JP2019035294A - Drilling method and drilling device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、地盤内に貫入したケーシングと略同一の形状を有する掘削孔を形成する掘削方法及び掘削装置に関する。 The present invention relates to a drilling method and a drilling apparatus for forming a drilling hole having substantially the same shape as a casing penetrating into the ground.
既存構造物を撤去せずに地盤改良工事を行う工法として、自在ボーリング工法を用いて、地表面から既存構造物の下方に向かって斜めに掘削を行う地盤改良工法が知られている（特許文献１）。 As a method for ground improvement without removing existing structures, there is a known ground improvement method that excavates diagonally from the ground surface downward to the existing structure using the free boring method (Patent Literature). 1).
また、予め既存構造物周囲の地表面から地盤を下方に掘削して立坑を構築し、その立坑内に水平ボーリング装置を設置してから、既存構造物へ向かって水平方向に掘削を行う水平ボーリング工法も知られている（特許文献２）。 In addition, a horizontal boring that excavates in the horizontal direction toward the existing structure after excavating the ground downward from the ground surface around the existing structure in advance to construct a vertical shaft and installing a horizontal boring device in the vertical shaft A construction method is also known (Patent Document 2).
しかし、自在ボーリングを用いた工法では、既存構造物周辺の敷地に十分な作業スペースを確保する必要があるため、建物周囲の敷地に余裕がない場所では不向きであった。また、水平ボーリング工法では、立坑を構築するためのスペースを確保できない場合や、作業工程が増えるといった問題点があった。 However, the construction method using free boring needs to secure a sufficient working space on the site around the existing structure, so it is not suitable for a place where there is no room on the site around the building. In addition, the horizontal boring method has a problem that a space for constructing a vertical shaft cannot be secured and the number of work processes increases.
そこで、本発明は、戸建て住宅等の比較的小規模な既存構造物の敷地に十分な作業スペースがなくても地盤を掘削することができ、かつ、作業性を向上させる掘削装置を提供することを課題とする。 Therefore, the present invention provides an excavation apparatus capable of excavating the ground even when there is not enough work space on a site of a relatively small existing structure such as a detached house and improving workability. Is an issue.
請求項１に記載の掘削方法は、長手方向に延びる一端部から他端部にかけて側面視で正円の円弧状に湾曲した筒状のケーシングと、先端に掘削ビットを有し、前記ケーシングを回転させずに前記ケーシング内で軸周りに回転するスパイラルオーガと、を備え、前記ケーシングの一端部を鉛直方向の下方へ向けて地盤面に配置した後、前記掘削ビットにより前記ケーシングの一端部近傍で地盤を掘削し続けながら、前記ケーシングの一端部が水平方向へ向くまで、前記ケーシングを地盤内に貫入させることを特徴とする。 The excavation method according to claim 1 has a cylindrical casing curved in a circular arc shape in a side view from one end portion to the other end portion extending in the longitudinal direction, and an excavation bit at the tip, and the casing is rotated. A spiral auger that rotates about the axis in the casing without disposing it, and after placing one end portion of the casing on the ground surface facing downward in the vertical direction, the excavation bit near the one end portion of the casing While continuing to excavate the ground, the casing is inserted into the ground until one end of the casing faces in the horizontal direction.
請求項２に記載の掘削方法は、請求項１に記載の掘削方法において、前記ケーシングの一端部の内周面に、前記スパイラルオーガを軸周りに回転可能に支持される取付部材が取り付けられ、前記スパイラルオーガに、前記取付部材の軸方向への移動を規制する規制部材が設けられたことを特徴とする。 The excavation method according to claim 2 is the excavation method according to claim 1, wherein an attachment member that rotatably supports the spiral auger around an axis is attached to an inner peripheral surface of one end of the casing. The spiral auger is provided with a restricting member for restricting movement of the mounting member in the axial direction.
請求項３に記載の掘削装置は、基台部と、前記基台部に立設された支持部と、前記支持部に設けられ、側面視で正円の円弧状に湾曲し、その湾曲した円弧の長さが円周の２分の１以下であるガイド部と、一端部を地盤面に鉛直方向の下方へ向けて、前記ガイド部と平行に配置されるとともに、側面視で正円の円弧状に湾曲し、その湾曲した円弧の長さが円周の４分の１以上であるケーシングと、前記ガイド部に沿ってスライド可能に構成されたスライド部と、前記スライド部と一体に設けられ、前記ケーシングの他端部を固定する固定部と、先端に掘削ビットを有し、前記ケーシングを回転させずに、前記ケーシング内で軸周りに回転させることにより、前記ケーシングの一端部近傍で地盤を掘削し、掘削土砂が前記ケーシング内を移動可能とするスパイラルオーガと、前記ケーシング内の掘削土砂を排土する排土手段と、を備えたことを特徴とする。 The excavation apparatus according to claim 3 is provided with a base portion, a support portion standing on the base portion, and the support portion, and is curved in a circular arc shape in a side view, and is curved. A guide portion whose arc length is less than or equal to one half of the circumference and one end portion of the guide portion that is directed downward in the vertical direction on the ground surface and arranged in parallel with the guide portion. A casing that is curved in an arc shape, and the length of the curved arc is not less than one-fourth of the circumference, a slide portion configured to be slidable along the guide portion, and the slide portion are provided integrally. A fixing portion for fixing the other end of the casing, and a drilling bit at the tip, and by rotating the casing around an axis within the casing without rotating the casing, Excavation of the ground, excavated sediment can move in the casing A spiral auger which is characterized in that and a earth removal means for earth removal excavation sand within the casing.
請求項４に記載の掘削装置は、請求項３に記載の掘削装置において、前記スパイラルオーガを回転駆動させる回転駆動装置が取り付けられたことを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the excavating apparatus according to the third aspect, a rotary drive device that rotationally drives the spiral auger is attached.
請求項５に記載の掘削装置は、請求項３又は４のいずれかに記載の掘削装置において、前記ガイド部に、長手方向に沿って有端状のローラチェーンを設け、前記スライド部に、前記ローラチェーンに噛み合う複数の歯を有するスプロケットと、前記ローラチェーンが前記スプロケットと噛み合う前後の隣り合う位置に一対のアイドラと、を設け、前記ローラチェーンが前記アイドラの下部側と前記スプロケットの上部側で噛み合うように配置されたことを特徴とする。 The excavation device according to claim 5 is the excavation device according to claim 3 or 4, wherein the guide portion is provided with an end roller chain along a longitudinal direction, and the slide portion has the A sprocket having a plurality of teeth meshing with the roller chain, and a pair of idlers at adjacent positions before and after the roller chain meshes with the sprocket, wherein the roller chain is provided at a lower side of the idler and an upper side of the sprocket. It is arranged so that it may mesh.
請求項６に記載の掘削装置は、請求項１乃至５のいずれかに記載の掘削装置において、前記スライド部に、前記ケーシングに振動を付与するバイブレータが取り付けられたことを特徴とする。 The excavator according to a sixth aspect is the excavator according to any one of the first to fifth aspects, wherein a vibrator that applies vibration to the casing is attached to the slide portion.
請求項７に記載の掘削装置は、請求項３に記載の掘削装置において、前記ケーシングの一端部の内周面に、前記スパイラルオーガを軸周りに回転可能に支持される取付部材が取り付けられ、前記スパイラルオーガに、前記取付部材の軸方向への移動を規制する規制部材が設けられたことを特徴とする。 The excavator according to claim 7 is the excavator according to claim 3, wherein an attachment member that rotatably supports the spiral auger around an axis is attached to an inner peripheral surface of one end of the casing. The spiral auger is provided with a restricting member for restricting movement of the mounting member in the axial direction.
請求項８に記載の掘削装置は、請求項３乃至７のいずれかに記載の掘削装置において、前記ケーシングに設けられた１又は２以上の排土用の孔であることを特徴とする。 The excavation apparatus according to claim 8 is the excavation apparatus according to any one of claims 3 to 7, wherein the excavation apparatus is one or more holes for earth removal provided in the casing.
本発明は、既存構造物周辺の敷地に十分な作業スペースがなくても、既存構造物に近接した場所から地盤を掘削することができ、かつ、掘削の作業性を向上させる。 The present invention can excavate the ground from a location close to the existing structure even if there is not enough work space on the site around the existing structure, and improves the workability of excavation.
本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
（第１実施形態）
本発明に係る掘削装置は、掘削装置本体１と、発電機、制御装置、操作盤等の掘削装置本体１の駆動や制御に必要な外部装置（図示せず）とからなる。これらの外部装置は、掘削装置本体１をコンパクトにまとめるため、掘削装置本体１には設けられていない。このため、既存構造物周辺の敷地に十分な作業スペースがなくても、例えば、これらの外部装置を建物に隣接した道路脇等に並べて置くことができる。なお、作業スペースが許せば、これらの外部装置は必要に応じて掘削装置本体１に設けることも可能である。
(First embodiment)
The excavator according to the present invention includes an excavator body 1 and an external device (not shown) necessary for driving and controlling the excavator body 1 such as a generator, a control device, and an operation panel. These external devices are not provided in the excavator body 1 in order to make the excavator body 1 compact. For this reason, even if there is not enough work space on the site around the existing structure, for example, these external devices can be placed side by side on the road adjacent to the building. If the work space permits, these external devices can be provided in the excavator body 1 as necessary.
図１及び図２に示すように、掘削装置本体１には、任意の地盤面に安定して設置可能な基台部１１が備えられている。また、基台部１１には、複数の支柱と架台とから構成された支持部１２が基台部１１の後端側に立設されている。支持部１２の上端には、支持部１２の上方を頂点とする側面視で円弧状に湾曲したガイド部１３が設けられている。なお、支持部１２とガイド部１３は取り外し可能に固定されていても構わない。ガイド部１３の下端は、掘削時に掘削装置本体１の浮き上がりを防止するため、基台部１１の前端側近傍で基台部１１に固定されていることが望ましい。 As shown in FIG.1 and FIG.2, the excavator main body 1 is provided with the base part 11 which can be installed stably in arbitrary ground surfaces. In addition, the base portion 11 is provided with a support portion 12 composed of a plurality of support columns and a gantry on the rear end side of the base portion 11. At the upper end of the support portion 12, a guide portion 13 that is curved in an arc shape in a side view with the top of the support portion 12 as a vertex is provided. In addition, the support part 12 and the guide part 13 may be detachably fixed. The lower end of the guide part 13 is preferably fixed to the base part 11 in the vicinity of the front end side of the base part 11 in order to prevent the excavator body 1 from being lifted during excavation.
ガイド部１３は、側面視で正円の円弧状に湾曲し、その湾曲した円弧の長さが円周の２分の１以下の長さを有する。具体的には、側面視において、ガイド部１３は、支持部１２の上端から基台部１１までの鉛直距離を曲率半径とした正円の円弧状に湾曲しており、その正円の円弧状に湾曲した円弧の長さが半円までの円弧の長さとする。図２では、ガイド部１３の長手方向の長さが、正円の円弧の長さの４分の１をやや超える長さを有し、図３では、ガイド部１３の長手方向の長さを、図２に示す長さよりも長くした場合を示すもので、掘削装置本体１の設置場所に応じて、半円の円弧の長さまで長くすることが可能である。 The guide part 13 is curved in a circular arc shape of a perfect circle in a side view, and the length of the curved arc has a length equal to or less than one half of the circumference. Specifically, in a side view, the guide portion 13 is curved in a circular arc shape having a curvature radius that is a vertical distance from the upper end of the support portion 12 to the base portion 11, and the circular arc shape of the circular circle. It is assumed that the length of the circular arc is curved up to a semicircle. In FIG. 2, the length of the guide portion 13 in the longitudinal direction is slightly longer than a quarter of the length of the circular arc. In FIG. 3, the length of the guide portion 13 in the longitudinal direction is FIG. 2 shows a case where the length is longer than that shown in FIG. 2, and can be increased to a semicircular arc length according to the installation location of the excavator body 1.
ガイド部１３は、平面視で矩形状をなす板状体であって、ガイド部１３の上面には、ガイド部１３が湾曲する長手方向の両端部に渡って、有端状のローラチェーン１３１が設けられている。このローラチェーン１３１は、スライド部１４を移動させるためのものであって、ガイド部１３に沿ってスライド可能であれば、ゴム等であってもよい。 The guide portion 13 is a plate-like body having a rectangular shape in plan view, and an end roller chain 131 is formed on the upper surface of the guide portion 13 across both longitudinal ends where the guide portion 13 is curved. Is provided. The roller chain 131 is for moving the slide portion 14 and may be rubber or the like as long as it can slide along the guide portion 13.
スライド部１４は、ガイド部１３の短手方向の側部を上下方向から挟み込むようにして回転可能に軸支された一対の回転体１４１、１４１が設けられている。これによりスライド部１４は、ガイド部１３の湾曲に沿ってスライド自在となっている。また、図４に示すように、スライド部１４には、スライド部用モータ（図示せず）と、スライド部用モータに接続されたスプロケット１４２と、アイドラ１４３、１４４とが設けられている。スプロケット１４２は、スプロケット１４２の複数の歯がローラチェーン１３１に噛み合うようにして配置されている。アイドラ１４３、１４４は、ローラチェーン１３１がスプロケット１４２と噛み合う前後の隣り合う位置に配置されている。ローラチェーン１３１は、アイドラ１４３の下端部、スプロケット１４２の上端部、アイドラ１４４の下端部をそれぞれ通るようにして配置される。このように配置することにより、ローラチェーン１３１が、スプロケット１４２より前方に位置するアイドラ１４３の右下側で、スプロケット１４２の円弧の上側で、スプロケット１４２より後方に位置するアイドラ１４４の左下側で、それぞれ噛み合いながら、スライド部用モータによる駆動力により、スプロケット１４２を前方に回転させると、スライド部１４がガイド部１３に沿って移動することが可能となる。なお、スプロケット１４２とアイドラ１４３、１４４をこのように配置させたのは、ローラチェーン１３１がスプロケット１４２の下側を通るように構成した場合に比べ、ローラチェーン１３１とスプロケット１４２との噛み合う歯数が多くなり、より確実に駆動力を伝達することができ、空転を防止することが可能となるからである。 The slide portion 14 is provided with a pair of rotating bodies 141 and 141 that are rotatably supported so as to sandwich the lateral side portion of the guide portion 13 from above and below. Thereby, the slide part 14 is slidable along the curve of the guide part 13. As shown in FIG. 4, the slide portion 14 is provided with a slide portion motor (not shown), a sprocket 142 connected to the slide portion motor, and idlers 143 and 144. The sprocket 142 is arranged so that a plurality of teeth of the sprocket 142 mesh with the roller chain 131. The idlers 143 and 144 are arranged at adjacent positions before and after the roller chain 131 meshes with the sprocket 142. The roller chain 131 is disposed so as to pass through the lower end of the idler 143, the upper end of the sprocket 142, and the lower end of the idler 144, respectively. With this arrangement, the roller chain 131 is located on the lower right side of the idler 143 located in front of the sprocket 142, on the upper side of the arc of the sprocket 142, and on the lower left side of the idler 144 located behind the sprocket 142. When the sprocket 142 is rotated forward by the driving force of the slide portion motor while being engaged with each other, the slide portion 14 can move along the guide portion 13. The sprocket 142 and the idlers 143 and 144 are arranged in this manner because the number of teeth with which the roller chain 131 and the sprocket 142 are engaged is smaller than when the roller chain 131 is configured to pass below the sprocket 142. This is because the driving force can be transmitted more reliably and idling can be prevented.
スライド部１４の上方には、ケーシング１５の上端部を固定する固定部１６がスライド部１４と一体に設けられている。これにより、スライド部１４をガイド部１３に沿ってスライド移動させると、固定部１６もスライド部１４に追随して移動する。 Above the slide portion 14, a fixing portion 16 that fixes the upper end portion of the casing 15 is provided integrally with the slide portion 14. Accordingly, when the slide portion 14 is slid along the guide portion 13, the fixed portion 16 also moves following the slide portion 14.
ケーシング１５は、ガイド部と平行に配置できるように、側面視で正円の円弧状に湾曲し、その湾曲した円弧の長さが円周の４分の１以上の長さを有している。すなわち、側面視において、ガイド部１３と同心円とする正円の円弧状に湾曲し、その正円の円弧状に湾曲した円弧の長さが四分円から半円までの円弧の長さとする。ケーシング１５は、複数の鋼管を継ぎ足すことにより、全体が側面視において円周の４分の１以上の長さとなるように構成しても構わない。図３は、２本の鋼管１５ａ、１５ｂを継ぎ足してケーシング１５を形成した状態を示している。 The casing 15 is curved in a circular arc shape in a side view so that the casing 15 can be arranged in parallel with the guide portion, and the length of the curved arc has a length of one quarter or more of the circumference. . That is, in a side view, it is curved into a circular arc of a perfect circle that is concentric with the guide portion 13, and the length of the arc that is curved into the circular arc of the regular circle is the length of the arc from a quadrant to a semicircle. The casing 15 may be configured so that the whole has a length of one quarter or more of the circumference in a side view by adding a plurality of steel pipes. FIG. 3 shows a state in which the casing 15 is formed by adding two steel pipes 15a and 15b.
ケーシング１５は、両端部が開口した円筒状であって、図１等に示すように、下端部を鉛直方向の下方へ向けて地盤面に配置し、ガイド部１３と一定の間隔を空けて互いに平行に設置されている。ケーシング１５は、ケーシング１５の材料として、主に丈夫な鋼管が使用される。なお、ケーシング１５は円筒状でなくても、両端部の開口した断面が矩形状であっても構わない。 As shown in FIG. 1 and the like, the casing 15 has a cylindrical shape with both ends opened. The casing 15 is disposed on the ground surface with its lower end facing downward in the vertical direction, and spaced apart from the guide 13 by a certain distance. Installed in parallel. The casing 15 is mainly made of a strong steel pipe as a material of the casing 15. Note that the casing 15 may not be cylindrical, and the open cross-sections at both ends may be rectangular.
図５に示すように、スパイラルオーガ１７は、複数のロッド１７１、１７２、１７３を軸方向にユニバーサルジョイントＪを介して順次継ぎ足され、全体として屈曲可能な状態として、ケーシング１５内で軸周りに回転自在に配されている。なお、スパイラルオーガ１７は、ユニバーサルジョイントＪを介さずに、１本の全体として屈曲可能なロッドであってもよい。スパイラルオーガ１７の先端であるロッド１７１には、図６に示すように、軸周りに螺旋状の羽根と、地盤を掘削する掘削ビット１７１ａ、１７１ｂとを有する。掘削ビット１７１ｂは、ケーシング１５の外径よりも拡径し、逆回転時にはケーシング１５の外径よりも縮径するようになっており、スパイラルオーガ１７の正回転時には、ケーシング１５の下端部側開口部付近で掘削ビット１７１ａ、１７１ｂがケーシング１５から飛び出した状態で地盤を掘削できるようになっている。ロッド１７２は、軸周りに螺旋状の羽根が全周に渡って設けられ、ケーシング１５の長手方向の長さと湾曲に応じた本数がユニバーサルジョイントＪを介して接続される。ロッド１７３は、螺旋状の羽根を設けずに、スパイラルオーガ１７を軸周りに回転駆動させる回転駆動装置１８に接続されている。回転駆動装置１８は、図５に示すように、スライド部１４と一体に構成されており、スライド部１４と共にスライド移動することができる。なお、回転駆動装置１８に、ロッド１７３を回転させながら、前方へ送り込む機能が備わっていれば、スライド部１４と共にスライド移動をさせない構成にすることも可能である。 As shown in FIG. 5, the spiral auger 17 has a plurality of rods 171, 172, and 173 that are sequentially added via the universal joint J in the axial direction, and is rotated around the axis in the casing 15 so as to be bent as a whole. Arranged freely. The spiral auger 17 may be a single bendable rod without using the universal joint J. As shown in FIG. 6, the rod 171 which is the tip of the spiral auger 17 has spiral blades around the axis and excavation bits 171a and 171b for excavating the ground. The excavation bit 171b has a diameter larger than the outer diameter of the casing 15 and is smaller than the outer diameter of the casing 15 during reverse rotation. When the spiral auger 17 rotates forward, the lower end side opening of the casing 15 is formed. The ground can be excavated with the excavation bits 171a and 171b protruding from the casing 15 in the vicinity of the section. The rod 172 is provided with spiral blades all around the axis, and the number of the casing 15 according to the length in the longitudinal direction and the curvature is connected via the universal joint J. The rod 173 is connected to a rotation driving device 18 that rotates the spiral auger 17 around its axis without providing a spiral blade. As shown in FIG. 5, the rotation drive device 18 is configured integrally with the slide portion 14, and can slide along with the slide portion 14. In addition, if the rotation drive device 18 has a function of feeding forward while rotating the rod 173, a configuration in which the slide movement with the slide portion 14 is not possible is also possible.
ケーシング１５には、周面に所定の間隔をおいて１又は２以上の掘削土砂を排出する排土用の孔１５１が設けられている。回転駆動装置１８によりスパイラルオーガ１７を軸周りに正回転させることにより、掘削ビット１７１ａ、１７２ｂが地盤を掘削して、掘削した土砂をケーシング１５内への取り込みながら、螺旋状の羽根１７１によって上方に搬送され、排土用の孔１５１からケーシング１５の外部へと自然に排出される。なお、ケーシング１５の上端開口部から排土させる構造にしても構わない。 The casing 15 is provided with an earth discharging hole 151 for discharging one or more excavated earth and sand at a predetermined interval on the peripheral surface. By rotating the spiral auger 17 forward about the axis by the rotation driving device 18, the excavation bits 171 a and 172 b excavate the ground, and the excavated earth and sand are taken into the casing 15, while the spiral blade 171 moves upward. It is conveyed and discharged naturally from the hole 151 for earth discharging to the outside of the casing 15. In addition, you may make it the structure drained from the upper end opening part of the casing 15. FIG.
このような構成による掘削装置本体１を、図５に示すように、スライド部１４がガイド部１３の上方に位置させた状態で、ケーシング１５の下端部（一端部）側開口部付近に掘削ビット１７１ａ、１７１ｂを配置させ、ケーシング１５の上端部（他端部）を固定部１６に固定させる。この際、掘削ビット１７１ａ、１７１ｂは、ケーシング１５の内部に配置させていても構わない。そして、戸建住宅等の既存構造物の基礎周辺において、基台部１１の後方側を既存構造物側に、基台部１１の前方側を既存構造物側から遠ざかる位置に配置させ、回転駆動装置１８によってスパイラルオーガ１７を軸周りに正回転させることにより、掘削ビット１７１ａ、１７１ｂが地盤を掘削すると共にこれと並行して、スプロケット１４２を前方（図４では向かって左方向）に回転させることにより、スライド部１４がガイド部１３に沿って下方（地盤面）へ移動し、この結果、ケーシング１５が地盤内に貫入される。この動作を、ケーシング１５の下端部（一端部）が水平方向へ向くまで行う。そうすると、ケーシング１５の下端部（一端部）は、既存構造物直下近傍において水平方向へ向いた状態となる。この際、掘削ビット１７１ｂによって、ケーシング１５の外径よりも拡径して地盤を掘削するので、ケーシング１５の先端は掘削された地盤内を容易に進むことができる。それでもケーシング１５が地盤内に貫入し難い程の地盤であった場合には、スライド部１４に設けられた、ケーシング１５に振動を付与するバイブレータ１９を作動させれば、ケーシング１５が地盤内により貫入しやすくなる。なお、図３のように、２本の鋼管１５ａ、１５ｂを継ぎ足す場合には、鋼管１５ａのみで地盤を掘削し、鋼管１５ａがある程度地盤内に貫入された後に、鋼管１５ｂを継ぎ足してから地盤の掘削を再開し、鋼管１５ａの下端部（一端部）が水平方向へ向くまで鋼管１５ｂを地盤内に貫入することも可能である。３本以上の鋼管を継ぎ足す場合も同様である。 As shown in FIG. 5, the excavator main body 1 having such a configuration has the excavation bit near the lower end (one end) side opening of the casing 15 with the slide portion 14 positioned above the guide portion 13. 171 a and 171 b are arranged, and the upper end portion (the other end portion) of the casing 15 is fixed to the fixing portion 16. At this time, the excavation bits 171 a and 171 b may be arranged inside the casing 15. Then, around the foundation of an existing structure such as a detached house, the rear side of the base part 11 is disposed on the existing structure side, and the front side of the base part 11 is disposed at a position away from the existing structure side, and is driven to rotate. By rotating the spiral auger 17 forward about the axis by the device 18, the excavation bits 171a and 171b excavate the ground and, at the same time, rotate the sprocket 142 forward (leftward in FIG. 4). As a result, the slide part 14 moves downward (ground surface) along the guide part 13, and as a result, the casing 15 penetrates into the ground. This operation is performed until the lower end (one end) of the casing 15 is directed in the horizontal direction. If it does so, the lower end part (one end part) of the casing 15 will be in the state which faced the horizontal direction in the direct vicinity of the existing structure. At this time, since the ground is excavated with the excavation bit 171b having a diameter larger than the outer diameter of the casing 15, the tip of the casing 15 can easily travel in the excavated ground. If the casing 15 is still ground that is difficult to penetrate into the ground, the casing 15 penetrates more into the ground by operating a vibrator 19 provided on the slide portion 14 that imparts vibration to the casing 15. It becomes easy to do. As shown in FIG. 3, when two steel pipes 15a and 15b are added, the ground is excavated with only the steel pipe 15a, and after the steel pipe 15a is penetrated into the ground to some extent, the steel pipe 15b is added and then the ground is added. It is also possible to resume the excavation of the steel pipe 15b and penetrate the steel pipe 15b into the ground until the lower end (one end) of the steel pipe 15a faces in the horizontal direction. The same applies when three or more steel pipes are added.
このように、掘削ビット１７１ａ、１７１ｂによって地盤を掘削しながら、これと同時に、鉛直方向の下方へ向けて地盤面に配置したケーシング１５の先端部（一端部）が、水平方向へ向くまで、スライド部１４を移動させることにより、ケーシング１５を地盤内に貫入させることができる。ケーシング１５の長手方向の長さが円周の４分の１の長さを超える場合には、ケーシング１５の湾曲した円弧の長さが円周の４分の１の長さが地盤内に貫入されるまで、スライド部１４を移動させる。図７は、掘削後の状態を示す側面図である。その後、スプロケット１４２を後方に回転させることによりスライド部１４をガイド部１３に沿って上方へ移動させると、ケーシング１５とスパイラルオーガ１７が地盤内から引き抜かれ、図１の状態に戻ることができ、このように、地盤内に貫入したケーシングと略同一の形状を有する掘削孔を形成できる。また、ケーシング１５を地盤内に残し、スパイラルオーガ１７のみを引き抜き、全体が屈曲可能、かつ、水平方向に掘削可能なオーガに取り替えて地盤を掘削すれば、地盤改良が可能となる。 In this way, while excavating the ground with the excavation bits 171a and 171b, at the same time, slide until the front end (one end) of the casing 15 arranged on the ground surface downward in the vertical direction is directed in the horizontal direction. By moving the part 14, the casing 15 can be penetrated into the ground. When the length of the casing 15 in the longitudinal direction exceeds a quarter length of the circumference, the length of the curved arc of the casing 15 is a quarter length of the circumference penetrates into the ground. The slide unit 14 is moved until it is done. FIG. 7 is a side view showing a state after excavation. Thereafter, by rotating the sprocket 142 rearward to move the slide portion 14 along the guide portion 13, the casing 15 and the spiral auger 17 are pulled out from the ground, and the state shown in FIG. Thus, an excavation hole having substantially the same shape as the casing penetrating into the ground can be formed. Further, the ground can be improved by leaving the casing 15 in the ground, pulling out only the spiral auger 17 and exchanging it with an auger that can be bent as a whole and excavated in the horizontal direction.
既存構造物の周囲に掘削装置本体１を設置できるスペースがあれば、既存構造物の周囲から既存構造物の基礎直下へ向けて地盤を掘削することが可能である。一方、既存構造物の周囲に掘削装置本体１を設置できるスペースがなく、例えば、玄関先のごく限られた場所にのみ掘削装置本体１を設置するスペースがなければ、掘削装置本体１を設置する向きを適宜変更することにより、掘削装置本体１を中心として既存構造物の基礎直下へ向けて放射状に地盤を掘削することが可能となる。このように、既存構造物の基礎直下へ向けて地盤を掘削できれば、既存構造物の基礎直下において、既存構造物の沈下修正工事等の地盤改良が容易になる。 If there is a space where the excavator body 1 can be installed around the existing structure, it is possible to excavate the ground from the periphery of the existing structure directly below the foundation of the existing structure. On the other hand, if there is no space for installing the excavator body 1 around the existing structure, for example, if there is no space for installing the excavator body 1 only in a very limited place at the entrance, the excavator body 1 is installed. By appropriately changing the direction, it is possible to excavate the ground radially toward the base of the existing structure with the excavator body 1 as the center. In this way, if the ground can be excavated directly below the foundation of the existing structure, the ground improvement such as subsidence correction work for the existing structure becomes easy just below the foundation of the existing structure.
なお、ケーシング１５はガイド部１３の上方に設けられている必要はなく、ガイド部１３の下面にローラチェーン１３１を設け、固定部１６がスライド部１４の下側又はサイドで固定されるように構成すれば、ケーシング１５はガイド部１３の下方や側方に設けることも可能である。 The casing 15 does not need to be provided above the guide portion 13, and a roller chain 131 is provided on the lower surface of the guide portion 13 so that the fixing portion 16 is fixed on the lower side or the side of the slide portion 14. In this case, the casing 15 can be provided below or on the side of the guide portion 13.
（第２実施形態）
本第２実施形態の構成のうち、第１実施形態の構成と同一のものは、各部分に同一の符号を付して構成の説明を省略し、第１実施形態と相違する点を中心に説明する。
(Second Embodiment)
Among the configurations of the second embodiment, those that are the same as the configurations of the first embodiment are given the same reference numerals to the respective parts, and the description of the configurations is omitted, with a focus on the differences from the first embodiment. explain.
図８は、第１実施形態におけるローラチェーン、スライド部用モータ、スプロケット、アイドラを設けない構成となっている。 FIG. 8 shows a configuration in which the roller chain, slide motor, sprocket, and idler in the first embodiment are not provided.
図９に示すように、ケーシング１５の先端部（一端部）の内周面には、掘削ビット１７１ｂと螺旋状の羽根との間の軸周りに、ケーシング１５を回転させずに、スパイラルオーガ１７のみを回転可能にした状態で支持される取付部材２０が取り付けられている。また、取付部材２０が螺旋状の羽根１７１と掘削ビット１７１ｂに当接しないように、軸方向への移動を規制する規制部材２１がケーシング１５の内周面から突設されている。このような構成にすることにより、ケーシング１５はスパイラルオーガ１７とともに移動するので、スライド部用モータによる回転駆動力を必要とせず、ガイド部１３に沿ってスライド可能となる。また、スライド部用モータを必要としないので、発電機により発生した電力を回転駆動装置１８のみに有効に活用できることができる。さらに、軽量化を図ることができ、重心が下がることにより、掘削装置本体１の浮き上がりを軽減することもできる。 As shown in FIG. 9, on the inner peripheral surface of the tip (one end) of the casing 15, the spiral auger 17 is not rotated around the axis between the excavation bit 171b and the spiral blade. An attachment member 20 is attached that is supported in a state where only the rotation is possible. Further, a regulating member 21 that regulates the movement in the axial direction protrudes from the inner peripheral surface of the casing 15 so that the mounting member 20 does not contact the spiral blade 171 and the excavation bit 171b. By adopting such a configuration, the casing 15 moves together with the spiral auger 17, so that it is possible to slide along the guide portion 13 without requiring a rotational driving force by the slide portion motor. Further, since the slide motor is not required, the electric power generated by the generator can be used effectively only for the rotary drive device 18. Furthermore, weight reduction can be achieved and the lifting of the excavator body 1 can be reduced by lowering the center of gravity.
１ 掘削装置本体
１１ 基台部
１３ ガイド部
１３１ ローラチェーン
１４ スライド部
１４２ スプロケット
１４３，１４４ アイドラ
１５ ケーシング
１６ 固定部
１７ スパイラルオーガ
１８ 回転駆動装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Excavator main body 11 Base part 13 Guide part 131 Roller chain 14 Slide part 142 Sprocket 143,144 Idler 15 Casing 16 Fixing part 17 Spiral auger 18 Rotation drive device
Claims (8)
先端に掘削ビットを有し、前記ケーシングを回転させずに前記ケーシング内で軸周りに回転するスパイラルオーガと、を備え、
前記ケーシングの一端部を鉛直方向の下方へ向けて地盤面に配置した後、前記掘削ビットにより前記ケーシングの一端部近傍で地盤を掘削し続けながら、前記ケーシングの一端部が水平方向へ向くまで、前記ケーシングを地盤内に貫入させることを特徴とする掘削方法。 A cylindrical casing that is curved in a circular arc shape in a side view from one end extending in the longitudinal direction to the other end;
A spiral auger having a drill bit at the tip and rotating around the axis in the casing without rotating the casing;
After arranging one end portion of the casing on the ground surface facing downward in the vertical direction, while continuing to excavate the ground near the one end portion of the casing by the excavation bit, until one end portion of the casing faces in the horizontal direction, The excavation method characterized by penetrating the casing into the ground.
前記スパイラルオーガに、前記取付部材の軸方向への移動を規制する規制部材が設けられたことを特徴とする請求項１に記載の掘削方法。 On the inner peripheral surface of the one end portion of the casing, an attachment member that is rotatably supported around the axis is attached.
The excavation method according to claim 1, wherein the spiral auger is provided with a regulating member that regulates movement of the mounting member in the axial direction.
前記基台部に立設された支持部と、
前記支持部に設けられ、側面視で正円の円弧状に湾曲し、その湾曲した円弧の長さが円周の２分の１以下であるガイド部と、
一端部を地盤面で鉛直方向の下方へ向けて、前記ガイド部と平行に配置されるとともに、側面視で正円の円弧状に湾曲し、その湾曲した円弧の長さが円周の４分の１以上であるケーシングと、
前記ガイド部に沿ってスライド可能に構成されたスライド部と、
前記スライド部と一体に設けられ、前記ケーシングの他端部を固定する固定部と、
先端に掘削ビットを有し、前記ケーシングを回転させずに、前記ケーシング内で軸周りに回転させることにより、前記ケーシングの一端部近傍で地盤を掘削し、掘削土砂が前記ケーシング内を移動可能とするスパイラルオーガと、
前記ケーシング内の掘削土砂を排土する排土手段と、
を備えたことを特徴とする掘削装置。 A base,
A support portion erected on the base portion;
A guide portion that is provided in the support portion and is curved in a circular arc shape in a side view, and the length of the curved arc is less than or equal to one half of the circumference;
One end portion is arranged parallel to the guide portion with the ground surface facing downward in the vertical direction, and is curved in a circular arc shape in a side view, and the length of the curved arc is a quarter of the circumference. A casing that is one or more of:
A slide part configured to be slidable along the guide part;
A fixing portion provided integrally with the slide portion and fixing the other end portion of the casing;
By having a drill bit at the tip and rotating the casing around the axis without rotating the casing, the ground is excavated near one end of the casing, and the excavated earth and sand can move in the casing A spiral auger,
Soil removal means for discharging the excavated soil in the casing;
A drilling rig characterized by comprising:
前記スライド部に、前記ローラチェーンに噛み合う複数の歯を有するスプロケットと、前記ローラチェーンが前記スプロケットと噛み合う前後の隣り合う位置に一対のアイドラと、を設け、
前記ローラチェーンが前記アイドラの下部側と前記スプロケットの上部側で噛み合うように配置されたことを特徴とする請求項３又は４のいずれかに記載の掘削装置。 The guide portion is provided with an end roller chain along the longitudinal direction,
A sprocket having a plurality of teeth meshing with the roller chain, and a pair of idlers at adjacent positions before and after the roller chain meshes with the sprocket,
5. The excavator according to claim 3, wherein the roller chain is disposed so as to mesh with a lower side of the idler and an upper side of the sprocket.
前記スパイラルオーガに、前記取付部材の軸方向への移動を規制する規制部材が設けられたことを特徴とする請求項３に記載の掘削装置。 On the inner peripheral surface of the one end portion of the casing, an attachment member that is rotatably supported around the axis is attached.
The excavator according to claim 3, wherein the spiral auger is provided with a regulating member that regulates movement of the mounting member in the axial direction.
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