地盤掘削装置および地盤掘削方法
【課題】 長尺のリーダーを不要とでき、極めて簡易な構成でオーガーと掘削手段の共回りを防止することができる地盤掘削装置と、該掘削装置を使用した地盤掘削方法を提供すること。
【解決手段】 地盤掘削装置１０は、クレーン等に吊り下げられたオーガー５と、該オーガー５の下部に回転可能に装着された掘削手段６１と、地上または地下に固定された固定手段（ケーシングチューブ２）とからなり、該オーガー５には、さらに、掘削手段６１が回転する際にオーガー５が共回りすることを防止する防止手段７（例えば角型の鋼材）が設けられている。共回り防止手段７は掘削手段６１が回転する際にケーシングチューブ２に係止されることにより、オーガー５と掘削手段６１との共回りを防止することができる。
【解決手段】 地盤掘削装置１０は、クレーン等に吊り下げられたオーガー５と、該オーガー５の下部に回転可能に装着された掘削手段６１と、地上または地下に固定された固定手段（ケーシングチューブ２）とからなり、該オーガー５には、さらに、掘削手段６１が回転する際にオーガー５が共回りすることを防止する防止手段７（例えば角型の鋼材）が設けられている。共回り防止手段７は掘削手段６１が回転する際にケーシングチューブ２に係止されることにより、オーガー５と掘削手段６１との共回りを防止することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オーガーまたはオーガーに装着された掘削手段によって地盤を掘削する地盤掘削装置および地盤掘削方法に係り、特に、長尺のリーダーを不要とでき、極めて簡易な構成でオーガーまたはオーガーに固設されたケーシングパイプと掘削手段の共回りを防止することができる地盤掘削装置と、該掘削装置を使用した地盤掘削方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
各種構造物を支持する杭基礎の造成に際しては、造成地盤の地盤性状や造成される杭の仕様、さらには周辺環境などの制約などにより、多様な造成方法が選定され得る。杭基礎の中でも、大口径杭を可能とし、さらには、施工深度も数十ｍ〜１００ｍ程度と適用範囲の広い杭として場所打ちＲＣ杭が知られている。
【０００３】
地盤が比較的軟質で、孔壁の保護を要する場合には順次継ぎ足されたケーシングチューブを地盤内に圧入等していき、ハンマーグラブにてケーシング内の地盤を掘削することにより所定深度で所定径の杭孔を造成できる。しかし、地盤が硬質であったり、地中に障害物や転石、玉石が存在する地盤においては、ハンマーグラブによる地盤の掘削は困難であり、まず、転石等を重錘またはハンマー等で破砕したり、硬質地盤をスクリューロッド等でほぐす必要がある。転石等の破砕に際しては、図８に示すダウンザホール工法用のマシンが広く適用されている。このマシンａは、クローラクレーンからなり、該クローラクレーンを構成するブームｂの先端にリーダーｃが装着されており、該リーダーｃに昇降可能に案内されるようにオーガーｄが装着されている。このオーガーｄの下端にはハンマーロッドｅが回転可能に装着されており、該ハンマーロッドｅに内蔵されたハンマーｆをエアによって上下動させ、このハンマーｆの下動時にハンマーロッドｆ先端の掘削ビットｇにて転石を打撃し、この打撃力と回転力によって岩盤等を破砕しつつ地盤を掘削するものである。
【０００４】
リーダーにてオーガーを上下方向に案内させることにより、ロッド回転時のオーガーの共回りを防止することが可能となる。しかし、リーダーをクローラクレーン等に設けた掘削機械とすることで、工事施工ヤードの規制や広さの問題などでその使用が困難なケースが多いのが現状である。また、オーガーは地上にて該リーダーに昇降可能に固定されており、したがって、削孔深度が深くなるにつれてロッド回転時の多大な回転反力が該オーガーに作用することとなるため、オーガーやリーダーはかかる反力に耐え得る剛性を備える必要がある。したがって、掘削深度が深くなるにつれて、リーダー長も長くならざるを得ず、さらには、オーガーも高性能かつ大規模なものとならざるを得ない。
【０００５】
そこで、本出願人は、かかるリーダーを用いない吊り下げ式のオーガーを備えた掘削装置を使用した掘削方向に関する発明を特許文献１に開示している。かかる発明は、リーダーを使用しないことによって生じる最大の不具合、すなわち、スクリューオーガーなどの掘削手段が回転する際にワイヤーにて吊り下げられただけのオーガーが共回りするという問題を簡易な方法で解決したものである。この方法は、クローラクレーンのブームから吊り下げられたオーガーの側面から回転反力取りステーを突設させ、ブーム先端に取付けた回転反力取りワイヤーをステー先端の孔に挿通させた姿勢で、ワイヤーの他端を掘削孔近傍の支持手段を介してクローラクレーン本体に繋ぐものである。
【０００６】
本出願人は、さらに、特許文献２において、杭用ケーシングを打設するための孔を地盤掘削するための掘削用回転駆動装置にかかる発明を開示している。この掘削用回転駆動装置は、ケーシング内での固定を確保するための固定手段と、回転機構部および該回転機構部に装着された掘削用工具と、掘削用工具を掘進方向に移動させるための押圧手段とから大略構成されたものである。ケーシング内壁面に掘削用回転駆動装置が固定手段を介して強固に把持された姿勢で掘削用工具が回転できる構成となっており、したがって、掘削用回転駆動装置本体が掘削用工具の回転時に共回りをすることなく、掘削をすすめていくことが可能となる。
【特許文献１】特開２０００−２４８８６８号公報
【特許文献２】特開２００２−２７６２７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１の掘削方法によれば、長尺のリーダーがない状態でも掘削手段の回転時にオーガーの共回りを防止することができる。これは、クローラクレーン本体に共回り防止用の反力を取る構成であり、極めて簡易な方法であるとともに、リーダーを不要としたことで多様な施工ヤードにも対応可能でかつ施工コストの大幅な低減に繋がるものである。しかし、オーガーは少なくとも地表面よりも上に配設されるため、共回り防止用のワイヤーにて反力をクローラクレーンに取ったとしても、掘削深度がある程度深くなると、共回り防止効果に限界が生じてくる。一方、特許文献２の掘削用回転駆動装置によれば、ケーシングの内壁面に該回転駆動装置本体を強固に固定させた姿勢で、掘削用工具にて地盤の掘削をすすめていくことができる。したがって、特許文献１と異なり、掘削深度が深くなっても十分な掘削性能を期待することができる。しかし、かかる掘削用回転駆動装置は、掘削用工具による掘削に際して、回転駆動装置本体を固定手段にて確実にケーシング内壁面に把持させた後に掘削作業に入ることを余儀なくされることから効率的な掘削が期待できないことに加えて、装置自体の構成が比較的複雑なために、その製作コストが高騰するといった問題を抱えている。
【０００８】
本発明の地盤掘削装置および地盤掘削方法は、上記する問題に鑑みてなされたものであり、長尺のリーダーを不要としながら、極めて簡易な構成でオーガーと掘削手段の共回り、またはオーガーに固設されたケーシングパイプと掘削手段の共回りを防止することができる地盤掘削装置および地盤掘削方法を提供することを目的としている。また、掘削深度が深くなってもオーガーまたはオーガーに固設されたケーシングパイプと掘削手段の共回りを十分に防止でき、さらには、その構成が極めて簡易であることから製作コストも従来のオーガーを備えた掘削装置とほとんど相違ない地盤掘削装置と該地盤掘削装置を使用した地盤掘削方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成すべく、本発明による地盤掘削装置は、クレーン等に吊り下げられたオーガーと、該オーガーの下部に回転可能に装着された掘削手段と、地上または地下に固定された固定手段と、からなり、該オーガーまたは該オーガーに装着されたケーシングパイプには、さらに、掘削手段が回転する際にオーガーが共回りすることを防止する防止手段が設けられており、該防止手段は掘削手段が回転する際に固定手段に係止されることにより、オーガーと掘削手段との共回りを防止することを特徴とする。
【００１０】
本発明の地盤掘削装置を構成するオーガーは、リーダーに昇降可能にガイドされるものではなく、単にクローラクレーンなどのブームの先端からワイヤーを介して吊り下げられている。ここで、オーガーは、回転駆動機構とその下方に配設された適宜の掘削手段連結用の連結機構から大略構成されている。このオーガーの連結機構に掘削手段を取付け、該掘削手段を回転させながら地盤の掘削をおこなうに際し、オーガーが掘削手段の回転時に共回りするのを防止するために、本発明では、地盤掘削装置を構成する適宜の固定手段にオーガーを係止させるものである。この固定手段は、例えば、地上に載置されたロータリーテーブルや地中に打ち込まれた適宜の鋼材などであり、少なくとも、オーガーに作用する共回り反力を取ることのできる状態で位置決め固定されていればよい。オーガーの共回りを防止する防止手段も特に限定するものではなく、少なくとも、特許文献２に開示の固定手段のように、ケーシング内壁面に予め強固に把持されるような構成のものではなく、掘削手段が回転始動した際に、それに同期して回転しようとするオーガーを該オーガーに設けられた適宜の防止手段が固定手段に係止または係合することにより、その段階でオーガーの共回りが防止されるような極めて簡易な構成のものである。また、オーガー下端にケーシングパイプが固設され、このケーシングパイプ内で掘削手段がオーガーにて駆動される構成の場合には、このケーシングパイプが固定手段に係止または係合する構成であってもよい。
【００１１】
また、本発明による地盤掘削装置の他の実施形態において、前記掘削手段は、先端に切削ビットを備えたケーシングチューブまたはスクリューロッドのいずれか一種からなり、前記固定手段は、地上に載置された固定架台または地中に埋め込まれたケーシングチューブのいずれか一種からなることを特徴とする。
【００１２】
掘削手段としては、全旋回型でその先端に切削ビットを装着したケーシングチューブや、地盤の切削と同時に地上への排土も同時におこなうスクリューロッドなどを適用できる。なお、このスクリューロッドは、ダウンザホール工法にて使用されるスクリューロッドを含むことは勿論のことである。
【００１３】
一方、固定手段としては、回転駆動機構を備えた架構（ロータリーテーブルなど）や、例えば、該ロータリーテーブルにて地盤内に回転圧入等されたケーシングチューブなどを使用できる。なお、本発明では、ケーシングチューブは掘削手段に含まれるものであり、ケーシングパイプとは、オーガー下端に固設されて、その内部でオーガー駆動する掘削手段を包囲するものであって両者を区別している。ロータリーテーブルは、ケーシングチューブ圧入時に位置決め固定された姿勢を確保するためのカウンタウエイトが備えられているし、地盤内に埋め込まれたケーシングチューブも、その長さを埋め込み地盤の備えた粘着力に応じた長さとすることで、地盤との間の十分な周面摩擦力を発揮することができる。いずれの実施形態であっても、掘削手段の回転掘削時に、防止手段から伝達される共回り反力に対して固定手段が回転しない構成であればよい。
【００１４】
また、本発明による地盤掘削装置の他の実施形態において、前記防止手段は、前記オーガーの側方に突出する突起または掘削手段を包囲する前記ケーシングパイプの側方に突出する突起からなり、掘削手段が回転する際に該突起が固定手段の内壁面に係止固定され、オーガーまたはケーシングパイプの共回りを防止しながら掘削手段による地盤の掘削がおこなわれることを特徴とする。
【００１５】
防止手段は、例えば、Ｌ型鋼やＣ型鋼、Ｈ型鋼、鋼管などを使用することができ、かかる鋼材をオーガーやオーガー下端に固設されたケーシングパイプの側面に溶接やボルト止め等しておくだけでよい。また、ケーシングチューブの内径とオーガーの掘削軸心との平面的な位置関係によっても多様に相違してくるが、例えば、１つの鋼材の一端をオーガー（またはオーガー下端に固設されたケーシングパイプ）の側壁に固設しておき、該鋼材の他端をケーシングチューブの内壁面に当接させる実施例や、２以上の鋼材のそれぞれの一端をケーシングの異なる側壁に固設しておき、それぞれの鋼材の他端をケーシングチューブ内壁面の異なる箇所に当接させておく実施例などがある。
【００１６】
発明者等の実験によれば、１つの鋼材の一端をオーガー側壁に固設しておき、該鋼材の他端をケーシングチューブの内壁面に当接させる実施形態においても、十分にオーガーの共回りを防止できることが分かっている。尤も、共回りの可否は、地盤の硬さ程度によっても相違してくるため、地盤性状などに応じて、適宜の数の防止手段をオーガー側面に固設し、ケーシングチューブ内壁面との固定度を決定するのが好ましい。
【００１７】
掘削手段が回転をはじめ、鋼材などからなる防止手段が固定手段であるケーシングチューブの内壁面に係止して共回りが防止されると、その後の掘削手段による掘削時には、該掘削手段が地盤内に位置決めされた姿勢で押し込まれていくため、掘削手段と地盤との間の摩擦抵抗力などにより、オーガーへの共回り反力は低減していく。したがって、特に、掘削手段の回転開始時のオーガーの共回りが防止できることが重要であり、本発明は、かかる課題を極めて簡易な構成で実現せんとするものである。
【００１８】
また、本発明による地盤掘削方法は、オーガーの下部に回転可能に装着された掘削手段によって地盤を掘削する掘削方法であって、地盤内に固定手段であるケーシングチューブを挿入するとともに該ケーシングチューブ内を掘削して空間を形成し、該空間内にクレーン等に吊り下げられたオーガーを配設し、掘削手段が回転する際には該オーガーまたは該オーガーに固設されて掘削手段を包囲するケーシングパイプを前記ケーシングチューブの内壁面に係止固定させることにより、オーガーまたはケーシングパイプと掘削手段との共回りを防止させながら掘削手段によって地盤の掘削をおこなうことを特徴とする。
【００１９】
本発明の地盤掘削方法は、地盤内に所定長のケーシングチューブを打撃もしくは回転圧入等によって埋設し、その内部空間をハンマーグラブ等によって掘削し、掘削によって形成された空間内にオーガーをクローラクレーンなどによって吊り下げながら位置決めし、このオーガー（またはオーガー下端に固設されたケーシングパイプ）には既述する共回り防止手段が設けられていて、この防止手段をケーシングチューブの内壁面に係止させながら、適宜の掘削手段によって地盤の掘削をおこなう方法である。なお、表層地盤が比較的硬質である場合には、ロータリーテーブルを利用して先端に切削ビットを備えた所定長のケーシングチューブを回転圧入し、必要に応じてチゼルなどによって地盤（または転石や玉石）を破砕し、ハンマーグラブにて排土をおこなうこともできる。本発明の地盤掘削方法は、特に、硬質地盤や転石、玉石の散在する地盤内に大口径の場所打ちＲＣ杭を造成する際に好適である。直接ハンマーグラブによる掘削が困難で、予め地盤をほぐしたり、転石等を破砕しながら地盤を所定深度まで掘削していく場合に、地表下の浅層部に埋設させたケーシングチューブにオーガーを係止させることで、掘削手段の回転時に該オーガーが共回りすることなく、所定深度までの地盤を効果的にほぐすことができる。ここで、オーガーは単にクローラクレーンのブームの先端からワイヤにて垂下させるのみであるため、空頭制限のある施工ヤードなど、都市部における杭施工には好適である。
【００２０】
さらに、本発明による地盤掘削方法の他の実施形態は、前記地盤掘削方法において、ケーシングチューブを継ぎ足しながら地盤内に該ケーシングチューブを挿入するとともに、ケーシングチューブ内を掘削してその内部空間を下方へ拡大させ、クレーン等に吊り下げられたオーガーを掘削に応じて順次下方へ吊り降ろしながら所定の深度に配設し、掘削手段が回転する際には該オーガーまたは該オーガーに固設されて掘削手段を包囲するケーシングパイプを前記ケーシングチューブの内壁面に係止固定させることにより、オーガーまたはケーシングパイプと掘削手段との共回りを防止させながら掘削手段によって地盤の掘削をおこない、かかるケーシングチューブの挿入と、その内部空間の掘削と、オーガーの吊り降ろしを繰返しながら地盤の掘削をおこなうことを特徴とする。
【００２１】
本発明の地盤掘削方法は、地表下の浅層部に埋設させたケーシングチューブ（いわゆる口元管）のみにオーガー（またはオーガー下端に固設されたケーシングパイプ）を係止させるものではなく、地盤の掘削に先行してケーシングチューブも継ぎ足しながら掘進方向に延長させていき、該ケーシングチューブ内を順次掘削して掘削地盤を排土することで形成される空間内にオーガーの配設位置を順次下方へ移動させていくものである。これは、杭長が長く、硬質地盤も表層から下層にわたって連続していたり、下層に転石や玉石などが散在している場合に、口元管のみでオーガーを係止させておくのみでは、スクリューロッドなどの掘削手段を継ぎ足しながら長尺にする必要があることから、かかる施工手間を省略することを目的としている。掘削深度に応じてオーガーも吊り降ろしていくことで、掘削手段の長尺化を防止でき、効率的な掘削作業を実現することができる。また、掘削手段が長尺とならないことから、オーガーに作用する共回り反力も増大せず、したがって、該オーガーに過度な負荷が作用することもない。
【発明の効果】
【００２２】
以上の説明から理解できるように、本発明の地盤掘削装置および地盤掘削方法によれば、垂下されたオーガーに装着された共回り防止手段が掘削手段の回転時に固定手段に係止または係合することによって該オーガーの共回りを効果的に防止することができる。特に、この防止手段は極めて簡易な構成であるため、その製作コストも安価となる。また、本発明の地盤掘削装置および地盤掘削方法によれば、硬質地盤や転石／玉石を有する地盤内に杭孔を造成するに際し、杭長が長くなった場合には、下方に順次造成された杭孔内にオーガーを吊り下げていき、杭孔外周のケーシングチューブに共回り反力を取ることができるため、地盤ほぐし用または転石／玉石破砕用の掘削手段の長尺化を防止することができる。この場合には、さらに、オーガーに作用する掘削手段回転始動時の反力増大による該オーガーへの負荷の増大も防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は、地盤掘削方法において、ケーシングチューブを地盤内に回転圧入している状況を示した図を、図２は、ケーシングチューブにオーガーを係止させた姿勢で、ダウンザホールハンマーにより地盤をほぐしている状況を示した図をそれぞれ示している。図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視図であり、（ａ）は、共回り防止手段の一実施形態を示した図であり、（ｂ）は防止手段の他の実施形態を示した図であり、（ｃ）は防止手段のさらに他の実施形態を示した図を、図４は、図３ａのＩＶ−ＩＶ矢視図であり、（ａ）は、共回り防止手段の一実施形態を示した図であり、（ｂ）は防止手段の他の実施形態を示した図であり、（ｃ）は防止手段のさらに他の実施形態を示した図をそれぞれ示している。図５は、ダウンザホールハンマーによる地盤のほぐしが完了した状況を示した図を、図６は、ハンマーグラブにて所定深度までの地盤を掘削している状況を示した図を、図７は、造成された場所打ちＲＣ杭を示した図をそれぞれ示している。なお、図示する地盤掘削装置を構成する固定手段が、口元管のケーシングチューブであるが、固定手段はかかる実施形態に限定されるものでないこと、および、地盤掘削方法も、ケーシングチューブを順次継ぎ足しながらオーガーも順次下方へ吊り降ろしていく方法であってもよいことは勿論のことである。
【００２４】
図１は、ロータリーテーブル１にてケーシングチューブ２を地盤Ｇ内に回転圧入している状況を示した図である。地盤Ｇは比較的硬質であり、かかるケーシングチューブ２の全旋回によって地盤Ｇ内に所定長さのケーシングチューブ２を設置していく。ケーシングチューブ２の圧入設置後に、ケーシングチューブ２内を図示しないハンマーグラブにて掘削排土し、転石や玉石などが存在する場合には、必要に応じてチゼル等によって該転石等を破砕しながらケーシングチューブ２内に空間を形成する。
【００２５】
図２は、ケーシングチューブ２内に形成された空間内にクローラクレーンのブーム３からワイヤー４にて垂下されたオーガー５を所定深度に配設し、オーガー５の下端に固設されたケーシングパイプ６３内でオーガー５に回転可能に装着されたスクリューロッド６１で地盤をほぐすとともに、ダウンザホールハンマーを落下させ、掘削ビット６２にて硬質地盤を破砕している状況を示している。なお、ここで、ワイヤー４にて吊り下げられたオーガー５の側面には、スクリューロッド６１回転始動時に該オーガー５が共回りしないように、ケーシングチューブ２の内壁面に係止可能な鋼材７（共回り防止手段）が固設されている。図示する実施形態においては、固定手段であるケーシングチューブ２と、その内壁面に鋼材７にて共回りを防止された姿勢でワイヤー４にて垂下されたオーガー５、さらには、このオーガー５の下端に回転可能に装着されたスクリューロッド６１（掘削手段）から地盤掘削装置１０が構成されている。なお、オーガーに共回り防止手段が固設された図示する実施形態以外にも、ケーシングパイプに共回り防止手段が固設された実施形態などもある（図示略）。
【００２６】
図３は、共回り防止手段である鋼材７のオーガー５側面に固設される実施形態を示したものであり、図３ａは、１つの鋼材７ａがオーガー５の側面に固設された実施形態を、図３ｂは、オーガー５の隣接する側面にそれぞれ鋼材７ｂ１，７ｂ２が固設された実施形態を、図３ｃは、オーガー５の３つの側面にそれぞれ鋼材７ｃ１，７ｃ２，７ｃ３が固設された実施形態を示している。このように、オーガー５に固設される鋼材の数量は、掘削される地盤の硬さ等によって適宜選定することができる。すなわち、地盤が硬質になるにつれて、スクリューロッド６１回転始動時のオーガー５に作用する共回り反力が増大することから、地盤の硬さに応じて鋼材数量を増加させることにより、オーガー５とケーシングチューブ２との係止強度を増加させればよい。なお、かかる鋼材は、オーガー５の側面に溶接やボルト接続等の簡易な方法で取り付けることが可能であるため、実際の掘削施工時に鋼材数量を臨機に増減させることが可能となる。なお、図示する以外の実施例、例えば、オーガー５の４つの側面すべてに鋼材を固設させた実施例であってもよいことは勿論のことである。また、さらに、鋼材以外にも、合板やコンクリート製部材など、オーガーに作用する共回り反力に抗し得る剛性を備えた部材であれば適宜の材料が使用できる。
【００２７】
図４は、図３ａにおける鋼材７ａの断面図であり、使用鋼材がＬ型鋼（図４ａ）であっても、Ｃ型鋼（図４ｂ）であっても、Ｈ型鋼（図４ｃ）であってもよい。また、図示しないが、そのほか、角鋼管などであってもよい。いずれの材料を使用するにしても、安価で汎用性のある材料であること、およびオーガー５も公知のオーガーを使用できることから、地盤掘削装置１０は極めて安価にかつ迅速に製作することができるものである。
【００２８】
図５は、スクリューロッド６１にて地盤をほぐすことにより、所定本数の軟化した地盤柱８１，８１，…が造成された状況を示している。このように軟化地盤を硬質地盤内に造成することにより、その後のハンマーグラブによる地盤掘削を容易なものとすることができる。
【００２９】
図６は、垂下されたオーガーをケーシングチューブ内から取り除き、代わりにハンマーグラブ９をワイヤー４に吊り代えて硬質地盤を所定深度まで掘削している状況を示している。この際、未だ地盤が硬くてハンマーグラブによる掘削が困難な場合には、必要に応じてチゼル等にて地盤の破砕をおこなうこともできる。
【００３０】
所定深度までの地盤の掘削が完了した後は、図示しない鉄筋籠の挿入やコンクリートの打設をおこない、図７に示す場所打ちＲＣ杭８２の造成が完了する。なお、場所打ちＲＣ杭８２の杭頭部には基礎スラブへ埋め込まれる杭頭筋８３を突出させ、地表面まで埋め戻し土８４を埋め戻しておく。
【００３１】
上記するように、本発明の地盤掘削装置を使用した地盤掘削方法によれば、硬質地盤内に長尺の杭孔を造成する場合でも、長尺のリーダーにオーガーを昇降可能に装着する必要もなく、極めて低コストで、掘削手段の回転時のオーガーの共回りを防止しながら、効率的な杭孔の造成をおこなうことができる。
【００３２】
以上、本発明の実施の形態を図面を用いて詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】地盤掘削方法において、ケーシングチューブを地盤内に回転圧入している状況を示した図。
【図２】ケーシングチューブにオーガーを係止させた姿勢で、ダウンザホールハンマーにより地盤をほぐしている状況を示した図。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視図であり、（ａ）は、共回り防止手段の一実施形態を示した図であり、（ｂ）は防止手段の他の実施形態を示した図であり、（ｃ）は防止手段のさらに他の実施形態を示した図。
【図４】図３ａのＩＶ−ＩＶ矢視図であり、（ａ）は、共回り防止手段の一実施形態を示した図であり、（ｂ）は防止手段の他の実施形態を示した図であり、（ｃ）は防止手段のさらに他の実施形態を示した図。
【図５】ダウンザホールハンマーによる地盤のほぐしが完了した状況を示した図。
【図６】ハンマーグラブにて所定深度までの地盤を掘削している状況を示した図。
【図７】造成された場所打ちＲＣ杭を示した図。
【図８】従来のダウンザホール工法にて使用されたマシンを示した側面図。
【符号の説明】
【００３４】
１…ロータリーテーブル、２…ケーシングチューブ、３…ブーム、４…ワイヤー、５…オーガー、６１…スクリューロッド，６２…掘削ビット、６３…ケーシングパイプ、７，７ａ，７ｂ１，７ｂ２，７ｃ１，７ｃ２，７ｃ３…鋼材（共回り防止手段）、９…ハンマーグラブ、１０…地盤掘削装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オーガーまたはオーガーに装着された掘削手段によって地盤を掘削する地盤掘削装置および地盤掘削方法に係り、特に、長尺のリーダーを不要とでき、極めて簡易な構成でオーガーまたはオーガーに固設されたケーシングパイプと掘削手段の共回りを防止することができる地盤掘削装置と、該掘削装置を使用した地盤掘削方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
各種構造物を支持する杭基礎の造成に際しては、造成地盤の地盤性状や造成される杭の仕様、さらには周辺環境などの制約などにより、多様な造成方法が選定され得る。杭基礎の中でも、大口径杭を可能とし、さらには、施工深度も数十ｍ〜１００ｍ程度と適用範囲の広い杭として場所打ちＲＣ杭が知られている。
【０００３】
地盤が比較的軟質で、孔壁の保護を要する場合には順次継ぎ足されたケーシングチューブを地盤内に圧入等していき、ハンマーグラブにてケーシング内の地盤を掘削することにより所定深度で所定径の杭孔を造成できる。しかし、地盤が硬質であったり、地中に障害物や転石、玉石が存在する地盤においては、ハンマーグラブによる地盤の掘削は困難であり、まず、転石等を重錘またはハンマー等で破砕したり、硬質地盤をスクリューロッド等でほぐす必要がある。転石等の破砕に際しては、図８に示すダウンザホール工法用のマシンが広く適用されている。このマシンａは、クローラクレーンからなり、該クローラクレーンを構成するブームｂの先端にリーダーｃが装着されており、該リーダーｃに昇降可能に案内されるようにオーガーｄが装着されている。このオーガーｄの下端にはハンマーロッドｅが回転可能に装着されており、該ハンマーロッドｅに内蔵されたハンマーｆをエアによって上下動させ、このハンマーｆの下動時にハンマーロッドｆ先端の掘削ビットｇにて転石を打撃し、この打撃力と回転力によって岩盤等を破砕しつつ地盤を掘削するものである。
【０００４】
リーダーにてオーガーを上下方向に案内させることにより、ロッド回転時のオーガーの共回りを防止することが可能となる。しかし、リーダーをクローラクレーン等に設けた掘削機械とすることで、工事施工ヤードの規制や広さの問題などでその使用が困難なケースが多いのが現状である。また、オーガーは地上にて該リーダーに昇降可能に固定されており、したがって、削孔深度が深くなるにつれてロッド回転時の多大な回転反力が該オーガーに作用することとなるため、オーガーやリーダーはかかる反力に耐え得る剛性を備える必要がある。したがって、掘削深度が深くなるにつれて、リーダー長も長くならざるを得ず、さらには、オーガーも高性能かつ大規模なものとならざるを得ない。
【０００５】
そこで、本出願人は、かかるリーダーを用いない吊り下げ式のオーガーを備えた掘削装置を使用した掘削方向に関する発明を特許文献１に開示している。かかる発明は、リーダーを使用しないことによって生じる最大の不具合、すなわち、スクリューオーガーなどの掘削手段が回転する際にワイヤーにて吊り下げられただけのオーガーが共回りするという問題を簡易な方法で解決したものである。この方法は、クローラクレーンのブームから吊り下げられたオーガーの側面から回転反力取りステーを突設させ、ブーム先端に取付けた回転反力取りワイヤーをステー先端の孔に挿通させた姿勢で、ワイヤーの他端を掘削孔近傍の支持手段を介してクローラクレーン本体に繋ぐものである。
【０００６】
本出願人は、さらに、特許文献２において、杭用ケーシングを打設するための孔を地盤掘削するための掘削用回転駆動装置にかかる発明を開示している。この掘削用回転駆動装置は、ケーシング内での固定を確保するための固定手段と、回転機構部および該回転機構部に装着された掘削用工具と、掘削用工具を掘進方向に移動させるための押圧手段とから大略構成されたものである。ケーシング内壁面に掘削用回転駆動装置が固定手段を介して強固に把持された姿勢で掘削用工具が回転できる構成となっており、したがって、掘削用回転駆動装置本体が掘削用工具の回転時に共回りをすることなく、掘削をすすめていくことが可能となる。
【特許文献１】特開２０００−２４８８６８号公報
【特許文献２】特開２００２−２７６２７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１の掘削方法によれば、長尺のリーダーがない状態でも掘削手段の回転時にオーガーの共回りを防止することができる。これは、クローラクレーン本体に共回り防止用の反力を取る構成であり、極めて簡易な方法であるとともに、リーダーを不要としたことで多様な施工ヤードにも対応可能でかつ施工コストの大幅な低減に繋がるものである。しかし、オーガーは少なくとも地表面よりも上に配設されるため、共回り防止用のワイヤーにて反力をクローラクレーンに取ったとしても、掘削深度がある程度深くなると、共回り防止効果に限界が生じてくる。一方、特許文献２の掘削用回転駆動装置によれば、ケーシングの内壁面に該回転駆動装置本体を強固に固定させた姿勢で、掘削用工具にて地盤の掘削をすすめていくことができる。したがって、特許文献１と異なり、掘削深度が深くなっても十分な掘削性能を期待することができる。しかし、かかる掘削用回転駆動装置は、掘削用工具による掘削に際して、回転駆動装置本体を固定手段にて確実にケーシング内壁面に把持させた後に掘削作業に入ることを余儀なくされることから効率的な掘削が期待できないことに加えて、装置自体の構成が比較的複雑なために、その製作コストが高騰するといった問題を抱えている。
【０００８】
本発明の地盤掘削装置および地盤掘削方法は、上記する問題に鑑みてなされたものであり、長尺のリーダーを不要としながら、極めて簡易な構成でオーガーと掘削手段の共回り、またはオーガーに固設されたケーシングパイプと掘削手段の共回りを防止することができる地盤掘削装置および地盤掘削方法を提供することを目的としている。また、掘削深度が深くなってもオーガーまたはオーガーに固設されたケーシングパイプと掘削手段の共回りを十分に防止でき、さらには、その構成が極めて簡易であることから製作コストも従来のオーガーを備えた掘削装置とほとんど相違ない地盤掘削装置と該地盤掘削装置を使用した地盤掘削方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成すべく、本発明による地盤掘削装置は、クレーン等に吊り下げられたオーガーと、該オーガーの下部に回転可能に装着された掘削手段と、地上または地下に固定された固定手段と、からなり、該オーガーまたは該オーガーに装着されたケーシングパイプには、さらに、掘削手段が回転する際にオーガーが共回りすることを防止する防止手段が設けられており、該防止手段は掘削手段が回転する際に固定手段に係止されることにより、オーガーと掘削手段との共回りを防止することを特徴とする。
【００１０】
本発明の地盤掘削装置を構成するオーガーは、リーダーに昇降可能にガイドされるものではなく、単にクローラクレーンなどのブームの先端からワイヤーを介して吊り下げられている。ここで、オーガーは、回転駆動機構とその下方に配設された適宜の掘削手段連結用の連結機構から大略構成されている。このオーガーの連結機構に掘削手段を取付け、該掘削手段を回転させながら地盤の掘削をおこなうに際し、オーガーが掘削手段の回転時に共回りするのを防止するために、本発明では、地盤掘削装置を構成する適宜の固定手段にオーガーを係止させるものである。この固定手段は、例えば、地上に載置されたロータリーテーブルや地中に打ち込まれた適宜の鋼材などであり、少なくとも、オーガーに作用する共回り反力を取ることのできる状態で位置決め固定されていればよい。オーガーの共回りを防止する防止手段も特に限定するものではなく、少なくとも、特許文献２に開示の固定手段のように、ケーシング内壁面に予め強固に把持されるような構成のものではなく、掘削手段が回転始動した際に、それに同期して回転しようとするオーガーを該オーガーに設けられた適宜の防止手段が固定手段に係止または係合することにより、その段階でオーガーの共回りが防止されるような極めて簡易な構成のものである。また、オーガー下端にケーシングパイプが固設され、このケーシングパイプ内で掘削手段がオーガーにて駆動される構成の場合には、このケーシングパイプが固定手段に係止または係合する構成であってもよい。
【００１１】
また、本発明による地盤掘削装置の他の実施形態において、前記掘削手段は、先端に切削ビットを備えたケーシングチューブまたはスクリューロッドのいずれか一種からなり、前記固定手段は、地上に載置された固定架台または地中に埋め込まれたケーシングチューブのいずれか一種からなることを特徴とする。
【００１２】
掘削手段としては、全旋回型でその先端に切削ビットを装着したケーシングチューブや、地盤の切削と同時に地上への排土も同時におこなうスクリューロッドなどを適用できる。なお、このスクリューロッドは、ダウンザホール工法にて使用されるスクリューロッドを含むことは勿論のことである。
【００１３】
一方、固定手段としては、回転駆動機構を備えた架構（ロータリーテーブルなど）や、例えば、該ロータリーテーブルにて地盤内に回転圧入等されたケーシングチューブなどを使用できる。なお、本発明では、ケーシングチューブは掘削手段に含まれるものであり、ケーシングパイプとは、オーガー下端に固設されて、その内部でオーガー駆動する掘削手段を包囲するものであって両者を区別している。ロータリーテーブルは、ケーシングチューブ圧入時に位置決め固定された姿勢を確保するためのカウンタウエイトが備えられているし、地盤内に埋め込まれたケーシングチューブも、その長さを埋め込み地盤の備えた粘着力に応じた長さとすることで、地盤との間の十分な周面摩擦力を発揮することができる。いずれの実施形態であっても、掘削手段の回転掘削時に、防止手段から伝達される共回り反力に対して固定手段が回転しない構成であればよい。
【００１４】
また、本発明による地盤掘削装置の他の実施形態において、前記防止手段は、前記オーガーの側方に突出する突起または掘削手段を包囲する前記ケーシングパイプの側方に突出する突起からなり、掘削手段が回転する際に該突起が固定手段の内壁面に係止固定され、オーガーまたはケーシングパイプの共回りを防止しながら掘削手段による地盤の掘削がおこなわれることを特徴とする。
【００１５】
防止手段は、例えば、Ｌ型鋼やＣ型鋼、Ｈ型鋼、鋼管などを使用することができ、かかる鋼材をオーガーやオーガー下端に固設されたケーシングパイプの側面に溶接やボルト止め等しておくだけでよい。また、ケーシングチューブの内径とオーガーの掘削軸心との平面的な位置関係によっても多様に相違してくるが、例えば、１つの鋼材の一端をオーガー（またはオーガー下端に固設されたケーシングパイプ）の側壁に固設しておき、該鋼材の他端をケーシングチューブの内壁面に当接させる実施例や、２以上の鋼材のそれぞれの一端をケーシングの異なる側壁に固設しておき、それぞれの鋼材の他端をケーシングチューブ内壁面の異なる箇所に当接させておく実施例などがある。
【００１６】
発明者等の実験によれば、１つの鋼材の一端をオーガー側壁に固設しておき、該鋼材の他端をケーシングチューブの内壁面に当接させる実施形態においても、十分にオーガーの共回りを防止できることが分かっている。尤も、共回りの可否は、地盤の硬さ程度によっても相違してくるため、地盤性状などに応じて、適宜の数の防止手段をオーガー側面に固設し、ケーシングチューブ内壁面との固定度を決定するのが好ましい。
【００１７】
掘削手段が回転をはじめ、鋼材などからなる防止手段が固定手段であるケーシングチューブの内壁面に係止して共回りが防止されると、その後の掘削手段による掘削時には、該掘削手段が地盤内に位置決めされた姿勢で押し込まれていくため、掘削手段と地盤との間の摩擦抵抗力などにより、オーガーへの共回り反力は低減していく。したがって、特に、掘削手段の回転開始時のオーガーの共回りが防止できることが重要であり、本発明は、かかる課題を極めて簡易な構成で実現せんとするものである。
【００１８】
また、本発明による地盤掘削方法は、オーガーの下部に回転可能に装着された掘削手段によって地盤を掘削する掘削方法であって、地盤内に固定手段であるケーシングチューブを挿入するとともに該ケーシングチューブ内を掘削して空間を形成し、該空間内にクレーン等に吊り下げられたオーガーを配設し、掘削手段が回転する際には該オーガーまたは該オーガーに固設されて掘削手段を包囲するケーシングパイプを前記ケーシングチューブの内壁面に係止固定させることにより、オーガーまたはケーシングパイプと掘削手段との共回りを防止させながら掘削手段によって地盤の掘削をおこなうことを特徴とする。
【００１９】
本発明の地盤掘削方法は、地盤内に所定長のケーシングチューブを打撃もしくは回転圧入等によって埋設し、その内部空間をハンマーグラブ等によって掘削し、掘削によって形成された空間内にオーガーをクローラクレーンなどによって吊り下げながら位置決めし、このオーガー（またはオーガー下端に固設されたケーシングパイプ）には既述する共回り防止手段が設けられていて、この防止手段をケーシングチューブの内壁面に係止させながら、適宜の掘削手段によって地盤の掘削をおこなう方法である。なお、表層地盤が比較的硬質である場合には、ロータリーテーブルを利用して先端に切削ビットを備えた所定長のケーシングチューブを回転圧入し、必要に応じてチゼルなどによって地盤（または転石や玉石）を破砕し、ハンマーグラブにて排土をおこなうこともできる。本発明の地盤掘削方法は、特に、硬質地盤や転石、玉石の散在する地盤内に大口径の場所打ちＲＣ杭を造成する際に好適である。直接ハンマーグラブによる掘削が困難で、予め地盤をほぐしたり、転石等を破砕しながら地盤を所定深度まで掘削していく場合に、地表下の浅層部に埋設させたケーシングチューブにオーガーを係止させることで、掘削手段の回転時に該オーガーが共回りすることなく、所定深度までの地盤を効果的にほぐすことができる。ここで、オーガーは単にクローラクレーンのブームの先端からワイヤにて垂下させるのみであるため、空頭制限のある施工ヤードなど、都市部における杭施工には好適である。
【００２０】
さらに、本発明による地盤掘削方法の他の実施形態は、前記地盤掘削方法において、ケーシングチューブを継ぎ足しながら地盤内に該ケーシングチューブを挿入するとともに、ケーシングチューブ内を掘削してその内部空間を下方へ拡大させ、クレーン等に吊り下げられたオーガーを掘削に応じて順次下方へ吊り降ろしながら所定の深度に配設し、掘削手段が回転する際には該オーガーまたは該オーガーに固設されて掘削手段を包囲するケーシングパイプを前記ケーシングチューブの内壁面に係止固定させることにより、オーガーまたはケーシングパイプと掘削手段との共回りを防止させながら掘削手段によって地盤の掘削をおこない、かかるケーシングチューブの挿入と、その内部空間の掘削と、オーガーの吊り降ろしを繰返しながら地盤の掘削をおこなうことを特徴とする。
【００２１】
本発明の地盤掘削方法は、地表下の浅層部に埋設させたケーシングチューブ（いわゆる口元管）のみにオーガー（またはオーガー下端に固設されたケーシングパイプ）を係止させるものではなく、地盤の掘削に先行してケーシングチューブも継ぎ足しながら掘進方向に延長させていき、該ケーシングチューブ内を順次掘削して掘削地盤を排土することで形成される空間内にオーガーの配設位置を順次下方へ移動させていくものである。これは、杭長が長く、硬質地盤も表層から下層にわたって連続していたり、下層に転石や玉石などが散在している場合に、口元管のみでオーガーを係止させておくのみでは、スクリューロッドなどの掘削手段を継ぎ足しながら長尺にする必要があることから、かかる施工手間を省略することを目的としている。掘削深度に応じてオーガーも吊り降ろしていくことで、掘削手段の長尺化を防止でき、効率的な掘削作業を実現することができる。また、掘削手段が長尺とならないことから、オーガーに作用する共回り反力も増大せず、したがって、該オーガーに過度な負荷が作用することもない。
【発明の効果】
【００２２】
以上の説明から理解できるように、本発明の地盤掘削装置および地盤掘削方法によれば、垂下されたオーガーに装着された共回り防止手段が掘削手段の回転時に固定手段に係止または係合することによって該オーガーの共回りを効果的に防止することができる。特に、この防止手段は極めて簡易な構成であるため、その製作コストも安価となる。また、本発明の地盤掘削装置および地盤掘削方法によれば、硬質地盤や転石／玉石を有する地盤内に杭孔を造成するに際し、杭長が長くなった場合には、下方に順次造成された杭孔内にオーガーを吊り下げていき、杭孔外周のケーシングチューブに共回り反力を取ることができるため、地盤ほぐし用または転石／玉石破砕用の掘削手段の長尺化を防止することができる。この場合には、さらに、オーガーに作用する掘削手段回転始動時の反力増大による該オーガーへの負荷の増大も防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は、地盤掘削方法において、ケーシングチューブを地盤内に回転圧入している状況を示した図を、図２は、ケーシングチューブにオーガーを係止させた姿勢で、ダウンザホールハンマーにより地盤をほぐしている状況を示した図をそれぞれ示している。図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視図であり、（ａ）は、共回り防止手段の一実施形態を示した図であり、（ｂ）は防止手段の他の実施形態を示した図であり、（ｃ）は防止手段のさらに他の実施形態を示した図を、図４は、図３ａのＩＶ−ＩＶ矢視図であり、（ａ）は、共回り防止手段の一実施形態を示した図であり、（ｂ）は防止手段の他の実施形態を示した図であり、（ｃ）は防止手段のさらに他の実施形態を示した図をそれぞれ示している。図５は、ダウンザホールハンマーによる地盤のほぐしが完了した状況を示した図を、図６は、ハンマーグラブにて所定深度までの地盤を掘削している状況を示した図を、図７は、造成された場所打ちＲＣ杭を示した図をそれぞれ示している。なお、図示する地盤掘削装置を構成する固定手段が、口元管のケーシングチューブであるが、固定手段はかかる実施形態に限定されるものでないこと、および、地盤掘削方法も、ケーシングチューブを順次継ぎ足しながらオーガーも順次下方へ吊り降ろしていく方法であってもよいことは勿論のことである。
【００２４】
図１は、ロータリーテーブル１にてケーシングチューブ２を地盤Ｇ内に回転圧入している状況を示した図である。地盤Ｇは比較的硬質であり、かかるケーシングチューブ２の全旋回によって地盤Ｇ内に所定長さのケーシングチューブ２を設置していく。ケーシングチューブ２の圧入設置後に、ケーシングチューブ２内を図示しないハンマーグラブにて掘削排土し、転石や玉石などが存在する場合には、必要に応じてチゼル等によって該転石等を破砕しながらケーシングチューブ２内に空間を形成する。
【００２５】
図２は、ケーシングチューブ２内に形成された空間内にクローラクレーンのブーム３からワイヤー４にて垂下されたオーガー５を所定深度に配設し、オーガー５の下端に固設されたケーシングパイプ６３内でオーガー５に回転可能に装着されたスクリューロッド６１で地盤をほぐすとともに、ダウンザホールハンマーを落下させ、掘削ビット６２にて硬質地盤を破砕している状況を示している。なお、ここで、ワイヤー４にて吊り下げられたオーガー５の側面には、スクリューロッド６１回転始動時に該オーガー５が共回りしないように、ケーシングチューブ２の内壁面に係止可能な鋼材７（共回り防止手段）が固設されている。図示する実施形態においては、固定手段であるケーシングチューブ２と、その内壁面に鋼材７にて共回りを防止された姿勢でワイヤー４にて垂下されたオーガー５、さらには、このオーガー５の下端に回転可能に装着されたスクリューロッド６１（掘削手段）から地盤掘削装置１０が構成されている。なお、オーガーに共回り防止手段が固設された図示する実施形態以外にも、ケーシングパイプに共回り防止手段が固設された実施形態などもある（図示略）。
【００２６】
図３は、共回り防止手段である鋼材７のオーガー５側面に固設される実施形態を示したものであり、図３ａは、１つの鋼材７ａがオーガー５の側面に固設された実施形態を、図３ｂは、オーガー５の隣接する側面にそれぞれ鋼材７ｂ１，７ｂ２が固設された実施形態を、図３ｃは、オーガー５の３つの側面にそれぞれ鋼材７ｃ１，７ｃ２，７ｃ３が固設された実施形態を示している。このように、オーガー５に固設される鋼材の数量は、掘削される地盤の硬さ等によって適宜選定することができる。すなわち、地盤が硬質になるにつれて、スクリューロッド６１回転始動時のオーガー５に作用する共回り反力が増大することから、地盤の硬さに応じて鋼材数量を増加させることにより、オーガー５とケーシングチューブ２との係止強度を増加させればよい。なお、かかる鋼材は、オーガー５の側面に溶接やボルト接続等の簡易な方法で取り付けることが可能であるため、実際の掘削施工時に鋼材数量を臨機に増減させることが可能となる。なお、図示する以外の実施例、例えば、オーガー５の４つの側面すべてに鋼材を固設させた実施例であってもよいことは勿論のことである。また、さらに、鋼材以外にも、合板やコンクリート製部材など、オーガーに作用する共回り反力に抗し得る剛性を備えた部材であれば適宜の材料が使用できる。
【００２７】
図４は、図３ａにおける鋼材７ａの断面図であり、使用鋼材がＬ型鋼（図４ａ）であっても、Ｃ型鋼（図４ｂ）であっても、Ｈ型鋼（図４ｃ）であってもよい。また、図示しないが、そのほか、角鋼管などであってもよい。いずれの材料を使用するにしても、安価で汎用性のある材料であること、およびオーガー５も公知のオーガーを使用できることから、地盤掘削装置１０は極めて安価にかつ迅速に製作することができるものである。
【００２８】
図５は、スクリューロッド６１にて地盤をほぐすことにより、所定本数の軟化した地盤柱８１，８１，…が造成された状況を示している。このように軟化地盤を硬質地盤内に造成することにより、その後のハンマーグラブによる地盤掘削を容易なものとすることができる。
【００２９】
図６は、垂下されたオーガーをケーシングチューブ内から取り除き、代わりにハンマーグラブ９をワイヤー４に吊り代えて硬質地盤を所定深度まで掘削している状況を示している。この際、未だ地盤が硬くてハンマーグラブによる掘削が困難な場合には、必要に応じてチゼル等にて地盤の破砕をおこなうこともできる。
【００３０】
所定深度までの地盤の掘削が完了した後は、図示しない鉄筋籠の挿入やコンクリートの打設をおこない、図７に示す場所打ちＲＣ杭８２の造成が完了する。なお、場所打ちＲＣ杭８２の杭頭部には基礎スラブへ埋め込まれる杭頭筋８３を突出させ、地表面まで埋め戻し土８４を埋め戻しておく。
【００３１】
上記するように、本発明の地盤掘削装置を使用した地盤掘削方法によれば、硬質地盤内に長尺の杭孔を造成する場合でも、長尺のリーダーにオーガーを昇降可能に装着する必要もなく、極めて低コストで、掘削手段の回転時のオーガーの共回りを防止しながら、効率的な杭孔の造成をおこなうことができる。
【００３２】
以上、本発明の実施の形態を図面を用いて詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】地盤掘削方法において、ケーシングチューブを地盤内に回転圧入している状況を示した図。
【図２】ケーシングチューブにオーガーを係止させた姿勢で、ダウンザホールハンマーにより地盤をほぐしている状況を示した図。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視図であり、（ａ）は、共回り防止手段の一実施形態を示した図であり、（ｂ）は防止手段の他の実施形態を示した図であり、（ｃ）は防止手段のさらに他の実施形態を示した図。
【図４】図３ａのＩＶ−ＩＶ矢視図であり、（ａ）は、共回り防止手段の一実施形態を示した図であり、（ｂ）は防止手段の他の実施形態を示した図であり、（ｃ）は防止手段のさらに他の実施形態を示した図。
【図５】ダウンザホールハンマーによる地盤のほぐしが完了した状況を示した図。
【図６】ハンマーグラブにて所定深度までの地盤を掘削している状況を示した図。
【図７】造成された場所打ちＲＣ杭を示した図。
【図８】従来のダウンザホール工法にて使用されたマシンを示した側面図。
【符号の説明】
【００３４】
１…ロータリーテーブル、２…ケーシングチューブ、３…ブーム、４…ワイヤー、５…オーガー、６１…スクリューロッド，６２…掘削ビット、６３…ケーシングパイプ、７，７ａ，７ｂ１，７ｂ２，７ｃ１，７ｃ２，７ｃ３…鋼材（共回り防止手段）、９…ハンマーグラブ、１０…地盤掘削装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クレーン等に吊り下げられたオーガーと、該オーガーの下部に回転可能に装着された掘削手段と、地上または地下に固定された固定手段と、からなり、該オーガーまたは該オーガーに装着されたケーシングパイプには、さらに、掘削手段が回転する際にオーガーが共回りすることを防止する防止手段が設けられており、該防止手段は掘削手段が回転する際に固定手段に係止されることにより、オーガーと掘削手段との共回りを防止することを特徴とする地盤掘削装置。
【請求項２】
前記掘削手段は、先端に切削ビットを備えたケーシングチューブまたはスクリューロッドのいずれか一種からなり、前記固定手段は、地上に載置された固定架台または地中に埋め込まれたケーシングチューブのいずれか一種からなることを特徴とする請求項１に記載の地盤掘削装置。
【請求項３】
前記防止手段は、前記オーガーの側方に突出する突起または掘削手段を包囲する前記ケーシングパイプの側方に突出する突起からなり、掘削手段が回転する際に該突起が固定手段の内壁面に係止固定され、オーガーまたはケーシングパイプの共回りを防止しながら掘削手段による地盤の掘削がおこなわれることを特徴とする請求項１または２に記載の地盤掘削装置。
【請求項４】
オーガーの下部に回転可能に装着された掘削手段によって地盤を掘削する掘削方法であって、
地盤内に固定手段であるケーシングチューブを挿入するとともに該ケーシングチューブ内を掘削して空間を形成し、該空間内にクレーン等に吊り下げられたオーガーを配設し、掘削手段が回転する際には該オーガーまたは該オーガーに固設されて掘削手段を包囲するケーシングパイプを前記ケーシングチューブの内壁面に係止固定させることにより、オーガーまたはケーシングパイプと掘削手段との共回りを防止させながら掘削手段によって地盤の掘削をおこなうことを特徴とする地盤掘削方法。
【請求項５】
請求項４に記載の地盤掘削方法において、
ケーシングチューブを継ぎ足しながら地盤内に該ケーシングチューブを挿入するとともに、ケーシングチューブ内を掘削してその内部空間を下方へ拡大させ、クレーン等に吊り下げられたオーガーを掘削に応じて順次下方へ吊り降ろしながら所定の深度に配設し、掘削手段が回転する際には該オーガーまたは該オーガーに固設されて掘削手段を包囲するケーシングパイプを前記ケーシングチューブの内壁面に係止固定させることにより、オーガーまたはケーシングパイプと掘削手段との共回りを防止させながら掘削手段によって地盤の掘削をおこない、かかるケーシングチューブの挿入と、その内部空間の掘削と、オーガーの吊り降ろしを繰返しながら地盤の掘削をおこなうことを特徴とする地盤掘削方法。
【請求項１】
クレーン等に吊り下げられたオーガーと、該オーガーの下部に回転可能に装着された掘削手段と、地上または地下に固定された固定手段と、からなり、該オーガーまたは該オーガーに装着されたケーシングパイプには、さらに、掘削手段が回転する際にオーガーが共回りすることを防止する防止手段が設けられており、該防止手段は掘削手段が回転する際に固定手段に係止されることにより、オーガーと掘削手段との共回りを防止することを特徴とする地盤掘削装置。
【請求項２】
前記掘削手段は、先端に切削ビットを備えたケーシングチューブまたはスクリューロッドのいずれか一種からなり、前記固定手段は、地上に載置された固定架台または地中に埋め込まれたケーシングチューブのいずれか一種からなることを特徴とする請求項１に記載の地盤掘削装置。
【請求項３】
前記防止手段は、前記オーガーの側方に突出する突起または掘削手段を包囲する前記ケーシングパイプの側方に突出する突起からなり、掘削手段が回転する際に該突起が固定手段の内壁面に係止固定され、オーガーまたはケーシングパイプの共回りを防止しながら掘削手段による地盤の掘削がおこなわれることを特徴とする請求項１または２に記載の地盤掘削装置。
【請求項４】
オーガーの下部に回転可能に装着された掘削手段によって地盤を掘削する掘削方法であって、
地盤内に固定手段であるケーシングチューブを挿入するとともに該ケーシングチューブ内を掘削して空間を形成し、該空間内にクレーン等に吊り下げられたオーガーを配設し、掘削手段が回転する際には該オーガーまたは該オーガーに固設されて掘削手段を包囲するケーシングパイプを前記ケーシングチューブの内壁面に係止固定させることにより、オーガーまたはケーシングパイプと掘削手段との共回りを防止させながら掘削手段によって地盤の掘削をおこなうことを特徴とする地盤掘削方法。
【請求項５】
請求項４に記載の地盤掘削方法において、
ケーシングチューブを継ぎ足しながら地盤内に該ケーシングチューブを挿入するとともに、ケーシングチューブ内を掘削してその内部空間を下方へ拡大させ、クレーン等に吊り下げられたオーガーを掘削に応じて順次下方へ吊り降ろしながら所定の深度に配設し、掘削手段が回転する際には該オーガーまたは該オーガーに固設されて掘削手段を包囲するケーシングパイプを前記ケーシングチューブの内壁面に係止固定させることにより、オーガーまたはケーシングパイプと掘削手段との共回りを防止させながら掘削手段によって地盤の掘削をおこない、かかるケーシングチューブの挿入と、その内部空間の掘削と、オーガーの吊り降ろしを繰返しながら地盤の掘削をおこなうことを特徴とする地盤掘削方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００６−３３６４０８（Ｐ２００６−３３６４０８Ａ）
【公開日】平成１８年１２月１４日（２００６．１２．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１６５５２６（Ｐ２００５−１６５５２６）
【出願日】平成１７年６月６日（２００５．６．６）
【出願人】（５９１０１５３３７）株式会社ケンチョー (3)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１２月１４日（２００６．１２．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年６月６日（２００５．６．６）
【出願人】（５９１０１５３３７）株式会社ケンチョー (3)
【Ｆターム（参考）】
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