JP6008749B2 - 硬質地盤掘削工法及び硬質地盤掘削工法の偏心用砕岩装置用ロープガイド装置 - Google Patents
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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自然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。
すなわち、図11に示すように、このリング状のリング幅が狭い硬い岩盤に向けて通常の砕岩装置106としての砕岩棒を落下させたとき、砕岩棒の先端部分が狭い部分にある硬い岩盤の表面に直接当たらずに、或いは中央穴の周縁付近に僅かに当たった後、中央の穴の中に滑り落ちて、中央の穴の周囲の硬い岩盤を容易に砕くことができないことが十分に考えられる。
また、ケーシングの内径が小さい場合、硬い岩盤の表面に砕岩装置106としての砕岩棒の先端部分が当たった後に、その反動で跳ね返って砕岩棒が傾いたときに、傾いた砕岩棒の上端側の一部が狭い内径のケーシングの内周面に当たって、ケーシングの内周面の一部を傷つけて破損させ、その部分のケーシングを交換させる必要性が生じる恐れも十分に考えられる。
このため、このリング状のリング幅が狭い硬い岩盤に向けて、確実に自然落下して砕くことができるように、偏心用砕岩装置が使用される。偏心用砕岩装置は円筒状の重たい本体の一側面側には平断面が扇形の偏心部材が設けられていて、これにより、偏心用砕岩装置は、中央の穴の周囲に残っているリング状の硬い岩盤を砕くことが可能になっている。
この偏心用砕岩装置はその上端部分がクレーンで吊られたワイヤーロープの下端側に連結されていて、クレーンでワイヤーロープをケーシングの内部で所定の高さ引き上げ、それから偏心用砕岩装置を自然落下させ、これを繰り返し行いリング状の硬い岩盤を砕いている。
このクレーンによるワイヤーロープの引き上げと落下は、地面上に突出しているケーシングの開口上端の内周円縁側に沿って、その円周方向にワイヤーロープを少しずつ移動させながらの作業となる。
このため、作業員はケーシングの開口上端から上方に延びてクレーンの先端に吊られている偏心用砕岩装置吊り用のワイヤーロープの吊り位置を正確に把握できない。作業員はワイヤーロープがケーシングの開口上端内側の左右方向の位置にあることについては判断できるが、ケーシングの開口上端内側の中央に偏心用砕岩装置吊り用のワイヤーロープが位置した場合、10m位離れしかも見上げる状態にあるため、その遠近感が生じ難く、ケーシングの開口上端の内側の手前側にワイヤーロープが位置するのか、或いは向こう側に位置するのか正確に判断できず、その結果、ワイヤーロープを通じてケーシングの内部の深い場所で行われている偏心用砕岩装置の自然落下による打撃位置が偏ったりして、ケーシングの底に形成した中央穴の周囲のリング状の硬い岩盤を均等に満遍なく打撃できず、効率の良い作業を行うのが難しかった。
特に、杭穴が50m前後もある深い場合、ケーシング内部の底の部分は簡単に見ることができず、偏心用砕岩装置による落下箇所が中央の穴の周囲に残ったリング状の硬質地盤を均等であるのかを容易に確認できないが、回転するケーシングと一体となってケーシングの内部をその円周回りにロープガイド装置が回ることにより、ケーシングの回転速度と偏心用砕岩装置を落下させる時間を調整することで、中央の穴の周囲に残ったリング状の硬質地盤を均等に砕いて、同じ箇所或いはその周辺のみを繰り返し打撃するのを防いで、効率の良い打撃を行うことができる。
特に、杭穴が50m前後もある深い場合、ケーシング内部の底の部分は簡単に見ることができず、偏心用砕岩装置による落下箇所が中央の穴の周囲に残ったリング状の硬質地盤を均等であるのかを容易に確認できないが、回転するケーシングと一体となってケーシングの内部をその円周回りにロープガイド装置が回ることにより、ケーシングの回転速度と偏心用砕岩装置を落下させる時間を調整することで、中央の穴の周囲に残ったリング状の硬質地盤を均等に砕いて、同じ箇所或いはその周辺のみを繰り返し打撃するのを防いで、効率の良い打撃を行うことができる。
上記の効果に加えて、ケーシングによる硬質地盤の掘削作業とダウンザホールハンマー装置によるケーシング内部のひび割れ誘起用の穴の掘削作業とを同時に行うことができるので、これまで、別々に行われていた2つの工程を1つの工程に短縮できるため、工事期間を大幅に短縮化することができ、また、工期の短縮に起因してコストもその分、安価にすることができる。しかも、ダウンザホールハンマー装置はケーシングの回転中心部に係合されて保持されるために、杭孔が深くなってもダウンザホールハンマー装置の先端が少しずつ傾いて掘削ビットがケーシングの内周側面に接触して、高価な掘削ビットが傷ついて別のものと交換しなければならないという事態を招くこともない。
特に、杭穴が50m前後もある深い場合、ケーシング内部の底の部分は簡単に見ることができず、偏心用砕岩装置による落下箇所が中央の穴の周囲に残ったリング状の硬質地盤を均等であるのかを容易に確認できないが、回転するケーシングと一体となってケーシングの内部をその円周回りにロープガイド装置が回ることにより、ケーシングの回転速度と偏心用砕岩装置を落下させる時間を調整することで、中央の穴の周囲に残ったリング状の硬質地盤を均等に砕いて、同じ箇所或いはその周辺のみを繰り返し打撃するのを防いで、効率の良い打撃を行うことができる。
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。
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 偏心用砕岩装置
6a ワイヤーロープ
6b 偏心部材
7 上部係合部材
7a 係合孔
7b 凹部
8 ロープガイド装置
81 基板
81a 前部側
81b 後部側
81c 連結具
81d 前部連結受具
81e 後部連結受具
81f 回動連結片
81g 連結孔
81h 軸受け
82 ガイド筒
82a 半円筒
82b 半円筒
82c 連結棒
83 取付け盤
83a 連結孔
a 硬質地盤
b 穴
c 杭穴
Claims (10)
- 回転するケーシングの上端側に、クレーンを通じて偏心用砕岩装置を吊り上げ落下させるワイヤーロープを上下方向にガイドするロープガイド装置を取り付け、当該ロープガイド装置に下端側が偏心用砕岩装置を吊持し上端側がクレーンに吊られたワイヤーロープを上下方向に挿通し、ケーシングの内部の硬質地盤に形成されたひび割れ誘起用の穴の周囲に残ったリング状の硬質地盤を、ケーシングと一体となって回転するロープガイド装置によりガイドされてリング状の硬質地盤上方を均等に回転する偏心用砕岩装置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偏心用砕岩装置の落下によるひび割れ誘起用の穴をあけ、回転するケーシングの上端側に、クレーンを通じて偏心用砕岩装置を吊り上げ落下させるワイヤーロープを上下方向にガイドするロープガイド装置を取り付け、当該ロープガイド装置に下端側が偏心用砕岩装置を吊持し上端側がクレーンに吊られたワイヤーロープを上下方向に挿通し、ケーシングの内部の硬質地盤に形成されたひび割れ誘起用の穴の周囲に残ったリング状の硬質地盤を、ケーシングと一体となって回転するロープガイド装置によりガイドされてリング状の硬質地盤上方を均等に回転する偏心用砕岩装置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。
- 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ひび割れ誘起用の穴をあける請求項2に記載の硬質地盤掘削工法。
- 硬質地盤掘削において回転するケーシングの上端側に取り付けて使用され、クレーンを通じて偏心用砕岩装置を吊り上げ落下させるワイヤーロープを上下方向にガイドするロープガイド装置を設け、内部を上記ワイヤーロープが上下方向に挿通するガイド筒を上記ロープガイド装置の基板の前部側に設け、上記ケーシングの上端側の周縁側に形成された連結孔に連結具を介して連結される取付け盤を上記基板の後部側の下部に設けたことを特徴とする硬質地盤掘削工法の偏心用砕岩装置用ロープガイド装置。
- ロープガイド装置は請求項1叉は請求項2の硬質地盤掘削工法において使用される請求項6記載の硬質地盤掘削工法の偏心用砕岩装置用ロープガイド装置。
- ガイド筒は2つの半筒状に分割自在である請求項6叉は請求項7記載の硬質地盤掘削工法の偏心用砕岩装置用ロープガイド装置。
- 基板は前部側が後部側に対して上向きに折り曲げ自在である請求項6叉は請求項7記載の硬質地盤掘削工法の偏心用砕岩装置用ロープガイド装置。
- 基板の後部側に取付け盤の取り付け箇所を調整する複数の取付孔を形成した請求項6叉は請求項7記載の硬質地盤掘削工法の偏心用砕岩装置用ロープガイド装置。
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