JP2002349170A - オールケーシング工法およびオールケーシング工法用滑材充填装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 地盤へのケーシングの押し込みや地盤からの
ケーシングの引き抜きを容易にし、引き抜き不能による
コスト面での損失を大幅に低減したオールケーシング工
法と、この工法に用いられるオールケーシング工法用滑
材充填装置とを提供する。 【解決手段】 ケーシング２を回転させつつこれを地盤
Ａ中に押し込むとともに、ケーシング２内の土砂を排出
することによって地盤Ａを掘り下げ掘削し、その後ケー
シング２を引く抜くことによって基礎杭用の掘削孔Ｂを
形成するオールケーシング工法に用いられる、オールケ
ーシング工法用滑材充填装置１である。ケーシング２と
これで形成する掘削孔Ｂの開口部分とを囲む筒状の滑材
注入用ガイド７と、滑材と水とを混合して滑材分散液を
形成する混合機８と、混合機８で形成した滑材分散液を
滑材注入用ガイド７内に移送する移送手段９とを備えて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ケーシングを回転
させつつこれで地盤を掘り下げ掘削していき、基礎杭用
の掘削孔を形成するオールケーシング工法と、この工法
に用いられるオールケーシング工法用滑材充填装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】基礎杭用の掘削孔を形成する工法とし
て、オールケーシング工法が知られている。このオール
ケーシング工法は、直径が１〜３ｍ程度のケーシング
（あるいはケーシングチューブ）と呼ばれる鋼管パイプ
を、掘削機で回転させつつ地盤に対して鉛直方向に押し
込み、地盤を掘り下げていくとともに、クレーンに設け
られたグラブハンマーでケーシング内の土砂を掘削しつ
つ排土していく方法である。このような方法によって形
成する基礎杭用の掘削孔は、近年、建造物の高層化など
に伴って深くなる傾向にあり、５０〜７０ｍもの深さに
なることもある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このように
掘削孔が深くなると、地山中の粘土層や岩盤層の締め付
けによる摩擦抵抗が大きくなり、ケーシングを地盤中に
押し込んで掘り下げていくための負荷が大きくなってし
まう。また、所望深さの掘削孔を形成した後、ケーシン
グを引き抜く際にも、同様に粘土層や岩盤層による締め
付けが大きいことから、その負荷が大きくなっている。

【０００４】また、特にケーシングの引き抜きに際して
は、岩盤層での割れた岩片や砂礫層での砂礫が掘削孔の
内壁とケーシングの外面間に挟まってしまい、これがく
さびとして機能してしまうことにより、ケーシングが抜
けなくなるといった問題がある。

【０００５】このようにしてケーシングが抜けなくなっ
てしまった場合、ケーシングを引き抜かずにそのまま埋
めたままにしたり、人が掘削孔内に入って砂礫等が挟ま
った位置を溶断し、その下部は埋めたままとし、上部の
みを引き抜くようにしたりしている。しかしながら、こ
のようにしてケーシング全体、あるいはその一部を埋め
たままとした場合、次回の工事には掘削装置の一部であ
るケーシングを新たに備えなくてはならず、したがって
コスト面で大きな損失を招くことになる。

【０００６】本発明は前記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、地盤へのケーシングの押
し込みや地盤からのケーシングの引き抜きを容易にし、
引き抜き不能によるコスト面での損失を大幅に低減した
オールケーシング工法と、この工法に用いられるオール
ケーシング工法用滑材充填装置とを提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者は、前記課題を
解決するべく検討を重ね、特にヒューム管の埋設に用い
られる滑材に着目した。ヒューム管は、下水管などとし
て埋設されたままで用いられるものである。このヒュー
ム管の埋設は、通常は地盤に３〜５ｍ程度の深さの溝を
堀り、この溝内にヒューム管を設置した後、その上に土
を埋め戻すことによって行う。

【０００８】また、特に交通止めができないような場所
や、公共建築物、公共設備等の下にヒューム管を埋設す
る場合、予めその両側に深さ３〜５ｍ程度の発進抗と到
達抗とを形成しておき、発進抗側からジャッキ等によっ
てヒューム管を水平方向に押し込んでいく。このとき、
ヒューム管にかかる土圧による摩擦抵抗を低減するた
め、滑材が用いられている。すなわち、ヒューム管の外
周面に滑材を塗布することにより、ヒューム管を滑り易
くし、これにより地盤中に押し込み易くしているのであ
る。なお、このようにして押し込まれたヒューム管は、
当然ながらそのまま埋設された状態で下水管などとして
用いられる。そして、本発明者はこのようなヒューム管
の埋設に用いられる滑材に着目し、さらに鋭意検討を重
ねた結果、本発明を完成させたのである。

【０００９】すなわち、本発明のオールケーシング工法
では、ケーシングを回転させつつこれを地盤に押し込ん
でいく際に、滑材を水に分散させてなる滑材分散液を、
ケーシングと掘削孔との間隙に充填することを前記課題
の解決手段とした。

【００１０】この工法によれば、滑材分散液をケーシン
グと掘削孔の内壁との間隙に充填するようにしたので、
ケーシングを地盤に押し込んでいく際の、地山による摩
擦抵抗が低減され、これによりケーシングの押し込みの
際の負荷が低減される。また、ケーシングを引き抜く際
にも、ケーシングと掘削孔の内壁との間隙に滑材分散液
が残っていることにより、その引き抜きの際の負荷が低
減する。

【００１１】本発明のオールケーシング工法用滑材充填
装置では、ケーシングとこれで形成する掘削孔の開口部
分とを囲む筒状の滑材注入用ガイドと、滑材と水とを混
合して滑材分散液を形成する混合機と、混合機で形成し
た滑材分散液を前記滑材注入用ガイド内に移送する移送
手段とを備えてなることを前記課題の解決手段とした。

【００１２】この滑材充填装置によれば、移送手段によ
って混合機で形成した滑材分散液を滑材注入用ガイド内
に移送することにより、該滑材分散液をケーシングと掘
削孔の内壁との間隙に充填することが可能になる。した
がって、前述したように、ケーシングを地盤に押し込ん
でいく際の、地山による摩擦抵抗を低減し、これにより
ケーシングの押し込みの際の負荷を低減することが可能
になり、また、ケーシングを引き抜く際にも、その引き
抜きの際の負荷を低減することが可能になる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳しく説明する。
図１は本発明のオールケーシング工法用滑材充填装置の
一実施形態例を示す図であり、図１中符号１はオールケ
ーシング工法用滑材充填装置（以下、滑材充填装置と略
称する）、２はケーシング、３は掘削機、４はクローラ
クレーンである。

【００１４】まず、滑材充填装置１の説明に先立ち、オ
ールケーシング工法に用いられる装置について説明す
る。ケーシング２は、直径が１０００〜３０００ｍｍ程
度、１本当たりの長さが１〜６ｍ程度の鋼管パイプを繋
いでいくもので、その下端面には図２に示すようにタン
グステン合金などの超硬合金からなる複数のビット５が
取り付けられている。これらビット５は、ケーシング２
が回転させられることによって地盤Ａを削るもので、一
部のビット５は、その刃先がケーシング２の外周面より
１０〜１２ｍｍ程度外側に突出した状態に設けられてい
る。このような構成により、ケーシング２が回転させら
れつつ地盤Ａ中に押し込まれると、ビット５がケーシン
グ２の直下を掘削すると同時に、ケーシング２の外周面
より１０〜１２ｍｍ以上程度掘削し、これにより形成す
る掘削孔とケーシングとの間に幅１０〜１２ｍｍ以上程
度の間隙を形成するようになる。

【００１５】掘削機３は、前記ケーシング２を保持しつ
つ、これを回転させ、かつその状態でこれを地盤Ａに押
し込み、また、一旦押し込んだケーシング２を引き抜く
ことができるよう構成されたもので、全周回転掘削機、
あるいは全旋回掘削機などと称されるものである。

【００１６】クローラクレーン４は、図１に示したよう
にグラブハンマー６を昇降可能に吊り下げたものであ
る。グラブハンマー６は、ケーシング２内の土砂を掘削
排土するためのもので、シェル（刃先部；特殊鋳鋼
製）、シェルホルダ（刃先取付部；特殊鋳鋼製）、本体
（滑車装置；シェルの開放用バネ装置が内蔵されてい
る）、ヘッド部（シェルの開閉用ワイヤロープのロック
とクラウン部との連結機構を備えたもの）により構成さ
れた従来公知のものである。そして、このグラブハンマ
ー６は、クロラクレーン４のワイヤロープによって操作
されることにより、ケーシング２内の土砂を掘削し、さ
らにこの掘削した土砂をつかんで外に排出するようにな
っているのである。

【００１７】このようなオールケーシング工法に用いら
れる装置に対して、本発明の滑材充填装置１は、図２に
示すようにケーシング２とこれで形成する掘削孔Ｂの開
口部分とを囲む滑材注入用ガイド７と、滑材と水とを混
合して滑材分散液を形成する混合機８と、混合機８で形
成した滑材分散液を前記滑材注入用ガイド７内に移送す
る移送手段９とを備えて構成されたものである。

【００１８】滑材注入用ガイド７は、本例では有底円筒
状のもので、底板部に掘削孔Ｂの開口部分と同じかこれ
よりやや大きい開口（図示せず）を形成した金属製、あ
るいは樹脂製等のものである。この滑材注入用ガイド７
は、その径（ガイド径）、および容積（ガイド容量）が
ケーシング２の直径（呼称径）に対応して形成され、例
えば表１に示すようなガイド径とガイド容量とされる。

【００１９】

【表１】

【００２０】混合機８は、本発明においては滑材を投入
してこれを水に混合分散させるためのグラウトミキサー
１０と、グラウトミキサー１０で混合分散されて得られ
た滑材分散液を貯留する水槽１１とからなるものであ
る。なお、グラウトミキサー１０についてはその攪拌容
量を５００Ｌ程度、水槽１１についてはその容量を２〜
３ｍ³ 程度とするのが好ましく、この程度の大きさとす
れば、これらの現場への運搬やその設置が容易になる。
また、グラウトミキサー１０は水槽１１の上に配設され
ており、これによってグラウトミキサー１０で得られた
滑材分散液は、グラウトミキサー１０の底部の開閉弁等
（図示せず）を介してその自重により、水槽１１に流入
されるようになっている。

【００２１】移送手段９は、本例においては水槽１１内
に設けられた送液ポンプ１２と、この送液ポンプ１２と
前記滑材注入用ガイド７との間に設けられた圧送管１３
とを備えてなるものである。圧送管３は、送液ポンプ１
２に接続されるとともに、図２に示すように滑材注入用
ガイド７の側壁部７ａに形成された貫通孔７ｂに挿通さ
れることにより、該滑材注入用ガイド７に接続されたも
のとなっている。圧送管１３には、その経路中に滑材分
散液の送液量を調整するための液量調整部１４が設けら
れている。この液量調整部１４は、バルブの開口を絞る
ことなどにより、圧送管１３を流れる滑材分散液の流量
を変化させるものである。

【００２２】また、この液量調整部１４には、前記バル
ブの開口を通過した後の部分に、滑材分散液の流れ状態
を確認するための確認口１４ａが設けられている。この
確認口１４ａを備えた液量調整部１４は、滑材注入用ガ
イド７とほぼ同じ高さ位置に設置されるようになってお
り、これによってこの確認口１４ａで滑材分散液の流れ
状態を確認することにより、滑材注入用ガイド７への滑
材分散液の供給状態を確認することができるようになっ
ている。なお、バルブの開口を通過した後の部分に流量
計を設けておき、確認口１４ａから流量計を見ることに
より、滑材分散液の流れ状態、すなわち滑材注入用ガイ
ド７への滑材分散液の供給状態を確認するようにしても
よい。

【００２３】次に、このような構成からなる滑材充填装
置１の使用方法に基づき、本発明のオールケーシング工
法の一例を説明する。まず、予め混合機８により、滑材
充填装置１を調整する。具体的には、グラウトミキサー
１０に水（清水）と滑材とを入れ、攪拌機によってこれ
らを攪拌することにより、均一に混合分散させる。

【００２４】ここで、使用する滑材としては、粒状弾性
型のものが用いられ、例えばオスモール（登録商標）５
０Ｈ（第一工業製薬株式会社製）が好適に用いられる。
このオスモール（登録商標）５０Ｈは、主成分を高級水
性ポリマーとするもので、混練によって粒状弾性流動体
（ゲル）を形成するものであり、せん断抵抗を持続的に
低下させるとともに、粒状弾性体自身のベアリング効果
によってケーシング２と地盤Ａとの間の摩擦を低減させ
るものである。また、このオスモール（登録商標）５０
Ｈは、外観が灰白色粉体であり、粘度が約３５００ｍＰ
ａ・ｓ（２．５％溶液、温度２５℃）、ｐＨが８．５〜
１０．５（２．５％溶液）のものである。なお、滑材と
しては、前記オスモール（登録商標）５０Ｈに代えて、
例えばベントナイト・オイル溶液型のものを用いること
もできる。このベントナイト・オイル溶液型の滑材は、
ベントナイトとオイルを主成分とする粘稠懸濁液型のも
ので、その粘稠性によってせん断抵抗を低下させること
により、ケーシング２と地盤Ａとの間の摩擦を低減させ
るものである。

【００２５】また、このような滑材と水との配合につい
ては、特に限定されることはないものの、例えば水１９
８Ｌに滑材（オスモール（登録商標）５０Ｈ）５ｋｇを
分散させ、全体として２００Ｌの分散液を形成する。た
だし、この配合比については地盤Ａの状態等に応じて適
宜に変更され、例えば地下水が多い場合などでは、滑材
分散液中の水の割合を少なくするのが好ましい。

【００２６】また、これとは別に、掘削機３のセット時
に、予め決められた掘削孔形成箇所を囲んだ状態に滑材
注入用ガイド７をセットする。そして、この滑材注入用
ガイド７と前記混合機８との間に移送手段９となる圧送
管１３を設置するとともに、水槽１１内に送液ポンプ１
２を設置する。なお、圧送管１３中の液量調整部１４に
ついては、滑材注入用ガイド７とほぼ同じ高さ位置とな
るように設置する。

【００２７】このようにして滑材充填装置１をセットし
たら、送液ポンプ１２を作動させて混合機８で調製した
滑材分散液を、圧送管１３を介して滑材注入用ガイド７
に供給し、該滑材注入用ガイド７内を例えば半分以上満
たしておくようにする。そして、このように滑材分散液
を供給している状態のもとで、掘削機３によってケーシ
ング２を回転させつつこれを地盤Ａ中に押し込む。ま
た、この掘削機３による掘削に対応させて、クローラク
レーン４によりグラブハンマー６でケーシング２内の土
砂を掘削しつつ、排土する。

【００２８】このようにしてケーシング２を地盤Ａ中に
押し込んでいき、掘削孔Ｂを徐々に形成していくと、滑
材注入用ガイド７内に供給している滑材分散液がケーシ
ング２と掘削孔Ｂの内壁との間に浸透し、ここに充填さ
れる。すると、ケーシング２はその外周面と掘削孔Ｂの
内壁との間に滑材分散液が介在することにより、地盤Ａ
（地山）の締め付けによる摩擦抵抗をほとんど受けるこ
とがなくなる。したがって、ケーシング２は比較的円滑
に押し込まれるようになることから、掘削機３は大きな
負荷を負うことなく、ケーシング２による掘削を行うこ
とができるようになる。

【００２９】ここで、ケーシング２による掘削とクロー
ラクレーン４のグラブハンマー６による掘削とを続け、
これによりケーシング２が地盤Ａにより深く押し込まれ
ると、ケーシング２と掘削孔Ｂの内壁との間の間隙が深
くなるが、これに対応して前記移送手段９の送液ポンプ
１２によって滑材注入用ガイド７内に滑材分散液を供給
し続けることにより、前記間隙内に満遍なく滑材分散液
が充填される。なお、滑材分散液の滑材注入用ガイド７
への供給状態については、確認口１４ａによってこれを
確認することができる。

【００３０】このようにしてケーシング２を所望深さま
で押し込み、またケーシング２内の土砂も所望深さに達
するまでに排出し、所望深さの掘削孔Ｂを形成したら、
クローラクレーン４のグラブハンマー６による掘削を停
止し、また、掘削機３によるケーシング２の回転と押し
込みも停止する。そして、掘削機３を操作し、ケーシン
グ２を引き抜く方向に動作させる。すると、このように
ケーシング２を引き抜く際にも、ケーシングと掘削孔と
の間隙に滑材分散液が残っており、さらに滑材注入用ガ
イド７内への滑材分散液の供給を続けているので、その
引き抜きの際の摩擦抵抗もほとんどなく、したがってこ
の摩擦抵抗による負荷が大幅に低減される。

【００３１】このようにしてケーシング２を地盤Ａに形
成した掘削孔Ｂから引き抜いたら、滑材注入用ガイド７
内への滑材分散液の供給を停止する。なお、掘削孔Ｂ内
に残った滑材分散液については、通常は掘削孔Ｂの容積
に対して十分に小であることから、そのまま地盤Ａ中に
浸透させ、あるいは掘削孔Ｂ内にわき出た地下水と一緒
にしておき、後に基礎杭を打つ際に必要に応じて排出す
るようにする。

【００３２】このようなオールケーシング工法にあって
は、滑材分散液をケーシング２と掘削孔Ｂの内壁との間
隙に充填するようにしたので、ケーシング２を地盤Ａに
押し込んでいく際の、地盤Ａ（地山）による摩擦抵抗を
低減することができ、これによりケーシング２を押し込
む際の掘削機３の負荷を大幅に低減することができる。
また、ケーシング２を引き抜く際にも、ケーシング２と
掘削孔Ｂの内壁との間隙に滑材分散液が残っているなど
により、その引き抜きの際の掘削機３の負荷を大幅に低
減することができる。

【００３３】また、前記構成の滑材充填装置１にあって
は、移送手段９によって混合機８で形成した滑材分散液
を滑材注入用ガイド７内に移送することにより、前記オ
ールケーシング工法を容易に実施してケーシング２と掘
削孔Ｂの内壁との間の摩擦抵抗を低減し、ケーシング２
の押し込みや引き抜きの際の掘削機３の負荷を大幅に低
減することができる。

【００３４】また、圧送管１３中に液量調整部１４を設
け、この液量調整部１４に該圧送管１３中を流れる滑材
分散液を確認するための確認口１４ａを設けたので、滑
材注入用ガイド７内を直接確認することなく該確認口１
４ａで滑材分散液の滑材注入用ガイド７への供給状態を
確認することができ、したがって掘削作業中に滑材注入
用ガイド７の近傍にまで行く必要を無くすことができ
る。

【００３５】なお、本発明は前記実施形態例に限定され
ることなく、種々の設計的変更が可能である。例えば、
滑材注入用ガイド７については有底円筒状でなく底板が
ない単なる筒状体としてもよく、また、圧送管１３との
接続についても、貫通孔７ｂによって行うことなく、予
めその側壁部７ａに接続パイプを形成しておき、この接
続パイプによって接続を行うようにしてもよい。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように本発明のオールケー
シング工法は、滑材分散液をケーシングと掘削孔の内壁
との間隙に充填するようにした方法であるから、ケーシ
ングを地盤に押し込んでいく際の、地盤（地山）による
摩擦抵抗を低減することができ、これによりケーシング
を押し込む際の掘削機の負荷を大幅に低減することがで
きる。また、ケーシングを引き抜く際にも、ケーシング
と掘削孔の内壁との間隙に滑材分散液が残っているなど
により、その引き抜きの際の掘削機の負荷を大幅に低減
することができる。

【００３７】さらに、このように滑材分散液を充填する
ようにしたことから、岩盤層での割れた岩片や砂礫層で
の砂礫が掘削孔の内壁とケーシングの外面間に挟まって
しまうことを防止し、さらには挟まってしまっても滑材
分散液で流し落とすことによりこれがくさびとして機能
してしまうことを防止することができる。したがって、
ケーシングが抜けなくなるといった問題を解消し、コス
ト面で大きな損失を招くことを防止することができる。

【００３８】本発明のオールケーシング工法用滑材充填
装置は、移送手段によって混合機で形成した滑材分散液
を滑材注入用ガイド内に移送するようにしたものである
から、該滑材分散液をケーシングと掘削孔の内壁との間
隙に充填することができ、したがって、前記のオールケ
ーシング工法を容易に実施することができる。よって、
ケーシングの押し込み、引き抜きの際の掘削機の負荷を
大幅に低減することができ、さらにケーシングが抜けな
くなるといった問題も解消することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のオールケーシング工法用滑材充填装
置の一実施形態例を説明するための図であり、滑材充填
装置の使用形態を示す図である。

【図２】 図１に示したオールケーシング工法用滑材充
填装置の要部概略構成図である。

【符号の説明】

１…オールケーシング工法用滑材充填装置、２…ケーシ
ング、７…滑材注入用ガイド、８…混合機、９…移送手
段、１４ａ…確認口 Ａ…地盤、Ｂ…掘削孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 祥之 長野県長野市南屋島515番地 株式会社角 藤内 Ｆターム(参考） 2D029 DC01 PA07 PB05 PC01 PD04 2D050 AA07 CA04 CB10 CB22 CB23 DA03 DB02 EE14

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケーシングを回転させつつこれを地盤中
   に押し込むとともに、ケーシング内の土砂を排出するこ
   とによって地盤を掘り下げ掘削し、その後ケーシングを
   引く抜くことによって基礎杭用の掘削孔を形成するオー
   ルケーシング工法において、 前記ケーシングを回転させつつこれを地盤に押し込んで
   いく際に、滑材を水に分散させてなる滑材分散液を、ケ
   ーシングと掘削孔との間隙に充填することを特徴とする
   オールケーシング工法。
2. 【請求項２】 ケーシングを回転させつつこれを地盤中
   に押し込むとともに、ケーシング内の土砂を排出するこ
   とによって地盤を掘り下げ掘削し、その後ケーシングを
   引く抜くことによって基礎杭用の掘削孔を形成するオー
   ルケーシング工法に用いられる装置であって、 前記ケーシングとこれで形成する掘削孔の開口部分とを
   囲む筒状の滑材注入用ガイドと、滑材と水とを混合して
   滑材分散液を形成する混合機と、混合機で形成した滑材
   分散液を前記滑材注入用ガイド内に移送する移送手段と
   を備えてなることを特徴とするオールケーシング工法用
   滑材充填装置。
3. 【請求項３】 前記移送手段には、該移送手段中を流れ
   る滑材分散液を確認するための確認口が設けられている
   ことを特徴とする請求項２記載のオールケーシング工法
   用滑材充填装置。