JPH10195924A - 掘削機および掘削方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 掘削機において施工途中で掘削手段の水
平方向の間隔を任意に変化させることにより、掘削孔の
厚さを変化させる拡幅機能を有する、掘削機および掘削
方法を提供する。 【解決手段】 本体の下部に複数の掘削手段を具備する
掘削機において、掘削機本体と前記掘削手段の間にリン
ク機構を介在させ、前記リンク機構を介して、掘削時に
おける掘削手段の水平方向の間隔を調整可能に構成した
ことを特徴とする、掘削機である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、掘削機および掘削
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】連続地中壁を構築する際の掘削孔の掘削
方法として、水平多軸形掘削機を用いた工法などが知ら
れている。従来の水平多軸形掘削機は、水平軸を中心に
回転する複数の掘削手段を具備し、一定壁厚の掘削孔を
掘削する。従って一つの掘削孔に壁厚の異なる部位を形
成するためには、二つ以上の大きさの異なる掘削機を用
いて掘削することが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前述した従来の掘削機
および掘削方法には、以下のような問題点がある。 ＜イ＞従来の掘削機は、掘削手段が本体に固定されてい
るため、掘削孔の壁間距離が一定となり、構築される掘
削孔の壁厚も一定厚に制約されてしまう。 ＜ロ＞掘削孔を複数隣接させて連続地中壁を構築する場
合、連続地中壁を構成する基礎構造物として用いる際、
支持地盤が大深度に存在する場合は、複数の掘削孔を大
深度まで掘削して連続地中壁を構築しなければならず、
施工コストが多大となり、かつ施工工期も長期化してし
まう。 ＜ハ＞連続地中壁の下部を止水壁となるように構築する
場合は、従来の掘削機では壁厚が一定厚に制約されてし
まうため、掘削の途中で掘削断面を薄くした特殊な掘削
機を別途投入しなければならない。このため、機械導入
数の増加により施工コストが多大となり、かつ施工工期
も長期化してしまう。

【０００４】本発明は以上の問題点を解決するためにな
されたもので、その目的とするところは、掘削機におい
て施工途中で掘削手段の水平方向の間隔を任意に変化さ
せることにより、掘削孔の厚さを変化させる拡幅機能を
有する、掘削機および掘削方法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、本体の下部に
複数の掘削手段を具備する掘削機において、掘削機本体
と前記掘削手段の間にリンク機構を介在させ、前記リン
ク機構を介して、掘削時における掘削手段の水平方向の
間隔を調整可能に構成したことを特徴とする、掘削機で
ある。また本発明は、前述した掘削機において、リンク
機構は、一端で掘削手段を支持し、他端を掘削機本体に
回動自在に軸支した複数の支持腕と、前記支持腕の途上
に一端を回動自在に軸支した複数の拡幅リンクと、前記
拡幅リンクの他端を回動自在に軸支するヘッドプレート
と、前記ヘッドプレートを掘削機の軸方向に移動させる
拡幅用駆動装置とより構成したことを特徴とする、掘削
機である。さらに本発明は、前述した掘削機を用いた掘
削方法であって、前記掘削機により掘削孔を掘削した
後、前記掘削孔内において所定の高さまで掘削機を引き
揚げ、前記リンク機構により掘削手段の間隔を拡張させ
て再掘削し、掘削孔の任意位置に拡孔部を形成すること
を特徴とする、掘削方法である。

【０００６】

【発明の実施の形態１】以下図面を参照に、本発明の掘
削機の一例について説明する。

【０００７】＜イ＞全体の構成 図１に示すように掘削機１は、本体２と、前記本体２の
下方に位置する掘削手段３とより構成し、前記本体２と
掘削手段３との間にはリンク機構４が介挿されている。
本発明の掘削機１は、このリンク機構４により掘削手段
３，３の水平方向の間隔を無断階に変更する拡幅機能を
有する。なお、本発明の掘削機１はリンク機構４による
拡幅機能に特徴を有するが、その他の構成については従
来の掘削機とほぼ同様であるため、公知の構成について
は詳説を省略する。

【０００８】＜ロ＞本体 図１〜図３に示すように、掘削機１の本体２は従来の掘
削機と同様に、後述する掘削手段３，３の駆動装置（図
示せず）や排土機構（図示せず）などを保護するための
篭構造を呈し、その外周面には掘削孔の壁面と本体２と
の位置調整をするアジャスタ２１が必要数配置してあ
る。

【０００９】＜ハ＞掘削手段 掘削手段３は、掘削孔を掘削するための公知の掘削部材
である。掘削手段３として、例えば図１〜図３に示すよ
うなドラムビット３１を用いることが考えられる。ドラ
ムビット３１は、ドラムの外周面に多数のビットを突設
して構成し、ドラムを軸回転させることで図３に示すＬ
の厚さで地盤を掘削する。

【００１０】＜ニ＞リンク機構 図１〜図３に示すようにリンク機構４は、前述した掘削
手段３を一方端で軸支する支持腕４１と、前記支持腕４
１の途上に一方端を軸支する拡幅リンク４２と、前記拡
幅リンク４２の他方端を軸支するヘッドプレート４３
と、前記ヘッドプレート４３を掘削機１の鉛直方向に摺
動させるための拡幅用駆動装置４４とより構成する。な
お本実施の形態は、一対のリンク機構４を掘削機１の正
面および背面にそれぞれ一組づつ配置し、拡幅用駆動装
置４４，４４の操作により各リンク機構４を機能させ、
一対の掘削手段３，３の水平方向の間隔を拡大するよう
に設けた一例について説明する。以下、リンク機構４を
構成する各部材について説明する。

【００１１】ａ．支持腕 図１〜図３に示すように支持腕４１は、一端を掘削機１
の本体２の下端付近に支持軸４１１でもって回動自在に
軸支した部材である。支持腕４１の他端には、掘削手段
３が回動自在に装着してある。図３に示すように掘削手
段３は、支持腕４１の解放端部に支持腕４１を挟むよう
にして取り付けてある。通常時、支持腕４１は、図１に
示すように掘削機１の軸方向に垂下され、リンク機構４
の操作時には、図２に示すように支持軸４１１を軸に拡
幅方向に回動可能である。これにより掘削機１は、掘削
手段３，３の軸間距離を拡大して拡幅掘削できる。

【００１２】ｂ．拡幅リンク 図１〜図３に示すように拡幅リンク４２は、前述した支
持腕４１の途上および後述するヘッドプレート４３の下
端近傍とに回動自在に軸支される部材である。即ち拡幅
リンク４２は、後述するヘッドプレート４３を介して拡
幅用駆動装置４４の摺動力を支持腕４１に伝達するため
の部材である。拡幅リンク４２は、図１に示すように掘
削機１の軸方向に垂下した状態の支持腕４１の途上とヘ
ッドプレート４３との間に、後述する拡幅用駆動装置４
４からの摺動力が確実に伝達可能となるように、所定の
傾斜角を付与した状態で各部材に軸支して配置する。拡
幅リンク４２の取付位置は、図１および図２に示すよう
に掘削機１の一面上でヘッドプレート４３を中心に対称
となるようにする。これにより後述する拡幅用駆動装置
４４の摺動力を同等の大きさで各支持腕４１に伝達する
ことができ、それぞれの掘削手段３，３の拡大および縮
小時の軸間距離を等しく保っている。

【００１３】ｃ．ヘッドプレート 図１〜図３に示すようにヘッドプレート４３は、後述す
る拡幅用駆動装置４４により掘削機１の軸方向に沿って
移動自在となる部材である。ヘッドプレート４３は、上
端を後述する拡幅用駆動装置４４と連結してあり、下端
近傍には前述した拡幅リンク４２，４２が軸支されてい
る。なお、図１および図２に示すように本実施の形態に
おいては、リンク機構４を機能させるため、ヘッドプレ
ート４３および後述する拡幅用駆動装置４４は、支持腕
４１，４１との間に位置するように掘削機１の本体２に
配置する。

【００１４】ｄ．拡幅用駆動装置 図１〜図３に示すように拡幅用駆動装置４４は、掘削機
１の正面および背面にそれぞれ取り付けた公知の駆動装
置である。拡幅用駆動装置４４は、採用されるリンク機
構４により公知の装置を適宜選択して用いることが考え
られる。例えば本実施の形態においては、公知の油圧ジ
ャッキなどの伸縮装置を採用することが考えられる。図
１に示すように拡幅用駆動装置４４は、収縮した状態に
おいては、支持腕４１，４１を掘削機１の軸方向に垂下
させ、一対の掘削手段３により掘削機１とほぼ等しい一
定壁厚の掘削を可能とする。これに対して伸長した状態
においては、駆動装置４４の下端がヘッドプレート４３
を下方に摺動させ、前記ヘッドプレート４３は、軸支し
た拡幅リンク４２，４２に押下力を伝達する。この時拡
幅リンク４２，４２は、上端をそれぞれ本体２に軸支し
た支持腕４２，４２の途上に軸支されているから、押下
力が拘束されてしまう。そこで拡幅リンク４２，４２
は、押下力を支持腕４１，４１との軸支点への押出力に
変換する。この押出力により支持腕４１，４１は、を支
持軸４１１，４１１でもって対向する外方向に向かって
回動する。この支持腕４１，４１の回動により、掘削手
段３，３は拡幅用駆動装置４４の伸長分の掘削手段３，
３間の間隔拡大が図れ拡幅掘削が可能となる。

【００１５】

【施工方法】以下図面を参照に、前述した掘削機を用い
た拡底部を有する掘削孔の掘削方法について説明する。
なお、この掘削孔を複数並べて掘削して、掘削した孔内
に鉄筋篭を建て込み、コンクリートを打設するなどして
連続地中壁を構築することが可能である。

【００１６】＜イ＞一次掘削工程 先ず、掘削機１の掘削手段３を取り付けた各支持腕４１
を閉じた状態にする。前述した各支持腕４１の閉じた状
態とは、掘削機１の拡幅用駆動装置４４を引き込めてリ
ンク機構４により、各支持腕４１を掘削機１の軸方向に
垂下した状態とし、掘削手段３，３の間隔が最小となる
状態を指す。続いて、図４に示すように前記した状態の
掘削機１により、壁厚Ｔ_１（最小の間隔）で所定の深度
Ｈの掘削孔５を掘削する。

【００１７】＜ロ＞拡底部掘削工程 掘削孔５の掘削により、その底部に位置する掘削機１
は、掘削手段３，３が拡底開始高さｈに位置するように
引き揚げる。続いて拡幅用駆動装置４４の伸長を調整し
ながら、リンク機構４により各支持腕４１を拡幅させな
がら、掘削手段３，３でもって水平方向の間隔を拡大し
ながら拡底部５１を掘削する。このようにして図４に示
す壁厚Ｔ_１、深度Ｈの掘削孔５の下部の壁厚を高さｈに
亘って徐々に増加させて底面の壁厚がＴ_２となる三角形
状の拡底部５１を構築する。図４においては、拡底部５
１の縦断面形状が三角状となるように拡幅した一例につ
いて示しているが、これに限らず応力集中に配慮した曲
線を用いた拡底など多様な形状に掘削することが可能で
ある。

【００１８】拡底部の掘削終了後、拡幅用駆動装置４４
を再び引き込めて、リンク機構４により掘削手段３，３
を取り付けた各支持腕４１を閉じ、掘削機１を引き揚げ
て掘削孔５内より撤去する。なお、本施工方法において
は、全底面を拡底する場合の例について説明したが、一
方の支持腕４１のみのリンク機構を作動させることによ
る拡底も可能であることは勿論である。また前述したよ
うに、深度Ｈの掘削孔５を掘削した後に、高さｈまで掘
削機１を引き揚げなくとも、深度Ｈまでの掘削途上の高
さｈに到達するまでリンク機構４による掘削手段３，３
の拡幅調整を行って、拡底部５１を形成することも可能
である。

【００１９】

【本発明の実施の形態２】以下図面を参照に、本発明の
掘削機を用いた薄厚部を途上に有する掘削孔の掘削につ
いて説明する。

【００２０】図５に示すように、掘削機１の掘削手段
３，３を取り付けた各支持腕４１を閉じた状態で、壁厚
Ｔ_３で深度Ｈ_１の掘削孔５２を掘削する。掘削孔５２の
掘削後、掘削機１を一旦地上まで引き揚げる。

【００２１】地上において掘削機１は、拡幅用駆動装置
４４を操作して所定の壁厚Ｔ_１となるように、支持腕４
１，４１を拡幅させる。続いて、図６に示すように一次
掘削した掘削孔５２を掘削手段３，３により壁厚Ｔ_１で
深度Ｈ_１まで拡幅掘削する。

【００２２】深度Ｈ_１の底面で、拡幅用駆動装置４４を
引き込めて掘削手段３，３を取り付けた各支持腕４１を
閉じた状態にする。そして、図７に示すように再び壁厚
Ｔ_３で深度Ｈまで掘削することにより、掘削孔５２の下
部が上部より小さい薄厚部５３となる。また、薄厚部５
３の形状は図７に示す一例の他にも、点線部５４のよう
に連続的に変化させるなど多様な形状とすることが可能
である。変厚した掘削孔５２の掘削終了後、掘削機１を
引き揚げて掘削孔５２より撤去する。

【００２３】

【発明の実施の形態３】本発明の掘削機のリンク機構
は、前述した実施の形態中で説明した組み合わせに限ら
ず、公知の駆動手段により掘削手段の水平方向の間隔を
拡大縮小可能であれば、様々なリンク位置の組み合わせ
を採用することが考えられる。

【００２４】

【発明の効果】本発明は以上説明したようになるから次
のような効果を得ることができる。 ＜イ＞本発明の掘削機は、掘削手段の水平方向の間隔を
可変式としたため、一機の掘削機でもって掘削孔の厚さ
を変更自在である。 ＜ロ＞連続地中壁を基礎構造物として用いる際、連続地
中壁を構成する掘削孔の下部の厚さを増大させることに
より、掘削孔の底面積を増大させた拡底部を有する掘削
孔より構成する連続地中壁の施工が可能となる。これに
より連続地中壁基礎の場合、鉛直支持力が増大するた
め、連続地中壁をその周辺摩擦力にたよって支持させる
必要がなくなり、連続地中壁の鉛直支持力を得るために
大深度まで掘削孔を掘削する必要がなくなる。この結果
として、連続地中壁を構成する掘削孔を浅く構築するこ
とが可能となり、従来の連続地中壁と比較して施工コス
トの低廉化が図れ、かつ施工工期も短期化できる。 ＜ハ＞連続地中壁の下部を止水壁となるように構築する
場合にも、本発明の掘削機一機で連続地中壁を構成する
掘削孔の上部の厚さを増大させ、下部に比較的厚さの薄
い部分を構築するような連続地中壁を構築することがで
きる。これにより掘削機を別途投入する必要が一切ない
から、施工コストの低廉化が図れ、かつ施工工期も短期
化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る掘削機の正面図

【図２】 掘削手段を開いた掘削機の正面図

【図３】 掘削機の側面図

【図４】 拡底構造を呈する掘削孔の縦断面図

【図５】 掘削孔の一次掘削時の説明図

【図６】 掘削孔の二次掘削時の説明図

【図７】 薄厚部を有する掘削孔の断面図

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 圭佑 東京都大田区南蒲田２−16−２ 利根地下 技術株式会社内 (72)発明者 糸山 直太 東京都大田区南蒲田２−16−２ 利根地下 技術株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 本体の下部に複数の掘削手段を具備す
   る掘削機において、 掘削機本体と前記掘削手段の間にリンク機構を介在さ
   せ、 前記リンク機構を介して、掘削時における掘削手段の水
   平方向の間隔を調整可能に構成したことを特徴とする、
   掘削機。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の掘削機において、リ
   ンク機構は、一端で掘削手段を支持し、他端を掘削機本
   体に回動自在に軸支した複数の支持腕と、前記支持腕の
   途上に一端を回動自在に軸支した複数の拡幅リンクと、
   前記拡幅リンクの他端を回動自在に軸支するヘッドプレ
   ートと、前記ヘッドプレートを掘削機の軸方向に移動さ
   せる拡幅用駆動装置とより構成したことを特徴とする、
   掘削機。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の掘削
   機を用いた掘削方法であって、前記掘削機により掘削孔
   を掘削した後、前記掘削孔内において所定の高さまで掘
   削機を引き揚げ、前記リンク機構により掘削手段の間隔
   を拡張させて再掘削し、掘削孔の任意位置に拡孔部を形
   成することを特徴とする、掘削方法。