JP2839074B2 - 地中障害物切断装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、刃先が先端に設けられ
て回転しながら削孔する円筒状ケーシング内に残留する
地中障害物を切断する地中障害物切断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】刃先が先端に設けられ回転しながら削孔
するケーシングドライバーは公知であり、ケーシングに
よって既存駆体、杭または転石等の地中障害物を貫通す
るので、ケーシング内に残存する地中障害物（以下障害
物と略称する）を除去する方法も開発されている。以下
従来の方法とその問題点を説明する。

【０００３】１．ハンマグラブを用いる方法。

【０００４】図８に示すようにケーシング２によって円
筒状状に切断された障害物１０の厚さｔが約３００粍程
度のものであれば簡単にハンマグラブ３０に把持される
のでケーシング２内に残存する障害物１０ａを除去する
ことは簡単である。図中符号７，８，９はそれぞれ外歯
カッター，内歯カッター，内面カッターである。しかし
障害物の厚さが大きい例えば基礎、地中梁または場所打
ちコンクリート杭等については、重量も大きいので爪を
深く挿入する必要があるが実際は挿入がしにくく把持が
困難であり多大の労力と時間を要する。

【０００５】２．ロケットハンマーやチゼルハンマーを
用いる方法・・・・図９において、ロケットハンマー４
０で障害物１０ａの肩部を徐々に破砕して把持し易い形
状にしたり、図１０においてチゼルハンマー５０で重量
を軽減させたりしてハンマグラブ（図８参照）で把持し
易くするのであるが、この方法は施工時間がかかる他、
騒音と振動が発生して市街地域や住居地域の現場では適
用が困難である。

【０００６】３．内面カツターの増設方法。

【０００７】図１１において、ケーシング２の先端部に
固設された内面カッター９の上位に更に内側に突出する
補助内面カッター９ａを増設して障害物の外径を小さく
しケーシング２と障害物との隙間とを広げ、ハンマグラ
ブによる障害物の把持を容易にするものであるが、ケー
シングカッターの交換回数が増えて煩わしいこと、隙間
Ｓの増大に限定があること及び障害物１０ａの重量に対
する改善策にならない。

【０００８】４．小ケーシングの使用方法。

【０００９】図１２において、最初に小径のケーシング
２ａを使用して切断し障害物１０より小径の障害物１０
ｂを分離する。小径の障害物１０ｂは軽量であるからハ
ンマグラブ３０により容易に把持除去できる。次に図１
３において所定のケーシング２によって切断し中抜きさ
れた障害物１０ｃを分離する。中抜きされた障害物１０
ｃは軽量だからハンマグラブ３０により容易に把持除去
できる。しかし、本方法は工程が増えて作業時間がかか
り、異径のケーシングを用意しなければならずまた小ケ
ーシングを抜くと周囲の土砂が入り込んで杭造成の品質
低下という問題点がある。

【００１０】研磨材を混合した高圧水の噴射により地中
障害物を切断する技術は、いわゆるアブレイシブジェッ
ト工法として公知である。しかしながらケーシングドラ
イバーによって円筒状に切断された大型の地中障害物の
更なる切断は、前記のように、いずれもケーシングの軸
線方向の切断であるので、前記の問題を解決することが
できない。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、周囲から土
砂が入り込まず、振動騒音がなく、障害物を輪切りで
き、作業が簡単な地中障害物切断装置を提供することを
目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、刃先が
先端に設けられて回転しながら削孔する円筒状ケーシン
グ内に残留する地中障害物を切断する地中障害物切断装
置において、ケーシングの先端に取り付けられていて半
径方向にケーシングと地中障害物との間に隙間を形成す
る内面カッターと、ケーシングによって地中障害物が円
柱状に切断された後にケーシングの軸線上に取り付けら
れるケリーバーと、そのケリーバーに固着されていてケ
ーシングと地中障害物との間の前記隙間に挿入されるノ
ズルホルダーと、そのノズルホルダーの下位に取り付け
られケーシングの軸線に対して直交する向きに配置され
たノズルと、研磨材を水に混合し圧力を上げて前記ノズ
ルより噴出させる高圧ポンプ装置とを有することを特徴
とする地中障害物切断装置とを有している。

【００１３】

【００１４】

【作用効果の説明】上記本発明によれば、ケーシングは
障害物に到達するまで土砂を先端に設けられた刃先によ
り円柱状に切削する。ケーシングは障害物に到達すると
同様に障害物を円柱状に切削する。障害物を切削し終わ
ると、ケーシング内には上方に土砂と下方に障害物が残
置されるので、ケーシング内に残置された土砂を例えば
ハンマグラブで公知の方法で地表に排出する。その際ケ
ーシングと障害物との間の半径方向隙間に充満している
土砂をも排除するが、ケーシングの先端には内面カッタ
ーが取り付けられているから、半径方向にケーシングと
障害物との間に後記のノズルが挿入可能な大きさの隙間
が形成される。ケーシングの軸線に沿ってケリーバーを
ケーシングに連結し、ノズルを下位に取り付けたノズル
ホルダーを前記ケリーバーの下端部に固着する。ノズル
はノズルホルダーの下位に取り付けられノズルホルダー
はケリーバーに固着されているから、具体的には前記隙
間にノズルホルダーを挿入するとノズルはケリーバーの
下端より所定の下方位置に挿入される。

【００１５】ポンプ装置を介して研磨材を水に混合し圧
力を上げて前記ノズルより噴出させる。このノズルはケ
ーシングの軸線に対して直交する向きに配置されて、い
るから障害物は輪切りにされる。輪切りにされた障害物
は例えばグラブハンマー等により簡単に把持されつり上
げられて地表に排出される。

【００１６】従って、残留障害物の切断位置はつり上げ
られる重量を勘案してケリバーを所定位置に位置させら
れるから、ロケットハンマーやチゼルハンマー等を使用
する必要がなく、更なる内面カッターを取り付けること
もなく、異径のケーシングを用意することもないので、
施工時間が短縮し振動、騒音が発生せず、かつケーシン
グを途中で抜くことをしないから土砂が入り込まず高品
質の杭が期待できる。

【００１７】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
するが、まず本発明をよく理解するために公知技術につ
いて説明する。

【００１８】図１において、公知のケーシングドライバ
ーを説明する。ケーシングドライバーは、ケーシングド
ライバー本体１と円筒状のケーシング２とを有してい
る。ケーシングドライバー本体１は、地面Ｇに敷かれた
治具鉄板４の上に固定されていて、回転駆動装置５によ
りバンド装置６を介してケーシング２を回転させるよう
になっている。ケーシング２の下端部には外歯カッター
７、内歯カッター８及び内面カッター９が取り付けられ
地中をリング状に切削し地中に障害物１０があれば同様
にリング状に切削し、ケーシング２内に周面のみ円筒状
に形成された障害物１０ａが残置されるようになってい
る。

【００１９】以上は公知の技術に属するものであるが、
さて本発明による装置の構成の一部をなすケリーバー３
は、ケーシング２の軸線に沿って移動可能に延びる正方
形断面の長尺材であって、連結材１１によりケーシング
２とともに回転させられるようになっている。詳しく
は、図２ないし図４において、連結材１１は中央部に正
方形の角筒状の穴１２が設けられ十字形に延びる部材が
一体に形成されている。この十字形に延びる部材の端部
はケーシング２の上端部にアングル材１３によりボルト
を介して固装されている。

【００２０】ケーシングドライバーのケリーバー３の下
端部にノズルホルダー１４がボルトを介して固着され、
ノズルホルダー１４の下端部には一対のノズル１５が対
向するように配置され、それぞれケーシング２の軸線に
直交する向きに固定されている。この場合ノズルホルダ
ー１４は天板１４ａ付いた円筒体１４ｂであって、ケリ
ーバー３に天板１４ａが固着され、図５に示すように円
筒体１４ｂの内面に一対のノズル１５対向して配設さ
れ、それぞれ配管が溶接等で固定されている。ノズル１
５を保護するために図６に示すように、ノズル養生鉄板
１５ａがノズル１５を挟んで溶接等で固着されている。
図７はノズル１５，配管１６及びノズル養生鉄板１５ａ
が一体的に固着された円筒体１４ｂに、更に配管１６及
び高圧水噴射装置１７を配置した天板１４ａを溶接等で
固着させて形成された組立体１８を示している。

【００２１】図６に示したノズル１５及びノズル養生鉄
板１５ａを固着した円筒体１５ａの平面図上の寸法は、
ケーシング２に取り付けられた内歯カッター８及び内面
カッター９により切削されてなる半径方向の隙間Ｓに上
下動かつ回転可能に規制されていて時計方向と反時計方
向とに交互に１８０度回転が繰り返されるようになって
いる。

【００２２】ノズル１５は配管１６により高圧水噴出装
置１７に接続され、更に配管１６ａにより地上に配置さ
れた高圧ポンプユニット１９及び研磨材供給タンク２０
に接続されており、高圧ポンプユニット１９及び研磨材
供給タンク２０の作動を監視制御するために監視制御盤
２１が設けられている。

【００２３】次に上記の構成による作動を説明する。ケ
ーシングドライバーにより円筒状ケーシング２を回転さ
せながら地中に沈める。障害物１０の存在はあらかじめ
予測されているが、ケーシング２は障害物１０に到達す
るまで土砂を先端に設けられた刃先すなわち外歯カッタ
ー７，内歯カッター８及び内面カッター９により円柱状
に切削する。ケーシング２は障害物１０に到達すると同
様に障害物を円柱状に切削して障害物１０ａを得る（切
削工程）。

【００２４】ケーシング２が障害物１０に到達したこと
は回転数の変化や電力量の増加によって判断される。さ
て、障害物を切削し終わると、ケーシング２内には上方
に土砂と下方に障害物１０ａが残置されるから、ケーシ
ング２内に残置された土砂を例えばハンマグラブで公知
の方法で地表に除去する。その際ケーシング２と障害物
１０ａとの間の半径方向隙間Ｓに充満している土砂をも
排除する。ケーシングの先端には内面カッターが取り付
けられているから、前記隙間Ｓは半径方向にケーシング
と障害物との間に後記のノズルが挿入可能な大きさに形
成される（隙間形成工程）。

【００２５】次に、ケーシング２の軸線に沿ってケリー
バー３をケーシング２に十字形に形成された連結材１１
を介して従動回転しながら上下動自在に連結する（ケリ
ーバー連結工程）。

【００２６】次にノズル１５を下位に取り付けたノズル
ホルダー１４の天板１４ａをケリーバー３の下端部にボ
ルトを介して固着する（ノズルホルダー固着工程）。

【００２７】次に隙間Ｓにノズル１５を挿入するが、ノ
ズル１５はノズルホルダー１４の円筒体１４ｂ下位に取
り付けられノズルホルダー１４はケリーバー３の下端部
にに固着されているから、具体的には前間Ｓにノズルホ
ルダー１４の円筒体１４ｂを挿入する（ノズル挿入工
程）。挿入する位置はケリーバー３を上下方向に移動し
て任意に設定できる。

【００２８】次に監視制御盤２１を用いてケリーバー３
を図１及び図７に示すように、障害物１０ａの上面より
所望の厚さＨの位置に降下させる。厚さＨの値は障害物
１０ａの種類によって異なる。要するにハンマグラブが
障害物１０ａを容易に把持しつりあげられる程度であれ
ばよい。次に高圧ポンプユニット１９及び研磨材供給タ
ンク２０を作動させ、研磨材が混合された水を配管１６
ａ，高圧水噴出装置１７及び配管１６を通ってノズル１
５より高圧になって噴出させるとともに、ケリーバー３
を１８０゜ずつ方向を交互に反転させながら回転させる
と、ケリーバー３に固設されたノズルホルダー１４は空
間Ｓの中で１８０゜回転しては反転を繰り返す。そして
ノズル１５はケーシング２の軸線に対して直交する向き
に配置されており、高圧水は研磨材を含んでいるから、
障害物１０ａは徐々に小径１０ｂとなりついに水平に切
断される（切断工程）。

【００２９】高圧水の噴射時期と圧力等は監視制御盤２
１により制御される。切断中は地中で水噴射のみで行わ
れるので振動騒音が発生せず、また切断された障害物１
０ａは適度の重量であるから、更なる破砕，切断をせず
にハンマグラブにより容易に把持除去される。切断工程
中はケーシング２を抜かないから杭造成に有害な土砂流
入がない。このようにして輪切りされた障害物は例えば
グラブハンマー等により簡単に把持されつり上げられて
地表に排出される。

【００３０】従って、残留障害物を輪切りでき、かつケ
リバーを所定位置に位置させられるから、ロケットハン
マーやチゼルハンマー等を使用する必要がなく、更なる
内面カッターを取り付けることもなく、異径のケーシン
グを用意することもないので、施工時間が短縮し振動、
騒音が発生せず、かつケーシングを途中で抜くことをし
ないから土砂が入り込まない。

【００３１】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、下記のような効果がある。

【００３２】１．ケーシングで円筒状に切削した障害物
を、ケーシングに挿入した状態でケーシングの軸線に対
して直交する向きに切断するので周囲の土砂が入り込む
おそれがない。

【００３３】２．高圧水噴射によって切断するので振動
や騒音の発生がなく都市の住宅地域で作業しても公害が
ない。

【００３４】３．ケーシングと障害物との間に隙間がケ
ーシングの半径方向に形成されるので、この隙間からノ
ズルがケーシングの軸線に向かって高圧水を噴射し障害
物を適度に薄く輪切りするので容易に除去することがで
きる。

【００３５】４．作業が簡単なので作業効率が向上し、
結果として品質の良い杭を造成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による地中障害物切断装置を示す一部断
面側面図。

【図２】本発明による地中障害物切断装置を示す平面
図。

【図３】ケーシングとケリーバーとの連結を説明する
図。

【図４】フレームとケリーバーとの固定を説明する図。

【図５】ノズルの配置を説明する図。

【図６】ノズル養生鉄板の配置を説明する図。

【図７】切断工程を説明する図。

【図８】従来の障害物除去法を説明する図。

【図９】従来の別の障害物除去法を説明する図。

【図１０】従来の更なる別の障害物除去法を説明する
図。

【図１１】従来の更なる別の障害物除去法を説明する
図。

【図１２】従来の更なる別の障害物除去法を説明する
図。

【図１３】従来の更なる別の障害物除去法を説明する
図。

【符号の説明】

１・・・ケーシングドライバー本体 ２，２ａ・・・ケーシング ３・・・ケリーバー ４・・・治具鉄板 ５・・・回転駆動装置 ６・・・バンド装置 ７・・・外歯カッター ８・・・内歯カッター ９・・・内面カッター ９ａ・・・補助内面カッター １０，１０ａ，１０ｃ，１０ｄ・・・障害物 １１・・・連結材 １２・・・穴 １３・・・アングル材 １４・・・ノズルホルダー １４ａ・・・天板 １４ｂ・・・円筒体 １５・・・ノズル １５ａ・・・ノズル養生鉄板 １６，１６ａ・・・配管 １７・・・高圧水噴射装置 １８・・・組立体 １９・・・高圧ポンプユニット ２０・・・研磨材供給タンク ２１・・・監視制御盤 ３０・・・ハンマグラブ ４０・・・ロケットハンマー ５０・・・チゼルハンマー Ｈ・・・切断厚さ Ｓ・・・隙間 ｔ・・・地中障害物の厚さ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 刃先が先端に設けられて回転しながら
   削孔する円筒状ケーシング内に残留する地中障害物を切
   断する地中障害物切断装置において、ケーシングの先端
   に取り付けられていて半径方向にケーシングと地中障害
   物との間に隙間を形成する内面カッターと、ケーシング
   によって地中障害物が円柱状に切断された後にケーシン
   グの軸線上に取り付けられるケリーバーと、そのケリー
   バーに固着されていてケーシングと地中障害物との間の
   前記隙間に挿入されるノズルホルダーと、そのノズルホ
   ルダーの下位に取り付けられケーシングの軸線に対して
   直交する向きに配置されたノズルと、研磨材を水に混合
   し圧力を上げて前記ノズルより噴出させる高圧ポンプ装
   置とを有することを特徴とする地中障害物切断装置。