JPH0316476B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ケーシングパイプ建込み工法による
杭造成のための大口径竪孔掘削工法及びその装置
に関する。

（従来の技術） 硬質地盤等の掘削抵抗の大きい地盤でオールケ
ーシング工法により場所打ち杭造成を行なう公知
の工法として、特公昭58−19836号公報に記載の
ように、ケーシングパイプの内径の例えば1/2程
度の外径を有するスクリユーオーガにより、既に
建込まれているケーシングパイプ内部の中心部を
掘削した後、ケーシングパイプ内の残土を掘削機
により掘削し排出する工法が知られている。

しかしこの公知の工法によると、ケーシングパ
イプを揺動あるいは回転させながら押込む押込み
回転装置の他に、ケーシングパイプ中の地盤を掘
削する回転装置も準備しなければならず、コスト
高になるという問題点があつた。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、このような問題点に鑑み、１つの回
転装置によつてケーシングパイプの建込みだけで
なく、ケーシングパイプの中掘り用掘削具の回転
駆動も行なえ、しかもケーシングパイプの径にか
かわりなくケーシングハイプ中の地盤全部を掘削
できる大口径竪孔掘削工法及びその装置を提供す
ることを目的とする。また本発明は、ケーシング
パイプの回転駆動装置を利用して硬質地盤の掘削
を行なうことを可能とする大口径竪孔掘削工法を
提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、地中にケーシングパイプを圧入し、
ケーシングパイプ内に中掘り用掘削具を入れ、ケ
ーシングパイプを建込み量が増加しない状態で回
転させ、その回転力を前記掘削具に伝達して回転
させることにより、ケーシングパイプ中の地盤を
掘削することを特徴とするものであり、前記掘削
具はケーシングパイプの回転装置によつてケーシ
ングパイプを介して回転されるので、掘削具駆動
のための装置が不要となる。

また本発明は、地中にケーシングパイプを圧入
し、ケーシングパイプ内に推力手段を有する掘削
ビツトを入れ、ケーシングパイプを建込み量が増
加しない状態で回転させ、その回転力を前記掘削
ビツトに伝達して回転させることにより、ケーシ
ングパイプ中の地盤を掘削し、１ストローク分掘
削したら前記掘削ビツトを引き上げ、新たに掘削
土砂排土具をケーシングパイプ中に入れて掘削し
た土砂を前記掘削土砂排土具に取り込み、前記掘
削土砂排土具を引き上げて排土する作業を繰り返
えすことにより、竪孔を掘削することを特徴とす
るものであり、この本発明の工法によれば、硬質
地盤の掘削が可能となる。

また、本発明の掘削装置は、ケーシングパイプ
内周側に固着して設けられた複数個の回転力伝達
部材と、掘削土砂を収納する中空円筒部材の外周
に前記回転力伝達部材に当接する回転力被伝達部
材を設け、かつ前記中空円筒部材の下面開口部に
カツタ付きの底蓋を設けると共に、上部にウエイ
トを設けた回転バケツトと、クレーンにより吊支
され、前記回転バケツトの上部に取付けられるベ
アリング内蔵のスイベルジヨイントとからなるこ
とを特徴とするものであり、装置構成が簡略化さ
れ、いかなる大口径の竪孔を掘削するものも安価
に製作できる。

（実施例） 以下本発明の一実施例を第１図ないし第５図に
より説明する。第１図ないし第３図は軟土質から
硬土質までの一般土質を対象にした本発明の掘削
工法を示したものであり、第４図及び第５図は本
発明において用いられる掘削装置を示したもので
ある。

まず第１図に示すように、下端にカツタ１ａを
有し、かつ内周面の上方に複数本（図示例では２
本）の回転力伝達部材１ｂを設けたケーシングパ
イプ１を、押込み回転装置（図示せず）により回
転あるいは揺動させながら建込む。ここで、回転
力伝達部材１ｂはケーシングパイプ１の上方に設
けてあるので、建込みに支障を生じない。続いて
クレーン（図示せず）のワイヤロープ１１により
スイベルジヨイント３を介して回転バケツト２を
吊支し、ワイヤロープ１１を繰り出すことによ
り、ケーシングパイプ１内に回転バケツト２を挿
入し、地盤に着地させる。

ここで、前記回転バケツト２の構造について、
第４図および第５図により説明しておく。回転バ
ケツト２は、掘削土砂を収納しておく中空円筒部
材４と、該中空円筒部材４の外周に前記回転力伝
達部材１ｂに対応して設けられた回転力被伝達部
材４ａと、該中空円筒部材４の下面開口部にヒン
ジ７を中心として開閉自在に取付けられた底蓋５
と、該底蓋５の中心部に設けられた芯振れ防止用
の剣先５ａと、底蓋５に取付けられ、バケツト２
の回転によつて地盤を掘削し、底蓋５の開口部５
ｂから中空円筒部材４内に導入するカツタ６と、
中空円筒部材４に係止させ、中空円筒部材４中の
土砂を排出する時にはハンドル８ａを回転させる
ことによつて係止を解いて底蓋を開くラツチ８
と、バケツト２とケーシングパイプ１との間隙部
の地盤を掘削して中空円筒部材４の下端側面開口
部４ｃから内部へ導入するように、中空円筒部材
４の下端部側面に設けられたサイドカツタ９と、
前記カツタ６に垂直方向の推力を与えて地盤への
食込みを良くするために中空円筒部材４の上部に
設けられたウエイト１０と、中空円筒部材４の回
転力を底蓋５に伝達するために中空円筒部材４の
下端部周囲に複数個設けられたトルクピン４ｂ
と、ベアリングを有するスイベルジヨイント３を
中空円筒部材４にピン１９により連結するために
中空円筒部材４の上面に設けたブラケツト２０と
からなる。

このような回転バケツト２を第１図のようにケ
ーシングパイプ１内に挿入し、回転バケツト２を
着地させた後、ワイヤロープ１１に張力がかから
ない状態として、押込み回転装置により、建込み
状態が変化しないようにケーシングパイプ１を右
回転させる（すなわち、例えば押込み回転装置の
押込み装置が油圧シリンダにより構成されている
場合には、その油圧シリンダを不作動として回転
装置のみを作動させる）。ケーシングパイプ１を
右回転させると、回転力伝達部材１ｂと回転力被
伝達部材４ａとが当接することにより、ケーシン
グパイプ１の回転力が回転バケツト２に伝達さ
れ、かつウエイト１０を含めた回転バケツト２の
重量による推力がカツタ６，９に加えられた状態
で掘削が行なわれ、掘削土砂が開口部５ｂ，４ｃ
を通して中空円筒部材４内に導入される。ワイヤ
ロープ１１は常時張力のない状態で繰り出される
ので、ウエイト１０を含めた回転バケツト２の重
量による推力および回転数と、掘削地盤の掘削抵
抗のバランスから、最適掘削速度が得られ、掘削
されていく。この際、ケーシングパイプ１はその
位置に留まつて回転されるため、押込み回転装置
の回転力のうち、ケーシングパイプ１の回転に要
する力は小さいので、有効に回転バケツト２に伝
達される。また、掘削時には、回転バケツト２は
ケーシングパイプ１を介して回転されるが、スイ
ベルジヨイント３にベアリングが内蔵されている
ので、この回転によつてワイヤロープ１１がねじ
られることはない。第２図は、回転力伝達部材１
ｂ上を回転力被伝達部材４ａが１ストローク分
（回転力伝達部材１ｂと回転力被伝達部材４ａと
が係合しうる範囲によつて決定される深さ）スラ
イドしつつ回転バケツト２によつて掘削した後の
状態を示したものである。

ワイヤロープ繰り出し量等から１ストローク分
の掘削が認められた後、第３図に示すように、ク
レーンにより回転バケツト２を地上に引き上げ、
前記ハンドル８ａを回して底蓋５を開き、掘削土
砂を排出する。そして、この排土作業と同時に、
第３図に示すように、ケーシングパイプ１をさら
に１ストローク分押込む。そして再び回転バケツ
ト２をケーシングパイプ１の中に入れ、第１図の
状態にして掘削を繰り返えす。

上記の掘削において、回転バケツト２が１スト
ローク分下降したか否かは、ワイヤロープ１１の
繰り出し量から知ることができ、また作業条件に
よつては、目視によつて確認することができる。
また、回転力伝達部材１ｂと回転力被伝達部材４
ａとの係合が解かれると、掘削が進行せず、順次
繰り出されるワイヤロープ１１がたるんだ状態と
なるので、そのたるみによつて１ストローク分の
掘削が終了したことを知ることができる。

なお、第１図においては、ケーシングパイプ１
をその位置に留まらせて回転させる例について示
したが、ケーシングパイプ１を建込み後、ケーシ
ングパイプ１を１ストローク分いつたん引き上
げ、回転バケツト２をケーシングパイプ１内に挿
入し、回転バケツト２の掘削速度に合わせて再び
押込む方法をとつてもよい。この場合もケーシン
グパイプ１はすでにカツタ１ａにより掘削されて
いる円状の溝に沿つて降下するので、ケーシング
パイプ１の回転に要する力は小さく、回転バケツ
ト２に回転力が有効に利用される。

ケーシングパイプ１を所定の深さに建込み、内
部の地盤を掘削した後は、鉄筋かご（図示せず）
をケーシングパイプ１内に入れ、生コンクリート
を投入し、コンクリートが硬化しない間にケーシ
ングパイプ１を引き抜き、コンクリートの硬化に
より杭が形成される。

第６図ないし第１０図は硬質地盤（硬土質ない
しは岩層）を対象にした本発明の掘削工法を示し
たものであり、第１１図はそこで用いられる掘削
装置を示したものである。まず、第１１図により
装置構成について説明すると、１２は上端に設け
られたブラケツト２０にクレーンにより吊支され
るスイベルジヨイント３をピン１９により連結す
ることにより支持される硬質地盤掘削用掘削ビツ
トである。該掘削ビツト１２は、前記ブラケツト
２０が設けられ、かつ前記回転力伝達部材１ｂに
係合する回転力被伝達部材１７ａが設けられたウ
エイト１７と、該ウエイト１７の中心に下方に延
出して固定され、下面開口でかつ下部側面に土砂
の抜け穴１６ａを設けた円筒軸１６と、該円筒軸
１６の下部に放射状に複数本（図示例では４本）
設けられ、掘削抵抗が軽減されるように、断面形
状を三角形に形成した翼１４と、各翼１４に固着
したカツタ１３と、前記円筒軸１６の下面開口部
に固着された剣先形状の板構造をなす芯振れ防止
用のヘツドカツタ１５とからなる。この掘削ビツ
ト１２の前記翼１４とウエイト１７との間の空間
の長さは、回転力伝達部材１ｂと回転力被伝達部
材１７ａとの係合範囲により決定される１ストロ
ークにほぼ等しい長さに形成されている。

次にこの掘削ビツト１２を用いて掘削する場合
の工法について説明すると、第６図に示すよう
に、前述の第１図の場合と同様に、既に建込まれ
ているケーシングパイプ１に掘削ビツト１２を入
れ、前記同様にケーシングパイプ１を右回転させ
ると、回転力伝達部材１ｂ、回転力被伝達部材１
７ａを介して掘削ビツト１２が右回転され、ウエ
イト１７を含む掘削ビツト１２の重量によりカツ
タ１３，１５に推力が与えられ、掘削を開始す
る。この掘削の状況について説明すると、掘削土
砂の一部はカツタ１３，１３間を抜けて行き、他
の掘削土砂は翼１４をのり越えて行く。また、ヘ
ツドカツタ１５によつて掘削された土砂の一部は
中空軸１６の内部に入り、抜け穴１６ａより外部
に押し出される。掘削ビツト１２は回転バケツト
２の場合と同様に掘削ビツト１２の自重がすべて
地盤に預けられており、前記同様にベアリングを
有するスイベルジヨイント３を介してワイヤロー
プ１１で吊支されているので、掘削ビツト１２の
回転によつてワイヤロープ１１がねじられること
はない。

第７図は、１ストローク分掘削後の状態を示し
たもので、掘削土砂は翼１４の上部に溜つてい
る。従つて掘削ビツト１２は翼１４で掘削土砂を
撹拌しながら掘削していることになる。

このように、掘削によりウエイト１７の下部に
掘削土砂が充分に溜つたら、第８図に示すよう
に、掘削ビツト１２を地上に引き上げる。

続いて第９図に示すように、底ざらいバケツト
１８をケーシングパイプ１内に入れ、回転バケツ
ト２の場合と同様の方法で底ざらいバケツト１８
を回転させ、掘削土砂を底ざらいバケツト１８内
に収納する。この底ざらいバケツト１８は、前記
回転バケツト２の底蓋５にカツタ６の代わりにス
クレーパ６′を設けた構造を有する底蓋５′を有す
るもので、他の構造は回転バケツト２と同様であ
る。

続いて第１０図に示すように、クレーンによつ
て底ざらいバケツト１８を引き上げて底蓋５′を
開いて掘削土砂を排出する。この時、同時に新た
なケーシングパイプ１′を継足し、さらに１スト
ローク分押込む。そして再び掘削ビツト１２をケ
ーシングパイプ１中に入れ、第６図の状態にして
掘削を繰り返えす。

上述の作業において、掘削土砂排土具として、
前記底ざらいバケツト１８の代わりにチヨツピン
グバケツト等を用いることができる。

なお、回転バケツト２の場合も掘削ビツト１２
の場合も、これらの自重が推力を与えるに充分な
大きさとなる構造であれば、ウエイト１０，１７
は不要であり、反対にカツタの推力が不足した場
合には、ウエイトを付加するように、推力調整可
能に構成してもよい、また、回転バケツト２ある
いは掘削ビツト１２とケーシングパイプ１との係
合手段を別途設けてケーシングパイプ１の押込み
力をカツタに付加させるようにしてもよい。ま
た、回転力伝達部材１ｂの下端部に回転力被伝達
部材４ａ，１７ａに当接させるストツパを設け、
回転力被伝達部材４ａ，１７ａが該ストツパに当
接した後はより以上の掘削具の下降を防止するよ
うにすることにより、回転力伝達部材１ｂと回転
力被伝達部材４ａ，１７ａとの掘削時における接
触面積が過小になることを防ぎ、これらの部材に
無理な力がかからないようにしてもよい。

また、１本の竪孔を土質に応じて回転バケツト
２と掘削ビツト１２との組合わせで造成してもよ
いことはいうまでもない。

（発明の効果） 以上述べたように、本発明の大口径竪孔掘削工
法は、ケーシングパイプの回転力を中掘り掘削具
に伝達することにより、ケーシングパイプの中掘
りを行なう工法であるから、ケーシングパイプを
押込み回転させる装置１台でケーシングパイプの
中の地盤を掘削することができ、低コストで大口
径杭を造成することができる。また、ケーシング
パイプを回転させる大回転力の回転装置を用いて
掘削具を回転させるので、いかなる大径の竪孔の
場合もその径の大きさに相応した掘削具を用いて
容易に、かつ内部全体をくまなく掘削することが
できる。また、ケーシングパイプ内に掘削具を入
れて同時に回転させて掘削するので、ケーシング
パイプを掘削具によつて損傷させるおそれがな
い。

また、本発明の工法は、掘削ビツトを用いて掘
削を行ない、その後底ざらいを行なうようにした
ので、硬質地盤の掘削も可能である。

また、本発明の掘削装置は、回転バケツトがケ
ーシングパイプによつて回転され、クレーンによ
り吊支されて使用される構成を有するので、回転
バケツトを回転させる装置が不要となり、全体と
して構成が簡略化され、安価に提供できる。ま
た、大きな回転力を有するケーシングパイプの回
転装置により回転バケツトが回転される構成を有
するので、ケーシングパイプの径に応じた大きさ
の回転バケツトを用意すればよく、従来のよう
に、大径の掘削具に相応した大径の駆動装置を用
意する必要がないので、大口径用の掘削装置も容
易かつ安価に提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図はそれぞれ一般土質を対象
にした本発明による掘削工法の一実施例を示す断
面図、第４図は第２図のＥ−Ｅ拡大断面図、第５
図は第４図のＦ−Ｆ断面図、第６図ないし第１０
図はそれぞれ硬質地盤を対象にした本発明による
掘削工法の実施例を示す断面図、第１１図は第７
図のＧ−Ｇ断面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 地中にケーシングパイプを圧入し、ケーシン
   グパイプ内に中掘り用掘削具を入れ、ケーシング
   パイプを建込み量が増加しない状態で回転させ、
   その回転力を前記掘削具に伝達して回転させるこ
   とにより、ケーシングパイプ中の地盤を掘削する
   ことを特徴とする大口径竪孔掘削工法。 ２ 地中にケーシングパイプを圧入し、ケーシン
   グパイプ内に推力手段を有する掘削ビツトを入
   れ、ケーシングパイプを建込み量が増加しない状
   態で回転させ、その回転力を前記掘削ビツトに伝
   達して回転させることにより、ケーシングパイプ
   中の地盤を掘削し、１ストローク分掘削したら前
   記掘削ビツトを引き上げ、新たに掘削土砂排土具
   をケーシングパイプ中に入れて掘削した土砂を前
   記掘削土砂排土具に取り込み、前記掘削土砂排土
   具を引き上げて排土する作業を繰り返えすことに
   より、竪孔を掘削することを特徴とする大口径竪
   孔掘削工法。 ３ ケーシングパイプ内周側に固着して設けられ
   た複数個の回転力伝達部材と、掘削土砂を収納す
   る中空円筒材の外周に前記回転力伝達部材に当接
   する回転力被伝達部材を設け、かつ前記中空円筒
   部材の下面開口部にカツタ付きの底蓋を設けると
   共に、上部にウエイトを設けた回転バケツトと、
   クレーンにより吊支され、前記回転バケツトの上
   部に取付けられるベアリング内蔵のスイベルジヨ
   イントとからなることを特徴とする大口径竪孔掘
   削装置。