説明

ドリリングバケット

【課題】地山条件に影響されることなく、高品質施工を行うことを可能としたドリリングバケットを提案する。
【解決手段】円筒状に形成されたバケット本体10と、バケット本体10の底部に配置された底蓋20とを備えるドリリングバケット1であって、底蓋20は、スリット22と、スリット22に沿って並設された複数のカッタビット24と、縁部分に沿って下向きに突出するように並設された複数のカッタビット25と、を備えており、底蓋20の中心部分が縁部分よりも高くなるように形成されている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ドリリングバケットに関する。
【背景技術】
【0002】
現場打ちコンクリート杭等の施工において、掘削作業をアースドリル工法により行う場合がある。
アースドリル工法は、ドリリングバケットを回転させながら下降させることにより、地山を切削するとともに掘削土砂をバケット内に取り込んで、地山に掘削孔を形成する掘削方法である。
【0003】
特許文献1に記載のドリリングバケット101は、図5に示すように、円筒状のバケット本体110と、バケット本体の下端部(底部)に取り付けられた底蓋120とを備えて構成されている。
【0004】
ドリリングバケット101の底蓋120は、下側に突出する円錐状に形成されており、バケット本体110の底部において開閉可能に取り付けられている。また、底蓋120には、切削刃121と切削刃121に沿って形成されたスリットを備えている。
【0005】
掘削作業は、ドリリングバケット101を回転させることで、切削刃121により地山を切削し、切削した土砂をスリットからバケット本体110の内部に取り込むことにより行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開平7−301077号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
ところが、前記従来のドリリングバケット101は、底蓋120が、先細りの円錐状に形成されているため、既存杭引き抜き痕等の地盤強度の異なる部分が掘削孔の断面内に含まれていると、地盤強度の弱い方に掘進してしまい、掘削孔の軸がぶれてしまう場合があった。掘削孔の軸がぶれると、再度掘削し直すことなどの処置を施す必要があり、工期に影響を及ぼすとともに費用も嵩むという問題が生じてしまう。
【0008】
本発明は、前記の問題点を解決するためになされたものであり、地山条件に影響されることなく、高品質施工を行うことを可能としたドリリングバケットを提案することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
このような課題を解決するために、第一発明に係るドリリングバケットは、円筒状に形成されたバケット本体と、前記バケット本体の底部に配置された底蓋とを備え、前記底蓋は、スリットと、前記スリットに沿って並設された複数のカッタビットと、縁部分に沿って下向きに突出するように並設された複数のカッタビットと、を備えており、当該底蓋の中心部分が縁部分よりも高くなるように形成されていることを特徴としている。
【0010】
また、第二発明に係るドリリングバケットは、円筒状に形成されたバケット本体と、前記バケット本体の底部に配置された底蓋とを備え、前記バケット本体は、下端が前記底蓋よりも下側に突出しているとともに当該下端に配設された複数のカッタビットを有し、前記底蓋は、スリットと前記スリットに沿って並設された複数のカッタビットとが形成されているとともに、中心部分が縁部分よりも高くなるように形成されていることを特徴としている。
【0011】
本発明のドリリングバケットによれば、底蓋がバケット本体の内側にくぼんでいるため、地山がドリリングバケットの底部に入り込んだ状態で切削を行うことが可能となる。そのため、底蓋に接する地山の掘削抵抗により、掘削孔の軸のぶれが抑えられた高品質な削孔を行うことができる。
【0012】
また、前記ドリリングバケットが、前記バケット本体の上部に連結された筒状の補助バケットであって、前記バケット本体とケリーバーとの接合部に対応する箇所に開口部が形成された補助バケットを備えていてもよい。また、この補助バケットの上端部に、スタビライザを備えていてもよい。
【0013】
かかるドリリングバケットによれば、さらに掘削孔の軸のぶれを抑止することが可能となり、高品質な施工を行うことが可能となる。
【発明の効果】
【0014】
本発明のドリリングバケットによれば、地山条件に影響されることなく、高品質施工を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本発明の好適な実施の形態に係るドリリングバケットの使用状況を示す概略図である。
【図2】第1の実施の形態に係るドリリングバケットを示す図であって、(a)は横断面図、(b)は図2(a)のA−A矢視図である。
【図3】ドリリングバケットによる掘削時の力の作用状況を示す図であって、(a)は第1の実施の形態に係るドリリングバケット、(b)は従来のドリリングバケットである。
【図4】第2の実施の形態に係るドリリングバケットを示す図であって、(a)は横断面図、(b)は図4(a)のA−A矢視図である。
【図5】従来のドリリングバケットを示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
本発明の好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明において、同一要素には同一の符号を用い、重複する説明は省略する。
本実施形態では、本発明のドリリングバケットを、現場打ち杭の掘削孔の削孔時に使用する場合について説明するが、ドリリングバケットの使用目的は限定されるものではない。
【0017】
第1の実施の形態に係るドリリングバケット1は、図1に示すように、揚重機であるクレーンCにより吊下げられた状態で、地盤Gの切削を行うものであって、ワイヤWにより吊り下げられたケリーバーKの先端に固定されている。
【0018】
ドリリングバケット1は、図2に示すように、円筒状に形成されたバケット本体10と、バケット本体10の底部に配置された底蓋20と、バケット本体10の上部に連結された筒状の補助バケット30と、を備えている。
【0019】
バケット本体10は、円筒状の鋼管により形成されており、図2(a)に示すように、上部がケリーバーKの先端(下端)に固定されており、下端には底蓋20が設置されている。
【0020】
バケット本体10の上端には、ケリーバーKとの接続を行うソケット11が上向きに突設されている。バケット本体10は、ソケット11にケリーバーKの下端部を挿入した状態で、ソケット11とケリーバーKとに固定ピン12を挿通することによりケリーバーKに固定する。本実施形態では、ソケット11とケリーバーKとを、二本の固定ピン12を二方向から十字状に挿入することにより、固定するものとする。なお、ケリーバーKへのバケット本体10の固定方法は限定されるものではない。
【0021】
バケット本体10は、図2(b)に示すように、底蓋20を開閉可能に接続するための兆番15と、底蓋20を閉めた状態で係止するための係止部材とを、下端部の底蓋20に対応する個所に備えている。本実施形態では、兆番15と係止部材16とを、底蓋20の中心を挟んで互いに対向する位置に形成するものとする。兆番15は、バケット本体10の下端縁部に形成されている。そのため、底蓋20は、バケット本体10の縁を軸に回転することで開閉される。
【0022】
また、バケット本体10の下端には、横向きに形成されたサイドカッタ14が配設されている。
サイドカッタ14は、バケット本体10の回転により、バケット本体10の外周面と孔壁との間に隙間が形成されるように、地山Gの切削を行う。
【0023】
底蓋20は、図2(a)に示すように、中心部分が縁部分よりも高くなるように形成された鋼板により構成されている。底蓋20を構成する材料は鋼板に限定されるものではないが、地山Gの削孔時に作用する圧力および摩擦力に対して十分な耐力を備えている必要がある。
【0024】
底蓋20は、周縁から中心に向かって高くなるように傾斜した後、その中心部21では中心が下向きに突出するように形成されていることで、断面視がM字状に形成されている。なお、中心部21は必ずしも下向きに突出している必要はない。また、底蓋20は、円弧状(椀状)にくぼんでいてもよい。
【0025】
底蓋20には、図2(b)に示すように、半径方向に沿って開口するスリット22が2ヶ所形成されている。なお、スリット22の数や形状は限定されるものではない。また、底蓋20には、バケット本体10の係止部材16に対応する個所に係止孔23が形成されている。さらに、底蓋20の中心部を挟んで係止孔23と対向する箇所には、兆番15が接続されている。
【0026】
スリット22には、その縁辺に沿って、複数のスリット用ビット(カッタビット)24,24,…が並設されている。
【0027】
底蓋20は、図2(a)および(b)に示すように、周縁に沿って下向きに突出するように配設された複数のカッタビット25を備えている。
【0028】
カッタビット25は、図2(b)に示すように、平面視でバケット本体10の周方向に対して斜め向きに配設されている。隣り合うカッタビット25同士の向きは、交互に変化させてある。なお、カッタビット25の個数、配置間隔、向き、形状寸法等は、限定されるものではない。
【0029】
底蓋20は、兆番15を介してバケット本体10に開閉自在に設置されている。掘削時は、係止部材16が係止孔23に係止することでバケット本体10の下端部を遮蔽し、掘削後の土砂排出時は係止部材16の係止状態を解除して下端部を開放する。
バケット本体10と底蓋20との接続方法は限定されるものではない。例えば、本実施形態では、一つの係止部材16により、底蓋20を係止するものとしたが、複数の係止部材16を配置してもよい。
【0030】
補助バケット30は、図2(a)に示すように、バケット本体10の上端に接続されている。補助バケット30は、バケット本体10と同じ外形の鋼管により形成されている。
【0031】
補助バケット30には、バケット本体10とケリーバーKとの接合部に対応する箇所に開口部31が形成されている。
また、補助バケット30の上端部には、スタビライザ32が設けられている。なお、スタビライザ32は、ドリリングバケット1の傾きを制御することが可能であれば、その形状寸法等は限定されるものではない。
【0032】
次に、第1の実施の形態に係るドリリングバケット1により掘削孔Hを形成する方法について説明する。
【0033】
地山Gの切削は、クレーンCにより、ドリリンバケット1を所定の場所に据えつけた後、ケリーバーKを回転させつつ下降させることにより行う(図1参照)。
【0034】
ドリリングバケット1はケリーバーKの回転に同調して回転し、スリット用ビット24、カッタビット25およびサイドカッタ26により、地山Gを切削する。
底蓋20がバケット本体10の内側にくぼんでいるため、地山Gがドリリングバケット1の底部に入り込んだ状態で切削が行われる(図2(a)参照)。
【0035】
ドリリングバケット1は、底部に入り込んだ地山を、スリット用ビット24により切り崩しつつスリット22からバケット本体10の内部に取り込む。
【0036】
バケット本体10の内部に一定量の土砂が収容されたら、ドリリングバケット1を一旦地上に引き上げる。そして、底蓋を開放して内部の掘削土砂を排出した後、再度地山の掘削を行う。このような作業を掘削孔Hが所望の深度に達するまで繰り返し行う。
【0037】
以上、第1の実施の形態に係るドリリングバケット1によれば、ドリリングバケット1の底部に地山Gが入り込んだ状態で切削が行われるため、地山Gによる掘削抵抗が底蓋20に作用する。そのため、ドリリングバケット1の横方向のブレが地山Gの掘削抵抗により制御されて、孔軸のブレが抑制された高品質施工を行うことが可能となる。
【0038】
また、ドリリングバケット1は、底蓋20の中心部21が下方向に突出しているため、この部分が地山Gに差し込まれた状態で切削を行うため、横方向へのブレがさらに制御されている。
【0039】
なお、ドリリングバケット1による掘削に伴い、地山Gには、図3(a)に示すように、ドリリングバケット1による押圧力P1が底蓋20を介して作用する。地山Gに作用する押圧力P1は、底蓋20の形状により内側方向(ドリリングバケット1の回転軸方向)に作用する。そのため、地山Gの側方に軟弱地盤G1が存在していたとしても、内側に力が作用することで軟弱地盤G1側が崩れることがなく、ドリリングバケット1の切削方向のブレが生じることがない。
一方、従来のドリリングバケット101の場合は、図3(b)に示すように、底蓋120の形状により地山Gに作用する押圧力P2が、中心から離れる方向に作用する。そのため、地山Gの側方に軟弱地盤G1が存在する場合は、押圧力P2により軟弱地盤G1側が崩れてしまい、ドリリングバケット101による切削方向のブレが生じる場合がある。
【0040】
従って、ドリリングバケット1によれば、例えば既存杭の跡地等、地山Gに掘削孔Hの断面内に強度の異なる部分(軟弱地盤G1)が存在していたとしても、掘削孔Hの軸のブレが抑止される。
【0041】
また、ドリリングバケット1は、バケット本体10の上部に補助バケット30が接続されているため、ドリリングバケット1の傾きに対する抵抗力が増加し、さらに施工の品質が向上している。
【0042】
また、補助バケット30に形成されたスタビライザ32が、さらにドリリングバケットの傾きを抑制するため、高品質施工が可能となる。
なお、補助バケット30には開口部31が形成されているため、ドリリングバケット1のケリーバーKへの着脱を容易に行うことができる。
【0043】
ドリリングバケット1は、ケリーバーKとの接合について、2本の固定ピン12をそれぞれ異なる方向から十字状に差し込むことにより行っているため、接合部におけるガタツキが抑えられている。
【0044】
バケット本体10には、サイドカッタ26が配置されているため、掘削孔Hの孔壁とドリリングバケット10との間に所定の隙間が形成されて、ドリリングバケット10の側面と地山Gとの摩擦抵抗により施工が妨げられることがない。
【0045】
また、底蓋20を開放することにより、バケット本体10の底部が全体的に開放されるため、掘削土砂の排出作業をより効率的に行うことが可能となる。
【0046】
第2の実施の形態に係るドリリングバケット2は、図4に示すように、円筒状に形成されたバケット本体10と、バケット本体10の底部に配置された底蓋20と、バケット本体10の上部に連結された筒状の補助バケット30と、を備えている。
【0047】
バケット本体10は、円筒状の鋼管により形成されており、図4(a)に示すように、上部がケリーバーKの先端(下端)に固定されており、下端が底蓋20よりも下側に突出している。
バケット本体10は、ケリーバーKを回転させることにより回転し、下端に配設されたカッタビット13およびサイドカッタ14により地山の切削を行う。
【0048】
バケット本体10の上端には、ケリーバーKとの接続を行うソケット11が上向きに突設されている。なお、バケット本体10のケリーバーKへの固定方法は、第1の実施の形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略する。
【0049】
また、バケット本体10の下端には、複数のカッタビット13とサイドカッタ14とが配設されている。
【0050】
カッタビット13は、バケット本体10の下端面において下向きに配設されている。また、カッタビット13は、図4(b)に示すように、平面視でバケット本体10の周方向に対して斜め向きに配設されており、バケット本体10の肉厚よりも大きな幅からなる円形の溝を切削することができるように構成されている。
【0051】
本実施形態では、隣り合うカッタビット13同士の向きを、交互に変化させている。なお、カッタビット13の個数、配置間隔、向き、形状寸法等は、限定されるものではない。
【0052】
サイドカッタ14は、バケット本体10の下端部において、横向きに配置されている。サイドカッタ14は、バケット本体10の外周面と孔壁との間に隙間が形成されるように、地山Gの切削を行う。
【0053】
バケット本体10は、図4(b)に示すように、底蓋20を開閉可能に接続するための兆番15と、底蓋20を閉めた状態で係止するための係止部材16とを、下端部の底蓋20に対応する個所に備えている。本実施形態では、兆番15と係止部材16とを、底蓋20の中心を挟んで互いに対向する位置に形成するものとする。
【0054】
底蓋20は、図4(a)に示すように、中心部分が縁部分よりも高くなるように形成された鋼板により構成されている。底蓋20を構成する材料は鋼板に限定されるものではないが、地山Gの削孔時に作用する圧力および摩擦力に対して十分な耐力を備えている必要がある。
【0055】
底蓋20は、周縁から中心に向かって高くなるように傾斜した後、その中心部21では中心が下向きに突出するように形成されていることで、断面視がM字状に形成されている。なお、中心部21は必ずしも下向きに突出している必要はない。また、底蓋20は、円弧状(椀状)にくぼんでいてもよい。
【0056】
底蓋20には、図4(b)に示すように、半径方向に沿って開口するスリット22が2ヶ所形成されている。なお、スリット22の数や形状は限定されるものではない。また、底蓋20には、バケット本体10の係止部材16に対応する個所に係止孔23が形成されている。さらに、底蓋20の中心部を挟んで係止孔23と対向する箇所には、兆番15が接続されている。
【0057】
スリット22には、その縁辺に沿って、複数のスリット用ビット(カッタビット)24,24,…が並設されている。
【0058】
底蓋20は、兆番15を介してバケット本体10に開閉自在に設置されている。掘削時は、係止部材16が係止孔23に係止することでバケット本体10の下端部を遮蔽し、掘削後の土砂排出時は係止部材16の係止状態を解除して下端部を開放する。
バケット本体10と底蓋20との接続方法は限定されるものではない。例えば、本実施形態では、一つの係止部材16により、底蓋20を係止するものとしたが、複数の係止部材16を配置してもよい。
【0059】
補助バケット30は、図4(a)に示すように、バケット本体10の上端に接続されている。補助バケット30の構成は、第1の実施の形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略する。
【0060】
また、第2の実施の形態に係るドリリングバケット2により掘削孔Hを形成する方法は、第1の実施の形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略する。
【0061】
ドリリングバケット2による作用効果は、第1の実施の形態のドリリングバケット1と同様なため、詳細な説明は省略する。
【0062】
以上、本発明について、好適な実施形態について説明したが、本発明は前記各実施形態に限られず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更が可能である。
例えば、前記実施形態では、バケット本体の上部に補助バケットを備える場合について説明したが、補助バケットは必要に応じて配設すればよく、省略することも可能である。
【0063】
また、前記実施形態では、補助バケットにスタビライザを配設するものとしたが、バケット本体にスタビライザを配設してもよい。また、スタビライザは必ずしも配設する必要はなく、省略することも可能である。
【符号の説明】
【0064】
1,2 ドリリングバケット
10 バケット本体
13,25 カッタビット
20 底蓋
22 スリット
24 スリット用ビット(カッタビット)
30 補助バケット
31 開口部
32 スタビライザ
K ケリーバー


【特許請求の範囲】
【請求項1】
円筒状に形成されたバケット本体と、前記バケット本体の底部に配置された底蓋とを備えるドリリングバケットであって、
前記底蓋は、スリットと、前記スリットに沿って並設された複数のカッタビットと、縁部分に沿って下向きに突出するように並設された複数のカッタビットと、を備えており、当該底蓋の中心部分が縁部分よりも高くなるように形成されていることを特徴とするドリリングバケット。
【請求項2】
円筒状に形成されたバケット本体と、前記バケット本体の底部に配置された底蓋とを備えるドリリングバケットであって、
前記バケット本体は、下端が前記底蓋よりも下側に突出しているとともに当該下端に配設された複数のカッタビットを有し、
前記底蓋は、スリットと前記スリットに沿って並設された複数のカッタビットとが形成されているとともに、中心部分が縁部分よりも高くなるように形成されていることを特徴とするドリリングバケット。
【請求項3】
前記バケット本体の上部に連結された筒状の補助バケットを備えており、
前記補助バケットには、前記バケット本体とケリーバーとの接合部に対応する箇所に開口部が形成されていることを特徴としている請求項1または請求項2に記載のドリリングバケット。
【請求項4】
前記補助バケットの上端部に、スタビライザを備えることを特徴とする、請求項3に記載のドリリングバケット。


【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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【公開番号】特開2010−185188(P2010−185188A)
【公開日】平成22年8月26日(2010.8.26)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−28862(P2009−28862)
【出願日】平成21年2月10日(2009.2.10)
【出願人】(596061339)豊栄産業株式会社 (2)
【Fターム(参考)】