JPS62137389A - 大口径竪孔掘削工法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ケーシングバイブ建込み工法による杭造成の
ための大口径竪孔掘削工法及びその装置に関する。

（従来の技術） 硬質地盤等の掘削抵抗の大きい地盤でオールケーシング
工法により場所打ち杭造成を行なう公知の工法として、
特公昭５８−１９８３６号公報に記載のように、ケーシ
ングパイプの内径の例えば腸程度の外径を有するスクリ
ューオーガにより、既に建込まれているケーシングパイ
プ内部の中、し部を掘削した後、ケーシングパイプ内の
残土を掘削機により掘削し排出する工法が知られている
。

しかしこの公知の工法によると、ケーシングパイプを揺
動あるいは回転させながら押込む押込み回転装置の他に
、ケーシングパイプ中の地盤を掘削する回転装置も準備
しなければならず、コスト高になるという問題点があっ
た。

また、この工法を用いて硬岩質地盤を掘削する場合、確
実に小さなサイズに分割されるという保証がないほか、
岩の外径がケーシングパイプの内径に？Ｅ着した状態で
あるため、ハンマグラブで取り出しにくいという問題点
があった。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、このような問題点に鑑み、１つの回転装置に
よってケーシングパイプの建込みだけでなく、ケーシン
グパイプ内の岩質地盤中掘り用小口径掘削具の回転駆動
も行なえ、しかもケーシングパイプの径にかかわりなく
ケーシングパイプ中の小割された地盤を容易に地上に排
出可能に掘削できる大口径竪孔掘削工法及びその装置を
提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、地中にケーシングパイプを圧入し、ケーシン
グパイプ内に中掘り用掘削具を入れ、ケーシングパイプ
を建込み量が増加しない状態で回転させ、その回転力を
前記掘削具に伝達して回転させ、前記掘削具によって、
ケーシングパイプ中央に小口径孔を穿設することを特徴
とするものであり、前記掘削具はケーシングパイプの回
転装置によってケーシングパイプを介して回転されるの
で、掘削具駆動のための装置が不要となる。

また本発明は、地中にケーシングパイプを圧入し、ケー
シングバイブ内に小口径孔穿設用回転ビットを入れ、ケ
ーシングパイプを建込み量が増加しない状態で回転させ
、その回転力を前記回転ビットに伝達して回転させるこ
とにより、ケーシングパイプ中の地盤を掘削し、１スト
ローク分掘削したら前記回転ビットを引き上げ、破砕機
を前記回転ピッ］・により穿設された小口径孔に入れて
岩にクランクを与えた後、新たに掘削土砂排土具をケー
シングパイプ中に入れて破砕された土砂を前記掘削土砂
排土具に取り込み、前記掘削土砂排土具を引き上げて排
土する作業を繰り返えすことにより、竪孔を掘削するこ
とを特徴とするものであり、破砕された岩をハンマグラ
ブで容易に取出すことができるから、低コストで高能率
で大口径杭を造成することができる。

また、本発明の掘削装詮は、ケーシングパイプ内周側に
固着して設けられた複数個の回転力伝達部材と、中空円
筒部材の外周に前記回転力伝達部材に当接する回転力被
伝達部材を有し、かつ前記中空円筒部材の下面にオーガ
付掘削具を有する小口径孔穿設用回転ビットと、クレー
ンにより吊支され、前記回転パケットの上部に取付けら
れるベアリング内蔵のスイベルジヨイントとからなるこ
とを特徴とするものであり、装置構成が簡略化され、い
かなる大口径の竪孔を掘削するものも安価に製作できる
。

（実施例） 以下本発明の一実施例を第１図ないし第８図により説明
する。まず第１図に示すように、下端に外周カッタ（一
部がケーシングパイプｌの外周面より外側に突出してい
るカッタ）ｌａおよび内周カンタ（ケーシングパイプｌ
の内周面より内側に突出しているカッタ）ｌｂを有し、
かつ内周面の中間部に複数本（図示例では２本）の回転
力伝達部材ＩＣを設けたケーシングパイプ１を、押込み
回転装置（図示せず）により回転あるいは揺動させなが
ら建込む。ここで、回転力伝達部材ＩＣはケーシングパ
イプ１のカッタｌａ、ｌｂ取付は部である下端部よりも
上方に設けであるので、建込みに支障を生じない。続い
て、クレーン（図示せず）のワイヤロープ１１によりス
イベルジヨイント３を介して小口径孔穿設用回転ビット
２を吊支し、ワイヤローブ１１を繰り出すことにより、
ケーシングパイプ１内に前記回転ビット２を挿入し、地
盤に着地させる。

ここで、前記小口径孔穿設用回転ビット２の構造につい
て、第１図および第４図により説明しておく９回転ビッ
ト２は、中空円筒部材４と、該中空円筒部材４の外周に
前記回転力伝達部材ＩＣに対応して設けられた回転力被
伝達部材４ａと、該中空円筒部材４の下部に固着して設
けられた小口径孔穿設用オーガ５と、該オーガ５に取付
けられ、回転ビット２の回転によって地盤を掘削するカ
ッタ５ａと、ベアリングを有するスイベルジヨイント３
を中空円筒部材４にピン６により連結するために中空円
筒部材４の上面に設けたブラケット７とからなる。

このような回転ビット２を第１図のようにケーシングバ
イブ１内に挿入し、回転ビット２を着地させた後、ワイ
ヤロープ１１に張力がかからない状態として、押込み回
転装置により、建込み状態か変化しないようにケーシン
グバイブ１を右回転させる（すなわち、例えば押込み回
転装置の押込み装置が油圧シリンダにより構成されてい
る場合には、その油圧シリンダを不作動として回転装置
のみを作動させる）。ケーシングパイプ１を右回転させ
ると１回転力伝達部材１ｃと回転力被伝達部材４ａとが
当接することにより、ケーシングパ・イブ１０回転力が
回転ビット２に伝達され、かつ回転ビット２のｆｆ１ｆ
ｆｉによる推力がカッタ５ａに加えられた状態で掘削が
行なわれ、掘削土砂がオーガ５の螺旋に沿って上方に案
内され排出される。

ワイヤローブ１１は常時張力のない状態で繰り出される
ので、回転ビット２の重量による推力および回転数と、
掘削地盤の掘削抵抗のバランスから、最適掘削速度が得
られ、掘削されていく。この際、ケーシングパイプ１は
その位置に留まって回転されるため、押込み回転装置の
回転力のうち、ケーシングパイプｌの回転に要する力は
小さいので、有効に回転ビット２に伝達される。また、
掘削時には、回転ビット２はケーシングパイプ１を介し
て回転されるが、スイベルジヨイント３にベアリングが
内蔵されているので、この回転によってワイヤロープ１
１がねじられることはない。

第２図は、回転力伝達部材ＩＣ上を回転力被伝達部材４
ａが１ストローク分（回転力伝達部材ＩＣと回転力被伝
達部材４ａとが係合しうる範囲によって決定される深さ
）スライドしつつ回転ビット２によって掘削した後の状
態を示したものである。

上記の掘削において、回転ビット２が１ストローク分下
降したか否かは、ワイヤローブ１１の繰り出し量から知
ることができ、また、作業条件によでは、目視によって
確認することかで六る。

なお、第１図においては、ケーシングパイプ１をその位
置に留まらせて回転させる例について示したが、ケーシ
ングパイプ】を建込み後、ケーシングパイプ１を１スト
ローク分いったん引き上げ、回転ビット２をケーシング
バイブｌ内に挿入し、回転ビット２の掘削速度に合わせ
て再び押込む方法をとってもよい。この場合もケーシン
グパイプ１はすてにカッタＬａ、ｌｂにより掘削されて
いる円状の溝に沿って降下するので、ケーシングパイプ
１の回転に要する力は小さく、回転ビット２に回転力が
有効に利用される。

ケーシングパイプ１を所定の深さに建込み、内部の地盤
を掘削した後は、鉄筋かご（図示せず）をケーシングパ
イプ１内に入れ、生コンクリートを投入し、コンクリー
トが硬化しない間にケーシングパイプ１を引き抜き、コ
ンクリートの硬化により杭が形成される。

第３図は回転ビット２を地上に引き上げた状態での掘削
孔の状態図で、中央に回転ビット２による小口径孔ａが
形成され、ケーシングパイプ１の内周面に沿ったところ
には、前記内周カンタｌｂによる溝すが証栽されている
。

第５図は前記回転ビット２による小口径孔ａに岩破砕用
の破砕機８を入れ、岩にクラックを発生させる状態を示
したものである。この破砕機８の構造について説明する
と、破砕機８は、中空円筒部材つと、該中空円筒部材９
の外周にケーシングパイプｌの内周面に沿って滑動する
ための滑動部材９ａと、該中空円筒部材９の下部に固着
して設けられた破砕装置１０とからなる。滑動部材９ａ
は、破砕ａ８の破砕装置１０が回転ビ・ント２による小
口径孔ａにスムーズに入るように、ケーシングパイプ１
の内周面に対し、中空円筒部材９ががたつかないように
、中空円筒部材９の周囲に周方向に等間隔に３個以上設
けられている。破砕装置１０は、油圧シリンダ１１と中
空円筒状の硬質ゴム１２とからなり、硬質ゴム１２によ
り形成される密閉された中空部に油圧シリンダ１１のロ
ッド１１ａが通っている。

この破砕機８を用いて掘削中の岩にクラックを発生させ
る場合には、口、ドｌｌａが通っている硬質ゴム１２の
部分を小口径孔ａに入れ、地上より、油圧ホース１３を
通して油圧シリング１１番こ作動油を送り、ロッドｌｌ
ａを縮めると、硬質ゴム１２は押しつぶされ、太鼓状に
変形する。このため、第５図の矢印ｄに示すように半径
方向の外方に孔ａの内壁を押圧する力が発生し、岩にク
ラックが発生する。

そして再び油圧シリンダ１１のロッド１１を伸ばし、破
砕装置１０の硬質ゴム１２の部分を孔ａから引き抜ける
状態にし、破砕機８を地上に引き上げる。引き上げた後
の状態を、第５図に対して９０度位相をずらした方向で
第６図に示し、また、第７図においては水平断面により
示している。第６図および第７図のＣは破砕機８により
発生したクランクである。なお第６図においては内周カ
ッタｉｂは表わされないが、この理由は内周カッタ１ｂ
はケーシングパイプ１の円周上数ケ所しか設けられてい
ないためであり、これにより、破砕装置１０によるクラ
ックＣの発生を容易にする効果がある。

このように、破砕機８により破砕されたケーシングパイ
プ１内の岩は、第８図に示すように、ｌ＼ンマグラブ１
３によって掴み、地上に排出する。

このハンマグラブ１３によって岩を掴む場合、本実施例
においては、内周カッタ１ｂにより、ケーシングパ・イ
ブ１の内周面に沿って溝すが形成されているので、溝す
にハンマグラブ１３の刃先が入り込みやすく、岩を掴み
やすい、このように、ケーシングパイプｌ内の岩を排出
した後、第１図に示したように、ケーシングパイプ１を
さらに１ストローク分押込む。そして再び回転ビット２
をケーシングパイプ１中に入れ、第１図の状態にして掘
削を繰り返えす。

ケーシングパイプ１を所定の深さに建込み、内部の地盤
を掘！！ｉｌｌ　した後は、鉄筋かご（図示せず）をケ
ーシングパイプ１内に入れ、生コンクリートを投入し、
コンクリートが硬化しない間にケーシングパイプ１を引
き抜き、コンクリートの硬化により杭が形成される。

第８図ないし第１３図は別の破砕機１４によって岩のク
ラック発生を行なう例を示しており、この破砕機１４に
ついて説明すると、破砕機１４は、中空円筒部材１５と
、該中空円筒部材１５の外周に前記同様に３個以上設け
られ、ケーシングパイプ１の内周面を滑動するための滑
動部材１５ａと、該中空円筒部材１５の下部に固着して
設けられた破砕装置１６とからなる。前記中空円筒部材
１５の中には下方への推力を発生させるためのウェイ）
１７が内蔵されている。また、前記破砕装置１６は、前
記中空円筒部材１５に固着された顎付円筒状ガイド１８
と、該ガイド１８内にプレート１８ａを介して固着され
た楔１９と、前記ガイド１８に沿ってスライドし、楔１
９との相対的な動きにより左右前後方向に移動して全体
的な外径が増減するように４分割された円筒状スプリッ
タ２０とからなる。スプリッタ２０１こはプレート１８
ａを案内する溝２０ｂが設けられ、また該スプリッタ２
０の上部には抜は止め用のストッパ２０ａが設けられて
いる。

この破砕機を用いて岩にクラックを発生させる場合は、
第９図に示すように、破砕装置１６のスプリッタ２０を
小口径孔ａに挿入し、第１０図に示すように、破砕機１
４を支持しているロープ２１を緩める。すると、中空円
筒部材１５が自重により下方に移動する。すなわち、こ
の破砕機１４を拡大して示す第１２図の状態から、８１
３図の状態となり、スプリッタ２０を左右方向に楔作用
で押し開く。すると、第１０図の矢印ｄで示す力が働き
、第６図に示したようにクラックＣを発生させる。以下
第７図、第８図の工程により、ケーシングパイプ１内の
岩を地上に排出する。

（発明の効果） 以に述べたように、本発明の大口径竪孔掘削工法は、ケ
ーシングパイプの回転力を中掘り小口径掘削具に伝達す
ることにより、ケーシングパイプの中掘りを行なう工法
であるから、ケーシングパイプを押込み回転させる装置
１台でケーシングパイプの中の中掘り用小口径孔をあけ
ることができる。また、あけられた小口径孔に破砕機を
挿入し、岩質地盤にクラックを容易に生じさせ、ハンマ
グラブによって取出すことができる。また、このハンマ
グラブによる取出しの際、実施例で示したように、ケー
シングパイプの内周面に溝を形成しておけば、ハンマグ
ラブによる取出しが容易となる。

また、本発明の掘削装置は、小口径孔穿孔用回転ビット
がケーシングパイプによって回転され、クレーンにより
吊支されて使用される構成を有するので、小口径孔穿設
用回転ビットを回転させる装置が不要となり、全体とし
て構成が簡略化され、安価に提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第８図は本発明による掘削工法の一実施例
を示す図であり、第１図ないし第３図および第５図は同
方向より見た縦断面図、第４図は第２図のＡ−Ａ拡大断
面図、第６図は第５図のＢ−Ｂ線に沿う断面図で破砕機
を除いて示す図、第７図は第６図のＣ−Ｃ断面図、第８
図はケーシングパイプ中の岩を除去した状態を示す縦断
面図である。第９図ないし第１３図は別の破砕機により
岩にクラックを発生さ−せる工法を示すもので、第９図
および第１０図は破砕作業状態を示す縦断面図、第１１
図は第９図のＤ−Ｄ拡大断面図、第１２図は第１１図の
Ｅ−Ｅ断面図、第１３図は第１２図の変化図である。 特許出願人　日進基礎工業株式会社外１名代理人　弁理
士　秋本正実外１名 第１１図 １５ａ：ｍ力４臣ｆス壊ρ幻体λ 第１２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、地中にケーシングパイプを圧入し、ケーシングパイ
   プ内に中掘り用掘削具を入れ、ケーシングパイプを建込
   み量が増加しない状態で回転させ、その回転力を前記掘
   削具に伝達して回転させ、前記掘削具によって、ケーシ
   ングパイプ中央に小口径孔を穿設することを特徴とする
   大口径竪孔掘削工法。 ２、地中にケーシングパイプを圧入し、ケーシングパイ
   プ内に小口径孔穿設用回転ビットを入れ、ケーシングパ
   イプを建込み量が増加しない状態で回転させ、その回転
   力を前記回転ビットに伝達して回転させることにより、
   ケーシングパイプ中の地盤を掘削し、１ストローク分掘
   削したら前記回転ビットを引き上げ、破砕機を前記回転
   ビットにより穿設された小口径孔に入れて岩にクラック
   を与えた後、新たに掘削土砂排土具をケーシングパイプ
   中に入れて破砕された土砂を前記掘削土砂排土具に取り
   込み、前記掘削土砂排土具を引き上げて排土する作業を
   繰り返えすことにより、竪孔を掘削することを特徴とす
   る大口径竪孔掘削工法。 ３、ケーシングパイプの内周面に沿ってハンマグラブの
   刃先が入るだけの溝を形成しながらケーシングパイプの
   建込みを行なうことを特徴とする特許請求の範囲第２項
   記載の大口径竪孔掘削工法。 ４、ケーシングパイプ内周側に固着して設けられた複数
   個の回転力伝達部材と、中空円筒部材の外周に前記回転
   力伝達部材に当接する回転力被伝達部材を有し、かつ前
   記中空円筒部材の下面にオーガ付掘削具を有する小口径
   孔穿設用回転ビットと、クレーンにより吊支され、前記
   回転バケットの上部に取付けられるベアリング内蔵のス
   イベルジョイントとからなることを特徴とする大口径竪
   孔掘削装置。