JPH09158655A - 掘削方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】小型であっても大きな杭孔を掘削可能な掘削装
置を得る。 【解決手段】地面との間に空間５８を形成する架台５６
に回転押込機構１を載置し、回転押込機構１に小径チュ
ーブ２ａを把持させる。そして、先端に掘削ビット７２
が取り付けられ回転押込機構１で把持可能な径よりも大
きな大径チューブ２ｂと、大小径チューブ２ａ，２ｂを
着脱可能に接続するアダプタ２ｃとを空間５８に入れア
ダプタ２ｃを介して大径チューブ２ｂを小径チューブ２
ａに接続する。回転押込機構１により小径チューブ２ａ
を回転させながら押し込み、大径チューブ２ｂの長さに
応じて押し込んだ後、アダプタ２ｃと大径チューブ２ｂ
との接続を解除して、アダプタ２ｃと大径チューブ２ｂ
との間に延長チューブを介装して接続し、再び大径チュ
ーブ２ｂを回転させながら押し込んで掘削を継続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、先端に掘削ビット
が取り付けられたケーシングチューブを回転させながら
押し込んで杭孔を掘削する掘削方法及びその装置であ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、場所打ち杭工法としては、オ
ールケーシング工法、リバース工法、アースドリル工
法、深礎工法等が知られているが、山岳地帯等の交通が
不便な場所での橋梁基礎の築造や送電鉄塔の基礎築造等
では、特に、２ｍを超える径の大きな杭孔を掘削するよ
うな大型の掘削装置を必要とする場合、掘削装置の搬入
が困難であり、新たに装置搬入のための道路を取り付け
ることは、自然破壊につながるという問題がある。

【０００３】そこで、このような問題のある山岳地帯等
では、掘削箇所にやぐら等を組み、ライナープレート等
により孔壁の土留めをしながら人力により掘削をすると
共に、掘削した土砂をやぐらに取り付けたウインチのバ
ケットで外部に排出する深礎工法が用いられていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、こうし
た従来の深礎工法では、有毒ガスの噴出や酸素の欠乏す
るおそれがある地盤等での掘削では安全上の問題があ
り、また、人力に頼らざるを得ないことから、掘削効率
の向上にも限界があるという問題があった。

【０００５】本発明の課題は、小型であっても大きな杭
孔を掘削可能な掘削装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】かかる課題を達成すべ
く、本発明は課題を解決するため次の方法を取った。即
ち、先端に掘削ビットが取り付けられたケーシングチュ
ーブを回転押込機構によりその外周を把持して回転させ
ると共に押し込んで掘削する掘削方法において、地面と
の間に空間を形成する架台に前記回転押込機構を載置
し、前記回転押込機構に小径チューブを把持させると共
に、先端に前記掘削ビットが取り付けられ前記回転押込
機構で把持可能な径よりも大きな大径チューブと、前記
大径チューブを着脱可能に接続するアダプタとを前記空
間に入れ前記アダプタを介して前記大径チューブを前記
小径チューブに接続し、前記回転押込機構により前記小
径チューブを回転させながら押し込み、前記大径チュー
ブの長さに応じて押し込んだ後、前記アダプタと前記大
径チューブとの接続を解除して、前記小径チューブと共
に前記アダプタを前記空間の上方に引き上げ、前記アダ
プタと前記大径チューブとの間に延長チューブを介装し
て接続し、再び前記回転押込機構による駆動で前記大径
チューブを回転させながら押し込んで掘削を継続するこ
とを特徴とする掘削方法がそれである。前記延長チュー
ブ及び前記大径チューブ内の土砂を前記小径チューブを
介して挿入した拡大バケットにより排出するようにして
もよい。

【０００７】また、かかる課題を達成すべく、本発明は
課題を解決するため次の方法を取った。即ち、先端に掘
削ビットが取り付けられたケーシングチューブの外周を
把持して回転させると共に押し込む回転押込機構を備え
た掘削装置において、前記回転押込機構が載置され、地
面との間に空間を形成する架台と、移動台を前記空間と
前記架台外との間で移動可能に支持した移動機構とを備
えると共に、前記ケーシングチューブは、前記回転押込
機構に把持される小径チューブと、先端に前記掘削ビッ
トが取り付けられ前記回転押込機構で把持可能な径より
も大きな大径チューブと、前記小径チューブと前記大径
チューブとを着脱可能に接続するアダプタと、該アダプ
タと前記大径チューブとの間に介装可能な延長チューブ
とを備え、前記大径チューブと前記延長チューブとは、
前記空間内で前記小径チューブの先端に取り付けた前記
アダプタと前記移動台との間に挿入可能な長さに形成さ
れたことを特徴とする掘削装置がそれである。前記移動
機構は、敷設されたレールに沿って前記移動台を移動可
能に支持してもよい。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面に
基づいて詳細に説明する。図１に示すように、１は回転
押込機構で、回転押込機構１は、図２に示すように、ケ
ーシングチューブ２の外周に、等間隔で配置された複数
の楔部材４を備え、楔部材４は、回転リング６から両端
が軸支されたリンク７を介して吊下げられている。回転
リング６は、上部フレーム８にベアリング１０を介して
回転可能に支持されており、上部フレーム８と昇降フレ
ーム１２とは複数のチャックシリンダ１４により連結さ
れている。

【０００９】昇降フレーム１２にはケーシングチューブ
２を外周の楔部材４と共に挿入可能な挿入孔１６が形成
された回転体１８が、ベアリング２０を介して回転可能
に支持されている。挿入孔１６には、楔部材４の背面に
形成されたテーパ面２２と対応したテーパ面２４が形成
されている。回転体１８の外周には、歯車部２８が形成
されており、歯車部２８には昇降フレーム１２に取り付
けられた油圧モータ３６の小歯車（図示せず）が噛合さ
れている。

【００１０】また、ケーシングチューブ２と平行に４本
の第１ガイド筒４２が昇降フレーム１２の４隅に、昇降
フレーム１２を貫通して配置されており、第１ガイド筒
４２に形成されたフランジ部４４が昇降フレーム１２の
下面に固定されている。昇降フレーム１２の上側に突出
している第１ガイド筒４２の外周には、上部フレーム８
の下面に取り付けられた筒状のガイド部材４３が摺動可
能に嵌着されて、上部フレーム８と昇降フレーム１２と
が相対的に上下動可能に支持されている。

【００１１】そして、第１ガイド筒４２の内周には、ベ
ースフレーム４５に立設された第２ガイド筒４６の外周
が摺動可能に嵌入されている。また、第１ガイド筒４２
の上端には、シリンダ５０のヘッド側が固定されてお
り、第２ガイド筒４６には、シリンダ５０のロッド５２
がピン５４を介して連結されている。

【００１２】図１に示すように、回転押込機構１は、架
台５６上に載置されており、架台５６は杭施工箇所に設
置される。架台５６は、４本の柱６０，６１（一部のみ
図示する）とその上に渡された床部材６２とを備え、地
面との間に空間５８が形成されるように構成されてい
る。

【００１３】また、柱６０，６１と支柱６４，６６に支
持されて、架台５６の外部から空間５８内に向かってレ
ール６８が配置されており、レール６８には移動台７０
がレール６８に沿って空間５８内と架台５６の外部との
間で移動できるように配置されている。

【００１４】本実施例では、支柱６４，６６、レール６
８、移動台７０により移動機構７１が構成されており、
移動台７０の移動は図示しないモータやシリンダ等の駆
動源により駆動するようにしてもよく、あるいは手動に
より移動させるようにしてもよい。

【００１５】一方、ケーシングチューブ２は、回転押込
機構１に挿入されて把持される小径チューブ２ａと、先
端に掘削ビット７２が取り付けられ回転押込機構１で把
持可能な径よりも大きな大径チューブ２ｂとを備えると
共に、アダプタ２ｃと延長チューブ２ｄ（図４参照）と
を備えている。本実施例では、小径チューブ２ａの径は
２ｍであり、大径チューブ２ｂの径は３ｍである。

【００１６】アダプタ２ｃは、小径チューブ２ａと大径
チューブ２ｂとを接続できるように、一端は小径チュー
ブ２ａと同じ径にされ、他端は大径チューブ２ｂと同じ
径にされて、それぞれ小径チューブ２ａと大径チューブ
２ｂとに図示しないボルトにより着脱可能に接続できる
ように構成されている。

【００１７】延長チューブ２ｄは、大径チューブ２ｂと
同じ径のもので、複数の延長チューブ２ｄを図示しない
ボルトにより着脱可能に接続できると共に、一端をアダ
プタ２ｃに、他端を大径チューブ２ｂに図示しないボル
トにより着脱可能に接続できるように構成されている。

【００１８】また、移動台７０は大径チューブ２ｂ、ア
ダプタ２ｃ、延長チューブ２ｄを縦に搭載できる広さで
あり、移動機構７１はこれらを搭載した際に高さが高く
ならないように、レール６８の位置をできるだけ低い位
置になるように構成されている。

【００１９】そして、アダプタ２ｃの軸方向長さもでき
るだけ小さくなるように、小径チューブ２ａと大径チュ
ーブ２ｂとを接続するのに必要な長さが確保できるだけ
の短い長さに形成されている。そして、図１に示すよう
に、小径チューブ２ａにアダプタ２ｃを接続して空間５
８内の上方に引き上げた状態で、大径チューブ２ｂを移
動台７０上に載置し、移動台７０によりアダプタ２ｃの
真下に大径チューブ２ｂを移動できるように、大径チュ
ーブ２ｂの長さが決定されると共に、柱６０，６１の高
さが決められている。尚、本実施例では、大径チューブ
２ｂの長さは２ｍにされている。

【００２０】本実施例の回転押込機構１は、まず、ケー
シングチューブ２の小径チューブ２ａが回転押込機構１
に挿入され、チャックシリンダ１４が駆動されると、第
１ガイド筒４２に沿ってガイド部材４３が摺動し、上部
フレーム８が引き下げられ、ベアリング１０、回転リン
グ６、リンク７を介して、楔部材４が小径チューブ２ａ
の外周と回転体１８のテーパ面２４との間に挿入され
る。楔部材４のテーパ面２２がテーパ面２４に沿って摺
動して、複数の楔部材４が小径チューブ２ａの外周を把
持する。

【００２１】次に、油圧モータ３６が回転駆動されて、
回転体１８と共に小径チューブ２ａが回転される。ま
た、シリンダ５０が縮み側に駆動されて、第１ガイド筒
４２が第２ガイド筒４６の外周を摺動して、第１ガイド
筒４２と共に昇降フレーム１２が下降される。これによ
り、小径チューブ２ａは、回転しながら押し込まれる。

【００２２】シリンダ５０の全ストロークが駆動される
と、一旦油圧モータ３６の回転が停止され、チャックシ
リンダ１４が駆動されて、上部フレーム８、ベアリング
１０、回転リング６、リンク７を介して楔部材４が引き
上げられて、小径チューブ２ａの把持が開放される。

【００２３】そして、シリンダ５０が伸び側に駆動され
て、第１ガイド筒４２が第２ガイド筒４６の外周を摺動
して昇降フレーム１２を上昇させる。そして、前述した
動作を繰り返し、小径チューブ２ａの外周を把持すると
共に、回転体１８を回転させながら、昇降フレーム１２
を下降させて、小径チューブ２ａを押し込む。

【００２４】次に、前述した本実施例の掘削装置の作動
について、掘削工程順と共に図３〜図５によって説明す
る。まず、図３（１）に示すように、杭孔施工箇所に架
台５６を設置する。そして、図示しないクレーン等で吊
り上げた回転押込機構１を架台５６の床部材６２上に載
置する。そして、図３（２）に示すように、図示しない
クレーンで吊り上げた小径チューブ２ａを回転押込機構
１に上方から挿入すると共に、移動台７０上にクレーン
で吊り上げたアダプタ２ｃを載置する。

【００２５】そして、図３（３）に示すように、移動台
７０を空間５８内に移動して、小径チューブ２ａの真下
にアダプタ２ｃを移動し、小径チューブ２ａを降ろし小
径チューブ２ａとアダプタ２ｃとを図示しないボルト等
により接続する。次に、図３（４）に示すように、小径
チューブ２ａとアダプタ２ｃとを上昇させて、アダプタ
２ｃを空間５８の上方に持ち上げて、アダプタ２ｃの下
側に空間５８を確保し、クレーンで吊り上げた大径チュ
ーブ２ｂを架台５６の外に戻した移動台７０上に載置す
る。

【００２６】続いて、図３（５）に示すように、移動台
７０を空間５８内に移動して、アダプタ２ｃの真下に大
径チューブ２ｂを移動してから、小径チューブ２ａとア
ダプタ２ｃとを下降させる。そして、アダプタ２ｃと大
径チューブ２ｂとを図示しないボルト等により接続す
る。

【００２７】次に、図３（６）に示すように、小径チュ
ーブ２ａをわずかに引き上げて、大径チューブ２ｂと移
動台７０との間に隙間を形成してから、移動台７０を架
台５６の外に移動する。尚、これまでの小径チューブ２
ａの上昇・下降は、クレーンにより行ってもよく、ま
た、回転押込機構１の上下ストロークが足りれば、回転
押込機構１により上昇・下降させるようにしてもよい。

【００２８】そして、図４（７）に示すように、回転押
込機構１によりその外周を把持した小径チューブ２ａを
油圧モータ３６により回転駆動させると共に、シリンダ
５０を駆動して小径チューブ２ａを押し込む。これによ
り、大径チューブ２ｂの先端の掘削ビット７２により掘
削が行われ、掘削が進むに従って、大径チューブ２ｂが
地中に侵入する。大径チューブ２ｂがほぼ地中に押し込
まれたときには、回転押込機構１による回転・押込を停
止してから、アダプタ２ｃと大径チューブ２ｂとの接続
を解除する。

【００２９】次に、図４（８）に示すように、小径チュ
ーブ２ａを介してアダプタ２ｃを空間５８の上方に引き
上げ、アダプタ２ｃと大径チューブ２ｂとの間を空け
る。また、移動台７０上にクレーンで吊り上げた延長チ
ューブ２ｄを載置する。その後、図４（９）に示すよう
に、移動台７０を移動してアダプタ２ｃの真下に延長チ
ューブ２ｄを移動し、小径チューブ２ａを下降させて、
アダプタ２ｃと延長チューブ２ｄとを図示しないボルト
により接続する。

【００３０】そして、図４（１０）に示すように、小径
チューブ２ａを介して延長チューブ２ｄを僅かに持ち上
げてから、移動台７０を架台５６の外に移動し、延長チ
ューブ２ｄを下降させて、延長チューブ２ｄと大径チュ
ーブ２ｂとを図示しないボルト等により接続する。

【００３１】その後、図４（１１）に示すように、再
び、回転押込機構１により小径チューブ２ａを回転させ
ながら押し込み、大径チューブ２ｂの掘削ビット７２に
より掘削を継続する。そして、掘削が進行して、延長チ
ューブ２ｄも地中に挿入された後は、再び、前述したと
同様に、アダプタ２ｃと延長チューブ２ｄとの接続を解
除してから、小径チューブ２ａを介してアダプタ２ｃを
空間５８の上方に引き上げ、アダプタ２ｃと延長チュー
ブ２ｄとの間に、移動台７０上に載置した新たな延長チ
ューブ２ｄを移動させて、延長チューブ２ｄを継ぎ足
す。そして、図４（１２）に示すように、回転押込機構
１により小径チューブ２ａを介して大径チューブ２ｂを
回転させながら押し込み、掘削ビット７２による掘削を
継続する。

【００３２】一方、延長チューブ２ｄ、大径チューブ２
ｂ内には、土砂が残るが、この土砂は、図６に示すよう
に、クレーン９０で吊下げたケリーバ９２の先端に拡大
バケット９４を取り付け、拡大バケット９４を小径チュ
ーブ２ａ内に挿入する。拡大バケット９４が延長チュー
ブ２ｄ内に達した後、拡大バケット９４の拡大翼９６を
広げて、回転駆動機構９７によりケリーバ９２を回転さ
せ、延長チューブ２ｄ内の土砂を掘削すると共に、掘削
した土砂を拡大バケット９４内に取り込む。そして、拡
大翼９６を閉じて拡大バケット９４を引き上げ、外に土
砂を排出し、これを繰り返して内部の土砂を掘削する。

【００３３】また、延長チューブ２ｄを継ぎ足し、所定
の深さにまで掘削したときには、図５（１３）に示すよ
うに、アダプタ２ｃと延長チューブ２ｄとの接続を解除
してから、小径チューブ２ａを介してアダプタ２ｃを引
き上げ、移動台７０をアダプタ２ｃの真下に移動して、
アダプタ２ｃを移動台７０上に降ろす。そして、小径チ
ューブ２ａとアダプタ２ｃとの接続を解除し、移動台７
０を架台５６の外に移動して、アダプタ２ｃをクレーン
等により搬出する。

【００３４】また、小径チューブ２ａもクレーン等によ
り吊上げて、回転押込機構１から外して搬出すると共
に、図５（１４）に示すように、回転押込機構１もクレ
ーンにより搬出する。そして、図５（１５）に示すよう
に、架台５６の床部材６２を取り外してから、図５（１
６）に示すように、延長チューブ２ｄ内に鉄筋籠９８を
挿入する。

【００３５】その後、図５（１７）に示すように、延長
チューブ２ｄ内にコンクリートを注入して、架台５６を
撤去する。また、図５（１８）に示すように、コンクリ
ートが硬化する前に大径チューブ２ｂ、延長チューブ２
ｄを引き抜き、杭施工を終了する。

【００３６】以上本発明はこの様な実施例に何等限定さ
れるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲にお
いて種々なる態様で実施し得る。

【００３７】

【発明の効果】以上詳述したように本発明の掘削方法
は、回転押込機構で把持できるケーシングチューブの直
径よりも大きな杭孔を掘削することができるので、山岳
地帯等の交通が不便なところであっても、小型の回転押
込機構を搬入して、大きな径の杭孔を掘削することがで
きるという効果を奏する。また、拡大バケットを用いる
ことにより、効率よくケーシングチューブ内の土砂を排
出できる。

【００３８】一方、掘削装置は、小径チューブと大径チ
ューブとをアダプタにより接続し、延長チューブにより
ケーシングチューブの全長を延長し、回転押込機構によ
り小径チューブを把持して小径チューブより大きな径の
大径チューブに応じた径の杭孔を掘削することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例としての掘削装置の正面図で
ある。

【図２】本実施例の回転押込機構の要部拡大断面図であ
る。

【図３】本実施例の掘削工程の前半部の説明図である。

【図４】本実施例の掘削工程の中間部の説明図である。

【図５】本実施例の掘削工程の後半部の説明図である。

【図６】本実施例の拡大バケットによる土砂の排出の説
明図である。

【符号の説明】

１…回転押込機構 ２…ケーシングチューブ ２ａ…小径チューブ ２ｂ…大径チューブ ２ｃ…アダプタ ２ｄ…延長チューブ ５６…架台 ５８…空間 ６８…レール ７０…移動台 ７１…移動機構 ７２…掘削ビット ９４…拡大バケット

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 先端に掘削ビットが取り付けられたケー
   シングチューブを回転押込機構によりその外周を把持し
   て回転させると共に押し込んで掘削する掘削方法におい
   て、 地面との間に空間を形成する架台に前記回転押込機構を
   載置し、前記回転押込機構に小径チューブを把持させる
   と共に、先端に前記掘削ビットが取り付けられ前記回転
   押込機構で把持可能な径よりも大きな大径チューブと、
   前記大径チューブを着脱可能に接続するアダプタとを前
   記空間に入れ前記アダプタを介して前記大径チューブを
   前記小径チューブに接続し、 前記回転押込機構により前記小径チューブを回転させな
   がら押し込み、 前記大径チューブの長さに応じて押し込んだ後、前記ア
   ダプタと前記大径チューブとの接続を解除して、前記小
   径チューブと共に前記アダプタを前記空間の上方に引き
   上げ、 前記アダプタと前記大径チューブとの間に延長チューブ
   を介装して接続し、 再び前記回転押込機構による駆動で前記大径チューブを
   回転させながら押し込んで掘削を継続することを特徴と
   する掘削方法。
2. 【請求項２】 前記延長チューブ及び前記大径チューブ
   内の土砂を前記小径チューブを介して挿入した拡大バケ
   ットにより排出することを特徴とする請求項１記載の掘
   削方法。
3. 【請求項３】 先端に掘削ビットが取り付けられたケー
   シングチューブの外周を把持して回転させると共に押し
   込む回転押込機構を備えた掘削装置において、 前記回転押込機構が載置され、地面との間に空間を形成
   する架台と、 移動台を前記空間と前記架台外との間で移動可能に支持
   した移動機構とを備えると共に、 前記ケーシングチューブは、前記回転押込機構に把持さ
   れる小径チューブと、先端に前記掘削ビットが取り付け
   られ前記回転押込機構で把持可能な径よりも大きな大径
   チューブと、前記小径チューブと前記大径チューブとを
   着脱可能に接続するアダプタと、該アダプタと前記大径
   チューブとの間に介装可能な延長チューブとを備え、 前記大径チューブと前記延長チューブとは、前記空間内
   で前記小径チューブの先端に取り付けた前記アダプタと
   前記移動台との間に挿入可能な長さに形成されたことを
   特徴とする掘削装置。
4. 【請求項４】 前記移動機構は、敷設されたレールに沿
   って前記移動台を移動可能に支持したことを特徴とする
   請求項３記載の掘削装置。