JPS5976393A - ア−スドリル工法による拡底杭の拡底部掘削装置 - 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】 本発明は、アースドリル工法によって拡底杭を施工する
場合の拡底部の掘削装置に関するものである。

従来の拡底杭は、第１図に示すように、基本径φｄの杭
１の下部に形成される拡底部１ａを、基本径φｄから拡
底部径φＤまで傾斜角αをもって拡大されたテーパ部１
ｂと、該テーパ部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上り部１ｃと、底面の全
面に下方に向って突出された円錐部１ｄとから構成され
ている。

ところで、このような杭孔は、第２図に示すように、ケ
リーバ２によって支持されて回転するアースドリルパケ
ット３によって基本径φｄの竪孔を掘削した後、第６図
および第４図に示すような拡底パケット４を用いて拡底
部が掘削される。すｌ・わぢ、拡底パケット４は、掘削
刃５を有する拡大Ｒ６を円筒状のケース７の開口部７ａ
に蝶番８によって数句けだもので、これを前記基本径φ
ｄの竪孔の底部に挿入し、拡大具６を拡大しっつ拡底孔
を掘削する。

この場合、拡底パケット４の拡大具６、の底辺６ａは、
第４図のように最も開いた状態において底蓋９の先端傾
斜角βと一致するように傾斜しておシ、まだ、拡大具６
の傾斜翼部６ｂをパケット回転方向に見たときの垂直線
に対する角度は、前記拡大傾斜角αをなし、かつ拡大具
の垂直翼部６ｃの高さ寸法は前記垂直立上シ部１ｃの寸
法ｌと等しい８このような従来の拡底パケットによって
拡底孔を掘削すると次のような問題がある。すなわち、
第５図（ａ）　（ｂ）　（Ｃ）に示すように、土砂を拡
底パケット４に取込みながら順次閉じていくと、拡大具
６の底辺６ａと拡底部の底面との間に隙間が生じ、この
だめ拡底部の傾斜部分に位置する土砂１ｏが取り残され
てしまい、このままでは杭の信頼性が著るしく低下する
。

このような点を改善するため、本発明者は、先に第６図
に示す拡底杭およびそのブイＵ工用拡底パケットを発明
した。

この拡底杭は、杭の最下部に形成される拡底部１ａが、
杭の基本径φｄから拡底部組φＤに至るまで次第に拡大
されたテーパ部１ｂと、杭の底面部の外周と前記テーパ
部との間に形成された垂直立上シ部１ｃと、杭の底面部
の中央に形成され頂点が杭の中心に一致する下方に凸の
円錐形部１ｄ、と、該円錐形部から底面外周部にわたっ
て形成された平坦な水平面部１ｄ２とによって構成され
ている。なお、前記円錐形部１ｄ、の径は基本径φｄと
ほぼ等しい。

このような拡底部を掘削するだめの拡大具の底辺は水平
であるから、拡大具を閉じると、その前部にある土砂を
かき寄せるようにしてパケット内に土砂を格納すること
ができるのであるが、これを実験すると、拡大具の底辺
を水平にしただけでは掘削土をパケット内に取り込む点
で未だ不十分であることが判明した。すなわち、掘削初
期であればパケット内に土砂を導くことはできるが、拡
大具を閉じる際にはすでにパケット内に土砂が入ってい
るので、その土砂を押しのけて新たに掘削された土砂を
パケット内に導くまでには至らず、掘削土砂が残存する
こととなる。

また、前記の如く、パケット内に取込まれた土砂が新た
に掘削された土砂取込みの邪魔をするので、新だに掘削
された土砂は拡大具の前にどんどんたまることとなり、
これがさらに掘削抵抗となって遂には掘削不能となる。

このため、わずかな掘削で地上に引上げねばならず、作
業能率の低下を招いていた。

本発明の目的は、前記の如き従来技術の問題点を改善し
、拡底部分の土砂を確実に、かつきれいに取込むことが
できるアースドリル工法による拡底部の掘削装置を提供
せんとするものである。

本発明は、前記の如き目的を達成せんがだめ、拡大具の
下部に、該拡大具の回動中心からの距離を曲率半径とす
る円弧状の土砂案内壁を設けると共に、その土砂案内壁
に対向し拡大５ｚの開閉に連動して開閉されるスクレー
パを数句り、前記土砂案内壁により掘削土砂をケース中
に誘導すると共に、拡大具を閉じる際に前記スクレーパ
により拡大具の前方の土砂を強制的に抱き込み、前記拡
大具および土砂案内壁とスクレーパとの協動により掘削
土砂をケース内に取込むようにしたことを特徴とする。

また、本発明は、前記スクレーパを、拡大具の開閉と連
動して開閉する主スクレーパと、その先端に起伏自在に
取付けだ補スクレーパとにより構成し、掘削時に前記補
スクレーパが倒伏して土砂取込み口をあけ、拡大具を閉
じる際には土砂の抵杭により補スクレーパを起立させて
拡底部の内周壁に接する土砂まで抱き込むようにしたこ
とを特徴とするう 以、ヒ、第７図乃至第１４図にもとづいて本発明の実施
の一例を説明する。

これらの図において、１１は本発明による拡底パケット
を示し、そ、の上端の７ランジ１１ａをフランジ１２ａ
に接続することによりスタビライザ１２と連結し、かつ
該スタビライザの上端中央にはケリーバ２と連結される
角穴ボス１２ｂを有する。１３はフレーム、１４は下面
を開口させたケースであって、その下面開口部に蝶番１
５により底蓋１６を開閉自在に取付ける。この底蓋１６
は下方に凸の円錐形状をなし、第１３図および第１４図
に示すように、その円錐形部分に拡底部掘削面の底ざら
いを行なうエツジ１６ａおよび開口部１６ｂを設け、該
開口部にはエツジ１６ａと反対側の開口縁部に沿って設
けられだ唄°・番１７により土砂流出防止用の弁板１８
が開閉自在に数個けられている。また、との底蓋１６は
、前記蝶番１５と、この蝶番１５の反対側に設けられた
係止装置１９とにより閉じた状態を保持され、係止装置
１９の係合を解くことにより、第９図に鎖線で示すよう
に蝶番１５を中心として下方に開くことができるように
する。

拡大具２０は、ケース１４の側面部に設けられた複数個
（実施例においては２個）の開口部１４ａが開閉される
ようにフレーム１３に垂直に設けられた蝶番２１によシ
取付けられている。この拡大具には、杭１のテーパ部１
ｂおよび垂直立上り部１Ｃを掘削する複数個のカッタ２
２が数個けられており、かつ該カッタは、杭中心より離
れた部分を掘削するものほど蝶番２１より離れた位置に
取付けられている。

従って、拡大ｉ２０の上端は蝶番２１の位置に近くなる
と共に、垂直立上シ部１Ｃを掘削する部分を除いて傾斜
した構造になっている。このため、掘削したときテーパ
部１ｂが太鼓状にならないように、拡大具２０のカッタ
２２は掘削方向に対し僅かに凸に配列されている（第１
０図参照）。また、垂直立上り部１Ｃを掘削するカッタ
のうち、最下段のカッタ２２′は、土砂の取シこぼしを
防ぐことを考慮して、他のカッタ２２の２〜６個分のカ
ッタ幅としである。

前記拡大具２０には、その下部に拡大具と一体構造をな
す土砂案内壁２０ａが設けられており、この土砂案内壁
２Ｄａは、拡大具２０の回動中心である蝶ｊ番２１から
の距離を曲率半径とする円弧状をなしている。

ぞして、この土砂案内壁２０ａを含めた拡大具２０の底
辺部２０ｂは、第７図および第９図に示すように水平状
に形成されていて、拡底部の掘削部の掘削面が水平とな
るようになっておシ、蝶番２１が垂直でかつ底辺部２０
ｂが水平をなすことから、拡大具１２を閉じるときには
底辺部２０ｂは掘削作業時と同じ軌跡をたどって掘削面
との間に隙間が生じないように構成されている。なお、
２３は拡大具２０の開閉用油圧シリンダ−，２４は２つ
のシリンダーを同期させるためのエコライザーリンク、
２５は拡大具の回転角検出計である。

２６は前記土砂案内壁２０ａと対向するようにケース１
４に対し蝶番２７により開閉自在に取付けた円弧状をな
す主スクレーパであって、その自由端側にピン２８を介
して補スクレーパ２６ａを起伏自在に取付け、かつ、こ
の補スクレーパ２６ａは必要に応じピン２Ｂの引抜きあ
るいは挿入することにより主スクレーパ２６に対し着脱
し得るようにする。壕だ、この主スクレーパ２６は、前
記土砂案内壁２０ａとリンク２９およびピン３０．３１
を介して連結されていて、拡大具２０の開閉に連動して
開閉するように構成されている。この場合、リンク２９
の主スクレーツク側のビン孔３１ａは第１１図および第
１２図に示す如く長孔とし、拡大具２０を開いて拡底部
を掘削する際、その長孔の範囲内において主スクレーツ
ク２６が内側に倒れ込んで主スクレーパ２６の先端と拡
大ｇ２０との間に土砂取込用の空間Ｇが形成されるよう
にする。なお、蝶番２７の位置を蝶番２１の位置に合わ
せれば、拡大Ｒ２０の開閉状態にかかわシなく、土砂取
込用の空間Ｇは一定となる。

本発明の拡底部掘削装置は上記の如く構成されているの
で、以下述べるように、土砂案内壁２０ａとスクレーパ
２６．２６ａとの協動により掘削土砂を強制的にパケッ
ト内に取り込むことができる。

すなわち、基本径φｄの部分をパケット３で掘削して所
望の深度まで達したら、パケット３を地上に引き上げ、
該パケットを取外して本発明の拡底パケット１１に着け
かえて拡底深度まで降下させる。このとき、油圧シリン
ダ２ろは縮少されているので、第１１図に示すように拡
大具２０およびその下端の土砂案内壁２０ａはケース１
４内に引き込まれており、かつ、主、補スクレーパ２Ｓ
、２６ａは閉じている。

この状態で、先ず拡底パケット１１を回転させてパケッ
ト乙によって掘削された杭孔の底部にある土砂などをエ
ツジ１６ａによってすくい取って底面を整形する。この
時、一旦ケース１４内に入った土砂は弁板１８によって
流出が防止される。次に、拡底パケット１１を回転させ
たら油圧シリンダ２３を伸張させて拡大具２０を蝶番２
１を中心として回動させて外方向に少しづつ開く。する
と、拡大ｇ２０の回動と共に土砂案内壁２０ａもケース
から引き出され、同時に、主スクレーパ２６も開いて第
１２図に示すように主スクレーパ２６の先端と拡大具の
先端との間に土砂流入用の空間Ｇが形成され、拡底パケ
ットの回転によ如掘削土砂は相対的に破線矢印で示すよ
うに動き、拡大具２０および土砂案内壁２０ａによって
案内されてケース１４内に取り込まれる。このとき、流
入する土砂によって補スクレーパ２６ａは図示の如く倒
れて土砂取入れ口を一層開くが、必要に応じ、との拡底
段階ではビン２８を引き抜いて補スクレーパ２６ａを取
り外しておいてもよい。

かくして、拡大具２０および土砂案内壁２０ａによって
案内されてケース１４内に取り込まれる土砂は、土砂案
内壁２Ｄａが拡大具の回動中心からの距離を曲率半径と
する円弧状を々しているから、きわめて円滑にケース１
４内に誘導される。まだ、このとき、土砂案内壁２０ａ
を含めた拡大具２０の底辺部２０ｂは水平であり、かつ
、蝶番２１が垂直であることから、拡底部の掘削面は水
平となり、さらに、底蓋１６が下方に突出した円錐形で
あるから、回転中心が一定に保たれて芯振れを防ぐこと
ができる。

そして、拡底パケット１１に土砂がほぼ充満した段階で
拡底バク゛ット１１を回転させ乍ら油圧シリンダ２３を
次第に縮少させて拡大具２０を閉じていくと、前記の如
くして拡大具２０および土砂案内壁２Ｄａによってその
前面にある土砂をケースに向って誘導しつつその土砂の
抵抗によって補スクレーバ２６が第１４図の如く自動的
に起立し、かくして拡大具２０および土砂案内壁２０ａ
とスクレーパ２６．２６ａとの間にある土砂を抱き込ん
で掘削土砂のすべてをケース１４内に強制的に取り込む
ことができる。

次に、前記の如くして掘削土砂を取シ込んだ拡底パケッ
ト１１を地上に引き上げ、基土装置１９の保合を解くこ
とにより蝶番１５を中心として底蓋１６を第９図の仮想
線で示すように開放し、拡底パケット１１内の土砂を排
出する。このような操作を拡底部の掘削の全工程につい
て何回かに分けて行ない、その後鉄筋を挿入し、コンク
リ−トを打設することにより拡底杭を施工する。

以上述べたように、本発明の拡底杭掘削装置は、拡大具
およびこれと一体構造をなす土砂案内壁の底面部が水平
をなし、かつ、拡大具を閉じるときは掘削時と同じ軌跡
をたどって掘削底面との間に隙間をあけずに閉じられる
構成とし、特に、その拡大具の開閉と連動して開閉され
るスクレーパを土砂案内壁と対向して設けたので、拡大
具を閉じる際にスクレーパと拡大具および土砂案内壁と
の協動によって掘削土砂を抱き込んで掘削土砂を強制的
にしかもきれいに余すことなくパケット内に取シ込むこ
とができる。このように、本発明によれば、アースドリ
ル工法では従来不可能とされていた杭孔底の土砂の排出
をほぼ完全に行なうことができ、従って、杭の信頼性を
顕著に高めることができる。

まだ、本発明によれば、前記の如くして掘削土砂を強制
的にパケット内に取り込むことができ゛るので、従来の
ようにわずかな掘削で地上に引き上げることなく、パケ
ット内がほぼ満杯になるまで拡底掘削を行なうことがで
き、このため、作業能率を顕著に向上させることができ
る。

さらに、本発明は、前記スクレーパを、拡大具の開閉と
連動して開閉する主スクレーパと、その先端に起伏自在
に取付けた補スクレーパとにより構成したので、掘削時
に補スクレーパが倒伏して１−砂＋１ｙ、込１−’ｌを
あけ、拡大具を閉じる際には土砂の抵抗により補スタレ
ーパを起立させてその補スクレーパにより拡底部の内周
壁に接する土砂まで抱７ｃ込んで拡底部の掘削土砂をほ
ぼ完全に取り込むことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の拡底杭の側面図、第２図は基本径の部分
を公知のアースドリルパケットで掘削する状態を示す断
面図、第６図は従来の拡底パケットを示す斜視図、第４
図は第３図に示すパケットの断面図、？Ｅ５図（ａ）　
（ｂ）　（ｃ）は従来の拡底パケットでしょ土砂の取り
残しが生ずることの説明図である。 第６図は本発明者が先に提案しだ拡底杭の一例を示す側
面図、第７図乃至第１４図は本発明による拡底部掘削装
置の一実施例を示すもので、第７図は掘削時の概要を示
す説明図、第８図は拡大具を開いた状態の斜視図、第９
図は拡大雁を閉じた状態（側面図、第１０図は第９図の
Ｉ−Ｉ線にそう矢視図、第１１［ン１は第９図の■−■
線にそう断面図、第１２図は拡底部掘削時の第１１図と
同様の断面図、第１３図は第１２図の■−■線にそう拡
大断面図、第１４図は掘削終了後拡大具を閉じている状
態の説明用断面図である。 １ａ・・・拡底部、１ｂ・・・テーパ部、１Ｃ・・・垂
直立上り部、１ｄ＋・・・円錐形部、１ｄ２・・・水平
面部、１１・・・本発明による拡底パケット、１６・・
・フレーム、１４・・・ケース、１６・・・底蓋、１６
ａ・・・エツジ、１７・・・蝶番、１Ｂ・・・弁板、２
０・・・拡大具、２０ａ・・・土砂案内壁、２１・・・
拡大具の蝶番、２２・・・カッタ、２６・・・拡大具開
閉用油圧シリンダ、２６・・・主スクレーパ、２６ａ・
・・補スクレーノ＜、２７・・・スクレーパの蝶番、２
９・・・リンク、３０．３１・・・ピン。 特許出願人　　　日立建機株式会社 代理人　弁理士　　秋　本　正　実 ｉ　１図 第２１之１ 第３図 Ｑ 第４図 第５図 （ｏ）　　　　　　　　　　（ｂ） （ｃ） 第８Ｎ 第９１本ｉ ！Ｉ 第　１０　［シて；・ 第１１図 第１２ド； ）６ｂ 第１４図 手続補正書（自発） 昭和ｓｇ年λ月ｄＥ１ ！ＩＩＪｌｌｌｌノｊ長官若杉和夫　殿１、　　’ＩＩ
イ′１の表示 昭和　５７　　：１’、　ｌ待願　第１．１’弘弘！μ
号２、　発明の名利１　アースドリル１法による拡底杭
の拡底部（ｋｌ（削装置３、補正をする者 ・ｊ’　Ｉ’Ｉ　、！：　〕ｌｕｌ　ｉｒ１！ｒＳ’Ｌ
：ｌ：ｌ？ｒｉ人１１　所　（１，１ｉＩ＋１）東京都
千代Ｆ１１区内神田−丁目、２番／θ号代１′１（１′
１１イ＋；）　（５５２）日立建機株式会社１１、代岬
　人 ５、補１［：、命令のｌ　Ｉ　ｌ；Ｉｔ　　　　昭和　
　　年　　　月　　　１］（１）　　明細書中、特許請
求の範囲の樒を下記のとおシ補正する。 ［１，ケリーバに連結されて回転される下面開口のケー
スと、該ケースの底部に蝶番により開閉可能に取付けら
れると共に下方に凸の円錐形状をなす底蓋と、ケースの
側面部に設けられた開口部を開閉する拡大具と、該拡大
減を開閉させる手段とを備えた拡底杭の拡底部掘削装置
において、前記拡大具の下部に、該拡大具の回動中心か
らの距離を曲率半径とする円弧状の土砂案内壁を設ける
と共に、その土砂案内壁を含む拡大具の底辺部を水平と
してその底辺部が掘削作業時と閉じ動作時との何れも同
じ軌跡をたどって掘削底面との間に隙間が生じない構成
とし、ざらに前記土砂案内壁に対向して拡大具の開閉と
連動して翔閉されるスクＶ−パーを取付け、前記土砂案
内壁罠より掘削土砂をケース中に誘導すると共に、拡大
具を閉じる際に前記スクレーパにより拡大具の前方の土
砂を抱き込み、前記拡大具および土砂案内壁とスクレー
パとの協動により掘削土砂を強制的にケース内に取込む
ようにしたことを特徴とするアースドリル工法による拡
底杭の拡底部掘削装置。 ２、　前記スクレーパを、拡大具の開閉と連動して開閉
される主スクレーパと、その先端に起伏自在に取付けた
補スクレーパとにより構成し、４Ｍ削時に前記袖スクレ
ーパが倒伏して土砂の取込口をあけ、拡大具を閉じる際
に土砂の抵抗により袖スクレーバを起立させて拡底部の
内周壁に接する土砂まで抱き込むようにしたことを特１
゜徴とするアースドリル工法による拡底杭の拡底部掘削
装置。」 （２）　　同、丁記各貞各行の「隙間」を「隙間」と補
止する。 （ｆ）　　第を頁！行目 （（ロ）　第り頁／３行目 （ハ）　第１ダ頁／行目 （３）　　同、下記各員各行の「空間」を「空間」と補
正する。 （イ）　第１θ頁７３行目 （向　第１Ｏ頁／ｂ行目 （ハ）　第１．２頁／行目 （４）同、下記も頁各行の「間」を「間」と補正する。 （イ）　第１／頁Ｊ行目 （ロ）　第１３頁７行月 （ハ）　第７３頁９行月 （５）　　同、第１３頁７行月の「糸上装置」を「係止
装置」と補正する。 （６ン　　同、第７負グ行目の「以上、」を「以下、」
と補正する。 以　　上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　ケリーバに連結されて回転される下面開口のケース
   と、該ケースの底部に蝶番により開閉可能に増刊けられ
   ると共に下方に凸の円錐形状をなす底蓋と、ケースの側
   面部に設けられた開口部を開閉する拡大具と、該拡大具
   を開閉させる手段とを備えだ拡底杭の拡底部掘削装置に
   おいて、前記拡大具の下部に、該拡大具の回動中心から
   の距離を曲率半径とする円弧状の土砂案内壁を設けると
   共に、その土砂案内壁を含む拡大具の底辺部を水平とし
   てその底辺部が掘削作業時と閉じ動作時との倒れも同じ
   軌跡をたどって掘削底面との間に隙間が生じない構成と
   し、さらに前記土砂案内壁に対向して拡大具の開閉と連
   動して開閉されるスクレーパーを取付け、前記土砂案内
   壁により掘削土砂をケース中に誘導すると共に、拡大具
   を閉じる際に前記スクレーパによシ拡犬翼の前方の土砂
   を抱き込み、前記拡大具および土砂案内壁とスクレーパ
   との協動によシ掘削土砂を強制的にケース内に取込むよ
   うにしたことを特徴とするアースドリル工法による拡底
   杭の拡底部掘削装置１．２、　前記スクレーパを、拡大
   具の開閉と連動して開閉される主スクレーパと、その先
   端に起伏自在に取付けだ補スクレーパとにより構成し、
   掘削時に前記補スクレーパが倒伏して土砂の取込口をあ
   け、拡大具を閉じる際に土砂の抵抗により補スクレーパ
   を起立させて拡底部の内周壁に接する土砂まで抱き込む
   ようにしたことを特徴とするアースドリル工法による拡
   底杭の拡底部掘削装置。