JPS6137436B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、オールケーシング式リバースサーキ
ユレーシヨンドリル工法（以下RCD工法とい
う）による単一場所打ち基礎杭の施工方法とその
装置に関する。

単一の場所打ち基礎杭に鋼管パイプを入れなが
ら掘削するいわゆるオールケーシング工法の代表
的なものとして、ベノト工法がある。この工法を
採用する大きな理由は、(1)地盤が軟弱である場合
に崩壊の危険があること、(2)杭孔にいわゆる構真
柱と呼ばれる鉄骨を建て込む等のため、掘削後し
ばらく孔をあけた状態のまま放置しなければなら
ないケースでは孔の崩壊の危険があること等があ
げられる。

しかし、最近では公害等の環境問題が大きく取
り沙汰され、ベノト工法ではさけられない振動、
騒音についても厳しく問題にされ始めた。このた
め、オールケーシング式のRCD工法が考え出さ
れ、一部で実施されているが、掘削を進行させる
に伴なつてケーシングパイプの中をくぐつている
掘削具をかならずいつたん切り離さなければなら
ないだけでなく、再びドリルパイプを接続しなけ
ればならないほか、継ぎ足し用のケーシングパイ
プを接続する際、どのようにして中央のドリルパ
イプを保持しているかという点にむずかしさがあ
り、いかに安全でかつ確実に、そして要領よく継
ぎ足し作業を行なつて作業効率を上げるかという
点で十分でなく、これを解決した具体的手段はま
だ開示されていない。

第１図は従来のRCD工法を説明する図で、１
は既設の土砂排出用兼掘削用トルク伝達用ドリル
パイプ、１ａは継ぎ足し用ドリルパイプ、３は掘
削された孔の内壁に埋め込まれる既設のケーシン
グパイプ、３ａは継ぎ足し用ケーシングパイプ、
２はケーシングパイプ３の押し込み用ケーシング
パワージヤツキ、２ａ，２ｂはケーシングパイプ
３の外周に締め付けた主締付バンド及び副締付バ
ンド、２ｃはジヤツキシリンダである。第１図に
おいて、継ぎ足し用ドリルパイプ１ａを既設のド
リルパイプ１に継ぎ足す場合、支持金具２３の一
端で既設のドリルパイプ１を把持し、他端を既設
のケーシングパイプ３に固定することにより、ケ
ーシングパイプ３の中心に既設のドリルパイプ１
を保持しておいて、継ぎ足し用のドリルパイプ１
ａをドリルパイプ１に接続する。また、継ぎ足し
用ケーシングパイプ３ａをクレーンで吊り下げて
既設のケーシングパイプ３に載せて接続する。そ
してその後支持金具２３を除去する。このように
ケーシングパイプ３ａの接続後に支持金具２３を
取り外さなければならないので、必然的にケーシ
ングパイプ３をあまり長いものとすることはでき
ない。従つて、ケーシングパイプの数を多く必要
とし、継ぎ足しの作業を頻繁に行わなければなら
ず、作業効率が低下するという欠点がある。ま
た、支持金具２３を取り外す際に危険が伴う上、
既設のドリルパイプ１の固定が充分に行えないた
め、接続の際に連結用ボルトに充分な締付けトル
クを与えることができないという欠点があつた。

本発明の目的は、RCD工法を用いてケーシン
グパイプを建て込むに際し、ドリルパイプとケー
シングパイプとの継ぎ足し作用を、安全でかつ要
領よく能率的に行つて、杭の全長に亘りケーシン
グパイプを建て込みながらRCD工法を用いて杭
を構築することのできる工法およびその装置を提
供することにある。

この目的を達成するための本発明によるRCD
工法の特徴とするところは、既設のドリルパイプ
をベースフレームで支持されたサポートで支持
し、該ドリルパイプと櫓装置に取付けたビツト回
転用のロータリーユニツトのトルクバーとの連結
を解き、櫓装置を退避させた後、ドリルパイプを
既設のドリルパイプに継ぎ足し、次に継ぎ足され
たドリルパイプが継ぎ足し用ケーシングパイプ内
をくぐるように前記サポート又は台座に支持させ
てセツトし、継ぎ足されたドリルパイプと前記ト
ルクバーとを接続し、前記サポート又は台座を退
避させて継ぎ足されたケーシングパイプを既設の
ケーシングパイプに連結するようにしたことにあ
る。

また、該方法を実施する本発明による装置は、
ケーシングパイプを通過させる部分を有しかつケ
ーシングパイプ支持用パワージヤツキを設置した
ベース上にベースフレームを設け、該ベースフレ
ーム上には傾転可能な櫓装置を設け、昇降手段に
よつて該櫓装置にそつた昇降が可能で、かつ孔掘
削用ビツトに回転力を付与するロータリーユニツ
トを設け、該ベースフレームにはケーシングパイ
プ設置部に対して進退可能に、かつ位置決め可能
に既設のドリルパイプ支持用のサポートを設けた
ことを特徴とする。

以下本発明の一実施例を第２図ないし第１０図
により説明する。第２図ないし第４図は本発明に
よる機械の構成を示す。４は掘削すべき所に設置
されるベースであり、該ベースはケーシングパイ
プ３を通しうる穴を有し、穴の周囲には、ケーシ
ングパイプ押し込み用ケーシングパワージヤツキ
２が固定されている。２ａ，２ｂはケーシングパ
イプ３に締め付けられた主締付バンド、副締付バ
ンドであり、２ｃは主締付バンドの締付位置を動
かしてかつケーシングパイプ３を押込むためのジ
ヤツキシリンダである。６はベース４上に固定さ
れたベースフレームであり、該ベースフレーム６
は、４本の支柱６ａと、横枠６ｂと、前面（第３
図の左側）を開放したコ字形をなす板材６ｃと、
ドリルパイプ１のサポート１７を前後方向に進退
可能に取り付けるために両側に設けたレール１６
とからなつている。サポート１７の前面中央に
は、ドリルパイプ１を保持するための切り込み１
７ｄが設けられていると共に、保持具１７ｂがピ
ン３０ａを中心に回動可能にかつピン３０ｂに固
定されるように取付けられており、両側部下面に
はレール１６上を転動させるためのローラ１７ａ
が取り付けられ、両側部前端には位置決め用スト
ツパ１７ｃが形成されている。

該ベースフレーム６の上面の前部には、支点３
１を中心として後方へ傾動可能に櫓装置７が載設
され、該櫓装置７はヘツド側をベースフレーム６
の後端にピン３３により連結した傾転用油圧シリ
ンダ１８のピストンロツドとピン３７により連結
され、該シリンダ１８の作動により第３図の２点
鎖線のように傾かせて傾転ストツパ１９に立て掛
けておくことができるようになつている。該櫓装
置７の前部の２本の支柱７ａの間には、これらの
支柱をガイドとして上下動可能に、ドリルパイプ
１及び拡翼ビツト１０を回動させるためのロータ
リーユニツト８が装着されており、このロータリ
ーユニツト８には、油圧シリンダ９が下向きに取
り付けられ、そのピストンロツド９ａの先端は、
櫓装置７の支柱の下端に設けたブラケツト７ｂの
ピン３４で連結されていて、該油圧シリンダ９の
作動によりロータリーユニツト８が上下動させら
れるようになつている。該ロータリーユニツト８
にはドリルパイプ１と連結される筒状のトルクバ
ー１３が下方に突出するように取り付けられ、か
つ上部には水中サクシヨンポンプ１１に駆動エネ
ルギーを供給するライン（図示せず）と外部にあ
るエネルギー発生装置１４からのライン（図示せ
ず）とを接続するための回転ジヨイントを付けた
スイベルジヨイント１５を取り付けている。

また櫓装置７の端部には支点３２を中心として
回動可能に継ぎ足し作業用ステージ２１が取り付
けられ、該ステージ２１の端部には手巻きウイン
チ２２に巻かれローラ３５にガイドされたロープ
３６が接続されており、ウインチ２２を巻き下ろ
し方向に回すことにより、第３図の２点鎖線で示
すように水平に向けてその位置が保持されるよう
になつている。１２はドリルパイプ１の下端に連
結された垂直掘削のためのゴムローラ形スタビラ
イザ、１１は該ゴムローラ形スタビライザと同じ
構造のスタビライザ１１ａを有する土砂吐出用水
中サクシヨンポンプ、１０はその下端に取り付け
られた拡翼ビツト（ケーシングパイプ３の内側を
通過することができるように翼を閉じることが可
能な構造のもの）であり、該拡翼ビツト１０の外
径はケーシングパイプ３の外径とほぼ同じ大きさ
になつている。

２０は前記スイベルジヨイント１５に接続され
たホース３８から吐出される水及び土砂を貯める
タンクであり、該タンク２０は２室に分けられ、
水及び土砂をそそぎ込む沈澱室２０ａから水があ
ふれ出て他方の室２０ｂに入り、この室２０ｂか
ら土砂の含有量の少ない水がホース３９を通して
ケーシングパイプ３内に戻されるようになつてい
る。

次に第５図ないし第１０図により、この装置を
用いてドリルパイプ１及びケーシングパイプ３を
継ぎ足す場合の作業について説明する。孔の掘削
は第３図に示したように、ロータリーユニツト８
でトルクバー１３を回転させることにより、ドリ
ルパイプ１、スタビライザ１２、サクシヨンポン
プ１１と共に拡翼ビツト１０が回転し、その外径
がケーシングパイプ３の外径にほぼ等しくなるよ
うに翼を拡げる。そして油圧シリンダ９によりロ
ータリーユニツト８を支柱７ａにそつて下降させ
つつ掘削を行う。同時にサクシヨンポンプ１１に
よつて土砂を水５と共にドリルパイプ１、トルク
バー１３、スイベルジヨイント１５、ホース３８
を通してタンク２０の室２０ａに排出する。そし
て、タンク２０の室２０ａから室２０ａに溢れ出
した上澄み水は、ホース３９を通して再びケーシ
ングパイプ３内に戻される。また拡翼ビツト１０
の進捗に伴つて、ケーシングパイプ３をケーシン
グパワージヤツキ２によつて徐々に下降させる。

このようにして掘削が進み、第５図のようにこ
れ以上ロータリーユニツト８が下げられない状
態、即ち単一のケーシングパイプの長さ相当分を
掘削した後に、第６図に示すようにベースフレー
ム６に格納されていたサポート１７を引き出し
て、掘削具（ロータリーユニツト８、トルクバー
１３、ドリルパイプ１、スタビライザ１２、サク
シヨンポンプ１１、拡翼ビツト１０）を一たんこ
のサポート１７に預ける。即ちドリルパイプ１を
切込み１７ｄに入れて保持具１７ｂで把持し、か
つサポート１７の上面にドリルパイプ１とトルク
バー１３との連結フランジ４０を載せて該掘削具
を支持する。そしてトルクバー１３とドリルパイ
プ１とを切り離す。

次に第７図に示すように、ロータリーユニツト
８を油圧シリンダ９の作動により上昇させ、かつ
傾転用の油圧シリンダ１８を作動させて櫓装置７
を傾転させ、ストツパ１９に支持させる。そして
継ぎ足し用ドリルパイプ１ａをクレーン（図示せ
ず）によりロープ４１を介して吊り込み、サポー
ト１７に支持されている既設のドリルパイプ１と
接続する。

次に第８図に示すように、継ぎ足し用ケーシン
グパイプ３ａはクレーンによりロープ４１を介し
て継ぎ足されたドリルパイプ１ａを、ケーシング
パイプ３ａの中にくぐらせるようにしてサポート
１７の上に一たん載せた後、第９図のように櫓装
置７を元の位置にし戻し、櫓装置７に取付けられ
た継ぎ足し作業用ステージ２１を手巻きウインチ
２２で水平にして、継ぎ足し用ドリルパイプ１ａ
とトルクバー１３とを接続する。その後、クレー
ンによりロープ４１で吊られた吊り金具２から垂
下したロープ２４に継ぎ足し用ケーシングパイプ
３ａを結び、これを２点鎖線４２のように吊り上
げ、サポート１７を退避させ、既設のケーシング
パイプ３と継ぎ足し用ケーシングパイプ３ａとを
接続する。そして第１０図に示すように、手巻き
ウインチ２２を使つて再びステージ２１を元の状
態ににして掘削準備を完了する。なおこの場合、
櫓装置７の上部にはケーシングパイプ３ａを吊る
ための吊りロープ２４を通す穴が設けられている
ことは勿論である。

以上述べたように、ドリルパイプとケーシング
パイプの保持と進退可能なサポートを設けた点が
本発明にとつて大事なポイントであり、重要な技
術課題であるケーシングパイプとそのケーシング
パイプの中心部に位置するドリルパイプの双方
を、どのようにして安全にかつ能率よく切り離し
たり継び足したりできるかという点の解決を図る
ことができた。

すなわち、ケーシングパイプ及びドリルパイプ
を継ぎ足す場合、ドリルパイプ保持具を有するサ
ポート１７で既設のドリルパイプを保持し、ロー
タリーユニツトのトルクバー１３との接続を解
き、該ロータリーユニツトを装着した櫓装置を退
避させ、継ぎ足し用ドリルパイプを接続し、その
後ケーシングパイプをサポート上に載せ、櫓装置
を復元してロータリーユニツトのトルクバーと継
び足されたドリルパイプとを接続し、クレーン上
の吊り上げ手段によりサポート上に載せられたケ
ーシングパイプを吊り上げてサポートを除去し、
ケーシングパイプを接続するようにしたものであ
り、従来のようにケーシングパイプの内部で掘削
具を支持している支持金具２３を取り外す必要が
ないため、安全に作業ができ、かつ、単一のケー
シングパイプの長さを長くとることができ、従つ
て継び足し回数を減少させることができるから作
業効率を上げることができる。

また、図示のような枠状のサポート１７によれ
ば、既設のドリルパイプの支持が確実に行えるた
めの接続の際のボルトの位置決めが容易で、かつ
締め付けが安全かつ確実に行える。

そのほか、この櫓装置７にベースフレーム６上
で傾倒する機能をもたせることにより、櫓装置の
退避のための構造が移動式のものに比べて簡単で
かつ小型化し得る。またサポート１７を用いるこ
とにより、既設、継ぎ足しにかかわらずケーシン
グパイプやドリルパイプが段取りの手順のどの部
分をとつても常に安定した状態で保持される。

また、この実施例においてはケーシングパイプ
３の外径とほぼ同じ径まで翼を拡げることのでき
る拡翼ビツト１０を用いているので、ケーシング
パワージヤツキ２でケーシングパイプ３を単に支
持するだけでよく、大きな押し込み力を必要とし
ない。このため、ケーシングパワージヤツキ２に
押し込み力を与える際の反力取り用ウエイトが少
なくてすむ。また、ベース４上にベースフレーム
６及び櫓装置７を搭載した構成にすることで、こ
れらの自重も反力取りウエイトの代わりの役目を
果すという効果がある。

また、この実施例においては掘削土砂を排出す
るためのサクシヨンポンプを水中に入れたので、
吸い込み揚程の制限を受けずに全揚程のほとんど
を吐き出し揚程として用いることができるため、
孔内水５の水面からスイベルジヨイント１５のベ
ンドの上端までの高さを、陸上設置形のサクシヨ
ンポンプの場合よりも高く取れるので、単一のケ
ーシングパイプの長さを長く取ることができ、従
つて継ぎ足し回数を減少し得ると共に、掘削開始
時点にサイフオンを形成させるためのバキユーム
操作が不要となつて作業効率をさらに上げること
ができる。

なお、本発明は上記のように拡翼ビツト１０の
外径とケーシングパイプ３の外径とが等しいこ
と、及びサクシヨンポンプが水中に没するように
設置されることに限定されるものではない。ま
た、ケーシングパイプ３ａがドリルパイプ１ａを
吊り下げる手段として、クレーンの代わりに櫓装
置の上部にケーシングパイプ吊り下げ用ウインチ
を設置して、該ウインチでパイプを吊り下げるよ
うにしてもよい。

以上述べたように、本発明のRCD工法は、(A)
既設のドリルパイプをベースフレームで支持され
たサポートで支持するようにした点、(B)ケーシン
グパイプおよびドリルパイプを継ぎ足す空間を設
けるためにロータリーユニツトを装着した櫓装置
を一旦退避させるようにした点、(C)継ぎ足し用ド
リルパイプの上部をロータリーユニツトのトルク
バーに接続する前に、継ぎ足し用ケーシングパイ
プを先にくぐらせてサポートもしくはこれに代る
台座上に一旦載せた後、櫓装置を元の位置に戻す
点などを特徴とし、これによつてケーシングパイ
プ内の接続金具の取り付け、取り外しが不要とな
るため、ケーシングパイプの長さを長くとること
ができ、従つて継ぎ足し回数が減少し作業効率を
上げることが可能である。またサポートで既設の
ドリルパイプを確実に支持できるため、接続の際
のボルトの位置決めが容易で、かつ締め付けが安
全で確実に行える。

また、本発明の方法を実施する装置は、ベース
上に設けたベースフレーム上にロータリーユニツ
トを傾動自在に設けたものであるから、ベースフ
レームの大きさ、すなわち全体的な装置の専用面
積を小さくすることができ、またサポートをベー
スフレームに進退可能に設けたことにより、操作
が容易に行えるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来から行われているオールケーシン
グ方式RCD工法におけるケーシングパイプと掘
削具を吊り下げているドリルパイプの継ぎ足し状
態を示す図、第２図は本発明のオールケーシング
式RCD工法の一実施例を示す断面正面図、第３
図は第２図に示した装置の地面上の部分を示す側
面図、第４図は第３図の−線に沿う矢視図、
第５図ないし第１０図は該実施例の装置を用いて
ケーシングパイプとドリルパイプの継ぎ足しを行
う場合の要領を説明する段取図である。 １……ドリルパイプ、２……ケーシングパワー
ジヤツキ、３……ケーシングパイプ、４……ベー
ス、５……孔内水、６……ベースフレーム、７…
…櫓装置、８……ロータリーユニツト、９……ロ
ータリーユニツト昇降用油圧シリンダ、１０……
拡翼ビツト、１１……水中サクシヨンポンプ、１
１ａ……ゴムローラ形スタビライザ、１２……ゴ
ムローラ形スタビライザ、１３……トルクバー、
１４……エネルギー発生装置、１５……回転ジヨ
イント付スイベルジヨイント、１６……レール、
１７……サポート、１７ａ……ローラ、１７ｂ…
…ドリルパイプ保持具、１７ｃ……位置決め用ス
トツパ、１７ｄ……ドリルパイプ保持用切り込
み、１８……櫓装置傾転シリンダ、１９……スト
ツパ、２０……タンク、２１……継ぎ足し作業用
ステージ、２２……手巻きウインチ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 基礎杭埋め込み用孔の掘削の進捗に伴なつて
   ケーシングパワージヤツキによりケーシングパイ
   プを杭孔内に押し込み、そのケーシングパイプの
   長さ相当分の掘削をした後、既設の土砂排出用兼
   掘削トルク伝達用ドリルパイプとロータリーユニ
   ツトのトルクバーとを一旦切り離し、その既設の
   ドリルパイプに継ぎ足し用ドリルパイプを接続す
   ると共に、継き足し用ケーシングパイプを既設の
   ケーシングパイプ上に接続し、しかる後ドリルパ
   イプと前記トルクバーとを再び接続して掘削とケ
   ーシングパイプの押し込みとを行なうオールケー
   シング式リバースサーキユレーシヨンドリル工法
   による単一場所打ち基礎杭の施工において、基礎
   杭埋め込み用孔の掘削の進捗に伴つてケーシング
   パワージヤツキによりケーシングパイプを徐々に
   孔内に押し込み、そのケーシングパイプの長さ相
   当分の掘削をした後、ベースフレームに支持され
   たサポートにより掘削具を支持し、櫓装置に昇降
   可能に取り付けたロータリーユニツトのトルクバ
   ーとドリルパイプとを切り離し、前記櫓装置をド
   リルパイプ上部に空間を生じさせるように退避さ
   せ、継ぎ足し用ドリルパイプを吊り込んで既設の
   ドリルパイプに接続し、継ぎ足し用ケーシングパ
   イプをその中にドリルパイプがくぐるように吊り
   込んで前記サポート上に一たん載せた後、櫓装置
   を元の位置に戻して前記継ぎ足し用ドリルパイプ
   と前記トルクバーとを接続し、その後前記継ぎ足
   し用ケーシングパイプを吊り上げて前記サポート
   を退避させた後、既設のケーシングパイプと接続
   し、再び掘削を開始するという手順を繰り返しな
   がら孔の掘削を行うことを特徴とするオールケー
   シング式リバースサーキユレーシヨンドリル工
   法。 ２ オールケーシング式リバースサーキユレーシ
   ヨンドリル工法による単一場所打ち基礎杭の施工
   を行う装置において、地盤に孔を掘削するビツ
   ト、該ビツトにより掘削された土砂を排出する流
   路となり、かつ回転力源からの回転力を前記ビツ
   トに伝達するドリルパイプと、掘削された土砂を
   孔内水と共にタンクに放出するサクシヨンポンプ
   と、掘削される孔内に押し込むケーシングパイプ
   を通す部分を有するベースと、該ベース上に設置
   されたケーシングパイプ押し込み用ケーシングパ
   ワージヤツキと、前記ベース上に設置されたベー
   スフレームと、該ベースフレーム上に傾転可能に
   設置され、かつ前記ケーシングパイプ及びドリル
   パイプ吊り込みの際に支障のない姿勢に傾転保持
   する手段を有する櫓装置と、該櫓装置にそつて昇
   降可能に装着され前記回転力源を有し掘削具全体
   の自重を支持するロータリーユニツトと、該ロー
   タリーユニツトと係合し掘削トルクを掘削具に伝
   達しかつ掘削された土砂の排出管となるトルクバ
   ーと、前記ロータリーユニツトを昇降させかつ前
   記櫓装置に昇降に伴う荷重反力を支持させる昇降
   手段と、前記ベースフレームにケーシングパイプ
   設置位置に対して進退可能に設置され、前記ケー
   シングパイプ及びドリルパイプを支持する機能を
   有し、該ドリルパイプを保持する手段及び位置決
   め手段を有するサポートとを備えたことを特徴と
   するオールケーシング式リバースサーキユレーシ
   ヨンドリル装置。 ３ 特許請求の範囲第２項において、前記孔掘削
   用ビツトを拡翼ビツトとしたことを特徴とするオ
   ールケーシング式リバースサーキユレーシヨンド
   リル装置。 ４ 特許請求の範囲第２項又は第３項において、
   掘削された土砂を孔水内と共にタンクに放出させ
   るサクシヨンポンプを掘削用ビツトの上部に設け
   た水中サクシヨンポンプとしたことを特徴とする
   オールケーシング式リバースサーキユレーシヨン
   ドリル装置。 ５ 特許請求の範囲第２項において、櫓装置に継
   ぎ足し作業用ステージを起伏自在に設け、継ぎ足
   し作業時にのみそのステージを水平に支持すべく
   なしたことを特徴とするオールケーシング式リバ
   ースサーキユレーシヨンドリル装置。