管内土砂掘削・排出装置及び管内土砂掘削・排出工法
【課題】 管内の排土工事を短時間に効率よく行うこと。
【解決手段】 管内土砂掘削・排出装置が、地盤に建て込まれた鋼管杭等の管内の土砂を噴射水により掘削する掘削用噴射ノズルと、同掘削用噴射ノズルにより掘削された土砂を泥水状態にて地上に排出する泥水排出体と、同泥水排出体と上記掘削用噴出ノズルとを支持する支持体とを具備させた。従って、管内の排土工事を短時間に効率よく行うことができる。その結果、工期と工費の低減化を図ることができる。
【解決手段】 管内土砂掘削・排出装置が、地盤に建て込まれた鋼管杭等の管内の土砂を噴射水により掘削する掘削用噴射ノズルと、同掘削用噴射ノズルにより掘削された土砂を泥水状態にて地上に排出する泥水排出体と、同泥水排出体と上記掘削用噴出ノズルとを支持する支持体とを具備させた。従って、管内の排土工事を短時間に効率よく行うことができる。その結果、工期と工費の低減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、管内土砂掘削・排出装置及び管内土砂掘削・排出工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、土木工事の一形態として、地盤の基礎等の一部として鋼管杭を建て込んで、同鋼管杭内の土砂を掘削しながら排出する排土工法が採用されており、同排土工法では、管内の土砂を噴射水を用いて掘削するウォータージェットと、同ウォータージェットにより掘削した土砂を泥水状態にて地上に排出する水中サンドポンプとを具備する管内掘削装置を使用して排土工事を行うようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−２０８８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、上記した管内掘削装置では、鋼管杭内に比較的重量のある水中サンドポンプを吊り込んで排土工事を行うのに手間を要するために、多数の管内を排土工事する際には、多大な手間を要して工期と工費が高くなるという不具合がある。
【０００４】
また、排土した鋼管杭内に根固め用又は中詰め用のコンクリートを打設する際には、水中サンドポンプを一旦地上に引き上げ、その後に、管内にトレミー管を通してコンクリートを打設しなければならず、かかる作業にも手間を要して、工期と工費の高騰の原因となっている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
そこで、本発明では、地盤に建て込まれた鋼管杭等の管内の土砂を噴射水により掘削する掘削用噴射ノズルと、同掘削用噴射ノズルにより掘削された土砂を泥水状態にて地上に排出する泥水排出体と、同泥水排出体と上記掘削用噴出ノズルとを支持する支持体とを具備することを特徴とする管内土砂掘削・排出装置を提供するものである。
【０００６】
また、本発明は、以下の構成にも特徴を有する。
（１）泥水排出体は、上下方向に伸延する筒状の排出本片と、同排出本片の下端部より外側下方へ向けて複数に分岐して伸延する分岐排出片とを具備し、同分岐排出片の分岐基部には排出本片内にて噴射水及び／又は圧縮空気を上方に向けて噴射して泥水の排出を助長する排出助長用噴射ノズルを設けたこと。
（２）外側上方へ向けて噴射水及び／又は圧縮空気を噴出して支持体を下方へ推進させると共に、管の内周面を洗浄する推進・洗浄用噴射ノズルを具備すること。
（３）鋼管杭等の管内には、コンクリートを地上から泥水排出体を通して供給可能となしたこと。
【０００７】
また、本発明では、請求項４記載の管内土砂掘削・排出装置により鋼管杭等の管内の土砂を噴射水により掘削すると共に、掘削した土砂を泥水状態にて地上に排出し、上記管内を所定の深さまで掘削したところで、上記管内土砂掘削・排出装置を上方へ引き上げながら、同管内土砂掘削・排出装置に設けた泥水排出体を通して地上から管内の下部に根固め用のコンクリートを所定量だけ供給する管内土砂掘削・排出工法を提供するものである。
【発明の効果】
【０００８】
（１）請求項１記載の本発明では、管内土砂掘削・排出装置が、地盤に建て込まれた鋼管杭等の管内の土砂を噴射水により掘削する掘削用噴射ノズルと、同掘削用噴射ノズルにより掘削された土砂を泥水状態にて地上に排出する泥水排出体と、同泥水排出体と上記掘削用噴出ノズルとを支持する支持体とを具備している。
【０００９】
このようにして、地盤に建て込まれた鋼管杭等の管内の土砂を、掘削用噴射ノズルから噴射される噴射水により掘削し、同掘削用噴射ノズルにより掘削された土砂を、泥水排出体により泥水状態にて吸引しながら排出することができるため、管内の排土工事を短時間に効率よく行うことができる。その結果、工期と工費の低減化を図ることができる。
（２）請求項２記載の本発明では、泥水排出体は、上下方向に伸延する筒状の排出本片と、同排出本片の下端部より外側下方へ向けて複数に分岐して伸延する分岐排出片とを具備し、同分岐排出片の分岐基部には排出本片内にて噴射水及び／又は圧縮空気を上方に向けて噴射して泥水の排出を助長する排出助長用噴射ノズルを設けている。
【００１０】
このようにして、分岐排出片の分岐基部に排出助長用噴射ノズルを設けて、同排出助長用噴射ノズルより噴射水及び／又は圧縮空気を上方に向けて噴射することにより、排出本片内にて泥水の排出を助長することができるため、各分岐排出片から吸引された泥水を、排出本片を通して排出する円滑な流れとして促進することがきて、この点からも管内の排土工事を短時間に効率よく行うことができる。その結果、工期と工費の低減化を図ることができる。
（３）請求項３記載の本発明では、管内土砂掘削・排出装置が、外側上方へ向けて噴射水を噴出して支持体を下方へ推進させると共に、管の内周面を洗浄する推進・洗浄用噴射ノズルを具備している。
【００１１】
このようにして、推進・洗浄用噴射ノズルにより外側上方へ向けて噴射水を噴出して支持体を下方へ推進させると共に、管の内周面を洗浄することができるため、掘進作業と管内洗浄作業とを同時に円滑かつ確実に行うことができる。
（４）請求項４記載の本発明では、鋼管杭等の管内には、コンクリートを地上から泥水排出体を通して供給可能となしている。
【００１２】
このようにして、根固め用又は中詰め用のコンクリートを地上から泥水排出体を通して供給することができるため、別途トレミー管を管内に挿入してコンクリートの供給を行うというような作業を行う必要性がなくなり、排土作業と根固め作業ないしはコラム築造作業とを連続的にかつ効率的に行うことができる。
（５）請求項５記載の本発明では、管内土砂掘削・排出工法として、前記（４）の管内土砂掘削・排出装置により鋼管杭等の管内の土砂を噴射水により掘削すると共に、掘削した土砂を泥水状態にて地上に排出し、上記管内を所定の深さまで掘削したところで、上記管内土砂掘削・排出装置を上方へ引き上げながら、同管内土砂掘削・排出装置に設けた泥水排出体を通して地上から管内にコンクリートを所定量だけ供給するようにしている。
【００１３】
このようにして、管内土砂掘削・排出装置を所定の深さまで掘進させたところで、連続的に所定量の根固め用又は中詰め用のコンクリートを地上から上記管内土砂掘削・排出装置に設けた泥水排出体を通して供給することにより、同コンクリートにより管内の下部の根固めないしはコラムの築造を確実に行うことができると共に、所定量のコンクリートを供給し終えた後も、管内土砂掘削・排出装置をそのまま徐々に引き上げれば、所要の作業を一工程にて終了させることができる。
【００１４】
その結果、排土作業と根固め作業ないしはコラム築造作業とを連続的にかつ効率的に行うことができて、この点からも工期と工費の低減化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、本発明の最良の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１６】
図１は、本発明に係る第１実施形態としての管内土砂掘削・排出装置Ａを使用して排土作業と根固め作業（ないしは中詰め作業）とを行っている作業工程説明図、図２は、上記管内土砂掘削・排出装置Ａの使用状態での断面正面説明図、図３は、同管内土砂掘削・排出装置Ａの平面説明図、図４は、同管内土砂掘削・排出装置Ａの底面説明図、図５は、同管内土砂掘削・排出装置Ａの断面平面説明図、及び、図６は、同管内土砂掘削・排出装置Ａの断面底面説明図である。
【００１７】
まず、第１実施形態としての管内土砂掘削・排出装置Ａの構成について説明し、その後に、同管内土砂掘削・排出装置Ａを使用して行う管内土砂掘削・排出工法について説明する。
〔第１実施形態としての管内土砂掘削・排出装置Ａの説明〕
第１実施形態としての管内土砂掘削・排出装置Ａは、図１〜図６に示すように、中空箱型に形成した支持体１の上端部に連結体２を介して吊り込みワイヤ３を連結する一方、同支持体１内の下端部に、支持体１の内周面に沿わせてリング状に形成した上・下部リング状配管4,5を上下段に近接させて配置し、各上・下部リング状配管4,5にそれぞれ上下方向に伸延する上・下部用給水配管6,7の下端部を接続している。
【００１８】
ここで、支持体１は、上下方向に伸延する円筒状の周壁部1aと、同周壁部1aの上端部に張設した天井部1bと、同周壁部1aの下端部に張設した底部1cとから中空箱型に形成しており、周壁部1aの外径は、鋼管杭等の管Ｂの内径の略半分の大きさに形成して、支持体１を管Ｂ内にて昇降させることができるようにしている。
【００１９】
上部リング状配管４は、支持体１の周壁部1aの下端部内週面に沿わせて配置しており、同上部リング状配管４には、円周方向に一定の間隔を開けて複数（本実施の形態では六個）の推進・洗浄用噴射ノズル８を外側上方に指向させて連通連結している。27は、各推進・洗浄用噴射ノズル８に符合する周壁部1aに形成した噴射孔である。
【００２０】
そして、上部リング状配管４には、前記上部用給水配管６の下端部を支持体１の天井部1bに上方から貫通させて接続しており、同上部用給水配管６の先端部に上部用給水管９の先端部を接続すると共に、同上部用給水管９の基端部を地上に配設した水源としての給水ポンプ（図示せず）に接続している。
【００２１】
このようにして、給水ポンプから上部用給水管９→上部用給水配管６→上部リング状配管４に洗浄水を供給することにより、各推進・洗浄用噴射ノズル８から各噴射孔27を通して外側上方へ向けて噴射水Ｗを噴出させて、同噴射水Ｗにより支持体１を下方へ推進させると共に、管Ｂの内周面に付着している泥土を洗浄することができるようにしている。
【００２２】
ここで、推進・洗浄用噴射ノズル８からは、本実施の形態である噴射水Ｗに代えて圧縮空気を噴出させることも、又は、噴射水Ｗと圧縮空気とを混合させた気泡混じりの噴射水を噴出させることもでき、土質等の作用条件に応じて適宜いずれかを採択することができる。
【００２３】
下部リング状配管５は、支持体１の周壁部1aの下端部内週面に沿わせて配置しており、同下部リング状配管５には、円周方向に一定の間隔を開けて複数（本実施の形態では六個）の掘削用噴射ノズル11を下方に指向させて連通連結し、かつ、下部リング状配管５から同下部リング状配管５の中心位置まで給水アーム管26を延設し、同給水アーム管26の先端部に掘削用噴射ノズル11を下方へ向けて指向させて連通連結している。18は、掘削用噴射ノズル11に符合する底部1cの周縁部と中心部とにそれぞれ形成した噴射孔である。
【００２４】
そして、下部リング状配管５には、前記下部用給水配管７の下端部を支持体１の天井部1bに上方から貫通させて接続しており、同下部用給水配管７の先端部に下部用給水管12の先端部を接続すると共に、同下部用給水管12の基端部を地上に配設した水源としての給水ポンプ（図示せず）に接続している。
【００２５】
このようにして、給水ポンプから下部用給水管12を通して下部リング状配管５に洗浄水を供給することにより、各掘削用噴射ノズル11から各噴射孔18を通して下方へ向けて噴射水Ｗを噴出させて、支持体１の直下方に位置する地盤Ｇの土砂ｇを掘削することができるようにしている。
【００２６】
また、支持体１内には、泥水排出体13を配設しており、同泥水排出体13は、上下方向に伸延する筒状の排出本片13aと、同排出本片13aの下端部より外側下方へ向けて複数（本実施の形態では二本）に分岐して伸延する分岐排出片13b,13bとから形成し、排出本片13aの上端部13cを支持体１の天井部1bより上方へ突出させて、同上端部13cに地上より延設した案内管19の先端部19aを連通連結する一方、各分岐排出片13b,13bの下端部を支持体１の底部1cより下方へ開口させて、泥水取り込み口20,20を形成している。
【００２７】
そして、分岐排出片13b,13bの分岐基部には排出助長用噴射ノズル14を連通連結しており、同排出助長用噴射ノズル14には、上部用給水配管６の先端部より分岐させると共に、下方へ伸延させて形成した分岐給水管15の先端部を連通連結している。
【００２８】
しかも、排出助長用噴射ノズル14には、給気管24の先端部を支持体１の天井部1bに上方から貫通させて接続しており、同給気管24は、基端部を地上に配設した空気源としてのコンプレッサ（図示せず）に接続している。
【００２９】
このようにして、給水ポンプから上部用給水管９と分岐給水管15とを通して排出助長用噴射ノズル14に排出助長水を供給すると共に、コンプレッサから給気管24を通して排出助長用噴射ノズル14に圧縮空気を供給することにより、排出助長用噴射ノズル14から排出助長水と圧縮空気とを混合させた気泡混じりの噴射水Ｗａを、排出本片13a内にて上方に向けて噴射させることにより、同排出本片13aを通して上方に排出される泥水状態の掘削された土砂（以下「泥水」と略称する）の排出を助長して、排土作業が円滑に行えるようにしている。
【００３０】
この際、地上から案内管19を通して泥水排出体13内の空気を吸引（エアーリフト）することにより、各分岐排出片13b,13bの各泥水取り込み口20,20から泥水を取り込んで、各分岐排出片13b,13b→排出本片13a→案内管19をそれぞれ通して地上に泥水を排出することができるようにしており、泥水は、比較的小径の各分岐排出片13bを通って比較的大径の排水本片13aの下端部にて合流した時点で、上昇する流速が減速されることになるが、かかる合流地点、換言すると分岐排出片13b,13bの分岐部において、排出助長用噴射ノズル14から気泡混じりの噴射水Ｗａが上方へ向けて噴出されているため、分岐排出片13b,13bから排出本片13aに泥水が円滑に合流して速やか排出される。ａは泥水流入方向、ｂは、気泡混じりの噴射水Ｗａの噴射方向である。
【００３１】
ここで、排出助長用噴射ノズル14からは、本実施の形態である気泡混じりの噴射水Ｗａに代えて噴射水Ｗを噴出させることも、又は、圧縮空気を噴出させることもでき、土質等の作用条件に応じて適宜いずれかを採択することができる。
【００３２】
また、泥水排出体13内には案内管19を通して地上から根固め用ないしは中詰め用のコンクリートＣを供給可能となしている。
【００３３】
このようにして、根固め用のコンクリートＣを地上から泥水排出体13を通して供給可能となしているため、別途トレミー間を管内に挿入してコンクリートＣの供給を行うというような作業を行う必要性がなくなり、排土作業と根固め作業ないしは中詰め作業とを一工程にて連続的にかつ効率的に行うことができる。
【００３４】
ここで、排出助長用噴射ノズル14の直上方位置には開閉弁体25を配設しており、同開閉弁体25は、分岐排出片13b,13bの基部に左右一対の開閉弁形成片25a,25aの基端部を枢支して、両開閉弁形成片25a,25aの先端部同士を離隔させた開放状態と、先端部同士を当接させた閉塞状態とに姿勢変更自在としている。
【００３５】
しかも、開閉弁体25の開閉弁形成片25a,25aは、コイルバネ等の弾性手段（図示せず）により閉塞状態が保持されるように弾性付勢して、排出助長用噴射ノズル14から気泡混じりの噴射水Ｗａが上方へ向けて噴射される際に、上記弾性手段の弾性付勢力に抗して開閉弁形成片25a,25aが開放されるようにしている。
【００３６】
従って、コンクリートＣが地上から泥水排出体13を通して供給される際には、開閉弁体25の開閉弁形成片25a,25aは、コイルバネ等の弾性手段により閉塞状態に保持されているため、上記コンクリートＣが排出助長用噴射ノズル14内に流入・固化してノズル孔を閉塞するという不具合の発生を防止することができる。
〔管内土砂掘削・排出工法についての説明〕
次に、前記した第１実施形態としての管内土砂掘削・排出装置Ａを使用して管Ｂ内の土砂の掘削と排出とを行う工法について、図１を参照しながら説明する。
【００３７】
すなわち、本発明に係る管内土砂掘削・排出工法は、図１に示すように、中掘り工・圧入工に続いて行う工事の工法であり、まず、図１(a)〜(d)に示す中掘り工・圧入工について説明し、その後に、図１(e)〜(h)に示す管内土砂掘削・排出工法について説明する。
（中掘り工・圧入工の説明）
（１）図１(a)に示すように、オーガスクリューＤにより地盤Ｇの土砂ｇを排出しながら管Ｂを圧入する。
（２）図１(b)に示すように、オーガスクリューＤによる地盤Ｇの土砂ｇの排出と、管Ｂの圧入を継続的に行って、管Ｂを軟岩層Ｅ等の支持層に嵌入させて設置する。
（３）図１(c)に示すように、オーガスクリューＤを引き抜く。
（４）図１(d)に示すように、オーガスクリューＤを完全に引き抜いて中掘工（中掘作業）を完了する。Ｗｂは地下水である。
（管内土砂掘削・排出工法の説明）
（５）図１(e)に示すように、管内土砂掘削・排出装置Ａを管Ｂの直上方位置に吊り込み装置（図示せず）により吊り込み、各掘削用噴射ノズル11から噴射水Ｗを噴出させて、支持体１の直下方に位置する地盤Ｇの土砂ｇを掘削し、さらに、各推進・洗浄用噴射ノズル８から外側上方へ向けて噴射水Ｗを噴出させて、同噴射水Ｗにより支持体１を下方へ推進させると共に、管Ｂの内周面に付着している泥土を洗浄する。
【００３８】
それと同時に、地上から案内管19を通して泥水排出体13内の空気を吸引（エアーリフト）することにより、各分岐排出片13b,13bの各泥水取り込み口20,20から泥水を取り込んで、各分岐排出片13b,13b→排出本片13a→案内管19をそれぞれ通して地上に排出する。
【００３９】
この際、泥水は、比較的小径の各分岐排出片13bを通って比較的大径の排水本片13aの下端部にて合流した時点で、上昇する流速が減速されることになるが、かかる合流地点、換言すると分岐排出片13b,13bの分岐部において、排出助長用噴射ノズル14から開閉弁体25を介して気泡混じりの噴射水Ｗａが上方へ向けて噴出させることにより、分岐排出片13b,13bから排出本片13aに泥水を円滑に合流させて速やか排出させることができる。
（６）図１(f)(g)に示すように、管内土砂掘削・排出装置Ａを徐々に下方へ掘進させて、管Ｂの下端部、すなわち、軟岩層Ｅに達するまで掘進させる。
（７）図１(h)に示すように、軟岩層Ｅに達したところで地上→案内管19→泥水排出体13を通して根固め用ないしは中詰め用のコンクリートＣを供給し、各泥水取り込み口20,20から下方へ放出させながら管内土砂掘削・排出装置Ａを引き上げる。ｃは、コンクリートＣの供給方向である。
【００４０】
そして、所定量の根固め用のコンクリートＣを放出し終えた時点で、同コンクリートＣの供給を停止させて、管内土砂掘削・排出装置Ａを地上に引き上げる。
【００４１】
ここで、管Ｂの下部内周面には、複数の支圧リング21を上下方向に一定の間隔を開けて取り付けて、同支圧リング21により管Ｂの外圧に対する強度を良好に確保すると共に、同管Ｂの内に打設されたコンクリートＣの付着性を良好に確保している。
【００４２】
なお、上記支圧リング21は、管Ｂの内周面に全長にわたって上下方向に一定の間隔を開けて取り付けることもでき、この場合には、特に、中詰めしたコンクリートＣの付着性を向上させることができる。
【００４３】
また、管Ｂの形状は、本実施の形態のような円筒状に限らず、四角筒状等に形成することもできる。
（８）図１(e)〜(h)に示すように、地盤Ｇの表層を掘削して、栗石層22を敷設すると共に、捨てコンクリート層23を形成する。
【００４４】
このようにして、管内土砂掘削・排出装置Ａを所定の深さまで掘進させたところで、連続的に所定量のコンクリートＣを地上から上記管内土砂掘削・排出装置Ａに設けた泥水排出体13を通して供給することにより、同コンクリートＣにより管Ｂ内の根固めないしは中詰めを確実に行うことができると共に、所定量のコンクリートＣを供給し終えた後も、管内土砂掘削・排出装置Ａをそのまま徐々に引き上げれば、所要の作業を終了させることができる。
【００４５】
その結果、排土作業と根固め作業ないしは中詰め作業とを一行程にて連続的にかつ効率的に行うことができて、工期と工費の低減化を図ることができる。
〔第２実施形態としての管内土砂掘削・排出装置Ａの説明〕
第２実施形態としての管内土砂掘削・排出装置Ａは、図７〜図１２に示すように、前記した第１実施形態としての管内土砂掘削・排出装置Ａと基本的構造を同じくしているが、支持体１内の上端部に推進・洗浄用噴射ノズル８を連通連結した上部リング状配管４を配置し、かつ、同支持体１内の下端部に推進・洗浄用噴射ノズル10を連通連結した下部リング状配管５を配置した点において異なる。16は、各推進・洗浄用噴射ノズル８に符合する天井部1bの周縁部に形成した噴射孔、17は、各推進・洗浄用噴射ノズル10に符合する周壁部1aの下部周縁部に形成した噴射孔である。
【００４６】
このようにして、第２実施形態としての管内土砂掘削・排出装置Ａでは、支持体１内の上端部と下端部にそれぞれ推進・洗浄用噴射ノズル8,10を設けて、各推進・洗浄用噴射ノズル8,10から外側上方へ向けて噴射水Ｗを噴出させて、同噴射水Ｗにより支持体１を下方へ推進させると共に、管Ｂの内周面に付着している泥土を洗浄することができるようにしている。
【００４７】
ここで、各推進・洗浄用噴射ノズル8,10からは、本実施の形態である噴射水Ｗに代えて圧縮空気を噴出させることも、又は、噴射水Ｗと圧縮空気とを混合させた気泡混じりの噴射水を噴出させることもでき、土質等の作用条件に応じて適宜いずれかを採択することができる。
〔管内土砂掘削・排出工法についての説明〕
次に、前記した管内土砂掘削・排出装置Ａを使用して管Ｂ内の土砂の掘削と排出とを行う管内土砂掘削・排出工法について、図７を参照しながら説明する。なお、図７(a)〜図７(d)に示す中掘り工・圧入工の説明は、前記した内容と同一なので省略する。
（管内土砂掘削・排出工法の説明）
（１）図７(e)に示すように、管内土砂掘削・排出装置Ａを管Ｂの直上方位置に吊り込み装置（図示せず）により吊り込み、各掘削用噴射ノズル11から噴射水Ｗを噴出させて、支持体１の直下方に位置する地盤Ｇの土砂ｇを掘削し、さらに、各推進・洗浄用噴射ノズル8,10から外側上方へ向けて噴射水Ｗを噴出させて、同噴射水Ｗにより支持体１を下方へ推進させると共に、管Ｂの内周面に付着している泥土を洗浄する。
【００４８】
それと同時に、地上から案内管19を通して泥水排出体13内の空気を吸引（エアーリフト）することにより、各分岐排出片13b,13bの各泥水取り込み口20,20から泥水を取り込んで、各分岐排出片13b,13b→排出本片13a→案内管19をそれぞれ通して地上に排出する。
【００４９】
この際、泥水は、比較的小径の各分岐排出片13bを通って比較的大径の排水本片13aの下端部にて合流した時点で、上昇する流速が減速されることになるが、かかる合流地点、換言すると分岐排出片13b,13bの分岐部において、排出助長用噴射ノズル14から開閉弁体25を介して気泡混じりの噴射水Ｗａが上方へ向けて噴出させることにより、分岐排出片13b,13bから排出本片13aに泥水を円滑に合流させて速やか排出させることができる。
（２）図７(f)(g)に示すように、管内土砂掘削・排出装置Ａを徐々に下方へ掘進させて、管Ｂの下端部、すなわち、軟岩層Ｅに達するまで掘進させる。
（３）図７(h)に示すように、軟岩層Ｅに達したところで地上→案内管19→泥水排出体13を通して根固め用のコンクリートＣを供給し、各泥水取り込み口20,20から下方へ放出させながら管内土砂掘削・排出装置Ａを引き上げる。ｃは、根固め用のコンクリートＣの供給方向である。
【００５０】
そして、所定量の根固め用のコンクリートＣを放出し終えた時点で、同コンクリートＣの供給を停止させて、管内土砂掘削・排出装置Ａを地上に引き上げる。
【００５１】
ここで、管Ｂの下部内周面には、複数の支圧リング21を上下方向に一定の間隔を開けて取り付けて、同支圧リング21により管Ｂの外圧に対する強度を良好に確保すると共に、同管Ｂの内に打設された根固め用のコンクリートＣの付着性を良好に確保している。
（４）図７(e)〜(h)に示すように、地盤Ｇの表層を掘削して、栗石層22を敷設すると共に、捨てコンクリート層23を形成する。
【００５２】
このようにして、管内土砂掘削・排出装置Ａを所定の深さまで掘進させたところで、連続的に所定量のコンクリートＣを地上から上記管内土砂掘削・排出装置Ａに設けた泥水排出体13を通して供給することにより、同コンクリートＣにより管Ｂ内の下部の根固めないしは中詰めを確実に行うことができると共に、所定量のコンクリートＣを供給し終えた後も、管内土砂掘削・排出装置Ａをそのまま徐々に引き上げれば、所要の作業を終了させることができる。
【００５３】
その結果、排土作業と根固め作業ないしは中詰め作業とを一行程にて連続的にかつ効率的に行うことができて、工期と工費の低減化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明に係る第１実施形態としての管内土砂掘削・排出装置を使用した作業の工程説明図。
【図２】同管内土砂掘削・排出装置の使用状態での断面正面説明図。
【図３】同管内土砂掘削・排出装置の平面説明図。
【図４】同管内土砂掘削・排出装置の底面説明図。
【図５】同管内土砂掘削・排出装置の断面平面説明図。
【図６】同管内土砂掘削・排出装置の断面底面説明図。
【図７】本発明に係る第２実施形態としての管内土砂掘削・排出装置を使用した作業の工程説明図。
【図８】同管内土砂掘削・排出装置の使用状態での断面正面説明図。
【図９】同管内土砂掘削・排出装置の平面説明図。
【図１０】同管内土砂掘削・排出装置の底面説明図。
【図１１】同管内土砂掘削・排出装置の断面平面説明図。
【図１２】同管内土砂掘削・排出装置の断面底面説明図。
【符号の説明】
【００５５】
Ａ 管内土砂掘削・排出装置
１ 支持体
２ 連結体
３ 吊り込みワイヤ
４ 上部リング状配管
５ 下部リング状配管
６ 上部用給水配管
７ 下部用給水配管
８ 推進・洗浄用噴射ノズル
９ 上部用給水管
10 推進・洗浄用噴射ノズル
11 掘削用噴射ノズル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、管内土砂掘削・排出装置及び管内土砂掘削・排出工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、土木工事の一形態として、地盤の基礎等の一部として鋼管杭を建て込んで、同鋼管杭内の土砂を掘削しながら排出する排土工法が採用されており、同排土工法では、管内の土砂を噴射水を用いて掘削するウォータージェットと、同ウォータージェットにより掘削した土砂を泥水状態にて地上に排出する水中サンドポンプとを具備する管内掘削装置を使用して排土工事を行うようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−２０８８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、上記した管内掘削装置では、鋼管杭内に比較的重量のある水中サンドポンプを吊り込んで排土工事を行うのに手間を要するために、多数の管内を排土工事する際には、多大な手間を要して工期と工費が高くなるという不具合がある。
【０００４】
また、排土した鋼管杭内に根固め用又は中詰め用のコンクリートを打設する際には、水中サンドポンプを一旦地上に引き上げ、その後に、管内にトレミー管を通してコンクリートを打設しなければならず、かかる作業にも手間を要して、工期と工費の高騰の原因となっている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
そこで、本発明では、地盤に建て込まれた鋼管杭等の管内の土砂を噴射水により掘削する掘削用噴射ノズルと、同掘削用噴射ノズルにより掘削された土砂を泥水状態にて地上に排出する泥水排出体と、同泥水排出体と上記掘削用噴出ノズルとを支持する支持体とを具備することを特徴とする管内土砂掘削・排出装置を提供するものである。
【０００６】
また、本発明は、以下の構成にも特徴を有する。
（１）泥水排出体は、上下方向に伸延する筒状の排出本片と、同排出本片の下端部より外側下方へ向けて複数に分岐して伸延する分岐排出片とを具備し、同分岐排出片の分岐基部には排出本片内にて噴射水及び／又は圧縮空気を上方に向けて噴射して泥水の排出を助長する排出助長用噴射ノズルを設けたこと。
（２）外側上方へ向けて噴射水及び／又は圧縮空気を噴出して支持体を下方へ推進させると共に、管の内周面を洗浄する推進・洗浄用噴射ノズルを具備すること。
（３）鋼管杭等の管内には、コンクリートを地上から泥水排出体を通して供給可能となしたこと。
【０００７】
また、本発明では、請求項４記載の管内土砂掘削・排出装置により鋼管杭等の管内の土砂を噴射水により掘削すると共に、掘削した土砂を泥水状態にて地上に排出し、上記管内を所定の深さまで掘削したところで、上記管内土砂掘削・排出装置を上方へ引き上げながら、同管内土砂掘削・排出装置に設けた泥水排出体を通して地上から管内の下部に根固め用のコンクリートを所定量だけ供給する管内土砂掘削・排出工法を提供するものである。
【発明の効果】
【０００８】
（１）請求項１記載の本発明では、管内土砂掘削・排出装置が、地盤に建て込まれた鋼管杭等の管内の土砂を噴射水により掘削する掘削用噴射ノズルと、同掘削用噴射ノズルにより掘削された土砂を泥水状態にて地上に排出する泥水排出体と、同泥水排出体と上記掘削用噴出ノズルとを支持する支持体とを具備している。
【０００９】
このようにして、地盤に建て込まれた鋼管杭等の管内の土砂を、掘削用噴射ノズルから噴射される噴射水により掘削し、同掘削用噴射ノズルにより掘削された土砂を、泥水排出体により泥水状態にて吸引しながら排出することができるため、管内の排土工事を短時間に効率よく行うことができる。その結果、工期と工費の低減化を図ることができる。
（２）請求項２記載の本発明では、泥水排出体は、上下方向に伸延する筒状の排出本片と、同排出本片の下端部より外側下方へ向けて複数に分岐して伸延する分岐排出片とを具備し、同分岐排出片の分岐基部には排出本片内にて噴射水及び／又は圧縮空気を上方に向けて噴射して泥水の排出を助長する排出助長用噴射ノズルを設けている。
【００１０】
このようにして、分岐排出片の分岐基部に排出助長用噴射ノズルを設けて、同排出助長用噴射ノズルより噴射水及び／又は圧縮空気を上方に向けて噴射することにより、排出本片内にて泥水の排出を助長することができるため、各分岐排出片から吸引された泥水を、排出本片を通して排出する円滑な流れとして促進することがきて、この点からも管内の排土工事を短時間に効率よく行うことができる。その結果、工期と工費の低減化を図ることができる。
（３）請求項３記載の本発明では、管内土砂掘削・排出装置が、外側上方へ向けて噴射水を噴出して支持体を下方へ推進させると共に、管の内周面を洗浄する推進・洗浄用噴射ノズルを具備している。
【００１１】
このようにして、推進・洗浄用噴射ノズルにより外側上方へ向けて噴射水を噴出して支持体を下方へ推進させると共に、管の内周面を洗浄することができるため、掘進作業と管内洗浄作業とを同時に円滑かつ確実に行うことができる。
（４）請求項４記載の本発明では、鋼管杭等の管内には、コンクリートを地上から泥水排出体を通して供給可能となしている。
【００１２】
このようにして、根固め用又は中詰め用のコンクリートを地上から泥水排出体を通して供給することができるため、別途トレミー管を管内に挿入してコンクリートの供給を行うというような作業を行う必要性がなくなり、排土作業と根固め作業ないしはコラム築造作業とを連続的にかつ効率的に行うことができる。
（５）請求項５記載の本発明では、管内土砂掘削・排出工法として、前記（４）の管内土砂掘削・排出装置により鋼管杭等の管内の土砂を噴射水により掘削すると共に、掘削した土砂を泥水状態にて地上に排出し、上記管内を所定の深さまで掘削したところで、上記管内土砂掘削・排出装置を上方へ引き上げながら、同管内土砂掘削・排出装置に設けた泥水排出体を通して地上から管内にコンクリートを所定量だけ供給するようにしている。
【００１３】
このようにして、管内土砂掘削・排出装置を所定の深さまで掘進させたところで、連続的に所定量の根固め用又は中詰め用のコンクリートを地上から上記管内土砂掘削・排出装置に設けた泥水排出体を通して供給することにより、同コンクリートにより管内の下部の根固めないしはコラムの築造を確実に行うことができると共に、所定量のコンクリートを供給し終えた後も、管内土砂掘削・排出装置をそのまま徐々に引き上げれば、所要の作業を一工程にて終了させることができる。
【００１４】
その結果、排土作業と根固め作業ないしはコラム築造作業とを連続的にかつ効率的に行うことができて、この点からも工期と工費の低減化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、本発明の最良の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１６】
図１は、本発明に係る第１実施形態としての管内土砂掘削・排出装置Ａを使用して排土作業と根固め作業（ないしは中詰め作業）とを行っている作業工程説明図、図２は、上記管内土砂掘削・排出装置Ａの使用状態での断面正面説明図、図３は、同管内土砂掘削・排出装置Ａの平面説明図、図４は、同管内土砂掘削・排出装置Ａの底面説明図、図５は、同管内土砂掘削・排出装置Ａの断面平面説明図、及び、図６は、同管内土砂掘削・排出装置Ａの断面底面説明図である。
【００１７】
まず、第１実施形態としての管内土砂掘削・排出装置Ａの構成について説明し、その後に、同管内土砂掘削・排出装置Ａを使用して行う管内土砂掘削・排出工法について説明する。
〔第１実施形態としての管内土砂掘削・排出装置Ａの説明〕
第１実施形態としての管内土砂掘削・排出装置Ａは、図１〜図６に示すように、中空箱型に形成した支持体１の上端部に連結体２を介して吊り込みワイヤ３を連結する一方、同支持体１内の下端部に、支持体１の内周面に沿わせてリング状に形成した上・下部リング状配管4,5を上下段に近接させて配置し、各上・下部リング状配管4,5にそれぞれ上下方向に伸延する上・下部用給水配管6,7の下端部を接続している。
【００１８】
ここで、支持体１は、上下方向に伸延する円筒状の周壁部1aと、同周壁部1aの上端部に張設した天井部1bと、同周壁部1aの下端部に張設した底部1cとから中空箱型に形成しており、周壁部1aの外径は、鋼管杭等の管Ｂの内径の略半分の大きさに形成して、支持体１を管Ｂ内にて昇降させることができるようにしている。
【００１９】
上部リング状配管４は、支持体１の周壁部1aの下端部内週面に沿わせて配置しており、同上部リング状配管４には、円周方向に一定の間隔を開けて複数（本実施の形態では六個）の推進・洗浄用噴射ノズル８を外側上方に指向させて連通連結している。27は、各推進・洗浄用噴射ノズル８に符合する周壁部1aに形成した噴射孔である。
【００２０】
そして、上部リング状配管４には、前記上部用給水配管６の下端部を支持体１の天井部1bに上方から貫通させて接続しており、同上部用給水配管６の先端部に上部用給水管９の先端部を接続すると共に、同上部用給水管９の基端部を地上に配設した水源としての給水ポンプ（図示せず）に接続している。
【００２１】
このようにして、給水ポンプから上部用給水管９→上部用給水配管６→上部リング状配管４に洗浄水を供給することにより、各推進・洗浄用噴射ノズル８から各噴射孔27を通して外側上方へ向けて噴射水Ｗを噴出させて、同噴射水Ｗにより支持体１を下方へ推進させると共に、管Ｂの内周面に付着している泥土を洗浄することができるようにしている。
【００２２】
ここで、推進・洗浄用噴射ノズル８からは、本実施の形態である噴射水Ｗに代えて圧縮空気を噴出させることも、又は、噴射水Ｗと圧縮空気とを混合させた気泡混じりの噴射水を噴出させることもでき、土質等の作用条件に応じて適宜いずれかを採択することができる。
【００２３】
下部リング状配管５は、支持体１の周壁部1aの下端部内週面に沿わせて配置しており、同下部リング状配管５には、円周方向に一定の間隔を開けて複数（本実施の形態では六個）の掘削用噴射ノズル11を下方に指向させて連通連結し、かつ、下部リング状配管５から同下部リング状配管５の中心位置まで給水アーム管26を延設し、同給水アーム管26の先端部に掘削用噴射ノズル11を下方へ向けて指向させて連通連結している。18は、掘削用噴射ノズル11に符合する底部1cの周縁部と中心部とにそれぞれ形成した噴射孔である。
【００２４】
そして、下部リング状配管５には、前記下部用給水配管７の下端部を支持体１の天井部1bに上方から貫通させて接続しており、同下部用給水配管７の先端部に下部用給水管12の先端部を接続すると共に、同下部用給水管12の基端部を地上に配設した水源としての給水ポンプ（図示せず）に接続している。
【００２５】
このようにして、給水ポンプから下部用給水管12を通して下部リング状配管５に洗浄水を供給することにより、各掘削用噴射ノズル11から各噴射孔18を通して下方へ向けて噴射水Ｗを噴出させて、支持体１の直下方に位置する地盤Ｇの土砂ｇを掘削することができるようにしている。
【００２６】
また、支持体１内には、泥水排出体13を配設しており、同泥水排出体13は、上下方向に伸延する筒状の排出本片13aと、同排出本片13aの下端部より外側下方へ向けて複数（本実施の形態では二本）に分岐して伸延する分岐排出片13b,13bとから形成し、排出本片13aの上端部13cを支持体１の天井部1bより上方へ突出させて、同上端部13cに地上より延設した案内管19の先端部19aを連通連結する一方、各分岐排出片13b,13bの下端部を支持体１の底部1cより下方へ開口させて、泥水取り込み口20,20を形成している。
【００２７】
そして、分岐排出片13b,13bの分岐基部には排出助長用噴射ノズル14を連通連結しており、同排出助長用噴射ノズル14には、上部用給水配管６の先端部より分岐させると共に、下方へ伸延させて形成した分岐給水管15の先端部を連通連結している。
【００２８】
しかも、排出助長用噴射ノズル14には、給気管24の先端部を支持体１の天井部1bに上方から貫通させて接続しており、同給気管24は、基端部を地上に配設した空気源としてのコンプレッサ（図示せず）に接続している。
【００２９】
このようにして、給水ポンプから上部用給水管９と分岐給水管15とを通して排出助長用噴射ノズル14に排出助長水を供給すると共に、コンプレッサから給気管24を通して排出助長用噴射ノズル14に圧縮空気を供給することにより、排出助長用噴射ノズル14から排出助長水と圧縮空気とを混合させた気泡混じりの噴射水Ｗａを、排出本片13a内にて上方に向けて噴射させることにより、同排出本片13aを通して上方に排出される泥水状態の掘削された土砂（以下「泥水」と略称する）の排出を助長して、排土作業が円滑に行えるようにしている。
【００３０】
この際、地上から案内管19を通して泥水排出体13内の空気を吸引（エアーリフト）することにより、各分岐排出片13b,13bの各泥水取り込み口20,20から泥水を取り込んで、各分岐排出片13b,13b→排出本片13a→案内管19をそれぞれ通して地上に泥水を排出することができるようにしており、泥水は、比較的小径の各分岐排出片13bを通って比較的大径の排水本片13aの下端部にて合流した時点で、上昇する流速が減速されることになるが、かかる合流地点、換言すると分岐排出片13b,13bの分岐部において、排出助長用噴射ノズル14から気泡混じりの噴射水Ｗａが上方へ向けて噴出されているため、分岐排出片13b,13bから排出本片13aに泥水が円滑に合流して速やか排出される。ａは泥水流入方向、ｂは、気泡混じりの噴射水Ｗａの噴射方向である。
【００３１】
ここで、排出助長用噴射ノズル14からは、本実施の形態である気泡混じりの噴射水Ｗａに代えて噴射水Ｗを噴出させることも、又は、圧縮空気を噴出させることもでき、土質等の作用条件に応じて適宜いずれかを採択することができる。
【００３２】
また、泥水排出体13内には案内管19を通して地上から根固め用ないしは中詰め用のコンクリートＣを供給可能となしている。
【００３３】
このようにして、根固め用のコンクリートＣを地上から泥水排出体13を通して供給可能となしているため、別途トレミー間を管内に挿入してコンクリートＣの供給を行うというような作業を行う必要性がなくなり、排土作業と根固め作業ないしは中詰め作業とを一工程にて連続的にかつ効率的に行うことができる。
【００３４】
ここで、排出助長用噴射ノズル14の直上方位置には開閉弁体25を配設しており、同開閉弁体25は、分岐排出片13b,13bの基部に左右一対の開閉弁形成片25a,25aの基端部を枢支して、両開閉弁形成片25a,25aの先端部同士を離隔させた開放状態と、先端部同士を当接させた閉塞状態とに姿勢変更自在としている。
【００３５】
しかも、開閉弁体25の開閉弁形成片25a,25aは、コイルバネ等の弾性手段（図示せず）により閉塞状態が保持されるように弾性付勢して、排出助長用噴射ノズル14から気泡混じりの噴射水Ｗａが上方へ向けて噴射される際に、上記弾性手段の弾性付勢力に抗して開閉弁形成片25a,25aが開放されるようにしている。
【００３６】
従って、コンクリートＣが地上から泥水排出体13を通して供給される際には、開閉弁体25の開閉弁形成片25a,25aは、コイルバネ等の弾性手段により閉塞状態に保持されているため、上記コンクリートＣが排出助長用噴射ノズル14内に流入・固化してノズル孔を閉塞するという不具合の発生を防止することができる。
〔管内土砂掘削・排出工法についての説明〕
次に、前記した第１実施形態としての管内土砂掘削・排出装置Ａを使用して管Ｂ内の土砂の掘削と排出とを行う工法について、図１を参照しながら説明する。
【００３７】
すなわち、本発明に係る管内土砂掘削・排出工法は、図１に示すように、中掘り工・圧入工に続いて行う工事の工法であり、まず、図１(a)〜(d)に示す中掘り工・圧入工について説明し、その後に、図１(e)〜(h)に示す管内土砂掘削・排出工法について説明する。
（中掘り工・圧入工の説明）
（１）図１(a)に示すように、オーガスクリューＤにより地盤Ｇの土砂ｇを排出しながら管Ｂを圧入する。
（２）図１(b)に示すように、オーガスクリューＤによる地盤Ｇの土砂ｇの排出と、管Ｂの圧入を継続的に行って、管Ｂを軟岩層Ｅ等の支持層に嵌入させて設置する。
（３）図１(c)に示すように、オーガスクリューＤを引き抜く。
（４）図１(d)に示すように、オーガスクリューＤを完全に引き抜いて中掘工（中掘作業）を完了する。Ｗｂは地下水である。
（管内土砂掘削・排出工法の説明）
（５）図１(e)に示すように、管内土砂掘削・排出装置Ａを管Ｂの直上方位置に吊り込み装置（図示せず）により吊り込み、各掘削用噴射ノズル11から噴射水Ｗを噴出させて、支持体１の直下方に位置する地盤Ｇの土砂ｇを掘削し、さらに、各推進・洗浄用噴射ノズル８から外側上方へ向けて噴射水Ｗを噴出させて、同噴射水Ｗにより支持体１を下方へ推進させると共に、管Ｂの内周面に付着している泥土を洗浄する。
【００３８】
それと同時に、地上から案内管19を通して泥水排出体13内の空気を吸引（エアーリフト）することにより、各分岐排出片13b,13bの各泥水取り込み口20,20から泥水を取り込んで、各分岐排出片13b,13b→排出本片13a→案内管19をそれぞれ通して地上に排出する。
【００３９】
この際、泥水は、比較的小径の各分岐排出片13bを通って比較的大径の排水本片13aの下端部にて合流した時点で、上昇する流速が減速されることになるが、かかる合流地点、換言すると分岐排出片13b,13bの分岐部において、排出助長用噴射ノズル14から開閉弁体25を介して気泡混じりの噴射水Ｗａが上方へ向けて噴出させることにより、分岐排出片13b,13bから排出本片13aに泥水を円滑に合流させて速やか排出させることができる。
（６）図１(f)(g)に示すように、管内土砂掘削・排出装置Ａを徐々に下方へ掘進させて、管Ｂの下端部、すなわち、軟岩層Ｅに達するまで掘進させる。
（７）図１(h)に示すように、軟岩層Ｅに達したところで地上→案内管19→泥水排出体13を通して根固め用ないしは中詰め用のコンクリートＣを供給し、各泥水取り込み口20,20から下方へ放出させながら管内土砂掘削・排出装置Ａを引き上げる。ｃは、コンクリートＣの供給方向である。
【００４０】
そして、所定量の根固め用のコンクリートＣを放出し終えた時点で、同コンクリートＣの供給を停止させて、管内土砂掘削・排出装置Ａを地上に引き上げる。
【００４１】
ここで、管Ｂの下部内周面には、複数の支圧リング21を上下方向に一定の間隔を開けて取り付けて、同支圧リング21により管Ｂの外圧に対する強度を良好に確保すると共に、同管Ｂの内に打設されたコンクリートＣの付着性を良好に確保している。
【００４２】
なお、上記支圧リング21は、管Ｂの内周面に全長にわたって上下方向に一定の間隔を開けて取り付けることもでき、この場合には、特に、中詰めしたコンクリートＣの付着性を向上させることができる。
【００４３】
また、管Ｂの形状は、本実施の形態のような円筒状に限らず、四角筒状等に形成することもできる。
（８）図１(e)〜(h)に示すように、地盤Ｇの表層を掘削して、栗石層22を敷設すると共に、捨てコンクリート層23を形成する。
【００４４】
このようにして、管内土砂掘削・排出装置Ａを所定の深さまで掘進させたところで、連続的に所定量のコンクリートＣを地上から上記管内土砂掘削・排出装置Ａに設けた泥水排出体13を通して供給することにより、同コンクリートＣにより管Ｂ内の根固めないしは中詰めを確実に行うことができると共に、所定量のコンクリートＣを供給し終えた後も、管内土砂掘削・排出装置Ａをそのまま徐々に引き上げれば、所要の作業を終了させることができる。
【００４５】
その結果、排土作業と根固め作業ないしは中詰め作業とを一行程にて連続的にかつ効率的に行うことができて、工期と工費の低減化を図ることができる。
〔第２実施形態としての管内土砂掘削・排出装置Ａの説明〕
第２実施形態としての管内土砂掘削・排出装置Ａは、図７〜図１２に示すように、前記した第１実施形態としての管内土砂掘削・排出装置Ａと基本的構造を同じくしているが、支持体１内の上端部に推進・洗浄用噴射ノズル８を連通連結した上部リング状配管４を配置し、かつ、同支持体１内の下端部に推進・洗浄用噴射ノズル10を連通連結した下部リング状配管５を配置した点において異なる。16は、各推進・洗浄用噴射ノズル８に符合する天井部1bの周縁部に形成した噴射孔、17は、各推進・洗浄用噴射ノズル10に符合する周壁部1aの下部周縁部に形成した噴射孔である。
【００４６】
このようにして、第２実施形態としての管内土砂掘削・排出装置Ａでは、支持体１内の上端部と下端部にそれぞれ推進・洗浄用噴射ノズル8,10を設けて、各推進・洗浄用噴射ノズル8,10から外側上方へ向けて噴射水Ｗを噴出させて、同噴射水Ｗにより支持体１を下方へ推進させると共に、管Ｂの内周面に付着している泥土を洗浄することができるようにしている。
【００４７】
ここで、各推進・洗浄用噴射ノズル8,10からは、本実施の形態である噴射水Ｗに代えて圧縮空気を噴出させることも、又は、噴射水Ｗと圧縮空気とを混合させた気泡混じりの噴射水を噴出させることもでき、土質等の作用条件に応じて適宜いずれかを採択することができる。
〔管内土砂掘削・排出工法についての説明〕
次に、前記した管内土砂掘削・排出装置Ａを使用して管Ｂ内の土砂の掘削と排出とを行う管内土砂掘削・排出工法について、図７を参照しながら説明する。なお、図７(a)〜図７(d)に示す中掘り工・圧入工の説明は、前記した内容と同一なので省略する。
（管内土砂掘削・排出工法の説明）
（１）図７(e)に示すように、管内土砂掘削・排出装置Ａを管Ｂの直上方位置に吊り込み装置（図示せず）により吊り込み、各掘削用噴射ノズル11から噴射水Ｗを噴出させて、支持体１の直下方に位置する地盤Ｇの土砂ｇを掘削し、さらに、各推進・洗浄用噴射ノズル8,10から外側上方へ向けて噴射水Ｗを噴出させて、同噴射水Ｗにより支持体１を下方へ推進させると共に、管Ｂの内周面に付着している泥土を洗浄する。
【００４８】
それと同時に、地上から案内管19を通して泥水排出体13内の空気を吸引（エアーリフト）することにより、各分岐排出片13b,13bの各泥水取り込み口20,20から泥水を取り込んで、各分岐排出片13b,13b→排出本片13a→案内管19をそれぞれ通して地上に排出する。
【００４９】
この際、泥水は、比較的小径の各分岐排出片13bを通って比較的大径の排水本片13aの下端部にて合流した時点で、上昇する流速が減速されることになるが、かかる合流地点、換言すると分岐排出片13b,13bの分岐部において、排出助長用噴射ノズル14から開閉弁体25を介して気泡混じりの噴射水Ｗａが上方へ向けて噴出させることにより、分岐排出片13b,13bから排出本片13aに泥水を円滑に合流させて速やか排出させることができる。
（２）図７(f)(g)に示すように、管内土砂掘削・排出装置Ａを徐々に下方へ掘進させて、管Ｂの下端部、すなわち、軟岩層Ｅに達するまで掘進させる。
（３）図７(h)に示すように、軟岩層Ｅに達したところで地上→案内管19→泥水排出体13を通して根固め用のコンクリートＣを供給し、各泥水取り込み口20,20から下方へ放出させながら管内土砂掘削・排出装置Ａを引き上げる。ｃは、根固め用のコンクリートＣの供給方向である。
【００５０】
そして、所定量の根固め用のコンクリートＣを放出し終えた時点で、同コンクリートＣの供給を停止させて、管内土砂掘削・排出装置Ａを地上に引き上げる。
【００５１】
ここで、管Ｂの下部内周面には、複数の支圧リング21を上下方向に一定の間隔を開けて取り付けて、同支圧リング21により管Ｂの外圧に対する強度を良好に確保すると共に、同管Ｂの内に打設された根固め用のコンクリートＣの付着性を良好に確保している。
（４）図７(e)〜(h)に示すように、地盤Ｇの表層を掘削して、栗石層22を敷設すると共に、捨てコンクリート層23を形成する。
【００５２】
このようにして、管内土砂掘削・排出装置Ａを所定の深さまで掘進させたところで、連続的に所定量のコンクリートＣを地上から上記管内土砂掘削・排出装置Ａに設けた泥水排出体13を通して供給することにより、同コンクリートＣにより管Ｂ内の下部の根固めないしは中詰めを確実に行うことができると共に、所定量のコンクリートＣを供給し終えた後も、管内土砂掘削・排出装置Ａをそのまま徐々に引き上げれば、所要の作業を終了させることができる。
【００５３】
その結果、排土作業と根固め作業ないしは中詰め作業とを一行程にて連続的にかつ効率的に行うことができて、工期と工費の低減化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明に係る第１実施形態としての管内土砂掘削・排出装置を使用した作業の工程説明図。
【図２】同管内土砂掘削・排出装置の使用状態での断面正面説明図。
【図３】同管内土砂掘削・排出装置の平面説明図。
【図４】同管内土砂掘削・排出装置の底面説明図。
【図５】同管内土砂掘削・排出装置の断面平面説明図。
【図６】同管内土砂掘削・排出装置の断面底面説明図。
【図７】本発明に係る第２実施形態としての管内土砂掘削・排出装置を使用した作業の工程説明図。
【図８】同管内土砂掘削・排出装置の使用状態での断面正面説明図。
【図９】同管内土砂掘削・排出装置の平面説明図。
【図１０】同管内土砂掘削・排出装置の底面説明図。
【図１１】同管内土砂掘削・排出装置の断面平面説明図。
【図１２】同管内土砂掘削・排出装置の断面底面説明図。
【符号の説明】
【００５５】
Ａ 管内土砂掘削・排出装置
１ 支持体
２ 連結体
３ 吊り込みワイヤ
４ 上部リング状配管
５ 下部リング状配管
６ 上部用給水配管
７ 下部用給水配管
８ 推進・洗浄用噴射ノズル
９ 上部用給水管
10 推進・洗浄用噴射ノズル
11 掘削用噴射ノズル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤に建て込まれた鋼管杭等の管内の土砂を噴射水により掘削する掘削用噴射ノズルと、同掘削用噴射ノズルにより掘削された土砂を泥水状態にて地上に排出する泥水排出体と、同泥水排出体と上記掘削用噴出ノズルとを支持する支持体とを具備することを特徴とする管内土砂掘削・排出装置。
【請求項２】
泥水排出体は、上下方向に伸延する筒状の排出本片と、同排出本片の下端部より外側下方へ向けて複数に分岐して伸延する分岐排出片とを具備し、同分岐排出片の分岐基部には排出本片内にて噴射水及び／又は圧縮空気を上方に向けて噴射して泥水の排出を助長する排出助長用噴射ノズルを設けたことを特徴とする請求項１記載の管内土砂掘削・排出装置。
【請求項３】
外側上方へ向けて噴射水及び／又は圧縮空気を噴出して支持体を下方へ推進させると共に、管の内周面を洗浄する推進・洗浄用噴射ノズルを具備することを特徴とする請求項１又は２記載の管内土砂掘削・排出装置。
【請求項４】
鋼管杭等の管内には、コンクリートを地上から泥水排出体を通して供給可能となしたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の管内土砂掘削・排出装置。
【請求項５】
請求項４記載の管内土砂掘削・排出装置により鋼管杭等の管内の土砂を噴射水により掘削すると共に、掘削した土砂を泥水状態にて地上に排出し、上記管内を所定の深さまで掘削したところで、上記管内土砂掘削・排出装置を上方へ引き上げながら、同管内土砂掘削・排出装置に設けた泥水排出体を通して地上から管内にコンクリートを所定量だけ供給する管内土砂掘削・排出工法。
【請求項１】
地盤に建て込まれた鋼管杭等の管内の土砂を噴射水により掘削する掘削用噴射ノズルと、同掘削用噴射ノズルにより掘削された土砂を泥水状態にて地上に排出する泥水排出体と、同泥水排出体と上記掘削用噴出ノズルとを支持する支持体とを具備することを特徴とする管内土砂掘削・排出装置。
【請求項２】
泥水排出体は、上下方向に伸延する筒状の排出本片と、同排出本片の下端部より外側下方へ向けて複数に分岐して伸延する分岐排出片とを具備し、同分岐排出片の分岐基部には排出本片内にて噴射水及び／又は圧縮空気を上方に向けて噴射して泥水の排出を助長する排出助長用噴射ノズルを設けたことを特徴とする請求項１記載の管内土砂掘削・排出装置。
【請求項３】
外側上方へ向けて噴射水及び／又は圧縮空気を噴出して支持体を下方へ推進させると共に、管の内周面を洗浄する推進・洗浄用噴射ノズルを具備することを特徴とする請求項１又は２記載の管内土砂掘削・排出装置。
【請求項４】
鋼管杭等の管内には、コンクリートを地上から泥水排出体を通して供給可能となしたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の管内土砂掘削・排出装置。
【請求項５】
請求項４記載の管内土砂掘削・排出装置により鋼管杭等の管内の土砂を噴射水により掘削すると共に、掘削した土砂を泥水状態にて地上に排出し、上記管内を所定の深さまで掘削したところで、上記管内土砂掘削・排出装置を上方へ引き上げながら、同管内土砂掘削・排出装置に設けた泥水排出体を通して地上から管内にコンクリートを所定量だけ供給する管内土砂掘削・排出工法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００６−２３３５８５（Ｐ２００６−２３３５８５Ａ）
【公開日】平成１８年９月７日（２００６．９．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−４９７８８（Ｐ２００５−４９７８８）
【出願日】平成１７年２月２４日（２００５．２．２４）
【出願人】（０００００６６５５）新日本製鐵株式会社 (6,474)
【出願人】（５９６１１４７０５）西鉄建機株式会社 (1)
【出願人】（３０５０００６８８）有限会社コスミック (1)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年９月７日（２００６．９．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年２月２４日（２００５．２．２４）
【出願人】（０００００６６５５）新日本製鐵株式会社 (6,474)
【出願人】（５９６１１４７０５）西鉄建機株式会社 (1)
【出願人】（３０５０００６８８）有限会社コスミック (1)
【Ｆターム（参考）】
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