JP2993910B2 - 縦孔掘削工法と装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地中埋設された鉄
筋コンクリート杭などの構築物を収納するようにケーシ
ングパイプを地中へ貫入し、該ケーシングパイプ内部に
おいて、地中埋設された鉄筋コンクリート杭などを破砕
して除去する掘削工法およびその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】地中埋設された鉄筋コンクリート杭など
の構築物を破砕除去する場合には、従来、例えば実開平
６−４３０９０号公報に開示の掘削装置によって行なっ
ている。この掘削装置は、グリッパ部材の下方にドリル
などの回転式掘削工具を連結しており、これをケーシン
グパイプ内に吊下げて着底させてから、ケーシングパイ
プ内壁にグリッパ部材で把持する。掘削時において、グ
リッパ部材による係合でケーシングパイプと掘削装置の
重量を先端のドリルなどの工具に付加させつつ、地上に
設置した大出力の回転機構によってケーシングパイプを
回転し、その回転動力をグリッパ部材を介して掘削装置
に伝達し、ドリルを回転掘進させる。

【０００３】 ドリルが回転掘進して一定量の土砂を掻
き込むと、グリッパ部材の係合を解除して掘削装置を吊
り上げ、地上に引き上げてドリルの上部に溜まった土砂
や被破砕物を排出して搬出する。この後に、再び掘削装
置をケーシングパイプの内部に吊下げて着底させ、同様
の掘削を繰り返してケーシングパイプ内の掘削対象物を
除去していく。この掘削装置では、ケーシングパイプの
内部において、地中にコンクリート杭などが埋設されて
いると、これをドリルで破砕しながら掘削を継続し、最
終的に縦孔を形成しなければならない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような掘削装置で
地中のコンクリート杭などを破砕しながら掘削する場
合、そのコンクリート杭の内部に補強鉄筋などが入って
いると、その鉄筋がドリルなどの先端工具の早期摩耗や
損傷の原因となり、頻繁に先端工具の交換が必要とな
る。一方、地上に設置する回転機構は、掘削機の掘削抵
抗に加えて、ケーシングパイプと地中壁面との摩擦抵抗
に対抗する回転動力を伝達する必要があり、大出力の大
がかりな装置が必要となるうえに、グリッパ部材の各リ
ンクには過大な捻れが作用するので、このリンク機構に
は強力な剛性強度と信頼性が要求され、大規模な装置と
なってしまう。しかも、この掘削装置は、平均の掘進速
度が１時間あたり約３０ｃｍ程度以下というように作業
能率が相当に悪い。

【０００５】 また、別の在来工法としては、ケーシン
グパイプ内に鉄アレイなどを落下させてコンクリート杭
の頭部を破壊することも行われている。この在来工法で
は、ケーシングパイプ内の土砂が鉄アレイの落下で固く
締まって破砕作業の支障となるうえに、パイプ内の杭破
砕後に、別のバケット装置などで被破砕物や折れた鉄筋
屑などを掬い上げて搬出することを要し、この工法も極
めて能率が低い。しかも、この在来工法は、アレイ落下
による騒音と振動の発生によって市街地で実施すること
ができない。

【０００６】 本発明は、既存の装置よりも掘進速度が
速く、特に地中のコンクリート杭を破砕しながら掘削す
る際における前記の問題点を改善するために提案された
ものであり、既存の縦孔掘削装置よりも遙かに高能率で
ある縦孔掘削工法と装置を提供することを目的としてい
る。本発明の他の目的は、地中に埋設された鉄筋コンク
リート杭などを効率よく破砕掘削し、同時に杭内部の鉄
筋も切断できる縦孔掘削工法と装置を提供することであ
る。本発明の別の目的は、土類や地中埋設杭などの被破
砕物や鉄筋屑を地上に効率よく搬出できる縦孔掘削工法
と装置を提供することである。本発明のさらに別の目的
は、地中に貫入するケーシングパイプのサイズが掘削装
置の直径よりも大径の場合でも、構成部品の一部を組替
えるだけで容易に対応できる経済的な縦孔掘削工法と装
置を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る縦孔掘削工法では、図１に示すよう
に、グリップ部材３１を有する上方の把持本体３０と、
ボックス型のバケットシェル６１，６１を油圧シリンダ
５０の伸縮動作によって開閉作動させる下方の掘削本体
６０とを備える掘削装置１００を用いる。本発明方法で
は、地中に貫入したケーシングパイプ７０の回転が休止
した状態において、掘削装置１００をケーシングパイプ
７０内に吊り下げ、グリップ部材３１でケーシングパイ
プ内壁に係合把持させた後に、対向バケットシェル６
１，６１の開閉動作によってケーシングパイプ内７０の
土類や地中埋設杭などを破砕除去する。つまり、本発明
工法は、既存の掘削工法のようにケーシングパイプ７０
を回転させながら掘削するのではなく、パイプ７０の回
転貫入作業と掘削装置による掘進作業とを分離させてい
る。

【０００８】 図３から図８から明らかなように、両バ
ケットシェル６１，６１において、破砕歯６６を有する
前縁部が対向することにより、両シェル破砕歯６６，６
６間に地中埋設杭中の鉄筋Ｓ（図７と図８）が位置する
と、該鉄筋を挟み込んで切断することが可能である。本
発明工法は、掘削作業をしながら同時に鉄筋を切断する
ことが可能であり、さらに所望に応じてシェル前縁部を
適宜に変形することでより迅速な鉄筋切断を達成してい
る。

【０００９】 一方、本発明に係る縦孔掘削装置１００
は、地中に貫入するケーシングパイプ７０と、吊り部材
１およびケーシングパイプ内壁に当接・離隔可能なグリ
ップ部材３１を有する上方の把持本体３０と、前縁部に
それぞれ凹凸歯を形成した１対の対向バケットシェル６
１，６１、該バケットシェルを開閉作動する油圧シリン
ダ５０および両バケットシェル６１と油圧シリンダ５０
を回転自在に軸着するフレーム４０を有する下方の掘削
本体６０とを備える。掘削本体６０のフレーム上部は、
把持本体３０の下方に連結し、この連結はボルト止めや
溶接などのほかに部材の一体化によっても達成可能であ
る。

【００１０】 本発明の掘削装置において、図４と図７
に示すように、互いのバケットシェル６１，６１の前縁
部をほぼ三角形平面の鋸歯状に形成し、両バケットシェ
ルが閉じたときに一方のシェル破砕歯の山部６７が他方
のシェル破砕歯の谷部６８と噛み合うように定め、各破
砕歯の谷部６８の奥まった部分において、切断刃６９の
エッジが破砕歯の縁から若干突き出るようにＶ字状に配
置すると好ましい。

【００１１】 また、図６と図８に示すように、互いの
バケットシェル６１，６１の前縁部をほぼ三角形平面の
鋸歯状に形成し、一方のシェル破砕歯の谷部６８と他方
のシェル破砕歯の谷部６８とが若干位相が左右にずれる
ように配列するとともに、一方のシェル破砕歯の山部６
７と他方のシェル破砕歯の山部６７との高さがわずかに
異なるように定めてもよい。

【００１２】 図１０に示すように、通常のケーシング
パイプ７０よりも大径のパイプ７０’を使用する場合に
は、両バケットシェル６１，６１の背面に、両シェル開
口時に外方へ突出する拡径用の破砕掘削歯９０を着脱可
能に取り付ける。この場合には、グリップ部材３１およ
び下向きの平行リンク２７，２７は、図示しないけれど
も、接触面の半径が大きいグリップ部材およびいっそう
長い下向きの平行リンクに交換することになる。

【００１３】 掘削装置１００では、把持本体３０にお
いて、吊り部材１の下方に枠体１０（図１）を取り付
け、該枠体に対して基底部材２０を上下方向へ限定的に
昇降可能に設置し、該基底部材にはその周囲に軸心側か
ら外方に向けて下降する上向きのテーパ面２５を有する
反力部２６を均等に配置する。さらに、複数のグリップ
部材３１の内側に反力部２６のテーパ面２５に対向する
受圧面３４を形成し、軸心側から外方に向けて下向きの
平行リンク２７，２７によって各グリップ部材３１と枠
体１０とを連結すると好ましい。このような構成によ
り、各グリップ部材３１がケーシングパイプ内壁に対し
て接近・離隔可能になる。

【００１４】 本発明で用いるケーシングパイプ７０
は、その内壁に環状突起７１（図１）を軸線方向に所定
間隔をおいて形成すると好ましい。一方、把持本体３０
のグリップ部材３１において、その外周面に複数の凸条
３３をほぼ水平方向に設けることにより、グリップ部材
３１がケーシングパイプ内壁と係合する際に、外周面の
凸条３３がケーシングパイプ内壁の環状突起７１と噛み
合い、該グリップ部材の鉛直方向の動きを拘束する。

【００１５】 本発明では、個々の油圧シリンダ５０
（図１）によってバケットシェル６１を開閉すると好ま
しい。油圧シリンダ５０は、ピストンロッド５２をフレ
ーム４０の上方側に、且つチューブ５１をバケットシェ
ル６１の側に位置するようにそれぞれ軸着し、通常はチ
ューブ５１の後端クレビス部５５をバケットシェル６１
の後方側に連結する。

【００１６】 図９に例示の油圧シリンダ５０におい
て、ピストン側油室またはロッド側油室に通じる２本の
油通路５９，５９’をピストンロッド５２の内部に形成
し、両油通路の油圧ポート５７，５７’はピストンロッ
ド先端のナックル部５３またはその近傍に設けると好ま
しい。油圧ポート５７，５７’には、それぞれホース８
７（図１）を接続するともに、ピストンロッド５２をフ
レーム上方側に、且つチューブ５１をバケットシェル側
に位置するようにそれぞれ軸着する。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明工法は、地中Ｇに貫入した
ケーシングパイプの回転休止状態において、該ケーシン
グパイプ内部の土類や地中埋設物を迅速に破砕し、この
際に地中埋設の鉄筋コンクリート杭などが介在しても破
砕掘削できる。本発明工法における縦孔掘削装置１００
は、図１から図３に示すように、把持本体３０と開閉バ
ケット式の掘削本体６０とで構成し、掘削作業時におけ
る装備の全体構成は図１１に示している。

【００１８】 掘削装置１００において、上方の把持本
体３０は、枠体１０と基底部材２０と複数のグリップ部
材３１とで構成する。枠体１０は、例えば、ベアリング
部材９を介して、吊り部材１の下面に回転自在に取り付
ける。基底部材２０は、枠体１０の中心の筒部１３に嵌
合する案内軸２３に沿って限定的に昇降可能に支持さ
れ、且つ周囲にテーパ面２５を有する反力部２６を円周
方向に均等に配置している。

【００１９】 吊り部材１と枠体１０とがベアリング部
材９を介して回転自在に連結されていると、縦孔掘削装
置１００をケーシングパイプ７０に下ろす前に、掘削本
体６０を左右に回転して任意の方向で掘削作業が行え
る。また、掘削本体６０が掘削対象物に当たって左右に
回転した場合でも、ケーシングパイプ７０の内壁に固定
する前に、バケットシェル６１が掘削対象物を噛んだ状
態で昇降装置１０１のフック１０３を若干引き上げれ
ば、吊り部材１がフックの方向に合わせて回転して自動
的に補正が可能であり、吊り上げ索と油圧ホース８０と
が絡み合うトラブルを回避できる。

【００２０】 複数のグリップ部材３１は、平行リンク
２７，２７で枠体１０と連結され、且つ下方に基底部材
２０のテーパ面２５と平行な受圧面３４を形成し、該受
圧面がテーパ面２５と接することにより、ケーシングパ
イプ７０の内壁と係合する機能を有する。グリップ部材
３１は、図２に示すようにパイプ内壁面と対向させて配
置するのが一般的であるが、例えば円周方向に１２０゜
ずつ隔てて３組またはそれ以上の組数の配置構成にして
もよい。この場合には、グリップ部材３１の組数に対応
させて、プレート１２、支持プレート２１および平行リ
ンク２７，２７の組数を増やし、垂直リンク１６などの
組も通常複数である。

【００２１】 一方、掘削本体６０は、把持本体３０の
下方にボルト止めされ、フレーム４０の下方において、
前縁部に凹凸歯を有する１対の対向バケットシェル６
１，６１を備える。ボックス型のバケットシェル６１，
６１は、一端をフレーム４０の上方に他端をバケットシ
ェル６１にそれぞれ軸着した油圧シリンダ５０の伸縮動
作により、互いに開閉駆動されるように構成する。

【００２２】 バケットシェル６１は、その前縁部にお
いて、ほぼ三角形平面の鋸歯状に破砕歯６６を形成す
る。図４に示すように、破砕歯６６の谷部６８に切断刃
６９，６９をＶ字状に取り付け、破砕歯６６の谷部６８
が相手側の歯の山部６７と突き当たる前に、切断刃６９
と交差して噛み合う配置にする。また、図６に示すよう
に、互いの破砕歯６６の谷部６８，６８同士の位相が若
干左右にずれる配置にし、一方のシェル破砕歯の山部６
７と他方のシェル破砕歯の山部６７との高さを異なら
せ、且つ互いの破砕歯の山部６７，６７が上下に近接交
差するように定める。このような破砕歯構成により、破
砕歯の山部６７，６７でコンクリート杭などの地中埋設
物を破砕するとともに、破砕歯の谷部６８に介在する鉄
筋Ｓ（図８）を剪断することができる。

【００２３】 掘削装置１００（図１１）によって掘削
作業を行うには、装置上端の吊り部材１をフック１０３
で吊って地中貫入のケーシングパイプ７０の内部に下ろ
し、該フックはクレーンなどの吊り上げ昇降装置１０１
のブーム１０２の先端から垂下する。掘削装置１００が
着底した後に、フック１０３をさらに若干下降させて緩
めると、枠体１０は、下方中心の筒体１３と嵌合する基
底部材２０の案内軸２３に沿って自重で下降する。この
際に、グリップ部材３１の受圧面３４が基底部材２０の
反力部のテーパ面２５と接触する。

【００２４】 枠体１０は、受圧面３４とテーパ面２５
とが接触してもさらに下降し、この下降によって下向き
の平行リンク２７，２７を押し上げる。このリンク押し
上げにより、グリップ部材３１がケーシングパイプ７０
の内壁に接近し、さらにパイプ内壁と係合する。この係
合状態では、グリップ部材３１は図１の２点鎖線で示す
位置に移動している。グリップ部材の外周面に水平方向
の凸条３３を設けている場合には、該凸条がケーシング
パイプ内面の環状突起７１間に位置し、把持本体３０の
鉛直方向の動きをより確実に拘束する。

【００２５】 把持本体３０がケーシングパイプ７０と
係合した状態において、掘削本体４０の油圧シリンダ５
０，５０を伸縮作動すると、バケットシェル６１，６１
を開閉作動できる（図１の実線と２点鎖線を参照）。バ
ケットシェル６１，６１の開閉作動により、ケーシング
パイプ内部の土類および地中埋設杭や構築物を破砕・掘
削し、両シェルの内部に掬い取ることができる。

【００２６】 土類を掬い取った後に、昇降装置１０１
（図１１）のフック１０３によって吊り部材１を引き上
げる。この引き上げで枠体１０が基底部材２０の案内軸
２３に沿って上昇し、グリップ部材３１の自重が平行リ
ンク２７，２７に直接作用して両平行リンクを下向きに
動かす。この結果、グリップ部材３１がケーシングパイ
プ７０の内壁から離隔し、該グリップ部材による拘束を
解除する。枠体１０の上昇により、該枠体と基底部材２
０とを連結する垂直リンク１６のピン１７が係止用の長
穴１４の下方内周面と接触すると、この後には基底部材
２０を掘削本体６０とともに引き上げ、掘削装置１００
が上昇する。

【００２７】 掘削装置１００は、ケーシングパイプ７
０の上端面を越えるまで引き上げ、昇降装置１０１のブ
ーム１０２の操作などでケーシングパイプ外の運搬車上
または掘削物置き場に移動させる。バケットシェル６
１，６１を開いて掬い取った被掘削物を投下した後、再
び昇降装置１０１を操作し、掘削装置１００をケーシン
グパイプ内に吊り下ろして作業を続ける。掘削作業と被
掘削物の搬出作業は、以上の操作を繰り返して行い、作
業の進捗状況や掘削対象物に応じて、掘削作業を数回連
続した後に被掘削物をまとめて搬出してもよい。

【００２８】 本発明で用いるケーシングパイプ７０
は、図１１において、パイプ回転駆動装置１０４によっ
て地中Ｇに貫入する。ケーシングパイプ７０には、先端
周面に掘削刃（図示しない）を取り付けまたは刻設し、
破砕作業の前工程で、該ケーシングパイプを駆動装置１
０４で回転してあらかじめ地中の適当な深さまで貫入さ
せておく。掘削作業が進行すれば、掘削装置１００で掘
進する深度に応じ、掘削作業休止中に段階的にケーシン
グパイプ７０を回転し、該パイプを順次地中に貫入して
いく。

【００２９】 また、油圧源装置１０８によって掘削装
置１００の油圧シリンダ５０を駆動し、装置１０８で発
生させた高圧油はホース１０７とホースリール１０６と
を中継させて供給する。ホースリール１０６から引き出
した往復２系統のホース８０，８０は、昇降装置１０１
のブーム１０２に吊り下げた滑車１０５を経由して、吊
り部材１に取付けた金具８１，８１（図１）に接続さ
れ、さらに別のホースを介してスイベルジョイント８２
に接続する。図１に示すように、駆動高圧油は、スイベ
ルジョイント８２の下端に取り付けた往復２系統のホー
ス金具８３，ホース８４，ホース金具８５，分岐金具８
６，ホース８７，金具８８を経由して、油圧シリンダ５
０のホース接続ポート５７，５７’（図９）まで供給す
る。

【００３０】 掘削装置１００において、把持本体３０
におけるベアリング部材９とスイベルジョイント８２を
省略し、吊り部材１を枠体１０と直接固着するように構
成してもよい。また、グリップ部材３１の外面は、図２
に示すように、ケーシングパイプ７０の内壁に合わせた
円弧状にすると、より安定して係合把持できるので好ま
しい。

【００３１】

【実施例】次に、本発明を実施例に基づいて説明する
が、本発明は実施例に限定されるものではない。縦孔掘
削装置１００は、図１に示すように、全体として細長
く、ケーシングパイプ７０の内径よりも小さい外径に定
める。掘削装置１００は、吊り部材１およびグリップ部
材３１を有する上方の把持本体３０と、該把持本体の下
方にボルトで連結する掘削本体６０とで構成し、上端の
吊り部材１およびベアリング部材９を介して回転自在に
取り付け、且つグリップ部材３１，３１によってケーシ
ングパイプ７０の内部に係合・固定できる。

【００３２】 上方の把持本体３０において、吊り部材
１は、ベアリング部材９と接する水平円盤７の上面に立
設する１対の平行ブラケット６，６と、ブラケット６と
直行させたその側面を補強するリブ８，８と、下方にボ
ス部４を設けた吊り金具２とで構成し、該吊り金具はボ
ス部４とブラケット上方の横貫通穴にピン５を通して垂
直面で回転自在に連結する。また、水平円盤７の上面に
おいて、一方のブラケット６の横側にホース用金具８１
を取り付け、該金具に油圧源からのホース８０を接続す
るとともに、該水平円盤の中心にスイベルジョイント８
２を垂直に設置する。水平円盤７の下側には、公知のベ
アリング部材９を設置し、さらにスイベルジョイント８
２の下方にホース用金具８３を取り付ける。

【００３３】 一方、吊り金具２の上端部には、スリン
グワイヤを通すための貫通孔３を形成し、該ワイヤをフ
ック１０３を引っ掛ける。フック１０３をブーム１０２
の先端から垂下すると、クレーンなどの吊り上げ昇降装
置１０１のブーム１０２で掘削装置１００を吊り上げる
ことができる。

【００３４】 吊り部材１の下方に位置する枠体１０
は、ベアリング部材９に旋回自在に取り付ける水平の上
方円盤１１と、該上方円盤の下面に円周方向に９０°ず
つ隔てて垂直に固着する４本のプレート１２，１２’
と、各プレート下方と接続して垂直支持する円筒部１３
とによって構成する。一直線配置する一方のプレート１
２，１２には、垂直方向に間隔をおいてそれぞれ貫通孔
１５，１５を設け、各貫通孔において平行リンク２７の
一端部をピン２８で回転自在に連結する。また、プレー
ト１２と直交する他方のプレート１２’，１２’の下方
には、縦長の貫通孔１４をそれぞれ設け、各縦長孔にお
いて垂直リンク１６の一端部をピン１７で連結すること
により、該リンク１６はプレート１２’つまり枠体１０
に対して垂直方向に限定的に移動可能である。

【００３５】 枠体１０の下方に位置する基底部材２０
は、水平の下方円盤２２と、該下方円盤の上面に円周方
向に９０°ずつ隔てて垂直に固着する４本の支持プレー
ト２１，２１’と、各プレート上方と接続して垂直に支
持する案内軸２３とによって構成する。４本の支持プレ
ート２１，２１’は、上方の４本のプレート１２，１
２’とそれぞれ垂直方向で対応する。プレート１２と対
向する支持部材プレート２１には、軸心側から外方に向
けて下方傾斜するテーパ面２５を形成し、該テーパ面に
ライナーを取付けて反力部２６を構成する。プレート１
２’と対応する支持プレート２１’は、その上方に貫通
ピン孔２４をそれぞれ有し、該ピン孔に垂直リンク１６
の他端部をピン１８で連結する。上方へ延びる案内軸２
３は上方の円筒部１３に嵌入し、該案内軸の直径が筒体
１３の内径よりも若干小さく、嵌合状態で上下方向に摺
動可能である。また、下方円盤２２の中心には、ホース
用金具８５とその下方に分岐管８６，８６とを２組取り
付け、各金具８５とスイベルジョイント８２の金具８３
を２系統のホース８４，８４によって接続する。

【００３６】 把持本体３０は、上下方向に移動可能な
１対のグリップ部材３１，３１を備え、該グリップ部材
は図２に示すようにパイプ内壁面と対向させて配置す
る。各グリップ部材３１は、ケーシングパイプ７０の内
壁面と同心の外周面を有する把持部と、該把持部の内側
中央に形成した垂直リブ３２とからなり、該垂直リブの
下端面がテーパ面２５と接触可能な傾斜面の受圧面３４
である。垂直リブ３２には、垂直方向に間隔をおいて貫
通孔３５，３５を設け、各貫通孔において平行リンク２
７の他端部をピン２８で回転自在に連結する。グリップ
部材３１の把持部外周面には、複数段の凸条３３をほぼ
水平方向に設ける。

【００３７】 下方の掘削本体６０において、フレーム
４０は、上方取付板４３の下面に所定間隔をおいて垂直
に固着した１対の並行側板４１，４１と、両並行側板間
に渡して固着する逆Ｔ字形断面の補強リブ４２と、両並
行側板の下端面から下方に突出するバケット支持部４５
とで構成し、両支持部の先端部にピン孔４６を貫通形成
する。支持部４５のピン孔４６において、１対の対向バ
ケットシェル６１，６１をピン６３で回動自在に軸支す
る。

【００３８】 対向バケットシェル６１，６１は、それ
ぞれ油圧シリンダ５０の伸縮作動によってピン６３を支
点に開閉する。油圧シリンダ５０は、その上端部をピン
５４でフレーム４０の上方部に、下端部をピン５６でバ
ケットシェル６１の突出部６４に軸着する。バケットシ
ェル６１の突出部６４は、側面から見てシェル後方壁か
ら後方へ延び、且つ回転軸６３を中心とする円周に沿っ
て湾曲している。

【００３９】 この場合、油圧シリンダ５０に関して、
ピストンロッド５２の先端ナックル部５３をフレーム上
方部と、およびチューブ５１の後端クレビス部５５をバ
ケットシェル６１の突出部６４とそれぞれ接続する。こ
の配置では、ピストンロッド５２がバケットシェル６１
から遠さかり、掘削作業時にピストンロッド５２を並行
側板４１，４１の間で保護するから、ピストンロッド５
２の損傷を未然に防止することができる。

【００４０】 バケットシェル６１，６１には、その前
縁部にほぼ三角形平面の鋸歯状の破砕歯６６を形成す
る。対向する破砕歯６６，６６は、コンクリートへの食
い込みと初期亀裂をより容易に発生させるために、側面
から見ると先細り状であり、しかも先端部が平面から見
て尖った形状である。

【００４１】 破砕歯６６，６６は、図４と図７に示す
ように、両バケットシェルが閉じたときに一方のシェル
破砕歯の山部６７が他方のシェル破砕歯の谷部６８と噛
み合うように定め、各破砕歯の谷部６８の奥まった部分
において、切断刃６９，６９のエッジが破砕歯の縁から
若干突き出るようにＶ字状に配置する。この破砕歯構成
では、バケットシェル６１，６１を完全に閉じる前に、
相手側のシェル破砕歯の山部６７が切断刃６９のエッジ
と交差し、鉄筋Ｓを容易に切断できる。

【００４２】 また、破砕歯６６，６６は、図６と図８
に示すように、互いのバケットシェル６１，６１の前縁
部をほぼ三角形平面の鋸歯状に形成し、互いのシェル破
砕歯の谷部６８と６８が若干位相が左右にずれるように
配列するとともに、一方のシェル破砕歯の山部６７と他
方のシェル破砕歯の山部６７との高さがわずかに異なる
ように定めてもよい。この破砕歯構成では、バケットシ
ェル６１，６１を完全に閉じる前に、互いの破砕歯の山
部６７，６７が交差し、谷部６８，６８間で鉄筋Ｓを容
易に切断できる。

【００４３】 縦孔掘削装置１００では、バケットシェ
ル６１，６１が閉じる工程において、その前縁部の破砕
歯６６，６６が前記のように被掘削物に食い込んでこれ
を効率よく破砕する。この際に、破砕歯６６，６６に作
用する反力で掘削装置１００を上方へ押し戻そうとす
る。この押し戻し力は、基底部材２０において反力部２
６が受圧面３４を介してグリップ部材３１を押し上げよ
うとする力として働き、グリップ部材３１，３１をさら
に外方へ押し開き、ケーシングパイプ７０の内壁にいっ
そう強く押し付ける。この結果、グリップ部材３１，３
１による摩擦保持力を増し、縦孔掘削装置１００をパイ
プ内壁に安定把持することにより、破砕掘削作業を効果
的に達成することができる。

【００４４】 把持本体３０のグリップ部材３１におい
て、その外周面に複数の凸条３３をほぼ水平に複数列形
成する場合には、各凸条がケーシングパイプ内壁の環状
突起７１と噛み合い、該グリップ部材の鉛直方向の動き
を拘束する。凸条３３で鉛直方向の動きを拘束すれば、
掘削装置１００をさらに確実にパイプ内壁に固定でき
る。

【００４５】 掘削装置１００において、バケットシェ
ル６１，６１で土類を掘削すると、地中埋設の破砕対象
物の内部に存在する鉄筋などは、バケットシェル６１，
６１が閉じる直前に破砕歯６６の谷部６８に挟まれるこ
とになる。図４と図７に示すシェル構造では、鉄筋Ｓを
破砕歯の谷部６８の奥に取り付けたＶ字状の切断刃６
９，６９で剪断する。また、図６と図８に示すシェル構
造では、鉄筋Ｓを互いの破砕歯の谷部６８の斜面間で剪
断する。バケットシェル６１，６１内に掬い取られた被
破砕物と鉄筋屑などは、両バケットシェルで掴んだまま
クレーンなどの昇降装置１０１で吊り上げ、ケーシング
パイプ７０の外部に排出すればよい。

【００４６】 掘削装置１００は、実機を用いた掘進テ
ストにおいて１時間当たりの掘削深度が約１００ｃｍに
達する。このテスト結果により、掘削装置１００につい
て、その作業能率が優れていることが確認でき、該掘削
装置を用いて工期の大幅な短縮が可能となる。

【００４７】 本発明で用いる油圧シリンダ５０は、図
９に示すような内部構造であると好ましい。この油圧シ
リンダにおいて、ピストン側油室またはロッド側油室に
通じる２本の油通路５９，５９’をピストンロッド５２
の内部に形成し、油通路５９，５９’と連通する油圧ポ
ート５８，５８’をピストンＰの前後面またはその直近
のピストンロッド端部に別々に開口するように設ける。
一方、ピストンロッド先端のナックル部５３またはその
近傍にホース接続用の油圧ポート５７，５７’を設け、
両油圧ポート５７，５７’をピストンロッド内の油通路
５９，５９’と連通させる。

【００４８】 この油圧シリンダ５０を図示の状態で
掘削装置１００に組み込むと、掘削本体６０の油圧ホー
ス８７がシリンダ上方に位置し、バケットシェル６１に
近い側にはホースなどが存在しない配置態様となる。こ
の結果、ホースが被掘削物の破砕片に衝突したり、シリ
ンダ５０の揺動で潰されたりして疲労破損する蓋然性を
軽減し、掘削装置１００の信頼性がいっそう向上する。

【００４９】 図１０に本発明の変形例を示し、この変
形例ではバケットシェル６１，６１の背面において、そ
れぞれ拡径用の破砕掘削歯９０を両シェル開口時に外方
へ突出するように着脱可能に複数個取り付ける。図示し
ないけれども、グリップ部材３１および下向きの平行リ
ンク２７，２７は、外周の接触面の半径が大きなグリッ
プ部材およびいっそう長い下向きの平行リンクへの交換
が可能なように構成する。

【００５０】 この構成により、より大径のケーシング
パイプ７０’を貫入して大径の埋設杭などを破砕掘削す
る場合、拡径用の破砕掘削歯９０をバケットシェル６１
の背面に取り付け、グリップ部材３１と平行リンク２７
を大径ケーシングパイプ用に交換するだけで対応するこ
とができる。したがって、別の大径用の機械装置を導入
する必要がなく、種々のサイズのケーシングパイプを使
用する場合でも、掘削装置１００の一部の構成部品の交
換のみで工事を実施できて経費節減になる。

【００５１】

【発明の効果】本発明の縦孔掘削方法は、コンクリート
の破砕を効率的に行う破砕工法を変形して合理的に利用
しており、この破砕工法では油圧シリンダで破砕アーム
を開閉し、このアームに噛んだコンクリートを破砕す
る。本発明の掘削工法は、両バケットシェルの開閉作用
で被掘削物を破砕するので、小出力油圧源を用いて一度
に大量の破砕掘削作業が可能であり、地中に鉄筋などが
介在しても支障なく切断でき、被掘削物を両バケットシ
ェルで掴んだまま搬出できる。

【００５２】 本発明の掘削工法は、ケーシングパイプ
の回転を休止した状態で掘削作業を行う点が独創的であ
る。このため、この掘削工法では、ケーシングパイプの
回転駆動に大出力を必要せず、しかも１台の油圧装置で
パイプ回転駆動と掘削作業を兼用できる。

【００５３】 本発明の縦孔掘削装置は、実機によるテ
スト結果で１時間当たりの掘進速度が約１００ｃｍであ
り、従来の掘削装置に比べて約３倍優れた作業能率が期
待でき、従来よりも工期を大幅に短縮できる利点があ
る。さらに、本発明の縦孔掘削装置では、バケットシェ
ルの背面に拡径用の破砕歯を取り付けると、グリップ部
材を大径のものに付け変えるだけで、より大径のケーシ
ングパイプに適応可能となり、掘削できる縦孔径の適応
範囲がが広なって総体的な工事費を軽減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る縦孔掘削装置の縦断面図であ
り、一方の垂直リンクの個所を水平方向に９０°移動さ
せて図示している。

【図２】 図１のＡ−Ａから見た水平断面図である。

【図３】 掘削装置におけるバケットシェル部分の拡大
側面図である。

【図４】 図３のバケットシェルの底面図である。

【図５】 本発明の変形例であるバケットシェル部分の
拡大側面図である。

【図６】 図５のバケットシェルの底面図である。

【図７】 図３のバケットシェルにおいて破砕歯の噛み
合い状態を拡大して示す部分底面図である。

【図８】 図５のバケットシェルにおいて破砕歯の噛み
合い状態を拡大して示す部分底面図である。

【図９】 本発明で用いる油圧シリンダの部分断面図で
ある。

【図１０】 本発明の別の変形例を開示し、バケットシ
ェルで土類を掘削する状態を示す要部断面図である。

【図１１】 掘削装置によって縦孔掘削作業を行ってい
る状態を一部切り欠いて示す全体側面図である。

【符号の説明】

１ 吊り部材 １０ 枠体 ２０ 基底部材 ２７，２７ 平行リンク ３０ 把持本体 ３１ グリップ部材 ４０ フレーム ５０ 油圧シリンダ ６０ 掘削本体 ６１，６１ バケットシェル ６６ 破砕歯 ６７ 破砕歯の山部 ６８ 破砕歯の谷部 ６９ 切断刃 ７０ ケーシングパイプ ９０ 拡径破砕掘削歯 １００ 掘削装置

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−217357（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−260865（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−286370（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−111840（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) E21B 11/00 - 11/04 E04G 23/08

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 グリップ部材を有する上方の把持本体
   と、１対の対向バケットシェルを油圧シリンダの伸縮動
   作によって開閉作動させる下方の掘削本体とを備える掘
   削装置を用い、地中に貫入したケーシングパイプの回転
   を休止した状態において、この掘削装置をケーシングパ
   イプ内に吊り下げ、グリップ部材でケーシングパイプ内
   壁に係合把持させた後に、対向バケットシェルの開閉動
   作によってケーシングパイプ内の地中埋設構築物を破砕
   除去し、両バケットシェルにおいて、鋸歯状の破砕歯を
   有する前縁部が対向し、各破砕歯が側面から見ると先細
   り状であることにより、コンクリートへの食い込みと初
   期亀裂が容易に発生し、両シェル前縁部の破砕歯間に地
   中埋設物中の鉄筋が位置すると、該鉄筋を挟み込んで切
   断する縦孔掘削工法。
2. 【請求項２】 地中に貫入するケーシングパイプと、吊
   り部材およびケーシングパイプ内壁に当接・離隔可能な
   グリップ部材を有する上方の把持本体と、前縁部にそれ
   ぞれ凹凸歯を形成した１対の対向バケットシェル、該バ
   ケットシェルを開閉作動する油圧シリンダおよび両バケ
   ットシェルと油圧シリンダを回転自在に軸着するフレー
   ムを有する下方の掘削本体とを備え、この掘削本体のフ
   レーム上部を前記の把持本体の下方に連結している縦孔
   掘削装置。
3. 【請求項３】 互いのバケットシェルの前縁部は、ほぼ
   三角形平面の鋸歯状に形成し、両バケットシェルが閉じ
   たときに一方のシェル破砕歯の山部が他方のシェル破砕
   歯の谷部と噛み合うように定めるとともに、各破砕歯の
   谷部の奥まった部分において、切断刃のエッジが破砕歯
   の縁から若干突き出るようにＶ字状に配置し、両バケッ
   トシェルを完全に閉じる前に、相手側のシェル破砕歯の
   山部がこの切断刃のエッジと交差する請求項２記載の掘
   削装置。
4. 【請求項４】 互いのバケットシェルの前縁部は、ほぼ
   三角形平面の鋸歯状に形成し、一方のシェル破砕歯の谷
   部と他方のシェル破砕歯の谷部とが若干位相が左右にず
   れるように配列するとともに、一方のシェル破砕歯の山
   部と他方のシェル破砕歯の山部との高さがわずかに異な
   ることにより、両バケットシェルを完全に閉じる前に、
   互いの破砕歯の山部が交差する請求項２記載の掘削装
   置。
5. 【請求項５】 地中に貫入するケーシングパイプと、吊
   り部材およびケーシングパイプ内壁に当接・離隔可能な
   グリップ部材を有する上方の把持本体と、１対の対向バ
   ケットシェル、該バケットシェルを開閉作動する油圧シ
   リンダおよび両バケットシェルと油圧シリンダを回転自
   在に軸着するフレームを有する下方の掘削本体とを備
   え、前記の把持本体において、吊り部材の下方に枠体を
   取り付け、該枠体に対して基底部材を上下方向へ限定的
   に昇降可能に設置し、該基底部材にはその周囲に軸心側
   から外方に向けて下降する上向きのテーパ面である反力
   部を均等に配置するとともに、複数のグリップ部材の内
   側に反力部のテーパ面に対向する受圧面を形成し、軸心
   側から外方に向けて下向きの平行リンクで各グリップ部
   材と前記枠体とを連結することにより、該グリップ部材
   をケーシングパイプ内壁に対して接近・離隔可能に構成
   する縦孔掘削装置。
6. 【請求項６】 バケットシェルをおのおの開閉する油圧
   シリンダにおいて、ピストンロッドをフレーム上方側に
   且つチューブをバケットシェル側に位置するようにそれ
   ぞれ軸着する請求項２または５記載の掘削装置。
7. 【請求項７】 地中に貫入するケーシングパイプと、吊
   り部材およびケーシングパイプ内壁に当接・離隔可能な
   グリップ部材を有する上方の把持本体と、１対の対向バ
   ケットシェル、該バケットシェルを開閉作動する油圧シ
   リンダおよび両バケットシェルと油圧シリンダを回転自
   在に軸着するフレームを有する下方の掘削本体とを備
   え、両バケットシェルの背面には、外方に向けて突出す
   る拡径用の破砕掘削歯を着脱可能に取り付け、グリップ
   部材および下向きの平行リンクは、接触面の半径が大き
   いグリップ部材およびより長い下向きの平行リンクに交
   換可能である縦孔掘削装置。
8. 【請求項８】 ケーシングパイプの内壁に環状突起を軸
   線方向に所定間隔をおいて形成するとともに、把持本体
   のグリップ部材において、その外周面に複数の凸条をほ
   ぼ水平方向に設けることにより、グリップ部材がケーシ
   ングパイプ内壁と係合する際に、外周面の凸条がケーシ
   ングパイプ内壁の環状突起と噛み合い、該グリップ部材
   の鉛直方向の動きを拘束する請求項２、５または７に記
   載の掘削装置。