JPS6033187Y2

JPS6033187Y2 - 拡底杭孔の掘削装置

Info

Publication number: JPS6033187Y2
Application number: JP8773581U
Authority: JP
Inventors: 八郎井上
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-06-15
Filing date: 1981-06-15
Publication date: 1985-10-03
Also published as: JPS5726495U

Description

【考案の詳細な説明】この考案は、拡底杭孔の掘削装置に関するもので、その
目的は、孔壁安定膜を破壊することがなく、削孔壁の崩
壊をきたすことめないとともに、小さいトルクで掘削で
きる拡底杭孔の掘削装置を提案することにある。

杭の支持力を増大させる経済的な場所打杭の施工法とし
て、杭の先端部のみを拡大して直径を大きくする拡底杭
工法が知られている。

この拡底杭は、鉛直荷重に対する先端支持力を増大する
ことが可能である。

ところで、拡底杭孔の削孔には、一般にリバースサーキ
ュレーションドリル工法が応用され、従来、拡底杭孔掘
削には１例として第１図Ａ、Ｂに示すような掘削装置
が使用されている。

この掘削装置は、スタビライザ２を有するシャフト１の
先端部に先端ビット３を有し、また、油圧シリンダ４．
４によって側方に拡張される拡翼ビット５゜５を有する
。

先端ビット３は垂直方向下向きのカッタ３ａ・・・を有
し、拡翼ビット４水平方向外向きのカッタ４ａ・・・を
有する。

拡翼ビット５，５はピン６．６を中心に回動して拡張し
又は収縮する。

上記の掘削装置を使用した拡底杭孔の削孔方法を第２図
Ａ、Ｂ、Ｃに示している。

まず、第２図Ａのように均等直径（たとえば１７００ｍ
φ）の杭孔７を所定の深さまで掘削する。

この掘削時には拡底ビットを第１図Ａのようにすぼめて
おき、先端ビット３により削孔する。

図中８はベントナイト泥水の如き地盤安定液τある。

次に、第２図Ｂのように拡底部９を削孔するが、この場
合、先端ビット３を孔底に当接させ、第１図Ｂのように
拡翼ビット５．′５を油圧シ゛リンダ４，４によって徐
々に拡張しなから杭孔７の下端部側壁を拡底部の全高に
わたり徐々に削り取り、拡底部の最終形状に近づけてゆ
くのである。

こうして拡翼ビット５゜５の拡張が所定の角度に達する
まで外方に向って施削し、第２図Ｃに示すように拡底部
９を完成するのである。

なお、拡底部９の大きさの一例を示すと、杭孔７の直径
が１７００１７！Ｉｌｌφの場合、全高はめ２７０（ｈ
ａφ、最大径は２４０−φ程度であるが、勿論これより
も大きくても小さくてもよい。

上記した従来の拡底掘削装置は大きな２つの欠点がある
。

第１に拡底部９を削孔する際に拡翼ビット５，５は推進
することなく、同じ深さ位置で回転しながら徐々に拡開
して側方に向って施削し、拡底部９の径を拡大しながら
掘削する方法であるから、回転方向前側のカッタ５ａで
掘削したところを再び後のカッタ５ａが掘削するため、
せっかく形成した孔壁安定膜を次々に削り取り破壊して
ゆき、拡翼ビット５が施削する全範囲にわたってベント
ナイト、泥水等の安定膜を形成することができず施削部
（拡底部）に地山の崩壊を生じ易いことである。

しかし、安定膜こそ逸水防止及び地山の崩壊防止に効果
を奏するものである。

すなわち、周知の如くリバースサーキュレイション工法
の特徴は、削孔内の水位を、地下常水面より約２ｍ高く
保ち、その静水圧で、孔壁の崩壊を押さえ、しかも、孔
壁には不透水と孔壁安定膜（フィルム）が形成され、そ
の安定膜を上記の静水圧で押さえるもので、孔壁の崩壊
を防ぐのが原則である。

若しフィルムが無く、又は静水圧が無かったならば、い
づれにしろ孔壁の崩壊は防げないものである。

仮にも拡底部９に孔壁の崩壊を生ずれば、望ましい形状
の拡底杭の打設はおばつかず、当然、設計された先端支
持力を期待できないから、このように信頼性に乏しい拡
底ビットは実用に適さないのである。

第２の欠点として、上記従来の拡底掘削装置によると、
拡翼ビット５は推進しないで同じ深さ位、置で回転掘削
するから、拡翼ビット５の長さは、掘削しようとする拡
底孔の側壁全高に亘る長さに設けられ、拡翼ビット５の
全体で拡底孔側壁全面を一時に掘削するので、掘削巾は
非常に長大で、従って拡翼ビット５の回転＆＝ケ非常に
大きなトルクを必要とする。

□この考案の目的は、従来技術の上記した
ような欠点を解決することにある。

この考案を要約すると、先端ビットを取付けた回転駆動
軸に拡底孔の形状線のテーパに等しい傾きで下方が拡が
ったガ５イド１を設け、このガイドに沿って拡翼ビット
をスライド自在に設゛け、拡翼ビットのガイドに沿った
下降により拡底部の上端から下端に向って、かつ、拡底
部の形状線に沿って下向きに推進しなから施削を進め、
安定膜破壊の問題を生じず、かつ小さいトルクで掘削で
きる拡底杭孔の掘削装置にある。

以下に、この考案を、図示の実施例により説明する。

第３図と第４図は、この考案の拡底杭孔掘削装置の一実
施例を示す。

図中１０は地上の削孔機によって回転と推力を付与され
るドライブパイプ、１１は前記ドライブパイプ１０の下
に連結された内管であり、内管１１は第５図では六角パ
イプであるが、これは次に述べる外管１２をスライド自
在で、かつ一体回転させるためのものであり、したがっ
て内管１１は六角パイプでなくとも、キー付きパイプ、
スプライン軸等であってもよい。

図中１２は前記の内管１１を相対移動（伸縮）自在には
めた外管あり、図示の場合、内管１１の形状に合せて六
角パイプとしている。

そ゛して、この内管１１と外管１２とが回転駆動軸とな
る。

外管１２の下端には、フィッシュティル刃１３が下向き
に取り付けられている。

また１、同下端部には、上反角を有して半径方向に延び
ると共に、円周を３等分した位置に等配された（第３図
）３本の先端ビット１４，１４．１４が取り付けられて
いる。

この先端ピッ、ト１４・・・には、右回り方向下向きの
カッタ１４ａ・・・が取付けられている。

また、円周を３等分した前記先端ビット１４゜１４．１
４の中間位置（第３図）に、Ｉ形断面の３本のガイド１
５，１５．１５が配設されている。

このガイド１５−５・・は所望する拡底部９の外形線９
ａのテーパ（大体１１’〜１２°）に等しく下方に拡が
る傾きで配置され、その上端は外管１２のフランジ部１
２ａへ当接し溶接で固着されている。

同下端は、外管１２の下端部に固定した支えバー１６と
溶接接合れている。

上記の各ガイド１５・・・には、その外側のフランジ１
５ａを抱持して移動自在の往復台１７・・・が個別に取
り付けられ、それぞれの往復台１７に、適度の上反角（
前記先端ビット１４の上反角とほぼ等しい）を有して半
径方向に延びる拡翼ビット１８・・・が取付けられてい
る。

この拡翼ビット１８・・・には、前記先端ビット１４と
は反対向き、つまり左回り方向下向きにカッタ１８ａ・
・・が取り付けられている。

前記の各往復台１７・・・とピン１９によって連結され
た支持ロンド２０．２０の上端は、内管１１の上端に固
定したブラケット２１．２１にピン２によって連結され
ている。

図中２３は先端ビット１４の後背部（直上位置）に杭孔
７の径に等しい配置で取り付けられたスタビライザ、２
４は拡翼ビット１８の後背部にガイド１５と等しい傾き
で取り付けられたスタビライザ、２５は内管１１を中心
として拡翼ビット１８の上方に杭孔７の径と等しい配置
で設置されたスタビライザであり、いずれも抗壁に内装
し安定膜の形成を助成する。

図中２６は拡翼ビット１８上に載置された推力付加用の
重錘である。

また、図中２７は二つ割型のストッパリングであり、こ
れは第６図の通り、内管１１の所定位置に設けた段部１
１ａへはめ込んで着脱自在に固定され、外管１２の上端
のフランジ部１２ｂが突き当るようにし、内管１１と外
管１２の相対移動を規制するのである。

次に、上記拡底杭孔掘削装置の使用方法及びこれによる
拡底杭孔の掘削方法について説明する。

掘削装置は、第３図のようにストッパリング２７を装着
して拡翼ビット１８を上限位置に引き上げた状態とし、
ドライブパイプ１０を地上の削孔機によって支持し、か
つ一定方向の回転を与えて第７図Ａに示すような均等直
径の杭孔７を所定の深さまで掘削する。

次に、払底ビットは、一旦地上まで引き上げ、ストッパ
リング２７を取り外し、内管１１と外管１２とが相対移
動（伸縮）自在の状態とする。

そして、再びこの拡底ビットを杭孔７中に下し、先端ビ
ット１４を杭孔７の底に到達させる。

このとき、拡翼ビット１８及び先端ビット１４は、支持
ロッド２０を通じて内管１１にぶら下がる関係になって
いる。

次に、地上の削孔機によって拡翼ビットに回転を付与し
、拡翼ビット１８はガイド１５に沿って徐々に下降し、
それ故拡開しながら拡底部９の上端９′から下端９″に
向って削孔する。

このとき、拡翼ビットに付与する回転は、拡翼ビット１
８が掘削能力を発揮する方向（図示例の場合は左回り方
向）とし、推力は重錘２６によって付与される程度とす
るとよい。

従って、この回転によって先端ビット１４が掘進するこ
とはなく当初の底の位置にとどまる。

他方、拡翼ビット１８のみがガイド１５に沿って下降し
下向きに掘進する。

拡翼ピッ１８による地山の施削は、拡底部９の形状線９
ａのテーパに等しい傾きのガイド１５に沿って進むから
、第７図及び第８図のように、拡底部９の上端９′の位
置から上反角の付いた施削面２８を下方へ漸進させ、小
さいトルクで掘削できることとなる。

それ故に、拡翼ビット１８のカッタ１８ａは下向きに推
進しながら拡底部を掘るので側壁の安定膜を作成しなが
ら掘削して施削面２８に地山の崩壊の恐れを生ずること
がなく、また、既に掘削された拡底部９の側壁には、ス
タビライザ２４の働きもあって第８図のように安定膜２
９が速やかに形成され、それを破壊するようなことは決
してないから、地山が崩壊する心配はない。

このようにして、拡翼ビット１８が下限位置（第３図中
の２点鎖線位置）にまで下降すると、拡底部９の掘削は
終了し、第７図Ｃに示すような拡底部が完成したことと
なる。

そこで、地上のクレーン等によって拡底ビットを地上に
吊り上げるのである。

このときの動作としてはまずドライブパイプ１０と連結
した内管１１が引き上げられ、この内管１１のブラケッ
ト２１に連結した支持ロッド２０を通じて往復台１７が
引き上げられ、往復台１７がガイド１５を滑って上昇す
る。

こうして、拡翼ビット１８が当初の上限位置に戻るので
あるが、先端ビット１４はいまだ孔底愕接する位置にあ
る。

往復台１７が上限に達して外管１２のフランジ１２ａに
衝突すると、両者の係合効果によって外管１２を通じて
先端ビット１４を引き上げるようになり、こうして拡底
掘削装置の全体を第３図に実線で示す状態のものとして
地上に引き上げるとかできるのである。

なお、以上は実施例についての説明であって、本考案の
要旨はあくまでも回転駆動軸である内管、外管を滑動自
在に嵌合し、外管に下方がテーパ状に拡がったガイドを
設け、このガイドに沿って下向きのカッタを有する拡翼
ビットを下降させて拡底部を掘ることができる点にあり
、具体的構成は適宜設計変更が可能である。

以上に説明した通り、この考案の拡底杭孔の掘削装置に
よると拡翼ビットはガイドに沿って下向きに移動しガイ
ドによって与えた通りの形状、寸法の拡底部を正確に掘
削形成することができると共に、その掘削土は内管に軸
方向滑動可能にはめた外管の下端開口を通じてリバース
サーキュレーションエ法であまさず排出できる。

その上、拡翼ビットはガイドに沿って下向きに移動して
孔壁を下向きに施削し拡底部を形成できるから、杭孔形
成に絶対必要な安定膜の破壊を来すことがなく、故に、
地山の崩壊の恐れがなく、所望する形状の拡底部を非常
に高い信頼性で正確に形成することができ、しかも、小
さいトルクで拡底部の掘削が可能となる。

従って、設計通りの先端支持力を発揮する拡底杭の造成
を可能にするのである。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ、Ｂは従来の拡底ビットの側面図、第２図Ａ
、Ｂ、Ｃは従来の拡底杭孔の削孔方法を示す工程図
、第３図はこの考案の拡底ビットを示す側面図、第４図
は同前の底面図、第５図は第６図の■−■断面図、第６
図は第３図中■部の拡大図、第７図はこの考案による拡
底杭孔の掘孔方法を示す工程図、第８図は第７図Ｂの拡
大図である。７・・・・・・杭孔、９・・・・・・拡底部、９ａ・・
・・・・形状線、９′・・・・・・上端、９″・・・・
・・下端、１４・・・・・・先端ビット、１Ｂ・・・・
・・拡翼ビット、１５・・・・・・ガイド、１４ａ、１
８ａ・・・・・・カッタ。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

ドライブパイプで回転駆動される内管に軸方向に滑動可
能で、かつ、回転力の伝達が可能に外管を嵌合し、該外
管の下端部に先端ビットを取り付け、さらに杭孔の下端
に拡底孔を形成すべくミ該孔のテーパに沿って下端が拡
がる′□よう傾斜したガ不ドを外管に固着し、ガイドに
沿って上下方向に移動自在に下向きのカッタを有する拡
翼ビットを取り付けた構成を特徴とする゛拡底杭孔の掘
削装置。