基礎杭施工装置
【課題】礫や玉石等の硬質固形物を含む地盤に対して中掘工法を行う基礎杭施工装置を提供する。
【解決手段】基礎杭施工装置１を，円筒状のケーシング１０の底部開口を被蓋する底板２０と，杭打ち機によって昇降及び回転されるシャフトの下端に連結可能と成すジョイント３０を備え，前記底板２０に，排土をケーシング１０内に導入する開口２１を形成すると共に，この開口２１の縁部より前方側に向かって斜め下向きに底部掘削爪２４ａ〜２４ｇを突設し，さらに，前記開口２１をケーシング１０の内部側より覆うと共に，洗浄水と共に導入される排土の導入圧力によって前記開口２１を開く蓋体２５を設ける。この装置１をオーガシャフトの下端に取り付け中堀工法による掘削を行うことで，排土中の硬質固形物をケーシング１０内に回収でき，これらが杭の中空部内に導入され生じる目詰まり等を防止する。
【解決手段】基礎杭施工装置１を，円筒状のケーシング１０の底部開口を被蓋する底板２０と，杭打ち機によって昇降及び回転されるシャフトの下端に連結可能と成すジョイント３０を備え，前記底板２０に，排土をケーシング１０内に導入する開口２１を形成すると共に，この開口２１の縁部より前方側に向かって斜め下向きに底部掘削爪２４ａ〜２４ｇを突設し，さらに，前記開口２１をケーシング１０の内部側より覆うと共に，洗浄水と共に導入される排土の導入圧力によって前記開口２１を開く蓋体２５を設ける。この装置１をオーガシャフトの下端に取り付け中堀工法による掘削を行うことで，排土中の硬質固形物をケーシング１０内に回収でき，これらが杭の中空部内に導入され生じる目詰まり等を防止する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，杭打ち機，オーガマシン等の掘削機等基礎機械によって昇降，回転されるシャフト，例えばオーガシャフトの下端に取り付けて，回転しながら中空杭内において地盤土を掘削・回収・除去し，かつ，中空杭内周面を洗浄する基礎杭施工装置に関し，例えば中空の既製杭による杭基礎の施工方法において，あらかじめ，地盤をオーガースクリュ等で所定の深さまで掘削し，既製の中空杭を挿入してハンマにより打撃を加えて施工する工法（プレボーリング工法）や，既製の中空杭の中空部を掘削しながら杭自重，圧入または打撃を加え，中空杭を沈設させる工法（中堀工法）などにより沈設された中空杭の中空部に残留する地盤土砂，瓦礫等（地盤土及びその構成物を含む，以下，「排土」という）の除去及び中空杭内周面の洗浄を行い，あるいは，前記中堀工法に適応し，地盤を掘削・除去すると共に，沈設する中空杭内周面を洗浄することの出来る基礎杭施工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
家屋，集合住宅，その他の構造物の基礎工法において，支持層の深さにまで達する基礎杭を設け，この基礎杭の杭頭上に構造物の基礎を形成する杭基礎工法が，例えば軟弱地盤，液状化地盤等に構造物を構築する際に広く用いられている。
【０００３】
このような杭基礎における基礎杭の施工方法の一例として，中堀工法では，鋼管杭又は中空ＰＣ杭等の杭の中空部に，先端にオーガヘッドを備えたオーガシャフトを挿入した後，この中空杭を建て込むと共に，オーガマシン等の掘削機によって前記オーガシャフトを回転しながら下降させて杭の中空部を介して地盤の掘削と排土回収を行いながら杭を沈設し，このようにして沈設した杭の下端を，自重により，又は圧入や打撃を加えることにより支持層内に挿入することで支持層に強固に杭を支持させる工法であり，この工法によれば，打ち込み工法等に比較して騒音の発生が格段に少なく，杭をケーシングとして使用するために杭の鉛直性が良く，しかも掘削と同時に杭の沈設が行われるために，杭孔を掘削した後に杭を建て込むプレボーリング工法に比較して工数を減少できる等の利点がある。
【０００４】
ところで，下端にオーガヘッドを取り付ける前述のオーガシャフトは，掘削により生じた土砂等を排土として杭孔外に排出する構成として，図１１に示すようにロッド５１の外周に螺旋翼５２を備えたものがあり，このオーガシャフト５０を回転すると，オーガヘッド５３が掘削した土砂等排土は，この螺旋翼によって洗浄水と共にロッドに沿って上方に搬送されるように構成されている（特許文献１，２参照）。
【０００５】
そして，上記杭内の洗浄は，鋼管ぐい８とＰＣぐい９の内部に洗浄水の噴出ノズル１１を降ろし，そしてこの噴出ノズル１１から洗浄水を水平方向に高圧ジェットで噴射して鋼管ぐい８とＰＣぐい９の内側全面を洗浄する。内部に溜まる洗浄水はポンプを用いて外部に排出する（特許文献３参照）。
【０００６】
この発明の先行技術文献情報としては次のものがある。
【特許文献１】特開２００１−２６２９６６号公報
【特許文献２】特開平１１−１０７６６２号公報
【特許文献３】特公平６−７８６１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前述のように，外周に螺旋翼５２を備えたオーガシャフト５０を使用して掘削を行う場合，オーガヘッド５３によって掘削された土砂は螺旋翼５２によってロッド５１に沿ってその長さ方向に搬送される。そのため，外周に螺旋翼５２を備えたオーガシャフト５０を使用して前述の中掘工法を行う場合，オーガシャフト５０は杭６０の中空部６１内に挿入・回転されていることから，螺旋翼５２によって搬送された排土は，杭６０の中空部６１内を上方に向かって移動して，やがて杭頭部より排出される。
【０００８】
このように，アースオーガを使用した中堀工法にあっては，排土の搬送を杭６０の中空部６１を利用して行っているために，使用する杭６０の中空部６１の径にもよるが，一例として直径乃至は長辺が１００mmを越える比較的大きな礫が排土中に混入したり，又は多量の玉石が排土中に混在する等，硬質固形物が排土と共に混在する場合には，杭の中空部内でこのような硬質固形物が目詰まりする等して排土の搬送を行うことができなくなる。
【０００９】
また，コンクリート杭を使用する場合では，この硬質固形物によって杭体を破損する場合がある。
【００１０】
また，特許文献３による工法では，杭内の洗浄には，オーガの先端又は別途噴射ノズルから洗浄水を噴射するものであり，排土の除去あるいは杭内掘削とは別工程として行われることになり，機器の交換ないし工程の増加となり，作業も繁雑であった。
【００１１】
そこで本発明は，上記従来技術における欠点を解消するためになされたものであり，多様な杭基礎工法により打設された中空杭内から残土を除去すると共に，杭内周壁の洗浄を行い，また，中堀工法に対応して，杭内の排土掘削・除去と共に，杭内周壁の洗浄を行うことが出来る基礎杭施工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】
【００１２】
上記目的を達成するために，本発明の基礎杭施工装置１は，オーガマシン等の杭打ち機ないし掘削機によって昇降及び回転するシャフト，例えばオーガシャフトの下端に連結されるケーシング１０を備え，
前記ケーシングは，上下端を開口した円筒状を成し，前記ケーシング１０の底部開口を被蓋する略円盤形の底板２０と，前記ケーシング１０の回転中心に設けられて前記シャフトを接合する接合具（実施例では「ジョイント」）３０と，前記シャフト内に設けられ給水路を介して導入された洗浄水を中空杭内に噴射する噴射孔１１を備え，
前記底板２０に開口を形成して排土導入口２１とし，前記排土導入口２１の掘削回転方向後方側の縁部より前方側に向かって斜め下向きに底部掘削爪２４ａ〜２４ｇを突設すると共に，
前記排土導入口２１を前記ケーシング１０の内部側より蓋板２５で覆い，該蓋板２５の掘削回転方向における前方側の端部を前記底板２０に揺動可能にヒンジ２６止めしたことを特徴とする（請求項１）。
【００１３】
前記構成の基礎杭施工装置１において，前記底板２０を，前記ケーシング１０の下端部開口縁に揺動可能にヒンジ２２止めすると共に，前記ケーシング１０の下端部開口を被蓋した位置において前記底板２０を係止する係止部材（実施例において，係止孔２３と係止片４２）を設けた構成とすることができる(請求項２)。
【００１４】
さらに，前記ケーシング１０の下端縁より側面に至る切欠１５を形成すると共に，該切欠１５の掘削回転方向後方側の縁部から前方側に向かって斜め外周方向に突出する側部掘削爪２４ｈを突設した構成としても良い（請求項３）。
【００１５】
また，前記ケーシング１０の外周には，外周方向に突出するワイヤブラシ４５を植設することもできる（請求項４）。
【００１６】
なお，前記噴射孔１１は，これを前記ケーシング１０の肉厚を貫通して設けることができ，この噴射孔１１に前記シャフトに形成された洗浄水の給水路１２介して洗浄水を導入する構成とすることができる（請求項５）。
【００１７】
前記噴射孔１１への給水路１２は，前記ケーシング１０の内周側に前記噴射孔１１に対峙する位置に洗浄水の加圧流路１２１を形成すると共に，ケーシング１０の上部中央に設けたジョイント３０内に形成された洗浄水の導入路３１に連通する中央管路１２２と，該中央管路１２２より放射状に分岐して前記各加圧流路１２１に連通する分岐管路１２３を設けた構成とすることが出来る（請求項６）。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明した本発明の構成より，本発明の基礎杭施工装置１によれば，プレボーリング工法，中堀工法など多様な杭基礎工法により沈設された中空杭の中空部に残留する排土の除去及び中空杭内周面の洗浄を同時に行うことができる。
【００１９】
また，この基礎杭施工装置１を例えば中空に形成された既製杭の中空部を介して地盤を掘削しながら前記既製杭を沈設する中堀工法に適応した場合であっても，比較的大きな礫や玉石等の硬質固形物等排土は基礎杭施工装置１のケーシング１０内に形成された空間に回収され，杭の中空部内に搬送されないことから，中空杭の中空部内にこのような礫や玉石等の硬質固形物が導入されることにより生じる目詰まりを防止することができ，その結果，施工現場における地盤の状態如何に拘わらず中堀工法による杭基礎の施工を可能と成す基礎杭施工装置１を提供できた。もっとも，本発明の基礎杭施工装置１は，前記中堀工法に限定されず，他の杭基礎施工法における杭内中空部の掘削，残土除去及び杭内周面の洗浄に使用可能である。
【００２０】
前述の底板２０と，ケーシング１０の下端開口縁とをヒンジ２２により連結すると共に，底板２０を前記開口部を被蓋した状態で係止する手段（係止孔２３及び係止片４２）を設けた構成にあっては，この底板２０の係止を解除することによりケーシング１０の下端開口を容易に開放することができ，これによりケーシング１０内に回収された排土や硬質固形物の排出が容易である。
【００２１】
さらに，ケーシング１０の下部側面に切欠１５を設けると共に，この切欠１５の形成位置に対応して側部掘削爪２４ｈを設けた構成では，この部分を介してケーシング１０の外周部分の掘削をも行うことができると共に，掘削により生じた排土等がこの切欠１５を介してケーシング１０内に導入されることから，切削能力及び排土の回収性を向上させることができた。
【００２２】
ケーシング１０の外周にワイヤブラシ４５を植設した構成にあっては，基礎杭施工装置１のケーシング１０が中空杭の中空部内を昇降する際に，この中空杭の内周面を容易に洗浄することができ，これによりその後に中空部内に打設されるセメントミルクや生コンクリート，高強度モルタル等のモルタルとの接着性を向上させることができた。
【００２３】
なお，ケーシング１０の肉厚を貫通して噴射孔１１を設けることにより，噴射孔１１の形成が容易であると共に，この噴射孔１１に洗浄水を導入する給水路を設けることで，基礎杭施工装置１のケーシング１０外周に容易に洗浄水を噴射し，杭内周面を洗浄することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
次に，本発明の実施形態について添付図面を参照しながら以下説明する。
【００２５】
装置構成
全体構成
図中，符号１は，本発明の基礎杭施工装置であり，この基礎杭施工装置１は，円筒状のケーシング１０と，このケーシング１０の底部を覆う底板２０を備えると共に，該ケーシング１０の上部開口の中心部分に，オーガマシン等によって昇降及び回転されるシャフト，例えばオーガシャフトの下端に連結するための接合具であるジョイント３０が設けられている。
【００２６】
この基礎杭施工装置１を前述した中掘工法による杭内中空部の掘削，残土除去及び杭内周面の洗浄に使用する場合には，基礎杭施工装置１のケーシング１０を杭の中空部に挿入することができるように，これを全体として沈設する杭の中空部内に挿入可能なサイズに形成する。
【００２７】
一例として，本実施例にあっては，円筒状である前述のケーシング１０の直径を７８０mm，長さを１０００mmとしている。
【００２８】
底板
ケーシング１０の底部開口を覆う前述の底板２０は，前記ケーシング１０の外径と略同一径に形成された円盤状を成し，図４〜６に示すように外周縁側から中央に向かって幅を狭める略扇形の２つの切欠状の開口を略対称の位置に設けて排土導入口２１としている。
【００２９】
底板２０は，図２に示すように，その中央を下方に向かって僅かに膨出した逆円錐状を成すと共に，図４〜６に示すようにその円周上の一部が，前記円筒状ケーシング１０の下端開口縁にヒンジ２２を介して取り付けられており，このヒンジ２２を支点として揺動して，前記円筒状ケーシング１０の下端開口を開閉可能に構成されている。
【００３０】
この底板２０には，その肉厚を貫通して形成された略長方形の係止孔２３が設けられていると共に，底板２０を，前記ヒンジ２２を支点としてケーシング１０の底部開口を塞ぐ方向に揺動させると，円筒状ケーシング１０に設けられた後述するリンク杆４１の下端に取り付けられた同形状の係止片４２が，前記係止孔２３内に上方から下方に向かって挿入されて通過し，この係止片４２が係止孔２３を通過した後に，リンク杆４１を回転させて係止片４２によって係止孔２３の長辺側の縁部分を係止して，ケーシング１０の下端開口を閉じた状態で前記底板２０を固定すると共に，該係止片４２と係止孔２３との係合を解除することにより，底板２０がケーシング１０の下端開口を開放できるように構成している。
【００３１】
底板２０に設けられた前述の切欠状の開口である排土導入口２１，２１の縁部分には，回転方向前方に斜め下方に向かって突出する底部掘削爪２４ａ〜２４ｇが取り付けられており，基礎杭施工装置１のケーシング１０回転時，この掘削爪２４ａ〜２４ｇが基礎杭施工装置１のケーシング１０下部の土砂を掻き取って，前記排土導入口２１を介して円筒状ケーシング１０内にこれを導入することができるようにしている。
【００３２】
図示の実施例にあっては，一方の排土導入口２１（図４中右側）の縁部に３つの掘削爪２４ａ〜２４ｃを，他方の排土導入口２１（図４中左側）の縁部に４つの掘削爪２４ｄ〜２４ｇをそれぞれ設け，一方の排土導入口２１の開口縁に設けた底部掘削爪２４ａ〜２４ｃと，他方の排土導入口２１の開口縁に設けた底部掘削爪２４ｄ〜２４ｇの回転軌道をずらせて配置することにより，全体として掘削シャフト１の底面における地盤を満遍なく掻き取ることができるように構成しているが，両排土導入口２１，２１に設ける掘削爪２４ａ〜２４ｇの数を同じにしても良く，また，前記掘削爪２４ａ〜２４ｇの個数は図示の例に限定されずにこれを増減しても良く，さらに掘削爪２４ａ〜２４ｇの形状についても図示の例に限定されず各種形状を採用することができる。
【００３３】
前述の排土導入口２１は，底板２０の上面，すなわちケーシング１０の内部空間側よりそれぞれ蓋板２５によって被蓋されており，基礎杭施工装置１のケーシング１０を掘削方向に回転して地盤を掘削することにより生じた排土が洗浄水と共にケーシング１０内に入り込もうとする導入圧力によって持ち上がり，前記排土導入口２１を開いて円筒状ケーシング１０内に洗浄水と共に排土を導入すると共に，洗浄水や排土の流入圧が生じていないときには，自重によって前記排土導入口２１を塞ぐように構成されており，本実施例にあっては前記切欠状の排土導入口２１に対して一回り大きな形状に形成した蓋板２５を設け，基礎杭施工装置１のケーシング１０による掘削方向への回転時，回転方向前方側となる前記蓋板２５の端部を，ヒンジ２６を介して前記排土導入口２１の前述の掘削爪２４ａ〜２４ｃ，２４ｄ〜２４ｇを設けた側とは反対側の縁部に揺動可能に取り付け，これにより掘削時の排土及び洗浄水の流入圧力によって排土導入口２１を開いてケーシング１０内に排土を洗浄水と共に導入すると共に，基礎杭施工装置１のケーシング１０を回転させていないとき，又は前記ケーシング１０の逆回転時には，自重によって前記排土導入口２１を塞いで，内部に回収した排土，特にこの排土中の礫や玉石等が前記排土導入口２１を介して杭内中空部内に戻ることを防止している。
【００３４】
ケーシング
前述のケーシング１０は，鋼管等によって形成された円筒体であり，杭内中空部に対して洗浄水を噴射中空杭内に噴射し，杭内周面の洗浄を行うための噴射孔１１及びこの噴射孔１１に対して洗浄水を導入するための給水路１２を備えている。
【００３５】
この洗浄水の噴射孔１１は，掘削・洗浄の際に必要となる洗浄水を基礎杭施工装置１のケーシング１０の外周や下部に対して噴射し得るものであれば，その径，形状，個数，配置等は如何なる構成としても良いが，一例として図示の実施例にあっては，ケーシング１０の肉厚を貫通する貫通孔によってこの噴射孔１１を形成し，ケーシング１０の軸方向に，ここでは，４段，直線状に所定間隔で並べて配置した噴射孔１１の列を，円周方向に８列等間隔に配置して，合計で３２個の噴射孔１１を形成している。
【００３６】
そして，このうちの最下段の噴射孔１１の噴射方向をここでは，斜め下向きに，本実施例では約１３５°の角度で下向きとしていると共に，他の３段の方向を略水平方向（約９０°）に構成し，基礎杭施工装置１のケーシング１０の側方のみならず下方に対しても洗浄水の噴射を行えるように構成した。
【００３７】
この噴射孔１１に対して洗浄水を供給する前述の給水路１２は，各噴射孔１１に対して洗浄水を供給し得るものであれば如何なる構成であっても良いが，図示の実施例では前記各噴射孔１１の列に対峙する位置で，ケーシング１０の内周側に断面Ｌ字状のアングル材によりその角部がケーシング１０の中心を向くように取り付け（図３参照），このアングル材とケーシング１０の内周面によって画成された洗浄水の加圧流路１２１を形成すると共に，ケーシング１０の上部中央に設けたジョイント３０内に形成された洗浄水の導入路３１に連通する給水路を備えた中央管路１２２と，前記中央管路１２２より放射状に分岐して前記各アングル材から成る加圧流路１２１とケーシング１０の本体内壁によって画成された給水路に連通する分岐管路１２３を設け，且つ，前記加圧流路１２１の上下端を塞いで前記加圧流路１２１を密封することにより，図示せざるオーガシャフトから後述のジョイント３０内に形成された導入路３１に導入された洗浄水が，前記中央管路１２２及び分岐管路１２３を介して加圧流路１２１内に形成された給水路に導入され，該給水路と連通する噴射孔１１を介して，噴射することができるように構成されている。
【００３８】
このケーシング１０の外周には，ここでは，前述の噴射孔１１の列と列との間に位置して金属製のワイヤによって形成されたワイヤブラシ４５を外周方向に向かって突出するように取り付けることができる（図８及び図９）。
【００３９】
図示の実施例にあっては，断面Ｌ字状の２本のアングル材４６ａ，４６ｂを所定間隔でケーシング１０の外周に取り付けることによって形成されたＣ字状のチャンネル４６内に，ワイヤブラシ４５を植設した金属板４７を差し込むことにより，ケーシング１０の外周に交換可能にワイヤブラシ４５を取り付けることができるように構成している。
【００４０】
このように，円筒状ケーシング１０の外周にワイヤブラシ４５を取り付けた場合には，本発明の基礎杭施工装置１のケーシング１０を杭の中空部内を昇降，好ましくは回転しながら昇降させることにより，中空杭の内周面をこのワイヤブラシ４５による擦過によって洗浄することができ，杭内にセメントミルクや生コンクリート等を打設した際の接着性が向上する。
【００４１】
以上のように構成された円筒状ケーシング１０の上端開口部には，開口縁に直径方向に架設された架設板１４が取り付けられており，この架設板１４上に前述したオーガシャフトの下端に連結される接合具たるジョイント３０が取り付けられている。
【００４２】
したがって，このジョイント３０にオーガマシン等によって昇降，回転されるオーガシャフトの下端を連結し，このオーガシャフトの回転力によって基礎杭施工装置１のケーシング１０を回転すると共，前述のオーガマシン等によってオーガシャフトを昇降させ，このオーガシャフトの昇降に伴いケーシング１０を昇降させる。
【００４３】
なお，図７中，符号４１は，前述した底板２０を閉じた状態（円筒状ケーシング１０の下端部を被蓋した状態）に係止する，下端に係止片４２を備えたリンク杆４１であり，このリンク杆４１は図示の原位置において下端に設けられた係止片４２を，図４に示すように底板２０に形成した係止孔２３の長さ方向に対して所定の角度（図４の例では９０°）で配置されており，従って前記係止孔２３内に挿入された係止片４２が抜き取り不能となっている。
【００４４】
この原位置に対し，前記リンク杆４１の上端に設けられたレバー４３をスプリング４４の付勢力に抗して図中反時計回り回動させると，前記係止片４２の長さ方向を，前記底板２０に設けた係止孔２３の長さ方向と同一方向に回動させることができ，これにより，係止片４２が係止孔２３より抜き取り可能となると共に，この係止孔２３と係止片４２との結合によって円筒状ケーシング１０の底部開口を被蓋した状態で係止されていた底板２０が，ヒンジ２２を中心として揺動し，円筒状ケーシング１０の下部開口を開放することができるように構成されている。
【００４５】
なお，前述した底板２０の係止機構は，図示の例に限定されず，掘削時の回転等によって，底板２０の係止が解除されないように保持し得る構成であれば，如何なる構成を採用しても良い。
【００４６】
前述の円筒状ケーシング１０には，更に図８に示すようにその下端側の開口縁から側面に至る切欠１５を設けると共に，この切欠１５を覆うように，回転方向前方に向かってやや外周側に傾斜して突出する側部掘削爪２４ｈを設けるものとしても良い。なお，この切欠１５及び側部掘削爪２４ｈは，本実施例においてケーシング１０の対称位置にそれぞれ設けている。
【００４７】
このように，円筒状ケーシング１０の側面に切欠１５を設けると共に，この切欠１５の形成部分に位置して側部掘削爪２４ｈを設けることで，この側部掘削爪２４ｈによって掻き取られた円筒状ケーシング１０外周の土砂が，前記切欠１５部分を介して円筒状ケーシング１０内に洗浄水と共に導入され，基礎杭施工装置１のケーシング１０の掘削能力を向上させることができる。
【００４８】
なお，この切欠１５は，蓋板２５に側板２５ａ（図６参照）を設け，蓋板２５が底板２０に設けた排土導入口２１を閉塞しているとき，前記側板２５ａによって塞がれるように構成することが好ましい。
【００４９】
ジョイント（接合具）
オーガシャフトとの接合を可能と成す接合具である前述のジョイント３０は，オーガマシン等によって昇降及び回転されるオーガシャフトとの連結を可能と成すと共に，該オーガシャフト内に形成された給水路を介して導入された洗浄水を導入すると共に中央管路１２２に導入する導入路３１が形成されたものであれば如何なるものを使用しても良く，本実施例にあっては，オーガシャフトの連結に一般的に使用されている六角柱状のジョイント（オス型）を使用している。このように，オーガシャフトとの連結に一般的に使用されているジョイント３０を使用することで，本発明の基礎杭施工装置に汎用性を持たせることができる。
【００５０】
使用方法及び作用
以上説明した本発明の基礎杭施工装置１は，各種杭内中空部の残土掘削，除去及び杭内周面の洗浄に使用することができるが，前述したように中堀工法による基礎杭の施工に適応することが出来る。
【００５１】
一例として，この中掘工法に使用する場合を例として説明すると，オーガマシン等によって昇降及び回転されるオーガシャフトの先端に，本発明の基礎杭施工装置１を取り付け，このオーガシャフトを杭の中空部に挿入する。
【００５２】
そして，オーガシャフトが挿入された杭を建て込んで，杭の中空部を介して地盤を掘削して，杭を沈設する。
【００５３】
オーガシャフトに取り付けられた本発明の基礎杭施工装置１のケーシング１０は，オーガシャフト内に形成された洗浄水の導入路を介して洗浄水の供給を受けると共に，オーガシャフトと共に回転されて，供給された洗浄水を噴射孔１１より噴射しながら回転し，底板２０に設けた底部掘削爪２４ａ〜２４ｇ，及びこれが設けられている場合にはケーシングの下端外周に設けられた側部掘削爪２４ｈが回転に伴って地盤を掻き取り，この掻き取られた地盤が，洗浄水と共にケーシング１０の底板２０に設けた排土導入口２１を被蓋する蓋板２５を押し上げて底板２０に設けた排土導入口２１を介して，又はケーシング１０の側面に形成された切欠１５を介してケーシング１０内の空間に回収される。
【００５４】
掘削地盤が，比較的大きな礫や玉石等の硬質固形物を含む場合であっても，排土と共に生じた硬質固形物が前記排土導入口２１以下のサイズである場合にはそのままで，排土導入口２１以上のサイズである場合には，掘削爪２４ａ〜２４ｇとの衝突によって破砕される等して，底板２０に設けた排土導入口２１やケーシング１０の下端部側面に形成された切欠１５を介してケーシング１０内に回収することができる。
【００５５】
このようにして，一旦ケーシング１０内に導入された硬質固形物は，ケーシング１０の掘削方向回転時には，前記排土導入口２１を介して中空杭内に戻ろうとしても排土や洗浄水の流入圧力によってケーシング１０内に押し戻されて中空杭内に戻ることがなく，また，ケーシング１０の回転が停止したときや逆回転時には，底板２０に設けた排土導入口２１を蓋板２５が自重によって塞ぎ，これにより一旦回収された礫，玉石等の硬質固形物が排土導入口２１を介して中空杭内に戻ることが防止されている。
【００５６】
以上のようにして，ケーシング１０内に排土や礫，玉石等の硬質固形物を回収したケーシング１０は，このケーシング１０内に排土や，礫，玉石等の硬質固形物が所定量溜まる毎にスクリュシャフトと共に杭の中空部より抜き取り，地上においてリンク杆４１に設けたレバー４３を操作して底板２０によって閉ざされていたケーシング１０の下端部開口を開放して，回収した排土等を排出した後，再度，底板２０によってケーシング１０の下端部開口を閉じ，その後，既製杭の中空部内に挿入して，既製杭の下部を掘り進み，この作業を繰り返して杭基礎を支持させる支持地盤まで掘削を行うものとしても良い。
【００５７】
または，本発明の基礎杭施工装置１を中堀工法に適応する際，螺旋翼付きのオーガシャフトの下端に取り付け，これによりケーシング１０を杭の中空部より抜き取ることなく連続して掘削及び排土除去と杭内周面の洗浄を行うことができるように構成しても良い。
【００５８】
この場合，ケーシング１０に設けた掘削爪２４ａ〜２４ｈが地盤を削り取ることによって生じた排土は，礫や玉石等の硬質固形物と共に一旦，基礎杭施工装置１のケーシング１０内の空間に回収されることとなるが，このようにしてケーシング１０内に導入された排土は，ケーシング１０の回転によって生じた旋回流と，オーガシャフトの螺旋翼によって生じた流れによって，ケーシング１０の上部開口より流れ出し，杭の中空部内に導入されると共に，この中空部内を搬送され，やがて杭頭部より排出される。
【００５９】
このとき，排土中に含まれる比較的大きな礫や玉石等の硬質固形物は，洗浄水中において重量物であることから，ケーシング１０の高さを超えてケーシング１０の上部開口より杭の中空部迄流動することができず，そのためにケーシング１０内に形成された空間の底部に溜まる。
【００６０】
これにより，比較的大きな礫や玉石等の硬質固形物は，排土から分離されてケーシング１０内に残留するために，これらが排土と共に搬送されることにより杭の中空部を詰まらせて施工不能となったり，また，コンクリート製杭を破損等することを防止することができる。
【００６１】
このようにしてケーシング１０内に回収された礫や玉石等の硬質固形物は，ケーシング１０内に所定量溜まった時点でケーシング１０を杭の中空部を介して抜き取り，前述した要領で底板２０により被蓋されているケーシング１０の下端部開口を開放することで，溜まった礫や玉石等の硬質固形物を中空杭外に排出する。
【００６２】
以上のようにして，中空杭の中空部を介して杭の下部を掘削すると共に，中空杭を沈下させ，継ぎ杭の場合には，同様に中空杭内に挿入されたオーガシャフトの下端を，下段のオーガシャフトの上端部に連結すると共に，上下の杭体を溶接等によって連結して，同様の作業を繰り返し，所定の深度に杭を沈設する。
【００６３】
所定の深度迄沈設された杭は，支持層中にセメントミルクを注入する等して杭と一体化した拡大球根を形成し，又は支持層に所定の深さ圧入する等して，支持層による杭の支持力増大が図られる。
【００６４】
基礎杭施工装置１のケーシング１０外周に，前述したようにワイヤブラシ４５を植設した構成では，オーガシャフトを中空杭から抜き取って回収する際に，好ましくはオーガシャフトを回転させながら引き抜き，これによりケーシング１０の外周に植設したワイヤブラシ４５による擦過によって中空杭の内壁を洗浄する。
【００６５】
この中空杭内壁の洗浄により，杭の中空部にセメントミルクや生コンクリートを注入した際，セメントミルクや生コンクリート等と杭内壁との接合力を向上させることが可能である。
【００６６】
このようにして，オーガシャフトと共に基礎杭施工装置１を回収した後，杭の中空部内にセメントミルクや生コンクリートの注入が行われる。
【００６７】
このセメントミルクや生コンクリートの注入に際し，杭の中空部内に溜まっている洗浄水やスライム等は，セメントミルクや生コンクリートの注入によって杭頭部より溢れ出させることで置き換えるようにしても良いが，このようにして置き換えを行う場合，溢れ出たスライム等によって杭周辺が汚れると共に，セメントミルク等と混合したスライムが硬化する等して，後処理に手間がかかることから，セメントミルクや生コンクリートの注入前に，又はセメントミルクや生コンクリートを所定量注入した後に，例えば図１０に示す除去容器７０を杭頭部より挿入して杭の中空部内の洗浄水やスライム等を回収するものとしても良い。
【００６８】
この除去容器７０は，内部を回収空間７３と成す円筒状の除去容器本体７１と，この回収空間７３の底部側において，洗浄水やスライム，及びスライム等が混ざったセメントミルク等を回収空間７３内に導入するための開口７４が形成されていると共に，この開口７４を内側より被蓋する蓋板７２が設けられている。
【００６９】
そして，この除去容器７０を杭頭部より杭の中空空間内に挿入すると，開口７４を介して回収空間７３に流入しようとする洗浄水やスライム，セメントミルク等の流入圧力によって蓋板７２が持ち上がり，これにより回収空間７３内に洗浄水やスライム，セメントミルク等を回収することができると共に，この除去容器７０を杭頭部より引き抜くと，前記蓋板７２がその自重，及び回収空間７３内の切削水やスライム，セメントミルク等の重量によって前記開口７４を閉じ，これにより洗浄水やスライム，セメントミルク等を杭の中空部より抜き取ることができるように構成されている。
【００７０】
以上のようにして，杭の中空部内の洗浄水やスライム等と置き換えてセメントミルクや生コンクリートを打設した後，杭穴の養生等を行って基礎杭の施工が完了する。
【００７１】
このように，本発明の基礎杭施工装置１を中堀工法に適応した場合では，掘削時に生じた排土中に，比較的大きな礫や玉石等の硬質固形物が混入する場合であっても，このような礫や玉石等の硬質固形物は杭の中空部に搬入されずに基礎杭施工装置１のケーシング１０内に回収することができるため，杭の中空部がこれら硬質固形物により目詰まりして施工不能となったり，また，コンクリート杭を使用した場合であっても杭体の破損等を好適に防止することができた。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明に係る基礎杭施工装置１のケーシング１０の斜視図。
【図２】同，ケーシング１０の正面図。
【図３】同，ケーシング１０の平面図。
【図４】同，ケーシング１０の底面図。
【図５】底板の開放状態の斜視図。
【図６】底板の開放状態の斜視図。
【図７】ケーシングを切断した状態の斜視図。
【図８】ワイヤブラシを備えた１のケーシング１０の正面図。
【図９】ワイヤブラシを備えた１のケーシング１０の平面図。
【図１０】除去容器の正面断面図。
【図１１】既知のオーガシャフトの説明図。
【符号の説明】
【００７３】
１ 基礎杭施工装置
１０ ケーシング
１１ 噴射孔
１２ 給水路
１２１ 加圧流路
１２２ 中央管路
１２３ 分岐管路
１４ 架設板
１５ 切欠
２０ 底板
２１ 排土導入口
２２ ヒンジ
２３ 係止孔
２４ａ〜２４ｇ 底部掘削爪
２４ｈ 側部掘削爪
２５ 蓋板
２５ａ 側板
２６ ヒンジ
３０ ジョイント（接合具）
３１ 導入路
４１ リンク杆
４２ 係止片
４３ レバー
４４ スプリング
４５ ワイヤブラシ
４６ チャンネル
４６ａ，４６ｂ アングル材
５０ オーガシャフト
５１ ロッド
５２ 螺旋翼
５３ オーガヘッド
６０ 杭（中空の既製杭）
６１ 中空部
７０ 除去容器
７１ 除去容器本体
７２ 蓋板
７３ 回収空間
７４ 開口
【技術分野】
【０００１】
本発明は，杭打ち機，オーガマシン等の掘削機等基礎機械によって昇降，回転されるシャフト，例えばオーガシャフトの下端に取り付けて，回転しながら中空杭内において地盤土を掘削・回収・除去し，かつ，中空杭内周面を洗浄する基礎杭施工装置に関し，例えば中空の既製杭による杭基礎の施工方法において，あらかじめ，地盤をオーガースクリュ等で所定の深さまで掘削し，既製の中空杭を挿入してハンマにより打撃を加えて施工する工法（プレボーリング工法）や，既製の中空杭の中空部を掘削しながら杭自重，圧入または打撃を加え，中空杭を沈設させる工法（中堀工法）などにより沈設された中空杭の中空部に残留する地盤土砂，瓦礫等（地盤土及びその構成物を含む，以下，「排土」という）の除去及び中空杭内周面の洗浄を行い，あるいは，前記中堀工法に適応し，地盤を掘削・除去すると共に，沈設する中空杭内周面を洗浄することの出来る基礎杭施工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
家屋，集合住宅，その他の構造物の基礎工法において，支持層の深さにまで達する基礎杭を設け，この基礎杭の杭頭上に構造物の基礎を形成する杭基礎工法が，例えば軟弱地盤，液状化地盤等に構造物を構築する際に広く用いられている。
【０００３】
このような杭基礎における基礎杭の施工方法の一例として，中堀工法では，鋼管杭又は中空ＰＣ杭等の杭の中空部に，先端にオーガヘッドを備えたオーガシャフトを挿入した後，この中空杭を建て込むと共に，オーガマシン等の掘削機によって前記オーガシャフトを回転しながら下降させて杭の中空部を介して地盤の掘削と排土回収を行いながら杭を沈設し，このようにして沈設した杭の下端を，自重により，又は圧入や打撃を加えることにより支持層内に挿入することで支持層に強固に杭を支持させる工法であり，この工法によれば，打ち込み工法等に比較して騒音の発生が格段に少なく，杭をケーシングとして使用するために杭の鉛直性が良く，しかも掘削と同時に杭の沈設が行われるために，杭孔を掘削した後に杭を建て込むプレボーリング工法に比較して工数を減少できる等の利点がある。
【０００４】
ところで，下端にオーガヘッドを取り付ける前述のオーガシャフトは，掘削により生じた土砂等を排土として杭孔外に排出する構成として，図１１に示すようにロッド５１の外周に螺旋翼５２を備えたものがあり，このオーガシャフト５０を回転すると，オーガヘッド５３が掘削した土砂等排土は，この螺旋翼によって洗浄水と共にロッドに沿って上方に搬送されるように構成されている（特許文献１，２参照）。
【０００５】
そして，上記杭内の洗浄は，鋼管ぐい８とＰＣぐい９の内部に洗浄水の噴出ノズル１１を降ろし，そしてこの噴出ノズル１１から洗浄水を水平方向に高圧ジェットで噴射して鋼管ぐい８とＰＣぐい９の内側全面を洗浄する。内部に溜まる洗浄水はポンプを用いて外部に排出する（特許文献３参照）。
【０００６】
この発明の先行技術文献情報としては次のものがある。
【特許文献１】特開２００１−２６２９６６号公報
【特許文献２】特開平１１−１０７６６２号公報
【特許文献３】特公平６−７８６１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前述のように，外周に螺旋翼５２を備えたオーガシャフト５０を使用して掘削を行う場合，オーガヘッド５３によって掘削された土砂は螺旋翼５２によってロッド５１に沿ってその長さ方向に搬送される。そのため，外周に螺旋翼５２を備えたオーガシャフト５０を使用して前述の中掘工法を行う場合，オーガシャフト５０は杭６０の中空部６１内に挿入・回転されていることから，螺旋翼５２によって搬送された排土は，杭６０の中空部６１内を上方に向かって移動して，やがて杭頭部より排出される。
【０００８】
このように，アースオーガを使用した中堀工法にあっては，排土の搬送を杭６０の中空部６１を利用して行っているために，使用する杭６０の中空部６１の径にもよるが，一例として直径乃至は長辺が１００mmを越える比較的大きな礫が排土中に混入したり，又は多量の玉石が排土中に混在する等，硬質固形物が排土と共に混在する場合には，杭の中空部内でこのような硬質固形物が目詰まりする等して排土の搬送を行うことができなくなる。
【０００９】
また，コンクリート杭を使用する場合では，この硬質固形物によって杭体を破損する場合がある。
【００１０】
また，特許文献３による工法では，杭内の洗浄には，オーガの先端又は別途噴射ノズルから洗浄水を噴射するものであり，排土の除去あるいは杭内掘削とは別工程として行われることになり，機器の交換ないし工程の増加となり，作業も繁雑であった。
【００１１】
そこで本発明は，上記従来技術における欠点を解消するためになされたものであり，多様な杭基礎工法により打設された中空杭内から残土を除去すると共に，杭内周壁の洗浄を行い，また，中堀工法に対応して，杭内の排土掘削・除去と共に，杭内周壁の洗浄を行うことが出来る基礎杭施工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】
【００１２】
上記目的を達成するために，本発明の基礎杭施工装置１は，オーガマシン等の杭打ち機ないし掘削機によって昇降及び回転するシャフト，例えばオーガシャフトの下端に連結されるケーシング１０を備え，
前記ケーシングは，上下端を開口した円筒状を成し，前記ケーシング１０の底部開口を被蓋する略円盤形の底板２０と，前記ケーシング１０の回転中心に設けられて前記シャフトを接合する接合具（実施例では「ジョイント」）３０と，前記シャフト内に設けられ給水路を介して導入された洗浄水を中空杭内に噴射する噴射孔１１を備え，
前記底板２０に開口を形成して排土導入口２１とし，前記排土導入口２１の掘削回転方向後方側の縁部より前方側に向かって斜め下向きに底部掘削爪２４ａ〜２４ｇを突設すると共に，
前記排土導入口２１を前記ケーシング１０の内部側より蓋板２５で覆い，該蓋板２５の掘削回転方向における前方側の端部を前記底板２０に揺動可能にヒンジ２６止めしたことを特徴とする（請求項１）。
【００１３】
前記構成の基礎杭施工装置１において，前記底板２０を，前記ケーシング１０の下端部開口縁に揺動可能にヒンジ２２止めすると共に，前記ケーシング１０の下端部開口を被蓋した位置において前記底板２０を係止する係止部材（実施例において，係止孔２３と係止片４２）を設けた構成とすることができる(請求項２)。
【００１４】
さらに，前記ケーシング１０の下端縁より側面に至る切欠１５を形成すると共に，該切欠１５の掘削回転方向後方側の縁部から前方側に向かって斜め外周方向に突出する側部掘削爪２４ｈを突設した構成としても良い（請求項３）。
【００１５】
また，前記ケーシング１０の外周には，外周方向に突出するワイヤブラシ４５を植設することもできる（請求項４）。
【００１６】
なお，前記噴射孔１１は，これを前記ケーシング１０の肉厚を貫通して設けることができ，この噴射孔１１に前記シャフトに形成された洗浄水の給水路１２介して洗浄水を導入する構成とすることができる（請求項５）。
【００１７】
前記噴射孔１１への給水路１２は，前記ケーシング１０の内周側に前記噴射孔１１に対峙する位置に洗浄水の加圧流路１２１を形成すると共に，ケーシング１０の上部中央に設けたジョイント３０内に形成された洗浄水の導入路３１に連通する中央管路１２２と，該中央管路１２２より放射状に分岐して前記各加圧流路１２１に連通する分岐管路１２３を設けた構成とすることが出来る（請求項６）。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明した本発明の構成より，本発明の基礎杭施工装置１によれば，プレボーリング工法，中堀工法など多様な杭基礎工法により沈設された中空杭の中空部に残留する排土の除去及び中空杭内周面の洗浄を同時に行うことができる。
【００１９】
また，この基礎杭施工装置１を例えば中空に形成された既製杭の中空部を介して地盤を掘削しながら前記既製杭を沈設する中堀工法に適応した場合であっても，比較的大きな礫や玉石等の硬質固形物等排土は基礎杭施工装置１のケーシング１０内に形成された空間に回収され，杭の中空部内に搬送されないことから，中空杭の中空部内にこのような礫や玉石等の硬質固形物が導入されることにより生じる目詰まりを防止することができ，その結果，施工現場における地盤の状態如何に拘わらず中堀工法による杭基礎の施工を可能と成す基礎杭施工装置１を提供できた。もっとも，本発明の基礎杭施工装置１は，前記中堀工法に限定されず，他の杭基礎施工法における杭内中空部の掘削，残土除去及び杭内周面の洗浄に使用可能である。
【００２０】
前述の底板２０と，ケーシング１０の下端開口縁とをヒンジ２２により連結すると共に，底板２０を前記開口部を被蓋した状態で係止する手段（係止孔２３及び係止片４２）を設けた構成にあっては，この底板２０の係止を解除することによりケーシング１０の下端開口を容易に開放することができ，これによりケーシング１０内に回収された排土や硬質固形物の排出が容易である。
【００２１】
さらに，ケーシング１０の下部側面に切欠１５を設けると共に，この切欠１５の形成位置に対応して側部掘削爪２４ｈを設けた構成では，この部分を介してケーシング１０の外周部分の掘削をも行うことができると共に，掘削により生じた排土等がこの切欠１５を介してケーシング１０内に導入されることから，切削能力及び排土の回収性を向上させることができた。
【００２２】
ケーシング１０の外周にワイヤブラシ４５を植設した構成にあっては，基礎杭施工装置１のケーシング１０が中空杭の中空部内を昇降する際に，この中空杭の内周面を容易に洗浄することができ，これによりその後に中空部内に打設されるセメントミルクや生コンクリート，高強度モルタル等のモルタルとの接着性を向上させることができた。
【００２３】
なお，ケーシング１０の肉厚を貫通して噴射孔１１を設けることにより，噴射孔１１の形成が容易であると共に，この噴射孔１１に洗浄水を導入する給水路を設けることで，基礎杭施工装置１のケーシング１０外周に容易に洗浄水を噴射し，杭内周面を洗浄することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
次に，本発明の実施形態について添付図面を参照しながら以下説明する。
【００２５】
装置構成
全体構成
図中，符号１は，本発明の基礎杭施工装置であり，この基礎杭施工装置１は，円筒状のケーシング１０と，このケーシング１０の底部を覆う底板２０を備えると共に，該ケーシング１０の上部開口の中心部分に，オーガマシン等によって昇降及び回転されるシャフト，例えばオーガシャフトの下端に連結するための接合具であるジョイント３０が設けられている。
【００２６】
この基礎杭施工装置１を前述した中掘工法による杭内中空部の掘削，残土除去及び杭内周面の洗浄に使用する場合には，基礎杭施工装置１のケーシング１０を杭の中空部に挿入することができるように，これを全体として沈設する杭の中空部内に挿入可能なサイズに形成する。
【００２７】
一例として，本実施例にあっては，円筒状である前述のケーシング１０の直径を７８０mm，長さを１０００mmとしている。
【００２８】
底板
ケーシング１０の底部開口を覆う前述の底板２０は，前記ケーシング１０の外径と略同一径に形成された円盤状を成し，図４〜６に示すように外周縁側から中央に向かって幅を狭める略扇形の２つの切欠状の開口を略対称の位置に設けて排土導入口２１としている。
【００２９】
底板２０は，図２に示すように，その中央を下方に向かって僅かに膨出した逆円錐状を成すと共に，図４〜６に示すようにその円周上の一部が，前記円筒状ケーシング１０の下端開口縁にヒンジ２２を介して取り付けられており，このヒンジ２２を支点として揺動して，前記円筒状ケーシング１０の下端開口を開閉可能に構成されている。
【００３０】
この底板２０には，その肉厚を貫通して形成された略長方形の係止孔２３が設けられていると共に，底板２０を，前記ヒンジ２２を支点としてケーシング１０の底部開口を塞ぐ方向に揺動させると，円筒状ケーシング１０に設けられた後述するリンク杆４１の下端に取り付けられた同形状の係止片４２が，前記係止孔２３内に上方から下方に向かって挿入されて通過し，この係止片４２が係止孔２３を通過した後に，リンク杆４１を回転させて係止片４２によって係止孔２３の長辺側の縁部分を係止して，ケーシング１０の下端開口を閉じた状態で前記底板２０を固定すると共に，該係止片４２と係止孔２３との係合を解除することにより，底板２０がケーシング１０の下端開口を開放できるように構成している。
【００３１】
底板２０に設けられた前述の切欠状の開口である排土導入口２１，２１の縁部分には，回転方向前方に斜め下方に向かって突出する底部掘削爪２４ａ〜２４ｇが取り付けられており，基礎杭施工装置１のケーシング１０回転時，この掘削爪２４ａ〜２４ｇが基礎杭施工装置１のケーシング１０下部の土砂を掻き取って，前記排土導入口２１を介して円筒状ケーシング１０内にこれを導入することができるようにしている。
【００３２】
図示の実施例にあっては，一方の排土導入口２１（図４中右側）の縁部に３つの掘削爪２４ａ〜２４ｃを，他方の排土導入口２１（図４中左側）の縁部に４つの掘削爪２４ｄ〜２４ｇをそれぞれ設け，一方の排土導入口２１の開口縁に設けた底部掘削爪２４ａ〜２４ｃと，他方の排土導入口２１の開口縁に設けた底部掘削爪２４ｄ〜２４ｇの回転軌道をずらせて配置することにより，全体として掘削シャフト１の底面における地盤を満遍なく掻き取ることができるように構成しているが，両排土導入口２１，２１に設ける掘削爪２４ａ〜２４ｇの数を同じにしても良く，また，前記掘削爪２４ａ〜２４ｇの個数は図示の例に限定されずにこれを増減しても良く，さらに掘削爪２４ａ〜２４ｇの形状についても図示の例に限定されず各種形状を採用することができる。
【００３３】
前述の排土導入口２１は，底板２０の上面，すなわちケーシング１０の内部空間側よりそれぞれ蓋板２５によって被蓋されており，基礎杭施工装置１のケーシング１０を掘削方向に回転して地盤を掘削することにより生じた排土が洗浄水と共にケーシング１０内に入り込もうとする導入圧力によって持ち上がり，前記排土導入口２１を開いて円筒状ケーシング１０内に洗浄水と共に排土を導入すると共に，洗浄水や排土の流入圧が生じていないときには，自重によって前記排土導入口２１を塞ぐように構成されており，本実施例にあっては前記切欠状の排土導入口２１に対して一回り大きな形状に形成した蓋板２５を設け，基礎杭施工装置１のケーシング１０による掘削方向への回転時，回転方向前方側となる前記蓋板２５の端部を，ヒンジ２６を介して前記排土導入口２１の前述の掘削爪２４ａ〜２４ｃ，２４ｄ〜２４ｇを設けた側とは反対側の縁部に揺動可能に取り付け，これにより掘削時の排土及び洗浄水の流入圧力によって排土導入口２１を開いてケーシング１０内に排土を洗浄水と共に導入すると共に，基礎杭施工装置１のケーシング１０を回転させていないとき，又は前記ケーシング１０の逆回転時には，自重によって前記排土導入口２１を塞いで，内部に回収した排土，特にこの排土中の礫や玉石等が前記排土導入口２１を介して杭内中空部内に戻ることを防止している。
【００３４】
ケーシング
前述のケーシング１０は，鋼管等によって形成された円筒体であり，杭内中空部に対して洗浄水を噴射中空杭内に噴射し，杭内周面の洗浄を行うための噴射孔１１及びこの噴射孔１１に対して洗浄水を導入するための給水路１２を備えている。
【００３５】
この洗浄水の噴射孔１１は，掘削・洗浄の際に必要となる洗浄水を基礎杭施工装置１のケーシング１０の外周や下部に対して噴射し得るものであれば，その径，形状，個数，配置等は如何なる構成としても良いが，一例として図示の実施例にあっては，ケーシング１０の肉厚を貫通する貫通孔によってこの噴射孔１１を形成し，ケーシング１０の軸方向に，ここでは，４段，直線状に所定間隔で並べて配置した噴射孔１１の列を，円周方向に８列等間隔に配置して，合計で３２個の噴射孔１１を形成している。
【００３６】
そして，このうちの最下段の噴射孔１１の噴射方向をここでは，斜め下向きに，本実施例では約１３５°の角度で下向きとしていると共に，他の３段の方向を略水平方向（約９０°）に構成し，基礎杭施工装置１のケーシング１０の側方のみならず下方に対しても洗浄水の噴射を行えるように構成した。
【００３７】
この噴射孔１１に対して洗浄水を供給する前述の給水路１２は，各噴射孔１１に対して洗浄水を供給し得るものであれば如何なる構成であっても良いが，図示の実施例では前記各噴射孔１１の列に対峙する位置で，ケーシング１０の内周側に断面Ｌ字状のアングル材によりその角部がケーシング１０の中心を向くように取り付け（図３参照），このアングル材とケーシング１０の内周面によって画成された洗浄水の加圧流路１２１を形成すると共に，ケーシング１０の上部中央に設けたジョイント３０内に形成された洗浄水の導入路３１に連通する給水路を備えた中央管路１２２と，前記中央管路１２２より放射状に分岐して前記各アングル材から成る加圧流路１２１とケーシング１０の本体内壁によって画成された給水路に連通する分岐管路１２３を設け，且つ，前記加圧流路１２１の上下端を塞いで前記加圧流路１２１を密封することにより，図示せざるオーガシャフトから後述のジョイント３０内に形成された導入路３１に導入された洗浄水が，前記中央管路１２２及び分岐管路１２３を介して加圧流路１２１内に形成された給水路に導入され，該給水路と連通する噴射孔１１を介して，噴射することができるように構成されている。
【００３８】
このケーシング１０の外周には，ここでは，前述の噴射孔１１の列と列との間に位置して金属製のワイヤによって形成されたワイヤブラシ４５を外周方向に向かって突出するように取り付けることができる（図８及び図９）。
【００３９】
図示の実施例にあっては，断面Ｌ字状の２本のアングル材４６ａ，４６ｂを所定間隔でケーシング１０の外周に取り付けることによって形成されたＣ字状のチャンネル４６内に，ワイヤブラシ４５を植設した金属板４７を差し込むことにより，ケーシング１０の外周に交換可能にワイヤブラシ４５を取り付けることができるように構成している。
【００４０】
このように，円筒状ケーシング１０の外周にワイヤブラシ４５を取り付けた場合には，本発明の基礎杭施工装置１のケーシング１０を杭の中空部内を昇降，好ましくは回転しながら昇降させることにより，中空杭の内周面をこのワイヤブラシ４５による擦過によって洗浄することができ，杭内にセメントミルクや生コンクリート等を打設した際の接着性が向上する。
【００４１】
以上のように構成された円筒状ケーシング１０の上端開口部には，開口縁に直径方向に架設された架設板１４が取り付けられており，この架設板１４上に前述したオーガシャフトの下端に連結される接合具たるジョイント３０が取り付けられている。
【００４２】
したがって，このジョイント３０にオーガマシン等によって昇降，回転されるオーガシャフトの下端を連結し，このオーガシャフトの回転力によって基礎杭施工装置１のケーシング１０を回転すると共，前述のオーガマシン等によってオーガシャフトを昇降させ，このオーガシャフトの昇降に伴いケーシング１０を昇降させる。
【００４３】
なお，図７中，符号４１は，前述した底板２０を閉じた状態（円筒状ケーシング１０の下端部を被蓋した状態）に係止する，下端に係止片４２を備えたリンク杆４１であり，このリンク杆４１は図示の原位置において下端に設けられた係止片４２を，図４に示すように底板２０に形成した係止孔２３の長さ方向に対して所定の角度（図４の例では９０°）で配置されており，従って前記係止孔２３内に挿入された係止片４２が抜き取り不能となっている。
【００４４】
この原位置に対し，前記リンク杆４１の上端に設けられたレバー４３をスプリング４４の付勢力に抗して図中反時計回り回動させると，前記係止片４２の長さ方向を，前記底板２０に設けた係止孔２３の長さ方向と同一方向に回動させることができ，これにより，係止片４２が係止孔２３より抜き取り可能となると共に，この係止孔２３と係止片４２との結合によって円筒状ケーシング１０の底部開口を被蓋した状態で係止されていた底板２０が，ヒンジ２２を中心として揺動し，円筒状ケーシング１０の下部開口を開放することができるように構成されている。
【００４５】
なお，前述した底板２０の係止機構は，図示の例に限定されず，掘削時の回転等によって，底板２０の係止が解除されないように保持し得る構成であれば，如何なる構成を採用しても良い。
【００４６】
前述の円筒状ケーシング１０には，更に図８に示すようにその下端側の開口縁から側面に至る切欠１５を設けると共に，この切欠１５を覆うように，回転方向前方に向かってやや外周側に傾斜して突出する側部掘削爪２４ｈを設けるものとしても良い。なお，この切欠１５及び側部掘削爪２４ｈは，本実施例においてケーシング１０の対称位置にそれぞれ設けている。
【００４７】
このように，円筒状ケーシング１０の側面に切欠１５を設けると共に，この切欠１５の形成部分に位置して側部掘削爪２４ｈを設けることで，この側部掘削爪２４ｈによって掻き取られた円筒状ケーシング１０外周の土砂が，前記切欠１５部分を介して円筒状ケーシング１０内に洗浄水と共に導入され，基礎杭施工装置１のケーシング１０の掘削能力を向上させることができる。
【００４８】
なお，この切欠１５は，蓋板２５に側板２５ａ（図６参照）を設け，蓋板２５が底板２０に設けた排土導入口２１を閉塞しているとき，前記側板２５ａによって塞がれるように構成することが好ましい。
【００４９】
ジョイント（接合具）
オーガシャフトとの接合を可能と成す接合具である前述のジョイント３０は，オーガマシン等によって昇降及び回転されるオーガシャフトとの連結を可能と成すと共に，該オーガシャフト内に形成された給水路を介して導入された洗浄水を導入すると共に中央管路１２２に導入する導入路３１が形成されたものであれば如何なるものを使用しても良く，本実施例にあっては，オーガシャフトの連結に一般的に使用されている六角柱状のジョイント（オス型）を使用している。このように，オーガシャフトとの連結に一般的に使用されているジョイント３０を使用することで，本発明の基礎杭施工装置に汎用性を持たせることができる。
【００５０】
使用方法及び作用
以上説明した本発明の基礎杭施工装置１は，各種杭内中空部の残土掘削，除去及び杭内周面の洗浄に使用することができるが，前述したように中堀工法による基礎杭の施工に適応することが出来る。
【００５１】
一例として，この中掘工法に使用する場合を例として説明すると，オーガマシン等によって昇降及び回転されるオーガシャフトの先端に，本発明の基礎杭施工装置１を取り付け，このオーガシャフトを杭の中空部に挿入する。
【００５２】
そして，オーガシャフトが挿入された杭を建て込んで，杭の中空部を介して地盤を掘削して，杭を沈設する。
【００５３】
オーガシャフトに取り付けられた本発明の基礎杭施工装置１のケーシング１０は，オーガシャフト内に形成された洗浄水の導入路を介して洗浄水の供給を受けると共に，オーガシャフトと共に回転されて，供給された洗浄水を噴射孔１１より噴射しながら回転し，底板２０に設けた底部掘削爪２４ａ〜２４ｇ，及びこれが設けられている場合にはケーシングの下端外周に設けられた側部掘削爪２４ｈが回転に伴って地盤を掻き取り，この掻き取られた地盤が，洗浄水と共にケーシング１０の底板２０に設けた排土導入口２１を被蓋する蓋板２５を押し上げて底板２０に設けた排土導入口２１を介して，又はケーシング１０の側面に形成された切欠１５を介してケーシング１０内の空間に回収される。
【００５４】
掘削地盤が，比較的大きな礫や玉石等の硬質固形物を含む場合であっても，排土と共に生じた硬質固形物が前記排土導入口２１以下のサイズである場合にはそのままで，排土導入口２１以上のサイズである場合には，掘削爪２４ａ〜２４ｇとの衝突によって破砕される等して，底板２０に設けた排土導入口２１やケーシング１０の下端部側面に形成された切欠１５を介してケーシング１０内に回収することができる。
【００５５】
このようにして，一旦ケーシング１０内に導入された硬質固形物は，ケーシング１０の掘削方向回転時には，前記排土導入口２１を介して中空杭内に戻ろうとしても排土や洗浄水の流入圧力によってケーシング１０内に押し戻されて中空杭内に戻ることがなく，また，ケーシング１０の回転が停止したときや逆回転時には，底板２０に設けた排土導入口２１を蓋板２５が自重によって塞ぎ，これにより一旦回収された礫，玉石等の硬質固形物が排土導入口２１を介して中空杭内に戻ることが防止されている。
【００５６】
以上のようにして，ケーシング１０内に排土や礫，玉石等の硬質固形物を回収したケーシング１０は，このケーシング１０内に排土や，礫，玉石等の硬質固形物が所定量溜まる毎にスクリュシャフトと共に杭の中空部より抜き取り，地上においてリンク杆４１に設けたレバー４３を操作して底板２０によって閉ざされていたケーシング１０の下端部開口を開放して，回収した排土等を排出した後，再度，底板２０によってケーシング１０の下端部開口を閉じ，その後，既製杭の中空部内に挿入して，既製杭の下部を掘り進み，この作業を繰り返して杭基礎を支持させる支持地盤まで掘削を行うものとしても良い。
【００５７】
または，本発明の基礎杭施工装置１を中堀工法に適応する際，螺旋翼付きのオーガシャフトの下端に取り付け，これによりケーシング１０を杭の中空部より抜き取ることなく連続して掘削及び排土除去と杭内周面の洗浄を行うことができるように構成しても良い。
【００５８】
この場合，ケーシング１０に設けた掘削爪２４ａ〜２４ｈが地盤を削り取ることによって生じた排土は，礫や玉石等の硬質固形物と共に一旦，基礎杭施工装置１のケーシング１０内の空間に回収されることとなるが，このようにしてケーシング１０内に導入された排土は，ケーシング１０の回転によって生じた旋回流と，オーガシャフトの螺旋翼によって生じた流れによって，ケーシング１０の上部開口より流れ出し，杭の中空部内に導入されると共に，この中空部内を搬送され，やがて杭頭部より排出される。
【００５９】
このとき，排土中に含まれる比較的大きな礫や玉石等の硬質固形物は，洗浄水中において重量物であることから，ケーシング１０の高さを超えてケーシング１０の上部開口より杭の中空部迄流動することができず，そのためにケーシング１０内に形成された空間の底部に溜まる。
【００６０】
これにより，比較的大きな礫や玉石等の硬質固形物は，排土から分離されてケーシング１０内に残留するために，これらが排土と共に搬送されることにより杭の中空部を詰まらせて施工不能となったり，また，コンクリート製杭を破損等することを防止することができる。
【００６１】
このようにしてケーシング１０内に回収された礫や玉石等の硬質固形物は，ケーシング１０内に所定量溜まった時点でケーシング１０を杭の中空部を介して抜き取り，前述した要領で底板２０により被蓋されているケーシング１０の下端部開口を開放することで，溜まった礫や玉石等の硬質固形物を中空杭外に排出する。
【００６２】
以上のようにして，中空杭の中空部を介して杭の下部を掘削すると共に，中空杭を沈下させ，継ぎ杭の場合には，同様に中空杭内に挿入されたオーガシャフトの下端を，下段のオーガシャフトの上端部に連結すると共に，上下の杭体を溶接等によって連結して，同様の作業を繰り返し，所定の深度に杭を沈設する。
【００６３】
所定の深度迄沈設された杭は，支持層中にセメントミルクを注入する等して杭と一体化した拡大球根を形成し，又は支持層に所定の深さ圧入する等して，支持層による杭の支持力増大が図られる。
【００６４】
基礎杭施工装置１のケーシング１０外周に，前述したようにワイヤブラシ４５を植設した構成では，オーガシャフトを中空杭から抜き取って回収する際に，好ましくはオーガシャフトを回転させながら引き抜き，これによりケーシング１０の外周に植設したワイヤブラシ４５による擦過によって中空杭の内壁を洗浄する。
【００６５】
この中空杭内壁の洗浄により，杭の中空部にセメントミルクや生コンクリートを注入した際，セメントミルクや生コンクリート等と杭内壁との接合力を向上させることが可能である。
【００６６】
このようにして，オーガシャフトと共に基礎杭施工装置１を回収した後，杭の中空部内にセメントミルクや生コンクリートの注入が行われる。
【００６７】
このセメントミルクや生コンクリートの注入に際し，杭の中空部内に溜まっている洗浄水やスライム等は，セメントミルクや生コンクリートの注入によって杭頭部より溢れ出させることで置き換えるようにしても良いが，このようにして置き換えを行う場合，溢れ出たスライム等によって杭周辺が汚れると共に，セメントミルク等と混合したスライムが硬化する等して，後処理に手間がかかることから，セメントミルクや生コンクリートの注入前に，又はセメントミルクや生コンクリートを所定量注入した後に，例えば図１０に示す除去容器７０を杭頭部より挿入して杭の中空部内の洗浄水やスライム等を回収するものとしても良い。
【００６８】
この除去容器７０は，内部を回収空間７３と成す円筒状の除去容器本体７１と，この回収空間７３の底部側において，洗浄水やスライム，及びスライム等が混ざったセメントミルク等を回収空間７３内に導入するための開口７４が形成されていると共に，この開口７４を内側より被蓋する蓋板７２が設けられている。
【００６９】
そして，この除去容器７０を杭頭部より杭の中空空間内に挿入すると，開口７４を介して回収空間７３に流入しようとする洗浄水やスライム，セメントミルク等の流入圧力によって蓋板７２が持ち上がり，これにより回収空間７３内に洗浄水やスライム，セメントミルク等を回収することができると共に，この除去容器７０を杭頭部より引き抜くと，前記蓋板７２がその自重，及び回収空間７３内の切削水やスライム，セメントミルク等の重量によって前記開口７４を閉じ，これにより洗浄水やスライム，セメントミルク等を杭の中空部より抜き取ることができるように構成されている。
【００７０】
以上のようにして，杭の中空部内の洗浄水やスライム等と置き換えてセメントミルクや生コンクリートを打設した後，杭穴の養生等を行って基礎杭の施工が完了する。
【００７１】
このように，本発明の基礎杭施工装置１を中堀工法に適応した場合では，掘削時に生じた排土中に，比較的大きな礫や玉石等の硬質固形物が混入する場合であっても，このような礫や玉石等の硬質固形物は杭の中空部に搬入されずに基礎杭施工装置１のケーシング１０内に回収することができるため，杭の中空部がこれら硬質固形物により目詰まりして施工不能となったり，また，コンクリート杭を使用した場合であっても杭体の破損等を好適に防止することができた。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明に係る基礎杭施工装置１のケーシング１０の斜視図。
【図２】同，ケーシング１０の正面図。
【図３】同，ケーシング１０の平面図。
【図４】同，ケーシング１０の底面図。
【図５】底板の開放状態の斜視図。
【図６】底板の開放状態の斜視図。
【図７】ケーシングを切断した状態の斜視図。
【図８】ワイヤブラシを備えた１のケーシング１０の正面図。
【図９】ワイヤブラシを備えた１のケーシング１０の平面図。
【図１０】除去容器の正面断面図。
【図１１】既知のオーガシャフトの説明図。
【符号の説明】
【００７３】
１ 基礎杭施工装置
１０ ケーシング
１１ 噴射孔
１２ 給水路
１２１ 加圧流路
１２２ 中央管路
１２３ 分岐管路
１４ 架設板
１５ 切欠
２０ 底板
２１ 排土導入口
２２ ヒンジ
２３ 係止孔
２４ａ〜２４ｇ 底部掘削爪
２４ｈ 側部掘削爪
２５ 蓋板
２５ａ 側板
２６ ヒンジ
３０ ジョイント（接合具）
３１ 導入路
４１ リンク杆
４２ 係止片
４３ レバー
４４ スプリング
４５ ワイヤブラシ
４６ チャンネル
４６ａ，４６ｂ アングル材
５０ オーガシャフト
５１ ロッド
５２ 螺旋翼
５３ オーガヘッド
６０ 杭（中空の既製杭）
６１ 中空部
７０ 除去容器
７１ 除去容器本体
７２ 蓋板
７３ 回収空間
７４ 開口
【特許請求の範囲】
【請求項１】
杭打ち機によって昇降及び回転駆動されるシャフトの下端に連結されるケーシングを備え，
前記ケーシングは，
上下端を開口し，該ケーシングの底部開口を被蓋する略円盤形の底板と，前記ケーシングの回転中心に設けられて前記シャフトを接合する接合具と，前記シャフト内に設けられ給水路を介して導入された洗浄水を中空杭内に噴射する噴射孔を備え，
前記底板に開口を形成して排土導入口とし，前記排土導入口の掘削回転方向後方側の縁部より前方側に向かって斜め下向きに底部掘削爪を突設すると共に，
前記排土導入口を前記ケーシングの内部側より蓋板で覆い，該蓋板の掘削回転方向における前方側の端部を前記底板に揺動可能にヒンジ止めしたことを特徴とする基礎杭施工装置。
【請求項２】
前記底板を，前記ケーシングの下端部開口縁に揺動可能にヒンジ止めすると共に，前記ケーシングの下端部開口を被蓋した位置において前記底板を係止する係止部材を設けたことを特徴とする請求項１記載の基礎杭施工装置。
【請求項３】
前記ケーシングの下端縁より側面に至る切欠を形成すると共に，該切欠の掘削回転方向後方側の縁部から前方側に向かって斜め外周方向に突出する側部掘削爪を突設したことを特徴とする請求項１又は２記載の基礎杭施工装置。
【請求項４】
前記ケーシングの外周に，外周方向に突出するワイヤブラシを植設したことを特徴とする請求項１〜３いずれか１項記載の基礎杭施工装置。
【請求項５】
前記噴射孔を前記ケーシングの肉厚を貫通して設けると共に，前記シャフトに形成された給水路を介して供給された洗浄水を前記噴射孔に導入する洗浄水の給水路を設けたことを特徴とする請求項１〜４いずれか１項記載の基礎杭施工装置。
【請求項６】
前記噴射孔への給水路は，前記ケーシングの内周側に前記噴射孔に対峙する位置に洗浄水の加圧流路を形成すると共に，前記ケーシングの上部中央に設けたジョイント内に形成された洗浄水の導入路に連通する中央管路と，該中央管路より放射状に分岐して前記各加圧流路に連通する分岐管路を設けたことを特徴とする請求項５記載の基礎杭施工装置。
【請求項１】
杭打ち機によって昇降及び回転駆動されるシャフトの下端に連結されるケーシングを備え，
前記ケーシングは，
上下端を開口し，該ケーシングの底部開口を被蓋する略円盤形の底板と，前記ケーシングの回転中心に設けられて前記シャフトを接合する接合具と，前記シャフト内に設けられ給水路を介して導入された洗浄水を中空杭内に噴射する噴射孔を備え，
前記底板に開口を形成して排土導入口とし，前記排土導入口の掘削回転方向後方側の縁部より前方側に向かって斜め下向きに底部掘削爪を突設すると共に，
前記排土導入口を前記ケーシングの内部側より蓋板で覆い，該蓋板の掘削回転方向における前方側の端部を前記底板に揺動可能にヒンジ止めしたことを特徴とする基礎杭施工装置。
【請求項２】
前記底板を，前記ケーシングの下端部開口縁に揺動可能にヒンジ止めすると共に，前記ケーシングの下端部開口を被蓋した位置において前記底板を係止する係止部材を設けたことを特徴とする請求項１記載の基礎杭施工装置。
【請求項３】
前記ケーシングの下端縁より側面に至る切欠を形成すると共に，該切欠の掘削回転方向後方側の縁部から前方側に向かって斜め外周方向に突出する側部掘削爪を突設したことを特徴とする請求項１又は２記載の基礎杭施工装置。
【請求項４】
前記ケーシングの外周に，外周方向に突出するワイヤブラシを植設したことを特徴とする請求項１〜３いずれか１項記載の基礎杭施工装置。
【請求項５】
前記噴射孔を前記ケーシングの肉厚を貫通して設けると共に，前記シャフトに形成された給水路を介して供給された洗浄水を前記噴射孔に導入する洗浄水の給水路を設けたことを特徴とする請求項１〜４いずれか１項記載の基礎杭施工装置。
【請求項６】
前記噴射孔への給水路は，前記ケーシングの内周側に前記噴射孔に対峙する位置に洗浄水の加圧流路を形成すると共に，前記ケーシングの上部中央に設けたジョイント内に形成された洗浄水の導入路に連通する中央管路と，該中央管路より放射状に分岐して前記各加圧流路に連通する分岐管路を設けたことを特徴とする請求項５記載の基礎杭施工装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００８−２２３３３８（Ｐ２００８−２２３３３８Ａ）
【公開日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−６３３６９（Ｐ２００７−６３３６９）
【出願日】平成１９年３月１３日（２００７．３．１３）
【出願人】（５０６０１９２９０）株式会社播磨商事 (7)
【出願人】（５０６０１９３０４）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月１３日（２００７．３．１３）
【出願人】（５０６０１９２９０）株式会社播磨商事 (7)
【出願人】（５０６０１９３０４）
【Ｆターム（参考）】
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