との間に、フロントフレームを任意の起伏角において前記上部旋回体に起伏不能に固定する手段を備えたため、アースドリル本体およびブームの重量を掘削具の押し付け力として利用でき、掘削力を高め、能率良く掘削を行うことができ、さらなる施工費の低減と工期の短縮が達成できる。
【００３９】
請求項３によれば、リーダまたはフロントフレームに昇降装置により上下動自在にケリードライブ装置を取付け、ケリーバを内嵌するケリードライブ装置のケリーバ駆動体とケリーバには、上下方向に相対的を移動不能に係合させる係合構造を有するため、少なくともフロントフレームやケリードライブ装置の重量を掘削具の押し付け力として利用でき、さらに掘削力を高め、能率良く掘削を行うことができ、さらなる施工費の低減と工期の短縮が達成できる。
【００４０】
請求項４によれば、下面開口の円筒形をなしかつ下縁にカッタを配設した構造を有するリングバケットと、該リングバケットより掘削径が小さいスクリューオーガとを備えたので、リングバケットの先行掘削が行え、先行掘削により底盤の掘削面積が狭くなることと、掘削屑が先行掘削孔に排出できることから、さらに容易に底盤の掘削を行うことが可能となる。
【００４１】
請求項５によれば、スクリューオーガにより目標とする縦孔の掘削径より小径の孔を掘削し、その後、リングバケットにより、該カッタによる掘削溝が前記小径の掘削孔に重なるように掘削するため、請求項４について記載した前記効果が達成できる。
【００４２】
請求項６によれば、前記スクリューオーガにより、底盤に掘削予定の掘削孔の内側に相当する箇所に複数本の小径の掘削孔を掘削し、これらの掘削孔にリングバケットの掘削溝を重ならせて掘削するため、さらに容易に底盤の掘削が行える。また、スクリューオーガにより先行掘削孔がリングバケットによる掘削溝の範囲内に収まるように掘削することにより、杭施工用縦孔に充填するコンクリートを余分に必要とすることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明のアースドリル装置の一実施例を示す側面図である。
【図２】
本実施例におけるリングバケットの側面図である。
【図３】
本実施例におけるリングバケットの平面図である。
【図４】
本実施例におけるリングバケットの底面図である。
【図５】
本発明において、スクリューオーガによる底盤の先行掘削を示す断面図である。
【図６】
本発明において、底盤のリングバケットにより掘削を示す断面図である。
【図７】
図５、図６の掘削具による掘削溝および掘削孔を示す斜視図である。
【図８】
本発明において用いるケリードライブ装置の昇降装置の一例を示す正面図である。
【図９】
（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ本発明に用いるケリーバ駆動体とケリーバとの上下相対移動を不能とする係合構造を、上下動自在な状態と係合状態とで示す斜視図である。
【符号の説明】
１：アースドリル本体、１ｃ：上部旋回体、２：ブーム、３：ウインチ、４：ケリードライブ装置、５：フロントフレーム、５ａ：上フレーム、６：起伏用油圧シリンダ、８：固定用油圧シリンダ、９：ケリーバ、１０：スイベルジョイント、１１：ウインチ、１２：ワイヤロープ、１４：リングバケット、１６：アウタカッタ、１７：インナカッタ、１８：インサートカッタ、２０：天板部、２１：ボス、２３：錘、２３ａ、２３ｂ：孔、２３ｃ：水抜き孔、２３ｄ：吊り部、２５：突起、２６：底盤、２７：スクリューオーガ、２９：縦孔、３０：先行掘削孔、３１：掘削溝、３２：昇降装置、３３：昇降ガイド、３４：油圧シリンダ、３５：昇降枠、３６：油圧モータ、３７：突条、３７ａ：切欠、３９：ケリーバ駆動体、４０：突片