JPH0758033B2 - 竪穴掘削用のケーシングビット - Google Patents

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、特に玉石や転石を含
む砂礫層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） 掘削抵抗の大きな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（ケーシングパイプともいう）の回転による掘削時の
押し込み抵抗を減少させるため、地盤が鋼管の肉厚寸法
より厚い寸法の円筒状に掘削されるように、第７図に示
すように、鋼管１の下端部に、鋼管１の外周面より僅か
に外方に張り出させた複数のアウタカッタ２と、反対に
鋼管１の内周面より僅かに内方に張り出させた複数のイ
ンナカッタ３とを周方向に配設し、一方鋼管１の下端部
内周面のアウタカッタ２およびインナカッタ３より上方
の位置に前記内周面より内方に突出させてインサートカ
ッタ４を取付け、鋼管１の回転に伴なって鋼管１の内周
側にインサートカッタ４により円周溝５を形成し、この
円周溝５の形成により円弧状の水平断面形状を有するハ
ンマグラブ６のシェル6a（第８図参照）を挿入可能にす
ると共に、アウタカッタ２およびインナカッタ３により
掘削されたずりを鋼管１の内周側へ効率良く導くように
構成したものが提案されている（特開昭62−228591号公
報）。

（発明が解決しようとする問題点） 上記従来のケーシングビットによる地盤の掘削は、ケー
シングビットを回転あるいは揺動させながら地盤内に圧
入することにより行なわれるが、その際、アウタカッタ
２およびインナカッタ３による掘削と共に、該掘削部の
上部が、鋼管１の内周面に前述のように取付けられてい
るインサートカッタ４によって同時に掘削される。

第７図は岩盤等比較的硬い地盤を掘削している状態を示
し、インサートカッタ４により掘削された円周溝５にハ
ンマグラブ６のシェル6aを挿入して円周溝５で囲まれた
部分７を挟持し、途中障害物に邪魔されることなく、鋼
管１内を引き上げられて地上に排出される。

第８図は玉石や転石を含むくずれやすい地盤や砂礫層を
掘削している状態を示している。このようなくずれやす
い砂礫層等の掘削においては、掘削速度が低下する中
で、鋼管１内の土砂をハンマグラブ６でつかみ出し、地
上に排出することになる。従ってハンマグラブ６でのつ
かみ出し作業は頻繁には行なわない。このため、カッタ
２〜４によって玉石や転石を切削する際に発生する振動
等により、鋼管１内の地盤がゆすられ、この結果、砂礫
等が円周溝５の中に次第に入り込んで行く。一方、アウ
タカッタ２、インナカッタ３及びインサートカッタ４に
よって掘削された土砂は円周溝５を経て上方へ移行す
る。しかしながら、円周溝５には砂礫等が入り込んでお
り、掘削された土砂の上昇圧でそれを押しのけようとす
るため、結果として円周溝５にある土砂は固く締って第
８図で示すようにハンマグラブ６のシェル6aが地盤に食
い込みにくくなり、排土効率の低下を招くという問題を
有していた。

本発明は上記問題点に鑑み、砂礫層のようなくずれやす
い地盤を掘削する場合、鋼管の内周面に形成される円周
溝に入る砂礫等の土砂を常に軟らかくほぐし、その溝に
挿入されるハンマグラブのシェルを円周溝に容易に挿入
できるようにして、排土効率を高め、かつ土砂をほぐす
際の攪拌抵抗を軽減するための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。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明は、鋼管の下端部に、
鋼管の回転に伴ない鋼管内周部にハンマグラブのショル
挿入用の円周溝を形成するインサートカッタを備えた竪
穴掘削用のケーシングビットにおいて、鋼管の内周面の
前記インサートカッタより上方の位置に、インサートカ
ッタと同じかあるいは僅かに小さな内方への突出幅を有
すると共に、掘削機能を有せず、鋼管の回転に伴ない前
記円周溝内を移動して円周溝の詰まりを防止するブロッ
クを、前記インサートカッタとは独立させると共に、前
記鋼管の内周面の上下方向に任意の間隔を隔てた複数箇
所に設けたことを特徴とする。

前記ブロックは、上下方向に複数個設けるのみならず、
さらに、前記鋼管の内周面の周方向に任意の角度隔てた
複数個所に設けてもよい。

（作用） 本発明は、上記の構造を有するので、砂礫層の掘削の際
には、前記円周溝に砂礫が入り込み、円周溝を塞ぐ挙動
を生じるが、鋼管の内部に本発明によりインサートカッ
タと独立に、上下に間隔をおいて取り付けられた複数の
ブロックが、鋼管の回転に伴って円周溝内を動くため、
円周溝内に入り込んだ砂礫をこれらのブロックによって
押しのけると同時に、砂礫の一部はインサートカッタと
ブロック間、または各ブロック間で逃がしながら円周溝
内の砂礫が複数のブロックによって攪拌されてほぐさ
れ、砂礫の一部が円周溝の上方へ排除されることになる
ので、円周溝内の砂礫が固く締まることがなく、ハンマ
グラブのシェルを深く円周溝内を挿入することができ、
円周溝内の砂礫土砂をハンマグラブによって挟持し、地
上に排出することができる。また、本発明においては、
複数のブロックを上下間に間隔を有して取り付けたの
で、円周溝内に入った砂礫を攪拌する際の抵抗を軽減で
きる。

（実施例） 以下本発明の一実施例を第１図ないし第５図により説明
する。第１図は掘削状態で示すケーシングビットの縦断
面図、第２図は該ケーシングビットの正面図、第３図は
第２図の底面図、第４図は第２図のＡ−Ａ断面図、第５
図は第４図のＢ−Ｂ拡大断面図である。第１図ないし第
５図において、第７図および第８図と同じ符号は同じ機
能を発揮する部材または部分を示す。８は本発明による
ケーシングビットであり、該ケーシングビット８は、鋼
管１の上端に、図示しない継ぎ足し用の鋼管とのジョイ
ント部1aを有する。

鋼管１の下端に設けられるアウタカッタ２とインナカッ
タ３は、前記従来の構成とほぼ同じであり、これらは鋼
管１の下端部に第３図に示すように等ピッチで交互に配
設されている。本実施例の場合、アウタカッタ２とイン
ナカッタ３の数量比は2:1になっているが、この比は地
盤条件によって1:1など任意に変えられる。これらのア
ウタカッタ２およびインナカッタ３は、鋼管１の下端を
切り欠き、その切り欠き部に嵌入させて取り付けられ
る。

また、鋼管１の下端部1bは、第１図、第５図の点線で示
すように、内周面が例えば45度の勾配面となるように形
成し、これにより、カッタ２、３により切削されたずり
を鋼管１の内側に導き易くすると共に、鋼管１の下方に
溜まっているずり内に鋼管１の下端を挿入し易くしてい
る。

インサートカッタ４は、鋼管１の下端部内周面に、該内
周面より内方に突出させて取り付けられており、その下
端面が、アウタカッタ２およびインナカッタ３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、
鋼管１の下端部のインサートカッタ４取り付け部のみ
は、第５図の実線で示すように、勾配面が形成されな
い。

鋼管１の内周面のインサートカッタ４の上方の位置に、
インサートカッタ４の内方への突出幅と同じかあるいは
僅かに小さな厚みを有する２個のブロック９が、縦に間
隔を有して取り付けてある。これらのブロック９の長さ
は、通常、鋼管１内の掘削穴底面に対する鋼管１の先行
量を基に決定する。この先行量は掘削地盤の種別や地下
水位、伏流水等地盤条件によって異なる。またこれらの
ブロック９は、第４図および第５図に示すように、上下
方向および回転方向に面取りがなされ、上下および回転
時の抵抗を少なくすると共に、杭打設時の鉄筋の伴上が
り現象を招かないようにしている。

上記のように構成したことにより、鋼管１の肉厚部分に
おける地盤は、鋼管１を第３図の矢印ａの方向に回転さ
せることにより、アウタカッタ２とインナカッタ３とに
より鋼管１の肉厚寸法より厚い円筒状に掘削され、掘削
されたずりは、鋼管１の下端部に周方向に配設されてい
るアウタカッタ２とインナカッタ３により攪拌されて流
動性を増し、前記鋼管１の下端部1bに形成された勾配面
の作用とともに鋼管１の押し込み抵抗を減少させる。

一方、アウタカッタ２およびインナカッタ３による掘削
と同時に、インサートカッタ４による掘削も行なわれ、
該掘削部に円周溝５が形成される。そして前述のように
流動性を増したりずりが円周溝５を経て鋼管１の内側に
導かれ、それに伴って鋼管１が押し込まれていく。

また、砂礫層等を掘削する場合、円周溝５の上部に砂礫
が入り込み、前述したようなずりの出口を塞ぐ。このた
め、円周溝５は固く締まる結果となるが、鋼管１の内周
面に取り付けられたブロック９により、鋼管１の回転に
伴ってブロック９も円周溝５内を動くため、円周溝５に
詰まった砂礫を押しのけると同時に、砂礫の一部はイン
サートカッタ４とブロック９間、または各ブロック９間
で逃がしながら円周溝５内の砂礫が複数のブロック９に
よって攪拌されてほぐされ、砂礫の一部が円周溝５の上
方へ排除されることになるので、円周溝内の砂礫が固く
締まることがなく、ハンマグラブ６のシェル6aが充分入
り込むだけの軟らかさとなり、砂礫層での掘削が可能と
なる。また、ブロック９は、インサートカッタ４と間隔
を有して取り付けられていると共に、各ブロック９間の
上下間に間隔を有して取り付けてあるが、これはいずれ
も、砂礫を攪拌する際の抵抗を軽減するためである。ま
た、これらの間隙を埋めるように、第５図に示すよう
に、少し離れた位置に別のブロック9Aを設けても良い。

また、これらのブロック９は鋼管１の円周上の１個所に
限定することなく、鋼管１の直径等に応じて、第６図に
示すように、120度の間隔を有してブロック9B、9C、9D
を周方向に配設するか、もしくは90度等任意の角度を隔
てた複数個所にブロック９を設ける構成としても良い。
なお、周方向に設けるブロック9B〜9Dは、それぞれ高さ
を異ならせて設ければ、ブロック数を少なくし、円周溝
５の全高さをカバーしやすくなる。

（発明の効果） 請求項１によれば、砂礫層等のくずれやすい層の掘削に
おいて、鋼管の内周面にインサートカッタと独立に上下
に間隔をおいて取り付けられた複数のブロックが、鋼管
の回転に伴って円周溝内を動くため、円周溝内に入り込
んだ砂礫をこれらのブロックが押しのけると同時に、砂
礫の一部はインサートカッタとブロック間、または各ブ
ロック間で逃がしながら円周溝内の砂礫が複数のブロッ
クによって攪拌されてほぐされ、砂礫の一部が円周溝の
上方へ排除されることになるので、円周溝内の砂礫が固
く締まることがなく、その溝に挿入されるハンマグラブ
のシェルを円周溝に容易に深く挿入でき、その結果、排
土効率が高められる。また、複数のブロックを上下間に
間隔を有して取り付けたので、円周溝内に入った砂礫を
攪拌する際の抵抗を軽減できる。

請求項２によれば、複数のブロックを鋼管の周方向に配
設したので、円周溝内が刷新される頻度が高まり、円周
溝内の砂礫の除去、攪拌効果が高められる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるケーシングビットを掘削状態で示
す縦断面図、第２図は該ケーシングビットの正面図、第
３図は第２図の底面図、第４図は第２図のＡ−Ａ断面
図、第５図は第４図のＢ−Ｂ拡大断面図、第６図は本発
明によるケーシングビットの他の実施例を示す横断面
図、第７図および第８図はそれぞれ従来のケーシングビ
ットを岩盤、砂礫層の掘削状態で示す縦断面図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】鋼管の下端部に、鋼管の回転に伴ない鋼管
   内周部にハンマグラブのシェル挿入用の円周溝を形成す
   るインサートカッタを備えた竪穴掘削用のケーシングビ
   ットにおいて、 鋼管の内周面の前記インサートカッタより上方の位置
   に、インサートカッタと同じかあるいは僅かに小さな内
   方への突出幅を有すると共に、掘削機能を有せず、鋼管
   の回転に伴ない前記円周溝内を移動して円周溝の詰まり
   を防止するブロックを、 前記インサートカッタとは独立させると共に、 前記鋼管の内周面の上下方向に任意の間隔を隔てた複数
   箇所に設けた ことを特徴とする竪穴掘削用のケーシングビット。
2. 【請求項２】前記ブロックを、前記鋼管の内周面の周方
   向に任意の角度隔てた複数個所に設けたことを特徴とす
   る請求項１記載の竪穴掘削用のケーシングビット。