(57)【要約】      （修正有）【課題】操作性が要求される繰り出し時においても、又大きな巻上力が要求される巻き取り時の双方に対応することによって、スライムを効率的に除去することが可能な場所打ち杭工法におけるスライム処理装置及びその方法を提供する。【解決手段】掘削する地中孔の深さが深かったり、地中孔を地下に掘削したり、或いはスライム処理装置１を、地中孔の開口部や泥水面から一定距離を有する場所に設置することによって、スライム処理装置１の設置場所が地中孔の泥水面から一定距離離間していることに起因して、地中孔内への水中サンドポンプ１００の下降に伴う揚泥ホース３０の繰り出し時Ｆは低圧Ｌに、地中孔内における水中サンドポンプ１００の巻き取り時Ｗは高圧Ｈの２段階に制御する場所打ち杭工法におけるスライム処理装置を基本として提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吊支索巻取ドラムに繰り出し・巻き取り可能に巻回した吊支索に吊支した水中サンドポンプを、泥水を安定液として掘削を完了した地中孔内に下降させて泥水とともにスライムを吸引し、揚泥ホース巻取ドラムに繰り出し・巻き取り可能に巻回して水中サンドポンプに連結した揚泥ホースを介して、地上に揚泥して排出する場所打ち杭工法におけるスライム処理装置において、
吊支索巻取ドラムを吊支用油圧モータによって巻き取り方向又は繰り出し方向に回転駆動可能とし、揚泥ホース巻取ドラムを揚泥用油圧モータによって巻き取り方向にのみ回転駆動可能とし、
水中サンドポンプの下降時には、揚泥ホース巻取ドラムを巻き取り方向に回転駆動させて揚泥ホースを緊張させた状態で、吊支索巻取ドラムを繰り出し方向に回転駆動させることによって、吊支索を繰り出して水中サンドポンプを地中孔内に下降させるとともに、揚泥ホースを揚泥ホース巻取ドラムから繰り出し、
水中サンドポンプの上昇時には、揚泥ホース巻取ドラム及び吊支索巻取ドラムを巻き取り方向に回転駆動させ、吊支索を吊支索巻取ドラムに巻き取り、水中サンドポンプを上昇させるとともに、揚泥ホースを揚泥ホース巻取ドラムに巻き取り、
揚泥用油圧モータの圧力を、吊支索の繰り出し時と巻き取り時において異なる圧力で制御することを特徴とする場所打ち杭工法におけるスライム処理装置。
【請求項２】
揚泥用油圧モータの圧力を、吊支索の繰り出し時は低圧に、吊支索の巻き取り時は高圧の２段階に制御可能とした請求項１記載の場所打ち杭工法におけるスライム処理装置。
【請求項３】
揚泥用油圧モータの低圧時の圧力を４０Ｋｇ／Ｃｍ２以下とし、高圧時の圧力を５０Ｋｇ／Ｃｍ２〜８０Ｋｇ／Ｃｍ２とした請求項２記載の場所打ち杭工法におけるスライム処理装置。
【請求項４】
水中サンドポンプに電力を供給するために水中サンドポンプに連結したキャブタイヤを、キャブタイヤ巻取ドラムに繰り出し・巻き取り可能に巻回し、キャブタイヤ巻取ドラムを給電用油圧モータによって巻き取り方向にのみ回転駆動可能とし、
水中サンドポンプの下降時には、キャブタイヤ巻取ドラムを巻き取り方向に回転駆動させてキャブタイヤを緊張させた状態で、キャブタイヤをキャブタイヤ巻取ドラムから繰り出し、
水中サンドポンプの上昇時には、キャブタイヤ巻取ドラムを巻き取り方向に回転駆動させてキャブタイヤをキャブタイヤ巻取ドラムに巻き取り、
給電用油圧モータの圧力を、吊支索の繰り出し時と巻き取り時において異なる圧力で制御する請求項１，２又は３記載の場所打ち杭工法におけるスライム処理装置。
【請求項５】
給電用油圧モータの圧力を、吊支索の繰り出し時は低圧に、吊支索の巻き取り時は高圧の２段階に制御可能とした請求項４記載の場所打ち杭工法におけるスライム処理装置。
【請求項６】
給電用油圧モータの低圧時の圧力を３０Ｋｇ／Ｃｍ２以下とし、高圧時の圧力を５０Ｋｇ／Ｃｍ２〜５５Ｋｇ／Ｃｍ２とした請求項５記載の場所打ち杭工法におけるスライム処理装置。
【請求項７】
泥水を安定液として掘削を完了した地中孔内に、請求項１〜６のいずれかに記載の場所打ち杭工法におけるスライム処理装置の水中サンドポンプを下降させて泥水とともにスライムを吸引し、地上に揚泥して排出する場所打ち杭工法におけるスライム処理方法において、
揚泥用油圧モータの圧力を、水中サンドポンプの下降時と、上昇時において異なる圧力を選択して揚泥ホースを巻き取ることを特徴とする場所打ち杭工法におけるスライム処理方法。
【請求項８】
スライム処理装置を地中孔の泥水面から所定距離離間させて設置する請求項７記載の場所打ち杭工法におけるスライム処理方法。
【請求項９】
スライム処理装置を地中孔の泥水面から高さ方向に所定距離離間させて設置する請求項７記載の場所打ち杭工法におけるスライム処理方法。
【請求項１０】
スライム処理装置を地中孔の泥水面から所定高さを有する構台上に設置する請求項８又は９記載の場所打ち杭工法におけるスライム処理方法。
【請求項１１】
地中孔内への水中サンドポンプの下降に伴う揚泥ホースの繰り出し時には、揚泥用油圧モータの圧力として、水中サンドポンプの姿勢を鉛直方向に保ちやすい圧力に設定する請求項７，８，９又は１０記載の場所打ち杭工法におけるスライム処理方法。
【請求項１２】
地中孔内からの水中サンドポンプの上昇に伴う揚泥ホースの巻き取り時には、揚泥用油圧モータの圧力を、揚泥ホースの巻き取り重量に対応した圧力に設定する請求項７，８，９，１０又は１１記載の場所打ち杭工法におけるスライム処理方法。
【請求項１３】
水中サンドポンプの上昇時の揚泥用油圧モータの圧力を５０Ｋｇ／Ｃｍ２〜８０Ｋｇ／Ｃｍ２とした請求項１２記載の場所打ち杭工法におけるスライム処理方法。
【請求項１４】
給電用油圧モータの圧力を、水中サンドポンプの下降時と、上昇時において異なる圧力を選択する請求項７，８，９，１０，１１，１２又は１３記載の場所打ち杭工法におけるスライム処理方法。
【請求項１５】
地中孔内への水中サンドポンプの下降に伴うキャブタイヤの繰り出し時には、給電用油圧モータの圧力として、水中サンドポンプの姿勢を鉛直方向に保ちやすい圧力に設定する請求項１４記載の場所打ち杭工法におけるスライム処理方法。
【請求項１６】
地中孔内からの水中サンドポンプの上昇に伴うキャブタイヤの巻き取り時には、給電用油圧モータの圧力を、キャブタイヤの巻き取り重量に対応した圧力に設定する請求項１４又は１５記載の場所打ち杭工法におけるスライム処理方法。
【請求項１７】
水中サンドポンプの下降時の給電用油圧モータの圧力を３０Ｋｇ／Ｃｍ２以下とし、水中サンドポンプの上昇時の圧力を５０Ｋｇ／Ｃｍ２〜５５Ｋｇ／Ｃｍ２とした請求項１４，１５又は１６記載の場所打ち杭工法におけるスライム処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は建築物の基礎杭としての場所打ち杭工法において、泥水を安定液として掘削を完了した地中孔内に、泥水とともに残存するスライムを水中サンドポンプで吸引して地中孔外に排出する場所打ち杭工法におけるスライム処理装置及びその方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から建築物の基礎杭としての場所打ち杭工法として、アースドリル工法，ベノト工法，リバースサーキュレーション工法等が実施されている。いずれの工法においても掘削土砂の搬出，掘削機の冷却，地下水等の噴出防止，孔壁の崩壊防止等のため、安定液として、水−ベントナイト懸濁液を主体とした泥水を地中孔内に満して掘削作業を行なっている。使用済みの泥水は劣化して比重が大きくなり、掘削によって生じた微細な泥砂等の残渣であるスライムを含んでいる。そこで、掘削完了後、次工程の生コンクリートの打設を行う前に、使用済みの泥水を新しい泥水と交換するとともに、スライムを除去する必要がある。
【０００３】
スライムが残存したままの状態では、地中孔の掘削状況を確認する超音波測定において、孔底の掘削先端部や孔壁を測定できないことがあり、所定の掘削ができているか否かを確認する上での障害となってしまうという大きな問題がある。なにより、孔底にスライムが残存したままの状態で、次工程の生コンクリートを打設して杭を構築すると、杭底と掘削した支持層との間にスライムの層が存在して、緩衝材の役割を果たすため、打設した杭が本来の性能，支持力を果たすことができないことがある。場所打ち杭工法において、スライムの除去、中でも孔底に沈殿しているスライムの除去は最も重要な課題の一つである。
【０００４】
そのため、従来より効果的なスライム除去手段として、繰り出し・巻き取り可能な吊支索に吊支した水中サンドポンプを、泥水を安定液として掘削を完了した地中孔内に下降させて泥水中に浮遊したり、孔底に沈殿したり孔壁に付着しているスライムを泥水とともに吸引し、地上に揚泥して排出するスライム処理装置が知られている。このスライム処理装置における水中サンドポンプには、吸引した泥水を地上に揚泥する揚泥ホースとともに、水中サンドポンプに動力源としての電力を供給するキャブタイヤが連結されている。
【０００５】
更に近時はスライム吸引時の種々の課題に対応するために、前記したスライム処理装置に改良を加えた手段も種々提供されている。例えば、水中サンドポンプの起動時における反力を受けて、その回動を抑制することができるように水中サンドポンプを吊支する吊支索を特定のゴムベルトとする手段や（特許文献１）、スライムを確実に除去して、荷重支持力に優れた良質の場所打ち杭を構築するために、孔底部に設置した吸引ポンプにより吸引した泥水を噴射ノズルから孔底の外周に向けて噴射することによってスライムを泥水中に浮遊させる手段（特許文献２）も提供されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−２８１１５２公報
【特許文献２】特開２０００−１２００６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１によれば、水中サンドポンプの起動時の回転力に起因する反力による捩れを防止することができる。特許文献２によれば、泥水を広範囲に噴射して、孔底に沈殿したり孔壁に付着しているスライムを泥水中に浮遊させて、泥水とともに吸引可能な状態とすることができ、特許文献１，２に示すそれぞれの課題を解決することが可能である。
【０００８】
一方において、場所打ち杭や場所打ち杭工法の有用性や汎用性は、近時益々高く評価されており、掘削する地中孔の深さも従来の４０ｍ程度までの深さから、６０ｍ〜７０ｍ程度の深さに至り、場合によっては１００ｍを超える深さの地中孔も掘削されている。この地中孔の高深度化の傾向は今後益々高くなると思われる。同時に高深度化に連れて次のような新たな課題が生じている。
【０００９】
スライムとともに泥水を吸引する水中サンドポンプには、水中サンドポンプを吊支するための吊支索，泥水を地上に揚泥するための揚泥ホース，水中サンドポンプに電力を供給するためのキャブタイヤが連結されており、それぞれ地上において、吊支索は吊支索巻取ドラムに、揚泥ホースは揚泥ホース巻取ドラムに、キャブタイヤはキャブタイヤ巻取ドラムに繰り出し・巻き取り自在に巻回されている。そして、吊支索巻取ドラムは吊支用油圧モータによって、揚泥ホース巻取ドラムは揚泥用油圧モータによって、キャブタイヤ巻取ドラムは給電用油圧モータによってそれぞれ回転駆動される。
【００１０】
水中サンドポンプの地中孔内への下降時においては、揚泥ホース巻取ドラム及びキャブタイヤ巻取ドラムを巻き取り方向に回転駆動させている状態で、吊支索巻取ドラムを繰り出し方向に回転駆動させて吊支索を繰り出すことにより、水中サンドポンプを地中孔内の所定位置まで下降させている。すなわち、吊支索巻取ドラムは、揚泥ホース巻取ドラム及びキャブタイヤ巻取ドラムの巻き取り方向の回転力に打ち勝って吊支索を繰り出すことにより、水中サンドポンプを下降させている。また、揚泥ホース巻取ドラム及びキャブタイヤ巻取ドラムの巻き取り方向の回転力に打ち勝って吊支索巻取ドラムを制動することによって、水中サンドポンプ１００を地中孔内の所定の位置に停止させている。よって、揚泥ホース及びキャブタイヤは水中サンドポンプの地中孔内への下降時、制動時、上昇時のいずれの場面においても常に巻き取り方向に緊張されている。
【００１１】
一方、水中サンドポンプを地中孔内から上昇させる場合は、吊支索巻取ドラムを巻き取り方向に回転駆動させて吊支索を巻き取ることにより、水中サンドポンプを上昇させる。このとき、揚泥ホース巻取ドラム及びキャブタイヤ巻取ドラムも巻き取り方向に回転駆動されているため、揚泥ホース及びキャブタイヤもともに巻き取られる。
【００１２】
よって、吊支索巻取ドラムの動力源としての吊支用油圧モータは、吊支索の繰り出し時において、揚泥ホース巻取ドラム及びキャブタイヤ巻取ドラムの巻き取り力に抗して吊支索を繰り出して、水中サンドポンプを下降させることが可能な圧力に設定されている。
【００１３】
揚泥用油圧モータ及び給電用油圧モータは、揚泥ホースやキャブタイヤの繰り出し時も巻き取り時も、ともに一定の固定した圧力で巻き取り方向に回転駆動するように設定されている。４０ｍ程度までの深さの地中孔であれば、特に大きな問題を生じることなく、水中サンドポンプによる各作業に伴う各種の繰り出し動作及び巻き取り動作に対応することが可能であった。しかしながら、地中孔の掘削深さが６０ｍ〜７０ｍ、場合によっては１００ｍ以深と深くなるに連れ、地中孔内に繰り出される揚泥ホースやキャブタイヤの長さも長くなり、巻取荷重も増加する。特に揚泥ホースは地上に揚泥する泥水が内部に充満しており、地中孔の泥水面からスライム処理装置まで所定距離離間している場合には、地中孔の泥水面からスライム処理装置までの長さが加味されることとなる。なお、地中孔内の泥水中においては、揚泥ホースは自身の浮力によって、巻き取り重量が軽減されるが、地中孔の泥水面からスライム処理装置までは、揚泥ホースの重量の全てが直接加わるため、より大きな巻き取り力が必要となる。このことはキャブタイヤを巻き取るキャブタイヤ巻取ドラムにおいても同様である。
【００１４】
そのため、揚泥ホース巻取ドラムを回転駆動する揚泥用油圧モータや、キャブタイヤ巻取ドラムを回転駆動する給電用油圧モータは、地中孔の高深度化や地上におけるスライム処理装置の設置場所に対応して、揚泥ホースやキャブタイヤを巻き取る必要があるため、より大きな巻き取り力を得ることができる圧力に設定する必要がある。また、揚泥用油圧モータや給電用油圧モータの圧力設定に抗して、吊支索を繰り出すことができるように吊支用油圧モータの圧力を設定する必要がある。そのため、現状では必要とする巻き取り力に応じて揚泥用油圧モータや給電用油圧モータの圧力を設定している。すなわち、揚泥用油圧モータや給電用油圧モータの圧力設定は、掘削する地中孔の深さやスライム処理装置の設置場所を基準として必要とする巻き取り力に応じた最大の出力を基準として行われ、繰り出し時の操作性や精確性については全く考慮されていない。
【００１５】
しかしながら、地中孔の高深度化や地上におけるスライム処理装置の設置場所に対応するための巻き取り動作に焦点を合わせた揚泥用油圧モータの圧力設定では、水中サンドポンプを地中孔内に下降させるための繰り出し作業を効率よく、かつ、精確に行うことが困難となる。これは水中サンドポンプへの揚泥ホースの連結位置が水中サンドポンプの外周部にあり、又繰り出しの開始時には、揚泥ホースはその反発力によって鉛直方向よりやや円弧を描いた状態で吊支されているため、揚泥ホースの繰り出し時において水中サンドポンプを垂直方向から横方向へ傾けようとする力が発生することとなり、水中サンドポンプを地中孔の孔壁に接触することなく、地中孔内の中央に垂下させることが困難となり、スライムの吸引に斑が生じ、スライムの除去精度や効率に直接的な悪影響を生じてしまうためである。詳細については後述する。
【００１６】
そこで、本発明は上記課題を解決し、地中孔の掘削深さが一定以上であったり、スライム処理装置を地中孔の泥水面から一定距離離間させて設置した場合であっても、水中サンドポンプを精確に制御した状態での地中孔内への下降を可能とするとともに、十分な巻上力を有することによって、すなわち、操作性が要求される繰り出し時においても、又大きな巻上力が要求される巻き取り時の双方に対応することによって、スライムを効率的に除去することが可能な場所打ち杭工法におけるスライム処理装置及びその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】
【００１７】
本発明はその目的を達成するために、請求項１により、吊支索巻取ドラムに繰り出し・巻き取り可能に巻回した吊支索に吊支した水中サンドポンプを、泥水を安定液として掘削を完了した地中孔内に下降させて泥水とともにスライムを吸引し、揚泥ホース巻取ドラムに繰り出し・巻き取り可能に巻回して水中サンドポンプに連結した揚泥ホースを介して、地上に揚泥して排出する場所打ち杭工法におけるスライム処理装置において、吊支索巻取ドラムを吊支用油圧モータによって巻き取り方向又は繰り出し方向に回転駆動可能とし、揚泥ホース巻取ドラムを揚泥用油圧モータによって巻き取り方向にのみ回転駆動可能とし、水中サンドポンプの下降時には、揚泥ホース巻取ドラムを巻き取り方向に回転駆動させて揚泥ホースを緊張させた状態で、吊支索巻取ドラムを繰り出し方向に回転駆動させることによって、吊支索を繰り出して水中サンドポンプを地中孔内に下降させるとともに、揚泥ホースを揚泥ホース巻取ドラムから繰り出し、水中サンドポンプの上昇時には、揚泥ホース巻取ドラム及び吊支索巻取ドラムを巻き取り方向に回転駆動させ、吊支索を吊支索巻取ドラムに巻き取り、水中サンドポンプを上昇させるとともに、揚泥ホースを揚泥ホース巻取ドラムに巻き取り、揚泥用油圧モータの圧力を、吊支索の繰り出し時と巻き取り時において異なる圧力で制御する場所打ち杭工法におけるスライム処理装置を基本として提供する。そして、請求項２により、揚泥用油圧モータの圧力を、吊支索の繰り出し時は低圧に、吊支索の巻き取り時は高圧の２段階に制御可能とした構成を提供し、請求項３により、揚泥用油圧モータの低圧時の圧力を４０Ｋｇ／Ｃｍ２以下とし、高圧時の圧力を５０Ｋｇ／Ｃｍ２〜８０Ｋｇ／Ｃｍ２とした構成を提供する。
【００１８】
また、請求項４により、水中サンドポンプに電力を供給するために水中サンドポンプに連結したキャブタイヤを、キャブタイヤ巻取ドラムに繰り出し・巻き取り可能に巻回し、キャブタイヤ巻取ドラムを給電用油圧モータによって巻き取り方向にのみ回転駆動可能とし、水中サンドポンプの下降時には、キャブタイヤ巻取ドラムを巻き取り方向に回転駆動させてキャブタイヤを緊張させた状態で、キャブタイヤをキャブタイヤ巻取ドラムから繰り出し、水中サンドポンプの上昇時には、キャブタイヤ巻取ドラムを巻き取り方向に回転駆動させてキャブタイヤをキャブタイヤ巻取ドラムに巻き取り、給電用油圧モータの圧力を吊支索の繰り出し時と巻き取り時において異なる圧力で制御する構成を提供する。
【００１９】
そして、請求項５により、給電用油圧モータの圧力を、吊支索の繰り出し時は低圧に、吊支索の巻き取り時は高圧の２段階に制御可能とした構成を提供し、請求項６により、給電用油圧モータの低圧時の圧力を３０Ｋｇ／Ｃｍ２以下とし、高圧時の圧力を５０Ｋｇ／Ｃｍ２〜５５Ｋｇ／Ｃｍ２とした構成を提供する。
【００２０】
場所打ち杭工法におけるスライム処理方法として、請求項７により、泥水を安定液として掘削を完了した地中孔内に、請求項１〜６のいずれかに記載の場所打ち杭工法におけるスライム処理装置の水中サンドポンプを下降させて泥水とともにスライムを吸引し、地上に揚泥して排出する場所打ち杭工法におけるスライム処理方法において、揚泥用油圧モータの圧力を、水中サンドポンプの下降時と、上昇時において異なる圧力を選択して揚泥ホースを巻き取る場所打ち杭工法におけるスライム処理方法を基本として提供する。
【００２１】
請求項８により、スライム処理装置を地中孔の泥水面から所定距離離間させて設置する方法を、請求項９により、スライム処理装置を地中孔の泥水面から高さ方向に所定距離離間させて設置する方法を、請求項１０により、スライム処理装置を地中孔の泥水面から所定高さを有する構台上に設置する方法を提供する。
【００２２】
また、請求項１１により、地中孔内への水中サンドポンプの下降に伴う揚泥ホースの繰り出し時には、揚泥用油圧モータの圧力として、水中サンドポンプの姿勢を鉛直方向に保ちやすい圧力に設定する方法を、請求項１２により、地中孔内からの水中サンドポンプの上昇に伴う揚泥ホースの巻き取り時には、揚泥用油圧モータの圧力を、揚泥ホースの巻き取り重量に対応した圧力に設定する方法を提供する。
【００２３】
また、請求項１３により、水中サンドポンプの上昇時の揚泥用油圧モータの圧力を５０Ｋｇ／Ｃｍ２〜８０Ｋｇ／Ｃｍ２とした方法を、請求項１４により、給電用油圧モータの圧力を、水中サンドポンプの下降時と、上昇時において異なる圧力を選択する方法を、請求項１５により、地中孔内への水中サンドポンプの下降に伴うキャブタイヤの繰り出し時には、給電用油圧モータの圧力として、水中サンドポンプの姿勢を鉛直方向に保ちやすい圧力に設定する方法を提供する。
【００２４】
そして、請求項１６により、地中孔内からの水中サンドポンプの上昇に伴うキャブタイヤの巻き取り時には、給電用油圧モータの圧力を、キャブタイヤの巻き取り重量に対応した圧力に設定する方法を、請求項１７により、水中サンドポンプの下降時の給電用油圧モータの圧力を３０Ｋｇ／Ｃｍ２以下とし、水中サンドポンプの上昇時の圧力を５０Ｋｇ／Ｃｍ２〜５５Ｋｇ／Ｃｍ２とした方法を提供する。
【発明の効果】
【００２５】
以上記載した本発明の特徴の第１は、揚泥ホース巻取ドラムの駆動源としての揚泥用油圧モータの圧力を吊支索の繰り出し時と巻き取り時において異なる圧力、具体的には吊支索を繰り出して水中サンドポンプを地中孔内に下降させる場合は低圧で、一方吊支索を巻き取って水中サンドポンプを上昇させる場合は高圧に制御することである。すなわち、泥水とともにスライムを吸引して地上に揚泥するために、水中サンドポンプに連結した揚泥ホースを巻回した揚泥ホース巻取ドラムを回転駆動するための揚泥用油圧モータを、水中サンドポンプを下降させる場合には、その姿勢を精確に制御するために、揚泥ホース巻取ドラムを低圧で巻き取り方向に回転駆動させ、一方、水中サンドポンプを上昇させる場合には、地中孔の掘削深さに合わせて繰り出された揚泥ホースを巻き取るために必要とする大きな巻き取り力を得るために、水中サンドポンプの吊支索の巻き取り時には揚泥ホース巻取ドラムを高圧で巻き取り方向に回転駆動することである。そのため、揚泥ホースを作業状態に応じて円滑に制御することができる。
【００２６】
本発明の特徴の第２は、キャブタイヤ巻取ドラムの駆動源としての給電用油圧モータの圧力を吊支索の繰り出し時と巻き取り時において異なる圧力、具体的には吊支索を繰り出して水中サンドポンプを地中孔内に下降させる場合は低圧で、一方吊支索を巻き取って水中サンドポンプを上昇させる場合は高圧に制御することである。すなわち、電力を供給するために水中サンドポンプに連結したキャブタイヤを巻回したキャブタイヤ巻取ドラムを回転駆動するための給電用油圧モータについても、水中サンドポンプを下降させる場合には、その姿勢を精確に制御するために、キャブタイヤ巻取ドラムを低圧で巻き取り方向に回転駆動させ、一方、水中サンドポンプを上昇させる場合には、地中孔の掘削深さに合わせて繰り出されたキャブタイヤを巻き取るために必要とする大きな巻き取り力を得るために、水中サンドポンプの吊支索の巻き取り時にはキャブタイヤ巻取ドラムを高圧で巻き取り方向に回転駆動することである。そのため、キャブタイヤを作業状態に応じて円滑に制御することができる。
【００２７】
本発明の特徴の第３は、スライム処理装置を地中孔の泥水面から一定距離離間した場所、例えば段差のある地形や、既存構築物の地下に地中孔を掘削するために地中孔の泥水面から一定高さを有する構台上に設置することが可能となることである。スライム処理装置を地中孔の泥水面から一定距離離間した場所に設置した場合には、地中孔の泥水面からスライム処理装置の設置場所までの高さが加味される。そのため、地中孔の泥水面からスライム処理装置の設置場所までの長さ分の揚泥ホースの重量が直接加味されるため、揚泥ホース巻取ドラムにはスライム処理装置の設置場所に伴った巻き取り力が必要となる。その際、揚泥ホース内の泥水の重量は、泥水を吸引するために水中サンドポンプに設置したインペラによって支持されるため、揚泥ホース巻取ドラムの巻き取り力に影響しない。同様に、キャブタイヤを巻き取るキャブタイヤ巻取ドラムにおいても地中孔の泥水面からスライム処理装置の設置場所までの長さ分のキャブタイヤの重量が加味されるため、キャブタイヤ巻取ドラムにもスライム処理装置の設置場所に伴った巻き取り力が必要となる。本発明によれば、スライム処理装置を地中孔の泥水面から一定距離離間した場所に設置した場合であっても、水中サンドポンプの下降時の精確な姿勢制御を犠牲とすることなく、地中孔の泥水面からスライム処理装置の設置場所までの長さ分の揚泥ホースやキャブタイヤを巻き取ることが可能な巻き取り力を揚泥ホース巻取ドラム及びキャブタイヤ巻取ドラムに付与することができる。
【００２８】
具体的には、揚泥ホース巻取ドラムやキャブタイヤ巻取ドラムを低圧での駆動を可能とすることによって、揚泥ホースの精確な制御と位置決めが要求される地中孔内への下降時に、水中サンドポンプの姿勢を鉛直方向に保つように制御することができる。また、高圧での駆動を可能とすることによって、地中孔の掘削深さが深くなり、揚泥ホースやキャブタイヤの繰り出し長さが長くなった場合や、スライム処理装置を地中孔の泥水面から一定距離離間した場所に設置した場合でも、地中孔の深さや地中孔の泥水面からスライム処理装置迄の距離に応じて確実に地上まで巻き上げることができ、スライム除去作業を効率的に行うことが可能である。しかも、低圧と高圧の切換操作に格別の技能の習得を必要としないため、操作が容易である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の要旨を示す説明図。
【図２】スライム処理装置の全体構成図。
【図３】揚泥ホース巻取ドラム及び吊支索巻取ドラムの要部説明図。
【図４】揚泥ホース巻取ドラムの要部説明図。
【図５】吊支索巻取ドラムの要部説明図。
【図６】吊支索巻取ドラムの要部説明図。
【図７】キャブタイヤ巻取ドラムの要部説明図。
【図８】スライムの処理方法の工程説明図。
【図９】スライムの処理方法の工程説明図。
【図１０】スライムの処理方法の工程説明図。
【図１１】スライムの処理方法の工程説明図。
【図１２】スライムの処理方法の工程説明図。
【図１３】スライムの処理状況を示す説明図。
【図１４】スライムの処理状況を示す説明図。
【図１５】スライムの処理状況を示す説明図。
【図１６】スライムの処理状況を示す説明図。
【図１７】スライムの処理状況を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下図面に基づいて本発明にかかる場所打ち杭工法におけるスライム処理装置及びその方法の実施形態を説明する。図１は本発明の要旨を示す説明図、図２はスライム処理装置１の全体構成図である。先ず、図２を用いて本発明にかかるスライム処理装置１の基本構成を説明する。
【００３１】
図において、旋回台２の上に、所定幅寸法を有して平面視が矩形状に形成された基台３が旋回自在に搭載されている。この基台３の略中央部における幅方向両端部に所定高さ寸法を有する側面視が矩形状の一対の支持ブラケット４が立設されている。この一対の支持ブラケット４の上端部の側面にそれぞれ突設した支持部４ａに２本に分割形成したブーム５の基部５ｂが軸支されている。３ａはアウトリガーであり、基台３の安定性を維持するために、基台３の角部に付設している。
【００３２】
前記ブーム５の中途部と支持ブラケット４の下端部の側面に設けた支持部４ｂ間には、起伏用シリンダ６が配設されている。上記支持ブラケット４の上面の両端部に配置した軸受部７には、主軸８が回転可能に軸架されている。図３の揚泥ホース巻取ドラム３１及び吊支索巻取ドラム４１の要部説明図、及び図４の揚泥ホース巻取ドラム３１の要部説明図に示すように、主軸８に揚泥ホース巻取ドラム３１の中心軸３７が回転可能に軸架されている。中心軸３７は中空であり、揚泥ホース３０の基端部を連結する揚泥ホース接続口３７ａが設置されており、この揚泥ホース接続口３７ａに、掘削する地中孔２２の深さＤ（図１０参照）に応じた所定長さを有する揚泥ホース３０の基端部を連結して、揚泥ホース巻取ドラム３１に繰り出し・巻き取り可能に巻回するとともに、先端を水中サンドポンプ１００に連結する。主軸８の一方側に連結したスプロケット３４と、揚泥用油圧モータ３２の出力軸３２ａに連結したスプロケット３５との間にチェーン３６が掛け渡されている。
【００３３】
主軸８の他方側は中空であり、揚泥ホース巻取ドラム３１の中心軸３７と連通しているとともに、開口端部に吐出管２３が連結され、吐出管２３には吐出管バルブ２４を連結している。そして、吐出管バルブ２４には後述するように、配管２５が接続され、地中孔２２内から水中サンドポンプ１００によって揚泥した、スライム２１を含む泥水２０を排泥槽２６に貯留する（図８参照）。
【００３４】
図３及び図５，図６の吊支索巻取ドラム４１の要部説明図に示すとおり、揚泥ホース巻取ドラム３１の両側に左右一対の吊支索巻取ドラム４１が揚泥ホース巻取ドラム３１と同軸の主軸８上に回転可能に軸架されている。この吊支索巻取ドラム４１に、掘削する地中孔の深さＤに応じた所定長さを有するゴムベルトからなる左右一対の吊支索４０の基端部を連結して、吊支索巻取ドラム４１に繰り出し・巻き取り自在に巻回するとともに、先端を水中サンドポンプ１００に連結して、水中サンドポンプ１００を吊支している。主軸８に連結した左右一対のスプロケット４４と、基台３に設置した吊支用油圧モータ４２の駆動軸に連結した減速機４６の回転軸４６ａの両端に連結した左右一対のスプロケット４５との間に左右一対のチェーン４７が掛け渡されている。そのため、吊支用油圧モータ４２によって、吊支索巻取ドラム４１を回転駆動することによって、吊支索巻取ドラム４１に巻回された吊支索４０を自在に繰り出し、巻き取り、或いは任意の位置で停止させることが可能である。
【００３５】
この左右一対の吊支索巻取ドラム４１に巻回した２本の吊支索４０がブーム５の先端部５ａに配設した吊支索用シーブ４３に導出され、この吊支索用シーブ４３から下方に懸垂され、その先端部がアーム状のトラバーサ１０に連結されて水中サンドポンプ１００を吊支している。このトラバーサ１０は地中孔２２内に吊支した水中サンドポンプ１００を水平に維持するためのものである。なお、水中サンドポンプ１００を吊支する吊支索４０として、本実施形態では、水中サンドポンプ１００の稼働時の反力に起因する回動を抑制するため特許文献１に示すゴムベルトを使用した。なお、ゴムベルトに限ることなく、チェーンその他の適宜の吊支索４０を採用することも可能である。
【００３６】
揚泥ホース巻取ドラム３１に巻回された揚泥ホース３０は、吊支索用シーブ４３の近傍に配設した揚泥ホース用シーブ３３に導出され、この揚泥ホース用シーブ３３から下方に懸垂されて、先端部が水中サンドポンプ１００に連結されている。
【００３７】
前記した揚泥ホース巻取ドラム３１は揚泥用油圧モータ３２によって、吊支索巻取ドラム４１は吊支用油圧モータ４２によって、それぞれ独立して回転駆動する構成を採用している。そして、揚泥ホース巻取ドラム３１は揚泥用油圧モータ３２によって巻き取り方向にのみ回転駆動可能に設定してあり、水中サンドポンプ１００の下降時には、揚泥ホース巻取ドラム３１を巻き取り方向に回転駆動させて揚泥ホース３０を緊張させた状態で、吊支索巻取ドラム４１を吊支用油圧モータ４２によって、繰り出し方向に回転駆動させることによって、吊支索４０を繰り出して水中サンドポンプ１００を地中孔２２内に下降させるとともに、揚泥ホース３０を揚泥ホース巻取ドラム３１から、その巻き取り力に抗して繰り出す構成である。すなわち、水中サンドポンプ１００の下降時において、［揚泥ホース巻取ドラム３１の巻き取り力＜吊支索巻取ドラム４１の繰り出し力］の関係にあるため、揚泥ホース３０は緊張した状態で、吊支索４０の繰り出しによって水中サンドポンプ１００が下降する動作によって、揚泥ホース巻取ドラム３１から繰り出されてゆく。
【００３８】
更に前記基台３に立設した一対の支持ブラケット４よりもリヤＲ方向に一対の支持ブラケット１１が立設されていて、この支持ブラケット１１の上面に配設した軸受部１２に回転軸１３が支持され、この回転軸１３にキャブタイヤ巻取ドラム５１が回転可能に軸架されている。このキャブタイヤ巻取ドラム５１に、掘削する地中孔の深さＤに応じた所定長さを有するキャブタイヤ５０の基端部を連結して、キャブタイヤ巻取ドラム５１に繰り出し・巻き取り自在に巻回している。図７のキャブタイヤ巻取ドラム５１の要部説明図に示すとおり、回転軸１３に連結したスプロケット５４と、支持ブラケット１１に設置した給電用油圧モータ５２の駆動軸に連結したスプロケット５５との間にチェーン５６が掛け渡されている。
【００３９】
このキャブタイヤ巻取ドラム５１に巻回した給電用のキャブタイヤ５０がブーム５の先端部５ａに配設したキャブタイヤ用シーブ５３にまで導出されており、このキャブタイヤ用シーブ５３から下方に懸垂されて、先端部が水中サンドポンプ１００に装備したモータ（図示略）に給電可能に連結されている。５７は回転軸１３に装備した給電用のスリップリンクである。
【００４０】
ブーム５は２本に分割形成されており、それぞれのブーム先端部５ａの上面に側面視が略三角枠状のガイド１４が突設されるとともに、連結杆１５で連結されている。キャブタイヤ５０は連結杆１５に支持されてキャブタイヤ用シーブ５３に導出され、吊支索４０はガイド１４に穿設したガイド孔を通過して、吊支索用シーブ４３に導出されている。
【００４１】
キャブタイヤ巻取ドラム５１は、給電用油圧モータ５２によって巻き取り方向にのみ回転駆動可能に設定してあり、水中サンドポンプ１００の下降時には、キャブタイヤ巻取ドラム５１を巻き取り方向に回転駆動させてキャブタイヤ５０を緊張させた状態で、キャブタイヤ５０をキャブタイヤ巻取ドラム５１から繰り出し、キャブタイヤ５０をキャブタイヤ巻取ドラム５１から、その巻き取り力に抗して繰り出す構成である。すなわち、水中サンドポンプ１００の下降時において、［キャブタイヤ巻取ドラム５１の巻き取り力＜吊支索巻取ドラム４１の繰り出し力］の関係にあるため、キャブタイヤ５０は緊張した状態で、吊支索４０の繰り出しによって水中サンドポンプ１００が下降する動作によって、キャブタイヤ巻取ドラム５１から繰り出されてゆく。
【００４２】
スライム処理装置１は、繰り出し・巻き取り可能な吊支索４０に吊支した水中サンドポンプ１００を、泥水２０を安定液として掘削を完了した地中孔２２内に挿入し、地中孔２２内の泥水２０中に浮遊し、或いは地中孔２２の孔底２２ａに沈殿したり孔壁２２ｂに付着しているスライム２１を水中サンドポンプ１００によって吸引し地上に揚泥することによって、地中孔２２外に排出して除去するものである。その概要を図８に基づいて説明する。
【００４３】
図８に示すように、掘削を完了した地中孔２２内には、掘削によって劣化するとともに、掘削によって生じた微細な泥砂等の残渣であるスライム２１を含んだ安定液としての泥水２０が満たされている。この地中孔２２近傍の所定の位置にスライム処理装置１を設置して、旋回台２を所定の位置に回転させて基台３の位置を決定し、アウトリガー３ａによって姿勢を安定化させる。次に起伏用シリンダ６を駆動してブーム５の起伏動作を行い、該ブーム５の先端部５ａに配設した吊支索用シーブ４３の位置を決定してから、左右一対の吊支索巻取ドラム４１から２本のゴムベルトからなる吊支索４０を繰り出すことにより、水中サンドポンプ１００を地中孔２２内の泥水の比重の高い領域、即ち劣化している領域に至るまで下降させる。
【００４４】
このときに吊支索巻取ドラム４１と同軸に配備した揚泥ホース巻取ドラム３１は、揚泥用油圧モータ３２によって巻き取り方向に回転駆動されており、同様にキャブタイヤ巻取ドラム５１も給電用油圧モータ５２によって巻き取り方向に回転駆動されている。そのため、吊支索巻取ドラム４１が吊支用油圧モータ４２によって繰り出し方向に回転駆動され、吊支索４０が繰り出されて水中サンドポンプ１００が地中孔２２内に下降することによって、水中サンドポンプ１００に連結された揚泥ホース３０及びキャブタイヤ５０も巻き取り方向に緊張した状態で繰り出されてゆく。
【００４５】
次に、キャブタイヤ５０に給電することにより、水中サンドポンプ１００に装備したモータ（図示略）を駆動させて、泥水２０の揚泥を開始し、吊支索４０を地中孔２２の孔底２２ａにまで徐々に下降させることにより、水中サンドポンプ１００の働きによって泥水２０中に浮遊し、或いは孔底２２ａに沈殿しているスライム２１を泥水２０とともに吸引し、揚泥ホース３０を介して地上に揚泥する。更に２本のゴムベルトからなる吊支索４０を順次引き上げることによって地中孔２２内の泥水２０中に浮遊するスライム２１を泥水２０とともに吸引する。水中サンドポンプ１００に吸引したスライム２１を含む泥水２０は、揚泥ホース３０を介して地中孔２２の外部へ揚泥し、スライム処理装置１の中心軸３７の揚泥ホース接続口３７ａに揚泥ホース３０の基端部を連結するとともに、中心軸３７に連結した吐出管２３（図３参照）に装備した吐出管バルブ２４に接続した配管２５を介して排泥槽２６に貯留して最終処分を行う。よって、吐出管バルブ２４の開閉動作及び開閉の程度を制御することによって、泥水２０の揚泥の有無及び揚泥量を設定・管理することができる。併せて、泥水槽６０から新しい泥水６１を泥水供給用水中サンドポンプ６２によって配管６３を介して地中孔２２に補充し、スライムの混入した劣化した泥水２０と新しい泥水６１を置換している。
【００４６】
図９に示すように、水中サンドポンプ１００に設置したインペラ９に吸引された泥水２０を地上に揚泥するために、揚泥ホース３０はインペラ９の外周部に接続されていることが多い。また、揚泥ホース３０は地中孔２２内へ下降するための揚泥ホース３０の繰り出し開始時において、その反発力によって鉛直方向よりやや円弧を描いた状態で吊支されることとなる。そのため、水中サンドポンプ１００を垂直方向から横方向へ傾けようとする力が発生することとなり、水中サンドポンプ１００を地中孔２２の孔壁２２ｂに接触することなく、地中孔２２内の中央に垂下させることが困難となり、スライム２１の吸引に斑が生じ、スライム２１の除去精度や効率に直接的な悪影響を生じてしまうこととなる。特に地中孔２２を深く掘削する場合や、口径の小さい地中孔２２において、その傾向が強い。
【００４７】
揚泥ホース３０の繰り出し開始時から地中孔２２内への下降時においては、水中サンドポンプ１００の姿勢を精確に制御することが要請される。そのため従来は、揚泥ホース巻取ドラム３１を回転駆動する揚泥用油圧モータ３２の圧力を、揚泥ホース３０の繰り出し動作に適した圧力、すなわち、図１０に示すように水中サンドポンプ１００の姿勢を鉛直方向に制御することが容易な圧力に設定して作業を行っていた。キャブタイヤ巻取ドラム５１を回転駆動する給電用油圧モータ５２の圧力も、水中サンドポンプ１００の姿勢を鉛直方向に制御することが容易な圧力に設定していた。
【００４８】
上記した揚泥用油圧モータ３２の圧力設定により、図１０に示すように、地中孔２２内へ下降するための揚泥ホース３０の繰り出し開始時において、水中サンドポンプ１００を鉛直方向に吊支し、かつ、図１１に示すように、地中孔２２内への下降途中においても孔壁２２ｂに接触することなく、地中孔２２内の中央に垂下させて、図１２に示すように孔底２２ａの所定の位置に着底させている。
【００４９】
スライム２１が分散した泥水２０の揚泥作業を行いながら、水中サンドポンプ１００を上昇させる場合、すなわち、揚泥ホース３０の巻き取り作業においても、従来、揚泥用油圧モータ３２の圧力は、繰り出し作業時の圧力と同一の固定した圧力に設定されて作業を行っている。４０ｍ程度までの深さＤの地中孔２２であれば、従来のように水中サンドポンプ１００の姿勢を鉛直方向に制御することを優先して揚泥用油圧モータ３２の圧力を設定したとしても特に大きな問題を生じることなく、水中サンドポンプ１００による各作業に伴う各種の繰り出し動作及び巻き取り動作に対応することが可能であった。
【００５０】
しかしながら、場所打ち杭や場所打ち杭工法の有用性や汎用性は、近時益々高く評価されており、掘削する地中孔２２の深さＤも従来の４０ｍ程度までの深さＤから、６０ｍ〜７０ｍ程度の深さＤに至り、場合によっては１００ｍを超える深さＤの地中孔２２も掘削されている。この地中孔２２の深度化の傾向は今後益々高くなると思われる。このように、掘削する地中孔２２の深さＤが６０ｍを超えて深くなるに連れ、当然ながら地中孔２２内に繰り出される揚泥ホース３０の長さも長くなる。揚泥ホース３０の地上での重量は４．５ｋｇ／ｍ程度、水中での重量は１．０ｋｇ／ｍ程度であり、泥水２０で満たされた揚泥ホース３０の繰り出し長さが長ければ長いほど、又地中孔２２外において、スライム処理装置１から繰り出した長さが長ければ長いほど、繰り出し長さに比例して重量が増大し、繰り出した長さ分の揚泥ホース３０の重量が直接加味されるため、揚泥ホース巻取ドラム３１にはスライム処理装置１の設置場所に伴って、より大きな巻き取り力が必要となる。
【００５１】
なお、水中サンドポンプ１００は、地中孔２２内の泥水２０中においては自身の浮力によって巻き取り重量が軽減されるが、巻き取り長さが長くなれば、その長さに比例して大きな巻き取り力が必要となることに相違ない。
【００５２】
図１３は、地中孔２２の開口部の地面ＧＬから高さ方向に所定距離離間させて、一定高さＴを有する構台Ｐにスライム処理装置１を設置した施工場所である。この場合も地面ＧＬから構台Ｐまでの長さ分の揚泥ホース３０の重量が直接加味されるため、より大きな巻き取り力が必要となる。地面ＧＬから構台Ｐ迄の高さＴは、２，３ｍから１５ｍ程度まで、工事環境により様々である。今後はより高い位置での設置も考えられる。巻き取り時に大きな巻き取り力を必要とすることはキャブタイヤ５０を巻き取るキャブタイヤ巻取ドラム５１においても同様である。なお、構台Ｐは地形の高低差を利用したものや、構築物、既存の建物等スライム処理装置１を設置できるスペースと地中孔２２に隣接して一定の高さを有する場所であれば、自然物、人工物を問わない。
【００５３】
加えて近時は、段差地，狭隘地，既存の構築物や建築物の隣接地，地下等々様々な施工場所で場所打ち杭を施工することも多くなっている。例えば、図１４，図１５に示すように、段差地７０に建築されている２つの建築物７１，７２の内、上段地７０ｂの建築物７２を解体し、新たな建築物のための基礎杭として地中孔２２を掘削する施工場所である。かかる段差地７０では、上段地７０ｂから地中孔２２を掘削し、地中孔２２内の開口部まで泥水２０を満たしてしまうと、地盤によっては傾斜地７０ｃから泥水２０が漏水して、下段地７０ａの建築物７１や環境に被害を与えるおそれがある。
【００５４】
そのため、かかる段差地７０の上段地７０ｂのような施工場所において、泥水２０を使用して地中孔２２を掘削する場合は、地中孔２２の開口部から所定長さのケーシングチューブ７５を挿通して、孔壁２２ｂの崩壊を防止した上で、泥水面２２ｃが下段地７０ａの地面ＧＬ１のレベル近傍に止まるように泥水２０を供給している。これにより、泥水２０に起因する傾斜地７０ｃからの漏水やその他の被害を防ぐことができる。
【００５５】
一方において、泥水面２２ｃから、スライム処理装置１を設置した上段地７０ｂの地面ＧＬ２までは高さ方向に一定距離Ｔだけ離間することとなり、この一定距離Ｔ間は揚泥ホース３０の重量が直接加味されるため、より大きな巻き取り力が必要となる。
【００５６】
また、図１６，図１７に示すように、地下構造を有する既存の建築物８０を解体し、新たな建築物のための基礎杭として地下８１に地中孔２２を掘削する施工場所においては、地下構造物を解体した後に、地上の地面ＧＬ３迄の高さを有する所定の構台８２を構築し、この構台８２の上面８２ａから公知のケーシングドライバ８５によってケーシングチューブ８３を地下の地面ＧＬ４から回転圧入し、その後、地下の地面ＧＬ４から泥水２０を使用して地中孔２２を掘削している。
【００５７】
そのため、地下の地面ＧＬ４から地中孔２２を掘削する場合は、泥水面２２ｃから、地上の地面ＧＬ３又は構台８２の上面８２ａに設置したスライム処理装置１までは高さ方向に一定距離Ｔだけ離間することとなり、この一定距離Ｔ間は揚泥ホース３０の重量が直接加味されるため、より大きな巻き取り力が必要となる。
【００５８】
前記したような掘削する地中孔２２の深さＤが深かったり、地中孔２２を地下に掘削したり、或いはスライム処理装置１を、地中孔の開口部や泥水面から一定距離Ｔを有する場所に設置することによって、スライム処理装置１の設置場所が地中孔２２の泥水面２２ｃから一定距離離間していることに起因して、繰り出し時における水中サンドポンプ１００の姿勢制御に適した設定圧力の揚泥用油圧モータ３２では、揚泥ホース３０を巻き取ることができないケースが生じていた。揚泥ホース３０の巻き取りができなければ、揚泥作業を行うことができないため、揚泥用油圧モータ３２の設定圧力を巻き取り時に必要とされる圧力を基準として設定するようになっている。給電用油圧モータ５２についても同様に巻き取り時に必要とされる圧力を基準として設定されている。すなわち、揚泥用油圧モータ３２や給電用油圧モータ５２の圧力設定は、必要とする巻き取り力に応じた出力を基準として行われ、繰り出し時の操作性や精確性については考慮されなくなっている。
【００５９】
しかしながら、揚泥ホース３０の巻き取り動作に焦点を合わせた揚泥用油圧モータ３２の圧力設定では、水中サンドポンプ１００を地中孔２２内に下降させるための繰り出し作業時の圧力としては出力が大きすぎて、水中サンドポンプ１００の姿勢を精確に制御して、水中サンドポンプ１００を地中孔２２の孔壁２２ｂに接触することなく、地中孔２２内の中央に垂下させることが困難となってしまい、スライム２１の吸引に斑が生じ、スライム２１の除去精度や効率に直接的な悪影響が生じている。
【００６０】
そこで、本発明は、常に巻き取り方向に回転駆動されている揚泥ホース巻取ドラム３１の動力源である揚泥用油圧モータ３２の圧力を、揚泥ホース３０の繰り出し時と、水中サンドポンプ１００の起動時及び揚泥ホース３０の巻き取り時において異なる圧力で制御可能とするようにした。具体的には、揚泥用油圧モータ３２の圧力を、繰り出し時は低圧に、起動時・巻き取り時は高圧の２段階に制御可能とした。その特徴を図１の本発明の要旨を示す説明図に基づいて説明する。
【００６１】
図１に示すように、スライム処理装置１には、吊支索４０を繰り出し・巻き取り可能に巻回した吊支索巻取ドラム４１と、揚泥ホース３０を繰り出し・巻き取り可能に巻回した揚泥ホース巻取ドラム３１と、キャブタイヤ５０を繰り出し・巻き取り可能に巻回したキャブタイヤ巻取ドラム５１を装備し、吊支索４０によって水中サンドポンプ１００を繰り出し・巻き取り可能に吊支するとともに、揚泥ホース３０及びキャブタイヤ５０を水中サンドポンプ１００に連結している。吊支索巻取ドラム４１は吊支用油圧モータ４２の油圧によって、繰り出し方向及び巻き取り方向の双方に回転駆動され、吊支索４０を油圧によって繰り出し・巻き取ることができる。揚泥ホース巻取ドラム３１は揚泥用油圧モータ３２の油圧によって、キャブタイヤ巻取ドラム５１は給電用油圧モータ５２の油圧によって、巻き取り方向にのみ回転駆動され、それぞれ吊支索４０，揚泥ホース３０，キャブタイヤ５０を油圧によって巻き取ることができ、又、吊支索４０の繰り出しによる水中サンドポンプ１００の下降によって、巻き取り方向の回転に抗して繰り出すことが可能である。
【００６２】
本発明では、前記したような掘削する地中孔２２の深さＤが深かったり、地中孔２２を地下に掘削したり、或いはスライム処理装置１を、地中孔２２の開口部や泥水面から一定距離Ｔを有する場所に設置することによって、スライム処理装置１の設置場所が地中孔２２の泥水面２２ｃから一定距離離間していることに起因して、地中孔２２内への水中サンドポンプ１００の下降に伴う揚泥ホース３０の繰り出し時Ｆは低圧Ｌに、地中孔２２内における水中サンドポンプ１００の起動時（始動時及び稼働中）及び巻き取り時Ｗは高圧Ｈの２段階に制御する。よって、揚泥用油圧モータ３２は、水中サンドポンプ１００による泥水２０の吸引時及び水中サンドポンプ１００の巻き取り時は常に高圧に制御されている。具体的には、低圧Ｌ時の圧力を４０Ｋｇ／Ｃｍ２以下とし、高圧Ｈ時の圧力を５０Ｋｇ／Ｃｍ２〜８０Ｋｇ／Ｃｍ２とする。更には、地中孔２２の掘削深度が５０ｍより以浅の場合は、揚泥用油圧モータ３２の高圧Ｈ時の圧力を５０Ｋｇ／Ｃｍ２とし、地中孔２２の掘削深度が５０ｍより以深の場合は、揚泥用油圧モータ３２の高圧Ｈ時の圧力を８０Ｋｇ／Ｃｍ２とする。
【００６３】
同様に、給電用油圧モータ５２の圧力を、地中孔２２内への水中サンドポンプ１００の下降に伴うキャブタイヤ５０の繰り出し時Ｆと、地中孔２２内における水中サンドポンプ１００の起動時（始動時及び稼働中）・巻き取り時Ｗにおいて異なる圧力で制御することとし、繰り出し時Ｆは低圧Ｌ１に、起動時及び巻き取り時Ｗは高圧Ｈ１の２段階に制御する。よって、給電用油圧モータ５２は、水中サンドポンプ１００による泥水２０の吸引時及び水中サンドポンプ１００の巻き取り時は常に高圧に制御されている。具体的には、低圧Ｌ１時の圧力を３０Ｋｇ／Ｃｍ２以下とし、高圧Ｈ１時の圧力を５０Ｋｇ／Ｃｍ２〜５５Ｋｇ／Ｃｍ２とする。
【００６４】
揚泥ホース３０やキャブタイヤ５０の繰り出し時Ｆにおいて、揚泥用油圧モータ３２及び給電用油圧モータ５２を低圧Ｌ，Ｌ１で出力することにより、水中サンドポンプ１００を地中孔２２内に下降させる際に位置決めが精確にでき、しかも操作が容易である。また、水中サンドポンプ１００の地中孔２２内への下降時においても、その姿勢を容易に制御することができ、揚泥ホース３０や水中サンドポンプ１００で孔壁２２ｂを損壊することを防ぐことができる。従来、揚泥用油圧モータ３２及び給電用油圧モータ５２では単一の油圧と回路を使用していたが、地中孔２２が高深度の場合に作業不能状況が生じたため、油圧を上げることにより作業自体の不能には対応してきたが、その一方で、負荷の少ない繰り出し時において高圧にて動作することとなり、地中孔２２内への下降時の操作性が悪くなっていた課題を解消することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
以上記載した本発明によれば、揚泥ホース巻取ドラムの駆動源としての揚泥用油圧モータの圧力を吊支索の繰り出し時と巻き取り時において異なる圧力、具体的には吊支索を繰り出して水中サンドポンプを地中孔内に下降させる場合は低圧で、一方吊支索を巻き取って水中サンドポンプを上昇させる場合は高圧に制御することである。すなわち、泥水とともにスライムを吸引して地上に揚泥するために、水中サンドポンプに連結した揚泥ホースを巻回した揚泥ホース巻取ドラムを回転駆動するための揚泥用油圧モータを、水中サンドポンプを下降させる場合には、その姿勢を精確に制御するために、揚泥ホース巻取ドラムを低圧で巻き取り方向に回転駆動させ、一方、水中サンドポンプを上昇させる場合には、地中孔の掘削深さに合わせて繰り出された揚泥ホースを巻き取るために必要とする大きな巻き取り力を得るために、水中サンドポンプの吊支索の巻き取り時には揚泥ホース巻取ドラムを高圧で巻き取り方向に回転駆動することである。そのため、揚泥ホースを作業状態に応じて円滑に制御することができる。
【００６６】
また、キャブタイヤ巻取ドラムの駆動源としての給電用油圧モータの圧力を吊支索の繰り出し時と巻き取り時において異なる圧力、具体的には吊支索を繰り出して水中サンドポンプを地中孔内に下降させる場合は低圧で、一方吊支索を巻き取って水中サンドポンプを上昇させる場合は高圧に制御することである。すなわち、電力を供給するために水中サンドポンプに連結したキャブタイヤを巻回したキャブタイヤ巻取ドラムを回転駆動するための給電用油圧モータについても、水中サンドポンプを下降させる場合には、その姿勢を精確に制御するために、キャブタイヤ巻取ドラムを低圧で巻き取り方向に回転駆動させ、一方、水中サンドポンプの上昇させる場合には、地中孔の掘削深さに合わせて繰り出されたキャブタイヤを巻き取るために必要とする大きな巻き取り力を得るために、水中サンドポンプの吊支索の巻き取り時にはキャブタイヤ巻取ドラムを高圧で巻き取り方向に回転駆動することである。そのため、キャブタイヤを作業状態に応じて円滑に制御することができる。
【００６７】
さらに、スライム処理装置を地中孔の泥水面から一定距離離間した場所、例えば段差のある地形や、既存構築物の地下に地中孔を掘削するために地中孔の泥水面から一定高さを有する構台上に設置することが可能となることである。スライム処理装置を地中孔の泥水面から一定距離離間した場所に設置した場合には、地中孔の泥水面からスライム処理装置の設置場所までの高さが加味される。そのため、地中孔の泥水面から設置場所までの長さ分の揚泥ホースの重量が直接加味されるため、揚泥ホース巻取ドラムにはスライム処理装置の設置場所に伴った巻き取り力が必要となる。同様に、キャブタイヤを巻き取るキャブタイヤ巻取ドラムにおいても地中孔の泥水面からスライム処理装置の設置場所までの長さ分のキャブタイヤの重量が加味されるため、キャブタイヤ巻取ドラムにもスライム処理装置の設置場所に伴った巻き取り力が必要となる。本発明によれば、スライム処理装置を地中孔の泥水面から一定距離離間した場所に設置した場合であっても、水中サンドポンプの下降時の精確な姿勢制御を犠牲とすることなく、地中孔の泥水面から設置場所までの長さ分の揚泥ホースやキャブタイヤを巻き取ることが可能な巻き取り力を揚泥ホース巻取ドラム及びキャブタイヤ巻取ドラムに付与することができる。
【００６８】
具体的には、揚泥ホース巻取ドラムやキャブタイヤ巻取ドラムを低圧での駆動を可能とすることによって、揚泥ホースの精確な制御と位置決めが要求される地中孔への下降時に、水中サンドポンプの姿勢を鉛直方向に保つように制御することができる。また、高圧での駆動を可能とすることによって、地中孔の掘削深さが深くなり、揚泥ホースやキャブタイヤの繰り出し長さが長くなった場合や、スライム処理装置を地中孔の泥水面から一定距離離間した場所に設置した場合でも、地中孔の深さや地中孔の泥水面からスライム処理装置迄の距離に応じて確実に地上まで巻き上げることができ、スライム除去作業を効率的に行うことが可能である。しかも、低圧と高圧の切換操作に格別の技能の習得を必要としないため、操作が容易である。
【符号の説明】
【００６９】
１…スライム処理装置
２…旋回台
３…基台
４，１１…支持ブラケット
５…ブーム
６…起伏用シリンダ
７，１２…軸受部
８…主軸
９…インペラ
１０…トラバーサ
１３…回転軸
１４…ガイド
１５…連結杆
２０…泥水
２１…スライム
２２…地中孔
２２ａ…孔底
２２ｂ…孔壁
２２ｃ…泥水面
２３…吐出管
２４…吐出管バルブ
２５，６３…配管
２６…排泥槽
３０…揚泥ホース
３１…揚泥ホース巻取ドラム
３２…揚泥用油圧モータ
３３…揚泥ホース用シーブ
３４，３５，４４，４５，５４，５５…スプロケット
３６，４７，５６…チェーン
３７…中心軸
４０…吊支索
４１…吊支索巻取ドラム
４２…吊支用油圧モータ
４３…吊支索用シーブ
４６…減速機
５０…キャブタイヤ
５１…キャブタイヤ巻取ドラム
５２…給電用油圧モータ
６０…泥水槽
６１…新しい泥水
６２…泥水供給用水中サンドポンプ
７０…段差地
７０ａ…下段地
７０ｂ…上段地
７０ｃ…傾斜地
７１，７２，８０…建築物
７５，８３…ケーシングチューブ
８１…地下
Ｐ，８２…構台
８２ａ…上面
８５…ケーシングドライバ
１００…水中サンドポンプ
【図１】
2019094677.tif 000003
【図２】
2019094677.tif 000004
【図３】
2019094677.tif 000005
【図４】
2019094677.tif 000006
【図５】
2019094677.tif 000007
【図６】
2019094677.tif 000008
【図７】
2019094677.tif 000009
【図８】
2019094677.tif 000010
【図９】
2019094677.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
2019094677.tif 000013
【図１２】
2019094677.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【手続補正書】
【提出日】平成31年3月12日(2019.3.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吊支索巻取ドラムに繰り出し・巻き取り可能に巻回した吊支索に吊支した水中サンドポンプと、揚泥ホース巻取ドラムに繰り出し・巻き取り可能に巻回して水中サンドポンプに連結した揚泥ホースと、水中サンドポンプに電力を供給するためにキャブタイヤ巻取ドラムに繰り出し・巻き取り可能に巻回して水中サンドポンプに連結したキャブタイヤを具備した場所打ち杭工法におけるスライム処理装置の水中サンドポンプを、
泥水を安定液として掘削を完了した地中孔内に下降させて泥水とともにスライムを吸引し、揚泥ホースを介して地上に揚泥して排出する場所打ち杭工法におけるスライム処理方法において、
吊支索巻取ドラムを吊支用油圧モータによって巻き取り方向又は繰り出し方向に回転駆動可能とし、揚泥ホース巻取ドラムを揚泥用油圧モータによって巻き取り方向にのみ回転駆動可能とし、
水中サンドポンプの下降時には、揚泥ホース巻取ドラムを巻き取り方向に回転駆動させて揚泥ホースを緊張させた状態で、吊支索巻取ドラムを繰り出し方向に回転駆動させることによって、吊支索を繰り出して水中サンドポンプを地中孔内に下降させるとともに、揚泥ホースを揚泥ホース巻取ドラムから繰り出し、
水中サンドポンプの上昇時には、揚泥ホース巻取ドラム及び吊支索巻取ドラムを巻き取り方向に回転駆動させ、吊支索を吊支索巻取ドラムに巻き取り、水中サンドポンプを上昇させるとともに、揚泥ホースを揚泥ホース巻取ドラムに巻き取り、
揚泥用油圧モータの圧力を、水中サンドポンプの下降時と上昇時において異なる圧力を選択して揚泥ホースを巻き取ることを特徴とする場所打ち杭工法におけるスライム処理方法。
【請求項２】
揚泥用油圧モータの圧力を、
水中サンドポンプの下降に伴う揚泥ホースの繰り出し時には、水中サンドポンプの姿勢を鉛直方向に保ちやすい低圧に、
水中サンドポンプの上昇に伴う揚泥ホースの巻き取り時には、揚泥ホースの巻き取り重量に対応した高圧に設定可能とした請求項１記載の場所打ち杭工法におけるスライム処理方法。
【請求項３】
揚泥用油圧モータの低圧時の圧力を４０Ｋｇ／Ｃｍ２以下とし、高圧時の圧力を５０Ｋｇ／Ｃｍ２〜８０Ｋｇ／Ｃｍ２とした請求項２記載の場所打ち杭工法におけるスライム処理方法。
【請求項４】
キャブタイヤ巻取ドラムを給電用油圧モータによって巻き取り方向にのみ回転駆動可能とし、
水中サンドポンプの下降時には、キャブタイヤ巻取ドラムを巻き取り方向に回転駆動させてキャブタイヤを緊張させた状態で、キャブタイヤをキャブタイヤ巻取ドラムから繰り出し、
水中サンドポンプの上昇時には、キャブタイヤ巻取ドラムを巻き取り方向に回転駆動させてキャブタイヤをキャブタイヤ巻取ドラムに巻き取り、
給電用油圧モータの圧力を、水中サンドポンプの下降時と上昇時において異なる圧力で制御する請求項１，２又は３記載の場所打ち杭工法におけるスライム処理方法。
【請求項５】
給電用油圧モータの圧力を、
水中サンドポンプの下降に伴うキャブタイヤの繰り出し時には、水中サンドポンプの姿勢を鉛直方向に保ちやすい低圧に、
水中サンドポンプの上昇に伴うキャブタイヤの巻き取り時には、キャブタイヤの巻き取り重量に対応した高圧に設定可能とした請求項４記載の場所打ち杭工法におけるスライム処理方法。
【請求項６】
給電用油圧モータの低圧時の圧力を３０Ｋｇ／Ｃｍ２以下とし、高圧時の圧力を５０Ｋｇ／Ｃｍ２〜５５Ｋｇ／Ｃｍ２とした請求項５記載の場所打ち杭工法におけるスライム処理方法。
【請求項７】
スライム処理装置を地中孔の泥水面から所定距離離間させて設置する請求項１，２，３，４，５又は６記載の場所打ち杭工法におけるスライム処理方法。
【請求項８】
スライム処理装置を地中孔の泥水面から高さ方向に所定距離離間させて設置する請求項１，２，３，４，５又は６記載の場所打ち杭工法におけるスライム処理方法。
【請求項９】
スライム処理装置を地中孔の泥水面から所定高さを有する構台上に設置する請求項７又は８記載の場所打ち杭工法におけるスライム処理方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は建築物の基礎杭としての場所打ち杭工法において、泥水を安定液として掘削を完了した地中孔内に、泥水とともに残存するスライムを水中サンドポンプで吸引して地中孔外に排出する場所打ち杭工法におけるスライム処理方法に関するものである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
そこで、本発明は上記課題を解決し、地中孔の掘削深さが一定以上であったり、スライム処理装置を地中孔の泥水面から一定距離離間させて設置した場合であっても、水中サンドポンプを精確に制御した状態での地中孔内への下降を可能とするとともに、十分な巻上力を有することによって、すなわち、操作性が要求される繰り出し時においても、又大きな巻上力が要求される巻き取り時の双方に対応することによって、スライムを効率的に除去することが可能な場所打ち杭工法におけるスライム処理方法を提供することを目的としている。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
本発明はその目的を達成するために、請求項１により、吊支索巻取ドラムに繰り出し・巻き取り可能に巻回した吊支索に吊支した水中サンドポンプと、揚泥ホース巻取ドラムに繰り出し・巻き取り可能に巻回して水中サンドポンプに連結した揚泥ホースと、水中サンドポンプに電力を供給するためにキャブタイヤ巻取ドラムに繰り出し・巻き取り可能に巻回して水中サンドポンプに連結したキャブタイヤを具備した場所打ち杭工法におけるスライム処理装置の水中サンドポンプを、泥水を安定液として掘削を完了した地中孔内に下降させて泥水とともにスライムを吸引し、揚泥ホースを介して地上に揚泥して排出する場所打ち杭工法におけるスライム処理方法において、吊支索巻取ドラムを吊支用油圧モータによって巻き取り方向又は繰り出し方向に回転駆動可能とし、揚泥ホース巻取ドラムを揚泥用油圧モータによって巻き取り方向にのみ回転駆動可能とし、水中サンドポンプの下降時には、揚泥ホース巻取ドラムを巻き取り方向に回転駆動させて揚泥ホースを緊張させた状態で、吊支索巻取ドラムを繰り出し方向に回転駆動させることによって、吊支索を繰り出して水中サンドポンプを地中孔内に下降させるとともに、揚泥ホースを揚泥ホース巻取ドラムから繰り出し、水中サンドポンプの上昇時には、揚泥ホース巻取ドラム及び吊支索巻取ドラムを巻き取り方向に回転駆動させ、吊支索を吊支索巻取ドラムに巻き取り、水中サンドポンプを上昇させるとともに、揚泥ホースを揚泥ホース巻取ドラムに巻き取り、揚泥用油圧モータの圧力を、水中サンドポンプの下降時と上昇時において異なる圧力を選択して揚泥ホースを巻き取ることを特徴とする場所打ち杭工法におけるスライム処理方法を基本として提供する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
請求項２により、揚泥用油圧モータの圧力を、水中サンドポンプの下降に伴う揚泥ホースの繰り出し時には、水中サンドポンプの姿勢を鉛直方向に保ちやすい低圧に、水中サンドポンプの上昇に伴う揚泥ホースの巻き取り時には、揚泥ホースの巻き取り重量に対応した高圧に設定可能とした方法を提供する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
請求項３により、揚泥用油圧モータの低圧時の圧力を４０Ｋｇ／Ｃｍ２以下とし、高圧時の圧力を５０Ｋｇ／Ｃｍ２〜８０Ｋｇ／Ｃｍ２とした方法を提供する。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
請求項４により、キャブタイヤ巻取ドラムを給電用油圧モータによって巻き取り方向にのみ回転駆動可能とし、水中サンドポンプの下降時には、キャブタイヤ巻取ドラムを巻き取り方向に回転駆動させてキャブタイヤを緊張させた状態で、キャブタイヤをキャブタイヤ巻取ドラムから繰り出し、水中サンドポンプの上昇時には、キャブタイヤ巻取ドラムを巻き取り方向に回転駆動させてキャブタイヤをキャブタイヤ巻取ドラムに巻き取り、給電用油圧モータの圧力を、水中サンドポンプの下降時と上昇時において異なる圧力で制御する方法を提供する。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
請求項５により、給電用油圧モータの圧力を、水中サンドポンプの下降に伴うキャブタイヤの繰り出し時には、水中サンドポンプの姿勢を鉛直方向に保ちやすい低圧に、水中サンドポンプの上昇に伴うキャブタイヤの巻き取り時には、キャブタイヤの巻き取り重量に対応した高圧に設定可能とした方法を提供する。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
請求項６により、給電用油圧モータの低圧時の圧力を３０Ｋｇ／Ｃｍ２以下とし、高圧時の圧力を５０Ｋｇ／Ｃｍ２〜５５Ｋｇ／Ｃｍ２とした方法を提供する。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
請求項７により、スライム処理装置を地中孔の泥水面から所定距離離間させて設置する方法を、請求項８により、スライム処理装置を地中孔の泥水面から高さ方向に所定距離離間させて設置する方法を提供する。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
請求項９により、スライム処理装置を地中孔の泥水面から所定高さを有する構台上に設置する方法を提供する。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
以下図面に基づいて本発明にかかる場所打ち杭工法におけるスライム処理方法の実施形態を説明する。図１は本発明の要旨を示す説明図、図２は本発明にかかるスライム処理方法で使用するスライム処理装置１の全体構成図である。先ず、図２を用いてスライム処理装置１の基本構成を説明する。