JP3839819B2

JP3839819B2 - リバースサーキュレーションドリル

Info

Publication number: JP3839819B2
Application number: JP2004093094A
Authority: JP
Inventors: 汎高木; 秀一網代; 英宮崎; 等水島; 利一高田
Original assignee: Hitachi Sumitomo Heavy Industries Construction Crane Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Construction Crane Co Ltd
Priority date: 2004-03-26
Filing date: 2004-03-26
Publication date: 2006-11-01
Anticipated expiration: 2024-03-26
Also published as: JP2005281972A

Description

本発明は、場所打ちコンクリート杭用の掘削孔を形成する際に用いられるリバースサーキュレーションドリルに関するものである。

従来より、場所打ちコンクリート杭用の掘削孔を形成する方法として、特許文献１に記載されているようなリバースサーキュレーションドリル工法（以下、リバース工法とする）が知られている。以下、特許文献１に記載の従来より行われているリバース工法に用いられるリバースサーキュレーションドリルについて、図５を基に説明する。

特開昭５６−１５６３８７号公報

図５は、従来のドリル５１、及び該ドリル５１を用いたリバース工法を示した説明図である。ドリル５１は、排水パイプ５２が接続されるウォータースイベルジョイント５３、該ウォータースイベルジョイント５３の下方に連結されるケリーバ（回転ジグ）５４、該ケリーバ５４の下方に連結されるドリルパイプ（ドリルジグ）５５、該ドリルパイプ５５の下端に連結される掘削ビット５６とからなるものである。また、掘削ビット５６からウォータースイベルジョイント５３にかけて内部に泥水路（図示せず）が形成されており、掘削孔内に発生する泥水を地上に設置されたポンプ５７にて汲み出すようになっている。
また、ウォータースイベルジョイント５３には吊金具５８が備えられており、クレーンのフック５９により吊り下げられた状態となっている。さらに、ケリーバ５４は、地上に固定設置されるロータリーテーブル６０に昇降可能に挿通された状態となっている。尚、６１は表層ケーシングである。

以上のように構成されたドリル５１を用いて、次のようにしてリバース工法を行う。まず、地盤に表層ケーシング６１を打ち込む。フック５９にウォータースイベルジョイント５３を引っ掛け、該ウォータースイベルジョイント５３にケリーバ５４を連結し、ケリーバ５４をロータリーテーブル６０に挿通させる。その後、ドリルパイプ５５、掘削ビット５６を連結する。そして、ロータリーテーブル６０を駆動させることによりケリーバ５４や掘削ビット５６等を回転させて掘削を行う。掘削孔が深くなるにつれて、ドリルパイプ５５を適宜継ぎ足していく。また、掘削孔内に発生する泥水は地上のポンプ５７により吸い上げる。

しかしながら、上述のようなドリル５１を用いると、ポンプ５７が地上に設置されているため、泥水を吸い上げるためにバキューム等の作業が必要となり、ポンプ５７作動開始から吸い上げまでに２〜５分も時間を必要とする。したがって、掘削作業の効率が非常に悪い。
また、ドリル５１は、掘削作業時においてロータリーテーブル６０の位置での一箇所でしか位置決めされていないため、割り出される垂直性の精度が低い。また、掘削中に軸心ズレを引き起こしやすく、垂直性等の精度の高い掘削孔を形成することができない。さらに、泥水とともに発生する石や礫等が泥水とともに吸い上げられ、ウォータースイベルジョイント５３内で詰まってしまったり、ポンプ５７に詰まって故障の原因となったりする等、何かと問題が発生しやすく、使い勝手にも問題を抱えている。

そこで本発明は、上述したような課題に鑑みなされたものであって、故障等が少なく、効率の良い掘削作業を行うことのできるリバースサーキュレーションドリルを提供しようとするものである。

そこで本発明のうち、請求項１に記載の発明は、地盤を掘削するための掘削ビットが、回転ジグの下方に連結されるドリルジグの下端に備えられており、重機から吊り下げられた状態で、外部の回転装置から前記回転ジグに回転力が伝えられることによって回転しながら掘削を行うとともに、掘削中に発生する泥水を地上へと導くための泥水路を備えたリバースサーキュレーションドリルであって、前記泥水路上で、前記回転ジグの下端に、泥水を地上へと押し上げるポンプを直結したことを特徴とするものである。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記回転装置と接続されている位置よりも上方位置に、重機と水平方向で連結する連結部材を水平方向に伸縮可能に備えたことを特徴とするものである。
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記ポンプを油圧により駆動するものとし、前記ポンプに油圧を供給するための送油路を前記回転ジグ内に設けるとともに、油圧源からのびる送油ホースと前記送油路とを接続するための油圧スイベルジョイントを前記回転ジグの上端に直結したことを特徴とするものである。
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、前記ポンプと前記掘削ビットとの間の前記泥水路上に、泥水に含まれる石や礫を回収するための石取り装置を取り付けたリバースサーキュレーションドリルであって、該石取り装置を、内部が空洞であるケーシングと、一方端に脱着可能に網が取り付けられ、該網が取り付けられている側を前記ケーシングに差込設置される網付泥水パイプと、前記ケーシング内に差込設置される泥水パイプとにより形成し、前記網付泥水パイプ及び前記泥水パイプの前記ケーシング内に差し込まれていない側を夫々前記泥水路に接続したことを特徴とするものである。

本発明によれば、回転ジグの下端にポンプを直結しているため、回転ジグとポンプとの間に何らかの部材を設置しているものと比較すると、ポンプの動力源と接続するコード（たとえば送油ホースや送油路）の長さを固定することができる。したがって、掘削作業中に送油路等を延長したり短くしたりする作業も必要もなくなり作業性が向上する。その上、送油路等を頻繁に延長したりすると、送油路同士の接続部等に問題が発生しやすいが、コード長が固定されているため、そのようなおそれもない。
また、ポンプが掘削孔の最深部（たとえば、７０ｍ以上の深さ）に設置されるようなもの（つまり、掘削ビット付近にポンプが設置されるもの）と比較すると、送油ホースや送油路等の長さが極めて短くて済むため、油圧ラインにおける圧力損失等を最小限に抑えることが可能であり、より効率の良い掘削作業を可能としている。
さらに、回転ジグの下端にポンプを直結しているため、ドリルジグを継ぎ足す際、ポンプの状態を目視により確認できるため、ポンプのトラブルを防止しやすい。
さらにまた、掘削作業中、ポンプは常に水中にあるため、ポンプが地上に設置されている場合と比較すると、ドリルジグの接続毎に行っていたバキューム作業が不必要となり（通常２〜５分を要する）、泥水の吸い上げをより早くスタートさせることが可能となる。したがって、即時に揚水を開始できることにより、たとえばドリルジグを１０本接続する場合には２０分〜５０分もの時間を節約することができ、よりサイクルタイムの早い掘削作業を可能とする。また、バキューム作業を必要としないため、不十分なバキューム作業等が原因となって起こるキャビテーション腐食の心配がない。
加えて、ポンプは高揚程の押し上げポンプであるため、揚程を大きくとることができ、より長いドリルパイプに対応可能となっている。つまり、地上に設置される従来の吸い込み式ポンプでは汽水分離が原因となり、１本のドリルジグの長さは３ｍが限界であるが、本発明によればたとえ４ｍ以上のドリルジグであっても対応することができる。したがって、継ぎ足すドリルジグの本数が従来よりも少なく、継ぎ足し作業の回数も少なくて済むため、より効率良く掘削作業を行うことができる。
また、請求項２に記載のリバースサーキュレーションドリルとすることで、リバースサーキュレーションドリルを２箇所で位置決めして、該ドリルの垂直を割り出せるようになるため、１箇所しか位置決めできないものと比較すると垂直性に係る精度を極めて高いものとすることができる上、掘削作業中の軸心ズレ等も起こしにくい。
さらに、請求項３に記載のリバースサーキュレーションドリルとすることで、油圧スイベルジョイントと、回転ジグと、ポンプとを直結しているため、油圧を伝達するための油圧ライン（送油路や送油ホース等）が極めて短くて済み、油圧ラインにおける圧力損失等を極めて小さく抑えることが可能となる。
加えて、請求項４に記載のリバースサーキュレーションドリルとすることで、泥水中に含まれる石や礫を効果的に除去することができる上、ケーシング内に石や礫を貯留することで、掘削ビットへの荷重となるとともに該ドリルの揺動を防止することができる。さらに、網付泥水パイプに取り付けられている網を適宜脱着可能としているため、網が破れた場合等には網のみを交換すれば良く、極めて利便性に優れたものとなっている。

以下、本発明の一実施形態となるリバースサーキュレーションドリル（以下、ドリルと称す）、及び該ドリルを用いた掘削方法を図面に基づき説明する。
図１及び図２は、ドリル１を用いて掘削孔Ｈを形成する状態を示す説明部分断面図である。

まず、ドリル１が取り付けられるマスト式杭孔掘削機（重機）３について説明する。図１及び図２に示されているように、マスト式杭孔掘削機３は自走可能なものであって、任意に前後左右の傾斜を調節可能なマスト２を備えている。尚、ドリル１はマスト２の前面側（以下、図１及び図２において左側を前面として説明する）に取り付けられる。
マスト２の前面には、ドリル１の昇降を案内するガイドバー４がマスト２の長手方向に沿って設けられているとともに、ドリル１の昇降を補助する油圧式プルダウンシリンダ５が備えられている。また、マスト２の頂部にはジブ６が設置されている。該ジブ６には、メインウインチ（図示せず）から引き出されたメインワイヤロープ７、及びサブウインチ（図示せず）から引き出されたサブワイヤロープ８が掛けられており、夫々独立に作動可能となっている。さらに、メインワイヤロープ７及びサブワイヤロープ８の先端には揚重用フック９や補助フック３３が夫々取り付けられている。そして、後述するようなドリル１の吊金具１０に揚重用フック９を引っ掛けて、ドリル１の昇降を行う。

次に、ドリル１について説明する。図１及び図２に示されているように、ドリル１は、その全長に亘って泥水路を形成されたものであって、吊金具１０を備えたウォータースイベルジョイント１１、ウォータースイベルジョイント１１へと泥水を通すための泥水路を内部に備えた油圧スイベルジョイント１２、内部に泥水路及び送油路が形成されており油圧スイベルジョイントに直結されたケリーバ（回転ジグ）１３、ケリーバ１３に直結されており掘削孔Ｈ内の泥水等を吸い上げるサクションポンプユニット１５、泥水に含まれる石や礫等を回収するための石取り装置１６、任意の数のドリルパイプ（ドリルジグ）１７、ドリル１のスペーサとしての役割を果たすスタビライザ１８、揺動防止及び荷重のためのカウンターウェイト２０を備えた掘削ビット１９等を連結してなるものである。そして、該ドリル１は、ケリーバ１３と接続されたロータリーヘッド（回転装置）１４を動力源として回転しながら地盤の掘削を行う。

ウォータースイベルジョイント１１は、排水パイプ（図示しない）とドリル１の全長に亘って形成されている泥水路とを接続するものである。よって、ドリル１の下方端で発生した泥水は泥水路内を通って、ウォータースイベルジョイント１１から排水パイプへと導かれる。また、ウォータースイベルジョイント１１の上部には吊金具１０が取り付けられている。該吊金具１０に揚重用フック９を引っ掛けて、マスト式杭孔掘削機３によりドリル１を昇降させる。さらに、ウォータースイベルジョイント１１にはアーム付ホルダ２１が取り付けられており、そのアーム付ホルダ（連結部材）２１を介してマスト２のガイドバー４へと昇降可能に接続されている。尚、アーム付ホルダ２１は伸縮自在のものであって、ウォータースイベルジョイント１１のマスト２からの水平距離を任意に調節可能となっている。
ウォータースイベルジョイント１１の下方には油圧スイベルジョイント１２が連結されている。油圧スイベルジョイント１２は、サクションポンプユニット１５へと油圧を供給するための油圧源（図示せず）から延びる送油ホース（図示せず）とケリーバ１３に内蔵された送油路とを接続するものである。また、油圧スイベルジョイント１２の内部には、ウォータースイベルジョイント１１へと泥水を導くための泥水路が形成されている。

該油圧スイベルジョイント１２の下方には、ケリーバ１３がロータリーヘッド１４に挿通された状態で直結されている。ケリーバ１３の外表面長手方向には複数本の溝が刻まれており、該溝とロータリーヘッド１４の挿通孔に設けられた突起とが係合していることにより、ロータリーヘッド１４からケリーバ１３へと回転力が伝達される。また、ケリーバ１３は、ロータリーヘッド１４に対して昇降自在となっている。尚、ケリーバ１３内には、泥水路及び送油路が形成されている。
ケリーバ１３が挿通されるロータリーヘッド１４は、油圧により回転駆動するものであって、上部に衝撃吸収バネ（図示せず）が備えられており、ロータリーヘッド１４自体を保護するようになっている。また、硬質土の掘削も可能なほどの回転力を発揮することが可能であって、ケリーバ１３及びケリーバ１３より下方に設置されるサクションポンプユニット（油圧式水中ポンプユニット）１５や石取り装置１６、ひいてはそれらを経由してドリルパイプ１７、スタビライザ１８、掘削ビット１９等を強力に回転させる。また、ロータリーヘッド１４は、マスト式杭孔掘削機３のマスト２の前面にガイドバー４に沿って昇降可能に接続されている。さらに、ロータリーヘッド１４は、マスト２からの水平距離を任意に調節可能に構成されている。加えて、ロータリーヘッド１４には、マスト式杭孔掘削機３のマスト２に設置されている油圧式プルダウンシリンダ５が接続されている。

一方、ケリーバ１３の下端にはサクションポンプユニット１５が直結されている。図３は、サクションポンプユニット１５の説明図である。
サクションポンプユニット１５は、油圧スイベルジョイント１２を介して供給される油圧により駆動するポンプ本体２２と、ポンプ本体２２に接続される泥水パイプ２３及び送油ホース２４（ケリーバ１３内に形成されている送油路と接続されている）と、ポンプ本体２２を防護するとともにロータリーヘッド１４からの回転力を伝達するための防護フレーム２５とからなるものである。泥水パイプ２３は泥水路の一部を構成しており、ポンプ本体２２を作動させることで、掘削孔Ｈ内で発生する泥水を吸い上げ、ウォータースイベルジョイント１１へ押し上げるようになっている。防護フレーム２５は、防護部材を円筒形の格子状に組んだものであって、ケリーバ１３とともに回転するポンプ本体２２や各パイプ等を掘削壁との衝突から防護するとともに、強力な回転トルクを下方へと伝達するために備えられている。

サクションポンプユニット１５の下方には、ドリル１の下方端で発生する泥水に含まれる礫や石を回収するための石取り装置１６が連結されており、泥水路の一部を構成している。図４は、石取り装置１６の説明断面図である。
図４に示されているように、石取り装置１６は、ケーシング２６、網付泥水パイプ２７、及びフランジ付泥水パイプ３０を備えてなるものである。ケーシング２６には、上面及び下面に挿通孔が設けられており、網付泥水パイプ２７及びフランジ付泥水パイプ３０が夫々差し込まれた状態で固着されている。また、ケーシング２６の内部の空間には、後述する網付泥水パイプ２７の網２９でこし取られた石や礫が貯留される。さらに、ケーシング２６の下方には点検窓（図示せず）が設けられており、貯留された石や礫等を取り出したり、網付泥水パイプ２７に取り付けられている網２９を交換したりできるようになっている。

網付泥水パイプ２７の上方端部にはフランジ部２８が設けられており、サクションポンプユニット１５より延びる泥水パイプ２３と該フランジ部２８にて接続される。一方、網付泥水パイプ２７の下方端部には網２９がテーパ面を有した状態で脱着可能に取り付けられており、泥水とともに吸い上げられてくる石や礫がテーパ面により弾かれてケーシング２６内にこし取られるようになっている。
フランジ付泥水パイプ３０は、その下方端部にフランジ部３１が設けられたものであり、ドリル１の下方端から延びる泥水路を内蔵したドリルパイプ１７と接続される。

石取り装置１６の下方には、掘削孔Ｈの深さに合わせてドリルパイプ１７が接続されている。ドリルパイプ１７内にも泥水路が形成されており、掘削孔Ｈ内で発生する泥水を地上へと導くようになっている。そして、最も下方のドリルパイプ１７の下端にはスタビライザ１８、及びカウンターウェイト２０を備えた掘削ビット１９が取り付けられている。尚、該掘削ビット１９において、泥水路は開口しており、掘削ビット１９から泥水を泥水路内に吸い込むようになっている。
掘削ビット１９は、カウンターウェイト２０を備えたものである。カウンターウェイト２０は、掘削ビット１９の揺動防止となるとともに、荷重となる。カウンターウェイト２０の更に上方には、スペーサとしてのスタビライザ１８が取り付けられている。
尚、図１及び図２における３２は、掘削孔Ｈを形成する際に地盤に打ち込まれる円筒状の表層ケーシング３２である。

ここで、上述の如く構成されたドリル１を用いた掘削方法の一例を説明する。
まず、地盤に表層ケーシング３２を打ち込む。ここでは、表層ケーシング３２として全長８ｍで直径１．２ｍのものを利用し、地上に突出する部分が１ｍ程度となるまで打ち込むこととする。

次に、ドリル１を組み立てる。ドリル１の組立方法の一例を以下に説明する。まず、ウォータースイベルジョイント１１をメインワイヤロープ７の揚重用フック９に引っ掛けるとともに、マスト式杭孔掘削機３のガイドバー４に沿って昇降可能なアーム付ホルダ２１に取り付ける。次に、ウォータースイベルジョイント１１の下方に油圧スイベルジョイント１２を、泥水路が一連となるように連結する。さらに、ケリーバ１３（ここでは、長さ８．５ｍのものを使用）を、ロータリーヘッド１４に挿通させた状態で油圧スイベルジョイント１２に直結する。そして、ケリーバ１３の下端にはサクションポンプユニット１５を直結する。

さらにまた、サクションポンプユニット１５の下方に石取り装置１６、及び１本のドリルパイプ１７（ここでは、１本の長さ４ｍのものを使用）を取り付けた後、そのドリルパイプ１７の下端に、スタビライザ１８、及びカウンターウェイト２０を備えた掘削ビット１９を取り付ける。
このような順序で組み立てられたドリル１は、マスト式杭孔掘削機３のマスト２の前面に揚重用フック９、アーム付ホルダ２１、及びロータリーヘッド１４によって、取り付けられた状態となっている。

その次に、アーム付ホルダ２１及びロータリーヘッド１４のマスト２の前面からの突出量を調整してドリル１を垂直とした状態で、ロータリーヘッド１４を回転させて表層ケーシング３２内の地盤を掘削していく。掘削作業時、掘削ビット１９にかかる荷重がカウンターウェイト２０の重量だけでは足りない場合には、マスト２の前面に備えられている油圧式プルダウンシリンダ５によってロータリーヘッド１４を下方へ押し付けることで、掘削ビット１９に更なる荷重を加えるようにする。
そして、油圧スイベルジョイント１２がロータリーヘッド１４の直上位置となるまでドリル１が押し込まれると、一旦、石取り装置１６が表層ケーシング３２よりも上方位置となるまでドリル１を引き上げる。その後、石取り装置１６の下方にドリルパイプ１７を継ぎ足して、更に深い位置まで掘削を行う（図１や図２で図示）。このような、ドリルパイプ１７の継ぎ足しは、所望の深さの掘削孔Ｈとなるまで繰り返し行われる。

また、掘削を行うにあたって、掘削孔内には循環水が注入される。したがって地盤の掘削を行うと掘削された泥土と循環水とが混じり、掘削孔内に泥水が溜まる。掘削孔内に発生する泥水は、サクションポンプユニット１５に備えられたポンプ本体２２の作用によって地上へと汲み出される。尚、掘削孔内の泥水は、掘削ビット１９で開口する泥水路から吸い込まれ、ドリルパイプ１７、石取り装置１６、サクションポンプユニット１５、ケリーバ１３、油圧スイベルジョイント１２、ウォータースイベルジョイント１１内に設けられた泥水路を通って、ウォータースイベルジョイント１１から排水パイプへと排出される。尚、排出された泥水は、泥土分と水分とに分離された後、再び掘削孔内に水分のみを循環水として注入し、泥土等の掘削屑の運搬に利用する。また、泥水とともに吸い上げられる石や礫は、石取り装置１６で回収される。
以上のような方法で、掘削孔Ｈは形成される。

上述の如く構成されたドリル１は、ケリーバ１３の下端にサクションポンプユニット１５を直結しているため、ケリーバ１３とサクションポンプユニット１５（ポンプ本体２２）との間に何らかの部材を設置しているものと比較すると、送油路及び送油ホース２４（以下、送油路及び送油ホース等を合わせて油圧ラインと称す）を固定することができる。したがって、掘削作業中に油圧ラインを延長したり短くしたりする作業も必要もなくなり作業性が向上する。その上、油圧ラインを頻繁に延長したりすると、油圧ラインの接続部等に隙間が出来やすく、油圧ライン内への泥水浸入や油漏れによる油圧低下等といった問題が発生しやすいが、油圧ラインが固定されているため、そのようなおそれもない。
また、ポンプ本体２２が掘削孔の最深部（たとえば、７０ｍ以上の深さ）に設置されるようなもの（つまり、掘削ビット付近にポンプ本体２２が設置されるもの）と比較すると、油圧スイベルジョイント１２、ケリーバ１３、及びサクションポンプユニット１５が直結されているため、油圧ラインの長さが極めて短くて済み、油圧回路の圧力損失を最小限に抑えることが可能であり、より効率の良い掘削作業を可能としている。

さらに、ケリーバ１３の下端にサクションポンプユニット１５を直結しているため、ドリルパイプ１７を継ぎ足す際、サクションポンプユニット１５の状態を目視により確認できるため、サクションポンプユニット１５のトラブルを防止しやすい。
さらにまた、掘削作業中、サクションポンプユニット１５は常に水中にあるため、ポンプ本体２２が地上に設置されている場合と比較するとドリルパイプ１７の接続毎に行うバキューム作業が不必要となり（通常２〜５分を要する）、泥水の吸い上げをより早くスタートさせることが可能となる。したがって、即時に揚水を開始できることにより、たとえばドリルパイプ１７を１０本接続する場合には２０分〜５０分もの時間を節約することができ、よりサイクルタイムの早い掘削作業を可能とする。また、バキューム作業を必要としないため、不十分なバキューム作業等が原因となって起こるキャビテーション腐食の心配がない。

またさらに、ドリル１は、サクションポンプユニット１５が常に掘削孔Ｈ内の比較的上方位置にあるように構成されているため、サクションポンプユニット１５に水頭圧がかからず、ポンプ本体２２の寿命が長くなる。さらに、サクションポンプユニット１５では、ポンプ本体２２を防護フレーム２５にて防護しているため、掘削作業中にポンプ本体２２が掘削孔Ｈの掘削壁と衝突することを防止でき、ポンプ本体２２における故障の少ないドリル１を提供可能としている。
加えて、サクションポンプユニット１５のポンプ本体２２は高揚程の押し上げポンプであるため、揚程を大きくとることができ、より長いドリルパイプ１７に対応可能となっている。つまり、地上に設置される従来の吸い込み式ポンプでは汽水分離が原因となり、１本のドリルパイプ１７の長さは３ｍが限界であるが、ドリル１ではたとえ４ｍのドリルパイプ１７であっても対応することができる。したがって、継ぎ足すドリルパイプ１７の本数が従来よりも少なく、継ぎ足し作業の回数も少なくて済むため、より効率良く掘削作業を行うことができる。更に、ポンプ本体２２が押し上げポンプであるため、ウォータースイベルジョイント１１に接続される配管等を軽量化することができる。

また、ドリル１を用いると、ロータリーヘッド１４とアーム付ホルダ２１とがともにマスト２に対して水平方向に伸縮可能であるため、該２箇所において位置決めし、ドリル１の垂直を割り出すことができるため、１箇所しか位置決めできないものと比較すると垂直性に係る精度を極めて高いものとすることができる上、掘削作業中の軸心ズレ等も起こしにくい。また、ロータリーヘッド１４及びアーム付ホルダ２１が、ガイドバー４に沿って昇降可能であるとともに、従来よりも長大なケリーバ１３（従来のものは、略４ｍ程度のものを使用）を用いているため、出来る限り両者が離れた位置で垂直を割り出すことが可能であり、その精度をより高めることができる。
加えて、ロータリーヘッド１４には油圧式プルダウンシリンダ５が接続されており、該油圧式プルダウンシリンダ５によって、掘削ビット１９に掘削方向へ荷重を加えることが可能となっているため、より効率よく掘削作業を行うことができる。

さらに、ドリル１は、カウンターウェイト２０を有する掘削ビット１９を用いているため、掘削ビット１９に掘削方向への荷重を効率よく加えることができる。さらに、軸心ズレを起こしやすいドリル１の下端部付近にカウンターウェイト２０を取り付けているため、軸心ズレを起こしにくい。
さらにまた、ドリル１は、その下端部付近にスタビライザ１８が取り付けられているため、極めて軸心ズレを起こしにくい。

また、ドリル１は、サクションポンプユニット１５と掘削ビット１９との間に石取り装置１６を備えているため、ポンプ本体２２へ石や礫が侵入することを防止できる。さらに、網付泥水パイプ２７に取り付けられている網２９を適宜脱着可能としているため、網２９が破れた場合等には網２９のみを交換すれば良く、極めて利便性に優れたものとなっている。加えて、回収した石や礫をケーシング２６内にて一時貯留するため、石取り装置１６自体がカウンターウェイト２０と同様の効果を奏することにもなる。

なお、本発明にかかるドリルの構成は、上記した実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、ドリルを構成する各部材の形状や大きさ、連結順序（ケリーバの下端にサクションポンプユニットを直結する箇所以外の順序）等を適宜変更することができる。そこで、各部材を連結する際に何らかの連結用の器具を介して行うようにしても何ら問題はなく、たとえば油圧スイベルジョイントとケリーバとの間に該連結用の器具等を設置することも当然可能である。
また、網付泥水パイプに取り付けられる網を、上述したものに限らずより細かい編み目を備え、砂であっても回収可能なものとしてもよい。さらに、それら編み目の異なる複数種類の網を準備し、地盤の性質や掘削深度に応じて掘削作業中に適宜取り替えるようにしてもよい。さらにまた、網付泥水パイプを脱着可能に構成し、夫々網の異なる複数種類の網付泥水パイプを準備して、地盤の性質等により網付泥水パイプを適宜取り替えるようにしても何ら問題はない。加えて、石取り装置のケーシングを、貯留される石や礫を排出しやすいような上下方向で分割可能なフランジ構造のものとしてもよい。

また、サクションポンプユニットの防護フレームの形状も円筒形の格子状に限定されることはなく、球形の格子状であってもよいし、円筒形の壁状の防護壁のような構成としても何ら問題はない。
さらに、表層ケーシングは、上記実施の形態で用いた大きさのものである必要はなく、より大径のものやより小径のもの、より長いものやより短いもの等、所望される掘削孔の形状に応じて適宜変更可能である。勿論、使用するドリルパイプも４ｍの長さものに限定されることはなく、使用される重機や施工方法によってより長いものを用いることも可能であるし、より短いものを用いてもよい。さらにまた、ケリーバも実施例では８．５ｍのものを利用したが、その長さのものに限定されることはなく、より短い（たとえば、６．５ｍ）のものや、更に長いものを用いることも当然可能である。

加えて、マストに設置されるプルダウンシリンダや、ドリルに取り付けられるポンプは油圧により駆動するものでなく、可能で有れば空気圧や水圧により駆動するものとしてもよいし、電動式のものとしても何ら問題はない。
また、スタビライザやカウンターウェイトは必要がなければ取り付けずにドリルを形成してもいいし、掘削ビット付近ではなく、石取り装置付近やケリーバ付近に取り付けてもよい。さらに、ウォータースイベルジョイントに吊金具を備えたが、ウォータースイベルジョイントの上方に吊金具を備えた別部材を取り付けるようにしても何ら問題はない。
他にも掘削ビットの形状は図示されたもの以外のものでもいいし、ロータリーヘッドとケリーバとの係合方法等も実施の形態に記載のものに何ら限定されない。さらに、回転装置としてロータリーヘッドの代わりに従来のようなロータリーテーブルを使用することも当然可能である。

リバースサーキュレーションドリルを用いて掘削孔を形成する状態を示す説明部分断面図である。リバースサーキュレーションドリルを用いて掘削孔を形成する状態を示す説明部分断面図である。サクションポンプユニットの外観を示す説明図である。石取り装置の説明断面図である。従来のドリルを用いたリバースサーキュレーション工法を示す説明図である。

符号の説明

１・・ドリル、２・・マスト、３・・マスト式杭孔掘削機、４・・ガイドバー、５・・油圧式プルダウンシリンダ、６・・ジブ、７・・メインワイヤロープ、８・・サブワイヤロープ、９・・揚重用フック、１０・・吊金具、１１・・ウォータースイベルジョイント、１２・・油圧スイベルジョイント、１３・・ケリーバ、１４・・ロータリーヘッド、１５・・サクションポンプユニット、１６・・石取り装置、１７・・ドリルパイプ、１８・・スタビライザ、１９・・掘削ビット、２０・・カウンターウェイト、２１・・アーム付ホルダ、２２・・ポンプ本体、２３・・泥水パイプ、２４・・送油ホース、２５・・防護フレーム、２６・・ケーシング、２７・・網付泥水パイプ、２８・・フランジ部、２９・・網、３０・・フランジ付泥水パイプ、３１・・フランジ部、３２・・表層ケーシング、３３・・補助フック。

Claims

地盤を掘削するための掘削ビットが、回転ジグの下方に連結されるドリルジグの下端に備えられており、重機から吊り下げられた状態で、外部の回転装置から前記回転ジグに回転力が伝えられることによって回転しながら掘削を行うとともに、掘削中に発生する泥水を地上へと導くための泥水路を備えたリバースサーキュレーションドリルであって、
前記泥水路上で、前記回転ジグの下端に、泥水を地上へと押し上げるポンプを直結したことを特徴とするリバースサーキュレーションドリル。
前記回転装置と接続されている位置よりも上方位置に、重機と水平方向で連結する連結部材を水平方向に伸縮可能に備えたことを特徴とする請求項１に記載のリバースサーキュレーションドリル。
前記ポンプを油圧により駆動するものとし、前記ポンプに油圧を供給するための送油路を前記回転ジグ内に設けるとともに、油圧源からのびる送油ホースと前記送油路とを接続するための油圧スイベルジョイントを前記回転ジグの上端に直結したことを特徴とする請求項１または２に記載のリバースサーキュレーションドリル。
前記ポンプと前記掘削ビットとの間の前記泥水路上に、泥水に含まれる石や礫を回収するための石取り装置を取り付けたリバースサーキュレーションドリルであって、
該石取り装置を、内部が空洞であるケーシングと、一方端に脱着可能に網が取り付けられ、該網が取り付けられている側を前記ケーシングに差込設置される網付泥水パイプと、前記ケーシング内に差込設置される泥水パイプとにより形成し、前記網付泥水パイプ及び前記泥水パイプの前記ケーシング内に差し込まれていない側を夫々前記泥水路に接続したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のリバースサーキュレーションドリル。