JP3232196B2 - 杭穴の掘削方法及び掘削機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、多数の杭を地中に順次
建て込んで柱列壁を構築するに当り、杭建て込み用の杭
穴を掘削するための方法とその掘削に使用される掘削機
とに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の柱列壁を構築する方法として、
従来、特公平４−６３１６７号公報に記載の方法が知ら
れている。この方法は、掘削機の掘削ドリル（アースオ
ーガ）により所要の深さの穴を掘削してセメントミルク
を注入することにより、ソイルセメントが充満する穴を
形成し、該穴内に、図９及び図１０に示すように、相互
連結のための雄結合条２ａと雌結合条２ｂとを両側面に
備えた鋼管１を挿入し、挿入された埋設鋼管１の雄結合
条２ａに、掘削ドリル３に連結された溝型材４を嵌め合
わせると共に、該埋設鋼管１の側面に当て板５を当接さ
せ、該埋設鋼管１をガイドに新たな穴を掘削してイルセ
メントが充満する穴を形成し、新たな鋼管を、その雌結
合条を上記埋設鋼管１の雄結合条２ａに嵌め合わせて建
て込むという作業を繰り返すものである。

【０００３】ところが、上記のように埋設鋼管１をガイ
ドにして掘削ドリル３で新たな穴を掘削する場合、該掘
削ドリル３には、その自由端側すなわち溝型材４で鋼管
１に支持された側とは反対側の端部に、矢印Ｆで示すよ
うな回転方向の力が作用し、この作用力Ｆが掘削ドリル
３を溝型材４を支点として図の時計回りに位置ずれさせ
る。このため、埋設鋼管１の結合条２ａや溝型材４ある
いは当て板５には回転方向の無理な力が加わってねじれ
や破損等を生じ易く、この結果、穴の掘削に支障を来し
たり、新たな鋼管の建て込みが困難になるなどの問題が
あった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、既設
の杭をガイドにして、掘削ドリルの位置ずれを生じるこ
となく新たな杭穴を掘削することが可能な、杭穴の掘削
方法とその方法を実施するための掘削機とを得ることに
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の掘削方法は、大径のメイン掘削ドリルと小
径のサブ掘削ドリルとを相互に平行且つサブ掘削ドリル
がメイン掘削ドリルより下方に突出するように結合した
掘削機を使用し、既設の杭をガイドとして、上記２つの
掘削ドリルを互いに逆向きに駆動回転させて掘り進むこ
とにより、小径のサブ掘削ドリルに掘削の先導をさせる
と同時にメイン掘削ドリルに作用する位置ずれ方向の作
用力を吸収させながら、上記メイン掘削ドリルで杭穴を
掘削することを特徴とするものである。また、本発明の
掘削機は、杭穴を掘削するための大径のメイン掘削ドリ
ルと、該メイン掘削ドリルに作用する位置ずれ方向の作
用力を吸収させるための小径のサブ掘削ドリルと、これ
らの掘削ドリルに取り付けられ、既設の杭をガイドとし
て該杭の軸線方向に移動可能な保護案内部材とを備え、
上記メイン掘削ドリルとサブ掘削ドリルとが、相互に平
行且つサブ掘削ドリルがメイン掘削ドリルより下方に突
出するように結合され、互いに逆向きに駆動回転される
構成であることを特徴とするものである。本発明におい
ては、大径のメイン掘削ドリルと小径のサブ掘削ドリル
とを等速で逆回転させながら掘削することが望ましい。

【０００６】

【作用】掘削時にメイン掘削ドリルに作用する位置ずれ
方向の作用力は、該メイン掘削ドリルとは逆向きに回転
するサブ掘削ドリルにより吸収されるため、上記メイン
掘削ドリルが位置ずれすることはなく、このため、所定
の位置に杭穴を精度良く掘削することができる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の一実施例を、柱列壁を構築す
る場合について図面を参照しながら詳細に説明する。上
記柱列壁の構築に当っては、まず、図１（Ａ）に示すよ
うに、掘削機１０のリーダーマスト１１に杭の直径より
約４００ｍｍ程大きい掘削径の掘削ドリル１２を装着
し、垂直精度を管理しながら、この掘削ドリル１２で基
準杭を建て込む位置に所要深さの杭穴１３ａを掘削す
る。

【０００８】そして、図１（Ｂ）及び（Ｃ）に示すよう
に、掘削ドリル１２の先端から上記杭穴１３ａ内にセメ
ントミルク１４を注入しながら該掘削ドリル１２を引き
上げることにより、掘削土壌と混合したソイルセメント
１５が充満するソイルセメント坑１３Ａを形成する。次
に、掘削機１を移動させたあと、図１（Ｄ）及び（Ｅ）
に示すように、上記ソイルセメント坑１３Ａ内の所要の
位置に、基準鋼管杭１６を建て込む。

【０００９】上記鋼管杭１６は、図２に示すように、そ
の左右両側面にほぼ全長にわたり、隣接する杭同士を相
互に連結するための雄側結合条１７ａ及び雌側結合条１
７ｂを軸線方向に備えたもので、これらの結合条１７
ａ，１７ｂを鋼管柱列壁の中心線Ｌ上に位置させると共
に、雄側結合条１７ａを次の鋼管杭を建て込む側に向け
た状態で、各鋼管杭１６を建て込むようにする。

【００１０】なお、上記雌雄の結合条１７ａ，１７ｂの
形状は、図２に示すような断面矩形状のもの以外にも色
々あり、図８にそれらの代表的なものが幾つか例示され
ている。即ち、同図（Ａ）に示すものは、断面円形の雄
側結合条１７ａと断面Ｃ字形の雌側結合条１７ｂとから
なっており、同図（Ｂ）に示すものは、断面Ｔ字形の雄
側結合条１７ａと断面Ｃ字形の雌側結合条１７ｂとから
なっており、同図（Ｃ）に示すものは、雌雄の結合条１
７ａ，１７ｂがいずれも断面Ｃ字形をなしている。

【００１１】続いて、図３に示すように、杭穴を掘削す
るためのメイン掘削ドリル２１と、該メイン掘削ドリル
２１に作用する位置ずれ方向の作用力を吸収させるため
のサブ掘削ドリル２２とを備えた２軸の掘削機２０を使
用し、建て込みが完了した上記既設の鋼管杭１６に隣接
する位置に新たな杭穴１３ｂを掘削する。

【００１２】上記メイン掘削ドリル２１及びサブ掘削ド
リル２２は、図４に詳細に示すように、適当な位置を連
結部材２４により所要の間隔を保った状態で相互に平行
に結合され、互いに同じ速度で逆向きに駆動回転される
もので、例えばメイン掘削ドリル２１の掘削径が６００
〜１５００ｍｍであるのに対して、サブ掘削ドリル２２
の掘削径が４００ｍｍであるというように、サブ掘削ド
リル２２の方がメイン掘削ドリル２１よりも小径に形成
され、かつ該サブ掘削ドリル２２の先端部がメイン掘削
ドリル２１の先端部よりも若干下方に突出せしめられて
おり、これにより、小径で掘削容易なサブ掘削ドリル２
２の先導によって、メイン掘削ドリル２１による掘削が
より円滑且つ確実に進行するようになっている。

【００１３】また、上記２つの掘削ドリル２１，２２を
結合する連結部材２４には、既設の鋼管杭１６の結合条
１７ａに沿って移動自在の保護案内部材２５が取り付け
られている。この保護案内部材２５は、図５からも分か
るように、鋼管杭１６の結合条１７ａを覆って保護する
保護部２６と、該結合条１７ａの両側において鋼管杭１
６の外面に当接する当接部２７とを有するもので、掘削
ドリル２１，２２の下方位置に、該保護案内部材２５と
メイン掘削ドリル２１及びサブ掘削ドリル２２とが一直
線上に位置するように上記連結部材２４で支持されてい
る。

【００１４】上記２つの掘削ドリル２１，２２を備えた
掘削機２０で新たな杭穴１３ｂを掘削するに当っては、
図３及び図５に示すように、保護案内部材２５の保護部
２６を既設の鋼管杭１６における雄側結合条１７ａの外
側面に被設すると共に、当接部２７を該鋼管杭１６の外
側面に当接させ、その状態で、該既設の鋼管杭１６をガ
イドとして２つの掘削ドリル２１，２２で同時に所定の
深さまで掘り進む。このとき、小径で掘削容易なサブ掘
削ドリル２２の先導により、メイン掘削ドリル２１によ
る掘削が円滑且つ確実に進行し、しかも、メイン掘削ド
リル２１に作用する該ドリルを図の時計方向に位置ずれ
させようとする作用力は、逆回転するサブ掘削ドリル２
２に逆向きに作用する作用力によって殆ど打ち消される
ため、メイン掘削ドリル２１が位置ずれを生じることが
なく、この結果、所定の位置に正確に杭穴１３ｂが掘削
されるばかりでなく、位置ずれに伴う雄側結合条１７ａ
及び保護案内部材２５のねじれや変形等が生じない。

【００１５】所定深さの杭杭穴１３ｂを掘削したあと
は、メイン掘削ドリル２１の先端から該杭穴１３ｂ内に
セメントミルクを注入しながら掘削ドリル１２を引き上
げることにより、ソイルセメント１５が充満したソイル
セメント坑１３Ｂ（図６参照）を形成する。

【００１６】次に、図６及び図７に示すように、新たな
鋼管杭１６を、その側面の雌側結合条１７ｂを既設の鋼
管杭１６の雄側結合条１７ａに係合させながら、ソイル
セメント坑１３Ｂ内に挿入することにより建て込む。

【００１７】そして再び、メイン掘削ドリル２１とサブ
掘削ドリル２２とを備えた上記２軸の掘削機２０を使用
して、建て込みが完了した既設の鋼管杭１６に隣接する
位置に新たな杭穴を掘削する工程と、セメントミルクの
注入により新たなソイルセメント坑を形成する工程、新
たな鋼管杭を建て込む工程を所要回数繰り返すことによ
り、所期の鋼管柱列壁が構築される。

【００１８】なお、上記実施例では、基準鋼管杭１６を
立て込むための最初の杭穴１３ａの掘削に、メイン掘削
ドリルのみを備えた１軸の掘削機１０を使用し、その後
の杭穴１３ｂの掘削に２軸の掘削機２０を使用するよう
にしているが、最初の杭穴１３ａを掘削するときから２
軸の掘削機２０を使用することもでき、この場合、保護
案内部材２５が取り外された状態で最初の杭穴１３ａの
掘削が行われることは勿論である。

【００１９】また、サブ掘削ドリル２２が着脱自在とな
った共通の掘削機を使用し、最初の杭穴１３ａの掘削は
上記サブ掘削ドリル２２及び保護案内部材２５を取り外
した状態で行い、その後の杭穴１３ｂの掘削をサブ掘削
ドリル２２及び保護案内部材２５を取り付けて行うよう
にすることもできる。

【００２０】あるいは、共通の掘削機のリーダーマスト
に、メイン掘削ドリルのみを備えた１軸の掘削ヘッドＨ
１（図１Ａ参照）と、メイン掘削ドリル及びサブ掘削ド
リルを備えた２軸の掘削ヘッドＨ２（図３参照）とを交
換して取り付けられるようにし、必要に応じて上記掘削
ヘッドを交換して使用するようにしても良い。なお、杭
孔に立て込む杭として、断面円環状をなす上記鋼管杭１
６に代えて、Ｈ字形やその他の任意の断面形状をなす杭
を使用することもできる。

【００２１】

【発明の効果】このように本発明によれば、互いに逆向
きに回転するメイン掘削ドリルとサブ掘削ドリルとを使
用して同時に掘り進むことにより、メイン掘削ドリルに
作用する位置ずれ方向の作用力を逆回転するサブ掘削ド
リルで吸収させるようにしたことにより、メイン掘削ド
リルの位置ずれを確実に防止し、所定の位置に杭穴を精
度良く掘削することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）〜（Ｅ）は、最初の基準鋼管杭を建て込
むまでの工程を示す断面図である。

【図２】鋼管杭を建て込んだ状態での拡大横断平面図で
ある。

【図３】第２番目以降の杭穴を掘削する工程を示す側断
面図である。

【図４】図３に示す掘削機の部分拡大図である。

【図５】図４における横断面図である。

【図６】第２番目以降の鋼管杭を建て込む工程を示す側
断面図である。

【図７】図６における拡大横断面図である。

【図８】（Ａ）〜（Ｃ）は、結合部の種々の形状を示す
横断平面図である。

【図９】従来の掘削機の要部拡大側面図である。

【図１０】図９における拡大横断面図である。

【符合の説明】

１０，２０ 掘削機 １３ａ，１３ｂ
杭穴 １６ 鋼管杭 １７ａ，１７ｂ
結合条 ２１ メイン掘削ドリル ２２ サブ掘削ド
リル ２５ 保護案内部材 ２６ 保護部 ２７ 当接部

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】大径のメイン掘削ドリルと小径のサブ掘削
   ドリルとを相互に平行且つサブ掘削ドリルがメイン掘削
   ドリルより下方に突出するように結合した掘削機を使用
   し、既設の杭をガイドとして、上記２つの掘削ドリルを
   互いに逆向きに駆動回転させて掘り進むことにより、小
   径のサブ掘削ドリルに掘削の先導をさせると同時にメイ
   ン掘削ドリルに作用する位置ずれ方向の作用力を吸収さ
   せながら、上記メイン掘削ドリルで杭穴を掘削すること
   を特徴とする杭穴の掘削方法。
2. 【請求項２】杭穴を掘削するための大径のメイン掘削ド
   リルと、該メイン掘削ドリルに作用する位置ずれ方向の
   作用力を吸収させるための小径のサブ掘削ドリルと、こ
   れらの掘削ドリルに取り付けられ、既設の杭をガイドと
   して該杭の軸線方向に移動可能な保護案内部材とを備
   え、上記メイン掘削ドリルとサブ掘削ドリルとが、相互
   に平行且つサブ掘削ドリルがメイン掘削ドリルより下方
   に突出するように結合され、互いに逆向きに駆動回転さ
   れる構成であることを特徴とする掘削機。
3. 【請求項３】大径のメイン掘削ドリルと小径のサブ掘削
   ドリルとを等速で逆回転させながら掘削することを特徴
   とする請求項１に記載の掘削方法。
4. 【請求項４】大径のメイン掘削ドリルと小径のサブ掘削
   ドリルとを等速で逆回転させる構成であることを特徴と
   する請求項２に記載の掘削機。