(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
掘削バケットを備えた孔掘削装置と、バケット及び該バケットに水平方向に出没可能に設けられた、下部に掘削爪を備えるとともにバケットの掘削範囲から外側に突出することにより杭孔の拡幅部を掘削する拡幅ブレードを備えた拡幅掘削装置と、バケット、該バケットの上方に出没可能に設けられ、バケットの掘削範囲から外側に突出することにより、杭孔拡幅部の上部斜面部を掘削する掘削爪が設けられている斜面部拡幅ブレード及びバケットから出没可能に設けられ、バケットの掘削範囲から外側に突出することにより、杭孔の拡幅部を掘削する掘削爪が設けられている立ち上り部拡幅ブレードを備えた補助拡幅掘削装置とを併用する拡幅掘削方法であって、表層ケーシングの建て込み位置から築造する杭の拡幅部の上端位置まで孔掘削装置により杭孔を掘削し、補助拡幅掘削装置を杭孔に挿入し、築造する杭の拡幅部の上端位置で杭孔に拡幅部の上部斜面部を掘削した後、前記拡幅掘削装置を杭孔に挿入し、上部斜面部の下で拡幅ブレードを突出状態にして築造する杭の底部位置まで拡幅掘削を行い、その後、補助拡幅掘削装置を杭孔に挿入し、拡幅部の底部を拡幅掘削することを特徴とする拡幅掘削方法。
【請求項２】
掘削バケットを備えた孔掘削装置と、バケット及び該バケットに水平方向に出没可能に設けられた、下部に掘削爪を備えるとともにバケットの掘削範囲から外側に突出することにより杭孔の拡幅部を掘削する拡幅ブレードを備えた拡幅掘削装置と、バケット、該バケットの上方に出没可能に設けられ、バケットの掘削範囲から外側に突出することにより、杭孔拡幅部の上部斜面部を掘削する掘削爪が設けられている斜面部拡幅ブレード及びバケットから出没可能に設けられ、バケットの掘削範囲から外側に突出することにより、杭孔の拡幅部を掘削する掘削爪が設けられている立ち上り部拡幅ブレードを備えた補助拡幅掘削装置とを併用する拡幅掘削方法であって、表層ケーシングの建て込み位置から築造する杭の底部位置まで孔掘削装置により杭孔を掘削し、補助拡幅掘削装置を杭孔に挿入し、築造する杭の拡幅部の上端位置で杭孔に拡幅部の上部斜面部を掘削した後、前記拡幅掘削装置を杭孔に挿入し、上部斜面部の下で拡幅ブレードを突出状態にして築造する杭の底部位置まで拡幅掘削を行い、その後、補助拡幅掘削装置を杭孔に挿入し、拡幅部の底部を拡幅掘削することを特徴とする拡幅掘削方法。
【請求項３】
掘削バケットを備えた孔掘削装置と、バケット及び該バケットに水平方向に出没可能に設けられた、下部に掘削爪を備えるとともにバケットの掘削範囲から外側に突出することにより杭孔の拡幅部を掘削する拡幅ブレードを備えた拡幅掘削装置と、バケット、該バケットの上方に出没可能に設けられ、バケットの掘削範囲から外側に突出することにより、杭孔拡幅部の上部斜面部を掘削する掘削爪が設けられている斜面部拡幅ブレード及びバケットから出没可能に設けられ、バケットの掘削範囲から外側に突出することにより、杭孔の拡幅部を掘削する掘削爪が設けられている立ち上り部拡幅ブレードを備えた補助拡幅掘削装置とを併用する拡幅掘削方法であって、表層ケーシングの建て込み位置から築造する杭の底部位置まで孔掘削装置により杭孔を掘削し、補助拡幅掘削装置を杭孔に挿入し、築造する杭の拡幅部の上端位置で杭孔に拡幅部の上部斜面部を掘削した後、さらに、底部状の拡幅部を掘削することを繰り返して杭孔の中間部に節形状の拡幅部を２箇所以上形成した後、前記拡幅掘削装置を杭孔に挿入し、一番上の上部斜面部の下で拡幅ブレードを突出状態にして、築造する杭の底部位置まで拡幅掘削を行い、その後、補助拡幅掘削装置を杭孔に挿入し、拡幅部の底部を拡幅掘削することを特徴とする拡幅掘削方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アースドリル工法によって大口径、長尺の場所打ちコンクリート杭を築造する際、杭先端部を拡幅して杭先端の地耐力を増加させるとともに、拡幅部を孔軸方向に長く形成することにより、拡幅部分の表面積を広く取り、そこに生じる摩擦力を増大させ、摩擦による支持力増加及び摩擦による引抜力増加を図ることにより、最も経済的な場所打ちコンクリート杭を築造するための拡幅掘削装置を用いた拡幅掘削方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ビルの高層化によって増加する杭の支持力と地震時及び暴風時に発生する引抜力に対応するため、杭の先端部を拡幅して底面積を大きくして支持力を増大させ、かつ、拡幅部を孔軸方向に長く形成してより大きな摩擦力を取るようにしている。
これにより、杭の先端部が軸部よりも拡大していて底面積が大きいため、地盤反力を有効に利用することができ、かつ、拡幅部の表面積が軸部の表面積に比べてかなり広いことにより、多くの摩擦力を取ることができ、したがって、杭先端の地耐力と大きな周面摩擦力を加えた支持力だけでなく、大きな周面摩擦力からより大きな引抜抵抗力も得られることになる。
【０００３】
アースドリル工法における従来の拡幅掘削装置として、下記特許文献１に記載のものがある。
この拡幅掘削装置は、杭孔を掘削するバケットと、該バケットの上方に出没可能に設けられ、バケットの掘削範囲から外側に突出することにより、杭孔拡幅部の上部斜面部を掘削する斜面部拡幅ブレードと、バケットから出没可能に設けられ、バケットの掘削範囲から外側に突出することにより、杭孔の拡幅部を掘削する立ち上り部拡幅ブレードとを備えている。
【０００４】
この拡幅掘削装置は、杭孔を所定の深さまで掘削した後、前記バケットを杭孔に挿入し、斜面部拡幅ブレードを開いて杭孔拡幅部の上部斜面部を掘削するとともに、立ち上り部拡幅ブレードを開いて杭孔の拡幅部を掘削する。
【０００５】
ところで、このような拡幅掘削において、杭孔の拡幅部を孔軸方向に長く形成し、場所打ちコンクリート杭の拡底部を大きくしたい場合がある。具体的には、杭１本当たりの長さが支持層深さで決まった場合において、拡幅部の最大地盤反力と周面摩擦だけでは杭の支持力と引抜抵抗力が不足するときに、孔軸方向に長く拡幅部を形成することにより、杭周面の摩擦をより大きく取ることができるようにし、限られた杭の長さのもとで今まで以上の杭の支持力と、今まで以上の杭の引抜抵抗力が得られるようにする。
しかしながら、上記従来の拡幅掘削装置では、立ち上り部拡幅ブレードが杭孔の底部で拡開しながら拡幅掘削を行うことから、この立ち上り部拡幅ブレードの高さ分しか拡幅部を掘削することができず、上記のような場合に対応できないという問題があった。
【特許文献１】特公平６−１３８２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記従来の拡幅掘削装置が有する問題点に鑑み、杭孔の拡幅部を容易かつ自在に孔軸方向に長く形成することができる拡幅掘削方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本第１発明の拡幅掘削方法は、掘削バケットを備えた孔掘削装置と、バケット及び該バケットに水平方向に出没可能に設けられた、下部に掘削爪を備えるとともにバケットの掘削範囲から外側に突出することにより杭孔の拡幅部を掘削する拡幅ブレードを備えた拡幅掘削装置と、バケット、該バケットの上方に出没可能に設けられ、バケットの掘削範囲から外側に突出することにより、杭孔拡幅部の上部斜面部を掘削する掘削爪が設けられている斜面部拡幅ブレード及びバケットから出没可能に設けられ、バケットの掘削範囲から外側に突出することにより、杭孔の拡幅部を掘削する掘削爪が設けられている立ち上り部拡幅ブレードを備えた補助拡幅掘削装置とを併用する拡幅掘削方法であって、表層ケーシングの建て込み位置から築造する杭の拡幅部の上端位置まで孔掘削装置により杭孔を掘削し、補助拡幅掘削装置を杭孔に挿入し、築造する杭の拡幅部の上端位置で杭孔に拡幅部の上部斜面部を掘削した後、前記拡幅掘削装置を杭孔に挿入し、上部斜面部の下で拡幅ブレードを突出状態にして築造する杭の底部位置まで拡幅掘削を行い、その後、補助拡幅掘削装置を杭孔に挿入し、拡幅部の底部を拡幅掘削することを特徴とする。
【０００８】
また、本第２発明の拡幅掘削方法は、掘削バケットを備えた孔掘削装置と、バケット及び該バケットに水平方向に出没可能に設けられた、下部に掘削爪を備えるとともにバケットの掘削範囲から外側に突出することにより杭孔の拡幅部を掘削する拡幅ブレードを備えた拡幅掘削装置と、バケット、該バケットの上方に出没可能に設けられ、バケットの掘削範囲から外側に突出することにより、杭孔拡幅部の上部斜面部を掘削する掘削爪が設けられている斜面部拡幅ブレード及びバケットから出没可能に設けられ、バケットの掘削範囲から外側に突出することにより、杭孔の拡幅部を掘削する掘削爪が設けられている立ち上り部拡幅ブレードを備えた補助拡幅掘削装置とを併用する拡幅掘削方法であって、表層ケーシングの建て込み位置から築造する杭の底部位置まで孔掘削装置により杭孔を掘削し、補助拡幅掘削装置を杭孔に挿入し、築造する杭の拡幅部の上端位置で杭孔に拡幅部の上部斜面部を掘削した後、前記拡幅掘削装置を杭孔に挿入し、上部斜面部の下で拡幅ブレードを突出状態にして築造する杭の底部位置まで拡幅掘削を行い、その後、補助拡幅掘削装置を杭孔に挿入し、拡幅部の底部を拡幅掘削することを特徴とする。
【０００９】
また、本第３発明の拡幅掘削方法は、掘削バケットを備えた孔掘削装置と、バケット及び該バケットに水平方向に出没可能に設けられた、下部に掘削爪を備えるとともにバケットの掘削範囲から外側に突出することにより杭孔の拡幅部を掘削する拡幅ブレードを備えた拡幅掘削装置と、バケット、該バケットの上方に出没可能に設けられ、バケットの掘削範囲から外側に突出することにより、杭孔拡幅部の上部斜面部を掘削する掘削爪が設けられている斜面部拡幅ブレード及びバケットから出没可能に設けられ、バケットの掘削範囲から外側に突出することにより、杭孔の拡幅部を掘削する掘削爪が設けられている立ち上り部拡幅ブレードを備えた補助拡幅掘削装置とを併用する拡幅掘削方法であって、表層ケーシングの建て込み位置から築造する杭の底部位置まで孔掘削装置により杭孔を掘削し、補助拡幅掘削装置を杭孔に挿入し、築造する杭の拡幅部の上端位置で杭孔に拡幅部の上部斜面部を掘削した後、さらに、底部状の拡幅部を掘削することを繰り返して杭孔の中間部に節形状の拡幅部を２箇所以上形成した後、前記拡幅掘削装置を杭孔に挿入し、一番上の上部斜面部の下で拡幅ブレードを突出状態にして、築造する杭の底部位置まで拡幅掘削を行い、その後、補助拡幅掘削装置を杭孔に挿入し、拡幅部の底部を拡幅掘削することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の拡幅掘削方法によれば、下部に掘削爪を備えるとともに、バケットの掘削範囲から外側に突出することにより、杭孔の拡幅部を掘削する拡幅ブレードを前記バケットに水平方向に出没可能に設けた拡幅掘削装置を用い、補助拡幅掘削装置により杭孔に拡幅部の上部斜面部を掘削した後、前記拡幅掘削装置を杭孔に挿入し、上部斜面部の下で拡幅ブレードを突出状態にして築造する杭の底部位置まで拡幅掘削を行うことができ、これにより、杭孔の拡幅部を容易かつ自在に孔軸方向に長く形成することができる。
【００１１】
この場合、補助拡幅掘削装置を杭孔に挿入し、杭孔に拡幅部の上部斜面部と底部状の拡幅部とを掘削することを繰り返して杭孔の中間部に節形状の拡幅部を２箇所以上形成することにより、予備的な拡幅掘削を事前に行うことによって、拡幅ブレードによる拡幅掘削を容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の拡幅掘削方法の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１〜図２に、本発明の拡幅掘削方法に用いる拡幅掘削装置の一実施例を示す。
【００１４】
この拡幅掘削装置Ａは、杭孔Ｋを掘削するバケット１を備えた拡幅掘削装置において、下部に掘削爪２１を備えるとともに、バケット１の掘削範囲から外側に突出することにより、杭孔の拡幅部Ｋ１を掘削する拡幅ブレード２を前記バケット１に略水平方向に出没可能に設けている。
【００１５】
バケット１は、底板に左右対照に切欠部を設け、夫々に底渫え板によって底渫えできるように構成し、シャッターやフィシュテール等を備えた公知の構造からなる。
このバケット１は、伸縮し回転駆動するケリーバー３に着脱可能に取り付けられ、地盤を掘削することができる。
【００１６】
拡幅ブレード２は、バケット１の上面に固定された取付板２３に配設した軸２ａに、水平面状で揺動可能に枢着された１対のものからなり、油圧シリンダ２２の伸縮によって開閉し、図１（ａ）及び図２（ａ）に示すように、バケット１の掘削範囲から外側に突出する掘削状態と、図１（ｂ）及び図２（ｂ）に示すように、バケット１の掘削範囲内に収まる収納状態とを呈する。
なお、拡幅ブレード２には、下部と掘削方向の面とにそれぞれ掘削爪２１が設けられている。
この場合、拡幅ブレード２は、鉛直方向の軸２ａに水平面状で揺動可能に枢着されることから、偏荷重を受けにくく、また、バケット１の掘削範囲から外側に突出する掘削状態において、ストッパ２４によって背面を支持されることと相俟って、強固な構造とすることができる。
【００１７】
一方、図３〜図４を参照して、本実施例の拡幅掘削装置Ａと共に使用する補助拡幅掘削装置Ｂを説明する。
この補助拡幅掘削装置Ｂは、バケット１ｂの上方に出没可能に設けられ、バケット１ｂの掘削範囲から外側に突出することにより、杭孔拡幅部の上部斜面部Ｋ２を掘削する斜面部拡幅ブレード４と、バケット１ｂから出没可能に設けられ、バケット１ｂの掘削範囲から外側に突出することにより、杭孔Ｋの拡幅部Ｋ１を掘削する立ち上り部拡幅ブレード５とを備えている。
斜面部拡幅ブレード４及び立ち上り部拡幅ブレード５には、それぞれ掘削爪４１、５１が設けられている。
この補助拡幅掘削装置Ｂは、通常のバケット１ａにより杭孔を所定の深さまで掘削した後、この補助拡幅掘削装置Ｂのバケット１ｂを杭孔に挿入し、斜面部拡幅ブレード４を開いて杭孔拡幅部の上部斜面部Ｋ２を掘削するとともに、立ち上り部拡幅ブレード５を開いて杭孔の底部Ｋ３を掘削することができる。
【００１８】
次に、本発明の拡幅掘削方法の第１実施例について説明する。
まず、図５（ａ）〜（ｂ）に示すように、表層ケーシング６を建て込み、通常のバケット１ａにより杭孔Ｋの軸部を掘削する。
次に、図５（ｃ）に示すように、補助拡幅掘削装置Ｂのバケット１ｂを杭孔に挿入し、斜面部拡幅ブレード４を開いて上部斜面部Ｋ２を掘削する。
【００１９】
次に、図５（ｄ）に示すように、本実施例の拡幅掘削装置Ａを杭孔Ｋに挿入し、上部斜面部Ｋ２の下で拡幅ブレード２を突出状態にして所定深度まで拡幅掘削を行う。
その後、図５（ｅ）に示すように、再び補助拡幅掘削装置Ｂのバケット１ｂを杭孔Ｋに挿入し、立ち上り部拡幅ブレード５を開いて拡幅部Ｋ１の底部Ｋ３を拡幅掘削するようにする。
【００２０】
杭孔Ｋの掘削後は、図６（ａ）に示すように、１次スライム処理を行い、図６（ｂ）に示すように、鉄筋籠８とトレミー管９を建て込み、２次スライム処理を行うようにする。
【００２１】
次に、図６（ｃ）〜（ｄ）に示すように、トレミー管９を引き抜きながらコンクリート７を打設し、その後、埋め戻して表層ケーシング６を引き抜く。
【００２２】
この場合、図７（ｂ）〜（ｃ）に示す、本発明の拡幅掘削方法の第２実施例のように、通常のバケット１ａにより杭孔の軸部を拡幅部Ｋ１の底まで掘削しておき、その後、図７（ｄ）に示すように、補助拡幅掘削装置Ｂのバケット１ｂを杭孔に所定深度まで挿入し、斜面部拡幅ブレード４を開いて拡幅部Ｋ１の上部斜面部Ｋ２を掘削するようにすることもできる。
【００２３】
そして、図７（ｅ）に示すように、本実施例の拡幅掘削装置Ａを杭孔に挿入し、上部斜面部Ｋ２の下で拡幅ブレード２を突出状態にして所定深度まで拡幅掘削を行い、その後、図７（ｆ）に示すように、再び補助拡幅掘削装置Ｂのバケット１ｂを杭孔に挿入し、立ち上り部拡幅ブレード５を開いて拡幅部Ｋ１の底部Ｋ３を拡幅掘削する。
【００２４】
また、図８（ａ）〜（ｈ）に示す、本発明の拡幅掘削方法の第３実施例のように、補助拡幅掘削装置Ｂにより杭孔Ｋに拡幅部Ｋ１の上部斜面部Ｋ２と底部状の拡幅部Ｋ４（拡幅部Ｋ１の上部斜面部状の拡幅部Ｋ５と底部状の拡幅部Ｋ４（拡幅部Ｋ１の底部Ｋ３））とを掘削することを繰り返して杭孔の中間部に節形状の拡幅部を２箇所以上（本実施例においては、３箇所）形成することにより予備的な拡幅掘削を事前に行った後、拡幅掘削装置Ａを杭孔に挿入し、一番上の上部斜面部Ｋ２の下で拡幅ブレード２を突出状態にして、所定深度（本実施例においては、一番下の節形状の拡幅部）まで拡幅掘削を行い、その後、補助拡幅掘削装置Ｂを杭孔Ｋに挿入し、拡幅部Ｋ１の底部Ｋ３（本実施例においては、一番下の節形状の拡幅部と共通）を拡幅掘削するようにすることもできる。
【００２５】
かくして、本実施例の拡幅掘削装置及び該掘削装置を用いた拡幅掘削方法は、下部に掘削爪２１を備えるとともに、バケット１の掘削範囲から外側に突出することにより、杭孔の拡幅部Ｋ１を掘削する拡幅ブレード２を前記バケット１に略水平方向に出没可能に設けた拡幅掘削装置Ａを用い、補助拡幅掘削装置Ｂにより杭孔に拡幅部Ｋ１の上部斜面部Ｋ２を掘削した後、前記拡幅掘削装置Ａを杭孔に挿入し、上部斜面部Ｋ２の下で拡幅ブレード２を突出状態にして所定深度まで拡幅掘削を行うことができ、これにより、杭孔の拡幅部Ｋ１を容易かつ自在に孔軸方向に長く形成することができる。
【００２６】
この場合、補助拡幅掘削装置Ｂを杭孔に挿入し、杭孔Ｋに拡幅部Ｋ１の上部斜面部Ｋ２と底部状の拡幅部Ｋ４（拡幅部Ｋ１の上部斜面部状の拡幅部Ｋ５と底部状の拡幅部Ｋ４（拡幅部Ｋ１の底部Ｋ３））とを掘削することを繰り返して杭孔Ｋの中間部に節形状の拡幅部を２箇所以上形成することにより、予備的な拡幅掘削を事前に行うことによって、拡幅ブレード２による拡幅掘削を容易に行うことができる。
【００２７】
以上、本発明の拡幅掘削方法について、その実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、実施例に記載した構成を適宜組み合わせるなど、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明の拡幅掘削方法は、杭孔の拡幅部を容易かつ自在に孔軸方向に長く形成することができることから、例えば、拡底部を大きく形成するような場所打ちコンクリート杭の用途に好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の拡幅掘削方法に用いる拡幅掘削装置を示し、（ａ）は拡幅ブレードを突出した状態を示す一部断面正面図、（ｂ）は拡幅ブレードを収納した状態を示す一部断面正面図である。
【図２】同実施例の拡幅掘削装置を示し、（ａ）は拡幅ブレードを突出した状態を示す平面図、（ｂ）は拡幅ブレードを収納した状態を示す平面図である。
【図３】本発明の拡幅掘削方法に用いる補助拡幅掘削装置を示し、（ａ）は斜面部拡幅ブレードを開いた状態を示す断面正面図、（ｂ）は同断面平面図である。
【図４】同補助拡幅掘削装置を示し、（ａ）は立ち上り部拡幅ブレードを開いた状態を示す断面正面図、（ｂ）は同断面平面図である。
【図５】本発明の拡幅掘削方法の第１実施例を示す工程図である。
【図６】同実施例の拡幅掘削方法を示す工程図である。
【図７】本発明の拡幅掘削方法の第２実施例を示す工程図である。
【図８】本発明の拡幅掘削方法の第３実施例を示す工程図である。
【符号の説明】
【００３０】
１    バケット
１ａ  バケット
１ｂ  バケット
２    拡幅ブレード
２１  掘削爪
２２  油圧シリンダ
３    ケリーバー
４    斜面部拡幅ブレード
５    立ち上り部拡幅ブレード
６    表層ケーシング
７    コンクリート
８    鉄筋籠
９    トレミー管
Ａ    拡幅掘削装置
Ｂ    拡幅掘削装置
Ｋ    杭孔
Ｋ１  拡幅部
Ｋ２  上部斜面部
Ｋ３  底部
Ｋ４  底部状の拡幅部
Ｋ５  上部斜面部状の拡幅部
【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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【図７】
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【図８】
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