JP3035490B2 - 縦穴構築方法及び装置 - Google Patents

縦穴構築方法及び装置

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JP3035490B2
JP3035490B2 JP8090299A JP9029996A JP3035490B2 JP 3035490 B2 JP3035490 B2 JP 3035490B2 JP 8090299 A JP8090299 A JP 8090299A JP 9029996 A JP9029996 A JP 9029996A JP 3035490 B2 JP3035490 B2 JP 3035490B2
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衛 宮崎
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電柱・支柱などの
建て付け工事、下水道の汚水枡・副管工事、ガケ地など
の雨水溝工事などにおいて用いられる縦穴構築技術に関
する。
【0002】
【従来の技術】電柱・支柱などの建て付け工事において
は、従来より、昇降アームとこれに垂下されたスパイラ
ル状の掘削具を有する建柱車が使用されている。建て付
け工事の現場では、まず建柱車の掘削具を回転させて地
中に縦穴を掘削した後掘削具を引き上げ、形成された縦
穴の中に電柱などの下部を挿入し、最後に電柱と縦穴と
の隙間にコンクリート打設するか、埋め戻しをして固定
するという方法がとられている。
【0003】すなわち、地中に縦穴を掘削する作業と、
縦穴に電柱などを挿入して固定する作業とが一連の作業
として連続して行われている。そして、これらの作業
は、1本の電柱を建てるたびに繰り返し行われている。
【0004】地中に縦穴を掘削する作業と、縦穴に電柱
などを挿入して固定する作業とを連続して行う理由は、
地中に縦穴を掘削し掘削具を引き上げた後放置すると土
砂が崩落して縦穴が埋もれる可能性が高いためである。
このため、従来の建て付け方法では、縦穴掘削後直ちに
電柱などを挿入する必要がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来の建
て付け工事では、縦穴掘削後放置すると土砂が崩落して
縦穴が埋もれ電柱などの挿入ができなくなるおそれがあ
るため、電柱などを1本建てるたびに、縦穴掘削作業と
電柱挿入作業とを続けて行わなければならない。このた
め、縦穴掘削作業と電柱挿入作業とを分業化することが
できず、建て付け工事全体の作業効率を低下させる要因
になっている。
【0006】また、縦穴を掘削する現場が地下水位の高
い場所である場合、掘削した縦穴中に水が浸出して溜ま
るためコンクリート打設作業などが困難となり、このこ
とも作業効率を低下させる要因となっている。
【0007】さらに、従来の建て付け方法では、縦穴を
掘削した後に挿入した電柱などと地山とを確実に密着さ
せるために多量のグラウトを行うこともある。
【0008】そこで、本発明が解決しようとする課題
は、電柱などの建て付け工事において作業効率を大幅に
向上させることができ、強固な建て付け状態が得られる
縦穴構築方法および装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明の縦穴構築方法は、筒状ケーシングとその中
に挿入された掘削具とを有する縦穴掘削装置によって地
中に縦穴を掘削し、筒状ケーシングを地中に残置した状
態で掘削具を地上に引き上げ、次に管体とその中に配置
された波付成形装置を筒状ケーシング内に挿入し、その
後筒状ケーシングを地上に引き上げ、さらに波付成形装
置によって管体に対して波付加工を行うことを特徴とす
る。
【0010】本発明の縦穴構築方法では、筒状ケーシン
グ付きの掘削具を有する縦穴掘削装置によって掘削し、
筒状ケーシングを残置した縦穴に、管体と波付成形装置
を挿入し、筒状ケーシングを引き上げた後波付成形装置
によって管体に対して波付加工を行い、波付加工完了
後、波付成形装置を地上に引き上げ、地中に波付加工さ
れた管体を残置することにより縦穴を構築する。波付加
工され強度が向上した管体を地中に残置することにより
縦穴を構築するため、縦穴構築後放置しても土砂の崩落
や浸水などが生じない。
【0011】また、本発明の縦穴掘削装置は、回転軸に
固着された掘削具と、掘削具の上方および下方の回転軸
にそれぞれフランジ状に軸支され開口部を有する上部蓋
体および下部蓋体と、掘削具が出入可能に挿入され上部
蓋体に着脱可能に連結された筒状ケーシングとを備えた
ことを特徴とする。この縦穴掘削装置は前記縦穴構築方
法において使用するものである。
【0012】本発明の縦穴掘削装置では、筒状ケーシン
グ内の掘削具を回転させることにより地中を掘削して縦
穴を形成する。このとき、掘削具とともに筒状ケーシン
グも地中に沈ませていく構造である。また、掘削具の上
方および下方にそれぞれフランジ状に軸支された上部蓋
体および下部蓋体には開口部があるため、地中掘削によ
り生じた土砂は下部蓋体の開口部から筒状ケーシング内
へ入り、掘削具の回転により上昇して上部蓋体の開口部
から外へ排出される。
【0013】また、縦穴掘削装置では、掘削具の下端部
と下部蓋体の開口部の開口端とが係脱可能であることを
特徴とする。縦穴掘削装置は掘削具を正回転させること
により地中を掘削し、掘削が完了したら逆回転させた後
掘削具を引き上げる構造である。すなわち、掘削具を正
回転させるとその下端部が下部蓋体の開口端に当接し下
部蓋体を回転駆動することにより掘削作業が行われ、開
口部から筒状ケーシング内へ土砂が入ってくる。一方、
掘削完了後掘削具を逆回転させると、地山と当接してい
る下部蓋体は止まったまま掘削具のみが逆回転するた
め、掘削具の下端部が下部蓋体の開口端から離脱して一
回りすることにより、下部蓋体の開口部は掘削具により
閉塞された状態となる。
【0014】また、下部蓋体に、掘削具正回転中は筒状
ケーシング側面より外側に突出し、掘削具逆回転中は筒
状ケーシング内に収納される掘削刃を備えたことを特徴
とする。縦穴掘削装置では、筒状ケーシング内の掘削具
を回転させて地中を掘削して縦穴を形成していくとき、
掘削具とともに筒状ケーシングも地中に沈ませていく構
造である。したがって、筒状ケーシングの外径よりも大
きな内径の縦穴を形成していくために、掘削具正回転中
は筒状ケーシング側面より外側に突出する掘削刃を備え
ている。一方、掘削具を逆回転させると掘削刃は筒状ケ
ーシング内に収納されるため、掘削完了後、掘削具は筒
状ケーシング内を通過して引き上げることができる。
【0015】次に、本発明の波付成形装置は、管体内に
挿入され放射状に拡縮することにより管体を放射方向に
拡張する拡管手段を有することを特徴とする。この波付
成形装置は、地中の縦穴に挿入した薄肉鋼管などの管体
に波付加工を施すためのものである。すなわち、波付成
形装置を管体内に挿入した後、拡管手段を放射状に拡張
させることにより管体を放射方向に拡張して波形加工を
行い、拡管手段を収縮させて管体内を所定位置まで上昇
させ、再び拡管手段を放射状に拡張させることにより管
体を放射方向に拡げて波形加工を行う。以下、この動作
を繰り返すことにより管体に対して所定間隔の波形加工
を施していく。
【0016】ここで、前記拡管手段が、垂直軸に係止さ
れた昇降部材と、昇降部材の周囲に放射状に配設され昇
降部材の昇降により放射方向に拡縮可能なリンク部材
と、リンク部材の先端に取り付けられた成形押し型とを
備えたことを特徴とする。垂直軸に係止された昇降部材
を下降させることによりリンク部材を放射方向に拡張さ
せ、リンク部材の先端の成形押し型で管体を放射方向に
拡張して波形加工を行い、昇降部材を上昇させることに
よりリンク部材を元通りに収縮させる。
【0017】また、前記拡管手段を垂直方向に複数個配
列したことを特徴とする。地中の縦穴に挿入した薄肉鋼
管などの管体に波付加工を施す場合、管体の長手方向に
沿って複数個所に波付加工する必要があるため、拡管手
段を垂直方向に複数個配列することにより波付作業を効
率的に行う。
【0018】さらに、波付成形装置は管体を係脱可能に
保持する保持具を有することを特徴とする。波付加工を
施すための管体を地中に掘削した縦穴に挿入する場合、
波付成形装置の保持具で管体を係止することにより、波
付成形装置で管体を保持した状態で、縦穴中に管体と波
付成形装置とを同時に挿入することができる。また、波
付加工が完了した後は、管体と保持具との係止を解除す
ることにより、管体を残置した状態で波付成形装置を地
上に引き上げることができる。
【0019】ここで、波付成形装置の保持具が電磁石で
あることを特徴とする。波付加工を施す管体が鉄系材料
製である場合、保持具を電磁石としておけば、電磁石の
着磁および消磁操作を行うことにより、保持具と管体と
の係止および離脱を簡単に行うことができる。
【0020】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図1は縦穴構築方法を示す工程説
明図、図2,3は縦穴掘削装置の縦断面図および横断面
図、図4,5は波付成形装置の縦断面図および横断面
図、図6は波付成形装置による波付加工を示す工程説明
図である。
【0021】図1において、10は建柱車、11は伸縮
旋回可能なジブ、12は回転軸、13は縦穴掘削装置、
14は筒状ケーシング、15は上部蓋体、16は下部蓋
体、17は回転軸12に固着されたスパイラル状の掘削
具、18は薄肉鋼管、19は波付成形装置、20は電磁
石、25は電柱である。
【0022】図1に基づいて縦穴構築方法の概要につい
て説明する。図1(a)に示すように建柱車10のジブ
11に垂下状に取り付けた縦穴掘削装置13によって地
中に縦穴22を掘削する。そして、図1(b)に示すよ
うに上部蓋体15と筒状ケーシング14との係止を解除
し、回転軸12を上昇させて掘削具13を地上に引き上
げることにより筒状ケーシング14を地中に残置する。
なお、縦穴掘削装置13の構造などについては後述す
る。
【0023】次に、図1(c)に示すように薄肉鋼管1
8とその中に配置した波付成形装置19を地中の筒状ケ
ーシング14内に挿入する。このとき、波付成形装置1
9の下端部の電磁石20で薄肉鋼管18の底面を吸着す
ることにより薄肉鋼管18を保持している。
【0024】その後、図1(d)に示すように、建柱車
10のジブ11に備えられたフック23で筒状ケーシン
グ14の上端部を係止して地上に引き上げて撤去し、薄
肉鋼管18と波付成形装置19を地中に残置する。
【0025】さらに、図1(e)に示すように波付成形
装置19によって薄肉鋼管18に対して波付加工を行っ
ていく。波付加工が完了したら、地上からの操作により
波付成形装置19下端部の電磁石20を消磁して薄肉鋼
管18との係止を解除した後、波付成形装置19を地上
に引き上げる。これによって、波付加工を施された薄肉
鋼管18で内壁面および底面を補強された縦穴24が構
築される。なお、波付成形装置19の構造などについて
は後述する。
【0026】最後に、縦穴24内に電柱25を挿入し
て、縦穴24と電柱25との隙間に生コンクリートなど
を打設して固定することにより建柱作業が完了する。
【0027】この縦穴構築方法においては、波付加工に
より強度を向上させた薄肉鋼管18を地中に残置するこ
とにより縦穴24を構築するため、構築後放置しても土
砂の崩落などにより縦穴24が埋もれることがない。こ
のため、従来のように縦穴構築後直ちに電柱などを挿入
する必要がなくなる。すなわち、縦穴構築作業と建柱作
業を分業化することが可能となるため作業能率が向上す
る。特に、多数の電柱などの建柱作業を行う場合の作業
効率が大幅に向上する。
【0028】また、縦穴24は薄肉鋼管18で内壁面お
よび底面を補強されているため地下水位が高い場合でも
縦穴24内に地下水が浸出してくることがない。これに
よって、地下水による影響を全く受けることなく、生コ
ンクリート打設作業などを遂行することが可能である。
【0029】さらに、薄肉鋼管18は波付成形装置19
で地山に向かって拡管することにより波付加工が施され
るため、薄肉鋼管18は地山に強く密着され、ズレたり
移動することがない。したがって、薄肉鋼管18の外側
へのグラウト注入は不要となる。なお、薄肉鋼管18は
厚肉鋼管に比べ容易に錆びるため、環境に与える影響が
少ないというメリットもある。
【0030】次に、図2,3に基づき、前記縦穴構築方
法において使用する縦穴掘削装置13について説明す
る。縦穴掘削装置13は、回転軸12に固着された掘削
具17と、掘削具17の上方および下方の回転軸12に
それぞれフランジ状に軸支され開口部26、27を有す
る上部蓋体15および下部蓋体16と、掘削具17が出
入可能に挿入され上部蓋体15に連結ピン28により着
脱可能に連結された筒状ケーシング14とを備えてい
る。
【0031】回転軸12と上部蓋体15とは軸受39を
介して軸支され、下部蓋体16も回転軸12に軸受40
を介して軸支され、いずれも軸方向の力のみを伝える構
造である。掘削具17の下端部17aと、下部蓋体16
の開口部27の開口端16aとは係脱可能であるため、
掘削具17が正回転するとその下端部17aが開口端1
6aに当接して下部蓋体16が回転駆動されることによ
り、下部蓋体16に固定した掘削刃36および回動可能
に軸支した掘削刃37で地山を掘削する。掘削作業によ
り発生した掘削土砂はスパイラル状の掘削具17の回転
により地上に向けて送られ、上部蓋体15の開口部26
から外へ排出される。
【0032】掘削作業が完了したら、回転軸12を少し
逆回転させると、筒状ケーシング14外側面よりもオー
バーカットしていた最外側の掘削刃37が回動して筒状
ケーシング14内に収納される。そして、掘削具17の
下端部17aが約360°回転する位置まで回転軸12
を逆回転させると、下部蓋体16の扇形の開口部27が
掘削具17によって閉塞された状態となる。この状態で
連結ピン28を抜き、筒状ケーシング14と上部蓋体1
5との係止を解除して、筒状ケーシング14を地中に残
置した状態で掘削具17を掘削土砂とともに地上に引き
上げる。このとき、下部蓋体16の扇形の開口部27が
掘削具17によって閉塞された状態となっているため、
掘削土砂が筒状ケーシング14内に落下することがな
い。
【0033】このように、縦穴掘削装置13では、筒状
ケーシング14内の掘削具17を回転させることにより
下部蓋体16も回転させ、掘削刃36,37で地中を掘
削して縦穴を形成するが、このとき掘削具17とともに
筒状ケーシングも地中に沈ませていく構造である。この
ため、筒状ケーシング14の外径よりも大きな内径の縦
穴を形成していく必要がある。そこで、掘削具17正回
転中は筒状ケーシング14外側面より外に突出する掘削
刃37を備えることにより、筒状ケーシング14の外径
よりも大きな内径の縦穴を形成できるようにしている。
【0034】掘削作業が完了したら、掘削具17を逆回
転させることにより掘削刃37は筒状ケーシング14内
に収納されるため、筒状ケーシング14内を通過して掘
削具17を地上に引き上げることができる。
【0035】次に、図4〜6に基づいて波付成形装置1
9について説明する。波付成形装置19は、薄肉鋼管1
8内に挿入された状態で拡管手段を放射状に拡張して薄
肉鋼管18を内側から放射方向に拡幅することにより波
付加工を施すものである。
【0036】図5に示すように、拡管手段29は、垂直
軸30に係止された油圧ジャッキ31と、油圧ジャッキ
31の周囲に放射状に配設され油圧ジャッキ31の昇降
により放射方向に拡縮可能なリンク部材32と、リンク
部材32の先端に取り付けられた成形押し型33とを備
えている。垂直軸30に係止された油圧ジャッキ31を
下降させることにより、リンク部材32を放射状に拡張
させリンク部材32の先端の成形押し型33で薄肉鋼管
18を放射方向に拡げて波形加工を行う。
【0037】また、図4に示すように、波付成形装置1
9ではケーシング34内に拡管手段29を垂直方向に複
数個配列した構造とし、ケーシング34の上端には係止
環35を設けている。薄肉鋼管18に波付加工を施す場
合、その長手方向に沿って複数個所に波付加工する必要
があるが、拡管手段29を垂直方向に複数個配列するこ
とにより波付作業を効率的に行うことができる。
【0038】さらに、波付成形装置19は薄肉鋼管18
の保持具として電磁石20を備えている。電磁石20の
着磁および消磁操作を行うことにより、電磁石20と薄
肉鋼管18との係止および離脱を簡単に行うことができ
る。
【0039】ここで、波付成形装置19による波付加工
について説明する。まず波付成形装置19下端部の電磁
石20を薄肉鋼管18の底面に吸着させることにより波
付成形装置19で薄肉鋼管18を保持した状態とし、次
に建柱車10のジブ11に備えられたフック23でケー
シング34上端の係止環35を吊り下げて波付成形装置
19を薄肉鋼管18とともに、地中に残置された筒状ケ
ーシング14内に挿入すると、図1(c)に示す状態と
なる。この後、図1(d)に示すように、筒状ケーシン
グ14を引き抜いて撤去する。
【0040】そして、図4に示すように、最下段の拡管
手段29の油圧ジャッキ31を下降させることによりリ
ンク部材32を放射状に拡張させ、リンク部材32の先
端の成形押し型33で薄肉鋼管18を放射方向に拡げて
第1段の波付加工を行う。
【0041】第1段の波付加工が終了すると、図6
(a)に示すように、油圧シーケンス回路の作用によ
り、第2段の拡管手段29の油圧ジャッキ31が下降し
てリンク部材32を放射状に拡張するとともに、第1段
の油圧ジャッキ31が上昇してリンク部材32が元の状
態に収縮する。
【0042】第2段の波付加工が終了すると、図6
(b)に示すように、油圧シーケンス回路の作用によ
り、第3段の拡管手段29の油圧ジャッキ31が下降し
てリンク部材32を放射状に拡張するとともに、第2段
の油圧ジャッキ31が上昇してリンク部材32が元の状
態に収縮する。以下、この動作を繰り返すことにより、
自動的に薄肉鋼管18の最上段まで波付加工を行い、最
終的には図6(c)に示すような状態となる。
【0043】なお、波付加工は薄肉鋼管18の下方から
上方に向かって順に行われるため、図6(a)〜(c)
に示すように、薄肉鋼管18は作業の進行とともに地中
へ引き込まれていく。
【0044】薄肉鋼管18の最上段まで波付加工が完了
したら、地上からの操作により電磁石20を消磁して、
図1(e)に示すように、建柱車10のジブ11に備え
られたフック23でケーシング34上端の係止環35を
吊り下げて波付成形装置19を引き上げると、波付加工
された薄肉鋼管18のみが地中に残置され縦穴24の構
築が完了する。
【0045】なお、波付成形装置19では複数の拡管手
段29を垂直方向に複数個配列した構造としているが、
この構造に限定するものではないので、例えば、拡管手
段29を1台設けた構造とし、拡管手段29を薄肉鋼管
18に沿って所定間隔ずつ上昇させ、拡縮を繰り返すこ
とにより波付加工を施していくことも可能である。
【0046】
【発明の効果】本発明により、以下の効果を奏すること
ができる。
【0047】(1)本発明の縦穴構築方法では、筒状ケ
ーシング付きの掘削具を有する縦穴掘削装置によって掘
削した縦穴に、薄肉鋼管と波付成形装置を挿入し、波付
成形装置によって波付加工した管体で縦穴を構築するた
め、縦穴構築後放置しても土砂崩落による穴の埋もれが
生じない。このため、縦穴構築作業と建柱作業の分業化
が可能となり作業能率が大幅に向上する。
【0048】(2)波付加工された管体が地山と密着す
るため管体の外側へのグラウト注入が不要である。ま
た、地中に残置する管体として薄肉鋼管を使用するため
低コストであり、錆び易いため環境へ与える影響も少な
い。
【0049】(3)波付加工した管体を残置して縦穴を
構築するため、地下水位が高い場合でも、水に影響され
ない生コンクリート打設が可能である。
【0050】(4)本発明の縦穴掘削装置は、回転軸に
固着された掘削具と、開口部を有する上部蓋体および下
部蓋体と、上部蓋体に連結された筒状ケーシングとを備
えているため、地中を掘削して縦穴を形成するとき、掘
削土砂の排出がスムーズに行われる。
【0051】(5)縦穴掘削装置では、掘削完了後掘削
具を逆回転すると掘削具のみが逆回転して下部蓋体の開
口部は掘削具により閉塞された状態となるため、縦穴掘
削後掘削具を引き上げるとき、土砂が縦穴中へ落下する
ことがない。
【0052】(6)下部蓋体に、掘削具正回転中は筒状
ケーシング側面より外側に突出する掘削刃を備えたこと
により、掘削に伴う筒状ケーシングの沈下が容易とな
る。また、掘削具を逆回転させると掘削刃は筒状ケーシ
ング内に収納されるため、筒状ケーシング内の掘削具を
容易に引き上げることができる。
【0053】(7)本発明の波付成形装置は、管体内に
挿入され放射状に拡縮することにより管体を放射方向に
拡げる拡管手段を有するため、地中の縦穴に挿入した薄
肉鋼管などの管体に容易に波付加工を施すことができ
る。
【0054】(8)拡管手段が、垂直軸に係止された昇
降部材と、放射方向に拡縮可能なリンク部材と、成形押
し型とを備えたことにより、シンプルな構造でありなが
ら、効率よく管体の波付加工作業を行える。
【0055】(9)拡管手段を垂直方向に複数個配列す
ることにより、波付作業の効率を向上させることができ
る。
【0056】(10)波付成形装置が保持具を有するこ
とにより、管体と波付成形装置とを縦穴中に同時に挿入
することができる。また、波付加工が完了した後は、管
体と保持具との係止を解除することにより、波付成形装
置を地上に引き上げることができる。
【0057】(11)波付成形装置の保持具として電磁
石を使用することにより、保持具と管体との係止および
離脱を簡単に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】建穴構築方法を示す工程説明図である。
【図2】縦穴掘削装置の縦断面図である。
【図3】縦穴掘削装置の横断面図である。
【図4】波付成形装置の縦断面図である。
【図5】波付成形装置の横断面図である。
【図6】波付成形装置による波付加工を示す工程説明図
である。
【符号の説明】
10 建柱車 11 ジブ 12 回転軸 13 縦穴掘削装置 14 筒状ケーシング 15 上部蓋体 16 下部蓋体 16a 開口端 17 掘削具 17a 下端部 18 薄肉鋼管 19 波付成形装置 20 電磁石 22,24 縦穴 23 フック 25 電柱 26,27 開口部 28 連結ピン 29 拡管手段 30 垂直軸 31 油圧ジャッキ 32 リンク部材 33 成形押し型 34 ケーシング 35 係止環 36,37 掘削刃 39,40 軸受

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 筒状ケーシングとその中に挿入された掘
    削具とを有する縦穴掘削装置によって地中に縦穴を掘削
    し、 前記筒状ケーシングを地中に残置した状態で前記掘削具
    を地上に引き上げ、 次に、管体とその中に配置された波付成形装置を前記筒
    状ケーシング内に挿入し、 その後、前記筒状ケーシングを地上に引き上げ、 さらに、前記波付成形装置によって前記管体に対して波
    付加工を行うことを特徴とする縦穴構築方法。
  2. 【請求項2】 回転軸に固着された掘削具と、前記掘削
    具の上方および下方の前記回転軸にそれぞれフランジ状
    に軸支され開口部を有する上部蓋体および下部蓋体と、
    前記掘削具が出入可能に挿入され前記上部蓋体に着脱可
    能に連結された筒状ケーシングとを備え、前記掘削具の
    下端部と前記下部蓋体開口部の開口端とを係脱可能とし
    た縦穴掘削装置。
  3. 【請求項3】 管体内に挿入され、放射状に拡縮するこ
    とにより前記管体を放射方向に拡張する拡管手段を有す
    る波付成形装置。
  4. 【請求項4】 前記拡管手段が、垂直軸に係止された昇
    降部材と、前記昇降部材の周囲に放射状に配設され前記
    昇降部材の昇降により放射方向に拡縮可能なリンク部材
    と、前記リンク部材の先端に取り付けられた成形押し型
    とを備えた請求項3記載の波付成形装置。
  5. 【請求項5】 前記拡管手段を垂直方向に複数個配列し
    た請求項3または4記載の波付成形装置。
  6. 【請求項6】 前記管体を係脱可能に保持する保持具を
    有する請求項3〜5のいずれかに記載の波付成形装置。
  7. 【請求項7】 前記保持具が電磁石である請求項6記載
    の波付成形装置。
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