特開 2023-168032 拡底バケット及び拡底孔の施工方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023168032

(43)【公開日】2023-11-24

(54)【発明の名称】拡底バケット及び拡底孔の施工方法

(51)【国際特許分類】

   E21B 11/00 20060101AFI20231116BHJP

【ＦＩ】

E21B11/00 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022079644

(22)【出願日】2022-05-13

(71)【出願人】

【識別番号】000004617

【氏名又は名称】日本車輌製造株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000001373

【氏名又は名称】鹿島建設株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】391039829

【氏名又は名称】東洋テクノ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100128358

【弁理士】

【氏名又は名称】木戸 良彦

(74)【代理人】

【識別番号】100086210

【弁理士】

【氏名又は名称】木戸 一彦

(72)【発明者】

【氏名】大塚 明宏

(72)【発明者】

【氏名】福島 隆

(72)【発明者】

【氏名】村松 匡太

(72)【発明者】

【氏名】武居 幸次郎

(72)【発明者】

【氏名】落合 利行

(72)【発明者】

【氏名】森田 亨

(72)【発明者】

【氏名】山田 正毅

【テーマコード（参考）】

2D129

【Ｆターム（参考）】

2D129AB16

2D129AC09

2D129BA04

2D129BB01

2D129BB08

2D129DA12

2D129DC05

2D129DC16

2D129EB14

2D129EB21

2D129GA31

(57)【要約】

【課題】拡底バケットの軽量化を図るとともに、掘削抵抗が増大することを抑制できる大型の拡底バケット及び拡底孔の施工方法を提供する。
【解決手段】第１バケット本体２２に、拡底孔４２の上部側を施工する上部拡底翼２４を備えた第１拡底バケット２１と、第２バケット本体３２に、拡底孔４２の下部側を施工する下部拡底翼３４を備えた第２拡底バケット３１とを備え、第１拡底バケット２１と第２拡底バケット３１とは、ケリーバ先端に付け替え可能に取り付けられる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

アースドリルのケリーバ先端に着脱可能に装着され、予め掘削した縦孔の底部を、バケット本体に開閉可能に設けられた拡底翼を開くことにより拡大掘削し、拡底孔を形成する拡底バケットにおいて、
前記拡底翼は、前記拡底孔の上部側を施工する上部拡底翼と、前記拡底孔の下部側を施工する下部拡底翼とに分割して形成され、
前記拡底バケットは、前記ケリーバ先端に付け替え可能に装着される第１拡底バケットと第２拡底バケットとを備え、前記第１拡底バケットは、第１バケット本体に、前記上部拡底翼のみを備え、前記第２拡底バケットは、第２バケット本体に、前記下部拡底翼のみを備えることを特徴とする拡底バケット。

【請求項2】

請求項１に記載の拡底バケットを用いて拡底孔を施工する拡底孔の施工方法において、前記第１拡底バケットを前記ケリーバ先端に装着し、拡底孔の上部側を施工した後、前記第１拡底バケットを吊り上げ、地上で前記ケリーバ先端から、前記第１拡底バケットを取外して前記第２拡底バケットに付け替えた後、前記拡底孔の下部側を施工することを特徴とする拡底孔の施工方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、アースドリルにより掘削した縦孔の底部を拡大掘削して、拡底孔を形成する拡底バケット及び拡底孔の施工方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、アースドリルによって、拡底孔を掘削する際には、まず、ケリーバの先端に掘削バケットを装着して、所定深さの縦孔を掘削した後、掘削バケットを拡底バケットに交換して、縦孔の底部をテーパー状（円錐状）に拡底している。この拡底バケットは、バケット本体の外周に、油圧シリンダの作動によって開閉する掘削刃を備えた拡底翼を備え、ベースマシンから油圧シリンダに供給される油圧により、油圧シリンダが伸縮して拡底翼が開閉するように形成されている。高層ビルや高層タワー等の基礎杭では、基礎杭に高い支持力が要求されることから、拡底孔を大径に掘削して基礎杭の拡底径を大きくすることが求められている。しかし、大径の拡底孔を掘削するためには、拡底翼の寸法を大きくしなければならないことから、掘削抵抗が増大し、さらに、拡底バケットの重量も増加することから、一度に排土できる土砂の量が減少していた。

【0003】

このため、拡底バケットの拡底翼を上下２段に分割し、下段の拡底翼を駆動拡底翼、上段の拡底翼を従動拡底翼とし、両者間に連動用動力伝達手段を設け、下段の拡底翼がある程度開いてから上段の拡底翼が開くように形成し、拡底翼を閉じる際に、バケット本体を大型化させなくても、拡底翼を良好に閉じることができるようにしたものがあった（例えば、特許文献１参照。）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０００－２１３２７０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、上述の特許文献１のものは、拡底翼を上下２段に分割することで、バケット本体が大型化して重量が増大することをある程度は抑制できるものの、その効果が限定的であり、また、掘削抵抗が増大することは抑制できなかった。

【0006】

そこで本発明は、拡底バケットの軽量化を図るとともに、掘削抵抗が増大することを抑制できる大型の拡底バケット及び拡底孔の施工方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】

【0007】

上記目的を達成するため、本発明の拡底バケットは、アースドリルのケリーバ先端に着脱可能に装着され、予め掘削した縦孔の底部を、バケット本体に開閉可能に設けられた拡底翼を開くことにより拡大掘削し、拡底孔を形成する拡底バケットにおいて、前記拡底翼は、前記拡底孔の上部側を施工する上部拡底翼と、前記拡底孔の下部側を施工する下部拡底翼とに分割して形成され、前記拡底バケットは、前記ケリーバ先端に付け替え可能に装着される第１拡底バケットと第２拡底バケットとを備え、前記第１拡底バケットは、第１バケット本体に、前記上部拡底翼のみを備え、前記第２拡底バケットは、第２バケット本体に、前記下部拡底翼のみを備えることを特徴としている。

【0008】

また、本発明の拡底孔の施工方法は、請求項１に記載の拡底バケットを用いて拡底孔を施工する拡底孔の施工方法において、前記第１拡底バケットを前記ケリーバ先端に装着し、拡底孔の上部側を施工した後、前記第１拡底バケットを吊り上げ、地上で前記ケリーバ先端から、前記第１拡底バケットを取外して前記第２拡底バケットに付け替えた後、前記拡底孔の下部側を施工することを特徴としている。

【発明の効果】

【0009】

本発明の拡底バケット及び拡底孔の施工方法によれば、第１拡底バケットと第２拡底バケットとから成る２種類の拡底バケットで掘削段階毎に順を追って、ケリーバ先端に付け替えて機能させることから、拡底バケットに生じる掘削抵抗を極力抑えながら、拡底孔を施工することができる。さらに、第１拡底バケットと第２拡底バケットとは、上部拡底翼と下部拡底翼のいずれか一方しか備えていないことから拡底バケットの軽量化を図ることができ、一度に排土できる土砂の量を増大させて排土作業の回数を減少させ、効率を向上させることができる。

【0010】

また、上下で掘削を分ける（拡底翼の上部のみ・下部のみで掘削を分ける）ことができるため、上下一体で掘削するよりも、掘削抵抗が極力抑えられる。さらに、拡底バケット重量と土砂重量の総重量は、掘削機の能力によって決まっていることから、上部のみ下部のみの拡大翼にして、各々の拡底バケットの重量増加を抑えたことで、拡底バケットに一度に収納できる土砂を増やすことができる。すなわち、一度に排土できる土砂の量を増大させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】第１拡底バケットの正面図である。

【図2】第１拡底バケットにて拡底孔の上部側を施工した説明図である。

【図3】第２拡底バケットの正面図である。

【図4】第２拡底バケットにて拡底孔の下部側を施工した状態の説明図である。

【図5】拡底バケットを連結した状態のアースドリルの側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

図１乃至図５は本発明の拡底バケットの一形態例を示す図で、拡底バケット２１（３１）を連結するアースドリル１１は、図５に示すように、自走式のベースマシン１２と、ブーム１３と、支持アーム１４と、支持アーム１４に支持されるケリーバ駆動装置１５と、ケリーバ駆動装置１５により回転駆動するケリーバ１６と、ケリーバ駆動装置１５の下部に設けられ、昇降を規制した状態でケリーバ１６と一体に回転する回転テーブル１７とを備え、回転テーブル１７から下方に突出したケリーバ１６の下端部に拡底バケットが着脱可能に装着される。ケリーバ１６は、ベースマシン１２に設けられたウインチ（図示せず）に巻回されるワイヤロープ１８に連結され、ウインチによってワイヤロープ１８が巻き取り、もしくは、巻き出しされることにより上下方向に移動自在となっており、拡底バケット２１（３１）は、ケリーバ１６と一体に回転するとともに上下動する。

【0013】

拡底バケットは、ケリーバ１６の先端に付け替え可能に設けられた第１拡底バケット２１と第２拡底バケット３１とを備えている。図１に示すように、第１拡底バケット２１は、円筒状の第１バケット本体２２と、第１バケット本体２２の上端部に設けたスタビライザー２３と、第１バケット本体２２の下端部に設けた底蓋２２ａと、開口部を開閉し、開状態で下方に向けて漸次大径となる円錐状の上部拡底翼２４，２４と、上部拡底翼２４，２４を開閉させる拡底翼駆動装置（図示せず）とを備えている。

【0014】

上部拡底翼２４は、一側縁（回動基部）が第１バケット本体２２の縦枠２２ｂ，２２ｂに複数のヒンジ部材２５を回動軸として回動可能にそれぞれ取り付けられ、他側縁（回動端部）には、複数の掘削刃２６が連続して設けられている。
れている。

【0015】

図３に示すように、第２拡底バケット３１は、円筒状の第２バケット本体３２と、第２バケット本体３２の上端部に設けたスタビライザー３３と、第２バケット本体３２の下端部に設けた底蓋３２ａと、開口部を開閉し、開状態で下方に向けて漸次大径となる円錐台状の下部拡底翼３４，３４と、下部拡底翼３４，３４を開閉させる拡底翼駆動装置（図示せず）とを備えている。

【0016】

下部拡底翼３４は、一側縁（回動基部）が第２バケット本体３２の縦枠３２ｂ，３２ｂに複数のヒンジ部材３５を回動軸として回動可能にそれぞれ取り付けられ、他側縁（回動端部）には、複数の掘削刃３６が連続して設けられている。尚、第１拡底バケット２１と第２拡底バケット３１の本体２２，３２（スタビライザー２３，３３と底蓋２２ａ，３２ａとの間隔）は略同一であって施工する拡底孔４２の高さに概ね等しく、第１拡底バケット２１の上部拡底翼２４は本体２２の上端部に設けられ、第２拡底バケット３１の下部拡底翼３４は本体３２の下端部に設けられている。

【0017】

上部拡底翼２４と下部拡底翼３４とは、一体に形成されていた従来の拡底翼を上下２段に分離分割して形成したもので、第１拡底バケット２１に備わる上部拡底翼２４では、拡底孔４２の上部４２ａ側のみを、第２拡底バケット３１に備わる下部拡底翼３４では、拡底孔４２の下部４２ｂ側のみをそれぞれ施工する。

【0018】

上述のように形成されたアースドリル１１を用いて拡底孔を施工する際は、まず、図１及び図２に示されるように、ケリーバ１６の先端に第１拡底バケット２１を連結し、該第１拡底バケット２１を、掘削バケット（図示せず）で予め掘削した縦孔４１に挿入し、該縦孔４１の底部において回転駆動した状態で、上部拡底翼２４を徐々に開きながら、拡底孔４２の上部４２ａ側をテーパー状に拡径させる（図２の斜線で示した部分）。また、掘削した土砂は上部拡底翼２４の内面に沿って第１バケット本体２２側に導入され、第１バケット本体２２内に取り込まれる。所定量を掘削した後は、上部拡底翼２４を閉じて、土砂を第１バケット本体２２内に抱え込ませる。そして、第１拡底バケット２１を土砂ごと吊り上げ、所定の場所で底蓋２２ａを開いて排土する。これを数回繰り返し、拡底孔４２の上部４２ａ側が施工される。

【0019】

拡底孔４２の下部４２ｂ側を施工する際は、図３及び図４に示されるように、地上において第１拡底バケット２１と第２拡底バケット３１とを付け替える。その後、既に施工済みの拡底孔４２の上部４２ａ側まで第２拡底バケット３１を挿入し、下部拡底翼３４を徐々に開きながら、最大拡底径となる拡底孔４２の下部４２ｂ側を施工する（図４の斜線で示した部分）。また、掘削した土砂は下部拡底翼３４の内面に沿って第２バケット本体３２側に導入され、第２バケット本体３２内に取り込まれる。所定量を掘削した後は、下部拡底翼３４を閉じて、土砂を第２バケット本体３２内に抱え込ませた状態で第２拡底バケット３１を吊り上げ、底蓋３２ａを開いて排土する。これを数回繰り返し、拡底孔４２の下部４２ｂ側が施工される。

【0020】

このように、本発明によれば、第１拡底バケット２１と第２拡底バケット３１とから成る２種類の拡底バケットを掘削段階毎に順を追って、ケリーバ先端に付け替えて機能させることから、拡底バケットに生じる掘削抵抗を極力抑えながら、拡底孔４２を施工することができる。さらに、第１拡底バケット２１と第２拡底バケット３１とは、上部拡底翼２４と下部拡底翼３４のいずれか一方しか備えていないことから拡底バケットの軽量化を図ることができ、一度に排土できる土砂の量を増大させて排土作業の回数を減少させ、効率を向上させることができる。

【0021】

また、上下で掘削を分ける（上部拡底翼２４のみ・下部拡底翼３４のみで掘削を分ける）ことができるため、上下一体で掘削するよりも、掘削抵抗が極力抑えられる。さらに、拡底バケット重量と土砂重量の総重量は、掘削機の能力によって決まっていることから、上部のみ下部のみの拡大翼にして、各々の拡底バケット２１，３１の重量増加を抑えたことで、拡底バケットに一度に収納できる土砂を増やすことができる。すなわち、一度に排土できる土砂の量を増大させることが可能となる。

【0022】

なお、本発明は上述の形態例に限るものではなく、上下に分離分割した拡底翼同士の寸法関係は、拡底バケットの仕様に基づいて適宜変更することができる。

【符号の説明】

【0023】

１１…アースドリル、１２…ベースマシン、１３…ブーム、１４…支持アーム、１５…ケリーバ駆動装置、１６…ケリーバ、１７…回転テーブル、１８…ワイヤロープ、２１…第１拡底バケット、２２…第１バケット本体、２２ａ…底蓋、２２ｂ縦枠、２３…スタビライザー、２４…上部拡底翼、２５…ヒンジ部材、２６…掘削刃、３１…第２拡底バケット、３２…第２バケット本体、３２ａ…底蓋、３２ｂ…縦枠、３３…スタビライザー、３４…下部拡底翼、３５…ヒンジ部材、３６…掘削刃、４１…縦孔、４２…拡底孔、４２ａ…上部、４２ｂ…下部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】