JP3594537B2 - 削孔装置およびそれを用いた削孔方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【技術分野】
本発明は、杭打作業等に際して地盤に孔を穿つための削孔装置および削孔方法に係り、特に、孔を穿つ施工地盤の標高がクレーン等のベースマシンが位置せしめられたベース位置と異なる場合や、孔を穿つ施工地盤が傾斜面である場合などにおいても、簡単に且つ高精度に削孔することの出来る、新規な構造の削孔装置と、かかる削孔装置を用いた新規な削孔方法に関するものである。
【０００２】
【背景技術】
一般に、杭打作業等に際して地盤に孔を穿つためには、削孔の位置決め精度や鉛直性を確保すると共に、杭や矢板，Ｈ鋼等の吊込み、駆動モータやハンマ等の支持などの目的で、杭打やぐらが採用される。また、かかる杭打やぐらとしては、多地点への削孔の容易性などを考慮して、従来から、（ｉ）一本の支柱を二本の傾斜した控え柱で鉛直状態に保持せしめて、かかる支柱により、オーガスクリュやハンマ等の削孔手段を支持せしめて鉛直方向に案内するようにした専用のベースマシンを必要とする三点支持式杭打やぐらの他、（ｉｉ）クローラクレーンやホイールクレーン，タワークレーン等をベースマシンとして、そのジブ（アーム）とマシン本体で上下端を固定的に支持して略鉛直に保持せしめたリーダを用い、このリーダにより、オーガスクリュやハンマ等の削孔手段を支持せしめて鉛直方向に案内するようにした懸垂リーダ式杭打やぐらが、好適に採用されている。
【０００３】
しかしながら、これら何れの構造の杭打やぐらであっても、ベースマシンを削孔箇所の近くに位置せしめる必要があり、そのために、例えば、傾斜した地盤や、ベースマシンの設置位置と標高が異なる地盤などにおいては、削孔作業が極めて困難であった。しかも、リーダをベースマシンのみによって固定する必要があるために、ベースマシンを巨大で大重量化せざるを得ず、大がかりな作業設備が必要となって広い作業面積が必要とされると共に、施工の高コスト化が避けられないという問題もあった。
【０００４】
なお、このような問題に対処するために、例えば、クローラクレーンやホイールクレーン，タワークレーン等のクレーンのジブによって、削孔手段を支持および案内等するリーダを、単に吊り上げて懸垂支持せしめた状態で、削孔することも考えられる。
【０００５】
ところが、単に、リーダの上端部を吊り上げて懸垂支持しただけでは、リーダ、延いては削孔手段を地盤に対して確実に位置決めすることが難しく、特に、削孔する施工地盤が傾斜面等である場合に、リーダや削孔手段の先端位置が斜面を滑って定まり難く、その鉛直状態も保持し難いために、施工作業性が悪く、削孔の位置や鉛直性も安定して確保することが難しいという問題があった。しかも、ベースマシンとしてのクレーンの設置位置に対して削孔位置の地盤標高が、例えば５０メートル等と大幅に低い場合には、例えば５０メートルという長大な長さのリーダが必要となり、現実的ではなかったのである。
【０００６】
【解決課題】
ここにおいて、本発明は、上述の如き事情を背景として為されたものであって、その解決課題とするところは、従来の三点支持式や懸垂リーダ式の杭打やぐらに比して、小型で軽量のベースマシンによって施工することが出来ると共に、削孔の位置設定や鉛直性も高精度に確保することの出来る、新規な削孔装置と削孔方法を提供することにある。
【０００７】
また、本発明は、例えば、傾斜した地盤や、ベースマシンの設置位置とは標高の異なる地盤に対する削孔等に際しても適用することが可能であり、そのような地盤に対しても、安定して容易に削孔することが出来る、新規な削孔装置と削孔方法を提供することも、目的とする。
【０００８】
【解決手段】
以下、このような課題を解決するために為された本発明の態様を記載する。なお、以下に記載の各態様において採用される構成要素は、可能な限り任意の組み合わせで採用可能である。また、本発明の態様乃至は技術的特徴は、以下に記載のものに限定されることなく、明細書全体および図面に記載され、或いはそれらの記載から当業者が把握することの出来る発明思想に基づいて認識されるものであることが理解されるべきである。
【０００９】
すなわち、削孔装置に関する本発明の第一の態様は、（ａ）長手方向に延びるガイド部を備えており、クレーン等のベースマシンによって上端部を支持されることにより、略鉛直に懸垂支持せしめられる剛性の長手状のリーダと、（ｂ）該リーダに設けられた前記ガイド部によって、該リーダの長手方向に案内されて移動可能とされた取付部材と、（ｃ）前記リーダに対して略平行に配されて、前記取付部材に取り付けられると共に、該リーダとは実質的に独立して懸垂支持されることにより、該リーダに対して長手方向に相対移動可能とされた、地盤に目的とする孔を穿つ削孔手段と、（ｄ）前記リーダの下端部に設けられて、該リーダの下端部を支持する地盤にアンカ孔を削孔すると共に、該アンカ孔にアンカ部材を貫入させることにより、該リーダの下端部を地盤に固定する削孔型アンカ手段とを、有する削孔装置を、特徴とする。
【００１０】
このような本態様に係る削孔装置においては、削孔手段を位置決めすると共に鉛直方向に案内するリーダが、その下端部において、削孔型アンカ手段によって直接に地盤に対して位置決め固定されることとなる。それ故、リーダの設置位置、延いては削孔位置を、高い位置決め精度で設定することが出来るのであり、例えば削孔位置が傾斜した地盤等であっても、削孔型アンカ手段によってリーダの下端部を地盤に固定することが出来ることから、リーダ下端部の滑りが防止されて、目的とする位置で略鉛直に削孔することが可能となるのである。
【００１１】
しかも、リーダの支持力乃至は位置固定力を、ベースマシンだけでなく、地盤に対しても受け持たせることが出来ることから、大型のベースマシンを用いなくてもリーダの支持力を十分に得ることが出来るのであり、それ故、ベースマシンを小型、軽量化することが可能となって、施工が容易となるのである。
【００１２】
また、削孔装置に関する本発明の第二の態様は、前記第一の態様に従う構造とされた削孔装置において、前記リーダの上端部を、前記ベースマシンによって、吊りワイヤを介して、懸垂支持せしめるようにしたことを、特徴とする。このような本態様においては、例えば、ベースマシンの設置位置に対して、標高が数十メートル以上も低い地盤に削孔する場合にも、長尺のリーダを用いる必要がなく、削孔手段を目的とする削孔深さだけ案内することが出来るだけの長さのリーダを採用し、それをワイヤで吊り上げて作業することが可能となる。しかも、かかるリーダは、削孔型アンカ手段によって、その下端部が地盤に対して直接にアンカ固定されることから、リーダの上端部は、単に、ワイヤで吊り上げて鉛直方向の支持力を与えるだけでも、リーダを有効に位置決めして略鉛直に保持せしめることが可能となるのである。
【００１３】
また、削孔装置に関する本発明の第三の態様は、前記第一又は第二の態様に従う構造とされた削孔装置において、前記削孔手段が、その下部側において第一のエアハンマドリルを備えていることを、特徴とする。このような本態様においては、エアハンマドリルを採用したことにより、削孔に際してリーダに及ぼされる回転方向の削孔反力を軽減乃至は回避せしめることが出来るのであり、リーダや削孔型アンカ手段に要求される強度等が小さくて済むことから、装置構造の簡略化や小型化，軽量化も可能となる。
【００１４】
更にまた、削孔装置に関する本発明の第四の態様は、戦記第一乃至第三の何れかの態様に従う構造とされた削孔装置において、前記削孔手段が、その上部側において油圧式駆動モータを備えていることを、特徴とする。このような本態様においては、油圧式駆動モータによる回転駆動力を利用して回転型の削孔手段を採用することも可能となる。なお、本態様においては、前記第三の実施形態と組み合わせた態様で、好適に構成され得、それによって、例えば特公昭６３−５２１９７号公報等に記載の如き掘削用ダウンザホールハンマやスーパードリル等の、小さな回転力で高削孔能力を発揮し得る削孔手段が有利に実現され得る。また、本態様においては、油圧式駆動モータを採用したことにより、電動式駆動モータ等を採用した場合に比して、小型軽量化が実現され得るという利点もある。
【００１５】
また、削孔装置に関する本発明の第五の態様は、前記第一乃至第四の何れかの態様に従う構造とされた削孔装置であって、前記リーダの下端部に対して、該リーダの軸直角方向外方に張り出した固定支持部が固設されていると共に、該固定支持部に前記削孔型アンカ手段が設けられていることを、特徴とする。このような本態様においては、削孔型アンカ手段によるアンカ位置を、リーダの中心軸に対する軸直角方向で大きく離隔させて設定することが可能となる。これにより、リーダの中心軸回りの回転力（モーメント）に対するアンカ効果（固定力）を効率的に得ることが可能となり、リーダ下端部の位置決め能力が向上されるのであり、特に、モータを備えた削孔手段を採用して回転反力がリーダに及ぼされる場合でも、大型の削孔型アンカ手段を必要とすることなく、削孔を行うことが可能となる。なお、本態様においてリーダに突設される固定支持部は、少なくとも一つ設けられていれば良く、好適には、リーダから異なる方向に複数の固定支持部が突設される。
【００１６】
また、削孔装置に関する本発明の第六の態様は、前記第一乃至第五の何れかの態様に従う構造とされた削孔装置において、前記リーダの少なくとも下端部を中空構造として、該リーダの下端部における中空部内に前記削孔型アンカ手段を配設したことを、特徴とする。このような本態様においては、リーダの内部スペースを利用して、削孔型アンカ手段をコンパクトに配設することが出来る。なお、このようなリーダ内配設タイプの削孔型アンカ手段を、前記第五の態様に係るリーダ外部突設タイプの削孔型アンカ手段と併せて採用することも、勿論、可能である。
【００１７】
また、削孔装置に関する本発明の第七の態様は、前記第一乃至第六の何れかの態様に従う構造とされた削孔装置において、前記削孔型アンカ手段が、前記第一のエアハンマドリルよりも小型の第二のエアハンマドリルによって構成されていることを、特徴とする。このような本態様においては、削孔型アンカ手段として、オーガスクリュタイプのドリルを採用する場合に比して、装置自体の小型軽量化が可能であると共に、岩盤等の硬質地盤に対しても目的とするアンカ施工を速やかに且つ有効に行うことが可能となる。しかも、エアハンマドリルを採用すれば、アンカ施工に際しての回転反力も軽減乃至回避され得て、施工が一層容易となる。
【００１８】
また、削孔装置に関する本発明の第八の態様は、前記第一乃至第七の何れかの態様に従う構造とされた削孔装置であって、前記リーダの下端部において、鉛直下方に向かって突出する先鋭状の刺入突起を固設したことを、特徴とする。このような本態様においては、リーダを吊り上げて目的とする削孔位置に下ろすことにより、リーダや削孔手段等の自重が刺入突起に作用して、刺入突起が地盤に刺し込まれることとなる。それ故、かかる刺入突起のリーダ下端面からの突出高さと削孔型アンカ手段の突出高さを相対的に調節，設定することによって、例えば、削孔型アンカ手段で固定する前の仮固定や、或いは削孔型アンカ手段で固定した後の補助固定を、刺入突起で行うことが可能となるのである。
【００１９】
また、削孔装置に関する本発明の第九の態様は、前記第一乃至第八の何れかの態様に従う構造とされた削孔装置において、前記リーダが、連結ピンによって一軸回りに屈曲可能に連結された複数本の分割リーダによって構成されていると共に、それらの分割リーダを、固定ピンによって伸長状態で屈曲不能に固定せしめて保持可能としたことを、特徴とする。このような本態様においては、長尺のリーダを分割して構成することが出来ることから、リーダの製造や搬送、取扱い等が容易となって、削孔作業性も向上される。
【００２０】
さらに、削孔方法に関する本発明の第一の態様は、削孔装置に関する本発明の前記第一乃至第九の何れかの態様に従う構造とされた削孔装置を用い、かかる削孔装置における前記リーダの上端部を前記ベースマシンによって吊り上げて、該リーダを前記施工地盤における目的とする削孔位置に導いた後、前記削孔型アンカ手段によってアースアンカを取り、その後に前記削孔手段によって目的とする前記孔を穿つことを、特徴とする。
【００２１】
このような本態様の削孔方法に従えば、削孔するに際して、削孔手段を支持して鉛直方向に案内せしめるリーダの下端部を、削孔型アンカ手段により、地盤に対して支持せしめることが出来ることから、従来の三点支持式等の大掛かりな杭打やぐら等を必要とすることなく、目的とする位置にリーダを位置決めして削孔することが出来るのであり、削孔の位置や鉛直性を十分に確保しつつ、削孔を容易に且つ速やかに行うことが可能となるのである。なお、本態様の削孔方法を採用すれば、ベースマシンに対して要求されるリーダの位置決め支持力が軽減されることから、例えば、クレーン等のベースマシンが位置せしめられたベース位置から鉛直方向乃至は水平方向に離れた位置に孔を穿つことも容易となるのであり、例えば、地盤の状態等の理由でベースマシンが近づけない場所にも、容易に削孔することが可能となる。
【００２２】
また、削孔方法に関する本発明の第二の態様は、前記第一の態様に従う削孔方法において、孔を穿つ施工地盤が傾斜面であることを、特徴とする。本態様に従えば、削孔に際して、リーダの下端部が、予め削孔型アンカ手段によって地盤に固定されることから、削孔地盤が傾斜面である場合にもリーダの位置が確実に決定され得て、目的とする位置への削孔を安定して行うことが可能となる。
【００２３】
【発明の実施形態】
以下、本発明を、更に具体的に明らかにするために、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明する。
【００２４】
先ず、図１には、本発明の一実施形態としての削孔装置が示されている。この削孔装置は、リーダとしてのコラムリーダ１０と、該コラムリーダ１０によって案内されてコラムリーダ１０の長手方向に相対移動せしめられる削孔手段としての削孔部材１２を備えている。そして、コラムリーダ１０を略鉛直に保持せしめた状態下において、削孔部材１２により、地盤１４に対して、杭やＨ鋼などを埋設するための杭打穴１６を穿つようになっている。（図６〜７参照）
【００２５】
より詳細には、コラムリーダ１０は、鉄鋼等の剛性材で形成されており、上下二つの分割リーダ１８，２０によって構成されている。各分割リーダ１８，２０は、軸方向全長に亘って一定の矩形枠体断面をもって延びるストレートな柱形状を有しており、側面には多数の肉抜孔２２が設けられている。また、上側分割リーダ１８の下端部および下側分割リーダ２０の上端部には、図２〜３に示されているように、各対応する位置において、それぞれ軸直角方向に延びる第一及び第二の連結穴２４，２６がコラムリーダ１０の中心軸を挟んだ両側で互いに平行に形成されており、これら第一及び第二の連結穴２４，２６に対して、それぞれ、連結ピン２８が挿通されることにより、上下分割リーダ１８，２０が、同一中心軸上で突き合わせられて、相互に屈曲不能に固定されている。なお、第一の連結穴２４および連結ピン２８による上下分割リーダ１８，２０の第一の連結部位３０は、上下分割リーダ１８，２０の外周面上に突出位置せしめられており、第二の連結穴２６および連結ピン２８で構成される第二の連結部位３２から連結ピン２８を引き抜くことによって、かかる第一の連結部位３０における連結ピン２８回りに、上下分割リーダ１８，２０が相互に９０度以上、好ましくは１８０度屈曲可能とされており、真直ぐな状態から１８０度屈曲されることにより、上下分割リーダ１８，２０が、同一中心軸上から平行な中心軸をもって互いに重ね合わせられた状態となるまで屈曲可能とされている。換言すれば、上下分割リーダ１８，２０は、第一の連結部位３０における連結ピン２８によって連結せしめた状態下で、同一中心軸上に位置せしめられて、第二の連結部位３２における連結ピン２８で挿通固定されることにより、第一の連結部位３０における連結ピン２８回りでの屈曲が阻止されており、それによって、上下分割リーダ１８，２０で協働して、全体として一体構造をもってストレートに延びる長尺状のコラムリーダ１０が構成されている。また、コラムリーダ１０の一方の側面には、幅方向両側に突出して、それぞれ長手方向に直線的に延びる一対のガイド片３４，３４が固設されている。
【００２６】
そして、かかるコラムリーダ１０のガイド片３４，３４が設けられた側の側方には、コラムリーダ１０に添うようにして略平行に延びる削孔部材１２が並設されている。この削孔部材１２は、軸方向下端部に配設して位置せしめられた第一のエアハンマドリルとしての掘削用ダウンザホール３６を備えていると共に、軸方向上側には、油圧駆動式モータとしての油圧モータ３８を備えており、油圧モータ３８の出力軸としての回転ロッド４０が、上下クッションジョイント４２，４２及びエアスイベル４４を介して掘削用ダウンザホール３６に対して連結された構造を有している。
【００２７】
また、かかる削孔部材１２には、回転ロッド４０及び掘削用ダウンザホール３６に対して、それら外周面を略全体に亘って覆う中空円筒管形状のカバー筒体４６が取付けられていると共に、エアスイベル４４に対して、図示しない外部のエアコンプレッサに通じる圧縮エア供給管路４８が接続されている。そして、この圧縮エア供給管路４８から供給される圧縮エアが、カバー筒体４６内に形成されたエア供給路５０を通じて、掘削用ダウンザホール３６に供給されるようになっている。また、本実施形態では、カバー筒体４６によって掘削用ダウンザホール３６や回動ロッド４０の略全体が覆われていると共に、カバー筒体４６の先端部（図１における下端部）から掘削用ダウンザホール３６の削孔部分である第一のビット５２だけが突出せしめられた状態とされている。
【００２８】
なお、掘削用ダウンザホール３６の構造は、例えば、特公昭５５−２５２６５号公報や特公昭５７−３５３５６号公報、特公昭５８−５３５４５号公報等に開示されているように、従来から公知のものであって、ここではその詳細を省略するが、エアコンプレッサからカバー筒体４６内のエア供給路５０を通じて供給される圧縮空気の圧力によって、先端の第一のビット５２を上下振動させ、第一のビット５２の先端面に突設された多数の硬質のボタンビット５４を地盤の削孔面に打撃当接させると共に、上端部に設けられた油圧モータ３８の回転駆動力を掘削用ダウンザホール３６に及ぼし、第一のビット５２を中心軸回りに低速回転させることによって、地盤を破砕的に削孔，掘削するようになっている。また、掘削により生じる地盤の排出土（礫等を含む）は、掘削用ダウンザホール３６の先端部分から吐出される圧縮空気を利用して、掘削した杭打穴１６を通じて、上方（地上）に送り出して排土されるようになっている。
【００２９】
また、油圧モータ３８には、一方の側（ガイド片３４側）に向かって延び出す左右の把持片５６，５８が固設されており、これらの把持片５６，５８によって、かかるコラムリーダ１０に固設された一対のガイド片３４，３４を、両側から挟み込むようにして、油圧モータ３８が離脱不能に且つ長手方向に相対移動可能に係止されて取付けられている。
【００３０】
また一方、カバー筒体４６の下端部近くには、円筒形状を有する開放型の振止め６０が外挿されておりコラムリーダ１０に固設されている。これによって、削孔部材１２の回転中心軸の揺動が、軽減乃至は防止されるようになっている。
【００３１】
要するに、本実施形態では、油圧モータ３８、掘削用ダウンザホール３６、回転ロッド４０及びカバー筒体４６によって削孔部材１２が構成されている。そして、かかる削孔部材１２は、油圧モータ３８の把持片５６，５８に移動可能に係止されていると共に、掘削用ダウンザホール３６の位置する下端部近くにおいて、振止め６０によって相対変位量を制限されていることによって、コラムリーダ１０と略平行に保持されるようになっていると共に、コラムリーダ１０のガイド片３４，３４によって軸方向に案内されて相対移動が許容されるようになっている。
【００３２】
さらに、このような削孔部材１２を支持せしめる前述のコラムリーダ１０には、その上端部分（上側分割リーダ１８の上端部）において、吊下用フック６２が、周上の３つの点に突設されており、これら３つのフック６２，６２，６２によってコラムリーダ１０が、三角式の吊りワイヤ６４を介して、図示しないベースマシンによって吊り上げられるようになっている。
【００３３】
また一方、コラムリーダ１０の下端部分（下側分割リーダ２０の下端部）には、図４〜５に示されているように、四隅部分においてそれぞれ下方に向かって突出する小径の刺入突起としての刺込突起６６，６６，６６，６６が固設されている。この刺込突起６６は、丸棒状の鋼材によって形成されており、突出する下端部分が先鋭状とされた略ペンシル形状を有しており、それぞれ、コラムリーダ１０に対して、溶接等により固設されている。
【００３４】
さらに、コラムリーダ１０の下端部には、コラムリーダ１０の中心軸を通らずに、中心軸に対して一方の側に偏倚せしめられた位置において、幅方向両側面から外方に向かって突出する、固定支持部としての一対の支持プレート６８，６８が溶接等によって固設されている。各支持プレート６８は、上側端縁部が突出方向先端側へ行くに従って、次第に下方に向かって傾斜せしめられることにより、ロケットの羽根のような略台形形状を有しており、各外周縁部には、平板形状の補強プレート７０が、それぞれ溶接固定されている。
【００３５】
また、各支持プレート６８の突出先端面（羽根で云えば、拡翼先端部）には、一定の溝形状をもって延びる取付縁部材７２，７２が、溶接等によって、それぞれ固着されている。そして、これら各取付縁部材７２には、上下両端部近くにおいて、それぞれ、板厚方向に貫通する取付用孔７４，７４が設けられている。
【００３６】
一方、各支持プレート６８の突出先端部分には、第二のエアハンマドリルとしての位置決め用ダウンザホール７６，７６が装着されている。これら位置決め用ダウンザホール７６，７６は、それぞれ、外周面を略全体に亘って覆う薄肉の略中空円筒形状のカバー部材７８を備えており、全体が掘削用ダウンザホール３６よりも十分に小径で且つ短尺とされている。
【００３７】
なお、各位置決め用ダウンザホール７６は、削孔部材１２における掘削用ダウンザホール３６と同様の構造を有するものであって公知のものであるから、詳細な説明は省略するが、外部に設けられたエアコンプレッサ（図示せず）から、エアホース８０，８０を通じてカバー部材７８，７８内に供給される圧縮空気の圧力によって、削孔部分である先端の第二のビット８２，８２を上下振動させ、これら第二のビット８２，８２の先端面に突設された多数の硬質のボタンビット８４を地盤の削孔面に打撃当接させることによって、地盤１４を掘削せしめるようになっている。また、掘削により生じる地盤の排出土（礫等を含む）は、各位置決め用ダウンザホール７６の先端部分から突出される、圧縮空気を利用して、掘削したアンカ孔８６，８６を通じて、上方（地上）に送り出して排土されるようになっている。なお、本実施形態では、掘削用ダウンザホール３６と同様に、各位置決め用ダウンザホール７６にも上端部に油圧式モータ等を設けて、その回転駆動力を位置決め用ダウンザホール７６，７６に及ぼすことにより、第二のビット８２，８２を所定の速度で回動させることも可能であり、それによって、削孔能率の向上が図られ得る。また、本実施形態では、各位置決め用ダウンザホール７６は、掘削用ダウンザホール３６に比べて十分に小径であり、第二のビット８２の外径寸法が、第一のビット５２の略１／４以下とされており、各位置決め用ダウンザホール７６，７６のストローク長さが、掘削用ダウンザホール３６の略１／５以下、好ましくは１／１０以下（本実施形態では、１ｍ程度）とされている。
【００３８】
また、カバー部材７８，７８の外周面には、軸方向に延びるプレート状の固定片８８，８８が、溶接等によって、それぞれ固着されて径方向外方に突設されている。また、それら各固定片８８には、板厚方向に貫通する位置決め孔９０が、長手方向に所定間隔で複数設けられている。
【００３９】
そして、各位置決め用ダウンザホール７６は、カバー部材７８に突設された固定片８８が、支持プレート６８に固設された取付縁部材７２の凹溝に差込まれて、それら固定片８８と取付縁部材７２の位置決め用孔９０と取付用孔７４に、連結ピン９４，９４挿通されて、固定片８８が取付縁部材７２に対して位置決め固定されている。これにより、位置決め用ダウンザホール７６，７６が、それぞれ、コラムリーダ１０の中心軸と平行に下方に向かって、コラムリーダ１０の下端部（下側分割リーダ２０の下端部）に対して、固定的に取り付けられている。要するに、二つの位置決め用ダウンザホール７６，７６が、コラムリーダ１０を地盤１４に対して掘削支持せしめるアンカ手段として構成されている。なお、固定片８８に設けられた複数の位置決め用孔９０に対する、連結ピン９４，９４の挿通位置を適宜に選択することによって、コラムリーダ１０に対する位置決め用ダウンザホール７６，７６の突出高さを適当に調節し、所望の突出高さにアンカ手段を位置決めすることが可能とされる。また、本実施形態では、各位置決め用ダウンザホール７６は、コラムリーダ１０の先端部に設けられた各刺込突起６６よりも軸方向外方にまで突出せしめられた状態で取り付けられている。
【００４０】
さらに、本実施形態では、左右両側の位置決め用ダウンザホール７６，７６が、コラムリーダ１０を一方向で挟んだ両側部分において、互いに軸直方向に十分に離隔して固定的に取付けられていると共に、コラムリーダ１０の中心軸を通らずに、中心軸に対して偏倚して、コラムリーダ１０の一方の側（図１の左方側）に位置せしめられることによって、左右両側の位置決め用ダウンザホール７６，７６が、掘削用ダウンザホール３６（第一のビット５２）の削孔中心軸から可及的に離れた位置に設けられている。それによって、かかる削孔装置を地盤１４に対して支持せしめる広い意味でのアンカ手段が、削孔型アンカ手段としての位置決め用ダウンザホール７６，７６および掘削用ダウンザホール３６の削孔中心軸をそれぞれ頂点とする、三角形（二等辺三角形）形状を有することとなり、以て、削孔装置の下端部の支持形態が、安定度の高い三脚構造とされているのである。
【００４１】
次に、上述の如き構造とされたコラムリーダ１０および削孔部材１２を備えた削孔装置を用いて、孔を穿つ削孔工程について説明する。なお、かかる削孔工程は、図６〜７にも示されているように、ベースマシンとしてのクローラクレーン９６の配設位置よりも標高が低い地盤１４に対して、杭打穴１６を削孔する場合についての一具体例について説明する。
【００４２】
すなわち、先ず、図６〜７に示されているように、傾斜した地盤１４の上方に築工された足場９８上に位置せしめたクローラクレーン１４によって、コラムリーダ１０の上端部を三角式の吊ワイヤ６４で吊り上げて支持する。なお、本実施形態で用いられるベースマシンには、例示の如きクローラクレーン９６の他、ホイールクレーンやタワークレーン等、従来構造の種々のクレーンが採用され得るが、好適には、小型且つ軽量でコラムリーダ１０を略鉛直に懸垂保持せしめることの出来るクレーンが採用され得る。
【００４３】
そして、吊ワイヤ６４の吊り上げと同時に、削孔部材１２の上端部に位置する油圧モータ３８を吊ワイヤ６４とは別に制御可能なドリル吊ワイヤ１００で吊り上げ支持せしめる。これによって、重力作用を利用して各ダウンザホール３６，７６，７６の削孔中心軸が略垂直となるように懸垂支持しつつ、目的とする削孔位置に、位置決め用ダウンザホール７６，７６を下ろして着地位置せしめる。
【００４４】
続いて、図示しないエアコンプレッサを作動させて、位置決め用ダウンザホール７６，７６を稼動させ、地盤１４の中に刺し入れて小径のアンカ孔８６，８６を削孔し、削孔と同時に位置決め用ダウンザホール７６，７６を土中（地盤１４内）に刺し入れることによって、コラムリーダ１０の下端部を、かかる位置決め用ダウンザホール７６，７６によって地盤１４に固定する。これによって、コラムリーダ１０の下端部を、地盤１４によって固定的に支持せしめる一方、コラムリーダ１０の上端部を、クローラクレーン９６によって支持せしめた状態とする。要するに、かかる工程手順によって、削孔部材１２を鉛直保持せしめるための広い意味でのアンカ手段を形成する。なお、位置決め用ダウンザホール７６，７６の地盤１４への刺入れ時には、クローラクレーン９６による吊り上げ力を調節することによって、コラムリーダ１０や削孔部材１２の重力を位置決め用ダウンザホール７６，７６に及ぼして削孔させることが可能である。
【００４５】
そして、このように位置決め用ダウンザホール７６，７６で、コラムリーダ１０の下端部を地盤１４に固定せしめた状態下において、掘削用ダウンザホール３６に対して、エアコンプレッサで外部から圧縮エアを送り込むと共に、油圧モータ３８の駆動力を回転ロッド４０を通じて掘削用ダウンザホール３６に及ぼし、更に、クローラクレーン９６の引張力を一定速度で解放しながら重力をかけることにより、図７に示されているように、地盤１４を穿孔掘削する。
【００４６】
そして、所定の深さまで掘進して杭打穴１６を形成した後、例えば、掘削用ダウンザホール３６を引き抜いて、かかる杭打穴１６に対して、別途準備したＨ鋼や矢板等を挿し入れて固定したり、或いは、セメントミルク等を打ち込んで現場打杭を形成したりすることによって、目的とする基礎杭を形成することが出来る。
【００４７】
因みに、前述の如き杭打穴１６が形成された後、例えば、掘削用ダウンザホール３６の引き抜きと同時に、掘削用ダウンザホール３６の先端部から、セメントミルクを穿った杭打穴１６内に注入して現場打杭を打ち建てて、杭基礎を形成することも可能であり、それによって、工程の大幅な短縮化が図られ得る。
【００４８】
而してその後、クローラクレーン９６を移動させて、続いて、他の所定位置に、上述の如き削孔工程に従って、削孔を行うことにより、目的とする基礎杭を形成することが出来る。
【００４９】
そこにおいて、前述の如き構造とされた削孔装置においては、コラムリーダ１０の下端部が位置決め用ダウンザホール７６，７６で位置決め固定されることから、単にコラムリーダ１０を軽量のクローラクレーン９６で吊り上げただけで、十分なコラムリーダ１０の位置決め強度を得ることが出来、しかも、略鉛直状態に維持することが出来るのであって、コラムリーダ１０で案内されつつ削孔する掘削用ダウンザホール３６によって目的とする孔（杭打穴１６）を所望の位置に、略垂直方向に向かって安定して且つ高精度に削孔することが出来るのである。
【００５０】
また、特に、本実施形態では、削孔部材１２を、単にワイヤ（ドリル吊ワイヤ１００）で吊り上げるだけで良いから、標高が異なる地面にも容易に且つ安定して削孔することが出来る。
【００５１】
さらに、本実施形態では、かかる削孔部材１２の掘削ドリルにダウンザホール（３６）を採用したことにより、エア式のハンマ駆動とモータ（３８）の回転駆動が組み合わされたハイブリッド駆動によって削孔されることから、モータ（３８）による回転駆動力を小さく設定することが出来るのであり、それによって、上部に設けられるモータを小型，軽量化することが出来る。しかも、削孔部材１２や削孔型アンカ手段としての位置決め用ダウンザホール７６，７６の回転反力が小さくて済むことから、コラムリーダ１０の強度を小さくすること、即ち、肉抜孔２２を設けたり折畳み構造（上下分割リーダ１８，２０）にすることや、位置決め用ダウンザホール７６，７６を小型化することも可能となるのであり、それによって、削孔装置全体の更なる小型，軽量化が図られ得て、輸送や取り扱い等が有利に為され得るのである。
【００５２】
更にまた、本実施形態では、ダウンザホール（３６，７６，７６）を、そのまま削孔装置のアンカ手段に採用したことにより、別途アンカ手段を採用する必要がなく、より速やかに且つ大きなアンカ効果を得ることが出来るといった利点もある。
【００５３】
以上、本発明の一実施形態について詳述してきたが、これはあくまでも例示であって、本発明は、かかる実施形態における具体的な記載によって、何等、限定的に解釈され得るものでない。
【００５４】
例えば、本発明において採用される削孔型アンカ手段（位置決め用アンカ手段７６，７６）の構造、配設位置及び数等は、何等限定されるものでなく、具体的には、例えば、回転駆動式のオーガスクリュをコラムリーダの中心軸上に、コラムリーダの内部に収容された状態で配設すると共に、コラムの中央部分等をワイヤ等で地盤に補強的に固定することも可能である。
【００５５】
更にまた、前記実施形態では、削孔を形成する掘削ドリルにダウンザホール（掘削用ダウンザホール３６）が採用されていたが、回転駆動式のオーガスクリュ等を採用することも可能である。
【００５６】
さらに、前記実施形態で用いられるダウンザホール（掘削用ダウンザホール３６）の駆動モータは、何等限定されるものでなく、例示の如き、油圧モータ３８の他、空気圧式や電動式の駆動モータも採用可能である。
【００５７】
加えて、本発明は、例示の如き傾斜した地盤において用いられる他、平坦な地形や、或いは、障害物が立ち並んで作業スペースが一般に狭い地形等に対して、何れも、適用可能である。また、そのような場合においては、削孔する地盤の地形，地質条件等に応じて、位置決め用ダウンザホールの突出高さや使用されるクレーン等が適宜に設定変更され得る。
【００５８】
その他、一々列挙はしないが、本発明は、当業者の知識に基づいて種々なる変更、修正、改良等を加えた態様において実施され得るものであり、また、そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限り、何れも、本発明の範囲内に含まれるものであることは、言うまでもないところである。
【００５９】
【発明の効果】
上述の説明からも明らかなように、本発明に従う構造とされた削孔装置においては、削孔手段を削孔方向に案内するリーダの下端部に、削孔型アンカ手段を固設して、該リーダの下端部を地盤に対して直接に位置決め固定するようにしたことから、リーダの設定位置、延いては削孔位置を高精度に且つ速やかに設定して、目的とする位置に安定して削孔を行うことが出来るのである。
【００６０】
また、本発明の削孔方法に従えば、リーダの下端部が、予め削孔型アンカ手段によって地盤に位置決め固定（アースアンカ）されることから、例えば、削孔条件が平坦地盤の他、傾斜地盤等である場合においても、安定してリーダの地盤への位置決めがなされるのであり、それによって、削孔手段の削孔位置や鉛直性を充分に確保しつつ、小型の設備によって削孔を安定して容易に行うことが可能となるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としての削孔装置の要部を示す正面図である。
【図２】図１に示された削孔装置における上下分割リーダの接続部を示す側面図である。
【図３】図２に示された上下分割リーダの第一及び第二の連結穴に挿通される連結ピンを示す側面図である。
【図４】図１に示された削孔装置におけるコラムリーダの要部を示す正面図である。
【図５】図４におけるＶ−Ｖ矢視図である。
【図６】図１に示された削孔装置を用いて削孔を行うに際しての一削孔工程を示す全体概略図である。
【図７】図１に示された削孔装置を用いて削孔を行うに際しての一削孔工程を示す全体概略図である。
【符号の説明】
１０ コラムリーダ
１２ 削孔部材
１４ 地盤
１６ 杭打穴
１８ 上側分割リーダ
２０ 下側分割リーダ
３４ ガイド片
３６ 掘削用ダウンザホール
７６ 位置決め用ダウンザホール
８６ アンカ孔
９６ クローラクレーン
【技術分野】
本発明は、杭打作業等に際して地盤に孔を穿つための削孔装置および削孔方法に係り、特に、孔を穿つ施工地盤の標高がクレーン等のベースマシンが位置せしめられたベース位置と異なる場合や、孔を穿つ施工地盤が傾斜面である場合などにおいても、簡単に且つ高精度に削孔することの出来る、新規な構造の削孔装置と、かかる削孔装置を用いた新規な削孔方法に関するものである。
【０００２】
【背景技術】
一般に、杭打作業等に際して地盤に孔を穿つためには、削孔の位置決め精度や鉛直性を確保すると共に、杭や矢板，Ｈ鋼等の吊込み、駆動モータやハンマ等の支持などの目的で、杭打やぐらが採用される。また、かかる杭打やぐらとしては、多地点への削孔の容易性などを考慮して、従来から、（ｉ）一本の支柱を二本の傾斜した控え柱で鉛直状態に保持せしめて、かかる支柱により、オーガスクリュやハンマ等の削孔手段を支持せしめて鉛直方向に案内するようにした専用のベースマシンを必要とする三点支持式杭打やぐらの他、（ｉｉ）クローラクレーンやホイールクレーン，タワークレーン等をベースマシンとして、そのジブ（アーム）とマシン本体で上下端を固定的に支持して略鉛直に保持せしめたリーダを用い、このリーダにより、オーガスクリュやハンマ等の削孔手段を支持せしめて鉛直方向に案内するようにした懸垂リーダ式杭打やぐらが、好適に採用されている。
【０００３】
しかしながら、これら何れの構造の杭打やぐらであっても、ベースマシンを削孔箇所の近くに位置せしめる必要があり、そのために、例えば、傾斜した地盤や、ベースマシンの設置位置と標高が異なる地盤などにおいては、削孔作業が極めて困難であった。しかも、リーダをベースマシンのみによって固定する必要があるために、ベースマシンを巨大で大重量化せざるを得ず、大がかりな作業設備が必要となって広い作業面積が必要とされると共に、施工の高コスト化が避けられないという問題もあった。
【０００４】
なお、このような問題に対処するために、例えば、クローラクレーンやホイールクレーン，タワークレーン等のクレーンのジブによって、削孔手段を支持および案内等するリーダを、単に吊り上げて懸垂支持せしめた状態で、削孔することも考えられる。
【０００５】
ところが、単に、リーダの上端部を吊り上げて懸垂支持しただけでは、リーダ、延いては削孔手段を地盤に対して確実に位置決めすることが難しく、特に、削孔する施工地盤が傾斜面等である場合に、リーダや削孔手段の先端位置が斜面を滑って定まり難く、その鉛直状態も保持し難いために、施工作業性が悪く、削孔の位置や鉛直性も安定して確保することが難しいという問題があった。しかも、ベースマシンとしてのクレーンの設置位置に対して削孔位置の地盤標高が、例えば５０メートル等と大幅に低い場合には、例えば５０メートルという長大な長さのリーダが必要となり、現実的ではなかったのである。
【０００６】
【解決課題】
ここにおいて、本発明は、上述の如き事情を背景として為されたものであって、その解決課題とするところは、従来の三点支持式や懸垂リーダ式の杭打やぐらに比して、小型で軽量のベースマシンによって施工することが出来ると共に、削孔の位置設定や鉛直性も高精度に確保することの出来る、新規な削孔装置と削孔方法を提供することにある。
【０００７】
また、本発明は、例えば、傾斜した地盤や、ベースマシンの設置位置とは標高の異なる地盤に対する削孔等に際しても適用することが可能であり、そのような地盤に対しても、安定して容易に削孔することが出来る、新規な削孔装置と削孔方法を提供することも、目的とする。
【０００８】
【解決手段】
以下、このような課題を解決するために為された本発明の態様を記載する。なお、以下に記載の各態様において採用される構成要素は、可能な限り任意の組み合わせで採用可能である。また、本発明の態様乃至は技術的特徴は、以下に記載のものに限定されることなく、明細書全体および図面に記載され、或いはそれらの記載から当業者が把握することの出来る発明思想に基づいて認識されるものであることが理解されるべきである。
【０００９】
すなわち、削孔装置に関する本発明の第一の態様は、（ａ）長手方向に延びるガイド部を備えており、クレーン等のベースマシンによって上端部を支持されることにより、略鉛直に懸垂支持せしめられる剛性の長手状のリーダと、（ｂ）該リーダに設けられた前記ガイド部によって、該リーダの長手方向に案内されて移動可能とされた取付部材と、（ｃ）前記リーダに対して略平行に配されて、前記取付部材に取り付けられると共に、該リーダとは実質的に独立して懸垂支持されることにより、該リーダに対して長手方向に相対移動可能とされた、地盤に目的とする孔を穿つ削孔手段と、（ｄ）前記リーダの下端部に設けられて、該リーダの下端部を支持する地盤にアンカ孔を削孔すると共に、該アンカ孔にアンカ部材を貫入させることにより、該リーダの下端部を地盤に固定する削孔型アンカ手段とを、有する削孔装置を、特徴とする。
【００１０】
このような本態様に係る削孔装置においては、削孔手段を位置決めすると共に鉛直方向に案内するリーダが、その下端部において、削孔型アンカ手段によって直接に地盤に対して位置決め固定されることとなる。それ故、リーダの設置位置、延いては削孔位置を、高い位置決め精度で設定することが出来るのであり、例えば削孔位置が傾斜した地盤等であっても、削孔型アンカ手段によってリーダの下端部を地盤に固定することが出来ることから、リーダ下端部の滑りが防止されて、目的とする位置で略鉛直に削孔することが可能となるのである。
【００１１】
しかも、リーダの支持力乃至は位置固定力を、ベースマシンだけでなく、地盤に対しても受け持たせることが出来ることから、大型のベースマシンを用いなくてもリーダの支持力を十分に得ることが出来るのであり、それ故、ベースマシンを小型、軽量化することが可能となって、施工が容易となるのである。
【００１２】
また、削孔装置に関する本発明の第二の態様は、前記第一の態様に従う構造とされた削孔装置において、前記リーダの上端部を、前記ベースマシンによって、吊りワイヤを介して、懸垂支持せしめるようにしたことを、特徴とする。このような本態様においては、例えば、ベースマシンの設置位置に対して、標高が数十メートル以上も低い地盤に削孔する場合にも、長尺のリーダを用いる必要がなく、削孔手段を目的とする削孔深さだけ案内することが出来るだけの長さのリーダを採用し、それをワイヤで吊り上げて作業することが可能となる。しかも、かかるリーダは、削孔型アンカ手段によって、その下端部が地盤に対して直接にアンカ固定されることから、リーダの上端部は、単に、ワイヤで吊り上げて鉛直方向の支持力を与えるだけでも、リーダを有効に位置決めして略鉛直に保持せしめることが可能となるのである。
【００１３】
また、削孔装置に関する本発明の第三の態様は、前記第一又は第二の態様に従う構造とされた削孔装置において、前記削孔手段が、その下部側において第一のエアハンマドリルを備えていることを、特徴とする。このような本態様においては、エアハンマドリルを採用したことにより、削孔に際してリーダに及ぼされる回転方向の削孔反力を軽減乃至は回避せしめることが出来るのであり、リーダや削孔型アンカ手段に要求される強度等が小さくて済むことから、装置構造の簡略化や小型化，軽量化も可能となる。
【００１４】
更にまた、削孔装置に関する本発明の第四の態様は、戦記第一乃至第三の何れかの態様に従う構造とされた削孔装置において、前記削孔手段が、その上部側において油圧式駆動モータを備えていることを、特徴とする。このような本態様においては、油圧式駆動モータによる回転駆動力を利用して回転型の削孔手段を採用することも可能となる。なお、本態様においては、前記第三の実施形態と組み合わせた態様で、好適に構成され得、それによって、例えば特公昭６３−５２１９７号公報等に記載の如き掘削用ダウンザホールハンマやスーパードリル等の、小さな回転力で高削孔能力を発揮し得る削孔手段が有利に実現され得る。また、本態様においては、油圧式駆動モータを採用したことにより、電動式駆動モータ等を採用した場合に比して、小型軽量化が実現され得るという利点もある。
【００１５】
また、削孔装置に関する本発明の第五の態様は、前記第一乃至第四の何れかの態様に従う構造とされた削孔装置であって、前記リーダの下端部に対して、該リーダの軸直角方向外方に張り出した固定支持部が固設されていると共に、該固定支持部に前記削孔型アンカ手段が設けられていることを、特徴とする。このような本態様においては、削孔型アンカ手段によるアンカ位置を、リーダの中心軸に対する軸直角方向で大きく離隔させて設定することが可能となる。これにより、リーダの中心軸回りの回転力（モーメント）に対するアンカ効果（固定力）を効率的に得ることが可能となり、リーダ下端部の位置決め能力が向上されるのであり、特に、モータを備えた削孔手段を採用して回転反力がリーダに及ぼされる場合でも、大型の削孔型アンカ手段を必要とすることなく、削孔を行うことが可能となる。なお、本態様においてリーダに突設される固定支持部は、少なくとも一つ設けられていれば良く、好適には、リーダから異なる方向に複数の固定支持部が突設される。
【００１６】
また、削孔装置に関する本発明の第六の態様は、前記第一乃至第五の何れかの態様に従う構造とされた削孔装置において、前記リーダの少なくとも下端部を中空構造として、該リーダの下端部における中空部内に前記削孔型アンカ手段を配設したことを、特徴とする。このような本態様においては、リーダの内部スペースを利用して、削孔型アンカ手段をコンパクトに配設することが出来る。なお、このようなリーダ内配設タイプの削孔型アンカ手段を、前記第五の態様に係るリーダ外部突設タイプの削孔型アンカ手段と併せて採用することも、勿論、可能である。
【００１７】
また、削孔装置に関する本発明の第七の態様は、前記第一乃至第六の何れかの態様に従う構造とされた削孔装置において、前記削孔型アンカ手段が、前記第一のエアハンマドリルよりも小型の第二のエアハンマドリルによって構成されていることを、特徴とする。このような本態様においては、削孔型アンカ手段として、オーガスクリュタイプのドリルを採用する場合に比して、装置自体の小型軽量化が可能であると共に、岩盤等の硬質地盤に対しても目的とするアンカ施工を速やかに且つ有効に行うことが可能となる。しかも、エアハンマドリルを採用すれば、アンカ施工に際しての回転反力も軽減乃至回避され得て、施工が一層容易となる。
【００１８】
また、削孔装置に関する本発明の第八の態様は、前記第一乃至第七の何れかの態様に従う構造とされた削孔装置であって、前記リーダの下端部において、鉛直下方に向かって突出する先鋭状の刺入突起を固設したことを、特徴とする。このような本態様においては、リーダを吊り上げて目的とする削孔位置に下ろすことにより、リーダや削孔手段等の自重が刺入突起に作用して、刺入突起が地盤に刺し込まれることとなる。それ故、かかる刺入突起のリーダ下端面からの突出高さと削孔型アンカ手段の突出高さを相対的に調節，設定することによって、例えば、削孔型アンカ手段で固定する前の仮固定や、或いは削孔型アンカ手段で固定した後の補助固定を、刺入突起で行うことが可能となるのである。
【００１９】
また、削孔装置に関する本発明の第九の態様は、前記第一乃至第八の何れかの態様に従う構造とされた削孔装置において、前記リーダが、連結ピンによって一軸回りに屈曲可能に連結された複数本の分割リーダによって構成されていると共に、それらの分割リーダを、固定ピンによって伸長状態で屈曲不能に固定せしめて保持可能としたことを、特徴とする。このような本態様においては、長尺のリーダを分割して構成することが出来ることから、リーダの製造や搬送、取扱い等が容易となって、削孔作業性も向上される。
【００２０】
さらに、削孔方法に関する本発明の第一の態様は、削孔装置に関する本発明の前記第一乃至第九の何れかの態様に従う構造とされた削孔装置を用い、かかる削孔装置における前記リーダの上端部を前記ベースマシンによって吊り上げて、該リーダを前記施工地盤における目的とする削孔位置に導いた後、前記削孔型アンカ手段によってアースアンカを取り、その後に前記削孔手段によって目的とする前記孔を穿つことを、特徴とする。
【００２１】
このような本態様の削孔方法に従えば、削孔するに際して、削孔手段を支持して鉛直方向に案内せしめるリーダの下端部を、削孔型アンカ手段により、地盤に対して支持せしめることが出来ることから、従来の三点支持式等の大掛かりな杭打やぐら等を必要とすることなく、目的とする位置にリーダを位置決めして削孔することが出来るのであり、削孔の位置や鉛直性を十分に確保しつつ、削孔を容易に且つ速やかに行うことが可能となるのである。なお、本態様の削孔方法を採用すれば、ベースマシンに対して要求されるリーダの位置決め支持力が軽減されることから、例えば、クレーン等のベースマシンが位置せしめられたベース位置から鉛直方向乃至は水平方向に離れた位置に孔を穿つことも容易となるのであり、例えば、地盤の状態等の理由でベースマシンが近づけない場所にも、容易に削孔することが可能となる。
【００２２】
また、削孔方法に関する本発明の第二の態様は、前記第一の態様に従う削孔方法において、孔を穿つ施工地盤が傾斜面であることを、特徴とする。本態様に従えば、削孔に際して、リーダの下端部が、予め削孔型アンカ手段によって地盤に固定されることから、削孔地盤が傾斜面である場合にもリーダの位置が確実に決定され得て、目的とする位置への削孔を安定して行うことが可能となる。
【００２３】
【発明の実施形態】
以下、本発明を、更に具体的に明らかにするために、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明する。
【００２４】
先ず、図１には、本発明の一実施形態としての削孔装置が示されている。この削孔装置は、リーダとしてのコラムリーダ１０と、該コラムリーダ１０によって案内されてコラムリーダ１０の長手方向に相対移動せしめられる削孔手段としての削孔部材１２を備えている。そして、コラムリーダ１０を略鉛直に保持せしめた状態下において、削孔部材１２により、地盤１４に対して、杭やＨ鋼などを埋設するための杭打穴１６を穿つようになっている。（図６〜７参照）
【００２５】
より詳細には、コラムリーダ１０は、鉄鋼等の剛性材で形成されており、上下二つの分割リーダ１８，２０によって構成されている。各分割リーダ１８，２０は、軸方向全長に亘って一定の矩形枠体断面をもって延びるストレートな柱形状を有しており、側面には多数の肉抜孔２２が設けられている。また、上側分割リーダ１８の下端部および下側分割リーダ２０の上端部には、図２〜３に示されているように、各対応する位置において、それぞれ軸直角方向に延びる第一及び第二の連結穴２４，２６がコラムリーダ１０の中心軸を挟んだ両側で互いに平行に形成されており、これら第一及び第二の連結穴２４，２６に対して、それぞれ、連結ピン２８が挿通されることにより、上下分割リーダ１８，２０が、同一中心軸上で突き合わせられて、相互に屈曲不能に固定されている。なお、第一の連結穴２４および連結ピン２８による上下分割リーダ１８，２０の第一の連結部位３０は、上下分割リーダ１８，２０の外周面上に突出位置せしめられており、第二の連結穴２６および連結ピン２８で構成される第二の連結部位３２から連結ピン２８を引き抜くことによって、かかる第一の連結部位３０における連結ピン２８回りに、上下分割リーダ１８，２０が相互に９０度以上、好ましくは１８０度屈曲可能とされており、真直ぐな状態から１８０度屈曲されることにより、上下分割リーダ１８，２０が、同一中心軸上から平行な中心軸をもって互いに重ね合わせられた状態となるまで屈曲可能とされている。換言すれば、上下分割リーダ１８，２０は、第一の連結部位３０における連結ピン２８によって連結せしめた状態下で、同一中心軸上に位置せしめられて、第二の連結部位３２における連結ピン２８で挿通固定されることにより、第一の連結部位３０における連結ピン２８回りでの屈曲が阻止されており、それによって、上下分割リーダ１８，２０で協働して、全体として一体構造をもってストレートに延びる長尺状のコラムリーダ１０が構成されている。また、コラムリーダ１０の一方の側面には、幅方向両側に突出して、それぞれ長手方向に直線的に延びる一対のガイド片３４，３４が固設されている。
【００２６】
そして、かかるコラムリーダ１０のガイド片３４，３４が設けられた側の側方には、コラムリーダ１０に添うようにして略平行に延びる削孔部材１２が並設されている。この削孔部材１２は、軸方向下端部に配設して位置せしめられた第一のエアハンマドリルとしての掘削用ダウンザホール３６を備えていると共に、軸方向上側には、油圧駆動式モータとしての油圧モータ３８を備えており、油圧モータ３８の出力軸としての回転ロッド４０が、上下クッションジョイント４２，４２及びエアスイベル４４を介して掘削用ダウンザホール３６に対して連結された構造を有している。
【００２７】
また、かかる削孔部材１２には、回転ロッド４０及び掘削用ダウンザホール３６に対して、それら外周面を略全体に亘って覆う中空円筒管形状のカバー筒体４６が取付けられていると共に、エアスイベル４４に対して、図示しない外部のエアコンプレッサに通じる圧縮エア供給管路４８が接続されている。そして、この圧縮エア供給管路４８から供給される圧縮エアが、カバー筒体４６内に形成されたエア供給路５０を通じて、掘削用ダウンザホール３６に供給されるようになっている。また、本実施形態では、カバー筒体４６によって掘削用ダウンザホール３６や回動ロッド４０の略全体が覆われていると共に、カバー筒体４６の先端部（図１における下端部）から掘削用ダウンザホール３６の削孔部分である第一のビット５２だけが突出せしめられた状態とされている。
【００２８】
なお、掘削用ダウンザホール３６の構造は、例えば、特公昭５５−２５２６５号公報や特公昭５７−３５３５６号公報、特公昭５８−５３５４５号公報等に開示されているように、従来から公知のものであって、ここではその詳細を省略するが、エアコンプレッサからカバー筒体４６内のエア供給路５０を通じて供給される圧縮空気の圧力によって、先端の第一のビット５２を上下振動させ、第一のビット５２の先端面に突設された多数の硬質のボタンビット５４を地盤の削孔面に打撃当接させると共に、上端部に設けられた油圧モータ３８の回転駆動力を掘削用ダウンザホール３６に及ぼし、第一のビット５２を中心軸回りに低速回転させることによって、地盤を破砕的に削孔，掘削するようになっている。また、掘削により生じる地盤の排出土（礫等を含む）は、掘削用ダウンザホール３６の先端部分から吐出される圧縮空気を利用して、掘削した杭打穴１６を通じて、上方（地上）に送り出して排土されるようになっている。
【００２９】
また、油圧モータ３８には、一方の側（ガイド片３４側）に向かって延び出す左右の把持片５６，５８が固設されており、これらの把持片５６，５８によって、かかるコラムリーダ１０に固設された一対のガイド片３４，３４を、両側から挟み込むようにして、油圧モータ３８が離脱不能に且つ長手方向に相対移動可能に係止されて取付けられている。
【００３０】
また一方、カバー筒体４６の下端部近くには、円筒形状を有する開放型の振止め６０が外挿されておりコラムリーダ１０に固設されている。これによって、削孔部材１２の回転中心軸の揺動が、軽減乃至は防止されるようになっている。
【００３１】
要するに、本実施形態では、油圧モータ３８、掘削用ダウンザホール３６、回転ロッド４０及びカバー筒体４６によって削孔部材１２が構成されている。そして、かかる削孔部材１２は、油圧モータ３８の把持片５６，５８に移動可能に係止されていると共に、掘削用ダウンザホール３６の位置する下端部近くにおいて、振止め６０によって相対変位量を制限されていることによって、コラムリーダ１０と略平行に保持されるようになっていると共に、コラムリーダ１０のガイド片３４，３４によって軸方向に案内されて相対移動が許容されるようになっている。
【００３２】
さらに、このような削孔部材１２を支持せしめる前述のコラムリーダ１０には、その上端部分（上側分割リーダ１８の上端部）において、吊下用フック６２が、周上の３つの点に突設されており、これら３つのフック６２，６２，６２によってコラムリーダ１０が、三角式の吊りワイヤ６４を介して、図示しないベースマシンによって吊り上げられるようになっている。
【００３３】
また一方、コラムリーダ１０の下端部分（下側分割リーダ２０の下端部）には、図４〜５に示されているように、四隅部分においてそれぞれ下方に向かって突出する小径の刺入突起としての刺込突起６６，６６，６６，６６が固設されている。この刺込突起６６は、丸棒状の鋼材によって形成されており、突出する下端部分が先鋭状とされた略ペンシル形状を有しており、それぞれ、コラムリーダ１０に対して、溶接等により固設されている。
【００３４】
さらに、コラムリーダ１０の下端部には、コラムリーダ１０の中心軸を通らずに、中心軸に対して一方の側に偏倚せしめられた位置において、幅方向両側面から外方に向かって突出する、固定支持部としての一対の支持プレート６８，６８が溶接等によって固設されている。各支持プレート６８は、上側端縁部が突出方向先端側へ行くに従って、次第に下方に向かって傾斜せしめられることにより、ロケットの羽根のような略台形形状を有しており、各外周縁部には、平板形状の補強プレート７０が、それぞれ溶接固定されている。
【００３５】
また、各支持プレート６８の突出先端面（羽根で云えば、拡翼先端部）には、一定の溝形状をもって延びる取付縁部材７２，７２が、溶接等によって、それぞれ固着されている。そして、これら各取付縁部材７２には、上下両端部近くにおいて、それぞれ、板厚方向に貫通する取付用孔７４，７４が設けられている。
【００３６】
一方、各支持プレート６８の突出先端部分には、第二のエアハンマドリルとしての位置決め用ダウンザホール７６，７６が装着されている。これら位置決め用ダウンザホール７６，７６は、それぞれ、外周面を略全体に亘って覆う薄肉の略中空円筒形状のカバー部材７８を備えており、全体が掘削用ダウンザホール３６よりも十分に小径で且つ短尺とされている。
【００３７】
なお、各位置決め用ダウンザホール７６は、削孔部材１２における掘削用ダウンザホール３６と同様の構造を有するものであって公知のものであるから、詳細な説明は省略するが、外部に設けられたエアコンプレッサ（図示せず）から、エアホース８０，８０を通じてカバー部材７８，７８内に供給される圧縮空気の圧力によって、削孔部分である先端の第二のビット８２，８２を上下振動させ、これら第二のビット８２，８２の先端面に突設された多数の硬質のボタンビット８４を地盤の削孔面に打撃当接させることによって、地盤１４を掘削せしめるようになっている。また、掘削により生じる地盤の排出土（礫等を含む）は、各位置決め用ダウンザホール７６の先端部分から突出される、圧縮空気を利用して、掘削したアンカ孔８６，８６を通じて、上方（地上）に送り出して排土されるようになっている。なお、本実施形態では、掘削用ダウンザホール３６と同様に、各位置決め用ダウンザホール７６にも上端部に油圧式モータ等を設けて、その回転駆動力を位置決め用ダウンザホール７６，７６に及ぼすことにより、第二のビット８２，８２を所定の速度で回動させることも可能であり、それによって、削孔能率の向上が図られ得る。また、本実施形態では、各位置決め用ダウンザホール７６は、掘削用ダウンザホール３６に比べて十分に小径であり、第二のビット８２の外径寸法が、第一のビット５２の略１／４以下とされており、各位置決め用ダウンザホール７６，７６のストローク長さが、掘削用ダウンザホール３６の略１／５以下、好ましくは１／１０以下（本実施形態では、１ｍ程度）とされている。
【００３８】
また、カバー部材７８，７８の外周面には、軸方向に延びるプレート状の固定片８８，８８が、溶接等によって、それぞれ固着されて径方向外方に突設されている。また、それら各固定片８８には、板厚方向に貫通する位置決め孔９０が、長手方向に所定間隔で複数設けられている。
【００３９】
そして、各位置決め用ダウンザホール７６は、カバー部材７８に突設された固定片８８が、支持プレート６８に固設された取付縁部材７２の凹溝に差込まれて、それら固定片８８と取付縁部材７２の位置決め用孔９０と取付用孔７４に、連結ピン９４，９４挿通されて、固定片８８が取付縁部材７２に対して位置決め固定されている。これにより、位置決め用ダウンザホール７６，７６が、それぞれ、コラムリーダ１０の中心軸と平行に下方に向かって、コラムリーダ１０の下端部（下側分割リーダ２０の下端部）に対して、固定的に取り付けられている。要するに、二つの位置決め用ダウンザホール７６，７６が、コラムリーダ１０を地盤１４に対して掘削支持せしめるアンカ手段として構成されている。なお、固定片８８に設けられた複数の位置決め用孔９０に対する、連結ピン９４，９４の挿通位置を適宜に選択することによって、コラムリーダ１０に対する位置決め用ダウンザホール７６，７６の突出高さを適当に調節し、所望の突出高さにアンカ手段を位置決めすることが可能とされる。また、本実施形態では、各位置決め用ダウンザホール７６は、コラムリーダ１０の先端部に設けられた各刺込突起６６よりも軸方向外方にまで突出せしめられた状態で取り付けられている。
【００４０】
さらに、本実施形態では、左右両側の位置決め用ダウンザホール７６，７６が、コラムリーダ１０を一方向で挟んだ両側部分において、互いに軸直方向に十分に離隔して固定的に取付けられていると共に、コラムリーダ１０の中心軸を通らずに、中心軸に対して偏倚して、コラムリーダ１０の一方の側（図１の左方側）に位置せしめられることによって、左右両側の位置決め用ダウンザホール７６，７６が、掘削用ダウンザホール３６（第一のビット５２）の削孔中心軸から可及的に離れた位置に設けられている。それによって、かかる削孔装置を地盤１４に対して支持せしめる広い意味でのアンカ手段が、削孔型アンカ手段としての位置決め用ダウンザホール７６，７６および掘削用ダウンザホール３６の削孔中心軸をそれぞれ頂点とする、三角形（二等辺三角形）形状を有することとなり、以て、削孔装置の下端部の支持形態が、安定度の高い三脚構造とされているのである。
【００４１】
次に、上述の如き構造とされたコラムリーダ１０および削孔部材１２を備えた削孔装置を用いて、孔を穿つ削孔工程について説明する。なお、かかる削孔工程は、図６〜７にも示されているように、ベースマシンとしてのクローラクレーン９６の配設位置よりも標高が低い地盤１４に対して、杭打穴１６を削孔する場合についての一具体例について説明する。
【００４２】
すなわち、先ず、図６〜７に示されているように、傾斜した地盤１４の上方に築工された足場９８上に位置せしめたクローラクレーン１４によって、コラムリーダ１０の上端部を三角式の吊ワイヤ６４で吊り上げて支持する。なお、本実施形態で用いられるベースマシンには、例示の如きクローラクレーン９６の他、ホイールクレーンやタワークレーン等、従来構造の種々のクレーンが採用され得るが、好適には、小型且つ軽量でコラムリーダ１０を略鉛直に懸垂保持せしめることの出来るクレーンが採用され得る。
【００４３】
そして、吊ワイヤ６４の吊り上げと同時に、削孔部材１２の上端部に位置する油圧モータ３８を吊ワイヤ６４とは別に制御可能なドリル吊ワイヤ１００で吊り上げ支持せしめる。これによって、重力作用を利用して各ダウンザホール３６，７６，７６の削孔中心軸が略垂直となるように懸垂支持しつつ、目的とする削孔位置に、位置決め用ダウンザホール７６，７６を下ろして着地位置せしめる。
【００４４】
続いて、図示しないエアコンプレッサを作動させて、位置決め用ダウンザホール７６，７６を稼動させ、地盤１４の中に刺し入れて小径のアンカ孔８６，８６を削孔し、削孔と同時に位置決め用ダウンザホール７６，７６を土中（地盤１４内）に刺し入れることによって、コラムリーダ１０の下端部を、かかる位置決め用ダウンザホール７６，７６によって地盤１４に固定する。これによって、コラムリーダ１０の下端部を、地盤１４によって固定的に支持せしめる一方、コラムリーダ１０の上端部を、クローラクレーン９６によって支持せしめた状態とする。要するに、かかる工程手順によって、削孔部材１２を鉛直保持せしめるための広い意味でのアンカ手段を形成する。なお、位置決め用ダウンザホール７６，７６の地盤１４への刺入れ時には、クローラクレーン９６による吊り上げ力を調節することによって、コラムリーダ１０や削孔部材１２の重力を位置決め用ダウンザホール７６，７６に及ぼして削孔させることが可能である。
【００４５】
そして、このように位置決め用ダウンザホール７６，７６で、コラムリーダ１０の下端部を地盤１４に固定せしめた状態下において、掘削用ダウンザホール３６に対して、エアコンプレッサで外部から圧縮エアを送り込むと共に、油圧モータ３８の駆動力を回転ロッド４０を通じて掘削用ダウンザホール３６に及ぼし、更に、クローラクレーン９６の引張力を一定速度で解放しながら重力をかけることにより、図７に示されているように、地盤１４を穿孔掘削する。
【００４６】
そして、所定の深さまで掘進して杭打穴１６を形成した後、例えば、掘削用ダウンザホール３６を引き抜いて、かかる杭打穴１６に対して、別途準備したＨ鋼や矢板等を挿し入れて固定したり、或いは、セメントミルク等を打ち込んで現場打杭を形成したりすることによって、目的とする基礎杭を形成することが出来る。
【００４７】
因みに、前述の如き杭打穴１６が形成された後、例えば、掘削用ダウンザホール３６の引き抜きと同時に、掘削用ダウンザホール３６の先端部から、セメントミルクを穿った杭打穴１６内に注入して現場打杭を打ち建てて、杭基礎を形成することも可能であり、それによって、工程の大幅な短縮化が図られ得る。
【００４８】
而してその後、クローラクレーン９６を移動させて、続いて、他の所定位置に、上述の如き削孔工程に従って、削孔を行うことにより、目的とする基礎杭を形成することが出来る。
【００４９】
そこにおいて、前述の如き構造とされた削孔装置においては、コラムリーダ１０の下端部が位置決め用ダウンザホール７６，７６で位置決め固定されることから、単にコラムリーダ１０を軽量のクローラクレーン９６で吊り上げただけで、十分なコラムリーダ１０の位置決め強度を得ることが出来、しかも、略鉛直状態に維持することが出来るのであって、コラムリーダ１０で案内されつつ削孔する掘削用ダウンザホール３６によって目的とする孔（杭打穴１６）を所望の位置に、略垂直方向に向かって安定して且つ高精度に削孔することが出来るのである。
【００５０】
また、特に、本実施形態では、削孔部材１２を、単にワイヤ（ドリル吊ワイヤ１００）で吊り上げるだけで良いから、標高が異なる地面にも容易に且つ安定して削孔することが出来る。
【００５１】
さらに、本実施形態では、かかる削孔部材１２の掘削ドリルにダウンザホール（３６）を採用したことにより、エア式のハンマ駆動とモータ（３８）の回転駆動が組み合わされたハイブリッド駆動によって削孔されることから、モータ（３８）による回転駆動力を小さく設定することが出来るのであり、それによって、上部に設けられるモータを小型，軽量化することが出来る。しかも、削孔部材１２や削孔型アンカ手段としての位置決め用ダウンザホール７６，７６の回転反力が小さくて済むことから、コラムリーダ１０の強度を小さくすること、即ち、肉抜孔２２を設けたり折畳み構造（上下分割リーダ１８，２０）にすることや、位置決め用ダウンザホール７６，７６を小型化することも可能となるのであり、それによって、削孔装置全体の更なる小型，軽量化が図られ得て、輸送や取り扱い等が有利に為され得るのである。
【００５２】
更にまた、本実施形態では、ダウンザホール（３６，７６，７６）を、そのまま削孔装置のアンカ手段に採用したことにより、別途アンカ手段を採用する必要がなく、より速やかに且つ大きなアンカ効果を得ることが出来るといった利点もある。
【００５３】
以上、本発明の一実施形態について詳述してきたが、これはあくまでも例示であって、本発明は、かかる実施形態における具体的な記載によって、何等、限定的に解釈され得るものでない。
【００５４】
例えば、本発明において採用される削孔型アンカ手段（位置決め用アンカ手段７６，７６）の構造、配設位置及び数等は、何等限定されるものでなく、具体的には、例えば、回転駆動式のオーガスクリュをコラムリーダの中心軸上に、コラムリーダの内部に収容された状態で配設すると共に、コラムの中央部分等をワイヤ等で地盤に補強的に固定することも可能である。
【００５５】
更にまた、前記実施形態では、削孔を形成する掘削ドリルにダウンザホール（掘削用ダウンザホール３６）が採用されていたが、回転駆動式のオーガスクリュ等を採用することも可能である。
【００５６】
さらに、前記実施形態で用いられるダウンザホール（掘削用ダウンザホール３６）の駆動モータは、何等限定されるものでなく、例示の如き、油圧モータ３８の他、空気圧式や電動式の駆動モータも採用可能である。
【００５７】
加えて、本発明は、例示の如き傾斜した地盤において用いられる他、平坦な地形や、或いは、障害物が立ち並んで作業スペースが一般に狭い地形等に対して、何れも、適用可能である。また、そのような場合においては、削孔する地盤の地形，地質条件等に応じて、位置決め用ダウンザホールの突出高さや使用されるクレーン等が適宜に設定変更され得る。
【００５８】
その他、一々列挙はしないが、本発明は、当業者の知識に基づいて種々なる変更、修正、改良等を加えた態様において実施され得るものであり、また、そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限り、何れも、本発明の範囲内に含まれるものであることは、言うまでもないところである。
【００５９】
【発明の効果】
上述の説明からも明らかなように、本発明に従う構造とされた削孔装置においては、削孔手段を削孔方向に案内するリーダの下端部に、削孔型アンカ手段を固設して、該リーダの下端部を地盤に対して直接に位置決め固定するようにしたことから、リーダの設定位置、延いては削孔位置を高精度に且つ速やかに設定して、目的とする位置に安定して削孔を行うことが出来るのである。
【００６０】
また、本発明の削孔方法に従えば、リーダの下端部が、予め削孔型アンカ手段によって地盤に位置決め固定（アースアンカ）されることから、例えば、削孔条件が平坦地盤の他、傾斜地盤等である場合においても、安定してリーダの地盤への位置決めがなされるのであり、それによって、削孔手段の削孔位置や鉛直性を充分に確保しつつ、小型の設備によって削孔を安定して容易に行うことが可能となるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としての削孔装置の要部を示す正面図である。
【図２】図１に示された削孔装置における上下分割リーダの接続部を示す側面図である。
【図３】図２に示された上下分割リーダの第一及び第二の連結穴に挿通される連結ピンを示す側面図である。
【図４】図１に示された削孔装置におけるコラムリーダの要部を示す正面図である。
【図５】図４におけるＶ−Ｖ矢視図である。
【図６】図１に示された削孔装置を用いて削孔を行うに際しての一削孔工程を示す全体概略図である。
【図７】図１に示された削孔装置を用いて削孔を行うに際しての一削孔工程を示す全体概略図である。
【符号の説明】
１０ コラムリーダ
１２ 削孔部材
１４ 地盤
１６ 杭打穴
１８ 上側分割リーダ
２０ 下側分割リーダ
３４ ガイド片
３６ 掘削用ダウンザホール
７６ 位置決め用ダウンザホール
８６ アンカ孔
９６ クローラクレーン
Claims (11)
- 長手方向に延びるガイド部を備えており、クレーン等のベースマシンによって上端部を支持されることにより、略鉛直に懸垂支持せしめられる長手状のリーダと、
該リーダに設けられた前記ガイド部によって、該リーダの長手方向に案内されて移動可能とされた取付部材と、
前記リーダに対して略平行に配されて、前記取付部材に取り付けられると共に、前記ベースマシンによって該リーダとは実質的に独立して懸垂支持されることにより、該リーダに対して長手方向に相対移動可能とされた、地盤に目的とする孔を穿つ削孔手段と、
前記リーダの下端部に設けられて、該リーダの下端部を支持する地盤にアンカ孔を削孔すると共に、該アンカ孔にアンカ部材を貫入させることにより、該リーダの下端部を地盤に固定する削孔型アンカ手段とを、
有することを特徴とする削孔装置。 - 前記リーダの上端部を、前記ベースマシンによって、吊りワイヤを介して、懸垂支持せしめるようにした請求項１に記載の削孔装置。
- 前記削孔手段が、その下部側において第一のエアハンマドリルを備えている請求項１又は２に記載の削孔装置。
- 前記削孔手段が、その上部側において油圧式駆動モータを備えている請求項１乃至３の何れかに記載の削孔装置。
- 前記リーダの下端部において、該リーダの軸直角方向外方に張り出した固定支持部が固設されており、該固定支持部に前記削孔型アンカ手段が設けられている請求項１乃至４の何れかに記載の削孔装置。
- 前記リーダの少なくとも下端部を中空構造として、該リーダの下端部における中空部内に前記削孔型アンカ手段を配設した請求項１乃至５の何れかに記載の削孔装置。
- 前記削孔型アンカ手段が、前記第一のエアハンマドリルよりも小型の第二のエアハンマドリルによって構成されている請求項１乃至６の何れかに記載の削孔装置。
- 前記リーダの下端部において、鉛直下方に向かって突出する先鋭状の刺入突起を固設した請求項１乃至７の何れかに記載の削孔装置。
- 前記リーダが、連結ピンによって一軸回りに屈曲可能に連結された複数本の分割リーダによって構成されていると共に、それらの分割リーダを、固定ピンによって伸長状態で屈曲不能に固定せしめて保持可能とした請求項１乃至８の何れかに記載の削孔装置。
- 請求項１乃至９の何れかに記載の削孔装置を用い、かかる削孔装置における前記リーダの上端部を前記ベースマシンによって吊り上げて、該リーダを前記施工地盤における目的とする削孔位置に導いた後、前記削孔型アンカ手段によってアースアンカを取り、その後に前記削孔手段によって目的とする孔を穿つことを特徴とする削孔方法。
- 前記孔を穿つ施工地盤が傾斜面である請求項１０に記載の削孔方法。
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