JP2016056579A - Excavator and excavation method - Google Patents

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Seiji Matsushita
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an excavator and an excavation method capable of reducing quantity of bentonite used when excavating a pile hole.SOLUTION: While rotatably pressing a casing 1 having an injection pipe 2 for injecting a bentonite liquid on an outer peripheral surface, in which the injection pipe 2 has a jetting nozzle 4 for jetting the bentonite liquid in the direction along the outer peripheral surface, in soil while jetting the bentonite liquid from the jetting nozzle 4 by injecting the bentonite liquid into the injection pipe 2, soil in the casing 1 is excavated and removed. A clearance corresponding to a projection width of the injection pipe 2 is formed between the casing 1 and a pile hole wall by rotation of the casing 1, and the bentonite liquid is injected only into this clearance, and is mixed with the soil of a pile hole wall surface, and becomes bentonite-mixed soil of a sticky state, and forms a protective layer for preventing collapse of the pile hole wall. When extracting the casing 1, since the bentonite-mixed soil of the sticky state exists between the casing 1 and the pile hole wall, the casing 1 can be easily extracted.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、各種の土木建築用の基礎杭を地中に打設するための杭孔を掘削する掘削装置および掘削方法に関する。   The present invention relates to an excavation apparatus and excavation method for excavating a pile hole for placing various foundation piles for civil engineering construction in the ground.

基礎杭を地中に打設するに当たっては、予めベントナイト系の地盤改良剤を注入しつつ、スパイラルオーガ、アースドリル、オールケーシングによって杭孔を掘削したのち、この杭孔の中にクローラのブームに連接して鉛直姿勢に保持された懸垂式のリーダをガイドとして基礎杭を打設する（特許文献１参照。）。   When placing the foundation pile into the ground, after injecting a bentonite-based ground improver in advance and drilling a pile hole with a spiral auger, earth drill, or all casing, it is connected to the crawler boom in this pile hole. Then, a foundation pile is driven using a suspended leader held in a vertical posture as a guide (see Patent Document 1).

特開２００６−２９１４５５号公報JP 2006-291455 A

ところが、この杭孔を掘削する際の排土には相当量のベントナイトを含有する。そのため、排土は土地造成用等のような通常の土壌として利用することはできず、産業廃棄物として種々の規制を受けることになり、業者にとってその処理のための費用負担はかなり大きいものとなる。   However, the soil discharged when excavating this pile hole contains a considerable amount of bentonite. For this reason, waste soil cannot be used as ordinary soil for land preparation, etc., and will be subject to various regulations as industrial waste. Become.

そこで、本発明においては、杭孔を掘削する際に使用するベントナイトの量を減らすことが可能な掘削装置および掘削方法を提供することを目的とする。   Then, in this invention, it aims at providing the excavation apparatus and excavation method which can reduce the quantity of the bentonite used when excavating a pile hole.

本発明の掘削装置は、土壌中に回転圧入するケーシングを備えた掘削装置であって、ケーシングの外周面にベントナイト液が注入される注入管を備え、注入管がケーシングの外周面に沿う方向にベントナイト液を噴出する噴出口を備えたものである。   The excavator of the present invention is an excavator provided with a casing that is rotationally press-fitted into the soil, and includes an injection pipe into which bentonite liquid is injected into the outer peripheral surface of the casing, and the injection pipe extends in a direction along the outer peripheral surface of the casing. It has a spout for spouting bentonite liquid.

また、本発明の掘削方法は、外周面にベントナイト液が注入される注入管を備え、注入管が外周面に沿う方向にベントナイト液を噴出する噴出口を備えたケーシングを、注入管にベントナイト液を注入して噴出口からベントナイト液を噴出させながら土壌中に回転圧入しつつ、ケーシング内の土壌を掘削および排土することを特徴とする。   Further, the excavation method of the present invention comprises an injection pipe into which bentonite liquid is injected on the outer peripheral surface, and a casing provided with a spout for injecting the bentonite liquid in a direction along the outer peripheral surface. And the soil in the casing is excavated and discharged while being rotationally pressed into the soil while ejecting bentonite liquid from the outlet.

本発明の掘削装置および掘削方法では、注入管にベントナイト液を注入して噴出口からベントナイト液を噴出させながらケーシングを土壌中に回転圧入しつつ、ケーシング内の土壌を掘削および排土する。このとき、ケーシングと杭孔壁との間にはケーシングの回転によりケーシングの外周面に備えた注入管の突出幅に応じた隙間が形成され、この隙間にのみベントナイト液が注入される。このベントナイト液はケーシングとともに回転する外周面の注入管により杭孔壁面の土壌と混ざり合い、ドロドロの状態のベントナイト混合土となり、杭孔壁の崩落を防止する保護層を形成する。また、ケーシングの引き抜き時には、ケーシングと杭孔壁との間にドロドロの状態のベントナイト混合土が存在するため、ケーシングを容易に引き抜くことができる。   In the excavation apparatus and the excavation method of the present invention, the bentonite liquid is injected into the injection pipe and the bentonite liquid is ejected from the outlet, while the casing is rotationally pressed into the soil, and the soil in the casing is excavated and discharged. At this time, a gap corresponding to the protruding width of the injection pipe provided on the outer peripheral surface of the casing is formed by rotation of the casing between the casing and the pile hole wall, and bentonite liquid is injected only into this gap. This bentonite liquid mixes with the soil on the wall surface of the pile hole by an injection pipe on the outer peripheral surface that rotates together with the casing, becomes bentonite mixed soil in a muddy state, and forms a protective layer that prevents collapse of the pile hole wall. Further, when the casing is pulled out, the bentonite mixed soil in a muddy state exists between the casing and the pile hole wall, so that the casing can be pulled out easily.

本発明によれば、杭孔を掘削する際に使用するベントナイトは、ケーシングと杭孔壁との隙間に注入されるベントナイト液のみであるため、ベントナイトの量を減らすことができ、産業廃棄物の量を飛躍的に削減することが可能となる。また、ケーシングの引き抜きを容易に行うことが可能となり、コスト削減に寄与できる。   According to the present invention, the bentonite used when excavating the pile hole is only the bentonite liquid injected into the gap between the casing and the pile hole wall, so the amount of bentonite can be reduced, and the industrial waste The amount can be drastically reduced. Further, the casing can be easily pulled out, which can contribute to cost reduction.

本発明の実施の形態における掘削装置のケーシングを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the casing of the excavation apparatus in embodiment of this invention. 図１のケーシングの平面図である。It is a top view of the casing of FIG. 本実施形態における掘削装置により杭孔を掘削する状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state which excavates a pile hole with the excavation apparatus in this embodiment. ケーシングの別の実施形態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows another embodiment of a casing. 注入管の断面形状を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the cross-sectional shape of an injection tube.

図１は本発明の実施の形態における掘削装置のケーシングを示す斜視図、図２は図１のケーシングの平面図である。   FIG. 1 is a perspective view showing a casing of an excavator according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a plan view of the casing of FIG.

図１および図２において、本発明の実施の形態における掘削装置のケーシング１は、円筒状の鋼管である。ケーシング１の外周面には、ベントナイト液が注入される注入管２を備えている。注入管２は、ケーシング１の外周面に螺旋状に延設されている。本実施形態においては、注入管２はケーシング１の外周面から３０ｍｍ程度突出して設けられている。   1 and 2, the casing 1 of the excavator in the embodiment of the present invention is a cylindrical steel pipe. An outer peripheral surface of the casing 1 is provided with an injection pipe 2 into which bentonite liquid is injected. The injection tube 2 is extended spirally on the outer peripheral surface of the casing 1. In the present embodiment, the injection tube 2 is provided so as to protrude from the outer peripheral surface of the casing 1 by about 30 mm.

注入管２の上端部には、ベントナイト液を注入するための注入口３が設けられている。なお、注入管２は角筒状であるが、円筒状とすることも可能である。また、注入管２には、ケーシング１の外周面に沿う方向にベントナイト液を噴出する噴出口４が設けられている。噴出口４は注入管２の延設方向に所定間隔で複数設けられている。なお、噴出口４はケーシング１の回転方向Ｘに対して後方側のみに設けられている。   An injection port 3 for injecting bentonite liquid is provided at the upper end of the injection tube 2. In addition, although the injection tube 2 is a rectangular tube shape, it can also be made into a cylindrical shape. Further, the injection pipe 2 is provided with an outlet 4 for ejecting bentonite liquid in a direction along the outer peripheral surface of the casing 1. A plurality of jet nozzles 4 are provided at predetermined intervals in the extending direction of the injection tube 2. In addition, the jet nozzle 4 is provided only on the rear side with respect to the rotation direction X of the casing 1.

次に、上記構成の掘削装置を用いた掘削方法について説明する。図３は本実施形態における掘削装置により杭孔を掘削する状態を示す断面図である。   Next, a drilling method using the drilling apparatus having the above-described configuration will be described. FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state where a pile hole is excavated by the excavating apparatus in the present embodiment.

図３に示すように、本実施形態における掘削装置では、注入口３から注入管２にベントナイト液を注入して噴出口４からベントナイト液を噴出させながら、ケーシング１を土壌Ａ中に回転方向Ｘに回転させながら圧入しつつ、ケーシング１内を掘削し、掘削土壌Ｂをケーシング１内から排土する。このとき、ケーシング１の回転によりケーシング１の外周面に備えた注入管２の突出幅に応じた隙間が形成され、この隙間にベントナイト液が注入される。   As shown in FIG. 3, in the excavator in the present embodiment, the casing 1 is rotated in the soil A in the rotation direction X while injecting bentonite liquid from the inlet 3 into the injection pipe 2 and ejecting bentonite liquid from the outlet 4. The inside of the casing 1 is excavated while being pressed and rotated, and the excavated soil B is discharged from the casing 1. At this time, a gap corresponding to the protruding width of the injection pipe 2 provided on the outer peripheral surface of the casing 1 is formed by the rotation of the casing 1, and bentonite liquid is injected into this gap.

このベントナイト液はケーシング１とともに回転する外周面の注入管２により杭孔壁面の土壌Ａと混ざり合い、ドロドロの状態のベントナイト混合土となり、杭孔壁の崩落を防止する保護層Ｄを形成する。そして、ケーシング１の下端が土壌の支持層Ｃ内に到達し、掘削が終了したのち、ケーシング１を引き抜く。このケーシング１の引き抜き時には、ケーシング１と杭孔壁との間にドロドロの状態のベントナイト混合土が存在するため、ケーシング１を容易に引き抜くことができる。   This bentonite liquid is mixed with the soil A on the wall surface of the pile hole by the injection pipe 2 on the outer peripheral surface that rotates together with the casing 1, and becomes bentonite mixed soil in a muddy state, thereby forming a protective layer D that prevents the pile hole wall from collapsing. Then, after the lower end of the casing 1 reaches the soil support layer C and excavation is completed, the casing 1 is pulled out. When the casing 1 is pulled out, the bentonite mixed soil in a muddy state exists between the casing 1 and the pile hole wall, so that the casing 1 can be pulled out easily.

上記のように、本実施形態においては、杭孔を掘削する際に使用するベントナイトは、ケーシング１と杭孔壁との隙間に注入されるベントナイト液のみであるため、ベントナイトの量を減らすことができる。また、使用されたベントナイトは、このようにケーシング１と杭孔壁との隙間に注入された分だけであり、掘削土壌Ｂ中には含まれないため、産業廃棄物はほとんど発生しない。また、ケーシング１の引き抜きを容易に行うことが可能であり、コスト削減に寄与できる。   As described above, in the present embodiment, the bentonite used when excavating the pile hole is only the bentonite liquid injected into the gap between the casing 1 and the pile hole wall, so the amount of bentonite can be reduced. it can. Moreover, since the used bentonite is only the amount injected into the gap between the casing 1 and the pile hole wall in this way and is not included in the excavated soil B, industrial waste is hardly generated. Further, the casing 1 can be easily pulled out, which can contribute to cost reduction.

また、本実施形態におけるケーシング１では、噴出口４はケーシング１の回転方向Ｘに対して後方側のみに設けられているため、土壌Ａ中に回転圧入する際に土壌Ａが噴出口４に詰まることが防止されている。なお、噴出口４は回転方向Ｘに対して前方側にも設けることは可能である。   Moreover, in the casing 1 in this embodiment, since the spout 4 is provided only on the rear side with respect to the rotation direction X of the casing 1, the soil A is clogged in the spout 4 when being rotationally pressed into the soil A. It is prevented. The jet port 4 can also be provided on the front side with respect to the rotation direction X.

なお、本実施形態においては、注入管２はケーシング１の外周面に螺旋状に設けられているが、図４に示すようにケーシング１の円筒状の中心軸方向に直線状に設けたり、中心軸方向に対して斜め方向に直線状に設けたりすることも可能である。要するに、土壌Ａ中に回転圧入する際に、ケーシング１の外周面に設けられた注入管２によってケーシング１と杭孔壁との間に隙間が形成されるように設けられていれば良い。   In the present embodiment, the injection tube 2 is provided spirally on the outer peripheral surface of the casing 1, but as shown in FIG. 4, the injection tube 2 is provided linearly in the cylindrical central axis direction of the casing 1, It is also possible to provide a straight line in an oblique direction with respect to the axial direction. In short, when rotationally press-fitting into the soil A, the injection pipe 2 provided on the outer peripheral surface of the casing 1 may be provided so that a gap is formed between the casing 1 and the pile hole wall.

また、注入管２は図５に示すように断面形状を台形状とすることが望ましい。このとき、台形の平行な２本の対辺のうち長い方をケーシング１側とすることにより、注入管２をケーシング１に容易に溶接することが可能となる。また、ケーシング１の回転時に、この注入管２の台形の脚によってケーシング１の外周面のベントナイト混合土が杭孔壁側に押し付けられるため、杭孔壁の崩落がより一層防止される。   Moreover, it is desirable that the injection tube 2 has a trapezoidal cross section as shown in FIG. At this time, it is possible to easily weld the injection pipe 2 to the casing 1 by setting the longer one of the two parallel sides of the trapezoid to the casing 1 side. Further, when the casing 1 is rotated, the bentonite mixed soil on the outer peripheral surface of the casing 1 is pressed against the pile hole wall side by the trapezoidal leg of the injection pipe 2, so that the pile hole wall is further prevented from collapsing.

本発明は、各種の土木建築用の基礎杭を地中に打設するための杭孔を掘削する掘削装置および掘削方法として有用である。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is useful as a drilling device and a drilling method for drilling a pile hole for placing various foundation piles for civil engineering construction in the ground.

１ ケーシング
２ 注入管
３ 注入口
４ 噴出口 1 Casing 2 Injection pipe 3 Inlet 4 Outlet

Claims (4)

土壌中に回転圧入するケーシングを備えた掘削装置であって、
前記ケーシングの外周面にベントナイト液が注入される注入管を備え、
前記注入管が前記ケーシングの外周面に沿う方向に前記ベントナイト液を噴出する噴出口を備えたものである掘削装置。 A drilling rig with a casing that is press-fitted into the soil,
An injection pipe into which bentonite liquid is injected on the outer peripheral surface of the casing;
An excavation apparatus in which the injection pipe is provided with a spout for ejecting the bentonite liquid in a direction along the outer peripheral surface of the casing. 前記注入管は前記噴出口を所定間隔で複数有するものである請求項１記載の掘削装置。   The excavation apparatus according to claim 1, wherein the injection pipe has a plurality of the ejection ports at predetermined intervals. 前記注入管は前記ケーシングの外周面に螺旋状に設けられたものである請求項１または２に記載の掘削装置。   The excavator according to claim 1 or 2, wherein the injection pipe is provided on the outer peripheral surface of the casing in a spiral shape. 外周面にベントナイト液が注入される注入管を備え、前記注入管が前記外周面に沿う方向に前記ベントナイト液を噴出する噴出口を備えたケーシングを、前記注入管に前記ベントナイト液を注入して前記噴出口から前記ベントナイト液を噴出させながら土壌中に回転圧入しつつ、前記ケーシング内の土壌を掘削および排土する掘削方法。   A casing having an injection pipe into which bentonite liquid is injected on an outer peripheral surface, the injection pipe injecting the bentonite liquid into the injection pipe; An excavation method for excavating and discharging soil in the casing while rotating and pressing into the soil while ejecting the bentonite liquid from the ejection port.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP6361007B1 (en) * 2018-01-24 2018-07-25 有限会社久美川鉄工所 Strong underground, ground, reinforcement, replenishment

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP6361007B1 (en) * 2018-01-24 2018-07-25 有限会社久美川鉄工所 Strong underground, ground, reinforcement, replenishment
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