JP2003206687A - ケーシングチューブ内の土砂の掘削方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】１台の掘削機で軟弱地盤と硬質地盤層のいずれ
にも効率よく掘削できるケーシングチューブ内の土砂の
掘削方法を提供する。 【解決手段】先端に掘削ビットを備えたケーシングチュ
ーブ５を把持し揺動または回転させつつ地中に押込んで
場所打ち杭を施工する工法では、ケーシングチューブ５
内の土砂の排出に手間取っている。本発明は、ケリーバ
１１の下端に径方向へ拡開させてケーシングチューブ５
の内周面に係合する圧接部材２２を備えた脱着可能なグ
リップ機構２０を介して掘削バケット１６を取り付けた
掘削機により、掘削バケット１６を硬質地盤層のときは
チュービング装置１を駆動して回動させ、軟弱地盤のと
きはケリーバ１１を駆動して回動させて掘削する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、チュービング装置
で地中に回転させながら押し込んで杭孔を掘削するケー
シングチューブ内の土砂の掘削方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】オールケーシング工法による場所打ち杭
の施工では、チュービング装置で先端に掘削ビットを備
えたケーシングチューブを把持し揺動または回転させつ
つ地中に押込み、ケーシングチューブ内の土砂を掘削機
で排出し、鉄筋の挿入などをしてコンクリートを打設し
ながら、ケーシングチューブを引き抜いて場所打ち杭を
造成している。

【０００３】このケーシングチューブ内の土砂の排出
は、図４に示すように、旋回可能な上部体を有するベー
スマシン１８に俯仰可能にブーム１７を設けた移動式ク
レーン３０にハンマグラブ３１を装備した掘削機によっ
て行われている。なお、図４において１はチュービング
装置、５はケーシングチューブである。

【０００４】ハンマグラブ３１によればケーシングチュ
ーブ５内の土砂がかなり硬質でも排出が可能であるが、
ハンマーグラブ３１の使用時にはケーシングチューブ５
との接触や自由落下時の衝撃があるので騒音が激しく、
また、ケーシングチューブ５内には通常地下水が侵入し
ており、ハンマグラブ３１での土砂の取り込み時には多
量の侵入水も同時につかみ上げるので、１回当たりの排
土量はわずかなものとなり排出に多くの時間を要してい
る。

【０００５】そこで、地盤が軟弱である場合にはケーシ
ングチューブ５内の土砂を図３に示すように、１回当た
りの排土量の多いアースドリルと称する掘削機１０によ
って排出することが行われている。この掘削機１０は、
旋回可能な上部体を有するベースマシン１８にブーム１
７を起伏可能に設け、ブーム１７の上端から掘削バケッ
ト１６を下端に備えたケリーバ１１を垂下するととも
に、ケリーバ１１を駆動するケリーバ駆動装置１５をブ
ーム１７の下端部に起伏可能に取り付けたフロントフレ
ーム１２に搭載している。

【０００６】そして、掘削時はケリーバ駆動装置１５を
駆動させてケリーバ１１を回転させるとともに押込力を
与え、掘削バケット１６を水平方向に回転させて底部に
設けた取込口から土砂を取り込み、ケリーバを引き上げ
て掘削バケット１６の底蓋を開放して土砂を排出してい
る。

【０００７】なお、同種の掘削機として、ブームではな
く、リーダを立設してリーダの上端から掘削バケット１
６を下端に備えたケリーバ１１を垂下するとともに、ケ
リーバ１１を駆動するケリーバ駆動装置１５をリーダに
取り付けたものもあり、これによって排出作業を行って
いる場合もある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、ケーシ
ングチューブ内の土砂の排出は、一般にハンマグラブ３
１によって行われており、軟弱地盤である場合にはケリ
ーバ駆動による掘削バケット１６を使用しているが、掘
削バケット１６による場合は硬質地盤層に遭遇すると掘
削できないので、アースドリルを一旦退去させて、ハン
マーグラブを装備したクレーンと入れ替えなければなら
ない。このため、ケリーバ駆動による掘削バケット１６
でケーシングチューブ内の土砂を掘削する場合には、ハ
ンマグラブを装備した移動式クレーン３０を施工場所の
近傍に待機させる必要がある。

【０００９】したがって、排土の効率が悪く、狭い現場
では、この方法を採ることができない。また、広い現場
でも上部体が旋回する掘削機が２台もあると、挟まれ事
故など安全上の問題もある。そこで、本発明は１台の掘
削機で軟弱地盤と硬質地盤層のいずれも効率よく掘削で
きるケーシングチューブ内の土砂の掘削方法を提供する
ことを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では次の手段を採った。即ち、地中にチュー
ビング装置で回転させながら押し込まれたケーシングチ
ューブ内の土砂の掘削方法において、ベースマシンに設
けたブームまたはリーダの上端からケリーバを垂下する
とともに該ケリーバを回転駆動させるケリーバ駆動装置
を該ブームまたはリーダに設け、かつ、該ケリーバの下
端に径方向へ拡開させてケーシングチューブの内周面に
係合する圧接部材を備えた脱着可能なグリップ機構を介
して掘削バケットを取り付けた掘削機により、硬質地盤
層では、チュービング装置を駆動して掘削バケットを回
動させて掘削することを特徴としている。

【００１１】この掘削方法に使用する掘削機は、ベース
マシンに備えたウインチでブームまたはリーダの上端か
らケリーバを吊持し、ケリーバ駆動装置で掘削バケット
を回転させるもので、ケリーバの下端にはケーシングチ
ューブの内周面に係止する脱着可能なグリップ機構を介
して掘削バケットを取り付けたものである。

【００１２】グリップ機構はケーシングチューブ内面に
係止できるものであればどんなものでもよいが、土砂の
中で使用されるので動力を用いないで作動するものが望
ましい。この掘削機によってケーシングチューブ内の土
砂を排出する場合は、軟弱地盤である場合にはグリップ
機構を外してケリーバの下端に掘削バケットを取り付け
て従来のアースドリル機とし、ケリーバを駆動させて掘
削する。そして、硬質地盤層に遭遇したときはグリップ
機構を装着して掘削バケットをケーシングチューブに係
止させ、チュービング装置を駆動して掘削バケットで掘
削する。

【００１３】チュービング装置で掘削バケットを回転さ
せる場合の駆動力はケリーバによる場合に比べ格段に大
きいので、相当硬質な地盤においても掘削が可能であ
る。したがって、この掘削方法によれば１台の掘削機で
軟弱地盤と硬質地盤層のいずれにおいても効率よくケー
シングチューブ内の土砂の掘削が可能となる。

【００１４】また、硬質地盤層が時々あるような所で
は、グリップ機構を脱着するのが煩わしいので、請求項
２に記載のように、グリップ機構に圧接部材を縮小させ
た状態に保持する保持手段を設け、軟弱地盤では圧接部
材を縮小させた状態に保持してケリーバを駆動して掘削
バケットを回動させて掘削するようにすれば簡便に軟弱
地盤と硬質地盤層の掘削ができ効率を上げることができ
る。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面に
基づいて詳細に説明する。ケーシングチューブ５を地中
に建て込むチュービング装置１は、図１に示すように、
ベースフレーム３の四隅に設けた昇降シリンダ４に連結
された昇降フレーム２を備え、この昇降フレーム２には
ケーシングチューブ５が挿通されるテーパ孔を有する回
転フレームが回転可能に支持され、上部フレーム７に連
結されたチャックシリンダによってケーシングチューブ
とテーパ孔との間に楔部材を挿入して、回転フレームと
ケーシングチューブ５とを締結するように構成されてい
る。

【００１６】そして、ケーシングチューブ５を回転フレ
ームに把持した状態で昇降フレーム２上に配置されたモ
ータ８により回転フレームを回転駆動させるとともに昇
降シリンダ４を下降させることによりケーシングチュー
ブを回転させながら地中に押し込んでいる。

【００１７】ケーシングチューブ５内の土砂を排出する
掘削機は、上記従来技術で説明した掘削機１０（図３）
とその概要は同じであり、ベースマシン１８に俯仰可能
なブーム１７を設け、ブーム１７の上端から掘削バケッ
ト１６を下端に備えたケリーバ１１を垂下し、ケリーバ
１１を駆動するケリーバ駆動装置１５をブーム１７の下
端部に起伏可能に取り付けたフロントフレーム１２に搭
載している。

【００１８】ケリーバ駆動装置１５は、フロントフレー
ム１２の両側に設けたスラスタシリンダを介して取り付
けられ、ケリーバ１１は例えば角筒状としてケリーバ駆
動装置１５の角穴へ挿通されている。また、ケリーバ駆
動装置１５を駆動していないときには、ケリーバ１１は
ケリーロープの巻上げまたは巻下げによってケリーバ駆
動装置１５の角穴を摺動し、掘削バケット１６を昇降さ
せることができる。なお、１３はフロントフレーム１２
をブーム１７に支持するための支持シリンダで、その下
端はブーム１７の下端の支点に連結され、ブーム１７の
俯仰角度を変えた場合は、調整シリンダ１４を作動させ
てケリーバ１１が垂直になるようにフロントフレーム１
２の傾きを調整する。

【００１９】掘削バケット１６は図１に示すように、円
筒状であり上端には連結部材１６ｃが固設され、下端に
はヒンジ１６ａで解放可能な底蓋が設けられており、ケ
リーバ１１の下端とはグリップ機構２０を介して取り付
けられている。なお、底蓋には複数のビット１６ｂと図
示してない取入口が付設されている。

【００２０】グリップ機構２０は、下部に軸２１が固設
された上部連結材２４と、軸２１が摺動自在に嵌合する
下部連結材２５と、ケーシングチューブ５の内周面に圧
接する複数の圧接部材２２と、上部連結材２４および下
部連結材２５を圧接部材２２と連結するリンク２３ａ，
２３ｂ，２３ｃとから構成されている。

【００２１】リンク２３ａは上部連結材２４から下向き
に傾斜して取り付けられ、リンク２３ｂ，２３ｃは下部
連結材２５から上向きに傾斜して取り付けられている。
また、リンク２３ｃにはピン穴２３ｄが設けられてい
る。このピン穴２３ｄは、圧接部材２２を縮小させたと
きに圧接部材２２に設けられているピン穴２２ａと一致
した位置としている。

【００２２】また、上部連結材２４の上端には連結部材
２９が固設されており、ケリーバ１１の下端とピン２９
ａで連結されている。また、下部連結材２５の底部には
ケリーバ１１と同径の連結部材２６が固設されており、
掘削バケット１６の上端に固設された連結部材１６ｃに
ピン２６ａで連結されている。

【００２３】グリップ機構２０は、このように構成され
ているので、掘削バケット１６がケーシングチューブ５
内に吊り降ろされるときは、図２に示すように、掘削バ
ケット１６の重量によって下部連結材２５が下がり、上
部連結材２４と下部連結材２５の間隔が開き、リンク２
３ａ〜２３ｃの傾斜角度が大きくなって、圧接部材２２
は縮小した状態となる。したがって、ケーシングチュー
ブ５内を容易に上下移動させることができる。

【００２４】掘削バケット１６が杭穴の底に接地する
と、図１に示すように、上部連結材２４と下部連結材２
５の間隔が縮まるので、リンク２３ａ〜２３ｃが水平に
なろうとして圧接部材２２を拡開させる。これにより、
圧接部材２２はケーシングチューブ５の内周面に圧接す
る。

【００２５】また、圧接部材２２が縮小した図２の状態
において、圧接部材２２のピン穴２２ａと一致したリン
ク２３ｃのピン穴２３ｄにロックピン２７を差し込め
ば、上部連結材２４と下部連結材２５の間隔が固定さ
れ、掘削バケット１６が杭穴の底に接地しても圧接部材
２２は縮小した状態のままに保持される。

【００２６】次に、この掘削機によってケーシングチュ
ーブ内の土砂を掘削する方法について説明する。チュー
ビング装置１で地中に押し込まれたケーシングチューブ
５に、軸心を合わせて掘削機の掘削バケット１６を挿入
するが、軟弱地盤である場合は、予めグリップ機構２０
のリンク２３ｃのピン穴２３ｄと圧接部材２２のピン穴
２２ａにロックピン２７を挿通し、圧接部材２２を縮小
した状態に固定する。

【００２７】掘削バケット１６を下降させて接地した
ら、ケリーバ駆動装置１５を駆動させ、ケリーバ１１を
回転させる。このとき、グリップ機構２０は縮小した状
態に保持されており、ケリーバ１１の駆動により、掘削
バケット１６内に土砂が取り込まれる。

【００２８】掘削バケット１６内に土砂が一杯になった
ら、ケリーバ駆動装置１５を停止し、掘削バケット１６
を吊り上げる。そして、ベースマシン１８の上部体を旋
回させて、掘削バケット１６の底蓋を開放して排土す
る。順次この作業を繰り返すことにより、ケーシングチ
ューブ５内の土砂は排出される。

【００２９】硬質地盤層に遭遇したときは、リンク２３
ｃのピン穴２３ｄに差し込んだピン２７を取り外してか
ら、掘削バケット１６をケーシングチューブ５内に降ろ
す。掘削バケット１６が接地すると、グリップ機構２０
の圧接部材２２が拡開してケーシングチューブ５の内周
面に圧接する。

【００３０】次に、チュービング装置１を駆動しケーシ
ングチューブ５を回転させながら押し込む。これによ
り、掘削バケット１６はケーシングチューブ５と一体と
なって回転する。そして、掘削バケット１６の底部に付
設されたビット１６ｂが硬質地盤を掘削し掘削バケット
１６内に取り込まれる。チュービング装置１の回転力お
よび押し込み力は非常に大きいので、相当に硬質な地盤
であっても掘削することが可能である。

【００３１】掘削バケット１６に掘削土砂が一杯になっ
たら、ケーシングチューブ５の回転を止め、掘削バケッ
ト１６を引き上げて排出する。なお、硬質地盤層の土石
の排出が終わり軟弱地盤になったら、上記のように、ロ
ックピン２７をピン穴２３ｄとピン穴２２ａに挿通し、
圧接部材２２を縮小した状態に固定してケリーバ１１を
駆動させて掘削する。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように本発明のケーシング
チューブ内の土砂の掘削方法は、ケリーバの下端に径方
向へ拡開させてケーシングチューブの内周面に係合する
圧接部材を備えた脱着可能なグリップ機構を介して掘削
バケットを取り付けた掘削機により、硬質地盤層では、
チュービング装置を駆動して掘削バケットを回動させて
掘削するので、大きな駆動力で掘削ができ、従来のハン
マグラブによる排出のように騒音を発生させることもな
く、１回の排土量が多く効率がよい。また、軟弱地盤の
ときはケリーバを駆動させて掘削バケットで掘削するの
で、地盤の状況によらず１台の掘削機でケーシングチュ
ーブ内の土砂を掘削でき、狭い施工現場においても作業
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のケーシングチューブ内の土砂の掘削方
法の実施の形態として硬質地盤における掘削の状態を示
す一部断面図である。

【図２】同 軟弱地盤における掘削の状態を示す一部断
面図である。

【図３】従来のケーシングチューブ内の土砂の掘削の例
の概要図である。

【図４】同 グラブハンマを備えた移動式クレーンによ
る掘削の概要図である。

【符号の説明】

１…チュービング装置 ２…昇降フレーム ３…ベースフレーム ４…昇降シリンダ ５…ケーシングチューブ ７…上部フレーム ８…モータ １０…掘削機 １１…ケリーバ １２…フロントフレーム １３…支持シリンダ １４…調整シリンダ １５…ケリーバ駆動装置 １６…掘削バケット １６ａ…ヒンジ １６ｂ…ビット １６ｃ…連結部材 １７…ブーム １８…ベースマシン ２０…グリップ機構 ２１…軸 ２２…圧接部材 ２２ａ…ピン穴 ２３ａ…リンク ２３ｂ，２３ｃ…リンク ２３ｄ…ピン穴 ２４…上部連結材 ２５…下部連結材 ２６…連結部材 ２６ａ…ピン ２７…ピン ２９…連結部材 ２９ａ…ピン ３０…移動式クレーン ３１…ハンマグラブ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】地中にチュービング装置で回転させながら
   押し込まれたケーシングチューブ内の土砂の掘削方法に
   おいて、ベースマシンに設けたブームまたはリーダの上
   端からケリーバを垂下するとともに該ケリーバを回転駆
   動させるケリーバ駆動装置を該ブームまたはリーダに設
   け、かつ、該ケリーバの下端に径方向へ拡開させてケー
   シングチューブの内周面に係合する圧接部材を備えた脱
   着可能なグリップ機構を介して掘削バケットを取り付け
   た掘削機により、硬質地盤層では、チュービング装置を
   駆動して掘削バケットを回動させて掘削することを特徴
   とするケーシングチューブ内の土砂の掘削方法。
2. 【請求項２】前記グリップ機構に圧接部材を縮小させた
   状態に保持する保持手段を設け、軟弱地盤では圧接部材
   を縮小させた状態に保持してケリーバを駆動して掘削バ
   ケットを回動させて掘削することを特徴とする請求項１
   記載のケーシングチューブ内の土砂の掘削方法。