JP4125213B2 - 杭工用掘削工法及びその掘削装置 - Google Patents

Description

本発明は地すべり抑止杭のような傾斜面に施工される杭工のための掘削工法及び前記工法に使用される掘削装置に関するものである。

地すべり対策工事として、杭打ちによる抑止工（杭工）が知られている。この抑止工は、所定の箇所に一定の間隔で連続的に杭を構築するもので、従前においては杭孔を掘削し、杭孔に鋼管杭やコンクリート杭を埋設したり（特許文献１）、或いは杭を直接地面に打ち込んだりしている。

特開２００１−２７１３４１号公報

ところで、地すべり抑止工の施工対象は、傾斜面が多く、このため従前においては、図３（イ）に示すように、自走機体に掘削機構を備えた所謂重機０１による穿孔杭打ち作業においては、傾斜面Ａを掘削並びに盛り土を行って重機０１の走行路０２を確保する必要がある。しかし法面の傾斜角度が大きいと重機走行路０２の確保が困難であり、また地すべりし易い地形であるから重機０１がずり落ちてしまう虞があり、施工できない場合もある。

また図３（ロ）に示すように傾斜面Ａに単管足場０３を組上げて、足場０３上に掘削機０４を載置し、施工する場合もある。しかし単管足場０３の堅牢性の点から重い機械は使用できない。このために軽量の掘削機０４である大口径のボーリングマシンを用い、水の循環による掘削を行うものであるが、水の使用自体が地すべり地盤に不適応であることはいうまでも無い。

更に図３（ハ）に示すように、傾斜面Ａの上方や下方からクレーン０５でエアハンマー（ダウンザホールハンマー）０６を吊り下げ、掘削することも考えられるが、地すべりし易い傾斜面の上方に重量のあるクレーン０５を配置すること自体危険であり、施工可能箇所が限定されるし、またエアハンマー０６の使用では掘削深さが１０ｍ程度までに限定されてしまう。

そこで本発明は、傾斜面であっても機体が安定し、且つ移動が可能である杭打ち用掘削工法及びその掘削装置を提案したものである。

本発明に係る杭工用掘削工法は、前方に掘削機構を備えると共に、当該機体の安定を図る上下移動可能な支持脚機構を付設した前方機体と、前記前方機体と独立して相対距離を設定できると共に、当該機体を安定に支持する上下移動可能な支持脚機構を付設した後方機体と、前方機体及び後方機体に渡って下方に配置されると共に、構築する杭の間隔に対応した位置に杭保持機構を付設した下方機体とを備え、前後機体及び下方機体が相対的に移動並びに固定可能とし、掘削機構による杭孔の掘削並びに杭打設を行った後、下方機体で既設杭を保持して、前後機体の一方を下方機体との固定を解除して順次次回掘削位置に進行させた後に、下方機体を次の既存杭の保持位置まで進行させ杭保持を行うようにして、各杭工の終了毎に前後機体及び下方機体の尺取移動によって順次杭工を実施することを特徴とするものである。

而して前記掘削工法では、下方機体が既設杭を保持し、所定位置（掘削作業位置）で上方機体（前方機体及び後方機体）が下方機体と固定され、掘削作業を行うもので、この掘削作業に際して掘削反力を、既設杭を保持した下方機体で受け止めることができるので、機体重量を軽量にしても何ら支障なく掘削がなされる。掘削終了後には、当該掘削孔に杭を構築（一般的には鋼管杭の打ち込み）し、杭工が終了すると前後機体の一方と下方機体との固定を解除し、前後機体の次回掘削位置までの移動は、杭保持状態の下方機体上を前後機体が順次前進することでなされ、下方機体の移動は、上方機体が地面上に保持された状態で、杭保持を解除して前進するもので、前記の前後機体及び下方機体の交互の尺取虫的移動によって、掘削装置（前方機体、後方機体、下方機体）を進行させ、傾斜面での杭工を連続的に実施できる。

また本発明に係る杭工用掘削装置は、前記工法をより効果的に実現する装置で、前方に掘削機構を備えると共に、当該機体の安定を図る上下移動可能な支持脚機構を付設した前方機体と、前記前方機体と独立して相対距離を設定できると共に、当該機体を安定に支持する上下移動可能な支持脚機構を付設した後方機体とを備え、構築する杭の間隔に対応した位置に杭保持機構を付設した下方機体を、前後機体と相対的移動が可能で且つ前後機体と各々固定されるように前方機体及び後方機体に渡って下方配置してなることを特徴とするものである。

而して前記掘削装置においては、下方機体が既設杭を保持し、所定位置（掘削作業位置）で上方機体（前方機体と後方機体）が下方機体と固定され、掘削作業並びに杭構築作業を行う。当該杭工が終了すると前方機体と下方機体の固定を解除すると共に、前方機体の支持脚を浮かせ、前方機体を次回掘削位置まで前進させ、前方機体を傾斜面に安定させた状態で次に後方機体を前進させ、前後機体（上方機体）を安定にした状態で下方機体が杭保持を解除して前進して、次回の作業位置に掘削機を移動させる。

本発明は前記のとおり、上下機体を備え、下方機体で既設杭を保持して掘削作業を行うので、機体が軽量であっても掘削反力に対応でき、また構築した杭を順次保持して前進するので、傾斜面における杭工も、特別に機体走行路を形成することなく、傾斜面上を機体が進行でき、機体の軽量化並びに傾斜面進行の実現によって、地すべり対策としての杭工による抑止工の作業を効果的に実施できたものである。

次に本発明装置の実施形態について説明する。実施形態に示した杭工用掘削装置は、前方機体１と、後方機体２と、下方機体３とを備えてなる。

前方機体１は、プラットホーム状の本体１１の前部に、掘進機構１２並びに機体の動作制御部１３を組み込んだものである。掘進機構１２は、特に限定されるものではないが、リーダマスト１２１に回転機構１２２を上下動自在に装着すると共に、オーガスクリュー１２３を回転機構１２２に装着し、所望の杭孔を掘穿するようにしたものであり、また杭体Ｂを杭孔に落とし込むことができる機構であれば充分である。

更に前方機体１及び後方機体２は、上方機体となって下方機体３の上方に位置すると共に、両機体１，２は、下方機体３のレール３１上に車輪１４を介して安定した状態で前後方向に移動できるように組み込むと共に、下方機体３との固定機構１５を付設してなる。

固定機構１５は、下方機体３の上面に設けて上方機体（前方機体１及び後方機体２）の進行ガイドとなるガイドレール３２を挟持または解除する側方挟持機構等で、上方機体（前方機体１及び後方機体２）と下方機体３との間を固定状態又は解除状態（進行可能状態）のいずれかを選択維持できるようにしたものであれば、具体的構造は任意である。

前方機体１と下方機体３の相対位置や後方機体２と下方機体３の相対位置を適宜調整できる進行機構１６を備えてなる。進行機構１６は、例えば下方機体３に駆動源１６１と駆動歯車１６２を備え、上方機体１，２側に、ピニオンギア１６３を備え、駆動歯車１６２の動作で上方機体１，２の前進動作を行うようにする。勿論ピニオンギア１６３と駆動歯車１６２の組み合わせに代えて、油圧シリンダーで前後機体１，２間や下方機体３との間の相対的な移動を行うようにしても良い。

また前方機体１の前部側方並びに後方機体２の後部側方にそれぞれ支持脚機構１７、２７を付設したもので、支持脚機構１７，２７は伸縮自在の脚を備えて、機体が傾斜面Ａに拘らず水平に維持されるようにしたものである。

尚固定機構１５、進行機構１６は前方機体１についてのみ図示しているが後方機体２も備えていることはいうまでも無い。

下方機体３は、前記の上方機体（前方機体１及び後方機体２）との関連とは別に、その下部に、所定の間隔（設置すべき杭Ｂの構築間隔）に対応した位置に２個の杭保持機構３３を付設したものである。

この杭保持機構３３は、前後の間隔調整機能並びに垂下方向の突出長さ調整機能を備えると共に、杭Ｂを側方から挟圧解除する挟持機構を備えているものである。

而して前記掘削装置で杭工を実施するには、工事現場において、連続構築する杭Ｂの最初の杭工は、機体搬入箇所で少なくとも二本の杭構築を実施した後に、前記二本の既設杭Ｂに機体を保持させて、順次杭工を実施して行くものである。

二本以上の杭工が終了した段階で、下方機体３の杭保持機構３３で杭Ｂを保持し、上方機体（前方機体１及び後方機体２）と下方機体３とを一体に固定し、掘進機構１２を使用して杭孔の掘穿を行い、杭Ｂの構築作業（杭工）を行う（図１イの状態）。

特に傾斜面において、支持脚機構１７，２７の調整で機体全体を水平状態に維持できるので、正確な掘削作業がなされる。更に下方機体３が既設杭Ｂを保持しての掘削であるため、掘削作業時の掘削反力は、既設杭を保持した下方機体３で受け止められるので、機体重量を軽量にできる利点がある。

杭工が終了すると機体を移動させて次の杭工を実施するもので、前方機体１の移動は、支持脚機構１７を動作させて、支持脚を浮かし、前方機体１と下方機体３の固定状態を解除し（固定機構１５の解除動作）、進行機構１６を動作させて前方機体１を次回掘削位置まで移動させ、当該位置で支持脚を伸長して前方機体１の傾斜面での安定を図る（図１ロ）。

次に後方機体２の移動を行うもので、支持脚機構２７を動作させて、支持脚を浮かし、後方機体２と下方機体３の固定状態を解除し（固定機構１５の解除動作）、進行機構１６を動作させて後方機体２を所定位置まで移動させ、当該位置で支持脚を伸長して後方機体２の傾斜面での安定を図る（図１ハ）。

前後機体１，２が次回掘削位置に到達し、支持脚機構で傾斜面に安定したなら、杭保持機構３３を動作させ、杭Ｂの保持を解除し、駆動機構１６を動作させて下方機体３を所定位置まで進行させる（図１ニ）。

下方機体が所定位置に達すると、杭保持機構３３を動作させ、杭Ｂを保持する。そして次の杭工作業が実施されるものである（図１イ）。特に杭保持機構３３として、杭の側方から挟圧解除する挟持機構を採用すると、杭打ち高さが水平な場合には、単に挟圧板の横移動のみで挟圧解除が実現するので、操作が容易になる利点がある。

このように杭工の実施、機体の移動、杭工の実施を順次行うことで、傾斜面での地すべり抑止工である杭工を連続的に実施できるものである。

本発明は、地すべり対策としての杭工について説明したが、連続杭を構築する施工現場への適用も可能である。

本発明の実施形態の動作説明図。 同上下機体の断面図。 従来工法の説明図。

符号の説明

１ 前方機体
１１ 本体
１２ 掘進機構
１２１ リーダマスト
１２２ 回転機構
１２３ オーガスクリュー
１３ 動作制御部
１４ 車輪
１５ 固定機構
１６ 進行機構
１６１ 駆動源
１６２ 駆動歯車
１６３ ピニオンギア
１７ 支持脚機構
２ 後方機体
２７ 支持脚機構
３ 下方機体
３１ レール
３２ ガイドレール
３３ 杭保持機構

Claims (4)

1. 前方に掘削機構を備えると共に、当該機体の安定を図る上下移動可能な支持脚機構を付設した前方機体と、前記前方機体と独立して相対距離を設定できると共に、当該機体を安定に支持する上下移動可能な支持脚機構を付設した後方機体と、前方機体及び後方機体に渡って下方に配置されると共に、構築する杭の間隔に対応した位置に杭保持機構を付設した下方機体とを備え、前後機体及び下方機体が相対的に移動並びに固定可能とし、掘削機構による杭孔の掘削並びに杭打設を行った後、下方機体で既設杭を保持して、前後機体の一方を下方機体との固定を解除して順次次回掘削位置に進行させた後に、下方機体を次の既存杭の保持位置まで進行させ杭保持を行うようにして、各杭工の終了毎に前後機体及び下方機体の尺取移動によって順次杭工を実施することを特徴とする杭工用掘削工法。
2. 前方に掘削機構を備えると共に、当該機体の安定を図る上下移動可能な支持脚機構を付設した前方機体と、前記前方機体と独立して相対距離を設定できると共に、当該機体を安定に支持する上下移動可能な支持脚機構を付設した後方機体とを備え、構築する杭の間隔に対応した位置に杭保持機構を付設した下方機体を、前後機体と相対的移動が可能で且つ前後機体と各々固定されるように前方機体及び後方機体に渡って下方配置してなることを特徴とする杭工用掘削装置。
3. 前後機体間に、伸縮機構を介在させて全機体の相対距離を設定してなる請求項２記載の杭工用掘削装置。
4. 杭保持機構を、杭を側方から挟圧解除する挟持機構としてなる請求項２又は３記載の杭工用掘削装置。

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