JPH03103593A

JPH03103593A - 掘削装置及び掘削工法

Info

Publication number: JPH03103593A
Application number: JP23936889A
Authority: JP
Inventors: Hajime Matsuzawa; 松沢　一
Original assignee: MATSUZAWA KIKO KK
Current assignee: MATSUZAWA KIKO KK
Priority date: 1989-09-14
Filing date: 1989-09-14
Publication date: 1991-04-30
Anticipated expiration: 2010-10-09
Also published as: JPH0791935B2

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〕本発明は、大口径の現場造戒杭の施工などに用いる掘削
装置及び掘削工法に関する。

〔従来の技術〕

場所打杭の施工において、ケーシングを建込みながらそ
の内部をハンマグラブやドロップハンマー等の削孔機で
掘削していくオールケーシングエ法が知られており、ベ
ノトエ法などはその一つである。

このベノトエ法はケーシングを揺動しながら地盤に建込
むが、ケーシング自体には転石や岩盤などを削り割る能
力がないため、ドロップハンマー等の削孔機をケーシン
グに先行させて挿入し、掘りやすい状態を作り出してか
らケーシング先端をそこへ圧大していくものであって、
小割した転石等の排出に別途ハンマーグラブを使用する
などの削孔機の交換なども必要となり、作業性がきわめ
て悪い。

そこで、発明者はケーシングの先端にカッターピットを
設け、ケーシングの回転速度、面圧、ビットの形状や角
度を適宜選定することでケーシング自体に岩盤や転石を
切れる能力を与え、このケーシングを先行させながら土
砂の排出をハンマグラブ等で行う掘削工法（エクセル工
法と称す）を考え出して実施している。

その概要を第１１図〜第１６図に示すが、先に装置につ
いて説明すると、第ｌ１図中１はケーシング建込み機で
あり、モータ２と減速機３及びこれらにより回転するケ
ーシングチャック機構４からなるケーシング駆動部５を
昇降ジャッキ６によりリーグマスト７を介して昇降自在
に支承する。

なお、このケーシング建込み機１は移動機構をもつベー
スマシンタイプでなく、据え置きタイプで、昇降ジャッ
キ６を脚とするものでもよい。

図中８は先端に掘削刃９を設けたケーシングで、前記ケ
ーシング建込み機１のケーシング駆動部５にチャック機
構４でケーシング８の外周を固定するようにセットし、
モータ２を始動すれば減速機３を介してチャック機構４
が回転し、該チャック機構４で押えられたケーシング８
も一方向にゆっくりと回転する。

第１２図に示すように先端の掘削刃９で土砂を掘削して
ケーシング８を建込み、別のサブクレーン１０から吊下
げたハンマグラブ等の掘削具１１をケーシング８内に上
方から差し入れ掘削土砂を排出する。

このようにして第１３図に示すように所定の深度まで掘
削したならば、鉄筋カゴ１２を建込み、さらに第１５図
に示すようにトレミー管１３を建込み、該トレ稟一管１
３でコンクリートを打設してから第１６図に示すように
ケーシング８を引き抜く。

〔発明が解決しようとする課題］この第１１図〜第１６図に示す工法は、軟弱地盤から硬
質地盤までいかなる悪条件の地層でも無振動、無騒音で
Ｎ値や転石の大きさ、岩盤の硬さに関係なく掘削できる
画期的な工法であるが、排土についてはハンマグラプ等
の掘削具により行うため、作業に時間を要するものであ
った。

本発明の目的は前記従来工法に改良を加え、どのような
地盤でも掘削できるという高い掘削性能や大深度でも真
直に掘削できる掘削精度を維持しながら、排土速度を速
めて作業効率を向上させることができる掘削装置及び掘
削工法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は前記目的を達或するため、先端に掘削刃を有す
る回転ケーシングと、この回転ケーシング内に先端近く
の内側に係合可能な張り出し部を軸部に設け、回転ケー
シング内に挿入されかつ軸部により回転ケーシング先端
から突出する掘削ビットと、回転ケーシング内に挿通す
る安定液注入用ロッド、リハース用ロッドとからなり、
両ロッドのうち一方はスイベルを介して前記掘削ビット
の軸部に連結してこの軸部先端に開口する掘削装置を使
用し、張り出し部を伸ばして回転ケーシングと掘削ビッ
トを一体化し、ケーシングの回転力を掘削ビットに伝え
て該掘削ビットの切削とケーシング先端の掘削刃との切
削で基礎地盤に達するまで掘削し、次いで、張り出し部
を縮めて掘削ビットをケーシング内を引上げてから更に
ケーシングを回転して根入れ部まで押入れることを要旨
とするものである。

〔作用］本発明によれば、張り出し部を伸ばせば回転ケーシング
先端近くの内側に掘削ビットの軸部が係合して回転ケー
シングと掘削ビットは一体化する。

そしてケーシングを回転させれば、ケーシング先端から
突出する掘削ビットも回転し、先に掘削ビットで円形に
掘削し、さらにその外周をケーシング先端の掘削刃が掘
削する。

同時に、安定液注入用ロッドからヘントナイト等の安定
液が孔内に注出され、この安定液と掘削土砂は混合され
てリハース用ロッドで上方へと排出される。

このようにして、基礎地盤に達するまで掘削したならば
、張り出し部を縮めて回転ケーシングと掘削ビソトの係
合を解除し、掘削ビットを引上げてから更にケーシング
を回転して根入れ部まで押入れ、最終のズリはハンマグ
ラブ等で排出し、排土処理後スライム処理をして掘削を
完了する。

〔実施例〕

以下、図面について本発明の実施例を詳細に説明する。

第１図は本発明の掘削装置の第１実施例を示す１部切欠
いた正面図で、図中１５は鋼管による通常ケーシングで
これは必要に応じて長さ方向に複数接続し、先端には掘
削刃１６を設けた。

図中１７は、掘削刃ｌ８での掘削径をケーシング１５よ
りも僅かに小径とし、ケーシング１５内に挿入可能な２
翼または３翼のリング状掘削ビットで、その回転駆動を
行う軸部１９の途中にスクリュー羽根２０ａの外縁に縦
羽根２０ｂを形或した攪拌翼兼ガイド翼２０を突設する
。

さらに、該軸部１９の途中でこの攪拌翼兼ガイド翼２０
の上方にケーシングｌ５内先端近くの内側に係合可能な
張り出し部２１として、先端に湾曲する当仮２ｌｂ；ｆ
：取り付けた横向きの油圧ジャッキ２１ａからなるもの
を設けた。

また、軸部１９の上端はスイベル２２を介して回転ケー
シング１５内に挿通する安定液注入用ロッド２３の先端
に連結し、かつこの軸部１９は中空であり、下端にこの
安定液注入用ロッド２３に連通する吐出口２４を形或す
る。

前記安定液注入用ロッド２３に並べてリバース用ロッド
２５も回転ケーシング１５内に挿通し、その先端は回転
ケーシング１５の先端近くで前記張り出し部２１の上方
に開口した。

安定液注入用ロッド２３は図示のように安定液注入用プ
ラント２６に接続するものであり、リバース用ロッド２
５はマソドスクリーン２７を介してこの注入用プラント
２６に接続して循環路を構或する。図中２８は油圧ジャ
ッキ２１ａの作動用油圧配管である。

なお、図示は省略するが他の実施例として、安定液注入
用ロッドをリバース用ロッド２５の位置にして、リバー
ス用ロッドを注入用ロッド２３の位置にして軸部ｌ９の
下端をリバース用ロッドの吸引口としてもよい。

次に、前記装置を使用して行う本発明工法を第２図〜第
５図について説明する。

ケーシング１５は第１０図に示すようなケーシング建込
み１１０にセットするが、張り出し部２ｌの油圧ジャッ
キ２１ａを伸ばせば当仮２ｌｂが回転ケーシングｌ５の
先端近くの内側に強く当接してリング状掘削ビッ目７の
軸部ｌ９が係合して回転ケーシング１５と掘削ビット１
７は一体化し、かつこの軸部１９を介してケーシング１
５の先端から突出する。

第１０図のケーシング建込み機ｌのケーシング駆動部５
のモータ２を始動すれば減速機３を介してチャック機構
４が回転し、該チャック機構４で押さえられたケーシン
グ１５は一方向にゆっくりと回転する。

このようにケーシング１５を回転させれば、ケーシング
１５の先端から突出するリング状掘削ビットｌ７も回転
し、第２図に示すように先にリング状掘削ビット１７で
地中を円形に掘削し、さらにその外周をケーシングｌ５
の先端の掘削刃ｌ６が掘削する。

同時に、安定液注入用プラント２６からベントナイト液
等の安定液を安定液注入用ロッド２３に圧送し、リング
状掘削ビッ｝１７の軸部ｌ９の下端の吐出口２４から注
出する。この安定液は掘削部を満たし、攪拌翼兼ガイド
翼２０で掘削土砂と安定液とは混合されてリバース用ロ
ッド２５に回収されて排出され、さらにマッドスクリー
ン２７で土砂が除かれ、安定液は安定液注入用プラント
２６に回収される。

このような安定液の循環を行いながら、掘削土砂を排土
する。

このようにして、第３図に示すように基礎地盤２９に達
するまで掘削したならば、第４図に示すように張り出し
部２１の油圧ジャッキ２１ａを縮めて回転ケーシング１
５と掘削ビットｌ７の係合を解除し、安定液注入用ロッ
ド２３やリバース用ロッド２５の引上げとともに掘削ビ
ット１７を地上に引上げる。

そして、第５図に示すように更にケーシング１５を回転
して根入れ部まで押入れ、図示は省略するが最終のズリ
はハンマグラプ等で排出し、排土処理後通常の手法でパ
ケット等でのスライム処理をして掘削を完了する。

掘削完了後は、鉄筋カゴを建込み、さらにトレミー管１
３を建込みコンクリートを打設してからケーシングを引
き抜く。

第６図は本発明の掘削装置の第２実施例を示すもので、
，ケーシング１５内の先端近くの内側に係合可能な張り
出し部３０としてロック式のものを採用した場合である
。

その詳細を第７図〜第ｌＯ図に示すが、ケーシング１５
の内側には鉛直方向の突条からなるストッパー３１を形
或する。このストッパー３１はその上部のケーシング１
５の内径よりも突き出ると支障があるので、突条以外の
部分でのケーシングの肉厚を薄くすることで確保した。

また、リング状掘削ビット１７の軸部１９の上端に外周
に被嵌するスライド部３２をその上端が安定液注入用ロ
ッド２３の先端のスイベル２２に結合するように設ける
。一方、軸部ｌ９から水平に突設した円盤状のスタビラ
イザ−３３上にこの外周縁から水平に突き出し可能なロ
ッド３４を設け、該ロッド３４を水平移動させるリンク
機構３５と前記スライド部３２とを連結ロッド３６で結
合し、さらにスライド部３２を上方に押上げるように付
勢するスプリング３７を軸部ｌ９の外周に介在させた。

このスプリング３７には掘削ズリが噛まないようにカバ
ーを設けることが望ましい。

リング状掘削ビット１７が接地して第７図に示すように
スプリング３７を押圧しながら軸部１９の上端がスライ
ド部３２に深く入り込んでいる場合には、リンク機構３
５が倒されロッド３４が突出する。

この状態でケーシングｌ５が回転すれば、ロッド３４は
第１０図に示すようにストッパー３１に係合し、ケーシ
ングｌ５の回転力はリング状掘削ビットｌ７に伝達され
る。

第４図に示すように安定液注入用ロッド２３やリハース
用ロッド２５の引上げを行うと、スライド部３２が上昇
し、連結ロッド３６によりリンク機構３５が引き起こさ
れ、ロッド３４が引っ込んでストッパー３１との係合が
解除されるので、そのままリング状掘削ビット１７を引
き上げることができる。

なお、この第２実施例において他の構或及び使用法につ
いては前記第１実施例と同一なので説明を省略する。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明の掘削装置及び掘削工法は、ケ
ーシングの回転を掘削ビットに伝え、掘削ビットでの掘
削とケーシングでの掘削との２段階の掘削でどのような
地盤でも効率的に掘削できるものである。特にケーシン
グの駆動装置の他には掘削ビットの駆動装置を必要とせ
ず、装置としても安価であるとともに、ケーシングの建
込み精度がそのまま掘削ビットの掘削精度となるので、
大深度でも真直に掘削できる高い掘削精度が得られるも
のとなる。

また、ハンマグラプ等の掘削具でケーシング内を徘土す
る場合と比べて排土速度を速めて作業効率を向上させる
ことができるものである。

【図面の簡単な説明】

第ｌ図は本発明の掘削装置の第ｌ実施例を示す一部切欠
いた正面図、第２図〜第５図は第１図の装置を用いる本
発明工法の各工程を示す縦断正面図、第６図は本発明の
掘削装置の第１実施例を示す一部切欠いた正面図、第７
図、第８図はその要部の側面図、第９図はケーシングの
説明図、第１０図は第９図のＡ−Ａ線断面図、第１１図
は従来装置を示す側面図、第１２図〜第１６図は従来工
法の各工程を示す縦断側面図である。１・・・ケーシング建込み機２・・・モータ３・・・減速機　　　　　４・・・チャック機構５・・
・ケーシング駆動部６・−・昇降ジャッキ　　７・−・リーグマスト８・・
・ケーシング　　　９・・・掘削刃１０・・・サブクレ
ーン　　１ｌ・・・掘削具１２・・・鉄筋カゴ　　　　
ｌ３・・・トレミー管ｌ５・・・ケーシング　　　ｌ６
・・・掘削刃１７・・・リング状掘削ビット１９・・・軸部ド翼２０ａ・・・スクリュー羽根２１・・・張り出し部２ｌｂ・・・当板２３・・・安定液注入用ロッ２５・・・リバース用ロッド２７・・・マソドスクリーン２９・・・基礎地盤３１・・・ストッパー３３・・・スタビライザー３５・・・リンク機構３７・・・スプリング１８・・・掘削刃２０・・・攪拌翼兼ガイ２０ｂ・・一縦羽根２１ａ・・・油圧ジャッキ２２・・・スイベル２４・・・吐出口２６・・・注入用プラント２８・・・油圧配管３０・・・張り出し部３２・・・スライド部３４・・・ロッド３６・・・連結ロッド

Claims

【特許請求の範囲】

（１）先端に掘削刃を有する回転ケーシングと、この回
転ケーシング先端近くの内側に係合可能な張り出し部を
軸部に設け、回転ケーシング内に挿入されかつ軸部によ
り回転ケーシング先端から突出する掘削ビットと、回転
ケーシング内に挿通する安定液注入用ロッド、リバース
用ロッドとからなり、両ロッドのうち一方はスイベルを
介して前記掘削ビットの軸部に連結してこの軸部先端に
開口することを特徴とした掘削装置。
（２）先端に掘削刃を有する回転ケーシングと、この回
転ケーシング先端近くの内側に係合可能な掘削ビットと
、回転ケーシング内に挿通する安定液注入用ロッド、リ
バース用ロッドとからなる掘削装置を使用し、回転ケー
シングと掘削ビットを一体化してケーシングの回転力を
掘削ビットに伝えて該掘削ビットの切削とケーシング先
端の掘削刃との切削で基礎地盤に達するまで掘削し、次
いで、回転ケーシングと掘削ビットの係合を解除して掘
削ビットをケーシング内を引上げてから更にケーシング
を回転して根入れ部まで押入れることを特徴とする掘削
工法。