JP6542179B2 - Core material burial method - Google Patents
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Description
本発明は、先端部にビットを備えるケーシングに回転力及び打撃力を加えて地盤を掘削し、形成した掘削孔内にロックボルト等の芯材を埋設する工法に関する。 The present invention relates to a method of digging the ground by applying a rotational force and a striking force to a casing provided with a bit at a tip end portion, and embedding a core material such as a lock bolt in a drilled hole formed.
従来より、種々の法面やトンネル内壁等の地盤を安定させるために、地盤を掘削して形成される孔内に、異形鉄筋からなるロックボルト等の芯材を埋設すると共に、芯材周囲にセメントミルク等の固化材(グラウト)を充填して補強することが行われている。このような芯材埋設工法として、特に地質が悪く孔壁崩壊を生じ易い地盤に適用する場合、二重管ロックボルト工法が多用されている。 Conventionally, in order to stabilize the ground such as various slopes and tunnel inner walls, a core material such as a lock bolt made of deformed rebar is embedded in a hole formed by excavating the ground, and around the core material It is carried out that a solidifying material (grout) such as cement milk is filled and reinforced. As such a core material burying method, in particular when applied to a ground which is poor in geology and prone to pore wall collapse, a double pipe lock bolt method is often used.
この二重管式ロックボルト工法では、一般的に、先端アウタービット(リングビット)を設けた外管と、先端にインナービットを設けた内管とからなる二重管型の掘孔工具を用い、この掘削工具に回転力及び打撃力を加えて地盤を掘孔すると共に、内管を通して掘削水や圧縮エアーを注入することで、発生する掘削土を内管と外管の間を通して排出し、所要深度の掘孔後にインナービット付きの内管を引き抜き、残置した外管内にロックボルトを挿入すると共に固化材を注入したのち、アウタービット付きの外管を引き抜くようにしている。しかるに、このような工法では、掘孔工具が複雑でコスト高になる上、二重管であるために削孔ロッドの継ぎ足しの際に外管と内管の両方の継ぎ足し操作を要することに加え、掘孔後の内管の引き抜き、ロックボルトの挿入、固化材の注入、外管の引き抜きという煩雑な手順を要することから、多大な労力及び時間を費やして作業能率に劣るという問題があった。 In this double-tube type lock bolt construction method, generally, a double-tube type drilling tool is used which comprises an outer tube provided with a tip outer bit (ring bit) and an inner tube provided with an inner bit at the tip. While applying drilling power and striking force to the drilling tool to drill the ground and injecting drilling water or compressed air through the inner pipe, the generated excavated soil is discharged between the inner pipe and the outer pipe, After drilling the required depth, the inner pipe with the inner bit is pulled out, a lock bolt is inserted into the left outer pipe and a solidifying material is injected, and then the outer pipe with the outer bit is pulled out. However, in such a construction method, the drilling tool is complicated and expensive, and since it is a double pipe, it is necessary to add both the outer pipe and the inner pipe when adding the drilling rod. Since it requires complicated procedures such as pulling out the inner pipe after drilling, inserting the lock bolt, injecting the solidified material, and pulling out the outer pipe, there was a problem that it took a lot of labor and time and was inferior in working efficiency. .
そこで、上記二重管式ロックボルト工法における作業能率の問題に対処する手段として、先端に穿孔ビットを取付けた中空状のロックボルトに、着脱手段を介して保護筒を外装し、ロックボルト及び保護筒を回転させつつ地盤に押し込んで掘孔したのち、ロックボルトの内部を通して固化材を注入すると共に、保護筒を抜出する自穿孔二重管ロックボルト工法が提案されている(特許文献1)。この工法では、ロックボルト自体が二重管の内管を構成し、掘孔後の内管引抜きが不要となって作業能率は向上するが、高価な穿孔ビットをロットビットとして地中に残し、且つ中空状のロックボルトを用いることで、施工コストが高く付いて汎用性に欠けるという難点があった。 Therefore, as a means to cope with the problem of working efficiency in the double-pipe type lock bolt construction method, the protective cylinder is covered with a hollow lock bolt having a drill bit at the tip via a detachable means to secure the lock bolt and protection. A self-piercing double tube lock bolt method has been proposed in which a solidifying material is injected through the inside of a lock bolt after inserting a solid material into the ground while pushing the ground into the ground while rotating the cylinder, and extracting the protective cylinder (Patent Document 1) . In this construction method, the lock bolt itself constitutes the inner pipe of the double pipe, and the work efficiency is improved because the inner pipe withdrawal after the drilling is unnecessary and the expensive drilling bit is left in the ground as a lot bit, In addition, the use of the hollow lock bolt has a drawback that the construction cost is high and the versatility is lacking.
また、内管を用いないロックボルト埋設工法として、管状のドリルロッド(ケーシングパイプ)の先端に、内周に軸方向に沿う嵌合溝を有するアウタービット(リングビット)を設け、このアウタービットの先端からドリルロッド内にロックボルトを挿入した上で、該アウタービットの嵌合溝にロックピン等の固定部材を介して嵌合する小型のロストビットを装着して地盤を掘孔し、掘孔後にドリルロッドを抜き出すが、掘孔中のドリルロッドの軸力及び回転力で前記固定部材が切断されることで、ドリルロッドから離脱したロストビットを地中に残置すると共に、ロックボルトを自重でドリルロッド内から抜出させて掘削孔内にセットし、最終的に掘削孔内に固化材を充填して定着させる工法も提案されている(特許文献2)。この工法では、内管を用いないために作業性は大きく向上するが、小型ではあってもロストビットを地中に残置するのでコスト高になる上、ドリルロッド抜出後の孔壁崩壊で固化材を均等に充填できなくなる可能性があり、また固定部材がうまく切断されず、ロストビットの離脱とロックボルトの抜出が不能になる懸念もある。 In addition, as a lock bolt embedding method that does not use an inner pipe, an outer bit (ring bit) having a fitting groove along the axial direction is provided at the tip of a tubular drill rod (casing pipe). After inserting a lock bolt into the drill rod from the tip, install a small lost bit that fits through a fixing member such as a lock pin in the fitting groove of the outer bit and drill the ground by drilling the ground. The drill rod is later pulled out, but the fixed member is cut off by the axial force and rotational force of the drill rod in the drilled hole, leaving the lost bit detached from the drill rod in the ground and the lock bolt by its own weight. There is also proposed a method of extracting from the inside of the drill rod and setting it in the drilled hole, and finally filling the solidified material in the drilled hole and fixing it (Patent Document 2). In this method, the workability is greatly improved because the inner pipe is not used, but even if it is small, the lost bit is left in the ground, which increases the cost, and it solidifies by the hole wall collapse after the drill rod is pulled out. There is a possibility that the material can not be filled evenly, and there is also a concern that the fixing member is not cut well and the lost bit can not be detached and the lock bolt can not be withdrawn.
更に、二重管ロックボルト工法として、先端にアウタービットを取り付けた外管と、そのアウタービットの内側に取り付けられて内管の先端に位置するインナービットとを有する二重管の掘孔工具を用い、地盤を掘孔したのち、内管のみを抜出し、次いで地中に残置した外管内に芯材(ロックボルト)を挿入すると共に固化材を注入し、芯材によってインナービットを押圧してアウタービットに対する取付けを解除し、この芯材と外管との間に内管を挿入し、芯材及びインナービットを地中に残置しつつ外管及び内管を抜出する工法が提案されている(特許文献3)。この工法では、地上の掘削装置に対する内管の脱着操作を不要として作業性を改善しているが、インナービットをロストビットとして地中に残す点でコスト高になり、また該インナービットはアウタービットに対して摩擦力、木製ピンの如き留め具、ヒンジ等で取り付けるが、打撃による衝撃で掘孔が完了する前にアウタービットから外れて掘削不能になる懸念がある上、削孔ロッドの継ぎ足しの際に外管と内管の両方の継ぎ足し操作を要するという基本的な問題は解消されない。 Furthermore, as a double pipe lock bolt construction method, a double pipe drilling tool having an outer pipe having an outer bit attached to its tip and an inner bit attached to the inner side of the outer bit and located at the tip of the inner pipe After drilling the ground, only the inner pipe is extracted, and then the core material (lock bolt) is inserted into the outer pipe left behind in the ground and the solidifying material is injected, and the inner bit is pressed by the core material and the outer A method has been proposed in which the attachment to the bit is released, the inner pipe is inserted between the core and the outer pipe, and the outer pipe and the inner pipe are extracted while the core and the inner bit are left in the ground. (Patent Document 3). In this construction method, the workability is improved by eliminating the need for desorption operation of the inner pipe to the ground drilling equipment, but the cost is high in that the inner bit is left in the ground as a lost bit, and the inner bit is an outer bit. Against friction, fasteners such as wooden pins, hinges, etc., but there is a concern that the impact from the impact may cause the outer bit to become untrivial before drilling is completed, and that the drilling rod should The basic problem of requiring both outer and inner pipe addition operations is not solved.
本発明は、上述の事情に鑑みて、掘削孔内にロックボルト等の芯材を埋設する工法として、従来の二重管ロックボルト工法のような煩雑な手順を要さず、且つ単管のみの継ぎ足しで掘孔を継続できる上、ロストビットによるコスト増を回避でき、また掘削孔内にグラウトを注入するまで孔壁崩壊の懸念がなく、掘削孔内に挿入した芯材を確実に強固に定着でき、加えて使用する掘孔工具が構造的に簡素で安価に製作できると共に、作動の信頼性に優れる工法を提供することを目的としている。 In view of the above-described circumstances, the present invention does not require a complicated procedure such as the conventional double pipe lock bolt construction method as a construction method for embedding a core material such as a lock bolt in a borehole, and only a single pipe Additives can be used to continue drilling, avoid cost increases due to lost bits, and there is no concern about hole wall collapse until grout is injected into the drill hole, and core material inserted into the drill hole can be firmly secured. It is an object of the present invention to provide a construction method which can be fixed, and in addition to which a boring tool to be used can be structurally simple and inexpensively manufactured, and is excellent in operation reliability.
上記目的を達成するための手段を図面の参照符号を付して示せば、請求項1の発明に係る芯材埋設工法は、ケーシングパイプ1の先端部に設けたリングビット2の内側に、後端に回収用係止部32を備えたパイロットビット3が軸方向に拘束状態と非拘束状態とに周方向回動変位可能に挿嵌されてなる掘孔工具Tを用い、この掘孔工具Tのケーシングパイプ1に回転力及び打撃力を加え、その回転反力及び切削抵抗によってパイロットビット3を前記拘束状態に保持させて地盤Gを掘削する工程と、形成した掘削孔H内にあるケーシングパイプ1の内部に、先端にパイロットビット3の回収用係止部に対する係合連結具4を設けた回収用ロッド5を挿入し、その係合連結具4を回収用係止部32に係合させる工程と、リングビット2に対して非拘束状態としたパイロットビット3を回収用ロッド5と一体にケーシングパイプ1内から抜出することにより、該パイロットビット3を地中から回収する工程と、パイロットビット3回収後のケーシングパイプ1内に、芯材6を挿入すると共にグラウト7を注入する工程と、掘削孔H内に芯材6を残置してケーシングパイプ1を地盤Gから引き抜く工程と、を順次経り、
パイロットビット3の回収用係止部32は、軸線O方向に沿う後端軸部31に側方へ突出する係止突片32a,32aが設けられてなり、回収用ロッド5の係合連結具4は、パイロットビット3の後端軸部31に外嵌し得る筒状部4aに、先端から軸方向に入り込むガイド溝41,41と、このガイド溝41,41から連続してケーシングパイプ回転方向rとは逆の周方向へ延出する係止溝42,42とが切欠形成されてなり、パイロットビット3の回収に際し、ガイド溝41,41に係止突片32a,32aが挿嵌するように、係合連結具4の筒状部4aをパイロットビット3の後端軸部31に外嵌し、次いで回収用ロッド5の捻回によって係止突片32a,32aをガイド溝41,41から係止溝42,42側へ移行させることにより、該パイロットビット3を回収用ロッド5に係合連結させることを特徴としている。
In the core material embedding method according to the invention of
The
請求項2の発明は、上記請求項1の芯材埋設工法において、リングビット2は、内周の軸方向中間部に、複数の第1凸壁部21が周方向に等配形成されると共に、これら第1凸壁部21よりも先端側の内周部20に、第1凸壁部21よりも周方向幅の狭い複数の第2凸壁部22が周方向に等配形成され、隣接する第1凸壁部21,21間が軸方向の挿通溝23を構成し、各第1凸壁部21に対して、各第2凸壁部22が軸方向に重なって且つケーシングパイプ1の回転方向rとは反対側に偏って配置してなり、パイロットビット3は、外周の先端側に、リングビット2の挿通溝23に対応する複数の係合凸部33が周方向に等配形成され、各係合凸部33が該挿通溝23を通過し得る周方向幅を備えると共に、これら係合凸部33よりも後部側の外周部に、抜け止め凸部34が形成されてなり、係合凸部33が軸方向においてリングビット2の挿通溝23に臨む回動位置で前記非拘束状態、該挿通溝23から外れる回動位置で前記拘束状態となるものとしている。
According to a second aspect of the present invention, in the core material embedding method according to the first aspect, the
以下に、本発明の効果について図面の参照符号を附して説明する。請求項1の発明に係る芯材埋設工法によれば、ケーシングパイプ1に設けたリングビット2の内側に、パイロットビット3が挿嵌されてなる掘孔工具Tを用い、この掘孔工具Tに回転力及び打撃力を加えて単管掘りの形で地盤を掘孔するから、従来の二重管ロックボルト工法のような内管の着脱を伴う煩雑な手順を要さず、且つケーシングパイプ1のみの継ぎ足しで掘孔を継続できる上、掘孔後にケーシングパイプ1を地中に残置した状態で芯材6の挿入及びグラウト7の注入を行うから、孔壁崩壊の懸念がなく芯材6を確実に強固に定着できる。そして、パイロットビット3は、リングビット2に対して軸方向に拘束状態と非拘束状態とに回動変位可能であって、掘孔時には掘孔工具Tの回転に対する回転反力及び掘削抵抗によって前記拘束状態に保持されるから、ケーシングパイプ1に与えられる回転力及び打撃力が確実に伝達されて高い掘削機能を発揮できる。しかも、掘孔後のパイロットビット3は回収用ロッド5に係合連結させて地中から回収されるから、従来のようなロストビットによるコスト増を回避できることに加え、該パイロットビット3を繰り返し再利用できるので、そのコスト的な制約が少なく、専ら掘削力を高める面から構造や材料等の仕様を選択できる。また、パイロットビット3はリングビット2に対して軸方向に拘束状態と非拘束状態とに回動変位できればよいから、両ビット2,3間の嵌合構造を簡素に設定できるという利点もある。なお、掘孔後のパイロットビット3を拘束状態から非拘束状態へ変位させるには、ケーシングパイプ1を掘孔時の回転方向とは逆方向に少し回転させるか、もしくは該パイロットビット3に係合連結後の回収用ロッド5をケーシングパイプ1の掘孔時の回転方向に少し回転(捻回)させるだけでよい。
Hereinafter, the effects of the present invention will be described with reference to the drawings. According to the core material burying method according to the invention of
また、請求項1の発明によれば、掘孔後のパイロットビット3の回収に際し、その回収用係止部32の係止突片32a,32aを回収用ロッド5の係合連結具4のガイド溝41,41を挿嵌させ、次いで回収用ロッド5をケーシングパイプ1の回転方向へ捻回することで、係止突片32a,32aが係合連結具4の係止溝42,42側へ移行し、もって該パイロットビット3が係合連結具4に軸方向移動不能に係合連結するから、リングビット2に対して前記非拘束状態とした該パイロットビット3を回収用ロッド5と一体にケーシングパイプ1内から引き抜いて容易に回収できる。
Further, according to the invention of
請求項2の発明によれば、パイロットビット3をリングビット2に対して軸方向に拘束状態と非拘束状態とに回動変位可能に挿嵌する上で、リングビット2の内周に複数の第1凸壁部21及び第2凸壁部22を設け、隣接する第1凸壁部21,21間で軸方向の挿通溝23を構成する一方、パイロットビット3の外周にリングビット2の挿通溝23に対応する複数の係合凸部33と抜け止め凸部34を設けるだけでよいから、両ビット2,3を安価に製作できると共に、高い作動信頼性が得られる。
According to the invention of
以下に、本発明の一実施形態に係る芯材埋設工法について、図面を参照して具体的に説明する。なお、この実施形態の芯材埋設工法では、図1〜図6に示す掘孔工具Tと、図7〜図9に示す係合連結具4付きの回収用ロッド5とを用いる。
Hereinafter, a core material embedding method according to an embodiment of the present invention will be specifically described with reference to the drawings. In the core burying method of this embodiment, a drilling tool T shown in FIGS. 1 to 6 and a
図1に示すように、この芯材埋設工法に使用する掘孔工具Tは、仮想線で示す円筒状のケーシングパイプ1の先端部に、リングビット2とその内側のパイロットビット3とからなる掘削ヘッド部10を設けたものである。そして、ケーシングパイプ1は、後端部が図示されないドリフター等を備えた掘削装置に連結され、該掘削装置によって軸線O回りに回転方向r(図2,図3参照)に向けた回転力と、軸方向先端側へ向けた打撃力、及び必要に応じて軸方向先端側へ向けた推進力が与えられる。なお、ケーシングパイプ1とリングビット2及びパイロットビット3は鋼材等の金属材料からなるが、リングビット2及びパイロットビット3の先端面には、図2(a)(b)で示すように、ビット本体よりも高硬度の超硬合金等からなるボタン型の多数個(図では21個)の掘削チップ8が略均等に分散するように植設されている。
As shown in FIG. 1, the drilling tool T used for this core material burying method is excavated comprising a
リングビット2は、全体が円筒状をなし、外周に雄ネジ2aを刻設した後部側をケーシングパイプ1の内周に雌ネジ1aを刻設した下端部に螺挿することにより、該ケーシングパイプ1に同心状に連結されている。なお、これら雌雄のネジ1a,2aの捩れの向きは、掘孔時のケーシングパイプ1の回転力で螺合が深まる方向に設定されている。また、該リングビット2の内径はケーシングパイプ1の内径と略等しいが、該ケーシングパイプ1の中間部から先端側はケーシングパイプ1と略等しい外径から先端側へ向けてテーパー状に拡径している。そして、この拡径した外周部には、軸方向に沿う断面凹円弧状の排出溝25の複数本(図では8本)が周方向に等配形成されている。
The
また、リングビット2の内周には、図5及び図6にて詳細に示すように、その径方向中間部に複数(図では3つ)の第1凸壁部21が周方向に等配形成され、隣接する第1凸壁部21,21間が軸方向の挿通溝23を構成すると共に、これら第1凸壁部21よりも先端側の内周部20に、第1凸壁部21よりも周方向幅の狭い複数の第2凸壁部22が周方向に等配形成されている。そして、各第2凸壁部22は、各第1凸壁部21に対して軸方向に重なって且つケーシングパイプ1の回転方向rとは反対側に偏って配置しており、その偏り側の側縁部が第1凸壁部21の片側の側縁部と周方向で同じ位置になっている。
Further, as shown in detail in FIGS. 5 and 6, on the inner periphery of the
一方、パイロットビット3は、図1で示すように、先端側が後端側より大径となる概略多段の円柱状をなし、リングビット2の内側に先端が該リングビット2よりも前方へ突出する状態に挿嵌されている。その先端側の径大の本体部30は、図4でも示すように、全長の1/2強の長さを有し、外周にリングビット2の挿通溝23に対応する複数(図では3つ)の先端側の係合凸部33及び後部側の抜け止め凸部34が各々周方向に等配形成されている。また、パイロットビット3の径小の後端側は、回収用係止部32として、後端軸部31の軸方向中間部に一対の係止突片32a,32aが径方向両側に突設されている。なお、図3で示すように、係止突片32a,32aの突設方向に対して直交する径方向の両側は、後端軸部31及び両係止突片32a,32aを含む回収用係止部32の全体に平行切除する形で平坦面になっている。
On the other hand, as shown in FIG. 1, the
パイロットビット3の各係合凸部33と各抜け止め凸部34は、リングビット2の挿通溝23を軸方向に通過し得る周方向幅を備えており、相互に軸方向に対向配置すると共に、両凸部33,34間がリングビット2の第1凸壁部21の軸方向幅よりも広く離間している。そして、図1〜図3に示すように、該パイロットビット3の係合凸部33及び抜け止め凸部34の位置での外接円径がリングビット2の内径より僅かに小さく、且つ該リングビット2の第1凸壁部21及び第2凸壁部22の位置での内接円径がパイロットビット3の本体部30の外径より僅かに大きく設定されている。
Each engaging
上記構成により、リングビット2に挿嵌したパイロットビット3は、その離間した係合凸部33と抜け止め凸部34の間にリングビット2の第1凸壁部21が配置した状態で、該リングビット2に対して周方向に回動可能である。その回動範囲は、パイロットビット3の各係合凸部33がリングビット2における隣接する第2凸壁部22,22間の内周部20に配置していることで、該内周部20内での係合凸部33の周方向可動範囲となる。すなわち、該係合凸部33は、そのケーシングパイプ回転方向rの後方側の側縁部33aが第2凸壁部22の同回転方向rの前方側の側縁部22aに当接する位置と、同前方側の側縁部33bが第2凸壁部22の同回転方向rの前方側の側縁部22bに当接する位置との間で移動可能である。
With the above configuration, the
そして、パイロットビット3は、図2(a)に示すように、その係合凸部33及び抜け止め凸部34が軸方向においてリングビット2の挿通溝23に臨む回動位置では、係合凸部33及び抜け止め凸部34が該挿通溝23を通過する形で、リングビット2に対して軸方向移動可能な非拘束状態となる。一方、図2(b)に示すように、係合凸部33及び抜け止め凸部34が軸方向においてリングビット2の第1凸壁部21に臨む回動位置では、リングビット2に対して軸方向移動不能な拘束状態となる。従って、掘孔工具Tの組み立てにおいて、パイロットビット3は、係合凸部33又は抜け止め凸部34がリングビット2の挿通溝23に臨むように位置決めすることで、該リングビット2に対して先端側及び後端側のいずれからでも挿嵌できると共に、挿嵌後の該パイロットビット3をケーシングパイプ1の回転方向rとは逆方向に回動変位させることで軸方向移動不能な拘束状態に転換できる。すなわち、この拘束状態でのパイロットビット3は、掘孔工具Tの先端側を下向きにした場合には抜け止め凸部34がリングビットの第1凸壁部21に当接し、逆に掘孔工具Tの先端側を上向きにした場合には係合凸部33が同第1凸壁部21に当接するから、自重で外へ抜落したり逆にケーシングパイプ1の内奥側へ落ち込んだりする懸念はない。
Then, as shown in FIG. 2 (a), the
この掘孔工具Tに回転力及び打撃力を加えて地盤を掘孔する際、パイロットビット3は、回転反力と掘削抵抗により、図2(b)に示すように、前記軸方向の拘束状態において各係合凸部33の側縁部33aがリングビット2の各第2凸壁部22の側縁部22aに押接することで、ケーシングパイプ1に付与された回転力がリングビット2を介して伝達されると共に、図1に示すように、各係合凸部33の後端面33cにリングビット2の各第1凸壁部21の前端面21aが押接することで、ケーシングパイプ1に加わる打撃力及び軸方向推進力が伝達され、もってリングビット2と協動して高い掘削能力を発揮する。
When drilling a ground by applying a rotational force and a striking force to the drilling tool T, the
なお、図1〜図4で示すように、パイロットビット3には、後端から軸線Oに沿って先端部近傍に至る中心ブロー孔35aと、その前端から分岐してビット先端面に至る2本の分岐ブロー孔35b,35bと、各分岐ブロー孔の先端開口からビット先端面に沿ってビット周縁部に至るブロー溝35cとが形成されており、掘孔時にケーシングパイプ1内に供給される圧縮空気が中心ブロー孔35a及び分岐ブロー孔35b,35bを通してビット先端面へ噴出するように設定されている。しかして、該圧縮空気は、リングビット2の挿通溝23を通して隣接する第2凸壁部22,22の間からもビット先端面へ噴出し、掘削で生じた繰り粉を空気流に伴って、リングビット2の周囲の排出溝25から掘削孔とケーシングパイプ1の外周との隙間を通して後方へ排出する。
As shown in FIGS. 1 to 4, the
図7及び図8は、この芯材埋設工法に用いる回収用ロッド5の先端に装着する係合連結具4を示す。この係合連結具4は、削孔後のパイロットビット3を回収する際に、該パイロットビット3の回収用係止部32に係合連結させるものであり、全体的に略円筒状で鋼材等の金属材料からなり、前方へ開放した前部側の筒状部4aと、後方へ開放して内周に雌ねじ44aを刻設した有底の取付孔44を有する後部側の筒状部4bとが同心状に一体化している。
7 and 8 show the engaging
その前部側の筒状部4aには、前端の径方向両側位置から軸方向へ入り込む一対のガイド溝41,41と、これらガイド溝41,41から連続してケーシングパイプ回転方向rとは逆の周方向へ延出する係止溝42,42とが切欠形成されている。そして、該筒状部4aの内径はパイロットビット3の後端軸部31の外径に対し、ガイド溝41の幅は同回収用係止部32の係止突片32aの周方向幅に対し、係止溝42は同係止突片32aの軸方向幅に対し、それぞれ若干大きく設定されている。
In the
また、後部側の筒状部4bは、外周に軸方向に沿う複数本(図では3本)の凸条部43が周方向に等配形成されており、これら凸条部43の位置での外接円径がケーシングパイプ1及びリングビット2の内径よりも僅かに小さく設定されている。そして、この筒状部4bの取付孔44には、図7の仮想線で示す回収用ロッド5の雄ねじ(図示省略)付きの先端側を螺挿するようになっている。
Further, a plurality (three in the drawing) of
上記構成の係合連結具4をパイロットビット3の回収用係止部32に係合連結させるには、まず図9(a)で示すように、両ガイド溝41,41が回収用係止部32の両係止突片32a,32aに臨むように、係合連結具4の先端側をパイロットビット3の後端側に同心状に対向させ、次いで図9(b)で示すように、両ガイド溝41,41に回収用係止部32の両係止突片32a,32aが入り込む形で、係合連結具4の前部側の筒状部4aをパイロットビット3の後端軸部31に挿嵌させたのち、図9(c)で示すように、回収用ロッド5の捻回操作によって該係合連結具4をケーシングパイプ回転方向rに回転変位させることにより、回収用係止部32の両係止突片32a,32aの係合位置をガイド溝41,41から係止溝42,42へ移行させればよい。これにより、パイロットビット3は係合連結具4に対して軸方向に離脱不能となる。なお、パイロットビット3の回収用係止部32に対する係合連結具4の当初の向きが合っていなくても、回収用ロッド5を押接しながら捻回させれば、両ガイド溝41,41が両係止突片32a,32aに臨む向きになった時点で、筒状部4aがパイロットビット3の後端軸部31に挿嵌する。
In order to engage and couple the engaging
次に、上記構成の掘孔工具T及び回収用ロッド5を用いた本発明の芯材埋設工法の実施形態について、図10及び図11を用いて具体的に説明する。なお、この実施形態では、法面の地盤Gに対し斜め下向きに掘孔する場合を例示している。
Next, an embodiment of the core material burying method of the present invention using the drilling tool T and the
この芯材埋設工法では、図10(a)で示すように、パイロットビット3を前記拘束姿勢とした掘孔工具Tをドリフター等を備えた掘削装置(図示省略)に装着し、一般的な単管掘りと同様に、該掘孔工具Tに回転力及び打撃力と必要に応じて軸方向先端側への推進力を与えることにより、地盤Gを掘孔して所定深度の掘削孔Hを形成する。なお、この掘孔過程では、パイロットビット3は、既述のように、回転反力と掘削抵抗によって拘束状態を維持し、リングビット2と協動して高い掘削能力を発揮する。また、掘削中に生じる繰り粉は、ケーシングパイプ1内に供給されてビット先端面から噴出する圧縮空気により、リングビット2の周囲の排出溝25から掘削孔Hとケーシングパイプ1の外周との隙間を通して後方へ排出される。
In this core material burying method, as shown in FIG. 10 (a), the drilling tool T with the
かくして掘削孔Hを形成後、図10(b)で示すように、地中にあるケーシングパイプ1内に後方から、先端に係合連結具4を装着した回収用ロッド5を挿入する。この挿入時の回収用ロッド5は、係合連結具4の周囲から突出した複数の凸条部43により、ケーシングパイプ1に対する偏心が抑止される。そして、図10(c)で示すように、回収用ロッド5の係合連結具4をパイロットビット3の回収用係止部32に嵌合させ、該回収用ロッド5をケーシングパイプ回転方向rに捻回することにより、係合連結具4と回収用係止部32とを係合連結すると共に、更に該回収用ロッド5を捻回することで、パイロットビット3をリングビット2に対して非拘束状態に回動変位させる。
Thus, after forming the drilling hole H, as shown in FIG. 10 (b), the
なお、このように回収用ロッド5の捻回によってパイロットビット3を非拘束状態に転換する代わりに、図10(a)で示すように所定深度の掘削孔Hを形成した段階で、ケーシングパイプ1を掘孔時の回転方向とは逆方向に少し回転させることで、予め該パイロットビット3を非拘束状態に転換しておいてもよい。また、回収用ロッド5の係合連結具4をパイロットビット3の回収用係止部32に係合連結させたのち、ケーシングパイプ1を前記逆方向に回転させることで、該パイロットビット3を非拘束状態に転換してもよい。ただし、掘孔後のパイロットビット3の地盤Gに対する接触抵抗が小さい場合、ケーシングパイプ1の逆方向回転でパイロットビット3が拘束状態のまま共回りする可能性もあるため、回収用ロッド5の捻回によってパイロットビット3を非拘束状態に転換する方法が推奨される。
Here, instead of converting the
上述のように回収用ロッド5に非拘束状態のパイロットビット3を係合連結したのち、図10(d)で示すように、該回収用ロッド5を掘削孔H内から引き抜くことにより、パイロットビット3を地中から回収する。これにより、図10(e)で示すように、掘削孔H内にケーシングパイプ1及びリングビット2が残置された状態となる。
After the
次に、ケーシングパイプ1及びリングビット2を残置した掘削孔H内に、図11(a)で示すように、先端側に掛かり防止具61を嵌着した異形鉄筋等の金属材からなる芯材6を挿入すると共に、図11(b)で示すように、セメントミルク等のグラウト7を注入する。この芯材6の挿入とグラウト7の注入は、いずれかを先に前後して行ってもよいし、同時に行ってもよい。なお、芯材6の掛かり防止具61は、該芯材6に外嵌する一対のリング部61a,61aに、周方向に等配する複数本の弧状片61bが両端で一体化したものである。
Next, as shown in FIG. 11 (a), a core material made of a metal material such as a deformed reinforcing bar and the like with the hooking
芯材6の挿入とグラウト7の注入を行ったのち、図11(c)で示すように、残置していたケーシングパイプ1をリングビット2と一体に引き抜く。この引き抜きの際、掘削孔H内にグラウト7が満たされているから、孔壁の崩壊が防止されると共に、芯材6の先端側の周囲に掛かり防止具61の弧状片61bが張出しているため、抜け出すリングビット2の内周の凹凸が該芯材6の先端や表面凹凸に引っ掛かる懸念もない。
After inserting the
しかして、ケーシングパイプ1及びリングビット2の抜出後、図11(d)で示すように、所要時間を経て掘削孔H内のグラウト7が硬化することで、挿入した芯材6が掘削孔Hの略中心部で確実に強固に定着し、もって地盤Gが効果的に補強される。
Then, after the
このような芯材埋設工法では、掘孔工具Tによって単管掘りの形で地盤Gを掘孔するから、従来の二重管ロックボルト工法のような内管の着脱を伴う煩雑な手順を要さず、且つ単管つまりケーシングパイプ1のみの継ぎ足しで掘孔を継続できるから、作業性がよく、高い施工効率が得られる。しかも、掘孔後のパイロットビット3は回収用ロッド5に係合連結させて地中から回収されるから、従来のようなロストビットによるコスト増を回避できることに加え、該パイロットビット3を繰り返し再利用できるので、そのコスト的な制約が少なく、専ら掘削力を高める面から構造や材料等の仕様を選択できる。
In such a core burying method, since the ground G is drilled in the form of single pipe digging with a drilling tool T, a complicated procedure involving attachment and detachment of the inner pipe as in the conventional double pipe lock bolt method is required. Since drilling can be continued by adding only a single pipe, that is, the
本発明の芯材埋設工法に用いる掘孔工具Tでは、パイロットビット3はリングビット2に対して軸方向に拘束状態と非拘束状態とに回動変位できればよく、両ビット2,3間の嵌合構造については実施形態で例示した以外に種々設定可能である。例えば、パイロットビット3に関し、リングビット2の後端側からのみ挿嵌する構成では、抜け止め凸部34を周方向に連続する環状凸部としてもよい。また、リングビット2に関し、実施形態では内周の第1凸壁部21と第2凸壁部22とが軸方向に離間しているが、両凸壁部21,22がL字形に連続する形態でも差し支えない。
In the drilling tool T used for the core material burying method of the present invention, the
一方、回収用ロッド5の係合連結具4は、パイロットビット3の回収用係止部32を係合連結できればよく、例示したような筒状部4aにガイド溝41,41及び係止溝42,42を切欠形成したものに限らず、例えば開閉式のクランプアームで回収用係止部32に係脱する機構を始めとして、種々の係合連結機構を備えるものを採用できる。そして、パイロットビット3側の回収用係止部32は、これら係合連結具4の係合連結機構に対応する形態とすればよい。ただし、実施形態で例示した係合連結具4は、可動部のない簡素な構造であるため、故障の懸念がなく且つ低コストで製作できるという利点がある。
On the other hand, the
その他、本発明においては、用いる掘孔工具Tにおけるリングビット2の外周形状、パイロットビット3のビット面の形態、両ビット2,3に植設する掘削チップ8の数及び配置、回収用ロッド5に対する係合連結具4の取付構造、芯材6の表面形状等、細部構成については実施形態以外に種々設計変更可能である。
In addition, in the present invention, the outer peripheral shape of the
1 ケーシングパイプ
2 リングビット
20 内周部
21 第1凸壁部
22 第2凸壁部
23 挿通溝
3 パイロットビット
31 後端軸部
32 回収用係止部
32a 係止突片
33 係合凸部
34 抜け止め凸部
4 係合連結具
4a 筒状部
41 ガイド溝
42 係止溝
5 回収用ロッド
6 芯材
7 グラウト
G 地盤
H 掘削孔
O 軸線
r ケーシングパイプ回転方向
T 掘孔工具
Claims (2)
この掘孔工具のケーシングパイプに回転力及び打撃力を加え、その回転反力及び掘削抵抗によってパイロットビットを前記拘束状態に保持させて地盤を掘削する工程と、
形成した掘削孔内にあるケーシングパイプの内部に、先端に前記パイロットビットの回収用係止部に対する係合連結具を設けた回収用ロッドを挿入し、その係合連結具を回収用係止部に係合させる工程と、
リングビットに対して非拘束状態としたパイロットビットを前記回収用ロッドと一体にケーシングパイプ内から抜出することにより、該パイロットビットを地中から回収する工程と、
パイロットビット回収後のケーシングパイプ内に、芯材を挿入すると共にグラウトを注入する工程と、
掘削孔内に前記芯材を残置してケーシングパイプを地盤から引き抜く工程と、
を順次経り、
前記パイロットビットの回収用係止部は、軸線方向に沿う後端軸部に側方へ突出する係止突片が設けられてなり、
前記回収用ロッドの係合連結具は、前記パイロットビットの後端軸部に外嵌し得る筒状部に、先端から軸方向に入り込むガイド溝と、このガイド溝から連続してケーシングパイプ回転方向とは逆の周方向へ延出する係止溝とが切欠形成されてなり、
パイロットビットの回収に際し、前記ガイド溝に前記係止突片が挿嵌するように、係合連結具の筒状部をパイロットビットの後端軸部に外嵌し、次いで回収用ロッドの捻回によって前記係止突片を前記ガイド溝から前記係止溝側へ移行させることにより、該パイロットビットを回収用ロッドに係合連結させることを特徴とする芯材埋設工法。 Inside the ring bit provided at the front end of the casing pipe, a pilot bit provided with a recovery lock at the rear end is rotatably fitted in the axial direction in a constrained state or a non-restraint state. Using a drilling tool that
Applying a rotational force and a striking force to a casing pipe of the drilling tool and holding the pilot bit in the constrained state by the rotational reaction force and the digging resistance to excavate the ground;
Inside the casing pipe in the drilled hole formed, insert the recovery rod provided with the engagement connector at the tip to the recovery lock section of the pilot bit and insert the engagement connector into the recovery lock section Engaging the
Recovering the pilot bit from the ground by extracting the pilot bit unrestrained to the ring bit integrally with the recovery rod from the inside of the casing pipe;
Inserting the core material and injecting grout into the casing pipe after recovery of the pilot bit;
Leaving the core material in the borehole and withdrawing the casing pipe from the ground;
Sequentially through Ri,
The recovery locking portion of the pilot bit is provided with a locking protrusion projecting laterally on the rear end shaft portion along the axial direction,
The engaging connector of the recovery rod is a cylindrical portion which can be externally fitted to the rear end shaft portion of the pilot bit, a guide groove axially inserted from the front end, and a casing pipe rotating direction continuously from the guide groove And a locking groove extending in the circumferential direction opposite to that in FIG.
When recovering the pilot bit, the cylindrical part of the engagement connector is externally fitted to the rear end shaft of the pilot bit so that the locking projection is inserted into the guide groove, and then the recovery rod is twisted. The core material burying method is characterized in that the pilot bit is engaged with and connected to the recovery rod by causing the locking projection to shift from the guide groove to the locking groove side .
前記パイロットビットは、外周の先端側に、リングビットの挿通溝に対応する複数の係合凸部が周方向に等配形成され、各係合凸部が該挿通溝を通過し得る周方向幅を備えると共に、これら係合凸部よりも後部側の外周部に、抜け止め凸部が形成されてなり、係合凸部が軸方向においてリングビットの挿通溝に臨む回動位置で前記非拘束状態、該挿通溝から外れる回動位置で前記拘束状態となる、請求項1に記載の芯材埋設工法。 The ring bit has a plurality of first convex wall portions equally spaced in the circumferential direction at an axially intermediate portion of the inner circumference, and a first inner circumferential portion on the tip end side of the first convex wall portions A plurality of second convex wall portions narrower in circumferential direction width than the convex wall portions are equally formed in the circumferential direction, and adjacent first convex wall portions form an axial insertion groove, and each first convex wall portion And each second convex wall portion is disposed so as to overlap in the axial direction and to be biased to the opposite side to the casing pipe rotation direction,
In the pilot bit, a plurality of engaging convex portions corresponding to the insertion groove of the ring bit are equally formed in the circumferential direction on the tip side of the outer periphery, and a circumferential width at which each engaging convex portion can pass through the insertion groove And a retaining projection is formed on the outer peripheral portion on the rear side of the engaging projections, and the non-restraint is performed at a rotational position where the engaging projection faces the insertion groove of the ring bit in the axial direction. state, and the constrained state by turning position disengaged from said insertion passage grooves, a core material embedded method of claim 1.
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