(57)【要約】【課題】  地中に杭を立設して基礎を支持させるに際して、掘削した杭孔の底部に掘削に用いた掘削翼部材を固定して残し、その上に既成の杭を立設して、杭の下部に設けた大面積の円板で、荷重を支持できるようにして、信頼性を向上させる。【解決手段】  クレーン等に支持される掘削装置において、駆動機構を設けた上部装置１０には、下部に掘削翼部材１７を設けた中ロッド１５と、円錐状のフライト部材を設けた外ロッド２０とを組み合わせて設け、前記二重のパイプ状のロッドの間に、シリンダ装置１３を設けている。そして、前記掘削装置により所定の深さの縦孔を構築してから、シリンダ装置１３により、掘削翼部材１７を孔底に押圧して固定し、その後に、掘削翼部材１７を残して掘削装置を引き上げて、既成の杭を孔の中に立設して掘削翼部材と一体化させて、支持力の大きい杭を構築する。【選択図】            図２
2005264453.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤に垂直に掘削した杭孔の底の部分に、孔の掘削に用いた略円板状の杭基礎部材を据え付けるとともに、前記杭基礎部材を孔底に向けて押圧する作用を付与して固定し、
前記杭基礎部材の上に既成の杭部材を立設し、
前記杭部材の下端部を支持する杭基礎部材を、建物のような構造物の基礎として用いることを特徴とする杭基礎の構築工法。
【請求項２】
前記杭基礎部材を杭孔の底部に押圧固定するに際して、
上部の掘削用フライト部材を引き上げる動作の反力で、杭基礎部材を孔の底部に前記反力による押圧力で押圧する作用を加えて固定し、
前記杭基礎部材を杭孔の底部に押圧する際に加えた圧力を、その後に立設する杭の荷重支持力として活用することを特徴とする請求項１に記載の杭基礎の構築工法。
【請求項３】
前記杭基礎の掘削に用いる掘削装置は、外ロッドと中ロッドとを二重のパイプ状に設けて、外ロッドを中ロッドに対して長さ方向に移動可能とする摺動用駆動部材と、前記二重のロッド部材を連動させて回転可能な回転用駆動部材とを設け、
前記中ロッドには掘削翼部材を着脱可能に支持させ、
前記外ロッド部材の下部にはフライト部材を設け、
前記掘削装置により所定の深さまで縦孔として杭孔を掘削した後で、孔の底部に杭基礎部材を位置させるようにして、前記杭基礎部材とフライト部材の間に、押圧力を付与する動作を加え、
前記杭基礎部材を杭孔の底部に押圧する際に加えた圧力を、その後に立設する杭の荷重支持力として活用することを特徴とする請求項１または２に記載の杭基礎の構築工法。
【請求項４】
前記縦孔として掘削した杭孔の底部分に杭基礎部材を固定した状態で、前記フライト部材を掘削時と逆方向に回転させながら引き上げる動作を行い、
掘削した孔の上部の土を前記孔の下部に向けて押圧しながら充満させるようにし、
前記杭孔に既成の杭部材を挿入して、前記杭基礎の上に立設して杭基礎を構築することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の杭基礎の構築工法。
【請求項５】
前記杭基礎の掘削に用いる掘削装置は、二重のパイプ状に設けて同心円状に配置してなる外ロッドと中ロッドと、
上部で前記二重のロッドを連動させて回転駆動する駆動装置と、
前記中ロッドと外ロッドの間に配置し、中ロッドに対して外ロッドを長さ方向に摺動させる駆動手段と、を設け、
前記中ロッドに支持する掘削翼部材を、中ロッドの下端部に対して着脱可能に設け、
前記外ロッド部材の下部にはフライト部材を設け、
前記掘削装置により、土を地上に排除せずに所定の深さまで縦孔を掘削した後で、孔の底部に杭基礎部材を位置させて、前記杭基礎部材とフライト部材の間に、押圧力を付与する動作を行わせ、前記杭基礎部材を杭孔の底部に所定の値の荷重支持力で押圧・固定することを特徴とする杭基礎の構築装置。
【請求項６】
前記中ロッドの下端部に支持させて、縦孔を掘削するために用いる杭基礎部材は、
前記中ロッドの下端部に対して、中ロッドに対する係合・離脱を可能にする任意の構造の係止手段を設け、
前記係止手段の下部には、円弧状の板部材と、ロッドの回転方向の先端部側で、前記板部材から所定の角度で設ける掘削翼とを一体のものとして構成し、
前記中ロッドを一方に回転させることにより、地中に縦孔を掘削することを特徴とする請求項５に記載の杭基礎の構築装置。
【請求項７】
前記中ロッドと外ロッドとを同時に回転させて、前記中ロッドにより杭基礎部材を掘削方向に回転させて縦孔を掘削する動作と、
前記杭孔を所定の深さで掘削した後で、中ロッドに対して外ロッドを引き上げる作用を付与する動作と、
前記フライト部材を上昇させる際に、フライト部材の上部の土の摩擦抵抗により、中ロッドに押圧される杭基礎部材に対する押圧作用を付与する動作と、
その後に、杭基礎部材を杭孔の底部に残して、二重のロッドとフライト部材を引き上げるとともに、前記フライト部材を掘削時と逆方向に回転させる動作とを、順次行い得るように、前記掘削装置を構成したことを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の杭基礎の構築装置。
【請求項８】
前記杭基礎部材に対して後で立設し、一体化して建物の荷重を支持するために用いる既成の杭部材は、
前記杭基礎部材の上部に突出させて設けている突部材に対して、その杭の下部を挿入して固定可能な係合手段を設けたことを特徴とする請求項７に記載の杭基礎の構築装置。
【請求項９】
前記外ロッド部材の下部に設けるフライト部材は、前記シリンダ装置により中ロットを押し下げて、外ロッドを上昇させる動作に際して、前記フライト部材による抵抗が大きく作用するものとして構成することを特徴とする請求項３、５、７のいずれかに記載の杭基礎の構築装置。
【請求項１０】
前記外ロッド部材の下部に設けるフライト部材は、板状の複数の部材を、ロッドに対して放射方向と上下方向に、所定の間隔で取付けて構成することを特徴とする請求項３、５、７のいずれかに記載の杭基礎の構築装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、住宅等の建物の基礎に用いる杭基礎等の構築装置と構築工法に関し、特に、地面から縦に掘り込んだ杭孔の下部に、所定の受圧面積を有する円板状の杭基礎部材を埋設して残し、その円板状の杭基礎部材の上に既成の杭を立設することで、施工が簡単で支持力の大きい杭基礎を構築する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、住宅やその他の小規模の建物等の構造物を構築するに際しては、その構築場所の地盤の強度等の条件を調査し、構築を予定している構造物の重量を、その地盤の強度では支持することができないと判断された場合には、杭基礎により支持力を増大させる工事を行っている。前記地盤の支持力を増大させるためには、コンクリートや鋼管杭等の既成の杭等を打設することや、縦孔を掘削しながら、掘削した孔の土にセメントミルク等を混合して、柱状の地盤改良を行うこと等の手段が用いられている。その他に、前記柱状の地盤改良を行った孔に既成の杭部材を打設して一体化させて、大径の杭とする等の種々の工法が用いられる。前記建築物の基礎を地盤上に支持するための柱部材として、一般に用いられている工法は、例えば、次の文献１に開示されているような技術手段を用いることが知られている。前記従来例では、掘削孔の中の土と固化材とを混合して、柱状の改良土の構造体として構築したものの中に既成の杭を打設して、改良土の柱と一体化した支持柱による基礎を容易に構築できるものとして、多くの実施例が知られている（特許文献１を参照）。
【特許文献１】特公平１−４０１７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
建物の基礎を支持する地層が深い場合には、長い鋼管杭等を用いる必要があるために、杭の搬入・施工、および経済的な面から見ても得策ではない。さらに、前記従来例に開示されているような従来工法を用いて、基礎杭を構築する際に余分となる土が大量に発生するので、その残土の処理が問題となる。また、セメントミルク等を土と混合して構築するソイルコラムでは、コラムの外面と孔の土壁との間での摩擦が大きいことから、大きな荷重を支持する性能が発揮できるが、前述したように、コラムを構築する際に余剰な土が大量に発生するという問題は避けられない。
【０００４】
本発明は、比較的浅い位置にある支持層に対して、短い鋼管杭を用いて大きな支持力が得られ、杭の支持力の確認を容易に行い得て、杭の支持強度を容易に設定可能な工法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本願の請求項１ないし４に記載の発明は、杭基礎の構築工法に関する。
請求項１の発明は、地盤に垂直に掘削した杭孔の底の部分に、孔の掘削に用いた略円板状の杭基礎部材を据え付けるとともに、前記杭基礎部材を孔底に向けて押圧する作用を付与して固定し、前記杭基礎部材の上に既成の杭部材を立設し、前記杭部材の下端部を支持する杭基礎部材を、建物のような構造物の基礎として用いることを特徴とする。
【０００６】
請求項２の発明は、前記杭基礎部材を杭孔の底部に押圧固定するに際して、上部の掘削用フライト部材を引き上げる動作の反力で、杭基礎部材を孔の底部に前記反力による押圧力で押圧する作用を加えて固定し、前記杭基礎部材を杭孔の底部に押圧する際に加えた圧力を、その後に立設する杭の荷重支持力として活用することを特徴とする。
【０００７】
請求項３の発明は、前記杭基礎の掘削に用いる掘削装置は、外ロッドと中ロッドとを二重のパイプ状に設けて、外ロッドを中ロッドに対して長さ方向に移動可能とする摺動用駆動部材と、前記二重のロッド部材を連動させて回転可能な回転用駆動部材とを設け、
前記中ロッドには掘削翼部材を着脱可能に支持させ、前記外ロッド部材の下部にはフライト部材を設け、前記掘削装置により所定の深さまで縦孔として杭孔を掘削した後で、孔の底部に杭基礎部材を位置させるようにして、前記杭基礎部材とフライト部材の間に、押圧力を付与する動作を加え、前記杭基礎部材を杭孔の底部に押圧する際に加えた圧力を、その後に立設する杭の荷重支持力として活用することを特徴とする。
【０００８】
請求項４の発明は、前記縦孔として掘削した杭孔の底部分に杭基礎部材を固定した状態で、前記フライト部材を掘削時と逆方向に回転させながら引き上げる動作を行い、
掘削した孔の上部の土を前記孔の下部に向けて押圧しながら充満させるようにし、
前記杭孔に既成の杭部材を挿入して、前記杭基礎の上に立設して杭基礎を構築することを特徴とする。
【０００９】
以下の各発明は、杭基礎の構築装置に関するもので、
請求項５の発明は、前記杭基礎の掘削に用いる掘削装置は、二重のパイプ状に設けて同心円状に配置してなる外ロッドと中ロッドと、上部で前記二重のロッドを連動させて回転駆動する駆動装置と、前記中ロッドと外ロッドの間に配置し、中ロッドに対して外ロッドを長さ方向に摺動させる駆動手段と、を設け、前記中ロッドに支持する掘削翼部材を、中ロッドの下端部に対して着脱可能に設け、前記外ロッド部材の下部にはフライト部材を設け、前記掘削装置により、土を地上に排除せずに所定の深さまで縦孔を掘削した後で、孔の底部に杭基礎部材を位置させて、前記杭基礎部材とフライト部材の間に、押圧力を付与する動作を行わせ、前記杭基礎部材を杭孔の底部に所定の値の荷重支持力で押圧・固定することを特徴とする。
【００１０】
請求項６の発明は、前記中ロッドの下端部に支持させて、縦孔を掘削するために用いる杭基礎部材は、前記中ロッドの下端部に対して、中ロッドに対する係合・離脱を可能にする任意の構造の係止手段を設け、前記係止手段の下部には、円弧状の板部材と、ロッドの回転方向の先端部側で、前記板部材から所定の角度で設ける掘削翼とを一体のものとして構成し、前記中ロッドを一方に回転させることにより、地中に縦孔を掘削することを特徴とする。
【００１１】
請求項７の発明は、前記中ロッドと外ロッドとを同時に回転させて、前記中ロッドにより杭基礎部材を掘削方向に回転させて縦孔を掘削する動作と、前記杭孔を所定の深さで掘削した後で、中ロッドに対して外ロッドを引き上げる作用を付与する動作と、前記フライト部材を上昇させる際に、フライト部材の上部の土の摩擦抵抗により、中ロッドに押圧される杭基礎部材に対する押圧作用を付与する動作と、その後に、杭基礎部材を杭孔の底部に残して、二重のロッドとフライト部材を引き上げるとともに、前記フライト部材を掘削時と逆方向に回転させる動作とを、順次行い得るように、前記掘削装置を構成したことを特徴とする。
【００１２】
請求項８の発明は、前記杭基礎部材に対して後で立設し、一体化して建物の荷重を支持するために用いる既成の杭部材は、前記杭基礎部材の上部に突出させて設けている突部材に対して、その杭の下部を挿入して固定可能な係合手段を設けたことを特徴とする。
請求項９の発明は、前記外ロッド部材の下部に設けるフライト部材は、前記シリンダ装置により中ロットを押し下げて、外ロッドを上昇させる動作に際して、前記フライト部材による抵抗が大きく作用するものとして構成することを特徴とする。
請求項１０の発明は、前記外ロッド部材の下部に設けるフライト部材は、板状の複数の部材を、ロッドに対して放射方向と上下方向に、所定の間隔で取付けて構成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
前述したように構成した装置を用い、掘削した杭孔の下部に掘削に用いたオーガー状の掘削翼を、円板状の杭基礎部材として残し、その上に既成の杭部材を立設することで、基礎杭の支持強度の信頼性を向上させることができる。また、前記基礎杭を立設するに際して、杭基礎を孔の底に押圧する力が、杭の支持強度として設定されるのであるから、地盤の強度の情報を容易に得ることができるとともに、必要とする支持強度を得るための作業を容易に行うことができる。そして、杭の支持力を設定するために、掘削に用いる部材の上部のフライト部材を上昇させる際の反力を用いて、大きな受圧面積を有する円板部材として、杭基礎部材を孔の底部に押圧する力を制御することができる。前記フライト部材を設けた外ロッドを、シリンダ装置により無回転で上昇させる際に、土の抵抗が最も大きくなるように、前記フライト部材の形状を設定することができる。
【００１４】
さらに、本発明で用いる装置では、掘削用のロッドを回転させるための駆動手段と、円板状の杭の荷重を受ける部材を、杭孔の底に押圧するために、中・外ロッドの間で、押圧力を設定する機構とを組み合わせて設けることのみを、必須の構成としているものである。したがって、掘削した孔に立設する杭部材の荷重支持のための強度を、円板部材に対して押圧する力を制御することで容易に設定でき、建物の基礎の支持力を任意に調整することができる。前記作用に加えて、本発明においては、杭基礎を施工する工事のために、特に、大型のクローラクレーン等のような装置を用いる必要がなく、装置を小型の機動力を発揮可能なものとして構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に説明する杭基礎の構築工法を実施するに際して、従来公知の場所打ち杭の施工装置と同様に、自走式の吊り下げ用のアームを装備したクレーンのような車両を用いることが可能ではあるが、現場に固定して設置する櫓状の装置に支持されて、自分では移動不能なものとして構成された装置を用いることが可能である。また、前記杭基礎の構築装置に対しては、ロッドを回転させるための駆動装置と、シリンダ装置に対して圧油等を供給する補助装置を配置するのみで、従来の柱状の地盤改良装置のように、固化材を供給する機構は用いないので、特に、地上部に配置する支持部材、駆動機構、掘削装置の構成は特に限定されるものはない。
【実施例】
【００１６】
図示される例にしたがって、本発明の装置の構成を最初に説明する。図示される作業装置１は、従来の場所打ち杭の構築装置のように、地盤改良のための機構を自走式車両に装備した構築装置として用いることができる。その他に、柱部材を組み合わせた櫓状の支持装置を用いて、自走できない小型の施工装置として構成することが可能である。例えば、図１に示すような機構の装置を用いる場合に、前記作業装置１としては、クレーン装置や他の自走式作業車両本体２から、所定の長さに突出配置される支持アーム３、３ａを用いて、所定の高さに立設する支柱部材５を固定支持している。前記支柱部材５の頂部に設けたヘッドシーブ６を介して、ウインチ４ａから上部装置１０との間にワイヤ４を配置し、前記上部装置１０を上下動可能に支持している。前記支柱部材５に沿って上下動される上部装置１０には、掘削装置のロッド１５、２０を駆動する駆動機構等を設けることができる。
【００１７】
前記作業装置１においては、前記上部装置１０に設けた駆動機構により、二重の同心円状のロッド１５、２０を駆動して、各ロッドの下部に設けている掘削翼部材１７とフライト部材２１を、掘削装置として用い、杭部材を立設するための縦孔を掘削する。前記支持装置１０に支持されて、杭孔の掘削に用いる二重の中空なパイプ状のロッド１５、２０において、図２にも示されるように、外ロッド２０の上部に設けている中ヘッド部材１２に対して、回転ヘッド１１との間にシリンダ装置１３が配置されている。前記シリンダ装置１３は、後述するように、中ロッド１５の下端部に設けている掘削翼部材１７に対して、孔の底部に向けて押圧作用を付与する際に用いるもので、前記シリンダ装置１３に対して図示を省略する油圧等を供給する手段に接続している。
【００１８】
そして、前記シリンダ装置１３により、掘削翼部材１７を孔の底部に向けて押圧する作用を付与し、後で立設する柱（杭）部材の支持力を、その押圧作用によって容易に設定できるようにするものである。なお、前記杭孔７を掘削した後で、前記掘削翼部材１７に対して押圧作用を付与する場合には、外ロッド２０に設けているフライト部材２１が、その上部の土の中を上昇される動作が同時に行われるので、孔の上部の土の重量と、孔壁に対する摩擦抵抗力とが作用することになる。したがって、前記掘り下げた縦孔の中で、孔の上部に位置される土の中を、フライト部材が引き上げられる際の反力が、前記掘削翼部材１７を下側に向けて押圧する力、もしくは圧力として作用されるものである。そして、その掘削翼部材１７を押し下げる際に加える力の値を適宜制御することで、前記掘削翼部材１７の上に立設する支持杭部材において、基礎を支持する杭の支持強度を任意に設定することが可能となる。
【００１９】
前記図１、２に示す施工装置１の例において、二重に配置されたロッド１５、２０のうち中ロッド１５の下端部に設ける掘削翼部材１７は、図３（ａ）、（ｂ）に示すように構成されており、この構成は後で説明する。前記外ロッド２０に設けているフライト部材２１は、板状の複数の部材を、ロッドに対して放射方向と上下方向に、所定の間隔を介して取付けて構成することができる。その他に、フライト上部が小径で、下部が大径のスパイラル状のフライト部材として構成されるもので、そのスパイラル部材の下部では、掘削翼部材１７の径と、ほぼ同一の外径のものとして形成することができる。そして、スパイラル部材の上下方向の長さは、任意に設定することが可能であり、全体として円錐形状のスクリューとして形成されると、作業性を向上させることが可能となることもある。
【００２０】
前記中ロッド１５に設ける掘削翼部材１７は、図３に説明するような構造を有するもので、任意の径のパイプから構成される中ロッド１５の下端部では、支持部材１６を用いて掘削翼部材１７の突部材１９を係止して、前記掘削翼部材１７を中ロッド１５により回転させるように設けている。前記掘削翼部材１７は、円板の一部を掘削部１８ａとして折り曲げた長さと形状を有し、略扇形状の板部１８として構成されており、前記掘削部１８ａを折り曲げる形状は、任意に形成することが可能である。また、前記掘削部１８ａの刃先部に対して、土を掘削することができるように、特殊な処理を施すことができることも、従来の縦孔の掘削装置と同様に構成することが可能である。しかしながら、本実施例で説明する掘削翼部材１７は、掘り下げた縦孔の底部分にそのまま据え置いて、後で立設する杭の基礎として用いるものであるから、使い捨ての円板部材に対して、価格が高くなるような、追加の加工を行うことは得策ではない。
【００２１】
前記中ロッド１５の下端部に設ける接続手段１６においては、パイプの中に溝部１６ｂを形成するように、２つのカマボコ状のブロック１６ａを所定の間隔をおいて配置して、そのブロックの間に溝部１６ｂを形成している。そして、前記溝部１６ｂに対して掘削翼部材１７の上部に突出させて設けた突部材１９を挿入させて保持し、中ロッド１５を回転させることにより、掘削翼部材１７を回転可能とするように設ける。また、前記掘削翼部材１７を用いて、地中に縦孔を掘り下げた後で、シリンダ装置１３を用いて掘削翼部材１７を孔の底部に押圧し、その後に中ロッド１５を上昇させることで、前記掘削翼部材１７が土の中に取り残されるようにされている。
【００２２】
前述したように構成された掘削装置１を用いて、杭孔を掘削して掘削翼部材を孔の底部に押圧して残し、その後に既成の杭を立設する動作を、以下に説明する。図４に示される例において、最初に、同図（ａ）に示すように、掘削翼部材１７とフライト部材２１とを重ねる状態で、内外のロッド１５、２０を駆動して、地面から下に向けて掘り下げて縦孔としての杭孔７を構築する。その杭孔を構築するに際して、掘削翼部材１７により掘削した土をフライト部材２１が上に移動させることなく、掘削装置が全体として土の中を下方に向けて推進されるようにされる。
【００２３】
そして、前記縦孔７を所定の深さの位置まで掘り下げた後で、図２に説明しているように、上下の支持部材１１、１２の間で、シリンダ装置１３を縮める方向に作動させるようにし、中ロッド１５を下側に、外ロッド２０を上に向けて移動させる。その際に、中ロッド１５は下端部が掘削翼部材１７により孔の底部に規制されているものであるから、前記シリンダ装置１３により外ロッド２０を上昇させる動作となる。前記外ロッド２０には、フライト部材２１が突出されているのであるから、前記フライト部材２１の上部の土と孔の壁とが、前記フライト部材２１の上昇動作に対する抵抗として作用する。よって、前記外ロッド２０の上昇作用に対する抵抗力が、中ロッド１５を押し下げる力として作用するので、中ロッド１５の下端部が掘削翼部材１７を強く押し下げることになる。なお、前記外ロッド２０に設けるフライト部材は、無回転で引き抜く作用を加えたときには、大きな摩擦抵抗を発揮できるよう、任意の形状の羽根部材で構成すれば良い。
【００２４】
前述したように、縦孔７の壁に押し付けられた土を、さらに上昇させようとする力に対して、摩擦抵抗が作用することで、それ等のフライト部材２１を上昇させる力に対する反力が、中ロッド１５の下部におかれた掘削翼部材１７を、孔の底に向けて押圧する力となる。そして、前記中ロッド１５に対してシリンダ装置１３から加えられる力が、前記掘削翼部材１７を下に押圧する力として働くことになるので、シリンダ装置１３に与えられた力が、据え置かれた（押圧固定された）掘削翼部材１７を、地盤中で荷重を支持可能な杭の支持力として設定されることになる。なお、前記掘削翼部材１７を中ロッド１５により押し下げて、掘削翼部材１７による杭の支持力を設定しようとする場合に、その押し付け力を設計値と比較して、その押圧する力を任意に制御することができる。つまり、シリンダ装置に対して供給する油圧の調整を行うことで、地盤の支持力……立設する杭の支持力を、適宜設定することが可能である。
【００２５】
また、前記シリンダ装置１３を用いて、上昇されるフライト部材２１と孔の底部に押圧される掘削翼部材１７との間で、互いに押し付け合うような動作が加えられた際に、シリンダ装置により加えられた力の合計が、掘削翼部材１７による地盤での支持力として設定されることになる。そこで、前記掘削翼部材１７を孔７の底部に押圧する作用を付与する際に、掘削翼部材１７が設計値に比較して、大きく沈下するような状態では、前記シリンダ装置による押し付け作用をより強くしながら継続し、中ロッド１５の沈下が止まるところまで、掘削翼部材を沈下させることが必要となる。前述したように、掘削翼部材１７の沈下量が大きい場合には、その上に立設した杭に対して、基礎の荷重支持力での信頼性が問題となることが想定される。そのような問題が発生した場合には、掘削と荷重支持に用いる掘削翼部材１７のサイズ、つまり、受圧面積を大きなものとして変更する等の、現場の状況に応じた変更を容易に行うことができる。したがって、現場での工事を行っている途中で、掘削翼部材のサイズおよび、フライト部材のサイズ等を、その現場の地質に応じて、随時設計変更して工事を行うことも可能となる。
【００２６】
前述したようにして、掘削装置を用いて縦孔を掘削して、掘削した孔の底部に掘削翼部材１７を押圧して、孔の底に固定したことを説明しているところの、図４（ａ）の状態から、中ロッド１５を若干引き上げる動作に移行するようにする。そして、同図（ｂ）に示すように、掘削翼部材１７の突部材１９が、中ロッド１５の下部の保持部１６から抜け出して、掘削翼部材１７が孔底に据え置かれた状態で残されることになる。その後に、外ロッド２０を逆回転させることで、孔の中の土を下側に向けて送るように、フライト部材２１を回転させ、スクリューにより土を押し下げる動作を行うとともに、同図（ｃ）に示すようにして、前記掘削装置を地上に引き上げるようにする。
【００２７】
前記掘削装置を地上にまで上昇させた状態では、図５（ａ）に示すように、杭孔７の底部にフライト部材１７が据え置かれて位置するのみで、孔の中では土が充満されたものとなっている。ついで、前記孔７の中心部を通して、図５（ｂ）に示すように、既成の杭部材２５を立設するが、前記杭２５の打ち込みに際しては、孔７の中の土は一度スクリューにより掘削されて、ほぐされた状態となった土であるから、その杭が大径のものであったとしても、容易に打設することができる。前記工程を経て立設した杭部材２５は、その下端部が掘削翼部材１７の上に位置決めされて、孔の底部に固定保持される。その後に、同図（ｃ）に示すように、杭部材２５の上部分を含むようにして、建物の基礎２９を構築して、隣接する杭部材を打設するコンクリートを用いて相互に接続し、基礎を一体化して支持強度の大きい建物用の基礎として用いることができる。
【００２８】
図６に示す作業装置３０は、前記図２に説明した装置とは若干構成は異なるが、杭孔の底部に残して、後で打設する杭部材２５の支持のための掘削翼部材１７は同一のものを用いている。また、前記図６に示す作業装置３０を用いて、杭孔を掘削する動作は、前記図４、５の工程と同一にして行われるもので、そのために用いる装置の構成を、以下に説明する。前記図６に示す作業装置３０は、前記図１に示すような作業装置の支柱部材に支持させて、上部装置１０に設けた駆動装置により、掘削翼部材１７とフライト部材２２とが回転されて、所定の径の孔を掘削することは、前記実施例と同様である。
【００２９】
前記上部装置１０により回転される回転ヘッド１１には、二重の同心円状のロッド１５、２０を支持させる部分との間に、シリンダ等を設けた上部機構３１を設けている。前記上部機構３１においては、回転ヘッド１１と上支持部３５との間に、回転力を伝達するための接続アーム３２を設け、前記接続アーム３２の間には、中ロッド１５の下端部に配置する掘削翼部材１７対して、孔の底部分に向けて押圧する作用を行うために、シリンダ装置３３を設けている。前記シリンダ装置３３に関して、前記図２に説明した例では、長いシリンダ装置１３を用いる場合で説明していたが、前記中ロッド１５を押し下げる動作に際しては、大きなストロークを必要としない場合が多いことから、この実施例のような、短いストロークのシリンダ装置３３を用いても良いことになる。
【００３０】
前記作業装置３０においては、中ロッド１５下端部には、前記図３に説明した例と同様な掘削翼部材１７を設けており、前記掘削翼部材１７を中ロッド１５により駆動して、孔の掘削を行うことは、前記引例と同様である。その他に、前記中ロッド１５に対して、同心円状に組み合わせて設けている外ロッド２０に対して、その下部の外周部の所定の範囲には、同一の外径のフライト部材２２を設けている。前記同一外径のフライト部材２２を設けて構成した場合には、中ロッド１５を押し下げる作用を行う際に、外ロッド２０のフライト部材２２での反力が大きく働くことになる。つまり、前記作業装置３０を用いて杭孔を掘削する最終段階で、アクチュエータ３４により中ロッド１５を押し下げる時に、フライト部材２２を上昇させようとする力に対して、土に接する面積が大きいので、その土の抵抗力が大きく作用することになる。
【００３１】
なお、前述したように、一度掘削した孔の孔底に置き去りにされた円板状の部材に対して、その上に立設する杭部材としては、従来公知の任意の既成の杭を用いることが可能である。例えば、大径の鉄パイプ状の部材を用いることや、コンクリートのパイプ状の柱部材等のように、円筒形の杭部材を用いる場合には、掘削翼部材に対して容易に組み合わせることができる。その他に、前記杭部材が、Ｈ形鋼やその他の断面形状のものである場合にも、その杭の下端部に掘削翼部材１７の突部材１９を嵌合できるように、凹部等を設けておいたものを、掘削した孔に埋設することで、円板部材と柱部材とを容易に一体化することができる。
【００３２】
前記杭基礎を施工することに加えて、前記掘削装置は、実施例で説明した機構をそのまま用いて、地盤の支持強度を測定する場合にも使用することができる。つまり、前記図４（ａ）に説明する状態で、シリンダ装置に対して油圧を作動させることで、掘削翼部材の受圧面積当たりの支持強度を、供給した油圧の値等に基づいて容易に測定することができる。また、前記中ロッドを用いて掘削翼部材を押し下げるような力を加えた時に、掘削翼部材が沈む状態を観察することで、地盤の深いところでの土の性質（荷重支持力の大きさ）等の情報を容易に知ることもできる。実際には、あらかじめ想定した地盤の支持力に対して、シリンダ装置により加えた押圧力と、その際の掘削翼部材の沈下状態を観察することで、地盤の性質が容易に推定できるので、建物の支持基礎の信頼性を向上させることが可能となる。そして、前述したようにして、杭孔の底部での荷重支持強度等を正確に把握して、そのデータに基づいて杭基礎を構築することで、地中に構築する杭基礎の信頼性が、従来の経験等に基づいて構築する例と比較して、より信頼性が大きく、建物の構築後に不等沈下等の問題が発生しないよう、構築することが可能なことは当然のことである。
【００３３】
前記本発明の実施例において、図１に示すように、クローラクレーンのような、機動性の良好な自走式の装置を用いると、多数本の杭を構築する作業を容易に行うことができ、能率良く作業を行うことができる。また、小型の櫓のようなタワーを用いる場合には、機動性は劣るものの、狭い場所でも杭基礎の構築作業を容易に行うことができ、最近の住宅建設の現場のように、非常に狭い敷地で、クレーンのような大型の装置を用いることができない場所でも、その敷地で工事が可能なような小型のタワー状の装置を用いる等して、施工することが可能である。そして、前記掘削装置に対して、油圧やその他の動力供給装置を任意に組み合わせて用いることで、いかなる地盤・地層に対しても、強固で信頼性の高い杭基礎を容易に構築することができるものとなる。さらに、前記油圧を用いて二重のロッド間で押圧作用を行わせる装置を用いることで、特に施工装置の大きさ等に関係なしに、孔の底部の強度を任意に設定できることになり、施工装置の構成等の条件が工事の質に影響することはないものとなる。
【００３４】
前記実施例に説明したように、本発明においては、杭孔を掘削してから、掘削翼部材を孔の底部に油圧で押圧する作用を付与することで、杭孔の支持力を所望する値に設定することが可能である。そして、そのように、支持力を増大させた杭孔に対して、受圧面積の大きい杭を埋設するので、既成の杭自体が細いものであっても、底面の受圧面積が大きく設定されることから、構築した杭は孔の底面を圧密して設定した支持力にしたがって、建物に対する支持強度を発揮できる。なお、前述したようにして、既成の杭を立設する例においては、その杭が負担する荷重に応じて、パイプの太さ等が選択されることは当然のことであるが、その他に、構築する杭の支持強度が、設計時に計算された通りのものとして構築できるのであるから、杭の間隔を広くして配置し、構築する杭の数を少なくしても、建物の支持作用には支障が生じることはないものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】施工装置の構成を示す説明図である。
【図２】作業機構の構成の説明図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）は、掘削翼部材の構成と、中ロッドとの接続関係を示す説明図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、縦孔の掘削と事後処理の状態の説明図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は掘削した杭孔に既成の杭を立設する工程の説明図である。
【図６】本発明の作業機構の第２の実施例の構成を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３６】
１    施工装置、  ２    作業装置、  ５    支柱部材、  ７    杭孔、
１０    上部装置、  １１    上支持部材、  １２    中ヘッド、
１３    シリンダ装置、  １４    掘削装置、  １５    中ロッド、
１６    支持部、  １７    掘削翼部材、  １８    板部材、  １９    突部材、
２０    外ロッド、  ２１・２２    フライト部材、  ２５    杭部材、
３０    作業装置、  ３１    上部機構、  ３２    接続アーム、
３３    シリンダ装置、  ３５    上支持部。
【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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