JP2918432B2 - 立穴掘削機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、たとえば山岳橋梁等の
基礎杭を構築するための立穴を掘削する立穴掘削機に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、３ｍ前後で比較的小口径の立穴で
は、土留め覆工として、掘削した立穴の壁面にライナー
プレートを組み立てていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のライナ
ープレートの組立作業は、所定距離を掘削する毎に、作
業員が立穴内に降りて分割されてライナープレートを１
枚ずつ搬入し、ボルト・ナットを使用して組み立てる必
要があり、狭い立穴内での作業となるため、安全性に問
題があった。

【０００４】本発明は、上記問題点を解決して、立穴内
におけるライナープレートの組立作業を無くして作業の
安全性を向上できる立穴掘削機を提供することを目的と
する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明の立穴掘削機は、立穴内に昇降自在に支持さ
れて下端部に掘削装置を備えた掘削機本体に、排土用部
材が昇降可能な排土用ガイド筒を設け、この排土用ガイ
ド筒の上部に、掘削機本体を立穴中心に固定するグリッ
パ装置を設け、このグリッパ装置の下部に、周方向に複
数に分割されて出退機構を介してそれぞれ半径方向に出
退自在な型枠プレートを備え、かつこれら型枠プレート
の外周部にコンクリートを打設可能なコンクリート注入
口を形成したライニング装置を設け、コンクリート打設
時に、前記型枠プレートのライニング形成面の立穴中心
からの距離を、上部より下部が大きくなるように構成し
たものである。

【０００６】また上記基本構成に加えて、掘削機本体を
昇降自在に支持する門型架台を、立穴掘削位置間にわた
って敷設された移設用レール上を走行自在に配置し、前
記門型架台を移設用レールに沿って移動させる架台移動
装置を設けたものである。

【０００７】さらに上記基本構成に加えて、コンクリー
ト打設時の型枠プレートを、ライニング形成面が下方ほ
ど広がるテーパー面になるように構成したものである。

【０００８】

【作用】上記構成において、掘削装置により掘削してそ
の土砂を排土用部材に保持させ、排土用部材を排土用ガ
イド筒を介して上昇させ立穴上方に搬出する。そして、
所定距離掘削が終わると、グリッパ装置を解除して掘削
機本体を下降させ、再度グリッパ装置により掘削機本体
を固定し、掘削作業を続けるとともに、型枠プレートを
突出させて立穴の側壁に沿う円形状に配置し、コンクリ
ート注入口からコンクリートを注入して側壁を打設す
る。この覆工用コンクリートが固化した後、型枠プレー
トを後退させる。これにより、立穴側壁を直接コンクリ
ートにより覆工することができ、従来必要であったライ
ナープレートが不要で、立穴内でのライナープレートの
組立作業が無くなり、作業の安全性を向上させることが
できる。さらに、型枠プレートのライニング形成面が立
穴の中心と平行な鉛直上に設置した場合、型枠プレート
の上端部が既設覆工用コンクリート下端部に接触して、
既設覆工用コンクリートの凹凸や誤差の影響を受け、後
に打設する覆工用コンクリート層が漸次小径になるおそ
れがある。しかし本発明では型枠プレートのライニング
形成面の立穴中心からの距離を、上部より下部が大きく
なるように構成したので、ライニング時に既設覆工用コ
ンクリートの下端部に型枠プレートが当接することがな
い。したがって、上側の既設覆工用コンクリートに生じ
ている誤差の影響を受けることがなく、正確な位置に覆
工用コンクリートを打設することができる。

【０００９】立穴の掘削終了後、立穴掘削機を次の立穴
掘削位置に移設する場合には、掘削機本体を上昇させて
立穴から抜き出した後、架台移動装置により門型架台を
移設用レールに沿って次の立穴掘削位置まで移動させる
だけでよく、従来のように立穴ごとに掘削機を解体して
運搬し再度組み立てるのに比べて、その移動時間を大幅
に短縮することができ、建設作業時間を短縮することが
できる。

【００１０】また、打設時に型枠プレートのライニング
形成面を下方ほど広がるテーパー面になるように構成し
たので、型枠プレートの形状または出退機構の簡単な変
更で、型枠プレートの既設覆工用コンクリートへの当接
を未然に防止することができる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明に係る立穴掘削機の第１実施例
を図１〜図５に基づいて説明する。

【００１２】図３に示すように、立穴１の掘削作業は、
地下側の掘削設備２と地上側の支援設備３とを使用して
行なわれており、掘削設備２は、掘削機本体４を立穴１
内の中心位置に固定する上下グリッパ装置５Ａ，５Ｂ
と、掘削機本体４の下部に設けられた掘削装置６と、立
穴１の側壁に覆工用コンクリート１ａを打設するライニ
ング装置７とで構成されている。

【００１３】また支援設備３は、図５に示すように、た
とえば山岳橋梁の橋脚４１を建設する現場で、雛壇状に
整地された建設地盤４２において複数の基礎杭用の立穴
掘削位置にわたって敷設された左右一対の移設用レール
４４と、移設用車輪４５を介して移動自在に立穴１の開
口部上に固定された分割組立式の門型架台１１と、移動
時にこの門型架台１１を移設用レール４４に沿って移動
させる架台移動装置４６と、この門型架台１１に配置さ
れて掘削機本体４を索体（チェーンなど）１２を介して
昇降自在に支持する昇降装置（チェーンブロックなど）
１３と、ジブ１４ａの先端部に排土用グラブバケット
（排土用部材）１４ｂを昇降自在に支持するクローラー
クレーン１４と、覆工用コンクリート供給装置１５およ
び設備全体の操作制御盤１６とで構成されている。架台
移動装置４６は、たとえば移設用レール４４の一端側に
配設されて門型架台１１に連結された検体４７を巻き取
る移動用ウインチ４８で構成されている。なお、移動用
ウインチ４８に代えて、門型架台１１に移設用車輪４５
を減速機を介して回転駆動する移動用モーターを設けて
もよい。

【００１４】掘削設備２の詳細を説明する。図４に示す
ように、掘削機本体４は、鉛直方向に配置されて排土用
グラブバケット１４ｂが通過可能な排土用ガイド筒２１
と、排土用ガイド筒２１の上下位置に所定間隔をあけて
外嵌固定された上部支持体２２および下部支持体２３と
で構成されている。そして上部支持体２２および下部支
持体２３の外周部には、それぞれ周方向一定間隔毎に押
圧体５ａを半径方向外方に出退自在な複数（たとえば４
本）の上下グリッパ装置５Ａ，５Ｂが配設されている。

【００１５】前記排土用ガイド筒２１の下端部で立穴１
の内面に沿って配置された掘削ガイド筒２０内には、旋
回装置（図示せず）により鉛直軸心回り回転自在な旋回
台２４が設けられ、この旋回台の対象位置に掘削装置６
を構成するバックホウ２５と削岩機２６とが設けられ
て、破砕掘削した土砂を排土用ガイド筒２１下方に寄せ
集めるように構成され、寄せ集められた土砂は、排土用
ガイド筒２１内を通過して下降された排土用グラブバケ
ット１４ｂに把持されて持ち上げられ排出される。

【００１６】前記ライニング装置７は、図１，図２に示
すように、上部支持体２２から複数の昇降用シリンダー
装置３１を介して昇降自在に支持された支持筒体３２が
排土用ガイド筒２１に外嵌して配置され、この支持筒体
３２の外周部に略平行リンク機構（出退機構）（以下平
行リンク機構と称する）３３を介して周方向にたとえば
６分割された型枠プレート３４Ａ，３４Ｂがそれぞれ立
穴半径方向に出退自在に配設されている。

【００１７】すなわち、支持筒体３２には、６０°ごと
に上下一対のリンクアーム３３ａ，３３ｂが左右２組上
下方向に回動自在に取り付けられ、これらリンクアーム
３３ａ，３３ｂの先端部に型枠プレート３４Ａ，３４Ｂ
がピン連結されている。そして、支持筒体３２と上部の
リンクアーム３３ａに連結された出退用シリンダー装置
３５によりリンクアーム３３ａ，３３ｂを上下方向に回
動させて、後退した退避位置（イ）と突出した打設位置
（ロ）の間で出退される。またはこれら型枠プレート３
４Ａ，３４Ｂは、周方向に幅の広い第１型枠プレート３
４Ａと幅の狭い第２型枠プレート３４Ｂとが交互に配置
されており、退避位置（イ）で外側に位置する第１型枠
プレート３４Ａの左右隣接端縁が、法線に対して内側ほ
ど中心側に傾斜する内窄まり状の傾斜面３４ａに形成さ
れるとともに、退避位置（イ）で内側に位置する第２型
枠プレート３４Ｂの左右隣接端縁が、前記テーパー面３
４ａに対応して外窄まり状の傾斜面３４ｂに形成されて
いる。そして、打設位置（ロ）には先ず第１型枠プレー
ト３４Ａが突出移動された後、第２型枠プレート３４Ｂ
が突出移動して傾斜面３４ｂが傾斜面３４ａに当節して
第１型枠プレート３４Ａを両側から押圧するように構成
され、先に配置された面積の広い第１型枠プレート３４
Ａを確実に支持して、コンクリートの注入圧を支持する
ことができる。また、第２型枠プレート３４Ｂの中央部
には、上下３段位置にコンクリート注入口３６がそれぞ
れ形成され、支援設備３の覆工用コンクリート供給装置
１５からコンクリート供給ホース３７を介して圧入機３
８に供給された覆工用コンクリートを、注入ホース３９
を介してコンクリート注入口３６から型枠プレート３４
Ａ，３４Ｂ内に順次注入することができる。もちろん、
振動装置（図示せず）により型枠プレート３４Ａ，３４
Ｂに振動を与えて覆工コンクリート１ａをまんべんなく
充填することができる。また型枠プレート３４Ａ，３４
Ｂをリンクアーム３３ａ，３３ｂを介して出退させるこ
とから、所定の断面積が必要な排土用ガイド筒２１外周
部の狭い空間であっても、型枠プレート３４Ａ，３４Ｂ
を後退させて昇降移動を容易に行うことができる。

【００１８】ところで、型枠プレート３４Ａ，３４Ｂの
ライニング形成面が立穴１の中心と平行な鉛直面に設置
した場合、型枠プレート３４Ａ，３４Ｂの上端部を既設
覆工用コンクリート１ａ下端部に対応して配置すると、
型枠プレート３４Ａ，３４Ｂの上端部が既設覆工用コン
クリート１ａに当接し、既設覆工用コンクリート１ａに
生じている凹凸や誤差の影響を受け、下部で後に打設す
る覆工用コンクリート層が漸次小径になるという問題点
がある。これを防止するためには、型枠プレート３４
Ａ，３４Ｂの上端部が既設覆工用コンクリート１ａの下
端部に干渉しないように構成する必要があり、これを解
決する手段としては、（１）型枠プレートの形状を変更
する。（２）出退機構を変更する、ことがそれぞれ考え
られる。

【００１９】この第１実施例では、（２）を採用し、出
退機構である平行リンク機構３３の下部リンクアーム３
３ｂの長さを上部リンクアーム３３ａより少し長く形成
することにより、退避位置（イ）の鉛直姿勢から外側に
回動させて、打設位置（ロ）で型枠プレート３４Ａ，３
４Ｂを外面（コンクリート打設面）を傾斜させ、覆工コ
ンクリート１ａの下部内径Ｄ１が上部内径Ｄ２より大き
くすることができる。（実際には立体形状であるので、
打設位置（ロ）で縦孔１の中心に対して均等なテーパー
状となるように形成される。）これにより、打設位置
（ロ）における型枠プレート３４Ａ，３４Ｂの上端部が
既設覆工用コンクリート１ａに接触することがなくな
り、正確な位置に覆工用コンクリートを打設することが
できる。したがって、鉛直面を連続させた場合のよう
に、上側の既設覆工用コンクリート１ａの誤差の影響を
受けることもなく、覆工用コンクリート１ａの下端部に
不用意に形成された突部などに影響されることもなく、
既設覆工用コンクリート１ａの内径が下部のほど小さく
なるのを防止することができる。なお、リンクアーム３
３ａ，３３ｂの長さを異ならせず、支持筒体３２への取
り付け位置を半径方向にずらしてもよい。

【００２０】次にこの立穴掘削機の掘削作業を説明す
る。昇降装置１３により門型架台１１から索体１２を介
して掘削機本体４を立穴１内に吊り下ろし、上部グリッ
パ装置５Ａにより覆工用コンクリート１ａの内面を押圧
して掘削機本体４を立穴１の中心に位置決めするととも
に、下部グリッパ装置５Ｂにより掘削した立穴１の内面
を直接押圧して掘削機本体を立穴１の中心軸上に位置固
定し、旋回台２４を回転させつつバックホウ２５と削岩
機２６を駆動して地番を掘削し、掘削した土砂を排土用
ガイド筒２１の下方に寄せ集める。そして門型架台１１
上方からクローラークレーン１４の排土用グラブバケッ
ト１４ｂを立穴１内に排土用ガイド筒２１を介して着底
させ、掘削土砂を把持して吊り上げることにより、掘削
土砂を順次排出する。

【００２１】この掘削作業と同時に、覆工用コンクリー
ト１ａの下端部に対応して型枠プレート３４Ａ，３４Ｂ
を配置し、出退用シリンダー装置３５を進展して型枠プ
レート３４Ａ，３４Ｂを順次退避位置（イ）から打設位
置（ロ）に突出移動させる。この時、打設位置（ロ）に
おける型枠プレート３４Ａ，３４Ｂの上端部外径Ｄ２が
既設覆工用コンクリート１ａの下端部内径Ｄ１より小さ
く形成されているので、型枠プレート３４Ａ，３４Ｂが
既設覆工用コンクリート１ａに接触することがない。そ
して、覆工用コンクリート供給装置１５からコンクリー
ト供給ホース３７，圧入機３８および注入ホース３９を
介して供給された覆工用コンクリートを、コンクリート
注入口３６から順次型枠プレート３４Ａ，３４Ｂの外周
部に充填して打設する。そして、充填した覆工用コンク
リート１ａが固化されると、型枠プレート３４Ａ，３４
Ｂを順次退避位置（イ）に後退させた後、昇降用シリン
ダー装置３１を進展して支持筒体３２を下降させ、覆工
用コンクリート１ａの下端部に対応して型枠プレート３
４Ａ，３４Ｂを配置し、上記の打設作業を再度行う。

【００２２】上記掘削作業と打設作業の繰り返しによ
り、立穴１の掘削が完了すると、昇降装置１３により索
体１２を介して掘削機本体４を立穴１１から引上げ、移
動用ウインチ４８により、門型架台１１を移設用レール
４４に沿って移動させて、次の立穴掘削位置に停止し、
さらにその他のクローラークレーン１４などの支援設備
４を移動させる。これにより、従来では３日かかってい
た移設作業時間を１日で終わることが可能となり、能率
良く立穴の掘削作業を行なうことができる。

【００２３】図６および図７は、上述した覆工用コンク
リート１ａの内径が下方ほど小さくなるのを防止する施
策として、（１）の型枠プレートの形状を変更すること
を採用した第２実施例で、型枠プレート５１Ａ，５１Ｂ
の外面（覆工用コンクリート形成面）を、外径が下方ほ
ど広がるテーパー面５１ａに形成したものである。すな
わち、型枠プレート５１Ａ，５１Ｂは打設位置（ロ）
で、下部外径（覆工用コンクリート下部内径）Ｄ１が上
部外径（覆工用コンクリート上部内径）Ｄ２より大きく
なるテーパー面５１ａに形成されている。第２実施例に
おいて、出退機構には直線動作機構（直動機構）である
油圧式型枠出退シリンダー装置５２が支持筒体３２外周
面に半径方向に垂設され、型枠プレート５１Ａ，５１Ｂ
を水平面内で立穴１の中心から放射方向に出退させるよ
うに構成されている。もちろん、第１実施例の平行リン
ク機構３３を使用してもよい。

【００２４】上記第２実施例によれば、ライニング時に
既設覆工用コンクリート１ａの下端部内面に上端部を対
応して型枠プレート５１Ａ，５１Ｂを突出配置しても、
既設覆工用コンクリート１ａの下端部内径が型枠プレー
ト５１Ａ，５１Ｂの上端部外径より大きいことから、型
枠プレート５１Ａ，５１Ｂが既設覆工用コンクリート１
ａに接触することがない。したがって、上側の既設覆工
用コンクリート１ａに形成された誤差の影響を受けるこ
ともなく、また突起などに干渉されることもなく、正確
な内面の覆工用コンクリートを打設できる。

【００２５】図８および図９は上述した覆工用コンクリ
ート１ａの内径が下方ほど小さくなるのを防止する施策
として（１）を採用した第３実施例および第４実施例で
ある。

【００２６】すなわち第３実施例は、第２実施例におけ
る型枠プレート５１Ａ，５１Ｂを、外面を鉛直面とした
外径Ｄ１の型枠プレート６１Ａ，６１Ｂとするととも
に、その下端部外周に段部６１ａを介して外径Ｄ１大径
部６１ｂを形成したもので、大径部６１ｂに対応する覆
工用コンクリート１ａの内径を大きくして、打設位置
（ロ）における型枠プレート６１Ａ，６１Ｂ上端部との
接触を防止している。

【００２７】また第４実施例では、第２実施例におい
て、外面を鉛直面とした外径Ｄ１の型枠プレート７１
Ａ，７１Ｂとするとともに、上端部外周に段部７１ａを
介して外径Ｄ２の小径部７１ｂを形成したもので、打設
位置（ロ）における型枠プレート７１Ａ，７１Ｂの小径
部７１ｂと覆工用コンクリート１ａの下端部との接触を
防止しており、第３，４実施例とも第２実施例と同様の
効果を奏する。

【００２８】図１０は、上述した覆工用コンクリート１
ａの内径が下方ほど小さくなるのを防止する施策として
（２）を採用した第５実施例で、第１実施例における出
退機構を上下２本の油圧式型枠出退シリンダー装置８１
Ａ，８１Ｂで構成し、それらのピストンロッドを、鉛直
状外面の型枠プレート３４Ａ，３４Ｂにピン連結したも
ので、下部の型枠出退シリンダー装置８１Ｂの出退量を
上部の型枠出退シリンダー装置８１Ａよりも大きく設定
したものである。これにより、上記各実施例と同様の効
果を奏することができる。

【００２９】

【発明の効果】以上に述べたごとく本発明の立穴掘削機
によれば、掘削装置により掘削作業中に型枠プレートに
より場所内コンクリート作業を同時に進行させて覆工用
コンクリートを打設することができ、従来の立穴内での
ライナープレートの組立作業が不要になり、作業の安全
性を向上させることができる。また型枠プレートのライ
ニング形成面の立穴中心からの距離を、上部より下部が
大きくなるように構成したので、ライニング時に既設覆
工用コンクリートの下端部に型枠プレートが当接するこ
とがない。したがって、上側の既設覆工用コンクリート
に生じている誤差の影響を受けることがなく、正確な位
置に覆工用コンクリートを打設することができる。

【００３０】また、掘削機本体を支持する門型架台を、
立穴掘削位置間にわたって敷設された移設用レール上に
沿って、架台移動装置により移動させるように構成した
ので、立穴掘削位置間の設備の移設を短時間で行なうこ
とができ、全体の作業時間を大幅に短縮することができ
る。

【００３１】さらに、打設時に型枠プレートのライニン
グ形成面を下方ほど広がるテーパー面になるように構成
したので、型枠プレートの形状または出退機構の簡単な
変更で、型枠プレートの既設覆工用コンクリートへの当
接を未然に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る立穴掘削機の第１実施例を示し、
ライニング装置を示す側面断面図である。

【図２】図１に示すＡ−Ａ断面図である。

【図３】同立穴掘削機の全体側面図である。

【図４】同立穴掘削機の掘削設備を示す拡大側面断面図
である。

【図５】同立穴掘削機の掘削現場を示す概略斜視図であ
る。

【図６】本発明に係る立穴掘削機の第２実施例を示し、
掘削設備を示す拡大側面断面図である。

【図７】同立穴掘削機の動作を示す概略側面断面図であ
る。

【図８】本発明に係る立穴掘削機の第３実施例の動作を
示す概略側面断面図である。

【図９】本発明に係る立穴掘削機の第４実施例の動作を
示す概略側面断面図である。

【図１０】本発明に係る立穴掘削機の第５実施例の動作
を示す概略側面断面図である。

【符号の説明】

１ 立穴 １ａ 覆工用コンクリート ２ 掘削設備 ３ 支援設備 ４ 掘削機本体 ５Ａ 上グリッパ装置 ６ 掘削装置 ７ ライニング装置 １１ 門型架台 １２ 索体 １３ 昇降装置 １４ クローラークレーン １４ｂ 排土用グラブバケット １５ 覆工用コンクリート供給装置 ２１ 排土用ガイド筒 ２２ 上部支持体 ３１ 昇降用シリンダー装置 ３２ 支持筒体 ３３ 平行リンク機構 ３４Ａ 第１型枠プレート ３４Ｂ 第２型枠プレート ３４ａ 傾斜面 ３４ｂ 傾斜面 ３５ 出退用シリンダー装置 ３６ コンクリート注入口 ３７ コンクリート供給ホース ３８ 圧入機 ３９ 注入ホース ４２ 建設地盤 ４３ 立穴掘削位置 ４４ 移設用レール ４５ 移設用車輪 ４６ 架台移動装置 ４８ 移動用ウインチ ５１Ａ，５１Ｂ 型枠プレート ５２ 型枠出退用シリンダー装置 ６１Ａ，６１Ｂ 型枠プレート ６１ａ 段部 ６１ｂ 大径部 ７１Ａ，７１Ｂ 型枠プレート ７１ａ 段部 ７１ｂ 小径部 ８１Ａ，８１Ｂ 型枠出退用シリンダー装置

フロントページの続き (72)発明者 糸永 洋 大阪府大阪市此花区西九条５丁目３番28 号 日立造船株式会社内 (72)発明者 北島 英世 大阪府大阪市此花区西九条５丁目３番28 号 日立造船株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−276192（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−158195（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−1971（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) E21D 1/08 E21D 5/01

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】立穴内に昇降自在に支持されて下端部に掘
   削装置を備えた掘削機本体に、排土用部材が昇降可能な
   排土用ガイド筒を設け、 この排土用ガイド筒の上部に、掘削機本体を立穴中心に
   固定するグリッパ装置を設け、 このグリッパ装置の下部に、周方向に複数に分割されて
   出退機構を介してそれぞれ半径方向に出退自在な型枠プ
   レートを備え、かつこれら型枠プレートの外周部にコン
   クリートを打設可能なコンクリート注入口を形成したラ
   イニング装置を設け、コンクリート打設時に、前記型枠プレートのライニング
   形成面の立穴中心からの距離を、上部より下部が大きく
   なるように構成した ことを特徴とする立穴掘削機。
2. 【請求項２】掘削機本体を昇降自在に支持する門型架台
   を、立穴掘削位置間にわたって敷設された移設用レール
   上を走行自在に配置し、 前記門型架台を移設用レールに沿って移動させる架台移
   動装置を設けたことを特徴とする請求項１記載の立穴掘
   削機。
3. 【請求項３】コンクリート打設時の型枠プレートを、ラ
   イニング形成面が下方ほど広がるテーパー面になるよう
   に構成したことを特徴とする請求項１記載の立穴掘削
   機。