JP5132829B1 - 硬質地盤掘削工法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】回転するケーシング1により岩盤又は転石などからなる硬質地盤aを掘り下げると共にこれと並行して、回転するケーシング1の内部にダウンザホールハンマー装置2が上下方向移動自在に且つ回転が相対的に拘束された状態で設置され、ケーシング1と一体となってケーシング1の回転中心を回転するダウンザホールハンマー装置2によってケーシング1の内部の硬質地盤aに砕岩棒6の落下によるひび割れ誘起用の小穴bをあけ、砕岩棒6の落下によってケーシング1の内部の硬質地盤aをハンマーグラブ5で掴める大きさに砕く。
【選択図】 図1
Description
穴の深さが例えば50mの場合、ダウンザホールハンマー装置も50m掘る。これを使って掘削する場合、数10cm掘っては圧縮エアーを送り込んでそのエアーの圧力で、岩石を地上に吐き出している。このようにしながら、所定の深さまで掘った後、ダウンザホールハンマー装置を引き抜く。
次に、例えば直径が100cmの大きさのケーシングで、ダウンザホールハンマー装置で掘っていた小さな穴の周囲を掘削する。この場合、穴の上部側は、一般に土砂部分で硬くないので、ケーシングで数メートル掘っては、ハンマーグラブでその都度、内部の掘削土砂をつかんで、地上に排出している。
このようにして、穴の下部近くまで掘削を続けるが、下部付近は岩盤になっていて、ハンマーグラブで、つかみ取ることができない。そこで、砕岩棒をケーシングの内部に落下させて岩盤を砕いて小さな岩石にし、ハンマーグラブでつかみ取ることができるようにしている。
このとき、ケーシング内部の穴中央には、前述したように、ダウンザホールハンマー装置による先行の小穴が掘られているので、落下させる砕岩棒で岩盤を容易に砕くことができる。穴中央に、先行して小穴があけられていないときには、砕岩棒を落としても、なかなか硬い岩盤を砕くことができない。しかし中央に小穴が形成されている場合には、硬い岩盤は、それを起点として、ひび割れを起こして砕かれる。
つまり、砕岩棒を落としたとき、岩盤にひび割れを生じさせるためには、落下した砕岩棒の先端部分の硬い地盤の周囲には横向きの力を発生させることが必要となるが、小穴が形成されていないときには、横向きの力は互いに打ち消しあって、岩盤にひび割れを生じない。これに対して、小穴が形成されていると、小穴の空洞部分に横向きの力が伝わって放出されることよって横向きの力が互いに打ち消し合わず、落下した砕岩棒の先端部分の周囲に亀裂が生じて、硬い岩盤にひび割れを容易に起こすことができるのである。
削岩棒を使って、硬い岩盤を砕いた後、ケーシング内部の砕かれた岩石をハンマーグラブでつかみ取り、地上に排出している。このようにして、硬質地盤層に杭用の深い穴を構築している。
また、掘削ビットは高圧エアーによって、1分間に1500回も上下振動して硬質地盤を激しく打撃しながら掘削する。高圧エアーはコンプレッサーで造り出されるが、直径が100cmの掘削ビットともなれば、高圧エアーも桁違いに大きくなる。そして桁違いに大きな高圧エアーを造り出すためにはコンプレッサーも超大型のものを何台も必要とする。掘削ビット及びコンプレッサーの費用を考えると、億単位のコストとなって特殊な工事を除いて、経済的でないのが実情である。
さらに、掘削ビットは前記したように、1分間に1500回も上下振動して硬質地盤を激しく打撃して騒音も大きい。このような中で、直径が倍もある巨大な掘削ビットの使用となれば、単純に考えても、その騒音は4倍にもなり、また、巨大な掘削ビットが上下に激しく振動するともなれば、その周囲に与える振動の影響も尋常ではない。
さらにまた、杭穴を掘った後は、杭穴に鉄筋やコンクリートを流し込むことになる。この場合には事前にダウンザホールハンマー装置を引き抜くことが必要であるが、引き抜いている最中に杭穴の内側面が崩れる。しかも、ダウンザホールハンマー装置の先端の掘削ビットの直径はそれ以外の部分のロッドの直径よりも大きいため、円筒形のロッドを杭穴に残したままで掘削ビットを引き抜くことはできない。つまり杭穴にコンクリートを流し込むときに杭穴の崩壊を防ぐケーシングが必要となる。
このような、経済的な理由、工事に伴う激しい騒音や振動、そして、杭穴の崩壊などの技術的なこともあって、大型のダウンザホールハンマー装置のみによる硬質地盤での杭穴の掘削は不可能であった。
実施の形態−1における硬質地盤掘削工法においては、ケーシング1の回転中心にダウンザホールハンマー装置2が挿通され、回転するケーシング1の内部に上下方向移動自在に且つ回転が相対的に拘束された状態でダウンザホールハンマー装置2は設置され、ケーシング1と一体となってケーシング1の回転中心を回転しながら、ケーシング1の回転中心部の硬質地盤aにダウンザホールハンマー装置2は小穴bをあけ、ケーシング1は小穴bの周囲に円周状に硬質地盤aを切り欠いて、それぞれ硬質地盤aを掘削して杭穴cを構築する。
杭穴掘削地点に、ケーシング1を回転させながら地盤の下側に向けて移動させるチュービング装置3を設置する。設置されたチュービング装置3は動いたりしないように、アンカー3aなどによってしっかりと地盤に固定される。
実施の形態−2における硬質地盤掘削工法においては、ケーシング11の回転中心から偏心した位置にダウンザホールハンマー装置12が挿通され、回転するケーシング11の内部に上下方向移動自在に且つ回転が相対的に拘束された状態でダウンザホールハンマー装置12は設置され、ケーシング11と一体となってケーシング11の回転中心の周りを公転しながら、ダウンザホールハンマー装置12はケーシング11の内部の硬質地盤aを砕き、ケーシング11は円周状に硬質地盤aを切り欠いて、それぞれ硬質地盤aを掘削する。
杭穴掘削地点に、ケーシング11を回転させながら地盤の下側に向けて移動させるチュービング装置13を設置する。設置されたチュービング装置13は動いたりしないように、アンカー13aなどによってしっかりと地盤に固定される。
1a 掘削刃
2 ダウンザホールハンマー装置
2a 掘削ビット
2b ロッド
2c 突起
2d 吊具
2e エアーホース
3 チュービング装置
3a アンカー
3b 駆動孔
4 クレーン
4a フック
5 ハンマーグラブ
6 砕岩棒
6a ワイヤー
7 上部係合部材
7a 係合孔
7b 凹部
11 ケーシング
11a 掘削刃
12 ダウンザホールハンマー装置
12a 掘削ビット
12b ロッド
12c 突起
12d 吊具
12e エアーホース
13 チュービング装置
13a アンカー
13b 駆動孔
14 クレーン
14a フック
15 ハンマーグラブ
17 上部係合部材
17a 係合孔
17b 凹部
18 下部係合部材
18a 係合孔
18b 凹部
a 硬質地盤
b 小穴
c 杭穴
Claims (5)
- 回転するケーシングにより岩盤又は転石などからなる硬質地盤を掘り下げると共にこれと並行して、回転するケーシングの内部にダウンザホールハンマー装置が上下方向移動自在に且つ回転が相対的に拘束された状態で設置され、ケーシングと一体となってケーシングの回転中心を回転するダウンザホールハンマー装置によってケーシングの内部の硬質地盤に砕岩棒の落下によるひび割れ誘起用の小穴をあけ、砕岩棒の落下によってケーシングの内部の硬質地盤をハンマーグラブで掴める大きさに砕くことを特徴とする硬質地盤掘削工法。
- 回転するケーシングにより岩盤又は転石などからなる硬質地盤を掘り下げると共にこれと並行して、回転するケーシングの内部に上下方向移動自在に設置され且つ回転するケーシングと一体となってケーシングの回転中心の周りを公転するダウンザホールハンマー装置によってケーシングの内部の硬質地盤をハンマーグラブで掴める大きさに砕く硬質地盤掘削工法において、上記ダウンザホールハンマー装置の上部側は、ケーシング上部に上部係合部材により上下方向移動自在且つ回転が相対的に拘束され、ダウンザホールハンマー装置の下部側はケーシングの内部に下部係合部材により上下方向移動自在且つ回転が相対的に拘束されて、ダウンザホールハンマー装置は回転するケーシングと一体となってケーシングの回転中心の周りを公転して硬質地盤をハンマーグラブで掴める大きさに砕くことを特徴とする硬質地盤掘削工法。
- ダウンザホールハンマー装置をケーシングに先行させて岩盤を掘り下げる請求項1又は請求項2に記載の硬質地盤掘削工法。
- ケーシングをダウンザホールハンマー装置に先行させて転石を掘り下げる請求項1又は請求項2に記載の硬質地盤掘削工法。
- ダウンザホールハンマー装置の上部側は、ケーシング上部に上部係合部材により上下方向移動自在且つ回転が相対的に拘束された状態でケーシングの上部に係合されて、ダウンザホールハンマー装置は回転するケーシングと一体となって回転して硬質地盤に小穴をあける請求項1記載の硬質地盤掘削工法。
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