(57)【要約】【課題】  高品質の螺旋突条付き現場造成杭を低コストで効率的に構築できる、螺旋突条付き現場造成杭の構築装置を提供する。【解決手段】  下端部外周面に螺旋状掘削刃６が設けられ、下端面７Ａが傾斜面で構成された鋼管７と、当該鋼管の下端に着脱自在に装着される先端掘削刃１２及びその両側面に配置されて前記鋼管の下端開口部を着脱自在に塞ぐ一対の底板から構成される掘削ヘッド８を備えている。先端掘削刃は、鋼管下端面の傾斜方向両側で当該下端面とそれぞれ係合する一対の係合段部を有し、シャンク部１２Ａの両端面１２ａ、１２ｂが鋼管の下端部内周面に固定された一対の傾斜ガイド１５、１６と係合して杭孔掘進時に鋼管から回転力が伝達される。また、先端掘削刃と一対の底板は、ワイヤ２０を介して鋼管内の連結部１７と連結されていて、逆転上昇時に鋼管の下端から外れてその下方に吊り下げられて地上に回収される。【選択図】  図２
2017119976.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業車のガイド柱に沿って昇降駆動される駆動ヘッドと、
前記駆動ヘッドに上端が支持されて回転駆動される鋼管と、
前記鋼管の下端部外周面に設けられた螺旋状掘削刃と、
前記鋼管の下端に着脱自在に装着される板状の先端掘削刃と当該先端掘削刃の両側面に配置されて、当該鋼管の下端開口部を着脱自在に塞ぐ一対の底板から構成される掘削ヘッドとを備え、
前記掘削ヘッドを装着した鋼管を掘進方向に回転させながら地中を下降させて、螺旋状掘削刃と先端掘削刃により螺旋状溝を有する杭孔を目的の深度まで掘削し、次いで前記鋼管内に杭材料を導入した後、当該鋼管を逆転させながら上昇させてその下端部から掘削ヘッドを分離し、鋼管内の杭材料を螺旋状掘削刃が通過した杭孔内に充填することにより、螺旋状の突状を有する現場造成杭を地中に構築する装置であって、
前記鋼管は、その下端面が傾斜面で構成されているとともに、当該下端面の傾斜方向両側に対応する位置の下端部内周面にはそれぞれ、上方へ向けて内側に略同一の角度で傾斜する傾斜支持面と当該傾斜支持面の鋼管の掘進回転方向後方寄りの側端から一定の突出幅で垂直に立ち上がった係合面とを有する、一対の傾斜ガイドが固定され、
前記先端掘削刃は、鋼管内に挿入される、幅方向両側の端面が前記一対の傾斜ガイドの傾斜支持面と略同一の角度でそれぞれ上方に向けて内側へ傾斜したシャンク部と、鋼管下端面から略下方に突出する刃部から構成されているとともに、前記シャンク部と刃部との間の幅方向両側の端面にはそれぞれ、鋼管下端面の傾斜方向両側部分とそれぞれ係合する一対の係合段部を有し、
前記一対の底板は、それぞれ個別のワイヤを介してシャンク部と連結されているとともに、前記シャンク部は、さらに別のワイヤを介して鋼管内に設けられた連結部と当該鋼管の略中心位置でその中心軸線回りに回転自在に連結され、
前記先端掘削刃は、杭孔の掘進時において、前記一対の係合段部が鋼管下端面にそれぞれ係合した状態で、シャンク部の幅方向両側の端面がそれぞれ対向する傾斜ガイドの傾斜支持面に案内支持されるとともに、前記それぞれの傾斜ガイドの係合面が、前記シャンク部の鋼管の回転方向後側の各側面の縁に係合して鋼管の回転を先端掘削刃に伝達し、鋼管の逆転上昇時には、前記一対の傾斜ガイドの各係合面とシャンク部間の係合が外れた後、鋼管下端から分離した先端掘削刃と一対の底板が前記各ワイヤにより鋼管下方に吊り下げられ、杭孔内に充填された杭材料内を通過して地上に回収されることを特徴とする螺旋突条付き現場造成杭の構築装置。
【請求項２】
螺旋状掘削刃の掘進回転方向前端近傍部分の下面には、鋼管下端部近傍の周壁に形成された連通口を通して当該鋼管の内部空間と連通する開口部が形成されているとともに、一方の底板は、杭孔の掘進時に前記開口部を閉塞する輪郭形状を有していることを特徴とする請求項１に記載の螺旋突条付き現場造成杭の構築装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地中に現場で造成して構築物を支持する螺旋突条付き現場造成杭を構築する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、小規模住宅の基礎杭として用いられる、外周面に螺旋状の突条を形成した杭は、突条が地盤に食い込んで地盤との摩擦を効果的に増加できるため、小径の杭でも大きな荷重を支持できる利点がある。
【０００３】
このような螺旋突条付きの杭を現場で構築する装置としては、例えば、特許文献１に記載されているものがある。同文献中に提案されている装置は、鋼管の下端部外周面に設けられている螺旋状掘削刃と、前記鋼管下端部に装着された掘削ヘッドの先端掘削刃により地中に螺旋状の杭孔を掘削した後、前記杭孔内に生コンクリート等の杭材料を充填して地中に螺旋突条付きの杭を構築するものである。
【０００４】
前記装置においては、掘削ヘッドは板状の先端掘削刃と一対の底板から構成されており、先端掘削刃は、鋼管の下端部内周面を直径方向に横断して両端を前記内周面に固定されて鋼管の下端面から垂直に突出している。また、一対の底板はそれぞれ、鋼管下端面の先端掘削刃両側に形成される略半月形の開口部を下方へ開放可能に塞いでいる。
【０００５】
前記装置によって現場造成杭を地中に構築する場合には、前記開口部を一対の底板によって塞いだ状態で、鋼管を螺旋状掘削刃の螺旋ピッチに合わせて回転・下降させることにより、目的の深度まで地中に螺旋状の杭孔を掘削する。
【０００６】
次いで、鋼管内に必要量の杭材料を充填した後、前記鋼管内の杭材料を加圧した状態で、前記螺旋状の杭孔内周面を螺旋状掘削刃がなぞるように鋼管を逆転・上昇させることにより、杭孔底部近傍で底板を鋼管内の杭材料の圧力で開口部から開放して当該開口部から放出される杭材料を螺旋状掘削刃下方の杭孔内に連続的に充填し、外周面に螺旋状の突条を有する現場造成杭を地中に構築する。
【０００７】
前記文献に記載されている装置においては、先端掘削刃が鋼管の下端部内周面を直径方向に横断するように固定されているので開口部が狭くなり、鋼管内部の杭材料を杭孔内に放出する際に大きな流動抵抗が生じて杭孔内への充填速度が低下するため、充填時に圧搾空気等で鋼管内の杭材料を加圧する必要があった。
【０００８】
一方、特許文献２には、掘削ヘッドを複数の分割体を合体させて構成した蓋体と、前記分割体の少なくとも一つの下面に突設した掘削刃から構成し、掘削ロッド（前記鋼管に相当）の逆転上昇時において、掘削ヘッドが前記各分割体に分解されて掘削ロッド下端の開口部から分離し、当該掘削ロッド内の杭材料が前記開口部から杭孔内に充填されるとともに、分解された各分割体が掘削ロッドの下方にワイヤで吊り下げられて地上に回収されるようにした現場造成杭の構築装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第５７４８９２９号公報
【特許文献２】特許第５７７３５２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
そこで、前記特許文献１に記載されている装置の掘削ヘッドを、先端掘削刃も含めて特許文献２に記載されている装置の掘削ヘッドのように、全ての部分を鋼管下端から分離できるようにすれば、鋼管下端の開口部全体が開放されるため、鋼管内の杭材料を加圧しなくても杭孔内へ放出される杭材料の充填速度の低下が解消される可能性が考えられる。
【００１１】
しかしながら、螺旋突条付きの杭は、通常の杭よりも螺旋突条が外周から張り出している分だけ容積が大きいため、杭孔内への杭材料の充填時に、通常の杭を構築する場合よりも多量の杭材料が必要であり、また、鋼管内の杭材料は下端開口部から真下に放出されるため、杭孔周囲に形成されている螺旋状溝内まで杭材料を不足無く均一に充填するためには、鋼管の上昇速度を抑える必要があり、杭孔への杭材料を充填する工程の作業効率を高めることが困難であった。
【００１２】
また、特許文献２に記載されているような、蓋体を構成する分割体の一つの下面に掘削刃を突設した構造の掘削ヘッドは、特許文献１に記載されている装置の掘削ヘッドのように鋼管下端に固定された先端掘削刃を有するものと比較して、分割体相互の係合部どうしが長期の使用によって摩耗してガタツキが生じた場合、杭孔の掘進中に鋼管下端から脱落する可能性があった。
【００１３】
そこで、本発明は、前述したような従来技術における問題を解消し、高品質の螺旋突条付き現場造成杭を低コストで効率的に構築できる、螺旋突条付き現場造成杭の構築装置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】
【００１４】
前記目的のために提供される本発明の螺旋突条付き現場造成杭の構築装置は、作業車のガイド柱に沿って昇降駆動される駆動ヘッドと、前記駆動ヘッドに上端が支持されて回転駆動される鋼管と、前記鋼管の下端部外周面に設けられた螺旋状掘削刃と、前記鋼管の下端に着脱自在に装着される板状の先端掘削刃と当該先端掘削刃の両側面に配置されて、当該鋼管の下端開口部を着脱自在に塞ぐ一対の底板から構成される掘削ヘッドとを備え、前記掘削ヘッドを装着した鋼管を掘進方向に回転させながら地中を下降させて、螺旋状掘削刃と先端掘削刃により螺旋状溝を有する杭孔を目的の深度まで掘削し、次いで前記鋼管内に杭材料を導入した後、当該鋼管を逆転させながら上昇させてその下端部から掘削ヘッドを分離し、鋼管内の杭材料を螺旋状掘削刃が通過した杭孔内に充填することにより、螺旋状の突状を有する現場造成杭を地中に構築する装置であって、前記鋼管は、その下端面が傾斜面で構成されているとともに、当該下端面の傾斜方向両側に対応する位置の下端部内周面にはそれぞれ、上方へ向けて内側に略同一の角度で傾斜する傾斜支持面と当該傾斜支持面の鋼管の掘進回転方向後方寄りの側端から一定の突出幅で垂直に立ち上がった係合面とを有する、一対の傾斜ガイドが固定され、前記先端掘削刃は、鋼管内に挿入される、幅方向両側の端面が前記一対の傾斜ガイドの傾斜支持面と略同一の角度でそれぞれ上方に向けて内側へ傾斜したシャンク部と、鋼管下端面から略下方に突出する刃部から構成されているとともに、前記シャンク部と刃部との間の幅方向両側の端面にはそれぞれ、鋼管下端面の傾斜方向両側部分とそれぞれ係合する一対の係合段部を有し、前記一対の底板は、それぞれ個別の可撓性条体を介してシャンク部と連結されているとともに、前記シャンク部は、さらに別の可撓性条体を介して鋼管内に設けられた連結部と当該鋼管の略中心位置でその中心軸線回りに回転自在に連結され、前記先端掘削刃は、杭孔の掘進時において、前記一対の係合段部が鋼管下端面にそれぞれ係合した状態で、シャンク部の幅方向両側の端面がそれぞれ対向する傾斜ガイドの傾斜支持面に案内支持されるとともに、前記それぞれの傾斜ガイドの係合面が、前記シャンク部の鋼管の回転方向後側の各側面の縁に係合して鋼管の回転を先端掘削刃に伝達し、鋼管の逆転上昇時には、前記一対の傾斜ガイドの各係合面とシャンク部間の係合が外れた後、鋼管下端から分離した先端掘削刃と一対の底板が前記各ワイヤにより鋼管下方に吊り下げられ、杭孔内に充填された杭材料内を通過して地上に回収されることを特徴としている。
【００１５】
本発明の螺旋突条付き現場造成杭の構築装置においては、螺旋状掘削刃の掘進回転方向前端近傍部分の下面には、鋼管下端部近傍の周壁に形成された連通口を通して当該鋼管の内部空間と連通する開口部が形成されているとともに、一方の底板は、杭孔の掘進時に前記開口部を閉塞する輪郭形状を有していることが望ましい。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１に記載された発明に係る螺旋突条付き現場造成杭の構築装置によれば、鋼管の下端面が傾斜面で構成されているため、当該鋼管の下端開口部の開口断面積を広く確保することができる。
【００１７】
その結果、鋼管を逆転・上昇させながら掘削した杭孔内に杭材料を充填していく際に、鋼管開口部を通過する杭材料の流動抵抗が減少し、充填速度を高めることができるので、工程の時間短縮を図ることができる。また、鋼管の回転につれて杭材料の放出方向が回転するため、螺旋溝の隅々まで杭材料を均一に充填することができる。
【００１８】
また、杭孔の掘進時において、先端掘削刃は、一対の係合段部が鋼管下端面に係合した状態で、鋼管内に挿入されるシャンク部の幅方向両側の端面が鋼管下端部内周面に設けられた一対の傾斜ガイドの傾斜支持面に案内支持されるとともに、これらの傾斜支持面の鋼管の掘進回転方向後方寄りの側端から一定の突出幅で垂直に立ち上がった係合面が、それぞれ対向するシャンク部の各側面の縁に沿って係合するため、鋼管に対して先端掘削刃をガタツキ無く安定に保持した状態で、鋼管の回転を先端掘削刃に確実に伝達することができる。
【００１９】
さらに、鋼管の逆転上昇時には、鋼管が短い距離上昇した時点で先端掘削刃のシャンク部と一対の傾斜ガイド部材の各係合面間の係合が開放されて、鋼管から先端掘削刃への回転力の伝達が解除されるので、鋼管下端から分離された先端掘削刃と各底板間を連結しているワイヤどうしの絡まりを防ぐことができ、鋼管の下端に吊り下げられた先端掘削刃とこれらの底板を、杭孔内の杭材料の中を円滑に通過させて地上に回収することができる。
【００２０】
また、請求項２に記載された発明によれば、前記請求項１の発明の効果に加え、螺旋状掘削刃の掘進回転方向前端近傍部分の下面に形成されている開口部から、鋼管内に導入された杭材料の一部が杭孔の螺旋状溝内に直接充填されるため、杭孔内への杭材料の充填をより均一且つ効率的に行うことができ、構築される現場造成杭の品質をさらに向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の１実施形態における、螺旋突条付き現場造成杭の構築装置を装着した作業車の側面図である。
【図２】図１に示す構築装置の鋼管下端近傍部分の縦断面図である。
【図３】図２の右方から見た鋼管下端近傍部分の縦断面図である。
【図４】鋼管下端部近傍部分の斜視図である。
【図５】鋼管の下端から掘削ヘッドを分解して下方に抜き出した状態を示す斜視図
【図６】掘削ヘッドの分解斜視図である。
【図７】掘削ヘッドを除いた鋼管下端部を真下から見た平面図である。
【図８】掘削ヘッドを組み立てて鋼管下端に装着する工程を説明する図である。
【図９】先端掘削刃と一対の底板を鋼管下端に組み付ける際に用いる傾斜台の斜視図である。
【図１０】図９に示す傾斜台の側面図である。
【図１１】図９に示す傾斜台の正面図である。
【図１２】傾斜台上で掘削ヘッドを組み立てた状態を示す斜視図である。
【図１３】先端掘削刃と一対の底板を鋼管下端に紐で仮固定した状態を示す斜視図である。
【図１４】螺旋突条付き現場造成杭を構築する各工程の前半部分を説明する図である。
【図１５】鋼管の上昇回転開始時に、先端掘削刃と受け部材間の係合が外れた状態を示す、鋼管下端部の縦断面図である。
【図１６】本発明の螺旋突条付き現場造成杭の構築方法における各工程の後半部分を説明する図である。
【図１７】本発明の第２実施形態における鋼管下端近傍部分の縦断面図である。
【図１８】本発明の第２実施形態における鋼管下端部近傍部分の斜視図である。
【図１９】本発明の第２実施形態における掘削ヘッドを除いた鋼管下端部を真下から見た平面図である。
【図２０】本発明の第２実施形態における２つの底板を外した状態を示す鋼管下端近傍部分の斜視図である。
【図２１】本発明の第２実施形態における一方の底板を上面側から見た斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の１実施形態における、螺旋突条付き現場造成杭の構築装置を装着した作業車の側面図であって、同図に示す構築装置１は、作業車２のアーム３に支持されたガイド柱４に対して上下動可能に支持される駆動ヘッド５と、前記駆動ヘッド５に上端が支持されて回転駆動される、下端部外周面に螺旋状掘削刃６を有する鋼管７と、当該鋼管７の下端に着脱自在に装着される掘削ヘッド８から構成されている。
【００２３】
前記作業車２は、クローラ２Ａで走行移動が可能であり、作業内容に応じてアースオーガ等の様々な作業装置を取り付けて使用可能な車両である。また、ガイド支柱４にはその上下の端部に一対のガイドシーブ９Ａ、９Ｂが設けられており、これらのガイドシーブ９Ａ、９Ｂ間には昇降チェーン１０が掛け渡されている。
【００２４】
前記昇降チェーン１０には前述の駆動ヘッド５が連結されていて、図示しない駆動手段によってこの昇降チェーン１０を駆動することにより、駆動ヘッド５がガイド柱４に沿って昇降移動するようになっている。
【００２５】
この駆動ヘッド５の下面には、正逆両方向に回転可能な駆動軸５Ａが下方に突出して設けられている。前記駆動軸５Ａは、鋼管７の上端に連結部７Ａを介して固定されている被駆動軸１１と切り離し可能に連結されていて、駆動軸５Ａの回転駆動により、被駆動軸１１と鋼管７は一体となって回転されるようになっている。
【００２６】
図２は、鋼管７の下端近傍部分の縦断面図、図３は、図２の右方から見た鋼管７の下端部近傍部分の縦断面図、図４は、鋼管７の下端部近傍部分の斜視図、図５は、鋼管７の下端から掘削ヘッド８を分解して下方に抜き出した状態を示す斜視図、図６は、掘削ヘッド８の分解斜視図である。
【００２７】
これらの図に示すように、掘削ヘッド８は、鋼管７の直径方向に横断するようにその下端部に着脱自在に取り付けられる、板状の先端掘削刃１２と、当該先端掘削刃１２の両側面に配置されて前記鋼管７の下端開口部を着脱自在に塞ぐ略半楕円状の一対の底板１３、１４から構成されている。
【００２８】
また、鋼管７の下端部外周面に設けられている螺旋状掘削刃６は、その上下両面と外周面をそれぞれ形成する、螺旋状に湾曲させた鋼板どうしを溶接接合して一体化したものを鋼管７の外周面に溶接して固定してある。なお、この螺旋状掘削刃６は鋼鋳物等で一体に製作してもよい。
【００２９】
図７は、掘削ヘッド８を取り外した鋼管７の下端部を真下から見た平面図であって、同図に示すように、本実施形態のものにおいては、螺旋状掘削刃６の掘進回転方向の前端近傍部分では、鋼管７の外周面からの突出幅Ｗを前記回転方向前方に向けて次第に減少するように形成して地盤掘進時の掘削抵抗の低減を図っている。また、螺旋状掘削刃６の耐摩耗性を高めるために、掘進回転方向前端面に超硬チップ６Ａを取り付けてある。
【００３０】
図２に示すように、鋼管７の下端面７Ｂは傾斜面で構成されており、前記下端面７Ｂの最下端は、前述した超硬チップ６Ａが固定されている前記螺旋状掘削刃６の前端下面と略同一高さに設定されている。
【００３１】
なお、前記下端面７Ｂの水平面に対する傾斜角度は、鋼管７の外周面における螺旋状掘削刃６の傾斜角度よりも若干緩い角度に設定されている。また、螺旋状掘削刃６の横断面形状は、掘進回転方向の前端近傍で下辺が略水平な３角形状になっている。
【００３２】
さらに、本実施形態においては、螺旋状掘削刃６は、鋼管７の外周面を螺旋状に略一周半する長さで取り付けられていて、その横断面形状は、掘進回転方向前端から中間部に向けて３角形状から台形状に連続的に変化し、その断面積は中間部付近で最大となるように形成されている。
【００３３】
一方、先端掘削刃１２は、鋼管７の内側をその直径方向に横断して、両端面１２ａ、１２ｂがそれぞれ、当該鋼管７の内周面に固定された一対の傾斜ガイド１５、１６に当接支持されるシャンク部１２Ａと、鋼管７の下端面７Ｂにそれぞれ係合する係合段部１２ｃ、１２ｄ（図６参照）を境にして鋼管７の下端から下方に突出する刃部１２Ｂから構成されている。
【００３４】
これらの係合段部１２ｃ、１２ｄの上面はそれぞれ、前記下端面７Ｂの傾斜に整合する傾斜角度を有していて、図２に示すように、鋼管７を垂直に立てた状態において刃部１２Ｂの下端面１２ｅは水平になっている。
【００３５】
前記下端面１２ｅの中央部には、掘進時の掘削抵抗を減らすとともに鋼管７の直進安定性を高めるために、台形状の切欠部Ｋが形成されている。なお、刃部１２Ｂの形状はこれに限定するものではなく、例えば、下端面中央部を山形に突出させてもよい。
【００３６】
また、本実施形態のものにおいては、前記切欠部Ｋの両側の下端面１２ｅに、後述する杭孔の掘削開始時に、掘削ヘッド８を鋼管７の下端に縛りつけて仮固定しておくための紐を掛け渡す溝Ｔが形成されている。
【００３７】
また、前述した傾斜ガイド１５、１６は、図７に示すように、横断面略Ｌ字状に形成されていて、鋼管７の中心軸線Ｏに対して点対称となる配置で対向して鋼管７の内周面に溶接固定されている。
【００３８】
図２又は図７に示すように、その一方の傾斜ガイド１５は、先端掘削刃１２のシャンク部１２Ａの一方の端面１２ａに当接してこれを案内支持する傾斜支持面１５ａと、当該傾斜支持面１５ａの鋼管７の掘進回転方向後方寄りの側端から一定の突出幅で垂直に立ち上がった係合面１５ｂを有している。
【００３９】
また、他方の傾斜ガイド１６は、前記シャンク部１２Ａの他方の端面１２ｂに当接してこれを案内支持する傾斜支持面１６ａと、当該傾斜支持面１６ａの鋼管７の掘進回転方向後方寄りの側端から一定の突出幅で垂直に立ち上がった係合面１６ｂを有している。
【００４０】
これらの係合面１５ｂ、１６ｂは、鋼管７の掘進方向への回転時にそれぞれ、回転方向後方から先端掘削刃１２の各側面１２ｆ、１２ｇ（図７では、仮想線で表示。）の縁に係合して当該先端掘削刃１２に回転力を伝達する。
【００４１】
図２に示すように、これらの２つの傾斜ガイド１５、１６の傾斜支持面１５ａ、１６ａはそれぞれ、上方に向けて対向間隔が接近するように等角度で傾斜している。また、これら２つの傾斜ガイド１５、１６は、鋼管７の下端面７Ｂの傾斜に合わせて上下方向に位置をずらして鋼管７の内周面に固定されているが、傾斜支持面１５ａと傾斜支持面１６ａの長さは等しく、また、傾斜支持面１５ａからの係合面１５ｂの突出幅と傾斜支持面１６ａからの係合面１６ｂの突出幅も等しく設定されている。
【００４２】
一方、先端掘削刃１２の刃部１２Ｂの両側の端面１２ｈ、１２ｉはそれぞれ、鋼管７の外周面と段差無く連続するように、これら両端面間の幅は、鋼管７の外径に適合させてある。なお、前記幅は鋼管７の外径を若干越えても差し支えない。
【００４３】
図２及び図３に示すように、鋼管７の下端開口部を塞いでいる一対の底板１３、１４のそれぞれの外周部１３ａ、１４ａは、鋼管７の外周面と段差無く連続するように、鋼管７の傾斜した楕円状の下端面７Ｂの周囲に適合する曲面で形成されている。
【００４４】
また、これらの底板１３、１４の上面周縁部には、鋼管７の下端内周面にそれぞれ嵌合する嵌合段部１３ｂ、１４ｂが形成されているとともに、先端掘削刃１２の両側面１２ｆ、１２ｇに対向する端面１３ｃ、１４ｃは、垂直な平坦面で構成されている。
【００４５】
また、前記２つの傾斜ガイド１５、１６の上方の鋼管７の内周面には、その半径方向内側へ向けて連結部としての吊り腕１７が突設されている。前記吊り腕１７の先端部は鋼管７の中心位置にあり、当該先端部には、連結軸１８を介して回転ジョイント１９が揺動自在に連結されている。前記回転ジョイント１９は、連結軸１８に対してこれと直交する軸線回りに回動自在な吊り環１９Ａを有しており、この吊り環１９Ａには、吊りワイヤ２０の一方の端が連結されている。
【００４６】
前記吊りワイヤ２０の他方の端は、先端掘削刃１２のシャンク部１２Ａの上端部に連結軸２１で連結された連結環２２に連結されている。また、前記連結環２２には、連結ワイヤ２３と連結ワイヤ２４のそれぞれの一方の端が連結されている。
【００４７】
図６に示すように、これらの連結ワイヤ２３、２４の他方の端は、それぞれ対応する底板１３、１４に形成されているワイヤ取付孔１３ｄ、１４ｄに挿入されて、図示しない固着手段で固定されている。
【００４８】
次に、前述したように構成されている構築装置１を用いて螺旋突条付き現場造成杭を構築する方法について説明する。現場造成杭の構築に当たっては、図１に示す構築装置１を装着した作業車２を現場造成杭の構築現場に移動させて、図８（ａ）に示すように、構築位置の近傍に設置した傾斜台２５の上方に鋼管７を位置決めし、当該鋼管７から吊りワイヤ２０で吊られている先端掘削刃１２と、これに連結ワイヤ２３、２４で連結されている底板１３、１４（同図では底板１３のみ表示）を傾斜台２５上に降ろして、この上で掘削ヘッド８を組み立てる。
【００４９】
図９は、ここで使用する傾斜台２５の斜視図、図１０はその側面図、図１１は正面図、
図１２は、組み立てられた掘削ヘッド８が載置されている傾斜台２５の斜視図であって、これらの図に示すように、傾斜台２５は、それぞれ一対の短脚部２５ａと長脚部２５ｂにより、地表面ＧＬに対して、前記鋼管７の下端面７Ｂの傾斜角度と等しい角度で傾斜して支持される支持板２５ｃを有している。
【００５０】
前記支持板２５ｃにはその長手方向中央部に、前述した先端掘削刃１２の刃部１２Ｂを受け入れる刃部受入用スリット２５ｄが形成されているとともに、前記スリット２５ｄに直交する２つの紐掛け用スリット２５ｅが形成されている。
【００５１】
また、支持板２５ｃの上面には、図１２に示すように、一対の底板１３、１４のそれぞれの外周部１３ａ、１４ａに当接して、これらの底板１３、１４を傾斜した支持板２５ｃ上に位置決め保持する一対の受けピン２５ｆが突設されている。
【００５２】
また、前記支持板２５ｃの下面には、図１０に仮想線で示すように、先端掘削刃１２の下端面１２ｅを両側から保持する長短２つの先端掘削刃保持片２５ｇ、２５ｈが取り付けられている。
【００５３】
これらの先端掘削刃保持片２５ｇ、２５ｈは、前記刃部受入用スリット２５ｄの長手方向両端位置の下方に垂設されており、これらの下端にはそれぞれ互いに対向する向きに、Ｌ字状に水平に折れ曲がった同一高さの受け部Ｖが形成されている。
【００５４】
前述したように構成されている傾斜台２５の上で掘削ヘッド８を組み立てる際には、先端掘削刃１２を前記刃部受入用スリット２５ｄに差し込んで、図１０に仮想線で示すように、その下端面１２ｅの両端部分を長短２つの先端掘削刃保持片２５ｇ、２５ｈのそれぞれの受け部Ｖの上面に支持させる。
【００５５】
この状態で、図１２に示すように、支持板２５ｃ上面の先端掘削刃１２の両側に底板１３、１４を配置して、それぞれの外周部１３ａ、１４ａを前記一対の受けピン２５ｆに当接させる。
【００５６】
次に、図８（ｂ）に示すように鋼管７を下降させて、前述の先端掘削刃１２のシャンク部１２Ａと吊りワイヤ２０及び連結ワイヤ２３、２４のそれぞれを鋼管７内に収納するとともに、鋼管７の下端に底板１３、１４を嵌合させる。
【００５７】
この際、図１３に示すように、先端掘削刃１２の切欠部Ｋの両側の下端面１２ｅに形成されている溝Ｔに通した紐２６の端を、鋼管７の下端近傍の外周面に突設した紐固定片７Ｃに固定し、先端掘削刃１２と一対の底板１３、１４を鋼管７の下端に仮止めする。
【００５８】
なお、この作業は、鋼管７を下降させる前に、図１２に示すように、支持板２５上の底板１３、１４の外周部１３ａ、１４ａの外側にはみ出している紐掛け用スリット２５ｅの両側部分に紐２６を通過させて前記各溝Ｔに掛け渡しておき、次いで鋼管７を図８（ｂ）に示すように下降させた状態で、これらの紐２６を各紐固定片７Ｃに緊張状態で縛って固定すればよい。
【００５９】
こうして、掘削ヘッド８を組み立てて鋼管７の下端に仮固定した後、図８（ｃ）のように、鋼管７を上昇させ、前記鋼管７を杭孔の掘削位置の真上に移動する。次いで、図１４（ａ）に示すように、鋼管７を掘進回転方向に回転させつつ、螺旋状掘削刃６の螺旋ピッチに合わせて下降させることにより杭孔の掘進を開始する。
【００６０】
図１４（ｂ）に示すように、鋼管７が螺旋状に回転しながら地中を掘進すると、螺旋状掘削刃６の上方には、杭孔の一部として螺旋状溝Ｎが形成されていく。なお、前述した先端掘削刃１２と一対の底板１３、１４で構成される掘削ヘッド８を鋼管７の下端に仮止めしていた紐２６は、掘削ヘッド８が地表面ＧＬから地中に侵入する際に抵抗を受けて切断されるが、掘削刃１２と底板１３、１４は、下方から作用する土圧によって鋼管７の下端面に押しつけられているため、掘進中に鋼管７から脱落することはない。
【００６１】
次に、図１４（ｃ）に示すように、鋼管７で目的の深さまで杭孔を掘削したら、鋼管７の回転と下降を停止する。次いで、同図（ｄ）に示すように、鋼管７内に上方から杭材料Ｃ（生コンクリート等）を充填していく。なお、本実施形態のものにおいては、図１に示す連結部７Ａを被駆動軸１１から取り外し、その開口部から鋼管７内に杭材料Ｃを充填している。
【００６２】
この際、図１４（ｅ）に示すように、杭材料Ｃは、地中に形成されている螺旋状溝Ｎ内の容積分と、鋼管７自体の地中に侵入している体積分を加算した分だけ、地表面ＧＬより高い位置まで鋼管７内に充填する。
【００６３】
鋼管７内への杭材料Ｃの充填が完了したら、再び図１に示す連結部７Ａを被駆動軸１１に連結し、鋼管７を逆転しつつ螺旋状掘削刃６の螺旋ピッチに合わせて上昇させる。鋼管７が上昇を開始すると、底板１３、１４の底面には土圧が作用しなくなるため、これらの底板１３、１４は自重と鋼管７内の杭材料Ｃの重量によって鋼管７の下端から分離し、鋼管７内の杭材料Ｃは杭孔内へ放出される。
【００６４】
この際、先端掘削刃１２も同時に鋼管７の下端から分離されるが、図１５に示すように、先端掘削刃１２のシャンク部１２Ａの両側の端面１２ａ、１２ｂ間の幅は上方に狭まっているのに対して、傾斜ガイド１５、１６のそれぞれの係合面１５ｂ、１６ｂの端縁間の対向間隔は下方に拡がっているため、鋼管７が短い距離Ｘだけ上昇した時点で先端掘削刃１２とこれらの傾斜ガイド１５、１６間の係合が外れる。
【００６５】
その結果、先端掘削刃１２が回転する鋼管７から離脱する間の供回り量は僅かであり、先端掘削刃１２と各底板１３、１４間を連結している連結ワイヤ２３、２４どうしの絡まりを防ぐことができる。
【００６６】
図１６（ａ）に示すように、鋼管７とともに螺旋状掘削刃６が回転しながら地中を上昇して通過した螺旋状溝Ｎ内には、順次鋼管７の下端から放出される杭材料Ｃが満たされていく。
【００６７】
この際、鋼管７の下端面７Ａを傾斜させたことによって、その開口断面積を大きくできるため、鋼管７内から杭孔内へ杭材料Ｃを充填する際の流動抵抗が減少し、充填速度を増加できるので、工程の時間短縮を図ることができる。また、鋼管７の回転につれて杭材料Ｃの斜め下方への放出方向が回転するため、螺旋溝Ｎの隅々まで杭材料Ｃを均一に充填することができる。
【００６８】
また、先端掘削刃１２と２つの底板１３、１４は、鋼管７の上昇とともに吊りワイヤ２０及び連結ワイヤ２３、２４によって鋼管７の下方に吊り下げられて杭孔内に充填された杭材料Ｃの中を通過して引き上げられる。
【００６９】
この際、先端掘削刃１２を吊り下げている吊りワイヤ２０の上端は、先に説明したように、回転ジョイント１９（図２、図３参照）を介して鋼管７と連結されているため、先端掘削刃１２や、当該先端掘削刃１２にそれぞれ連結ワイヤ２３、２４を介して連結されている底板１３、１４が鋼管７の回転に引きずられて振り回されることはなく、吊りワイヤ２０の捩れや連結ワイヤ２３、２４どうしの絡みを生じるおそれはない。
【００７０】
また、この工程においては、螺旋状掘削刃６の上方に既に形成されている螺旋状溝Ｎの内周縁が、周囲から作用する土圧によって崩れたり変形していても、下方から螺旋状溝Ｎをなぞるように上昇してくる螺旋状掘削刃６によって、杭材料Ｃが充填される直前に当該螺旋状溝Ｎの崩れは修復される。
【００７１】
こうして、図１６（ｂ）に示すように、鋼管７の上昇によって先端掘削刃１２と底板１３、１４を地上に回収し、その後、杭材料Ｃを自然に固化させることにより、図１６（ｃ）に示すように螺旋突条付き現場造成杭Ｐが構築される。
【００７２】
なお、前述した実施形態のものにおいては、傾斜した支持板２５ｃを有する傾斜台２５上で掘削ヘッド８を組み立て、これを紐２６を用いて鋼管７の下端に仮固定しているが、このような傾斜台を用いずに、例えば、杭孔を掘削する位置の地表面に、鋼管７の下端面７Ｂの傾斜角に合わせた傾斜面を土盛りして形成し、この傾斜面に刃部１２Ｂが埋まるように先端掘削刃１２を立てて置き、その両側面に一対の底板１３、１４を配置することで掘削ヘッド８として組み立て、次いで鋼管７を下降させて前記掘削ヘッド８を鋼管７の下端に装着するようにしてもよい。
【００７３】
なお、この場合には、杭孔の掘削位置の地表面に、あらかじめ傾斜面を形成しておく作業が必要があるが、鋼管７に掘削ヘッド８を装着後、そのまま杭孔の掘進作業を開始することができる利点がある。
【００７４】
次に、図１７は、本発明の第２実施形態における鋼管下端近傍部分の縦断面図、図１８は前記鋼管下端部近傍部分の斜視図である。なお、これらの図において、先に説明した第１実施形態のものと構造が同じ部分においては、共通の符号を用いている。
【００７５】
これらの図に示すものは、螺旋状掘削刃６’と掘削ヘッド８’の一部を構成する底板１３’の構造のみ、前述した第１実施形態における、螺旋状掘削刃６と底板１３とそれぞれ異なっている。
【００７６】
螺旋状掘削刃６’は、掘進回転方向の前端近傍部分の下面が、鋼管７の傾斜した下端面７Ｂと同一の平面内に位置しており、また、底板１３’の外周面１３’ａは、前記下面周囲の螺旋状掘削刃６’の外周面と整合する輪郭を有している。
【００７７】
図１９は、前記掘削ヘッド８’を除いた鋼管７下端部を真下から見た平面図、図２０は、２つの底板１３’、１４を外した状態を示す鋼管７の下端近傍部分の斜視図であって、これらの図に示すように、螺旋状掘削刃６’の掘進回転方向の前端６Ａ’は、鋼管７の下端面７Ｂの最下位置側で鋼管７の外周面と接する狭い平坦面として構成されている。
【００７８】
また、前端６’Ａ後方の下面には、前記底板１３’によって遮蔽される開口部Ｒが形成されている。前記開口部Ｒは、図２０に示すように、鋼管７の下端部近傍の周壁に形成された連通口Ｈを通して当該鋼管７の内部空間と連通している。また、螺旋状掘削刃６’内部の前記開口部Ｒより後方部分は、隔壁６’Ｂにより閉じられている。
【００７９】
また、図２１に示すように、前記開口部Ｒを塞ぐ底板１３’は、その上面に、鋼管７の内周面に嵌合する嵌合段部１３’ｂを有している。なお、この嵌合段部１３’ｂは前述した第１実施形態における底板１３の嵌合段部１３ｂと同一の輪郭形状であり、また、嵌合段部１３’ｂの内側には前記底板１３のワイヤ取付孔１３ｄと同一位置に、連結ワイヤ２３の下端が挿入固定されるワイヤ取付孔１３’ｄが形成されている。
【００８０】
前記第２実施形態のものにおいては、前述した図１６（ａ）に示す工程と同様に、鋼管７とともに螺旋状掘削刃６’を逆転させながら地中を上昇させて杭孔内に杭材料を充填する工程において、杭孔周囲に形成されている螺旋状溝内に、前記開口部Ｒから鋼管７内に導入された杭材料の一部が連通口Ｈを通して直接充填されるため、杭孔内への杭材料の充填をより効率的且つ均一に行うことができ、構築される現場造成杭の品質をさらに向上させることができる。
【００８１】
なお、この第２実施形態においては、杭孔を掘削する際に、掘削位置の地面に鋼管７の下端面７Ｂの傾斜角に合わせた傾斜面を形成して、前記傾斜面に先端掘削刃１２を刃部１２Ｂが当該傾斜面に埋没するように設置し、その両側に底板１３’と底板１４をそれぞれ配置して掘削ヘッド８’を組み立てた後、鋼管７を下降させることで、掘削ヘッド８’を鋼管７の下端に装着することができる。
【符号の説明】
【００８２】
１                            構築装置
２                            作業車
２Ａ                          クローラ
３                            アーム
４                            ガイド柱
５                            駆動ヘッド
５Ａ                          駆動軸
６、６’                      螺旋状掘削刃
６Ａ                          超硬チップ
６’Ａ                        前端壁
６’Ｂ                        隔壁
７                            鋼管
７Ａ                          連結部
７Ｂ                          下端面
７Ｃ                          紐固定片
８、８’                      掘削ヘッド
９Ａ、９Ｂ                    ガイドシーブ
１０                            昇降チェーン
１１                           被駆動軸
１２                            先端掘削刃
１２Ａ                          シャンク部
１２Ｂ                          刃部
１２ａ、１２ｂ                  端面（シャンク部側）
１２ｃ、１２ｄ                  係合段部
１２ｅ                          下端面
１２ｆ、１２ｇ                  側面
１２ｈ、１２ｉ                  端面（刃部側）
１３、１３’１４                底板
１３ａ、１３’ａ、１４ａ        外周部
１３ｂ、１３’ｂ、１４ｂ        嵌合段部
１３ｃ、１４ｃ                  端面
１３ｄ、１４ｄ                  ワイヤ取付孔
１５、１６                      傾斜ガイド
１５ａ、１６ａ、                傾斜支持面
１５ｂ、１６ｂ                  係合面
１７                            吊り腕（連結部）
１８                            連結軸
１９                            回転ジョイント
１９Ａ                          吊り環
２０                            吊りワイヤ
２１                            連結軸
２２                            連結環
２３、２４                      連結ワイヤ
２５                            傾斜台
２５ａ                          短脚部
２５ｂ                          長脚部
２５ｃ                          支持板
２５ｄ                          刃部受入用スリット
２５ｅ                          紐掛け用スリット
２５ｆ                          受けピン
２５ｇ、２５ｈ                  先端掘削刃保持片
２６                            紐
Ｃ                              杭材料
ＧＬ                            地表面
Ｋ                              切欠部
Ｈ                              連通口
Ｎ                              螺旋溝
Ｐ                              螺旋突条付き現場造成杭
Ｒ                              開口部
Ｔ                              溝
Ｖ                              受け部
【図１】
2017119976.tif 000003
【図２】
2017119976.tif 000004
【図３】
2017119976.tif 000005
【図４】
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【図５】
2017119976.tif 000007
【図６】
2017119976.tif 000008
【図７】
2017119976.tif 000009
【図８】
2017119976.tif 000010
【図９】
2017119976.tif 000011
【図１０】
2017119976.tif 000012
【図１１】
2017119976.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2017119976.tif 000017
【図１６】
2017119976.tif 000018
【図１７】
2017119976.tif 000019
【図１８】
2017119976.tif 000020
【図１９】
2017119976.tif 000021
【図２０】
2017119976.tif 000022
【図２１】
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