杭孔掘削方法
【課題】管を圧入するための大掛かりな設備を不要とし、かつ、より短期間で杭孔を掘削することができる杭孔掘削方法を提供することを目的とする
【解決手段】本発明は、掘削機２のロッド２４を回転駆動させると共に下降させ、ロッド２４の下端に設けられたビット２５により場所打ち杭用の杭孔１０を掘削する杭孔掘削方法において、掘削機２におけるビット２５の下降に合わせて、杭孔１０内の所定の深さまで杭孔１０の孔径より小径の孔壁保護管１１を挿入することを特徴とする。この杭孔掘削方法によれば、杭孔１０の掘削と孔壁の保護を同時に施工することが可能となるので、より短期間で杭孔１０の掘削を行うことができる。また、この杭孔掘削方法における孔壁保護管１１は、杭孔１０の孔径より小径であり、杭孔１０に対して圧入ではなく挿入される。このことは、圧入のための大掛かりな設備を不要とするので、掘削装置１の小型化を図ることができる。
【解決手段】本発明は、掘削機２のロッド２４を回転駆動させると共に下降させ、ロッド２４の下端に設けられたビット２５により場所打ち杭用の杭孔１０を掘削する杭孔掘削方法において、掘削機２におけるビット２５の下降に合わせて、杭孔１０内の所定の深さまで杭孔１０の孔径より小径の孔壁保護管１１を挿入することを特徴とする。この杭孔掘削方法によれば、杭孔１０の掘削と孔壁の保護を同時に施工することが可能となるので、より短期間で杭孔１０の掘削を行うことができる。また、この杭孔掘削方法における孔壁保護管１１は、杭孔１０の孔径より小径であり、杭孔１０に対して圧入ではなく挿入される。このことは、圧入のための大掛かりな設備を不要とするので、掘削装置１の小型化を図ることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、場所打ち杭用の杭孔の掘削に利用される杭孔掘削方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
場所打ち杭の杭孔を掘削するにあたり、鉄道の軌道等の既設構造物に近接した場所や地盤が軟弱な場所においては、特に地表付近の孔壁が崩壊しないように孔壁の保護が図られる。例えば特許文献１に記載の場所打ち杭の造成方法では、地盤に先行掘りを行った後、杭孔に円管状のケーシングを建て込むことで、掘削時における孔壁の崩壊を防止して孔壁の保護を図っている。このようなケーシングの建て込み方法としては、例えば円管状のケーシングを地盤に圧入する方法や、作業員が孔内で弧状のライナープレートを複数連結させることで、孔壁に沿ってケーシングを組み立てる方法が知られている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２７３４１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前述した従来の場所打ち杭の造成方法には、次のような課題が存在している。すなわち、孔径に応じた大きさのケーシングを地盤に圧入するためには、比較的大型の設備が必要となり、軌道に近接した場所等、空間に制約のある場所での利用は難しい。また、作業員によって孔内でケーシングを組み立てる方法では、列車が運行していない夜間の短時間に行う必要があり、深くまで設置する場合には工期が長くなってしまうという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記した事情を鑑みてなされたものであり、管を圧入するための大掛かりな設備を不要とし、かつ、より短期間で杭孔を掘削することができる杭孔掘削方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は、掘削機のロッドを回転駆動させると共に下降させ、ロッドの下端に設けられたビットにより場所打ち杭用の杭孔を掘削する杭孔掘削方法において、掘削機におけるビットの下降に合わせて、杭孔内の所定の深さまで杭孔の孔径より小径の孔壁保護管を挿入することを特徴とする。
【０００７】
この杭孔掘削方法によれば、掘削機のロッドを回転駆動させると共に下降させることで、ロッド下端のビットにより杭孔の掘削を行いながら、孔壁保護管の挿入によって孔壁の保護を図ることができる。その結果、杭孔の掘削とその孔壁の保護とを同時に行うことが可能となるので、より短期間で杭孔の掘削を行うことができる。また、この杭孔掘削方法における孔壁保護管は、杭孔の孔径より小径であり、杭孔に対して圧入ではなく挿入される。このことは、孔壁保護管を圧入するための大掛かりな設備を不要とするので、施工設備の小型化を図ることができる。
【０００８】
また、孔壁保護管は、複数の壁体を連結してなることが好ましい。このように、孔壁保護管が複数の壁体から組み立てられる構成とすることで、既製の孔壁保護管を使用する場合と比べて、運搬時や保管時における孔壁保護管の省スペース化が図られる。
【０００９】
また、掘削機は、杭孔を跨ぐように配置された門型の固定部と、固定部に沿って上下移動すると共に、ロッドの上端が固定される可動部と、を有し、可動部を下降させながらビットによる掘削を行い、所定距離分の掘削を終えた後でロッドと可動部との固定を解除し、可動部を上昇させた後、固定を解除したロッドと可動部との間に新たなロッドを継ぎ足して、再び可動部を下降させることで掘削を進めるものであり、可動部を上昇させた状態では、可動部に固定されたロッドを囲むように複数の壁体を連結して孔壁保護管を形成し、孔壁保護管を可動部に吊り下げ、可動部を下降させることによって、ビットの下降に合わせて杭孔内に孔壁保護管を挿入した後、挿入された孔壁保護管を他の吊具により吊り下げた状態で可動部による吊り下げを解除し、可動部を上昇させた後、新たに継足されるロッドを囲むように孔壁保護管を形成し、孔壁保護管を可動部に吊り下げて、既に挿入された孔壁保護管側に連結した上で、他の吊具による吊り下げを解除し、ビットの下降に合わせて再び杭孔内への孔壁保護管の挿入を進める、ことが好ましい。
【００１０】
このような構成によれば、上昇した状態の可動部とビットとの間において、ロッドの継ぎ足し及び孔壁保護管の追加を行った後、可動部を下降させる作業を繰り返すことで、ビットによる掘削に合わせた杭孔内への孔壁保護管の挿入を実現することができる。また、可動部は、所定距離分の可動距離を有する構成であればよいので、ボーリングマシン等を利用する場合と比べて掘削機の低背化を図ることができ、高さ制限のある場所であっても本発明を好適に適用することができる。
【００１１】
また、可動部の下降途中において、既に形成された孔壁保護管の上端に複数の壁体を連結して孔壁保護管を延長することが好ましい。可動部の下降途中すなわちビットの掘削途中において孔壁保護管を延長することで、より短期間で杭孔の掘削及び孔壁保護管の挿入を行うことができる。
【００１２】
また、ビットは、ロッドの中心軸線を回転中心として径方向に広がる回転体であり、その外周部が内側に入り込むことで、孔壁保護管の内径より小さくなるように縮径可能であり、ビットを吊り上げて回収する際には、ビットの外周部を孔壁保護管の内径より小さくすることが好ましい。このように、ビットを吊り上げて回収する際に、ビットの外周部を孔壁保護管の内径より小さくすることにより、杭孔内に挿入した孔壁保護管を維持したまま容易にビットを回収することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、管を圧入するための大掛かりな設備を不要とし、かつ、より短期間で杭孔を掘削することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る杭孔掘削方法を説明するための平面図、図２は、本実施形態に係る杭孔掘削方法を説明するための側面断面図である。
【００１５】
図１及び図２に示すように、本実施形態に係る杭孔掘削方法は、場所打ち杭工法によるコンクリート杭基礎用の杭孔１０の掘削に利用される。本実施形態に係る杭孔１０が形成される現場は、既設構造物である鉄道用軌道Ｔの近傍に位置し、その地層は、掘削時に孔壁の保護が必要な軟弱地層である地表近傍のＡ層と堅固な地層である深部のＢ層とに分けられる。また、杭孔１０は、上下方向で連続する先行掘り孔１０Ａ、中間杭孔１０Ｂ、深部杭孔１０Ｃから構成されており、先行掘り孔１０Ａ、中間杭孔１０Ｂ、深部杭孔１０Ｃの順番にその孔径が小さくなるように形成されている。先行掘り孔１０Ａ及び中間杭孔１０ＢはＡ層に形成され、深部杭孔１０ＣはＢ層に形成されている。
【００１６】
この杭孔掘削方法に用いられる掘削装置１は、杭孔１０上に設置された掘削機２と、図示しない泥水タンクから泥水を杭孔１０内に供給するための給泥水管３と、杭孔１０から掘削した土砂や泥水を吸い出すための排泥水管４とを備えている。更に、この掘削装置１は、排泥水管４を通じて掘削土砂や泥水を泥水タンクに送るポンプ部５と、後述する孔壁保護管１１を仮受けするための仮受け梁（他の吊り具）６とを備えている。
【００１７】
掘削機２は、地面に設置された２本の柱部２０ａと、柱部２０ａの先端部を連結する連結部２０ｂとからなる門型の固定部２０を有している。一方の柱部２０ａの根元には、掘削機２を操作するための操作盤２１が設けられている。固定部２０における２本の柱部２０ａの間には、水平方向に延在する梁状の可動部２２が掛け渡されている。可動部２２の両端には、２本の柱部２０ａに沿って移動する駆動部２２ａが設けられており、これらの駆動部２２ａの協働によって可動部２２が上下移動する。
【００１８】
可動部２２における両端近傍の下方には、孔壁保護管１１を吊り下げるための長尺状の保護管吊下げ部２３がそれぞれ取り付けられている。これらの保護管吊下げ部２３は、可動部２２に対して着脱自在に構成されている。また、保護管吊下げ部２３は、杭孔１０内に孔壁保護管１１を吊り下げるための吊りワイヤー２６を取り付け可能に構成されている。
【００１９】
孔壁保護管１１は、杭孔１０における中間杭孔１０Ｂの孔径より小さな外径を有する円管形状の部材であり、杭孔１０の中間杭孔１０Ｂの孔壁に沿って配置されて掘削時における孔壁の崩壊を防止する。この孔壁保護管１１と中間杭孔１０Ｂの孔壁との間隔は、特に５ｃｍ〜１０ｃｍの範囲内であることが好ましい。この間隔が５ｃｍ以下の場合には、中間杭孔１０Ｂの形成誤差により、孔壁保護管１１が中間杭孔１０Ｂ内に入りにくくなる可能性が高くなり、間隔が１０ｃｍ以上の場合には、掘削時に孔壁が崩壊する可能性が高くなる。
【００２０】
また、孔壁保護管１１は、その中心軸線Ｃ方向（上下方向）に分割された複数の管セグメント１２を連結して形成されている。複数の管セグメント１２の各々は、周方向に分割された鋼製のライナープレート（壁体）１３を環状に連結して形成さている。孔壁保護管１１は、中心軸線Ｃ方向に連結する管セグメント１２の数を変更することで、その長さを変えることができる。
【００２１】
可動部２２の中央には、上下方向に延在するロッド管（ロッド）２４の上端が連結されるロッド管連結部２２ｂが設けられている。ロッド管２４は、その両端にフランジ部を有しており、フランジ部を介して長さの等しい複数のロッド管２４が複数連結されている。これらのロッド管２４は、ロッド管連結部２２ｂから杭孔１０に向かって延在するように連結されており、最も下方に位置するロッド管２４の下端には、地盤を掘削するためのウイングビット２５が固定されている。また、ロッド管連結部２２ｂには、連結されたロッド管２４を周方向に回転駆動させるためのモータが備えられている。
【００２２】
ウイングビット２５は、ロッド管２４の中心軸線を回転中心として径方向に広がる傘状の部材であり、モータによるロッド管２４の回転駆動に伴って周方向に回転する回転体として構成されている。ウイングビット２５は、その中心から上方に突出する軸部２５ｂを有しており、この軸部２５ｂにロッド管２４の下端が連結されている。また、ウイングビット２５は、その外周部２５ａが内側に向かって引き込み可能に構成されており、外周部２５ａが内側に入り込むことで、ウイングビット２５の直径は孔壁保護管１１の内径より小さく縮径される。
【００２３】
ロッド管連結部２２ｂの上部には、掘削した土砂や泥水を吸い出すための排泥水管４が連結されている。この排泥水管４の内部とロッド管２４の内部とは、ロッド管連結部２２ｂを介して連通されている。また、ロッド管２４が連結されるウイングビット２５の軸部２５ｂには、ウイングビット２５が掘削した土砂や泥水を吸い込んで地上に排出するための吸引口２５ｃが設けられている。
【００２４】
次に、前述した掘削装置１を用いて場所打ち杭の杭孔を掘削する杭孔掘削方法について図面を参照して詳細に説明する。
【００２５】
図３は、先行掘りの状態を示す側面断面図、図４は、図１に示す掘削機を設置した状態を示す側面断面図、図５は、図２に示す可動部にロッド管を連結した状態を示す側面断面図、図６は、孔壁保護管を組み立てた状態を示す側面断面図である。また、図７は、図６に示す孔壁保護管を先行掘りした孔内に挿入した状態を示す側面断面図、図８は、孔壁保護管を仮受けした状態を示す正面断面図、図９は、ロッド管を継ぎ足した状態を示す側面断面図、図１０は、必要な深さまで孔壁保護管を挿入した状態を示す側面断面図、図１１は、杭孔の掘削が終了した状態を示す側面断面図である。
【００２６】
図３に示すように、本実施形態における杭孔掘削方法では、先ず場所打ち杭用の杭孔１０を形成する地盤に対して、油圧ショベルや人力による先行掘りを行う。この先行掘りでは、非縮径状態のウイングビット２５の直径より孔径が大きく、かつ、ウイングビット２５の全体が入り込む深さを有する先行掘り孔１０Ａが形成される。
【００２７】
その後、先行掘り孔１０Ａの孔壁に沿って円筒状のガイドパイプ１５を設ける。このガイドパイプ１５は、例えば複数のライナープレートを連結することで構成されてもよく、また既製のガイドパイプを挿入して構成されてもよい。このとき、水平土圧等に対するガイドパイプ１５の安定性を向上させるため、先行掘り孔１０Ａの孔壁とガイドパイプ１４との間にモルタル等を裏込めする。
【００２８】
次に、図４に示すように、先行掘り孔１０Ａの底面に複数の支持ブロック１６を設置した後、これらの支持ブロック１６上において、軸部２５ｂが上を向くようにウイングビット２５を配置する。その後、先行掘り孔１０Ａを跨ぐようにして、門型の固定部２０を有する掘削機２を設置する。また、先行掘り孔１０Ａ内に配置された給泥水管３から、先行掘り孔１０Ａ内に泥水の供給を開始する。
【００２９】
次に、図５に示すように、掘削機２の可動部２２を上昇させ、この状態でロッド管連結部２２ｂにロッド管２４の上端を連結する。その後、図６に示すように、可動部２２を適切な高さまで下降させ、ロッド管２４の下端とウイングビット２５の軸部２５ｂとを連結させる。
【００３０】
続いて、可動部２２を上昇させ、可動部２２の両側近傍の下方に２つの保護管吊下げ部２３をそれぞれ取り付ける。そして、保護管吊下げ部２３によって吊り下げた状態で、ロッド管２４を囲むように複数のライナープレート１３を環状に連結し、外側から管セグメント１２を形成する。ここで、ライナープレート１３を外側から連結する作業者が先行掘り孔１０Ａ内に転落することを防止する半円柱形状の転落防止枠（図示せず）を固定部２０の連結部２０ｂの左右に吊り下げる。このような転落防止枠には、形成される管セグメント１２の内面に沿う円弧状のガイド枠が備えられている。作業者は、複数のライナープレート１３をガイド枠でガイドしながら連結し、非縮径状態のウイングビット２５の直径すなわち挿入される中間杭孔１０の孔径より小さい外径の管セグメント１２を形成する。その後、上下方向に連結された３段の管セグメント１２によって、ロッド管２４の長さに応じた長さの孔壁保護管１１が形成される。このように、孔壁保護管１１がライナープレート１３から組み立てられる構成とすることで、既製の孔壁保護管を使用する場合と比べて、運搬時や保管時における孔壁保護管１１の省スペース化が図られる。
【００３１】
次に、図７に示すように、モータによりウイングビット２５を回転させながら可動部２２を下降させることで、先行掘り孔１０Ａの底面より中間杭孔１０Ｂの掘削を開始する。このとき、可動部２２の下降すなわちウイングビット２５の下降に合わせて、孔壁保護管１１が先行掘り孔１０Ａ内に挿入される。
【００３２】
また、掘削の開始時には、ポンプ部５を作動させて、ウイングビット２５の吸引口２５ｃから掘削した土砂や泥水の吸引を行う。吸引口２５ｃに吸引された土砂や泥水は、ロッド管２４及び排泥水管４を通じて地上の泥水タンクに排出される。更に、掘削の開始時において、ウイングビット２５が掘削した中間杭孔１０Ｂの孔壁と中間杭孔１０Ｂ内に挿入される孔壁保護管１１との間に図示しないパイプを差し込み、パイプを通じて流動性のある充填剤を流し込む。この充填剤によって中間杭孔１０Ｂの孔壁が崩れにくくなり、より確実に孔壁の保護が図られる。このような充填剤としては、時間経過によって硬化するものが用いられ、施工中は十分な流動性を有し、施工終了後に硬化するものが選択される。
【００３３】
続いて、図１及び図８に示すように、孔壁保護管１１が挿入された後、先行掘り孔１０Ａの孔口上に２本の仮受け梁６が掛け渡される。２本の仮受け梁６は、固定部２０の連結部２０ｂに対して略平行に配置され、先行掘り孔１０Ａ内の孔壁保護管１１を吊り下げた状態で仮受けする。この状態で、保護管吊下げ部２３による孔壁保護管１１の吊り下げを解除する。また、ウイングビット２５の回転及び泥水の給排水を停止し、ロッド管連結部２２ｂにおけるロッド管２４の固定を解除する。
【００３４】
次に、図９に示すように、可動部２２を上昇させ、上昇した状態の可動部２２におけるロッド管連結部２２ｂに新たなロッド管２４の上端を連結する。その後、可動部２２を適切な高さに下降させ、ロッド管連結部２２ｂに連結された新たなロッド管２４の下端とウイングビット２５の軸部２５ｂに連結されたロッド管２４の上端とを連結することで、ウイングビット２５と可動部２２との間に新たなロッド管２４を継ぎ足す。
【００３５】
その後、可動部２２における保護管吊下げ部２３において、新たなロッド管２４を囲うように複数のライナープレート１３から管セグメント１２を形成し、所定の新たなロッド管２４の長さに応じた長さを有する新たな孔壁保護管１１を３段の管セグメント１２から形成する。
【００３６】
続いて、保護管吊下げ部２３に吊り下げられた新たな孔壁保護管１１の下端と既に杭孔１０内に挿入された孔壁保護管１１の上端とを連結することで、可動部２２と既に挿入された孔壁保護管１１との間に新たな孔壁保護管１１を追加する。その後、仮受け梁６による挿入された孔壁保護管１１の吊り下げを解除する。このようにして、可動部２２とウイングビット２５の間で新たなロッド管２４及び新たな孔壁保護管１１が追加される。この状態でウイングビット２５を回転させ、可動部２２を下降させることで、追加された新たなロッド管２４の長さ分ウイングビット２５がより深くまで押し込まれ、中間杭孔１０Ｂの掘削が進行する。そして、このウイングビット２５の下降に合わせて、上下に連結された２つの孔壁保護管１１が中間杭孔１０Ｂ内に挿入される。
【００３７】
その後、図１０に示すように、所定のＡ層下端の深さ近傍まで、ウイングビット２５による掘削及び孔壁保護管１１の挿入作業を繰り返す。そして、可動部２２が下降した状態で、仮受け梁６により杭孔１０内の孔壁保護管１１を吊り下げ、保護管吊下げ部２３による孔壁保護管１１の吊り下げを解除する。その後、保護管吊下げ部２３を可動部２２から取り外し、地面に対して固定する。そして、地面に固定した保護管吊下げ部２３と杭孔１０内の孔壁保護管１１とを吊りワイヤー２６によって繋ぎ、仮受け梁６による孔壁保護管１１の吊り下げを解除する。
【００３８】
その後、上昇させた可動部２２において、孔壁保護管１１を追加せずに新たなロッド管２４のみを追加して、可動部２２を下降させ、Ａ層の下端まで中間杭孔１０Ｂを掘削すると共に、この中間杭孔１０Ｂの孔壁全体を覆うように上下に連結された複数の孔壁保護管１１を挿入する。
【００３９】
次に、図１１に示すように、中間杭孔１０Ｂの掘削が終了した後、ウイングビット２５の外周部２５ａを内側に引き込み、ウイングビット２５を縮径させる。この状態でＢ層の深部杭孔１０Ｃを掘削して、コンクリート杭基礎を形成するために必要な深さまで杭孔１０の掘削を行う。
【００４０】
その後、杭孔１０の掘削終了後、孔壁保護管１１の孔径より小さく縮径した状態のウイングビット２５と複数のロッド管２４とを地上に回収する。具体的には、先ず可動部２２を上昇させ、ロッド管連結部２２ｂに連結された最上方のロッド管２４の一つ下のロッド管２４をクレーン等により吊り上げた状態（すなわちウイングビット２５及び最上方のロッド管２４を除くウイングビット２５に連結された全てのロッド管２４を吊り上げた状態）で、最上方のロッド管２４を一つ下のロッド管２４及びロッド管連結部２２ｂから取り外す。その後、可動部２２を下降させて新たに最上方となったロッド管２４の上端をロッド管連結部２２ｂに連結する。そして、クレーン等による吊り上げ状態を解除した後、可動部２２を上昇させる。その後、再びクレーン等により新たに最上方となったロッド管２４の一つ下のロッド管２４を吊り上げ、最上方のロッド管２４を一つ下のロッド管２４及びロッド管連結部２２ｂから取り外す。そして、可動部２２を下降させて新たに最上方となったロッド管２４の上端をロッド管連結部２２ｂに連結し、可動部２２を上昇させる。
【００４１】
以上のようにして、孔壁保護管１１の内部を通じて順次複数のロッド管２４が回収され、最後にウイングビット２５が回収される。このように、ウイングビット２５を吊り上げて回収する際に、ウイングビット２５の外周部２５ａを孔壁保護管１１の内径より小さくすることにより、杭孔１０内に挿入した孔壁保護管１１を維持したまま容易にウイングビット２５を回収することができる。
【００４２】
そして、ウイングビット２５の回収後、孔壁保護管１１が挿入された状態の杭孔１０に対して、従来の方法によりコンクリートの打設を行うことで、コンクリート杭基礎が成形される。
【００４３】
以上のように、本実施形態に係る杭孔掘削方法では、ウイングビット２５により杭孔１０の掘削を行いながら、孔壁保護管１１の挿入によって孔壁の保護を図ることができる。その結果、杭孔１０の掘削とその孔壁の保護とを同時に行うことが可能となるので、より短期間で杭孔１０の掘削を行うことができる。
【００４４】
また、この杭孔掘削方法における孔壁保護管１１は、孔壁の保護が必要な中間杭孔１０Ｂの孔径より小径であり、中間杭孔１０Ｂに対して圧入ではなく挿入される。このことは、孔壁保護管１１を圧入するための大掛かりな設備を不要とするので、掘削装置１の小型化を図ることができる。
【００４５】
また、この杭孔掘削方法では、上昇した状態の可動部２２とウイングビット２５との間において、ロッド管２４の継ぎ足し及び孔壁保護管１１の追加を行った後、可動部２２を下降させる作業を繰り返すことで、ウイングビット２５による掘削に合わせた杭孔１０内への孔壁保護管１１の挿入を実現することができる。また、掘削機２は、可動部２２が所定のロッド管２４の長さ分の可動距離を有する構成であればよいので、ボーリングマシン等を利用する場合と比べて掘削機２の低背化を図ることができ、高さ制限のある場所であっても好適に適用することができる。
【００４６】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、可動部２２を上昇させた状態でのみ孔壁保護管１１を形成していたが、可動部２２の下降中すなわちウイングビット２５による中間杭孔１０Ｂの掘削中に、挿入途中の孔壁保護管１１の上に複数のライナープレート１３を連結して管セグメント１２を形成し、孔壁保護管１１を延長する態様であってもよい。このような態様によれば、より短期間で杭孔１０の掘削及び孔壁保護管１１の挿入を施工することができる。なお、この場合において、保護管吊下げ部２３は、孔壁保護管１１の上端ではなく、内側や外側に取り付けられて孔壁保護管１１を吊り下げる。
【００４７】
また、上記実施形態では、掘削した土砂や泥水をウイングビット２５の吸引口２５ｃから吸引して地上に排出していたが、ロッド管２４を通じてウイングビット２５から泥水等を杭孔１０内に供給し、掘削された土砂を上昇水流によって杭孔１０の孔口から排出する態様であってもよい。
【００４８】
また、孔壁保護管１１は、３段の管セグメントからではなく、２段や４段以上の管セグメントから形成されてもよく、また１段の管セグメントすなわちライナープレート１３を環状に連結して形成されてもよい。また、鋼製のライナープレート１３に代えて、ＦＲＰ（Fiber Reinforced Plastics）製の壁体等により孔壁保護管が形成されてもよい。
【００４９】
また、管セグメント１２やライナープレート１３の連結は、ボルト締めに限られず、ライナープレート１３へりに形成されたフランジ部同士を挟み込むコの字状の連結金具やクリップ、磁石等を利用したワンタッチ機構によって行われてもよく、溶接や接着剤によって行われてもよい。
【００５０】
また、中空のロッド管２４に代えて棒状のロッドを用いてもよい。この場合、別途、土砂等の排出のための設備を設ける必要がある。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本実施形態に係る杭孔掘削方法を説明するための平面図である。
【図２】本実施形態に係る杭孔掘削方法を説明するための側面断面図である。
【図３】先行掘りの状態を示す側面断面図である。
【図４】図１に示す掘削機を設置した状態を示す側面断面図である。
【図５】図２に示す可動部にロッド管を連結した状態を示す側面断面図である。
【図６】孔壁保護管を組み立てた状態を示す側面断面図である。
【図７】図６に示す孔壁保護管を先行掘りした孔内に挿入した状態を示す側面断面図である。
【図８】孔壁保護管を仮受けした状態を示す正面断面図である。
【図９】ロッド管を継ぎ足した状態を示す側面断面図である。
【図１０】必要な深さまで孔壁保護管を挿入した状態を示す側面断面図である。
【図１１】杭孔の掘削が終了した状態を示す側面断面図である。
【符号の説明】
【００５２】
１…掘削装置、２…掘削機、６…仮受け梁（他の吊り具）、１０…杭孔、１０Ａ…先行掘り孔、１０Ｂ…中間杭孔、１０Ｃ…深部杭孔、１１…孔壁保護管、１２…管セグメント、１３…ライナープレート（壁体）、２０…固定部、２２…可動部、２３…保護管吊下げ部、２４…ロッド管（ロッド）、２５…ウイングビット、２５ａ…外周部、Ｔ…軌道。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、場所打ち杭用の杭孔の掘削に利用される杭孔掘削方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
場所打ち杭の杭孔を掘削するにあたり、鉄道の軌道等の既設構造物に近接した場所や地盤が軟弱な場所においては、特に地表付近の孔壁が崩壊しないように孔壁の保護が図られる。例えば特許文献１に記載の場所打ち杭の造成方法では、地盤に先行掘りを行った後、杭孔に円管状のケーシングを建て込むことで、掘削時における孔壁の崩壊を防止して孔壁の保護を図っている。このようなケーシングの建て込み方法としては、例えば円管状のケーシングを地盤に圧入する方法や、作業員が孔内で弧状のライナープレートを複数連結させることで、孔壁に沿ってケーシングを組み立てる方法が知られている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２７３４１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前述した従来の場所打ち杭の造成方法には、次のような課題が存在している。すなわち、孔径に応じた大きさのケーシングを地盤に圧入するためには、比較的大型の設備が必要となり、軌道に近接した場所等、空間に制約のある場所での利用は難しい。また、作業員によって孔内でケーシングを組み立てる方法では、列車が運行していない夜間の短時間に行う必要があり、深くまで設置する場合には工期が長くなってしまうという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記した事情を鑑みてなされたものであり、管を圧入するための大掛かりな設備を不要とし、かつ、より短期間で杭孔を掘削することができる杭孔掘削方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は、掘削機のロッドを回転駆動させると共に下降させ、ロッドの下端に設けられたビットにより場所打ち杭用の杭孔を掘削する杭孔掘削方法において、掘削機におけるビットの下降に合わせて、杭孔内の所定の深さまで杭孔の孔径より小径の孔壁保護管を挿入することを特徴とする。
【０００７】
この杭孔掘削方法によれば、掘削機のロッドを回転駆動させると共に下降させることで、ロッド下端のビットにより杭孔の掘削を行いながら、孔壁保護管の挿入によって孔壁の保護を図ることができる。その結果、杭孔の掘削とその孔壁の保護とを同時に行うことが可能となるので、より短期間で杭孔の掘削を行うことができる。また、この杭孔掘削方法における孔壁保護管は、杭孔の孔径より小径であり、杭孔に対して圧入ではなく挿入される。このことは、孔壁保護管を圧入するための大掛かりな設備を不要とするので、施工設備の小型化を図ることができる。
【０００８】
また、孔壁保護管は、複数の壁体を連結してなることが好ましい。このように、孔壁保護管が複数の壁体から組み立てられる構成とすることで、既製の孔壁保護管を使用する場合と比べて、運搬時や保管時における孔壁保護管の省スペース化が図られる。
【０００９】
また、掘削機は、杭孔を跨ぐように配置された門型の固定部と、固定部に沿って上下移動すると共に、ロッドの上端が固定される可動部と、を有し、可動部を下降させながらビットによる掘削を行い、所定距離分の掘削を終えた後でロッドと可動部との固定を解除し、可動部を上昇させた後、固定を解除したロッドと可動部との間に新たなロッドを継ぎ足して、再び可動部を下降させることで掘削を進めるものであり、可動部を上昇させた状態では、可動部に固定されたロッドを囲むように複数の壁体を連結して孔壁保護管を形成し、孔壁保護管を可動部に吊り下げ、可動部を下降させることによって、ビットの下降に合わせて杭孔内に孔壁保護管を挿入した後、挿入された孔壁保護管を他の吊具により吊り下げた状態で可動部による吊り下げを解除し、可動部を上昇させた後、新たに継足されるロッドを囲むように孔壁保護管を形成し、孔壁保護管を可動部に吊り下げて、既に挿入された孔壁保護管側に連結した上で、他の吊具による吊り下げを解除し、ビットの下降に合わせて再び杭孔内への孔壁保護管の挿入を進める、ことが好ましい。
【００１０】
このような構成によれば、上昇した状態の可動部とビットとの間において、ロッドの継ぎ足し及び孔壁保護管の追加を行った後、可動部を下降させる作業を繰り返すことで、ビットによる掘削に合わせた杭孔内への孔壁保護管の挿入を実現することができる。また、可動部は、所定距離分の可動距離を有する構成であればよいので、ボーリングマシン等を利用する場合と比べて掘削機の低背化を図ることができ、高さ制限のある場所であっても本発明を好適に適用することができる。
【００１１】
また、可動部の下降途中において、既に形成された孔壁保護管の上端に複数の壁体を連結して孔壁保護管を延長することが好ましい。可動部の下降途中すなわちビットの掘削途中において孔壁保護管を延長することで、より短期間で杭孔の掘削及び孔壁保護管の挿入を行うことができる。
【００１２】
また、ビットは、ロッドの中心軸線を回転中心として径方向に広がる回転体であり、その外周部が内側に入り込むことで、孔壁保護管の内径より小さくなるように縮径可能であり、ビットを吊り上げて回収する際には、ビットの外周部を孔壁保護管の内径より小さくすることが好ましい。このように、ビットを吊り上げて回収する際に、ビットの外周部を孔壁保護管の内径より小さくすることにより、杭孔内に挿入した孔壁保護管を維持したまま容易にビットを回収することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、管を圧入するための大掛かりな設備を不要とし、かつ、より短期間で杭孔を掘削することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る杭孔掘削方法を説明するための平面図、図２は、本実施形態に係る杭孔掘削方法を説明するための側面断面図である。
【００１５】
図１及び図２に示すように、本実施形態に係る杭孔掘削方法は、場所打ち杭工法によるコンクリート杭基礎用の杭孔１０の掘削に利用される。本実施形態に係る杭孔１０が形成される現場は、既設構造物である鉄道用軌道Ｔの近傍に位置し、その地層は、掘削時に孔壁の保護が必要な軟弱地層である地表近傍のＡ層と堅固な地層である深部のＢ層とに分けられる。また、杭孔１０は、上下方向で連続する先行掘り孔１０Ａ、中間杭孔１０Ｂ、深部杭孔１０Ｃから構成されており、先行掘り孔１０Ａ、中間杭孔１０Ｂ、深部杭孔１０Ｃの順番にその孔径が小さくなるように形成されている。先行掘り孔１０Ａ及び中間杭孔１０ＢはＡ層に形成され、深部杭孔１０ＣはＢ層に形成されている。
【００１６】
この杭孔掘削方法に用いられる掘削装置１は、杭孔１０上に設置された掘削機２と、図示しない泥水タンクから泥水を杭孔１０内に供給するための給泥水管３と、杭孔１０から掘削した土砂や泥水を吸い出すための排泥水管４とを備えている。更に、この掘削装置１は、排泥水管４を通じて掘削土砂や泥水を泥水タンクに送るポンプ部５と、後述する孔壁保護管１１を仮受けするための仮受け梁（他の吊り具）６とを備えている。
【００１７】
掘削機２は、地面に設置された２本の柱部２０ａと、柱部２０ａの先端部を連結する連結部２０ｂとからなる門型の固定部２０を有している。一方の柱部２０ａの根元には、掘削機２を操作するための操作盤２１が設けられている。固定部２０における２本の柱部２０ａの間には、水平方向に延在する梁状の可動部２２が掛け渡されている。可動部２２の両端には、２本の柱部２０ａに沿って移動する駆動部２２ａが設けられており、これらの駆動部２２ａの協働によって可動部２２が上下移動する。
【００１８】
可動部２２における両端近傍の下方には、孔壁保護管１１を吊り下げるための長尺状の保護管吊下げ部２３がそれぞれ取り付けられている。これらの保護管吊下げ部２３は、可動部２２に対して着脱自在に構成されている。また、保護管吊下げ部２３は、杭孔１０内に孔壁保護管１１を吊り下げるための吊りワイヤー２６を取り付け可能に構成されている。
【００１９】
孔壁保護管１１は、杭孔１０における中間杭孔１０Ｂの孔径より小さな外径を有する円管形状の部材であり、杭孔１０の中間杭孔１０Ｂの孔壁に沿って配置されて掘削時における孔壁の崩壊を防止する。この孔壁保護管１１と中間杭孔１０Ｂの孔壁との間隔は、特に５ｃｍ〜１０ｃｍの範囲内であることが好ましい。この間隔が５ｃｍ以下の場合には、中間杭孔１０Ｂの形成誤差により、孔壁保護管１１が中間杭孔１０Ｂ内に入りにくくなる可能性が高くなり、間隔が１０ｃｍ以上の場合には、掘削時に孔壁が崩壊する可能性が高くなる。
【００２０】
また、孔壁保護管１１は、その中心軸線Ｃ方向（上下方向）に分割された複数の管セグメント１２を連結して形成されている。複数の管セグメント１２の各々は、周方向に分割された鋼製のライナープレート（壁体）１３を環状に連結して形成さている。孔壁保護管１１は、中心軸線Ｃ方向に連結する管セグメント１２の数を変更することで、その長さを変えることができる。
【００２１】
可動部２２の中央には、上下方向に延在するロッド管（ロッド）２４の上端が連結されるロッド管連結部２２ｂが設けられている。ロッド管２４は、その両端にフランジ部を有しており、フランジ部を介して長さの等しい複数のロッド管２４が複数連結されている。これらのロッド管２４は、ロッド管連結部２２ｂから杭孔１０に向かって延在するように連結されており、最も下方に位置するロッド管２４の下端には、地盤を掘削するためのウイングビット２５が固定されている。また、ロッド管連結部２２ｂには、連結されたロッド管２４を周方向に回転駆動させるためのモータが備えられている。
【００２２】
ウイングビット２５は、ロッド管２４の中心軸線を回転中心として径方向に広がる傘状の部材であり、モータによるロッド管２４の回転駆動に伴って周方向に回転する回転体として構成されている。ウイングビット２５は、その中心から上方に突出する軸部２５ｂを有しており、この軸部２５ｂにロッド管２４の下端が連結されている。また、ウイングビット２５は、その外周部２５ａが内側に向かって引き込み可能に構成されており、外周部２５ａが内側に入り込むことで、ウイングビット２５の直径は孔壁保護管１１の内径より小さく縮径される。
【００２３】
ロッド管連結部２２ｂの上部には、掘削した土砂や泥水を吸い出すための排泥水管４が連結されている。この排泥水管４の内部とロッド管２４の内部とは、ロッド管連結部２２ｂを介して連通されている。また、ロッド管２４が連結されるウイングビット２５の軸部２５ｂには、ウイングビット２５が掘削した土砂や泥水を吸い込んで地上に排出するための吸引口２５ｃが設けられている。
【００２４】
次に、前述した掘削装置１を用いて場所打ち杭の杭孔を掘削する杭孔掘削方法について図面を参照して詳細に説明する。
【００２５】
図３は、先行掘りの状態を示す側面断面図、図４は、図１に示す掘削機を設置した状態を示す側面断面図、図５は、図２に示す可動部にロッド管を連結した状態を示す側面断面図、図６は、孔壁保護管を組み立てた状態を示す側面断面図である。また、図７は、図６に示す孔壁保護管を先行掘りした孔内に挿入した状態を示す側面断面図、図８は、孔壁保護管を仮受けした状態を示す正面断面図、図９は、ロッド管を継ぎ足した状態を示す側面断面図、図１０は、必要な深さまで孔壁保護管を挿入した状態を示す側面断面図、図１１は、杭孔の掘削が終了した状態を示す側面断面図である。
【００２６】
図３に示すように、本実施形態における杭孔掘削方法では、先ず場所打ち杭用の杭孔１０を形成する地盤に対して、油圧ショベルや人力による先行掘りを行う。この先行掘りでは、非縮径状態のウイングビット２５の直径より孔径が大きく、かつ、ウイングビット２５の全体が入り込む深さを有する先行掘り孔１０Ａが形成される。
【００２７】
その後、先行掘り孔１０Ａの孔壁に沿って円筒状のガイドパイプ１５を設ける。このガイドパイプ１５は、例えば複数のライナープレートを連結することで構成されてもよく、また既製のガイドパイプを挿入して構成されてもよい。このとき、水平土圧等に対するガイドパイプ１５の安定性を向上させるため、先行掘り孔１０Ａの孔壁とガイドパイプ１４との間にモルタル等を裏込めする。
【００２８】
次に、図４に示すように、先行掘り孔１０Ａの底面に複数の支持ブロック１６を設置した後、これらの支持ブロック１６上において、軸部２５ｂが上を向くようにウイングビット２５を配置する。その後、先行掘り孔１０Ａを跨ぐようにして、門型の固定部２０を有する掘削機２を設置する。また、先行掘り孔１０Ａ内に配置された給泥水管３から、先行掘り孔１０Ａ内に泥水の供給を開始する。
【００２９】
次に、図５に示すように、掘削機２の可動部２２を上昇させ、この状態でロッド管連結部２２ｂにロッド管２４の上端を連結する。その後、図６に示すように、可動部２２を適切な高さまで下降させ、ロッド管２４の下端とウイングビット２５の軸部２５ｂとを連結させる。
【００３０】
続いて、可動部２２を上昇させ、可動部２２の両側近傍の下方に２つの保護管吊下げ部２３をそれぞれ取り付ける。そして、保護管吊下げ部２３によって吊り下げた状態で、ロッド管２４を囲むように複数のライナープレート１３を環状に連結し、外側から管セグメント１２を形成する。ここで、ライナープレート１３を外側から連結する作業者が先行掘り孔１０Ａ内に転落することを防止する半円柱形状の転落防止枠（図示せず）を固定部２０の連結部２０ｂの左右に吊り下げる。このような転落防止枠には、形成される管セグメント１２の内面に沿う円弧状のガイド枠が備えられている。作業者は、複数のライナープレート１３をガイド枠でガイドしながら連結し、非縮径状態のウイングビット２５の直径すなわち挿入される中間杭孔１０の孔径より小さい外径の管セグメント１２を形成する。その後、上下方向に連結された３段の管セグメント１２によって、ロッド管２４の長さに応じた長さの孔壁保護管１１が形成される。このように、孔壁保護管１１がライナープレート１３から組み立てられる構成とすることで、既製の孔壁保護管を使用する場合と比べて、運搬時や保管時における孔壁保護管１１の省スペース化が図られる。
【００３１】
次に、図７に示すように、モータによりウイングビット２５を回転させながら可動部２２を下降させることで、先行掘り孔１０Ａの底面より中間杭孔１０Ｂの掘削を開始する。このとき、可動部２２の下降すなわちウイングビット２５の下降に合わせて、孔壁保護管１１が先行掘り孔１０Ａ内に挿入される。
【００３２】
また、掘削の開始時には、ポンプ部５を作動させて、ウイングビット２５の吸引口２５ｃから掘削した土砂や泥水の吸引を行う。吸引口２５ｃに吸引された土砂や泥水は、ロッド管２４及び排泥水管４を通じて地上の泥水タンクに排出される。更に、掘削の開始時において、ウイングビット２５が掘削した中間杭孔１０Ｂの孔壁と中間杭孔１０Ｂ内に挿入される孔壁保護管１１との間に図示しないパイプを差し込み、パイプを通じて流動性のある充填剤を流し込む。この充填剤によって中間杭孔１０Ｂの孔壁が崩れにくくなり、より確実に孔壁の保護が図られる。このような充填剤としては、時間経過によって硬化するものが用いられ、施工中は十分な流動性を有し、施工終了後に硬化するものが選択される。
【００３３】
続いて、図１及び図８に示すように、孔壁保護管１１が挿入された後、先行掘り孔１０Ａの孔口上に２本の仮受け梁６が掛け渡される。２本の仮受け梁６は、固定部２０の連結部２０ｂに対して略平行に配置され、先行掘り孔１０Ａ内の孔壁保護管１１を吊り下げた状態で仮受けする。この状態で、保護管吊下げ部２３による孔壁保護管１１の吊り下げを解除する。また、ウイングビット２５の回転及び泥水の給排水を停止し、ロッド管連結部２２ｂにおけるロッド管２４の固定を解除する。
【００３４】
次に、図９に示すように、可動部２２を上昇させ、上昇した状態の可動部２２におけるロッド管連結部２２ｂに新たなロッド管２４の上端を連結する。その後、可動部２２を適切な高さに下降させ、ロッド管連結部２２ｂに連結された新たなロッド管２４の下端とウイングビット２５の軸部２５ｂに連結されたロッド管２４の上端とを連結することで、ウイングビット２５と可動部２２との間に新たなロッド管２４を継ぎ足す。
【００３５】
その後、可動部２２における保護管吊下げ部２３において、新たなロッド管２４を囲うように複数のライナープレート１３から管セグメント１２を形成し、所定の新たなロッド管２４の長さに応じた長さを有する新たな孔壁保護管１１を３段の管セグメント１２から形成する。
【００３６】
続いて、保護管吊下げ部２３に吊り下げられた新たな孔壁保護管１１の下端と既に杭孔１０内に挿入された孔壁保護管１１の上端とを連結することで、可動部２２と既に挿入された孔壁保護管１１との間に新たな孔壁保護管１１を追加する。その後、仮受け梁６による挿入された孔壁保護管１１の吊り下げを解除する。このようにして、可動部２２とウイングビット２５の間で新たなロッド管２４及び新たな孔壁保護管１１が追加される。この状態でウイングビット２５を回転させ、可動部２２を下降させることで、追加された新たなロッド管２４の長さ分ウイングビット２５がより深くまで押し込まれ、中間杭孔１０Ｂの掘削が進行する。そして、このウイングビット２５の下降に合わせて、上下に連結された２つの孔壁保護管１１が中間杭孔１０Ｂ内に挿入される。
【００３７】
その後、図１０に示すように、所定のＡ層下端の深さ近傍まで、ウイングビット２５による掘削及び孔壁保護管１１の挿入作業を繰り返す。そして、可動部２２が下降した状態で、仮受け梁６により杭孔１０内の孔壁保護管１１を吊り下げ、保護管吊下げ部２３による孔壁保護管１１の吊り下げを解除する。その後、保護管吊下げ部２３を可動部２２から取り外し、地面に対して固定する。そして、地面に固定した保護管吊下げ部２３と杭孔１０内の孔壁保護管１１とを吊りワイヤー２６によって繋ぎ、仮受け梁６による孔壁保護管１１の吊り下げを解除する。
【００３８】
その後、上昇させた可動部２２において、孔壁保護管１１を追加せずに新たなロッド管２４のみを追加して、可動部２２を下降させ、Ａ層の下端まで中間杭孔１０Ｂを掘削すると共に、この中間杭孔１０Ｂの孔壁全体を覆うように上下に連結された複数の孔壁保護管１１を挿入する。
【００３９】
次に、図１１に示すように、中間杭孔１０Ｂの掘削が終了した後、ウイングビット２５の外周部２５ａを内側に引き込み、ウイングビット２５を縮径させる。この状態でＢ層の深部杭孔１０Ｃを掘削して、コンクリート杭基礎を形成するために必要な深さまで杭孔１０の掘削を行う。
【００４０】
その後、杭孔１０の掘削終了後、孔壁保護管１１の孔径より小さく縮径した状態のウイングビット２５と複数のロッド管２４とを地上に回収する。具体的には、先ず可動部２２を上昇させ、ロッド管連結部２２ｂに連結された最上方のロッド管２４の一つ下のロッド管２４をクレーン等により吊り上げた状態（すなわちウイングビット２５及び最上方のロッド管２４を除くウイングビット２５に連結された全てのロッド管２４を吊り上げた状態）で、最上方のロッド管２４を一つ下のロッド管２４及びロッド管連結部２２ｂから取り外す。その後、可動部２２を下降させて新たに最上方となったロッド管２４の上端をロッド管連結部２２ｂに連結する。そして、クレーン等による吊り上げ状態を解除した後、可動部２２を上昇させる。その後、再びクレーン等により新たに最上方となったロッド管２４の一つ下のロッド管２４を吊り上げ、最上方のロッド管２４を一つ下のロッド管２４及びロッド管連結部２２ｂから取り外す。そして、可動部２２を下降させて新たに最上方となったロッド管２４の上端をロッド管連結部２２ｂに連結し、可動部２２を上昇させる。
【００４１】
以上のようにして、孔壁保護管１１の内部を通じて順次複数のロッド管２４が回収され、最後にウイングビット２５が回収される。このように、ウイングビット２５を吊り上げて回収する際に、ウイングビット２５の外周部２５ａを孔壁保護管１１の内径より小さくすることにより、杭孔１０内に挿入した孔壁保護管１１を維持したまま容易にウイングビット２５を回収することができる。
【００４２】
そして、ウイングビット２５の回収後、孔壁保護管１１が挿入された状態の杭孔１０に対して、従来の方法によりコンクリートの打設を行うことで、コンクリート杭基礎が成形される。
【００４３】
以上のように、本実施形態に係る杭孔掘削方法では、ウイングビット２５により杭孔１０の掘削を行いながら、孔壁保護管１１の挿入によって孔壁の保護を図ることができる。その結果、杭孔１０の掘削とその孔壁の保護とを同時に行うことが可能となるので、より短期間で杭孔１０の掘削を行うことができる。
【００４４】
また、この杭孔掘削方法における孔壁保護管１１は、孔壁の保護が必要な中間杭孔１０Ｂの孔径より小径であり、中間杭孔１０Ｂに対して圧入ではなく挿入される。このことは、孔壁保護管１１を圧入するための大掛かりな設備を不要とするので、掘削装置１の小型化を図ることができる。
【００４５】
また、この杭孔掘削方法では、上昇した状態の可動部２２とウイングビット２５との間において、ロッド管２４の継ぎ足し及び孔壁保護管１１の追加を行った後、可動部２２を下降させる作業を繰り返すことで、ウイングビット２５による掘削に合わせた杭孔１０内への孔壁保護管１１の挿入を実現することができる。また、掘削機２は、可動部２２が所定のロッド管２４の長さ分の可動距離を有する構成であればよいので、ボーリングマシン等を利用する場合と比べて掘削機２の低背化を図ることができ、高さ制限のある場所であっても好適に適用することができる。
【００４６】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、可動部２２を上昇させた状態でのみ孔壁保護管１１を形成していたが、可動部２２の下降中すなわちウイングビット２５による中間杭孔１０Ｂの掘削中に、挿入途中の孔壁保護管１１の上に複数のライナープレート１３を連結して管セグメント１２を形成し、孔壁保護管１１を延長する態様であってもよい。このような態様によれば、より短期間で杭孔１０の掘削及び孔壁保護管１１の挿入を施工することができる。なお、この場合において、保護管吊下げ部２３は、孔壁保護管１１の上端ではなく、内側や外側に取り付けられて孔壁保護管１１を吊り下げる。
【００４７】
また、上記実施形態では、掘削した土砂や泥水をウイングビット２５の吸引口２５ｃから吸引して地上に排出していたが、ロッド管２４を通じてウイングビット２５から泥水等を杭孔１０内に供給し、掘削された土砂を上昇水流によって杭孔１０の孔口から排出する態様であってもよい。
【００４８】
また、孔壁保護管１１は、３段の管セグメントからではなく、２段や４段以上の管セグメントから形成されてもよく、また１段の管セグメントすなわちライナープレート１３を環状に連結して形成されてもよい。また、鋼製のライナープレート１３に代えて、ＦＲＰ（Fiber Reinforced Plastics）製の壁体等により孔壁保護管が形成されてもよい。
【００４９】
また、管セグメント１２やライナープレート１３の連結は、ボルト締めに限られず、ライナープレート１３へりに形成されたフランジ部同士を挟み込むコの字状の連結金具やクリップ、磁石等を利用したワンタッチ機構によって行われてもよく、溶接や接着剤によって行われてもよい。
【００５０】
また、中空のロッド管２４に代えて棒状のロッドを用いてもよい。この場合、別途、土砂等の排出のための設備を設ける必要がある。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本実施形態に係る杭孔掘削方法を説明するための平面図である。
【図２】本実施形態に係る杭孔掘削方法を説明するための側面断面図である。
【図３】先行掘りの状態を示す側面断面図である。
【図４】図１に示す掘削機を設置した状態を示す側面断面図である。
【図５】図２に示す可動部にロッド管を連結した状態を示す側面断面図である。
【図６】孔壁保護管を組み立てた状態を示す側面断面図である。
【図７】図６に示す孔壁保護管を先行掘りした孔内に挿入した状態を示す側面断面図である。
【図８】孔壁保護管を仮受けした状態を示す正面断面図である。
【図９】ロッド管を継ぎ足した状態を示す側面断面図である。
【図１０】必要な深さまで孔壁保護管を挿入した状態を示す側面断面図である。
【図１１】杭孔の掘削が終了した状態を示す側面断面図である。
【符号の説明】
【００５２】
１…掘削装置、２…掘削機、６…仮受け梁（他の吊り具）、１０…杭孔、１０Ａ…先行掘り孔、１０Ｂ…中間杭孔、１０Ｃ…深部杭孔、１１…孔壁保護管、１２…管セグメント、１３…ライナープレート（壁体）、２０…固定部、２２…可動部、２３…保護管吊下げ部、２４…ロッド管（ロッド）、２５…ウイングビット、２５ａ…外周部、Ｔ…軌道。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
掘削機のロッドを回転駆動させると共に下降させ、前記ロッドの下端に設けられたビットにより場所打ち杭用の杭孔を掘削する杭孔掘削方法において、
前記掘削機における前記ビットの下降に合わせて、前記杭孔内の所定の深さまで前記杭孔の孔径より小径の孔壁保護管を挿入することを特徴とする杭孔掘削方法。
【請求項２】
前記孔壁保護管は、複数の壁体を連結してなることを特徴とする請求項１記載の杭孔掘削方法。
【請求項３】
前記掘削機は、前記杭孔を跨ぐように配置された門型の固定部と、前記固定部に沿って上下移動すると共に、前記ロッドの上端が固定される可動部と、を有し、
前記可動部を下降させながら前記ビットによる掘削を行い、所定距離分の掘削を終えた後で前記ロッドと前記可動部との固定を解除し、前記可動部を上昇させた後、固定を解除した前記ロッドと前記可動部との間に新たなロッドを継ぎ足して、再び前記可動部を下降させることで掘削を進めるものであり、
前記可動部を上昇させた状態では、前記可動部に固定された前記ロッドを囲むように前記複数の壁体を連結して前記孔壁保護管を形成し、前記孔壁保護管を前記可動部に吊り下げ、前記可動部を下降させることによって、前記ビットの下降に合わせて前記杭孔内に前記孔壁保護管を挿入した後、挿入された前記孔壁保護管を他の吊具により吊り下げた状態で前記可動部による吊り下げを解除し、前記可動部を上昇させた後、新たに継足されるロッドを囲むように前記孔壁保護管を形成し、前記孔壁保護管を前記可動部に吊り下げて、既に挿入された孔壁保護管側に連結した上で、前記他の吊具による吊り下げを解除し、前記ビットの下降に合わせて再び前記杭孔内への前記孔壁保護管の挿入を進める、ことを特徴とする請求項２記載の杭孔掘削方法。
【請求項４】
前記可動部の下降途中において、既に形成された前記孔壁保護管の上端に前記複数の壁体を連結して前記孔壁保護管を延長することを特徴とする請求項３記載の杭孔掘削方法。
【請求項５】
前記ビットは、前記ロッドの中心軸線を回転中心として径方向に広がる回転体であり、その外周部が内側に入り込むことで、前記孔壁保護管の内径より小さくなるように縮径可能であり、
前記ビットを吊り上げて回収する際には、前記ビットの外周部を前記孔壁保護管の内径より小さくすることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の杭孔掘削方法。
【請求項１】
掘削機のロッドを回転駆動させると共に下降させ、前記ロッドの下端に設けられたビットにより場所打ち杭用の杭孔を掘削する杭孔掘削方法において、
前記掘削機における前記ビットの下降に合わせて、前記杭孔内の所定の深さまで前記杭孔の孔径より小径の孔壁保護管を挿入することを特徴とする杭孔掘削方法。
【請求項２】
前記孔壁保護管は、複数の壁体を連結してなることを特徴とする請求項１記載の杭孔掘削方法。
【請求項３】
前記掘削機は、前記杭孔を跨ぐように配置された門型の固定部と、前記固定部に沿って上下移動すると共に、前記ロッドの上端が固定される可動部と、を有し、
前記可動部を下降させながら前記ビットによる掘削を行い、所定距離分の掘削を終えた後で前記ロッドと前記可動部との固定を解除し、前記可動部を上昇させた後、固定を解除した前記ロッドと前記可動部との間に新たなロッドを継ぎ足して、再び前記可動部を下降させることで掘削を進めるものであり、
前記可動部を上昇させた状態では、前記可動部に固定された前記ロッドを囲むように前記複数の壁体を連結して前記孔壁保護管を形成し、前記孔壁保護管を前記可動部に吊り下げ、前記可動部を下降させることによって、前記ビットの下降に合わせて前記杭孔内に前記孔壁保護管を挿入した後、挿入された前記孔壁保護管を他の吊具により吊り下げた状態で前記可動部による吊り下げを解除し、前記可動部を上昇させた後、新たに継足されるロッドを囲むように前記孔壁保護管を形成し、前記孔壁保護管を前記可動部に吊り下げて、既に挿入された孔壁保護管側に連結した上で、前記他の吊具による吊り下げを解除し、前記ビットの下降に合わせて再び前記杭孔内への前記孔壁保護管の挿入を進める、ことを特徴とする請求項２記載の杭孔掘削方法。
【請求項４】
前記可動部の下降途中において、既に形成された前記孔壁保護管の上端に前記複数の壁体を連結して前記孔壁保護管を延長することを特徴とする請求項３記載の杭孔掘削方法。
【請求項５】
前記ビットは、前記ロッドの中心軸線を回転中心として径方向に広がる回転体であり、その外周部が内側に入り込むことで、前記孔壁保護管の内径より小さくなるように縮径可能であり、
前記ビットを吊り上げて回収する際には、前記ビットの外周部を前記孔壁保護管の内径より小さくすることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の杭孔掘削方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１０−９０５８８（Ｐ２０１０−９０５８８Ａ）
【公開日】平成２２年４月２２日（２０１０．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２６０６９７（Ｐ２００８−２６０６９７）
【出願日】平成２０年１０月７日（２００８．１０．７）
【出願人】（０００２２１６１６）東日本旅客鉄道株式会社 (833)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月２２日（２０１０．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月７日（２００８．１０．７）
【出願人】（０００２２１６１６）東日本旅客鉄道株式会社 (833)
【Ｆターム（参考）】
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