JPS641637B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はアースドリル工法に用いる拡底掘削バ
ケツトとその工法に係り、さらに具体的にはアー
スドリル工法において杭穴の底部を拡底掘削でき
るようにしたバケツトとこれを用いて行なう拡底
掘削工法に関する。

従来の技術 アースドリル工法にあつては、一般に第６図に
示すようにクレーン本体１から立上つているブー
ム２の先端にロープ３を介してケリーバー４を吊
下げ、ケリーバー４の下端にはバケツト５が設け
てあり、クレーン本体１の先端にアーム６を介し
て取付けた駆動装置７により、前記ケリーバー４
を回転駆動し、ケリーバー４と一体回転するバケ
ツト５により推力を加えながら杭穴８を掘削する
ものである。

上記バケツト５は円筒部の底を開閉する底板に
掘削ビツトを固定してあり、バケツト５の回転に
より掘削ビツトは杭穴を掘削しながら土をバケツ
ト５内に取込み、バケツト５を吊り上げてダンプ
カーの荷台上方に移動し、バケツト５の底板を開
き排土し土砂を荷台に落し込む。

発明が解決しようとする問題点 杭が構造物を支持する力（＝耐力）は、杭の支
持地盤における断面積と関係するので、基礎杭に
おいては、下部を拡大し、施工する方法が従来よ
り考えられていたが、アースドリル工法において
は、上述のバケツト５により掘削と排土を行つて
いて、拡底掘削を行なう機構と土の取込み、排土
を行なう簡潔な機構をバケツトに組込むことがで
きなかつた。

問題点を解決するための手段と作用 本発明は上記従来の問題点を解決するために提
案されたものである。

すなわち、本発明の第１の特徴は開閉自在な底
板を有するバケツト本体内の中心部に、支持枠を
介してスプライン穴を有する外管を配設しその外
管の外面に軸線に対し所要の角度傾けてスライド
ガイドを固定して設け、該スライドガイドに沿つ
て、かつバケツト本体の外周に設けた開孔を通つ
て昇降移動自在の拡翼ビツトを設置し、かつバケ
ツト本体の開孔を開閉する回転蓋を設け、上記外
管に設けたスプライン穴と、回転蓋の左右の蓋板
を連結する連結枠に設けたスプライン穴にスプラ
イン軸を螺入し、スプライン穴の上部位置には、
拡翼ビツトを縮小させる方向にスプライン軸を回
転させる際、当該スプライン軸の下部が嵌合でき
る段部を設け、スプライン軸と拡翼ビツトの間は
連結ロツドにより連結してなる構成を特徴とする
アースドリル工法に用いる拡底掘削バケツトにあ
る。

本発明の第２の特徴は、通常のバケツトを用い
て所定の深さまで杭穴を掘削し、しかる後、前記
拡底掘削バケツトを用いて杭穴の底部を拡底掘削
するアースドリルによる拡底掘削工法にある。

実施例 以下本発明の実施例を第１図〜第５図を参照し
て説明する。

第１図Ａ，Ｂは本実施例に係るバケツトの掘削
刃が拡開した状態の横断面図と縦断面図、第２図
Ａ，Ｂは掘削刃が縮小した状態の横断面図と縦断
面図を示す。また、第３図、第４図、第５図は各
部品図を示すものである。

以下順に説明すると、１０は円筒状をなすバケ
ツト本体、１１は該バケツト本体１０の内側に挿
入する回転蓋である。この回転蓋１１は所定の角
度に亘つて往復回動でき、バケツト本体１０の円
筒部の対称位置に設けた開孔１２を開閉するもの
である。

上記バケツト本体１０のより具体的な構造は以
下の通りである。すなわち、バケツト本体１０の
内側上部の直径方向に角断面の支持枠１３を架設
して、その両端をバケツト本体１０の内周面に固
定している。支持枠１３にはバケツト本体１０の
中心に配置する外管１４の上端部を貫通させて固
着してある。この外管１４のほぼ中間位置には断
面ほぼ正方形の角管１５を溶接等で固定してい
る。

角管１５の平行な２平面（外面）に沿つて、外
管１４の軸線に対して所要の角度θ傾けた断面Ｔ
字形の直線状のスライドガイド１６，１６が溶接
により固着されている。第１図、第２図に示すと
おり、スライドガイド１６，１６に沿つて拡翼ビ
ツト１８，１８が昇降自在に設置してある。拡翼
ビツト１８，１８は、そのガイドブロツク１７，
１７がスライドガイド１６，１６を滑動自在に抱
持している。第２図に示すようにこの拡翼ビツト
１８，１８はスライドガイド１６，１６に沿つて
上端まで上昇させたときはバケツト本体１０内に
収まり、逆に下端まで下降させるときは第１図に
示すようにバケツト本体１０の開孔１２を通つて
その外側に各先端ビツド１８ａ，１８ａ………が
出つ張る。

上記拡翼ビツト１８，１８を昇降させる手段を
以下説明すると、外管１４の内周にはスプライン
穴１４ａを設け、同時に、スプライン穴１４ａに
は駆動軸としてのスプライン軸１９を軸方向に滑
動可能（テレスコピツク）かつ回転駆動可能に嵌
合されるものである。すなわち第４図Ｂに示すス
プライン軸１９に形成される螺条凸部１９ａが第
４図Ｄに示すスプライン穴１４ａに進退自在に螺
入する。第４図Ｃはスプライン穴１４ａの凸部イ
と凹部ロを展開して示すものである。

上記スプライン軸１９とスプライン穴１４ａの
スプラインは、軸線に対して或る角度を有し、回
転を伝える時、スプライン軸１９とスプライン穴
１４ａのかみ合い部に生じる軸方向摩擦力を打ち
消す分力を生じさせる。本実施例の場合は、上か
らみて右回転で分力を発生する向き、即ちスプラ
イン軸１９は右ねじの向きにねじれている。

このねじれ角は、スプライン軸１９とスプライ
ン穴１４ａの軸方向摩擦力を打ち消す角度であ
り、過大な角度は回転力を伝えるのに不都合であ
り、また、過少の角度は軸方向の運動がスムーズ
でなく不都合となり、適当な角度を必要とする。
そして、一般にはスプラインのセツトは炭素鋼、
合金銅を用いられるが、その摩擦角であり、通常
14゜〜16゜程度である。

また、２０は前記スプライン穴１４ａの所定の
高さ位置に設けた段部で、この段部２０は、本実
施例の場合は、約45゜の角度に亘つて設けてあり、
その上方の幅広の凹部ロにスプライン軸１９の下
部の螺条凸部１９ａが嵌合でき、そのとき回転蓋
１１がバケツト本体１０の開孔１２を閉じるので
あるが、これは後で説明する。

上記スプライン軸１９の上端部には所定の間隔
を離して鍔２１，２１が設けてあり、その間に環
状軸受を螺合し、この環状軸受２２から両側に突
出させた軸ピン２３の両端に連結ロツド２４，２
４の上端が枢支されている。連結ロツド２４，２
４の下端は上記拡翼ビツト１８にピン２５により
連結されている。この連結ロツド２４，２４は拡
翼ビツト１８，１８が昇降するにつれて、上方の
軸ピン２３を支点として揺動するものであり、こ
の揺動を許容するように支持枠１３に設けた長孔
１３ａ，１３ａを遊挿して設けられる。

なお、第３図Ｃに示すようにバケツト本体１０
の底板３０は下方に突出した円錐状としてあり、
かつピン３３を中心として回動自在に設けてあ
る。つまり、底板３０の外周縁から立上つている
軸受板３１と、バケツト本体１０の下部内周に設
けた軸受板３２を重ねて前記ピン３３で回動自在
に連結してあり、このピン３３を支点として底板
３０は下方に回動できる。そして、ピン３３と対
称位置において底板３０上にはＵ字状の係合枠
（公知につき略図的に示す）２６を水平に設け、
その先端を支持片２６ａで支えてある。この係合
枠２６には操作杆２７の下端に設けた係合フツク
２７ａが係脱自在に設けてある。

これらの構造は公知であるので、その作用を簡
単に説明すると、操作杆２７はバケツト本体１１
の内側に回動自在に支持されており、かつ上部に
ばね２８の一端を係止させて一方向に回動ばね力
を付勢してある。そして、開いた底板３０は、バ
ケツト全体を下げることによつて排土された堆積
土砂の上に当接して閉じ始め、さらにクレーンの
旋回運動を適宜加えて一層閉じ易くする。このよ
うにして底板３０が持上げられて閉じられるのに
伴ないＵ字状の係合枠２６が係合フツク２７ａを
ばね２８に抗して一方向に回動させ押し逃がしな
がら、該係合フツク２７ａの上側に移動し、上記
ばね力で係合フツク２７ａは元の位置に回動して
係合枠２６に自動的に係合し、バケツト本体１０
の下端部を閉じることができるようになつてい
る。また、底板３０を開くには、ばね２８に抗し
て操作杆２７を回動させることにより係合フツク
２７ａを係合枠２６から外して容易に行なえる。

底板３０にはまた第３図Ｄに示すように対称位
置に開口２９，２９を設けてあり、この開口はそ
れぞれ蝶番３４を介して自重で閉じる蓋３５によ
り上側から閉止されている。しかして、この開口
２９は杭穴の底部を拡底掘削する際、底部に残つ
ているズリを取込むためのものである。

つぎに、回転蓋１１を説明すると、これは第５
図に示すようにバケツト本体１０の内周と同じ曲
率を持つ２つの円弧状の蓋板１１ａ，１１ａをそ
の内側が向い合うようにして設け、その上端部を
連結枠１１ｂの両端に固定している。そして、回
転蓋１１をバケツト本体１０の内側に可回転的に
嵌合したとき第１図、第２図に示すように連結枠
１１ｂは、バケツト本体１０の支持枠１３の上側
に位置しており、かつ支持枠１３の上面に固着し
た門形の枠部３６内に若干の範囲で水平面に沿つ
て回動可能に設けてあり、上方には持上がらない
ように設けてある。また、連結枠１１ｂの中央部
には内周にスプライン穴３７ａを有する管体３７
が取付けてあり、このスプライン穴３７ａを駆動
軸としてのスプライン軸１９に設けた螺条凸部１
９ａに螺合させている。

しかして、第４図Ｃにも示すとおり外管１４の
内周に設けるスプライン穴１４ａの上部には所定
の角度範囲に亘つて段部２０を設けてあり、スプ
ライン軸１９を第４図Ｃにおいて矢印Ｒ方向に回
転させながら上方に引上げ、それによつて拡底ビ
ツト１８を第２図に示すようにスライドガイド１
６に沿つて上方まで引上げたとき、スプライン軸
１９の螺条凸部１９ａが上記スプライン穴１４ａ
の段部２０の高さ位置に達した時45゜回転し、そ
れによつて、回転蓋１１は、その連結枠１１ｂの
中央のスプライン穴３７ａがスプライン軸１９の
螺条凸部１９ａと螺合していることにより、該ス
プライン軸１９と一体に回転してバケツト本体１
０の開孔１２を閉じるのである。

次に、本発明に係るアースドリル工法について
説明する。

まず、杭穴８の所定深さまでの掘削は、第６図
に示す従来のバケツト５を用いて行なう。そし
て、杭穴８を所定深さまで掘削したとき、本実施
例に係るバケツトに取替える。しかして、ケリー
バー４の下端に取付けられるスプライン軸１９は
最初左回転して外管１４の上端まで引上げられて
おり、拡底翼ビツト１８，１８は第２図に示すよ
うに完全に収縮せしめた状態にある。

この状態において最初はスプライン軸１９の下
部は第４図Ｃに示すようにスプライン穴１４ａの
段部２０に嵌合しているが、つぎにスプライン軸
１９は上図の反矢印方向に回動し雄雌スプライン
の右側の斜面に接するまでスプライン軸１９は空
転し、このとき該スプライン軸１９と回転蓋１１
のスプライン穴１７ａは噛合しているので、該回
転蓋１１はスプライン軸１９と一体に段部２０と
同じ角度回転してバケツト本体１０の開孔１２を
開く。

つづいて、スプライン軸１９には回転力と下向
きの推力が付与され、雄雌スプラインの凹凸当接
面を介して外管１４に力を伝達し、外管１４と一
体のバケツト本体１０に回転を伝える。それと同
時にスプライン軸１９に下向きの推力が加えられ
ていることによりスプライン軸１９はスプライン
穴１４ａ中を下降することになる。即ち、スプラ
イン軸１９がテレスコピツクに外管１４中に進入
しつつ下降する。この結果、スプライン軸１９の
軸受環２２と連結ロツド２４，２４によつて連結
された拡翼ビツト１８，１８は第１図のように漸
次半径方向にせり出してゆくので、この結果、同
図に示すようにスライドガイド１６，１６の傾き
角度θに応じた半頂角の円すい形状の拡底部８ａ
を下向きに旋削し形成することができる。このと
き、掘削土は開孔１２を通してバケツト本体１０
内に取込む。

第１図に示すとおり、拡翼ビツト１８，１８が
スライドガイド１６，１６の下端まで降下して拡
底部８ａを掘削した後は、ケリーバー４を逆回転
させながら引上げると、スプライン軸１９はスプ
ライン穴１４ａから脱嵌し、それに伴ない拡翼ビ
ツト１８，１８もスライドガイド１６，１６に沿
つて上昇し、最後にスプライン軸１９がスプライ
ン穴１４ａの段部２０に沿つて所定角度その位置
で回転することにより回転蓋１１がバケツト本体
１０の開孔１２を閉じ、バケツト本体１０内に取
込まれた掘削土砂が開孔１２からこぼれ出ないよ
うになつている。

しかる後、バケツト本体１０は何の支障もなく
杭孔の底から引上げられ、ダンプカーの荷台、又
は排土受容器に移して底板３０を開き中の土砂を
排出する。なお、本実施例では拡底部８ａの最大
直径の比率を大きくできるが、その理由は、スラ
イドガイド１６，１６を角管１５の外面に沿つて
その軸方向に、かつ所要の角度θ傾けて設け、上
限位置に引き上げた拡翼ビツト１８，１８は外管
１４の中心線の位置を超えて引つ込めることがで
きるようにしたからである。

発明の効果 以上の通りであり、本発明によるとアースドリ
ル工法によつて杭穴の底部を掘削するに際し、バ
ケツト本体内に収納されており、かつ、ケリーバ
の正逆回転により該バケツト本体に開閉自在に構
成した開孔を通つて、所要の角度に設けたスライ
ドガイドに沿つて昇降しながら拡大、縮小する拡
底ビツトにより容易に拡底杭穴を掘削することが
可能となり、以て鉛直荷重に対する先端支持力の
大きい拡底杭の施工を可能とする効果を奏するも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ，Ｂは本発明に係るアースドリル工法
用の拡底掘削バケツトの拡翼ビツトが拡張した状
態で示す横断面図と縦断面図、第２図Ａ，Ｂは同
じく拡翼ビツトが縮小した状態での横断面図と縦
断面図、第３図Ａ，Ｂはバケツト本体の平面図と
断面図、第３図Ｃは第３図Ｂと異なる角度で切断
したバケツト本体の断面図、第３図Ｄはバケツト
本体の底面図、第４図Ａ，Ｂはスプライン軸の平
面図と正面図、第４図Ｃは外管の内周に設けたス
プライン穴の展開図、第４図Ｄはスプライン軸と
スプライン穴付外管のそれぞれにおける雄雌スプ
ラインの噛合関係を示す拡大横断面図、第５図
Ａ，Ｂは回転蓋の平面図と側面図、第６図はアー
スドリル工法に用いるクレーン本体とその全体図
である。 ４……ケリーバー、１０……バケツト本体、１
１……回転蓋、１１ａ……蓋板、１１１ｂ……連
結枠、１２……開孔、１３……支持枠、１４……
外管、１４ａ，３７ａ……スプライン穴、１６…
…スライドガイド、１８……拡翼ビツト、１９…
…スプライン軸、１９ａ……スプライン軸、２０
……段部、２４……連結ロツド。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 開閉自在な底板を有するバケツト本体内の中
   心部に、支持枠を介してスプライン穴付の外管を
   配設し、その外管の外面に、軸線に対し所要の角
   度傾けてスライドガイドを固定して設け、該スラ
   イドガイドに沿つて、かつバケツト本体外周に設
   けた開孔を通つて昇降移動自在の拡翼ビツトを設
   置し、かつバケツト本体の開孔を開閉する回転蓋
   を設け、上記外管に設けたスプライン穴と、回転
   蓋の左右の蓋板を連結する連結枠に設けたスプラ
   イン穴にスプライン軸を螺入し、外管のスプライ
   ン穴の上部位置には、前記スプライン軸を上昇さ
   せたときに、該スプライン軸の下部が嵌合できる
   段部を設け、スプライン軸と拡翼ビツトの間は連
   結ロツドにより連結して、スプライン軸を上昇さ
   せたときに拡翼ビツトが縮小する構成にしたこと
   を特徴とするアースドリル工法に用いる拡底掘削
   バケツト。 ２ バケツト本体の底部に開閉自在に取り付けて
   なる底板に掘削ビツトを固定して設けたバケツト
   を用いて所定の深さまで杭穴を掘削し、しかる
   後、拡底掘削バケツトを用いて杭穴底部を拡底掘
   削するアースドリル工法であつて、該拡底掘削バ
   ケツトは開閉自在な底板を有するバケツト本体内
   の中心部に、支持枠を介してスプライン穴付の外
   管を配設し、その外管の外面に、軸線に対し所要
   の角度傾けてスライドガイドを固定して設け、該
   スライドガイドに沿つて、かつバケツト本体の外
   周に設けた開孔を通つて、昇降移動自在の拡翼ビ
   ツトを設置し、かつバケツト本体の開孔を開閉す
   る回転蓋を設け、外管に設けたスプライン穴及び
   回転蓋の左右の蓋板を連結する連結枠に設けたス
   プライン穴にスプライン軸を螺入し、外管のスプ
   ライン穴の上部には、前記スプライン軸を上昇さ
   せたときに、該スプライン軸の下部が嵌合できる
   段部を設け、スプライン軸と拡翼ビツトの間は連
   結ロツドにより連結してなり、スプライン軸に回
   転力と推力を与えることによつて、上記バケツト
   本体の開孔を開くとともに拡翼ビツトを回転させ
   ながら拡張させて拡底杭穴を掘削するようにした
   ことを特徴とする拡底掘削工法。