JPH0571124A - 基礎杭の作成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 掘削工具を用いて地盤や土砂を掘削し、形成
された孔内に鉄骨等からなる補強部材を挿入し、更に、
前記孔内にコンクリート等の充填剤を充填してなる基礎
杭を迅速かつ安価に作成する。 【構成】 先端にその外周方向に拡径可能な拡径ビット
５Ａ，５Ｂを有する掘削工具１３に予め補強部材１４を
装着して、掘削工具１３および補強部材１４を、円筒状
をなすケーシングチューブ７内に摺動自在に挿通し、拡
径ビット５Ａ，５Ｂをケーシングチューブ７先端から突
出させ、かつ拡径させた状態で掘削を行い、掘削終了
後、掘削工具１３および補強部材１４ならびにケーシン
グチューブ１３を前記掘削孔内に残存させた状態で、掘
削孔１１内にコンクリート等の充填剤１５を充填する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、建造物等に用いられる
各種基礎杭の作成方法において、掘削工具を用いて地盤
や土砂を掘削し、形成された孔内に鉄骨等からなる補強
部材を挿入し、更に、前記孔内にコンクリート等の充填
剤を充填してなる基礎杭の、迅速かつ安価な作成方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】地中に孔を掘削し、基礎杭を作成する方
法としては、従来より例えば以下のようなものが知られ
ている。その工程を、図６ないし図９とともに説明す
る。

【０００３】図６は、上記従来の基礎杭の作成に用いら
れる一般的な掘削工具を用いた掘削の状況を示す図であ
る。ここで用いられている掘削工具は、ダウンザホール
ビットと呼称されるもので、圧縮空気を駆動源とするハ
ンマ（図示せず）およびハンマシリンダ２１の打撃力お
よび回転力を受けるデバイス２２の底面に、デバイス２
２の径より大径の略円盤状をなし、かつ先端面に多数の
チップ４が植設されたビット２３を取り付けたものであ
る。

【０００４】そして、前記ハンマおよびハンマシリンダ
２１の打撃力および回転力によりビット２３が徐々に回
転しながら地盤を連続的に打撃し、その結果、ビット２
３の自重およびチップ４の作用により地盤１０が局部的
な圧潰と剪断破壊を起こすことにより掘削が行われる。
また、掘削により生じた土砂は、前記ハンマの駆動源で
ある圧縮空気の圧力により、掘削の結果形成された掘削
孔１１の孔壁とハンマシリンダ２１側面との間に形成さ
れた隙間γから上方に排出される。

【０００５】図７は、上記従来の基礎杭の作成における
掘削孔１１内への補強部材２５の設置および充填材１５
の充填状況を示す図である。掘削が終了すると前記掘削
工具が掘削孔１１から引き上げられ、ついで、掘削孔１
１内に、鉄骨や鉄筋かご等からなる補強部材２５が設置
され、更に、コンクリートを始めとする充填材１５が充
填される。

【０００６】一方、図８に示すように、掘削を終了し、
掘削工具を掘削孔１１から引き上げた後、掘削孔１１内
に、掘削孔１１の孔壁を覆い、前記孔壁の崩壊を防止す
るためのケーシングチューブ２６を挿入し、ついで、図
９に示すように、掘削孔１１内への補強部材２５の設置
および充填材１５の充填を行う方法もある。この場合、
掘削孔１１の内径は、ケーシングチューブ２６の挿入が
可能となるよう、ケーシングチューブ２６の外径に対し
十分大きくしなければならない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の基礎杭の作成方法においては、掘削終了後、一旦掘
削工具を掘削孔１１より引き上げてから、改めて補強部
材２５あるいはケーシングチューブ２６を挿入する必要
があった。しかも、ケーシングチューブ２６を挿入する
場合には、掘削孔１１の内径をケーシングチューブ２６
の外径に対し十分大きくする目的で、過剰な掘削を行う
必要があるばかりではなく、掘削孔１１の内径と基礎杭
の外径との間に形成された隙間δが大きいので、そのま
まの状態では、基礎杭が不安定となることがあり、その
結果、基礎杭の安定性を高める目的で、必要に応じ、基
礎杭作成後、前記隙間δに新たな充填剤１５を流入する
等の操作を行わなければならなかった。そして、それら
はいずれも、基礎杭の作成における工程を複雑化させる
とともに作業性を低下させ、その結果、工期の延長と、
それに伴う、特に人件費を始めとする工費の上昇を招く
という問題があった。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、先端にビット
を始めとする掘削用の部材を有する掘削工具を用いて掘
削を行い、形成された掘削孔内に鉄骨等からなる補強部
材を挿入し、更に、前記掘削孔内にコンクリート等の充
填剤を充填する基礎杭の作成方法において、

【０００９】前記掘削工具に予め前記補強部材を装着し
て、掘削と同時に前記補強部材を前記掘削孔に挿入し、
掘削終了後、前記掘削工具および前記補強部材を前記掘
削孔内に残存させた状態で、前記掘削孔内にコンクリー
ト等の充填剤を充填する基礎杭の作成方法である。

【００１０】

【作用】本発明においては、掘削終了後、前記掘削工具
および前記補強部材を前記掘削孔内に残存させた状態
で、前記掘削孔内にコンクリート等の充填剤を充填して
基礎杭を作成する。その結果、作成における工程が大幅
に簡略化され、かつ作成が迅速に行われるようになるた
め、作業性が向上する。従って、工期が短縮され、それ
に伴い、特に人件費を始めとする工費が節約される。

【００１１】

【実施例】以下、図面に基づき、本発明の実施例につい
て、更に詳しく説明する。

【００１２】本発明に用いられる掘削設備の例を図１な
いし図３に示す。この掘削設備は、実際に掘削を行う掘
削工具１３と、掘削工具１３の外周に取り付けられた補
強部材１４と、掘削工具１３および補強部材１４の周囲
を覆うケーシングチューブ７と、掘削工具１３のケーシ
ングチューブ７先端方向への移動を規制する縮径管９と
からなっている。

【００１３】このうち、掘削工具１３は、圧縮空気を駆
動源とするハンマ（図示せず）の衝撃力およびハンマシ
リンダ１の回転力を受けるデバイス２の底面に、当該デ
バイス２の中心に対して点対称に２個の軸穴２Ａ，２Ｂ
を形成し、各々の軸穴２Ａ，２Ｂに、ビット軸３Ａ，３
Ｂを軸回りに回転自在にかつ抜け止めして嵌入し、各々
のビット軸３Ａ，３Ｂの先端部に、デバイス２の径とほ
ぼ同径の略半円形状をなし、かつ先端面に多数のチップ
４が植設された拡径ビット５Ａ，５Ｂを互いの直状端面
６Ａ，６Ｂを対向した状態で設け、ビット軸３Ａ，３Ｂ
の位置を、デバイス２が所定方向に回転した際に、拡径
ビット５Ａ，５Ｂの各々一方の端部が共にケーシングチ
ューブ７の外周面より所定の掘削量だけ突出し、かつそ
の際に両ビットの直状端面６Ａ，６Ｂが互いに当接する
ようデバイス２の中心から偏心させてなるものである。

【００１４】そして、ハンマシリンダ１の側面には、鉄
骨や鉄筋かご等からなる補強部材１４が、溶接その他の
方法により一体に取り付けられている。

【００１５】また、ケーシングチューブ７は円筒状をな
し、その内部には、掘削工具１３および補強部材１４が
摺動可能に挿通されている。更に、ケーシングチューブ
７先端部の内周には、デバイス２の外周面に形成された
拡径部８に径合する縮径管９が、溶接その他の方法で固
着されている。

【００１６】次に、上記掘削設備を用いた、本発明にお
ける基礎杭の作成方法について説明する。

【００１７】図４は、本実施例における掘削の状況を示
すものである。この場合、拡径ビット５Ａ，５Ｂをケー
シングチューブ７先端から突出させた状態で、デバイス
２をハンマシリンダ１により所定方向（図２中矢印Ｘ）
に回転させると、拡径ビット５Ａ，５Ｂが、図２に示す
ような状態から掘削抵抗によりビット軸３Ａ，３Ｂを軸
として自転し、その結果、図３に示すように、拡径ビッ
ト５Ａ，５Ｂの直状端面６Ａ，６Ｂの一端部がケーシン
グチューブ７の外周面より所定量だけ突出するととも
に、直状端面６Ａ，６Ｂの一部が互いに当接し、拡径ビ
ット５Ａ，５Ｂの自転が停止する。この状態で拡径ビッ
ト５Ａ，５Ｂに前記ハンマの衝撃力およびデバイス２の
回転力を与えると、拡径ビット５Ａ，５Ｂが上下動とと
もに回転し、拡径ビット５Ａ，５Ｂの自重およびチップ
４の作用による地盤１０の局部的な圧潰と剪断破壊が起
こり、掘削が行われる。

【００１８】一方、前記上下動に伴う拡径部８と縮径管
９との接触により、前記ハンマの衝撃力が掘削と同時に
ケーシングチューブ７に伝達され、その衝撃力とケーシ
ングチューブ７の自重により、ケーシングチューブ７先
端が地盤１０に押し込まれる。この場合、縮径管９が拡
径部８の下方に位置するため、前記衝撃力はケーシング
チューブ７を地盤１０中に押し込む方向にのみ伝わり、
その結果、掘削孔１１の孔壁より浸出する水等による前
記孔壁の崩壊が有効に防止される。

【００１９】なお、掘削の結果生じた土砂等は、ハンマ
シリンダ１内をハンマピストン（図示せず）が落下する
際に吐き出される圧縮空気がデバイス２の底面に設けた
空気孔１２Ａ，１２Ｂから吹き出されることにより当該
掘削工具先端から離間され、更に、ケーシングチューブ
７の外周と掘削孔１１との間に形成された隙間αから上
方に排出される。

【００２０】ここで、本実施例においては、掘削孔１１
の拡大に伴い掘削孔１１の孔壁とハンマシリンダ１側面
との間に形成された隙間βの幅が拡大した場合において
も、ケーシングチューブ７をより大きな直径を有するも
のへと交換してケーシングチューブ７の外周と掘削孔１
１との間に形成された隙間αを縮小すれば、空気孔１２
Ａ，１２Ｂの断面積と前記隙間αの断面積の差を減少さ
せることができる。その結果、掘削孔１１の口径を拡大
した際にも、前記隙間αにおける圧縮空気の圧力低下が
少なく、よって、大口径の掘削孔１１に対しても、圧縮
空気を駆動源とする掘削工具を用いた掘削が可能であ
る。

【００２１】掘削終了後は、駆動源を停止し、前記ハン
マとハンマシリンダ１とを分離して、前記掘削設備のみ
を掘削孔内に残存させた状態で、図５に示すように、ケ
ーシングチューブ７内にコンクリート等の充填剤１５を
充填するだけで、基礎杭が作成される。そのため、本発
明においては、基礎杭の作成に要する工期が、従来行わ
れてきた基礎杭の作成方法に対して大幅に短縮されてい
る。また、ハンマシリンダの１側面には、鉄骨や鉄筋か
ご等からなる補強部材１４が、溶接等の方法により一体
に取り付けられているので、充填材１５を充填した場合
には、補強部材１４と充填材１５とが互いに強固に固着
し、その結果、基礎杭の強度が十分なものとなってい
る。

【００２２】このように、本発明においては、拡径ビッ
ト５Ａ，５Ｂを始めとする掘削設備を全て掘削孔１１内
に残存させ、掘削装備を基礎杭の一部としてそのまま流
用するため、掘削設備の再度の利用は不可能となってい
る。しかし、上記掘削設備の価格は、本発明による工期
の大幅な短縮に伴う、人件費を始めとする工費の低減に
より十分補填される程度の額であり、その結果、本発明
においては、工期、工費とも従来より短縮、もしくは低
減されている。

【００２３】一方、上記の通り、掘削により形成された
掘削孔１１の内径と、掘削孔１１に挿入されたケーシン
グチューブ７の外径との間の隙間αが小さいため、掘削
孔１１内におけるケーシングチューブ７の安定性は非常
に高くなっている。従って、掘削孔１２内にケーシング
チューブ７を安定に保持させるための操作を行うことな
く、ケーシングチューブ７を掘削孔１１の内壁として直
接使用することができる。そのため、より一層の工程の
簡略化および工期の短縮が可能となっている。

【００２４】なお、必要に応じ、掘削終了後、充填剤１
５が凝固し、掘削孔１１からのケーシングチューブ７の
引き抜きが不可能となるまでの間に、ケーシングチュー
ブ７を掘削坑１１から引き抜くことももちろん可能であ
る。また、ビットが掘削時に受ける負荷を軽減させるた
め、拡径可能なビットの分割個数を３個以上の複数個と
してもよく、更に、本発明を、基礎杭の作成のみなら
ず、土留杭の作成や、アンカー工事、その他各種固定工
事に適用させることもできる。

【００２５】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明においては、
掘削終了後、前記掘削工具および前記補強部材を前記掘
削孔内に残存させた状態で、前記掘削孔内にコンクリー
ト等の充填剤を充填して基礎杭を作成した。その結果、
基礎杭の作成における工程が大幅に簡略化され、かつ作
成が迅速に行われるようになり、作業性が向上した。従
って、工期が短縮され、それに伴い、特に人件費を始め
とする工費を節約することができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例に用いられる掘削設備の一
部側断面図である。

【図２】本発明の第一実施例に用いられる掘削設備にお
ける、拡径ビットを縮径した状態を示す平面図である。

【図３】本発明の第一実施例に用いられる掘削設備にお
ける、拡径ビットを拡径した状態を示す平面図である。

【図４】本発明の第一実施例における、掘削作業の状況
を示す掘削設備の一部側断面図である。

【図５】本発明の第一実施例における、基礎杭完成時の
状況を示す掘削設備の一部側断面図である。

【図６】従来の基礎杭の作成方法に用いられる掘削工具
およびそれを用いた掘削作業の状況を示す図である。

【図７】従来の基礎杭の作成方法における、基礎杭完成
時の状況を示す掘削設備の側断面図である。

【図８】従来の基礎杭の作成方法における、ケーシング
チューブ挿入時の状況を示す掘削設備の側断面図であ
る。

【図９】従来の基礎杭の作成方法における、基礎杭完成
時の状況を示す掘削坑の側断面図である。

【符号の説明】

１，２１ ハンマシリンダ ２，２２ デバイス ２Ａ，２Ｂ 軸穴 ３Ａ，３Ｂ ビット軸 ４ チップ ５Ａ，５Ｂ 拡径ビット ６Ａ，６Ｂ 直状端面 ７，２６ ケーシングチューブ ８ 拡径部 ９ 縮径管 １０ 地盤 １１ 掘削孔 １２Ａ，１２Ｂ 空気孔 １３ 掘削工具 １４，２５ 補強部材 １５ 充填材 ２３ ビット α，δ 掘削孔の孔壁と、掘削孔に挿入されたケーシン
グチューブの側面との間に形成された隙間 β 掘削孔の孔壁と、掘削孔に挿入されたデバイスの側
面との間に形成された隙間 γ 掘削孔の孔壁と、掘削孔に挿入されたハンマシリン
ダの側面との間の形成された隙間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 日和佐 米雄 岐阜県安八郡神戸町大字横井字中新田1528 番地 三菱マテリアル株式会社岐阜製作所 内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 先端に掘削用の部材を有する掘削工具を
   用いて掘削を行い、形成された掘削孔内に鉄骨等からな
   る補強部材を挿入し、更に、前記掘削孔内にコンクリー
   ト等の充填剤を充填する基礎杭の作成方法において、 前記掘削工具に予め前記補強部材を取り付け、掘削とと
   もに前記補強部材を前記掘削孔に挿入し、掘削終了後、
   前記掘削工具および前記補強部材を前記掘削孔内に残存
   させた状態で、前記掘削孔内に前記充填剤を充填するこ
   とを特徴とする基礎杭の作成方法。
2. 【請求項２】 上記掘削工具として、先端にその径方向
   外方に拡径可能なビットを有する掘削工具を使用し、当
   該掘削工具の側面に予め前記補強部材を取り付け、更
   に、前記掘削工具および前記補強部材を、円筒状をなす
   ケーシングチューブ内に摺動自在に挿通し、 前記ビットを前記ケーシングチューブ先端から突出さ
   せ、かつ前記ケーシングチューブの外径以上に拡径させ
   た状態で掘削を行うとともに、前記補強部材および前記
   ケーシングチューブを前記掘削孔に挿入し、掘削終了
   後、前記掘削工具および前記補強部材ならびに前記ケー
   シングチューブを前記掘削孔内に残存させた状態で、前
   記掘削孔内に前記充填剤を充填することを特徴とする請
   求項１記載の基礎杭の作成方法。