JP3820314B2 - 縦穴掘削法、縦穴掘削装置及び地中構造物構築法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この出願の発明は、アダプタとこれを挿通させて把持し得る把持装置と把持装置を回転駆動し得る回転駆動装置と把持装置を上昇下降させ得る昇降駆動装置とを備え、把持装置で把持できるケーシングより大径の縦穴を掘削する縦穴掘削装置と、この縦穴掘削装置を用いて縦穴を掘削する縦穴掘削法と、こうした縦穴掘削技術により掘削した縦穴に鉄筋コンクリートを打設しながらケーシングを回収して杭等の地中構造物を構築する地中構造物構築法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
土木、建築工事に使用する大口径鋼管杭や鋼管類等の管状ケーシング（以下単に「ケーシング」という。）を地中に押し込むとともにケーシング内の土砂を排土することにより縦穴を掘削する装置として、ケーシングドライバと称する縦穴掘削装置が従来から一般的に知られている。このケーシングドライバは、方形の枠状のベースフレームと、ケーシングを挿通させて把持するケーシング掴み用バンド等の把持装置と、この把持装置を回転駆動する油圧モータ等で構成された回転駆動装置と、ベースフレーム上に昇降自在に設置され把持装置や回転駆動装置を取り付けた昇降フレームと、この昇降フレームを昇降させて把持装置を回転駆動装置とともに上昇下降させるスラストシリンダ等の昇降駆動装置とを通常備えている。そして、ケーシングを把持装置で把持し、把持装置を回転駆動装置で回転駆動しながら昇降駆動装置で下降させてケーシングを地中に押し込むとともにケーシング内の土砂をハンマーグラブ等の掘削具で排土することにより縦穴を掘削するように構成されている。
【０００３】
しかるに、こうした従来の一般的な縦穴掘削装置は、把持装置で把持するケーシングが把持できる最大径より少しでも大径になると、これを使用して縦穴を掘削することができなかった。こうした場合、このような大径のケーシングでも挿通させて把持できる縦穴掘削装置を使用すればよいが、そうすると、縦穴掘削装置全体の外形が非常に大型化するだけではなく価格も割高になり、さらには、すでに所有している縦穴掘削装置を有効に活用できないことにもなる。
【０００４】
このような問題に対応する縦穴掘削装置として、最近、大口径竪孔の掘削工法及び大口径竪孔の掘削装置と称する技術が特開平５ー２０２６８７号公報で提案されている。この従来の技術における縦穴掘削装置は、前記した従来の一般的な縦穴掘削装置に筒状アダプタを付設したものであり、この筒状アダプタは、特別規格の縦穴掘削装置でなくても把持装置に挿通させて把持できるように比較的小径に形成するとともに、大径のケーシングを連結できる連結部を下端部に設けている。また、この従来の技術における縦穴掘削法は、こうした縦穴掘削装置の使用方法を提案したもので、縦穴掘削装置を、下方にケーシング設置用の作業空間を設けて横方向に移動可能に架台に設置した状態において、アダプタを大径のケーシングに取り付けて把持装置で把持し、次いで、把持装置を回転駆動装置で回転駆動しながら昇降駆動装置で下降させて、ケーシングをアダプタを介して回転させながら地中に押し込むとともにケーシング内の土砂を排土することにより、縦穴を掘削するようにしている。そして、単位ケーシングを１本押し込むと、アダプタをケーシングから分離して昇降駆動装置で上昇させた後、縦穴掘削装置を横方向に移動させ、次いで、すでに押し込まれたケーシングに新たな単位ケーシングを継ぎ足してから縦穴掘削装置を元位置に移動させ、しかる後、この新たなケーシングにアダプタを連結するようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
こうした従来の技術によれば、大径のケーシングは、把持装置で把持しないでアダプタに連結し、把持装置では、比較的小径のアダプタを把持するようにしているので、ケーシングが把持装置で把持できない大径のものであっても、これを用いて縦穴を掘削することができる。ところで、ケーシングを直接把持する従来の一般的な縦穴掘削技術では、単位ケーシングが昇降駆動装置のストロークより長い長尺のものでも、これを押し込むことができた。すなわち、ケーシングを把持装置で把持して回転駆動しながら昇降駆動装置で下降させて昇降駆動装置の１ストローク程度地中に押し込み、次いで、ケーシングを把持装置の把持から解除して地盤に支持させた後、把持装置をケーシングに沿って上昇させ、次いで、ケーシングを再び把持装置で把持して回転駆動しながら下降させ、こうした操作を適当数繰り返すことにより長尺の単位ケーシングを押し込むことができた。
【０００６】
しかるに、アダプタを付設した前述の従来の技術では、把持装置でアダプタの定位置を把持するようにしているため、こうした操作は行えず、また、仮にこうした操作を行えるようにした場合には、アダプタが昇降駆動装置のストローク分より長い距離下降することとなるため、押し込み作業を反復することができなくなる。すなわち、押し込み作業を反復するには、押し込まれたケーシングに新たな単位ケーシングを継ぎ足せるようにするため、アダプタをケーシングから分離した後、下降したアダプタを上昇させて縦穴掘削装置を横方向へ移動する操作が必要となるが、従来の技術では、アダプタを昇降駆動装置の１ストローク分しか上昇させることができないため、アダプタが障害となってこうした操作が行えなくなる。こうしたことから、従来の技術では、単位ケーシングに昇降駆動装置のストローク程度の長さのものしか使用することができなかった。そのため、単位ケーシングを、これまで使用していた通常のケーシングよりもかなり短くしなければならず、通常のケーシングで縦穴を掘削するときよりも、ケーシングの接続回数が著しく増加することとなる。このようにケーシングの接続回数が増加すると、施工に手間を要して施工期間が長くなるとともに、高価な管継手を多数設けることが必要となって施工単価も増加する。
【０００７】
この出願の発明の第１の技術課題は、従来の技術にみられるこうした問題を解消しようとするものであり、アダプタを把持してケーシングを押し込む縦穴掘削法や縦穴掘削装置であっても、昇降駆動装置のストロークの長さより長いケーシングを使用できて工期や施工単価の増加を抑制することができる縦穴掘削技術を提供することにある。
【０００８】
ところで、縦穴掘削装置で掘削した縦穴には、鉄筋コンクリートを打設して杭等の地中構造物を構築することが多いが、その場合に地中に押し込まれたケーシングを回収して再利用しないと、施工単価が著しく増加する。しかるに、アダプタを付設した従来の技術では、こうしたことについての配慮がなされていない。この従来の技術では、縦穴掘削作業用のクレーンを設置しているが、クレーンで吊り上げて搬送し得る長尺物の長さには限界があるため、縦穴掘削作業用のクレーンが地中に押し込まれたケーシングの全重量を吊り上げる容量をもっていたとしても、このケーシングをクレーンだけで回収するには困難が伴う。
【０００９】
この出願の発明の第２の技術課題は、ケーシングをアダプタを介して押し込む縦穴掘削技術により掘削した縦穴に鉄筋コンクリートを打設しながらケーシングを効率的に回収して杭等の地中構造物を経済的に構築することができる地中構造物構築法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
（Ａ）第１の技術課題を解決するための手段
前記の第１の技術課題は、特許請求の範囲の請求項１に係るこの出願の第１番目の発明及び請求項６に係るこの出願の第２番目の発明によりそれぞれ解決される。その技術課題を解決するための手段として、この出願の第１番目の発明では次の１）の手段、この出願の第２番目の発明では次の２）の手段をそれぞれ採用した。
１）把持部を有し下端部に把持部より大径のケーシングを連結し得る連結部を設けたアダプタとこのアダプタの把持部を挿通させて把持し得る把持装置とこの把持装置を回転駆動し得る回転駆動装置とベースフレーム上に設置され把持装置を上昇下降させ得る昇降駆動装置とを備えた縦穴掘削装置を、下方にケーシング設置用の作業空間を設けて横方向に移動可能に設置し、アダプタを把持装置で把持するとともにケーシングに連結し、把持装置を回転駆動装置で回転駆動しながら昇降駆動装置で下降させてケーシングを地中に押し込むとともにケーシング内の土砂を排土することにより縦穴を掘削する縦穴掘削法において、
把持装置への挿通時に把持装置を上下方向に移動する余裕部分を把持部に有し把持装置から予め分離されているアダプタを把持装置に挿通するとともにケーシング設置用の作業空間に先端ケーシングを設置する掘削作業の準備過程を経た後、アダプタの把持部を、上方に余裕部分を残して把持装置で把持するとともに、ケーシング設置用の作業空間に設置され昇降駆動装置のストロークよりも長いケーシングにアダプタの連結部を連結する第１の工程と、把持装置を回転駆動しながら下降させてケーシングを地中に押し込む第２の工程と、把持装置でのアダプタの把持を解除した後、把持装置を上昇させてアダプタの把持部を把持装置で把持し、把持装置を回転駆動しながら下降させてケーシングを地中に押し込み、こうした操作を１回以上行ってケーシングを昇降駆動装置のストロークよりも長い距離地中に押し込む第３の工程と、アダプタをケーシングから分離した後、アダプタを把持したままの状態で把持装置を上昇させてアダプタ上昇させる第４の工程と、アダプタを把持装置とは別の把持手段で把持した後、把持装置でのアダプタの把持を解除して把持装置を下降させ、次いで、アダプタの把持部を把持装置で把持した後、前記別の把持手段でのアダプタの把持を解除して把持装置を再び上昇させ、こうした操作を１回以上行って、縦穴掘削装置を横方向に移動させるのに適当な位置までアダプタを上昇させる第５の工程と、縦穴掘削装置を横方向に移動させて継ぎケーシングを地中のケーシングに継ぎ足し、縦穴掘削装置を元位置に移動させる第６の工程とを実施して縦穴を掘削するようにする。
２）把持部を有し下端部に把持部より大径のケーシングを連結し得る連結部を設けたアダプタとこのアダプタの把持部を挿通させて把持し得る把持装置とこの把持装置を回転駆動し得る回転駆動装置とベースフレーム上に設置され把持装置を上昇下降させ得る昇降駆動装置とを備え、アダプタを把持装置で把持するとともにケーシングに連結し、把持装置を回転駆動装置で回転駆動しながら昇降駆動装置で下降させてケーシングを地中に押し込むとともにケーシング内の土砂を排土することにより縦穴を掘削する縦穴掘削装置において、
アダプタの把持部を挿通させて把持し得るアダプタ把持用の副把持装置を把持装置の下方位置に配置してベースフレームに取り付けるようにするとともに、把持装置及びアダプタ把持用の副把持装置への挿通時に把持装置を上下方向に移動する余裕部分を把持部に有し、これらの把持装置から分離し得るようにアダプタを構成する。
【００１１】
この出願の第１番目の発明の縦穴掘削法では、第１の工程の後、第２の工程でケーシングを地中に押し込み、第３の工程でケーシングを更に押し込んで、昇降駆動装置のストロークよりも長い距離地中に押し込むことができる。また、ケーシングをこのように長い距離地中に押し込んでも、第４の工程において、アダプタをケーシングから分離して、最大で昇降駆動装置のストローク程度の距離を上昇させることができ、さらに、第５の工程において、把持装置により、別の把持装置の助力の下にアダプタの把持部の下方を把持し直してアダプタを更に上昇させることができるので、こうした操作を第５の工程で１回以上行うことにより、縦穴掘削装置を横方向に移動させるのに適当な位置までアダプタを上昇させることができる。そのため、第６の工程におけるように、アダプタを把持した縦穴掘削装置を横方向に移動させて継ぎケーシングを地中のケーシングに継ぎ足すことにより、ケーシングの押し込み工程を継続することができる。したがって、この出願の第１番目の発明の縦穴掘削法によれば、アダプタを把持してケーシングを押し込む縦穴掘削法であっても、昇降駆動装置のストロークの長さより長いケーシングを使用することができる。縦穴掘削装置に関するこの出願の第２番目の発明は、こうした縦穴掘削法を実施するための手段を備えているので、この出願の第１番目の発明と同様、昇降駆動装置のストロークの長さより長いケーシングを使用することができる。
【００１２】
（Ｂ）第２の技術課題を解決するための手段
前記の第２の技術課題は、特許請求の範囲の請求項１３に係るこの出願の第３番目の発明及び特許請求の範囲の請求項１４に係るこの出願の第４番目の発明によりそれぞれ解決される。その技術課題を解決するための手段として、この出願の第３番目の発明では次の３）の手段、この出願の第４番目の発明では次の４）の手段をそれぞれ採用した。
３）請求項１記載の縦穴掘削法により縦穴を掘削した後、地中に押し込まれたケーシング内に鉄筋かごを建て込んで、コンクリートを打設しながらケーシングを引き上げて回収することにより、杭等の地中構造物を構築する場合、
縦穴掘削装置を、ケーシング設置用の作業空間を開放するように横方向に移動させ、その移動により生じた上方開放部を利用してケーシング内に鉄筋かごを建て込む第１の作業と、コンクリートの打設を開始するとともにケーシングをクレーンで把持して引き上げ、次いで、予め設置した、ケーシングを挿通させて把持し得るケーシング把持用の把持装置により、引き上げられたケーシングを把持した後、その把持したケーシングの上方のケーシングを分離してクレーンで回収する第２の作業と、ケーシング把持用の把持装置により把持したケーシングをクレーンで把持した後、この把持装置によるケーシングの把持を解除してケーシングを再びクレーンで引き上げる第３の作業とを経て、ケーシングを順次回収しながら地中構造物を構築するようにする。
【００１３】
４）請求項１記載の縦穴掘削法により縦穴を掘削した後、地中に押し込まれたケーシング内に鉄筋かごを建て込んで、コンクリートを打設しながらケーシングを引き上げて回収することにより、杭等の地中構造物を構築する場合、
縦穴掘削装置を、ケーシング設置用の作業空間を開放するように横方向に移動させ、その移動により生じた上方開放部を利用してケーシング内に鉄筋かごを建て込む第１の作業と、コンクリートの打設を開始するとともに、予め設置した、油圧シリンダで上下方向に駆動されケーシングを挿通させて把持し得るケーシング把持用の主把持装置によりケーシングを把持した後、この主把持装置を上昇させてケーシングを引き上げる第２の作業と、この主把持装置の下方位置に予め設置した、ケーシングを挿通させて把持し得るケーシング把持用の副把持装置によりケーシングを把持した後、ケーシング把持用の主把持装置によるケーシングの把持を解除してこの主把持装置を下降させ、次いで、この主把持装置でケーシングを把持した後、ケーシング把持用の副把持装置によるケーシングの把持を解除しケーシング把持用の主把持装置を上昇させてケーシングを引き上げ、こうした操作を１回以上行って所定長さケーシングを引き上げる第３の作業と、引き上げられたケーシングを把持した後、その把持したケーシングの上方のケーシングを分離してクレーンで回収する第４の作業とを経てケーシングを順次回収しながら地中構造物を構築するようにする。
【００１４】
この出願の第３番目の発明の地中構造物構築法では、第１の作業でケーシング内へ鉄筋かごを建て込んだ後、第２の作業でコンクリートの打設を開始するのと並行して、ケーシングをクレーンで適当な距離引き上げてケーシング把持用の把持装置で把持し、しかる後、その上方のケーシングを分離しクレーンで引き上げて回収することにより、クレーンで吊り上げて搬出するのに適当な数のケーシングを回収するようにしている。次いで、第３の作業において、ケーシング把持用の把持装置で把持したケーシングをクレーンで把持してケーシングをクレーンで再び回収し、こうした作業を経てケーシングを順次回収するようにしている。このように、この出願の第３番目の発明の地中構造物構築法では、地中に押し込まれた一連のケーシングを、ケーシング把持用の把持装置の助力により、当該クレーンでの搬出に適した数に分割して回収することができるため、ケーシングを無理なく円滑に回収することができる。したがって、ケーシングの総重量がクレーンの引上げ容量に適いさえすれば、ケーシングをその長さにかかわりなく効率的に回収することができて、前記１）の縦穴掘削法で掘削した縦穴に鉄筋コンクリートを打設しながら地中構造物を経済的に構築することができる。
【００１５】
この出願の第４番目の発明の地中構造物構築法では、ケーシング内に鉄筋かごを建て込む第１の作業の後、第２の作業において、コンクリートの打設を開始するのと並行して、ケーシングをケーシング把持用の主把持装置で把持して引き上げ、次いで、第３の作業において、この主把持装置を、ケーシング把持用の副把持装置との連係動作の下に下降させ、これにより、主把持装置でケーシングの下方を把持し直して更に引き上げることができる。そのため、こうした操作を第３の作業で１回以上行って所定長さケーシングを引き上げた後、第４の作業におけるように、引き上げられたケーシングをケーシング把持用の主把持装置又は副把持装置で把持し、その把持したケーシングの上方のケーシングを分離することによりクレーンで回収することができる。このように、この出願の第４番目の発明の地中構造物構築法では、ケーシング把持用の主把持装置と副把持装置とで協働して地中に押し込まれた一連のケーシングを所定長さ引き上げることにより、当該クレーンでの搬出に適した数に分割して回収することができるため、前記第３番目の発明の地中構造物構築法と同様、ケーシングを効率的に回収することができて地中構造物を経済的に構築することができる。特に、ケーシング把持用の主把持装置には、ケーシングを挿通させて把持し油圧シリンダの力で引き上げるタイプのものを用いているので、クレーンとは異なり転倒の危惧なく、引上げ容量を通常のクレーンよりも大きく設計できる。そのため、ケーシングの総重量が大きいときでも、引上げ容量の大きい特別のクレーンを配備することなく、全長や口径の著大なケーシングを無理なく円滑に回収することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、これらの縦穴掘削法、縦穴掘削装置及び地中構造物構築法に関するこの出願の各発明が実際上どのように具体化されるのかを図１〜図５に基づいて説明することにより、各発明の実施の形態を明らかにする。図１は、本発明の具体化例の縦穴掘削装置を使用して縦穴を掘削しているときの状況を示す図、図２は、図１のＡ−Ａ線断面図、図３は、図１の要部の拡大図、図４は、本発明の具体化例の縦穴掘削法の施工手順を説明するための図、図５は本発明の具体化例の地中構造物構築法の施工手順を説明するための図である。
【００１７】
本発明の具体化例の縦穴掘削装置は、把持部を有し下端部に把持部より大径のケーシングを連結し得る連結部を設けたアダプタとこのアダプタの把持部を挿通させて把持し得る把持装置とこの把持装置を回転駆動し得る回転駆動装置とベースフレーム上に設置され把持装置を上昇下降させ得る昇降駆動装置とを備え、アダプタを把持装置で把持するとともにケーシングに連結し、把持装置を回転駆動装置で回転駆動しながら昇降駆動装置で下降させてケーシングを地中に押し込むとともにケーシング内の土砂を排土することにより縦穴を掘削するものであり、基本的な構造や機能は、筒状アダプタを付設した前述の従来の技術における大口径竪孔の掘削装置と変わらない。
【００１８】
図１乃至図５において、２−１は先端部に掘削用カッタ１を設け、後端部に後記継ぎケーシング２−２やアダプタ４に連結するためのジョイント２ａを設けた地山掘削用の先端ケーシング、２−２，２−３……２−ｎは後端部に同様のジョイント２ａを設け、先端ケーシング２−１に順次継ぎ足される継ぎケーシングである。これらのケーシング２−１〜２−ｎのそれぞれを単位ケーシングと称し、通常、同じ長さに形成している。ケーシングは、先端ケーシング２−１と複数の継ぎケーシング２−２〜２−ｎとからなり、先端ケーシング２−１に継ぎ足される継ぎケーシング２−２〜２−ｎの数を調節することにより、地中に建て込むケーシング２の全長を調節する。この明細書では、これらのケーシング２−１〜２−ｎを特に区別しないときや総称するときに符号２を付して表す。この例では、各単位ケーシング２を同じ単位長さに形成しているが、各単位ケーシング２は、必ずしもその全てを同じ長さに形成する必要はなく、例えば、先端ケーシング２−１や最後に建て込む継ぎケーシング２−ｎを他より長くしたり短くしたりして他と異なる長さに形成してもよい。
【００１９】
本発明の最大の特徴は、アダプタを用いて大口径のケーシングを押し込む縦穴掘削技術において、昇降駆動装置のストロークよりも長いケーシングを使用できるようにした点にある。そのため、単位ケーシング２は、アダプタの把持装置（例えば後記アダプタ掴み用のメインバンド５）では把持できない大口径に形成されているだけでなく、その長さが、従来の技術とは異なり、昇降駆動装置（例えば後記スラストシリンダ６）の１ストローク分の距離よりも長く形成されている。各単位ケーシング２は、その全てがこのように長く形成されていなくても、こうした長いケーシングが一つでも存在する限り、本発明の利点を発揮させることができる。大口径のケーシング２で掘削すると、ケーシング２の外周面と地山との間に生じる摩擦抵抗である周面摩擦抵抗が相対的に増加して、回転駆動装置の回転トルクが不足する事態も起こり得るが、この例では、こうした事態に対応して、先端ケーシング２−１の周壁に、周面摩擦トルクを低減し得る滑材を注入するための注入路を設けている。すなわち、地上の滑材供給源に接続した滑材注入用の注入パイプ２０を、継ぎケーシング２−２〜２−ｎ内を経由させ先端ケーシング２−１の内周面に沿って下方に導いた後、先端ケーシング２−１を貫通させてその外周側に導くようにしており、これにより、ケーシング２の外周面地山との間に滑材を適宜注入できるようにしている。
【００２０】
３は縦穴掘削装置を横方向に移動可能に設置する架台で、図２に示すように、間隔を置いて設置され縦穴掘削装置を滑動させることができる一対のレール状の部材３ａ，３ｂを備えている。この架台３には、伸縮することにより縦穴掘削装置を押し引きする油圧ジャッキのような水平移動装置１２が付設されている。ケーシング２は、前記したように大口径であって、アダプタの把持装置に挿通させた状態で設置することが困難なことから、架台３を設置する際には、下方に、ケーシング２を直立させて設置できるケーシング設置用の作業空間２１を設ける必要がある。この例では、地下室を構築してこうした作業空間２１を地下に設けるようにしている。このように作業空間２１を地下に設けることにより、長い単位ケーシング２を使用して縦穴掘削作業を実施しても、縦穴掘削装置を相対的に低位置に設置することができて、安定的、安全に縦穴掘削作業を実施することができるとともに、縦穴の掘削に伴う種々の作業を低位置で行うことができて作業の便もよい。縦穴掘削装置で縦穴を掘削するに当たっては、通常のオールケーシング工法と同様、ケーシング２等を移送するための縦穴掘削作業用のクレーン１４と、地中に建て込まれた先端ケーシング２−１内の土砂を掘削して地上に搬出するためのハンマグラブ１５を設置する。
【００２１】
以上、縦穴掘削装置に付帯する設備機器について述べたが、次に、縦穴掘削装置について説明する。４は把持部４ａを有し下端部に把持部４ａより大径のケーシング２を連結し得る連結部４ｂを設けたアダプタ、５はこのアダプタ４の把持部４ａを把持し得るアダプタ把持用の主把持装置としてのアダプタ掴み用のメインバンド、６はベースフレーム１０上に設置され、後記昇降フレーム７を昇降させて、この昇降フレーム７に回転可能に支持されたメインバンド５を上昇下降させ得る昇降駆動装置としてのスラストシリンダ、７は油圧モータ８で回転駆動される旋回ベアリングを設けた昇降フレームで、この旋回ベアリング上にメインバンド５が回転可能に接続される。８はこのメインバンド５を回転駆動する油圧モータ、９はアダプタ４の把持部４ａをアダプタ掴み用のメインバンド５と共に把持し得るように配置されているアダプタ把持用の副把持装置としてのアダプタ掴み用のサブバンド、１０は中央にケーシング２の挿通空間を有し縦穴掘削装置の基部をなす略方形枠状のベースフレーム、１１は縦穴掘削装置を架台３に設置する際に縦穴掘削装置を載置させて支持する支持フレーム、１３はベースフレーム１０の底部に設けられ、縦穴掘削装置を支持フレーム１１上に載置した際に縦穴掘削装置の姿勢を水平に調整する水平調整装置、１６は縦穴掘削装置を掘削作業の実施位置に固定して位置決めするための位置決め器具である。
【００２２】
スラストシリンダ６のストロークより長いケーシング２を押し込めるようにするため、アダプタ４は、前述の従来の技術とは異なり、アダプタの把持部４ａをアダプタ掴み用のメインバンド５及サブバンド９に挿通させたときにメインバンド５を上下方向（アダプタ４の長手方向）に移動する余裕部分４ｃを把持部４ａに有するように、把持部４ａを長く形成している。この把持部４ａの余裕部分４ｃの長さは、この余裕部分４ｃの長さとスラストシリンダ６のストロークとの総和がケーシング２の長さ以上になるように設定する。また、ここに示す例では、アダプタ４は、上端部をアダプタ掴み用のメインバンド５及びサブバンド９に下方から挿通させ得るよう把持部４ａと同径をなすように形成している。こうした構造にした場合、アダプタ４は、縦穴掘削装置に対して着脱可能にすることができ、必要に応じてこれらのバンド５，９から分離することができる。そのため、縦穴掘削装置は、アダプタ４を取り外した状態で作業現場に搬送することができて運搬の便がよく、しかも、縦穴掘削作業の際には、その取り外したアダプタ４を、後述するように、大がかりな取付作業を要することなく縦穴掘削装置に容易に取り付けることができる。
【００２３】
一方、アダプタの連結部４ｂは、従来の技術と同様、大口径のケーシング２を連結できるように、下方に拡がる円錐状に形成している。アダプタ４は、この下方に拡がる円錐状の連結部４ｂを設けた下方側の部分を上方側の部分から分離し得るように分割形成するようにしてもよい。こうした構造にした場合、縦穴掘削装置を作業現場へ搬送する際にアダプタ４を取り外して搬送できるだけでなく分割して搬送することもできて、運搬の便が一層よい。また、アダプタ４をこのように分割形成した場合、アダプタ４は、こうした効果を発揮するほか、縦穴掘削作業の際、分割形成したアダプタ４の上方側の部分及び下方側の部分をそれぞれアダプタ掴み用のメインバンド５及びサブバンド９の上方及び下方から挿通させることにより、取り外したアダプタ４を大がかりな取付作業を要することなく縦穴掘削装置に容易に取り付けることができる。
【００２４】
アダプタ掴み用のメインバンド５及びサブバンド９は、ピンで互いに回動可能に枢着した複数のバンド部材とシリンダとを有し、複数のバンド部材をシリンダの駆動によりアダプタ４に押し当ててこれを把持することができるようなっている。この例では、アダプタ掴み用のメインバンド５は、図２に示すように、一つの固定バンド部材５ａと、この固定バンド部材５ａの両端部にそれぞれ回動可能に枢着して連結した一対の可動バンド部材５ｂと、各可動バンド部材５ｂの非連結側の両端部に回動可能に枢着して連結する油圧シリンダ５ｃとで構成されている。したがって、油圧シリンダ５ｃを縮めるように駆動すると、固定バンド部材５ａを中心にして二つの可動バンド部材５ｂが締め付けられてアダプタ４に押し当てられ、これを把持することができる。この種の掴み用のバンドは、種々のタイプのものがあり、従来周知のものであるので詳細な説明は省略する。アダプタ掴み用のサブバンド９は、アダプタ掴み用のメインバンド５の下方位置に配置した状態においてベースフレーム１０に取り付けられている。アダプタ掴み用のサブバンドには、縦穴掘削装置とは別個の製品として製作されベースフレーム１０に着脱可能に取り付け得るものを用いてもよい。すなわち、縦穴掘削装置を支持フレーム１１上に水平調整装置１３で支持したときにベースフレーム１０の下方に生じる空間に収容できる形態に形成され、ベースフレーム１０に着脱可能に取り付ける取付手段を設けたものを用いることもできる。
【００２５】
スラストシリンダ６は、ベースフレーム１０の四隅に立設され、両端部をベースフレーム１０と昇降フレーム７とに取り付けており、伸縮させることにより昇降フレーム７を昇降させてアダプタ掴み用のメインバンド５を上昇下降させることができる。昇降フレーム７には、アダプタ掴み用のメインバンド５が旋回ベアリングを介して回転可能に取り付けられ、油圧モータ８の回転がアダプタ掴み用のメインバンド５に減速して伝達されるようになっている。油圧モータ８は、昇降フレーム７の左右に設置されている。この例では、こうした油圧モータ８と旋回ベアリングとにより、アダプタ掴み用のメインバンド５を回転駆動するための回転駆動装置を構成している。支持フレーム１１には、架台３の一対のレール状の部材３ａ，３ｂを転動するローラーを前後左右に設けている。水平調整装置１３は、ベースフレーム１０の底面四隅に取り付けられた水平調整用ジャッキ３からなり、これらの伸縮により、ケーシング２を垂直に建て込めるようにベースフレーム１０の水平度を調節することができる。位置決め器具１６は、図には表われていない架台３側のブラケットに設けたピン孔と支持フレーム１１に設けたピン孔とこれらの孔に嵌挿されるピンとで構成されている。そして、支持フレーム１１のピン孔を架台３側のピン孔に一致させるように支持フレーム１１を水平移動装置１２で移動させた後、これらのピン孔にピンを挿通すると、掘削作業中でも位置ずれしないように、縦穴掘削装置を、掘削作業を行うための所定位置に固定して位置決めすることができる。また、こうした位置決めを行うことにより、アダプタ４の着脱も容易に行うことができる。
【００２６】
ここに示す例では、地中に押し込んだケーシング２を必要に応じて効率的に回収できるようにするため、ケーシング２を把持して上昇下降させ得るケーシング把持用の主把持装置１８と、その下方に配置されケーシング２を把持し得るケーシング把持用の副把持装置１７とを備えたケーシング回収装置を、以上述べた縦穴掘削装置にアタッチメントとして付設している。これらの主把持装置１８や副把持装置１７は、アダプタ掴み用のメインバンド５やサブバンド９と同様、回動可能に枢着した複数のバンド部材とシリンダとを有し、複数のバンド部材をシリンダの駆動によりケーシング２に押し当ててこれを把持することができるようなっている。また、ケーシング把持用の主把持装置１８は、スラストシリンダ６と同様の機能を有する主把持装置昇降用の油圧シリンダ１９に取り付けられてその伸縮により上昇下降させ得るようにしている。これらの把持装置１７，１８や油圧シリンダ１９は、中央にケーシングの挿通空間を有するベースフレーム１０や支持フレーム１１のような基台上に設置されてユニットとして一体に構成されており、地面に載置して使用できるようになっている。
【００２７】
以上述べた縦穴掘削装置や設備機器により縦穴を掘削する縦穴掘削法について説明する。
縦穴の掘削を開始する当たっては、架台３に支持フレーム１１を介して縦穴掘削装置を設置した後、ケーシング２を垂直に建て込めるように縦穴掘削装置の姿勢を水平調整装置１３により水平に調整する。しかる後、ケーシング設置用の作業空間２１に先端ケーシング２−１を設置するが、掘削作業の準備過程においては、こうした作業のほかアダプタ４をアダプタ掴み用のメインバンド５やサブバンド９に挿通する作業も行う。すなわち、この例では、アダプタ４を、前述したように縦穴掘削装置に対して着脱可能に構成していて、縦穴掘削装置を作業現場へ搬送するときにアダプタ掴み用のメインバンド５やサブバンド９から予め分離した状態で搬送するため、この分離されているアダプタ４をこれらのバンド５，９に挿通する作業を行う。その場合、アダプタ４は、その下方に、大口径のケーシング２を連結するための連結部４ｂを設けているため、メインバンド５の上方からクレーン１４で吊り降ろして挿通させることは困難である。こうしたことから、この例では、アダプタとして、アダプタ掴み用のメインバンド５やサブバンド９に下方から挿通できる従来の技術とは異なる形状のものを用いて、これらのバンド５，９にアダプタ４を挿通する作業を先端ケーシング２−１の設置作業と共に、次に示す方法で行う。
【００２８】
（掘削作業の準備過程）
まず、水平移動装置１２を縮めることにより、ケーシング設置用の作業空間２１を開放するように縦穴掘削装置を横方向に移動させた後、その移動により生じた上方開放部２２を利用して、アダプタ４をクレーン１４で作業空間２１内に移送、搬入して適宜の場所に定置する。次いで、水平移動装置１２を伸ばすことにより、アダプタ４を定置した場所に縦穴掘削装置を移動させた後、アダプタ４をクレーン１４で吊り上げることにより、アダプタ４をアダプタ掴み用のサブバンド９さらにはメインバンド５に下方から挿通する。次いで、縦穴掘削装置を横方向に移動させるのに邪魔にならない適当な位置まで吊り上げた後、アダプタの把持部４ａをメインバンド５で把持する。しかる後、先端ケーシング２−１をケーシング設置用の作業空間２１に設置するが、その場合には、同様にして、縦穴掘削装置を横方向に移動させた後、先端ケーシング２−１をクレーン１４でケーシング設置用の作業空間２１に搬入して、縦穴を掘削する所定位置に直立した状態で設置し、しかる後、縦穴掘削装置を縦穴掘削作業の実施位置に移動させて位置決め器具１６で動かないように固定する。
【００２９】
なお、アダプタ４に、前述したような分割形成したものを用いる場合には、アダプタ４をアダプタ掴み用のメインバンド５やサブバンド９に種々の方法で挿通することができるため、アダプタ４の形状に応じて適切な方法を選択し、これらのバンド５，９に挿通すればよい。例えば、図に示すアダプタ４を分割形成したものを用いた場合は、これを一体に結合した後、前記のような方法でアダプタ４をバンド５，９の下方から挿通する。また、前述したように、アダプタ４の上方側の部分及び下方側の部分をそれぞれバンド５，９の上方及び下方から挿通することもできる。以上述べた掘削作業の準備過程を終了した後は、先端ケーシング２−１を押し込んだりこれに継ぎ足される継ぎケーシング２−２の押し込み作業を継続できるようにしたりするための次の第１の工程から第６の工程に至る一連の工程を実施する。これらの工程は、当該継ぎケーシングを押し込んでこれに後続の継ぎケーシングを連結する際にも適用される。
（第１の工程）
アダプタ掴み用のメインバンド５を昇降させてアダプタ４の上下位置を調整しながら、前記掘削作業の準備過程で作業空間２１に設置されている先端ケーシング２−１のジョイント２ａにアダプタの連結部４ｂを連結する。この例では、先端ケーシング２−１にスラストシリンダ６のストロークよりも長いものを用いているので、こうしてアダプタの連結部４ｂを先端ケーシング２−１に連結すると、アダプタ掴み用のメインバンド５が上昇した状態すなわちスラストシリンダ６が略限界まで伸びた状態において、アダプタの把持部４ａが上方に余裕部分４ｃを残してメインバンド５で把持された状態となる。
【００３０】
（第２の工程）
こうした状態で縦穴の掘削を行うが、その場合には、アダプタ掴み用のメインバンド５を回転駆動装置の油圧モータ８で回転駆動しながらスラストシリンダ６を漸次縮めることにより下降させて、先端ケーシング２−１をスラストシリンダ６のストローク程度地中に押し込む。
【００３１】
（第３の工程）
こうしてスラストシリンダ６が略限界まで縮んだら、アダプタ掴み用のメインバンド５でのアダプタ４の把持を解除する。なお、このとき、先端ケーシング２−１は、掘削地盤に接触し支持されていて通常沈下することはないが、地盤が極度に軟らかくて沈下する危惧がある場合には、アダプタ掴み用のメインバンド５での先端ケーシング２−１の把持を解除する前に、先端ケーシング２−１をアダプタ掴み用のサブバンド９で把持しておくとよい。アダプタ掴み用のメインバンド５でのアダプタ４の把持を解除した後は、アダプタ掴み用のメインバンド５をスラストシリンダ６を伸ばすことにより上昇させて、アダプタの把持部４ａをメインバンド５で再び把持し、しかる後、メインバンド５を回転駆動しながら下降させて先端ケーシング２−１を地中に押し込む。こうした操作は、先端ケーシング２−１の長さに応じて１回以上行って先端ケーシング２−１を押し込み、先端ケーシング２−１の大半が地中に埋没するようにする。なお、この第３の工程及び前第２の工程で先端ケーシング２−１を地中に押し込む場合、当然のことながら、その過程で先端ケーシング２−１内に溜った土砂は、ハンマグラブ１５で掘削して地上に搬出する。
【００３２】
（第４の工程）
こうして先端ケーシング２−１を押し込んだ後は、これに継ぎケーシング２−２を連結して継ぎ足すとともにこの継ぎケーシング２−２にアダプタ４を連結するが、その場合には、まず、ジョイント２ａへの連結部４ｂの連結を解除することにより、アダプタ４を先端ケーシング２−１から分離し、しかる後、アダプタ掴み用のメインバンド５で把持した状態でスラストシリンダ６を伸ばすことにより、アダプタ４をスラストシリンダ６のストローク程度上昇させる。
【００３３】
（第５の工程）
この第４の工程終了後、アダプタ４をアダプタ掴み用のサブバンド９で把持して落下しないようにした上で、アダプタ掴み用のメインバンド５でのアダプタ４の把持を解除してこのメインバンド５を下降させる。次いで、アダプタの把持部４ａをこのメインバンド５で把持した後、アダプタ掴み用のサブバンド９でのアダプタ４の把持を解除してアダプタ掴み用のメインバンド５を再び上昇させ、こうした操作を１回以上行って、縦穴掘削装置を横方向に移動させるのに適当な位置までアダプタ４を上昇させる。
【００３４】
（第６の工程）
この第５の工程終了後、水平移動装置１２を縮めることにより、ケーシング設置用の作業空間２１を開放するように縦穴掘削装置を横方向に移動させ、しかる後、その移動により生じた上方開放部２２を利用して、継ぎケーシング２−２をクレーン１４で作業空間２１に搬入して継ぎケーシングを地中の先端ケーシング２−１に継ぎ足す。次いで、水平移動装置１２を伸ばすことにより、縦穴掘削装置を元位置すなわち縦穴掘削作業の実施位置に移動させて位置決め器具１６で所定位置に正確に位置決めする（この後は、本工程で作業空間２１に設置された継ぎケーシング２−２にアダプタ４を継ぐため、再び第１の工程に戻る。）。
【００３５】
以上により、先端ケーシング２−１を押し込んだりこれに継ぎ足される継ぎケーシング２−２の押し込み作業を継続できるようにしたりするための一連の工程が終了する。次に、継ぎケーシング２−２を押し込んだりこれに継ぎ足される継ぎケーシング２−３の押し込み作業を継続できるようにしたりするための工程を実施するが、その場合には、先端ケーシング２−１を継ぎケーシング２−２に置き換えて前記の第１の工程乃至第６の工程を再び実施する。
【００３６】
図４には、この継ぎケーシング２−２についてこうした工程を実施した状態を図示しているので、その要点を述べる。まず、継ぎケーシング２−２を押し込むための第１の工程では、前記第６の工程で先端ケーシング２−１に継ぎ足されてケーシング設置用の作業空間２１にすでに設置されている継ぎケーシング２−２にアダプタの連結部４ｂを連結するとともに、アダプタの把持部４ａを、上方に余裕部分４ｃを残してアダプタ掴み用のメインバンド５で把持する。ここで、アダプタの連結部４ｂを継ぎケーシング２−２に連結するとき、位置決め器具１６を設けて、前記第６の工程で縦穴掘削装置を所定位置に正確に位置決めしているので、アダプタ４を継ぎケーシング２−２に連結のための煩雑な芯合わせを必要とせず、両者の連結作業を能率的に行うことができる。この第１の工程を終了した状態を図４（イ）に示している。
【００３７】
次に、第２の工程では、このような状態において、アダプタ掴み用のメインバンド５を回転駆動しながら下降させて継ぎケーシング２−２を地中に押し込む。第３の工程では、アダプタ掴み用のメインバンド５でのアダプタ４の把持を解除した後、このメインバンド５を上昇させてアダプタの把持部４ａのより上方部分をメインバンド５で把持し、メインバンド５を回転駆動しながら下降させて継ぎケーシング２−２を地中に押し込み、こうした操作を継ぎケーシング２−２の長さに応じて１回以上行って、継ぎケーシング２−２をスラストシリンダ６のストロークよりも長い距離地中に押し込む。そうすると、継ぎケーシング２−２は、その長さに相当する距離程度地中に押し込まれて、その大半が地中に埋没する。この第３の工程を終了した状態を図４（ロ）に示している。
【００３８】
こうして継ぎケーシング２−２を地中に押し込んだ後は、第４の工程でアダプタ４を継ぎケーシング２−２から分離して上昇させる。しかる後、第５の工程において、アダプタ４をアダプタ掴み用のサブバンド９で把持した後、アダプタ掴み用のメインバンド５でのアダプタ４の把持を解除してこのメインバンド５を下降させ、次いで、アダプタの把持部４ａをメインバンド５で把持した後、アダプタ掴み用のサブバンド９でのアダプタ４の把持を解除してアダプタ掴み用のメインバンド５を上昇させ、こうした操作を１回以上行って、縦穴掘削装置を横方向に移動させるのに適当な位置までアダプタ４を上昇させる。
【００３９】
この第５の工程終了後、第６の工程において、図４（ハ）に示すように縦穴掘削装置を横方向に移動させ、次いで、継ぎケーシング２−２に継ぎ足される継ぎケーシング２−３をクレーン１４でケーシング設置用の作業空間２１内に搬入した後、図４（ニ）に示すように地中の継ぎケーシング２−２に継ぎ足し、縦穴掘削装置を元位置に移動させる。この第６の工程をもって、後続の継ぎケーシング２−３の押し込み作業を継続できるようにするための作業が終了するので、今度は、この後続の継ぎケーシング２−３を押し込むための第１の工程を繰返し実施する。この第１の工程を終了した状態を図４（ホ）に示している。
【００４０】
このように、第１の工程乃至第６の工程を、地中に建て込む単位ケーシング２の数に応じて反復実施し縦穴を掘削するが、最後に継ぎ足される単位ケーシング２については、第１の工程乃至第５の工程だけを実施し、第６の工程は実施しない。ここに示す例では、各単位ケーシング２を全て同じ長さに形成しているが、各単位ケーシング２中に長さの異なるものがある場合には、第３の工程及び第５の工程は、スラストシリンダ６のストロークよりも長い単位ケーシング２についてだけ実施すればよく、スラストシリンダ６のストロークより短い単位ケーシング２については、第２の工程や第４の工程を実施して、従来の技術と同様の方法で縦穴を掘削すればよい。
【００４１】
以上述べた本具体化例の縦穴掘削法では、こうした工程を実施して縦穴を掘削するので、アダプタの把持部４ａより大径の単位ケーシング２をアダプタ４を介して押し込むものであっても、スラストシリンダ６のストロークの長さより長い単位ケーシング２を使用できて工期や施工単価の増加を抑制することができる。また、すでに述べた縦穴掘削装置も、こうした縦穴掘削法を実施するための手段を備えているので、当然同様の効果を奏する。
【００４２】
アダプタ４を設けた縦穴掘削装置において、スラストシリンダ６のストロークよりも長い単位ケーシング２を使用できるようにするには、単に、アダプタ４をそのストロークのより長い距離下降させて単位ケーシング２を地中に押し込むだけでなく、こうして下降させたアダプタ４を縦穴掘削装置の横方向への移動の障害にならない位置まで再上昇させて、単位ケーシング２の押し込み作業を反復できるようにすることが必要であるが、前述の従来の技術による限り、こうしたことを実施するのは不可能である。本具体化例の縦穴掘削法や縦穴掘削装置では、スラストシリンダ６のストロークよりも長い単位ケーシング２について押し込み作業を反復できるようにするため、アダプタの把持部４ａに余裕部分４ｃを設けるとともに、アダプタの把持手段として、アダプタ掴み用のメインバンド５のほかサブバンド９を設けるようにしており、この点に最大の工夫がある。
【００４３】
ケーシング２を地中に押し込んで縦穴を掘削する場合、その口径が大きく縦穴の掘削深さが深くなるほど周面摩擦抵抗が増加して油圧モータ８の回転トルクが不足する事態が起こりやすい。こうしたことに対応して、本具体化例の縦穴掘削装置は、前述したように先端ケーシング２−１の周壁に滑材注入用の注入パイプ２０を設けている。そのため、ケーシング２を地中に押し込む過程で油圧モータ８の回転トルクが増加したときに、この注入パイプ２０を通じてケーシング２の外周面と地山との間に滑材を適宜注入することにより、周面摩擦抵抗を低減できて、ケーシング２を回転駆動装置で回転駆動する際の回転トルクを減少させることができる。その結果、種々の性状の地山や種々の口径、深度の縦穴掘削に適応できてケーシング２が大径でも施工可能な範囲を拡大することができる。
【００４４】
また、この縦穴掘削装置は、アダプタ掴み用のメインバンド５のほかサブバンド９を設けたことに加えて、ベースフレーム１０の底部側に特に水平調整装置１３を設置しているので、ケーシング２の押し込み時にケーシング２が傾斜したり曲がったときには、必要に応じてサブバンド９を併用しながら、アダプタ４をケーシング２と共にメインバンド５で元の位置まで一旦引き上げて、水平調整装置１３でケーシング２の垂直度を調整することにより、地中に押し込むケーシング２の垂直精度を縦穴掘削装置の設置時だけでなく掘削作業時にも調整できてケーシング２を常に垂直に保持することができる。その結果、垂直精度の良好な縦穴を掘削できるだけでなく、ケーシング２を垂直に押し込まないことに起因して生じる周面摩擦抵抗の増加を防ぐことができて、ケーシング２を回転駆動する際の回転トルクをいたずらに増加させるようなことがない。そのため、ケーシング２が特に大径の場合に、こうしたことに起因して回転トルクの不足が生じ、ひいては回転不能となるのを未然に防ぐことができてきわめて有益である。また、縦穴掘削装置を設置する架台３の設置面の水平精度に関係なくケーシング２を垂直に保持することができるため、架台３の設置に無駄な時間を要しない。
【００４５】
この縦穴掘削装置には、前述したようにケーシング把持用の主把持装置１８とケーシング把持用の副把持装置１７とを有するケーシング回収装置をアタッチメントとして付設して、縦穴の掘削後、地中に押し込んだケーシング２を必要に応じて効率的に回収できるようにしている。一方、この種の縦穴掘削装置で掘削した縦穴には、地中のケーシング２内に鉄筋かごを建て込んでコンクリートを打設し、杭等の地中構造物を構築することが多い。そこで、このケーシング回収装置を用いて地中のケーシング２を回収しながら地中構造物を構築する作業方法を図５に基づいて説明することにより、地中構造物構築法に関するこの出願の発明の実施の形態やケーシング回収装置の作用効果を明らかにする。
【００４６】
その作業方法を実施するに当たっては、作業を開始するまでの間の適当なときに、ケーシング回収装置を地上に載置するようにして設置するが、この例では前述の縦穴掘削法を実施するときにすでに設置している。作業方法には、基本的に２種類の方法があるが、地中に押し込んだケーシング２の総重量がクレーン１４の吊り容量よりも軽い場合には、次に示す第１番目の作業方法を採用することができる。なお、図５は、後に説明する第２番目の作業方法を説明するためのものであるが、ここでは、この図５の符号を引用して説明する。
【００４７】
（第１番目の作業方法）
まず、前述の第５の工程に示した方法で縦穴掘削装置を横方向に移動させるのに適当な位置までアダプタ４を上昇させた後、縦穴掘削装置を、ケーシング設置用の作業空間２１を開放するように横方向に移動させ、その移動により生じた上方開放部２２を利用して地中のケーシング２内に鉄筋かご２３を建て込む。この第１の作業終了後、コンクリート２４の打設を開始し、これと並行して、ケーシング２の上端部をクレーン１４で把持して適当な距離引き上げる。こうして地中のケーシング２をクレーン１４での搬出に好適な長さだけ引き上げた後、予め設置したケーシング把持用の副把持装置１７により、その引き上げられたケーシング２を把持する。そうすると、地上に露出した最下方の単位ケーシング２が落下しないように副把持装置１７で把持されることになるので、その把持した単位ケーシング２の上方の単位ケーシング２を分離してクレーン１４で回収する。こうした第２の作業を行うことにより、クレーン１４で吊り上げて搬出するのに適当な１本又は複数本のケーシング２を回収することができる。この第２の作業終了後、第３の作業として、ケーシング把持用の副把持装置１７により把持したケーシング２をクレーン１４で把持した後、この副把持装置によるケーシング２の把持を解除してケーシング２を再びクレーン１４で引き上げる。
【００４８】
第１番目の作業方法では、こうしたケーシング回収装置により、これらの作業をケーシング２の長さに応じて適宜の回数行ってケーシング２を順次回収する。なお、最後に回収する単位ケーシング２については、第３の作業だけを行えばよい。第１番目の作業方法を実施する場合、この例では、ケーシング回収装置に、ケーシング把持用の主把持装置１８と副把持装置１７とを備えたものを用いているが、ケーシング把持用の主把持装置１８は実際上使用しないので、ケーシング回収装置に、主把持装置１８の機能をもたないものを用いてもよい。
【００４９】
この第１番目の作業方法に用いるケーシング回収装置では、地中に押し込まれた一連のケーシング２を、ケーシング把持用の副把持装置の助力により、当該クレーン１４での搬出に適した数ずつ分割して回収することができるため、こうしたケーシング回収装置を用いれば、ケーシング２を無理なく円滑に回収することができる。そのため、ケーシング２の総重量がクレーン１４の引上げ容量に適いさえすれば、アダプタの把持部４ａよりも大径のケーシング２を、その長さにかかわりなく必要に応じて効率的に回収することができる。したがって、第１番目の作業方法による地中構造物構築法によれば、本縦穴掘削技術により掘削した縦穴に鉄筋コンクリートを打設しながらケーシング２を効率的に回収して杭等の地中構造物を経済的に構築することができる。
【００５０】
ケーシング２の総重量がクレーン１４の吊り容量よりも重い場合には、次に示す第２番目の作業方法を採用することとする。
（第２番目の作業方法）
まず最初は、第１番目の作業方法における第１の作業と同様にして、縦穴掘削装置を横方向に移動させてケーシング２内に鉄筋かご２３を建て込む。この第１の作業を終了した状態を図５（イ）に示している。この第１の作業終了後、コンクリート２４の打設を開始するとともに、予め設置したケーシング把持用の主把持装置１８でケーシング１２の上端部を把持した後、この主把持装置１８を主把持装置昇降用の油圧シリンダ１９でそのストローク分程度上昇させて一連のケーシング２を引き上げる。この第２の作業終了後、ケーシング２をケーシング把持用の副把持装置１７で把持して落下しないようにした上で、ケーシング把持用の主把持装置１８によるケーシング２の把持を解除してこの主把持装置１８を油圧シリンダ１９のストローク分程度下降させる。次いで、ケーシング２をケーシング把持用の主把持装置１８で把持した後、ケーシング把持用の副把持装置１７によるケーシング２の把持を解除し、主把持装置１８を再び上昇させてケーシング２を引き上げ、こうした操作を１回以上行って単位ケーシング２の長さ相当程度ケーシング２を引き上げる。この第３の作業終了後、第４の作業として、引き上げられたケーシング２をケーシング把持用の副把持装置１７で把持した後、その把持したケーシング２の上方の単位ケーシング２を分離してクレーン１４で回収する。この第４の作業を行っている状態を図５（ロ）に示している。
【００５１】
この第２番目の作業方法では、こうした第１の作業乃至第４の作業を、単位ケーシング２の数に応じて反復実施して単位ケーシング２を１本ずつ回収するが、最後に回収する単位ケーシング２については、これらの作業を行うことなくクレーン１４で直接回収する。こうした回収作業を行っている状態を図５（ハ）に示している。単位ケーシング２を１本ずつ引き上げて回収する場合において、各単位ケーシング２中に長さの異なるものがあるときには、スラストシリンダ６のストロークよりも長い単位ケーシング２についてだけ第２の作業及び第３の作業を行って引き上げればよく、スラストシリンダ６のストロークより短い単位ケーシング２については、第２の作業だけを行って引上げればよい。この例では、単位ケーシング２を１本ずつ回収するようにしているが、第３の作業における操作の回数を増加すれば、複数本ずつ回収することができる。
【００５２】
この第２番目の作業方法を行うには、ケーシング把持用の主把持装置１８と副把持装置１７とを備えたケーシング回収装置を必要とするが、こうしたケーシング回収装置では、第１番目の作業方法に用いる回収装置と同様、地中に押し込まれた一連のケーシング２を分割して順次回収することができるため、アダプタ４の把持部より大径のケーシング２を、その長さにかかわりなく必要に応じて効率的に回収することができる。加えて、第２番目の作業方法では、特に、ケーシング把持用の主把持装置１８に、ケーシング２を挿通させて把持し油圧シリンダ１９の力で引き上げるタイプのものを用いているので、クレーンとは異なり転倒の危惧なく、引上げ容量を通常の縦穴掘削作業用のクレーン１４よりも大きく設計できる。そのため、地中に押し込んだケーシング２の総重量が大きいときでも、クレーン１４に、引上げ容量の大きい特別規格のものを配備することを要せず、特に全長や口径の著大なケーシング２を無理なく円滑に回収することができてケーシング２の回収経費を低減することができる。したがって、この第２番目の作業方法による地中構造物構築法では、第１番目の作業方法による地中構造物構築法と同様の効果を奏することに加え、特に、大規模な地中構造物を構築するときに施工単価を低減することができる。
【００５３】
以上述べた例では、アダプタ４の把持装置にアダプタ掴み用のメインバンド５を用いた例を示したが、この種の把持装置には、リング状の回転体とこれに挿通するケーシングのような管状部材との間の間隙に楔状のチャック部材を嵌入して、楔作用で管状部材を把持するようにしたものもあるから、アダプタ４の把持装置に、こうした楔作用による把持装置を用いてもよく、要は、アダプタの把持部を挿通させて把持し得るものであれば用いることができる。
【００５４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、縦穴掘削法に関するこの出願の第１番目の発明及び縦穴掘削装置に関するこの出願の第２番目の発明は、それぞれ「課題を解決するための手段」の項に示した１）乃至２）の手段をそれぞれ採用しているので、これらの各発明によれば、アダプタを把持してケーシングを押し込む縦穴掘削法や縦穴掘削装置において、昇降駆動装置のストロークの長さより長いケーシングを使用できて工期や施工単価の増加を抑制することができる縦穴掘削技術が得られる。
【００５５】
この出願の第１番目の発明を具体化する場合、特に、特許請求範囲の請求項２に記載のように具体化すれば、アダプタを縦穴掘削装置から取り外した状態で作業現場に搬送するようにしても、縦穴掘削作業の際に、その取り外したアダプタを大がかりな組立作業を要することなく、縦穴掘削装置に容易に取り付けることができる。この出願の第１番目の発明を具体化する場合、特に、特許請求範囲の請求項３に記載のように具体化すれば、アダプタを継ぎケーシングに連結のための煩雑な芯合わせを必要とせず、両者の連結作業を能率的に行うことができる。
【００５６】
この出願の第１番目の発明を具体化する場合、特に、特許請求範囲の請求項４に記載のように具体化すれば、滑材を適宜注入することにより、ケーシング周面と地山との間の周面摩擦抵抗を低減することができて、ケーシングを回転駆動装置で回転駆動する際の回転トルクを減少させることができる。その結果、種々の性状の地山や種々の口径、深度の縦穴掘削に適応できてケーシングが大径でも施工可能な範囲を拡大することができる。この出願の第１番目の発明を具体化する場合、特に、特許請求範囲の請求項５に記載のように具体化すれば、長い単位ケーシングを使用して縦穴掘削作業を実施しても、縦穴掘削装置を相対的に低位置に設置することができて、安定的、安全に縦穴掘削作業を実施することができるとともに、縦穴の掘削に伴う種々の作業を低位置で行うことができて作業の便もよい。
【００５７】
この出願の第２番目の発明を具体化する場合、特に、特許請求範囲の請求項７に記載のように具体化すれば、第１番目の発明を請求項２に記載のように具体化した場合と同様の効果を発揮できるとともに、縦穴掘削装置を作業現場へ搬送する際にアダプタを取り外して搬送することができて搬送の便もよい。この出願の第２番目の発明を具体化する場合、特に、特許請求範囲の請求項８に記載のように具体化すれば、縦穴掘削装置を作業現場へ搬送する際にアダプタを取り外して搬送できるだけでなく分割して搬送することができて、一層搬送の便がよい。この出願の第２番目の発明を具体化する場合、特に、特許請求範囲の請求項９に記載のように具体化すれば、第１番目の発明を請求項４に記載のように具体化した場合と同様、ケーシングを回転駆動装置で回転駆動する際の回転トルクを減少させることができる。
【００５８】
この出願の第２番目の発明を具体化する場合、特に、特許請求範囲の請求項１０に記載のように具体化すれば、地中に押し込むケーシングの垂直精度を縦穴掘削装置の設置時だけでなく掘削作業時にも調整できてケーシングを常に垂直に保持することができるため、垂直精度の良好な縦穴を掘削できるだけでなく、ケーシングを垂直に押し込まないことに起因して生じる周面摩擦抵抗の増加を防ぐことができて、ケーシングを回転駆動する際の回転トルクをいたずらに増加させるようなことがない。また、縦穴掘削装置を設置する架台の設置面の水平精度に関係なくケーシングを垂直に保持することができるため、架台の設置に無駄な時間を要しない。この出願の第２番目の発明を具体化する場合、特に、特許請求範囲の請求項１１又は請求項１２に記載のように具体化すれば、地中に押し込んだケーシングを必要に応じて効率的に回収することができる。その場合、特に、請求項１２に記載のように具体化すれば、地中に押し込んだケーシングの総重量が大きいときでも、引上げ容量の大きい特別のクレーンを配備することなく、特に全長や口径の著大なケーシングを無理なく円滑に回収することができてケーシングの回収経費を低減することができる。
【００５９】
地中構造物構築法に関するこの出願の第３番目の発明及び第４番目の発明は、それぞれ課題を解決するための手段の項に示した３）及び４）の手段を採用しているので、これらの発明によれば、ケーシングをアダプタを介して押し込む縦穴掘削技術により掘削した縦穴に鉄筋コンクリートを打設しながらケーシングを効率的に回収して杭等の地中構造物を経済的に構築することができる地中構造物構築法が得られる。特に、この出願の第４番目の発明では、地中に押し込んだケーシングの総重量が大きいときでも、引上げ容量の大きい特別のクレーンを配備することなく、全長や口径の著大なケーシングを無理なく円滑に回収することができるため、特に、大規模な地中構造物を構築するときに施工単価を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の具体化例の縦穴掘削装置を使用して縦穴を掘削しているときの状況を示す図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１の要部の拡大図である。
【図４】本発明の具体化例の縦穴掘削法の施工手順を説明するための図である。
【図５】本発明の具体化例の地中構造物構築法の施工手順を説明するための図である。
【符号の説明】
２ ケーシング
３ 架台
４ アダプタ
４ａ アダプタの把持部
４ｂ アダプタの連結部
４ｃ アダプタの余裕部
５ アダプタ掴み用のメインバンド
６ スラストシリンダ
７ 昇降フレーム
８ 油圧モータ
９ アダプタ掴み用のサブバンド
１０ ベースフレーム
１１ 支持フレーム
１２ 水平移動装置
１３ 水平調整装置
１４ 縦穴掘削作業用のクレーン
１５ ハンマグラブ
１７ ケーシング把持用の副把持装置
１８ ケーシング把持用の主把持装置
１９ 主把持装置昇降用の油圧シリンダ
２０ 滑材注入用の注入パイプ
２１ ケーシング設置用の作業空間
２２ 上方開放部
２３ 鉄筋かご
２４ コンクリート

Claims (14)

1. 把持部を有し下端部に把持部より大径のケーシングを連結し得る連結部を設けたアダプタとこのアダプタの把持部を挿通させて把持し得る把持装置とこの把持装置を回転駆動し得る回転駆動装置とベースフレーム上に設置され把持装置を上昇下降させ得る昇降駆動装置とを備えた縦穴掘削装置を、下方にケーシング設置用の作業空間を設けて横方向に移動可能に設置し、アダプタを把持装置で把持するとともにケーシングに連結し、把持装置を回転駆動装置で回転駆動しながら昇降駆動装置で下降させてケーシングを地中に押し込むとともにケーシング内の土砂を排土することにより縦穴を掘削する縦穴掘削法において、把持装置への挿通時に把持装置を上下方向に移動する余裕部分を把持部に有し把持装置から予め分離されているアダプタを把持装置に挿通するとともにケーシング設置用の作業空間に先端ケーシングを設置する掘削作業の準備過程を経た後、アダプタの把持部を、上方に余裕部分を残して把持装置で把持するとともに、ケーシング設置用の作業空間に設置され昇降駆動装置のストロークよりも長いケーシングにアダプタの連結部を連結する第１の工程と、把持装置を回転駆動しながら下降させてケーシングを地中に押し込む第２の工程と、把持装置でのアダプタの把持を解除した後、把持装置を上昇させてアダプタの把持部を把持装置で把持し、把持装置を回転駆動しながら下降させてケーシングを地中に押し込み、こうした操作を１回以上行ってケーシングを昇降駆動装置のストロークよりも長い距離地中に押し込む第３の工程と、アダプタをケーシングから分離した後、アダプタを把持したままの状態で把持装置を上昇させてアダプタ上昇させる第４の工程と、アダプタを把持装置とは別の把持手段で把持した後、把持装置でのアダプタの把持を解除して把持装置を下降させ、次いで、アダプタの把持部を把持装置で把持した後、前記別の把持手段でのアダプタの把持を解除して把持装置を再び上昇させ、こうした操作を１回以上行って、縦穴掘削装置を横方向に移動させるのに適当な位置までアダプタを上昇させる第５の工程と、縦穴掘削装置を横方向に移動させて継ぎケーシングを地中のケーシングに継ぎ足し、縦穴掘削装置を元位置に移動させる第６の工程とを実施して縦穴を掘削するようにしたことを特徴とする縦穴掘削法。
2. アダプタとして、把持装置に下方から挿通し得る形状に形成されたものを用い、掘削作業の準備過程においてアダプタを把持装置に挿通する場合、縦穴掘削装置を、ケーシング設置用の作業空間を開放するように横方向に移動させた後、その移動により生じた上方開放部を利用してアダプタをケーシング設置用の作業空間に搬入して定置し、次いで、アダプタを定置した場所に縦穴掘削装置を移動させてアダプタを吊り上げることにより、アダプタを把持装置に下方から挿通するようにしたことを特徴とする請求項１記載の縦穴掘削法。
3. 縦穴掘削装置を横方向に移動可能に設置する場合、縦穴掘削装置を掘削作業の実施位置に固定して位置決めするための位置決め手段を付設したことを特徴とする請求項１記載の縦穴掘削法。
4. 把持装置を回転駆動しながら下降させてケーシングを地中に押し込む場合に、地山との間に生じるケーシング外周面の周面摩擦抵抗を低減し得る滑材をケーシングの外周面と地山との間に適宜注入するようにしたことを特徴とする請求項１記載の縦穴掘削法。
5. ケーシング設置用の作業空間を地下に設けるようにしたことを特徴とする請求項１記載の縦穴掘削法。
6. 把持部を有し下端部に把持部より大径のケーシングを連結し得る連結部を設けたアダプタとこのアダプタの把持部を挿通させて把持し得る把持装置とこの把持装置を回転駆動し得る回転駆動装置とベースフレーム上に設置され把持装置を上昇下降させ得る昇降駆動装置とを備え、アダプタを把持装置で把持するとともにケーシングに連結し、把持装置を回転駆動装置で回転駆動しながら昇降駆動装置で下降させてケーシングを地中に押し込むとともにケーシング内の土砂を排土することにより縦穴を掘削する縦穴掘削装置において、アダプタの把持部を挿通させて把持し得るアダプタ把持用の副把持装置を把持装置の下方位置に配置してベースフレームに取り付けるようにするとともに、把持装置及びアダプタ把持用の副把持装置への挿通時に把持装置を上下方向に移動する余裕部分を把持部に有し、これらの把持装置から分離し得るようにアダプタを構成したことを特徴とする縦穴掘削装置。
7. アダプタが、把持装置に下方から挿通し得る形状に形成されていることを特徴とする請求項６記載の縦穴掘削装置。
8. アダプタが、連結部を設けた下方側の部分を分離し得るように形成されていることを特徴とする請求項６記載の縦穴掘削装置。
9. 地中に押し込むケーシングに、滑材注入用の注入路を周壁に設けたケーシングを用いたことを特徴とする請求項６記載の縦穴掘削装置。
10. ベースフレームの底部側に、ベースフレームを水平に設置するように調整し得る水平調整装置を設けたことを特徴とする請求項６記載の縦穴掘削装置。
11. 地面に載置してケーシングを挿通させて把持し得るケーシング把持用の把持装置をアタッチメントとして付設したことを特徴とする請求項６記載の縦穴掘削装置。
12. 油圧シリンダで上下方向に駆動されケーシングを挿通させて把持し得るケーシング把持用の主把持装置とその下方に配置されケーシングを挿通させて把持し得るケーシング把持用の副把持装置とを備え地面に載置して使用できるケーシング回収装置をアタッチメントとして付設したことを特徴とする請求項６記載の縦穴掘削装置。
13. 請求項１記載の縦穴掘削法により縦穴を掘削した後、地中に押し込まれたケーシング内に鉄筋かごを建て込んで、コンクリートを打設しながらケーシングを引き上げて回収することにより、杭等の地中構造物を構築する地中構造物構築法であって、縦穴掘削装置を、ケーシング設置用の作業空間を開放するように横方向に移動させ、その移動により生じた上方開放部を利用してケーシング内に鉄筋かごを建て込む第１の作業と、コンクリートの打設を開始するとともにケーシングをクレーンで把持して引き上げ、次いで、予め設置した、ケーシングを挿通させて把持し得るケーシング把持用の把持装置により、引き上げられたケーシングを把持した後、その把持したケーシングの上方のケーシングを分離してクレーンで回収する第２の作業と、ケーシング把持用の把持装置により把持したケーシングをクレーンで把持した後、この把持装置によるケーシングの把持を解除してケーシングを再びクレーンで引き上げる第３の作業とを経て、ケーシングを順次回収しながら地中構造物を構築するようにしたことを特徴とする地中構造物構築法。
14. 請求項１記載の縦穴掘削法により縦穴を掘削した後、地中に押し込まれたケーシング内に鉄筋かごを建て込んで、コンクリートを打設しながらケーシングを引き上げて回収することにより、杭等の地中構造物を構築する地中構造物構築法であって、縦穴掘削装置を、ケーシング設置用の作業空間を開放するように横方向に移動させ、その移動により生じた上方開放部を利用してケーシング内に鉄筋かごを建て込む第１の作業と、コンクリートの打設を開始するとともに、予め設置した、油圧シリンダで上下方向に駆動されケーシングを挿通させて把持し得るケーシング把持用の主把持装置によりケーシングを把持した後、この主把持装置を上昇させてケーシングを引き上げる第２の作業と、この主把持装置の下方位置に予め設置した、ケーシングを挿通させて把持し得るケーシング把持用の副把持装置によりケーシングを把持した後、ケーシング把持用の主把持装置によるケーシングの把持を解除してこの主把持装置を下降させ、次いで、この主把持装置でケーシングを把持した後、ケーシング把持用の副把持装置によるケーシングの把持を解除しケーシング把持用の主把持装置を上昇させてケーシングを引き上げ、こうした操作を１回以上行って所定長さケーシングを引き上げる第３の作業と、引き上げられたケーシングを把持した後、その把持したケーシングの上方のケーシングを分離してクレーンで回収する第４の作業とを経てケーシングを順次回収しながら地中構造物を構築するようにしたことを特徴とする地中構造物構築法。

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