(57)【要約】【課題】複数の超硬チップが先端面に取り付けられている削孔ビットを用いる場合と比較して、より安価に地盤に穴を掘削することができる削孔器具および削孔方法を提供する。【解決手段】削孔器具１は、掘削機２０に取付可能となっており、掘削機２０に取り付けられたときに当該掘削機２０により打撃力および回転力が与えられる中空の棒状部材（例えば、ロックボルト１０）と、棒状部材の先端に取り付けられる削孔部材３０と、を備えている。削孔部材３０は、棒状部材から最も遠い側に角部３０ｐが形成されている板状のものからなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
掘削機に取付可能となっており、前記掘削機に取り付けられたときに当該掘削機により打撃力および回転力が与えられる中空の棒状部材と、
前記棒状部材の先端に取り付けられる削孔部材と、
を備え、
前記削孔部材は、前記棒状部材から最も遠い側に角部が形成されている板状のものからなる、削孔器具。
【請求項２】
前記棒状部材の先端には、板状の前記削孔部材が嵌め込まれる凹部が形成されている、請求項１記載の削孔器具。
【請求項３】
前記削孔部材は溶接により前記棒状部材の先端に取り付けられるようになっている、請求項１または２記載の削孔器具。
【請求項４】
前記削孔部材の前記角部は鈍角である、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の削孔器具。
【請求項５】
前記棒状部材は円筒形状のものからなり、
前記削孔部材の厚さは、前記棒状部材の直径の１／１０乃至１／２の範囲内の大きさとなっている、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の削孔器具。
【請求項６】
角部が形成されている板状の削孔部材を中空の棒状部材の先端に取り付け、この際に前記削孔部材の前記角部が前記棒状部材から最も遠い側に配置されるようにする工程と、
前記棒状部材の基端を掘削機に取り付ける工程と、
前記掘削機によって前記棒状部材に打撃力および回転力を与えることにより前記棒状部材の先端に取り付けられた前記削孔部材によって地盤に穴を掘削する工程と、
地盤に掘削された穴に前記棒状部材および前記削孔部材を残した状態で、前記棒状部材の中空領域に固化剤を供給することにより当該棒状部材の先端から固化剤を外部に吐出する工程と、
を備えた、削孔方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤の補強用のロックボルト等の棒状部材を埋設するために地盤に穴を掘削する際に用いられる削孔器具およびこのような削孔器具を用いた削孔方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
軟弱地盤の補強のためにロックボルト等を埋設する方法が広く用いられている。具体的には、地盤に所定の深さの穴を掘削し、この穴にロックボルト等を挿入した状態でセメントミルクやモルタル等の固化剤を注入して固化することにより、軟弱地盤の補強を行うようになっている。
【０００３】
ここで、地盤に所定の深さの穴を掘削し、この穴にロックボルト等を挿入する際に、従来では二重管掘り工法が用いられていた。このような二重管掘り工法では、厚肉の外管の先端部にリングビットを設け、先端部にパイロットビットを設けたパイプロッドを外管の内部に挿通して、これらのパイロットビットおよびリングビットを用いて地盤に穴を掘削していた。そして、所定の深さの穴が掘削されると、パイプロッドをパイロットビットとともに引き抜き、代わりにロックボルト等を挿入して固化剤を注入し、外管をリングビットとともに抜き取っていた。
【０００４】
しかしながら、このような二重管掘り工法では、穴の掘削速度が遅く、また、パイプの構造が複雑で高価なものとなり、しかも作業に時間がかかるという問題点があった。このため、二重管掘り工法の代わりに自穿孔工法が用いられる場合がある。より詳細には、自穿孔工法では、中空のロックボルトの先端部に削孔ビットを取り付け、この削孔ビットにより地盤に穴を掘削した後、地盤に掘削された穴にロックボルトおよび削孔ビットを残した状態で、ロックボルトの中空領域に固化剤を供給することにより、地盤に掘削された穴に固化剤を注入して固定するようになっている。このような自穿孔工法で用いられるロックボルトとして例えば特許文献１に開示されるものが従来から知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１２９８６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の自穿孔工法で用いられる削孔ビットは、複数の超硬チップが先端面に取り付けられたものであるため高価であり、近年では地盤に穴をより安価に掘削することができる削孔器具が求められていた。とりわけ、自穿孔工法では削孔ビットが使い捨てとなるため、地盤に穴を掘削する度に高価な削孔ビットを用いた場合には、地盤に穴を掘削するのに費用がかかるという問題があった。
【０００７】
本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、複数の超硬チップが先端面に取り付けられている削孔ビットを用いる場合と比較して、より安価に地盤に穴を掘削することができる削孔器具および削孔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】
【０００８】
本発明の削孔器具は、掘削機に取付可能となっており、前記掘削機に取り付けられたときに当該掘削機により打撃力および回転力が与えられる中空の棒状部材と、前記棒状部材の先端に取り付けられる削孔部材と、を備え、前記削孔部材は、前記棒状部材から最も遠い側に角部が形成されている板状のものからなることを特徴とする。
【０００９】
このような削孔器具によれば、角部が形成されている板状の削孔部材を棒状部材の先端に取り付けることにより、複数の超硬チップが先端面に取り付けられている削孔ビットを用いる場合と比較して、より安価に地盤に穴を掘削することができる。
【００１０】
本発明の削孔器具においては、前記棒状部材の先端には、板状の前記削孔部材が嵌め込まれる凹部が形成されていてもよい。
【００１１】
また、前記削孔部材は溶接により前記棒状部材の先端に取り付けられるようになっていてもよい。
【００１２】
また、前記削孔部材の前記角部は鈍角であってもよい。
【００１３】
また、前記棒状部材は円筒形状のものからなり、前記削孔部材の厚さは、前記棒状部材の直径の１／１０乃至１／２の範囲内の大きさとなっていてもよい。
【００１４】
本発明の削孔方法は、角部が形成されている板状の削孔部材を中空の棒状部材の先端に取り付け、この際に前記削孔部材の前記角部が前記棒状部材から最も遠い側に配置されるようにする工程と、前記棒状部材の基端を掘削機に取り付ける工程と、前記掘削機によって前記棒状部材に打撃力および回転力を与えることにより前記棒状部材の先端に取り付けられた前記削孔部材によって地盤に穴を掘削する工程と、地盤に掘削された穴に前記棒状部材および前記削孔部材を残した状態で、前記棒状部材の中空領域に固化剤を供給することにより当該棒状部材の先端から固化剤を外部に吐出する工程と、を備えたことを特徴とする。
【００１５】
このような削孔方法によれば、角部が形成されている板状の削孔部材を棒状部材の先端に取り付けることにより、複数の超硬チップが先端面に取り付けられている削孔ビットを用いる場合と比較して、より安価に地盤に穴を掘削することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の削孔器具および削孔方法によれば、複数の超硬チップが先端面に取り付けられている削孔ビットを用いる場合と比較して、より安価に地盤に穴を掘削することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態による削孔器具の構成を示す側面図である。
【図２】図１に示す削孔器具を上側から下向きに見たときの構成を示す上面図である。
【図３】図２に示す削孔器具のロックボルトにおける参照符合Ａで示す領域の拡大図である。
【図４】図３に示すロックボルトを左側から右向きに見たときの構成を示す構成図である。
【図５】図１に示す削孔器具のロックボルトの先端に取り付けられる削孔部材の構成を示す斜視図である。
【図６】（ａ）（ｂ）は、それぞれ、変形例に係る削孔部材の構成を示す正面図および側面図である。
【図７】（ａ）（ｂ）は、それぞれ、別の変形例に係る削孔部材の構成を示す正面図および側面図である。
【図８】（ａ）（ｂ）は、それぞれ、更に別の変形例に係る削孔部材の構成を示す正面図および側面図である。
【図９】（ａ）（ｂ）は、それぞれ、更に別の変形例に係る削孔部材の構成を示す正面図および側面図である。
【図１０】（ａ）（ｂ）は、それぞれ、更に別の変形例に係る削孔部材の構成を示す正面図および側面図である。
【図１１】（ａ）は、図１および図２に示す削孔器具を左側から右向きに見たときの構成を示す構成図であり、（ｂ）〜（ｄ）は、それぞれ、更に別の変形例に係るロックボルトおよび削孔部材を先端側から見たときの構成を示す構成図である。
【図１２】図１および図２に示す削孔器具により地盤に穴を掘削する動作を示す縦断面図である。
【図１３】図１２に示す状態から引き続く、図１および図２に示す削孔器具により地盤に穴を掘削する動作を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１乃至図１３は、本実施の形態に係る削孔器具およびこのような削孔器具を用いた削孔方法を示す図である。
【００１９】
まず、本実施の形態による削孔器具１の構成の概略について図１および図２を用いて説明する。図１等に示すように、本実施の形態による削孔器具１は、円筒形状の中空のロックボルト１０および板状の削孔部材３０を備えている。より詳細には、ロックボルト１０の一方の端部（具体的には、図１等における左側の端部）には板状の削孔部材３０が着脱自在に取り付けられるとともに当該ロックボルト１０の他方の端部（具体的には、図１等における右側の端部）を掘削機２０に着脱自在に取り付けることができるようになっている。
【００２０】
図１および図２に示すように、ロックボルト１０は棒状のものからなり、その内部には中空領域１２が全長に亘って形成されている。また、ロックボルト１０の外周面には全長にわたって雄ネジ部分が形成されている。また、図３および図４に示すように、ロックボルト１０の先端には、板状の削孔部材３０が嵌め込まれる２つの凹部１４が輪状の周縁部の対角線上に形成されている。
【００２１】
削孔部材３０の構成の詳細について図１、図２および図５を用いて説明する。図１や図５に示すように、ロックボルト１０の先端に取り付けられる削孔部材３０は、ロックボルト１０から最も遠い側（すなわち、図１や図２における左側端部）に角部３０ｐが形成されている。このような角部３０ｐの角度は鈍角である。好ましくは、角部３０ｐの角度は１２０°乃至１６０°の範囲内の大きさとなっている。また、削孔部材３０の厚さは、ロックボルト１０の直径の１／１０乃至１／２の範囲内の大きさとなっている。なお、削孔部材３０の厚さがロックボルト１０の直径の１／１０よりも小さい場合には当該削孔部材３０により地盤に穴を掘削する際に削孔部材３０が破損してしまうおそれがある。一方、削孔部材３０の厚さがロックボルト１０の直径の１／２よりも大きい場合には、当該削孔部材３０により地盤に穴を掘削する際にこの削孔部材３０が回転したときに掘削される土砂の量が少なくなるため地盤に穴を効率的に掘削することができなくなるおそれがある。また、削孔部材３０の材料は例えば鉄または超硬合金（具体的には、例えば炭化タングステンの粉末とコバルトの粉末とを混合して焼結することにより作製される合金）である。このような削孔部材３０はロックボルト１０の各凹部１４に嵌め込まれた状態で溶接により当該ロックボルト１０に固定されるようになっている。
【００２２】
掘削機２０には、ロックボルト１０の基端の雄ネジ部分と噛み合う雌ネジ部分が形成された穴が設けられている。このことにより、ロックボルト１０の他方の端部を掘削機２０に着脱自在に取り付けることができるようになる。また、掘削機２０がロックボルト１０に打撃力および回転力を与えることにより、当該ロックボルト１０の先端に取り付けられた削孔部材３０によって地盤に穴を掘削することができるようになっている。また、掘削機２０には、高圧エア供給部（図示せず）および水供給部（図示せず）がそれぞれ接続されており、これらの高圧エア供給部や水供給部から掘削機２０の内部領域に高圧エアや水を供給することができるようになっている。掘削機２０の雌ネジ部分にロックボルト１０の基端が取り付けられている場合には、高圧エア供給部や水供給部から内部領域に供給された高圧エアや水はロックボルト１０の中空領域１２に送られるようになる。
【００２３】
次に、このような削孔器具１を用いて地盤に穴を掘削する動作について図１２および図１３を用いて説明する。なお、図１２および図１３において、削孔器具１により穴が掘削される地盤を参照符合５０で示す。また、地盤に掘削された穴に供給される固化剤を参照符合５２のドット模様で示す。
【００２４】
まず、ロックボルト１０の先端に削孔部材３０を取り付けるとともに、このロックボルト１０の基端を掘削機２０に取り付ける。そして、図１２に示すように、掘削機２０によってロックボルト１０に打撃力および回転力を与えることによりこのロックボルト１０の先端に取り付けられた削孔部材３０によって地盤５０に穴を掘削する。この際に、高圧エア供給部や水供給部から掘削機２０の内部領域に高圧エアもしくは高圧エアおよび水を供給することにより、この掘削機２０からロックボルト１０の中空領域１２に高圧エアもしくは高圧エアおよび水が供給されるようになり、このような高圧エアもしくは高圧エアおよび水はロックボルト１０の先端から地盤５０に向かって噴出されるようになる。このことにより、より迅速に地盤５０に穴を掘削することができるようになる。また、本実施の形態による削孔器具１により掘削される穴が深い場合には、複数のロックボルト１０を直列につなげていく。具体的には、ロックボルト１０の先端に取り付けられた削孔部材３０によって当該ロックボルト１０の長さ分の穴が掘削される度に、別のロックボルト１０をアダプター（図示せず）により直列に順次つなげていく。この際に、ロックボルト１０同士をアダプターにより接続した後に各ロックボルト１０の端部に設けられたロック穴（図示せず）にロックピン（図示せず）を通すことにより、一方のロックボルト１０に対して他方のロックボルト１０が回転してしまうことを防止することができるようになり、よってロックボルト１０同士が外れてしまうことを防止することができるようになる。
【００２５】
本実施の形態による削孔器具１によって所定の深さの穴が地盤５０に掘削されると、ロックボルト１０の後端から掘削機２０を取り外す。その後、ロックボルト１０および削孔部材３０が穴の中に残された状態で、ロックボルト１０の基端側（すなわち、図１３における右側）から当該ロックボルト１０の中空領域１２にセメントミルクやモルタル等の固化剤５２を供給する。このことにより、ロックボルト１０の先端から固化剤５２が外部に吐出されるようになる。このようにして、地盤５０に掘削された穴の内部においてロックボルト１０の外側に固化剤５２がまんべんなく充填されるようになり、このような固化剤５２が固化するとロックボルト１０が穴に固定されるようになる。なお、図１２および図１３では削孔器具１により地盤５０に穴が横方向（言い換えると、水平方向）に掘削されるような態様が示されているが、このような態様に限定されることはない。他の例として、削孔器具１により地盤５０に穴が縦方向（言い換えると、鉛直方向）や斜め方向に掘削されるようになっていてもよい。
【００２６】
このように、本実施の形態による削孔器具１や削孔方法では、ロックボルト１０から最も遠い側に角部３０ｐが形成されている板状の削孔部材３０を用いることにより、複数の超硬チップが先端面に取り付けられている従来技術の削孔ビットを用いる場合と比較して、より安価に地盤５０に穴を掘削することができるようになる。
【００２７】
なお、本実施の形態による削孔器具１は、上述したような態様に限定されることはなく、様々な変更を加えることができる。
【００２８】
例えば、ロックボルト１０の先端に取り付けられる削孔部材として、図５に示すような形状の削孔部材３０が用いられることに限定されることはない。ロックボルト１０の先端に取り付けられる削孔部材として図６乃至図１０にそれぞれ示すものが用いられてもよい。
【００２９】
具体的に説明すると、図６に示す削孔部材３２は、当該削孔部材３２が取り付けられるロックボルト１０の長手方向（すなわち、図６における上下方向）に沿って延びる２本の溝３２ａが表面に形成されたものである。なお、各溝３２ａは削孔部材３２の表裏の両面に形成されるようになっている。また、図７に示す削孔部材３４は、その先端に形成される角部３４ｐが丸みを帯びたものとなっている。すなわち、図７に示す削孔部材３４では角部３４ｐは湾曲形状のものとなっている。また、図８に示す削孔部材３６は、その先端面が凹形状３６ａとなっており、この凹形状３６ａの両側の端部にそれぞれ角部３６ｐが形成されている。また、図９に示す削孔部材３８は、その側面に溝３８ａが形成されたものである。また、図１０に示す削孔部材４０は、その先端に形成される角部４０ｐを頂点とした傾斜面にそれぞれ半球形状の突起部４０ａが形成されたものとなっている。図６乃至図１０にそれぞれ示すような削孔部材３２、３４、３６、３８、４０をロックボルト１０の先端に取り付けた場合でも、図１乃至図５に示す削孔部材３０をロックボルト１０の先端に取り付けた場合と同様に、複数の超硬チップが先端面に取り付けられている従来技術の削孔ビットを用いる場合と比較して、より安価に地盤５０に穴を掘削することができるようになる。
【００３０】
また、本発明に係る削孔器具として、図１１（ｂ）〜図１１（ｄ）に示すようなものが用いられてもよい。なお、図１１（ａ）は、図１および図２に示す削孔器具１を左側から右向きに見たときの構成を示す構成図である。これに対し、図１１（ｂ）〜図１１（ｄ）は、変形例に係る削孔器具をその先端側からロックボルトの長手方向に沿って見たときの構成を示す構成図である。
【００３１】
図１１（ｂ）に示す削孔器具１ａは、ロックボルト１０ａの先端に削孔部材４２が取り付けられたものである。ここで、図１１（ｂ）に示す削孔器具１ａをその先端側からロックボルト１０ａの長手方向に沿って見たときに、削孔部材４２は十字形状のものとなっている。このような十字形状の削孔部材４２は１枚の板状部材の両側面の中央位置にそれぞれ当該板状部材から垂直に延びるよう別の板状部材を取り付けることにより作製することができるようになっている。また、削孔部材４２におけるロックボルト１０ａから最も遠い側（すなわち、削孔部材４２の先端）には角部４２ｐが形成されている。また、ロックボルト１０ａの先端には、十字形状の削孔部材４２の４つの箇所がそれぞれ嵌め込まれるよう複数（具体的には、４つ）の凹部１４ａが形成されている。
【００３２】
また、図１１（ｃ）に示す削孔器具１ｂは、ロックボルト１０ｂの先端に３つの板状の削孔部材４４が取り付けられたものである。ここで、図１１（ｃ）に示す削孔器具１ｂをその先端側からロックボルト１０ｂの長手方向に沿って見たときに、３つの板状の削孔部材４４が互いに平行に配置されるようになっている。また、各削孔部材４４におけるロックボルト１０ｂから最も遠い側（すなわち、削孔部材４４の先端）には角部４４ｐがそれぞれ形成されている。また、ロックボルト１０ｂの先端には、３つの削孔部材４４がそれぞれ嵌め込まれるよう複数の凹部１４ｂが形成されている。
【００３３】
また、図１１（ｄ）に示す削孔器具１ｃは、ロックボルト１０ｃの先端に４つの板状の削孔部材４６が取り付けられたものである。ここで、図１１（ｄ）に示す削孔器具１ｃをその先端側からロックボルト１０ｃの長手方向に沿って見たときに、仮想の正方形の四辺にそれぞれ削孔部材４６が配置されるようになっている。また、各削孔部材４６におけるロックボルト１０ｃから最も遠い側（すなわち、削孔部材４６の先端）には角部４６ｐがそれぞれ形成されている。また、ロックボルト１０ｃの先端には、４つの削孔部材４６がそれぞれ嵌め込まれるよう複数の凹部１４ｃが形成されている。
【００３４】
これらの変形例に係る削孔器具１ａ、１ｂ、１ｃにより地盤５０に穴を掘削した場合でも、図１乃至図５や図１１（ａ）に示す削孔器具１により地盤５０に穴を掘削した場合と同様に、複数の超硬チップが先端面に取り付けられている従来技術の削孔ビットを用いる場合と比較して、より安価に地盤５０に穴を掘削することができるようになる。
【００３５】
また、更に別の変形例に係る削孔器具として、角部が鈍角ではなく略９０°または鋭角となっている削孔部材がロックボルトに取り付けられたものが用いられてもよい。また、削孔器具として、板状の削孔部材が嵌め込まれる凹部がロックボルトの先端に形成されておらず、輪状のロックボルトの先端に板状の削孔部材が溶接により取り付けられるようになっていてもよい。また、削孔部材が溶接以外の方法によりロックボルトに取り付けられるようになっていてもよい。また、板状の削孔部材の厚さがロックボルトの直径の１／１０より小さかったり１／２より大きかったりする削孔器具が用いられてもよい。
【符号の説明】
【００３６】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ  削孔器具
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ  ロックボルト
１２    中空領域
１４、１４ａ、１４ｂ、１４ｃ  凹部
２０    掘削機
３０    削孔部材
３０ｐ  角部
３２、３４、３６、３８、４０  削孔部材
３２ａ  溝
３４ｐ  角部
３６ａ  凹形状
３６ｐ  角部
３８ａ  溝
４０ａ  突起部
４０ｐ  角部
４２、４４、４６  削孔部材
４２ｐ、４４ｐ、４６ｐ  角部
５０    地盤
５２    固化剤
【図１】
2019035267.tif 000003
【図２】
2019035267.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2019035267.tif 000012
【図１１】
2019035267.tif 000013
【図１２】
2019035267.tif 000014
【図１３】
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