JPS6217292A - 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、ケーシングパイプ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Ｍ　　　　′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展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
プ内部の中心部を掘削した後、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。

（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
グパイプの中掘り用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
中の地盤全部を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。また本発明は、ケー
シングパイプの回転駆動装置を利用して硬質地盤の掘削
を行なうことを可能とする大口径竪孔掘削工法を提供す
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ることにより、ケーシン
グパイプ中の地盤を掘削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
シングパイプ内に推力手段を有する掘削ビットを入れ、
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、その回転力を前記掘削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掘削ビットを引き上げ、新た
に掘削土砂排土具をケーシングパイプ中に入れて掘削し
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、この
本発明の工法によれば、硬質地盤の掘削が可能となる。

また、本発明の掘削装置は、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、掘削土
砂を収納する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設け、かつ前記中空円筒
部材の下面開口部にカッタ付きの底蓋を設けると共に、
上部にウェイトを設けた回転バケットと、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５図により説明
する。第１図ないし第３図は軟土質から硬土質までの一
般土質を対象にした本発明の掘削工法を示したものであ
り、第４図及び第５図は本発明において用いられる掘削
装置を示したものである。

まず第１図に示すように、下端にカッタｌａを有し、か
つ内周面の上方に複数本（図示例では２本）の回転力伝
達部材ｔｂを設けたケーシングパイプｌ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１ｂはケーシングパイプ
ｌの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を介して回転バケット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内に回転バケット２を挿入し、地盤に着地さ
せる。

ここで、前記回転バケット２の構造について、第４図お
よび第５図により説明しておく、向転バケット２は、掘
削土砂を収納しておく中空円筒部材４と、該中空円筒部
材４の外周に前記回転力伝達部材ｔｂ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の下面
開口部にヒンジ７を中心として開閉自在に取付けられた
底蓋５と、該底蓋５の中心部に設けられた芯振れ防止用
の剣先５ａと、底蓋５に取付けられ、バケット２の回転
によって地盤を掘削し、底蓋５の開口部５ｂから中空円
筒部材４内に導入するカッタ６と、中空円筒部材４に係
止させ、中空円筒部材４中の土砂を排出する時にはハン
ドル８ａを回転させることによって係止を解いて底蓋５
を開くラッチ８と、バケット２と゛ケーシングパイプｌ
との間隙部の地盤を掘削して中空円筒部材４の下端側面
開口部４Ｃから内部へ導入するように、中空円筒部材４
の下端部側面に設けられたサイドカッタ９と。

前記カッタ６に垂直方向の推力を与えて地盤への食込み
を良くするために中空円筒部材４の上部に設けられたウ
ェイトｌＯと、中空円筒部材４の回転力を底蓋５に伝達
するために中空円筒部材４の下端部側面に複数個設けら
れたトルクピン４ｂ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にビン１９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２０と
からなる。

このような回転バケット２を第１図のようにケーシング
パイプ１内に挿入し、回転バケット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、建込み状態が変化しないようにケー
シングパイプｌを右回転させる（すなわち１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ｌを右回転
させると、回転力伝達部材ｉｂと回転力被伝達部材４ａ
とが当接することにより、ケーシングパイプｌの回転力
が回転バケット２に伝達され、かつウェイト１０を含め
た回転バケット２の重量による推力がカッタ６．９に加
えられた状態で掘削が行なわれ、掘削土砂が開口部５ｂ
、４Ｃを通して中空円筒部材４内に導入される。ワイヤ
ロープ１１は常時張力のない状態で繰り出されるので、
ウェイト１０を含めた回転バケット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１の
回転に要する力は小さいので、有効に回転バケット２に
伝達される。また、掘削時には、回転バケット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１１がねじられることはない、第２
図は、回転力伝達部材ｌｂ上を回転力被伝達部材４ａが
１ストローク分（回転力伝達部材１ｂ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
ライドしつつ回転バケット２によって掘削した後の状態
を示したものである。

ワイヤロープ繰り出し量等から１ストローク分の掘削が
認められた後、第３図に示すように、クレーンにより回
転バケット２を地上に拍き上げ、前記ハンドル８ａを回
して底Ｍ５を開き、掘削土砂を排出する。そして、この
排土作業と同時に、第３図に示すように、ケーシングパ
イプｌをさらに１ストローク分押込む、そして再び回転
バケット２をケーシングパイプ１の中に入れ、第１図の
状態にして掘削を繰り返元す。

上記の掘削において、回転バケット２が１ストローク分
下降したか否かは、ワイヤロープ１１の繰り出し量から
知ることができ、また作業条件によっては、目視によっ
て確認することができる。

また、回転力伝達部材ｉｂと回転力被伝達部材４ａとの
保合が解かれると、掘削が進行せず、順次繰り出される
ワイヤロープ１１がたるんだ状態となるので、そのたる
みによって１ストローク分の掘削が終了したことを知る
ことができる。

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ｌ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、回転バケット２をケーシン
グパイプｌ内に挿入し、回転バケット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はすでにカッタ１ａ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ｌ
の回転に要する力は小さく１回転バケット２に回転力が
有効に利用される。

ケーシングパイプｌ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ｌ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ｌ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６図ないし第１０図は硬質地盤（硬土質ないしは岩屑
）を対象にした本発明の掘削工法を示したものであり、
第１１図はそこで用いられる掘削装置を示したものであ
る。まず、第１１図により装置構成について説明すると
、１２は上端に設けられたブラケット２０にクレーンに
より吊支されるスイベルジヨイント３をビン１９により
連結することにより支持される硬質地盤掘削用掘削ビッ
トである。該掘削ビット１２は、前記ブラケット２０が
設けられ、かつ前記回転力伝達部材ｉｂに係合する回転
力被伝達部材１７ａが設けられたウェイト１７と、該ウ
ェイト１７の中心に下方に延出して固定され、下面開口
でかつ下部側面に土砂の抜は穴１６ａを設けた円筒軸１
６と、該円筒軸１６の下部に放射状に複数本（図示例で
は４本）設けられ、掘削抵抗が軽減されるように、断面
形状を三角形に形成した翼１４と、各翼１４に固着した
カッタ１３と、前記円筒軸１６の下面開口部に固着され
た剣先形状の板構造をなす芯振れ防止用のヘッドカッタ
１５とからなる。この掘削ビット１２の前記５１４とウ
ェイト１７との間の空間の長さは、回転力伝達部材１ｂ
と回転力被伝達部材１７ａとの保合範囲により決定され
る１ストロークにほぼ等しい長さに形成されている。

次にこの掘削ピッ）１２を用いて掘削する場合の工法に
ついて説明すると、第６図に示すように、前述の第１図
の場合と同様に、既に建込まれているケーシングパイプ
１に掘削ビット１２を入れ、前記同様にケーシングパイ
プ１を右回転させると、回転力伝達部材１ｂ、回転力被
伝達部材１７ａを介して掘削ピッ）１２が右回転され、
ウェイ）１７を含む掘削ビット１２の重量によりカッタ
１３．１５に推力が与えられ、掘削を開始する。この掘
削の状況について説明すると、掘削土砂の一部はカッタ
１３．１３間を抜けて行き、他の掘削土砂は翼１４をの
り越えて行く、また。

ヘッドカッタ１５によって掘削された土砂の一部は中空
軸１６の内部に入り、抜は穴１６ａより外部に押し出さ
れる。掘削ビット１２は回転バケット２の場合と同様に
掘削ピッ）１２の自重がすべて地盤に預けられており、
前記同様にベアリングを有するスイベルジヨイント３を
介してワイヤロープ１１で吊支されているので、掘削ビ
ット１２の回転によってワイヤロープ１１がねじられる
ことはない。

第７図は、１ストローク分掘削後の状態を示したもので
、掘削土砂は翼１４の上部に溜っている。従って掘削ビ
ット１２は翼１４で掘削土砂を攪拌しながら掘削してい
ることになる。

このように、掘削によりウェイト１７の下部に掘削土砂
が充分に溜ったら、第８図に示すように、ＷＡ削ビット
１２を地上に引き上げる。

続いて第９図に示すように、底ざらいバケット１８をケ
ーシングパイプ１内に入れ１回転バケット２の場合と同
様の方法で底ざらいバケット１８を回転させ、掘削土砂
を底ざらいバケット１８内に収納する。この底ざらいバ
ケット１８は、前記回転バケット２の底蓋５にカッタ６
の代わりにスクレーパ６′を設けた構造を有する底蓋５
′を有するもので、他の構造は回転バケット２と同様で
ある。

続いて第１０図に示すように、クレーンによって底ざら
いバケット１８を引き上げて底Ｍ５’を開いて掘削土砂
を排出する。この吟、同時に新たなケーシングパイプ１
′を継足し、さらに１ストローク分押込む、そして再び
掘削ビット１２をケーシングパイプ１中に入れ、第６図
の状態にして掘削を繰り返えす。

上述の作業において、掘削土砂排土具として。

前記底ざらいバケッ）１８の代わりにチョッピングバケ
ット等を用いることができる。

なお、回転バケット２の場合も掘削ビット１２の場合も
、これらの自重が推力を与えるに充分な大きさとなる構
造であれば、ウェイト１０　、１７は不要であり、反対
にカッタの推力が不足した場合には、ウェイトを付加す
るように、推力調整可能に構成してもよい、また、回転
バケット２あるいは掘削ビット１２とケーシングパイプ
ｌとの係合手段を別途設けてケーシングパイプｌの押込
み力をカッタに付加させるようにしてもよい、また、回
転力伝達部材１ｂの下端部に回転力被伝達部材４ａ、１
７ａに当接させるストッパを設け、回転力被伝達部材４
ａ、１７ａが該ストッパに当接した後はより以上の掘削
具の下降を防止するようにすることにより、回転力伝達
部材ｔｂと回転力被伝達部材４ａ、１７ａとの掘削時に
おける接触面積が過小になることを防ぎ、これらの部材
に無理な力がかからないようにしてもよい。

また、１本の竪孔を土質に応じて回転バケット２と掘削
ピッ）１２との組合わせで造成してもよいことはいうま
でもない。

（発明の効果） 以上述べたように、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地盤を掘削することができ、低
コストで大口径杭を造成することができる。また、ケー
シングパイプを回転させる大回転力の回転装置を用いて
掘削具を回転させるので、いかなる大径の竪孔の場合も
その径の大きさに相応した掘削具を用いて容易に、かつ
内部全体をくまなく掘削することができる。また、ケー
シングパイプ内に掘削具を入れて同時に回転させて掘削
するので、ケーシングパイプを掘削具によって損傷させ
るおそれがない。

また、本発明の工法は、掘削ビットを用いて掘削を行な
い、その後代ざらいを行なうようにしたので、硬質地盤
の掘削も可能である。

また、本発明の掘削装置は、回転バケットがケーシング
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、回転バケットを回転させる
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。また、大きな回転力を有するケーシング
パイプの回転装置により回転バケットが回転される構成
を有するので、ケーシングパイプの径に応じた大きさの
回転バケットを用意すればよく、従来のように、大径の
掘削具に相応した大型の駆動装置を用意する必要がない
ので、大口径用の掘削装置も容易かつ安価に提供できる
。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図はそれぞれ一般土質を対象にした本
発明による掘削工法の一実施例を示す断面図、第４図は
第２図のＥ−Ｅ拡大断面図、第５図は第４図のＦ−Ｆ断
面図、第６図ないし第１０図はそれぞれ硬質地盤を対象
にした本発明による掘削工法の実施例を示す断面図、第
１１図は第７図のＧ−Ｇ断面図である。 特許出願人　日進基礎工業株式会社外１名代理人　弁理
士　秋木正実外１名 第１１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ることにより、ケーシングパイ
   プ中の地盤を掘削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
   プ内に推力手段を有する掘削ビットを入れ、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
   転力を前記掘削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
   掘削したら前記掘削ビットを引き上げ、新たに掘削土砂
   排土具をケーシングパイプ中に入れて掘削した土砂を前
   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、掘削土砂を収納する中空円筒部
   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
   部材を設け、かつ前記中空円筒部材の下面開口部にカッ
   タ付きの底蓋を設けると共に、上部にウェイトを設けた
   回転バケットと、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。