JP2004003126A - コンクリート杭埋設用掘削方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は既製又は現場打コンクリート杭１４，１４’を埋設するための杭孔１５を掘削して孔壁１１に掘削土を圧密固定して掘削残土を殆ど地上に排出せず、掘削装置を埋設することなく再利用することができるコンクリート杭孔掘削方法を提供することを目的とする。
【解決手段】丸形鋼管１の底板２下面に着脱自在に装着した円板３に中央切削刃４と、その外側の対称位置に設けた複数の対称形弯曲切削刃５，５の外端５”を上記円板３の外周から外側に突出し、上記弯曲切削刃５，５の外端５”に下向切刃６を設け、上記底板２及び円板３に供給管８の下端を接続し、円板３の外周にはエア抜き溝９を形成し、上記切削刃５，５によって掘削推進し、弯曲切削刃５，５によって、円板３の外側に誘導された切削土又は切削屑を孔壁１１に圧密することを特徴とする方法である。
【選択図】　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はコンクリート杭孔を無排土で先行掘削し、その後同杭孔にコンクリート杭を埋設する工法における先行掘削装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、地盤や岩盤にコンクリート杭を埋設する際、掘削装置の無排土地下推進と同時に該掘削装置をコンクリート杭と共に埋め殺した。
【０００３】
そのため埋設されたコンクリート杭の下端に鋼製掘削装置が残留し、再利用することは困難であって高価な掘削刃のリサイクル利用は不能であった。
【０００４】
又掘削刃にコンプレスドエアを供給すると掘削から掘削装置が浮上し、掘削刃による推進が困難となった。
【０００５】
さらに岩盤と地盤との傾斜境界部において硬さの異なる地下層を同時に切削することによって、掘削刃の回転にスピンが掛り、掘削方向が変向し、コンクリート杭の亀裂や応力の変動によってコンクリート杭の弱体化を生じた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は掘削残土を排出することなく、かつ地盤や岩盤を速やかに推進してコンクリート杭埋設用杭孔を形成し、掘削装置を地上に引上げた後に杭孔内にコンクリートパイルを下降し、これをコンクリート杭とし、又は該杭孔内に現場打コンクリート杭を施工するものであって、
掘削装置を埋殺することなく回収し、掘削部の分解リフォームを行い、かつ地下層の硬軟による推進スピンが少なく迅速かつ垂直に杭孔を形成し、強固なコンクリート杭孔を掘削形成することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため本発明は
第１に丸形鋼管の底板下面に着脱自在に装着した円板に中央切削刃を設け、その外側の対称位置に設けた複数の対称形弯曲切削刃の外端を上記円板の外周から外側に突出し、少なくとも１対又は３方の上記弯曲切削刃の外端に下向切刃を設け、上記底板及び円板に穿設した中央透孔を上記鋼管内のエア、水又はセメントミルク等の供給管の下端に接続し、円板の外周にはエア抜き溝を形成し、丸形鋼管を中心軸線の回りに回動して上記切削刃によって地盤又は岩盤を掘削推進し、弯曲切削刃によって、円板の外側に誘導された切削土又は切削屑を、円板、底板及び丸形鋼管と、切削推進孔壁との間に圧密しコンクリート杭孔とすることを特徴とするコンクリート杭埋設用掘削方法、
第２に対称位置が開き角１８０度、１２０度又は９０度の位置である上記第１発明記載のコンクリート杭埋設用掘削方法、
第３にコンクリート杭が既製コンクリートパイルである上記第１又は第２発明記載のコンクリート杭埋設用掘削方法、
第４にコンクリート杭が現場打コンクリート杭である上記第１又は第２発明記載のコンクリート杭埋設用掘削方法、
第５に上記第１発明記載のコンクリート杭埋設用掘削装置、
第６に中央切削刃及び下向切刃が下方に高く、弯曲切削刃が低い上記第５発明記載のコンクリート杭埋設用掘削装置、
第７に対称形弯曲切削刃の凸弯曲側に上記円板が回転し、凸弯曲側に上記弯曲切削刃の片刃面を形成し、片刃面と上記円板の下面との間に切削土又は切削屑の誘導溝を形成した上記第５又は第６発明記載のコンクリート杭埋設用掘削装置、第８に中央切削刃と上記円板とが着脱自在であって、該円板と上記底板とを雌雄凹凸条で係合させた上記第５〜第７発明のいずれかに記載のコンクリート杭埋設用掘削装置、
によって構成される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
丸形鋼管１の上端板１’の中心部に油圧モータ１６の出力軸１６’を共通中心軸線ｃ上に接続する。
【０００９】
油圧モータ１６は図６（イ）図に示すように係合金具１６”を直立支持枠１７のリーダー１７’に昇降摺動自在に係合し、該モータ１６をワイヤロープ１８で地上の巻機１９によって下方に牽引し、該モータ１６及び鋼管１を地下に垂直方向に押圧推進する。
【００１０】
上記鋼管１は下端に底板２を溶接固定し、該底板２の下面には共通中心軸線ｃ上に同径円板３を配置し、図４に示すように雌雄凹凸条１３，１３’を互いに嵌合及び係合させ外周に沿って複数のボルト孔からボルト２０を螺入して両板２，３を着脱自在に固定する。
【００１１】
又雌雄凹凸条１３，１３’の中央部には共通中心軸線ｃ上に６角係合中央透孔７，７’を穿設する。そして６角中空筒２１の下端に中央切削刃４を形成し、該中空筒２１を上記６角係合中央透孔７，７’内に嵌合及び貫通させ、
中央切削刃４の上端部に設けた取付片２２，２２のボルト孔２２’，２２’から円板３の下面にボルト２２”，２２”を螺入して該切削刃４と円板３とを着脱自在に固定する。
【００１２】
その際上記６角中空筒２１の上端は底板２内に突出させエア、水又はセメントミルク等の供給管８の下端をこれに接続させる。
【００１３】
従って供給管８は６角中空筒２１の下端開口部２１’に連通し、該開口部２１’は中央切削刃４の中心部にあって逆止弁２１”が設けられる。
【００１４】
上記中央切削刃４は図２（イ）図、図４に示すように板状刃であり、図５（イ）図に示すように螺旋状刃とすることができる。
【００１５】
このようにした中央切削刃４の外側には開き角１８０度（図５（ロ）図）、１２０度（図８）又は９０度（図２（ロ）図）等の対称位置にほぼ対称形の弯曲切削刃５，５及び５’，５’を円板３の下面に設け、凸弯曲側を円板３の回転方向ａに向わせ、図３（イ）図に示すように凸弯曲側に形成した片刃面５ａと円板３の下面とによってＶ字形溝を形成し、切削土又は切削屑の誘導溝１２とする。又上記弯曲切削刃５，５の中間位置にある弯曲切削刃５’，５’の下面には図３（ロ）（ハ）図に示すように山谷交互のジグザグ刃５ｂ，５ｃが形成される。
【００１６】
このようにした少なくとも１対（図５（ロ）図）又は少なくとも３方（図８）の弯曲切削刃５，５の外端５”は円板３の外周から外側に突出し、同外端に下向切刃６，６を設ける。又該切削刃５は上下２層５ｄ，５ｅ（図９（イ）（ロ）図）によって形成し、下層５ｄを硬質金属とし、小ボルトｂによって着脱自在に固定することができる。
【００１７】
又円板３の外周に沿って水又はエア抜き溝９を複数設ける。
【００１８】
供給管８の上端は油圧モータ１６を経て外部に露出し、ポンプ、エアコンプレッサー或はセメントミルク注入ポンプ等に接続される。
【００１９】
従って図６（イ）図に示すように鋼管１は油圧モータ１６によって５０ｍｍφの鋼管１に対して約１０Ｔ／ｍ程度以上の回転力（トルク）によって共通中心軸線ｃの回りに回動する。
【００２０】
その状態で地上の巻機１９にワイヤロープ１８を巻取り、油圧モータ１６、鋼管１、底板２及び円板３を下方に牽引すると、中央切削刃４によって地盤１０又は岩盤１０’を切削し、次に下向切刃６，６によって円板３の外側を下向に切欠き、さらに弯曲切削刃５，５の凸弯曲側及びジグザグ刃５’、５’の山谷５ｂ，５ｃ交互に中央切削刃４と下向切刃６との中間部を切削し、切削土や切削屑を誘導溝１２に沿って円板３の外周の外側に送り、下向切刃６によって形成された孔壁１１と円板３、底板２及び鋼管１との間の隙き間に上記切削土及び切削屑を圧密する。
【００２１】
即ち円板３下の土や岩は切削土又は切削屑となって上記隙き間に圧密充填され、圧密壁（孔壁１１）と円板３、底板２及び鋼管１の外周面との間に供給管８から注入又は送気される水やエアによって潤滑され鋼管１は油圧モータ１６による強い回転力で円滑に回転し、かつ下方に摺動推進させることができる。勿論上記隙き間は円板３を取替えて弯曲切削刃５，５の外端５”の突出量によって調整される。
【００２２】
図６（ロ）図に示すように地盤１０の掘削中に岩盤１０’が現れても下向切刃６が硬い岩盤１０’を切欠くため推進方向が岩盤１０’を除けて変向するおそれはない。
【００２３】
図６（ロ）図に示す計画水準ｂに円板３が到達すると供給管８からセメントミルクｍを６角中空筒２１を経て切削部に供給しながら図６（ハ）図に示すように鋼管１を地上に引上げ、セメントミルクｍは一定水準位置Ｌまで供給し、鋼管１を地上にワイヤロープ１８’で引上げて杭孔１５が形成される。
【００２４】
この杭孔１５内に図６（ニ）図に示すように下端を閉鎖板１４”で閉鎖した既製コンクリート杭１４を下降させると、コンクリート杭１４の外周面と杭孔１５の内周面との間及び内周面を形成する圧密部にセメントミルクｍが進入及び浸透してソイルセメント１４’を形成し、コンクリート杭１４は根固めされる。
【００２５】
又図７に示すように比較的大径の杭孔１５では圧密孔壁１１に沿って鉄筋篭２３を杭孔１５内に配置し、孔口１５’から生コンクリートを投入して現場打コンクリート杭を形成することができる。
【００２６】
尚図２（イ）図中２４は鋼管１の外周に螺旋状に溶着した帯鋼であって泥土層を推進する際泥土の粘り着きをカットするものである。
【００２７】
【発明の効果】
本発明は上述のように構成したので
コンクリート杭孔の掘削が無排土で行われ、かつ円滑に比較的深く杭孔を推進掘削し得る効果がある。
【００２８】
又掘削装置は地上に回収され、幾度でも使用し得るばかりでなく掘削刃等は取替容易である。
【００２９】
さらに地下の硬軟傾斜境界部において掘削方向が変向し難く垂直に推進し易いという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の掘削装置を示す一部切欠正面図である。
【図２】（イ）図は鋼管底部の切欠正面図である。
（ロ）図は（イ）図の底面図である。
【図３】（イ）図は図２（ロ）図Ａ−Ａ線による縦断面図である。
（ロ）図は図２（ロ）図Ｂ−Ｂ線による縦断面図である。
（ハ）図は図２（ロ）図Ｃ−Ｃ線による縦断面図である。
【図４】底板、円板及び中央切削刃の分解斜視図である。
【図５】（イ）図は図２（イ）図の他の実施例の正面図である。
（ロ）図は（イ）図の底面図である。
【図６】（イ）図〜（ロ）図は上記掘削装置による掘削状態正面図である。
（ハ）図は掘削後、セメントミルク注入状態の正面図である。
（ニ）図はコンクリート杭埋設状態の正面図である。
【図７】現場打杭施工状態の正面図である。
【図８】底板の他例の底面図である。
【図９】（イ）図は図８の一部斜視図である。
（ロ）図は（イ）図のＤ−Ｄ線による縦断面図である。
【符号の説明】
１　　　丸形鋼管
２　　　底板
３　　　円板
４　　　中央切削刃
５，５’　対称形弯曲切削刃
５”　　外端
５ａ　　　片刃面
６　　　下向切刃
７，７’　中央透孔
８　　　供給管
９　　　エア抜き溝
ｃ　　　中心軸線
１０　　　地盤
１０’　　岩盤
１１　　　切削推進孔壁
ａ　　　円板回転方向
１２　　　誘導溝
１３，１３’　雌雄凹凸条

Claims (8)

1. 丸形鋼管の底板下面に着脱自在に装着した円板に中央切削刃を設け、
   その外側の対称位置に設けた複数の対称形弯曲切削刃の外端を上記円板の外周から外側に突出し、
   少なくとも１対又は３方の上記弯曲切削刃の外端に下向切刃を設け、
   上記底板及び円板に穿設した中央透孔を上記鋼管内のエア、水又はセメントミルク等の供給管の下端に接続し、
   円板の外周にはエア抜き溝を形成し、
   丸形鋼管を中心軸線の回りに回動して上記切削刃によって地盤又は岩盤を掘削推進し、
   弯曲切削刃によって、円板の外側に誘導された切削土又は切削屑を、円板、底板及び丸形鋼管と、切削推進孔壁との間に圧密しコンクリート杭孔とすることを特徴とするコンクリート杭埋設用掘削方法。
2. 対称位置が開き角１８０度、１２０度又は９０度の位置である請求項１記載のコンクリート杭埋設用掘削方法。
3. コンクリート杭が既製コンクリートパイルである請求項１又は２記載のコンクリート杭埋設用掘削方法。
4. コンクリート杭が現場打コンクリート杭である請求項１又は２記載のコンクリート杭埋設用掘削方法。
5. 請求項１記載のコンクリート杭埋設用掘削装置。
6. 中央切削刃及び下向切刃が下方に高く、弯曲切削刃が低い請求項５記載のコンクリート杭埋設用掘削装置。
7. 対称形弯曲切削刃の凸弯曲側に上記円板が回転し、凸弯曲側に上記弯曲切削刃の片刃面を形成し、片刃面と上記円板の下面との間に切削土又は切削屑の誘導溝を形成した請求項５又は６記載のコンクリート杭埋設用掘削装置。
8. 中央切削刃と上記円板とが着脱自在であって、該円板と上記底板とを雌雄凹凸条で係合させた請求項５〜７のいずれかに記載のコンクリート杭埋設用掘削装置。

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