JP2822688B2 - 掘削工法 - Google Patents

掘削工法

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JP2822688B2
JP2822688B2 JP9169591A JP9169591A JP2822688B2 JP 2822688 B2 JP2822688 B2 JP 2822688B2 JP 9169591 A JP9169591 A JP 9169591A JP 9169591 A JP9169591 A JP 9169591A JP 2822688 B2 JP2822688 B2 JP 2822688B2
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  • Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、掘削工具を用い地盤等
を掘削し、その結果形成された孔の周囲を孔壁崩壊防止
用のパイプで補強してなる掘削工法において、工程が簡
略で、かつ経済性の高い掘削工法に関する。
【0002】
【従来の技術】地盤等に孔を掘削する工法としては、従
来より例えば以下のようなものが知られている。その工
程を、図12および図13とともに説明する。
【0003】図12において、16は超硬合金製のチッ
プ等を刃体とするアースオーガーで、19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19内を摺動可能に挿通しており、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17を所定の地盤11上に圧接させつ
つ、アースオーガー16を図中Q方向に回転させて行わ
れる。一方、ケーシングチューブ19は、アースオーガ
ー16により形成された掘削孔12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ながら掘削孔
12内に挿入される。また、掘削により生じた土砂は、
オーガースクリュー18により上方に排出される。
【0004】図13は、従来の掘削工法における掘削終
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19とを掘削孔12から引き上げた
後、掘削孔12内に、掘削孔12の外壁をなすパイプ7
が挿入されている。ここで、掘削孔12の内径は、パイ
プ7の挿入が可能となるよう、パイプ7の外径に対し十
分大きくなければならない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の掘削工法においてはケーシングチューブ19とパイ
プ7を併用しなければならなかった。また、掘削孔12
の内径をパイプ7の外径に対し十分大きくするため、過
剰な掘削を行わなければならないという問題があった。
更に、隙間が大きいため、掘削孔12内におけるパイプ
7の安定性を高める目的で、必要に応じ、パイプ7挿入
後、掘削孔12とパイプとの隙間にコンクリート等を充
填する等の作業を行うことがあった。そして、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
という点からも問題となっていた。更に、上記従来の方
法においては、地盤11を直接安定化させる手段をもた
ないため、軟弱な地盤11に対しては、掘削孔12の作
成が困難であるという問題があった。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、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
壁崩壊防止用のパイプで補強してなる掘削工法におい
て、
【0007】先端に前記パイプの外径以上に拡径可能な
ビットが装着された、前記パイプ内に挿通可能な掘削工
具と、前記パイプより細径のチューブとを用意するとと
もに、前記パイプの一部に、前記パイプの壁面を貫通す
る流路を有するストレーナーを形成し、
【0008】前記ビットを前記パイプ先端から突出さ
せ、かつ拡径させた状態で掘削を行うとともに前記パイ
プを地中に挿入し、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
記掘削孔内に前記チューブを挿入後、前記パイプと前記
チューブ間の隙間に充填剤を圧入し、前記流路から前記
掘削孔周辺の地盤中に前記充填剤を浸出させてなる掘削
工法である。
【0009】
【作用】本発明においては、掘削により形成された掘削
孔の内径が当該掘削孔に挿入されたパイプの外径以上
で、かつ前記内径と、前記外径との差が極めて小さいの
で、掘削の際に前記掘削孔に挿入されたパイプを直接前
記掘削孔の外壁として使用することができる。一方、流
路から地盤中に浸出した充填剤の作用により、パイプ周
囲の地盤が強固なものとされるため、いかなる地盤に対
しても、常に安定した掘削孔の作成が可能である。更
に、前記充填剤が、前記掘削孔内に挿入されたチューブ
外周と前記パイプ内周間の隙間にのみ圧入されるので、
充填剤の量およびその圧入に要する圧力が低減できる。
従って、掘削の工程が簡略化されるとともに、掘削に要
する資材が節約される。
【0010】
【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。
【0011】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を対
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。
【0012】上記掘削工具は、上記削工具とほぼ同径
のパイプ7内に摺動可能に挿通され、また、パイプ7の
一部には、必要に応じ、パイプ7の壁面を貫通する流路
8Aを有するストレーナー8が設けられている。このス
トレーナー8は、パイプ7壁面から掘削孔12周辺の地
盤11への液体の浸出を可能とするためのもので、流路
8Aの形状は、掘削を行う地盤11の地質等に合わせて
任意に設定可能である。
【0013】流路8Aの形状の例を、図4および図5に
示す。図4はパイプ7の軸線方向に沿ってスリット状の
長穴を設けた例、また、図5は丸穴を設けた例である。
更に、パイプ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9に合する縮径管10が、溶接等の
方法で一体に固着されている。
【0014】次に、上記掘削工具を用いた、本発明にお
ける掘削工法について説明する。
【0015】図6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 ビット5A,5Bをパイプ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
所定方向(図3中矢印X)に回転させると、ビット5
A,5Bが、図2に示す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5A,5Bの自転が停止する。この状態でビット
5A,5Bにデバイス2の回転力およびハンマの衝撃力
を与えると、ビット5A,5Bが上下動し、チップ4に
よる地盤11の局部的な圧潰と剪断破壊が起こり、掘削
が行われる。
【0016】一方、前記上下動に伴う拡径部9と縮径管
10との接触により、ハンマの衝撃力が掘削と同時にパ
イプ7に伝達され、その衝撃力とパイプ7の自重によ
り、パイプ7先端が地盤11に食い込む。ここで、縮径
管10が拡径部9の下方に位置するため、前記衝撃力は
パイプ7を地盤11中に押し込む方向にのみ伝わり、そ
の結果、掘削孔12孔壁より浸出する水等による前記孔
壁の崩壊が有効に防止される。
【0017】なお、掘削の結果生じた土砂等は、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13A,13Bから吹き出されることにより当
該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14を経由してパイプ7内に移り、そこから
更に上方に排出される。
【0018】図7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、ビット5A、5Bを図
2の位置へと戻すことにより、掘削工具がパイプ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8に示すように、前記掘削工具のみを掘削孔12
から上方に引き出すことができる。
【0019】また、本発明においては、掘削終了後、図
9に示すように、掘削孔12内に、より細径のチューブ
20を挿入し、更に、図10に示すように、パイプ7と
チューブ20間の隙間21に水ガラスまたはベントナイ
トのような充填剤22を圧入し、充填剤22を流路8A
から掘削孔12周辺の地盤11へと浸出、拡散させるこ
とにより、その部分の地盤11を強固なものとするとと
もに、パイプ7と地盤11とを一体化することができ
る。この場合、充填剤22はパイプ7とチューブ20間
の隙間21にのみ充填されるので、充填剤22の量が小
量で済む他、その圧入時の圧力も低くてよい。なお、チ
ューブ20は、充填剤22の圧入後、掘削孔12より引
き上げ、再使用が可能である。
【0020】一方、ビット5A,5Bの拡径時の外径と
パイプ7の外径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
れたパイプ7の外径との間の隙間αは極めて小さく、そ
のため、掘削孔12内におけるパイプ7の安定性は非常
に高く、パイプ7を掘削孔12の外壁として直接使用す
ることができる。従って、流路8Aからの前記充填剤の
浸出による地盤11の強化と相まって、軟弱な地盤11
に対しても常に安定した掘削孔12の作成が可能であ
る。
【0021】ここで、拡径可能なビットの分割個数は3
個以上の複数個としてもよく、また、図11に示すよう
に、必要に応じ、ハンマシリンダ1先端に、上記例のよ
うな拡径自在なビット5A,5B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、穿孔を行うこともできる
【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
されたパイプの外径以上で、かつ前記内径と、前記外径
との差が極めて小さいので、掘削時に掘削孔に挿入され
たパイプを直接掘削孔の外壁として使用することができ
た。一方、ストレーナーに設けられた流路から地盤中に
浸出した充填剤の作用により、パイプ周囲の地盤が強固
なものとなり、また、パイプと地盤とが一体化したた
め、いかなる地盤に対しても、常に安定した掘削孔の作
成が可能となった。更に、前記充填剤が、前記掘削孔内
に挿入されたチューブ外周と前記パイプ内周間の隙間に
のみ圧入された結果、充填剤の量およびその圧入に要す
る圧力が低減された。従って、掘削の工程が簡略化され
るとともに、掘削に要する資材が節約された。
【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】本発明における、流路の形状の例を示す図であ
る。
【図5】本発明における、流路の形状の例を示す図であ
る。
【図6】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7】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8】本発明の第一実施例における、掘削工具引き上
げ作業の状況を示す側断面図である。
【図9】本発明の第一実施例における、充填剤圧入前の
状況を示す側断面図である。
【図10】本発明の第一実施例における、充填剤圧入後
の状況を示す側断面図である。
【図11】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12】従来の掘削工法における、掘削作業の状況を
示す側断面図である。
【図13】従来の掘削工法における、掘削終了時の状況
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 パイプ 8 ストレーナー 8A 流路 9 拡径部 10 縮径管 11 地盤 12 掘削孔 13A,13B 空気孔 14 排出溝 15 ダウンザホールビット 16 アースオーガー 17 ヘッド 18 オーガースクリュー 19 ケーシングチューブ 20 チューブ 21 隙間 22 充填剤 α 掘削孔の内径と、掘削孔に挿入されたパイプの外径
間の隙間
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) E21B 7/20 E21B 4/14 E21B 10/32

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パイプで補
    強してなる掘削工法において、先端に前記パイプの外径以上に拡径可能なビットが装着
    された、前記パイプ内に挿通可能な掘削工具と、前記パ
    イプより細径のチューブとを用意するとともに、前記パ
    イプの一部に、前記パイプの壁面を貫通する流路を有す
    るストレーナーを形成し、 前記ビットを前記パイプ先端から突出させ、かつ拡径さ
    せた状態で掘削を行うとともに前記パイプを地中に挿入
    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、前記掘削孔内に前
    記チューブを挿入後、前記パイプと前記チューブ間の隙
    間に充填剤を圧入し、前記流路から地盤中に前記充填剤
    を浸出させたことを特徴とする掘削工法。
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