JP2750274B2

JP2750274B2 - 立坑の掘削工法と掘削器

Info

Publication number: JP2750274B2
Application number: JP26637994A
Authority: JP
Inventors: 政次藤田
Original assignee: SATO TETSUKO KK
Current assignee: SATO TETSUKO KK
Priority date: 1994-10-04
Filing date: 1994-10-04
Publication date: 1998-05-13
Anticipated expiration: 2013-05-13
Also published as: JPH08105284A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば家庭排水の汚水
ますを埋設する立坑、あるいは電柱の基部を埋め込むた
めの立坑の如く、比較的小規模の立坑を掘削する際など
に最も適用される立坑の掘削工法と、該工法に使用する
掘削器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、掘削直径が２００ｍｍ〜８００ｍ
ｍで、深さが１ｍ〜５ｍ程度と比較的小規模の立坑を掘
削する場合、人掘りで掘削されるか、バックホウやオー
ガなどの重機によって行われるのが一般的である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】人掘りは重機が入り難
いか、重機を設置することができない場所でやむを得ず
行われるもので、掘削する際には人が穴に入って掘削作
業を行うため、バックホウで掘削する場合も同様である
が、小規模の立坑であっても、所用の直径の穴よりも大
きく掘られる。またオーガによれば、その螺旋の直径巾
をもって掘削することができるが、排土処理に手間が掛
かるものであった。

【０００４】本発明は以上の問題から、所用とする大き
さをもった立坑を、確実に掘削することができ、しかも
掘削した排土の処理が容易となる解決策を案出したもの
である。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の解決工法
（請求項１）は、筒状体の掘削管を土中に打ち込み、そ
の掘削管の内部を覆板で気密を保って封鎖してから、該
覆板に引揚げ力を与えて、掘削管とその内部に切り込ん
だ土と共に引き抜くことを特徴とする。

【０００６】第１の解決工法に使用する掘削器（請求項
２）は、筒状体をなす掘削管内に覆板をその外周面に設
けたシールが掘削管の内周面に圧接する状態で抜き差し
自在に嵌合してあり、掘削管の一端口周縁に切り刃を有
することを特徴とする。

【０００７】第２の解決工法（請求項３）は、筒状体の
掘削管を鞘管内に嵌め、掘削管を鞘管と共に土中に打ち
込んだ後に、掘削管内を覆板によって封鎖し、該覆板に
引揚げ力を与えて、掘削管をその内部に土を保持したま
まで土中より引き抜くことを特徴とする。

【０００８】第２の解決工法に使用する掘削器（請求項
４）は、上下を開放した鞘管の一端内縁部に凸条を有
し、凸条より先端に切り刃が形成してあって、該鞘管内
に筒状体をなす掘削管を凸条上に支持した状態で嵌脱自
在に嵌装し、該掘削管内に覆板を、該覆板の外周面に設
けたシールが掘削管の内周面に圧接する状態で抜き差し
自在に嵌合してあることを特徴とする。

【０００９】第３の解決工法（請求項５）は、筒状体の
上端にヘッドを備え、ヘッドに通孔を有する掘削管によ
るもので、この掘削管を土中に打ち込んだ後に、ヘッド
の通孔を封鎖して掘削管を引揚げることにより、その内
部に土を保持したままで土中より引き抜くことを特徴と
する。

【００１０】第４の解決工法（請求項６）は、前記第３
解決工法において、土中に打ち込まれた掘削管を引き抜
く時に、ヘッドの通孔より掘削管内の空気を吸引するこ
とを特徴とする。

【００１１】第３，４の解決工法に使用する掘削器（請
求項７）は、上端口をヘッドで封じた筒状体の掘削管よ
りなり、ヘッドに掘削管内に向かって順次細くなるよう
に先細の突起部を設け、ヘッドに掘削管内に通じる通孔
を備え、掘削管の開放口縁に切り刃が形成してあること
を特徴とする。

【００１２】第５の解決工法（請求項８）は、掘削管に
通孔を備えるヘッドを備えるものを用いるもので、この
掘削管を鞘管内に嵌め、掘削管を鞘管と共に土中に打ち
込んだ後に、ヘッドの通孔を封鎖してから掘削管のみを
その内部に土を保持したままで土中より引き抜き、掘削
した立坑に鞘管を土留め管として残設することを特徴と
する。

【００１３】第６の解決工法（請求項９）は、第５解決
工法における、土中に打ち込まれた掘削管を引き抜く際
に、ヘッドの通孔より掘削管内の空気を吸引することを
特徴とする。

【００１４】前記第５と６の解決工法に使用する掘削器
（請求項１０）は、上下を開放した鞘管の一端内縁部に
凸条を有し、凸条より先端に切り刃が形成してあり、こ
の鞘管内に、上端をヘッドで封じた筒状体の掘削管を凸
条に受けた状態で嵌脱自在に嵌め込んであり、ヘッドに
掘削管内へ向かって順次細くなるように先細の突起部を
設け、ヘッドに掘削管内に通じる通孔を備えていること
を特徴とする。

【００１５】

【作用】第１工法であれば、打込んだ掘削管の地面より
突出する部分に覆板を、掘削管内の地表面に殆ど当接す
る状態に嵌装してから、覆板に引揚げ力を与えることに
より、その当初は覆板のみが上昇するが、覆板と地表面
間の容積が拡大してその間の空気が稀薄になり外気気圧
より低下して殆ど真空状態になるから、掘削管内の地表
面の全面に等分布の引揚げ力が作用され、掘削管とその
内部に切り込んだ土とを一緒に引揚げられるものであ
る。

【００１６】第２工法であると、主に地山が自立しない
軟弱な地山に適用するもので、掘削管と鞘管を組み合わ
して打ち込み、第１工法と同様に掘削管を引き抜いた
際、立坑に鞘管が土留め管として残り、立坑内を保護す
るものである。

【００１７】第３工法であると、掘削管を打ち込んでか
ら、掘削管のヘッドに有する通孔を栓などによって封鎖
して、掘削管に引揚げ力を与えることにより、前記工法
と同様にヘッドと地表面間が殆ど真空状態となり、掘削
管内に切り込まれた土を保持したままで引揚げられるも
のである。

【００１８】第４工法であると、前述の通孔を封鎖する
ことなく、通孔を通じて掘削管内の空気を真空ポンプな
どにより排出してから、掘削管を引揚げれば、より確実
に切り取った土を保持して引揚げることができる。

【００１９】第５，６の工法であると、第２工法と同様
に主に地山が自立しない軟弱な地山に適用するもので、
掘削管を収めた鞘管に打撃力を与えて打ち込んだ後に、
通孔を封じるか、強制的に空気を抜き取って掘削管を引
揚げるもので、掘削管内に土を保持したままで抜き取ら
れ、掘削した後の立坑内に鞘管が残り、土留めした状態
の立坑を構築することができるものである。

【００２０】

【実施例】本発明を具体的に説明すると、図１から図３
に示しているように、上縁にフランジ２を有する筒状体
よりなる掘削管１を地表面に起立して、その上面に打込
み機３を連結し、該打込み機３を駆動して掘削管１を土
中に打ち込む。所定の深さまで打ち込むが、この時掘削
管１の上端部が、掘削管１内に切り込まれた地表面４よ
り突出するように予め所要長さの掘削管１を選んで打ち
込む。また、掘削管１の下端口周縁に尖鋭に切り欠いた
切り刃５が形成してある。このように所定深さまで打ち
込んだ後に打込み機３を取り除き、掘削管１の上開放口
から掘削管１内にハッカー６を取り付けた覆板７を嵌め
込み、覆板７を掘削管１内の切り込まれた地表面４に当
接するように設置する。尚、この覆板７は外周面にＯリ
ングによるシール材８を備えるもので、覆板７を掘削管
１の内周面に密接した状態で嵌め込れるもので、覆板７
は恰もシリンダのピストンの如く掘削管１内を上下の二
室に密閉した状態で分離して上下動自在に嵌め込まれる
ものである。また覆板７が誤って脱出しないように掘削
管１の上端口にストッパー９を取付けておくことが好ま
しい。

【００２１】以上のように覆板７を設置してから、リフ
ター（図示省略）のワイヤー１０をハッカー６に結んで
覆板７を引揚げるものである。このように覆板７を引揚
げると、その当初は覆板７のみが僅かに上昇して、覆板
７と切り込まれた地表面４との間に真空に近い空間１１
が生成され、更に上昇を続けると、真空による引揚げ力
が地表面４の全面に均等に加わることから、覆板７の単
独上昇が停止して、切り込まれた掘削管１内の土を掘削
管１に付着したままで掘削管１と共に引揚げられ、そこ
に立坑Ｓが生成されるものである。

【００２２】ところで上記の打込み機３及びリフター
は、重機が入る場所であれば、例えば杭打ち機、クレー
ンなどを使用すれば良いが、重機が入らないかまたは設
置することができない場所であれば、打撃式推進機とや
ぐらから吊り下げたチェーンブロックなどを使用するこ
とが好ましい。

【００２３】上記の打撃式推進機は、特開平３−１６６
０７０号公報に開示したもので、また本発明の工法で使
用するものは図４に示しているように、ケーシング１２
の先端に打撃盤１３を一体に備えるもので、ケーシング
１２内に打撃盤１３を打ち叩くハンマー１４を内蔵する
もので、その構成は、ピストン１５の前進に伴い吊り軸
１６が前進し、同時に空気室１７の空気を圧縮し始め、
その一部が吊り軸１６内の通気孔１８を通じてハンマー
１４と吊り軸１６の先端部間の空間部１９に流入し、該
空間部１９の背圧力でハンマー１４を停止状態に保持し
ている。しかしピストン１５及び吊り軸１６が更に前進
すると、吊り軸１６の外周に設けた凹溝２０がハンマー
１４に有する連通孔２１と対向すると同時に、空気室１
７の圧縮空気が連通孔２１を通じて、ハンマー１４の両
肩部とシリンダー２２の内鍔２３間に設けた受圧室２４
に流動し、その空気圧によってハンマー１４が突進し、
打撃盤１３に激突して推進力を発生する。この時ケーシ
ング１２には反力が生じないもので、また激突後にはハ
ンマー１４は、空気室１７と受圧室２４の面積差により
自動的に後退し再び発射するものである。尚、ピストン
１４はケーシング１２内に設けた油圧シリンダー２５で
駆動するか、あるいは空気室１７内に直接圧縮空気を注
入して駆動しても良い。

【００２４】次ぎに図５から図７に示す例は、上記工法
に使用する掘削管１に加えて、この掘削管１を包囲する
鞘管２６との組み合わせによって掘削するもので、鞘管
２６は外鍔２７を有する筒状体よりなり、下端部内周面
に凸条２８が形成してあり、この凸条２８より下端に尖
鋭に切欠した切り刃５を設けている。尚、掘削管１には
切り刃は不用であり、鞘管２６内に収め凸条２８に支持
するものである。

【００２５】上記掘削器による場合は、鞘管２６内に掘
削管１を嵌め、且つ打込み機３を取り付けて鞘管２６と
共に打ち込み、以後前記図１の例と同様に覆板７を嵌装
して掘削管１を引揚げるもので、このように掘削された
立坑Ｓ内に鞘管２６が土留め管として残り、立坑Ｓを保
護し、後にこの鞘管２６も取り外すものである。

【００２６】また図８から図１０に示す例は、フランジ
２付の筒状体の上開放口を筒状体と一体のヘッド２９で
封じた掘削管１ａを使用するもので、そのヘッド２９に
掘削管１ａ内に通じる通孔３０を有し、更にヘッド２９
の裏面、即ち掘削管１ａ内に対面する面に、円錐状の如
く下方に向かって順次細くなる突起部３１を一体に突設
したものである。また、掘削管１ａの下端口周縁に尖鋭
に切り欠いた切り刃５が形成してある。尚、前記突起部
３１は必ずしも設ける必要がなく、掘削管１ａに通孔３
０を有するヘッド２９を一体に設けたものであっても良
い。

【００２７】以上の掘削管１ａを使用して掘削する場合
には、掘削管１ａを前述の打撃式推進機などによる打込
み機３で打ち込む。その際ヘッド２９に突起部３１を有
する掘削管１ａであれば、掘削管１ａ内に切り込んだ地
表面４に突起部３１が食い込むように打ち込む。このよ
うに打ち込むと、突起部３１の押圧力によって、土が掘
削管１ａの内面に圧接し、掘削管１ａとの摩擦抵抗が大
きくなり、掘削管１ａと土との一体化がより強固になる
ものである。また突起部３１が設けてない掘削管１ａの
場合には、ヘッド２９が地表面４に当接するように打込
む。以上のように打ち込んだ後に打込み機３を取り外
し、ヘッド２９にハッカー６を取り付け、更に通孔３０
を栓３２などによって封鎖してから、掘削管１ａに引揚
げ力を与えると、掘削管１ａのみが僅かに上昇し、ヘッ
ド２９の裏面と切り込んだ地表面４との間の空間１１の
容積が広がり気圧が低下することから、真空に近い状態
となり、その吸引力が作用して掘削管１ａ内に土を保持
したまま引揚げられ、後に立坑Ｓが生成されるものであ
る。

【００２８】上記の工法において、図１１，図１２の如
く、掘削管１ａを引揚げる際、真空ポンプ３３により通
孔３０を通じて空間１１の空気を吸い取って殆ど真空に
近い状態に保持してから引揚げれば、掘削管１ａの引揚
げと同時に土を保持して掘削管１ａを引揚げることがで
きる。

【００２９】更に他の工法として、図示してないが、図
５に示す鞘管２６と、図８に示す掘削管１ａとの組み合
わせで掘削することもできる。また掘削管１ａを抜き取
る際には、図９の如く栓３２を施すか、あるいは図１１
のように真空ポンプ３３を使用するものである。

【００３０】尚、前述の掘削管１，１ａ内の下端部に板
状をなす底切り刃（図示省略）を直径方向に差し渡した
状態に設けても良い。この底切り刃を設けたものであれ
ば、掘削管１，１ａを打込んだ後に掘削管１，１ａを回
転することによって、掘削管１，１ａの土とその下方の
土とが底切り刃によって分離され、掘削された立坑Ｓの
底をほぼ水平状に成形することができる。

【００３１】

【発明の効果】本発明の請求項１に記載する立坑の掘削
工法によれば、筒状体の掘削管を打ち込み、掘削管の地
上より突出する内部に覆板を密接して嵌め、その覆板に
引揚げ力を与えることによって、掘削管をその中に切り
取った土と共に抜き出されるもので、引揚げる際には、
覆板と切り取った地表面との間の空間の気圧が真空に近
い状態に低下することから、覆板が掘削管から抜け取れ
ることがなく、また掘削管内の地表面の全面に亘り等し
い引揚げ力が与えられ、引揚げ中に土が崩れ落ちること
がなく確実に抜き取ることができるものである。また、
掘削した土は掘削管内に保持されているので、その排土
処理が容易になるものである。

【００３２】本発明の請求項２に記載する掘削器によれ
ば、筒状体の掘削管と覆板とからなり、構造が簡単であ
り、その取扱いが容易になる。

【００３３】本発明の請求項３に記載する立坑の掘削工
法によれば、鞘管に掘削管を入れて打ち込み、掘削管を
その中に嵌めた覆板を介して引き抜くもので、掘削され
た立坑内に鞘管が土留め管として残るため、後に立坑内
の保護を行う必要がなく、即座に立坑内での作業を安全
に遂行することができるようになる。

【００３４】本発明の請求項４に記載する掘削器によれ
ば、筒状体の掘削管、覆板及び鞘管からなり、構造が簡
単であり、その取扱いが容易になる。

【００３５】本発明の請求項５，６に記載する立坑の掘
削工法によれば、ヘッドを有し、ヘッドに通孔を備えた
掘削管を打ち込んでから、通孔を封鎖するか、掘削管内
の空気を排出して掘削管を引揚げる操作によって掘削す
ることができるので、掘削が更に容易になるものであ
る。突起部を地表面に食い込ませることにより、掘削管
内に切り込まれた土が突起部によって掘削管の内周面に
圧接するため、気圧差による保持力に加えて切り込まれ
た土の保持力が更に向上されるものである。

【００３６】本発明の請求項７に記載する掘削器によれ
ば、掘削管にヘッド、突起部、通孔を設けたもので、こ
の掘削管を打ち込み、突起部を地表面に食い込ませるこ
とにより、掘削管内に切り込まれた土が突起部によって
掘削管の内周面に圧接するため、気圧差による保持力に
加えて切り込まれた土の保持力が更に向上されるもので
ある。

【００３７】本発明の請求項８，９に記載する立坑の掘
削工法によれば、ヘッドと通孔を備えた掘削管を鞘管内
に入れて、鞘管と共に打ち込み、以後通孔を封鎖する
か、掘削管内の空気を排出して掘削管を引揚げるもの
で、切り込まれた土を確実に保持して掘削管を引き抜く
ことができ、後に残った鞘管で立坑内を保護することが
できる。

【００３８】本発明の請求項１０に記載する掘削器によ
れば、ヘッド、突起部、通孔を備えた掘削管と鞘管より
なるもので、土を確実に抜きだし、掘削された立坑内を
保護することができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による立坑の掘削工法において、掘削管
を打ち込む時の状態を示す断面図である。

【図２】同じく引揚げる前工程を示す断面図である。

【図３】同じく引揚げ中の状態を示す断面図である。

【図４】掘削器を打ち込む際に使用する打込み機の一例
を示す断面図である。

【図５】本発明による立坑の他の掘削工法において、掘
削管を打ち込む時の状態を示す断面図である。

【図６】同じく引揚げる前工程を示す断面図である。

【図７】同じく引揚げ中の状態を示す断面図である。

【図８】本発明による立坑の更に他の掘削工法におい
て、掘削管を打ち込む時の状態を示す断面図である。

【図９】同じく引揚げる前工程を示す断面図である。

【図１０】同じく引揚げ中の状態を示す断面図である。

【図１１】本発明による立坑の更に他の掘削工法におい
て、引揚げる前工程を示す断面図である。

【図１２】同じく引揚げ中の状態を示す断面図である。

【符号の説明】

１掘削管３打込み機４地表面５切り刃７覆板８シール材１１空間２６鞘管２８凸条２９ヘッド３０通孔３１突起部Ｓ立坑

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】筒状体をなす掘削管（１）を起立して土
中に打ち込んで、掘削管（１）の上端部が地上に突出す
る状態にまで打ち込んだ後に、掘削管（１）の地上に突
出する上端部内に覆板（７）を掘削管（１）内周面に気
密を保持する状態に嵌め込み、該覆板（７）に引揚げ力
を与えて、掘削管（１）をその内部に土を保持したまま
で土中より引き抜くことを特徴とする立坑の掘削工法。
【請求項２】筒状体をなす掘削管（１）内に覆板
（７）を、該覆板（７）の外周面に設けたシール材
（８）が掘削管（１）の内周面に圧接する状態で抜き差
し自在に嵌合してあり、掘削管（１）の一端口周縁に切
り刃（５）を有することを特徴とする掘削器。
【請求項３】筒状体をなす掘削管（１）を上下口を開
放した鞘管（２６）内に嵌め、掘削管（１）を鞘管（２
６）と共に起立して土中に打ち込んで、掘削管（１）の
上端部が地上に突出する状態にまで打ち込んだ後に、掘
削管（１）の地上に突出する上端部内に覆板（７）を掘
削管（１）内周面に気密を保持する状態に嵌め込み、該
覆板（７）に引揚げ力を与えて、掘削管（１）をその内
部に土を保持したままで土中より引き抜くことを特徴と
する立坑の掘削工法。
【請求項４】上下を開放した鞘管（２６）の一端内縁
部に凸条（２８）を有し、凸条（２８）より先端に切り
刃（５）が形成してあって、該鞘管（２６）内に筒状体
をなす掘削管（１）を凸条（２８）上に支持した状態で
嵌脱自在に嵌装し、該掘削管（１）内に覆板（７）を、
該覆板（７）の外周面に設けたシール材（８）が掘削管
（１）の内周面に圧接する状態で抜き差し自在に嵌合し
てあることを特徴とする掘削器。
【請求項５】筒状体をなしその上端がヘッド（２９）
で封じてあり、ヘッド（２９）に筒状体内に通じる通孔
（３０）を備えている掘削管（１ａ）を起立して土中に
打ち込んだ後に、ヘッドの通孔（３０）を封鎖して掘削
管（１ａ）をその内部に土を保持したままで土中より引
き抜くことを特徴とする立坑の掘削工法。
【請求項６】請求項５の土中に打ち込まれた掘削管
（１ａ）を引き抜く時に、ヘッド（２９）の通孔（３
０）より掘削管（１ａ）内の空気を吸引することを特徴
とする立坑の掘削工法。
【請求項７】上端口をヘッド（２９）で封じた筒状体
の掘削管（１ａ）よりなり、ヘッド（２９）に掘削管
（１ａ）内に向かって順次細くなるように先細の突起部
（３１）を設け、ヘッドに掘削管内に通じる通孔（３
０）を備え、掘削管の開放口縁に切り刃（５）が形成し
てあることを特徴とする掘削器。
【請求項８】上端をヘッド（２９）で封じた筒状体よ
りなり、ヘッド（２９）に筒状体内に通じる通孔（３
０）を備えている掘削管（１ａ）を、上下口を開放した
鞘管（２６）内に嵌め、掘削管（１ａ）を鞘管（２６）
と共に起立して土中に打ち込んだ後に、ヘッドの通孔
（３０）を封鎖してから掘削管（１ａ）のみをその内部
に土を保持したままで土中より引き抜き、掘削した立坑
（１１）に鞘管（２６）を土留め管として残設すること
を特徴とする立坑の掘削工法。
【請求項９】請求項８の土中に打ち込まれた掘削管
（１ａ）を引き抜く時に、ヘッドの通孔（３０）より掘
削管（１ａ）内の空気を吸引することを特徴とする立坑
の掘削工法。
【請求項１０】上下を開放した鞘管（２６）の一端内
縁部に凸条（２８）を有し、凸条より先端に切り刃
（５）が形成してあり、この鞘管（２６）内に、上端を
ヘッド（２９）で封じた筒状体よりなる掘削管（１ａ）
を凸条（２８）に支持した状態で嵌脱自在に嵌装し、ヘ
ッドに掘削管内へ向かって順次細くなるように先細の突
起部（３１）を設け、ヘッドに掘削管内に通じる通孔
（３０）を備えていることを特徴とする掘削器。