(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端に掘削ビットを挿着したインナーロッドを回転駆動装置に連結し、重機のブーム先端から懸垂状態で当該回転駆動装置を吊下げ、上記インナーロッドの外周側に設けたアウターケーシングの回転を拘束しながら、当該回転駆動装置の回転力を用いて掘削を行う穿孔工法に用いる回転反力支持装置において、
上記回転駆動装置に連結されたインナーロッドの外周に、着脱自在に併設したアウターケーシングと、
上記アウターケーシングの外側面であって軸方向に固設された第１の反力プレートと、
上記回転駆動装置に設けられ、上記アウターケーシングの第１の反力プレートに対して干渉するようになっている第２の反力プレートと、
穿孔芯を確保するための枠組み状のガイドフレームに設けられ、上記アウターケーシングの径に相当するスパンを介して当該ガイドフレームに固設されている反力アームと、を有しており、
上記アウターケーシングと上記回転駆動装置とは、互いに固定連結されておらず、
上記アウターケーシングに設けられた第１の反力プレートに対しては、上記回転駆動装置側に設けた第２の反力プレートが、上記インナーロッドの回転方向において自在に係合するようになっており、
上記回転駆動装置によって上記インナーロッドに回転力を付与し始めた際に、当該回転駆動装置の第２の反力プレートが、上記アウターケーシングの第１の反力プレートに対して係合し、
上記回転駆動装置によって上記インナーロッドに回転力を付与している間、上記アウターケーシングの第１の反力プレートを、穿孔芯を確保する上記ガイドフレームに固設された反力アームに係合させ、それによって上記回転駆動装置の反力を確保するようになっていることを特徴とする穿孔工法用回転反力支持装置。
【請求項２】
上記反力アームが、ガイドフレームに対して位置変更自在に固設されることを特徴とする請求項１記載の穿孔工法用回転反力支持装置。
【請求項３】
上記反力アームのフランジに、上記反力プレートが係合自在な切り欠きが軸方向に２箇所以上形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の穿孔工法用回転反力支持装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
開示技術は、先端に掘削ビットを挿着したインナーロッドを回転駆動装置に連結し、重機のブーム先端から懸垂状態で当該回転駆動装置を吊下げ、上記インナーロッドの外周側に設けたアウターケーシングの回転を拘束しながら、前記回転駆動装置の回転力を用いて掘削を行う穿孔工法に用いられる装置の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
周知の如く山間林野部多く、しかも、複雑に入り組んだ長い海岸線に迫っている特殊な地勢条件の我が国にあっては、農業や牧畜用は勿論のこと、各種産業施設や住宅地に利用し得る平野部は極めて限られ、しかも、狭隘であり、したがって、都市部、地方部を問わず、全国的に各種の施設が構築され、しかも、全国津々浦々に亘り道路や鉄道網がネットワーク裡に敷設され、そのため、かかる構築物や鉄道や道路等の施工に際しては当該地盤の強度アップや当該地盤中に対する杭体の構築や橋梁の橋脚等の施工が少なからずあり、当該施工にあっては、上述した如く山間林野部が多い複雑な地形条件の下に行うがために、施工は極めて困難性に伴う場合が多く、時には危険も大きいものであり、施工期間も長く、コスト的にも高くつくというデメリットがあった。
【０００３】
殊に上述のような山間林野部等での杭打設工程中の掘削作業においては、工事用重機の自走による杭芯側近への移動を自在にする工事用道路が取り付け不能である場合もしばしばであり、したがって、杭芯位置の施工位置基面と重機足場との平面上の離隔、及び、高低差が不可避的に発生することになるため、施工上あらゆる工程において施工基面へのアクセスに著しい困難が生ずるばかりでなく、該離隔及び高低差により掘削装置を杭芯位置にセット作業を重機の懸吊によって行わなければならないという原理的な施工上の制限により、回転力を掘削作業の駆動力としている掘削装置の回転反力を確保するために、極めて大きな困難性を伴うという難点があった。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−１６６７８５号公報
【特許文献２】
特開平９−１９５６５５号公報
【特許文献３】
実開平３−２０９０号公報
【０００５】
これに対処するに図９に示す様な、例えば、特許文献１に示されている如く、河川１等を施工台車等の重機２が渡ることが出来ない対岸の所定部位３に橋梁用の橋脚等を構築するに際し、当該部位３に穿孔を掘削せねばならぬ際に該施工台車等の重機２からブーム４を延設し、該ブーム４の先端から掘削機５を吊下し、該掘削機５の回転駆動装置６に連係されて下設されたスリーブタイプのアウターケーシング７内に上下方向の打撃振動をさせる駆動装置８に固設したインナーロッド９の先端に掘削ビット１０を設けて掘削を所定に行うようにする技術が開発されている。
【０００６】
当該施工技術にあっては、穿孔掘削施工を行うに際し、まず所定深度まではインナーロッド９を上下方向深度の駆動装置８を介し掘削を行い、即ち、穿孔初期にあっては該インナーロッド９に対しては回転を付与しないで上下方向の振動のみによる掘削を行い、その間ビット１０の径よりもやや小さい径を有するアウターケーシング７をビット１０による穿孔内に自重により沈降させてその後該アウターケーシング７内のインナーロッド９に回転をも与え、回転力とインナーロッド９に対する上下方向振動作用を併せて付与させて、所定の穿孔を施工するようにしていた。
【０００７】
しかしながら、当該在来技術にあっては、穿孔初期においてインナーロッド９による上下振動作用のみで、回転作用を付与させないで、掘削を行うために、それまでの穿孔掘削に多大の時間を要し、期間的に長い時間を要し、施工能率が悪く、結果的にコスト高になるというデメリットがあり、又、穿孔の際、中，終期にあってはインナーロッド９に回転作用をも付与して穿孔を続行するようにしているが、当該インナーロッド９の回転反力を支持するアウタケーシング７の所定深度が回転を作用させてみないと分からないという欠点があり、又、支持反力がとれない場合には穿孔の直進性が設計通りに行われず、所謂穴曲り現象が生じて設計通りの直進性が保持出来難いという難点があった。
【０００８】
したがって、上述のかかる態様の穿孔施工は地勢条件が極めて限られた場所においてのみしか行われないという不都合さがあった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
この出願の発明の目的は上述従来技術に基づく地盤の改良工事や橋梁の橋脚の施工における掘削装置の直進性を保持するべくインナーロッドに対する回転付与の際に回転反力の支持が施工初期から施工中に充分に保持出来ない問題点を解決すべき技術的課題とし、掘削駆動装置が所定に搬入セットされる場所でさえあれば、極めて簡単な装置構造ながら、確実に施工初期からのインナーロッドの回転穿孔の際の該インナーロッドの回転に対するアウターケーシングの回転反力支持がセットされる地盤の性状や強度の大小に関わらず確実に図れ、設計通りの穿孔が初期から充分に図れるようにして建設産業における土木技術利用分野に益する優れた穿孔工法用回転反力支
持装置を提供せんとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述目的は、下記（１）〜（３）に記載の本発明によって達成される。
【００１１】
（１）  先端に掘削ビットを挿着したインナーロッドを回転駆動装置に連結し、重機のブーム先端から懸垂状態で当該回転駆動装置を吊下げ、上記インナーロッドの外周側に設けたアウターケーシングの回転を拘束しながら、当該回転駆動装置の回転力を用いて掘削を行う穿孔工法に用いる回転反力支持装置において、
上記回転駆動装置に連結されたインナーロッドの外周に、着脱自在に併設したアウターケーシングと、
上記アウターケーシングの外側面であって軸方向に固設された第１の反力プレートと、
上記回転駆動装置に設けられ、上記アウターケーシングの第１の反力プレートに対して干渉するようになっている第２の反力プレートと、
穿孔芯を確保するための枠組み状のガイドフレームに設けられ、上記アウターケーシングの径に相当するスパンを介して当該ガイドフレームに固設されている反力アームと、を有しており、
上記アウターケーシングと上記回転駆動装置とは、互いに固定連結されておらず、
上記アウターケーシングに設けられた第１の反力プレートに対しては、上記回転駆動装置側に設けた第２の反力プレートが、上記インナーロッドの回転方向において自在に係合するようになっており、
上記回転駆動装置によって上記インナーロッドに回転力を付与し始めた際に、当該回転駆動装置の第２の反力プレートが、上記アウターケーシングの第１の反力プレートに対して係合し、
上記回転駆動装置によって上記インナーロッドに回転力を付与している間、上記アウターケーシングの第１の反力プレートを、穿孔芯を確保する上記ガイドフレームに固設された反力アームに係合させ、それによって上記回転駆動装置の反力を確保するようになっていることを特徴とする穿孔工法用回転反力支持装置。
【００１２】
（２）  上記反力アームが、ガイドフレームに対して位置変更自在に固設されることを特徴とする上記（１）記載の穿孔工法用回転反力支持装置。
【００１３】
（３）  上記反力アームのフランジに、上記反力プレートが係合自在な切り欠きが軸方向に２箇所以上形成されていることを特徴とする上記（１）又は（２）記載の穿孔工法用回転反力支持装置。
【００１４】
上述構成において、河川の対岸等に橋梁の橋脚等を構築するに、施工台車等の重機等のブームを介しＨ型鋼製等の井桁状のガイドフレームを所定に搬入して、その地盤表面に倣うようにセットする。その際、予め切り欠きを凹設してある一対の反力アームを、ガイドフレームのビームの所定部位に、所定スパン（アウターケーシングの径相当）を介して固設する。続いて、掘削装置を重機のブームを介しガイドフレーム上に搬入セットし、該掘削装置のアウターケーシングの両側に設けた反力プレートを反力アームのフランジに凹設した切り欠きに係合させる。次に、回転駆動装置によりアウターケーシング内のインナーロッドに施工初期から回転作用を付与するとともに、インナーロッドを上下振動付与装置により上下方向の振動も与えて、当該地盤に対する掘削作用を介し穿孔する。
【００１５】
上記態様において、ガイドフレームに固設された反力アームのフランジに凹設された切り欠きに回転反力を施工初期から支持させるようになっているので、安定した状態で設計通りの直進的な掘削が行われる。また、地盤強度の強弱に関わりなく、穴曲り等を生じさせることなく高精度の穿孔が行われる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次にこの出願の発明が実施しようとする形態を実施例の態様として図１乃至図８に基づいて説明すれば以下の通りである。
【００１７】
尚、第９図と同一態様部分は同一符号を用いて説明するものとする。
【００１８】
図１，２に示す態様において、アウターケーシング７は図９に示す一般態様のアウターケーシング７と同様のものである。
【００１９】
アウターケーシング７は図示実施例にあっては、上部の回転駆動装置６に図示しないボルト等を介し相対回転不可能に連結固設されている態様であるが、他の態様としては回転駆動装置６に対して非固設連結状態のフリーの状態にした設計も可能である。
【００２０】
図示態様において、アウターケーシング７の相対向する両側面には回転駆動装置６の直下から先端にかけて所定幅サイズの一対の鋼製の第１反力プレート１２，１２が溶接、或いは、ボルト等を介して固設されている。
【００２１】
図３（イ），（ロ）に示す様に、回転駆動装置６側にも第２反力プレート１２´が設けられている。そして、アウターケーシング７側の第１反力プレート１２と、回転駆動装置６側の第２反力プレート１２´とが、互いに干渉的に係合することが出来るようにもされている。
【００２２】
尚、設計によっては、第１反力プレート１２は一対ではなく、１つ、或いは、３つ以上であっても良い。
【００２３】
回転反力支持装置本体を成す井桁状のガイドフレーム１３は、図４乃至図７に示すように構成されている。このガイドフレーム１３において、所定長さの一対の長手方向のＨ型鋼製のビーム１４，１４は、その端部において、Ｈ型鋼製の補強材１５，１５を溶接等することにより一体的に固定されている。これにより、ガイドフレーム１３の剛性と強度が保持されるようになっている。
【００２４】
ガイドフレーム１３のビーム１４，１４の補強材１５，１５寄りには同じく他のＨ型鋼製の４つの杭１７，１７が対向して一対その基端部をビーム１４の外側面に溶接により固設されて一体化されている。
【００２５】
ガイドフレーム１３のビーム１４，１４には、図３（イ）に示す様に、アウターケーシング７の径に略等しいスパンを介して対向する一対のＨ型鋼製の反力アーム１８，１８が設けられている。当該反力アーム１８，１８は、図示しないボルトにより、取り外し移動自在（ビーム１４の長手方向に移動自在）に固定されている。これにより、反力アーム１８，１８は、上記スパンを保ったまま取付け位置を変えることができるようになっている。
【００２６】
また、反力アーム１８，１８は、一般のＨ型鋼と同様であり、そのウエブの両端部にはフランジ１９，１９が一体形成されている（図６参照）。この相対向するフランジ１９，１９の中途部には切り欠き２０が設けられている。切り欠き２０は、上下のフランジ１９，１９の回転軸方向の２箇所を凹設することによって形成されている。このフランジ１９に形成された切り欠き２０は、それぞれ、上記アウターケーシング７の第１反力プレート１２を軸方向においてガイドし、且つ当該第１反力プレート１２と係合するようになっている。
【００２７】
なお、ビーム１４自体に切り欠きを設けるようにすることも可能である。
【００２８】
上述構成において、図９に示す在来態様同様に河川１を挾んでの対岸の施工部位の地盤３に橋梁の橋脚構築用等の穿孔を形成するに際しては、まず、一方側の川岸に搬入セットした施工台車等の重機２から延設するブーム４の先端から上記ガイドフレーム１３を吊下した状態にして所定位置の地盤３に搬入セットする。次いで、杭１７，１７を、バイブロハンマ等の杭打機を介し所定深度の地盤１６に貫入する。続いて、反力アーム１８，１８を、ガイドフレーム１３の所定部位に位置決めして固定する。
【００２９】
次に、重機のブーム４の先端を介して掘削装置５を吊り下げ搬入し、インナーロッド９の先端ビット１０をガイドフレーム１３の所定位置に位置決めする。そして、ガイドフレーム１３に渡設固定した反力アーム１８，１８間の所定部位に対して、アウターケーシング７を位置合わせする。このとき、アウターケーシング７の両側面に固設した第１反力プレート１２，１２を、反力アーム１８のフランジ１９に凹設した切り欠き２０に係合させて、当該切り欠き２０が第１反力プレート１２をガイドするようにする（図７及び図８参照）。
【００３０】
そして、回転駆動装置６を回転させると、該回転駆動装置６はインナーロッド９に回転作用を与える。ところが、アウターケーシング７は、第１反力プレート１２及び切り欠き２０を介して反力アーム１８に拘束されるので、回転することはない。したがって、アウターケーシング７を拘束した状態でインナーロッド９に回転作用が与えられるので、上下方向振動装置８と共にインナーロッド９は上下方向振動による打撃作用と回転作用を初期施工から共に付与される。この間、インナーロッド９の回転反力は非回動状態のアウターケーシング７に支持されて地盤１６の強度の大小に関わらず安定した状態でセットされ所謂穴曲り等を生ぜず設計通りの直進性をもって掘削の穿孔がなされていく。
【００３１】
その場合、セット状態は地盤１６に対するガイドフレーム１３がその表面を倣うようにされ、したがってセット状態は終始安定状態を維持する。
【００３２】
なお、上述した態様において、アウターケーシング７は回転駆動装置６に対して固設連結されている。しかしながら、本発明に従って実施可能な態様は上述したものに限定されるものではなく、図３（イ），（ロ）に示すように、アウターケーシング７と回転駆動装置６とを固定連結しないで、回転駆動装置６に設けた第２反力プレート１２´とアウターケーシング７の第１反力プレート１２が干渉的に係合して上述同様に回転反力を支持するようにしてもよい。
【００３３】
このプロセスにおいて、図９に示す在来態様では施工初期には、上下方向振動付与装置８によるインナーロッド９に対する上下方向振動打撃作用のみが付与されて回転作用は付与されないため、該アウターケーシング７の初期沈降作用により該沈降後にインナーロッド９に対する回転作用を回転駆動装置６により付与される場合の回転をアウターケーシング７にも付与されるようにしているものであるが、この出願の発明にあっては、施工時の初期からインナーロッド９に上下方向振動打撃作用と回転作用を共に付与しても、該インナーロッド９の回転反力はアウターケーシング７に支持されるようになっている。そして、アウターケーシング７は反力アーム１８の切り欠き２０に係合する第１反力プレート１２に拘束されるために、掘削穿孔はその施工初期から地盤１６の性状や強度の大小に関わらず安定した姿勢でセットされ穴曲り等なく、設計通りの直進性を保ち、正確に施工がなされる。
【００３４】
この時、杭１７，１７が該地盤１６に強固に貫入して固定されているために、又、ガイドフレーム１３が井桁状で地盤１６の表面に倣ってセットされるため、ガイドフレーム１３の姿勢状態は終始安定状態である。そのため、固定状態のガイドフレーム１３の反力アーム１８に設けた切り欠き２０と係合する第１反力プレート１２により、アウターケーシング７の回転力は吸収されることとなる。
【００３５】
また、アウターケーシング７と回転駆動装置６とが連結固設されていなくても、第１反力プレート１２と第２反力プレート１２´との干渉的な係合で稼働中は実質的に静定的な安定した連動関係を維持した状態となる。
【００３６】
したがって、回転駆動装置６の回転駆動時においては、アウターケーシング７および回転駆動装置６自体が回転することはないので、回転駆動装置６の出力軸からの回転力はインナーロッド９のみに伝達される。その結果、インナーロッド９は、上下方向振動装置８による上下方向振動打撃と回転駆動装置６の回転作用により、設計通りの穴曲りの無い直進性をもった掘削穿孔をなしていく。
【００３７】
而して、初回の掘削穿孔が終了すれば、ブーム４を介し掘削装置５を吊り上げて引き抜く。次回の隣位する部位に掘削穿孔を行うには、ガイドフレーム１３の反力アーム１８，１８を両者の間隔ピッチを保持した状態で両ビーム１４の長手方向隣位する部位に移動してボルト締め固定する。そして、再び掘削装置５をブーム４により所定ピッチ移動して隣位する部位の掘削穿孔を行う。
【００３８】
したがって、インナーロッド９にその施工初期から上下方向振動打撃付与と回転付与を行っても、アウターケーシング７はガイドフレーム１３の反力アーム１８により回転が拘束されるので、インナーロッド９を回転駆動するための回転反力をアウターケーシング７に対して確保することができる。
【００３９】
しかも、ガイドレーム１３は地盤１６の表面に地盤状態に関わりなく安定した状態にセットされ、しかも、プレート状でなく枠組み状態であるために初期組付がし易く耐久性も良く、低コストで出来るというメリットがある。
【００４０】
そして、全ての掘削穿孔施工すれば、ガイドフレーム１３もブーム４により引き抜き撤去して次回に使用するように適宜に解体格納しておくことが出来る。
【００４１】
なお、この出願の発明の実施態様は上述実施例に限るものでないことは勿論であり、ガイドフレームは複数製造して施工部位に並べて設置したりするなど種々の態様が採用可能である。
【００４２】
また、アウターケーシング７の側部に付設する第１反力プレート１２は、２枚に限らず、１枚又は３枚以上に複数枚設置してもよい。また、反力アーム１８のフランジ１９の切り欠き２０を凹設する数も２つに限らず、１つであってもよい。さらに、杭１７もガイドフレームの両側に４組固設するのではなく、１部位に一対設けたり、１組のみ設ける等適宜に行うことが出来るものである。
【００４３】
【発明の効果】
以上、この出願の発明によれば、施工初期からインナーロッドに振動打撃作用と回転作用を同時に付与しても、インナーロッドに回転力を付与するために必要な回転反力をアウターケーシングに対して直ちに確保することができる。したがって、在来態様の如く施工初期において、インナーロッドに振動打撃に作用のみを与えて回転を付与するタイミングを図る所定深度を計測するという煩瑣な手間が省け、最初からインナーロッドに回転作用を付与し設計通りの掘削穿孔が出来るという優れた効果が奏される。
【００４４】
また、アウターケーシングは掘削軸に沿う２点以上の固定点を持つ反力アームにより固定され、更に該反力アームが井桁状のガイドフレームに固定されていることによりセットされる地盤の性状や、強度の大小に関わらず安定した姿勢でセットされるという山間林野部や河川において頻出する現場の施工不能、施工精度劣化の原因を排除する優れた効果が奏される。
【００４５】
また、上述した本発明によれば、非連結固設状態に連係したアウターケーシングの側部に少なくとも１枚の反力プレートを固設し、上記非連結固設的な状態にあっても、回転駆動装置とアウターケシングの双方に設けた反力プレート相互の干渉的な連係が可能であるようにしている。しかも、掘削装置を臨ませるガイドフレームに、第１反力プレートに係合する切り欠きを有するフランジを配設された反力アームを設けて配設すると共に、杭を設けて地盤にガイドフレームを固定状態に設置するようになっている。これにより、アウターケーシングに対するインナーロッドの回転反力が初期から伝達されても、アウターケーシングが実質的に安定した静定的に拘束されるために、インナーロッドの回転反力が確実に確保され、施工初期から穴曲り等が無い正確な掘削穿孔が行えるという優れた効果が奏される。
【００４６】
又、ガイドフレームにおける反力アームが長手方向に位置変位自在にボルト等により取り外し固定自在にされていることにより、穿孔を所定ピッチで隣位させて施工する場合に、該ガイドフレームのビームに対し反力アームを所定スパンを保持した状態で移動させて取り付け位置を変えることにより所定ピッチで相隣る隣位する掘削穿孔が能率良く行えるという優れた効果が奏される。
【００４７】
又、ガイドフレームはその側面に設けている杭により当該掘削穿孔を施工する地盤に対し静定的に安定した固定状態を保持出来るために、上記アウターケーシングのインナーロッドに対する回転反力付与が確実に図れるという優れた効果が奏される。
【００４８】
そして、井桁状のガイドフレームにより地盤表面に倣ってプレートと同様に安定した姿勢状態でセット出来るという優れた効果が奏される。
【００４９】
又、初期セット時にはプレートと異なり井桁状であるため、組み立て作業が容易であり耐久性もよく低コストで出来るという優れた効果が奏される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  掘削装置の要部切截側面図である。
【図２】  アウターケーシングの反力プレート付きの態様の部分断面図である。
【図３】  アウターケーシングと回転駆動装置が非連結状態の態様を示すものであり、（イ）はその全体透視斜視図、（ロ）は部分平断面図である。
【図４】  ガイドフレームの全体概略平面図である。
【図５】  同地盤に貫入設置した部分断面側面図である。
【図６】  同反力アームの構造図であり、（ハ）はその側面図であり、（ニ）同底面図であり、（ホ）同正面図である。
【図７】  ガイドフレームにアウターケーシングを臨ませた取り合い部分断面平面図である。
【図８】  同部分断面側面図である。
【図９】  従来技術に基づく穿孔掘削施工の部分断面側面図である。
【符号の説明】
１              河川
３              地盤
５              掘削装置
６              回転駆動装置
７              アウターケーシング
９              インナーロッド
１０            掘削ビット
１２            第１反力プレート
１２´          第２反力プレート
１３            ガイドフレーム
１４            ビーム
１５            補強材
１７            杭
１８            反力アーム
１９            フランジ
２０            切り欠き
【図１】
0003640371.tif 000002
【図２】
0003640371.tif 000003
【図３】
0003640371.tif 000004
【図４】
0003640371.tif 000005
【図５】
0003640371.tif 000006
【図６】
0003640371.tif 000007
【図７】
0003640371.tif 000008
【図８】
0003640371.tif 000009
【図９】
0003640371.tif 000010