JPH08269947A - 鋼柱列壁の構築方法及び掘削機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 Ｈ型鋼を順次結合した状態で建て込むことに
より構築された鋼柱列壁を得る。 【構成】 複数の掘削ドリルと、杭穴の壁面１９を掘削
する壁面掘削手段とを備えた多軸の掘削機により、隣接
杭穴間の壁面１９が平坦化された複数の杭穴Ａ１，Ｂ
１，Ｃ１を同時に掘削し、掘削した杭穴内にＨ型鋼３０
を建て込むと共に、平坦化した壁面１９側においてＨ型
鋼３０のフランジ部３２を相互に結合することにより、
複数のＨ型鋼３０が連なる鋼柱列壁を構築する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、多数のＨ型鋼を地中に
建て込んで鋼柱列壁を構築する方法と、それに使用する
掘削機とに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ビル等の建設現場においては、土留や止
水等を行うために、多数のＨ型鋼を地中に建て込んで鋼
柱列壁を構築する方法が取られている。この方法は、図
７に示すように、掘削機のアースオーガドリルで地中に
所要の深さの杭穴１を部分的に重複させて掘削すると共
に、該杭穴１内にセメントミルクを注入して掘削土壌と
混合したソイルセメント２としたあと、該杭穴１内にＨ
型鋼３を建て込む、という作業を繰り返すことにより、
多数のＨ型鋼３が連続する鋼柱列壁４を構築するもので
ある。

【０００３】ところが、従来のＨ型鋼３による鋼柱列壁
４は、隣接するＨ型鋼３，３が互いに連結されることな
く、相互に間隔をおいて位置しているため、それらの間
の部分においてソイルセメント２と土との混ざりが悪い
場合や、ソイルセメント２のひび割れが生じた場合、あ
るいはＨ型鋼３に対するソイルセメント２の付着が悪い
場合等に、水漏れが発生し易いという問題があった。

【０００４】隣接するＨ型鋼３，３のフランジ部３ａ，
３ａを相互に連結することができれば、上述したような
水漏れを防止することが可能であるが、上記杭穴１は、
一部を重複させた状態で順次掘削していくため、隣接す
る杭穴１，１の境界部分５が内側に大きく突出すること
になり、この境界部分５が邪魔になってＨ型鋼３，３同
士をうまく連結することができない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、隣接
するＨ型鋼を連結して建て込むことが可能な鋼柱列壁の
構築方法と、それに好適に使用可能な掘削機とを提供す
ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の方法は、掘削機により地中に部分的に重複
する円形の杭穴を順次掘削すると共に、掘削した杭穴内
にＨ型鋼を建て込むことにより、複数のＨ型鋼が連なる
鋼柱列壁を構築する方法において、隣接する杭穴間にお
ける少なくとも一側の壁面を平坦化し、平坦化した壁面
側において上記Ｈ型鋼のフランジ部を相互に結合するこ
とを特徴とするものである。上記方法においては、複数
の掘削ドリルと杭穴の壁面を平坦化する壁面掘削手段と
を備えた多軸の掘削機により、壁面が平坦化した複数の
杭穴を同時に掘削することが望ましく、この場合、複数
の掘削ドリルの一つを前工程で掘削した既設の杭穴の１
つと一致させた状態で新たな杭穴を掘削することが好ま
しい。また、本発明の掘削機は、複数の杭穴を同時に掘
削する複数の掘削ドリルと、隣接する杭穴間における少
なくとも一側の壁面を隣接Ｈ型鋼のフランジ部が相互に
連接可能な程度に平坦化する壁面掘削手段とを有するこ
とを特徴とするものである。本発明の具体的な態様にお
いては、上記壁面掘削手段が、杭穴の壁面を掘削するカ
ッターを備えた無端チェーンを有していて、該無端チェ
ーンが掘削ドリルに取り付けられている上記無端チェー
ンは、複数の掘削ドリルを取り囲むように取り付けら
れ、該無端チェーンの一辺が掘削ドリルの掘削半径外端
部に近接して位置しており、この辺で隣接杭穴間の壁面
を掘削して平坦化するようになっている。

【０００７】

【実施例】以下、本発明について図面を参照しながらさ
らに詳細に説明する。図１は本発明の掘削機を示すもの
で、この掘削機１０は、作業者が搭乗して操縦する掘削
機本体１１と、該掘削機本体１１のリーダーマスト１２
に交換可能に取り付けられた掘削ヘッド１３とからなっ
ている。

【０００８】上記掘削ヘッド１３は、図２からも分かる
ように、掘削すべき杭穴の間隔に応じた間隔で平行に位
置する３本の掘削ドリル１４ａ，１４ｂ，１４ｃを有
し、これらの掘削ドリルは、掘削翼１５が相互に競合し
ないように、中央の掘削ドリル１４ｂと両側の掘削ドリ
ル１４ａ，１４ｃとの間で上下方向の位置を若干違えて
あり、それぞれの回転軸１６に取り付けられた図示しな
いギアの相互噛合によって矢印方向あるいはその逆方向
に同期して回転するようになっており、これらの掘削ド
リル１４ａ，１４ｂ，１４ｃで、一部が部分的に重複し
た形の３連の円形杭穴を同時に掘削するものである。図
中１７は、これらの掘削ドリルを所要の位置関係に保持
する保持部材である。

【０００９】上記掘削ドリル１４ａ，１４ｂ，１４ｃに
は、掘削した杭穴間における少なくとも一側の壁面１９
（図５（Ａ）参照）を平坦化するための壁面掘削手段１
８が設けられている。この壁面掘削手段１８は、図３及
び図４に詳細に示すように、上記壁面１９を掘削するた
めの複数のカッター２１を所要の間隔で備えた無端チェ
ーン２０からなっており、該無端チェーン２０が、３本
の掘削ドリル１４ａ，１４ｂ，１４ｃの先端部寄りの位
置にそれらを取り囲むように取り付けられている。即
ち、該無端チェーン２０は、３本の掘削ドリル１４ａ，
１４ｂ，１４ｃのうちの同方向に回転する両側の２本の
掘削ドリル１４ａ，１４ｃの回転軸１６にそれぞれ固定
されたスプロケット２２と、各掘削ドリル１４ａ，１４
ｂ，１４ｃの回転軸１６を保持する保持部材１７に回転
自在に取り付けられた張出用のスプロケット２３とに巻
き掛けられ、この張出用のスプロケット２３によって無
端チェーン２０の一辺２０ａが、上記掘削ドリル１４
ａ，１４ｂ，１４ｃの掘削半径外端部に近接した位置に
支持され、この辺２０ａで隣接杭穴間の壁面を掘削して
平坦化するようになっている。

【００１０】なお、上記無端チェーン２０のたるみや振
れ等を防止するため、中央の掘削ドリル１４ｂの回転軸
１６にもスプロケットを取り付け、このスプロケットに
無端チェーン２０の中間部分を支持させてもよいが、こ
の場合には、中央の掘削ドリル１４ｂの回転方向が両側
の掘削ドリル１４ａ，１４ｃとは逆であるため、上記ス
プロケットは、この中央の掘削ドリル１４ｂに対して回
転自在の従動スプロケットとしておくことが必要であ
る。

【００１１】上記構成を有する掘削機１０を使用してＨ
型鋼による鋼柱列壁を構築するに当っては、まず、基準
杭を建て込む位置に掘削機１０を移動して、各掘削ドリ
ル１４ａ，１４ｂ，１４ｃの垂直精度を管理しながら、
図５（Ａ）に示すような一部が重複する３連の杭穴Ａ
１，Ｂ１，Ｃ１，を所要深さまで掘削する。このとき、
掘削ドリル１４ａ，１４ｂ，１４ｃと一緒に無端チェー
ン２０も回転し、該無端チェーン２０のカッター２１で
隣接する杭穴Ａ１，Ｂ１，Ｃ１間の壁面１９が削られる
ことにより、該壁面１９は平坦化される。また、深さの
深い杭穴を掘削するときは、必要に応じて掘削ドリル１
４ａ，１４ｂ，１４ｃを順次継ぎ足しながら掘削する。

【００１２】所要深さの杭穴Ａ１，Ｂ１，Ｃ１を掘削し
たあと、一部又は全部の掘削ドリル１４ａ，１４ｂ，１
４ｃの先端から上記杭穴Ａ１，Ｂ１，Ｃ１内にセメント
ミルクを注入しながら該掘削ドリルを引き上げることに
より、図５（Ｂ）に示すように、掘削土壌と混合したソ
イルセメント２５を充満させる。

【００１３】そして、掘削機１を移動させたあと、上記
杭穴Ａ１，Ｂ１，Ｃ１内にＨ型鋼３０を建て込む。この
Ｈ型鋼３０は、主体部３１の両側に大小幅の異なる２つ
のフランジ部３２，３３を有し、幅広の結合用フランジ
部３２における幅方向両端部に嵌合凹部３４と嵌合突部
３５とを備えたもので、隣接するＨ型鋼３０，３０の嵌
合凹部３４と嵌合突部３５とを相互に嵌合させることに
より、両Ｈ型鋼３０，３０を相互に結合することができ
るようにしたものである。

【００１４】上記Ｈ型鋼３０の杭穴内への建て込みは、
３連の杭穴Ａ１，Ｂ１，Ｃ１のうちの最も先端側に位置
する１つの杭穴Ｃ１は除いて、換言すれば、次工程で掘
削する予定の新たな杭穴に最も近い側にある第３の杭穴
Ｃ１は除いて、その他の第１及び第２の杭穴Ａ１，Ｂ１
を対象にして行い、これらの杭穴の平坦化した壁面１９
側に結合用のフランジ部３２を向けて建て込んだＨ型鋼
３０同士を、該フランジ部３２の端部の嵌合凹部３４と
嵌合突部３５とを嵌合することにより相互に結合する。

【００１５】この場合、最初に掘削した上記杭穴Ａ１，
Ｂ１，Ｃ１においては、その第１の杭穴Ａ１の内壁の大
部分が丸くなっているため、第２の杭穴Ｂ１の場合と同
じ寸法のＨ型鋼３０を建て込むことができない場合があ
る。このような場合には、図示したように、結合用フラ
ンジ部３２の幅が狭い調整用のＨ型鋼３０ａを建て込む
ようにすれば良い。

【００１６】なお、Ｈ型鋼３０を結合するための上記嵌
合凹部３４及び嵌合突部３５の形状は、図示したような
断面Ｃ字状と直線状のものに限らず、Ｃ字状とこれに嵌
合する円柱状のものや、Ｃ字状とＴ字状のもの、Ｃ字状
同士でそれらが相互に係合し合えるような向きに取り付
けたものなど、相互に嵌合可能なあらゆる形状のものを
用いることができる。

【００１７】次に、図５（Ｃ）に示すように、Ｈ型鋼３
０の建て込みが完了した上記既設のの杭穴に隣接する位
置に、上記掘削機１０を用いて点線で示すような新たな
３連の杭穴Ａ２，Ｂ２，Ｃ２を掘削する。この場合、３
本の掘削ドリル１４ａ，１４ｂ，１４ｃのうちの第１の
掘削ドリル１４ａを、既設の杭穴の中のＨ型鋼３０が建
て込まれていない第３の杭穴Ｃ１の位置に合せることに
より、新旧の３連杭穴における第１の杭穴Ａ２と第３の
杭穴Ｃ１とを相互に重複させた状態で上記新たな杭穴Ａ
２，Ｂ２，Ｃ２を掘削する。

【００１８】なお、既設の杭穴に建て込んだＨ型鋼３０
の結合用フランジ部３２が掘削の邪魔になるような場合
には、各Ｈ型鋼３０を杭穴の中央よりも掘削ドリルから
遠ざかる方向に若干偏寄させて順次建て込むとか、結合
用フランジ部の幅が大小異なるＨ型鋼を、フランジ部の
幅が狭いものを第２の杭穴に位置させるようにして交互
に建て込む込むとか、図６に示すように、結合用フラン
ジ部４２における主体部４１からの幅が嵌合凹部４４側
と嵌合突部４５側とで互いに異なるＨ型鋼４０を、幅狭
の側（図示のものでは嵌合凹部４４側）を掘削ドリル側
に向けて順次建て込むなど、適宜の調整手段を講じるこ
とができる。

【００１９】新たな杭穴Ａ２，Ｂ２，Ｃ２を所要の深さ
まで掘削したあとは、上記既設の杭穴を掘削した時と同
様に、一部又は全部の掘削ドリル１４ａ，１４ｂ，１４
ｃの先端から該杭穴内にセメントミルクを注入しながら
該掘削ドリルを引き上げることにより、該杭穴Ａ２，Ｂ
２，Ｃ２内にソイルセメント２５を充満させる。そし
て、図５（Ｄ）に示すように、第１の杭穴Ａ２と第２の
杭穴Ｂ２とを対象にしてＨ型鋼３０を建て込む。

【００２０】そして再び、上記掘削機１０により新たな
３連の杭穴Ａ３，Ｂ３，Ｃ３を掘削する工程と、セメン
トミルクを注入してソイルセメント２５を充満させる工
程、及び新たなＨ型鋼３０を建て込む工程とを行い、こ
れらの工程を所要回数繰り返すことにより、所期の鋼柱
列壁が構築される。

【００２１】なお、上記の如く鋼柱列壁を直線状又は曲
線状あるいは折線状のように１つの列状に構築する場合
には、最後に掘削された杭穴Ａｎ，Ｂｎ，Ｃｎの全てに
Ｈ型鋼３０を建て込むようにする。

【００２２】また、上記鋼柱列壁を円形又は矩形あるい
は多角形のように閉じたリング状又は枠状に構築する場
合には、最後に掘削する杭穴Ａｎ，Ｂｎ，Ｃｎが最初に
掘削した杭穴Ａ１，Ｂ１，Ｃ１と連なることになる。こ
のため、上記の如く最初の杭穴Ａ１，Ｂ１，Ｃ１にＨ型
鋼３０を建て込む際に、第２の杭穴Ｂ１だけにそれを建
て込んでおき、最後の杭穴Ａｎ，Ｂｎ，Ｃｎを掘削する
際に、３本の掘削ドリル１４ａ，１４ｂ，１４ｃの両端
の２本を、前の工程で掘削した３連の杭穴のうちの第３
の杭穴Ｃ（ｎ−１）の位置と、最初に掘削した３連の杭
穴のうちの第１の杭穴Ａ１の位置とにそれぞれ一致さ
せ、その状態で最後の杭穴Ａｎ，Ｂｎ，Ｃｎを掘削し、
掘削した３つの杭穴の全てにＨ型鋼３０を建て込むよう
にすれば良い。

【００２３】かくして、複数の杭穴を同時に掘削する複
数の掘削ドリルと、隣接する杭穴間の壁面１９を平坦化
する壁面掘削手段１８とを備えた掘削機１０を使用する
ことにより、壁面１９が平坦化された複数の杭穴を簡単
に掘削することができると同時に、掘削した各杭穴にＨ
型鋼３０を順次結合しながら建て込んでいくことがで
き、これにより構築された鋼柱列壁は、隣接するＨ型鋼
３０同士が相互に結合されているため、連結強度が大き
く土留効果に勝れると共に、止水性も極めて良好で水漏
れ等を生じることがない。

【００２４】図示した実施例では、張出用スプロケット
２３を保持部材１７の片側のみに設けることにより、無
端チェーン２０の一辺２０ａだけを掘削ドリル１４ａ，
１４ｂ，１４ｃによる掘削半径外端部に位置させて、杭
穴の片側の壁面１９のみを平坦化するようにしている
が、杭穴の両側の壁面を平坦化するように構成すること
もできる。この場合の構成としては、上記張出用のスプ
ロケット２３を保持部材１７の反対側にも設けるか、又
は、掘削ドリル１４ａ，１４ｃの回転軸１６に固定する
スプロケット２２を大径化することにより、無端チェー
ン２０の両辺２０ａ，２０ｂを掘削ドリルの掘削半径外
端部に位置させるようにすれば良い。

【００２５】上記の如く杭穴の両側の壁面を平坦化した
場合には、２つのフランジ部の両方に結合用の嵌合凹部
と嵌合突部とを備えたＨ型鋼を、両方のフランジ部を相
互に結合した状態で建て込むことができる。もちろん、
図示の実施例にあるような一方のフランジ部３２のみに
嵌合凹部３４と嵌合突部３５とを備えたＨ型鋼３０も使
用することができる。上記Ｈ型鋼３０は、図示の場合と
は左右逆向きにして建て込むこともできる。即ち、嵌合
凹部３４を図の左側に、嵌合突部３５を右側に向けて建
て込むこともできる。

【００２６】また、上記掘削ドリルの数は４本又は５本
あるいは６本以上とすることもできる。掘削ドリルを偶
数本とする場合には、両端に位置する掘削ドリルの回転
方向が互いに逆であるため、各掘削ドリルを取り囲むよ
うに無端チェーンを取り付ける場合、一端の回転軸には
スプロケットを固定的に取り付け、他端の回転軸にはス
プロケットを回転自在に取り付けるようにすることが望
ましい。

【００２７】なお、本発明において「平坦」とは、必ず
しも複数の杭穴がそれらに接する平らな壁面で結ばれて
いることを意味するものではなく、隣接するＨ型鋼のフ
ランジ部が相互に連結可能な程度に掘削されてさえいれ
ば、壁面が接線の位置になくても、あるいは若干の凹凸
があっても構わない。また、その平坦の度合いは、上記
張出用のスプロケットの位置を掘削ドリルの半径方向に
調節可能としておくことにより、適宜調整することがで
きる。

【００２８】

【発明の効果】このように本発明によれば、壁面が平坦
化された杭穴を簡単に掘削することができると同時に、
掘削した杭穴にＨ型鋼を順次結合しながら建て込んでい
くことができ、これにより、止水性が極めて良好で水漏
れ等を生じることのない鋼柱列壁を簡単且つ確実に構築
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の掘削機の側面図である。

【図２】図１の掘削機の要部拡大図である。

【図３】図２におけるＡ−Ａ線での断面図である。

【図４】図３の要部拡大図である。

【図５】（Ａ）〜（Ｄ）は、鋼柱列壁を構築する工程を
示す平面図である。

【図６】Ｈ型鋼の建て込み方の別例を示す平面図であ
る。

【図７】従来の掘削機の要部拡大側面図である。

【符合の説明】

１０ 掘削機 １４ａ，１４ｂ，
１４ｃ 掘削ドリル １８ 壁面掘削手段 １９ 壁面 ２０ 無端チェーン ２１ カッター ３０，４０ Ｈ型鋼 ３２，４２ フラ
ンジ部 Ａ１，Ｂ１，Ｃ１，Ａ２，Ｂ２，Ｃ２ 杭穴

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】掘削機により地中に部分的に重複する円形
   の杭穴を順次掘削すると共に、掘削した杭穴内にＨ型鋼
   を建て込むことにより、複数のＨ型鋼が連なる鋼柱列壁
   を構築する方法において、 隣接する杭穴間における少なくとも一側の壁面を平坦化
   し、平坦化した壁面側において上記Ｈ型鋼のフランジ部
   を相互に結合する、ことを特徴とする鋼柱列壁の構築方
   法。
2. 【請求項２】複数の掘削ドリルと杭穴の壁面を平坦化す
   る壁面掘削手段とを備えた多軸の掘削機により、隣接杭
   穴間の少なくとも一側の壁面が平坦化された複数の杭穴
   を同時に掘削することを特徴とする請求項１に記載の鋼
   柱列壁の構築方法。
3. 【請求項３】複数の掘削ドリルの一つを前工程で掘削し
   た既設の杭穴の１つと一致させた状態で、新たな杭穴を
   掘削することを特徴とする請求項２に記載の鋼柱列壁の
   構築方法。
4. 【請求項４】複数の杭穴を同時に掘削する複数の掘削ド
   リルと、隣接する杭穴間における少なくとも一側の壁面
   を隣接Ｈ型鋼のフランジ部が相互に連接可能な程度に平
   坦化する壁面掘削手段とを有することを特徴とする掘削
   機。
5. 【請求項５】壁面掘削手段が、杭穴の壁面を掘削するカ
   ッターを備えた無端チェーンを有していて、該無端チェ
   ーンが掘削ドリルに取り付けられていることを特徴とす
   る請求項４に記載の掘削機。
6. 【請求項６】無端チェーンが複数の掘削ドリルを取り囲
   むように取り付けられていて、該無端チェーンの一辺が
   上記掘削ドリルの掘削半径外端部に近接して位置してい
   ることを特徴とする請求項５に記載の掘削機。