(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシングパイプ類(2)を圧入するためのケーシング圧入装置(61)と、該ケーシング圧入装置(61)により圧入されたケーシングパイプ類(2)の内側に挿入して中掘り掘削するための中掘り装置(1)とからなる掘削装置において、
前記中掘り装置(1)が、
ケーシングパイプ類(2)に対し一時的に固定され回転反力を確保する上部装置(1a)と、
前記上部装置(1a)の下方の地盤を掘削するための下部装置(1b)と、
伸縮自在に構成され、前記上部装置(1a)で確保した回転反力を前記下部装置(1b)で利用できるようにするための反力伝達部材(4)(6)と、
を含んで構成されていることを特徴とする掘削装置。
【請求項２】
前記上部装置(1a)は、ケーシングパイプ類(2)の内壁面に対し反力をとるための圧着装置(12a)(12b)(12c)(15)と、ピストンロッド(75)が前記下部装置(1b)に連結された油圧シリンダ(70)と、を含んで構成され、
当該上部装置(1a)において、複数の圧着装置が、前記油圧シリンダ(70)を囲むように配置されていることを特徴とする請求項１記載の掘削装置。
【請求項３】
前記上部装置(1a)は、ピストンロッド(75)が前記下部装置(1b)に連結された油圧シリンダ(70)を含んで構成され、
前記下部装置(1b)は、オーガースクリュー(3)と、該オーガースクリュー(3)を囲繞するように設けられたスライム収納パイプ(9)と、を含んで構成され、
前記下部装置(1b)のスライム収納パイプ(9)は、前記上部装置(1a)の油圧シリンダ(70)の伸長する長さよりも長尺であることを特徴とする請求項１記載の掘削装置。
【請求項４】
前記上部装置(1a)は、ピストンロッド(75)が前記下部装置(1b)に連結された油圧シリンダ(70)を含んで構成され、
前記下部装置(1b)は、オーガースクリュー(3)と、前記オーガースクリュー(3)を回転させるための回転駆動装置(5)と、を含んで構成されていることを特徴とする請求項１記載の掘削装置。
【請求項５】
前記反力伝達部材(4)(6)は、断面多角形の略二重管構造を含んで構成されており、一方の管(6)が前記上部装置(1a)に連結され、他方の管(4)が下部装置(1b)に連結され、
該反力伝達部材(4)(6)は全体として、前記油圧シリンダ(70)の伸縮動作に従って伸縮するようになっていることを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の掘削装置。
【請求項６】
前記中掘り装置(1)は、さらに回転駆動装置(5)を含んで構成され、
前記下部装置(1b)は、オーガースクリュー(3)と、該オーガースクリュー(3)を囲繞するように設けられたスライム収納パイプ(9)と、を含んで構成され、
前記オーガースクリュー(3)の先端部と前記回転駆動装置(5)の間隔(L)が、掘削中は常に一定の長さであるように構成されていることを特徴とする請求項１記載の掘削装置。
【請求項７】
請求項４記載の掘削装置を用いた掘削方法であって、
ａ）  上部装置(1a)の油圧シリンダ(70)を伸長させて下部装置(1b)を掘進させた後、
ケーシングパイプ類(2)に対する上部装置(1a)の固定状態を解除する工程と、
ｂ）  非固定状態で油圧シリンダ(70)を縮退させて上部装置(1a)を降下させる工程と、
ｃ）  降下した上部装置(1a)をケーシングパイプ類(2)に固定させて反力をとる工程と、
ｄ）  上部装置(1a)の油圧シリンダ(70)を伸長させて下部装置(1b)を掘進させる工程と、
を含んでおり、上記工程ａ〜ｄを繰り返し、下部装置(1b)のスライム収納パイプ(9)の容量が一杯になるまで掘進することを特徴とする掘削方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ケーシングパイプ類の圧入に際し併用する中掘掘削の技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
鋼管、既製コンクリート杭等のパイプ類（継体類を含む）は基礎構造として多く用いられ、地盤が直接的に圧入することが自在な軟らかさである場合には、中掘掘削を併用した打込工、及び、圧入工により打設施工が行われている。
また一方、基礎杭等の地下構造物造成の際には、孔壁保護が自在であり、且つ、該孔壁の自立性の確保が容易であることから、ケーシングパイプ類の先端に掘削ビットを装着して回転圧入を介して行う掘削方法が用いられている。
【０００３】
かかる掘削技術には、ケーシングパイプ類に挿入された該ケーシングパイプ類と同じ延長のスクリューロッドを介してスクリュー先端の掘削ヘッドの回転圧入により行った剪断掘削による掘削土をスクリューフィン上に乗せて排出し、圧入を補助する手段がある。
また、ハンマーグラブを用い、その落下の衝撃力によりケーシングパイプの掘削の対象面の地盤に亀裂，破砕を生じさせ、該ハンマーグラブの先端に設けたシェルの閉塞により、当該剥離片や掘削土を把持し、ケーシングパイプ外へと排出するようにされているものもある。
さらに、これに加えて硬質地盤においては、チゼルを落下させることで掘削を補助することも可能であるような手段も採用されている。
【０００４】
なお、特許文献１には、地上部に設置された駆動装置２と、ケーシング１内に上方から吊り下ろされる掘削排土手段９とが開示されている。地上部の駆動装置２は、ケーシング１を回転しながら圧入するための装置であり、ベースマシン７に結合されている（１頁右欄１２行〜１４行）。ケーシング内に挿入される掘削排土手段９は、チャック装置１１と回転伝達機１３と掘削スクリュー１４を有している（３頁左上欄１４行〜１５行）。
上記構成において、掘削排土手段９をケーシング１内に吊り下ろしたら、チャック装置１１を介して掘削排土手段９をケーシング１に固定する（３頁右上欄３行〜４行）。そして、地上部の駆動装置２によりケーシング１を回転させると、該ケーシングの回転トルクがチャック装置１１を介して掘削スクリュー１４に伝達される（３頁右上欄１５行〜１８行）。なお、掘削スクリュー回転のための反力は、ケーシング１の下端より突出するガイド管１６で得るようになっている（３頁左下欄４行）。
【特許文献１】特開平２−１５７３８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来技術においては、特に、自立性に乏しい砂質土の地盤から岩盤を含む硬質地盤に対する掘削は効率的ではあるが、一方において、粘性の高い地盤等では、落下衝撃が吸収され、該掘削対象地盤の剥離や破砕を行うことが困難であることから、結果的に、掘削効率の低下や施工不能等の障害が避けられないという欠点があった。
【０００６】
一方、オーガースクリューによる掘削施工においては、孔壁の自立性が乏しい地盤に対しては、該オーガースクリューの外周にケーシングパイプ類を装備し、回転圧入する方式の施工が行われてはいた。
しかしながら、該オーガースクリューによる掘削施工にあっては、岩盤等の硬質地盤や転石，玉石等がオーガースクリューによるスライムのリフトアップに支障をきたすがために、大型の装置による当該硬質障害物含有層の掘削が困難であるという難点があり、また、ケーシングパイプによる掘削をオーガースクリューを介しての剪断掘削を講ずることが不可能であり、また、施工上の支障の回避や復旧が困難となる難点があり、該難点は、ケーシングパイプ類圧入施工に併用する中掘掘削工においても、同様に不可避的に発生する難点となっていた。
【０００７】
この出願の発明の目的は、
上述従来技術に基づく軟弱な地盤に対するケーシングパイプ類圧入工における圧入不能等の問題点や、自立性に乏しい砂質土や粘性の高い地盤で落下衝撃が吸収され、対象とする地盤の剥離や破砕を行うことが困難であり、その結果、掘削効率の低下や施工が不可能であるケーシングパイプ類掘削の問題点を解決すべき技術的課題とし、
パイプ類、及び、ケーシングパイプ類の内掘削用の中掘装置が当該ケーシングパイプ内に挿入自在である機能的利点を生かしながらも、剥離や破砕が困難な粘性土に対する掘削や緩衝性の高い地盤等での中掘掘削を効果的に行えるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述目的に沿い、先述特許請求の範囲を要旨とするこの出願の発明の構成は、前述課題を解決するために、ケーシングパイプ類(2)の中掘掘削方法において、
一．  オーガースクリュー(3)と
二．  該オーガースクリュー(3)の先端部に配設された剪断掘削ビット(31)と
三．  該オーガースクリュー(2)の回転駆動装置(5)と
四．  圧入装置(7)と
を１アセンブリーユニットとして有する中掘り装置(1)をケーシングパイプ類(2)の内部に挿入し、該中掘り装置(1)の圧着体(12a)を該ケーシングパイプ類(2)の内面に圧着固定し該ケーシングパイプ類の中掘掘削を自在に行うようにすることを基幹とする。
【０００９】
ケーシングパイプ類(2)内に上記中掘り装置(1)を挿入したら、該中掘り装置(1)の圧着体(12a)を、ケーシングパイプ類(2)の内面の所定部位に圧着させる。これにより、中掘り装置(1)の作動時における回転圧入反力をケーシングパイプ類(2)で支持するようにしている。
【００１０】
そして、中掘掘削の際には、上記剪断掘削ビット(31)及びオーガークリュー(3)の回転圧入動作により生じたスライム(73)を、オーガースクリュー(3)でリフトアップするとともに、該オーガースクリュー(3)を囲繞するように設けたスライム収納パイプ(9)（パイプ状のケーシング）の内部に収納して閉じ込める。そして、スライム収納パイプ(9)内に収容したスライム(73)を、所定のタイミングで系外に排出する。
【００１１】
また別の解決手段としては、ケーシングパイプ類圧入工で用いる中掘り装置(1)であって、
一．  オーガースクリュー(3)と
二．  該オーガースクリュー(3)の先端部に配設された剪断掘削ビット(31)と
三．  該オーガースクリュー(3)の回転駆動装置(5)と
四．  圧入装置(7)と
を１アセンブリーユニットとして有する中掘り装置(1)がある。
この中掘り装置(1)の使用に際しては、該中掘り装置(1)をケーシングパイプ類(2)内に挿入し、中掘り装置(1)の圧着体(12a)を該ケーシングパイプ類(2)の内面に圧着し該ケーシングパイプ類の中掘掘削を自在におこなうようにする。
【００１２】
そして、この中掘り装置(1)では、ケーシングパイプ類(2)の内面に対向するように配設された圧着体(12a)および該圧着体に摺動自在に面当接する楔体(12b)が、回転駆動装置(5)上部のブラケットを介して圧入装置を内接して配設されている。
また、圧入装置(7)に連係するオーガースクリュー(3)がスライム収納パイプ(9)に囲繞されて設けられている。
加えて、上記オーガースクリュー(3)に対し、径方向に攪拌翼や攪拌棒が配設されている。
【００１３】
そして、上記の中掘り装置(1)の下端の掘削対象に近接した位置には、流体の噴出機構が配設されており、オーガースクリュー(3)の掘進と同時に流体の噴出が自在であるようにしてある。
【００１４】
加えて、上記オーガースクリュー(3)の下端の位置には、バケット状のスライム収納部が介装してある。そして、該収納部底蓋を成す鋼板には、爪状の掘削ビットが取り付けられ、また、該掘削ビットにより掘削されたスライムが該バケットに収納自在なような孔が設けてある。この孔にはスライムの該バケットへの収納が自在で且つ流出を防止することが自在な弁が介装してある。さらに、系外にスライムを排出する際、バケットに蓄積されたスライムが排出自在なように該底蓋が開閉自在とされているようにしてある。
【００１５】
さらに加えて、上記スライム収納パイプ(9)により囲繞されたシャフト部(30)の外周に螺旋状に固設されたフィン(32)が、ドリルシャフト部(30)下端の掘削部付近ではフィンとフィンの間の溝幅が狭くなるようにし、また、軸方向に沿い上端に向かうにつれ該溝幅が広くなるようにして介装してある。
【発明の効果】
【００１６】
所定の地盤が自立性に乏しい砂質地盤から岩盤を含む硬質地盤であって、粘性の高い地盤等では落下衝撃が吸収され易く、該対象地盤の剥離破砕を行うことが困難である場合の状態の地盤に対し、ケーシングパイプ類を用いて掘削を行うに際し、本発明は用いられる。
【００１７】
具体的には、オーガースクリュー(3)の先端のスクリューフィン(32)に掘削ビット(31)を装備させてケーシングパイプ類(2)の内部に挿入し、該ケーシングパイプ類の内側の中掘掘削を行う。そして、該オーガースクリュー(3)に対する回転圧入を介して掘削を行うに際し、当該回転圧入の作動反力を該ケーシングパイプ類(2)に取るようにする。
その際、ケーシングパイプ類(2)の内部に挿入する中掘り装置(1)の上部には該ケーシングパイプ類(2)の内面に対する圧着機構を設けてあるので、楔体(12b)をして該ケーシングパイプ類(2)の内面に圧着体(12a)を拡縮作用を介して圧着させる。
そして、圧着体(12a)を介してケーシングパイプ類(2)に反力を取った状態で、回転駆動装置(5)により当該掘削ビット(31)を回転して掘削を行わせる。掘削に伴って生じたスライム(73)は、オーガースクリュー(3)でリフトアップさせて該オーガースクリューの周囲を囲繞するスライム収納パイプ(9)内に収納して閉じ込める。
所定ストロークの掘削が終了したら、クレーン(81)で中掘り装置(1)を引き上げて、スライム収納パイプ(9)内にリフトアップされたスライムを系外に排出するようにする。
上述プロセスを反復すれば、所定のケーシングパイプ類の中掘掘削を当該地盤に対し、予定通りにスムーズに行うことができる。
【００１８】
また、鋼管、鋼管矢板の直接圧入施工時において、該中掘掘削方法により管中掘削を行う場合には、管の圧入に先行して中掘作業を行うと圧入効率が向上するメリットがある。しかしながら、対象地盤が著しく自立性に乏しく且つ岩塊・玉石などの硬質障害物を包含する層である場合には、先行した管内掘削完了後中掘り装置を引き抜くと孔壁が崩れ、管外周に介在した岩塊・玉石等の障害物が混入し掘削を困難にする等の不具合がある。
そこで本発明では、中掘装置下端の掘削対象に近接した位置に流体の噴出機構が配設されている。すなわち、スクリューの掘進と同時に流体の噴出が自在であるようにして管内掘削の先行が完了した時点で孔壁保護のための安定液類の注入を行うことにより、孔壁保護が自在であるようにしてある。
さらに、掘削対象地盤が著しく固結性に乏しく、含水率が高く、流動性に富む砂礫地盤層においては、スクリューヘッドを該オーガースクリューの下端の位置にバケット状のスライム収納部が介装される。この収納部底蓋を成す鋼板には、爪状の掘削ビットが取り付けられ、また、該掘削ビットにより掘削されたスライムが該バケットに収納自在なような孔が設けられている。該孔にはスライムのバケットへの収納することが自在で且つ流出を防止することが自在な弁が介装されている。そして、系外にスライムを排出する際、バケットに蓄積されたスライムが排出自在なように、該底蓋が開閉自在となっている。このような特徴を有するヘッドに付け替えることにより優れた掘削効率を確保できる。
加えて、オーガースクリュー(3)のフィン(32)が、ドリルシャフト部(30)下端の掘削部上端付近ではフィンとフィンの間の溝幅が広くなるようにしてあり、軸方向に沿い下端に向かうにつれ該溝幅が狭くなるようにして介装してある。すなわち、オーガースクリュー(3)を囲繞するスライム収納パイプ(9)内に格納されたスライムが、排出自在なように、該オーガースクリュー(3)を掘削時と逆転方向に回転した際に、スライム収納パイプ(9)内上部ではスライム(73)と該スクリューフィン(32)との接触面を少なくして該接触面に生ずる摩擦抵抗を軽減し、スライム(73)の自重が下方向に伝わりやすくしてある。他方、スライム収納パイプ(9)の下端位置ではスライムの排出駆動力となるスライム(73)とスライム収納パイプ(9)の内壁が強く接触してその間に生ずる摩擦力が増大し結果としてスムーズにスライム収納パイプ(9)の内から、スライム(73)が排出自在になるようにしてある。
また、当該中掘装置(1)では、装置下端の掘削対象に近接した位置に流体の噴出機構先端が配設されている。そして、スクリュー(3)の掘進と同時に流体の噴出が自在であるようにして管内掘削の先行が完了した時点で孔壁保護のための安定液類の注入を行うことにより、孔壁保護が自在なようにされている。
さらに該流体噴出機構は、必要に応じて、固結性に乏しい地盤に粘性の高い液体を加え、攪拌することで一体的に内側のスライム収納パイプ(9)内に閉じ込め流出を防止することを自在にしたり、滑性の強い液体を注入しながら、管内掘削を先行させることにより、後行して圧入打設されるケーシングパイプ類(2)の圧入を容易にするなどの効果がある。
【００１９】
また、中掘り装置(1)を、掘削対象地盤が著しく固結性に乏しく、含水率が高く流動性に富む砂礫地盤層で利用する場合には、スクリューヘッドをオーガースクリューの下端位置から取り外して、バケット状のスライム収納を介装する。
該収納部底蓋を成す鋼板には、爪状の掘削ビットが取り付けられ、また、該掘削ビットにより掘削されたスライムが該バケットに収納自在なような図示しない孔が設けられている。該孔にはスライムのバケットへの収納することが自在で且つ流出を防止することが自在な図示しない弁が介装されている。
さらに、系外に該スライムを排出する際、バケットに蓄積された該スライムが排出自在なように、底蓋が開閉自在となっている
上記の特徴を有する掘削ヘッドに付け替えることにより優れた掘削効率を確保できる。
【００２０】
また、オーガースクリュー(3)のスクリューフィン(32)の溝幅群は、軸方向に沿い下端に向かうにつれ該溝幅が狭くなるように設計してあり、オーガースクリュー(3)を囲繞するスライム収納パイプ(9)内に格納されたスライム(73)が排出自在なようになっている。
すなわち、オーガースクリュー(3)を掘削時と逆転方向に回転した際に、スライム収納パイプ(9)の内上部では、スライム(73)とスクリューフィン(32)との接触面を少なくして該接触面に生ずる摩擦抵抗を軽減し、該スライム(73)の自重が下方向に伝わり易くしてある。
他方、スライム収納パイプ(9)の下端位置では、スライムの排出駆動力となる該スライムと該ケーシングパイプ類の内壁が強く接触してその間に生ずる摩擦力が増大する。
上記の結果として、スライム収納パイプ(9)内からスライム(73)をスムーズに排出可能になる。
【００２１】
また本発明では、オーガースクリュー(3)の下端の位置には、バケット状のスライム収納部が介装されるようになっている。この収納部底蓋を成す鋼板には、爪状の掘削ビットが取り付けられる。
また、スライム収納部には、掘削ビットにより掘削されたスライムが該バケットに収納自在なような孔が設けられている。該孔にはスライムのバケットへの収納することが自在で且つ流出を防止することが自在な弁が介装されている。
また、スライム収納部の底蓋は、系外に該スライムを排出する際、バケットに蓄積されたスライムが排出自在なように開閉自在となっている。
そして、上述したスライム収納部は、付け替え自在のヘッドとして構成されている。
加えて、本発明においては、オーガースクリュー(3)のフィン(32)が該ドリルシャフト部(30)下端の掘削部上端付近はフィンとフィンの間の溝幅が広くなるようにし、軸方向に沿い下端に向かうにつれ該溝幅が狭くなるようにして介装してある。すなわち、スクリューフィン(32)の溝幅が、ドリルシャフト部(30)下端の掘削部上端付近は広くなるようにし、軸方向に沿い下端に向かうにつれ、該溝幅が狭くなるようにして介装されている。
上述した特徴によれば、掘削地盤の多様性に対応したスムーズな掘削と排土が自在となるという優れた効果が奏される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
はじめに、本発明の概略構成を説明する。
【００２３】
本発明の掘削装置は、図１に示すように、ケーシングパイプ類２を圧入するためのケーシング圧入装置６１と、該ケーシング圧入装置６１により圧入されたケーシングパイプ類２の内側に挿入して中掘りするための中掘り装置１とからなる。
【００２４】
中掘り装置１は、ケーシングパイプ類２を圧入するに際し該ケーシングパイプ類２の内側に挿入して中掘りするために用いられ、掘削に伴って生じたスライム７３をケーシングパイプ類２の外側で排出できるようにクレーン８１によって吊設可能に構成されている。
以下、図２に基づいて中掘り装置１の概略構成を説明する。
【００２５】
中掘り装置１は、
下部装置１ｂによる掘削のための回転反力を確保するために、ケーシングパイプ類２に対し一時的に圧着固定されるようになっている上部装置１ａと、
上部装置１ａの下方の地盤を掘削するための下部装置１ｂと、
全体として伸縮自在に構成され、上部装置１ｂで確保した回転反力を下部装置１ｂで利用できるようにするための反力伝達部材（内管４と外管６からなる略二重管構造）と、
を含んで構成されている。
【００２６】
中掘り装置１の上部装置１ａは、
ピストンロッド７５の先端が下部装置１ｂに連結された油圧シリンダ７０と、
ケーシングパイプ類２の内壁面に対し反力をとるための複数の圧着装置と、
を含んで構成されている。
各圧着装置は、圧着体１２ａと楔体１２ｂとピン１２ｃと油圧シリンダ１５を有している。
複数の圧着装置は、上部装置１ａにおいて油圧シリンダ７０を囲むように配置されている。
図３（ロ）に示すように、圧着装置の圧着体１２ａは、中掘り装置１がケーシングパイプ類２の内側に挿入された状態で該ケーシングパイプ類２の内壁面に対し圧着されるようになっており、回転駆動装置５の回転反力および油圧シリンダ７０の圧入反力をケーシングパイプ類２に支持させる。
【００２７】
中掘り装置１の下部装置１ｂは、
ドリルシャフト３０，及び該ドリルシャフト３０の外周に螺旋状に固設されたフィン３２を備えたオーガースクリュー３と、
オーガースクリュー３を回転させるための回転駆動装置５と、
オーガースクリュー３を囲繞するように設けられたスライム収納パイプ９と、
を含んで構成される。
オーガースクリュー３の先端部と回転駆動装置５の間隔Ｌは、常に一定の長さである。
スライム収納パイプ９は下端側に開口部を有し、オーガースクリュー３のフィン３２を囲繞するように設けられ、内側で前記オーガースクリュー３が回転できるようになっており、オーガースクリュー３のフィン３２によりリフトアップされてきたスライム７３を内側に収納する。スライム収納パイプ内９に収容されたスライム７３は、オーガースクリュー３のフィン３２によって該スライム収納パイプ９内に閉じ込められる。
なお、スライム収納パイプ９は、上部装置１ａの油圧シリンダ７０の伸長する長さよりも長尺である。
【００２８】
上記構成の上部装置１ａと下部装置１ｂは、上部装置１ａ側に設けられた油圧シリンダ７０によって相互連結されている。
【００２９】
反力伝達部材（嵌合部材）は、図３（ロ）に示すように、断面四角形の内管４と、同じく断面四角形の外管６からなる略二重管構造で構成されている。図２に示すように、外管６は上部装置１ａに連結され、内管４は下部装置１ｂに連結されている。このような構成の反力伝達部材は、油圧シリンダ７０の伸縮動作に従って自在に伸縮する一方で、上部装置１ｂで確保した回転反力を下部装置１ｂにおいて利用できるようにしている。
【００３０】
上記掘削装置を用いた掘削では、
地上部に設置されたケーシング圧入装置６１により圧入されたケーシングパイプ類２の内側に、クレーン８１で吊設した中掘り装置１を挿入し、
上部装置１ａの圧着体１２ａをケーシングパイプ類２の内壁面に対し圧着させて、回転駆動装置５の回転反力および油圧シリンダ７０の圧入反力を該ケーシングパイプ類２に支持させ、
反力をケーシングパイプ類２に支持させた状態で、上部装置１ａの油圧シリンダ７０を伸長させてオーガースクリュー３の先端部に押し込み作用を与え、下部装置１ｂの回転駆動装置５でオーガースクリュー３を回転させてその先端部で地盤を掘削し、
掘削に伴って生じたスライム７３をオーガースクリュー３でリフトアップさせて、該オーガースクリュー３を囲繞するスライム収納パイプ９の内側に収納し、
適当なタイミングで圧着体１２ａによる圧着状態を解除して中掘り装置１を引上げ、
ケーシングパイプ類２の外側でオーガースクリュー３を逆回転させて、スライム収納パイプ９内に収納されたスライム７３をスライム収納パイプ９から排出させるようになっている。
【００３１】
中掘り装置１の操作にあたっては、下記工程Ａ〜Ｄを繰り返し、下部装置１ｂのスライム収納パイプ９の容量が一杯になるまで掘進する。
Ａ）  上部装置１ａの油圧シリンダ７０を伸長させて下部装置１ｂを掘進させた後、
ケーシングパイプ類２に対する上部装置１ａの圧着固定状態を解除する。
Ｂ）  非圧着状態で油圧シリンダ７０を縮退させて上部装置１ａを降下させる。
Ｃ）  降下した上部装置１ａをケーシングパイプ類２に固定させて反力を確保する。
Ｄ）  上部装置１ａの油圧シリンダ７０を伸長させて下部装置１ｂを掘進させる。
【実施例】
【００３２】
次に本発明の具体的実施例について説明する。
【００３３】
図示対象は、土砂層と硬質地盤層とが互層を成す地盤に対し、ビル等の基礎杭の地下構造物造成の際に、施工する態様である。
【００３４】
勿論、この出願の発明は当該基礎構造物の態様のみならず、軟弱地盤改良工等にも用いることができるものである。
【００３５】
図１に示す態様では、通常のケーシングパイプ類による掘削工を行う態様において、公知のオールケーシング装置６１をそのスパイク６２をして、地盤７１の所定の表面に固定状態にセットさせている。
【００３６】
クレーン８１は、ワイヤー８２を介し、先端のフック８３により中掘り装置１を吊設している。該中掘り装置１は、プレート１１（図２参照）を介し吊設した二軸式，同軸式のオーガースクリュー３、及び該オーガースクリュー３の先端部に設けた掘削ビット３１を有している。
【００３７】
オーガースクリュー３の先端に設けた掘削ビット３１が粘性もしくは緩衝性の高い基礎の硬質地盤７２に掘削ビット３１が到達すると、中掘り装置１を次述する如く作動させる。その際、中掘り装置１に対し、回転駆動装置５を作動させ、また、圧入装置７を作動させて、オーガースクリュー３による先端掘削ビット３１を介しての中掘掘削を行う。
【００３８】
そして、掘削ビット３１による掘削によって発生するスライム７３は、オーガースクリュー３のフィン３２の周囲を囲むように設けられたスライム収納パイプ（パイプ状のケーシング）９内の空間部に閉じ込められて上昇し、該スライム収納パイプ９の下端開放部から孔底に落下させることなく収納した状態に保持され、その状態で掘削が継続されていく。
【００３９】
但し、図４において３３はオーガースクリュー３の中途に設けられた攪拌翼、または、攪拌棒であり、また、図４の９３は流体噴出口である。
【００４０】
そして、中掘り装置１内においては、図２に示す様に、外側のケーシングパイプ類２の内壁面に周方向所定ピッチで圧着体１２ａが圧着自在に配設されている。各圧着体１２ａに対しては、その下部の油圧シリンダ１５を介して設けられた楔体１２ｂがその外周のテーパー面を介して摺動自在に面当接するようになっている。
油圧シリンダ１５の伸縮作動により、各圧着体１２ａを、ケーシングパイプ類２の内面に対し所定に圧着させる。これにより、掘削中における回転駆動装置５及び圧入装置７の回転圧入によって生ずる反力を中掘り装置１の外側のケーシングパイプ類２に支持させて、初期掘削姿勢を保持するようにされている。
【００４１】
上述構成において、クレーン８１により吊設されたワイヤー８２及びフック８３を介して、中掘り装置１を、すなわち、オーガースクリュー３並びに掘削ビット３１を吊設する。
そして、掘削ビット３１が基礎の硬質地盤７２に到達した時点で、圧入装置７の中心部に設けられている所定長さの油圧シリンダ７０を伸長させてオーガースクリュー３とその先端の掘削ビット３１に押し込み作用を与え、回転駆動装置５を作動させて掘削を開始する。
【００４２】
その際、油圧シリンダ１５及びピン１２ｃによる楔体１２ｂの上昇作用により圧着体１２ａを径方向に伸長させて、該圧着体１２ａをケーシングパイプ類２の対応する内面に圧着させる。これにより、油圧シリンダ７０及び回転装置８による回転圧入作用に伴って生じる反力を、ケーシングパイプ類２に支持させて掘削を行っていく。
【００４３】
このようにしてスライム７３は回転するオーガースクリュー３のフィン３２により相対的に上昇されるとともに、スライム収納パイプ９内により閉じ込められた収納状態が保持されるので、該スライムが孔底へ落下するような虞は全く生じない。
【００４４】
そして、中掘り装置１による基礎の硬質地盤７２の掘削が所定ストローク分を行われると、中掘り装置１をクレーン８１によりワイヤー８２及びフック８３を介して引き上げる。
続いて、油圧シリンダ７０を停止すると共に、回転駆動装置５を逆回転させることにより、オーガースクリュー３を逆回転させてスライム７３をスライム収納パイプ９の下端開口部より系外へ排出する。
【００４５】
上述掘削プロセスにおいて、回転駆動装置５による回転動作および油圧シリンダ７０による軸方向の作動のための反力を、楔体１２ｂおよび圧着体１２ａによる圧着作用を介して、ケーシングパイプ類２に対してとるようされているので、中掘り装置１による掘削が設計通りにスムーズに行える。
【００４６】
そして油圧シリンダ７０による所定ストロークの掘削が１サイクル終了すると、再び、油圧シリンダ７０及び回転装置５を介して上述プロセスを反復し、基礎の硬質岩盤７２に対する掘削を所定長さ、所定深度まで継続的に行っていく。
【００４７】
なお、当該粘性の高い、また、緩衝性の高い基礎の硬質岩盤地盤７２の掘削が設計通りに確実に行われる。
【００４８】
なお、この出願の発明の実施形態は上述実施態様に限るものでないことは勿論である。
【００４９】
また、当該掘削を適用する際に、全回転型のオールケーシング装置に限るものではなく、揺動式オールケーシング装置によるケーシングパイプ類を用いること、またさらに鋼管杭、コンクリート杭等のケーシングパイプ類の圧入施工に併用される中掘掘削に広く用いられることなども可能であることは勿論のことである。
【００５０】
そして、粘性または、緩衝性の高い地盤を含む互層の地盤の掘削が求められるような工事現場や低深度、低騒音を遵守する必要が生じているような施工現場において打撃，破砕を用いての掘削を行うような技術全般に及ぶことは、勿論のことである。
【００５１】
要するに、油圧駆動の回転駆動装置５及び油圧シリンダ７０により周方向及び軸方向の動作を行うに際しては、楔体１２ｂ及び油圧シリンダ１５による圧着体１２ａの径方向の拡縮作用により、ケーシングパイプ類２に反力を持たせるようにすることで中掘り工程を打撃、破砕によらず行う。これにより、低騒音や低振動が遵守される必要が生じるような掘削施工現場においても、スムーズに掘削が静粛裡に行うことができるようにするものである。
【００５２】
そして、打撃破砕が困難な粘性や緩衝性の高い基礎の地盤に対しても確実に掘削が行える結果、ケーシングパイプ類に対する中掘掘削がスムーズに行えるようになるので、ケーシングに対する中掘掘削の汎用性を拡張することができるものである。
【００５３】
以上、この出願の発明によれば、基本的に砂質土地盤等の孔壁が崩れ易く、自立性が保てないような砂質土地盤や衝撃破砕が困難や粘性や緩衝性の高い基礎の地盤に対しても、静粛状態での掘削、及び、ケーシングパイプ類の圧入施工が設計通りに行えるという優れた効果が奏される。
【００５４】
また、この出願の発明によれば、内装するオーガースクリューのスクリューフィンの周囲にスライム収納パイプを設けている。これにより、掘削中に発生するスライム等がオーガースクリューのスクリューフィンにより相対的に上昇するとともに、スライム収納パイプ内に閉じ込められるので、掘削に伴って生じたスライム等が孔底に落下することがない。また、所定のストロークの掘削終了した状態でも、オーガースクリューがスライム等をスライム収納パイプ内に保持するため、スライム等がスライム収納パイプの下部開放端から孔底に排出されることはない。そのため、掘削効率の低下や施工不能等の障害が防止できるという優れた効果が奏される。
【００５５】
また、オーガースクリューによる掘削をその先端の掘削ビットを介して行うに際して、同軸方向の掘削力の押出作用や回転装置による周方向回転作用による反力が、確実に中掘り装置外側のケーシングパイプ類の内面に対する圧着体の圧着により支持され、スムーズに掘削が行われるという優れた効果が奏される。
【００５６】
また、この出願の発明においては、圧着体を油圧シリンダの伸縮を介して相対的に昇降する楔体により径方向に伸縮自在にし、その機構がケーシングパイプ類とその内側の中央部に設けられた掘削力を付与する油圧シリンダの周囲のリング状断面の空間部に設けるに、楔体やその作動用の油圧シリンダ、及び、圧着体を軸方向に配列し、狭隘な空間を充分に利用し、その下部においては、充分な余裕を持ってプレートを介し回転装置を設けてあることにより、また、プレートを介して該オーガースクリューのフィン周囲に摺動する内側のケーシングパイプを設けた構造とすることにより構造がコンパクトでその作動が確実に付与できるという優れた効果が奏される。
【００５７】
また、このことは、軸方向の中掘り装置としての油圧シリンダと圧着体の径方向拡縮作用を行う楔装置と該楔装置を上下方向に進退作動する該油圧シリンダを回転装置と共にアセンブリーユニットとしてその外側のケーシングパイプ類内の狭隘な空間部にそれらの機能を充分に果たし得るように収納できるためにその機能を全うできるという優れた効果が奏される。
【００５８】
また、回転圧入のための反力を確保するにあたって、ケーシングパイプ類の外側の部分に把持装置等を介して反力を採る必要がないために、ケーシングパイプ類の外側には地盤の土壌の存在を何等支障物として認める必要がないために、該ケーシングパイプ類の内側の閉断面のみ利用することができるために、設計施工の自由度が高まるという側面もある。
【００５９】
そして、この出願の発明において、スクリューに対してその中途から攪拌翼や攪拌棒を径方向に設けたことにより、中掘中における被破砕物の攪拌が良好に行われるという優れた効果が奏される。
【００６０】
そして、この出願の発明は通常の地盤の下部に硬質岩盤等の地盤の有する砂質土地盤等との互層の地盤に対しても、その互層の変化があるにも関わらず、削孔工壁の孔崩れが無く、自立性を保ち、また、従来ハンマーグラブやチゼルによる激しい落下衝撃等により掘削を行っていた現場でも有効に作用することができ、騒音対策や振動対策等を必要とする都市部や都市近郊部に対する掘削を容易に行うことができるということも可能となる効果がある。
【００６１】
また、対象する地盤は砂質地盤や基礎の硬質岩盤等の地層を有する地盤ばかりでなく、通常の地盤に対しても適用できるということは勿論のことである。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の掘削装置を用いた施工態様の概略を示す全体図である。
【図２】図１の中掘り装置を示す拡大図である。
【図３】図３（ロ）は図２のＡ−Ａ断面図であり、図３（ハ）は図２のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】本発明の他の実施形態を示す図である。
【図５】本発明の他の実施形態を示す図である。
【図６】本発明の他の実施形態を示す図である。
【符号の説明】
【００６３】
１        中掘り装置
１ａ      上部装置
１ｂ      下部装置
２        ケーシングパイプ類
３        オーガースクリュー
４        内管
５        回転駆動装置
６        外管
７        圧入装置
９        スライム収納パイプ（パイプ状のケーシング）
１１      プレート
１２ａ    圧着体
１２ｂ    楔体
１２ｃ    ピン
１５      油圧シリンダ
３０      ドリルシャフト
３１      掘削ビット（掘削ヘッド）
３２      フィン
３３      バケット状の掘削ヘッド
６１      オールケーシング装置
６２      スパイク
７０      油圧シリンダ
７１      地盤
７２      硬質地盤
７３      スライム
７５      ピストンロッド
８１      クレーン
８２      ワイヤー
８３      フック
９３      流体噴出口
９９      流体噴出機構
【図１】
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【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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