JP2013002039A - Air hammer device for drilling - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、土木や建築の分野において、主に硬質の地盤に対して縦孔を掘削する削孔用エアハンマー装置、更に詳しくは、地盤の削孔に対してモルタルやセメントミルク等を注入し、削孔を崩れにくくすることができるようにした削孔用エアハンマー装置に関する。 In the field of civil engineering and construction, the present invention mainly relates to an air hammer device for drilling holes for drilling vertical holes in hard ground, and more specifically, mortar, cement milk or the like is injected into the ground holes. The present invention relates to an air hammer device for drilling which can make the drilling difficult to collapse.
土木や建築の基礎工事においては、地盤の支持強度を高めるため、地盤に縦孔を掘削して場所打ちコンクリート杭を構築したり、縦孔にパイル等の応力負担材を挿入することが行われている。 In civil engineering and architectural foundation work, in order to increase the support strength of the ground, a cast-in-place concrete pile is constructed by drilling a vertical hole in the ground, or a stress bearing material such as a pile is inserted into the vertical hole. ing.
従来、硬質の地盤に対して縦孔を掘削する削孔用エアハンマー装置は、本体ケース内に複数のエアハンマーを組込み、このエアハンマーが、上部に位置する垂直のシリンダと、その下部に位置するビットの組み合わせからなり、本体ケースの上部に設けたエアタンクからシリンダに圧力エアを供給すると、弁機構の働きでシリンダのピストンが上下動し、このピストンの打撃作用をビットに伝達して地盤を掘削する構造になっている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, a drilling air hammer device that drills a vertical hole in a hard ground incorporates a plurality of air hammers in the body case, and the air hammer is positioned at the upper part of the vertical cylinder and at the lower part thereof. When pressure air is supplied to the cylinder from the air tank provided at the top of the body case, the piston of the cylinder moves up and down by the action of the valve mechanism, and the striking action of this piston is transmitted to the bit and the ground It has a structure for excavation (see, for example, Patent Document 1).
ところで、地盤に軟弱部分があったり、転石層や礫層が存在するような条件においては、削孔用エアハンマー装置の抜き取り後に削孔の周壁が崩れる事態が発生し、場所打ち杭の品質が低下したり、上記した応力負担材を所定の深度まで挿入することができなくなるという不都合が生じることがある。 By the way, under conditions where there is a soft part in the ground, or there is a boulder layer or gravel layer, there is a situation where the peripheral wall of the drilling hole collapses after extraction of the drilling air hammer device, and the quality of cast-in-place piles is reduced. In some cases, there is a problem that the stress is reduced or the stress bearing member cannot be inserted to a predetermined depth.
このため、従来は、削孔用エアハンマー装置を抜き取った削孔に対してモルタルやセメントミルク等を注入し、削孔の周壁が崩れるのを防ぐようにしている。 For this reason, conventionally, mortar, cement milk, or the like is injected into the drilling hole from which the air hammer device for drilling is extracted to prevent the peripheral wall of the drilling hole from collapsing.
上記のように、削孔用エアハンマー装置で縦孔を掘削し、この削孔用エアハンマー装置を縦孔から引抜いた後、縦孔にモルタルやセメントミルク等を注入する方法は、削孔用エアハンマー装置に対してモルタルやセメントミルク等の注入装置を別途用意しなければならず、また、モルタルやセメントミルク等を別途注入するので、施工の工程数が増えることになり、施工コスト及び設備コストが高くつくという問題がある。 As described above, a method for injecting mortar, cement milk, etc. into a vertical hole after drilling a vertical hole with the air hammer device for drilling and pulling out the air hammer device for drilling from the vertical hole is for drilling. An injection device for mortar, cement milk, etc. must be prepared separately for the air hammer device, and mortar, cement milk, etc. are separately injected, which increases the number of construction steps, construction costs and equipment. There is a problem that the cost is high.
そこで、この発明の課題は、縦孔の穿孔に続けて縦孔内へのモルタルやセメントミルク等の注入が行え、設備コストと工程数の削減が図れる削孔用エアハンマー装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an air hammer device for drilling that can inject mortar, cement milk, etc. into the vertical hole following the drilling of the vertical hole, and can reduce the equipment cost and the number of processes. is there.
上記のような課題を解決するため、この発明は、本体ケース内に、圧力エアによって作動するピストンの打撃作用をビットに伝達して地盤を掘削する複数のエアハンマーを組込み、この本体ケースにモルタルやセメントミルク等の流体通路を上下に貫通するよう設けたものである。
上記流体通路は、その下端が本体ケースの下部先端で開口し、上端が本体ケースの上面から上方に突出して流体供給管の接続部となり、この流体通路が隣接するエアハンマー間に位置する配置で、本体ケースに対して複数本設けられているようにすることができる。
In order to solve the above-described problems, the present invention incorporates a plurality of air hammers for excavating the ground by transmitting a striking action of a piston operated by pressure air to a bit in the main body case. Or cement milk or the like so as to penetrate vertically.
The fluid passage has an opening at its lower end at the lower end of the main body case, and an upper end protruding upward from the upper surface of the main body case to serve as a connecting portion for the fluid supply pipe, and the fluid passage is located between adjacent air hammers. A plurality of main body cases can be provided.
ここで、本体ケースは、外周面が円形で上下に長く形成され、その内部中央位置と周囲の複数箇所にエアハンマーが組み込まれている。 Here, the main body case has a circular outer peripheral surface and is formed long in the vertical direction, and air hammers are incorporated at the inner central position and at a plurality of surrounding locations.
上記エアハンマーは、本体ケース内の下部に抜け止め状となるよう設けたビットと、その直上に配置したシリンダからなり、シリンダはシリンダ筒内にピストンを上下動可能に収納し、シリンダ筒の上端部に弁機構を構成するリジットバルブとチェックバルブを設け、本体ケースの上部に設けたエアタンクからシリンダに圧力エアを供給すると、リジットバルブとチェックバルブの働きでシリンダのピストンが上下動し、このピストンの打撃作用をビットに伝達して地盤を掘削するようになっている。 The air hammer is composed of a bit provided in the lower part of the main body case so as to prevent it from falling out, and a cylinder disposed immediately above the bit. The cylinder accommodates a piston in the cylinder cylinder so that the piston can move up and down. When a rigid valve and a check valve constituting the valve mechanism are installed in the part, and pressure air is supplied to the cylinder from the air tank provided at the top of the main body case, the piston of the cylinder moves up and down by the action of the rigid valve and the check valve. The striking action is transmitted to the bit to excavate the ground.
また、モルタルやセメントミルク等の流体通路は、本体ケース内を上下軸方向に沿って貫通する縦孔に形成され、上部に位置するエアタンクの部分はパイプ構造とすることで上下に貫通し、この流体通路によって、穿孔した縦孔内にモルタルやセメントミルク等のグラウト材を注入することができるようになっている。 In addition, fluid passages such as mortar and cement milk are formed in vertical holes that penetrate the body case along the vertical axis direction, and the portion of the air tank located at the top penetrates vertically by making it a pipe structure. A grout material such as mortar and cement milk can be injected into the perforated vertical hole by the fluid passage.
この発明によると、圧力エアによって作動するピストンの打撃作用をビットに伝達して地盤を掘削する複数のエアハンマーを設けた削孔用エアハンマー装置において、本体ケースに、モルタルやセメントミルク等の流体通路を上下に貫通するよう設けたので、エアハンマーによるビットへの打撃によって地盤に縦孔を穿孔すると、削孔用エアハンマー装置の抜き取り工程時に縦孔内へモルタルやセメントミルク等を注入することができ、縦孔の周壁が崩れないようにする処理が削孔用エアハンマー装置の抜き取りと同時に行え、別途注入装置を用意する必要がなく、設備変更に要する手間も省けるので、地盤改良工事の設備コストと工程数の削減が図れる。 According to this invention, in the air hammer device for drilling provided with a plurality of air hammers for excavating the ground by transmitting the striking action of the piston operated by pressure air to the bit, a fluid such as mortar or cement milk is provided in the main body case. Since it is provided so as to penetrate the passage up and down, when a vertical hole is drilled in the ground by hitting the bit with an air hammer, mortar, cement milk, etc. is injected into the vertical hole during the extraction process of the air hammer device for drilling Since the process of preventing the peripheral wall of the vertical hole from collapsing can be performed simultaneously with the extraction of the air hammer device for drilling, it is not necessary to prepare a separate injection device, and the labor required for changing the equipment can be saved. Equipment costs and the number of processes can be reduced.
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
図示のように、削孔用エアハンマー装置1は、ウエアスリーブといわれる外周が円形の上下に長い本体ケース2と、この本体ケース2内に組み込まれた複数のエアハンマー3と、前記本体ケース2の上部に設けたエアタンク4とからなり、エアタンク4の上面中央にエア供給源とエア供給管を介して接続するための筒状となるエア流入口5が突設され、このエア流入口5からエアタンク4に圧力エアを供給すると、エアハンマー3は圧力エアによって作動するピストンの打撃作用をビットに伝達して地盤を掘削するようになっている。
As shown in the figure, the
上記エアハンマー3は、本体ケース2の縦孔内の下部に抜け止め状となるよう設けたビット6と、その直上に配置したシリンダ7からなり、シリンダ7はシリンダ筒8内にピストン9を上下動可能に収納し、シリンダ筒8の上端部に弁機構を構成するリジットバルブ10とチェックバルブ11を設け、本体ケース2の上部に設けたエアタンク4から前記シリンダ7に圧力エアを供給すると、リジットバルブ10とチェックバルブ11の働きでシリンダ7のピストン9が上下動し、このピストン9がビット3に一定サイクルで打撃を加える周知の構造になっている。
The
図示の場合、エアハンマー3の平面的な数と配置は、図2のように、本体ケース2の中央とその周囲三箇所で周方向に等間隔の配置で設け、周囲のビット6は先端の底面形状を角形とし、周囲の一辺が本体ケース2の外径よりも少し外側に突出し、また、中央のビット6は先端の底面形状を略三角形としたものを示している。
In the case shown in the drawing, the number and arrangement of the
上記本体ケース2には、モルタルやセメントミルク等のグラウト材等の流体通路12が上下に貫通するように設けられ、この流体通路12は、本体ケース2内を上下軸方向に沿って貫通する縦孔に形成され、上部に位置するエアタンク4の部分はパイプ構造とすることで気密状となるよう上下に貫通し、エアタンク4の上面から所定長さだけ突出する部分が、モルタルやセメントミルク等のグラウト材の供給源と供給管を介して接続するための筒状となる流入口13となっている。
The
図示の場合、流体通路12は、図2のように、本体ケース2の周囲に配置した各ビット6間の位置に合計三本を設け、この流体通路12によって、穿孔した縦孔内にモルタルやセメントミルク等のグラウト材を注入することができるようになっている。
In the case of illustration, as shown in FIG. 2, a total of three
なお、削孔用エアハンマー装置1は、各チェックバルブ11に直接圧力エアの供給源を接続することにより、エアタンク4を装備しない構造にすることができ、エアタンク4を省くことで流体通路12の処理が簡単になる。
In addition, the
この発明の削孔用エアハンマー装置1は、上記のような構成であり、図3に示すように、自走式作業機械14のビーム15に吊下げたアースオーガー16にスイベルジョイント17を用いて円筒状のロッド18を連結し、このロッド18の下端に削孔用エアハンマー装置1を同軸心の延長状配置で取付け、全体を垂直に保持してビット6の先端を地盤に当接させる。
The
上記削孔用エアハンマー装置1において、各流体通路12に、スイベルジョイント17を介してモルタルやセメントミルク等のグラウト材等の供給源を供給管19で接続し、更に、エアタンク4のエア流入口5とエア供給源をエア供給管20を用いて接続し、この状態でエアタンク4内に圧力エアを供給すると、各エアハンマー3は、リジットバルブ10とチェックバルブ11の働きでシリンダ7のピストン9が上下動し、このピストン9がビット6に一定サイクルで打撃を加えることになり、ビット6に加わる打撃の衝撃でビット6は地盤を掘進する。
In the
このように、ビット6の打撃とアースオーガー16の起動による回転が加わることにより、地中に縦孔を掘進していき、縦孔が所定深さに達すると圧力エアの供給とアースオーガー16の駆動を停めて掘進を停止する。
As described above, the rotation of the
上記のように、所定深さに達する縦孔の掘削後における削孔用エアハンマー装置1の抜き取り工程において、削孔用エアハンマー装置1を引上げて抜きとると同時に、供給源から各流体通路12にモルタルやセメントミルク等のグラウト材を供給し、各流体通路12の本体ケース2の下部先端で開口する部分から縦孔内にモルタルやセメントミルク等のグラウト材を注入し、これにより、縦孔内の内圧を保って周面の崩壊発生を防止する。
As described above, in the step of extracting the hole
このように、削孔用エアハンマー装置1の引上げと同時に縦孔内にモルタルやセメントミルク等のグラウト材を注入すると、削孔用エアハンマー装置1の引抜きとモルタルやセメントミルク等のグラウト材の注入が同時に行え、工程数の削減につながると共に、掘削した地盤に軟弱部分があったり、転石層や礫層が存在するような条件においても、縦孔内周面の崩壊発生を防ぐことができ、削孔用エアハンマー装置1の引抜き後において、縦孔を用いた場所打ちコンクリート杭を構築したり、縦孔にパイル等の応力負担材を挿入する作業が支障なく行えることになる。
Thus, when the grout material such as mortar or cement milk is injected into the vertical hole simultaneously with the lifting of the
1 削孔用エアハンマー装置
2 本体ケース
3 エアハンマー
4 エアタンク
5 エア流入口
6 ビット
7 シリンダ
8 シリンダ筒
9 ピストン
10 リジットバルブ
11 チェックバルブ
12 流体通路
13 流入口
1
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