JPH0366892A - 堅穴掘削用のケーシングビット - 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〕 本発明は、竪穴掘削用のオールケーシング施工機に使用
されるケーシングビットに係わり、特に、岩石等を含む
硬質の岩質地盤を掘削するのに好適なケーシングビット
に関する。

〔従来の技術〕

掘削抵抗の大きい岩質地盤を掘削するオールケーシング
施工機に使用される従来のケーシングビットとして、鋼
管（以下ケーシングパイプという）の下端部の円周に、
ケーシングパイプの掘削時の押し込み抵抗を減少するた
めに、地盤がケーシングパイプの肉厚寸法より厚い寸法
の円筒状に掘削されるように、ケーシングパイプ外周面
より僅かに外方へ張り出させた複数のアウタカッタと、
反対にケーシングパイプ内周面より僅かに内方へ張り出
させた複数のインナカッタとが配設され、−方、ケーシ
ングパイプの下端部内周面に、上記アウタカッタおよび
インナカッタより上部に位置させられ、かつ前記内周面
より内方へ突出させて取り付けられて該突出部に地盤掘
削に伴い円周溝を形成し、円弧状の水平断面形状を有す
るハンマグラブのシェルを挿入可能にするとともに、ア
ウタカッタおよびインナカッタにより掘削されたすりを
ケーシングパイプの内周側に効率良く導くインサートカ
ッタを備えた構成のものが提案されている（例えば、特
開昭６２−２２８５９１号公報参照）。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来のケーシングビットによる地盤の掘削は、ケー
シングビットを回動または揺動させながら地盤内に圧入
することにより行われるが、その際アウタカッタおよび
インナカッタによる掘削とともに、該掘削部の上部がケ
ーシングパイプの内周面に内方側へ突出させて取り付け
られているインサートカッタによって同時に掘削される
。第４図および第５図はその掘削状態例を示す図である
。

第４図は通常の掘削状態を示す説明図で、ケーシングビ
ット１におけるケーシングバイブ１ａの肉厚部分にある
岩質地盤Ｅは、ケーシングパイプ１ａの下端部に取り付
けられているアウタカッタ３と図示しないインナカッタ
とにより該肉厚寸法より大きく掘削されると同時に、ア
ウタカッタ３およびインナカンタにより掘削される位置
のやや上部の内周側がインサートカッタ２により掘削さ
れる。

４は図示しないインナカッタにより掘削されて形成され
た円周溝、５はインサートカッタ２による掘削により形
成された円周溝である。そして、この場合、掘削時に発
生する岩質地盤Ｅに対する主応力線は、図に示す２点Ｍ
線Ａの位置、つまり円周溝５の下部の位置となり、該位
置にてほぼ水平に亀裂が発生する。亀裂の発生により２
点鎖線Ａより上部の岩盤ＥＡは岩質地盤Ｅと切り離され
、切り離された岩盤ＥＡは前記従来技術で述べたハンマ
グラブのシェルを円周４５に挿入して挟持され、途中障
害物に邪魔されることなくケーシングバイブ１ａ内を引
き上げられて地上に排出される。

ところが、岩質地盤Ｅの性状は一定ではなく、例えば岩
質が弱い場合などにおいては、第５図に示すように前記
主応力線の位置が円周溝４の下部の破線Ｂの位置となり
、破線Ｂのように亀裂が入ることがある。亀裂の発生に
より岩質地盤Ｅと切り離された岩盤ＥＩｌは、第４図の
場合と同様にハンマグラブにより挟持して引き上げるこ
とになるが、亀裂の発生した破線Ｂの位置が第４図の場
合より下方の円周溝４の下部にあるため、ハンマグラブ
で挟持して引き上げる場合に円周溝４の部分にある岩盤
Ｅｌの大径部ＥＩＩＬが鍔となってインサートカッタ２
に当たりそのまままっすぐには引き上げることができな
い。このため第６図に示すように、ハンマグラブ６で挟
持した岩盤ＥＢを、大径部Ｅｌとインサートカット２と
の当りが避けられるように１頃斜させて引き上げること
になる。しかし、岩盤Ｅ３をケーシングパイプ１．内で
傾斜させ得るのは岩盤ＥＩＩの厚さ寸法Ｈがそれ程厚く
ない場合に制限され、その制限寸法を越える厚さ寸法Ｈ
の場合にはインサートカッタ２をかわして引き上げるこ
とはできなくなる。このような場合は引き上げ不能原因
となっている大径部ＥＥＬを掘削して削除すればよいが
、岩盤Ｅ８がすでに岩質地盤Ｅと切り離されていること
から掘削反力がとれず、岩盤Ｅ、とケーシングビット１
とが一緒に回転して掘削することは困難になる。このた
め、岩盤Ｅ、を割って小ブロツクにするか、ケーシング
バイブ内の荷重を大きくし岩盤Ｅ、をインサートカッタ
２で押さえ込むようにして掘削するか、あるいはケーシ
ングビット１を任意の高さから落下させてインサートカ
ッタ２を大径部Ｅ［ｌＬに衝突させ、その衝撃力によっ
てインサートカッタ２に引っ掛かっている部分を少しず
つ破砕する方法などがとられていた。しかし、これらい
ずれの方法によっても岩盤ＥＩＩの排出にはかなりの時
間を要し、作業能率を著しく低下させるという問題を有
していた。

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、インサートカ
ッタを備えるケーシングビットにより掘削されて岩質地
盤より切り離された岩盤を、ケーシングバイブ内より該
岩盤の切り離された位置に関係なく、円滑かつ容易に排
出することができる竪穴掘削用のケーシングビットを提
供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明の竪穴掘削用のケーシ
ングビットは、鋼管と、該鋼管の下端部の円周に配設さ
れ、地中を前記鋼管の肉厚寸法より厚い寸法の円筒状に
掘削可能な複数のアウタカッタおよびインナカッタと、
前記鋼管の下端部内周面に該内周面より内方へ突出させ
て取り付けられ、該突出部に前記地中掘削に伴い円周溝
を形成するインサートカッタとを備えた竪穴掘削用のケ
ーシングビットにおいて、前記インサートカッタの下端
面の位置を、前記アウタカッタおよびインナカッタの下
端面とほぼ一致させて取り付ける構成にしたものである
。

そして、前記インサートカッタを、前記鋼管の内周面に
任意の角度に複数箇所設ける構成にすることができる。

また、前記インサートカッタの前記鋼管の内周面より内
方への突出量を、ケーシングビットの掘削回転方向の後
方側になるに従い順に増加させて取り付ける構成にする
ことが好ましい。

〔作用〕

上記構成とすることにより、ケーシングバイブの肉厚部
分における岩質地盤は、アウタカッタとインナカッタと
により従来と同様にその肉厚寸法より厚く円筒状に掘削
されてケーシングパイプの押し込み抵抗を減少させ、ま
た、アウタカッタとインナカッタとはケーシングパイプ
の下端部内周に交互に取り付けられているため、掘削さ
れたすりは撹拌されて流動性を増し、インサートカッタ
により掘削され該掘削部に形成される円周溝を経てケー
シングパイプの内側に導かれる。そしてこの場合、イン
サートカッタのケーシングパイプへの取り付は位置を、
インサートカッタの下端面とアウタカッタおよびインナ
カッタの下端面とほぼ一致するように配置したことによ
り、掘削時に発生する岩質地盤に対する主応力線が各カ
ンタの下端面に一致して１箇所のみとなり、該位置にて
ほぼ水平に亀裂が発生することになる。亀裂が発生して
岩盤が分離されるとケーシングバイブ内にハンマグラブ
を降下させ、インサートカッタによって形成された円周
溝にハンマグラブのシェルを挿入して分離された岩盤を
挟持し、ケーシングバイブ内を引き上げて地上に排出す
る。この排出時において、分離された岩盤には、深さ方
向のどの位置で分離されても従来形成されていた大径部
がなく鍔となってインサートカッタに引っ掛かる部分が
形成されないから、分離された岩盤の厚さ寸法がかなり
厚くてもハンマグラブで引き上げ可能な重量範囲であれ
ば、円滑かつ容易に地上に排出させることが可能になる
。

〔実施例〕

本発明の１実施例について第１図ないし第３図を参照し
て説明する。図において１１はケーシングビット、ｌｌ
ａはケーシングパイプ、１１ｂは図示しない継ぎ足し用
のケーシングパイプとのジヨイント部、１３はアウタカ
ッタ、１４はインナカッタで、アウタカッタ１３とイン
ナカッタ１４は前記従来の構成のものと同しであり、ケ
ーシングバイブ内の下端部の円周に第２図に示すように
等ピッチで交互に配置されている。本実施例の場合のア
ウタカッタ１３とインナカッタ１４の数量比は２：１に
なっているが、これは地盤条件によって１＝１など任意
に変えられる。そしてアウタカッタ１３とインナカッタ
１４とはケーシングパイプｌｌａの下端部を切り欠き、
その切り欠き部に嵌入させて取り付けられている。また
、ケーシングバイブｌｌａの下端部は、アウタカッタ１
３、インナカッタ１４によって切削されたずりをケーシ
ングパイプｌｌａの内側に導き易くするとともに、ケー
シングバイブｌｌａの下方に溜まっているずり内にケー
シングバイブｌｌａの下端を埋入しやすくする目的で、
内周面が例えば４５度に削除され勾配面を形成している
。１２はケーシングパイプｌｌａの下端部内周面に、該
内周面より内方へ突出させて取り付けられているインサ
ートカッタで、インサートカッタ１２はその下端面がア
ウタカッタ１３およびインナカッタ１４の下端面とほぼ
一致するように取り付けられている。このため、インサ
ートカッタ１２の取り付は部のみは、上記ケーシングバ
イブｌｌａの下端部内周面の勾配面は形成されない。１
４′はインナカッタ１４により掘削されて形成された円
周溝、１５はインサートカッタ１２による掘削により形
成された円周溝である。

上記のように構成したことにより、ケーシングパイプｌ
ｌａの肉厚部分における岩質地盤Ｅは、ケーシングビッ
ト１１を第２図に示す矢印方向へ回転させることにより
アウタカンタ１３とインナカッタ１４とによりその肉厚
寸法より厚い肉厚の円筒状に掘削され、掘削されたすり
は、ケーシングバイブ１１ａの下端部内周に交互に配置
されているアウタカッタ１３とインナカッタ１４により
攪拌されて流動性を増し、上記ケーシングバイブＩｌａ
の下端部に形成された勾配面の作用とともにケーシング
ビット１１の押し込み抵抗を減少させている。一方、上
記アウタカッタ１３およびインナカッタ１４による掘削
と同時にインサートカッタ１２による掘削も行われ、該
掘削部に円周溝１５が形成される。そして前記流動性を
増したすりが円周溝１５を経てケーシングバイブｌｌａ
の内側に導かれ、それに伴ってケーシングビット１１が
押し込まれていく。この場合、インサートカッタ１２は
、その下端面がアウタカッタ１３およびインナカッタ１
４の下端面とほぼ一致する上下位置関係になっているこ
とにより、掘削時に発生する岩質地盤Ｅに対する主応力
線は各カンタ１２．１３．１４の下端面に一致して１箇
所のみとなる。このため、第３図に示すように該位置に
おいてほぼ水平に破線Ｃで示す亀裂が発生する。亀裂の
発生により岩質地盤Ｅと切り離された岩盤Ｅ。

は、次第にケーシングビット１１と一諸に回転する完全
に分離された状態になり、完全に分離された岩盤Ｅ、は
、ケーシングバイブ１］、ａ内に降下させたハンマグラ
ブのシェルをインサートカッタ１２によって形成された
円周溝１５に挿入して閉じることにより挟持され、ケー
シングパイプｌｌａ内を引き上げられて地上に排出され
る。岩盤Ｅ、の排出は、前記従来のように岩盤Ｅｃにイ
ンサートカッタ１２に引っ掛かっていた鍔部が全く形成
されないことから、掘削中どの深さ位置で分離されても
、また、分離された岩盤Ｅｃの厚さ寸法がかなり厚い場
合でも、ハンマグラブで引き上げ可能な重量の範囲内で
あれば、円滑かつ容易に地上に排出することができる。

そしてこの排出を繰り返すことにより所望の深さの竪穴
が能率よく掘削される。

上記実施例においてはインサートカッタ１２が単数の場
合を示したが、これをケーシングパイプｌｌａの回転方
向に若干の間隔を設けて２個のインサートカッタ１２ａ
、１２ｂを近接させて配置するようにしてもよい。ただ
しこの場合は、インサートカッタ１２ａ、１２ｂのケー
シングパイプｌｌａの内周面より内方へ突出させる突出
量を、回転方向の後方側になるインサートカッタ１２ｂ
の方が大きくなるように取り付ける。この取り付けによ
りケーシングバイブＩｌａの内周側は、インナカッタ１
４．インサートカッタ１２ａ、　１２ｂの順に段階的に
掘削されることになり、インナカッタ１４とインサート
カッタ１２とによる掘削に比べて、インサートカッタ１
２ａ、１２ｂの負担する掘削抵抗が軽減され、広幅の円
周溝１５を形成することが可能になり、掘削されたすり
の移動が一層円滑になる効果がある。

前述のインサートカッタ１２または１２ａ、　１２ｂは
、ケーシングバイブｌｌａの１箇所または実質的に１箇
所に設けられた例であるが、インサートカッタ１２また
は１２ａ、１２ｂを１８０度隔７て相対させて設ける構
成にしてもよい。この場合は、１箇所または実質的に１
箇所に設けた場合に比べて、掘削抵抗がバランスするた
め掘削が円滑に行われ竪穴の真直精度が向上する利点が
ある。

また、インサートカッタ１２または１２ａ、　１２ｂを
上記のように１８０度隔７て相対位置とせず、相対する
一方を１８０度の相対位置より前記ハンマグラブシェル
の円周方向の幅程度の寸法だけずらした位置に配置する
構成にしてもよい。この場合は、分離された岩盤Ｅ、を
ハンマグラブで挟持する際、ハンマグラブのシェルがイ
ンサートカッタ１２または１２ａ、１２ｂと岩盤Ｅ、の
外周面との間にかみ込むことがなくなり、常に余裕をも
って岩盤ＥＣを挟持することができる効果がある。

さらに、インサートカッタ１２または１２ａ、１２ｂを
、上記１８０度の実ｘ２箇所に限定することなく、ケー
シングパイブｌｌａの直径等に応じて１２０度または９
０度等の任意の角度に複数箇所設ける構成にしてもよい
。

〔発明の名称〕

本発明は、以上説明したように構成されているので、以
下に記載されるような効果を奏する。

岩質地盤に竪穴を掘削中、岩質地盤より切り離された岩
盤がどの位置で切り離されても、また、切り離された岩
盤の厚さ寸法がかなり厚いものであっても、切り離され
た岩盤をケーシングパイプ内より円滑かつ容易に地上に
排出することができる。

そして、インサートカッタを任意の角度に複数箇所設け
ることにより、インサートカッタが単数の場合に比べて
掘削抵抗が軽減されるとともにバランスし、掘削を一層
円滑に行うことができる。

また、インサートカッタのケーシングパイプ内方への突
出量を、先行のインサートカッタより後方側のインサー
トカッタの方を大きくしたことにより、各インサートカ
ッタの負担する掘削抵抗が軽減され、同時に広幅の円周
溝が形成され、掘削されたすりの移動を一層円滑にさせ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例を示すケーシングビットの正
面図、第２図は第１図の■−■矢視図、第３図は第１図
に示すケーシングビットによる岩質地盤の掘削状態を示
す図である。 第４図は従来のケーシングビットによる岩質地盤の掘削
状態を示す図、第５図は従来のケーシングビットによる
岩質地盤の他の掘削状態を示す図、第６図は従来のケー
シングビットの掘削により切り離された岩盤をハンマグ
ラブにより引き上げる場合の説明図である。 １．１１・・・ケーシングピント、ｌａ、ｌｌａ・・・
ケーシングパイプ（鋼管）、２．１２・・・インサート
カッタ、３、Ｉ３・・・アウタカソタ、４，５．１４’
、１５・・・円周溝、１４・・・インナカソタ、Ｅ・・
・岩質地盤、ＥＡＥ、、ＥＣ・・・岩盤 第３図 第４図 第 第 図 図 イ ブ 手続補正書輪釦 平成１年１０月２０ 日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、鋼管と、該鋼管の下端部の円周に配設され、地中を
   前記鋼管の肉厚寸法より厚い寸法の円筒状に掘削可能な
   複数のアウタカッタおよびインナカッタと、前記鋼管の
   下端部内周面に該内周面より内方へ突出させて取り付け
   られ、該突出部に前記地中掘削に伴い円周溝を形成する
   インサートカッタとを備えた竪穴掘削用のケーシングビ
   ットにおいて、前記インサートカッタの下端面の位置を
   、前記アウタカッタおよびインナカッタの下端面とほぼ
   一致させて取り付けたことを特徴とする竪穴掘削用のケ
   ーシングビット。 ２、前記インサートカッタを、前記鋼管の内周面に任意
   の角度に複数箇所設けた請求項１記載の竪穴掘削用のケ
   ーシングビット。 ３、前記インサートカッタの前記鋼管の内周面より内方
   への突出量を、ケーシングビットの掘削回転方向の後方
   側になるに従い順に増加させて取り付けた請求項２記載
   の竪穴掘削用のケーシングビット。