JPS632542Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は大口径孔の掘削装置に関する。

土木構造物や建築物が大型化するに伴なつて基
礎に対して期待される支持力も以前に比べて大き
くなり、大型の基礎施工が要望され、従来の既成
くい打込み工法に代り、大口径の場所打ち鉄筋コ
ンクリートぐい基礎施工が普及し発達している。

場所打ちぐい工法は、掘削した孔に鉄筋を建て
込み、コンクリートを打設して大口径のくいを造
成する工法であつて、その施工には大口径孔例え
ば400mmφ〜2000mmφ程度の孔の掘削を必要とす
る。

従来このような大口径孔の掘削工法として、ケ
ーシングチユーブを地盤内に揺動圧入し、孔内壁
の崩壊を該チユーブにより防止しつつ掘削すると
共に掘削土を機械的手段により地上へ排出する、
所謂全ケーシング掘削工法及びドリルパイプの下
端に備えたビツトにより孔を掘削しつつ孔底と地
上の間を循環される循環液により掘削土を地上へ
排出すると共に、循環液の液圧により孔内壁の崩
壊を防止する所謂安定液掘削工法が主として採用
されている。ところが前者の全ケーシング工法は
ケーシングチユーブを用いるので、軟弱地盤でも
土砂崩壊の虞れなしに作業能率よく掘削でき作業
面の安定性はよいが、反面ケーシングチユーブ及
びその揺動圧入装置等、機械的経費が高くつくの
みならず、ケーシングチユーブの回収の必要があ
るので、あまり大きな口径の孔の掘削や深度の大
きい孔の掘削には不向きであり、適用範囲が制約
される不利があつた。また後者の安定液掘削工法
は、ケーシングチユーブを使用しないので前者工
法にみられるようなケーシングチユーブ使用にま
つわる欠点を有しないが、反面循環液の液圧にも
とづく安定化作用のみでは作業面の安定性の点で
前者工法に劣る。特に軟弱地盤の掘削に際しては
安定液としてベントナイト液を使用し削孔内面に
マツドフイルムを形成することにより、削孔内壁
の崩壊を防止できるが、このマツドフイルムの形
成には時間がかかり、掘削速度の低下を余儀なく
されると共にマツドフイルムは脆いので、土砂に
崩壊傾向が生ずるとこれを防止できず、崩壊防止
効果に不安があつた。このように従来の掘削工法
はいずれも一長一短があり、その改良が望まれて
いる。

本考案は上記従来工法の長所のみを生かし短所
を悉く解消し得るような大口径孔の掘削装置を提
供することを目的としてなされたもので、即ち本
考案は、ドリルパイプの下端に備えられたビツト
を用いて大口径孔を掘削するための掘削機、上記
掘削機により掘削された掘削土を地上へ排出する
ために、地上と孔底間に液を循環させるための液
循環機構、及び掘削孔の口径に対応する外径を有
していて、縦軸方向に折畳まれた状態で地上の孔
掘削位置にセツトされる、柔軟弾性を有する防水
チユーブを具備し、上記防水チユーブの下端部に
は環状金具が内方突出状に備えられ、一方上記ド
リルパイプの下端部には、該パイプの回転に対し
フリーであつて、掘削前進時には上記環状金具上
に係止して該環状金具及び防水チユーブを引込
み、退出時には上記環状金具及び防水チユーブを
引込み位置に残したままで該環状金具上より離脱
する引込み金具が備えられ、更にドリルパイプ下
端のビツドの本体には、ドリルパイプの前進時に
張出し状態を保持し、退出時には前記環状金具及
び防水チユーブの内径よりも小さい寸法となるよ
うにビツト本体内に収容される刃板が備えられて
いることを特徴とする大口径孔の掘削装置に係
る。

以下に本考案の一実施例を添附図面にもとづき
説明すると次の通りである。

第１図は本考案掘削装置の削孔開始時の状況を
示し、孔掘削位置に、縦軸方向に折畳まれた防水
チユーブ１がケーシング２内に摩擦保持された状
態でセツトされている。この防水チユーブ１は軟
質合成樹脂又はゴム等のような柔軟弾性を有する
成形材料から成形され、掘削すべき孔の口径に略
相応する外径を有している。この防水チユーブ１
の中心軸線上を通るように、掘削機３のドリルパ
イプ４が貫挿されていると共に、該パイプ４下端
のビツト５の下部が地面に予め形成された余掘り
６内に挿入されており、且つ該パイプ４の下端部
に回動自在に備えられた引込み金具７が、上記チ
ユーブ１の下端に内方突出状に取付けられた環状
金具８上に係止されている。

削孔に際しては第１図に示す状態よりドリルパ
イプ４が回転される。而して地盤が該パイプ４下
端のビツト５により掘削されると共に、掘削土
は、掘削孔の孔底と地上の間を循環される循環液
により地上へ排出される。この掘削工法そのもの
は従来法と全く異なる所がなく、液の循環は正循
環及び逆循環のいずれであつてもよい。図には逆
循環方式が示され、逆循環機構として図には、循
環液を掘削土と共にサクシヨンポンプ（図示せ
ず）方へ送る導管９ａと、掘削土の除去された循
環液を削孔内に戻す導管９ｂのみが示されてい
る。このような掘削機３による掘削が進行するに
つれて、孔掘削位置にセツトされている防水チユ
ーブ１が、ドリルパイプ４上の引込み金具７及び
これと係止している環状金具８を介して削孔内に
順次引込まれ、削孔内壁に沿つて防水チユーブ１
からなる保護膜を形成して行く。この状態が第２
図に示され、符号１０は掘削された孔を示し、こ
の孔１０は通常400〜2000mmφ程度の口径を有し
ている。

所定深さの孔１０の掘削が終了すると、ビツト
５の本体５ａに張出し収納自在に備えられている
刃板５ｂ（掘削時には張出されている）が地上よ
りの操作、例えばドリルパイプ４を逆回転する等
の操作により本体５ａ内に収納される。この刃板
５ｂの収納によりビツト５の直径が環状金具８及
び防水チユーブ１の内径よりも小さくなり、ビツ
ト５及びドリルパイプ４は、環状金具８及び防水
チユーブ１内を通つて地上へ抜き出され、次の操
作に備える。この状態が第３図に示されている。

本考案掘削装置は、上述のように安定液掘削工
法を適用して孔を掘削しつつ、孔内に防水チユー
ブを引込み、孔内壁に沿い防水チユーブ１からな
る保護膜を形成するものであつて、孔１０内に引
込まれた防水チユーブ１は、柔軟弾性を有してい
るので、第２図に矢符１１で示す如く内側から循
環液の液圧を受けて外方へ膨出し孔１０内壁に密
着する。而して本考案によれば、孔１０内壁に作
用する循環液の液圧による壁崩壊防止効果と、防
水チユーブ１自身の壁崩壊防止効果により、全体
として、全ケーシング工法に於けるケーシングチ
ユーブと変らない壁崩壊防止効果を発揮し、例え
ば軟弱地盤の場合であつても土砂崩壊の虞れなし
に孔を掘削できる。加えてこのような高度の壁崩
壊防止効果を、掘削進行と同時的に発揮し得るの
で、マツドフイルム形成の場合のように掘削速度
を下げるというような必要がなく、高い掘削作業
能率が得られる。また逆循環方式の場合、ドリル
パイプの内径は目詰りの問題で細くするには限界
があるため、大口径のうちでも比較的に径の小さ
い（400〜600mmφ）孔を掘る場合孔内壁に沿つて
流下する流体の流速が速くなりすぎ孔壁をいため
るので、このような小口径に向かないものとされ
ていたが、本考案装置によれば上述のような高度
の壁崩壊防止効果が得られるので、逆循環方式を
採用してし孔内壁の崩壊の危険性がなく400〜
2000mmφに亘る広範囲の大口径まで効率よく掘削
できる。更にまた本考案装置によれば防水チユー
ブが従来のマツドフイルムの働きをするので、軟
弱地盤の掘削に際しても循環液として、必ずしも
ベントナイト液を使用する必要はなく、例えば清
水を用いて掘削することが可能となり、循環液の
管理や後処理が容易である。更に本考案装置に於
て使用される防水チユーブは例えば軟質合成樹脂
又はゴム製であつて安価に入手できると共に、こ
の防水チユーブはドリルパイプの前進運動を利用
して孔内に引込まれるので、従来の全ケーシング
工法に比べ機械的負担が極めて小さく、施工費の
負担を軽減できる。

本考案に於て、ドリルパイプ４の下端部に備え
られる引込み金具７としては、上記パイプ４の前
進につれて防水チユーブ１をその下端の環状金具
８を介して孔１０内へ引込み、一方上記パイプ４
の退出時には、これより解放されるように構造を
有する限り特に限定はない。図には引込み金具７
として、ドリルパイプ４の下端部の細径部４ａに
上下に抜止め下に且つ回転に対しフリーに嵌装さ
れた割型の筒状部７ａと、該筒状部７ａより放射
状に張出された複数本例えば３本の腕杆７ｂから
構成され、腕杆７ｂの先端係止部７b′のそれぞれ
が環状金具８上に係止するようになつた構造のも
のが示されている。一方環状金具８はその上面に
備えられた押えリング８ａとの間で防水チユーブ
１の下端部を挾持し防水チユーブ１を所定の形状
に保持すると共に、外周部に等間隔例えば120゜の
間隔でナイフエツジ８ｂを具備し、該ナイフエツ
ジ８ｂは孔１０内壁に喰込んで環状金具１０ひい
てはチユーブ１を回止めし、之等がドリルパイプ
４及び引込み金具７を介して伝達される摩擦回転
力により回転されるという危険性をなくする。之
等引込み金具７及び環状金具８の関係が第４図及
び第５図に最も詳細に示されている。尚掘削途中
に於て硬い地盤等に突き当つた場合、ドリルパイ
プ４が上下に数回上げ下げされる場合があるが、
このような場合に引込み金具７が環状金具８から
できるだけ外れないようにするために、引込み金
具７をドリルパイプ４に対し、上下方向にある許
容巾で上下動し得るように備えておくことが望ま
しい。

本考案に於てビツト５としては、ドリルパイプ
４の継ぎ足し時や作業終了時に、径を縮小し、環
状金具８及び防水チユーブ１内より抜き出し得る
ような構造のものであれば特に限定されない。図
にはその一具体例として、環状金具８及び防水チ
ユーブ１の内径よりも小さい外径を持つているド
リル本体５ａに、刃板５ｂを、ヒンジ部５ｃを支
点として張出し、収納自在に備えると共に、刃板
５ｂが張出し又は収納位置でそれぞれ拘束される
ようにバネ５ｄを備えてなる場合が示されてい
る。この具体例に於ては、第６図に示すように刃
板５ｂは正回転時（掘削時）には張出し状態を保
持するが、これより逆回転すると、刃板５ｂが孔
１０内壁との摩擦によりバネ５ｄに抗して収納方
向に回動し、そしてある回動地点を超えると、バ
ネ５ｄが収納方向に働き、その結果刃板５ｂは収
納されるに至る。

本考案掘削装置は安定液掘削工法を適用して且
つ孔内に防水チユーブからなる保護膜を形成しつ
つ孔の掘削を行い得るものであつて、軟弱地盤の
掘削であつても、土砂崩壊の虞れなしに作業能率
よくしかも機械的経費その他の諸経費の高負担を
招くことなしに行い得られ、400mmφ程度の口径
のものから2000mmφ程度の口径のものまで広い範
囲の孔の掘削に適用して極めて有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案装置の１実施例に於ける掘削開
始時の状況を示す縦断面図、第２図は同掘削時の
状況を示す縦断面図、第３図は同掘削作業終了時
の状況を示す縦断面図、第４図は第２図に於ける
ビツト部分の拡大図、第５図は第４図の〜線
に沿う横断平面図、第６図は第４図の〜線に
沿う横断平面図である。 図に於て、１は防水チユーブ、２はケーシン
グ、３は掘削機、４はドリルパイプ、５はビツ
ト、６は余掘り、７は引込み金具、８は環状金具
である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ドリルパイプの下端に備えられたビツトを用い
   て大口径孔を掘削するための掘削機、上記掘削機
   により掘削された掘削土を地上へ排出するため
   に、地上と孔底間に液を循環させるための液循環
   機構、及び掘削孔の口径に対応する外径を有して
   いて、縦軸方向に折畳まれた状態で地上の孔掘削
   位置にセツトされる、柔軟弾性を有する防水チユ
   ーブを具備し、上記防水チユーブの下端部には環
   状金具が内方突出状に備えられ、一方上記ドリル
   パイプの下端部には、該パイプの回転に対しフリ
   ーであつて、掘削前進時には上記環状金具上に係
   止して該環状金具及び防水チユーブを引込み、退
   出時には上記環状金具及び防水チユーブを引込み
   位置に残したままで該環状金具上より離脱する引
   込み金具が備えられ、更にドリルパイプ下端のビ
   ツドの本体には、ドリルパイプの前進時に張出し
   状態を保持し、退出時には前記環状金具及び防水
   チユーブの内径よりも小さい寸法となるようにビ
   ツト本体内に収容される刃板が備えられているこ
   とを特徴とする大口径孔の掘削装置。