JP3415794B2 - 掘削工法および装置 - 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、ダウンザホールハ
ンマーおよびオーガスクリューの双方を利用できる掘削
工法および装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】エアーによる打撃ヘッドを有するダウン
ザホールハンマーは、岩盤等の硬質地盤の削孔に適して
おり、スライム処理も確実で鋼管杭、Ｈ型杭等の挿入を
円滑に行うことができる杭孔が得られる。そして、この
ダウンザホールハンマーは、リーダを有する三点式杭打
機にセットするのが通例である。

【０００３】しかし、三点式杭打機は、橋、高圧線の
下、トンネル、立坑内などでは十分な高さを確保できな
いので搬入または設置できない場所があり、さらに、三
点式杭打機は総重量が60〜120tonあり、山岳地、傾斜地
等では搬入又は設置出来ないことがあり、その場合はダ
ウンザホールハンマーを利用できないことになる。

【０００４】これに対して、図19、図20に示すような地
上に設置する低床型の回転装置１をダウンザホールハン
マー２と組み合わせる掘削装置が提案されている。これ
はダウンザホールハンマー２はハンマーヘッド２ａを先
端に装着してそのシャフトの周囲にケーシング３を配設
し、また、該ケーシング３には係合用の溝条３ａを設け
ている。

【０００５】そして、回転装置１にはこのケーシング３
の溝条３ａへのクラッチ用係合部４として突起をホール
面に有するセンターホール回転体５を設けた。図中６は
該センターホール回転体５を回転駆動するモータ、７は
減速機である。

【０００６】クレーン等でこの回転装置１を杭芯に設置
し、ウエイト８を取付ける。そして、クレーンにてダウ
ンザホールハンマー２をセンターホールに上から差し入
れ、ケーシング３の溝条３ａをクラッチ用係合部４に係
合させる。コンプレッサ９とレシーバタンク10を接続し
ておく。

【０００７】そしてコンプレッサ９を作動させ、エアー
をダウンザホールハンマー２に送り、打撃を開始すると
同時に、発電機12で駆動される油圧ユニット11でモータ
６を駆動し、減速機７を介してセンターホール回転体５
を回転させ、これでダウンザホールハンマー２も回転さ
せて削孔を行う。ハンマーヘッド２ａで掘削された土砂
はケーシング３外周を上昇し、排土される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】この図19、図20に示す
掘削装置では、回転装置１による削孔はダウンザホール
ハンマーに限定されるので、スクリュー羽根によるオー
ガスクリューを使用しての掘削を行うには、駆動装置を
吊り下げてこれにスクリューロッドを連結してなる従来
のトップドライブ方式の三点式杭打機に頼らざるを得な
い。当然、三点式杭打機の設置できない場所では使用で
きない。

【０００９】また、我が国の地形、地盤は一般土による
軟弱地盤と礫、岩等の硬質地盤とが交互になる交層が多
く、軟弱地盤、地質にあった掘削手段を用いて効率良く
掘削できる掘削工法および装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するため、掘削工法としては、上下方向へ連続する係合
部として係合用の溝条を外周に形成したケーシングを有
するダウンザホールハンマーと、上下方向へ直線状に並
ぶように係合部として凹部をスクリュー羽根の外周部に
形成したオーガスクリューと、これらケーシングの係合
部とスクリュー羽根の係合部とへの共通係合を行うクラ
ッチ用係合部として突条をホール内面に形成したセンタ
ーホール回転体を設けた回転装置を使用し、ダウンザホ
ールハンマーと、オーガスクリューとを必要に応じて交
換可能に回転装置にセットして掘削を行うこと、およ
び、回転装置は、回転反力を兼ねたＨ鋼で枠組んだ定規
上にセットすることを要旨とするものである。

【００１２】掘削装置としては、上下方向へ連続する係
合部として係合用の溝条を外周に形成したケーシングを
有するダウンザホールハンマーと、上下方向へ直線状に
並ぶように係合部として凹部をスクリュー羽根の外周部
に形成したオーガスクリューと、これらケーシングの係
合部とスクリュー羽根の係合部とへの共通係合を行うク
ラッチ用係合部として突条をホール内面に形成したセン
ターホール回転体を設けた回転装置とからなることを要
旨とするものである。

【００１３】請求項１記載の本発明によれば、センター
ホール回転体を設けた回転装置は低床型の回転装置とし
て、橋、高圧線の下、トンネル、立坑内などでは十分な
高さを確保できないので三点式杭打機は搬入または設置
できない場所でも設置可能で、場所を選ばないですむ。

【００１４】また、回転装置にはダウンザホールハンマ
ーと、オーガスクリューとを必要に応じて交換可能に回
転装置にセットして掘削を行うことができるので、容易
かつ迅速に地盤・地質に合った掘削が行える。

【００１５】請求項２記載の本発明によれば、前記作用
に加えて、定規は回転反力を兼ね備えたものなので、カ
ウンターウエイトの必要がなく、また、同時に回転装置
の設置に必要とされる杭芯の割り出しも容易かつ迅速に
行うことができる。

【００１６】請求項３記載の本発明によれば、前記作用
に加え回転装置にはダウンザホールハンマーと、オーガ
スクリューとを必要に応じて交換可能に回転装置にセッ
トして掘削を行うに際して、これらダウンザホールハン
マーやオーガスクリューをクレーン等で吊り込むだけ
で、回転装置のセンターホール回転体のクラッチ用係合
部がケーシングの係合部またはスクリュー羽根の係合部
と係合してこれらを回転駆動することができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面について本発明の実施
の形態を詳細に説明する。図５、図６は本発明の掘削工
法の概要を示す正面図であるが、先に本発明の掘削装置
について説明すると、回転装置１は図７〜図９に示すよ
うに４隅にアウトリガー的なシリンダー脚14を設けたベ
ース13に回転駆動するモータ６および減速機７を設け、
減速機７をセンタホール式の駆動輪15に連結した。

【００１８】そして、この駆動輪15にクラッチホルダー
としてセンターホール回転体５をフランジ等をピンによ
り締結して組み込んだ。該センターホール回転体５はク
ラッチ用係合部４として本実施形態ではホール内周面に
突条を90°間隔で上下方向に形成してある。

【００１９】ダウンザホールハンマー２は図10、図11に
示すように、ハンマーヘッド２ａを先端に装着してその
シャフトの周囲にケーシング３を配設し、また、該ケー
シング３には前記クラッチ用係合部４への係合部として
係合用の溝条３ａを設けた。さらに、図13に示すように
継ぎ足し用のピース32もシャフトの周囲にケーシング３
を配設し、同様に該ケーシング３には係合用の溝条３ａ
を設け、下のケーシング３の溝条３ａと連続させる。

【００２０】この溝条３ａは、本実施形態では細長片の
２片を間隔を存して平行にケーシング３の外周に溶接し
て形成した。また、ハンマーヘッド２ａはビットを設け
た下端部はケーシング３の下端からはみ出すが、図12に
示すようにこのハンマーヘッド２ａの下端部の外周には
前記ケーシング３の溝条３ａに合わせて上下方向に溝17
を形成した。

【００２１】図14、図15に示すようにオーガスクリュー
18は軸19に厚肉のスクリュー羽根20を設けたものである
が、このスクリュー羽根20の外周部に前記クラッチ用係
合部４への係合部として上下方向へ直線状に並ぶように
凹部21を形成した。本実施形態ではこの凹部21も90°間
隔で設ける。

【００２２】オーガスクリュー18のオーガヘッド22も同
様であり、図16、図17に示すようにスクリュー羽根23の
外周部に90°間隔で前記クラッチ用係合部４への係合部
として凹部21を上下方向へ直線状に並ぶように形成し
た。図中24は掘削ビットである。

【００２３】なお、ダウンザホールハンマー２もオーガ
スクリュー18も、ピース間およびピースとヘッドの接合
は六角柱状の雄部と六角孔状の雌部の嵌合とし、双方に
形成した半円状の溝同士を合致させた円形孔にピンを係
合させて抜け出し防止を図る。

【００２４】図１に示すようにクレーン等でこの回転装
置１を概略の芯出しをした定規25の上に設置し、シリン
ダー脚14でレベルを調整し、杭芯に設置する。図５、図
６に示すようにこの回転装置１は油圧ユニット11が接続
され、さらに油圧ユニット11に発電機12が接続される。

【００２５】この定規25は図18に示すように定規及び回
転反力を兼ねたＨ鋼で横長の矩形に枠組んだものであ
り、杭芯33に回転装置１をセットする。なお、定規25の
長手方向辺を形成するＨ鋼は弱軸方向を上下として、フ
ランジ同士の溝を上向き開口で利用できるようにしたも
のであり、その長さは回転装置１の幅の３〜４倍であ
る。従って、このフランジ同士の溝にシリンダー脚14を
差し入れ、横にスライドさせることで３〜４本分の杭芯
33に回転装置１を位置付けることができる。杭芯33は予
め定規25にマークしておく。

【００２６】図２に示すように、注入ホース26をスイベ
ル装置にセットした状態で、ダウンザホールハンマー２
もしくはオーガスクリュー18を回転装置１にセットす
る。このセットは、ダウンザホールハンマー２の場合
は、センターホール回転体５のクラッチ用係合部４がケ
ーシング３の係合用の溝条３ａに係合し、また、オーガ
スクリュー18の場合はスクリュー羽根20の凹部21がクラ
ッチ用係合部４に係合するように、これらダウンザホー
ルハンマー２、オーガスクリュー18をセンターホール回
転体５にクレーンで吊り込む。

【００２７】前記ハンマーヘッド２ａの下端部の外周の
溝17やオーガヘッド22の凹部21はクラッチ用係合部４を
導入する係合導入部として作用する。

【００２８】オーガスクリュー18は岩盤、転石等硬い地
盤には不適であり、一般地盤、軟弱地盤に適している。
一方、ダウンザホールハンマー２は一般地盤、軟弱地盤
では打撃しないことも発生し、不適であり、岩盤、転石
等硬い地盤に適している。それゆえ、ダウンザホールハ
ンマー２と、オーガスクリュー18とを必要に応じて交換
可能に回転装置１にセットして掘削を行う。

【００２９】図３、図５に示すようにオーガスクリュー
18の場合は、注入ホース26はコンプレッサー27やバッチ
ャープラント28に接続され、回転装置１が発電機12で駆
動される油圧ユニット11でモータ６を駆動し、減速機７
を介してセンターホール回転体５を回転されることでオ
ーガスクリュー18も回転し、注入ホース26から地盤に合
った注入（エアー、水、ベントナイト等）を行いながら
削孔する。

【００３０】図３、図６に示すようにダウンザホールハ
ンマー２の場合は、コンプレッサ９とレシーバタンク10
を接続しておき、コンプレッサ９を作動させ、エアーを
ダウンザホールハンマー２に送り、打撃を開始すると同
時に、発電機12で駆動される油圧ユニット11でモータ６
を駆動し、減速機７を介してセンターホール回転体５を
回転させ、これでダウンザホールハンマー２も回転させ
て削孔を行う。ハンマーヘッド２ａで掘削された土砂は
ケーシング３外周を上昇し、排土される。

【００３１】図４に示すように、継ぎ足しが必要な場合
は必要な長さのピースロッドを継ぎ足して削孔する。図
５、図６に示すように削孔完了後、オーガスクリュー18
の場合はスクリュー、ダウンザホールハンマー２の場合
はロッドを引き抜き、芯材としての鋼管、Ｈ型鋼等を建
て込む。

【００３２】また、オーガスクリュー18の場合で根固め
等の必要な場合は、スクリュー引抜き時にセメントミル
ク等を注入する。

【００３３】

【発明の効果】以上述べたように本発明の掘削工法およ
び装置は、低床型の回転装置を使用するので場所を選ば
ないですみ、しかも、スクリュー削孔とダウンザホール
ハンマー削孔とを簡易、迅速に交換使用でき、地盤、地
質にあった掘削手段を用いて効率良く掘削できるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の掘削工法の１実施形態を示す第１工程
の正面図である。

【図２】本発明の掘削工法の１実施形態を示す第２工程
の正面図である。

【図３】本発明の掘削工法の１実施形態を示す第３工程
の正面図である。

【図４】本発明の掘削工法の１実施形態を示す第４工程
の正面図である。

【図５】本発明の掘削工法の１実施形態を示す第５工程
でオーガスクリューの場合の正面図である。

【図６】本発明の掘削工法の１実施形態を示す第５工程
でダウンザホールハンマーの場合の正面図である。

【図７】回転装置の側面図である。

【図８】回転装置のセンターホール回転体の平面図であ
る。

【図９】回転装置の平面図である。

【図１０】ダウンザホールハンマーの側面図である。

【図１１】ダウンザホールハンマーの平面図である。

【図１２】ダウンザホールハンマーのハンマーヘッドの
側面図である。

【図１３】ダウンザホールハンマーの継ぎ足しピースの
側面図である。

【図１４】オーガスクリューの側面図である。

【図１５】オーガスクリューの平面図である。

【図１６】オーガスクリューのオーガヘッドの側面図で
ある。

【図１７】オーガスクリューのオーガヘッドの底面図で
ある。

【図１８】定規の一例を示す斜視図である。

【図１９】従来例を示す側面図である。

【図２０】従来例での回転装置を示す平面図である。

【符号の説明】

１…回転装置 ２…ダウンザホー
ルハンマー ２ａ…ハンマーヘッド ３…ケーシング ３ａ…溝条 ４…クラッチ用係
合部 ５…センターホール回転体 ６…モータ ７…減速機 ８…ウエイト ９…コンプレッサ 10…レシーバタン
ク 11…油圧ユニット 12…発電機 13…ベース 14…シリンダー脚 15…駆動輪 16…継ぎ足し用の
ピース 17…溝 18…オーガスクリ
ュー 19…軸 20…スクリュー羽
根 21…凹部 22…オーガヘッド 23…スクリュー羽根 24…掘削ビット 25…定規 26…注入ホース 27…コンプレッサー 28…バッチャープ
ラント 32…継ぎ足し用のピース 33…杭芯

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上下方向へ連続する係合部として係合用
   の溝条を外周に形成したケーシングを有するダウンザホ
   ールハンマーと、上下方向へ直線状に並ぶように係合部
   として凹部をスクリュー羽根の外周部に形成したオーガ
   スクリューと、これらケーシングの係合部とスクリュー
   羽根の係合部とへの共通係合を行うクラッチ用係合部と
   して突条をホール内面に形成したセンターホール回転体
   を設けた回転装置を使用し、ダウンザホールハンマー
   と、オーガスクリューとを必要に応じて交換可能に回転
   装置にセットして掘削を行うことを特徴とした掘削工
   法。
2. 【請求項２】 回転装置は、回転反力を兼ねたＨ鋼で枠
   組んだ定規上にセットする請求項１記載の掘削工法。
3. 【請求項３】 上下方向へ連続する係合部として係合用
   の溝条を外周に形成したケーシングを有するダウンザホ
   ールハンマーと、上下方向へ直線状に並ぶように係合部
   として凹部をスクリュー羽根の外周部に形成したオーガ
   スクリューと、これらケーシングの係合部とスクリュー
   羽根の係合部とへの共通係合を行うクラッチ用係合部と
   して突条をホール内面に形成したセンターホール回転体
   を設けた回転装置とからなることを特徴とした掘削装
   置。