JP2000080877A - 掘削装置の汚濁防止・ズリ受け装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 水中での施工を行う場合、掘削装置からのブ
ローエアによる水底土砂の攪拌による汚濁の防止と、掘
削中における掘削ズリに吹き上げによる水底の汚濁を防
止して、波や流れのある水中での施工にも有効に利用で
きる簡易構造のものである。 【解決手段】 外周に鋼管を配設し、先端にダウンザホ
ールハンマードリルによる掘削機構を設け、この掘削機
構からのブローエアで掘削ズリを吹き上げる掘削装置の
外側に配置するケーシング５として、先端に可撓性部材
でスカート部６を形成し、その上方内部に、前記掘削装
置が挿通する短尺内管８を設け、この内管８の下端外周
とケーシング本体管５ａとの間を傾斜底板９で閉塞し、
かつ、排出扉10をケーシング本体管５ａに設けたズリ受
け装置７を形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建設工事における
掘削もしくは杭打設工事に使用されるものとして、ダウ
ンザホールハンマー等のブローエアをともなう正循環方
式による掘削ズリ排出の、掘削装置の汚濁防止・ズリ受
け装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ダウンザホールハンマードリルは周知の
ごとく、ピストンの動きでハンマーを上下動させ、打撃
により掘削を行うものであり、固い岩盤に基礎杭等を構
築するための孔を掘削するには適している。そして、こ
れを回転駆動させながら削孔するようにした掘削装置が
ある。

【０００３】この掘削装置は、油圧または電動のモータ
や減速機による回転駆動装置に連結するロッド（ドリル
軸）の先端に掘削機構としてダウンザホールハンマード
リルを設け、回転駆動装置をクローラー等の重機に設け
たリーダーにセットして吊り下げて昇降させることで行
なう。

【０００４】そして、掘削ズリはダウンザホールハンマ
ードリルから排出するブローエアーにより削孔部天端に
吹き上げて正循環方式で排出する工法（鋼管杭用ダイレ
クトパイリング工法）があり、その一例を図17に示す。

【０００５】鋼管杭を岩盤に打ち込むのに、鋼管杭とな
る鋼管１をハンマーロッド２およびダウンザホールハン
マードリル３の外側に配置し、掘削ズリを効率的に削孔
部天端に吹き上げ、表面にビットを散在させたダウンザ
ホールハンマードリル３のヘッド３ａを鋼管１の先端か
ら出して（出した後、ヘッド３ａを拡径する方式もあ
る）、駆動用の圧縮空気は、ハンマーロッド２とその上
部の回転駆動装置（図示せず）の連結部に介装したエア
スイベルを介して外部から取り入れ、これをハンマーロ
ッド２の中を通して供給する。

【０００６】こうしておいて、ダウンザホールハンマー
ドリル３を駆動し、上下に往復動するそのディバイス３
ｂで鋼管杭先端内側に取り付けた先端リング１ａを打撃
すると同時にそのへッド３ａで岩盤を打ち砕いて掘り進
み、ダウンザホールハンマードリル３から排出されるブ
ローエアで掘削ズリを鋼管１とダウンザホールハンマー
ドリル３及びハンマーロッド２との隙間を通して吹き上
げる。

【０００７】同時に回転駆動装置のモータも始動し、ハ
ンマーロッド２およびダウンザホールハンマードリル３
がゆっくりと回転する。

【０００８】ダウンザホールハンマードリル３がこのよ
うにゆっくり回ると、ヘッド３ａの表面に散在している
ビットが岩盤の同じところを叩かずに少しずつ違ったと
ころを叩くことになり、岩盤を効率よく破砕することが
できる。

【０００９】所定深度までの打ち込みと掘削が終わり、
ダウンザホールハンマードリル３を引き上げ、鋼管１を
残してこれを杭として利用する。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】前記のごときダウンザ
ホールハンマードリルによる正循環方式の掘削は陸上に
おいて地下水をあまり含まない岩盤部での施工に投入さ
れることが大部分であったため、地上に吹き上げられた
掘削ズリの処理は、地上に設置するバックホウや集塵装
置等により集積除去する方法により行なわれていた。

【００１１】ところが、水中での施工を行なう場合に
は、掘削開始時はブローエアによる水底土砂の攪拌によ
る汚濁が発生し、掘削中においては掘削ズリが濁水とと
もに吹き上げられることから、これらに対処することが
施工水域の汚染防止の観点から必要となる。

【００１２】かかる処理対策として、従来は施工水域を
シルトプロテクターで二重に囲み、濁水の流出拡散を防
止する方法を採用するが、これは波や流れのない場所で
は有効であるが、波や流れのある河川の橋梁基礎や、海
上での桟橋やシーバース等の構築工事などにおいては効
果があまり期待できない。

【００１３】本発明の目的は前記従来例の不都合を解消
し、水中での施工を行う場合、掘削開始時の掘削装置か
らのブローエアによる水底土砂の攪拌による汚濁の防止
と、掘削中における掘削ズリと濁水の吹き上げによる周
辺水域の汚濁を防止して、波や流れのある水中での施工
にも有効に利用できる簡易構造の汚濁防止・ズリ受け装
置を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するため、外周に鋼管を配設し、先端に掘削機構を設
け、この掘削機構からのブローエアで掘削ズリを吹き上
げる掘削装置の外側に配置するケーシングとして、先端
に可撓性部材でスカート部を形成し、その上方内部に、
前記掘削装置が挿通する短尺内管を設け、この内管下端
外周とケーシング本体管との間を傾斜底板で閉塞し、か
つ、排出扉をケーシング本体管に設けたズリ受け装置を
形成したこと、および、内管上方位置で、ケーシング本
体管内壁から内側に向けて突設し、上辺を管中心に向け
て下向するように傾斜させた縦板フランジを周方向に適
宜間隔で設け、これら複数の縦板フランジで掘削装置の
内管への挿入ガイドを形成したことを要旨とするもので
ある。

【００１５】請求項１記載の本発明によれば、掘削装置
の外側に配置するケーシングはこれを降下させていく
と、海底、湖底が傾斜または凹凸の不陸がある場合でも
スカート部で下端が密着し、かつ、水中から水上にでる
ようにセットされる。この状態で外周に鋼管を配設し、
先端に掘削機構を設け、この掘削機構からのブローエア
で掘削ズリを吹き上げる掘削装置を駆動して掘削を行え
ば、ブローエアで吹き上げる掘削ズリや濁水は鋼管の天
端からブローエアとともにケーシング内に吹き出され、
ケーシング内を落下してズリ受け装置に集められる。鋼
管を鋼管杭として設置したのち、ケーシングを地上に引
き上げ、ズリ受け装置に集められた掘削ズリは排出扉よ
り排出する。

【００１６】請求項２記載の本発明によれば、前記作用
に加えて、掘削装置の内管への挿入ガイドを形成したの
で、掘削装置をズリ受け装置に貫通させてセットするの
が簡易かつ迅速に行うことができ、また、挿入ガイドは
複数の縦板フランジで形成し、相互間には空間が形成さ
れるので、掘削ズリがこの空間を通ることでズリ受け装
置に効率良く集められ、挿入ガイドの存在が掘削ズリ収
集の支障になることはない。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面について本発明の実施
の形態を詳細に説明する。図12は本発明の掘削装置の汚
濁防止・ズリ受け装置の１実施形態を示す縦断側面図で
あり、図１〜図11は本発明の汚濁防止・ズリ受け装置を
使用した水中鋼管杭施工用ダイレクトパイリング工法の
施工手順を示す各工程の側面図である。

【００１８】本発明は、前記図17に示すダウンザホール
ハンマードリル３を使用し、鋼管杭を岩盤に打ち込むの
に、鋼管杭となる鋼管１をハンマーロッド２およびダウ
ンザホールハンマードリル３の外側に配置し、掘削ズリ
を効率的に削孔部天端に吹き上げながら掘削し、同時に
鋼管杭を打設するもので、このようなダウンザホールハ
ンマードリル３と鋼管１からなる掘削装置の外側にガイ
ドとなるケーシング５を配置する。

【００１９】このケーシング５は先端は鋸状の刃５ｂを
形成して水底盤に根入れし易いようにしているが、かか
る先端に汚濁防止用として可撓性部材であるゴム６ａで
スカート部６を形成した。その詳細を図15、図16に示す
と該スカート部６を形成するゴム６ａは円筒形で、下端
に向けたスリット６ｂを適宜間隔で設けて暖簾状に広が
るようにし、このゴム６ａを２枚重ねとし、上端の内側
に板バネ６ｃを介在させケーシング５の外側に広がるよ
うにし、また、外側に押え板６ｄを介在させて取付けボ
ルト６ｅでケーシング５の下端外周に固定した。なお、
２枚重ねとするゴム６ａはスリット６ｂの位置は相互に
重ならないように互い違いとする。

【００２０】また、ケーシング５は前記スカート部６を
形成したその上方内部にズリ受け装置７を形成し、さら
にその上方内部に掘削装置の挿入ガイド11を形成した。

【００２１】先にズリ受け装置７について説明すると、
前記掘削装置が挿通する短尺内管８をケーシング５の本
体管５ａ内に設け、この短尺内管８の下部をラッパ状に
拡径させ、その下端外周と本体管５ａとの間を傾斜底板
９で閉塞した。本実施形態ではズリ受け装置に堆積した
ズリが排出扉側に流れ落ちるように傾斜底板９は本体管
５ａを横切るのに山型に湾曲させた。

【００２２】そして、この傾斜底板９の最深部に下端を
合わせるようにして片開き式の排出扉10を本体管５ａに
設けた。図14にも示すようにこの排出扉10は本体管５ａ
の構成管材と同様の湾曲率の板を利用して、これを設け
ることで本体管５ａの管径が狭くならないように配慮す
る。

【００２３】前記掘削装置の挿入ガイド11は、前記短尺
内管８の上方位置で、ケーシング５の本体管５ａ内壁か
ら内側中心に向けて縦板フランジ12を突設した。

【００２４】この縦板フランジ12は上辺12ａを管中心に
向けて下向するように傾斜させ、これに連続する前端辺
12ｂは鉛直とし、向い合う縦フランジ前端辺12ｂ間隔
は、内管８の内径に合わせるようにしたもので、本体管
５ａの周方向に適宜間隔（図示の例では90°間隔で計４
枚）で設け、これら複数の縦板フランジ12が囲む部分を
掘削装置の挿入空間としたものである。

【００２５】次にこのような本発明の汚濁防止・ズリ受
け装置を備える掘削装置での、水中鋼管杭施工用ダイレ
クトパイリング工法を説明すると、図中13は支持脚14で
海上に固定され、支持脚14を引き上げることで海上運行
が可能となる海上作業台で、図１に示すように海上作業
台13にケーシング建込み架台15を設け、これにケーシン
グ５を昇降自在にセットする。

【００２６】ケーシング建込み架台15はケーシング５の
外周をチャックするチャック機構16ａとその昇降ジャッ
キ16ｂ（必要によりチャック機構16ａを揺動又は回転さ
せる装置を取り付ける場合もある）を備えてなるケーシ
ング把握装置16を有する。

【００２７】ケーシング把握装置16によりケーシング５
を建て込み、その下端のスカート部６が汚濁防止として
海底または湖底に圧接した所で、ケーシング５を固定す
る。（図２参照）。

【００２８】図３に示すように海上作業台13に仮受け架
台17で受けている鋼管１にハンマーロッド２を挿入して
掘削装置を組み（図４参照）、この掘削装置をケーシン
グ５に建て込む。この場合、図５に示すように掘削装置
は挿入ガイド11により短尺内管８を通過して水底または
湖底に当接する。

【００２９】前記ハンマーロッド２はクローラー等の重
機に設けたリーダーにセットされ、上端のトップシーブ
から吊り下げられた回転駆動装置に接続されていて、掘
削ズリ18および濁水は、ダウンザホールハンマードリル
３のヘッド３ａから排出されるブローエアとともに鋼管
１の内外を吹き上げられ、そのまま鋼管１の上端からケ
ーシング５内に吹き出され、落下してズリ受け装置７に
溜められる。（図６参照）

【００３０】図７に示すように鋼管１を残して掘削装置
のダウンザホールハンマードリル３を撤去したのち、図
８に示すようにダウンザホールハンマードリル３ａによ
る先堀り部分に鋼管１を重錘19で打ち込み、図９に示す
ようにケーシング５を撤収し、この地上に引き上げたケ
ーシング５からは図10に示すように排出扉10を開いて掘
削ズリ18をズリベッセル20に排出する。この場合、傾斜
底板９により最深部に掘削ズリ18が流れ、効率良く排出
される。

【００３１】このようにして図11に示すように水中鋼管
杭の施工が完了する。

【００３２】

【発明の効果】以上述べたように本発明の掘削装置の汚
濁防止・ズリ受け装置は、水中での施工を行う場合、掘
削開始時の掘削装置からのブローエアによる水底土砂の
攪拌による汚濁の防止と、掘削中における掘削ズリと濁
水の吹き上げによる周辺水域の汚濁を防止して、波や流
れのある水中での施工にも有効に利用できる簡易構造の
ものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の汚濁防止・ズリ受け装置を使用した水
中鋼管杭施工用ダイレクトパイリング工法の第１工程の
側面図である。

【図２】本発明の汚濁防止・ズリ受け装置を使用した水
中鋼管杭施工用ダイレクトパイリング工法の第２工程の
側面図である。

【図３】本発明の汚濁防止・ズリ受け装置を使用した水
中鋼管杭施工用ダイレクトパイリング工法の第３工程の
側面図である。

【図４】本発明の汚濁防止・ズリ受け装置を使用した水
中鋼管杭施工用ダイレクトパイリング工法の第４工程の
側面図である。

【図５】本発明の汚濁防止・ズリ受け装置を使用した水
中鋼管杭施工用ダイレクトパイリング工法の第５工程の
側面図である。

【図６】本発明の汚濁防止・ズリ受け装置を使用した水
中鋼管杭施工用ダイレクトパイリング工法の第６工程の
側面図である。

【図７】本発明の汚濁防止・ズリ受け装置を使用した水
中鋼管杭施工用ダイレクトパイリング工法の第７工程の
側面図である。

【図８】本発明の汚濁防止・ズリ受け装置を使用した水
中鋼管杭施工用ダイレクトパイリング工法の第８工程の
側面図である。

【図９】本発明の汚濁防止・ズリ受け装置を使用した水
中鋼管杭施工用ダイレクトパイリング工法の第９工程の
側面図である。

【図１０】本発明の汚濁防止・ズリ受け装置を使用した
水中鋼管杭施工用ダイレクトパイリング工法の第１０工
程の側面図である。

【図１１】本発明の汚濁防止・ズリ受け装置を使用した
水中鋼管杭施工用ダイレクトパイリング工法の最終工程
の側面図である。

【図１２】本発明の掘削装置の汚濁防止・ズリ受け装置
の１実施形態を示す縦断側面図である。

【図１３】図12のＯ線矢視図である。

【図１４】図12のＬ線矢視図である。

【図１５】図12のＮ線矢視図である。

【図１６】図12のＭ部拡大図である。

【図１７】掘削装置の一部切欠いた正面図である。

【符号の説明】

１…鋼管 １ａ…先端リン
グ ２…ハンマーロッド ３…ダウンザホ
ールハンマードリル ３ａ…ヘッド ３ａ…ディバイ
ス ５…ケーシング ５ａ…本体管 ５ｂ…刃 ６…スカート部 ６ａ…ゴム ６ｂ…スリット ６ｃ…板バネ ６ｄ…押え板 ６ｅ…取付けボ
ルト ７…ズリ受け装置 ８…短尺内管 ９…傾斜底板 10…排出扉 11…挿入ガイド 12…縦板フラン
ジ 12ａ…上辺 12ｂ…前端辺 13…海上作業台 14…支持脚 15…ケーシング建込み架台 16…ケーシング
把握装置 16ａ…チャック機構 16ｂ…昇降ジャ
ッキ 17…仮受け架台 18…掘削ズリ 19…重錘 20…ズリベッセ
ル

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１０年９月２９日（１９９８．９．２
９）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３０】図７に示すように鋼管１を残して掘削装置
のダウンザホールハンマードリル３を撤去したのち、図
８に示すようにダウンザホールハンマードリル３による
先堀り部分に鋼管１を重錘19で打ち込み、図９に示すよ
うにケーシング５を撤収し、この地上に引き上げたケー
シング５からは図10に示すように排出扉10を開いて掘削
ズリ18をズリベッセル20に排出する。この場合、傾斜底
板９により最深部に掘削ズリ18が流れ、効率良く排出さ
れる。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】符号の説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【符号の説明】 １…鋼管 １ａ…先端リン
グ ２…ハンマーロッド ３…ダウンザホ
ールハンマードリル ３ａ…ヘッド ３ｂ…ディバイ
ス ５…ケーシング ５ａ…本体管 ５ｂ…刃 ６…スカート部 ６ａ…ゴム ６ｂ…スリット ６ｃ…板バネ ６ｄ…押え板 ６ｅ…取付けボ
ルト ７…ズリ受け装置 ８…短尺内管 ９…傾斜底板 10…排出扉 11…挿入ガイド 12…縦板フラン
ジ 12ａ…上辺 12ｂ…前端辺 13…海上作業台 14…支持脚 15…ケーシング建込み架台 16…ケーシング
把握装置 16ａ…チャック機構 16ｂ…昇降ジャ
ッキ 17…仮受け架台 18…掘削ズリ 19…重錘 20…ズリベッセ
ル

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１７

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１７】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 秋山 昌徳 東京都港区元赤坂一丁目２番７号 鹿島建 設株式会社内 (72)発明者 今藤 久夫 東京都港区元赤坂一丁目２番７号 鹿島建 設株式会社内 (72)発明者 岩村 栄世 東京都港区元赤坂一丁目２番７号 鹿島建 設株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外周に鋼管を配設し、先端に掘削機構を
   設け、この掘削機構からのブローエアで掘削ズリを吹き
   上げる掘削装置の外側に配置するケーシングとして、先
   端に可撓性部材でスカート部を形成し、その上方内部
   に、前記掘削装置が挿通する短尺内管を設け、この内管
   下端外周とケーシング本体管との間を傾斜底板で閉塞
   し、かつ、排出扉をケーシング本体管に設けたズリ受け
   装置を形成したことを特徴とする掘削装置の汚濁防止・
   ズリ受け装置。
2. 【請求項２】 内管上方位置で、ケーシング本体管内壁
   から内側に向けて突設し、上辺を管中心に向けて下向す
   るように傾斜させた縦板フランジを周方向に適宜間隔で
   設け、これら複数の縦板フランジで掘削装置の内管への
   挿入ガイドを形成した請求項１記載の掘削装置の汚濁防
   止・ズリ受け装置。