(57)【要約】  ロッド１１の両側部に、回動自在の撹拌羽根１３を付設し、撹拌羽根１３の上方にロッド１１と一体の貫入凸部１２を付設した地中貫入装置１と、ケーシング２の下方内壁面に、中心部に貫通孔を有する貫入凸部１２と係止する突起２２を形成したケーシング２とを有する地中連行装置１０であり、ケーシング２を地中に置き去りにして、地中貫入装置１を引き抜き回収する。  本発明によれば、掘削と同時に、地熱利用等に適用するケーシングを地中に連行することができるケーシング地中連行装置及びこれを用いたケーシング地中連行方法を提供することができる。
2015052752.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地中貫入ロッドの側部に、該地中貫入ロッドと平行する面内において回動自在の撹拌羽根を付設し、該撹拌羽根の上方に該地中貫入ロッドと一体の貫入凸部を付設した地中貫入装置と、
ケーシングの下方内壁面に、中心部に貫通孔を有する該貫入凸部と係止する突起を形成したケーシングとを有し、
該地中貫入ロッドが引き上げられ、該撹拌羽根が折り畳まれた状態における羽根径（ｗ２）が、該ケーシングの最小内径（ｍ１）より小であることを特徴とするケーシング地中連行装置。
【請求項２】
該貫入凸部が、略逆半円錐形状であり、該突起が、該貫入凸部の側面と係止する斜め上向きの傾斜面を有することを特徴とする請求項１記載のケーシング地中連行装置。
【請求項３】
該貫入凸部は、円柱状であり、該突起が、該貫入凸部の下端周面と係止することを特徴とする請求項１記載のケーシング地中連行装置。
【請求項４】
該地中貫入ロッドには、該ケーシングの上端を押える止め部材が付設されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のケーシング地中連行装置。
【請求項５】
該ケーシングの外周に、斜め外側下方を向く傾斜面を備える排土抑制羽根を形成したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のケーシング地中連行装置。
【請求項６】
該撹拌羽根と該ケーシングの間に、該撹拌羽根の開き角度を調整するリング部材を介在させたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のケーシング地中連行装置。
【請求項７】
該ケーシングは、地熱利用、雨水利用または地下水利用の地中埋設材であるか、または液状化対策用のドレーン材であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のケーシング地中連行装置。
【請求項８】
該地中貫入ロッドは、該貫入凸部の少し上方において、上方ロッドと下方ロッドが螺子継手により一体化していることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のケーシング地中連行装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載のケーシング地中連行装置を使用し、該撹拌羽根を広げて該地中貫入ロッドを回転させ地盤を掘削しながら目的深度まで貫入するＩ工程と、
該地中貫入ロッドを引き上げ該撹拌羽根を折り畳み、該地中貫入装置を地上に引き上げ、該ケーシングを地中に置き去りにするＩＩ工程と、を行うことを特徴とするケーシング地中連行方法。
【請求項１０】
該１１工程後、ロッド先端に止水キャップを着脱自在に装着し、該ケーシングの該貫通孔に該止水キャップを装填するＩＩＩ工程を行うことを特徴とする請求項９記載のケーシング地中連行方法。
【請求項１１】
請求項８記載のケーシング地中連行装置を使用し、該撹拌羽根を広げて該地中貫入ロッドを回転させ地盤を掘削しながら目的深度まで貫入するＩ工程と、
該地中貫入ロッドを逆回転させて該継手螺子を外して、上方ロッドを地上に引き上げ、該ケーシング及び撹拌羽根が付いたままの下方ロッドを地中に置き去りにするＩＩＡ工程と、を行うことを特徴とするケーシング地中連行方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地熱利用などに使用するケーシングをひとつの工程で無回転で地中に連行し、置き去りにするケーシング地中連行装置及びこれを用いたケーシング地中連行方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自然エネルギー活用が注目されている昨今、地熱を利用する技術開発が進んでいる。地熱は１年を通して温度変化が小さく、その特性を利用した各種方法が開発されている。しかし、地熱を利用するパイプ状機材を、簡単で有効且つ低コストで行なえる埋設方法がないのが現状である。【０００３】
従来、パイプ状機材等の埋設物を地中深く埋設する場合、埋設物よりひと回り大きめの穴を予め掘削し、その後、この掘削穴に埋設物を埋めていた。しかし、この工法では、埋設するのに２つの工程が必要であり、工期が長引き、コスト高となっていた。【０００４】
掘削と同時に鋼管を地中に連行する工法として、特開２００５−３６４１３号公報の立杭構築方法が知られている。この立杭構築方法は、埋設用の鋼管は、先端に掘削刃を設けた掘削用の鋼管ケーシングに沿わせ、掘削用の鋼管ケーシングを共に圧入し、掘削用の鋼管ケーシングは鋼管を地中に残してこれを回収する方法である。この方法によれば、掘削用の鋼管ケーシングに設ける掘削刃は、杭壁となる鋼管の先端部まで変位して掘削するため、杭壁となる鋼管も抵抗なく地盤に圧入することができる。また、掘削用のケーシングの回収時にはこの可変掘削刃を収納することで、回収のための掘削用の鋼管ケーシングの引き上げを支障なく行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３６４１３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、特開２００５−３６４１３号公報記載の立杭構築方法は、掘削刃を鋼管ケーシングの先端に付設しているため、大径の鋼管にしか適用できないという問題がある。また、地中に埋設された鋼管立杭の鋼管内は土が原地盤のまま残された状態であり、鋼管内に地熱利用で使用する水などを装填できないという問題がある。【０００７】
従って、本発明の目的は、掘削と同時に、例えば、地熱利用等に利用できる小径のケーシングを、ケーシング内に土壌が実質的に入り込むことなく、地中に連行することができ、掘削残土の発生が無いケーシング地中連行装置及びこれを用いたケーシング地中連行方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
すなわち、本発明は、上記従来の課題を解決したものであり、地中貫入ロッドの側部に、該地中貫入ロッドと平行する面内において回動自在の撹拌羽根を付設し、該撹拌羽根の上方に該地中貫入ロッドと一体の貫入凸部を付設した地中貫入装置と、ケーシングの下方内壁面に、中心部に貫通孔を有する該貫入凸部と係止する突起を形成したケーシングとを有し、該地中貫入ロッドが引き上げられ、該撹拌羽根が折り畳まれた状態における羽根径（ｗ２）が、該ケーシングの最小内径（ｍ１）より小であることを特徴とするケーシング地中連行装置を提供するものである。【０００９】
また、本発明は、前記ケーシング地中連行装置を使用し、該撹拌羽根を広げて該地中貫入ロッドを回転させ地盤を掘削しながら目的深度まで貫入するＩ工程と、該地中貫入ロッドを引き上げ該撹拌羽根を折り畳み、該地中貫入装置を地上に引き上げ、該ケーシングを地中に置き去りにするＩＩ工程と、を行うことを特徴とするケーシング地中連行方法を提供するものである。【００１０】
また、本発明は、前記ケーシング地中連行装置を使用し、該撹拌羽根を広げて該地中貫入ロッドを回転させ地盤を掘削しながら目的深度まで貫入するＩ工程と、該地中貫入ロッドを逆回転させて該継手螺子を外して、上方ロッドを地上に引き上げ、該ケーシング及び撹拌羽根が付いたままの下方ロッドを地中に置き去りにするＩＩＡ工程と、を行うことを特徴とするケーシング地中連行方法を提供するものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、掘削と同時に、地熱利用等に利用できる小径のケーシングを、ケーシング内に土壌が実質的に入り込むことなく、地中に連行することができる。また、掘削残土の発生が無いため、環境汚染を低減できる。また、ケーシングは、地熱利用のみならず、地中への雨水浸透の促進あるいは地震等の防災に備えた仮設防災井戸にも適用できる。また、ケーシングは、液状化対策としてのドレーン材挿入用の外管として埋設することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態におけるケーシング地中連行装置の一部を断面で示す簡略図である。
【図２】図１のケーシング地中連行装置の一部を断面で示す分解簡略図である。
【図３】図１のケーシング地中連行装置の撹拌羽根部分の拡大斜視図である。
【図４】図１における撹拌羽根の底面図である。
【図５】図２における撹拌羽根の底面図である。
【図６】図１で使用する止め具の平面図である。
【図７】本発明の実施の形態におけるケーシング地中連行方法を説明する図であり、掘削途中の図である。
【図８】ケーシング地中連行方法を説明する図であり、地中貫入装置を引き抜く途中の図である。
【図９】図８に続き、地中貫入装置を引き抜く途中の図である。
【図１０】図９に続く工程であり、地中貫入装置を完全に引き抜いた状態の図である。
【図１１】ロッドの先端に装着した止水キャップを埋設されたケーシングの下方開口に装着するＩＩＩ工程を説明する図である。
【図１２】本発明の他の実施の形態におけるケーシング地中連行方法を説明する図である。
【図１３】他の実施の形態におけるケーシング地中連行装置の簡略断面図である。
【図１４】内蓋形式の止め部材を説明する部分拡大断面図である。
【図１５】他の実施の形態におけるケーシング地中連行装置の簡略断面図である。
【図１６】図１５のケーシング地中連行装置で使用する角度調整用リング部材の斜視図である。
【図１７】図１５のケーシング地中連行装置で使用する角度調整用リング部材の他の斜視図である。
【図１８】側周面に逆傾斜翼（発生土抑制翼）を形成した角度調整用リング部材の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（ケーシング地中連行装置の説明）
本発明の第１の実施の形態におけるケーシング地中連行装置（以下、単に「地中連行装置」とも言う。）を、図１〜図３を参照して説明する。図１及び図２に示すように、地中連行装置１０は、地中貫入装置１とケーシング２を組み付けたものである。この中、ケーシング２は、ケーシング内に土壌が実質的に入り込まず、例えば、地熱等を利用する地中埋設部材であり、地中貫入装置１は引き抜いて再度の掘削に使用するものである。
【００１４】
地中貫入装置１は、ケーシング２と係止して、掘削しながら、ケーシング２を地中に連行する装置であり、先端に錐部１４を有する地中貫入ロッド（以下、単に「ロッド」とも言う。）１１の側部、本例では両側部に、ロッド１１と平行する面内において回動自在の撹拌羽根１３を付設し、撹拌羽根１３の上方にロッド１１と一体の貫入凸部１２を付設したものである。ロッド１１の地表側の先端部は、ロッド１１に振動又は回転を付与する公知のバイブロドリル（ＶＤ）式ボーリング装置（特許第５０２１１０４号公報）などの貫入力付与装置に接続されている。これにより、ロッド１１に振動と回転力を付与することができる。また、ロッド１１は、深度に応じて、螺子継手１１２などにより複数本を繋いで使用することができる。本例では、貫入凸部１２のやや上方位置に形成された螺子継手１１２により、上方ロッド１１ａと下方ロッド１１ｂが接続されている。
【００１５】
先端の錐部１４としては、公知のボーリング装置などのロッドの先端に形成される螺旋羽根やロッドの先端の尖状部が挙げられる。先端の螺旋羽根や尖状部により最初の貫入で地中に羽根が食い付くため、ロッド１１の貫入が容易となる。なお、先端の錐部１４が螺旋羽根の場合、螺旋羽根の外径は、ケーシング２の下方開口（貫通孔）の孔径（ｍ１）より小である。先端の錐部１４は任意の構成要素である。先端の錐部１４がなくとも、撹拌羽根１３の掘削力により、ロッド１１の地中貫入は可能である。
【００１６】
撹拌羽根１３は、図３に示すように、下方ロッド１１ｂの側部に、ロッド軸と平行する面内において回動自在に軸支されている。すなわち、２枚の撹拌羽根１３は、下方ロッド１１ｂに横並びで配設された回転軸１３１にそれぞれ設置されている。１枚の撹拌羽根１３を１つの回転軸１３１で支持するため、支持強度が高まる。また、下方ロッド１１ｂの先端部は板状体の先端が尖り状の錐部１４となっている。下方ロッド１１ｂの先端部は板状体であるため、撹拌羽根１３の当該板状体と当接する部分は平担面であり、このため、撹拌羽根１３の先端１３２は切削角となっている（図４参照）。このため、先端の錐部１４に螺旋羽根がなくとも、地中への貫入は容易である。なお、回転軸１３１の下方近傍の側端側には、撹拌羽根１３の開度を規制する突起１４１が下方ロッド１１ｂと一体に形成されている。これにより、図１に示すような開度を容易に定めることができる。撹拌羽根１３の表面は図４及び図５に示すように、略半楕円断面形状となっている。これにより、強度が高まり、撹拌強度を高めることができる。
【００１７】
撹拌羽根１３は、撹拌時は開いた状態となって羽根径が大となり、ロッド１１を引き上げることで、撹拌羽根１３は折り畳まれ（図９の状態）、羽根径は羽根幅（ｗ２）となって小さくなる。折り畳まれた後の羽根径（水平方向における長さ）（ｗ２）は、下方ロッド１１ｂの径とほぼ同じであり、ケーシング２の最小内径である下方開口（貫通孔の孔）径（ｍ１）より小である。これにより、ケーシング２を埋設したまま、地中貫入装置１を引く抜くことができる。また、撹拌羽根１３は本例では横並びの２本の軸に回動自在に軸支される２枚の羽根であるが、これに限定されず、１枚、３枚又は４枚であってもよい。３枚羽根及び４枚羽根は、羽根が付設されるロッド部分をそれぞれ三角形断面及び四角形断面とし、撹拌羽根１３の羽根幅を軸幅より若干小さくすることで、ロッドと平行する面内において回動自在とすることができる。また、撹拌羽根１３の形状は、半楕円断面形状に限定されず、平板状など適宜決定される。また、撹拌羽根１３が開いた最大羽根径は、ケーシング２の最大外径（ｌ１）より大である。これにより、撹拌羽根１３により崩された土壌中において、ケーシング受け２を地中連行できるため、貫入抵抗を低減できる。
【００１８】
貫入凸部１２は、ケーシング２の突起２３と係止（当接）して、ロッド１１の地中進入と共に、ケーシング２を地中に連行する機能を有するものであり、ロッド１１の下方部に位置し、撹拌羽根１３の上方にロッド１１と一体に付設した凸部状のものである。これにより、ロッド１１の地中進入により、ケーシング２内には、土壌が入り込まない。また、貫入凸部１２の最大外径（ｄ）は、ケーシング２の最小内径（ｌ２）より小である。これにより、ケーシング２を地中に埋設したまま、地中貫入装置１を引き抜くことができる。貫入凸部１２は、下方ロッド１１ｂの径（ｗ２）より寸法２ｕだけ大の径を有する円柱状のものである（図１参照）。そして、貫入凸部１２と下方ロッド１１ｂとの接続部は、９０度の段差を有している。これにより、貫入凸部１２の下端周面１２１とケーシング２の突起２３との係止を可能としている。また、貫入凸部１２が円柱状の大径部であり、厚みと質量を有しているため、バイブロ振動や打撃時における強度と衝撃に耐え得る。円柱状の大径部である貫入凸部１２には、図１に示すような傾斜部やくびれなどを途中又は上部に有していてもよい。
【００１９】
ケーシング２は、下方内壁面に、中心部に貫通孔２５を有する貫入凸部１２と係止する環状の突起２３を有し、地中貫入装置１と共に地中に連行され地中に埋設されるものである。突起２３は、貫入凸部１２の下端面（水平面）１２１と係止する係止面（水平面）２３１を有する。ケーシング２は、突起２３より上方は内径（ｌ２）の中空部２２を有する。
【００２０】
ケーシング２は、突起２３より下方は、逆半円錐部２４となっている。すなわち、逆半円錐部２４の外周面は、下方に向けて漸次縮径となる傾斜面となっている。これにより、下方の逆半円錐部２４は排土の発生を抑制すると共に、先端部２９がロッド１１の引き上げ時、撹拌羽根１３を閉じる部材として機能する。また、逆半円錐部２４の下端の中央は開口を形成している。突起２３で囲まれる開口の径と逆半円錐部２４の下端の開口の径は、同一径であっても、異なっていてもよい。
【００２１】
ケーシング２における突起２３の形成位置は、上記形態に限定されない。また、ケーシング２は、本例のように、先端側が先細りの形状に限定されず、全長に亘り同一径であってもよい。また、突起２３の円周先端間で形成される開口（貫通孔）径（ｍ１）および逆半円錐部２４の下端の開口径は共に、折り畳み状態における撹拌羽根１３の羽根径（ｗ２）や下方ロッド１１ｂの幅より大である。これにより、地中貫入装置１は、ケーシング２の中を抵抗なく通り、引き抜くことができる。
【００２２】
ケーシング２は、地中に埋設された後、ケーシング２内には、土壌が実質的に存在せず、地熱利用、雨水利用または地下水利用のパイプ状の地中埋設部材とするか、あるいは液状化対策用のドレーン材とすることができる。ケーシング２は、利用目的に応じて、スリットや貫通孔等が形成されていてもよい。また、ケーシング２の内径（ｌ２）は、ロッド１１の貫入凸部１２の外径（ｄ）より大である。これにより、埋設したケーシング２を置き去りにして、地中貫入装置１を引き抜くことができる。なお、ケーシング２の長さに制限はなく、用途に応じて適宜決定すればよい。また、長さが数十ｍと長い場合、複数本を継ぎ合わせて使用することもできる。ケーシング外径（ｌ１）は、概ね５０ｍｍ〜４００ｍｍ程度のものが使用できる。なお、地中連行装置１０は、撹拌羽根１３とケーシング２とは係止していない。従って、ロッド１１が回転して撹拌羽根１３が回転しても、ケーシング２は回転しない。
【００２３】
止め部材４は、本発明においては任意の構成要件であり、蓋部材４１と、蓋部材４１の動きを規制する止め具７とからなる。蓋部材４１は、中央部にロッドが通る貫通孔を形成した円板状の蓋本体部と、蓋本体部の周端から下方に延びる周側板とからなる。止め具７は、図６に示すように、ロッド１１を両側から挟む内側が半円状にくり抜かれた一対の略板状の挟持体７１、７１と、一対の挟持体７１、７１をロッド１１に強く固定するボルト７２とナット７３からなる。止め具７はロッド１１に固定されており、ロッド１１の回転に連動して回転する。一方、蓋部材４１は、ロッド１１が回転してもケーシング２が回転しないため、回転しない。このため、蓋部材４１と止め具７間は、滑り接触となる。なお、蓋部材４１と止め具７間の接触による摩擦熱を抑制するため、ベアリングなどを介在させてもよい。
【００２４】
次に、本発明の第２の実施の形態における地中連行装置を、図１３を参照して説明する。なお、図１３において、図１〜図６と同一構成要素には同一符号を付して、その説明を省略し、異なる点について、主に説明する。すなわち、図１３の地中連行装置１０ａにおいて、図１〜図６の地中連行装置１０と異なる点は、ロッドの突起形状、ケーシングの下方形状、ケーシングの上端を押える止め部材及びケーシングの中のブレ防止材の有無である。なお、図１３及び図１５では、撹拌羽根１３は模式的な描写とした。すなわち、地中連行装置１０ａにおいて、貫入凸部１２ａは逆半円錐形状であるため、側面２３３が斜め下方を向く傾斜面となり、この傾斜面２３３がケーシング２ａの突起２３ａの傾斜面２３２と係止することになる。ケーシング２ａの下端面２４ａが外側斜め下方を向くような傾斜面としたものであり、これにより、撹拌羽根１３は、羽根の開き角度を更にＶ字形状となるように大きくすることができ、掘削力を高めることができる。また、突起２３ａの端面を貫入凸部１２ａと係止する斜め上方を向く傾斜面２３２としたものである。また、ケーシング２ａの外周には、斜め外側下方を向く傾斜面２６１を備える排土抑制羽根２６が形成されている。これにより、掘削時、上方に押し上げられる土壌を下方に押し下げ、且つ側方に向かわせ側壁地盤を圧縮し、強度を高めて崩落を防止することができる。なお、排土抑制羽根２６は、ケーシング２の外周にひと回りで形成されているものに限定されず、不連続で、同一面又は異なる面において部分的に形成されていてもよい。
【００２５】
また、地中連行装置１０ａにおいて、ロッド１１には、ケーシング２ａの上端を位置決めする止め部材４ａが付設されている。これにより、ケーシング２ａは、中心位置が定まって地中に連行されるため、ケーシング２ａの芯ずれがなく、ロッド引き抜き軌孔を塞ぐことがない。止め部材４ａは、中央にロッド１１を通すロッド孔を有する円板状本体部４１と、端部から下方に延びる側板部４２と、ロッド孔の縁から上方に起立する上部円筒部４４からなるものである。止め部材４ａの内径はケーシング２ａの外径と略同じである。止め部材４ａは、ロッド１１の貫入凸部１２ａとケーシング２ａの突起２３を係止させた後、ケーシング２ａの上部に載置し、上部円筒部４４をロッド１１にボルト４３等の固定部材で固定することで設置される。
【００２６】
ブレ防止材５は、ケーシング２ａの中にロッド１１を通して挿入されるものである。すなわち、ブレ防止材５は、中央にロッド１１の外径と略同一の内径を有するロッド孔５３を有し、ケーシング２ａの内径と略同一の外径を有する円板状本体部５１と、円板状本体部５１の端部から下方に延びる側板部５２からなる。ブレ防止材５を設置することで、ケーシング２ａの連行中、横方向にかかるブレを防止する。なお、ブレ防止材５はロッド１１に強く嵌るようにするのがよい。嵌りが緩いとブレ防止材５が下方に落ちてしまい、十分なブレ防止効果が得られない。なお、ロッド１１が引き抜かれる際、止め部材４及びブレ防止材５は共に、ロッド１１と共に引き上げられる。
【００２７】
また、止め部材４は、図１３の外蓋形式に限定されず、例えば、図１４に示すような内蓋形式の止め部材であってもよい。すなわち、図１４の止め部材４ｂは、中央にロッド１１を通すロッド孔を有する外径がケーシング２ａの外径と略同じの円板状本体部４１ａと、外径がケーシング２ａの内径と略同じの下部円筒部４２ａと、ロッド孔の縁から上方に起立する上部円筒部４４からなるものである。止め部材４ｂは、止め部材４と同様に、ロッド１１の貫入凸部１２とケーシング２ａの突起２３を係止させた後、ケーシング２ａの上部に載置し、上部円筒部４４をロッド１１にボルト４３等の固定部材で挟み込んで固定することで設置される。
【００２８】
次に、本発明の第３の実施の形態における地中連行装置を、図１５〜図１８を参照して説明する。なお、図１５〜図１８において、図１３と同一構成要素には同一符号を付して、その説明を省略し、異なる点について、主に説明する。すなわち、図１５の地中連行装置１０ｂにおいて、図１３の地中連行装置１０ａと主に異なる点は、角度調整用リング部材の有無である。すなわち、地中連行装置１０ｂは、ケーシング２ａと撹拌羽根１３との間に、撹拌羽根１３の開き角度を調整するリング部材６を介在させたものである。リング部材６は図１６に示すように、所定の厚みと所定の内径を有するリング状物である。リング部材６の中央を下方ロッド１４が通るため、リング部材６の厚み（高さ）の大小と内径の大小で撹拌羽根１３の開き角度を調整することができる。すなわち、図１７にように、リング部材６の厚み（高さ）を大とすれば（リング部材６１ａ）、撹拌羽根１３の開き角度は小さくなり、逆にリング部材６の厚み（高さ）を小とすれば、撹拌羽根１３の開き角度は大きくなる。また、リング部材６の内径を小とすれば、撹拌羽根１３の開き角度は小さくなり、逆にリング部材６の内径を大とすれば、撹拌羽根１３の開き角度は大きくなる。リング部材６は地中に連行された後、ケーシング２の下に埋設されたままとなる。撹拌羽根１３の開き角度が調整できるため、ケーシング受けの外径に見合った撹拌翼径を設定することができる。なお、撹拌羽根１３は、土質、地盤のＮ値などの諸条件を考慮して適宜決定される。
【００２９】
なお、第３の実施の形態における地中連行装置１０ｂの変形例として、リング部材６に代えて、リング状翼部材６ｂを設置してもよい（図１８）。この場合、ロッド１１の先端の錐部は、掘削翼とする。リング状翼部材６ｂは、リング部材６と同様のリング形状であり、外周面に掘削翼と逆傾斜の翼６２ｂを有するものである。すなわち、ロッド１１が地中に進行するに連れて、掘削翼と逆傾斜の翼６２ｂは、上方に押し上げられる土壌を下方に押し下げ、且つ側方に向かわせ側壁地盤を圧縮し、強度を高めて崩落防止、ロッド１１の引き込みの悪さを是正する。掘削翼と逆傾斜の翼６２ｂは、本例の２枚に限定されず、４枚であってもよい。また、リング状翼部材６ｂは、撹拌羽根１３の開き角度を調整することもできる。
【００３０】
なお、地中連行装置１０〜１０ｂにおいて、撹拌羽根、錐部、ケーシングの下端形状、止水キャップ、外蓋形式の止め部材、内蓋形式の止め部材、ブレ防止材、羽根角度調整用リング及びリング状翼部材は、あらゆる組み合わせが可能であり、地中連行装置１０〜１０ｂのいずれにも適用でき、また、必須要素以外の要素は省略してもよい。また、貫入凸部とケーシングの突起との係止形態は、上記係止形態に限定されず、ロッドの下方への押し込みで係止して、ケーシングを地中連行し、ロッドの上方への引き上げにより係止が解除されるものであればよい。
【００３１】
また、ケーシング２〜２ａにおいて、下部円筒部２４の鉛直方向の長さ（スカートの長さ）を調整することで、リング部材６無しで、リング部材６と同様の撹拌羽根１３の角度調整をすることができる。すなわち、下部円筒部２４の下方へ延びる長さ（高さ）を大とすれば、撹拌羽根１３の開き角度は小さくなり、下部円筒部２４の下方へ延びる長さ（高さ）を小とすれば、撹拌羽根１３の開き角度は大となる。
【００３２】
（ケーシング地中連行方法の説明）
次に、本発明の第１の実施の形態におけるケーシング地中連行方法（以下、単に「地中連行方法」とも言う。）の一例を、図７〜図１０を参照して説明する。ケーシング地中連行方法は、ケーシング地中連行装置１０〜１０ｂを使用し、該撹拌羽根を広げて該地中貫入ロッドを回転させ地盤を掘削しながら目的深度まで貫入するＩ工程と、該地中貫入ロッドを引き上げ該撹拌羽根を折り畳み、該地中貫入装置を地上に引き上げ、該ケーシングを地中に置き去りにするＩＩ工程と、を行うものである。先ず、地中連行装置１０を使用した地中連行方法を以下に説明する。
【００３３】
Ｉ工程において、地中連行装置１０は、地中貫入装置１及びケーシング２を組み付けて使用する。地中貫入装置１はロッド１１を起立された状態において、撹拌羽根１３は折り畳まれた状態である。起立状態の地中貫入装置１に対して、ケーシング２を上方から下方に向けて中空部にロッド１１を通して突起２３の係止面２３１と貫入凸部１２の下端周面１２１が当たるまで入れ込む。次いで、ケーシング２の上端に蓋部材４１を被せ、止め具７を上方ロッド１１ａに固定する。次いで、図７に示すように、ロッド１１を埋設位置の地盤中心に突き立て、例えば、バイブロドリル（ＶＤ）式ボーリング装置を駆動させる。これにより、ロッド１１は回転し、先端の錐部１４が地中に食い込み、地中に進入する。撹拌羽根１３は、予め少し開いておいてもよく、また、所望の開度にしておいてもよい。撹拌羽根１３は、少し開いた状態であっても、地盤に入る際、地盤抵抗を受けて開き、突起１４１に当たって、図７に示す羽根角度に開くことができる。開いた撹拌羽根１３で埋設するケーシング２の外径より大きな掘削径を構築する。ロッド１の正回転は、撹拌羽根１３の背（反ロッド側の面）が撹拌方向を向くようにすることが、撹拌羽根１３の軸支部に砂が詰まることがない点で好ましい。なお、Ｉ工程の前工程として、地中貫入装置１とは別の掘削装置により予め、掘削孔を形成してもよい。これにより、地盤によっては、地中貫入装置１の貫入が容易となる。
【００３４】
地中進入工程（Ｉ工程）において、撹拌羽根１３は先行して、地盤を撹拌するため、撹拌領域は地盤がほぐされた状態となる。なお、本例では、撹拌羽根１３とケーシング２とは係止しておらず、また、貫入凸部１２とケーシング２の突起２３が係止（当接）し、且つ撹拌羽根１３とケーシング２とは、係止しておらず、ケーシング２は無回転で地中に連行される（図７）。また、ケーシング２の底面は貫入凸部１２と突起２３で隙間なく、塞がれており、ロッド１１の貫入時、ケーシング２内に土壌が入り込む余地はない。なお、深度が深くなるにつれ、必要であれば、ロッド１１の回転、貫入を停止し、ロッド１１又はケーシング２を継ぎ足し、再度ロッド１１を回転、貫入してもよい。継ぎ足し用ケーシングは、内壁に突起２３を形成しないケーシングを使用する。所望の深度に到達した際、ロッド１１の回転、貫入を停止する。次いで、地中貫入装置１の引き抜き工程を行う。ケーシング２の上端は、地表から少し突出するようにしておけばよい。これにより、ケーシング２に対する地表からの操作性が高まる。
【００３５】
引き抜き工程（ＩＩ工程）において、先ず、地中貫入装置１を引き上げる。この際、開いている撹拌羽根１３がケーシング２の下端２９に当たるため、撹拌羽根１３は折り畳まれる。また、貫入凸部１２の外径（ｄ）が、ケーシング２の内径（ｌ２）より小であること、また、折り畳まれた撹拌羽根の羽根径（ｗ２）および下方ロッド１１ｂの外径が、ケーシング２の貫通孔２５の孔径（ｍ１）より小であることから、地中貫入装置１は、ケーシング２を地中に埋設したまま、地上に引き抜くことができる（図９参照）。なお、止め具７はロッド１１に固定されたまま、蓋部材４１は、貫入凸部１２に載った状態で、ロッド１１と共に、地上に引き抜かれる。
【００３６】
本例の地中連行方法によれば、ケーシング２は、止め部材４により中心位置が定まり、地中に連行されるため、ケーシング２の芯ずれがなく、ロッド引き抜き軌孔を塞ぐことがない。貫入凸部１２とケーシング２の突起２３との接触は、リング状の平面で滑りながら接触するため、ケーシング２及び蓋部材４１は回転しない。また、ケーシング２の下方の逆半円錐部２４は排土の発生を抑制すると共に、先端部２９がロッド１１の引き上げ時、撹拌羽根１３を閉じる部材として機能する。また、撹拌羽根１３は、一枚の羽根が独自の回転軸を持っているため、強く安定した撹拌が可能となる。なお、地中に置き去りにされるのは、ケーシング２であり、地上に回収されるのは、地中貫入装置１及び止め部材４である。地中貫入装置１及び止め部材４は新たな地中連行方法で再使用できる。
【００３７】
次に、本発明の第２の実施の形態におけるケーシング地中連行方法を説明する。このケーシング地中連行方法は、上記第１の実施の形態におけるケーシング地中連行方法を行い、ＩＩ工程の後、ロッド先端に止水キャップ３を着脱自在に装着し、ケーシング２の貫通孔２５に止水キャップ３を装填するＩＩＩ工程を行うものである（図１１参照）。止水キャップ３は市販品を加工したものが使用できる。ロッド先端に止水キャップ３を着脱自在に装着したロッドは、ケーシング２の上端の開口から下方へ挿入される。これにより、Ｉ工程においては、地中貫入装置１を用いて円滑に掘削でき、また、ＩＩＩ工程においては、ケーシング２の貫通孔２５に、確実に止水キャップ３を装着できる。なお、ＩＩＩ工程におけるロッド１１は、Ｉ工程及びＩＩ工程で使用するロッドに限定されず、他のロッド（止水キャップ装着用専用ロッド）を使用してもよい。なお、本例で使用する止水キャップ３は、逆半円錐形状であり、上端の直径が貫通孔２５より大であり、下端の直径が貫通孔２５より小のものである。このような形状であれば、貫通孔２５の上から、止水キャップ３を装填でき、貫通孔２５を塞ぐことができる。
【００３８】
第１の実施の形態におけるケーシング地中連行方法の変形例として、Ｉ工程後、図１２に示すように、上方ロッド１１ａを逆回転させて継手螺子１１２を外し、上方ロッド１１ａと下方ロッド１１ｂを分離し、上方ロッド１１ａを地上に引き上げ、ケーシング２及び撹拌羽根１３が付いたままの下方ロッド１１ｂを地中に置き去りにするＩＩＡ工程を実施してもよい。これにより、止水キャップ３装着工程を実施することなく、ケーシング２の下方開口２５を閉塞することができる。
【００３９】
地中に埋設されたケーシング２は、中が空洞であり、地熱利用、雨水利用または地下水利用に使用される。特に地熱は、１年を通じて昼夜の温度変化が小さいため、地熱利用ヒートポンプ等に直接利用でき、また地熱利用ヒートポンプ等の機材をケーシング内に装填して利用できる。また、ケーシングは、地下水や雨水をケーシング内に呼び込んで巨大地震後の仮設防災井戸として使用できる。また、液状化対策としては、液状化を想定して、周面にスリットや貫通孔が形成されたケーシングを予め地中に埋設しておき、液状化の際、過剰間隙水圧を消滅させ、噴出上昇圧を誘導するドレーン材として利用できる。
【００４０】
次に、図１０及び図１１の地中連行装置１０ａを用いた地中連行方法を、図１〜３の地中連行装置１０を用いた地中連行方法と異なる点について主に説明する。地中連行装置１０ａを用いた地中連行方法の場合、また、ブレ防止材５が設置されているため、ケーシング２ａの連行中、横方向にかかるブレを防止することができる。また、リング状翼部材６２ｂの作用により、掘削時、上方に押し上げられる土壌を下方に押し下げ、且つ側方に向かわせ側壁地盤を圧縮し、強度を高めて崩落を防止する。
【００４１】
次に、図１５の地中連行装置１０ｂを用いた地中連行方法を、図１〜３の地中連行装置１０を用いた地中連行方法と異なる点について主に説明する。地中連行装置１０ｂ用いた地中連行方法の場合、羽根角度調整リング６の作用により、撹拌羽根１３を所望の羽根角度にすることができる。また、リング状翼部材６ｂの作用により、掘削時、上方に押し上げられる土壌を下方に押し下げ、且つ側方に向かわせ側壁地盤を圧縮し、強度を高めて崩落を防止する。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本例の地中連行装置を用いた地中連行方法によれば、掘削と同時に、例えば、地熱利用等に利用できる小径のケーシングを、ケーシング内に土壌が実質的に入り込むことなく、地中に連行することができる。これにより、工期を短縮することができる。また、ケーシングを公知のバイブロドリル（ＶＤ）式ボーリング装置で貫入することができ、大きな貫入装置が不要となる。また、掘削残土の発生が無いため、環境に優しい。
【符号の説明】
【００４３】
１    地中貫入装置
２、２ａ    ケーシング
３    止水キャップ
４、４ａ    止め部材
５    ブレ防止材
６、６ａ    撹拌羽根角度調整用リング部材
６ｂ    リング状翼部材
１０〜１０ｂ    ケーシング地中連行装置  
１１    ロッド
１２、１２ａ    貫入凸部
１３、１３ａ    撹拌羽根
１４、１４ａ    先端の錐部
２３、２３ａ    突起
２６    排土抑制羽根
６２ｂ  回転翼部材
【図１】
2015052752.tif 000003
【図２】
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【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】
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【図１１】
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【図１２】
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【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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【図１８】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年2月12日(2014.2.12)
【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】
地中貫入ロッドの側部に、該地中貫入ロッドと平行する面内において回動自在の撹拌羽根を付設し、該撹拌羽根の上方に該地中貫入ロッドと一体の貫入凸部を付設した地中貫入装置と、
ケーシングの下方内壁面に、中心部に貫通孔を有する該貫入凸部と係止する突起を形成し、ケーシングの下方の外周面は、下方に向けて漸次縮径となる先細り形状であるケーシングとを有し、
該地中貫入ロッドが引き上げられ、該撹拌羽根が折り畳まれた状態における羽根径（ｗ２）が、該ケーシングの最小内径（ｍ１）より小であることを特徴とするケーシング地中連行装置。
【請求項２】
該貫入凸部が、略逆半円錐台であり、該突起が、該貫入凸部の側面と係止する斜め上向きの傾斜面を有することを特徴とする請求項１記載のケーシング地中連行装置。
【請求項３】
該貫入凸部は、円柱状であり、該突起が、該貫入凸部の下端周面と係止することを特徴とする請求項１記載のケーシング地中連行装置。
【請求項４】
該地中貫入ロッドには、該ケーシングの上端を押える止め部材が付設されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のケーシング地中連行装置。
【請求項５】
該ケーシングの外周に、斜め外側下方を向く傾斜面を備える排土抑制羽根を形成したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のケーシング地中連行装置。
【請求項６】
該撹拌羽根と該ケーシングの間に、該撹拌羽根の開き角度を調整するリング部材を介在させたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のケーシング地中連行装置。
【請求項７】
該ケーシングは、地熱利用、雨水利用または地下水利用の地中埋設材であるか、または液状化対策用のドレーン材であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のケーシング地中連行装置。
【請求項８】
該地中貫入ロッドは、該貫入凸部の少し上方において、上方ロッドと下方ロッドが螺子継手により一体化していることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のケーシング地中連行装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載のケーシング地中連行装置を使用し、該撹拌羽根を広げて該地中貫入ロッドを回転させ地盤を掘削しながら目的深度まで貫入するＩ工程と、
該地中貫入ロッドを引き上げ該撹拌羽根を折り畳み、該地中貫入装置を地上に引き上げ、該ケーシングを地中に置き去りにするＩＩ工程と、を行うことを特徴とするケーシング地中連行方法。
【請求項１０】
該ＩＩ工程後、ロッド先端に止水キャップを着脱自在に装着し、該ケーシングの該貫通孔に該止水キャップを装填するＩＩＩ工程を行うことを特徴とする請求項９記載のケーシング地中連行方法。
【請求項１１】
請求項８記載のケーシング地中連行装置を使用し、該撹拌羽根を広げて該地中貫入ロッドを回転させ地盤を掘削しながら目的深度まで貫入するＩ工程と、
該地中貫入ロッドを逆回転させて該螺子継手を外して、上方ロッドを地上に引き上げ、該ケーシング及び撹拌羽根が付いたままの下方ロッドを地中に置き去りにするＩＩＡ工程と、を行うことを特徴とするケーシング地中連行方法。
【国際調査報告】
2015052752.tif 000021
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