JPH0613767B2 - 掘削ケーシング - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、大口径の場所打杭を施工するための掘削ケー
シングに関する。

〔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
の内部をハンマー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工法が知られており、
ベノト工法などはその一つである。

このベノト工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入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
て悪いだけでなく、地下水の流速が100ｍ／Ｈ以上ある
地盤にあってはハンマーグラブによる先行掘削によって
地盤が崩壊しケーシングの挿入が不可能となって掘削で
きない。たとえ掘削できたとしても、地下水によって生
コンが流失するため、生コンの投入が出来ない、また、
ハンマーグラブによる先行掘削により孔壁の崩壊がお
き、これに伴って地盤地下を招く恐れがあるなどの理由
で地下水の有無に大きく左右されるものであった。

そこで、発明者は地下水の有無に全く左右されない掘削
方法としてケーシングの先端にカッタービットを設け、
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
出をハンマーグラブ等で行う工法（エクセル工法と称
す）を考え出して実施している。

このような工法で一番重要なポイントは、該ケーシング
周面の地層をいかにして不透水層に形成するかにあり、
先に本発明者は実願昭57-185595号（実開昭59-89188号
公報）としてケーシング先端で掘削した土砂をケーシン
グ外周へと押出し、これをケーシング本体全長に形成し
た突起条により外周地盤を各地層の圧密限界近くまで圧
密してボイド率を低減し、不透水層を形成するものを提
案した。

しかし、この実願昭57-185595号のものでは圧密壁はケ
ーシング本体の長さ方向の全体で形成されるものであ
り、掘削時の摩擦抵抗を大きくする原因にもなることが
ある。

そこで、本発明者は特願昭62-125533号（特開昭53-2891
14号公報）でケーシングの先端に嵌合しボルト止めで固
定するカッティングヘッドとして、下端面にカッタービ
ットを配設し、外周面を上下方向の旋回溝形成部と肉厚
な転圧部とに区画したものを提案した。

このカッティングヘッドによれば、ケーシングを回転さ
せながら建込む時に、そのヘッドの下端面のカッタービ
ットで削られた土砂はヘッドの外側に押出され一部はそ
の外周面の転圧部で孔壁に圧密される。また、残りの土
砂は旋回溝形成部の溝に導かれて上昇しつつ転圧部によ
り孔壁に圧密される。

このように孔壁が圧密されることで、ケーシング周面の
摩擦が除去される。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記特願昭62-125533号のカッティングヘッドはケーシ
ング全体が比較的短い時はかなり有効なものであるが、
大深度の掘削を行うために、多数のケーシングを長さ方
向に継ぎ足して全体に長いケーシングとなる時は該カッ
ティングヘッドで圧密形成された孔壁が劣化して所望の
効果が期待できないおそれがある。

本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、大深度の
掘削でも充分孔壁を圧密させて不透水層を効果的に形成
できる掘削ケーシング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成するため、回転可能な通常ケー
シングを長さ方向に複数接続する場合に、その接続の適
宜個所に、外周面に上下方向の旋回溝と肉厚な転圧部と
を設け、上下端に通常ケーシングへの嵌合継手を形成し
た接続用短尺ケーシングを介在させ、また、接続された
通常ケーシングの最下端に外周面を上下方向の旋回溝形
成部と肉厚な転圧部とに区画し、上端に通常ケーシング
への嵌合継手を設け、下端面にカッタービットを有する
短尺ケーシングのカッティングヘッドを配設したことを
要旨とするものである。

〔作用〕

本発明によれば、ケーシングを回転させながら建込む時
に、そのカッティングヘッドの下端面のカッタービット
で削られた土砂はヘッドの外側に押出され一部はその外
周面の転圧部で孔壁に圧密される。また、残りの土砂は
旋回溝形成部の溝に導かれて上昇しつつ転圧部により孔
壁に圧密される。

このように先ずカッティングヘッドで孔壁が圧密される
ことで、ケーシング周面の摩擦が除去される。

一方、掘削とともにケーシング全体が地盤中に建込まれ
ていき、前記カッティングヘッドでの圧密個所はケーシ
ングの中間部に移行し劣化して崩れを生じる。

これに対して、接続用短尺ケーシングがある部分がその
場所にくると前記カッティングヘッドと同様に、崩れた
土砂は旋回溝でケーシングの外側に押出され一部はその
外周面の転圧部で孔壁に圧密され、また残りの土砂は旋
回溝形成部の溝に導かれて上昇しつつ転圧部により孔壁
に圧密され、再度孔壁の補強がなされ、以下同様にその
上方の接続用短尺ケーシングでも孔壁の補強がなされ、
大深度の掘削孔でもその全長に圧密壁が確実に得られ
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図は本発明の掘削ケーシングの１実施例を示す１部
切欠いた正面図で、図中２は鋼管による通常ケーシング
でこれは長さ方向に複数接続する。

このように通常ケーシング２を複数接続するに際し、本
発明は接続用短尺ケーシング18を２本または３本おきの
接続個所に介在させる。

この接続用短尺ケーシング18は、第２図、第３図に示す
ように、上下端に前記通常ケーシング２への雄型嵌合継
手19ａと雌型嵌合継手19ｂとを設け、外周面を上下方向
の旋回溝20と肉厚な転圧部21とに区画したものである。
図中22は嵌合継手19ａ，19bに形成したボルト孔を示
す。

接続用端尺ケーシング18は前記転圧部21以外の部分では
通常ケーシング２外径と同一の外径であり、転圧部21は
これを肉厚とすることで通常ケーシング２より僅かに外
側に突出させ、かつ端縁をテーパーに形成する。

また、旋回溝20は矩形な転圧部21を上下方向で間隔を置
いて形成することで該転圧部21間に同時に形成される。

さらに、転圧部21は短尺ケーシング18の周面方向でも間
隔を置いて形成し、その間に前記旋回溝20と交差する縦
溝23が設けられるようにした。

このようにして通常ケーシング２のうち、２本または３
本おきではこの接続用短尺ケーシング18を用いて接続
し、他は通常の接続をおこなうが、該接続用短尺ケーシ
ング18の配置や転圧部21の形状等は掘削の深度や地層の
状態に応じて適宜選択できる。

さらに、接続されたケーシング２の先端にはカッティン
グヘッド１を嵌合しボルト止めで固定する。

第４図に示すように該カッティングヘッド１は上端に通
常ケーシング２への嵌合継手３を形成し、下端面にはカ
ッタービット４を植設したもので、外周面は凹部に突条
５を設けその間を旋回溝６とした旋回溝形成部と肉厚で
ケーシング本体２より僅かに外側に突出する転圧部７と
に区画形成するが、図示の例ではこの旋回溝形成部と転
圧部７とはそれぞれ一対ずつ対向するように形成した。

転圧部７は断面形状が、回転方向に対して先細となる勾
玉状に形成してテーパー面７ａを有するものとし、この
テーパー面７ａを介して掘削土砂を回転により外方に押
圧出来るようにしてある。

前記突条５のうちの数個は途中を切断し、砂利等を逃す
横溝８を形成する。

次に、使用法について説明する。

第５図は使用状態を示すもので、図中10はケーシング建
込み機であり、モータ12と減速機13及びこれらにより回
転するケーシングチャック機構14からなるケーシング駆
動部15を昇降ジャッキ16によりリーダマスト11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10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16を脚とするものでもよい。

前記ケーシング建込み機14のケーシング駆動部15に、チ
ャック機構14でケーシング２等の外周を固定するように
ケーシング２等をセットし、モータ12を始動すれば減速
機13を介してチャック機構14が回転し、該チャック機構
14で押えられたケーシング２や接続用短尺ケーシング18
及びその先端のカッティングヘッド１も一方向にゆっく
りと回転する。

先端のカッタービット４での切削土砂や石くずは、ヘッ
ド１の外側へ押し出され、その一部はヘッド１の転圧部
７で孔壁に圧密される。また残りの土砂等は旋回溝６に
沿って上昇しつつ転圧部７によって孔壁に圧密される。

昇降ジャッキ16はフリーとなっており、このようにして
ヘッド１及びケーシング２等が地盤に建込まれていく
と、自重でケーシング駆動部15も下降するが、その最下
位まで達すると、チャック機構を一度ゆるめて昇降ジャ
ッキ16を伸ばして駆動部15を押し上げ、再度ケーシング
２等の上部をチャック機構14で固定して同様の動作を繰
返す。。

一方、ヘッド１内で輪切りにされた土砂はハンマーグラ
ブや他の掘削バケット等の掘削機17をケーシング２等内
へ上方から吊下し、これで掘削、排土する。

前記孔壁の圧密についてさらに説明すると、カッティン
グヘッド１は、ケーシング２等の先端に結合するもので
あるから、カッタービット４で切削された土砂の一部は
すぐに孔壁に圧密される。

通常、ボイド率はローム層では約60〜70％、砂層では約
35〜45％、礫層では約25〜35％であるがカッティングヘ
ッド１によれば、各地層の圧密限界近くまで圧密して、
ボイド率を下げ不透水層を形成できるものである。

一方、掘削とともにケーシング全体が地盤中に建込まれ
ていき、前記カッティングヘッド１での圧密個所はケー
シングの中間部に移行し、ケーシング２と擦れ合うなど
すると劣化して崩れを生じる。

これに対して、接続用短尺ケーシング18がある部分がそ
の場所にくると、前記カッティングヘッド１と同様に、
崩れた土砂は旋回溝20でケーシング18の外側に押出さ
れ、一部はその外周面の転圧部21で再度孔壁に圧密され
る。また、残りの土砂は旋回溝20に導かれて上昇しつつ
転圧部21により孔壁に圧密され、土のボイド率を下げて
孔壁の補強がなされる。

以下同様にその上方の接続用短尺ケーシング18でも孔壁
の補強がなされ、このように何段階かに分けて２重、３
重に孔壁を圧密することで、大深度の掘削孔でもその全
長にわたり圧密壁が確実に得られる。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明の掘削ケーシングは、回転可能
な通常ケーシングを長さ方向に複数接続するような大深
度の掘削孔を形成する場合でも、該掘削孔の全長にわた
り孔壁を確実に圧密することで孔壁の崩壊を完全に防止
できるとともに、ケーシング周面の摩擦が除去され、ま
た不透水層が形成できるので地下水の流速が速いところ
でも場所打ち杭の施工が可能となるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の掘削ケーシングの１実施例を示す一部
切欠いた正面図、第２図は接続用短尺ケーシングの側面
図、第３図は同上横断平面図、第４図はカッティングヘ
ッドの側面図、第５図は使用状態を示す側面図である。 １……カッティングヘッド ２……通常ケーシング ３……嵌合継手、４……カッタービット ５……突条、６……旋回溝 ７……転圧部、７ａ……テーパー面 ８……横溝 10……ケーシング建込み機 11……リーダマスト、12……モータ 13……減速機、14……チャック機構 15……ケーシング駆動部 16……昇降ジャッキ、17……掘削機 18……接続用短尺ケーシング 19ａ……雄型嵌合継手、19ｂ……雌型嵌合継手 20……旋回溝、21……転圧部 22……ボルト孔、23……縦溝

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転可能な通常ケーシングを長さ方向に複
   数接続する場合に、その接続の適宜個所に、外周面に上
   下方向の旋回溝と肉厚な転圧部とを設け、上下端に通常
   ケーシングへの嵌合継手を形成した接続用短尺ケーシン
   グを介在させ、また、接続された通常ケーシングの最下
   端に、外周面を上下方向の旋回溝形成部と肉厚な転圧部
   とに区画し、上端に通常ケーシングへの嵌合継手を設
   け、下端面にカッタービットを有する短尺ケーシングの
   カッティングヘッドを配設したことを特徴とする掘削ケ
   ーシング。