根固め球根部の施工管理方法とそれに用いる拡大掘削装置

【課題】杭孔先端部を拡大掘削して根固め球根部を築造するにあたり、振動、水圧、掘削土による圧力が大きい過酷な環境下においても、故障する心配がない簡単な構成によって、拡大翼が実際に開いたか否かを確実に確認できるようにする。
【解決手段】拡径状態と縮径状態に切り換え可能に構成された拡大翼８により杭孔先端部を拡大掘削する拡大掘削装置４における拡大翼の可動範囲の終端位置と重なる位置に、拡大翼が拡径状態に切り換わることによって拡大翼で押し潰されるカートリッジ式の確認用部材１１を設けておき、拡大掘削装置を地上に引き上げた後、確認用部材の変形状態を目視確認することにより、地中で拡大翼が実際に開いたことを確認する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、杭孔先端部を拡大掘削して根固め球根部を築造する基礎杭の施工において、根固め球根部を形成するための拡大翼による拡大掘削が確実に行われたか否か確認する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、中掘工法やプレボーリング工法により、支持層において地盤を拡大掘削し、この拡大掘削部に根固め液（セメントミルク）を注入することにより根固め球根部を築造して、既製杭の先端支持力を高める拡大根固め工法においては、拡大掘削装置として、掘削ロッドを逆回転させることにより拡大翼が土圧で縮径状態から拡径状態に切り換わる形式や、油圧や水圧等の流体圧シリンダーによって拡大翼を縮径状態と拡径状態に切り換える形式の拡大掘削装置が用いられる。
【０００３】
何れの形式においても、拡大翼は根固め部分でのみ開き、掘削ロッドの引き上げ時には閉じなければならないという特性上、支持層内で拡大翼が実際に開いているか目視で確認することは不可能である。
【０００４】
また、拡大翼が地中で完全に開かないまま施工を完了してしまうと、根固め球根部の築造が不完全で、設計通りの支持力が確保できないことになり、上部構造を含めた建造物全体の大きな問題となる。そのため、拡大翼が地中で実際に開いたか否かを確認する方法が強く求められており、従来より様々な提案がなされている。
【０００５】
例えば、特許文献１には、拡大翼の近傍に、リミット方式のマイクロスイッチ、バックアップ電源付き基板等から成る検出器と、検出器による検出信号を根固め液の供給路となる掘削ロッドの中空部を経て地上に送信するワイヤレス送信器とを取り付けておく方式が開示されている。
【０００６】
特許文献２には、拡大翼の動作を電気的に検出する傾斜センサ、回転センサ、近接センサ等による拡大翼変化検出手段と、検出されたデータのメモリと、それらを制御するマイコンを掘削ロッド先端に装着される拡大掘削装置に設けておき、掘削ロッドを上昇させて拡大掘削装置を地上に引き上げた後、データを取り出す方式が開示されている。
【０００７】
これらは、何れも拡大翼の動きを電気的に検知する方式であるが故に、掘削ロッド先端の拡大掘削装置を地盤中で掘削液と共に回転させ、拡径した拡大翼で孔壁を掻き削るといった振動、水圧、掘削土による抵抗が大きい過酷な環境下では、故障の虞があり、検出結果の信頼度に難がある。
【０００８】
また、流体圧シリンダーによって拡大翼を縮径状態と拡径状態に切り換える形式の拡大掘削装置においては、油圧又は水圧の変化によって拡大翼が開いたことを確認する方法を採用することがある。しかし、この方法では、地上から拡大掘削装置まで油圧又は水圧計測用の配管を行う必要があり、作業が面倒である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平６−２１２８７３号公報
【特許文献２】特開２００９−４１３１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記の問題点を踏まえて成されたものであって、その目的とするところは、振動、水圧、掘削土による圧力が大きい過酷な環境下においても、故障する心配がない簡単な構成によって、拡大翼が実際に開いたか否かを確実に確認できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するために本発明が講じた技術的手段は、次のとおりである。即ち、請求項１に記載の発明による根固め球根部の施工管理方法は、拡径状態と縮径状態に切り換え可能に構成された拡大翼により杭孔先端部を拡大掘削する拡大掘削装置における拡大翼の可動範囲の終端位置と重なる位置に、拡大翼が拡径状態に切り換わることによって拡大翼で押し潰される確認用部材を設けておき、拡大掘削装置を地上に引き上げた後、この確認用部材の変形状態を確認することにより、拡大翼が実際に開いたことを確認することを特徴としている。
【００１２】
尚、確認用部材としては、杭孔掘削時の振動、水圧、土圧に耐える硬度と、拡大翼が開く際、拡大翼又は拡大翼に連動する可動部材で押し潰された状態に塑性変形し得る柔らかさとを併せ持つことが必要であり、例えば、鉄パイプや鉄棒などが好適である。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明による根固め球根部の施工管理方法に用いる拡大掘削装置であって、拡径状態と縮径状態に切り換え可能に構成された拡大翼により杭孔先端部を拡大掘削する拡大掘削装置における拡大翼の可動範囲の終端位置と重なる位置に、拡大翼が拡径状態に切り換わることによって拡大翼で押し潰される確認用部材を着脱交換自在に取り付けてあることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に記載の発明によれば、拡大掘削装置を地上に引き上げた後、確認用部材の変形状態を目視で確認することにより、拡大翼が実際に開いたか否かを確実に確認できる。
【００１５】
殊に、拡大掘削装置における拡大翼の可動範囲の終端位置と重なる位置に、拡大翼が拡径状態に切り換わることによって拡大翼で押し潰される確認用部材を設けるという簡単な構成であるため、大きな振動、水圧、土圧が作用する地盤掘削時の過酷な環境下においても、故障する心配がなく、信頼度の高い確認が可能であるから、根固め球根部の施工管理の手法として極めて有効である。
【００１６】
請求項２に記載の発明によれば、確認用部材が着脱交換自在に取り付けられているので、変形した確認用部材を保管することによって、根固め球根部の施工記録として利用でき、請求項１に記載の根固め球根部の施工管理方法に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】杭孔掘削時の説明図である。
【図２】杭孔先端部の拡大掘削時の説明図である。
【図３】本発明に係る拡大掘削装置の正面図である。
【図４】拡大翼が縮径状態にある拡大掘削装置の横断平面図である。
【図５】拡大翼が拡径状態にある拡大掘削装置の横断平面図である。
【図６】拡大翼が縮径状態にある拡大掘削装置の要部の拡大縦断面図である。
【図７】確認用部材の斜視図である。
【図８】他の確認用部材を例示する斜視図である。
【図９】本発明の他の実施形態を示す拡大掘削装置の拡大翼縮径状態における一部破断正面図である。
【図１０】図９に示した拡大掘削装置の拡大翼拡径状態における一部破断正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１、図２は、中掘工法によって杭孔先端部を拡大掘削して根固め球根部を築造する基礎杭の施工例を示す。図中の１は既製杭、２は図外のオーガーマシンにより回転駆動される中空状の掘削ロッドである。掘削ロッド２の外周には螺旋状羽根３が設けられ、中空部はベントナイト溶液等の掘削液や根固め液（セメントミルク）の供給路に形成されている。
【００１９】
掘削ロッド２の先端には、杭孔先端部を拡大掘削して根固め球根部を築造するための拡大掘削装置４が掘削ロッド２と一体に回転するように連結されている。図示の拡大掘削装置４は、図３に示すように、掘削ロッド２に連通する中空状の駆動軸５と、その外周に設けられた螺旋状（前記螺旋状羽根３と同方向の螺旋状）を呈する２枚の掘削翼６と、各掘削翼６の先端に取り付けられた掘削刃7と、各掘削翼６の螺旋に沿って設けられ、拡径状
態と縮径状態に切り換え可能に構成された２枚の拡大翼８とを備えている。
【００２０】
前記拡大翼８は掘削翼６に連設したブラケット９にピン１０で揺動自在に支持されている。そして、掘削ロッド２を正回転（図１と図４に示す矢印ａ方向の回転）させる杭孔掘削時には、土圧（掘削土や孔壁による抵抗）により、図１、図４に示すように、掘削翼６の回転軌跡内に大部分が収容された縮径状態となり、掘削ロッド２を逆回転（図２と図５に示す矢印ｂ方向の回転）させることにより、拡大翼８が土圧（掘削土や孔壁による抵抗）を受けてピン１０回りに揺動し、図２、図５に示すように、掘削翼６の回転軌跡より半径方向外方に突出した拡径状態となるように構成されている。
【００２１】
拡大掘削装置４における拡大翼８の可動範囲の終端位置と重なる位置で且つピン１０の近傍には、拡大翼８がピン１０周りに揺動して拡径状態に切り換わることにより、拡大翼８で押し潰される確認用部材１１が着脱交換自在に取り付けられている。確認用部材１１は、図６、図７の（Ａ）に示すように、平板状の台板１１ａを備えたカートリッジ式に形成され、台板１１ａを、図４、図６に示すように、ブラケット９の内面で且つピン１０よりも外側の位置に、確認用部材１１がピン１０と平行に位置する状態にネジ１２止めしてある。
【００２２】
上記の構成によれば、支持層まで杭孔を掘削した後、掘削ロッド２を逆回転させることにより、拡大翼８が拡径状態に切り換えて、杭孔先端部を拡大掘削する際、図５に示すように、拡大翼８がピン１０周りに揺動して拡径状態に切り換わることにより、換言すれば、拡大翼８が完全に開くことにより、確認用部材１１が拡大翼８で押し潰されることになる。
【００２３】
従って、拡大掘削装置４を地上に引き上げた後、確認用部材１１の変形状態を目視で確認することにより、地中で拡大翼８が実際に開いたか否かを確実に確認でき、杭孔先端部の拡大掘削（根固め球根部の施工）が完全に行われたことを知ることができる。しかも、確認用部材１１が着脱交換自在なカートリッジ式に形成されているので、図９の（Ｂ）に示すように、変形した確認用部材１１を整理して保管することによって、根固め球根部の施工記録として利用できる。
【００２４】
殊に、拡大掘削装置４の一部に拡大翼８が拡径状態に切り換わることによって拡大翼８で押し潰される確認用部材１１を設けるという簡単な構成であるため、大きな振動、水圧、土圧が作用する地盤掘削時の過酷な環境下においても、故障する心配がなく、信頼度の
高い確認が可能であるから、根固め球根部の施工管理の手法として極めて有効である。
【００２５】
確認用部材１１としては、杭孔掘削時の振動、水圧、土圧に耐える硬度と、拡大翼８が開く際、拡大翼８で押し潰された状態に塑性変形し得る柔らかさとを併せ持つことが必要であるから、鉄、アルミ、銅等の金属製であることが望ましい。また、確認用部材１１の断面形状としては、図７の（Ａ）に示した断面円形のパイプの他、図８の（Ａ）に示すような角パイプ等のパイプ類が市販品として入手し易い点で好ましいが、図８の（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）に示すような断面が四角形、円形、三角形の金属棒など、適宜選択して実施できる。
【００２６】
図９、図１０は、本発明の他の実施形態を示す。この実施形態は、駆動軸５に内蔵した流体圧（水圧又は油圧）シリンダーによって拡大翼８を縮径状態と拡径状態に切り換える形式の拡大掘削装置４において、拡大翼８を揺動自在に支持するブラケット９に確認用部材１１の台板１１ａをネジ１２止めし、拡大翼８が拡径状態に切り換わることにより、確認用部材１１が拡大翼８で押し潰されるように構成した点に特徴がある。拡大翼８の基部にはピン１０の反対側へ突き出した突出部８ａが形成され、この突出部８ａで確認用部材１１を押し潰すように構成されている。その他の構成、作用は、図１〜図８の実施形態と同じであるため、説明を省略する。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
尚、本発明は、中掘工法によって杭孔先端部を拡大掘削して根固め球根部を築造する工法の他、プレボーリング工法により根固め球根部を築造して、既製杭の先端支持力を高める拡大根固め工法や場所打ち杭の先端に根固め球根部を築造する拡底場所打ち杭工法についても同様に利用できる。
【符号の説明】
【００２８】
１既製杭
２掘削ロッド
３螺旋状羽根
４拡大掘削装置
５駆動軸
６掘削翼
７掘削刃
８拡大翼
９ブラケット
１０ピン
１１確認用部材
１１ａ台板
１２ネジ

【特許請求の範囲】
【請求項１】
拡径状態と縮径状態に切り換え可能に構成された拡大翼により杭孔先端部を拡大掘削する拡大掘削装置における拡大翼の可動範囲の終端位置と重なる位置に、拡大翼が拡径状態に切り換わることによって拡大翼で押し潰される確認用部材を設けておき、拡大掘削装置を地上に引き上げた後、この確認用部材の変形状態を確認することにより、拡大翼が実際に開いたことを確認することを特徴とする根固め球根部の施工管理方法。
【請求項２】
拡径状態と縮径状態に切り換え可能に構成された拡大翼により杭孔先端部を拡大掘削する拡大掘削装置における拡大翼の可動範囲の終端位置と重なる位置に、拡大翼が拡径状態に切り換わることによって拡大翼で押し潰される確認用部材を着脱交換自在に取り付けてあることを特徴とする拡大掘削装置。

【図１】