JP2785541B2

JP2785541B2 - 柱状物の埋設工法

Info

Publication number: JP2785541B2
Application number: JP25396591A
Authority: JP
Inventors: 猛林; 勝昭辻本
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1991-10-01
Filing date: 1991-10-01
Publication date: 1998-08-13
Anticipated expiration: 2013-08-13
Also published as: JPH05125728A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、各種柱状物の埋設工事
において、掘削工具を用い地盤を掘削するとともに、形
成された孔の周囲を孔壁崩壊防止用のケーシングチュー
ブで補強し、更に、前記掘削孔内に柱状物を挿入後、前
記ケーシングチューブを前記掘削孔内より地上に引き上
げてなる柱状物の埋設工法に関する。

【０００２】

【従来の技術】建造物等に用いられる柱状物の埋設工法
として、従来より例えば以下のような方法が知られてい
る。

【０００３】（１）図１１に示すように、一般的なダ
ウンザホールビット１８を用い、ハンマシリンダ１の打
撃力および回転力により地盤１２に局部的な圧潰と剪断
破壊を生じさせて掘削を行う。掘削により生じた土砂
は、ハンマシリンダ１の駆動源である圧縮空気により、
掘削工具側面に設けられた排出溝（図示せず）を経て上
方に排出される。

【０００４】（２）図１２に示すように、超硬合金製
のチップ等を刃体とするアースオーガー１９を図中矢印
Ｐ方向に押圧し、アースオーガー１９のヘッド２０を地
盤１２上に圧接させつつ、アースオーガー１９を図中Ｑ
方向に回転させて掘削を行う。掘削により生じた土砂
は、オーガースクリュー２１により上方に排除される。

【０００５】なお、上記の各工法においては、いずれも
掘削終了とともに掘削工具を掘削孔１３より引き上げ、
その後、柱状物（図示せず）を掘削孔１３内に挿入し、
更に、前記柱状物を安定化させるため前掘削孔１３の孔
壁と前記柱状物の外径との間に形成される隙間にコンク
リート等の充填剤を充填して前記柱状物を地盤中に埋設
していた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の埋設工法においては、掘削中は掘削孔１３孔壁の土
止めができず、その結果、前記孔壁に砂磔層等崩壊性の
高い地層があると、掘削工具を掘削孔１３から引き上げ
る際、もしくは前記柱状物を掘削孔１３に挿入する際
に、その部分から前記孔壁が崩壊して前記柱状物の挿入
が困難となることがあった。更に、アースオーガー１９
を用いる工法については、掘削速度が遅く、しかもＮ値
が５０以上である砂磔層に対しては掘削が困難であると
いう問題があった。

【０００７】この問題を解決するため、ケーシングチュ
ーブ２２を用いた埋設工法が開発されている。これは、
図１３に示すように、円筒状のケーシングチューブ２２
内に掘削工具（図の場合は図１２に示したものと同様の
アースオーガー１９）を摺動可能に挿通し、掘削と同時
にケーシングチューブ２２を掘削孔１３の孔壁に沿って
上下動させることにより、前記孔壁の土砂を削り落とし
ながらケーシングチューブ２２を掘削孔１３内に挿入す
るものである。この工法においては、掘削中前記孔壁が
ケーシングチューブ２２で覆われるため、崩壊性の高い
地層を貫通した場合でも、その部分から前記孔壁が崩壊
することはない。

【０００８】同工法においては、掘削終了後、掘削工具
を掘削孔１３から引き上げ、柱状物をケーシングチュー
ブ２２内に挿入してケーシングチューブ２２を掘削孔１
３から引き上げた後、掘削孔１３の孔壁と前記柱状物の
間に生じる隙間にコンクリート等を充填することにより
前記柱状物を掘削孔１３内で安定化させて前記柱状物を
地盤１２中に埋設していた。しかしながら、同方法にお
いて、ケーシングチューブ２２を前記柱状物から取り外
すためには、ケーシングチューブ２２の下端が前記柱状
物の上端以上の高さになるまでケーシングチューブ２２
を上方に引き上げなければならなかった。従って、作業
が煩雑となるばかりではなく、前記柱状物の高さが高く
なるとケーシングチューブ２２の引き上げ自体が困難と
なっていた。その結果、ケーシングチューブ２２を除去
するために、地上に引き上げた時点でやむなくケーシン
グチューブ２２を切断する場合もあった。

【０００９】一方、柱状物の挿入後、ケーシングチュー
ブ２２と前記柱状物の間に生じる隙間にコンクリート等
の充填剤を充填し、前記柱状物を土壌中に安定化させて
前記柱状物を地盤中に埋設する方法もあった。しかしな
がら、掘削孔１３内に設置されたケーシングチューブ２
２が前記柱状物の埋設後も地盤中に残留しその再使用が
不可能となるため、資材の節約という点で問題があっ
た。

【００１０】なお、上記従来の方法においては、いずれ
の場合にも、掘削孔１３への柱状物の挿入が可能となる
よう掘削孔１３の内径を当該柱状物の外径に対して十分
大きくする必要があるため、過剰な掘削を行わざるを得
ないという問題があった。しかも、ケーシングチューブ
２２あるいは掘削孔１３の孔壁と前記柱状物の外径との
間に形成される隙間が大きいので、前記柱状物を安定化
させるため前記隙間に充填剤を充填する場合にも多量の
充填剤が必要となり、資材の節約という点で問題となっ
ていた。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、円筒状をな
し、その軸線方向に沿って分割可能なケーシングチュー
ブと、このケーシングチューブ内に摺動自在に挿通さ
れ、先端に前記ケーシングチューブの外径以上に拡径自
在なビットを装着した掘削工具と、前記掘削工具の前記
ケーシングチューブ先端方向への移動を所定位置で規制
する規制部材からなる掘削設備を有し、

【００１２】前記ビットを前記ケーシングチューブ先端
から突出させ、かつ拡径させた状態で掘削を行うととも
に前記ケーシングチューブを地中に挿入し、掘削終了後
前記ビットを縮径して前記掘削工具のみを前記ケーシン
グチューブより引き上げ、更に、前記掘削孔内に柱状物
を挿入後前記ケーシングチューブを前記掘削孔内より地
上に引き上げ、前記ケーシングチューブを分割すること
により前記柱状物の周囲から除去してなる柱状物の埋設
工法である。

【００１３】

【作用】本発明においては、掘削孔内に柱状物を挿入後
ケーシングチューブを前記掘削孔内より地上に引き上
げ、更に分割するだけで前記ケーシングチューブを前記
柱状物の周囲から除去することができるため、ケーシン
グチューブの除去作業が簡略化される。しかも、前記ケ
ーシングチューブは分割後再度組み立てることにより再
使用が可能となっているので、前記柱状物の埋設に要す
る資材を節約することができる。

【００１４】

【実施例】以下、図面に基づき、本発明の実施例につい
て、更に詳しく説明する。

【００１５】本発明に用いられる掘削工具の例を図１、
図３および図４に示す。この掘削工具は、圧縮空気を駆
動源とするハンマ（図示せず）の衝撃力およびハンマシ
リンダ１の回転力を受けるデバイス２の底面にこのデバ
イス２の中心に対して点対称に２個の軸穴２Ａ，２Ｂを
形成し、各々の軸穴２Ａ，２Ｂに、ビット軸３Ａ，３Ｂ
を軸回りに回転自在にかつ抜け止めして嵌入し、各々の
ビット軸３Ａ，３Ｂの先端部に、デバイス２の径とほぼ
同径の略半円形状をなし、かつ先端面に多数のチップ４
が植設されたビット５Ａ，５Ｂを互いの直状端面６Ａ，
６Ｂが対向した状態で設け、ビット軸３Ａ，３Ｂの位置
を、デバイス２が所定方向（図４中矢印Ｘ）に回転した
際にビット５Ａ，５Ｂの各々一方の端部が共にデバイス
２の外周面より所定の掘削量だけ突出し、かつその際に
両ビットの直状端面６Ａ，６Ｂが互いに当接するようデ
バイス２の中心から偏心させたものである。

【００１６】また、前記掘削工具は、この掘削工具とほ
ぼ同径の円筒状をなすケーシングチューブ７内に摺動可
能に挿通されている。このケーシングチューブ７は、図
２に示すように、半円筒状をなす分割部材７Ａ、７Ｂを
その軸線方向に沿った端面で各々当接させてなるもの
で、その一方の当接面は蝶番８により適宜連結されてい
る。この蝶番８は、蝶番８を支点とした分割部材７Ａ，
７Ｂのケーシングチューブ７径方向への開閉を可能とす
るとともに、分割部材７Ａ，７Ｂのケーシングチューブ
７軸線方向における位置のずれを防止している。

【００１７】一方、分割部材７Ａ，７Ｂの蝶番８の設け
られていない側の当接面はケーシングチューブ７の外周
方向に突出し、各々開口部７Ｃ，７Ｄを形成している。
この開口部７Ｃ，７Ｄは、分割部材７Ａ、７Ｂを閉じた
状態で互いに当接し、更に、開口部７Ｃ、７Ｄ同士の当
接面に対し垂直に貫通するボルト９により互いに固定さ
れる、その結果、分割部材７Ａ，７Ｂの開放が規制され
ている。

【００１８】なお、ケーシングチューブ７先端部内周に
は、デバイス２の外周面に形成された拡径部１０に径合
する縮径管１１が溶接等の方法で一体に固着されてい
る。この場合、縮径管１１は、ケーシングチューブ７に
固着した状態でケーシングチューブ７の開閉に連動して
開閉可能なよう、ケーシングチューブ７の分割位置に合
わせて２分割されている。

【００１９】次に、前記掘削工具を用いた、本発明にお
ける基礎杭の作成方法について説明する。

【００２０】ビット５Ａ，５Ｂをケーシングチューブ７
先端から突出させ、デバイス２をハンマシリンダ１によ
り前記所定方向に回転させると、ビット５Ａ，５Ｂが、
図３に示すような状態から掘削抵抗によりビット軸３
Ａ，３Ｂを軸として自転し、その結果、図４に示すよう
に、ビット５Ａ、５Ｂの直状端面６Ａ，６Ｂの一端部が
デバイス２の外周面より所定量だけ突出するとともに、
直状端面６Ａ，６Ｂの一部が互いに当接し、ビット５
Ａ，５Ｂの自転が停止する。

【００２１】図５は、上記例における掘削の状況を示す
ものである。この場合、図３に示す状態で、ビット５
Ａ，５Ｂがデバイス２の回転力およびハンマの衝撃力を
受けて上下動および前記矢印Ｘ方向への回転運動をす
る。その結果、チップ４による地盤１２の局部的な圧潰
と剪断破壊が起こり、掘削が行われる。

【００２２】一方、前記上下動に伴う拡径部１０と縮径
管１１との接触により、ハンマの衝撃力が掘削と同時に
ケーシングチューブ７に伝達され、その衝撃力とケーシ
ングチューブ７の自重によりケーシングチューブ７先端
が地盤１２に食い込む。ここで、縮径管１１が拡径部１
０の下方に位置するため、前記衝撃力はケーシングチュ
ーブ７を地盤１２中に押し込む方向にのみ加わり、その
結果、掘削孔１３孔壁の崩壊が有効に防止される。

【００２３】また、掘削した土砂等は、ハンマシリンダ
１内をハンマピストン（図示せず）が落下する際に吐き
出される圧縮空気がデバイス２の底面に設けた空気孔１
４Ａ，１４Ｂから吹き出されることにより前記掘削工具
先端から離間され、その後デバイス２に設けた排出溝１
５を経由してケーシングチューブ７内に移り、そこから
更に上方に排出される。

【００２４】図６は、上記例における掘削終了時の状況
を示すものである。この場合、ハンマシリンダ１を前記
所定方向とは逆方向に回転させると、掘削抵抗によりビ
ット５Ａ、５Ｂが図３に示した位置へと自転し、前記掘
削工具が縮径してケーシングチューブ７内を摺動可能と
なるので、ハンマシリンダ１を上方に引けば、図７に示
すように前記掘削工具のみをケーシングチューブ７から
引き上げることができる。更に、前記掘削工具を引き上
げた後、ケーシングチューブ７を掘削孔１３の底面上に
設置し、ケーシングチューブ７のみを掘削孔１３内に残
存させる。

【００２５】図８ないし図１０は、上記例における掘削
孔１３内への柱状物１６の埋設状況を示すものである。
柱状物１６は図８に示すように掘削孔１３内に挿入さ
れ、その後、図９に示すようにケーシングチューブ７と
柱状物１６間の隙間にコンクリート等の充填剤１７を流
入し、掘削孔１３と柱状物１６間の隙間を充填剤１７で
置換しつつ、ケーシングチューブ７を掘削孔１３より地
上に引き上げる。

【００２６】ここで、前述の通り分割部材７Ａ，７Ｂは
蝶番８を支点として開閉可能となっているので、縮径管
１１の下端が地表より高くなるようケーシングチューブ
７を引き上げた後、ボルト９を取り外して開口部７Ｃ，
７Ｄ間の距離が柱状物１６の直径以上となるまで分割部
材７Ａ，７Ｂを開放し、その状態で開口部７Ｃ，７Ｄ間
を柱状物１６が通過するようケーシングチューブ７を地
表に沿って移動すれば、ケーシングチューブ７を柱状物
１６から取り外すことができる。そして、図１０に示す
ように、掘削孔１３と柱状物１６間の隙間を全て充填剤
１７で置換することにより、柱状物１６の埋設が完了す
る。

【００２７】従って、本発明においては、縮径管１１の
下端が柱状物１６の上端以上の高さになるまでケーシン
グチューブ７を引き上げたり、ケーシングチューブ７を
掘削孔１３に残存させたまま柱状物１６を埋設する必要
はない。また、柱状物１６から取り外されたケーシング
チューブ７は、開口部７Ｃ，７Ｄを互いに当接して分割
部材７Ａ，７Ｂを閉状態とし、ボルト９により分割部材
７Ａ，７Ｂを互いに固定するだけで繰り返し使用が可能
なので、ケーシングチューブ７の無駄がない。

【００２８】一方、上記の通り、ビット５Ａ，５Ｂを縮
径管１１の先端から突出させ、かつ拡径させた状態で掘
削が行われるので、掘削孔１３の内径が掘削孔１３に挿
入された柱状物１６の外径以上で、かつ前記内径と前記
外径との差が極めて小さくなっている。そのため、掘削
孔１３の孔壁と柱状物１６の外径との間に形成される隙
間に充填剤１７を充填する場合にも、充填剤１７が少量
で済むという利点がある。

【００２９】なお、本発明においては、上記実施例のみ
ならず、下記のような変形例をも追用することができ
る。（１）ケーシングチューブ７の分割個数を３個以上と
する。（２）ケーシングチューブ７を分割可能に結合する構
造として、蝶番８とボルト９に代え、両方ともボルト、
またはボルトに代えてピン等を用いる。（３）ケーシングチューブ７を掘削孔１３から完全に
引き上げた後、改めて充填剤１７を充填する。

【００３０】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明においては、
掘削孔内に柱状物を挿入後ケーシングチューブを前記掘
削孔内より引き上げ更に分割するだけで前記ケーシング
チューブを前記柱状物の周囲から取り外すことができる
ため、ケーシングチューブの除去作業が簡略化される。
しかも、前記ケーシングチューブは分割後再度組み立て
ることにより再使用が可能となっているので、前記柱状
物の埋設に要する資材を節約することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に用いられる掘削工具の側断
面図である。

【図２】本発明の一実施例に用いられるケーシングチュ
ーブのＩＩ〜ＩＩ線に沿った断面図である。

【図３】本発明の一実施例に用いられる掘削工具におけ
る、ビットを縮径した状態を示す平面図である。

【図４】本発明の一実施例に用いられる掘削工具におけ
る、ビットを拡径した状態を示す平面図である。

【図５】本発明の一実施例における、掘削作業の状況を
示す側断面図である。

【図６】本発明の一実施例における、掘削終了時の状況
を示す側断面図である。

【図７】本発明の一実施例における、掘削工具の引き上
げ方法を示す側断面図である。

【図８】本発明の一実施例における、柱状物の設置状況
を示す側断面図である。

【図９】本発明の一実施例における、ケーシングチュー
ブの引き上げおよび充填剤の充填状況を示す側断面図で
ある。

【図１０】本発明の一実施例における、柱状物の埋設終
了時の状況を示す側断面図である。

【図１１】従来例における、掘削作業の状況を示す側断
面図である。

【図１２】従来例における、掘削作業の状況を示す側断
面図である。

【図１３】従来例における、掘削作業の状況を示す側断
面図である。

【符号の説明】

１ハンマシリンダ２デバイス２Ａ，２Ｂ軸穴３Ａ，３Ｂビット軸４チップ５Ａ，５Ｂビット６Ａ，６Ｂ直状端面７，２２ケーシングチューブ７Ａ，７Ｂ分割部材７Ｃ，７Ｄ開口部８蝶番９ボルト１０拡径部１１縮径管１２地盤１３掘削孔１４Ａ，１４Ｂ空気孔１５排出溝１６柱状物１７充填剤１８ダウンザホールビット１９アースオーガー２０ヘッド２１オーガースクリュー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭52−28113（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−18816（ＪＰ，Ａ) 特開平２−197689（ＪＰ，Ａ) 特開昭50−96006（ＪＰ，Ａ) 特開平５−51925（ＪＰ，Ａ) 特開平５−71124（ＪＰ，Ａ) 特開平５−156629（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) E02D 7/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】円筒状をなし、その軸線方向に沿って分
割可能なケーシングチューブと、このケーシングチュー
ブ内に摺動自在に挿通され、先端に前記ケーシングチュ
ーブの外径以上に拡径自在なビットを装着した掘削工具
と、前記掘削工具の前記ケーシングチューブ先端方向へ
の移動を所定位置で規制する規制部材からなる掘削設備
を有し、前記ビットを前記ケーシングチューブ先端から突出さ
せ、かつ拡径させた状態で掘削を行うとともに前記ケー
シングチューブを地中に挿入し、掘削終了後前記ビット
を縮径して前記掘削工具のみを前記掘削孔より引き上
げ、更に、前記掘削孔内に柱状物を挿入後前記ケーシン
グチューブを前記掘削孔内より地上に引き上げ、前記ケ
ーシングチューブを分割して前記柱状物の周囲から除去
することを特徴とする柱状物の埋設工法。
【請求項２】前記ケーシングチューブが、分割後再度
組み立て可能とされていることを特徴とする請求項１記
載の柱状物の埋設工法。