JP2808908B2 - 基礎杭の作成方法 - Google Patents

基礎杭の作成方法

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JP2808908B2
JP2808908B2 JP3062171A JP6217191A JP2808908B2 JP 2808908 B2 JP2808908 B2 JP 2808908B2 JP 3062171 A JP3062171 A JP 3062171A JP 6217191 A JP6217191 A JP 6217191A JP 2808908 B2 JP2808908 B2 JP 2808908B2
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casing tube
excavation
diameter
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drilling
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米雄 日和佐
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、各種基礎杭の作成工事
において、掘削工具を用い地盤や土砂を掘削するととも
に、形成された孔の周囲を孔壁崩壊防止用のケーシング
チューブで補強してなる基礎杭の迅速かつ安価な作成方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】建造物等に用いられる基礎杭の作成方法
の従来例として、例えば以下のような方法が知られてい
る。その工程を図9〜図11とともに説明する。
【0003】図9において、16は掘削に用いられるア
ースオーガーで、17はケーシングチューブである。ア
ースオーガー16はケーシングチューブ17内を挿通
し、掘削は、アースオーガー16を図中矢印P方向に押
圧し、アースオーガー16のヘッド18を地盤22に圧
接させつつ、アースオーガー16のみを図中矢印Q方向
に回転させて行われる。一方、ケーシングチューブ17
は、アースオーガー16により形成された掘削孔19の
孔壁に沿って上下動され、前記孔壁に残った土砂を削り
落としつつ掘削孔19内に挿入される。また、ヘッド1
8およびケーシングチューブ17が掘削した土砂等は、
オーガースクリュー20により上方に排出される。な
お、以後の作業を支障なく行うため、掘削孔19の内径
は、あらかじめ、作成される基礎杭の外径以上としてお
く必要がある。
【0004】図10は、掘削終了時の状況を示すもので
ある。アースオーガー16とケーシングチューブ17と
を掘削孔19から引き上げた後、掘削孔19内に、基礎
杭の外周部をなす鋼管21が挿入されている。ここで、
鋼管21の外径は、掘削孔19の内径に対し、掘削孔へ
の鋼管21の挿入が可能な程度に小さくなければならな
い。
【0005】図11は、掘削孔19内への補強部材13
の設置およびコンクリート14の充填状況を示すもので
ある。この場合、基礎杭は、鋼管21内に補強部材13
を設置し、更に鋼管21を型枠としてコンクリート14
を打ち込むことにより作成される。また、補強部材13
としては、鉄骨や鉄筋かご等が用いられる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の基礎杭の作成方法においては、ケーシングチューブ
17と鋼管21とを併用しなければならなかった。ま
た、掘削孔19の内径と基礎杭の外径との間に大きな隙
間が生じているので、そのままの状態では、基礎杭が不
安定となることがあり、基礎杭の安定性を高めるため、
必要に応じ、基礎杭作成後、更に掘削孔19と基礎杭と
の隙間に充填剤を流入する等の操作を行うことがあっ
た。これらはいずれも、作業性を低下させるのみなら
ず、資材の節約という観点からも問題となっていた。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、円筒状をなす
ケーシングチューブと、当該ケーシングチューブ内に摺
動自在に挿通された掘削工具と、当該掘削工具の先端に
装着され、前記ケーシングチューブの外径以上に拡径自
在なビットとを備え、掘進時に前記ケーシングチューブ
の先端部に設けられた縮径部に前記掘削工具に設けられ
た拡径部が係合する掘削設備を有し、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、かつ該ケーシン
グチューブの外径よりもわずかに拡径させた状態で掘削
を行うとともに、前記掘削工具に作用する推進力を前記
拡径部から前記縮径部に伝達することで前記ケーシング
チューブを押し込みながら地中に挿入し、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、掘削孔内に残留する前記ケー
シングチューブ内に、補強部材とコンクリートとを充填
したことを特徴とする基礎杭の作成方法である。
【0008】
【作用】本発明においては、掘削により形成された掘削
孔の内径が前記掘削孔に挿入されたケーシングチューブ
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ので、前記掘削孔内における前記ケ
ーシングチューブの安定性が向上する。そのため、掘削
後掘削孔に残留させたケーシングチューブ内に補強部材
を挿入し、更に、前記ケーシングチューブを型枠として
コンクリートを充填することにより、前記ケーシングチ
ューブが直接基礎杭の一部として使用される。従って、
基礎杭の作成が簡略化され、かつ迅速に行われる他、基
礎杭作成に要する資材を節約することができる。さら
に、掘削工具推進時には、拡径部と縮径管とが係合し、
切削工具に作用する推進力が同時にケーシングチューブ
にも伝達されるため、ケーシングチューブがビットに追
従しながら地盤中に押し込まれ、その結果、掘削孔の孔
壁崩壊が有効に防止される。
【0009】
【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。
【0010】本発明に用いられる掘削工具の例を図1〜
図3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、当該デバイス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が掘削方向に回転した際に、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6
A,6Bが互いに当接するようデバイス2の中心から偏
心させてなるものである。
【0011】また、前記掘削工具は、当該工具とほぼ同
径のケーシングチューブ9内に摺動可能に挿通され、ケ
ーシングチューブ9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に合する縮径管(縮径
部)11が、溶接等の方法で一体に固着されている。
【0012】ここで、ビット5A,5Bをケーシングチ
ューブ9先端から突出させ、デバイス2をハンマシリン
ダ1により掘削方向Xに回転させると、ビット5A,5
Bが、図2に示したような状態から掘削抵抗によりビッ
ト軸3A,3Bを軸として自転し、その結果、図3に示
したように、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5A,5Bの自転が停止する。
【0013】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。
【0014】図4は、上記例における掘削の状況を示し
たものである。この場合、図3に示した状態で、ビット
5A,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22の局部的な圧
潰と剪断破壊が起こり、掘削が行われる。
【0015】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9に伝達され、その衝撃力とケーシ
ングチューブ9の自重により、ケーシングチューブ9先
端を地盤22に食い込ませる。ここで、縮径管11が拡
径部10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9を地盤22中に押し込む方向にのみ加わ
り、その結果、掘削孔12孔壁の崩壊が有効に防止され
る。
【0016】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
7A,7B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8を
経由してケーシングチューブ9内に移り、そこから更に
上方に排出される。
【0017】図5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
掘削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2に示した位置へと自転し、前記掘
削工具がケーシングチューブ9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6に示したよ
うに、前記掘削工具のみをケーシングチューブ9から引
き上げることができる。
【0018】ここで、本発明においては、前記切削工具
とケーシングチューブ9がほぼ同径とされているので、
掘削により形成された掘削孔12の内径と、掘削孔12
に挿入されたケーシングチューブ9の外径との間の隙間
αは極めて狭く、そのため、掘削孔12内におけるケー
シングチューブ9の安定性は非常に高くなっている。
【0019】図7は、上記例における掘削孔12内への
補強部材13の設置およびコンクリート14の充填状況
を示すものである。この場合、前述の通り掘削孔12内
におけるケーシングチューブ9の安定性が非常に高いた
め、掘削孔12内にケーシングチューブ9を安定に保持
させるための操作を行う必要はなく、ケーシングチュー
ブ9内に補強部材13を設置し、更にケーシングチュー
ブ9を型枠としてコンクリート14を打ち込むだけで基
礎杭が作成される。また、補強部材13としては、鉄骨
や鉄筋かご等が用いられる。
【0020】また、図8に示したように、必要に応じ、
ハンマシリンダ1先端に、上記例のような拡径自在な掘
削工具の代わりに、ダウンザホールビット15を始めと
する従来形の掘削工具を取り付け、基岩23への更なる
穿孔を行い、アンカーとしての機能を持たせることもで
きる。
【0021】なお、本発明は、基礎杭の作成のみなら
ず、土留杭の作成や、アンカー工事、その他各種固定工
事にも適用可能である。
【0022】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明においては、
掘削により形成された掘削孔の内径が前記掘削孔に挿入
されたケーシングチューブの外径以上で、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ので、前
記掘削孔内における前記ケーシングチューブの安定性が
向上した。そのため、掘削後掘削孔に残留させたケーシ
ングチューブ内に補強部材を挿入し、更に、前記ケーシ
ングチューブを型枠としてコンクリートを充填すること
により、前記ケーシングチューブを直接基礎杭の一部と
して使用することができた。従って、基礎杭の作成が簡
略化され、かつ迅速に行われるようになった他、基礎杭
作成に要する資材の節約が可能となった。さらに、切削
工具に作用する推進力をケーシングチューブにも伝達
し、ケーシングチューブをビットに追従させながら地盤
中に押し込むようにしたため、掘削孔の孔壁崩壊をより
有効に防止することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一実施例に用いられる掘削工具の側
断面図である。
【図2】本発明の第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3】本発明の第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4】本発明の第一実施例における、掘削作業の状況
を示す側断面図である。
【図5】本発明の第一実施例における、掘削終了時の状
況を示す側断面図である。
【図6】本発明の第一実施例における、掘削工具の引き
上げ方法を示す側断面図である。
【図7】本発明の第一実施例における、補強部材の設置
およびコンクリートの打ち込み状況を示す側断面図であ
る。
【図8】本発明の第二実施例における、掘削作業の状況
を示す側断面図である。
【図9】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10】従来例における、掘削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、補強部材の設置およびコン
クリートの打ち込み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 7A,7B 空気孔 8 排出溝 9,17 ケーシングチューブ 10 拡径部 11 縮径管 12,19 掘削孔 13 補強部材 14 コンクリート 15 ダウンザホールビット 16 アースオーガー 18 ヘッド 20 オーガースクリュー 21 鋼管 22 地盤 23 基岩 α 掘削孔内径とケーシングチューブ外径間の隙間
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−127016(JP,A) 特開 昭61−221413(JP,A) 特開 平3−5522(JP,A) 特開 昭59−18816(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) E02D 7/00 E02D 5/38 E21B 7/20

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 掘削工具を用い掘削を行い、掘削により
    形成された掘削孔の周囲を孔壁崩壊防止用のケーシング
    チューブで補強してなる基礎杭の作成方法において、 円筒状をなすケーシングチューブと、当該ケーシングチ
    ューブ内に摺動自在に挿通された掘削工具と、当該掘削
    工具の先端に装着され、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とを備え、掘進時に前記ケーシ
    ングチューブの先端部に設けられた縮径部に前記掘削工
    具に設けられた拡径部が係合する掘削設備を有し、 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、かつ該ケーシングチューブの外径よりもわずかに
    径させた状態で掘削を行うとともに、前記掘削工具に作
    用する推進力を前記拡径部から前記縮径部に伝達するこ
    とで前記ケーシングチューブを押し込みながら地中に挿
    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、掘削孔内
    に残留する前記ケーシングチューブ内に、補強部材とコ
    ンクリートとを充填したことを特徴とする基礎杭の作成
    方法。
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CN102561998A (zh) * 2010-12-10 2012-07-11 淮南矿业(集团)有限责任公司 瓦斯抽采钻井及形成方法

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