JPH07102557A - 地中竪穴掘削工事における表層ケーシングの回転建込み工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 地中に竪穴を掘削する前に穴心を目掛けて表
層ケーシングをケリーバの回転力で回転させながら地盤
表層部に鉛直に建て込み、掘削途中にその鉛直度を阻害
しないようにすること。 【構成】 地上トラック1 に搭載したブーム2 の先端か
らロープ3 で縒り戻し 3ａを介して垂下したケリーバ4
を、ケリードライブ5 の回転力で掘削バケット6と共に
回転させて地中に竪穴を掘削する掘削工事を実行するに
当り、この掘削工事の開始前に、穴心Ｏを目掛けて強靭
円筒製の表層ケーシング11を前記ケリーバ4 の回転力に
より回転させながら地中表層部に鉛直に建込んだ後、そ
の中の土から前記バケット6 により掘削し始めること
で、地中深く鉛直度の高い竪穴12を掘削可能となした。
なお、表層ケーシング11の下端に鋸歯状刃11Ａを形成し
たものを地中表層部に建込んでもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、高層ビルの基礎杭用
竪穴や井戸穴などの地中深く鉛直度の高い竪穴を掘削で
きる地中竪穴掘削工事における鉛直定規となるべき表層
ケーシングの回転建込み工法に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の地中竪穴工事においては、従来
例えば平成４年６月社団法人「日本基礎建設協会」発行
の専門書籍「場所打ちコンクリート杭」（建設省建設経
済局建設機械課監修）の第１５９頁、第１６０頁に記載
のものが有った。この従来の技術は、一般にアースドリ
ル工法といい、このアースドリル工法の掘削は、ドリリ
ングバケット（以下バケットと言う）を回転させて地盤
を掘削し、バケット内部に収納された土砂を地上に排土
する方法により行う。

【０００３】穴壁の保護は、表層部では表層ケーシング
を用い、それ以深は必要に応じて安定液で行う。

【０００４】鉄筋かご建込み・コンクリート打設は、掘
削完了後に所定の形状に製作された鉄筋かごを孔内に建
込み、トレミー工法によりコンクリートの打設を行う。

【０００５】この工法は、掘削からコンクリート打設ま
での一連の作業が１台のアースドリル掘削機によって、
施工可能であり、他の２工法に比較して機械設備の規模
が小さく、施工能率が高く、比較的狭い敷地においても
作業性が良いことを特徴としている。

【０００６】しかし、大礫・玉石・岩盤などの地層の掘
削は不可能となるため、工法選定時に十分な調査・検討
を要する。また、施工時に安定液の管理を怠ると、孔壁
の崩壊や杭頭部のコンクリート劣化などのこの工法特有
の問題が発生する可能性がある。

【０００７】アースドリル機による、一般的な掘削の施
工要領を図の施工要領図に基づき以下に説明する。

【０００８】図６に示すように、地上トラック1 に搭載
したブーム2 の先端からロープ3 で縒り戻し 3ａを介し
て垂下したケリーバ4 を、ケリードライブ5 の回転力で
掘削バケット6 と共に回転させて地中に竪穴を掘削する
掘削工事を行なうに当り、先ず、図７（ａ）に示すよう
に、ケリーバ4 をバケット6 と共に杭心Ｏに合わせる。

【０００９】そして、同図（ｂ）のように鉛直定規とな
るべき表層ケーシングの建込み予定深度まで掘削したの
ち、同図（ｃ）のように表層ケーシング7 を鉛直になる
ように建込む。

【００１０】次いで土質に適合した安定液を必要に応じ
注入しながら掘削し、支持層の確認後、同図（ｄ）のよ
うに根入れ掘削を行ない、最後に底ざらいバケットで一
次孔底処理を行なう。

【００１１】その後、鉄筋・コンクリート打設工事を行
なうのであるが、この工事では先ず、図８（ａ）のよう
に、地上でかご状に加工した鉄筋8 を孔内中央に鉛直に
建込んだ後、同図（ｂ）のように、トレミー9 を挿入
し、地盤が軟弱地盤であるときは、穴内に安定液を入
れ、沈殿物がある場合、二次孔底処理を行う。

【００１２】次いで、同図（ｃ）のように、トレミー工
法で、所定の位置までコンクリート10を打設した後、同
図（ｄ）のように、トレミー9 および表層ケーシング7
を引抜いて、空掘り部分の埋め戻しを行なって一連の基
礎杭一本当りの建込み工事を終了する。

【００１３】この従来の工事に用いるトラック1 として
は図６のようなキャタピラを有する周知の掘削機搭載の
トラックを用い、ケリーバ4 としては図９に示すような
例えば４段伸縮式で無垢の内芯のものを用いる。すなわ
ち、角形ロッドアンテナ状に角形パイプを順次摺動可能
に同軸結合して内ツバ、外ツバにより抜け止めを施し、
かつ下部に強靭なクッションバネ 4ａ上の平ワッシャ 4
ｂを平置して、短縮時にこの平ワッシャ 4ｂ上に上段３
本の筒状ケリーバ4 の下端を載置するようにしてある。

【００１４】また、ケリードライブ5 としては、油圧ポ
ンプからの加圧油で油圧モーターを回転させ減速機を介
してケリーバ4 や、バケット6 を回転させる装置を用
い、操作はトラック1 の運転室内バケット回転レバーを
引くと正回転（上方より見て右回転）レバーを前方に押
すと逆回転する。このレバーは２段式になっており、正
転・逆転とも１段で低速・２段で高速になるようにして
ある。

【００１５】さらに、ケリードライブを上下させる装置
をスラスターと言い、ストローク５００ｍｍのシリンダ
ーでケリードライブを上下させる。ケリードライブ回転
中に操作することにより、ケリードライブ・ケリーバ間
の摩擦抵抗及び回転トルクにより、下げ操作時はケリー
バー、バケット・ブーム・フロントフレーム等の重量を
掘削部に加えることができる。

【００１６】操作は、トラック1 の運転室内スラスター
レバーを引くとケリードライブが下がり、前方に押すと
ケリードライブが上がる。ケリードライブを上げるには
スラスターレバーは前方に一杯押した位置でロックされ
るので、手を離してもケリードライブは上昇し、ケリー
ドライブが一杯まで上昇したらレバーを中立に戻す。

【００１７】さらにまた、バケット6 としては図１０、
図１１、図１２の各図に示すように、強靭な円筒体を用
い、その上部橋絡板 6ａ上の筒内にケリーバ4 を挿着し
て、この橋絡板 6ａの端部にケーシング7 の外径よりも
若干大径の掘削穴径を得るためのケリーナイフ 6ｂを着
脱可能に備え、またバケット6 の下部には掘削爪 6ｃを
有する円錐浅皿状の底板 6ｄをそのヒンジ 6ｅによりロ
ックピンシャフト 6ｆを介し図１２のように開閉可能に
備え、かつ杭径を得る切削爪 6ｇを有する普通のドリリ
ングバケットを用いている。

【００１８】そして表層ケーシング7 は上記のように、
その直径よりも大径の掘削穴内に図７（ｃ）を経て同図
（ｄ）のように建込むのであるが、この表層ケーシング
7 は図７（ｄ）のように、その上部フランジ 7ａを地盤
の枕板 7ｂ上に載置して穴内に垂下した状態に建込むこ
とで鉛直度を高めようとしている。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】前記した従来の技術
は、表層ケーシング7 の外周よりも一回り大きい表層ケ
ーシング建込み用の穴内に竪穴の鉛直定規となるべき表
層ケーシング7 をそのフランジ 7ａで地上枕板 7ｂ上に
落して、このケーシングを穴内に吊下げた後、表層ケー
シング7 の周囲に土を入れることで、その鉛直出しをし
ているので、掘穴の鉛直定規である表層ケーシング7 は
その建込み時の落下衝撃が大で騒音も大きく、しかもケ
ーシングの中を掘削の度毎に通過するバケット6 が当接
し易いため、この当接衝撃やトラック1 のエンジンその
他の振動により、折角苦心して鉛直出しした表層ケーシ
ング7 の鉛直度が大幅に狂ってしまい、直線を定規なし
で線引きするような穴掘り結果となるので、地中竪穴の
鉛直精度が大幅に阻害されてしまうし、表層部の地盤崩
れが大のため穴心ずれを起し易いという多くの本質的か
つ重大な問題点があった。

【００２０】この発明は前記した各問題点を除去するた
めに、地中に竪穴を掘削する前に穴心を目掛けて表層ケ
ーシングをケリーバの回転力で回転させながら地盤表層
部に鉛直に建て込み、掘削途中にその鉛直度を阻害しな
いようにすることを目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上記したこの発明の目的
は、地上トラックに搭載したブームの先端からロープで
縒り戻しを介して垂下したケリーバを、ケリードライブ
の回転力で掘削バケットと共に回転させて地中に竪穴を
掘削する掘削工事を実行するに当り、この掘削工事の開
始前に、穴心を目掛けて強靭円筒製の表層ケーシングを
前記ケリーバの回転力により回転させながら地盤表層部
に鉛直に建込んだ後、その中の土から前記バケットによ
り掘削し始めることで、地中深く鉛直度の高い竪穴を掘
削したことで達成できた。

【００２２】

【作用】ケリーバの回転力で回転させながら地盤表層部
に建込んだ地中竪穴の鉛直定規となるべき表層ケーシン
グは、その周囲が地盤に強固に密接しているので、バケ
ット当接力などの外力では妄りに位置ずれすることがな
く、しかも鉛直度も損うことがないので、地中に深い竪
穴を最後まで鉛直に掘り下げることができる。

【００２３】特にこの発明では、表層ケーシングをケリ
ーバの回転力で回転させながら地盤表層部に建込むよう
にしたので、無理なく確実容易に鉛直建込みができ、竪
穴鉛直出し定規として穴掘りの最終段階まで継続使用で
きる。

【００２４】

【実施例】実施例について図面を参照して説明する。先
ずこの発明の基本構成は、図１に示すように、キャタピ
ラと掘削機械を備えた周知の地上トラック1 に搭載した
ブーム2 の先端からロープ3 で縒り戻し 3ａを介して垂
下したケリーバ4 を、ケリードライブ5 の回転力で掘削
バケット6 と共に回転させて地中に竪穴を掘削する従来
周知の掘削工事を行なうに当り、この発明では上記掘削
工事の開始前に、図１のように穴心Ｏを目掛けて強靭円
筒製の表層ケーシング11をその上部橋絡板11ａに結合ピ
ン11ｂで結合した前記ケリーバ4 の回転力により図２の
ように回転させながら地盤表層部に図３のように鉛直に
建込んだ後、その上部橋絡板11ａを外して表層ケーシン
グ11中の土から前記バケット6 により図４のように掘削
し始めることで、図５のように直径０．５〜１．５ｍ、
深さ１０〜３０ｍ程度まで地中深く鉛直度の高い竪穴12
を掘削できた。

【００２５】なお、穴心Ｏは前以って総合建設業者が設
置してあり、表層ケーシング11を穴心Ｏに合致させるに
は穴心Ｏの周囲にこの穴心から等距離の４箇所に設置し
た表層ケーシング11の外周面からの距離を計る複数のニ
ゲ心（図示せず）を打設しておき、これらのニゲ心付近
にケリーバーで降ろした表層ケーシング11の外周面と各
ニゲ心との距離をすべて同一となるように表層ケーシン
グ11を穴心Ｏに建込む。

【００２６】なお、表層ケーシング11はその上部外面の
フランジ11ｃを地表の枕板11ｄに当接させた時点でその
地盤への鉛直出しと建込みを終了する。

【００２７】そして、この表層ケーシング11を鉛直出し
定規として前記周知の掘削バケット6 でケリーバの回転
力と押し込み力とにより地中深く例えば直径０．５〜
１．５ｍで深さ１０〜３０ｍ程度の竪穴12を最後まで鉛
直に掘下げることができる。

【００２８】次いで、この竪穴を杭穴として用いるには
図８に示す前記従来例の説明のように高層ビルの基礎杭
を構築することができるが、表層ケーシング11は杭とな
るべきコンクリートが固化する前に図８（ｄ）のように
引き上げ、次の竪穴掘削用にまわす。

【００２９】さらに前記トラック1 に搭載の掘削機械と
かケリーバやバケットその他の各部材は従来周知のもの
を採用して本発明は実行できるので、これら各部材の詳
細はその説明を省略する。

【００３０】なお、表層ケーシング11はその下端の鋸歯
状刃11Ａで、より一層容易かつ短時間で地盤に対する鉛
直建込みができる。

【００３１】

【発明の効果】この発明は以上説明したように構成した
ので、以下に記載の効果を奏する。この発明では、表層
ケーシング11をケリーバ4 の回転力で回転させながら地
盤表層部に建込むようにしたので、無理なく確実容易に
鉛直建込みができ、竪穴鉛直出し定規として穴掘りの最
終段階まで継続使用できるので、鉛直の基礎杭等を容易
かつ短時間で構築できる等の第１の効果が有る。

【００３２】ケリーバ4 の回転力で回転させながら地盤
表層部に建込んだ地中竪穴の鉛直定規となるべき表層ケ
ーシング11は、その周囲が地盤に強固に密接しているの
で、バケット当接力などの外力では妄りに位置ずれする
ことがなく、しかも鉛直度も損うことがないので、地中
に深い竪穴を最後まで鉛直に掘り下げることができると
共に杭心ずれなどの事故も未然に防げるという第２の効
果も有る。

【００３３】請求項２によれば、表層ケーシング11は、
その下端の鋸歯状刃11Ａで、より一層容易かつ短時間で
地盤に対する鉛直建込みができるという効果を付加でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す斜視図

【図２】本発明の実施例の要部を示す断面略図

【図３】図２と状態を異にした断面略図

【図４】図３と状態を異にした断面略図

【図５】図４と状態を異にした断面略図

【図６】従来例を示す斜視図

【図７】従来例を示す要部断面図

【図８】従来例を示す要部断面図

【図９】本発明に用いるケリーバの一例を示す一部切欠
断面図

【図１０】本発明に用いるバケットの一例を示す斜視図

【図１１】本発明に用いるバケットの一例を示す断面図

【図１２】図１１と状態を異にしたバケットの断面図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地上トラック1 に搭載したブーム2 の先
   端からロープ3 で縒り戻し 3ａを介して垂下したケリー
   バ4 を、ケリードライブ5 の回転力で掘削バケット6 と
   共に回転させて地中に竪穴を掘削する掘削工事におい
   て、この掘削工事の開始前に、穴心Ｏを目掛けて強靭円
   筒製の表層ケーシング11を前記ケリーバ4 の回転力によ
   り回転させながら地中表層部に鉛直に建込んだ後、その
   中の土から前記バケット6 により掘削し始めることで、
   地中深く鉛直度の高い竪穴12を掘削可能となした、地中
   竪穴掘削工事における表層ケーシングの回転建込み工
   法。
2. 【請求項２】 表層ケーシング11の下端に鋸歯状刃11Ａ
   を形成したものを地中表層部に建込む請求項１記載の地
   中竪穴掘削工事における表層ケーシングの回転建込み工
   法。