JPH0694772B2 - 掘削装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、大口径の現場造成杭の施工などに用いる掘削
装置に関する。

〔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工法が知られており、ベ
ノト工法などはその一つである。

〔発明が解決しようとする課題〕

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。

本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、硬質な岩
盤や転石の多い地盤でも確実に掘削できるという高い掘
削性能を有するとともに掘削及び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、先端に掘削刃を有す
る回転ケーシングと、回転ケーシング内に挿通する中空
ロッドの先にスイベルを介して回転自在に中空軸部を連
結し、この中空軸部外周に回転ケーシング内先端近くの
内側に係合可能な張り出し部を設け、回転ケーシング内
に挿入可能でかつ先端から突出する掘削ビットと、前記
中空ロッド及び中空軸部に挿入可能で掘削ビットから突
出するダウンザホールハンマと、回転ケーシング内に挿
通する安定液及び掘削ズリ回収用のリバースロッドとか
らな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
先端近くの内側にリング状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、掘削孔内の安定液と掘削土砂は混合されてリバ
ース用ロッドで上方へと排出される。

このようにして、掘削及び排土を行い、基礎地盤の硬質
な岩盤や転石に当たったならばダウンザホールハンマを
掘削ビットから突出させてこれで先行掘削し、掘削ビッ
トの掘削部分を予め芯抜きした状態にして該掘削ビット
の切削を容易する。

所定深度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ットの係合を解除し、掘削ビット及
びダウンザホールハンマ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。

先にケーシングの建込み装置について説明すると、第９
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
ーダマスト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。

第１図は本発明の掘削装置の第１実施例を示す縦断正面
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18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を形成
した攪拌翼兼ガイド翼20を突設する。

さらに、該軸部19の途中でこの撹拌翼兼ガイド翼20の上
方にケーシング15内先端近くの内側に係合可能な張り出
し部21を設ける。

この張り出し部21の具体的構成としては、一例として第
10図に示すように先端に湾曲する当板21bを取り付けた
横向きの油圧ジャッキ21aからなるものとする。

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内に挿通する中空ロッド23の先端に連結し、かつこ
の軸部19は中空であり、下端にこの中空ロッド23に連通
する開口24を形成する。

この中空ロッド23、軸部19を介してダウンザホールハン
マ８を挿入し、前記開口24から掘削ビット17の下方にか
ら突出するようにした。図中９はダウンザホールハンマ
８への圧搾空気配管である。

前記中空ロッド23に並べて安定液及び掘削ズリ回収用の
リバースロッド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。

次に、前記装置を使用して行う掘削工法を第２図〜第８
図について説明する。

ケーシング15は第９図に示すようなケーシング建込み機
１にセットするが、張り出し部21の油圧ジャッキ21aを
伸ばせば当板21bが回転ケーシング15の先端近くの内側
に強く当接してリング状掘削ビット17の軸部19が係合し
て回転ケーシング15と掘削ビット17は一体化し、かつこ
の軸部19を介してケーシング15の先端から突出する。

ケーシング建込み機１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17も回転し、第
２図に示すように先にリング状掘削をビット17で地中を
円形に掘削し、さらにその外周をケーシング15の先端の
掘削刃16が掘削する。

同時に、ケーシング15内にはベントナイト液等の安定液
10を満たしてあり、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ロッド25に回収されて排出
される。

このようにして、第３図に示すように基礎地盤としての
硬質岩盤29に達するまで掘削したならば、第４図、第５
図に示すようにダウンザホールハンマ８を掘削ビット17
の開口24から突出させてこれで先行掘削し、掘削ビット
17の掘削部分を予め芯抜きした状態にして該掘削ビット
17の切削を容易にする。

硬質岩盤29に達する前でも、転石等に当たった場合も同
様にする。

第６図に示すように所定の深度まで掘削したならば、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17の係合を解除し、第７図に示すように
中空ロッド23やリバースロッド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８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
ハンマグラブ等で排出し、排土処理後通常の手法でバケ
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11図〜第14図は本発明の掘削装置のケーシング15内の
先端近くの内側に係合可能な張り出し部21の他例を示す
もので、ロック式のものを採用した場合である。

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を形成する。このストッパー31はその上部のケー
シング15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をその上端が中空ロッド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19から
水平に突設した円盤状のスタビライザー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19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35が倒されロッド34が突出す
る。

この状態でケーシング15が回転すれば、ロッド34は第14
図に示すようにストッパー31に係合し、ケーシング15の
回転力はリング状掘削ビット17に伝達される。

中空ロッド23やリバースロッド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。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明の掘削装置は、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段階の掘削で効率的に掘削できるもの
であり、硬質な岩盤や転石の多い地盤でもダウンザホー
ルハンマの併用で確実に掘削できる。

このように高い掘削性能を有するとともにケーシングの
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、ハンマグラブ等の掘削具でケーシング内を排土す
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１図は本発明の掘削装置の第１実施例を示す縦断正面
図、第２図〜第８図は第１図の装置を用いる工法の各工
程を示す縦断正面図、第９図はケーシング建込み機の一
例を示す側面図、第10図は張り出し部の一例を示す一部
切欠いた正面図、第11図、第12図は張り出し部の他例を
示す要部の側面図、第13図はケーシングの説明図、第14
図は第13図のＡ−Ａ線断面図である。 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…リーダマスト ８…ダウンザホールハンマ ９…圧搾空気配管 10…安定液 15…ケーシング、16…掘削刃 17…リング状掘削ビット 18…掘削刃、19…軸部 20…攪拌翼兼ガイド翼、20a…スクリュー羽根 20b…縦羽根、21…張り出し部 21a…油圧ジャッキ、21b…当板 22…スイベル、23…中空ロッド 24…開口、25…リバースロッド 28…油圧配管、29…硬質地盤 31…ストッパー 32…スライド部、33…スタビライザー 34…ロッド、35…リンク機構 36…連結ロッド、37…スプリング

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】先端に掘削刃を有する回転ケーシングと、
   回転ケーシング内に挿通する中空ロッドの先にスイベル
   を介して回転自在に中空軸部を連結し、この中空軸部外
   周に回転ケーシング内先端近くの内側に係合可能な張り
   出し部を設け、回転ケーシング内に挿入可能でかつ先端
   から突出する掘削ビットと、前記中空ロッド及び中空軸
   部に挿入可能で掘削ビットから突出するダウンザホール
   ハンマと、回転ケーシング内に挿通する安定液及び掘削
   ズリ回収用のリバースロッドとからなることを特徴とし
   た掘削装置。