JP2000273900A - エア吸引式排土装置および工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 杭工事等の掘削工事において、掘削残土を完
全に排出し、杭工事の根固めなど、施工精度の高い工事
を実施可能にする。 【解決手段】 中空管１の先端内部に、上方開口部５に
向かってすぼまり、下方開口部６に向かって末広がりの
コーン形状をしているクレーター（スライム吸引部材）
２を装着し、下方開口部６をスライムの上に配置する。
クレーター２の傾斜した外側面３と中空管１の内壁との
間に、エア注入管４から高圧空気を注入し、中空管の上
方から空気を吸引すると、クレーター２の上方開口部５
付近に生じる急激な上昇流によって、クレーター２の内
部が負圧となる。この負圧によって、スライムが吸い上
げられ、上昇空気流によって搬送され、地上に排出され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はエア吸引式排土装置
および工法に係り、特に、杭工事における杭底等の掘削
残土の排出に好適なエア吸引式排土装置および工法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来の杭工事は、以下のように実施す
る。 杭芯の設計位置に、アースオーガなどの掘削機を設
置する。

【０００３】 掘削機先端のダウンホールハンマもし
くはオーガヘッド等により削孔を行う。掘削土はオーガ
スクリューの旋回翼で上昇させるか、あるいは、後述の
ように、コンプレッサーからのエアを管外に噴き出して
排出する。

【０００４】 支持層の所定深さまで削孔が完了した
ら、孔内の残土（以下、スライムともいう）を旋回翼で
上昇させて排出するとともに、オーガスクリューの中心
部の中空管内に圧縮空気を送り、この空気を先端部から
孔底に向かって噴き出し、孔壁に沿って上昇させ、この
上昇空気流でスライムを地上に排出させる。

【０００５】 次に、岩盤等の支持層に杭材を建て込
み、先端から所定深さにモルタルを注入していわゆる根
固めを行い、岩盤などの支持層と型鋼などの杭材とを一
体化させる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術では、孔底の残土を完全に地上に排出することが
できなかった。

【０００７】すなわち、従来のエア併用オーガスクリュ
ーによる排土方法は、ハンマーの中から、あるいはオー
ガヘッドの中から、外に向かってエアを噴き出して、ハ
ンマーロッドもしくはオーガスクリューと孔壁との間に
エアの上昇流を生じさせ、この上昇流によって残土を排
出する方法であるため、次のような欠点があった。

【０００８】（１）大量のエアによって孔壁が破壊さ
れ、崩落によって孔壁とロッドとの間が広がると、エア
の圧力が低下し、スライム排出能力が低下する。 （２）孔壁の崩落による残土が孔内に残り、完全な排出
ができない。 （３）礫層等を削孔した場合、孔壁から落下した礫は、
吹き出したエアでは排出されず、孔内に残る。

【０００９】そのために、根固め用のモルタルにスライ
ムが混入し、岩盤等の支持層と杭材とを強固に一体化さ
せることが難しく、施工精度の高い杭工事を実施するこ
とが困難であった。

【００１０】本発明の目的は、掘削残土を完全に排出
し、杭工事の根固めなど、施工精度の高い工事を実施可
能にするエア吸引式排土装置および工法を提供すること
である。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のエア吸引式排土装置は、ほぼ鉛直に設置さ
れる中空管と、前記中空管の先端内部に装着され、掘削
残土を吸引するために上方および下方に開口部を有し、
上方開口部に向かってすぼまり、下方開口部に向かって
末広がりの形状を有するスライム吸引部材と、前記スラ
イム吸引部材の外側傾斜面と前記中空管内壁との間に空
気を注入するエア注入管とからなるものである。

【００１２】また、本発明のエア吸引式排土工法は、上
方および下方に開口部を有し、上方開口部に向かってす
ぼまり、下方開口部に向かって末広がりの形状を有する
スライム吸引部材を、中空管の先端内部に装着した後、
前記下方開口部を掘削残土の上に配置し、前記スライム
吸引部材の外側傾斜面と前記中空管内壁との間に空気を
注入し、前記中空管内を上方から吸引することにより、
前記スライム吸引部材を介して掘削残土を吸い上げて排
出するものである。

【００１３】本発明によれば、スライム吸引部材の外形
が、上方開口部に向かってすぼまり、下方開口部に向か
って末広がりの形状をしているので、その上方に向かっ
て傾斜した外側面に高圧空気を注入し、さらに、中空管
の上方から吸引することにより、スライム吸引部材（以
下、クレーターと称す）の上方開口部付近には急激な上
昇流が生じ、これによりクレーターの下方開口部からス
ライムが吸い上げられ、中空管内を上昇空気流によって
搬送されて排出される。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を参照して説明する。図１は、本発明になるエア吸引
式排土装置の一実施形態を示す立面図、図２は図１のＡ
部詳細図で、図２(ａ)が平面図、図２(ｂ)が縦断面図で
ある。

【００１５】これらの図に示すように、中空管１の先端
内部にクレーター（スライム吸引部材）２を装着し、ク
レーター２の傾斜した外側面３と中空管１の内壁との間
に高圧空気を注入するように、エア注入管４が中空管先
端部に取り付けられている。

【００１６】クレーター２の外形は、図２の詳細図に示
すように、上方開口部５に向かってすぼまり、下方開口
部６に向かって末広がりのコーン形状をしている。この
末広がりの下方開口部６をスライムの上に設置する。な
お、本例では、クレーター２の内側形状も、上方開口部
５に向かってすぼまり、下方開口部６に向かって末広が
りの形状をしている。

【００１７】中空管１は、必要に応じて、フランジ部７
で所定の長さに接続される。上部の曲管８には取っ手９
が設けられ、クレーンで吊り下げられるようになってい
る。曲管８に連結された蛇腹ホース１０は、図示はしな
いが、バキューム装置に接続され、吸い上げたスライム
を水槽内に排出するようになっている。

【００１８】一方、クレーター２の側面に高圧空気を注
入するエア注入管４は、一端が中空管１の先端部の空気
注入口１１に接続され、他端はエアホース１２を介して
コンプレッサー（不示図）に接続される。エア注入管４
は中空管１に沿って立ち上げられ係止部１３で固定され
ている。

【００１９】このようなクレーター２の下方開口部６を
スライムの上に配置し、傾斜した外側面３に高圧空気を
注入し、中空管の上方から空気を吸引すると、クレータ
ー２の上方開口部５付近に生じる急激な上昇流によっ
て、クレーター２の内部が負圧となる。この負圧によっ
て、スライムが吸い上げられ、上昇空気流によって搬送
され、地上に排出される。

【００２０】本発明者らの試験施工では、クレーターの
上方開口部の直径を２００ｍｍ、下方開口部の直径を４
５０ｍｍ、中空管の内径を３００ｍｍ、エア注入管の内
径を５０ｍｍとし、孔底の深さが約１２ｍのところで、
毎分５０ｍ3の高圧空気（１０.５ｋｇ/ｃｍ２）を注入
し、中空管内を地上から吸引したところ、土砂ばかりで
なく、直径が約１００〜１５０ｍｍに及ぶ礫が吸い上げ
られて搬出された。

【００２１】図３および図４は、本発明工法を適用した
杭工事の一例を示す説明図である。図３の（ａ）〜
（ｃ）は、本発明を適用する前段階の削孔までの工程を
示し、図４の（ｄ）〜（ｇ）は、前段階完了後、本発明
によるスライム清掃から杭工事の完了までの工程を示
し、それぞれ以下の作業内容である。

【００２２】（ａ）アースオーガ等の削孔機２０を、杭
芯の設計位置にセットする。 （ｂ）削孔を開始したら、孔口の崩壊を防ぐためにケー
シング２１を挿入する。 （ｃ）所定の深さまで削孔したら、掘削機２０を引き上
げ、次図（ｄ）に示すように、スライムの清掃を行う。

【００２３】（ｄ）本発明によるスライム排出作業であ
る。図１に示したエア吸引式排土装置を孔内に挿入し、
中空管１の先端に装着したクレーター２の下方開口部６
を、スライム２２の上に配置する。

【００２４】次いで、エアホース１２を介して、エア注
入管４から高圧空気をクレーター２の外部傾斜面に吹き
出し、中空管１内を地上から吸引することにより、クレ
ーターの上方開口部付近に急激な上昇空気流が生じ、ク
レーター内が負圧になり、スライム２２を地上に吸い上
げる。

【００２５】（ｅ）孔内のスライム清掃が完了した後、
鋼管またはＨ型鋼等からなる杭２３を、孔内に建て込
み、ホース２４により根固め用のモルタル２５を注入す
る。 （ｆ）所定量のモルタルを注入し、一定深さまで根固め
を行う。 （ｇ）根固め完了後、杭と孔壁との隙間に埋め戻しをお
こない、ケーシングを撤去して、杭工事を完了する。

【００２６】このように、本発明工法を採用することに
より、根固めモルタルにスライムが混入するという従来
の問題点が解消される。そのため、必要な強度が十分に
確保され、施工精度の高い杭工事を実施できる。

【００２７】なお、上記説明では、杭工事における孔内
のスライムの清掃について述べたが、本発明はこれに限
定されない。すなわち、地山の掘削工事や開削工事にお
ける残土処理に対しても、本発明は好適に適用できる。

【００２８】つまり、掘削工事や開削工事における残土
の上に、本発明に係るクレーターを設置し、クレーター
斜面に高圧空気を噴き出し、中空管内を吸引することに
より、クレーター内の残土を効率良く吸引し排出するこ
とができる。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明になるエア
吸引式排土工事および工法によれば、掘削残土を完全に
かつスピーディに除去できるので、杭工事の根固めな
ど、施工精度の高い工事を効率良く実施することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明になるエア吸引式排土装置の一実施形態
を示す立面図である。

【図２】図１のＡ部詳細図で、図２(ａ)が平面図、図２
(ｂ)が縦断面図である。

【図３】本発明工法を適用する杭工事の掘削工程（ａ）
〜（ｃ）を示す説明図である。

【図４】本発明工法を適用した杭工事のスライム排出工
程（ｄ）および杭建て込み工程（ｅ）〜（ｇ）を示す説
明図である。

【符号の説明】

１ 中空管 ２ クレーター ３ クレーターの傾斜外側面 ４ エア注入管 ５ 上方開口部 ６ 下方開口部 １１ エア注入口 ２０ 削孔機 ２１ ケーシング ２２ スライム ２３ 杭 ２５ 根固めモルタル

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ほぼ鉛直に設置される中空管と、前記中
   空管の先端内部に装着され、掘削残土を吸引するために
   上方および下方に開口部を有し、上方開口部に向かって
   すぼまり、下方開口部に向かって末広がりの形状を有す
   るスライム吸引部材と、前記スライム吸引部材の外側傾
   斜面と前記中空管内壁との間に空気を注入するエア注入
   管とからなるエア吸引式排土装置。
2. 【請求項２】 上方および下方に開口部を有し、上方開
   口部に向かってすぼまり、下方開口部に向かって末広が
   りの形状を有するスライム吸引部材を、中空管の先端内
   部に装着した後、前記下方開口部を掘削残土の上に配置
   し、前記スライム吸引部材の外側傾斜面と前記中空管内
   壁との間に空気を注入し、前記中空管内を上方から吸引
   することにより、前記スライム吸引部材を介して掘削残
   土を吸い上げて排出するエア吸引式排土工法。