JP2001182470A

JP2001182470A - 土木工事用削孔ケーシング

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Publication number: JP2001182470A
Application number: JP36446599A
Authority: JP
Inventors: Fumio Hoshi; 文男星
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Priority date: 1999-12-22
Filing date: 1999-12-22
Publication date: 2001-07-06
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Abstract

(57)【要約】【課題】ケーシング削孔を小動力によって達成可能と
する。【解決手段】鋼管１０の外周にスクリュー羽根４を巻
回装着し、スクリュー羽根４に沿って供給パイプＰ₂ を
付設すると共に、供給パイプＰ₂ の上端を流体供給側に
連通し、下端をヘッド３のノズルＮに連通し、ノズルＮ
からの高圧噴出流とスクリュー羽根との相乗作用で、掘
削力低下を阻止しつつケーシングの地山に対する摩擦力
を軽減する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は土木工事用の削孔ケ
ーシングに関するものであり、オールケーシング工法
や、杭打ち、杭抜き等、土木基礎工事でのケーシングの
利用分野に広く適用可能なものである。

【０００２】

【従来の技術】杭打ちや杭抜きでオーガと併用するケー
シング工法は従来より多用されており、例えばダブルオ
ーガと称されているケーシングが円周のみを削孔し、オ
ーガがその内側の円柱状土塊をくだく工法にあっては先
端のビットで掘削進行するがケーシングと地山との面接
触による摩擦抵抗が大きく、大型機械を用いた大動力に
より、大きなエネルギー消費を伴って施行している。

【０００３】また、大口径ケーシング工法にあっては、
大動力のケーシング回転マシンを使用して、ケーシング
を左右に往復回動しながら掘削している。また、リーダ
ーレスの杭打機（小型機）にあっては、オーガ削孔に先
立ってケーシング削孔し、ケーシング内をオーガ削孔
し、ケーシングを土留めとして無振動で杭打ちする事も
実施されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】いずれにおいても、ケ
ーシング削孔は、ケーシングの外周と内周との大きな摩
擦抵抗のため、土質によっては先端の削孔エネルギーよ
り遥かに大きな摩擦エネルギー負荷を受けることとな
り、従ってケーシング工法は大きな動力消費を伴う問題
があった。本発明は、新規な構造のケーシングにより、
ケーシング削孔を比較的小動力によって達成可能とする
ものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段及び作用】例えば図１の如
く、鋼管１０の外周にスクリュー羽根４を巻回装着し、
スクリュー羽根４に沿って供給パイプＰ₂ を付設すると
共に、供給パイプＰ₂ の上端を流体供給側に連通し、下
端をヘッド３のノズルＮに連通した。従って、堀削進行
中はスクリュー羽根４が、あたかもオーガスクリューで
の羽根の如く、堀削進行案内のみならず堀削土の掘り出
し持ち上げ作用をも奏し、ケーシング１の地山に対する
摩擦抵抗を著しく減少した。しかも、堀削中は供給パイ
プＰ₂ を介してノズルＮから高圧流体（空気、水）を噴
出するのでヘッドの切削能力低下を防止すると共に、噴
出流体の上昇排出流がケーシング１の周面の摩擦抵抗を
軽減する。

【０００６】また、供給パイプＰ₂はスクリュー羽根４
の下面基部に取付けられているため、ケーシング１の削
孔作業中は、スクリュー羽根４の上面が堀削土の持ち上
げ排出面として機能し、供給パイプＰ₂は堀削土との摩
擦力を受けることなく破損が防止出来、しかもスクリュ
ー羽根の案内機能をも阻害しない。

【０００７】また、鋼管１０の上端にキャップ２を着脱
自在に嵌着し、キャップ２の内部上面には接続部Ｊを介
して流体供給源と連通する密閉室Ｒを設けると共に、該
密閉室Ｒと供給パイプＰ₂ 上端とをカプラーＫを介して
連通した。従って、高圧流体も密閉室Ｒを介して供給パ
イプＰ₂及びノズルＮに供給されるため、ノズルＮへの
常時均質高圧流の供給が可能となると共に、削孔ケーシ
ング１の機械本体Ｍ₀ 及びスイベル部Ｍ₂ との着脱も合
理的に達成出来る。

【０００８】また、鋼管１０の複数本を、スクリュー羽
根４及び供給パイプＰ₂を連通状態に接続して継ぎ足し
た。従って、堀削深度に応じて工事途中で適宜継ぎ足す
ことが出来、リーダーレス機の如き小型機であっても大
深度削孔も可能である。

【０００９】また、鋼管１０の下端に接続筒１１を嵌合
固定し、他の鋼管１０の上端を接続筒１１内に嵌入係止
して鋼管１０を着脱自在に継ぎ足すようにした。従っ
て、下端に接続筒１１を備え、外周にスクリュー羽根４
及び供給パイプＰ ₂を備えた適宜長さの鋼管１０単体を
複数本準備しておけば、対象工事に応じて必要深度のケ
ーシング削孔が自在に遂行出来、各単位鋼管の継ぎ足し
及び切り離しが容易であるばかりでなく、ケーシング１
の搬送及び保守管理も容易となる。

【００１０】また、鋼管１０の継ぎ足し構造として、下
側鋼管１０の上部外周には接続筒１１の肉厚と略同一肉
厚で幅Ｗ₀と高さＨ₁を有する係止片１３を取付け、上側
鋼管１０下端の接続筒１１には係止片１３を下端から上
方へ誘導し、引続く側方への移動を許容する切開部Ｏ₁
を設けると共に、該切開部Ｏ₁表面適所にカバー１２を
載置固定し、下側鋼管１０の係止片１３を切開部Ｏ₁ 内
で側方へ移動した状態で嵌め板１４を切開部Ｏ₁ 中へ落
し込むようにした。

【００１１】従って、鋼管１０の継ぎ足し作業は、土中
に掘削沈下した鋼管１０の上部の係止片１３に継ぎ足し
鋼管１０の下端の接続筒１１を嵌合して若干回動し、嵌
め板１４を切開部Ｏ₁中に落し込むだけであるので、単
純且つ容易な作業であり、削孔ケーシング１の削孔作業
終了後の引抜きも、継ぎ足し個所が地上に出た鋼管１０
を順次取外す作業の繰り返しで容易であり、キャップ２
の最大持上長の小さなリーダーレス機械にあっても大深
度削孔工事が容易に遂行出来る。

【００１２】また、接続筒１１下部と嵌入鋼管１０上部
とのスクリュー羽根４各端には供給パイプＰ₂ 端を挟む
ように補助羽根４１，４２を並設し、鋼管１０上端の接
続筒１１内への嵌入係止時に接続筒１１上の供給パイプ
Ｐ₂下端と嵌入鋼管１０上の供給パイプＰ₂上端との間を
連結パイプＣで接続するようにした。従って、鋼管相互
の継ぎ足し作業及び単体への切り離し作業は、連結パイ
プＣの着脱作業を介して供給パイプＰ₂ に悪影響を及ぼ
すことなく簡便に実施出来、しかも各供給パイプＰ₂ の
接続部はスクリュー羽根４と補助羽根４１，４２とによ
って挟持形態で保護されているため、連結パイプＣの削
孔作業中の損傷も最小限に抑えられる。

【００１３】また、キャップ２と鋼管１０、鋼管１０と
鋼管１０、鋼管１０とヘッド３相互の着脱を同一連結手
段としたため、ケーシングの延長や分離作業が容易とな
ると共に、キャップ、鋼管、ヘッド等各部材への着脱手
段の付設作業面からも、メンテナンス面からも合理化出
来る。

【００１４】また、連結パイプＣは可撓性であり両端に
カプラーＫを備えている。従って、鋼管１０を継ぎ足し
た後の供給パイプＰ₂ の連結及び切り離し作業は、連結
パイプＣの両端のカプラーＫの両側の供給パイプＰ₂ 端
の各連結口Ｐ₀ への着脱だけであり、連結パイプＣが可
撓性であるため簡単な手作業となる。

【００１５】また、ノズルＮは先端に逆止弁のネジ口金
Ｓを着脱自在に備えた構造とした。従って、地中での作
業停止時にあってはノズルＮへの土圧や水圧が作用して
ノズル先端は摩損し易いが、必要に応じてネジ口金Ｓの
着脱取替が出来、削孔ケーシング１のメンテナンスが容
易となる。

【００１６】また、ノズルＮ内にノズルＮ閉止用のボー
ルＢを内在し、ボールＢとネジ口金Ｓの基端との間にコ
イルスプリングＳ_P を介在してネジ口金ＳをノズルＮの
先端に螺合した。従って、供給パイプＰ₂ 内が常圧でノ
ズルＮが休止している間はコイルスプリングＳ_P の圧接
力によってボールＢがノズルＮの孔Ｏ₅ を閉じている
が、ノズル始動時には噴出高圧流体がボールＢを吹き飛
ばし、コイルスプリングＳ_P をネジ口金Ｓ側に押圧し、
ボールＢはコイルスプリングＳ_P をネジ口金Ｓの内部先
端に圧縮するため、ボールＢのネジ口金Ｓへの直接衝突
は避けられ、ボールＢの摩損が最低限に抑えられる。し
かも、ノズル休止時にはネジ口金Ｓの噴射孔Ｏ₄からの
土砂の浸入に先駆けてボールＢがノズルＮの孔Ｏ₅を閉
じるため、ノズルＮ内への土砂侵入も避けられ、ノズル
詰りもノズルＮ内部の摩損も防止出来る。

【００１７】また、ノズルＮの噴射方向（線Ｆ−Ｆ）を
鋼管１０の延長方向(線Ａ−Ａ)よりややヘッド３の内側
方向としたため、ケーシング１の削孔中は、ノズルＮか
らの噴出高圧流（空気又は水）が切削刃の掘削作用に助
力するばかりでなく、その排出流体が鋼管１０の外周の
みならず内周にも沿った上昇流を生じ、鋼管１０の内壁
面の摩擦をも低減し、削孔中のケーシングは、外周のス
クリュー羽根４の存在と外周及び内周に沿って上昇する
排出流体との相乗作用によって地中での土砂との摩擦抵
抗が顕著に低減出来る。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明を、５００ｍｍ径のオーガ
スクリューで削孔杭打ち作業を行うリーダーレスオーガ
機用の削孔ケーシングとして実施した。〔ケーシングの構造〕削孔ケーシング１は、図１に示す
如く、先端のヘッド３、中間の鋼管１０及び上端のキャ
ップ２の３種の部材をそれぞれ着脱自在に連結したもの
であり、連結状態ではケーシング１の外周面のスクリュ
ー羽根４及び高圧流体（主として高圧空気）用の供給パ
イプＰ₂ が連通状態に接続されたものである。

【００１９】〔鋼管１０（図２、図3）〕外周ｄ₁ が６
００ｍｍ、肉厚１０ｍｍ、長さＬ₁ が７ｍの鋼管本体の
下端に内径６００ｍｍ、肉厚１５ｍｍ、長さＬ₃が６０
０ｍｍの鋼製の接続筒１１を重ね幅Ｗ（１００ｍｍ）で
嵌合し、重ね幅Ｗで両者を溶接固定した。そして、接続
筒１１には、図３に示す如く、下端Ｅ₃から中央部へ幅
Ｗ₁（１００＋αｍｍ）の垂直切欠部と中間から側方へ
の幅Ｗ₁で高さＨ₂（１５０＋αｍｍ）の側方切欠から成
る切開部Ｏ₁ を形成し、切開部Ｏ₁ の下端から側方切欠
までを覆うように肉厚５ｍｍの鉄板のカバー１２を接続
筒１１表面に溶接して切開部Ｏ₁ を補強した。

【００２０】そして、鋼管１０の外周には、上端の嵌入
部Ｌ₄（５００ｍｍ）を残して接続筒１１の下端まで、
肉厚１０ｍｍで幅５０ｍｍの帯鉄を直立状態で、且つ６
００ｍｍピッチ、傾斜角３０°で巻き付け溶着してスク
リュー羽根４を形成し、スクリュー羽根４の下面基部に
内径１２ｍｍの金属パイプを添付溶着して供給パイプＰ
₂を形成し、スクリュー羽根４の上端部及び下端部には
補助羽根４２，４１を並立して供給パイプＰ₂ の上端及
び下端の連結口Ｐ₀ を保護した。

【００２１】また、鋼管１０の上端外周の嵌入部Ｌ₄ の
中間部には、幅Ｗ₀ が１００ｍｍ、高さＨ₁ が１５０ｍ
ｍで肉厚１２ｍｍの鉄板を溶接固定して係止片１３を形
成した。尚、図２及び図３に示す如く、接続筒１１上の
カバー１２の側方のＯ₂ は、ネジ（図示せず）の保護突
起であって鋼管嵌入部Ｌ₄ に設けた孔Ｏ₃ の内周面には
ナット（図示せず）を固定し、接続筒１１と嵌入部Ｌ₄
とをネジ固定した際にネジ頭部を磨耗しないように保護
する突出環形態とした。

【００２２】〔ヘッド３（図５）〕ヘッド３の上半部
は、図示してないが鋼管１０の嵌入部Ｌ₄ と同一構造と
すると共に、ヘッド３の下端Ｅ₀ には４個の切削刃３０
を最大外径ｄ₃（図１）が７２０ｍｍとなるように固定
し、スクリュー羽根４の下端近傍からは供給パイプＰ ₂
をスクリュー羽根４（傾斜角３０°）から離してヘッド
下端Ｅ₀ からの切欠溝中に押し込み（図５（Ｂ））、供
給パイプＰ₂の先端のノズルＮがヘッドの円周方向では
略垂直に、且つヘッドの半径方向ではヘッド延長線Ａ―
Ａより若干内周方向に１０°の傾斜角θを有し、先端の
ネジ口金Ｓがヘッド下端Ｅ₀から突出する形態に、供給
パイプＰ₂ の先端部及びノズルＮをヘッド３に溶接固定
した。

【００２３】〔ノズルＮ（図６）〕ノズルＮは先端に着
脱自在のネジ口金Ｓを螺合するボール封入型逆止弁構造
であって、外部の水、土砂等は、噴出孔Ｏ₄からネジ口
金Ｓ内へは入るがノズルＮ内への流入は阻止する構造で
ある。即ち、ノズルＮは、図６（Ａ）に示すとおり、供
給パイプＰ₂の端部と螺合するための外ネジＳ₁、ノズル
口金Ｓと螺合するための内ネジＳ₂を備え、中心部のノ
ズル孔Ｏ₅は、ボールＢより小径であってノズルＮの略
中央ではボールＢ当接支承用の座面６４を備え、座面６
４からは拡大径となって、鋼製のボールＢとコイルスプ
リングＳ_Pとを内封してネジ口金Ｓの外ネジＳ₃をノズル
内ネジＳ₂に螺合する構造とした。そして、ネジ口金
Ｓ、は図６（Ｂ），（Ｃ）に示すとおり、先端に回動
用の角頭６０を備え、中心部の噴出孔Ｏ₄の中央部から
内方へは大径部６１とし、大径部６１の周面の３ヶ所を
切削拡大した切欠６２を備え、大径部の基底にコイルス
プリングＳ_P を当接支承する座面６３を形成した。従っ
て、ノズルを組立てた際には、座面６３がコイルスプリ
ングＳ_Pの先端を、座面６４がボールＢを支承し、コイ
ルスプリングＳ_PはボールＢと座面６３との間に圧縮さ
れるようにした。

【００２４】〔キャップ２（図４）〕図４に示す如く、
キャップ２は鋼管１０の上端の嵌入部Ｌ₄に嵌合するも
のであって、肉厚１５ｍｍ、内径が６００＋αｍｍであ
り長さＬ₅が５１０ｍｍ、即ち、鋼管１０の上端Ｅ₂がキ
ャップ上端内壁に当接した状態で嵌入部Ｌ₄とキャップ
２が嵌合する寸法であり、鋼管１０の接続筒１１と同一
構造の切開部Ｏ₁及びカバー１２を備えている。そし
て、カバー１２にはコ字状に屈曲した丸棒材を溶着して
側方に突出したハンガー２２を付設し、不使用中の嵌め
板１４が保持出来るようにした。

【００２５】また、図１に示す如く、内面上壁には接続
部Ｊを経て高圧流体供給源（図示せず）に連なる密閉室
Ｒを形成し、密閉室Ｒの天板２０周辺部からは接続パイ
プＰ₁を上方に引出してキャップ２の外周に溶着した支
持片２１に固定すると共に、キャップ下端に溶着立設し
たスクリュー羽根４の始端片と補助羽根４１で挟持保護
した形態に接続パイプＰ₁ の連結口Ｐ₀ を設置した。

【００２６】〔嵌め板（図４）〕キャップと鋼管、鋼管
と鋼管、鋼管とヘッドの連結に用いる嵌め板１４は、図
５に示す如く、幅Ｗ₀ 、即ち係止片１３の幅Ｗ₀ と同一
幅（１００ｍｍ）を有する肉厚１０ｍｍの鉄板であっ
て、上端を屈曲起立して係止部１４′を形成すると共
に、係止片１４′にはループ形態で上方に延びる取っ手
Ｇを固定した。

【００２７】〔連結パイプＣ（図３）〕キャップと鋼
管、鋼管と鋼管、鋼管とヘッドの連結部での高圧流体パ
イプＰ₁，Ｐ₂の連通に適用する連結パイプＣは、両端に
カプラーＫを備え、内径が１２＋αｍｍで外周を金属編
で被覆した曲げ易い可撓管であり、両端のカプラーＫ
は、接続パイプＰ₁、及び供給パイプＰ₂の各連結口Ｐ₀
との嵌着、離脱をワンタッチで行う慣用の部材である。

【００２８】〔ケーシングの使用〕リーダーレスオーガ
機のオーガジョイント部迄の揚程９ｍのもので１２ｍの
ケーシング削孔を実施した。削孔ケーシング１の組立て
は、ヘッド３と鋼管１０とキャップ２の連結であって、
鋼管１０のキャップ２への装着は、図４の如く、鋼管１
０の上端嵌入部Ｌ₄をキャップ２内へ、幅Ｗ₀ （１００
ｍｍ）、高さＨ₁ （１５０ｍｍ）の係止片１３をカバー
に内面の幅Ｗ₁（１００＋αｍｍ）の垂直切欠に嵌めて
上昇させ、側方切欠の位置で両者を相対回動させて、幅
Ｗ₁ 、高さＨ₂（１５０＋αｍｍ）の側方切欠内に係止
片１３を嵌入し、次いで幅Ｗ₀（１００ｍｍ）の嵌め板
１４を切開部Ｏ₁ の上方開放部から鋼管１０の外面とカ
バー１２の内面とで形成された厚さがキャップ肉厚で幅
Ｗ₁ の空洞内に、係止部１４´がカバー１２の上縁に当
接するまで落し込み、係止片１３の垂直切欠側への横移
動を阻止してキャップ２と鋼管１０とを連結した（図４
（Ａ））。

【００２９】嵌め板１４でキャップ２と鋼管１０とを連
結した状態では、キャップ２側のスクリュー羽根４下端
及び補助羽根４１と、鋼管１０側のスクリュー羽根４上
端及び補助羽根４２とは略衝接形態となるので、次いで
連結パイプＣを、その両端のカプラーＫをそれぞれキャ
ップ２側の接続パイプＰ₁ の連結口Ｐ₀ 及び鋼管１０側
の供給パイプＰ₂ 連結口Ｐ₀ にワンタッチ嵌合した。

【００３０】次いで、鋼管１０下端の接続筒１１とヘッ
ド３との連結も、ヘッド３上部が鋼管１０の嵌入部Ｌ₄
と同一構造であり接続筒１１がキャップ２と同一構造の
切開部Ｏ₁ を備えているため、ヘッド３の上部を接続筒
１１内へ嵌入して回動した後、嵌め板１４を落し込んで
達成し、供給パイプＰ₂ の連通も可撓性の連結パイプＣ
でワンタッチで達成出来た。

【００３１】次いで、図７に示す如く、キャップ２の接
続部Ｊをオーガスイベル部Ｍ₂に連結し、キャップ２の
密閉室Ｒ内はオーガスイベル部Ｍ₂を介してエアーコン
プレッサー（図示せず）に接続し、必要に応じて高圧空
気をノズルＮから噴射しながら（深度の浅い段階ではノ
ズルＮからの高圧エアー噴射不要）ケーシング削孔を進
め、キャップ２が地面近くになった段階で機械を停止
し、嵌め板１４を引抜いてキャップ２を若干回動（係止
片１３が切開部Ｏ₁ の側端に当接するまでの回動）し、
キャップ２を上方に引き離した。

【００３２】次いで、継ぎ足し用に準備した長さのみ短
くした４ｍ鋼管１０を前回同様にキャップ２に連結し、
更に該中継ぎ鋼管１０の下端の接続筒１１を地中の鋼管
１０の地表に突出している嵌入部Ｌ₄ に、係止片１３と
切開部Ｏ₁ との嵌合及び嵌め板１４の落し込みによって
連結し、供給パイプＰ₂ を連結パイプＣで連通して鋼管
１０の継ぎ足しを完了し、削孔作業を再開して所定深度
までの削孔を完了した。ケーシングの掘削進行作業は、
スクリュー羽根４とノズルＮからの高圧エアー噴射とに
よって、従来のケーシングでは不可能であった深度ま
で、しかも土質に関係なく削孔可能となり、予想以上の
顕著な削孔能力向上が生じた。

【００３３】１本のケーシング削孔終了後の次の場所で
のケ−シング削孔に際しては、中継ぎ鋼管１０の全長が
地上に露出した段階で中継ぎ鋼管１０と先端鋼管（ヘッ
ド装着鋼管）１０との連結を嵌め板１４を引抜いて分離
し、中継ぎ鋼管１０をキャップ２から取り外した後、キ
ャップ２を先端鋼管１０に連結して先端鋼管１０を引き
上げ、キャップ２を先端鋼管１０から取り外した。キャ
ップ、鋼管、ヘッド等の装着及び取り外しは、相互連結
手段が単純なため、比較的短時間で、しかも熟練を要す
ることなく、単純作業として容易に実施出来た。

【００３４】しかし、キャップ２を装着した複数台の機
械と、複数本の鋼管１０と複数のヘッド３とを用意すれ
ば、キャップ２と鋼管１０、鋼管１０と鋼管１０、鋼管
１０とヘッド３の各着脱が同一手段であるため、１本の
ケーシング削孔終了後に中継ぎ鋼管１０を引上げて地中
の先端鋼管から分離した段階で中継ぎ鋼管１０の先端に
別のヘッド３を装着して新たなケーシング削孔を実施
し、中継ぎ鋼管１０の掘削終了時点で鋼管１０を継ぎ足
すように施工し、キャップと鋼管の着脱作業を合理化す
ることも可能である。

【００３５】

【作用効果の考察】〔スクリュー羽根〕リーダレスオー
ガ機（小型機械）を用いて比較的地質条件の良い場所を
従来の削孔ケーシング（先端に切削刃を備えた鋼管）で
削孔したが、５〜６ｍ位までの削孔は可能であったが、
それ以上はケーシングの外周摩擦と内周摩擦により、例
え硬岩用の切削刃を装着した場合でも削孔不能となっ
た。また、粘性質の土砂で硬くしまった地層を従来の削
孔ケーシングで削孔した際に、作業を一時中断し、再開
する時には、中断時間中にケーシングの内外周面への摩
擦抵抗が増大してしまい、ケーシングの始動回転が不能
となった。

【００３６】本発明ケーシングは、全周にスクリュー羽
根４を備えているため、スクリュー羽根４がオーガスク
リューの羽根の機能を奏して切削土を排土しながら掘削
進行し、ケーシング１の外周面に対する地山の摩擦力が
極端に低減出来た。しかも、羽根ピッチが６０ｃｍ前後
であり、羽根幅が５０ｍｍであるため、あらゆる地層に
有効に作用した。試行テストの結果、羽根幅が５０ｍｍ
以下では土砂排出能力が低く、１００ｍｍ位では粘性土
の付着が顕著とあって摩擦力低減効果が低下した。ま
た、３０ｃｍ位のピッチでは羽根と羽根の間隔を圧着粘
土が埋める現象が生じ、反対に１ｍ位であれば切削土持
上げ能力が低下した。

【００３７】〔ノズル噴射〕先端にノズルＮを備えて高
圧空気（水）を掘削部に噴射しながら削孔するため、切
削刃への切削土の付着が阻止出来、ヘッドでの切削能力
低下が阻止出来た。ノズルＮからの噴射方向は、試行テ
ストの結果、ヘッド３の外周延長線、即ち図５（Ｂ）の
Ａ−Ａ線上では排出空気は全てケーシングの外周に沿っ
て上昇し、ケーシング内周面の摩擦力低減作用は期待出
来なかった。本実施例では、ノズルＮからの噴射方向は
図５（Ｂ）の線Ｆ−Ｆで示す如く角度θ（１０°）でヘ
ッド３の外周延長線Ａ−Ａよりも内方に噴き出させたた
め、排出空気の約半分がヘッド３の内周壁に沿ってケー
シング１の内面へと誘導されて削孔ケーシング１の内周
面摩擦の低減作用をも奏し、ケーシング１は外周面も内
周面もノズルＮからの排出上昇空気によって摩擦抵抗が
軽減出来た。

【００３８】しかし、角度θを大きくすれば切削刃への
切削土の付着阻止機能が低下するため、高圧噴射流でケ
ーシング内外周の摩擦力低減作用と切削刃の切削能力低
減阻止作用とを有効に発生させるためには、角度θは５
°〜１５°の範囲内が好ましい。本実施例では、高圧空
気の角度θが１０°での噴射とスクリュー羽根４の作用
とが相俟って、土質によっては従来の羽根無しケーシン
グの１／１０位の摩擦抵抗値（各場所での並用試行の経
験）にまで軽減出来、本発明削孔ケーシング１の使用に
よって、２０〜３０ｔクラスの小型機械（リーダレスオ
ーガ機）でありながら８０ｔ以上の大型機械でのケーシ
ング削孔と同能力かそれ以上のケーシング削孔が可能と
なった。

【００３９】〔ノズル〕コイルスプリングＳ_P を省略した場合：ネジ口金Ｓはボ
ール封入型逆止弁、即ちノズルＮからの高圧流体の圧力
を受けてボールＢがノズル孔端からネジ口金入口側の大
径部６１に当接すれば、ボールＢと大径部外周の３ヶ所
の切欠６２との隙間から噴出孔Ｏ₄ へと流路が形成され
て流体噴射可能となり、供給パイプＰ₂ が常圧となれ
ば、外部の土水圧による土砂の噴出孔Ｏ₄ からの侵入に
よって逆流した一部の土砂のノズル孔Ｏ₅ 内への侵入を
許しながらボールＢがノズル開口部に押圧され、ノズル
Ｎ内への土砂流を阻止する逆止弁となり、ノズルＮの始
動時にはボールＢがネジ口金内の土砂と共にネジ口金Ｓ
の大径部６１に激突し、口金とボールの摩損が激しい。
それゆえ、ネジ口金材をより耐磨耗性大とし、ボール鋼
を摩損取換部材としてボールの摩損時にネジ口金Ｓをノ
ズルＮから取外してボール交換するようにした。従っ
て、１日５時間の作業で１０日毎にネジ口金を補修する
必要があるが、補修作業は、ネジ口金Ｓをまわしてノズ
ルＮから取外してのボールの新旧交換のみであるので、
作業が簡単であり、コイルスプリングＳ_P を省略したノ
ズルＮによっても所期の目的は達成出来た。

【００４０】コイルスプリングＳ_P を用いた場合：供給
パイプＰ₂ に高圧空気（水）を供給し、ノズルＮが噴射
始動すれば、ボールＢを瞬間に吹き飛ばすが、ボールＢ
はコイルスプリングＳ_P の周囲に侵入した土砂と共にコ
イルスプリングＳ_P を瞬時に座面６３に押し付けるだけ
であってボールＢとネジ口金Ｓの大径部６１端との直接
衝突は生じない。従って、ボールＢは、ノズルＮの始動
時の侵入土砂との摩擦及びコイルスプリングＳ_P の押圧
による摩損だけであるので、ボールの摩損がコイルスプ
リングを用いない場合に比して約１／１０位に低減出
来、ボールよりもむしろコイルスプリングの方が早く摩
損した（１日５時間の作業で平均２０日で取換必要）。

【００４１】しかし、コイルスプリングＳ_P は安価であ
り、取換えも容易であるので、コイルスプリングの採用
は有利である。勿論、コイルスプリングＳ_P を採用した
場合には、ノズル休止と同時にボールＢがコイルスプリ
ングの復帰力により素早くノズル孔Ｏ₅ を閉止するの
で、ノズル孔Ｏ₅ 内への土砂の侵入は常に阻止出来、ノ
ズルＮの摩損及び土砂侵入によるノズル詰りが最低限に
抑えられた。本件ケーシング削孔にあっては、削孔ケー
シング１の着脱作業とノズルＮのメンテナンスが稼動率
に大きく影響するので、ノズルＮに於けるコイルスプリ
ング採用は作業能率上予想外の成果をもたらした。

【００４２】〔その他〕キャップ２と鋼管、鋼管と鋼
管、鋼管とヘッドとの着脱手段としてネジ固着手段を適
用しても本発明の所期の目的は達成できるが、ネジ固着
手段を適用する場合には、例えば図２、図３に示す保護
突起Ｏ₂ の如き、ケーシング１の外周面に露見するネジ
頭の摩損対策を講じれば有利である。また、組立作業面
からもメンテナンス面からも、各部位での固着手段は同
一構造とするのが有利である。勿論、必要に応じて嵌め
板連結手段（請求項６の手段）とネジ固着手段の併用は
確実且つ有効であり、特に大深度ケーシング削孔に有効
である。

【００４３】また、実施例では、供給パイプＰ₂ の上端
をキャップ２内の密閉室Ｒを介して流体供給側に連通し
たが、勿論、供給パイプＰ₂ は、密閉室Ｒを省略して接
続部Ｊに連通しても発明の所期の目的は達成出来る。ま
た、スクリュー羽根４の幅寸法や巻付ピッチは、対象土
質、鋼管径等の条件の下に種々変更可能であり、パイプ
Ｐ₂ を一体的に備えたスクリュー羽根とする事も可能で
ある。また、鋼管１０の内周面適所に棒状片をスクリュ
ー羽根４と同方向に傾斜溶接すれば、内周面での土砂摩
擦低減に有利であり、鋼管本体適所に強度上支障の無い
程度の長孔を開ければ、棒状片の内面への溶接に好都合
であると共に、長孔が鋼管の内面と外面との土砂や空気
通過路となって鋼管全体に対する土砂摩擦力低減にも有
利である。

【００４４】また、ケーシングの径の増加は周面摩擦力
増大となるので、大径のケーシングにあっては、スパイ
ラル羽根及び供給パイプを複数本とし、ヘッド先端の噴
射ノズルを複数とすれば所期の流体噴射効果（切削刃の
掘削力低下阻止、及びケーシング内外面の摩擦力の極端
な低減）を十分に発現出来る。尚、ノズルＮからの高圧
噴射流体は、通常は空気であるが、施行条件に応じて、
水やセメントミルク等も有効であり、噴射流体の圧力も
当然施工条件に応じて決定する設計的事項である。

【００４５】

【発明の効果】ケーシングの掘削進行中には、スクリュ
ー羽根４の掘削土の持ち上げ作用によってケーシング外
周面の地山に対する摩擦力を極端に軽減すると共に、ノ
ズルＮからの高圧噴射流が切削刃の土中での掘削力低下
を阻止し、更にはノズルＮからの排出上昇流もケーシン
グ周面の地山に対する摩擦力低減作用を奏するため、削
孔ケーシングの削孔能力が極端に増大し、従って、削孔
動力の極端な低減が可能となってパワーの小さな小型機
械でも大型機械並みかそれ以上の施工が可能となり、大
型機械にあってもケーシング削孔の省エネルギー化が可
能となる。

【００４６】また、ノズルＮからの高圧流体の噴射が鋼
管の延長方向よりヘッドの内側方向であるため、ケーシ
ング１の削孔中は、ノズルＮからの噴出高圧流が切削刃
の切削作用に助力するばかりでなく、その排出流体が、
ヘッド及び鋼管の外周のみならず内周にも沿った上昇流
を生じ、鋼管の外壁面にも内周面にも摩擦低減作用を生
じ、削孔ケーシングの地山による摩擦抵抗が極端に軽減
出来る。

【００４７】また、同一着脱構造を備えたキャップ、鋼
管、ヘッドを採用したため、ケーシングの組立、分離及
びメンテナンスが容易となり、施工条件に応じてケーシ
ングの長さ設定も自在となり、ケーシング削孔の適用分
野も広がり、ケーシング削孔工法の利用価値が増大す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の全体概略側面図である。

【図２】本発明の鋼管相互の連結部を示す図であって、
（Ａ）は平面図、（Ｂ）は斜視図である。

【図３】本発明の鋼管相互の連結部の分解平面図であ
る。

【図４】本発明キャップ部の図であって、（Ａ）は連
結状態斜視図、（Ｂ）は分解斜視図である。

【図５】本発明ヘッド部の図であって、（Ａ）はヘッ
ド全体斜視図、（Ｂ）はノズル設置形態の説明図であ
る。

【図６】本発明ノズルの図であって、（Ａ）は分解斜
視図、（Ｂ）はネジ口金平面図、（Ｃ）はネジ口金側
面図である。

【図７】本発明ケーシングの使用状態概略図である。

【符号の説明】

１・・・削孔ケーシング、２・・・キャップ、３・・・ヘッ
ド、４・・・スパイラル羽根、１０・・・鋼管、１１・・・
接続筒、１２・・・カバー、１３・・・係止片、１４・・・
嵌め板、２０・・・天板、２１・・・支持片、２２・・・ハ
ンガー、３０・・・切削刃、４１，４２・・・補助羽根、
６０・・・角頭、６１・・・大径部、６２・・・切欠、６
３，６４・・・座面、Ｃ・・・連結パイプ、Ｇ・・・取っ手、
Ｊ・・・接続部、Ｋ・・・カプラー、Ｎ・・・ノズル、Ｏ₁
・・・切開部、Ｏ₄・・・噴出孔、Ｏ₅・・・ノズル孔、Ｐ₀
・・・連結口、Ｐ₁・・・接続パイプ、Ｐ₂・・・供給パイプ、
Ｒ・・・密閉室、Ｓ・・・ネジ口金、Ｓ₁，Ｓ₂，Ｓ₃・・・ネ
ジ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鋼管（１０）の外周にスクリュー羽根
（４）を巻回装着し、スクリュー羽根（４）に沿って供
給パイプ（Ｐ₂）を付設すると共に、供給パイプ（Ｐ₂）
の上端を流体供給側に連通し、下端をヘッド（３）堀削
部のノズル（Ｎ）に連通した、土木工事用削孔ケーシン
グ。
【請求項２】供給パイプ（Ｐ₂）をスクリュー羽根
（４）の下面基部に取付けた、請求項１の土木工事用削
孔ケーシング。
【請求項３】鋼管（１０）の上端にキャップ（２）を
着脱自在に嵌着し、キャップ（２）の内部上面には接続
部（Ｊ）を介して流体供給源と連通する密閉室（Ｒ）を
設けると共に、該密閉室（Ｒ）と供給パイプ（Ｐ₂）上
端とをカプラー（Ｋ）を介して連通した、請求項１又は
２の土木工事用削孔ケーシング。
【請求項４】鋼管（１０）の複数本を、スクリュー羽
根（４）及び供給パイプ（Ｐ₂）を連通状態に接続して
継ぎ足した、請求項１乃至３のいずれか１項の土木工事
用削孔ケーシング。
【請求項５】鋼管（１０）の下端に接続筒（１１）を
嵌合固定し、他の鋼管（１０）の上端を接続筒（１１）
内に嵌入係止して鋼管（１０）を着脱自在に継ぎ足し
た、請求項１乃至４のいずれか1項の土木工事用削孔ケ
ーシング。
【請求項６】下側鋼管（１０）の上部外周には接続筒
（１１）の肉厚と略同一肉厚で幅（Ｗ₀ ）と高さ（Ｈ₁
）を有する係止片（１３）を取付け、上側鋼管（１
０）下端の接続筒（１１）には係止片（１３）を下端か
ら上方部へ誘導し、引続く側方への移動を許容する切開
部（Ｏ₁ ）を設けると共に、該切開部（Ｏ₁ ）表面適所
にカバー（１２）を載置固定し、下側鋼管（１０）の係
止片（１３）を切開部（Ｏ₁ ）内で側方へ移動した状態
で嵌め板（１４）を切開部（Ｏ₁）中へ落し込む、請求
項１乃至５のいずれか１項の土木工事用削孔ケーシン
グ。
【請求項７】接続筒（１１）下部と嵌入鋼管（１０）
上部とのスクリュー羽根（４）各端部には供給パイプ
（Ｐ₂ ）端を挟むように補助羽根（４１，４２）を並設
し、鋼管（１０）上端の接続筒（１１）内への嵌合停止
時に接続筒（１１）上の供給パイプ（Ｐ₂）下端と嵌入
鋼管（１０）上の供給パイプ（Ｐ₂）上端との間を連結
パイプ（Ｃ）で接続する、請求項１乃至６のいずれか１
項の土木工事用削孔ケーシング。
【請求項８】キャップ（２）と鋼管（１０）、鋼管
（１０）と鋼管（１０）、鋼管（１０）とヘッド（３）
相互の着脱を同一連結手段とした請求項３乃至７のいず
れか１項の土木工事用削孔ケーシング。
【請求項９】連結パイプ（Ｃ）が可撓性であり両端に
カプラー（Ｋ）を備えている請求項８の土木工事用削孔
ケーシング。
【請求項１０】ノズル（Ｎ）は先端に逆止弁のネジ口
金（Ｓ）を着脱自在に備えている請求項１乃至９のいず
れか１項の土木工事用削孔ケーシング。
【請求項１１】ノズル（Ｎ）内にノズル孔（Ｏ₅ ）閉
止用のボール（Ｂ）を内在し、ボール（Ｂ）とネジ口金
（Ｓ）の基端との間にコイルスプリング（Ｓ _P ）を介在
してネジ口金（Ｓ）をノズル（Ｎ）の先端に螺合した請
求項１乃至１０のいずれか１項の土木工事用削孔ケーシ
ング。
【請求項１２】ノズル（Ｎ）の噴射方向（線Ｆ−Ｆ）
がヘッド３の延長方向（線Ａ−Ａ）よりややヘッド
（３）の内側方向である、請求項１乃至１１のいずれか
１項の土木工事用削孔ケーシング。