JP2602753B2 - 深礎基礎掘削施工方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は山岳地帯などで高速道路
橋用支柱などを構築する際に、その深礎基礎孔を効率よ
く施工する深礎基礎掘削施工方法に係り、特に全ての地
下作業を地上から遠隔操作して掘削孔を完成させる深礎
基礎掘削施工方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、深礎基礎孔の掘削施工は人力施工
による工法として開発されてきたが、孔内でのブレーカ
ーの騒音や採掘土砂の排出などの人力作業による場合が
多く苦渋作業であり、孔深部の作業では落下、墜落事故
が多く、危険を伴う作業のため労働力の確保が困難であ
る。また、深礎基礎孔の掘削施工は事故発生率が高いた
め施工機械の開発が望まれている。そこで、人力施工の
代替として一般施工用の建設機械の流用などが考えられ
ており、さらに一般掘削機械を小型化した専用機の開発
も試みられつつある。

【０００３】そして、この種の基礎掘削法として特公昭
５９−４５０７１号公報に開示された平地に施工された
基礎上に門型クレーンを据え付け、この門型クレーン内
において掘削機を組み立て、門型クレーンに対してガイ
ドパイプで支持させた状態で掘削機を下降させ乍ら土砂
を掘削し、掘削が進むにつれて掘削機の周囲に掘削孔内
面に接するように設けたスキンプレートの上端にライナ
ープレートを継ぎ足し、所定径で、かつ所定深さの掘削
孔形成後、前記掘削機を引き上げることを特徴とする鉄
塔等の基礎掘削法が公知である。

【０００４】この基礎掘削法は、平地に施工された基礎
上に門型クレーンを据え付け、この門型クレーンに内に
おいて掘削機を組み立て、この掘削機を門型クレーンに
対してガイドパイプで支持させた状態で掘削機を下降さ
せ乍ら土砂を掘削し、掘削が進むにつれて掘削機の周囲
に掘削孔内面に接するように設けたスキンプレートの上
端にライナープレートを継ぎ足し、所定径で、かつ所定
深さの掘削孔形成後、前記掘削機を引き上げる方法であ
るから、上記の基礎掘削法によれば掘削機の下降を前記
ガイドパイプを以って確実に行なえ、しかも、掘削孔内
面の崩壊は前記スキンプレート及びライナープレートに
よって確実に防止でき、掘削作業を能率良く容易に行な
うことができるというものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、深礎基
礎は一般に直径が２ｍ〜５ｍと小さく、深さは最大５０
ｍという特殊条件の竪穴であるために、一般の建設機械
の改造、転用では能率的な掘削施工は困難である。その
上、一般の建設機械を小型化しただけでは掘削能力が不
足であり、作業効率等に問題がある。さらに、深礎基礎
は土質的に軟弱な土礎から硬岩まで広範囲にわたるの
で、単一の機械では各土質を掘削することは不可能に近
く作業効率に問題がある。

【０００６】また、上記特公昭５９−４５０７１号公報
に開示された鉄塔等の基礎掘削法では掘削孔の壁面が崩
れるのを防止するためにライナープレート２２を掘削孔
２６の内部で人間が組み立てていき、竪穴状掘削孔２６
の掘削作業が完了すると、ガイドパイプ１９、ガイドパ
イプ固定装置２０、ガイドパイプ上下装置２１、掘削掻
き寄せバケット１２、ブレーカ１８、ドリフタ２３等を
掘削孔２６内に人間が入り分解してから引き上げる方法
であるから、これらの掘削孔内での作業は落下、墜落事
故が多く、危険を伴う作業となる重大な欠点がある。

【０００７】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、ブレーカを容易にガイドパイプの外周部に退避さ
せることによってガイドパイプを引き上げることなしに
移動式クレーンによって吊り下げられたクラムシェルや
コンクリート吹き付け機を選択して利用でき、かつ全て
の地下作業を地上からの遠隔操作にて深礎基礎孔の掘削
が完成できる深礎基礎掘削施工方法を提供することを目
的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】 本発明は上記の目的を
達成するための、地上にウインチを具備した掘削架台を
設置し、該掘削架台を利用してウインチにより吊り下げ
られたガイドパイプの先端部には監視カメラと、旋回駆
動装置を備えた回転可能部が設けられ、該回転可能部に
は上下二段のリンクからなる多角形状の伸縮リンク機構
が設けられており、該伸縮リンク機構の下リンクにブレ
ーカが回動可能に設けられており、該多角形状の伸縮リ
ンク機構によりガイドパイプの外周部に退避しているブ
レーカを掘削面に伸ばし、該ブレーカによって孔底の掘
削作業を行った後、該ブレーカを前記多角形状の伸縮リ
ンク機構によってガイドパイプの外周部に退避させてか
ら、地上の移動式クレーンによって吊り下げられたクラ
ムシェルを前記ガイドパイプの内を通過させて降下させ
掘削土砂の引き上げ作業を行い、該掘削が進行し硬岩に
当たって前記ブレーカやクラムシェルにては掘削不能に
なった場合にはブレーカは待避状態のまま、地上の移動
式クレーンによって吊り下げられたさく岩機を選択して
同様に前記ガイドパイプの内を通過させて降下させ硬岩
の掘削作業を行い、次に上記した掘削作業が所定深さ進
行した際は、地上の移動式クレーンによって吊り下げら
れたコンクリート吹き付け機を選択して同様に前記ガイ
ドパイプの内を通過させて降下して壁面保護用コンクリ
ート吹き付け作業を行い、上記ブレーカやさく岩機など
による掘削作業、掘削土砂の引き上げ作業、壁面保護用
コンクリート吹き付け作業などの全ての地下作業を前記
ガイドパイプ先端部の監視カメラによって地上で監視し
ながら地上から遠隔操作して深礎基礎掘削孔を完成させ
ることを特徴とした深礎基礎掘削施工方法である。

【０００９】

【作用】次に、本発明の作用について説明すると、先ず
地上にウインチを具備した掘削架台を設置し、その掘削
架台のウインチによりガイドパイプを吊り下げる。そし
てガイドパイプ先端部付近に設けられた監視装置によっ
て監視しながらその吊り下げられたガイドパイプ先端の
回転可能部を旋回駆動装置により旋回させ、この回転可
能部に設けられた多角形状の伸縮リンク機構に設けた多
数の油圧シリンダによりガイドパイプの外周部に退避し
ているブレーカを掘削面に伸ばし、そのブレーカによっ
て掘削作業を行なう。一定の掘削作業が終わったら、こ
のブレーカを前記多角形状の伸縮リンク機構によりガイ
ドパイプの外周部に退避させた後、地上の移動式クレー
ンによって吊り下げられたクラムシェルを前記ガイドパ
イプの内を通過させて掘削土砂の引き上げ作業を行な
う。そして掘削作業が進み岩盤などのようなブレーカや
クラムシェルにて掘削不能になった場合や、掘削効率が
極端に悪くなった場合には、地上の移動式クレーンによ
って吊り下げられたさく岩機を選択して同様に前記ガイ
ドパイプの内を通過させて降下して穿孔を行なって岩盤
などの硬岩にクラックを入れた上でブレーカによる掘削
作業を行い、再びこのブレーカを前記多角形状の伸縮リ
ンク機構によりガイドパイプの外周部に退避させた後、
地上の移動式クレーンによって吊り下げられたクラムシ
ェルを前記ガイドパイプの内を通過させて掘削土砂の引
き上げ作業を行なう。

【００１０】このようにして一定の掘削作業が進行した
際、地上の移動式クレーンによって吊り下げられたコン
クリート吹き付け機を選択して、同様に前記ガイドパイ
プの内を通過させて降下して掘削孔の壁面保護用コンク
リートの吹き付け作業を行なう。したがって、本発明の
深礎基礎掘削施工方法においては、掘削架台を利用して
吊り下げられたガイドパイプ先端部付近に設けられた監
視装置を利用して地上で監視しながらブレーカやさく岩
機などによる掘削作業、掘削土砂の引き上げ作業、壁面
保護用コンクリート吹き付け作業などの全ての地下作業
をガイドパイプやブレーカを引き上げることなしに地上
から遠隔操作して安全に深礎基礎孔の掘削を完成させる
ことができる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明に係る深礎基礎掘削施工方法に
ついて図面を参照しながら実施例を説明する。図１は本
実施例のブレーカによる掘削作業を示しており、地上に
支柱を有する掘削架台１を設置し、その掘削架台１の中
心にはガイドパイプ２の降下を保持するガイドパイプ用
ガイド３が設置されており、前記掘削架台１の側部上面
にはガイドパイプ２を吊り下げるためのガイドパイプ用
ウィンチ４が配設されている。このガイドパイプ用ウィ
ンチ４のワイヤロープ５によってガイドパイプ２の先端
部６が複数のシーブ７を介して吊り下げられている。そ
してこのガイドパイプ先端部６には空気圧グリッパ８と
旋回駆動装置９とが配設されており、さらにこのガイド
パイプ先端部６には旋回駆動装置９によって回転される
回転可能部１０が回転可能に設けられている。

【００１２】この回転可能部１０には伸縮リンク機構１
１が配設されている。この伸縮リンク機構１１は図２に
示すような多角形をしたリンクが上下二段に形成され、
互いに一辺で枢着されて構成され、図２Ａに示す伸縮リ
ンク機構１１の上リンク１１ａが上記回転可能部１０に
回動可能に取り付けられており、図２Ｂに示した下リン
ク１１ｂの一端にはブレーカ１２が回動可能に設けられ
ている。そしてこれらのリンク１１ａ，１１ｂは多数の
油圧シリンダ１３によってそれぞれの回動が規制され
る。また上記ガイドパイプ先端部６付近には監視カメラ
１４が設置されていて地下の作業を地上のテレビで監視
できる。

【００１３】本実施例によって深礎基礎孔を掘削する際
は、坑口をショベルまたはバックホーなどの掘削機にて
掘削し、セグメント１５を取り付け、掘削架台１を坑口
に設置する。そして、掘削架台１のウインチ４によりガ
イドパイプ２を吊り下げる。ガイドパイプ２が所定位置
になったら空気圧グリッパ８によりガイドパイプ先端部
６を壁面に固定し、そのガイドパイプ先端部６部付近に
設けられた監視カメラ１４によって監視しながらその吊
り下げられたガイドパイプ先端部６の回転可能部１０を
旋回駆動装置９により旋回させ、この回転可能部１０に
設けられた多角形状の伸縮リンク機構１１に設けた多数
の油圧シリンダ１３の油圧操作によってガイドパイプの
回転可能部１０の外周部に退避しているブレーカ１２を
掘削面に伸ばし、そのブレーカ１２によって孔底１６の
掘削作業を行なう。この際はブレーカ１２は伸縮リンク
機構１１により孔の半径方向に自由に伸縮動作ができ、
かつ旋回駆動装置９により旋回動作も同時にできる。

【００１４】上記の掘削作業が所定深さ終了したら、図
３に示すように空気圧グリッパ８によりガイドパイプ先
端部６を壁面に固定させたままブレーカ１２を前記多角
形状の伸縮リンク機構１１を使ってガイドパイプ先端部
６の回転可能部１０の外周部に退避させた後、地上のク
ローラクレーン１７からワイヤロープ１８によって吊り
下げられたクラムシェル１９を前記ガイドパイプ２の内
を通過させて孔底１６まで降下させ掘削作業および掘削
土砂２０の引き上げ作業を行なう。

【００１５】上記掘削土砂の引き上げ作業が終了した
後、図４に示すように地上のクローラクレーン１７から
ワイヤロープ１８によって吊り下げられたコンクリート
吹き付け機２１を選択して、同様に前記ガイドパイプ２
の内を通過させて降下して掘削孔の壁面２２にコンクリ
ートの吹き付け作業を行なって壁面２２に崩落防止のた
めの壁面保護用コンクリート層２３を構成する。そして
このコンクリート吹き付け機２１は機枠２４に設けたグ
リッパ２５によりガイドパイプ２の回転部１０内壁に固
定され、機枠２４に対して出入可能に設けられたコンク
リート吹き付けノズル操作棒２６によって操作されるコ
ンクリートノズル２７を備えている。ノズルは、油圧シ
リンダ２８によってノズル操作棒２６を上下伸縮動作さ
せることによって上下移動し、また油圧モータ２９によ
って首振り動作をする。さらに吹き付け時に吹き付け機
枠２４は、グリッパ２５でガイドパイプ２下部の回転部
１０に固定されていて旋回駆動装置９により旋回動作を
行なう。符号３０はコンクリート給送ホースである。

【００１６】上記のようにしてコンクリート吹き付け機
２１を用いて壁面保護用コンクリート層２３を構成した
後、コンクリート吹き付け機２１を地上のクローラクレ
ーン１７によって引き上げる。次に図５に示すようにガ
イドパイプ２を継ぎ足しブレーカ１２を再び孔底１６に
降ろし、掘削を続ける。この際はブレーカ１２は伸縮リ
ンク機構１１により孔の半径方向に自由に伸縮動作がで
き、かつ旋回駆動装置９により旋回動作も同時にでき
る。このようにして掘削が進み岩盤などの硬岩に到達し
ブレーカ１２では掘削できない場合には、図６に示すよ
うにブレーカ１２を前記多角形状の伸縮リンク機構１１
を使ってガイドパイプ先端部６の回転可能部１０の外周
部に退避させた後、さく岩機３１をアーム３２によって
伸縮可能に備えたさく岩機用枠３３を地上のクローラク
レーン１７からワイヤロープ１８によって吊り降ろす。
そしてこのさく岩機用枠３３にはグリッパ３４によって
ガイドパイプ２の回転可能部１０の内壁に固定されてい
る。そのためさく岩機３１は油圧シリンダタ３５により
孔の半径方向に自由に伸縮動作ができ、かつ旋回駆動装
置９により旋回動作も同時にできる。このようにさく岩
機による掘削の場合には必要に応じて発破を用いること
もある。

【００１７】また、図７に示すように傾斜面や段差地に
おいても、地上に設置されたクローラクレーン１７を利
用しているから本実施例は平地と同様に実施できるばか
りでなく、使用する装置類は全く同一のものでよい。ま
た図８は深礎基礎孔の掘削作業がすべて終了した際の孔
内点検作業を示している。孔内点検作業は地上のゴンド
ラ用架台３６からワイヤロープ３７によって吊り下げら
れたゴンドラ３８をガイドパイプ２内に降ろして行なわ
れる。

【００１８】

【発明の効果】 以上説明したように本発明によれば、
ガイドパイプ先端部に設けられた監視カメラを利用して
地上で監視しながら、その吊り下げられたガイドパイプ
先端の回転可能部を旋回駆動装置により旋回させ、この
回転可能部に設けられた多角形状の伸縮リンク機構によ
りガイドパイプの外周部に退避しているブレーカを掘削
面に伸ばして孔底の掘削作業を確実に行なうことがで
き、また所定深さの掘削作業が終わったら、ブレーカを
前記多角形状の伸縮リンク機構によってガイドパイプの
外周部に迅速に退避させた後、地上の移動式クレーンに
よって吊り下げられたクラムシェル、さく岩機、壁面保
護用コンクリート吹き付け機などを選択して前記ガイド
パイプの内を通過させて掘削作業、掘削土砂の引き上げ
作業、壁面保護用コンクリート吹き付け作業などがガイ
ドパイプやブレーカを引き上げることなしにガイドパイ
プ先端部の監視カメラによって近接した位置で監視でき
るから地上からの遠隔操作によっても確実に操作がで
き、これらの作業全体が安全で、かつ効率的な深礎基礎
孔の掘削作業が可能である。特に、ブレーカが旋回でき
る多角形状の伸縮リンク機構の下リンクに設けられてい
るから、ブレーカをガイドパイプの外周部に退避させた
り、掘削面に伸ばしたりすることがどの位置からでも安
全にでき、その上にブレーカが旋回したり、回動しなが
ら行なう孔底の掘削作業がガイドパイプ先端部の監視カ
メラによって近接した位置で目視できるため地上からの
遠隔操作によっても確実に行うことができ、操作が簡単
で、かつ作業は近接した位置での監視によって確実に行
なえ、しかもブレーカがクラムシェル、さく岩機、壁面
保護用コンクリート吹き付け機などが前記ガイドパイプ
の内を通過する際や、これらが孔底の作業をする際にも
全く邪魔にならないから深礎基礎孔の施工が非常に迅速
に確実に行なえる。さらに、上記のようにクラムシェ
ル、さく岩機、壁面保護用コンクリート吹き付け機など
を地上の移動式クレーンによって吊り下げているから、
これらの選択的な利用が可能で、傾斜地や段差地におい
ても安全に、かつ効率的に深礎基礎孔の掘削作業ができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例のブレーカによる掘削作業を示す縦断
面説明図である。

【図２Ａ】本実施例の多角形状の伸縮リンク機構の上リ
ンクの平面図である。

【図２Ｂ】本実施例の多角形状の伸縮リンク機構の下リ
ンクの平面図である。

【図３】本実施例のクラムシェルによる掘削土砂の引き
上げ作業を示す縦断面説明図である。

【図４】本実施例の所定深さの掘削後のコンクリート吹
き付け機による壁面保護用コンクリート吹き付け作業を
示す縦断面説明図である。

【図５】本実施例の所定深さの壁面保護用コンクリート
吹き付け作業後のブレーカによる掘削作業を示す縦断面
説明図である。

【図６】本実施例の所定深さの掘削後のさく岩機による
硬岩掘削作業を示す縦断面説明図である。

【図７】本実施例の傾斜地におけるクラムシェルによる
掘削土砂の引き上げ作業を示す縦断面説明図である。

【図８】本実施例による深礎基礎孔の完成後における孔
内の点検作業の縦断面説明図である。

【符号の説明】

１ 掘削架台 ２ ガイドパイプ ３ ガイドパイプ用ガイド ４ ガイドパイプ用ウィンチ ５ ワイヤロープ ６ 先端部 ７ シーブ ８ 空気圧グリッパ ９ 旋回駆動装置 １０ 回転可能部 １１ 伸縮リンク機構 １２ ブレーカ １３ 油圧シリンダ １４ 監視カメラ １５ セグメント １６ 孔底 １７ クローラクレーン １８ ワイヤロープ １９ クラムシェル ２０ 掘削土砂 ２１ コンクリート吹き付け機 ２２ 掘削孔の壁面 ２３ 保護用コンクリート層 ２４ 機枠 ２５ グリッパ ２６ ノズル操作棒 ２７ コンクリートノズル ２８ 油圧シリンダ ２９ 油圧モータ ３０ コンクリート給送ホース ３１ さく岩機 ３２ アーム ３３ さく岩機用枠 ３４ グリッパ ３５ 油圧シリンダタ ３６ ゴンドラ用架台 ３７ ワイヤロープ ３８ ゴンドラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 達男 千葉県流山市駒木518番地１ 三井建設 株式会社技術研究所内 (72)発明者 三浦 豊 東京都中央区日本橋室町２丁目１番１号 株式会社三井三池製作所内 (72)発明者 野中 正広 東京都中央区日本橋室町２丁目１番１号 株式会社三井三池製作所内 (56)参考文献 実開 昭61−106597（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭59−45071（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地上にウインチを具備した掘削架台を設
   置し、該掘削架台を利用してウインチにより吊り下げら
   れたガイドパイプの先端部には監視カメラと、旋回駆動
   装置を備えた回転可能部が設けられ、該回転可能部には
   上下二段のリンクからなる多角形状の伸縮リンク機構が
   設けられており、該伸縮リンク機構の下リンクにブレー
   カが回動可能に設けられており、該多角形状の伸縮リン
   ク機構によりガイドパイプの外周部に退避しているブレ
   ーカを掘削面に伸ばし、該ブレーカによって孔底の掘削
   作業を行った後、該ブレーカを前記多角形状の伸縮リン
   ク機構によってガイドパイプの外周部に退避させてか
   ら、地上の移動式クレーンによって吊り下げられたクラ
   ムシェルを前記ガイドパイプの内を通過させて降下させ
   掘削土砂の引き上げ作業を行い、該掘削が進行し硬岩に
   当たって前記ブレーカやクラムシェルにては掘削不能に
   なった場合にはブレーカは待避状態のまま、地上の移動
   式クレーンによって吊り下げられたさく岩機を選択して
   同様に前記ガイドパイプの内を通過させて降下させ硬岩
   の掘削作業を行い、次に上記した掘削作業が所定深さ進
   行した際は、地上の移動式クレーンによって吊り下げら
   れたコンクリート吹き付け機を選択して同様に前記ガイ
   ドパイプの内を通過させて降下して壁面保護用コンクリ
   ート吹き付け作業を行い、上記ブレーカやさく岩機など
   による掘削作業、掘削土砂の引き上げ作業、壁面保護用
   コンクリート吹き付け作業などの全ての地下作業を前記
   ガイドパイプ先端部の監視カメラによって地上で監視し
   ながら地上から遠隔操作して深礎基礎掘削孔を完成させ
   ることを特徴とした深礎基礎掘削施工方法。