(57)【要約】      （修正有）【課題】オールケーシング工法において、杭下端部に拡大根を同時に造成するあたり、硬岩の掘削性に優れ、掘り残しを防止することができる拡大掘削装置および掘削方法を提供する。【解決手段】円筒状のボディー２に、ケーシングＣの内周面に圧接すべき複数の摩擦グリップ板３を、放射方向に進退自在に取付け、ボディー２の下面に、少なくとも先端部分に掘削体１０を設けた複数本の拡大掘削アーム１１を、ケーシングＣの外径より外側とケーシングＣの内径より内側との間出入り自在に設ける。拡大掘削アーム１１は、少なくとも一対設け、掘削体１０は、円板状の円刃を取付軸に設けて構成したディスクカッタ３０を、拡大掘削アーム１１の先端に上下方向に複数並設して設けた拡大掘削装置１を構成する。拡大掘削装置１をケーシングＣに固定し、ケーシングＣの回転及び昇降と連動して拡大根を掘削する。【選択図】図１
2014148833.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状のボディー２に、ケーシングＣの内周面に圧接すべき複数の摩擦グリップ板３を、放射方向に進退自在に取付け、
前記ボディー２の下面に、少なくとも先端部分に掘削体１０を設けた複数本の拡大掘削アーム１１を、前記ケーシングＣの外径より外側とケーシングＣの内径より内側との間出入り自在に設け、
前記拡大掘削アーム１１は、少なくとも一対設け、前記掘削体１０は、円板状の円刃３１を取付軸３２に設けて構成したディスクカッタ３０を、拡大掘削アーム１１の先端に上下方向に複数並設して設けた拡大掘削装置。
【請求項２】
請求項１において、前記掘削体１０は、上下方向に複数並設したディスクカッタ３０を、一対の各拡大掘削アーム１１に夫々非対称状に配置して設けた拡大掘削装置。
【請求項３】
請求項２において、前記掘削体１０は、左右の拡大掘削アーム１１に夫々上下高さ位置を変えてディスクカッタ３０を並設して構成した拡大掘削装置。
【請求項４】
請求項３において、前記掘削体１０は、複数のディスクカッタ３０のうち、一部または全部の円刃３１の取付軸３２の傾斜角度を変更して設けた拡大掘削装置。
【請求項５】
圧入装置ＲによりケーシングＣを圧入しつつ該ケーシングＣ内の土砂をハンマーグラブＧにより掘削排土し、ケーシングＣの圧入とハンマーグラブＧの排土を反復して所定深さまで掘削すると、圧入装置ＲによりケーシングＣを所要長引き上げて拡大掘削装置１がケーシングＣの下端から下方へ露出した位置となるように挿入降下させ、この状態で拡大掘削アーム１１をケーシングＣの外径より外側に進出させ、圧入装置ＲによりケーシングＣごと拡大掘削アーム１１の先端の円刃３１を設けた掘削体１０を回転させ、前記拡大掘削アーム１１の回転と該拡大掘削アーム１１に対して回転自在に設けた円刃３１の回転とにより拡大掘削する拡大掘削方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地上に設置された全周旋回圧入装置によりケーシングを回転させて地中に圧入し、ケーシング内にコンクリートを打設して場所打ち杭を築造するオールケーシング工法において、前記杭下端部に拡大根を同時に造成するのに使用される拡大掘削装置およびその方法に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のオールケーシング工法に使用する装置として、ボディーに一対の拡大掘削アームを、ケーシングの外径より外側とケーシング内径より内側との間出入り自在に設け、拡大掘削アームの先端部分に掘削ビットを設けた拡大掘削装置の構成は、公知である。（特許文献１）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５ー６１２０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記公知例は、所謂掘削ビットと呼ばれている突起を複数設けて掘削体を構成しているので、軟岩などでは良好に掘削できるが、硬石を含む地盤の掘削が困難であるという課題がある。
即ち、掘削ビットは常にビットの同じ面が地盤に接触して掘削するので、掘削抵抗が大きく、硬石を含む地盤の掘削が困難である。
また、公知例では、単に、掘削ビットを拡大掘削アームの先端部分に設けているので、上下の掘削ビットの間の地盤が掘削できず、削り残し(掘残し)部分が発生し、削り残し部分の存在により作業が円滑にできないことがあるという課題がある。
本願は、掘削体の構成を工夫し、硬石を含む硬い地盤の掘削を実現すると共に、掘残しを防止したものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１記載の発明は、円筒状のボディー２に、ケーシングＣの内周面に圧接すべき複数の摩擦グリップ板３を、放射方向に進退自在に取付け、
前記ボディー２の下面に、少なくとも先端部分に掘削体１０を設けた複数本の拡大掘削アーム１１を、前記ケーシングＣの外径より外側とケーシングＣの内径より内側との間出入り自在に設け、
前記拡大掘削アーム１１は、少なくとも一対設け、前記掘削体１０は、円板状の円刃３１を取付軸３２に設けて構成したディスクカッタ３０を、拡大掘削アーム１１の先端に上下方向に複数並設して設けた拡大掘削装置としたものである。
請求項２記載の発明は、前記掘削体１０は、上下方向に複数並設したディスクカッタ３０を、一対の各拡大掘削アーム１１に夫々非対称状に配置して設けた拡大掘削装置としたものである。
請求項３記載の発明は、前記掘削体１０は、左右の拡大掘削アーム１１に夫々上下高さ位置を変えてディスクカッタ３０を並設して構成した拡大掘削装置としたものである。
請求項４記載の発明は、前記掘削体１０は、複数のディスクカッタ３０のうち、一部または全部の円刃３１の取付軸３２の傾斜角度を変更して設けた拡大掘削装置としたものである。
請求項５記載の発明は、圧入装置ＲによりケーシングＣを圧入しつつ該ケーシングＣ内の土砂をハンマーグラブＧにより掘削排土し、ケーシングＣの圧入とハンマーグラブＧの排土を反復して所定深さまで掘削すると、圧入装置ＲによりケーシングＣを所要長引き上げて拡大掘削装置１がケーシングＣの下端から下方へ露出した位置となるように挿入降下させ、この状態で拡大掘削アーム１１をケーシングＣの外径より外側に進出させ、圧入装置ＲによりケーシングＣごと拡大掘削アーム１１の先端の円刃３１を設けた掘削体１０を回転させ、前記拡大掘削アーム１１の回転と該拡大掘削アーム１１に対して回転自在に設けた円刃３１の回転とにより拡大掘削する拡大掘削方法としたものである。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１記載の発明では、掘削体１０を、円刃３１により構成したディスクカッタ３０を上下方向に複数並設して構成しているので、硬石を含む硬い地盤の掘削を可能にできると共に、掘り残しを防止できる。
請求項２記載の発明では、複数のディスクカッタ３０を、一対の各拡大掘削アーム１１に夫々非対称状に配置しているので、掘り残しを防止できる。
請求項３記載の発明では、各ディスクカッタ３０は拡大掘削アーム１１に夫々上下高さ位置を変えて複数並設しているので、掘り残しを防止できる。
請求項４記載の発明では、ディスクカッタ３０の取付軸３２の傾斜角度を変更して取り付けているので、土砂に対する回転トルクを安定させ、良好に掘削作業を行える。
請求項５記載の発明では、ディスクカッタ３０は、ケーシングＣを中心に公転回転すると共に、拡大掘削アーム１１の取付軸３２中心に自転回転しながら掘削するので、硬石を含む硬い地盤の掘削を可能にできる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】掘削装置の正面図。
【図２】同平面図。
【図３】拡大掘削アームの外筒の概略斜視図。
【図４】掘削体の配置の一例を示す概略正面図。
【図５】（イ）オールケーシング工法による拡大根造成工程におけるケーシング圧入工程の概略断面図。                                                                  （ロ）拡大掘削アームの拡大前の概略断面図。                                  （ハ）拡大掘削アームの拡大掘削状態の概略断面図。
【図６】拡大掘削アームの拡大掘削状態の概略断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明の拡大掘削装置の実施例について図面を参照して説明する。１は、ケーシングＣ内に昇降自在に挿入する、クレーンワイヤＷにより吊支された拡大掘削装置であり、該拡大掘削装置１は、円筒状のボディー２に、拡大掘削装置１をケーシングＣに固定する固定機構Ｋを設ける。固定機構Ｋの構成は任意であるが、ボディー２に油圧シリンダ（図示省略）を設け、油圧シリンダのボディー２から出入りするピストンロッド（図示省略）の先端に摩擦グリップ板３を設け、油圧シリンダの伸縮により摩擦グリップ板３をケーシングＣ内周面に当接させて固定する。
前記ボディー２の下面に、掘削体１０を有する２本の拡大掘削アーム１１を取付ける。拡大掘削アーム１１は、四角筒の内筒１２に、先端面に掘削体１０を設けた外筒１３を摺動自在に嵌合させて構成する。内筒１２と外筒１３内に油圧シリンダ１４を内装する。
【０００９】
油圧シリンダ１４は、その基部を内筒１２の閉止端に固定すると共に、ピストンロッド１５の先端を外筒１３の閉止端に固定する。
前記拡大掘削アーム１１は、前記ボディー２側に内筒１２を固定状態に取付け、この内筒１２に対して外筒１３を移動自在に取付ける。外筒１３の内側側面には、開放端から略中間まで切りこまれた溝１８を形成し、この外筒１３の溝１８を前記内筒１２側に設けたステイバー１９に係合させて伸縮案内させる。
【００１０】
前記拡大掘削アーム１１には、該拡大掘削アーム１１の掘削体１０による拡大掘削土砂をボディー２の中心に向けて案内する土砂案内ブレード２５を設ける。土砂案内ブレード２５はアーム２６の先端部に固定する。アーム２６は、その基部を前記外筒１３の後端部外側面に固定し、その先端部を、外筒１３の先端面の掘削体１０の回転方向の反対の側へ延長する。
【００１１】
前記土砂案内ブレード２５は、その外側先端を、前記外筒１３先端面の掘削体１０の回転軌道近くまで突出させた状態で、土砂案内ブレード２５面を前記外筒１３の回転方向に対し斜めに向け、又土砂案内ブレード２５下辺を、外筒１３先端部下面の掘削体１０と略同一高さ位置に配置している。
【００１２】
しかして、前記掘削体１０は、円板状のディスクカッタ３０を拡大掘削アーム１１の先端に複数設けて構成する。各ディスクカッタ３０は単体または複数の円刃３１を取付軸３２に取付けて構成し、このディスクカッタ３０をボディー２の軸心方向に複数並設して前記掘削体１０とする。
掘削体１０のディスクカッタ３０は、ケーシングＣを中心に拡大掘削アーム１１が回転することによる公転回転と、拡大掘削アーム１１の取付軸３２中心にディスクカッタ３０自体の回転（自転回転）とにより掘削する。
そのため、軟岩や中硬石のみならず硬石に対しても、食い込み面圧を確保でき、良好な掘削を行える。
【００１３】
このとき、一対の拡大掘削アーム１１に設けた各ディスクカッタ３０の高さを相違させて、左右の掘削体１０のディスクカッタ３０を非対称に配置する。
例えば、図１に図示した左側の掘削体１０は上二つのディスクカッタ３０を外側に至るに従い上向きとし、最下段のディスクカッタ３０は外側に至るに従い上向きとし、反対に、右側の掘削体１０は最上段のディスクカッタ３０は外側に至るに従い上向きとし、下二つのディスクカッタ３０を外側に至るに従い上向きとし、しかも、左側の各ディスクカッタ３０よりやや高い位置に配置し、左右の掘削体１０のディスクカッタ３０の掘削位置を上下にずらしている。
そのため、拡大掘削アーム１１の上下幅内で、地盤の掘削面の全てにディスクカッタ３０が当接することになって、掘り残しなく、その後の掘削作業を円滑に行える。
【００１４】
また、図３に示したように、掘削体１０のディスクカッタ３０のうち、一番上側のものは、所謂「コーン型」とし、下側の二つは３枚の円刃３１による３リング型にしているが、１リング型や２リング型でもよい。
また、図３では、一番下側では略鉛直とし、上側に至るに従い傾斜を急にしており、また、図１の右側の掘削体１０は、図３とは反対に傾斜させている。
【００１５】
（作用）
地上に設置された全周旋回圧入装置ＲによりケーシングＣを全周旋回させつつ一定長づつ間欠的に地中に圧入し、この一定長圧入ごとに、ハンマーグラブＧをクレーンワイヤＷにより吊ってケーシングＣ内に挿入し、ケーシング内土砂を掘削し、排土する。この圧入と排土を繰り返してケーシングＣを所定深さまで圧入したら、ハンマーグラブＧを引き上げる。
【００１６】
次に、クレーンワイヤＷで吊った拡大掘削装置１をケーシングＣ内に挿入し、クレーンワイヤＷを繰り出して拡大掘削装置１をケーシングＣ内に降下させ、その拡大掘削アーム１１がケーシングＣの下端から下方へ露出した位置で降下を停止させる。
拡大掘削装置１の降下停止後、各油圧シリンダ４に送って進出駆動させ、各摩擦グリップ板５をケーシングＣの内周面に圧接させて拡大掘削装置１全体をケーシングＣに固定し、該ケーシングＣの回転及び昇降と連動可能状態にする。
【００１７】
次に、全周旋回圧入装置Ｒの駆動によりケーシングＣを回転させ、その回転が摩擦グリップ板５を介して拡大掘削装置１に伝達され、各油圧シリンダ１４に送油して各拡大掘削アーム１１を進出させて掘削し、次に、前記圧入装置Ｒの駆動によりケーシングＣを圧入して再び各拡大掘削アーム１１を進出させて掘削し、下方へ末広がりの切頭円錐状の拡大掘削を開始する。なお、図６は掘削状態の例示であり、掘削穴形状はこれに限定されない。
【００１８】
しかして、一対の拡大掘削アーム１１がケーシングＣより外側に回転しながら突出すると、拡大掘削アーム１１の先端のディスクカッタ３０が地盤に当たって掘削する。
拡大掘削アーム１１のディスクカッタ３０は、円板状の円刃３１を取付軸３２の軸方向に複数設けて構成したディスクカッタ３０を、拡大掘削アーム１１の先端に上下方向に複数並設して設けているので、ケーシングＣを中心に拡大掘削アーム１１が回転することによる公転回転と、拡大掘削アーム１１の取付軸３２中心にディスクカッタ３０自体の回転（自転回転）しながら掘削する。
そのため、軟岩や中硬石のみならず硬石に対しても、食い込み面圧を確保でき、良好な掘削を行える。
【００１９】
拡大掘削アーム１１の先端の上下方向に複数並設したディスクカッタ３０は、左右の夫々の拡大掘削アーム１１に非対称状に配置しているので、掘り残しなく、円滑な掘削作業を行える。
即ち、上下方向に複数並設した各ディスクカッタ３０を、左右の拡大掘削アーム１１に夫々上下高さ位置を変えて取り付けているので、各ディスクカッタ３０は夫々違う高さ（深さ）の土砂を掘削し、掘り残しを防止する。
そのため、掘削面に掘り残しがないので、拡大掘削装置１の下降を円滑に行え、円滑な掘削を行える。
【００２０】
また、各ディスクカッタ３０の一部は円刃３１の取付軸３２の傾斜角度を変更して設けているので、この点でも、土砂に対する回転トルクを安定させ、円滑良好に掘削作業を行える。
【００２１】
しかして、予定の拡大掘削を完了したら、油圧シリンダ１４の後退駆動により拡大掘削アーム１１を縮小し、ついで油圧シリンダ４を後退駆動させて摩擦グリップ板５をケーシングＣ内周面との圧接から後退させ、この状態でクレーンワイヤＷにより拡大掘削装置１をケーシングＣ内を通して上方へ引き上げる。
【００２２】
次に、ケーシングＣ内にコンクリートを打設し、コンクリートの硬化前に、ケーシングＣを引き抜けば、下端に拡大根を有するコンクリート杭が築造される。
【符号の説明】
【００２３】
１…拡大掘削装置、２…ボディー、１０…掘削体、１１…拡大掘削アーム、１２…内筒、１３…外筒、１４…油圧シリンダ、１５…ピストンロッド、１８…溝、１９…ステイバー、２５…土砂案内ブレード、２６…アーム、３０…ディスクカッタ、３１…円刃、３２…取付軸、Ｃ…ケーシング、Ｇ…ハンマーグラブ、Ｋ…固定機構、Ｒ…全周旋回圧入装置、Ｗ…クレーンワイヤ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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