JPH05280052A - 軸貫入方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 各掘削軸の貫入抵抗を削減し、かつ貫入方向
の安定化を図る。 【構成】 ５本以上の掘削軸１１〜１５を、その掘削領
域の一部同士が重複する状態で一方向に並べ、この配列
状態で全掘削軸１１〜１５を一度に貫入するための軸貫
入方法。地盤１０において上記掘削軸１１〜１５のうち
両外側に位置する２本の掘削軸１１，１５の掘削領域に
予め案内穴Ｈを設けておく。次いで、左側の軸群１１〜
１３及び右側の軸群１３〜１５において、一つの掘削軸
の下端がこの掘削軸よりも内側に位置する掘削軸の下端
よりも必ず低くなるような配置を保ったまま全掘削軸１
１〜１５の貫入を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、地中止水壁施工機械や
地盤改良機械をはじめとする基礎工事機械、ボーリング
装置等において、５本以上の掘削軸を一方向に並べなが
らこれらを地中へ貫入するための方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、上記のような土木施工は、地盤内
に複数本の掘削軸を一旦貫入し、この掘削軸の引抜き時
に同掘削軸からセメントやその他地盤改良剤を噴射する
ことにより行われている。また近年は、地中に連続した
止水壁を形成する場合等において、その作業能率を高め
るべく、多数本の掘削軸（例えば５本以上の掘削軸）を
その掘削領域が互いに重複する状態で一方向に並べ、こ
のような配列状態で全掘削軸を一度に地中へ貫入する方
法が実施されている。

【０００３】図５，６は、５本の掘削軸９１〜９５を一
度に貫入する際の従来の軸配列を示したものである。各
掘削軸９１〜９５の下端部には、他の部分よりも径の大
きな掘削部９１ａ〜９５ａがそれぞれ設けられており、
その掘削領域Ａ１〜Ａ５（図６に示す各円）の間に重複
部分１００が生じるように各掘削軸９１〜９５が配置さ
れている。具体的には、図５（ａ）（ｂ）に示すように
中央の掘削軸９３及び左右両外側の掘削軸９１，９５の
掘削部９３ａ，９１ａ，９５ａを下側に、それ以外の掘
削軸９２，９４の掘削部９２ａ，９４ａを上記掘削部９
３ａ，９１ａ，９５ａよりも上側に配置することによ
り、各掘削部９１ａ〜９５ａ同士の干渉を避けながら、
上記のように互いに重複する掘削領域Ａ１〜Ａ５が得ら
れるように、配慮がなされている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記掘削軸９１〜９５
の貫入に際し、特に地盤１０が固い場合等においては、
各軸９１〜９５の貫入抵抗の削減、及び掘削方向の安定
化を図るため、その貫入を行う前に、予め２本の案内穴
Ｈを先行して掘削しておき、この案内穴Ｈ内に上記掘削
軸を貫入することが望ましい。この場合、上記案内穴Ｈ
を形成する領域には、上記掘削軸９１〜９５の掘削領域
Ａ１〜Ａ５のうちの任意の２つの領域を選択すればよい
が、図６に斜線で示すように、左右両外側の掘削領域Ａ
１，Ａ５を選択して案内穴Ｈを形成すれば、この案内穴
Ｈを、１回目の掘削時において最も右側に配される掘削
軸９５の案内穴Ｈと、２回目の掘削軸において最も左側
に配される掘削軸９１の案内穴Ｈとして兼用することが
できるため、作業が能率的となる。このような案内穴Ｈ
に沿って左右両外側の掘削軸９１，９５を貫入すること
により、その貫入方向が一定するとともに、そのすぐ内
側の掘削軸９２，９４の掘削領域Ａ２，Ａ４が上記掘削
領域Ａ１，Ａ５との重複部分１００だけ削減され、その
分、掘削軸９２，９４の貫入抵抗が減少してその動力の
削減が可能となる。

【０００５】ところが、上記図５（ａ）（ｂ）に示す配
置の場合、左右両外側及び中央の３本の掘削軸９１，９
５，９３が全て最下の位置にあるので、せっかく両外側
の掘削軸９１，９５に対応して案内穴Ｈを形成しても、
中央の掘削軸９３は地盤１０の新しい個所（すなわち掘
削穴Ｈが形成されていない個所）を一から掘削しなけれ
ばならず、このため、中央掘削軸９３の貫入抵抗が非常
に大きく、その駆動に大きな動力を要する。また、中央
掘削軸９３の貫入当初は、左右両外側の掘削軸９１，９
５が案内穴Ｈ内に完全に挿入されていないので、この案
内穴Ｈによる案内効果が得られず、よって中央掘削軸９
３の貫入が不安定なものとなる。

【０００６】本発明は、このような事情に鑑み、各掘削
軸の貫入抵抗を効果的に削減し、かつ貫入方向の安定化
を図ることができる軸貫入方法を提供することを目的と
する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、５本以上の掘
削軸を各掘削軸の掘削領域の一部同士が重複する配置で
一方向に並べ、この配列状態で全掘削軸を一度に貫入す
るための軸貫入方法であって、地盤において上記掘削軸
のうち両外側に位置する２本の掘削軸の掘削領域に予め
案内穴を設けておき、左側の軸群及び右側の軸群の双方
において任意の掘削軸の下端位置がこの掘削軸よりも内
側に位置する掘削軸の下端位置よりも低い位置に位置す
るように各掘削軸を配置しながら全掘削軸の貫入を行う
ものである。

【０００８】ここで、掘削軸の総本数が奇数の場合は、
中央の掘削軸は左側の軸群及び右側の軸群の双方に含ま
れるものとする。従ってこの場合は、中央の掘削軸の下
端が他の掘削軸の下端に比べて最も高い位置に位置する
こととなる。

【０００９】

【作用】上記構成によれば、左右両外側の掘削軸の下端
位置が他の掘削軸の下端位置よりも下方にあるので、最
先に左右両外側の掘削軸が案内穴に案内されながら貫入
されることになる。次いで、これら両外側掘削軸のすぐ
内側の掘削軸の貫入が行われるが、これらの掘削軸の掘
削領域は両外側掘削軸の掘削領域と一部重複しているた
め、この重複分だけ掘削領域が減り、貫入抵抗が削減さ
れる。以下、同様にして、外側の掘削軸から順に貫入が
進むことにより、各掘削軸の掘削領域の重複分だけ貫入
抵抗が削減されながら全掘削軸が貫入されることとな
る。

【００１０】

【実施例】本発明の一実施例を図１，２に基づいて説明
する。なお、この実施例では、５本の掘削軸１１〜１５
を一列に並べて一度に掘削するとともに、前記図６に示
したように、各掘削軸１１〜１５の掘削領域Ａ１〜Ａ５
を互いに一部重複させながら一直線上に設定する例につ
いて説明する。

【００１１】図２は、５本の掘削軸（軸）１１〜１５を
同時に貫入するための掘削機を示したものである。この
掘削機は、基台２２を備え、この基台２２は、地盤１０
上に敷設されたガイドレール２１に沿って走行可能とな
っている。そして、この基台２２上に軸貫入装置２０が
設置されている。

【００１２】具体的に、上記基台２２上には、門型フレ
ーム２４が立設され、この門型フレーム２４には昇降ハ
ウジング２６が昇降可能に支持されている。この昇降ハ
ウジング２６は、図外の引抜ウインチの巻上げにより引
き上げられ、逆に巻下げにより自重で引き下げられるよ
うになっているが、図外の貫入ウインチの巻上げにより
積極的に引き下げられるようにしてもよい。

【００１３】この昇降ハウジング２６内には、上下方向
に延びる５本の駆動軸２８が自軸回りに回転可能に装着
されており、これらの駆動軸２８は、上記掘削軸１１〜
１５の配列方向（図２の左右方向）に並んでいる。各駆
動軸２８の上端は、減速機３０を介して掘削モータ３２
に連結されており、各駆動軸２８の下端には、各掘削軸
１１〜１５の上端部を把持する状態と開放する状態とに
切換えられるチャック３４が取付けられている。これら
のチャック３４は水平方向に並んでおり、その高さ位置
は全て等しく設定されている。そして、これらのチャッ
ク３４で掘削軸１１〜１５を把持した状態で、上記掘削
モータ３２が作動することにより、上記駆動軸２８と一
体に各掘削軸１１〜１５が自軸回りに回転駆動されるよ
うになっている。

【００１４】各掘削軸１１〜１５の下端には、図１
（ａ）（ｂ）に示すような掘削部１１ａ〜１５ａが設け
られ、これらの掘削部１１ａ〜１５ａは、各掘削軸１１
〜１５の自軸回りの回転により、地盤１０を掘削する形
状に設定されている。各掘削軸１１〜１５の軸長は同一
でなく、左右両外側に配される掘削軸１１，１５には最
も長い掘削軸が用いられ、次いで、両外側掘削軸１１，
１５のすぐ内側の掘削軸１２，１４に２番目に長い掘削
軸が用いられ、中央の掘削軸１３には最も短い掘削軸が
用いられている。

【００１５】次に、上記掘削軸１１〜１５の貫入方法を
説明する。

【００１６】まず、地盤１０において、前記図６に示す
ように、一列に並ぶ予定掘削領域Ａ１，Ａ２，…のう
ち、左右両外側の掘削軸１１，１５の掘削領域Ａ１，Ａ
５に予め案内穴Ｈを掘削しておく。ここで、１回目の掘
削時における最も右側の掘削軸１５の掘削領域Ａ５と、
２回目の掘削時における最も左側の掘削軸１１の掘削領
域Ａ１とは共通とするので、実際には、間に３つの掘削
領域を挾む間隔で案内穴Ｈを掘削することになる。

【００１７】なお、上記案内穴Ｈの深さは、各貫入軸１
１，１５の貫入深さと同等の深さに設定してもよいし、
また、これより浅く設定しても、各貫入軸１１，１５の
案内は行うことが可能である。

【００１８】一方、掘削機においては、各駆動軸２８下
端部のチャック３４に、各掘削軸１１〜１５の上端部を
クランプさせる。ここで、上記チャック３４は互いに水
平方向に並んでおり、全て等しい高さに位置しているの
に対し、掘削軸１１〜１５の軸長は一様でなく、両外側
の掘削軸１１，１５が最も長く、中央の掘削軸１３が最
も短いので、図１（ａ）に示すように、両外側の掘削軸
１１，１５の下端が最も低く、次いですぐ内側の掘削軸
１２，１４の下端が低く、中央の掘削軸１３の下端が最
も高い位置に位置することになる。すなわち、左側の軸
群１１〜１３、及び右側の軸群１３〜１５の双方におい
て、ある一つの掘削軸の下端位置がこの掘削軸よりも内
側に位置する掘削軸の下端位置よりも必ず低くなるよう
に各掘削軸１１〜１５が配列されることになる。このよ
うな配列により、各掘削軸１１〜１５の掘削領域Ａ１〜
Ａ５が互いに重複していても、掘削部１１ａ〜１５ａ同
士の干渉を避けることができる。

【００１９】この配列状態で、各駆動モータ３２を作動
させて各掘削軸１１〜１５を回転駆動しながら、図略の
貫入・引抜ウインチを作動させて昇降ハウジング２６を
自重によりあるいは強制的に降下させると、まず、最も
下位に位置する掘削軸１１，１５の貫入が最先に行われ
る。ここで、掘削軸１１，１５は予め掘削された案内穴
Ｈ内に貫入されるので、案内穴Ｈがない場合に比べて貫
入抵抗は極めて小さい。従って、これら掘削軸１１，１
５を貫入するための必要動力は非常に小さい。

【００２０】これら掘削軸１１，１５の貫入がある程度
進むと、両掘削軸１１，１５のすぐ内側に位置する掘削
軸１２，１４の貫入が始まる。ここで、これら掘削軸１
２，１４による掘削領域Ａ２，Ａ４の一部（詳しくは上
記掘削領域Ａ１，Ａ５との重複部分１００）は、上記掘
削軸１１，１５の貫入によって既に掘削されているの
で、この重複部分１００の分だけ掘削軸１２，１４の貫
入抵抗は少なく、よってその必要動力を削減することが
できる。しかも、これら掘削軸１２，１４の貫入開始の
際、既に両外側の掘削軸１１，１５は案内穴Ｈ内に貫入
されており、これら案内穴Ｈによって掘削軸１１，１５
が案内されるために、各軸１１，１２，１４，１５の貫
入方向は安定する。

【００２１】４本の軸１１，１２，１４，１５の貫入が
ある程度進むと、最後に中央掘削軸１３の貫入が始ま
る。この時、この掘削軸１３による掘削領域Ａ３の左右
両側部（すなわち掘削領域Ａ２，Ａ４との重複部分１０
０）は既に掘削されているので、この中央掘削軸１３の
貫入抵抗は上記掘削軸１２，１４の貫入抵抗よりもさら
に減少し、その必要動力も削減される。

【００２２】このようにして、全５本の掘削軸１１〜１
５の貫入を完了した後、これらの掘削軸１１〜１５から
セメント等を噴射しながら、昇降ハウジング２６を上昇
させて全掘削軸１１〜１５を引抜くことにより、５つの
掘削領域Ａ１〜Ａ５に連続する止水壁を形成することが
できる。その後、掘削機全体をガイドレール２１に沿っ
て走行させ、上記掘削軸１５が位置していた場所へ掘削
軸１１を移動させて、再び昇降ハウジング２６を降下さ
せることにより、上記と同様に左右両外側の掘削軸１
１，１５をそれぞれ次の案内穴Ｈ内に貫入することがで
きる。

【００２３】なお、各掘削軸１１〜１５の必要貫入深さ
が極めて大きい場合には、各掘削軸１１〜１５をある程
度貫入した後、その上端部に別の貫入軸の下端部を連結
し（すなわち軸を継足し）、貫入するようにすればよ
い。

【００２４】以上のように、この貫入方法では、最も外
側に位置する掘削軸１１，１５を案内穴Ｈに沿って最先
に貫入し、その後、外側の掘削軸から順に貫入を行うよ
うにしているので、地盤１０に対して一から掘削、貫入
動作を行わなければならない掘削軸は存在しない。従っ
て、全ての掘削軸の貫入抵抗を掘削領域同士の重複部分
だけ削減しながら、少ない動力で各掘削軸の貫入を行う
ことができる。しかも、その貫入作業中、予め設けた貫
入穴Ｈによって両外側の掘削軸１１，１５を効果的に案
内することができ、これによって貫入方向を終始安定さ
せることができる。

【００２５】なお、本発明はこのような実施例に限定さ
れるものではなく、例として次のような態様を採ること
も可能である。

【００２６】(1) 上記実施例では、両外側の掘削軸１
１，１５の下端高さを互いに等しく設定し、かつ掘削軸
１２，１４の下端高さ同士を等しく設定したもの（すな
わち各掘削軸１１〜１５の下端高さを左右対称に設定し
たもの）を示しているが、これらは必ずしも同等でなく
ても良く、最も左側の掘削軸１１よりも掘削軸１２の下
端位置のほうが高く、最も右側の掘削軸１５よりも掘削
軸１４の下端位置の方が高く、かつ中央の掘削軸１３の
下端位置が最も高くなっていれば、上記と同様の効果を
得ることができる。ただし、図例のように左右対称に掘
削軸１１〜１５の下端高さを設定すれば、貫入作業中の
左右バランスをより安定に保つことができる利点があ
る。

【００２７】(2) 本発明は、掘削軸の本数が５より大き
い場合にも有効に適用することが可能である。例えば掘
削軸の本数が５よりも大きな奇数（７，９，…）である
場合には、上記と同様に、両外側の掘削軸の下端が最も
低く、かつ中央の掘削軸の下端が最も高くなるような略
逆Ｖ字形に各掘削軸の下端を配列することにより、上記
と同様の効果を得ることが可能である。また、掘削軸の
本数が６本以上の偶数である場合、例えば、図３に示す
ように掘削部４１ａ〜４６ａをもつ６本の掘削軸４１〜
４６を用いる場合にも、左側の軸群４１〜４３において
掘削軸４１，４２，４３の順に下端高さが高くなり、右
側の軸群４４〜４６において掘削軸４６，４５，４４の
順に下端高さが高くなるように各掘削軸４１〜４６を配
置すれば、上記と同様の効果を得ることができる。この
場合、中央の２本の掘削軸４３，４４の下端高さを互い
に異ならせることにより、両軸４３，４４同士の干渉を
避けることができる。

【００２８】(3) 本発明において、「掘削軸を一方向に
並べ」とあるのは、各掘削軸が一直線上に並ぶことを必
ずしも意味せず、各掘削軸の位置が特定の直線上から適
当にオフセットされていても、これらの掘削軸が大略的
に一方向に並んでいればよい。また、円弧状の止水壁等
を形成する場合には、図４に示すように各掘削領域Ａ
１，Ａ２，…を周方向に並べればよい。

【００２９】

【発明の効果】以上のように本発明は、５本以上の掘削
軸のうち左右両外側に位置する２本の掘削軸の掘削領域
に予め案内穴を設けておき、各掘削軸の下端位置を外側
から内側に向かうにつれて高くなるように設定すること
により、両外側の掘削軸から順に貫入を行うものである
ので、地盤に対して一から掘削、貫入動作を行わなけれ
ばならない掘削軸をなくし、全ての掘削軸の貫入抵抗を
掘削領域同士の重複部分だけ削減することにより、貫入
に要する動力の削減を図るとともに、その貫入作業中、
上記貫入穴による両外側の掘削軸の案内効果を確保する
ことにより、貫入方向を終始安定させることができる効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明の一実施例において地盤に各掘
削軸を貫入する前の状態を示す一部断面正面図、（ｂ）
は上記掘削軸の貫入を開始した後の状態を示す一部断面
正面図である。

【図２】本発明方法を実施するための掘削機の一例を示
す正面図である。

【図３】６本の掘削軸を貫入する場合の軸配置例を示す
正面図である。

【図４】各掘削軸の掘削領域を周方向に並べた例を示す
平面図である。

【図５】（ａ）は従来方法において地盤に掘削軸を貫入
する前の状態を示す正面図、（ｂ）は上記掘削軸の貫入
を開始した後の状態を示す正面図である。

【図６】案内穴を設ける掘削領域の選択の一例を示す平
面図である。

【符号の説明】

１０ 地盤 １１〜１５，４１〜４６ 掘削軸 Ａ１〜Ａ５ 各掘削軸の掘削領域 Ｈ 案内穴

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ５本以上の掘削軸を各掘削軸の掘削領域
   の一部同士が重複する配置で一方向に並べ、この配列状
   態で全掘削軸を一度に貫入するための軸貫入方法であっ
   て、地盤において上記掘削軸のうち両外側に位置する２
   本の掘削軸の掘削領域に予め案内穴を設けておき、左側
   の軸群及び右側の軸群の双方において任意の掘削軸の下
   端位置がこの掘削軸よりも内側に位置する掘削軸の下端
   位置よりも低い位置に位置するように各掘削軸を配置し
   ながら全掘削軸の貫入を行うことを特徴とする軸貫入方
   法。