JP2711057B2 - 砂質土地盤の溝掘削方法 - Google Patents
砂質土地盤の溝掘削方法Info
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- JP2711057B2 JP2711057B2 JP5009377A JP937793A JP2711057B2 JP 2711057 B2 JP2711057 B2 JP 2711057B2 JP 5009377 A JP5009377 A JP 5009377A JP 937793 A JP937793 A JP 937793A JP 2711057 B2 JP2711057 B2 JP 2711057B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、上下スプロケットの間
に掘削チェーンが掛けわたされた溝掘削体を用い、砂質
土地盤に深溝を連続的に掘削するための方法に関するも
のである。
に掘削チェーンが掛けわたされた溝掘削体を用い、砂質
土地盤に深溝を連続的に掘削するための方法に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】近年、地中止水壁施工等を目的とし、上
記のような溝掘削体を走行機に支持しながら地中内を移
動させることにより、溝を連続的に掘削する技術の開発
が進められている。
記のような溝掘削体を走行機に支持しながら地中内を移
動させることにより、溝を連続的に掘削する技術の開発
が進められている。
【０００３】図８は、このような掘削を行うための装置
の一例を模式的に示したものである。図示のベースマシ
ン（走行機）９０は、クローラ９１等をもつ下部走行体
を備え、その上に上部旋回体９２が設置されており、こ
の上部旋回体９２に溝掘削体９４が昇降可能に支持され
ている。この溝掘削体９４は、上下に分割された複数の
ユニット（図示省略）を備え、その上下端にスプロケッ
ト９６，９７が回転可能に装着されており、両スプロケ
ット９６，９７の間に、表面に掘削刃をもつ無端状の掘
削チェーン９８が掛けわたされている。そして、上記溝
掘削体９４の上部を残してそれ以外の部分を地盤Ｇ内に
貫入し、例えば上側のスプロケット９６を図略のモータ
で回すことにより掘削チェーン９８を駆動しながら、ク
ローラ９１を作動させてベースマシン９０を直線走行さ
せることにより、この走行に伴う溝掘削体９４の移動軌
跡に沿って直線状の溝Ｄを連続的に掘削することができ
るようになっている。
の一例を模式的に示したものである。図示のベースマシ
ン（走行機）９０は、クローラ９１等をもつ下部走行体
を備え、その上に上部旋回体９２が設置されており、こ
の上部旋回体９２に溝掘削体９４が昇降可能に支持され
ている。この溝掘削体９４は、上下に分割された複数の
ユニット（図示省略）を備え、その上下端にスプロケッ
ト９６，９７が回転可能に装着されており、両スプロケ
ット９６，９７の間に、表面に掘削刃をもつ無端状の掘
削チェーン９８が掛けわたされている。そして、上記溝
掘削体９４の上部を残してそれ以外の部分を地盤Ｇ内に
貫入し、例えば上側のスプロケット９６を図略のモータ
で回すことにより掘削チェーン９８を駆動しながら、ク
ローラ９１を作動させてベースマシン９０を直線走行さ
せることにより、この走行に伴う溝掘削体９４の移動軌
跡に沿って直線状の溝Ｄを連続的に掘削することができ
るようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記掘削の際、地盤Ｇ
内に深く貫入されている溝掘削体９４は、その進行方向
と逆の方向に地盤Ｇから抵抗を受ける。この抵抗力ｐ
は、一般に次式で表されることが知られている。
内に深く貫入されている溝掘削体９４は、その進行方向
と逆の方向に地盤Ｇから抵抗を受ける。この抵抗力ｐ
は、一般に次式で表されることが知られている。
【０００５】
【数１】 ｐ＝ｃ＋γ・ｔ・tanφ ここで、ｃは土の粘着力、γは土の比重量、ｔは溝掘削
体において抵抗力ｐを受ける部位の深度、φは土の内部
摩擦角である。
体において抵抗力ｐを受ける部位の深度、φは土の内部
摩擦角である。
【０００６】この抵抗力ｐは、土質によって大きく異な
り、例えば粘性土の場合にはφ＝０と近似でき、砂質土
の場合にはｃ＝０と近似できる。すなわち、粘性土にお
ける掘削時には、図９（ａ）に示すように溝掘削体９４
に対してその深度にかかわらず均一な抵抗力ｐ（＝ｃ）
が作用し、砂質土における掘削時には、同図（ｂ）に示
すように深度ｔに比例して大きくなる抵抗力ｐ（＝γ・
ｔ・tanφ）が作用することとなる。
り、例えば粘性土の場合にはφ＝０と近似でき、砂質土
の場合にはｃ＝０と近似できる。すなわち、粘性土にお
ける掘削時には、図９（ａ）に示すように溝掘削体９４
に対してその深度にかかわらず均一な抵抗力ｐ（＝ｃ）
が作用し、砂質土における掘削時には、同図（ｂ）に示
すように深度ｔに比例して大きくなる抵抗力ｐ（＝γ・
ｔ・tanφ）が作用することとなる。
【０００７】ここで、溝掘削体９４の貫入深度をｚとす
ると、上記抵抗力ｐに起因して溝掘削体９４に作用する
単位幅当たりのせん断力Ｆ、及び溝掘削体９４において
地上面と接触する部位の回りに作用する曲げモーメント
Ｍは次式で与えられる。
ると、上記抵抗力ｐに起因して溝掘削体９４に作用する
単位幅当たりのせん断力Ｆ、及び溝掘削体９４において
地上面と接触する部位の回りに作用する曲げモーメント
Ｍは次式で与えられる。
【０００８】
【数２】 ａ）粘性土の場合 Ｆ＝ｃ・ｚ Ｍ＝（1/2）ｃ・ｚ2 ｂ）砂質土の場合 Ｆ＝（1/2）γ・tanφ・ｚ2 Ｍ＝（1/3）γ・tanφ・ｚ3 すなわち、粘性土の場合、溝掘削体９４に作用するせん
断力Ｆは貫入深度に比例して増大し、曲げモーメントＭ
は貫入深度の２乗に比例して増大することになり、さら
に砂質土においては、せん断力Ｆは貫入深度の２乗に比
例して増大し、曲げモーメントＦは貫入深度の３乗に比
例して増大することとなる。これは、図１０に示すよう
な実験結果、すなわち砂質土において貫入深度と抵抗力
との関係を調べた実験の結果を参照しても明らかであ
る。また、粘性土と砂質土とが混在する一般の土壌では
両成分の合力及び合成モーメントが作用することとな
る。
断力Ｆは貫入深度に比例して増大し、曲げモーメントＭ
は貫入深度の２乗に比例して増大することになり、さら
に砂質土においては、せん断力Ｆは貫入深度の２乗に比
例して増大し、曲げモーメントＦは貫入深度の３乗に比
例して増大することとなる。これは、図１０に示すよう
な実験結果、すなわち砂質土において貫入深度と抵抗力
との関係を調べた実験の結果を参照しても明らかであ
る。また、粘性土と砂質土とが混在する一般の土壌では
両成分の合力及び合成モーメントが作用することとな
る。
【０００９】従って、上記のような溝掘削体９４による
溝掘削、特に砂質土における溝掘削では、掘削深度が僅
かに大きくなるだけでも溝掘削体９４に作用するせん断
力Ｆ及び曲げモーメントＭが著しく増大することにな
り、これが掘削可能深度に強度的限界を与える大きな要
因となっている。
溝掘削、特に砂質土における溝掘削では、掘削深度が僅
かに大きくなるだけでも溝掘削体９４に作用するせん断
力Ｆ及び曲げモーメントＭが著しく増大することにな
り、これが掘削可能深度に強度的限界を与える大きな要
因となっている。
【００１０】本発明は、このような事情に鑑み、溝掘削
体やこれを支持する走行機の強度的負担を増大させるこ
となく、地盤、特に砂質土の地盤においてより深い溝を
掘削することができる溝掘削方法を提供することを目的
とする。
体やこれを支持する走行機の強度的負担を増大させるこ
となく、地盤、特に砂質土の地盤においてより深い溝を
掘削することができる溝掘削方法を提供することを目的
とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、上下に配され
たスプロケットの間に無端状の掘削チェーンが掛け渡さ
れてなる溝掘削体を砂質土を含む地中内に第１の深度で
貫入した状態で上記掘削チェーンを駆動させながら水平
方向に移動させることにより第１の溝を形成した後、上
下に配されたスプロケットの間に無端状の掘削チェーン
が掛けわたされてなる溝掘削体を上記地中内に上記第１
の深度よりも大きな第２の深度で貫入した状態で上記掘
削チェーンを駆動させながら上記第１の溝に沿って移動
させることにより上記第１の溝よりも深い第２の溝を掘
削するものである。
たスプロケットの間に無端状の掘削チェーンが掛け渡さ
れてなる溝掘削体を砂質土を含む地中内に第１の深度で
貫入した状態で上記掘削チェーンを駆動させながら水平
方向に移動させることにより第１の溝を形成した後、上
下に配されたスプロケットの間に無端状の掘削チェーン
が掛けわたされてなる溝掘削体を上記地中内に上記第１
の深度よりも大きな第２の深度で貫入した状態で上記掘
削チェーンを駆動させながら上記第１の溝に沿って移動
させることにより上記第１の溝よりも深い第２の溝を掘
削するものである。
【００１２】
【作用】上記方法によれば、まず溝掘削体を比較的小さ
な第１の深度で地盤に貫入し、水平方向に移動させるこ
とにより、比較的小さな抵抗力及び曲げモーメントを受
けるだけで第１の溝を掘削することができる。さらに、
上記溝掘削体もしくは他の溝掘削体を上記第１の深度よ
りも大きな第２の深度で地盤に貫入し、上記第１の溝に
沿って移動させれば、この溝掘削体のうち既に上記第１
の溝が掘削されている領域に対応する上側部分は地盤か
ら抵抗を受けないので、この第２の溝掘削体にも大きな
抵抗力及び曲げモーメントを受けることなく、最終的に
大きな第２の深度をもつ第２の溝を掘削することができ
る。
な第１の深度で地盤に貫入し、水平方向に移動させるこ
とにより、比較的小さな抵抗力及び曲げモーメントを受
けるだけで第１の溝を掘削することができる。さらに、
上記溝掘削体もしくは他の溝掘削体を上記第１の深度よ
りも大きな第２の深度で地盤に貫入し、上記第１の溝に
沿って移動させれば、この溝掘削体のうち既に上記第１
の溝が掘削されている領域に対応する上側部分は地盤か
ら抵抗を受けないので、この第２の溝掘削体にも大きな
抵抗力及び曲げモーメントを受けることなく、最終的に
大きな第２の深度をもつ第２の溝を掘削することができ
る。
【００１３】特に、砂質土で掘削を行う場合、第２の溝
掘削体の下端部に作用する抵抗力は、実質上上記第２の
深度から第１の深度を差し引いた深度で作用する抵抗力
にまで軽減されるので、単一の溝掘削体で掘削する場合
に比べて第１の溝掘削体及び第２の溝掘削体が地盤から
受ける抵抗力や曲げモーメントの総和も小さくなる。
掘削体の下端部に作用する抵抗力は、実質上上記第２の
深度から第１の深度を差し引いた深度で作用する抵抗力
にまで軽減されるので、単一の溝掘削体で掘削する場合
に比べて第１の溝掘削体及び第２の溝掘削体が地盤から
受ける抵抗力や曲げモーメントの総和も小さくなる。
【００１４】
【実施例】本発明の一実施例を図１〜図４に基づいて説
明する。
明する。
【００１５】図１〜３において、１０は従来から軸掘削
等に用いられているものと同等のベースマシンであり、
このベースマシン１０は、クローラ１２が設けられた下
部走行体１３と、この下部走行体１３上に旋回可能に配
置された上部旋回体１４とを備えている。
等に用いられているものと同等のベースマシンであり、
このベースマシン１０は、クローラ１２が設けられた下
部走行体１３と、この下部走行体１３上に旋回可能に配
置された上部旋回体１４とを備えている。
【００１６】上記上部旋回体１４には、上下に延びる２
本のリーダ１６が水平方向（図例では図２の左右方向）
に並べて支持されている。詳しくは、図３に示すよう
に、上記各リーダ１６に対応して上部旋回体１４の下部
から略水平方向にリーダ支持部材１７が延設され、これ
らのリーダ支持部材１７にリーダ１６の下端部が各々支
持されており、リーダ１６の中間部には円筒状のリーダ
保持部材１９が外嵌され、このリーダ保持部材１９が伸
縮可能なステー１８を介して上部旋回体１４の頂部に連
結されている。また、上部旋回体１４の上部にはブラケ
ット４２が突設される一方、リーダ１６において上記リ
ーダ支持部材１９より下方の部分にも円筒状のリーダ保
持部材４１が外嵌され、その外周面背部が上記ブラケッ
ト４２に回動可能に連結されている。
本のリーダ１６が水平方向（図例では図２の左右方向）
に並べて支持されている。詳しくは、図３に示すよう
に、上記各リーダ１６に対応して上部旋回体１４の下部
から略水平方向にリーダ支持部材１７が延設され、これ
らのリーダ支持部材１７にリーダ１６の下端部が各々支
持されており、リーダ１６の中間部には円筒状のリーダ
保持部材１９が外嵌され、このリーダ保持部材１９が伸
縮可能なステー１８を介して上部旋回体１４の頂部に連
結されている。また、上部旋回体１４の上部にはブラケ
ット４２が突設される一方、リーダ１６において上記リ
ーダ支持部材１９より下方の部分にも円筒状のリーダ保
持部材４１が外嵌され、その外周面背部が上記ブラケッ
ト４２に回動可能に連結されている。
【００１７】両リーダ１６のうち、進行方向前側のリー
ダ１６には第１の溝掘削体２２Ａが、進行方向後側のリ
ーダ１６には第２の溝掘削体２２Ｂがそれぞれ昇降可能
に支持されている。詳しくは、各リーダ１６にこれに沿
って左右一対のレール２０が固定され、これらのレール
２０に沿ってスライド可能（すなわち昇降可能）に上記
各溝掘削体２２Ａ，２２Ｂが支持されている。
ダ１６には第１の溝掘削体２２Ａが、進行方向後側のリ
ーダ１６には第２の溝掘削体２２Ｂがそれぞれ昇降可能
に支持されている。詳しくは、各リーダ１６にこれに沿
って左右一対のレール２０が固定され、これらのレール
２０に沿ってスライド可能（すなわち昇降可能）に上記
各溝掘削体２２Ａ，２２Ｂが支持されている。
【００１８】両溝掘削体２２Ａ，２２Ｂは、上下に分割
された複数のユニット２４を備え、これらのユニット２
４が上下に積層、相互連結されることにより、全体とし
て上下方向に延びるフレームが形成されており、このフ
レームの上部背面に上記レール２０と係合する連結部３
８が設けられている。上記ユニット２４のうち、上下端
のユニット２４にはそれぞれスプロケット２６，２８が
回転可能に装着されており、上側のスプロケット２６に
はモータ２５（図３）が連結されている。両スプロケッ
ト２６，２８の間には、表面に掘削刃３２をもつ無端状
の掘削チェーン３０が掛けわたされており、この掘削チ
ェーン３０もその長手方向に多数に分割可能となってい
る。
された複数のユニット２４を備え、これらのユニット２
４が上下に積層、相互連結されることにより、全体とし
て上下方向に延びるフレームが形成されており、このフ
レームの上部背面に上記レール２０と係合する連結部３
８が設けられている。上記ユニット２４のうち、上下端
のユニット２４にはそれぞれスプロケット２６，２８が
回転可能に装着されており、上側のスプロケット２６に
はモータ２５（図３）が連結されている。両スプロケッ
ト２６，２８の間には、表面に掘削刃３２をもつ無端状
の掘削チェーン３０が掛けわたされており、この掘削チ
ェーン３０もその長手方向に多数に分割可能となってい
る。
【００１９】上記リーダ１６の中心には、リーダ１６に
対して昇降する昇降駆動軸３４が収容される一方、上記
溝掘削体２２の連結部にはロッド３６の下端が固定され
ている。そして、このロッド３６の上端と上記昇降駆動
軸３４の上端とが連結部材３５を介して連結されてお
り、上記昇降駆動軸３４の昇降によって溝掘削体２２Ａ
（２２Ｂ）全体が昇降駆動されるようになっている。
対して昇降する昇降駆動軸３４が収容される一方、上記
溝掘削体２２の連結部にはロッド３６の下端が固定され
ている。そして、このロッド３６の上端と上記昇降駆動
軸３４の上端とが連結部材３５を介して連結されてお
り、上記昇降駆動軸３４の昇降によって溝掘削体２２Ａ
（２２Ｂ）全体が昇降駆動されるようになっている。
【００２０】次に、この装置を用いた溝掘削方法を説明
する。
する。
【００２１】(a) 溝を掘削する前に、予め第１の溝掘削
体２２Ａを地中に第１の貫入深度で貫入しておく。具体
的には、上部旋回体１４を両溝掘削体２２Ａ，２２Ｂが
下部走行体１３の走行方向に並ぶ向きに旋回させた後、
モータ２５の作動で掘削チェーン３０を駆動しながら溝
掘削体２２Ａ全体を下降させ、上記深度まで地中内に貫
入しておく。なお、この貫入は溝掘削体２２Ａ全体を組
み上げた後に開始してもよいし、貫入作業と複数のユニ
ット２４同士の継足し作業とを同時並行して行いながら
最終的に貫入作業終了時点で図１に示すような溝掘削体
２２Ａが組上がるようにしてもよい。
体２２Ａを地中に第１の貫入深度で貫入しておく。具体
的には、上部旋回体１４を両溝掘削体２２Ａ，２２Ｂが
下部走行体１３の走行方向に並ぶ向きに旋回させた後、
モータ２５の作動で掘削チェーン３０を駆動しながら溝
掘削体２２Ａ全体を下降させ、上記深度まで地中内に貫
入しておく。なお、この貫入は溝掘削体２２Ａ全体を組
み上げた後に開始してもよいし、貫入作業と複数のユニ
ット２４同士の継足し作業とを同時並行して行いながら
最終的に貫入作業終了時点で図１に示すような溝掘削体
２２Ａが組上がるようにしてもよい。
【００２２】(b) 上記掘削チェーン３０を駆動したまま
ベースマシン１０を適当な距離だけ走行させる。これに
より、その走行方向に平行で第１の深度をもつ、図１に
示すような第１の溝Ｄ１を掘削することができる。ここ
で、ベースマシン１０の走行距離は、上記第１の溝掘削
体２２Ａの後方の第２の溝掘削体２２Ｂが第１の溝掘削
体２２Ａの出発点に到来するまでの距離、すなわち両溝
掘削体２２Ａ，２２Ｂ間の離間距離とほぼ等しい距離に
設定する。
ベースマシン１０を適当な距離だけ走行させる。これに
より、その走行方向に平行で第１の深度をもつ、図１に
示すような第１の溝Ｄ１を掘削することができる。ここ
で、ベースマシン１０の走行距離は、上記第１の溝掘削
体２２Ａの後方の第２の溝掘削体２２Ｂが第１の溝掘削
体２２Ａの出発点に到来するまでの距離、すなわち両溝
掘削体２２Ａ，２２Ｂ間の離間距離とほぼ等しい距離に
設定する。
【００２３】(c) 上記走行を停止した位置で、上記第１
の溝掘削体２２Ａと同様にして第２の溝掘削体２２Ｂを
地中内に貫入するが、この貫入は上記第１の深度よりも
さらに大きな第２の深度まで行う。
の溝掘削体２２Ａと同様にして第２の溝掘削体２２Ｂを
地中内に貫入するが、この貫入は上記第１の深度よりも
さらに大きな第２の深度まで行う。
【００２４】(d) 貫入終了後、前記走行方向と同じ方向
にベースマシン１０を走らせることにより、図１に示す
ように、第１の溝掘削体２２Ａに追従するようにして第
２の溝掘削体２２Ｂが地中を移動することとなり、この
第２の溝掘削体２２Ｂによって最終的に大きな第２の深
度をもつ第２の溝Ｄ２を地盤Ｇに掘削することができ
る。
にベースマシン１０を走らせることにより、図１に示す
ように、第１の溝掘削体２２Ａに追従するようにして第
２の溝掘削体２２Ｂが地中を移動することとなり、この
第２の溝掘削体２２Ｂによって最終的に大きな第２の深
度をもつ第２の溝Ｄ２を地盤Ｇに掘削することができ
る。
【００２５】この時、上記第２の溝掘削体２２Ｂは先行
する第１の溝掘削体２２Ａにより既に掘削された第１の
溝Ｄ１に沿って移動するので、この第２の溝掘削体２２
Ｂにおいて地盤Ｇから抵抗を受けるのは下側部分のみで
あり、従って、第２の溝掘削体２２Ｂを大きな第２の深
度まで貫入していても、この第２の溝掘削体２２Ｂに大
きな抵抗力や大きな曲げモーメントは作用しない。すな
わち、この方法では、地盤Ｇから受ける抵抗力を２つの
溝掘削体２２Ａ，２２Ｂに分散することにより、個々の
溝掘削体２２Ａ，２２Ｂがそれぞれ受ける抵抗力を削減
し、これにより、掘削可能な溝の深さを従来よりも大幅
に増大させることができる。この効果は、特に砂質土で
の溝掘削においてさらに顕著となる。
する第１の溝掘削体２２Ａにより既に掘削された第１の
溝Ｄ１に沿って移動するので、この第２の溝掘削体２２
Ｂにおいて地盤Ｇから抵抗を受けるのは下側部分のみで
あり、従って、第２の溝掘削体２２Ｂを大きな第２の深
度まで貫入していても、この第２の溝掘削体２２Ｂに大
きな抵抗力や大きな曲げモーメントは作用しない。すな
わち、この方法では、地盤Ｇから受ける抵抗力を２つの
溝掘削体２２Ａ，２２Ｂに分散することにより、個々の
溝掘削体２２Ａ，２２Ｂがそれぞれ受ける抵抗力を削減
し、これにより、掘削可能な溝の深さを従来よりも大幅
に増大させることができる。この効果は、特に砂質土で
の溝掘削においてさらに顕著となる。
【００２６】具体的に、上記抵抗力及び曲げモーメント
を理論上求めると次のようになる。まず、粘性土での掘
削について考えると、例えば上記第１の深度をｚ／２、
第２の深度をｚ（すなわち第１の深度の２倍）とした場
合、図４（ａ）に示すように各溝掘削体２２Ａ，２２Ｂ
の下半部に上下方向に均一な抵抗力ｐが作用することに
なる。この時、各溝掘削体２２Ａ，２２Ｂが受けるせん
断力Ｆa，Ｆb、及び各溝掘削体２２Ａ，２２Ｂにおいて
地上面と接触する部位の回りに作用する曲げモーメント
Ｍa，Ｍb は次式で表される。
を理論上求めると次のようになる。まず、粘性土での掘
削について考えると、例えば上記第１の深度をｚ／２、
第２の深度をｚ（すなわち第１の深度の２倍）とした場
合、図４（ａ）に示すように各溝掘削体２２Ａ，２２Ｂ
の下半部に上下方向に均一な抵抗力ｐが作用することに
なる。この時、各溝掘削体２２Ａ，２２Ｂが受けるせん
断力Ｆa，Ｆb、及び各溝掘削体２２Ａ，２２Ｂにおいて
地上面と接触する部位の回りに作用する曲げモーメント
Ｍa，Ｍb は次式で表される。
【００２７】
【数３】 ａ）第１の溝掘削体２２Ａ Ｆa＝（1/2）ｃ・ｚ Ｍa＝（1/8）ｃ・ｚ2 ｂ）第２の溝掘削体２２Ｂ Ｆb＝（1/2）ｃ・ｚ Ｍb＝（3/8）ｃ・ｚ2 ｃ）総計 Ｆ＝Ｆa＋Ｆb ＝ｃ・ｚ Ｍ＝Ｍa＋Ｍb ＝（1/2）ｃ・ｚ2 この数３に示されるように、両溝掘削体２２Ａ，２２Ｂ
が受けるせん断力Ｆa，Ｆb の総和Ｆ及び曲げモーメン
トＭa，Ｍb の総和Ｍは、それぞれ、単一の溝掘削体で
第２の深度ｚの溝を掘削するときに受けるせん断力Ｆ及
び曲げモーメントＭ（前記数２参照）に等しい。すなわ
ち、この粘性土での掘削においては、従来単一の溝掘削
体が受けていた抵抗を両溝掘削体２２Ａ，２２Ｂに効果
的に分散し、これにより、個々の溝掘削体２２Ａ，２２
Ｂやその支持部分の強度的負担を軽減して掘削可能な深
度の限界を広げることが可能となっている。
が受けるせん断力Ｆa，Ｆb の総和Ｆ及び曲げモーメン
トＭa，Ｍb の総和Ｍは、それぞれ、単一の溝掘削体で
第２の深度ｚの溝を掘削するときに受けるせん断力Ｆ及
び曲げモーメントＭ（前記数２参照）に等しい。すなわ
ち、この粘性土での掘削においては、従来単一の溝掘削
体が受けていた抵抗を両溝掘削体２２Ａ，２２Ｂに効果
的に分散し、これにより、個々の溝掘削体２２Ａ，２２
Ｂやその支持部分の強度的負担を軽減して掘削可能な深
度の限界を広げることが可能となっている。
【００２８】次に、砂質土での掘削について考えると、
第２の溝掘削体２２Ｂは第２の深度ｚまで貫入されてい
るものの、その上側部分は先行の第１の溝Ｄ１の存在で
自由となっているため、実質上第１の深度（ｚ／２）だ
け貫入されているのと同じ抵抗を受けることになり、各
溝掘削体２２Ａ，２２Ｂの各部位が地盤Ｇから受ける抵
抗力ｐは図４（ｂ）に示すような分布となる。この時の
せん断力Ｆ及び曲げモーメントを上記と同様に求める
と、次式のようになる。
第２の溝掘削体２２Ｂは第２の深度ｚまで貫入されてい
るものの、その上側部分は先行の第１の溝Ｄ１の存在で
自由となっているため、実質上第１の深度（ｚ／２）だ
け貫入されているのと同じ抵抗を受けることになり、各
溝掘削体２２Ａ，２２Ｂの各部位が地盤Ｇから受ける抵
抗力ｐは図４（ｂ）に示すような分布となる。この時の
せん断力Ｆ及び曲げモーメントを上記と同様に求める
と、次式のようになる。
【００２９】
【数４】 ａ）第１の溝掘削体２２Ａ Ｆa ＝（1/2）γ・tanφ・（ｚ/2）2＝（1/8）γ・tanφ・ｚ2 Ｍa ＝ Ｆa・（1/3）ｚ＝（1/24）γ・tanφ・ｚ3 ｂ）第２の溝掘削体２２Ｂ Ｆb ＝（1/2）γ・tanφ・（ｚ/2）2＝（1/8）γ・tanφ・ｚ2 Ｍb ＝ Ｆa・（5/6）ｚ＝（5/48）γ・tanφ・ｚ3 ｃ）総計 Ｆ＝Ｆa＋Ｆb ＝（1/4）γ・tanφ・ｚ2 Ｍ＝Ｍa＋Ｍb ＝（7/48）γ・tanφ・ｚ3 従って、砂質土における溝掘削の場合には、抵抗力の総
和Ｆや曲げモーメントの総和Ｍが従来法で単一の溝掘削
体が受けていたせん断力や曲げモーメントより小さくな
り、これによって掘削可能な深度をさらに大幅に拡大す
ることが可能である。
和Ｆや曲げモーメントの総和Ｍが従来法で単一の溝掘削
体が受けていたせん断力や曲げモーメントより小さくな
り、これによって掘削可能な深度をさらに大幅に拡大す
ることが可能である。
【００３０】なお、本発明はこのような実施例に限定さ
れるものではなく、例として次のような態様を採ること
も可能である。
れるものではなく、例として次のような態様を採ること
も可能である。
【００３１】(1) 上記実施例では、単一のベースマシン
１０に２つの溝掘削体２２Ａ，２２Ｂを並べて支持した
特殊な装置を用いて溝掘削を行う方法を示したが、本発
明方法は、従来から用いられている溝掘削装置、すなわ
ち図５に示すように単一の溝掘削体２２のみを備えた装
置を複数台使用することによっても実現することが可能
である。ここで、図６に示すように、短い溝掘削体２２
Ｓを備えた溝掘削装置と、長い溝掘削体２２Ｌを備えた
溝掘削装置とを用いる場合には、前者の溝掘削装置によ
って浅い第１の溝Ｄ１を掘削し、これに追従して後者の
溝掘削装置を走行させて第１の溝Ｄ１に沿いこれよりも
深い第２の溝Ｄ２を掘削するようにすれば良い。また、
互いに同等の溝掘削装置を用いる場合でも、図７に示す
ように、先行の装置における溝掘削体２２の貫入深度を
小さくし、これに追従する装置における溝掘削体２２の
貫入深度を大きくすることにより、上記と同様の効果を
得ることができる。
１０に２つの溝掘削体２２Ａ，２２Ｂを並べて支持した
特殊な装置を用いて溝掘削を行う方法を示したが、本発
明方法は、従来から用いられている溝掘削装置、すなわ
ち図５に示すように単一の溝掘削体２２のみを備えた装
置を複数台使用することによっても実現することが可能
である。ここで、図６に示すように、短い溝掘削体２２
Ｓを備えた溝掘削装置と、長い溝掘削体２２Ｌを備えた
溝掘削装置とを用いる場合には、前者の溝掘削装置によ
って浅い第１の溝Ｄ１を掘削し、これに追従して後者の
溝掘削装置を走行させて第１の溝Ｄ１に沿いこれよりも
深い第２の溝Ｄ２を掘削するようにすれば良い。また、
互いに同等の溝掘削装置を用いる場合でも、図７に示す
ように、先行の装置における溝掘削体２２の貫入深度を
小さくし、これに追従する装置における溝掘削体２２の
貫入深度を大きくすることにより、上記と同様の効果を
得ることができる。
【００３２】また、このように複数の溝掘削体２２を用
いるのではなく、単一の溝掘削体２２を用いて深い溝を
掘削することも可能である。この場合には、上記溝掘削
体２２で第１の深度をもつ第１の溝を掘削した後、この
第１の深度よりも大きな第２の深度まで上記溝掘削体２
２を貫入し、上記第１の溝を逆行させることにより第１
の溝よりも深い第２の溝を掘削することができる。ま
た、以下同様にして上記第２の溝よりも深い第３の溝、
一般には２以上の整数Ｎについて第（Ｎ−１）の溝より
も深い第Ｎの溝を掘削することができる。ただし、上記
のように複数の溝掘削体を用いれば、単一の溝掘削体を
用いる場合よりも短時間で効率よく溝を掘削することが
できる利点がある。
いるのではなく、単一の溝掘削体２２を用いて深い溝を
掘削することも可能である。この場合には、上記溝掘削
体２２で第１の深度をもつ第１の溝を掘削した後、この
第１の深度よりも大きな第２の深度まで上記溝掘削体２
２を貫入し、上記第１の溝を逆行させることにより第１
の溝よりも深い第２の溝を掘削することができる。ま
た、以下同様にして上記第２の溝よりも深い第３の溝、
一般には２以上の整数Ｎについて第（Ｎ−１）の溝より
も深い第Ｎの溝を掘削することができる。ただし、上記
のように複数の溝掘削体を用いれば、単一の溝掘削体を
用いる場合よりも短時間で効率よく溝を掘削することが
できる利点がある。
【００３３】(2) 上記実施例では、第１の溝掘削体２２
Ａ及び第２の溝掘削体２２Ｂのみを用いたものを示した
が、これに第３の溝掘削体、第４の溝掘削体、…を追加
して多数の溝掘削体で掘削を行うことも可能である。こ
の場合も、進行方向前側から後側に向かうに従って溝掘
削体の貫入深度を次第に大きくしていくことにより、円
滑な溝掘削を行うことができる。
Ａ及び第２の溝掘削体２２Ｂのみを用いたものを示した
が、これに第３の溝掘削体、第４の溝掘削体、…を追加
して多数の溝掘削体で掘削を行うことも可能である。こ
の場合も、進行方向前側から後側に向かうに従って溝掘
削体の貫入深度を次第に大きくしていくことにより、円
滑な溝掘削を行うことができる。
【００３４】(3) 本発明では走行機の具体的な構造を問
わず、上記実施例のように下部走行体１３に対して必ず
しも上部旋回体１４が旋回可能でなくても良い。この場
合も、下部走行体１３の走行方向に複数の溝掘削体を並
べて支持することにより、上記実施例と同様の溝掘削を
行うことができる。また、溝掘削体２２Ａ，２２Ｂを昇
降させる手段も問わず、上記のような伸縮式のリーダ１
６を用いる他、溝掘削体をロープで吊下げてこれをウイ
ンチでけん引するようにしてもよい。
わず、上記実施例のように下部走行体１３に対して必ず
しも上部旋回体１４が旋回可能でなくても良い。この場
合も、下部走行体１３の走行方向に複数の溝掘削体を並
べて支持することにより、上記実施例と同様の溝掘削を
行うことができる。また、溝掘削体２２Ａ，２２Ｂを昇
降させる手段も問わず、上記のような伸縮式のリーダ１
６を用いる他、溝掘削体をロープで吊下げてこれをウイ
ンチでけん引するようにしてもよい。
【００３５】
【発明の効果】以上のように、本発明方法は、上下スプ
ロケット間に無端状チェーンが掛けわたされた溝掘削体
でまず比較的深度の小さい第１の溝を形成し、次に、上
記第１の溝に沿って溝掘削体を移動させることにより上
記第１の溝よりも深い第２の溝を掘削するようにしたも
のであるので、深度が大きくなるほど抵抗が大きくなる
砂質土で溝を掘削する場合に、各溝掘削体が受けるせん
断力や曲げモーメントの総和を従来方法において溝掘削
体が受けるせん断力や曲げモーメントよりも削減するこ
とができる。従って、掘削可能な溝の深度を大幅に増大
し、かつ効率のよい掘削を行うことができる効果があ
る。
ロケット間に無端状チェーンが掛けわたされた溝掘削体
でまず比較的深度の小さい第１の溝を形成し、次に、上
記第１の溝に沿って溝掘削体を移動させることにより上
記第１の溝よりも深い第２の溝を掘削するようにしたも
のであるので、深度が大きくなるほど抵抗が大きくなる
砂質土で溝を掘削する場合に、各溝掘削体が受けるせん
断力や曲げモーメントの総和を従来方法において溝掘削
体が受けるせん断力や曲げモーメントよりも削減するこ
とができる。従って、掘削可能な溝の深度を大幅に増大
し、かつ効率のよい掘削を行うことができる効果があ
る。
【図１】本発明の一実施例における溝の掘削作業を示す
模式断面図である。
模式断面図である。
【図２】上記実施例における溝掘削装置の全体正面図で
ある。
ある。
【図３】上記溝掘削装置の全体側面図である。
【図４】（ａ）は上記溝掘削装置で粘性土に溝を掘削し
た時に各溝掘削体が受ける抵抗力を示す説明図、（ｂ）
は上記溝掘削装置で砂質土に溝を掘削した時に各溝掘削
体が受ける抵抗力を示す説明図である。
た時に各溝掘削体が受ける抵抗力を示す説明図、（ｂ）
は上記溝掘削装置で砂質土に溝を掘削した時に各溝掘削
体が受ける抵抗力を示す説明図である。
【図５】一般の溝掘削装置の全体正面図である。
【図６】本発明の他の実施例を示す模式断面図である。
【図７】本発明の他の実施例を示す模式断面図である。
【図８】従来の溝掘削装置を示す模式図である。
【図９】（ａ）は上記溝掘削装置で粘性土に溝を掘削し
た時にその溝掘削体が受ける抵抗力を示す説明図、
（ｂ）は上記溝掘削装置で砂質土に溝を掘削した時にそ
の溝掘削体が受ける抵抗力を示す説明図である。
た時にその溝掘削体が受ける抵抗力を示す説明図、
（ｂ）は上記溝掘削装置で砂質土に溝を掘削した時にそ
の溝掘削体が受ける抵抗力を示す説明図である。
【図１０】溝掘削体の掘削深度と掘削抵抗との関係につ
いて調べた実験の結果を示すグラフである。
いて調べた実験の結果を示すグラフである。
１０ ベースマシン（走行機） ２２ 溝掘削体 ２２Ａ 第１の溝掘削体 ２２Ｂ 第２の溝掘削体 ２６，２８ スプロケット ３０ 掘削チェーン ３２ 掘削刃 Ｄ１ 第１の溝 Ｄ２ 第２の溝 Ｇ 地盤
Claims (1)
- 【請求項１】 上下に配されたスプロケットの間に無端
状の掘削チェーンが掛け渡されてなる溝掘削体を砂質土
を含む地中内に第１の深度で貫入した状態で上記掘削チ
ェーンを駆動させながら水平方向に移動させることによ
り第１の溝を形成した後、上下に配されたスプロケット
の間に無端状の掘削チェーンが掛けわたされてなる溝掘
削体を上記地中内に上記第１の深度よりも大きな第２の
深度で貫入した状態で上記掘削チェーンを駆動させなが
ら上記第１の溝に沿って移動させることにより上記第１
の溝よりも深い第２の溝を掘削することを特徴とする砂
質土地盤の溝掘削方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5009377A JP2711057B2 (ja) | 1993-01-22 | 1993-01-22 | 砂質土地盤の溝掘削方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5009377A JP2711057B2 (ja) | 1993-01-22 | 1993-01-22 | 砂質土地盤の溝掘削方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06220854A JPH06220854A (ja) | 1994-08-09 |
| JP2711057B2 true JP2711057B2 (ja) | 1998-02-10 |
Family
ID=11718771
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5009377A Expired - Fee Related JP2711057B2 (ja) | 1993-01-22 | 1993-01-22 | 砂質土地盤の溝掘削方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2711057B2 (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6181701A (ja) * | 1984-09-29 | 1986-04-25 | 皆川 功 | 圃場深溝切機 |
-
1993
- 1993-01-22 JP JP5009377A patent/JP2711057B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6181701A (ja) * | 1984-09-29 | 1986-04-25 | 皆川 功 | 圃場深溝切機 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06220854A (ja) | 1994-08-09 |
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