JP5852372B2 - 超低空頭掘削装置の支持架台及びビットの回収方法 - Google Patents

Description

この発明は、超低空頭掘削装置の支持架台及びビットの回収方法に関し、より詳細には駅プラットホーム下などの空頭が極度に制限された施工現場で杭穴を掘削するための技術に関する。

駅ビルを構築するなど駅の改良工事において、プラットホーム下方の地盤に基礎杭用の杭穴を施工する場合がある。この場合、ホームの一部を開口し、掘削装置をその上部が開口から突出した状態で杭施工位置の地盤上に設置し、掘削装置の上部を仮囲いによって覆う方法がある（例えば特許文献１参照）。あるいは、ホームの上空に設置した構台に掘削装置を搭載し、また構台とホームとの間に鋼管を設置し、ロッドやビットなどの掘削ツールスを鋼管内を通して移動させ、同時に鋼管によって掘削ツールスを覆うという方法もある。

しかし、いずれの方法の場合も、乗客が多い駅、ホーム幅の狭い駅、階段付近での施工など、施工条件によっては仮囲いや鋼管の設置スペースを確保することが困難な場合が多い。

掘削装置をプラットホーム下に設置できるように小型化すれば、仮囲いや鋼管の設置スペースの問題が生じることなく、プラットホーム下に基礎杭用の杭穴を掘削することができる。しかし、基礎杭は大きな支持力を必要とすることから大径であり、したがってその杭穴も大径のものとなることから、小型の掘削装置をそのまま杭穴上に設置して掘削することは困難である。また、大径の杭穴を掘削するには例えば４翼ビット等、大径のビットにより掘削することになるが、掘削終了後のビットの回収には煩雑な受け替え作業が必要となる。

特開２００７−３９９２１号公報

この発明は上記のような技術的背景に基づいてなされたものであって、次の目的を達成するものである。
この発明の目的は、駅プラットホーム下などの空頭が極度に制限された施工現場において、小型の掘削装置によりそのベースの外形寸法よりも大径の穴の掘削を可能とし、また掘削終了後のビットの回収も容易に行うことができる掘削装置の支持架台及びビットの回収方法を提供することにある。

この発明は上記課題を達成するために、次のような手段を採用している。
すなわち、この発明は、駅プラットホーム下などの空頭が制限された施工現場において、掘削装置を掘削穴上に支持し、掘削終了後に掘削ロッドに接続されたビットを回収するための支持架台であって、
掘削穴を横切るように互いに間隔をおいてほぼ平行に設置され、前記掘削装置が搭載される１対の梁部材と、
これらの梁部材間を連結するように、互いに間隔を置いてほぼ平行に前記梁部材の下面に固定された１対の連結部材と、
一方の連結部材に一端が回動自在に取り付けられ、他端が他方の連結部材に支持された１対の仮受けバーとを備え、
前記仮受けバーは互いにほぼ平行となる接近位置と、ほぼハの字状に拡開する離間位置との間を移動自在であり、接近位置において前記掘削ロッドの外周に係合して前記ビットを支持するようになっていることを特徴とする掘削装置の支持架台にある。

また、この発明は、駅プラットホーム下などの空頭が制限された施工現場において、掘削装置により穴を掘削した後、掘削ロッドに接続されたビットを回収する方法であって、
前記支持架台に掘削装置を搭載して、掘削ロッドを順次接続しながらビットにより穴を掘削し、
掘削終了後、前記掘削ロッドを順次切り離しながらビットを引き上げ、
前記仮受けバーを接近位置に移動させることにより、該仮受けバーを最下段の掘削ロッドの外周に係合させて前記ビットを支持した後、掘削装置を支持架台から退去させ、
支持架台を吊り上げてビットを回収することを特徴とするビットの回収方法にある。

前記ビットは複数翼ビットであり、前記仮受けバーによってビットを支持することに加え、均衡のとれる適宜の翼を選択して、その選択された翼と前記梁部材を固定ロッドで連結してビットを回収するようにしてもよい。

この発明の支持架台によれば、空頭が極度に制限された施工現場において、小型の掘削装置により、そのベースの外形寸法よりも大径の穴を掘削するに際し、掘削装置を掘削穴上で支持して掘削することが可能となり、また最下段の掘削ロッド及びビットを仮受けバーに支持させることにより、支持架台とともにビットを容易に回収することができる。

この発明による支持架台の実施形態を示す平面図である。 同支持架台の側面図である。 同支持架台の正面図である。 ケリーロッド及びビットを支持した状態の支持架台を示す平面図である。 同支持架台の側面図である。 同支持架台の正面図である。 仮受けバーを固定し、ビットの翼を連結した状態の支持架台を示す平面図である。 同支持架台の側面図である。 同支持架台の正面図である。 ビットの吊り上げ状態を示す側面図である。

この発明の実施形態を図面を参照しながら以下に説明する。図１〜図３に示すように、掘削装置５０は駅プラットホーム７０下などの空頭が極めて制限された施工現場において、杭穴５２を施工するために開発された小型のものである。因みに駅プラットホーム７０と地盤との間は２ｍ以下であり、したがって掘削装置の機高も１．８ｍ程度に抑えられている。一方、基礎杭は杭径がφ３０００ｍｍ程度の大径であり、したがって、その杭穴５２も大径となることから掘削装置５０のベースの外形寸法よりも大きく、杭穴５２上にそのまま設置することはできない。

まず、掘削装置５０の概略を説明すると、掘削装置５０は１対のスキッド５１ａ，５１ａを有するスキッドベース５１を備えている。スキッドベース５１上にその前後方向に移動自在にマストフレーム５３が設けられ、このマストフレーム５３上に略直方体状のマスト５４が設けられている。マストの前部には昇降ビーム５５が設けられ（図３）、この昇降ビーム５５にスイベルヘッド５６が取り付けられている。

掘削装置５０はターンテーブル式のものであり、掘削ロッドを回転させるためのターンテーブル５７が支持フレームを介してスキッドベース５２の前部に設けられている。ターンテーブル式の掘削装置５０に使用する掘削ロッドは、外周に軸線方向に延びる突起５８を有するケリーロッド５９であり、突起５８を介してケリーロッド５９にターンテーブル５７から回転力が伝達される。符号７１はターンテーブル５７をギヤ列を介して回転させるための油圧による駆動モータを示している。

ケリーロッド５９は上下にフランジ６０を有し、このフランジ６０を介して上下のケリーロッド５７が接続され、また最上段のケリーロッド５９がスイベルヘッド５６に接続される。このケリーロッド５９の上フランジ６０の直下には、後述する仮受けバー４，５に係合させるための係合突起６２が、１８０度の角度間隔を置いた２箇所において設けられている。最下段のケリーロッド５９にはビット６１が接続され、図示の例では、ビット６１として複数翼、具体的には４翼ビット（図７参照）が用いられている。

ビット６１は掘削装置５０による掘削の前に、手掘り等により杭穴５２の上部を形成する適宜深さの部分を先行掘削し（ピット）、この先行掘削部分に搬入される。そして、このピットを横切るように、掘削装置５０を杭穴５２上で支持するための支持架台１が設置される。

支持架台１は互いに間隔を置いてほぼ平行に配置された１対の梁部材２，２と、梁部材２，２のほぼ中央部において梁部材２，２間を連結するように、互いに間隔を置いてほぼ平行に配置された１対の連結部材３，３とを備えている。梁部材２，２は、図示の例では２本のＨ形鋼の各フランジを長手方向に沿って溶接することによって作られている。この梁部材２，２の下面に連結部材３，３の両端部が溶接あるいはボルト等の固定手段によって固定されている。

一方の連結部材３には１対の仮受けバー４，４の一端がピン等を介して回動自在に取り付けられ、この仮受けバー４，４の他端は自由端となって他方の連結部材３上に支持されている。仮受けバー４，４は、これらを回動させることにより、互いに接近してほぼ平行になる接近位置と、ほぼハの字状に拡開する拡開位置との間を移動自在である。仮受けバー４，４はその接近位置においてケリーロッド５９の係合突起６２に係合可能であり、拡開位置においてケリーロッド５９の通過を許すようになっている。なお、仮受けバー４，４と同様に接近位置と拡開位置との間を移動し、接近位置においてケリーロッド５９の係合突起６２に係合可能な１対の仮受けバー５，５が、ターンテーブル５７の支持フレームの下面にも設けられている。

掘削装置５０による杭穴５２の掘削は、上述したように先行掘削したピットにビット６１を搬入するとともに、ピット上に支持架台１を設置したうえ、この支持架台１上に掘削装置１を搭載して行われる。すなわち、ケリーロッド５９の上下部をそれぞれスイベルヘッド５６及びビット６１に接続し、昇降ビーム５５を下降させることによりケリーロッド５９に推力を与えながら、ターンテーブル５７の回転によりケリーロッド５９に回転力を与えてビット６１により地盤を掘削する。

昇降ビーム５５が下降位置に達すると、仮受けバー５，５をケリーロッド５９の係合突起６２に係合させることによりケリーロッド５９及びビット６１を支持して、ケリーロッド５９からスイベルヘッド５６を切り離し、昇降ビーム５５を上昇させることによりスイベルヘッド５６を上昇させる。そして、仮受けバー５，５に支持されているケリーロッド５９に新たなケリーロッド５９を接続するとともに、その上端にスイベルヘッド５６を接続し、以下、同様の手順でケリーロッド５９を順次接続しながら杭穴５２を掘削する。

杭穴５２が所定深度に達したら掘削を終了し、ケリーロッド５９及びビット６１を回収する。ケリーロッド５９の回収は、昇降ビーム５５の上昇によりケリーロッド５９を引き上げ、最上段のケリーロッド５９をその下段のケリーロッド５９及びスイベルヘッド５６から切り離し、これを繰り返すことによって行う。ケリーロッド５９の切り離しの際は、その下段のケリーロッド５９の係合突起６２に仮受けバー５，５を係合させ、その下段以下のケリーロッド５９及びビット６１を支持する。以下、同様の手順でケリーロッド５９を順次切り離しながら、これを回収する。

最下段のケリーロッド５９については、図４〜図６に示すように、その係合突起６２に仮受けバー４，４を係合させ、このケリーロッド５９及びビット６１を支持する。すなわち、最下段のケリーロッド５９及びビット６１は、仮受けバー４，４を介して支持架台１に支持させる。そして、掘削装置１を支持架台１から退去させる。掘削装置１を退去させた後、図７〜図９に示すように、仮受けバー４の自由端部を連結部材３にボルト・ナット６３により固定する。

また、ビット６１の翼のうち、吊り上げ時に均衡のとれる１８０度の角度間隔を置いた２つの翼６１ａ，６１ａを選択し、これら翼６１ａ，６１ａと梁部材２，２とを固定ロッド６４で連結する。固定ロッド６４は先端にフック部６５、上端にネジ部を有するボルトであり、翼６１ａに設けた穴にフック部６５を通し、梁部材２，２に設けた穴にネジ部を通してナット６６を固定して、翼６１ａ，６１ａと梁部材２，２とが連結される。

上記のようにして、ビット６１を支持架台１に固定したら、図１０に示すように、ワイヤロープ６７を梁部材に固定し、クレーン等の重機により支持架台１を吊り上げ、支持架台１とともにビット６１を回収する。なお、このビット６１の吊り上げ時には、駅プラットホーム７０に支持架台１が通過可能な開口を設ける。

以上のように、この発明の支持架台によれば、空頭が極度に制限された施工現場において、小型の掘削装置をそのベースの外形寸法よりも大径の杭穴の上で支持し、杭穴を掘削することが可能となり、また最下段のケリーロッド及びビットを仮受けバーに支持させることにより、支持架台とともにビットを容易に回収することができる。
上記実施形態は例示にすぎず、この発明は種々の形態を採りうる。例えば、上記実施形態で示した掘削装置は、空頭が極度に制限された施工現場での掘削のために開発された小型のものであるが、掘削装置は上記実施形態のものに限るものではない。

１ 支持架台
２ 梁部材
３ 連結部材
４ 仮受けバー
５０ 掘削装置
５２ 杭穴
５１ スキッドベース
５４ マスト
５６ スイベルヘッド
５９ ケリーロッド
６１ ビット

Claims (3)

1. 駅プラットホーム下などの空頭が制限された施工現場において、掘削装置を掘削穴上に支持し、掘削終了後に掘削ロッドに接続されたビットを回収するための支持架台であって、
   掘削穴を横切るように互いに間隔をおいてほぼ平行に設置され、前記掘削装置が搭載される１対の梁部材と、
   これらの梁部材間を連結するように、互いに間隔を置いてほぼ平行に前記梁部材の下面に固定された１対の連結部材と、
   一方の連結部材に一端が回動自在に取り付けられ、他端が他方の連結部材に支持された１対の仮受けバーとを備え、
   前記仮受けバーは互いにほぼ平行となる接近位置と、ほぼハの字状に拡開する離間位置との間を移動自在であり、接近位置において前記掘削ロッドの外周に係合して前記ビットを支持するようになっていることを特徴とする掘削装置の支持架台。
2. 駅プラットホーム下などの空頭が制限された施工現場において、掘削装置により穴を掘削した後、掘削ロッドに接続されたビットを回収する方法であって、
   請求項１記載の支持架台に前記掘削装置を搭載して、掘削ロッドを順次接続しながらビットにより穴を掘削し、
   掘削終了後、前記掘削ロッドを順次切り離しながらビットを引き上げ、
   前記仮受けバーを接近位置に移動させることにより、該仮受けバーを最下段の掘削ロッドの外周に係合させて前記ビットを支持した後、掘削装置を支持架台から退去させ、
   支持架台を吊り上げてビットを回収することを特徴とするビットの回収方法。
3. 前記ビットは複数翼ビットであり、前記仮受けバーによってビットを支持することに加え、均衡のとれる適宜の翼を選択して、その選択された翼と前記梁部材を固定ロッドで連結してビットを回収することを特徴とする請求項２記載のビットの回収方法。

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