JP2954856B2 - 掘削ビット - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、矢板の圧入工法に使用
される掘削ビットに関するもので、特に、岩盤、転石、
コンクリート等の存在する硬質または超硬質の地盤に矢
板を圧入する場合に好適な掘削ビットに関する。

【０００２】

【従来の技術及びその課題】地盤が比較的軟質の一般土
壌の場合には、アースオーガ等の回転駆動される掘削主
軸に沿って矢板を支持しておいて、掘削主軸先端の掘削
ビットにより地盤を掘削しながら同時に矢板を圧入する
ことができる。しかし、この場合、矢板を掘削孔内に残
して掘削主軸を引き上げる関係上、アースオーガ等の従
来一般の掘削装置に使用される掘削ビットは、その直径
を矢板の幅よりも小さくする必要がある。つまり、掘削
ビットの直径が矢板幅よりも大きければ、掘削主軸を引
き上げる際に掘削ビットが矢板の先端に引っ掛かって掘
削主軸の引き上げができなくなる。従って、掘削ビット
によって形成される掘削孔は、これに圧入する矢板の幅
よりも必然的に径小となって、矢板の圧入が極めて困難
となる。

【０００３】一方、岩盤、転石、コンクリート等の存在
する硬質または超硬質の地盤に矢板を圧入する場合に
は、アースオーガ等によっては地盤の掘削ができないた
め、ロックオーガ装置、全周回転掘削機、あるいはダウ
ンザホールハンマーを備えた掘削装置を使用し、このよ
うな掘削装置により先に地盤を掘削して掘孔を形成し、
そしてこの掘孔内に砂、土砂等の矢板支持材を投入し、
その後アースオーガ等を使用して矢板を掘孔内に打ち込
むようにしている。ところが、このような所謂プレボー
リング工法では、地盤の掘削と矢板の圧入とが別作業と
なる上、掘孔内に矢板支持材を投入する作業も必要とな
り、また掘孔内に転石等が存在するような場合には、圧
入される矢板がその転石等によって所定の打ち込み位置
からずれたり、傾斜するなどして、圧入の途中で何回も
修正作業を行う必要があり、従って矢板の圧入施工に煩
雑な手間と長時間を要し、施工能率が著しく低下する。

【０００４】本発明は、上記のような課題に鑑み、岩
盤、転石、コンクリート等の存在する硬質または超硬質
の地盤に矢板を圧入するにあたって、そのような地盤を
掘削しながら同時に矢板の圧入を行うことのできる掘削
ビットを提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１は、回
転駆動される掘削主軸５にケーシング６が外嵌装備され
ると共に、掘削主軸５の先端部に、ダウンザホールハン
マー８を介して掘削ビット９のビット軸部９ｂが取付け
られ、ケーシング６に沿って矢板１０を配設し、、ビッ
トの回転打撃作用による地盤の掘削に追従して矢板１０
を地盤中に圧入するようにした掘削ビット９であって、
矢板１０の圧入完了後に掘削ビット９を地盤中から引き
抜く際に掘削ビット９が矢板１０に衝突しないように該
ビットのビット本体９ａが掘削主軸５側に取付けられる
ビット軸部９ｂに対し偏心して平面視が略扇形に形成さ
れ、且つ該ビット本体９ａの最大軌跡円を直径が矢板幅
とほぼ同一に形成されてなることを特徴とする。

【０００６】請求項５は、請求項１に記載の掘削ビット
９において、少なくともビット本体９ａの外周面に多数
の突起１３を設けてなることを特徴とする。

【０００７】

【発明の作用及び効果】請求項１に係る掘削ビットにあ
っては、掘削ビット９による地盤の掘削に追従して矢板
１０を地盤中に圧入する矢板の圧入作業において、矢板
１０の圧入完了後掘削ビット９を地盤中から引き抜く際
に該掘削ビット９のビット本体９ａが矢板１０に衝突し
ないように偏心した掘削ビット９を用いることにより、
矢板１０の圧入完了後には、掘削ビット９を矢板１０の
先端に衝突しない位置まで回転させることによって、こ
の掘削ビット９を矢板１０に沿って引き抜くことができ
る。従って、このような偏心掘削ビット９によれば、ビ
ット本体９ａの直径を十分大きくすることができて、掘
削孔の内径を、矢板幅Ｗと同等あるいはそれ以上に形成
することができ、それにより矢板１０の圧入を容易迅速
に行えると共に、直進性を維持して所定位置に正確に矢
板１０を圧入することができる。しかも、この掘削ビッ
ト９は、掘削主軸５により回転されると共にダウンザホ
ールハンマー８により打撃されて、その回転打撃作用に
よって掘削を行うようになっているから、岩盤、転石、
コンクリート等の存在する硬質または超硬質の地盤に矢
板を圧入するにあたって、そのような地盤を迅速容易に
掘削でき、同時に矢板の圧入を確実に行うことができ
る。

【０００８】また請求項１に係る掘削ビットにあって
は、ビット本体９ａの形状がきわめて簡単であるから、
製作が容易で、安価に提供できる。

【０００９】請求項２に係る掘削ビットにあっては、掘
削ビット９のビット本体９ａの外周面及び底面には多数
の突起１３を設けたことにより、これらの突起１３によ
って優れた破砕効果が発揮され、岩盤Ｇｏの掘削に極め
て有効である。

【００１０】

【実施例】実施例について図面を参照して説明すると、
図１は本発明に係る掘削ビットを装備した掘削装置１を
示すもので、この掘削装置１は、クローラクレーン等に
より立設されるリーダ（図示せず）に沿って昇降可能に
支持されるオーガマシン４を有し、このオーガマシン４
の下部には、該オーガマシン４によって回転駆動される
中空状の掘削主軸５が垂下連結されると共に、この掘削
主軸５に同心状に外嵌されるケーシング６が垂下連結さ
れ、このケーシング６は、オーガマシン４の下部に設け
られたケーシング回転駆動手段７により回転駆動され
る。掘削主軸５の下端部にはダウンザホールハンマー８
を介して掘削ビット９が一体的に装備され、この掘削ビ
ット９は、オーガマシン４による掘削主軸５の回転に伴
って掘削主軸５の回転中心軸Ｏの周りを回転すると同時
に、掘削主軸５の中空部５ａに供給される圧縮エアによ
り駆動するダウンザホールハンマー８によって所定スト
ローク上下動するようになっている。ケーシング６の上
端部には、矢板１０を支持するためのチャック装置１１
が設けてある。

【００１１】図２及び図３は、掘削主軸５の下端部にダ
ウンザホールハンマー８を介して一体装備された掘削ビ
ット９を示し、この掘削ビット９は、ビット本体９ａ
と、これと一体に形成されたビット軸部９ｂとからなる
もので、矢板１０の圧入完了後に掘削ビット９を地盤中
から引き抜く際に該ビット９が矢板１０に衝突しないよ
うにビット本体９ａが掘削主軸５に取付けられるビット
軸部９ｂに対し偏心して形成されている。ビット軸部９
ｂは、ダウンザホールハンマー８の下端部に掘削主軸５
の回転中心軸Ｏと同軸状に取付けられる。

【００１２】また、この掘削ビット９は、図２に示すよ
うに全体が側面視で略ブーツ状に形成されると共に、ビ
ット本体９ａが平面視または底面視（図３参照）で略扇
形に形成されており、そしてビット本体９ａの外周面及
び底面には多数の突起１３が設けられている。この突起
１３は、ビット本体９ａの外周面にのみ設けてもよい。
尚、図３において１４は、ビット本体９ａの底面に開口
するエア噴出孔で、このエア噴出孔１４よりダウンザホ
ールハンマー８から排出される圧縮エアが噴出されるよ
うになっている。

【００１３】図３に示すように、掘削ビット９は、掘削
主軸５の回転中心軸Ｏを中心に回転する該掘削ビット９
の最大軌跡円（ビット本体９ａの径大側端によって形成
される軌跡円）Ｓの直径が矢板幅Ｗとほぼ同一となるよ
うに形成されている。そしてこの場合、矢板１０は、該
矢板１０の中心Ｐが掘削主軸５の回転中心軸Ｏ（掘削ビ
ット９の回転中心軸でもあり、ケーシング６の中心軸で
もある）に対して矢板１０の各継手用係合部１０ａ，１
０ｂの幅ｗにほぼ相当する長さＥだけずらした状態で、
ケーシング６に支持されるようになっている。この矢板
１０の取付けにあたって、矢板１０の上端部は、前記チ
ャック装置１１によって支持され、矢板１０の下端部
は、ケーシング６側に設けた差し込み金具１５を矢板１
０側に設けた受け金具１６に差し込むことによって、ケ
ーシング６に支持される（図３参照）。

【００１４】次に、上記のような構成の掘削ビット９を
備えた掘削装置１の使用による矢板１０の圧入工法につ
いて図２〜図４を参照して具体的に説明する。

【００１５】先ず、掘削装置１を地上の所定箇所に配置
して、図４の右側に示すように、第１矢板１０Ａを、そ
の一方の継手用係合部１０ａが偏心掘削ビット９の回転
による最大軌跡円Ｓ内に位置し且つ他方の継手用係合部
１０ｂが該最大軌跡円Ｓの外に位置するようにケーシン
グ６に支持する。そして、オーガマシン４により掘削主
軸５を回転駆動し、この掘削主軸５によって掘削ビット
９を回転すると共に、この掘削ビット９をダウンザホー
ルハンマー８によって打撃し、しかしてこの掘削ビット
９の回転打撃作用により地盤を掘削しながら、第１矢板
１０Ａを地盤中所定深度まで圧入する。この第１矢板１
０Ａの圧入が完了したならば、掘削主軸５の回転を、掘
削ビット９が図４右側の仮想線図示のように第１矢板１
０Ａの先端に衝突しない位置で停止させた後、掘削装置
１を地上に引き上げることにより、掘削ビット９を矢板
１０に沿って地盤中から引き抜くことができる。

【００１６】次に、地上に引き上げた掘削装置１を矢板
幅Ｗだけ前進させた後、第２矢板１０Ｂを第１矢板１０
Ａと逆向きにケーシング６に支持すると共に、第２矢板
１０Ｂの一方の継手用係合部１０ｂを前記最大軌跡円Ｓ
の外に位置させて、既掘削孔１７Ａ内に位置する第１矢
板１０Ａの継手用係合部１０ａに係合させ、且つ第２矢
板１０Ｂの他方の継手用係合部１０ａを前記最大軌跡円
Ｓ内に位置させた状態で、前記の第１矢板１０Ａの場合
と同様に掘削ビット９の回転打撃作用によって地盤を掘
削しながら第２矢板を圧入し、第１矢板１０Ａと接合す
る。この第２矢板１０Ｂの圧入完了後、掘削主軸５の回
転を、掘削ビット９が図４中央の仮想線図示のように第
２矢板１０Ｂの先端に衝突しない位置で停止させた後、
アースオーガ１を地上に引き上げて、掘削ビット９を第
２矢板１０Ｂに沿って地盤中から引き抜く。

【００１７】引続き、掘削装置１を矢板幅Ｗだけ更に前
進させた後、第３矢板１０Ｃを第２矢板１０Ｂと逆向き
にケーシング６に支持すると共に、第３矢板１０Ｃの一
方の継手用係合部１０ｂを前記最大軌跡円Ｓの外に位置
させて、既掘削孔１７Ｂ内に位置する第２矢板１０Ｂの
継手用係合部１０ａに係合させ、第３矢板１０Ｃの他方
の継手用係合部１０ａを前記最大軌跡円Ｓ内に位置させ
た状態で、前記同様に偏心掘削ビット９の回転打撃作用
によって地盤を掘削しながら第３矢板１０Ｃを圧入し、
第２矢板１０Ｂと接合する。この第３矢板１０Ｃの圧入
完了後、掘削主軸５の回転を、偏心掘削ビット９が図５
の左側に実線で示すように第３矢板１０Ｃの先端に衝突
しない位置で停止させ、掘削装置１と共に偏心掘削ビッ
ト９を第３矢板１０Ｃに沿って地盤中から引き抜く。以
降、上記同様にして第４矢板、第５矢板等々所要本数の
矢板１０を圧入してゆく。

【００１８】上記のような矢板１０の圧入においては、
掘削主軸５により回転されると共にダウンザホールハン
マー８により打撃される掘削ビット９の回転打撃作用に
よって、地盤を掘削して掘削孔を形成しながら矢板１０
を打ち込んでゆくものであるから、岩盤、転石、コンク
リート等の存在する硬質または超硬質の地盤の掘削が容
易に可能となると共に、斯かる地盤への矢板の圧入を迅
速且つ容易にしかも所定位置に正確に行うことができ
る。そしてこの場合、掘削ビット９として、掘削ビット
を地盤中から引き抜く際に該掘削ビットが矢板１０に衝
突しないように偏心した偏心掘削ビット９を用いるた
め、掘削孔（図５に１７Ａ，１７Ｂで示す）の内径を十
分大きく、矢板幅Ｗと同等あるいはそれ以上に形成する
ことができ、従って矢板１０の圧入を容易に行えると共
に、直進性を維持して所定位置に正確に圧入することが
できる。

【００１９】また、この実施例に示した工法によれば、
ビットの回転による最大軌跡円Ｓの直径が矢板幅Ｗとほ
ぼ同一の偏心掘削ビット９を用いて掘削しながら、第１
矢板１０Ａ、第２矢板１０Ｂ、第３矢板１０Ｃ等々を上
述したような方法で順次圧入してゆくため、隣合う掘削
孔（例えば１７Ａ、１７Ｂ）間に掘削残し部分を形成す
ることなく有効に掘削孔を掘削できると共に、既に圧入
された例えば第１矢板１０Ａに対し第２矢板１０Ｂの圧
入を行う際に、この第２矢板１０Ｂが圧入される掘削孔
１７Ｂを掘削する掘削ビット９がこれに隣接する第１矢
板１０Ａの継手用係合部１０ａに衝当することがない。
因みに、掘削ビット９が既に圧入された矢板１０の継手
用係合部に衝当するようなことがあれば、その継手用係
合部が変形したり損傷して、矢板１０を地盤中から引き
抜く場合にその引き抜き作業に非常な困難を伴うことに
なる上、矢板１０の再使用ができなくなる。その点、上
記の工法によると、矢板１０の継手用係合部の変形や損
傷を防止できて、矢板１０の引き抜き時作業に困難を伴
わず、矢板１０を何回も使用できる。

【００２０】上述の実施例では、矢板１０をアースオー
ガ１のみによって圧入するようにしたが、掘削ビット９
による掘削と同時に、圧入用の油圧シリンダ、あるいは
ワイヤー式やチェーンドライブ式の絞り込み手段を用い
て矢板１０を強制的に圧入することによって、矢板１０
の圧入作業をより一層効率良く行うことができる。

【００２１】この偏心掘削ビット９による地盤の掘削に
おいて、偏心掘削ビット９は、前述したようにその回転
打撃作用とによって掘削を行うものであるから、図２に
示すように例えば地盤Ｇの下部層に岩盤Ｇｏが存在する
場合、その岩盤Ｇｏを容易に掘削することができる。ま
た、偏心掘削ビット９のビット本体９ａの外周面及び底
面には多数の突起１３が設けてあるため、岩盤Ｇｏの掘
削には特に有効である。また、ビット本体９ａが平面視
略扇形に形成されていることから、回転時に遠心力が極
めて有効に作用して、地盤土壌や岩石を効果的に掘削、
破砕することができると共に、ビット本体９ａの形状が
簡単となって製作が容易となる。

【００２２】以上の実施例では、ダウンザホールハンマ
ーは、エア圧によって駆動されるものについて説明した
が、ダウンザホールハンマーとしては、油圧によって駆
動されるものを使用することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の掘削ビットを備えた掘削装置の側面
図である。

【図２】 掘削ビットの拡大側面図である。

【図３】 図３に示される掘削ビットの底面図である。

【図４】 矢板の圧入工程を説明する拡大横断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 掘削装置 ４ オーガマシン ５ 掘削主軸 ６ ケーシング ８ ダウンザホールハンマー ９ 掘削ビット ９ａ ビット本体 ９ｂ ビット軸部 １０ 矢板（総括名称） １０Ａ 矢板 １０Ｂ 矢板 １０Ｃ 矢板 １０ａ 継手用係合部 １０ｂ 継手用係合部 １３ 突起 １７Ａ 掘削孔 １７Ｂ 掘削孔

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転駆動される掘削主軸にケーシングが
   外嵌装備されると共に、該掘削主軸の先端部に、ダウン
   ザホールハンマーを介して掘削ビットのビット軸部が取
   付けられ、ケーシングに沿って矢板を配設し、ビットの
   回転打撃作用による地盤の掘削に追従して矢板を地盤中
   に圧入するようにした掘削ビットであって、矢板の圧入
   完了後に掘削ビットを地盤中から引き抜く際に掘削ビッ
   トが矢板に衝突しないように該ビットのビット本体が掘
   削主軸側に取付けられるビット軸部に対し偏心して平面
   視が略扇形に形成され、且つ該ビット本体の最大軌跡円
   を直径が矢板幅とほぼ同一に形成されてなる掘削ビッ
   ト。
2. 【請求項２】 少なくともビット本体の外周面に多数の
   突起を設けてなる請求項１に記載の掘削ビット。