JPH11229740A - 地盤の掘削方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 掘削時の騒音や振動が少なく、かつ掘削効率
を向上させる。 【解決手段】 クレーン車等のワイヤロープ２に吊支し
た掘削装置３を、ケーシングチューブ８内に挿入し、拘
束手段１０により固定したのち、昇降手段１１の作動に
より掘削手段１２を下降させて、ケーシングチューブ８
内の地盤を掘削する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば地中に基礎
用のコンクリート杭を構築するに際し、地盤に生コンク
リート打設用の下穴を掘削する方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、都市や市街地における基礎杭の施
工工事は、騒音や振動が少なく、施工スペースも小さい
などの利点を有することから、オールケーシング工法よ
り行われることが多い。

【０００３】この工法は、図７に略示する手順で行われ
る。

【０００４】すなわち、まず（Ａ）に示すように、押し
込み及び引き抜きジャッキａを用いて、地盤ｂに円筒形
のケーシングチューブｃを挿入する。

【０００５】ついで（Ｂ）に示すように、自走式クレー
ン車等に吊支したハンマグラブ（掘削機）ｄを、ケーシ
ングチューブｃ内に自重により落下させて、チューブｃ
内の地盤ｂを掘削し、掘削後の土を外部に排土する。

【０００６】この掘削作業を、ケーシングチューブｃを
徐々に押し込みながら行い、所要深さの下穴を掘削す
る。なお、深い下穴を掘削する必要があるときには、ケ
ーシングチューブｃの上端に新たなチューブを接合して
行う。

【０００７】ついで（Ｃ）に示すように、ケーシングチ
ューブｃ内の下穴内に鉄筋かごｅを挿入したのち、
（Ｄ）に示すように、チューブＣ内に生コンクリートｆ
を打設する。

【０００８】最後に（Ｅ）に示すように、ジャッキａを
反転操作してケーシングチューブｃを引き抜き、打設し
た生コンクリートｆを硬化、養生させれば、地盤ｂ中に
鉄筋コンクリート製の基礎杭ｇが構築される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述のようなオールケ
ーシング工法において、ケーシングチューブｃ内の下穴
の掘削をハンマグラブｄを用いて行うと、繰り返しハン
マグラブｄを引き上げて落下させる必要があるととも
に、自重のみの掘削であるため、掘削効率が低く、作業
能率も悪いという問題がある。

【００１０】特に、地盤が硬質であると、掘削時の反力
によりハンマグラブｄが浮き上がり、掘削効率はより低
下する。

【００１１】この問題を解決するには、ハンマグラブｄ
を大重量とすることも考えられるが、このようにする
と、クレーン車のウインチ等に大きな負荷が加わるだけ
でなく、落下時の衝撃力が大となって、振動や騒音も大
きくなるので好ましくない。

【００１２】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
で、騒音や振動の発生を防止するとともに、掘削時の反
力を抑えて、掘削効率を大幅に向上させうるようにした
地盤の掘削方法及び装置を提供することを目的としてい
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の掘削方法は、円筒形のケーシングチューブ
を地中に挿入して、その中の地盤を掘削する掘削方法で
あって、クレーン車等のワイヤロープに吊支した掘削手
段をケーシングチューブ内に挿入したのち、これをケー
シングチューブの内部に固定する作業及びその固定後に
おいて掘削手段を下降する作業を繰り返すことにより、
ケーシングチューブ内の地盤を徐々に掘り進めることを
特徴としている。

【００１４】また、上記目的を達成するための本発明の
掘削装置は、地中に挿入された円筒形のケーシングチュ
ーブ内に挿脱可能な支持基体に設けられ、前記ケーシン
グチューブの内面を押圧することにより、前記支持基体
をケーシングチューブ内に固定する拘束手段と、前記支
持基体に下向きとして設けられた昇降手段と、この昇降
手段の下端に上下動可能として取付けられた掘削手段と
を備えている。

【００１５】上記掘削装置において、拘束手段が、ケー
シングチューブの内面と直交するように互いに対向状に
設けられた少なくとも１対の流体圧シリンダと、そのピ
ストンロッドに固着された係止爪とからなることが好ま
しい。

【００１６】上記係止爪の先端を、ケーシングチューブ
の内面と同じ曲率をなす鋸歯状面とするのが好ましい。

【００１７】上記昇降手段を複数の流体圧シリンダとす
るのが好ましい。

【００１８】上記支持基体と掘削手段との間に、互いに
上下に摺動可能として嵌合し合う案内手段を設けるのが
好ましい。

【００１９】地中に挿入される最先端のケーシングチュ
ーブ内にはケーシングチューブと一体に突起部が形成さ
れ、前記係止爪の回動を阻止するようになっているのが
好ましい。

【００２０】本発明の掘削方法及び装置によると、掘削
手段をケーシングチューブ内に固定後、これを下降させ
て地盤を掘削するので、従来のハンマグラブ式のよう
に、騒音や振動の発生する恐れは殆どなく、かつ掘削効
率も向上する。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。

【００２２】図１は、発明における地盤の掘削方法及び
それに用いる掘削装置を略示するもので、自走式クレー
ン車１の上端より垂下するワイヤロープ２の下端には、
本発明の掘削装置３が吊り下げられている。４は、掘削
装置３への圧油供給ホースで、クレーン車１の中間部の
ローラ５を巻回して、クレーン車１の油圧源に接続され
ている。

【００２３】６は、地盤７上に設置されたジャッキ、８
は、ジャッキ６により地盤７に挿入されたケーシングチ
ューブである。

【００２４】掘削装置３は、図２に拡大して示すよう
に、ケーシングチューブ８内に挿入可能な厚肉円板状の
支持ブロック９の上面に設けられた拘束手段１０と、支
持ブロック９の下面に垂設された昇降手段１１と、昇降
手段１１の下端に設けられたバケット式掘削手段１２と
を備え、これら全体は、支持ブロック９の上面中央をク
レーン車のワイヤロープ２の下端のフック２ａに掛止す
ることにより、吊支されている。

【００２５】拘束手段１０は、図３の平面図にも示すよ
うに、１８０°対向するようにして、固定金具１３によ
り支持ブロック９の上面に固着された１対の油圧シリン
ダ１４と、それらの外向きに突出する各ピストンロッド
１４ａの先端に固着された係止爪１５とからなってい
る。

【００２６】係止爪１５の先端は、ケーシングチューブ
８の内面と密接するように湾曲面とするとともに、鋸歯
状面として滑り止め対策が施されている。

【００２７】各油圧シリンダ１４には、圧油供給ホース
４内の複数の系統別油圧ホース４ａのいずれかを介し
て、クレーン車よりの圧油が同時に供給されるようにな
っている。

【００２８】昇降手段１１は、支持ブロック９の外周端
寄りの下面に、円周方向に１８０°離間させて上端が固
着された、上下方向を向く１対の昇降用油圧シリンダ１
６からなり、それらのピストンロッド１６ａは下向きに
突出している。これら両昇降用油圧シリンダ１６にも、
圧油供給ホース４内のいずれかの系統別油圧ホース４ａ
を介して、クレーン車よりの圧油が同時に供給されるよ
うになっている。

【００２９】掘削手段１２は、ケーシングチューブ８の
内面と干渉しない程度の外径を有する円形の基体１７
と、その下端両側部に上下に回動可能に枢着された１対
のバケット１８と、基体１７内に設けられた、両バケッ
ト１８駆動用の油圧シリンダ（図示略）とを備え、掘削
手段１２全体は、基体１７の上端を、上記各昇降用油圧
シリンダ１６のピストンロッド１６ａに結合することに
より、支持ブロック９に吊支されている。

【００３０】なお、バケット１８駆動用の油圧シリンダ
には、系統別油圧ホース４ａを介して、クレーン車より
の圧油が供給されるようになっている。

【００３１】支持ブロック９の外周端寄りに、昇降用油
圧シリンダ１６の取付部に対し円周方向に９０°離間し
て対向状に貫通、固着された１対の案内管１９には、案
内ロッド２０が上下に摺動可能として嵌合され、それら
の下端は、掘削手段１２における基体１７の上面に固着
されている。

【００３２】これにより、掘削手段１２は、１対の案内
ロッド２０により安定的に昇降することができる。

【００３３】次に、上記実施例の掘削装置３を用いての
掘削要領について説明する。

【００３４】従来例において説明したと同様、まずジャ
ッキ６を操作して、ケーシングチューブ８を地盤７に所
定の深さまで垂直に挿入する。

【００３５】ついで、クレーン車１のワイヤロープ２に
より吊支した掘削装置３を、ケーシングチューブ８内に
挿入し、バケット１８をケーシングチューブ８内の地盤
上に当接させたのち、図４に示すように、両油圧シリン
ダ１４を作動させて、そのピストンロッド１４ａに固着
された係止爪１５をケーシングチューブの内周面に圧接
させる。これにより掘削装置３全体は、ケーシングチュ
ーブ８内に不動状態に固定される。

【００３６】この状態で各昇降用油圧シリンダ１６を作
動させ、掘削手段１２を押下すると同時に、基体１７内
の油圧シリンダを作動させて、両バケット１８を上向き
に回動させる。

【００３７】これにより、ケーシングチューブ８内の地
盤７が掘削される。

【００３８】掘削土は、油圧シリンダ１４のピストンロ
ッド１４ａを縮退させ、係止爪１５をケーシングチュー
ブ８より離間させてからワイヤロープ２を巻き上げ、掘
削装置３をケーシングチューブ８外に引き上げて排土す
る。

【００３９】その後、掘削装置３を再度ケーシングチュ
ーブ８内に挿入し、上述した操作を繰り返しながら、ケ
ーシングチューブ８を徐々に押し込み、その中の地盤を
掘り進めていけば、所定深さの下穴が掘削される。な
お、１本のケーシングチューブ８の長さを超える深さの
下穴を掘削する際には、別のケーシングチューブを接合
して行う。

【００４０】下穴の掘削終了後において、従来で説明し
たと同様、ケーシングチューブ８内への鉄筋かごの挿入
工程、生コンクリートの打設工程、ケーシングチューブ
８の引き抜き工程（いずれも図示略）を経れば、地盤７
中に鉄筋コンクリート製の基礎杭が構築される。

【００４１】以上説明したように、上記実施例の掘削装
置３を用いた掘削方法によると、従来のハンマグラブ式
の掘削に比して、衝撃による騒音や振動は極めて少な
く、市街地でも安心して施工することができる。

【００４２】また、掘削装置３をケーシングチューブ８
内に固定して掘削するため、掘削時の反力によりバケッ
ト１８が浮き上がる恐れはなく、掘削効率が向上する。

【００４３】さらに、従来のハンマグラブに比して、重
量は小さくて済み、クレーン車のウインチ等の小型化が
図れる。

【００４４】掘削手段１２は、支持ブロック９に固着し
た案内管１９を挿通する１対の案内ロッド２０により保
持されて昇降するため、昇降が安定的に行われるととも
に、掘削時の偏荷重により、掘削手段１２が傾いたりす
ることはない。

【００４５】本発明は、上記実施例に限定されるもので
はない。

【００４６】上記実施例では、拘束手段１０の油圧シリ
ンダ１４を１対としてあるが、ケーシングチューブ８が
大径で、大きな固定力を要するときには、複数対、例え
ば９０°間隔おきに２対設けてもよい。

【００４７】バケット１８の代わりに図５に示されるよ
うな油圧モータ２１を設け、その回転軸に取付けたアー
スバケット２２を押しながら回転させ、このアースバケ
ット２２内に土砂等を掻き入れ、地盤を掘削することも
できる。このようにすると、地盤が極めて硬質のときも
効果的に掘削しうる。このような油圧モータ２１を用い
るものにあっては特に係止爪１５とケーシングチューブ
８に相対回転力を生じるため、図６に示されるようにケ
ーシングチューブ８に一体に突起物２３を設けておけば
よい。この実施例では突起物２３が三角形状になってお
り、係止爪１５を適正位置に誘導できるため、固定がよ
り確実なものとなる。

【００４８】ケーシングチューブ８は、回転式押し込み
装置により地盤に挿入されるものにも適用しうる。

【００４９】本発明は、上記基礎杭構築用の下穴の掘削
の外、例えばパイル打込み用の下穴や、単なる支柱立設
用の下穴の掘削等にも適用することができる。

【００５０】

【発明の効果】（ａ）請求項１の方法によれば、従来の
ハンマグラブ式のような騒音や振動を発生させることな
く、効率の良い掘削が可能となる。

【００５１】（ｂ）請求項２の装置によれば、上記方法
の実施が容易であり、また拘束手段や昇降手段、掘削手
段の全てを支持基体に設けてあるため、装置が簡素化
し、小型軽量化が図れる。

【００５２】（ｃ）請求項３のようにすると、拘束手段
の構成が比較的簡単で、かつ大きな拘束力が得られる。

【００５３】（ｄ）請求項４のようにすると、支持基体
の拘束力はより高まる。

【００５４】（ｅ）請求項５のようにすると、昇降手段
による掘削手段の押圧力を大として、掘削効率を向上さ
せることができる。

【００５５】（ｆ）請求項６のようにすると、掘削手段
が安定的に上下動し、掘削が容易となる。

【００５６】（ｇ）請求項７のようにすると、係止爪が
確実な位置に固定されるとともに、回転移動力に対する
阻止力が増大する。

【００５７】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による実施要領を示す全体の概略図であ
る。

【図２】掘削装置全体の正面図である。

【図３】同じく拡大平面図である。

【図４】同じく、掘削時における正面図である。

【図５】別の実施例の掘削時における正面図である。

【図６】ケーシングチューブと係止爪との拡大斜視図で
ある。

【図７】従来のハンマグラブ式の掘削方法を用いた基礎
杭の構築の手順を示す概略図である。

【符号の説明】

１ クレーン車 ２ ワイヤロープ ２ａ フック ３ 掘削装置 ４ 圧油供給ホース ５ ローラ ６ ジャッキ ７ 地盤 ８ ケーシングチューブ ９ 支持ブロック（支持基体） １０ 拘束手段 １１ 昇降手段 １２ 掘削手段 １３ 固定金具 １４ 油圧シリンダ １４ａ ピストンロッド １５ 係止爪 １６ 昇降用油圧シリンダ １６ａ ピストンロッド １７ 基体 １８ バケット １９ 案内管 ２０ 案内ロッド ２１ 油圧モータ ２２ アースバスケット ２３ 突起部

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒形のケーシングチューブを地中に挿
   入して、その中の地盤を掘削する掘削方法であって、ク
   レーン車等のワイヤロープに吊支した掘削手段をケーシ
   ングチューブ内に挿入したのち、これをケーシングチュ
   ーブの内部に固定する作業及びその固定後において掘削
   手段を下降する作業を繰り返すことにより、ケーシング
   チューブ内の地盤を徐々に掘り進めることを特徴とする
   地盤の掘削方法。
2. 【請求項２】 地中に挿入された円筒形のケーシングチ
   ューブ内に挿脱可能な支持基体に設けられ、前記ケーシ
   ングチューブの内面を押圧することにより、前記支持基
   体をケーシングチューブ内に固定する拘束手段と、前記
   支持基体に下向きとして設けられた昇降手段と、この昇
   降手段の下端に上下動可能として取付けられた掘削手段
   とを備えることを特徴とする地盤の掘削装置。
3. 【請求項３】 拘束手段が、ケーシングチューブの内面
   と直交するように互いに対向状に設けられた少なくとも
   １対の流体圧シリンダと、そのピストンロッドに固着さ
   れた係止爪とからなるものである請求項２に記載の地盤
   の掘削装置。
4. 【請求項４】 係止爪の先端を、ケーシングチューブの
   内面と同じ曲率をなす鋸歯状面とした請求項３に記載の
   地盤の掘削装置。
5. 【請求項５】 昇降手段を複数の流体圧シリンダとした
   請求項２ないし４のいずれかに記載の地盤の掘削装置。
6. 【請求項６】 支持基体と掘削手段との間に、互いに上
   下に摺動可能として嵌合し合う案内手段を設けた請求項
   ２ないし５のいずれかに記載の地盤の掘削装置。
7. 【請求項７】 地中に挿入される最先端のケーシングチ
   ューブ内にはケーシングチューブと一体に突起部が形成
   され、前記係止爪の回動を阻止するようになっている請
   求項２ないし６のいずれかに記載の地盤の掘削装置。