基础地基的钻孔设备 本发明涉及基础地基钻孔设备，其即使在较软的地基的情况下，仍可确实并且很容易地钻出具有牢固壁面的桩孔。
在过去，已有各种形状、结构的建筑物等用的基础地基钻孔设备(螺旋钻机)投入使用。即，螺旋状的螺旋刃体与钻杆的底端连接的形式、或在钻杆的整个长度范围内设置有螺旋刃的形式等。总之，在这些公知结构的设备中，随着前端挖掘刃对地基的挖掘，螺旋刃体旋转，同时下降，其结果是，规定直径的桩孔以穿入地基的方式而形成。另外，由于旋转并且下降的螺旋刃体向地表排出大量的废土，这样便会要求与施工现场的废土去除作业相应的劳力和费用。
为此，本发明人曾尝试将随着螺旋钻机的挖掘，将朝向上方移动的孔内的挖掘土朝向离心方向压密。即，本发明人在先提出了关于下述地基钻孔设备的专利申请，该设备按照下述方式构成，该方式为：其采用将挖掘土朝向内周壁面推压地旋转杆，使该杆与螺旋钻机成整体旋转。按照该设备(JP特许第2514566号)，孔内的挖掘土(即，专利权利要求书中所述的“残留土”)受到被压向孔内面的作用，形成高密度，牢固的孔壁，另外可将朝向地表排出的废土排出量控制在最小限度。如图1所示，在各地广泛使用的该公知设备按照下述方式构成，该方式为：在具有螺旋刃体(s)的头(h)的顶部，在其周围，沿与钻杆(1)相平行的方向设置有多个压固杆(5)。
但是，即使对于具有上述良好作用的该公知设备，近年来进一步要进行改进的问题越发明显。如图2所示，该问题指由设置压固杆组的上下端的杆支承板(p)为单纯的圆盘，甚至圆形板的，所谓的结构造成的问题。这样的上下端的圆盘将存在有杆组的该钻孔设备的区域密封，呈现“减压状态的空洞”。当将该钻孔设备朝向地表提出时，由于该“空洞”朝向上方移动，这样将已形成的压密状态的孔壁面吸向孔内中心。此时，外气仍强烈地朝向空洞区域流入，其结果是，已形成的孔壁产生相当程度的崩塌，掉落而堆积于孔底的壁土(残留土)将桩孔的有效深度减少。
于是，本发明的目的在于对上述的JP特许第2514566号的设备进行改进，并提供一种地基钻孔设备，该设备通过形成下述的结构，该结构指在桩孔内沿进行钻孔的钻孔设备的纵向，空气和地下水和切削下来的土体很容易移动，从而可相对已有的形式，将切削下来的土体更加牢固地朝向桩孔内周壁面推压，可将朝向地表排出的废土的排出量控制在最小程度，可在地基中形成具有良好建筑物的支承力的桩孔。
为了实现上述目的，本发明的基础地基钻孔设备，其特征在于，包括：钻杆，其通过接头，与螺旋钻头呈同心状连接；多个支承横臂，其相对该钻杆呈放射状延伸；压固杆组，其分别固定于该支承横臂的前端，围绕上述钻杆，与该钻杆呈同心设置；杆支承板，其分别成整体设置于上述压固杆组中的至少上下两端；上述的每个支承板具有多个杆支承片，其呈下述形状，该形状指将相邻的上述支承片之间形成切口，从而形成杆非支承的空间部(即“凹部”，甚至“弯入部”)的形状。
另外，在相邻的相对的上下两个支承横臂之间，也可设置将上下两个端缘固定于每个支承横臂上的引导压土板。该引导压土板具有引导残留土、同时向孔壁推压的作用。此外，在相邻的上述两个压固杆之间，还可分别设置有固定于刃支承杆上的残留土去除刃，比如在顶端的上述杆支承板上并排设置有多个上述的刃支承杆用的旋转传动机构。
上述旋转传动机构可为，比如属于后面所述的“行星齿轮机构”中的结构的类型。
最好，在相邻的残留土去除刃之间，相对钻杆的外缘面突设有多个搅拌刃。
本发明中的具有上述杆支承板的杆非支承的空间部在该钻孔设备在地基中向深处钻孔的过程中，不仅用作钻孔中的桩孔内部中的空气和地下水脱出用的通路，而且用作残留土用的通路。因此，没有出现钻孔中的桩孔内的减压状态的“空洞”状的区域的危险，构成该钻孔设备的主体的压固杆组可顺利地、并且充分地发挥其本身的作用。在具有切削形成的牢固的内周壁面的桩孔中，在事先灌注适量的砂浆等之后，通过插入钢制或混凝土制的桩部件(即“桩”)等，便可形成地上建筑物用的牢固的基础地基。
上述“引导压土板”、“残留土去除刃”及“搅拌刃”的作用，将在实施例部分中明确地说明。
下面参照附图，对本发明的二三个实施例进行描述。
图1为表示公知的地基钻孔设备的主要部分的正面图；
图2为图1所示设备的横截面图；
图3为本发明的第1实施例的设备的正面图；
图4为图3所示设备的横截面图；
图5为本发明的第2实施例的设备的横截面图；
图6为图5所示设备的正面图；
图7为本发明的第3实施例的设备的正面图；
图8为本发明的第3和第4实施例的设备的横截面图；
图9为本发明的第3实施例的设备的主要部分的透视图。
在表示第1实施例的图3～4中，在具有适合长度的螺旋钻杆1上，沿高度方向设置有多个支承横臂5a，这些支承横臂5a从该钻杆的外缘面朝向离心方向突出。因此，固定于每个支承横臂5a的前端的压固杆5以螺旋钻杆1为中心，设置于该钻杆1的周围，并且按照与该钻杆1的平行方向设置。此外，压固杆5的数量可不必按照图4所示的方式，等间距地设置3个，显然，上述数量也可根据需要，按照等间距设置4个或5个。
在压固杆5的上下两端部，固定有杆支承板4。该结构是本发明的最重要的方面，其为所有实施例的共同特征。每个支承板4包括多个(在本实施例的场合，为3个)支承片2，这些支承片2从支承板的中心沿径向向外延伸。压固杆5两端分别固定于每个支承片2的端部。相邻的两个支承片2、2之间的杆非支承区域为朝向中心凹入的空间部3，这些空间部3、3…所起的重要作用为已在前面所描述的内容。
当使用本发明设备时，借助比如普通型的接头，在该设备的端部(在图中的底端)连接带螺旋刃体的钻头，即螺旋钻头6。最好，该钻头6的外径b基本与压固杆组5的旋转轨迹a的直径相同。
与独立的3个支承横臂5a相比较，在通常的场合，包括3个支承片2的一片支承板4的强度更高。因此，如果需要的话，也可通过“支承板”分别代替上下两端之间的中间部的1节以上的“支承横臂组”。
在图5和6所示的第2实施例中，在该支承横臂上，沿相邻、并相对的上下2个支承横臂5a、5a，固定有平坦或弯曲形状的引导压土板(压土板)7。即，堵塞压固杆5与钻杆1之间的间隙的引导压土板7的上下2个水平端缘通过焊接等方式，固定于这2个支承横臂5a、5a上。在这样的复合式结构中，与第1实施例的相同，不仅所旋转的杆组5将外缘部的土体朝向离心方向推压，而且随该杆组而同样旋转的每个压土板7将积存于杆之间的土体朝向孔内周壁面进一步强制压出。按照上述方式，杆组5与每个压土板7相互配合运动，从而形成牢固的孔壁。
如图6所示，也可以是下述场合，即如果采用其顶部为平直的圆周面21的螺旋钻头6，则可通过本发明的设备进一步增加土体的压固作用。
在图7～9所示的第3实施例中，设置有残留土去除刃15，以便代替上述的引导压土板7，另外也可同时设置有该压土板。该去除刃15设置于相邻的两个压固杆5、5之间，沿纵向的一组上述的去除刃15固定于共同的刃支承杆14上。此外，在靠近驱动源A的顶侧的上述杆支承板4上，并排设置有多个刃支承杆14、14…用的旋转传动机构19。
如图9所示，该旋转传动机构19可由环状齿轮17和多个小齿轮18构成，该环状齿轮17固定于压固杆组5上，并且具有内齿；上述多个小齿轮18固定于上述刃支承杆14上，并且分别与该环状齿轮17相啮合。但是，只要能够实现想要达到的目的，上述机构19也可采用其它的形式。从图8可看出，该“想要达到的目的”指随压固杆组5，沿相同方向x“公转”的每个残留土去除刃15分别还可沿与该压固杆组5相反的方向y产生自转。图4和图8中的标号11表示沿钻杆1内部贯通的砂浆注入孔。
总之，残留土去除刃15以较强的力对进入杆之间、受到压缩、形成团块、倾向失去流动性的残留土进行搅拌。通过该“团块”的破坏作用，很容易使残留土朝向上方移动一定程度，并且将该残留土朝向孔壁推压。
在图8所示的第4实施例中，相邻的2个去除刃组15、15之间，多个搅拌刃20相对上述钻杆1的外缘面伸出。这些搅拌刃20通过与残留土去除刃15相配合，使上面一段所描述的作用进一步提高。
为了实现上述效果，本发明的基础地基用的钻孔设备在安装于杆组的上下端的杆支承板上，设置有杆非支承空间部，其用作空气和地下水脱出用的通路，并且用作残留土移动用的通路，因此，可将钻削下来的土体牢固地、并且顺利地朝向桩孔内周壁面推压。
如果按照权利要求2的方式，添加引导压土板，另外按照权利要求3的方式，增加残留土去除刃，还有按照权利要求5的方式，添加搅拌刃，则上面一段中所描述的效果可进一步提高。