(57)【要約】  【課題】ケーシング等の設備の小型化を図るとともに、先行削孔としての口径を維持しながら掘削量および排土量を少なくして、経済性に優れ、しかも周囲の環境への影響を最小限にとどめた先行削孔工法を提供する。  【解決手段】硬質地盤の掘削に先立ってそれよりの軟質の土質地盤に置換する先行削孔工法である。外周に螺旋状の掘削羽根６を備えたケーシング３を旋回させながら地中に圧入して、ケーシング３内部の土をハンマーグラブ１０にて掘削・排土しながら所定深度まで削孔する。同時に、ケーシング３とともに旋回する掘削羽根６によりケーシング３の外周側の土を所定深度まで掘削して軟質原土層Ｇとする。その後、ケーシング３の内部に置換土Ｍを投入しながらケーシング３を逆転旋回させて引き抜く。  【選択図】  図６
2006045831.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
硬質地盤の掘削に先立ってそれよりの軟質の土質地盤に置換する先行削孔工法であって、
外周に掘削羽根を備えた円筒状のケーシングを旋回させながら地中に圧入して、ケーシング内部の土を掘削・排土しながら所定深度まで削孔する工程と、
上記ケーシング内部の土の掘削・排土処理と並行して、ケーシングとともに旋回する掘削羽根によりケーシングの外周側の土を所定深度まで掘削する工程と、
上記ケーシングの内部に置換土を投入してケーシングを旋回させながら引き抜く工程と、
を含むことを特徴とする先行削孔工法。
【請求項２】
上記掘削羽根が螺旋状のものであることを特徴とする請求項１に記載の先行削孔工法。
【請求項３】
ケーシングを地中に圧入する際の旋回を正転とし、ケーシングを引き抜く際の旋回を逆転とするものであることを特徴とする請求項２に記載の先行削孔工法。
【請求項４】
上記ケーシングの先端部に複数の掘削羽根を装着してあることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の先行削孔工法。
【請求項５】
上記ケーシングおよび掘削羽根の先端にそれぞれカッタービットを装着してあることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の先行削孔工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、硬質地盤の掘削に先立ってそれよりの軟質の土質地盤に置換する先行削孔工法に関し、例えば鋼製セグメント圧入工法等による圧入ケーソンの構築に先立って、ケーソン刃先抵抗を軽減するために小径で且つ多数の削孔をもって軟質の砂地盤等に置換する工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の技術として、例えば非特許文献１に記載のように、全旋回式のケーシング削孔機にて削孔しながらケーシング内部の土をハンマーグラブ等にて掘削・排土し、所定深度に達したならばケーシング内に山砂等を投入しながらそのケーシングを引き抜くようにしたいわゆる砂置換先行削孔工法が知られている。
【非特許文献１】山口、外１名、「市街地における狭隘な用地での大規模立坑の施工」、土木施工、株式会社山海堂、平成１２年１０月１日、第４１巻、第１３号、通巻５３３号、ｐ．８−１５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、非特許文献１に代表されるような従来の技術では、ケーシングの口径寸法が掘削された孔径にほかならないから、相対的にケーシングとして大口径のものが、旋回駆動装置として能力の大きなものがそれぞれ必要とされるほか、ケーシング内の全ての土を掘削する必要があるためにハンマーグラブとして大容量のものが、それを支持するクレーンとして能力の大きなものがそれぞれ必要となり、全体としてコストアップが余儀なくされる。
【０００４】
また、ケーシングそのものが相対的に大口径であるが故に、掘削量とともに排土量が多くなり、周囲に及ぼす環境悪化が危惧される。
【０００５】
本発明はこのような課題に着目してなされたものであり、とりわけケーシングをはじめとする付帯設備それぞれの小型化を図るとともに、先行削孔としての口径を維持しながら掘削量および排土量を少なくして、経済性に優れ、しかも周囲の環境への影響を最小限にとどめることができる先行削孔工法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、硬質地盤の掘削に先立ってそれよりの軟質の土質地盤に置換する先行削孔工法として、外周に掘削羽根を備えた円筒状のケーシングを旋回させながら地中に圧入して、ケーシング内部の土を掘削・排土しながら所定深度まで削孔する工程と、上記ケーシング内部の土の掘削・排土処理と並行して、ケーシングとともに旋回する掘削羽根によりケーシングの外周側の土を所定深度まで掘削する工程と、上記ケーシングの内部に置換土を投入してケーシングを旋回させながら引き抜く工程と、を含むことを特徴とする。
【０００７】
この場合、上記掘削羽根は例えば螺旋状ものとし、ケーシングを地中に圧入する際の旋回を正転動作とし、ケーシングを引き抜く際の旋回を逆転動作とするものとする。
【０００８】
また、上記ケーシングの先端部に複数の掘削羽根を装着してあることが望ましく、さらに上記ケーシングおよび掘削羽根の先端にそれぞれカッタービットを装着してあることが望ましい。
【０００９】
したがって、本発明では、ケーシングに掘削羽根を装着してあるが故に、ケーシング内部の掘削・排土処理とケーシング外周側の原土の掘削・撹拌処理とが並行して行われことになり、最終的にはケーシング内部が砂等の置換土と置換される一方で、ケーシング外周側にて一旦掘削・撹拌された原土は排土されることなくそのまま残される。そして、置換土と一旦掘削・撹拌された原土との総和をもって、当初よりも軟質の地盤と化することになる。そして、ケーシングは置換土相当部の口径があれば足りることから、従来よりも相対的に小さいもので済むことになる。また、ケーシングを引き抜く際に、掘削羽根付きのそのケーシングを逆転旋回させれば、掘削羽根による置換土の転圧もしくは締め固め効果も期待できるようになる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、小口径のケーシングによる削孔で大口径の先行削孔を行った場合と同等の効果が得られることから、ケーシングをはじめとする付帯設備としては小型のもので所期の目的を達成することができ、コストダウンを図ることができて経済的な施工が行える。
【００１１】
また、ケーシングが小さくなることによって掘削・排土量のほか必要とされる置換土の量も少なくなるため、コストダウンを図ることができるとともに、周囲の環境への影響を最小限におさえることができ、一段と経済的な施工を行える。
【００１２】
さらに、ケーシングの引き抜きの際に当該ケーシングを逆転旋回させることにより、一旦掘削・撹拌された原土の掘削羽根による転圧もしくは締め固め効果が期待できるため、後処理としての転圧もしくは締め固めを必要としない利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１以下の図面は本発明のより具体的な実施の形態を示す図であり、特に図１は施工に必要とされる設備全体の概略説明図を、図２は図１の要部拡大図をそれぞれ示し、さらに図３以下の図面は施工の手順の詳細を示している。
【００１４】
図１に示すように、先行削孔のための設備として、全旋回式オールケーシング削孔機（以下、単に「削孔機」という）１とクローラクレーン（以下、単に「クレーン」という）２が用意される。
【００１５】
削孔機１は所定口径の円筒状のケーシング３を主要素とするもので、周知のようにそのケーシング３は油圧式の駆動装置４に内挿されているとともに、ケーシング３の先端には図２の（Ａ）に示すように複数のカッタービット５が装着されている。そして、ケーシング３は駆動装置４にて旋回駆動されながら同時に地中への圧入推力が付与されて、削孔に供される。なお、ケーシング３は駆動装置４による正転と逆転が可能となっている。また、ケーシング３は施工の途中で何回かケーシングピースが継ぎ足されて、最終的に所定深度まで圧入される。
【００１６】
ケーシング３の先端外周には、図２に示すように螺旋状の４枚の掘削羽根６が装着されているとともに、各掘削羽根６の先端には複数のカッタービット７が装着されている。したがって、上記のようにケーシング３が旋回駆動されながら地中に圧入されることで、ケーシング３内に入り込む土を周囲の土から切り離すような削孔処理と、ケーシング３外周の掘削羽根６にてそのケーシング３の周囲の土を掘削しながら撹拌する処理とが並行して行われることになる。
【００１７】
ここで、ケーシング３の正転による旋回時に掘削羽根６が積極的に土中に食い込むように、予めその掘削羽根６の螺旋形状の傾きが考慮されている。
【００１８】
図１に示したクレーン２はそのジブ８の先端から垂下したロープ９にハンマーグラブ１０を吊り下げ支持しており、後述するようにケーシング３内への投下と吊り上げとを繰り返して、ケーシング３内の土の掘削と排土処理を行うことになる。同時に、ハンマーグラブ１０は削孔された孔Ｈへの置換土の投入作業をも司っている。
【００１９】
施工の手順としては、図３の（Ａ）に示すように、ケーシング３の真上にハンマーグラブ１０を待機させた状態で、駆動装置４によりケーシング３に正転による旋回と圧入推力とが与えられると削孔を開始する。
【００２０】
すなわち、図３の（Ａ）に示すように、ケーシング３が徐々に地中に圧入されると、ケーシング３の内径に相当する部分の現土が周りの土から切り取られるようにしてケーシング３の内部に入り込む一方、ケーシング３の外周側では掘削羽根６によって原土の掘削と撹拌とが並行して行われて軟質原土層Ｇと化しながら、削孔が進行する。
【００２１】
さらに、上記のような削孔時にハンマーグラブ１０を併用し、同図（Ｂ）に示すように、ケーシング３内へのハンマーグラブ１０の投下とその引き上げを繰り返すことで、ケーシング３内の原土の掘削と排土とが行われる。なお、ケーシング３の外周側では原土の掘削と撹拌が行われても、その原土が排土されることはない。
【００２２】
ケーシング３が所定深度まで圧入されて且つそのケーシング３の内部の原土が排土されることにより削孔が完了した状態を図４の（Ａ）に示す。この状態では、駆動装置４によるケーシング３への旋回力および圧入推力の付与が一旦中断されるとともに、先に述べたように原土のうちケーシング３の外周側であって且つ掘削羽根６よりも上方では、その掘削羽根６が通過したことによって掘削・撹拌されて軟質原土層Ｇとなっている。なお、図３の（Ａ）の状態から図４の（Ａ）の状態に移行するまでの間に、何回かのケーシングピースの継ぎ足しが行われる。
【００２３】
削孔が完了したならば、同図（Ｂ）のほか図５の（Ａ），（Ｂ）に示すように、ハンマーグラブ１０を使ってケーシング３の内部に置換土Ｍとして山砂等の購入土を投入して、ケーシング３内の底部、ひいては掘削された孔Ｈの孔底側から順に埋め戻す。この場合、先にケーシング３内の掘削時に排土した土に砂質土が含まれている場合にはその砂質土のみを購入土とともに再利用することもある。
【００２４】
上記のようにケーシング３内の底部に所定量の置換土Ｍが投入されたならば、図５の（Ｂ）に示すように、ケーシング３を逆転にて旋回動作させながら、置換土Ｍにて埋め戻された分だけケーシング３を引き上げる。この場合、ケーシング３とともに掘削羽根６が逆転動作することにより、一旦は掘削羽根６にて掘削・撹拌された軟質原土層Ｇ、すなわちケーシング３の周囲の軟質原土層Ｇの転圧もしくは締め固め効果が期待できる。
【００２５】
そして、このような所定量の置換土Ｍの投入による孔Ｈの埋め戻しとケーシング３の逆転による引き抜きとを交互に繰り返すことにより、図６の（Ａ）に示すように孔Ｈの埋め戻し深さを漸次大きくする。
【００２６】
この後、図６の（Ｂ）に示すように、一旦は掘削された孔Ｈが全て置換土Ｍで埋め戻されたならば、地上に引き抜かれたケーシング３とともに駆動装置４を撤去し、これをもっていわゆる砂置換を目的とした先行削孔が完了する。すなわち、一旦は掘削された孔Ｈが原土に代わる山砂等の置換土Ｍで置換されるとともに、置換土Ｍの周囲は原土のままでありながらも、掘削羽根による掘削・撹拌と転圧もしくは締め固め効果によって従前よりも軟質ないわゆるＮ値の小さな軟質原土層Ｇと化し、この軟質原土層Ｇも実質的に置換土Ｍと同等の機能を発揮することになる。
【００２７】
このように本実施の形態によれば、置換土Ｍのほかその置換土Ｍの周囲の軟質原土層Ｇも実質的に置換土Ｍと同等の機能を発揮することから、ケーシング３にて実際に削孔する孔Ｈの径およびケーシング３の口径は従来のものより著しく小さくて済むほか、そのケーシング３を駆動する駆動装置４も小型のもので十分に対応できることになる。
【００２８】
その上、ケーシング３の口径が小さくて済むことは排土量も少ないことを意味し、周囲環境に及ぼす影響を最小限に抑えつつ、ハンマーグラブ１０やクレーン２も小型のもので十分に対応できることになり、きわめて経済的な施工を行える。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係る先行削孔工法に使用される削孔設備の概略構造を示す説明図。
【図２】図１に示すケーシングの詳細を示す図で、（Ａ）はその正面図、（Ｂ）は同図（Ａ）の下面図。
【図３】（Ａ），（Ｂ）共に先行削孔工法の施工手順の詳細を示す工程説明図。
【図４】（Ａ），（Ｂ）共に図３に続く先行削孔工法の施工手順の詳細を示す工程説明図。
【図５】（Ａ），（Ｂ）共に図４に続く先行削孔工法の施工手順の詳細を示す工程説明図。
【図６】（Ａ），（Ｂ）共に図５に続く先行削孔工法の施工手順の詳細を示す工程説明図。
【符号の説明】
【００３０】
１…全旋回式オールケーシング削孔機
２…クローラクレーン
３…ケーシング
４…駆動装置
５…カッタービット
６…掘削羽根
７…カッタービット
１０…ハンマーグラブ
Ｇ…軟質現土層
Ｈ…孔
Ｍ…置換土
【図１】
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【図２】
2006045831.tif 000004
【図３】
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【図４】
2006045831.tif 000006
【図５】
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【図６】
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