JPH11200750A - 拡孔用掘削ビットとそのビットを用いた施工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 定着層の厚さが不足したり、軟弱であっても
アンカーの設置が行えるようにする。 【解決手段】 アウタービット１１に進退自在に嵌入さ
れるインナービット１２の側部にバネにより刃先２５を
張り出すように付勢された拡孔刃２３を設ける。前記ア
ウタービット１１とインナービット１２をアウターケー
シング１４とそのケーシング１４に挿通したインナーロ
ッド２２の先端に取り付けて掘削を行った後、アウター
ビット１１からインナービット１２を進出し、拡孔刃２
３を張り出して削孔することにより、定着部７径が大き
く定着力の大きなアンカーを設置できるようにする。そ
して、定着層の厚さが不足したり、軟弱であってもアン
カーの設置が行えるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、先端径の大きな
アンカーを形成するための拡孔用掘削ビットとそのビッ
トを用いた施工方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】土木構造物や地下構造物の基礎やトンネ
ル、地山の「のり」面の保護区や修景工、あるいは、地
山の掘削に伴う土留壁に作用する力（土圧・水圧）に対
抗することを目的としてアンカーが設置される。

【０００３】このアンカーの設置は、例えば、図９に示
すように、 （１）ロッド１の先端にビット２を取り付け、ボーリン
グにより削孔する。（図９（ａ））。 （２）掘削完了後は、セメントミルク３を注入充填し、
鋼線４を挿入する（図９（ｂ））。 （３）ロッドを引き抜く（図９（ｃ））。 （４）鋼線４にネジ軸及びクサビを取り付け、支持板
５、アンカープレート６を設置する（図９（ｄ））。 そして、セメントミルク３の硬化後、鋼線４を緊張させ
て全体を締めつけ、土と密着させ、その摩擦力で定着す
る。

【０００４】そのため、アンカーの設計では、例えば、
土圧・水圧などの合力を予測し、この予測した合力に対
抗する摩擦力が得られるように定着部７を設計する。

【０００５】すなわち、アンカーは、図９（ｄ）に示す
ように、土との摩擦力を発生する定着部７とその定着部
７までの自由長部８とからなり、定着部７の長さＬａと
削孔径Ｄとは地層の特性に応じて周辺摩擦力特性τを用
いて算出する。

【０００６】ところが、上記の設計では、対応できない
場合がある。例えば、定着層の層厚が不足する場合や定
着層自体の摩擦力が小さな場合である。このような場
合、定着力が不足してアンカーの引き抜き事故が発生す
る。

【０００７】この問題を解決する一つの方法として、削
孔径Ｄを大きくして表面積を増し、定着層の層厚が不足
した場合や定着層の摩擦力が小さな場合でも定着力を確
保できるようにすることが考えられる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように削孔径を大きくする方法では、孔口から定着部ま
での自由長部においても過度な削孔が必要となる。その
ため、拡張した孔口付近で崩壊事故も発生し易くなると
いう問題がある。また、この過度な削孔によりコストの
上昇を招くという問題も発生する。

【０００９】そこで、この発明の課題は、例えば、定着
層の厚さが不足したり、摩擦力が小さな場合でも過度な
削孔やそれに伴うコストの上昇なしにアンカーの定着が
行えるようにすることである。

【００１０】

【課題を解決する手段】上記の課題を解決するため、こ
の発明では、アウターケーシングの先端に取り付けられ
るアウタービットと、インナーロッドの先端に取り付け
られるインナービットからなり、上記アウタービットは
筒状で先端の周に掘削刃が形成され、かつ、内径が上記
インナービットを進退自在に挿通できる大きさに形成さ
れるとともに、その挿通されたインナービットとアウタ
ービット間に通水路が形成され、一方、インナービット
は、先端部に掘削刃と上記インナーロッドに連通する貫
通孔と前記アウータビット間に形成される通水路に連通
する通路が形成されるとともに、その側部に拡孔刃が取
り付けられ、前記拡孔刃は、刃先を先端部側にして後部
が回動自在に取り付けられ、バネにより刃先を張り出す
ように付勢された構成を採用したのである。

【００１１】このような構成を採用することにより、イ
ンナービットは、アウタービットに挿通すると、拡孔刃
はアウタービットあるいはアウターケーシングの内周で
圧接されて閉じる。

【００１２】また、挿入されたインナービットをアウタ
ービット先端から進出させると、拡孔刃は解放されてバ
ネにより張り出す。このため、この張り出した拡孔刃で
削孔を行うことにより、拡孔したアンカー孔を形成する
ことができる。

【００１３】さらに、張り出した拡孔刃は、後部が回動
自在に取り付けられており、進出したインナービットに
後方からアウタービットを嵌合するか、あるいは、進出
したインナービットを後退させてアウタービットに嵌合
すると、閉じることができる。

【００１４】一方、インナービットの貫通孔は、インナ
ーロッドに注水された水を孔内に噴出する。その際、イ
ンナービットに形成された通路は、この噴出された水を
アウターケーシングとインナーロッド間に形成される通
水路に導入し、水と共にスライムを孔外に排出すること
ができる。

【００１５】このとき、上記アウターケーシングとその
ケーシングに挿通したインナーロッドの先端に、上記ア
ウタービットとインナービットを取り付けて掘削を行っ
た後、アウタービットからインナービットを進出し、拡
孔刃を張り出して掘削するという構成を採用することに
より、張り出した拡孔刃でもって拡径できるので、拡径
による定着力の大きな定着部を形成できる。

【００１６】また、上記インナービットを進出させて掘
削の後、アウターケーシングを進出させ、後方からイン
ナービットに嵌合し、インナービットを取り出すという
方法を採用することにより、インナービットにアウトケ
ーシングを後方から嵌合することによって張り出した拡
孔刃を閉じることができるので、進出させたアウトケー
シングでもって孔壁の崩壊を防ぎながら、インナービッ
トを引き抜くことができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。

【００１８】図１乃至図４に、第１実施形態としてこの
発明に係る拡孔用掘削ビット１０を示す。

【００１９】この拡孔用掘削ビット１０は、アウタービ
ット１１とインナービット１２で構成されている。

【００２０】前記アウタービット１１は、円筒状で、先
端周に掘削刃として複数の掘削用チップ１３が取り付け
られている。一方、後端周には、接続部１５が設けられ
ている。この接続部１５は、図２に示すように、段を設
けてアウターケーシング１４の先端が嵌入できる大きさ
に形成されており、嵌入したアウトケーシング１４と連
結できるようになっている。

【００２１】また、このアウタービット１１の内径は、
前記インナービット１２を進退自在に挿通できる大きさ
に形成されており、その挿通されたインナービット１２
とアウタービット１１間には通水路１６が形成される。

【００２２】インナービット１２は、この形態の場合、
アウタービット１１の内径とほぼ同じ径に形成されたア
ウターケーシング１４の内径に挿通される外径を有し、
その内部は中空２１となっている。また、先端部には掘
削刃として複数の掘削用チップ１３が取り付けられてい
る。この他、先端部には、貫通孔１７と通路１８が放射
状に形成されている。

【００２３】前記貫通孔１７は、インナービット１２の
中空２１に貫通しており、後端に接続されるインナーロ
ッド２２に連通する。また、通路１８は、後方に延びて
前記アウタービット１１間に形成される通水路１６と連
通する。

【００２４】一方、側部には、図１，２及４に示すよう
に、溝２４が形成され、その溝２４に拡孔刃２３が刃先
２５を先端側にしてピン２６により回動自在に取り付け
られている。また、前記ピン２６には、スプリング２７
が取り付けられており、図４に示すように、拡孔刃２３
を張り出すように付勢する。

【００２５】他方、インナービット１２の後部には、イ
ンナーロッド２２との接続部２８が設けられている。こ
の接続部２８は、段を設けてインナーロッド２２の先端
が嵌入できる大きさに形成されている。

【００２６】この形態は以上のように構成されており、
次に、この拡孔用掘削ビット１０によるアンカーの施工
方法を述べる。

【００２７】その際、この形態では、図５に示すよう
に、アンカーを土塁壁として設けた鋼管杭３０に設置す
る場合について説明することにより、このビット１０の
作用を説明する。

【００２８】まず、鋼管杭３０には、アンカー孔の掘削
場所にガイド管３１を溶接により取り付ける。そして、
そのガイド管３１に止水ボックス３２を取り付ける。

【００２９】このガイド管３１と止水ボックス３２と
は、従来からアンカー掘削の際に使用されているもの
で、止水ボックス３２にアウターケーシング１４を挿通
し、支持させる。

【００３０】ガイド管３１と止水ボックス３２の設置が
済むと、アウターケーシング１４とインナーロッド２２
の先端にアウタービット１１とインナービット１２とを
取り付ける。このとき、インナービット１２は拡孔刃２
３を閉じアウタービット１１に嵌入する。

【００３１】そして、アウターケーシング１４とインナ
ーロッド２２をボーリング機械のシャンクロッド３３の
先端に設けられたウォータスイベル３４及びクリーニン
グアダプター３５に取り付けて前記止水ボックス３２に
挿入し、回転させながらアンカー孔を掘削していく。こ
の際、ウォータスイベル３４を介してインナーロッド２
２に注水し、インナービット１２の貫通孔１７から噴出
させて、その戻り水を通路１８から吸引することによ
り、スライムを孔外へ排出する。

【００３２】こうしてインナービット１２を嵌入した状
態で自由長部８の掘削を行う。この掘削が終了すると、
アウタービット１１を停止させる。そして、インナーロ
ッド１２のみを進出させる。こうすると、インナービッ
ト１２の拡孔刃２３はアウターケーシング１４による規
制が解除され、スプリング２７により少し持ち上げられ
るため、進出時の土砂の抵抗によって開く。

【００３３】このとき、拡孔刃２３が開いたかどうか
は、例えば、インナーロッド２２の挿入長とボーリング
機械の回転抵抗とにより確認することができる。つま
り、挿入長はアウターケーシング１４から進出させたた
め長くなる。また、回転抵抗は、張り出した拡孔刃２３
が土砂と接触して増加する。このように、挿入長と抵抗
の増加とにより確認できる。

【００３４】また、このとき、インナーロッド２２のイ
ーチング（ロッドを進退させる）を行うことにより、拡
孔刃２３の開放を確実なものとすることができる。

【００３５】そして、拡孔刃２３を張り出した状態で、
図６に示すように削孔する。この場合もインナーロッド
１２に注水することにより、アウターケーシング１４を
介して削孔水と共にスライムを孔外へ排出できる。この
ように削孔することにより拡径された定着部７を形成す
ることができる。

【００３６】こうして定着部７の掘削が終了すると、イ
ンナービット１２を取り出すのであるが、拡孔刃２３が
張り出した状態では取り出せない。したがって、アウタ
ーケーシング１４を進出させ、図７に示すように、イン
ナービット１２に嵌合する。すると、後端をピン２６で
留められたインナービット１２の拡孔刃２３は、後方か
らアウタービット１１に押されて閉じる。このため、ボ
ーリング機械によってインナーロッド２２を引き抜くこ
とができる。このとき、アウターケーシング１４により
孔壁は確保されるので、この孔壁の確保を行いながらイ
ンナービット１２を取り出せる。

【００３７】インナービット１２の取り出しが完了する
と、アウターケーシング１４内にグラウトホースを挿入
し、セメントミルク３を注入する。そして、ＰＣ鋼線４
を挿入し、アウターケーシング１４を引き抜き、グラウ
トされたセメントミルク３の硬化、養生を行う。所定の
養生期間の経過後、ＰＣ鋼線４を緊張させてアンカープ
レート（台座、腹起こし、裏込み材）５などを設置す
る。

【００３８】このようにして施工されたアンカーは、定
着部７の径を大きくしたので、高い定着力を得ることが
できる。

【００３９】したがって、地層の定着層厚の不足や周辺
摩擦力の不足により、十分な定着長Ｌａが確保できない
場所にも土留め施工を可能とすることができる。

【００４０】また、このように定着部７の径をだけを大
きくしたので、孔口の崩壊も起こしにくい。さらに、イ
ンナービット１２の引き抜きもアウターケーシング１４
で孔壁の確保を行いながらできるので、軟弱な地層でも
孔の崩壊を防ぐことができ、アンカーの設置が行える。

【００４１】次に第２実施形態として、軟弱な地層、特
に、砂層などにおける施工方法を示す。

【００４２】この施工法では、定着部７の掘削をアウタ
ーケーシング１４で孔壁の確保を行いながら行うという
ものである。

【００４３】すなわち、自由長部８の掘削は、第１実施
形態と同様に、アウターケーシング１４とインナーロッ
ド２２の先端にアウタービット１１とインナービット１
２とを取り付け、アウターケーシング１４により、崩壊
を防止しながら行う。次に、インナーロッド２２を進出
させて図８に示すように、アウタービット１１よりイン
ナービット１２を進出させる。すると、拡孔刃２３は、
第１実施形態でも述べたように、アウターケーシング１
４による規制が解除され、バネによって少し持ち上げら
れて進出時の土砂の抵抗によって開く。

【００４４】この際、拡孔刃２３が開いたかどうかの確
認は、第１実施形態と同様に、挿入長がアウターケーシ
ング１４より長いこと。抵抗が増加することなどから確
認することができる。

【００４５】また、インナーロッド２２のイーチングを
行うことにより、拡孔刃２３の開放を確実なものとする
ことができる。

【００４６】そして、拡孔刃２３を張り出した状態でア
ウタービット１１とインナービット１２を同時に進出さ
せて掘削することにより、拡径された定着部７を形成す
る。

【００４７】このようにアウタービット１１とインナー
ビット１２を同時に進出させて掘削することにより、ア
ウターケーシング１４で孔壁の確保が行えるので、軟弱
な地層でも定着部７を削孔することができる。

【００４８】その際、挿入したインナーロッド２２に注
水し、注水しながら掘削を行うことにより、スライムを
地上に排出することができる。

【００４９】定着部７の掘削が終了すると、インナービ
ット１２の取り出しのため、第１実施形態でも述べたよ
うに、アウターケーシング１４を進出させ、アウタービ
ット１１を後方からインナービット１２に嵌合すると、
インナービット１２の拡孔刃２３を閉じることができる
ので、ボーリング機械により、インナーロッド２２を引
き抜くことができる。

【００５０】このようにすると、アウターケーシング１
４による孔壁の確保を行いながらインナービット１２の
取り出しを行うことができる。

【００５１】インナーロッド２２の取り出しが完了する
と、あとは既に述べたように、アウターケーシング１４
内にグラウトホースを挿入し、セメントミルク３を注入
してグラウトを施工したのち、ＰＣ鋼線４を挿入する。

【００５２】そして、アウターケーシング１４をボーリ
ング機械に接続して引き抜き、グラウトされたセメント
ミルクの硬化、養生を行う。所定の養生期間の後、ＰＣ
鋼線４を緊張させてアンカープレート（台座、腹起こ
し、裏込み材）５などを設置する。

【００５３】このようにして施工されたアンカーは、定
着部７径を大きくすることができるので、定着部７の長
さを長く取らなくとも十分な定着力が得られる。その
際、孔口は小径とすることができるので、崩壊事故も起
こし難くできる。

【００５４】したがって、定着層の厚さが不足する場合
や周辺摩擦力の不足により、十分な定着力の確保できな
い場所でも土留め施工を可能とすることができる。

【００５５】このように、柔らかい地層でも、孔壁をア
ウターケーシング１４で確保しながら、インナービット
１２により拡孔できるので、アンカーの設置が簡単に行
える。

【００５６】

【発明の効果】この発明は、上記のように構成し、定着
部径の大きなアンカーを形成できるようにしたので、土
層厚が薄い条件の悪い場所にもアンカー体の施工が可能
となり、アンカー体の施工範囲を拡大することができ
る。また、従来のアンカー体においても定着部長の短縮
や過剰な掘削、削孔作業を減らすことが可能となり、ア
ンカー体の品質を向上させながら、合理的なアンカー体
に施工を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態の斜視図

【図２】第１実施形態の縦断面図

【図３】第１実施形態の平面図

【図４】第１実施形態の要部縦断面図

【図５】第１実施形態の作用説明図

【図６】第１実施形態の作用説明図

【図７】第１実施形態の作用説明図

【図８】第２実施形態の作用説明図

【図９】従来のアンカー設置の作用説明図

【符号の説明】

１０ 拡孔用掘削ビット １１ アウタービット １２ インナービット １３ チップ １４ アウターケーシング １５ 接続部 １６ 通水路 １７ 貫通孔 １８ 通路 ２２ インナーロッド ２３ 拡孔刃 ２５ 刃先 ２６ ピン ２７ スプリング

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１０年１２月２１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１０】

【課題を解決する手段】上記の課題を解決するため、請
求項１では、アウターケーシングの先端に取り付けられ
るアウタービットと、そのアウタービットの取り付けら
れたアウターケーシングの先端から伸長するインナーロ
ッドの先端に取り付けられるインナービットからなり、
上記アウタービットは筒状で先端の周に掘削刃が形成さ
れ、かつ、内径が上記インナービットを進退自在に挿通
できる大きさに形成されるとともに、その挿通されたイ
ンナービットとアウタービット間に通水路が形成され、
一方、インナービットは、先端部に掘削刃と上記インナ
ーロッドに連通する貫通孔と前記アウタービット間に形
成される通水路に連通する通路が形成されるとともに、
その側部に拡孔刃が取り付けられ、前記拡孔刃は刃先を
先端部側にして後部が回動自在に取り付けられ、バネに
より刃先を張り出すように付勢された構成を採用したの
である。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１１】このような構成を採用することにより、イ
ンナーロッドの先端に取り付けられたインナービット
は、アウターケーシングに挿通すると、挿通したアウタ
ーケーシングの内周で圧接されて拡孔刃は閉じる。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１２】この挿通されたインナービットをアウター
ビットの取り付けられたアウターケーシングの先端から
インナーロッドを伸長させて進出させると、拡孔刃は解
放されてバネにより張り出す。このため、この状態でイ
ンナーロッドを伸長させて削孔を行えば、この時点から
拡孔したアンカー孔を形成することができる。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１５】このとき、上記アウターケーシングとその
ケーシングに挿通したインナーロッドの先端に、上記請
求項１に記載のアウタービットとインナービットを取り
付けて掘削を行った後、アウターケーシングからインナ
ーロッドを伸長し、拡孔刃を張り出して掘削を行うとい
う構成を採用することにより、張り出した拡経で定着部
を拡孔したアンカー孔を形成することができる。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１６】また、上記インナーロッドを伸長させて掘
削の後、アウターケーシングを進出させ、後方からイン
ナービットに嵌合し、インナービットを取り出すという
方法を採用することにより、バネによって付勢され、回
動自在に取り付けられた前記拡孔刃は、後方からアウト
ーケーシングを嵌合することによって閉じることができ
るので、進出させたアウトケーシングでもって孔壁の崩
壊を防ぎながらイインナービットを引き抜くことができ
る。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３５】そして、拡孔刃２３を張り出した状態で、
図６に示すように、インナーロッド２２をアウターケー
シング１４の先端から伸長させて削孔する。この場合も
インナーロッド２２に注水することにより、アウターケ
ーシング１４を介して削孔水と共にスライムを孔外へ排
出できる。このように削孔することにより拡径された定
着部７を形成することができる。

【手続補正８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４３】すなわち、自由長部８の掘削は、第１実施
形態と同様に、アウターケーシング１４とインナーロッ
ド２２の先端にアウタービット１１とインナービット１
２とを取り付け、アウターケーシング１４により、崩壊
を防止しながら行う。次に、図８に示すように、インナ
ーロッド２２をアウターケーシング１４の先端から伸長
させ、インナービット１２を進出させる。すると、拡孔
刃２３は、第１実施形態でも述べたように、アウターケ
ーシング１４による規制が解除され、バネによって少し
持ち上げられて進出時の土砂の抵抗によって開く。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アウターケーシングの先端に取り付けら
   れるアウタービットとインナーロッドの先端に取り付け
   られるインナービットからなり、 上記アウタービットは筒状で先端の周に掘削刃が形成さ
   れ、かつ、内径が上記インナービットを進退自由に挿通
   できる大きさに形成されるとともに、その挿通されたイ
   ンナービットとアウタービット間に通水路が形成され、 一方、インナービットは、先端部に掘削刃と上記インナ
   ーロッドに連通する貫通孔と前記アウタービット間に形
   成される通水路に連通する通路が形成されるとともに、
   その側部に拡孔刃が取り付けられ、前記拡孔刃は刃先を
   先端部側にして後部が回動自在に取り付けられ、バネに
   より刃先を張り出すように付勢されていることを特徴と
   する拡孔用掘削ビット。
2. 【請求項２】 上記アウターケーシングとそのケーシン
   グに挿通したインナーロッドの先端に、上記請求項１に
   記載のアウタービットとインナービットを取り付けて掘
   削を行った後、アウタービットからインナービットを進
   出し、拡孔刃を張り出して掘削を行う施工方法。
3. 【請求項３】 上記請求項２に記載のインナービットを
   進出させて掘削の後、アウターケーシングを進出させ、
   後方からインナービットに嵌合し、インナービットを取
   り出す施工方法。