JPH01250521A - 竪孔掘削工法および掘削装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、建物の基礎工事等で使用される基礎杭造成
のための竪孔の掘削工法および該工法に使用される装置
、特に玉石等の多い地盤を掘削するのに適した掘削工法
および装置に関する。

（従来技術） 一般に、建物を建造する場合等には、その土地の地盤を
強固にするために複数の杭が打ち込まれる。

上記基礎杭の造成のための工法（打杭工法）には従来よ
り種々のものがあるが、よく用いられる工法の一つとし
て、オールケーシング工法と呼ばれる工法がある。

このオールケーシング工法は、第４図に図示するように
、先端にカッティングエツジ（刃部）２ｂ’が形成され
たケーシングチューブ１１を油圧ジヤツキ等（図示せず
）で下方に加圧しなから揺動装置７で揺さぶって円周方
向に往復動させて地盤に押し込むとともに、チューブ内
にある土砂等をハンマーグラフ４と呼ばれる土砂回収器
を落下させて該ハンマーグラフ４の内部に土砂を収容す
ることにより掘削し、その後該ハンマーグラフ４を地上
に揚げて土砂を地上に搬出する上記一連の作業を繰り返
して、所定深さまでケーシングチューブ１“が到達する
と、掘削作業を止め、ケーシングチューブｌ゛内にカゴ
状の鉄筋を形成して後、上記ケーシングチューブを抜き
上げるとともにその竪孔内にコンクリ、−）を充填して
基礎杭を完成させる一連の工程からなる。

このオールケーシング工法は、種々の打抗工法のうちで
最も信頼性が高く、低騒音且つ低振動で、崩壊性の地質
から軟岩性の地質まで幅広く用いることができ、さらに
周囲の地盤に与える影響も少ない等の種々の特長を有す
る。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上述のオールケーシング工法の場合、ケ
ーシングチューブ先端のカッティングエツジが大きな玉
石に当接すると、上述の如きケーシングチューブの地盤
への押し込みが困難となる。

このような場合には、専ら、ハンマーグラフでケーシン
グチューブより下方の土砂を掘削して、ケーシングチュ
ーブに当接している玉石をケーシングチューブ内に逃し
、その玉石をハンマーグラフで地上に搬出していた。

しかし、上述のような回避手順を採る場合には、ケーシ
ングチューブの先端より下方の掘削した面が崩壊する危
惧がある。

また、上記玉石がケーシングチューブの内径より大きい
場合等には、ハンマーグラフを上方より何度も落下させ
て玉石を小さく破砕しなければならないという不都合が
あった。

従って、上述のように、ケーシングチューブのカッティ
ングエツジが玉石に当接するとその部分での掘削速度が
著しく低下する等の欠点があった。

本発明は、上記現況に鑑みおこなわれたもので、ケーシ
ングチューブの先端が玉石に当接してもさほど掘削速度
を低下させることのない竪孔掘削工法および掘削装置を
提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明にがかる竪孔掘削工法は、揺動装置により往復動
自在に配設されたケーシングチューブの先端に、下端部
にカッティングエツジが取着されたスリーブを上下方向
に摺動自在に且つ円周方向には拘束して配設するととも
に、上記ケーシングチューブの内側に上記スリーブを下
方に打撃するドロップハンマーを落下可能に配設し、 掘削作業において、（ａ）１通常の掘削に際しては、主
として下方に加圧されたケーシングチューブを円周方向
に往復動させて掘削し、（ｂ）、上記カッティングエツ
ジが玉石等の固体に当接した隙には、上記ドロップハン
マーを落下させて、上記スリーブに上方から打撃力を付
与し、その下端に当接する玉石等の固体を破砕する工程
を有することを特徴とする。

また、本発明にがかる竪孔掘削装置は、下方に加圧され
たケーシングチューブを揺動装置で円周方向に往復動さ
せてその先端に取着されたカッティングエツジで当接す
る地盤を掘削してゆく竪型掘削装置であって、 上記カッティングエツジを、スプライン係合等の上下方
向にのみ自由度を有する係合手段よって上下方向に摺動
自在に且つ円周方向には拘束するスリーブを介して、ケ
ーシングチューブに取着するとともに、上記スリーブに
ケーシングチューブ内に露出する打撃受部を形成し、上
記ケーシングチューブ内に、落下動により上記スリーブ
の打撃受部を打撃するドロップハンマーと、ケーシング
チューブ内底部の土砂等を掘削搬出するハンマーグラフ
を落下上昇可能に配設したことを特徴とする。

（作用） しかして、上述のような構成を有する工法は、ケーシン
グチューブの先端側に位置するスリーブが大きな玉石に
当接した場合にも、上方からスリーブ上にドロップハン
マーを落下させることにより、該スリーブに上方より打
撃を与えその下端の硬いカッティングエツジで当接した
玉石を簡単に破砕することができるため、玉石の多い土
質を掘削する場合にも玉石のない土砂等の土質部分を掘
削するのとあまり遜色のない掘削速度で掘削することが
できる。

また、上述のような構成を有する掘削装置は、上述の工
法の各工程に記載するように作用させることができる。

（実施例） 第１図は本発明の実施例を示す掘削装置の要部を示す側
断面図、第２図はドロップハンマーが上昇している状態
での第１図と同様の側断面図である。

図において、１はケーシングチューブで、ごのケーシン
グチューブの先端の内周面には軸方向（上下方向）に長
穴１ａが形成されている。そして、上記長穴１ａに係合
する突片２ａが上部外周面に形成されたスリーブ２を、
上記ケーシングチューブ１に、上下方向に摺動自在に円
周方向には拘束された状態で配設する。即ち、本実施例
では、上下方向にのみ自由度を有する係合手段として、
長穴１ａと突片２ａが用いられている。

また、上記スリーブ２の下部にはカッティングエツジ２
ｂが形成され、該下部の外径は上記ケーシングチューブ
１の外径と等しいかあるいはそれより大きくなり、該ス
リーブ２の下方へ移動した場合に容易にケーシングチュ
ーブ１が土砂に邪魔されることなく下方へ移動すること
ができるよう構成されている。また、スリーブの上端２
ｃは上記ケーシングチューブ１内に露出して打撃受部を
形成している。

そして、上記ケーシングチューブｌ内には、ドロップハ
ンマー３が落下上昇自在に配装されている。この配装は
、横断面的に、上記スリーブの上端（打撃受部）２ｃは
ドロップハンマー３の下端３ｃと当接するような位置状
態になるような配装となっている。

また、上記ケーシングチューブ１内には、ハンマーグラ
フ４が、上記ドロップハンマー３と略同輪状に且つ該ド
ロップハンマー３と横断面的な配置において干渉するこ
とのないように、落下上昇自在に配設されている。

上記ドロップハンマー３およびハンマーグラフ４は、そ
れぞれ図示しない上方の巻き上げ落下装置のワイヤー５
．６により、吊持されている。

また、従来の掘削装置と同様に、同じ構造の揺動装置７
が、上記ケーシングチューブ１に往復回転動を与えるた
めに地上に配設され、さらにケーシングチューブ１を下
方に加圧するために図示しない油圧ジヤツキが地上に配
設されている。

しかして、このような構成を有する掘削装置は、以下の
ような工程からなる工法に使用される。

まず、玉石のない土砂等の土質を掘削する場合には、一
般のオールケーシング工法と同様に、油圧ジヤツキ（図
示せず）で下方に加圧したケーシングチューブを揺動装
置７で揺さぶりながら所定回転角度を往復回転動させ、
徐々に地盤に押し込んでゆく、即ち、上記往復回転動作
状態において、ケーシングチューブ１先端に配設されて
いるスリーブ２は該ケーシングチューブｌと円周方向に
は一体的に往復回転してその下端のカッティングエツジ
２ｂで下方の土砂等を掘削してゆく。この掘削した量及
び油圧ジヤツキで圧入された量だけケーシングチューブ
１が下方に降下してゆく。

そして、上記スリーブ２のカッティングエツジ２ｂの下
端が玉石に当接し、掘削速度が落ちてきた場合には、揺
動装置による往復回転動を継続している状態において、
あるいは回転動を停止させた状態において、ケーシング
チューブ１の内壁に沿ってドロップハンマー３を上方か
ら落下させ、上記カッティング、エツジ２ｂの上端（打
撃受部）に上方から衝撃力を加える。この衝撃により、
カッティングエツジ２ｂは、ケーシングチューブ１に対
して下方に移動し、硬いカッティングエツジ２ｂに当接
している玉石を衝撃により容易に破砕して、さほど速度
が低下することなく掘削がおこなわれる。

また、上述のように、ドロップハンマー３の一度の落下
で玉石が破砕されない場合には、破砕されるまで複数回
ドロップハンマー３を落下上昇の一連の動作をさせれば
よい。

そして、ケーシングチューブ１に土砂あるいは破砕され
た玉石（土砂等という）が嵌入すると、第２図に図示す
るように、上方よりハンマーグラフ４を落下させること
により掘削し、その中に上記土砂等を収容して、上方に
搬出すればよい。このハンマーグラフ４による掘削搬出
動作は、ケーシングチューブ１内に土砂等が適当量入り
込む毎に適宜行えばよい。

上記ドロップハンマー３とハンマーグラフ４は、上述の
ように、ケーシングチューブ１内で平断面的に干渉しな
いように配設されているので、これら二つの動作を平行
作業として、あるいは一部時間的に重複するようなタイ
ミングで行うこともできる。

また、上記実施例では、ドロップハンマー３とハンマー
グラフ４を異なるワイヤー５，６で別々に吊持して独立
して昇降するよう構成しているが、これに代えて、図示
しないが、ドロップハンマーをハンマーグラフにピン係
合などの結合手段を介して脱着自在にして、ドロップハ
ンマーとハンマーグラフが一緒に昇降するよう構成し、
ドロップハンマーを使用する際にハンマーグラフの重量
も利用してスリーブへの打撃がより大きくなるように構
成してもよい。

尚、ドロップハンマーは、上記第１図に示す実施例に代
えて、第３図に図示するように、落下中にハンマーグラ
フ４がドロップハンマー３に当接しても円滑に下方に引
き続き落下するよう、上部内周面３ａを上部で拡径状に
なったテーパ状に形成しておくことが望ましい。また、
ケーシングチューブ１の上端１ｂも、ハンマーグラフ４
の落下に際しケーシングチューブの内壁面に当接するこ
とのないように、上部で拡径状になったテーパ状の下部
を延設して下端がケーシングチューブ１の内壁より内方
に突出させてもよい。

また、上記実施例においてケーシングチューブ１とスリ
ーブ２の係合は上記長穴１ａと突片２ａによりおこなわ
れているが、一般のスプライン溝とスプライン歯の係合
（スプライン係合）によってもよく、あるいは同等の機
構によってもよい。

さらに、上記実施例において、好ましくは、スリーブと
ケーシングチューブに該スリーブがケーシングチューブ
に対して所定以上上方に移動しないようにストッパ機構
を設けて、油圧ジヤツキでケーシングチューブを下方に
加圧する際に、その加圧力がスリーブに伝達されるよう
構成した方がよい。

本実施例にかかる掘削作業は、上述のように、ケーシン
グチューブ先端に玉石が存在している場合にも、土砂の
層を掘削するときと比し殆ど掘削速度を低下させること
なく簡単に掘削できる。

（発明の効果） 本発明にかかる工法と装置によれば、上述のように、掘
削する土質が玉石を多く含む場合であっても、従来の低
騒音、低振動のオールケーシングエ法を有効に利用でき
るため、振動あるいは騒音公害を伴うことなく、基礎杭
の造成作業をおこなうことができる。

特に、大きな玉石が多数台まれているような地盤におい
ては、従来・のオールケーシングエ法に比べて飛躍的に
大きな掘削速度が得られ、また、上述したようなケーシ
ングチューブ下方の地盤の崩壊という不都合を懸念する
ことなく基礎杭の造成作業をおこなうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す掘削装置の要部を示す側
断面図、第２図はドロップハンマーが上昇している状態
での第１図と同様の側断面図、第３図はドロップハンマ
ーの他の実施例を示す掘削装置の要部側断面図、第４図
は従来の掘削装置を示す要部側断面図である。 １・・・ケーシングチューブ、１ａ・・・長大（スプラ
イン溝）、２・・・スリーブ、２ａ・・・突片（スプラ
イン歯）、２ｃ・・・スリーブの上端（打撃受部）、３
・・・ドロップハンマー、３Ｃ・・・ドロップハンマー
の下端、４・・・ハンマーグラフ、５．６・・・ワイヤ
ー。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）、揺動装置により往復動自在に配設されたケーシ
   ングチューブの先端に、下端部にカッティングエッジが
   取着されたスリーブを上下方向に摺動自在に且つ円周方
   向には拘束して配設するとともに、上記ケーシングチュ
   ーブの内側に上記スリーブを下方に打撃するドロップハ
   ンマーを落下可能に配設し、 掘削作業において、 （ａ）、通常の掘削に際しては、主として下方に加圧さ
   れたケーシングチューブを円周方向に往復動させて掘削
   し、 （ｂ）、上記カッティングエッジが玉石等の固体に当接
   した際には、上記ドロップハンマーを落下させて、上記
   スリーブに上方から打撃力を付与し、その下端に当接す
   る玉石等の固体を破砕する工程を有することを特徴とす
   る竪孔掘削工法。
2. （２）、下方に加圧されたケーシングチューブを揺動装
   置で円周方向に往復動させてその先端に取着されたカッ
   ティングエッジで当接する地盤を掘削してゆく竪型掘削
   装置であって、 上記カッティングエッジを、スプライン係合等の上下方
   向にのみ自由度を有する係合手段よって上下方向に摺動
   自在に且つ円周方向には拘束するスリーブを介して、ケ
   ーシングチューブに取着するとともに、上記スリーブに
   ケーシングチューブ内に露出する打撃受部を形成し、上
   記ケーシングチューブ内に、落下動により上記スリーブ
   の打撃受部を打撃するドロップハンマーと、ケーシング
   チューブ内底部の土砂等を掘削搬出するハンマーグラフ
   を落下上昇可能に配設したことを特徴とする竪孔掘削装
   置。