JPH0344612B2 - - Google Patents

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1/2程
度の外径を有するスクリユーオーガにより、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つた。

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
径に密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つた。

（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
転装置によつ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） 本発明の工法は、内周側に突出した内周カツタ
を下端に設けたケーシングパイプを回転または揺
動させながら地中に圧入することにより、ケーシ
ングパイプ内周面に沿つて溝を形成しながらケー
シングパイプを地中に建込み、ケーシングパイプ
内に小口径孔穿設用回転ビツトを入れ、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、その回転力を該小口径孔穿設用回転ビツトに
伝達して回転させてケーシングパイプ中央に小口
径孔を穿設し、続いて該小口径孔穿設用回転ビツ
トを引き上げ、小口径孔内に破砕装置を入れて該
破砕装置により小口径孔内面を押圧することによ
り前記溝で囲まれた地盤にクラツクを発生させて
破砕することを特徴とする大口径竪孔掘削工法で
あり、小口径孔穿設用回転ビツトは、ケーシング
パイプを介して回転されるため、該回転ビツト駆
動のための装置が不要となる。

また、本発明の工法は、前記小口径孔穿設用回
転ビツトによる小口径孔の穿設を１ストローク分
掘削したら該小口径孔穿設用回転ビツトを引き上
げ、小口径孔内に破砕装置を入れて該破講装置に
より小口径孔内面を押圧することにより前記溝に
囲まれた地盤にクラツクを発生させて破砕し、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であり、破砕さ
れた岩等をハンマグラブ等の排土具で容易に取出
すことができるから、低コストでかつ高能率に大
口径杭を造成することができる。

また、本発明の掘削装置は、内周側に突出した
内周カツタを下端に設けたケーシングパイプと、
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ツトと、ク
レーンにより吊支され、前記回転バケツトの上部
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、前記小口径孔内に挿入されて該小口径孔
の内面を押圧しクラツクを発生し破砕する破砕装
置を有する破砕機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
外周カツタ（一部がケーシングパイプ１の外周面
より外側に突出しているカツタ）１ａおよび内周
カツタ（ケーシングパイプ１の内周面より内側に
突出しているカツタ）１ｂ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１ｃ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１ｃは
ケーシングパイプ１のカツタ１ａ，１ｂ取付け部
である下端部よりも上方に設けてあるので、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ツト２を吊支
し、ワイヤロープ１１を繰り出すことにより、ケ
ーシングパイプ１内に前記回転ビツト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ツト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。回転ビツト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１ｃ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、回転ビツト２の回転によつて地盤を掘削する
カツタ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ツ
ト７とからなる。

このような回転ビツト２を第１図のようにケー
シングパイプ１内に挿入し、回転ビツト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、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
イプ１の回転力が回転ビツト２に伝達され、かつ
回転ビツト２の重量による推力がカツタ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の螺旋に沿つて上方に案内され排出される。
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、回転ビツト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はその位置に留まつて
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、有効に回転ビツト２に伝達される。ま
た、掘削時には、回転ビツト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
によつてワイヤロープ１１がねじられることはな
い。

第２図は、回転力伝達部材１ｃ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１
ｃと回転力被伝達部材４ａとが係合しうる範囲に
よつて決定される深さ）スライドしつつ回転ビツ
ト２によつ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、回転ビツト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
よつては、目視によつて確認することができる。

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１を建込み後、ケーシ
ングパイプ１を１ストローク分いつたん引き上
げ、回転ビツト２をケーシングパイプ１内に挿入
し、回転ビツト２の掘削速度に合わせて再び押込
む方法をとつてもよい。この場合もケーシングパ
イプ１はすでにカツタ１ａ，１ｂにより掘削され
ている円状の溝に沿つて降下するので、ケーシン
グパイプ１の回転に要する力は小さく、回転ビツ
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図は回転ビツト２を地上に引き上げた状態
での掘削孔の状態図で、中央に回転ビツト２によ
る小口径孔ａが形成され、ケーシングパイプ１の
内周面に沿つたところには、前記内周カツタ１ｂ
による溝ｂが形成されている。

第５図は前記回転ビツト２による小口径孔ａに
岩破砕用の破砕機８を入れ、岩にクラツクを発生
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９と、該中空円筒部材９の外周にケーシング
パイプ１の内周面に沿つ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、破砕機８の破砕装置１０が回転ビツト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のロツド
１１ａが通つている。

この破砕機８を用いて掘削中の岩にクラツクを
発生させる場合には、ロツド１１ａが通つている
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ダ１１に
作動油を送り、ロツド１１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、岩にクラツ
クが発生する。

そして再び油圧シリンダ１１のロツド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
クラツクである。なお第６図においては内周カツ
タ１ｂは表わされないが、この理由は内周カツタ
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によるクラツク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、ハ
ンマグラブ１３によつて掴み、地上に排出する。
このハンマグラブ１３によつて岩を掴む場合、本
実施例においては、内周カツタ１ｂにより、ケー
シングパイプ１の内周面に沿つて溝ｂが形成され
ているので、溝ｂ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１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。そして再び回転ビツト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８図ないし第１３図は別の破砕機１４によつ
て岩のクラツ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１５
ａ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
ウエイト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に沿つてスライドし、楔１９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ツ
タ２０とからなる。スプリツタ２０にはプレート
１８ａを案内する溝２０ｂが設けられ、また該ス
プリツタ２０の上部には抜け止め用のストツパ２
０ａが設けられている。

この破砕機を用いて岩にクラツクを発生させる
場合は、第９図に示すように、破砕装置１６のス
プリツタ２０を小口径孔ａに挿入し、第１０図に
示すように、破砕機１４を支持しているロープ２
１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、第１３図の
状態となり、スプリツタ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ツク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、岩質地盤にクラツクを容易に生じさせ、ハン
マグラブによつ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、小口径孔穿設用回
転ビツトがケーシングパイプによつて回転され、
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ツトを回転させる
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
岩にクラツ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１
２図は第１１図のＥ−Ｅ断面図、第１３図は第１
２図の変化図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内周側に突出した内周カツタを下端に設けた
   ケーシングパイプを回転または揺動させながら地
   中に圧入することにより、ケーシングパイプ内周
   面に沿つて溝を形成しながらケーシングパイプを
   地中に建込み、ケーシングパイプ内に小口径孔穿
   設用回転ビツトを入れ、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
   該小口径孔穿設用回転ビツトに伝達して回転させ
   てケーシングパイプ中央に小口径孔を穿設し、続
   いて該小口径孔穿設用回転ビツトを引き上げ、小
   口径孔内に破砕装置を入れて該破砕装置により小
   口径孔内面を押圧することにより前記溝で囲まれ
   た地盤にクラツクを発生させて破砕することを特
   徴とする大口径竪孔掘削工法。 ２ 内周側に突出したカツタを下端に設けたケー
   シングパイプを回転または揺動させながら地中に
   圧入することにより、ケーシングパイプ内周面に
   沿つて溝を形成しながらケーシングパイプを地中
   に建込み、ケーシングパイプ内に小口径孔穿設用
   回転ビツトを入れ、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、その回転力を該小
   口径孔穿設用回転ビツトに伝達して回転させてケ
   ーシングパイプ中央に小口径孔を穿設し、１スト
   ローク分掘削したら該小口径孔穿設用回転ビツト
   を引き上げ、小口径孔内に破砕装置を入れて該破
   砕装置により小口径孔を押圧することにより前記
   溝に囲まれた地盤にクラツクを発生させて破砕
   し、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 前記掘削土砂排土具としてハンマグラブを用
   い、該ハンマグラブの刃先を前記溝に入れて排土
   作業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 内周側に突出した内周カツタを下端に設けた
   ケーシングパイプと、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
   設用回転ビツトと、クレーンにより吊支され、前
   記回転バケツ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、前記小口径孔内に
   挿入されて該小口径孔の内面を押圧しクラツクを
   発生し破砕する破砕装置を有する破砕機とからな
   ることを特徴とする大口径竪孔掘削工法。