JPH0960462A - 掘削工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 掘削しながら効果的に孔壁を固めていくこと
ができるとともに、このような掘削ロッドを回転駆動さ
せる駆動機としては小型かつ低重心型の装置であり、狭
い場所でも搬入、設置して安定して作業を行うことがで
き、しかも、掘削ロッドの上下の動きを阻害することな
く簡単かつ確実に行うことができる。 【解決手段】 湾曲押圧面６を側面としたコテ部５を外
周に配置してなる掘削ロッド３の該コテ部５には中央に
縦溝10を形成し、一方、この掘削ロッド３を貫通設置す
る縦の短尺筒体１およびこの短尺筒体１を回転駆動させ
る駆動機構を有する駆動機２の前記短尺筒体１にはその
内周に一側端が出没可能な縦板からなるクラッチ板18を
配置し、このクラッチ板18の一側端を前記縦溝10に挿入
して短尺筒体１と掘削ロッド３を係合させて掘削ロッド
３を回転駆動させ、かつ、この係合状態を維持しながら
掘削ロッド３を短尺筒体１に対して上下方向に移動させ
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、建築、土木の分野
で基礎工事としての杭孔掘削を行う掘削工法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】掘削した土砂のすべてを地上に排出する
のではなく、その一部または大部分を孔壁に圧密すれば
土砂排出の手間が省けるばかりでなく、孔壁の崩壊も防
止でき、また、掘削時の摩擦抵抗も減少するので大深度
の掘削が可能となり、かつ、地盤中に玉石や転石があっ
ても掘削に必要な刃先部の面圧を随時に意識調整しなが
ら連続した掘削が可能となる。

【０００３】発明者はこのような掘削土砂を圧密できる
タイプの掘削機として実願昭62-84917号（実公平4-4470
6 号公報）や特願平6-99436 号、特願平7-96535 号など
に、オーガロッド（掘削ロッド）の外周に該ロッドから
外方に張り出す湾曲押圧面を側面としたコテ部を螺旋状
に上昇するように設ける掘削土砂圧密形オーガを発明
し、これを出願した。

【０００４】先端のオーガヘッド（図示せず）のビット
で切削された土砂はスクリュー羽根またはコテ部自体の
揚上作用によって上方に移送されるが、この移送の際に
コテ部の湾曲押圧面で外側に押し出され、孔壁に圧密さ
れる。

【０００５】一方、オーガロッド（掘削ロッド）を回転
駆動させる駆動装置についていえば、従来からあるアー
スオーガのように重機に設けた高いリーダーマストに沿
って駆動装置を上下動自在としこの駆動装置にオーガロ
ッドを連結してなるもので、駆動装置はリーダーマスト
の上端のトップシーブからワイヤーで吊り下げられ、掘
削時は自重でリーダーマストに沿って下降するが、引き
上げはこのワイヤーで引き上げる。

【０００６】オーガロッド（掘削ロッド）は必要とされ
る掘削深度に応じて適宜継ぎ足して長いものとするが、
この継ぎ足しを行うには地盤に挿入されたオーガロッド
の上端から駆動装置を切り離し、この駆動装置をリーダ
ーマストの下方位置から上方位置へ引き上げる。そして
前記切り離したオーガロッドと駆動装置との間に継ぎ足
し用の新たなオーガロッドを嵌め込む。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このように重量のある
駆動装置がリーダーマストの上方位置にある場合は高い
重心の不安定な状態となり、重機全体の転倒等の事故に
もつながりかねない。また、重機のような大型の機械は
狭い現場では搬入できず、その使用が制限される。

【０００８】本発明の目的は前記従来例の不都合を解消
し、掘削ロッドにコテ部を設けることにより、切揉み推
進力および土砂の揚土作用を阻害することなく、掘削し
ながら効果的に孔壁を固めていくことができるととも
に、このような掘削ロッドを回転駆動させる駆動機とし
てはクローラ等の重機を用いない小型かつ低重心型の装
置であり、狭い場所でも搬入、設置して安定して作業を
行うことができ、しかも、掘削ロッドと駆動機との回転
駆動のための係合は掘削ロッドの上下の動きを阻害する
ことなく簡単かつ確実に行うことができるので、掘削ロ
ッドでの連続的掘削動作が効率的に得られる掘削工法を
提供することにある。

【０００９】

【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、第１に、湾曲押圧面を側面としたコテ部を外
周に配置してなる掘削ロッドの該コテ部には中央に縦溝
を形成し、一方、この掘削ロッドを貫通設置する縦の短
尺筒体およびこの短尺筒体を回転駆動させる駆動機構を
有する駆動機の前記短尺筒体にはその内周に一側端が出
没可能な縦板からなるクラッチ板を配置し、このクラッ
チ板の一側端を前記コテ部の縦溝に挿入して短尺筒体と
掘削ロッドを係合させて掘削ロッドを回転駆動させ、か
つ、この係合状態を維持しながら掘削ロッドを短尺筒体
に対して上下方向に移動させることを要旨とするもので
ある。

【００１０】本発明は第２に、掘削ロッドの外周に配置
してなるコテ部はクラッチ板の上下長よりも短い上下間
隔で配列させ、掘削ロッドの上下方向の移動はこの上下
に配列するコテ部の少なくとも１個が常にクラッチ板に
係合するようにして行うこと、第３に、クラッチ板は短
尺筒体の周方向に複数を間隔を存して配置し、掘削ロッ
ドの外周のコテ部も同様な周方向の間隔で配置してな
り、掘削ロッドの上下方向の移動は少なくとも２以上の
クラッチ板がコテ部に係合するようにして行うこと、第
４に、掘削ロッドは先端にスクリューヘッドを有する掘
削ロッドとダウンザホールハンマーによるヘッドを有す
る掘削ロッドとを適宜選択して使用することを要旨とす
るものである。

【００１１】第５に、掘削ロッドは掘削ヘッド部をダウ
ンザホールハンマーによるエアーハンマータイプのもの
であり、掘削ヘッド部の上方では周面に縦溝を設けたケ
ーシングを設け、一方、この掘削ロッドを貫通設置する
縦の短尺筒体およびこの短尺筒体を回転駆動させる駆動
機構を有する駆動機の前記短尺筒体にはその内周に一側
端が出没可能な縦板からなるクラッチ板を配置し、この
クラッチ板の一側端を前記コテ部の縦溝に挿入して短尺
筒体と掘削ロッドを係合させて掘削ロッドを回転駆動さ
せ、かつ、この係合状態を維持しながら掘削ロッドを短
尺筒体に対して上下方向に移動させることを要旨とする
ものである。

【００１２】

【作用】請求項１記載の本発明によれば、駆動機の縦の
短尺筒体とこの短尺筒体を貫通するように配置される掘
削ロッドとの係合は、縦板からなるクラッチ板の一側端
を短尺筒体内に突出させ、掘削ロッド太径部の中央の縦
溝に挿入することで行い、短尺筒体の回転はクラッチ板
を介して掘削ロッドに伝えられる。

【００１３】そして、先端の掘削ヘッドのビットで切削
された土砂は掘削ロッドの旋回によるコテ部そのものの
揚上作用によって上方に移送されるが、この移送の際に
ロッドから外方に張り出す湾曲押圧面を側面としたコテ
部で外側に押し出され、孔壁に圧密される。

【００１４】さらに、クラッチ板と掘削ロッドの係合は
縦板と縦溝との係合なので、掘削ロッドの上下の動きは
このクラッチ板の係合では阻害されることはなく、掘削
ロッドは回転しながら徐々に地盤に挿入されていく。

【００１５】請求項２記載の本発明によれば、クラッチ
板は掘削ロッドの周面で上下（直上である場合と、斜め
上である場合の双方がある）に配列するコテ部の少なく
とも１個が常にクラッチ板に係合するようにしたので、
掘削ロッドが上下に移動しても必ずクラッチ板との係合
は確保できる。

【００１６】請求項３記載の本発明によれば、クラッチ
板を短尺筒体の周方向に間隔を存して複数配置し、掘削
ロッドの上下方向の移動は少なくとも２以上のクラッチ
板が２以上のコテ部に係合するようにして行うことによ
り、確実に短尺筒体の回転力を掘削ロッドに伝えること
ができる。

【００１７】請求項４記載の本発明によれば、Ｎ値０〜
30相当の硬質地盤のない一般地盤ではスクリューヘッド
を有する掘削ロッドを使用し、中間に岩盤巨大転石等硬
質地盤のある場合はダウンザホールを有する掘削ロッド
に切り替え、その後、一般地盤がある場合には再度スク
リューヘッドを有する掘削ロッドに切り替えて掘削す
る。また、硬質地盤のみではダウンザホールを有する掘
削ロッドのみで掘削することもできる。

【００１８】請求項５記載の本発明によれば、ダウンザ
ホールを有する掘削ロッドの場合にコテ部を設けずとも
縦溝を形成でき、この縦溝とクラッチ板との係合で掘削
ロッドとの回転駆動を行い、しかも、掘削ロッドの上下
の動きはこのクラッチ板の係合では阻害されることはな
く、掘削ロッドは回転しながら徐々に地盤に挿入されて
いく。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、図面について本発明の実施
の形態を詳細に説明する。図１は本発明の掘削工法の第
１実施形態を示す縦断側面図、図７は第２実施形態を示
す縦断側面図である。

【００２０】先に本発明工法で使用する掘削装置から説
明すると、縦の短尺筒体１およびこの短尺筒体１を回転
駆動させる駆動機構を有する駆動機２と、先端に掘削ヘ
ッド部を有し、この短尺筒体１を貫通するように配置さ
れ、かつ、短尺筒体１と係合される掘削ロッド３との組
み合わせからなる。

【００２１】掘削ロッド３は図４〜図６に示すように、
第１実施形態としては掘削ヘッド部はスクリューヘッド
４のものである。

【００２２】掘削ロッド３の外周には、外方に張り出す
湾曲押圧面６を側面としたコテ部５を該湾曲押圧面６が
螺旋状に上昇するように設ける。このコテ部５は掘削ロ
ッド３の外周からの左右両端の突出側面が必ず円弧状で
あることとした。図示の例ではコテ部５は湾曲押圧面６
が全体で円弧状になるように形成した。なお、このコテ
部５は中空のドラムタイプのものでよい。

【００２３】また、コテ部５は上方に掘削ロッド３の外
周に向かい角度θで傾斜する上部傾斜面７と下方にロッ
ド３の外周に向かい角度θで傾斜する下部傾斜面８を設
けるものとする。これによりコテ部５は糸巻ボビンの形
の半割り体に近いものとなる。

【００２４】なお、コテ部５の掘削ロッド３の外周への
配列は特に決まりはないが、本実施形態では平面的に４
方に均等間隔で並ぶように配置し、その際、螺旋状に旋
回上昇するような配置で並べるようにした。また、各コ
テ部５の中央には上下に抜ける縦溝10を形成する。さら
に、掘削ロッド３の上端にはスイベル９を取付け、その
上部でクレーン等で吊り下げるようにした。

【００２５】一方、駆動機２は本実施形態では地上設置
型のもので、地上設置のためのベース11の上に前記短尺
筒体１を回転駆動させる駆動機構としてモーター12と歯
車を組み合わせる減速機13と減速機13を介してモーター
12に連結する中空駆動軸14とを設け、この中空駆動軸14
の内側に縦の短尺筒体１を設けた。該中空駆動軸14と縦
の短尺筒体１とは外向きフランジ同士を重ね合わせて結
合する。なお、駆動機２の内部で短尺筒体１の下端の下
方は下に抜ける開口となるがその側方には排土口15を設
けた。

【００２６】前記駆動機２のベース11の周辺部には、反
力体となるウエイト16を設置できるようにしてある。

【００２７】短尺筒体１にはスリット17を形成し、この
スリット17を介して一側端が短尺筒体１の内周に出没可
能な縦板からなるクラッチ板18を短尺筒体１に設けた。

【００２８】このようなクラッチ板18を出没させる機構
としては、ジャッキやリンク機構等を用いるものなど種
々考えられるが、本実施形態はクラッチ板18は垂直状態
では一側端がスリット18を介して内周に突出するように
短尺筒体１の外周部で上下の一端を軸着して上下方向に
傾倒するように回動自在とし、垂直状態では他端をロッ
クピン19で固定可能なものとする。

【００２９】さらにこのような一端を軸着し、他端をロ
ックピン19で固定可能とするのに、軸着するのはクラッ
チ板18の下端であり、上端をロックピン19で固定可能と
するようにした。これにより短尺筒体１内に一側端を突
出させるには上端を起こすようにして垂直状態に立ち上
げ、また、短尺筒体１から没するには上端を寝かせるよ
うにしてクラッチ板18の全体を倒せばよいので手で簡単
に行うことができる。

【００３０】なお、図３に示すように前記短尺筒体１内
に突出させるクラッチ板18の一側端はこれをクラッチ板
18の本体部より多少薄い板厚のものとしてもよい。

【００３１】また、前記クラッチ板18は短尺筒体１の周
方向に複数（図示では４個）を均等間隔を存して配置し
た。

【００３２】第２実施形態として図７、図８に示すよう
に、掘削ロッド３は先端の掘削ヘッド部はダウンザホー
ル20のエアーハンマータイプのものとしてもよい。この
場合には掘削ロッド３の上端にはエアースイベル21を配
置する。この掘削ロッド３の外周にコテ部５を外方に張
り出す湾曲押圧面６を側面とし、該湾曲押圧面６が螺旋
状に上昇するように設けるのは前記第１実施形態と同じ
であり、駆動機２についても同一である。

【００３３】次に前記掘削装置を用いて行う本発明の掘
削工法について説明する。先に述べたように掘削ロッド
３はその上端をクレーン等で吊られ、駆動機２の縦の短
尺筒体１を貫通するように配置される。

【００３４】そして、縦板からなるクラッチ板18はこれ
を垂直状態にして上端をロックピン19で固定すれば、ク
ラッチ板18の一側端が短尺筒体１内に突出するので、こ
の一側端をコテ部５の縦溝10に挿入させる。

【００３５】このようにして、モーター12を動かせば、
その回転は減速機13および中空駆動軸14を介して短尺筒
体１に伝わり、短尺筒体１の回転はクラッチ板18を介し
て掘削ロッド３に伝えられる。

【００３６】Ｎ値０〜30相当の硬質地盤のない一般地盤
ではスクリューヘッド４を有する掘削ロッド３を使用
し、５〜10ｍ相当で掘削ロッド３を継ぎ足しながら掘削
を行い、掘削ロッド３ではスクリューヘッド４で切削さ
れた土砂はロッド３の旋回によるコテ部５そのものの揚
上作用によって上方に移送されるが、この移送の際にロ
ッド３から外方に張り出す湾曲押圧面６を側面としたコ
テ部５で外側に押し出され、孔壁に圧密される。

【００３７】また、掘削ロッド３の回転はスイベル９よ
り下で行われ、このスイベル９からはエアー、水、セメ
ントミルク等が掘削ロッド３の中空内に送り込まれ、ス
クリューヘッド４の先端から注出される。

【００３８】さらに、掘削ロッド３は回転しながら地盤
に挿入されていくものであるが、クラッチ18板と掘削ロ
ッド３のコテ部５の係合は縦板と縦溝との係合なので、
掘削ロッド３の上下の動きはこのクラッチ板18の係合で
は阻害されることはなく、掘削ロッド３は回転しながら
徐々に地盤に挿入されていく。

【００３９】なお、掘削ロッド３の外周に配置してなる
コテ部５は先に述べたように平面的に４方に均等間隔
で、かつ、螺旋状に旋回上昇するような配置で並べるよ
うにしてあり、隣接する上下のコテ部５間はクラッチ板
18の上下長よりも短い上下間隔であり掘削ロッド３の上
下方向の移動はこの上下に配列するコテ部５の少なくと
も１個が常にクラッチ板18に係合するようにして行なわ
れる。

【００４０】また、クラッチ板18は短尺筒体１の周方向
に複数（図示では４個）を均等間隔を存して配置されて
いるが、掘削ロッド３の上下方向の移動に係わらず少な
くとも２以上のクラッチ板18が常にコテ部５に係合する
ようにして、短尺筒体１の回転がクラッチ板18を介して
確実に掘削ロッド３に伝わるようにしている。

【００４１】なお、コテ部５は近接して並ぶ連続体とし
て順次組み合わせるものであり、湾曲押圧面６を螺旋状
に上昇するように設けるコテ部５は連続体として順次組
み合わせることにより、掘削土砂はスクリュー羽根がな
くてもこのコテ部５の揚上作用によって上方に移送で
き、また、このコテ部５の湾曲押圧面６で外側に押し出
された土砂の孔壁への圧密も連続的に得られる。

【００４２】さらに、推力はスクリューヘッド４でも得
られるが、先端部には掘削に必要なウエイトを入れてこ
の自重を推力とし、コテ部５でも推力を助長させる作用
は得られる。

【００４３】さらに、コテ部５は上部傾斜面７と下部傾
斜面８を設けることにより、土等が必ず上下に移動して
コテ部５の上部・下部双方に残らず、コテ部５の湾曲押
圧面６により多く集めることができるので、孔壁への圧
密がより効率的となり、完全無排土のものにすることが
できる。

【００４４】ところで、中間に岩盤巨大転石等硬質地盤
のある場合はダウンザホール20を有する掘削ロッド３に
切り替え、このダウンザホール20の打撃力を推力として
掘削を行う。また、エアースイベル21を介してエアーを
注入し、打撃掘削を行う。

【００４５】その後、一般地盤がある場合には再度スク
リューヘッド４を有する掘削ロッド３に切り替えて掘削
する。また、硬質地盤のみではダウンザホール20を有す
る掘削ロッド３のみで掘削する。

【００４６】所定深度まで掘削した後、掘削ロッド３を
引き上げる時は、クラッチ板18の一側端を短尺筒体１内
から外へ没するようにしてコテ部５との係合を解除する
ようにすればよい。

【００４７】スクリューヘッド４を有する掘削ロッド３
を使用する場合、ダウンザホール20を有する掘削ロッド
３を使用する場合いずれの方式でも、コテ部５にて孔壁
を圧密させるので崩壊がなく、スムーズに掘削可能であ
る。また、杭の高止まりがなく、掘削精度もよいので杭
の曲がりも生じにくい。

【００４８】なお、第３実施形態として図９に示すよう
に前記駆動機２はこれを地上設置タイプとせずに重機22
にこれを取り付けるようにしてもよい。この場合掘削ロ
ッド３は同じ重機22のブームから吊り下ろして駆動機２
を貫通させればよく、また、駆動機２はシリンダーその
他で水平な状態を保てるように工夫した。

【００４９】さらに、図10、図11は第４実施形態を示す
もので、図７に示すように、掘削ロッド３の掘削ヘッド
部をダウンザホール20のエアーハンマータイプのものと
する場合に、ダウンザホール20の上方では掘削ロッド３
にケーシング24を固定してこれを太径部とし、このケー
シング24の周面に縦溝10を設けるものとした。

【００５０】この第３実施形態においても、掘削ロッド
３はケーシング24が駆動機２の縦の短尺筒体１を貫通す
るように配置され、縦板からなるクラッチ板18はこれを
垂直状態にして上端をロックピン19で固定すれば、クラ
ッチ板18の一側端が短尺筒体１内に突出するので、この
一側端をコテ部５の縦溝10に挿入させる。

【００５１】このようにして、モーター12を動かせば、
その回転は減速機13および中空駆動軸14を介して短尺筒
体１に伝わり、短尺筒体１の回転はクラッチ板18を介し
て掘削ロッド３に伝えられる。

【００５２】

【発明の効果】以上述べたように本発明の掘削工法は、
掘削ロッドにコテ部を設けることにより、切揉み推進力
および土砂の揚土作用を阻害することなく、掘削しなが
ら効果的に孔壁を固めていくことができるとともに、こ
のような掘削ロッドを回転駆動させる駆動機としては小
型かつ低重心型の装置であり、狭い場所でも搬入、設置
して安定して作業を行うことができ、しかも、掘削ロッ
ドと駆動機との回転駆動のための係合は掘削ロッドの上
下の動きを阻害することなく簡単かつ確実に行うことが
できるので、掘削ロッドでの連続的掘削動作が効率的に
得られるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の掘削工法の第１実施形態を示す縦断側
面図である。

【図２】駆動機の一部切欠いた側面図である。

【図３】駆動機の要部を示す一部切欠いた平面図であ
る。

【図４】第１実施形態で使用する掘削ロッドの１例を示
す側面図である。

【図５】掘削ロッドの要部を示す側面図である。

【図６】掘削ロッドの要部を示す平面図である。

【図７】本発明の掘削工法の第２実施形態を示す縦断側
面図である。

【図８】第２実施形態で使用する掘削ロッドの１例を示
す側面図である。

【図９】本発明の掘削工法の第３実施形態を示す側面図
である。

【図１０】本発明の掘削工法の第３実施形態を示す縦断
側面図である。

【図１１】第２実施形態で使用する掘削ロッドの１例を
示す平面図である。

【符号の説明】

１…短尺筒体 ２…駆動機 ３…掘削ロッド ４…スクリューヘ
ッド ５…コテ部 ６…湾曲押圧面 ７…上部傾斜面 ８…下部傾斜面 ９…スイベル 10…縦溝 11…ベース 12…モーター 13…減速機 14…中空駆動軸 15…排土口 16…ウエイト 17…スリット 18…クラッチ板 19…ロックピン 20…ダウンザホー
ル 21…エアースイベル 22…重機 24…ケーシング

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 湾曲押圧面を側面としたコテ部を外周に
   配置してなる掘削ロッドの該コテ部には中央に縦溝を形
   成し、一方、この掘削ロッドを貫通設置する縦の短尺筒
   体およびこの短尺筒体を回転駆動させる駆動機構を有す
   る駆動機の前記短尺筒体にはその内周に一側端が出没可
   能な縦板からなるクラッチ板を配置し、このクラッチ板
   の一側端を前記コテ部の縦溝に挿入して短尺筒体と掘削
   ロッドを係合させて掘削ロッドを回転駆動させ、かつ、
   この係合状態を維持しながら掘削ロッドを短尺筒体に対
   して上下方向に移動させることを特徴とした掘削工法。
2. 【請求項２】 掘削ロッドの外周に配置してなるコテ部
   はクラッチ板の上下長よりも短い上下間隔で配列させ、
   掘削ロッドの上下方向の移動はこの上下に配列するコテ
   部の少なくとも１個が常にクラッチ板に係合するように
   して行う請求項１記載の掘削工法。
3. 【請求項３】 クラッチ板は短尺筒体の周方向に複数を
   間隔を存して配置し、掘削ロッドの外周のコテ部も同様
   な周方向の間隔で配置してなり、掘削ロッドの上下方向
   の移動は少なくとも２以上のクラッチ板がコテ部に係合
   するようにして行う請求項１または請求項２記載の掘削
   工法。
4. 【請求項４】 掘削ロッドは先端にスクリューヘッドを
   有する掘削ロッドとダウンザホールハンマーによるヘッ
   ドを有する掘削ロッドとを適宜選択して使用する請求項
   １乃至請求項３のいずれかに記載の掘削工法。
5. 【請求項５】 掘削ロッドは掘削ヘッド部をダウンザホ
   ールハンマーによるエアーハンマータイプのものであ
   り、掘削ヘッド部の上方では周面に縦溝を設けたケーシ
   ングを設け、一方、この掘削ロッドを貫通設置する縦の
   短尺筒体およびこの短尺筒体を回転駆動させる駆動機構
   を有する駆動機の前記短尺筒体にはその内周に一側端が
   出没可能な縦板からなるクラッチ板を配置し、このクラ
   ッチ板の一側端を前記コテ部の縦溝に挿入して短尺筒体
   と掘削ロッドを係合させて掘削ロッドを回転駆動させ、
   かつ、この係合状態を維持しながら掘削ロッドを短尺筒
   体に対して上下方向に移動させることを特徴とした掘削
   工法。