(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
側面先端部寄りの位置に回転自在のガイドローラーを備えると共に、該ガイドローラーよりも側面基端部寄りの位置に摺動用のスタビライザーを備えたドリル手段を使用し、既設の杭の側面に上記ガイドローラー及びスタビライザーを接触させて該杭に沿って転動及び摺動させながら、既設の杭をガイドにして掘り進むことを特徴とする杭孔の掘削方法。
【請求項２】
上記ガイドローラーが杭の下端部を通り過ぎ、かつスタビライザーの少なくとも一部が杭の側面に接触したまま残る位置まで掘り下げることを特徴とする請求項１に記載の杭孔の掘削方法。
【請求項３】
少なくとも１本の掘削ドリルを備えた杭孔掘削用のドリル手段を含み、該ドリル手段が、側面先端部寄りの少なくとも１箇所に、既設の杭の側面に接触する回転自在のガイドローラーを備えると共に、該ガイドローラーよりも側面基端部寄りの位置に、既設の杭の側面に摺動自在に接触するガイド用のスタビライザーを備えていることを特徴とする掘削機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多数の杭を地中に順次建て込んで柱列壁を構築するに当り、杭建て込み用の杭孔を掘削するための方法とその掘削に使用される掘削機とに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の柱列壁を構築する方法として、従来、特公平４−６３１６７号公報に記載の方法が知られている。この方法は、図６に示すように、掘削機本体２のリーダーマスト３にアースオーガー４を取り付けた掘削機１を使用し、そのアースオーガー４により所要の深さの杭孔５を掘削して、セメントミルクを注入することにより内部をソイルセメント化したあと、該杭孔５内に、相互連結のための雄結合条７ａと雌結合条７ｂとを両側面に備えた鋼管杭６を挿入し、挿入した埋設鋼管杭６の雄結合条７ａに、アースオーガー４の側面に取り付けた溝型材（スタビライザー）８を嵌合、当接させ、該埋設鋼管杭６をガイドに新たな杭孔を掘削してソイルセメントを充満させたあと、新たな鋼管杭を、その雌結合条を上記埋設鋼管杭６の雄結合条７ａに嵌め合わせて建て込むという作業を繰り返すものである。
【０００３】
ところが、上記従来の方法は、アースオーガー４の側面先端部寄りの位置に長尺のスタビライザー８を取り付け、このスタビライザー８を埋設鋼管杭６の側面に沿って摺動させながら杭孔を掘削するようにしているため、上記スタビライザー８と埋設鋼管杭６との間の摺動抵抗が非常に大きく、掘削が難航することが多かった。特に、図７に示すように、埋設鋼管杭６の下方部分にソイルセメントによる止水壁９を形成する場合は、杭孔を埋設鋼管杭６の下端部の位置よりも更に深く掘り下げなければならないが、その場合に、アースオーガー４が最深部に到達した位置で図示したようにスタビライザー８が鋼管杭６から外れないようにしておかなければならないため、スタビライザー８の長さは非常に長くなり、それだけ摺動抵抗も大きかった。例えば、止水壁の高さが２０ｍである場合、スタビライザーは少なくとも２２ｍ程度の長さが必要であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、杭とスタビライザーとの間の摺動抵抗を低減させて杭孔を簡単かつ確実に掘削できるようにした、杭孔の掘削方法又はその方法を実施するための掘削機を得ることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の掘削方法は、側面先端部寄りの位置に回転自在のガイドローラーを備えると共に、該ガイドローラーよりも側面基端部寄りの位置に摺動用のスタビライザーを備えたドリル手段を使用し、既設の杭の側面に上記ガイドローラー及びスタビライザーを接触させて該杭に沿って転動及び摺動させながら、既設の杭をガイドに掘り進むことを特徴とするものである。
【０００６】
この場合、上記ガイドローラーが杭の下端部を通り過ぎ、かつスタビライザーが杭の側面に接触したまま残る位置まで掘り下げることにより、杭の下方位置にソイルセメントによる止水壁を形成するのに必要な深さの杭孔を簡単且つ確実に掘削することができる。
【０００７】
また、本発明の掘削機は、少なくとも１本の掘削ドリルからなる杭孔掘削用のドリル手段を含み、該ドリル手段が、側面先端部寄りの少なくとも１箇所に、既設の杭の側面に接触する回転自在のガイドローラーを備えると共に、該ガイドローラーよりも側面基端部寄りの位置に、既設の杭の側面に摺動自在に接触するガイド用のスタビライザーを備えていることを特徴とするものである。
【０００８】
上記構成を有する本発明によれば、摺動抵抗の大きいスタビライザーのガイド機能の一部を、摺動抵抗を受けない転動自在のガイドローラーに分担させて負担させるようにしたので、上記スタビライザーを短尺化して摺動抵抗を低減させることが可能となり、この結果、ガイドローラーとスタビライザーとのガイドにより小さい摺動抵抗で杭孔を簡単かつ円滑に掘削することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい一実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１には、３軸式のドリル手段１１を備えた掘削機１０を使用し、このドリル手段１１で３つの杭孔を同時に掘削する場合について示されている。なお、上記ドリル手段１１は、図５に示す従来例と同様に掘削機本体のリーダーマストに装着して使用されるものであるが、掘削機本体の構造は既存のものと実質的に同じであるため、掘削機本体を含む掘削機全体の図示は省略されている。
【００１０】
上記ドリル手段１１は、図２からも分かるように、等間隔で平行に配設された３本の掘削ドリル１１ａ，１１ｂ，１１ｃを備えている。これらの掘削ドリル１１ａ，１１ｂ，１１ｃは、内部にセメントミルク供給用の流路１３ａを軸方向に備えたドリル軸１３の外周に螺旋状の掘削翼１４を設けたもので、各ドリル軸１３の先端の掘削ヘッド１５には、掘削用の刃１５ａと、セメントミルクを噴出するためのノズルとが設けられている。これら３本の掘削ドリル１１ａ，１１ｂ，１１ｃは、中間に位置する第２の掘削ドリル１１ｂの先端の掘削ヘッド１５がその両側の第１及び第３の掘削ドリル１１ａ，１１ｃの掘削ヘッド１５より若干後退して位置するように、複数の連結金具１６によって相互に連結されている。
【００１１】
上記掘削翼１４は、ドリル軸１３の外周をほぼ１回りする長さのものが各掘削ドリル１１ａ，１１ｂ，１１ｃの先端部寄りの位置に適宜間隔をおいて複数段設けられていて、第１掘削ドリル１１ａと第３掘削ドリル１１ｃとにおける掘削翼１４の螺旋の傾斜方向は互いに同じであるが、第２掘削ドリル１１ｂにおける掘削翼１４の螺旋の傾斜方向はそれらと逆向きになっており、第１掘削ドリル１１ａと第３掘削ドリル１１ｃとを正方向に回転させ、第２掘削ドリル１１ｂを逆方向に回転させながら３本の杭孔を掘削するように構成されている。また、上記各掘削ドリル１１ａ，１１ｂ，１１ｃは、図３及び図４からも分かるように、それらで掘削した３つの杭孔の隣接するもの同士が若干重複して連なるように、隣接する掘削ドリルにおける掘削翼１４の掘削領域が若干重複するような位置関係に配設されている。この場合、隣接する掘削ドリルの掘削翼１４，１４同士が相互に接触しないようになっていることは勿論である。
【００１２】
なお、上記掘削翼１４は、各掘削ドリル１１ａ，１１ｂ，１１ｃの全長にわたり設けてもよく、また、図示したように少ないピッチで分断された構造のものに限らず、螺旋が連続する構造であっても良い。
【００１３】
上記ドリル手段１１の側面先端部寄りの位置には、第１の掘削ドリル１１ａの側面に位置するように、既設の杭の側面に接触させてガイドさせるための回転自在のガイドローラー１８が少なくとも１箇所（図示の例では複数箇所）に設けられている。このガイドローラー１８は、図３からも分かるように、連結金具１６の側端部に、掘削ドリルの軸線と直行する支軸１９の回りを回転自在なるように取り付けられていて、既設の杭３０の側面のジャンクション３１ａから外れた位置に当接するようになっている。
【００１４】
図示した例では、１箇所の設置場所に２つのガイドローラー１８ａ，１８ｂを左右に間隔をおいて並設することにより、ジャンクション３１ａの両側で杭３０の側面に当接させるようにしているが、左右何れか１つのガイドローラー１８ａ又は１８ｂだけを設けても良く、複数箇所にガイドローラーを設ける場合は、１箇所置き又は複数箇所置きに、右側のガイドローラー１８ａと左側のガイドローラー１８ｂとを交互に設けることもできる。また、各ガイドローラー１８ａ，１８ｂは、図示の例では、同心状に位置する支軸１９，１９によって互いに平行をなすように設けられているが、鋼管杭３０の外面にその当接点における接線と直角に当接するように、該鋼管杭のほぼ中心に向けて設置することもできる。これは、左右何れか１つのガイドローラー１８ａ又は１８ｂだけを設ける場合も同様である。
【００１５】
上記ドリル手段１１の側面における上記ガイドローラー１８の設置位置よりも基端部寄りの位置には、既設の杭３０の側面に摺動自在に接触するガイド用のスタビライザー２０が連結金具１６により取り付けられている。このスタビライザー２０は、図４からも分かるように、杭側面の形状に添って湾曲した断面形状を有するもので、中央部に杭側面の雄側ジャンクション３１ａを覆う溝形部分２０ａを有している。
【００１６】
上記ガイドローラー１８を設置する箇所の数や設置範囲、あるいはスタビライザー２０の長さや取付位置等については、掘削ドリルの長さや杭孔の深さ、杭３０の下部に形成される止水壁３２の高さ等によって適宜決定されるが、それらは調節、変更自在であることが望ましい。
【００１７】
上記ドリル手段１１を備えた掘削機１０を使用して鋼管杭３０による柱列壁を構築するに当っては、リーダーマストに取り付けた上記ドリル手段１１における各掘削ドリル１１ａ，１１ｂ，１１ｃの垂直精度を管理しながら、基準杭を建て込む位置にこれらの掘削ドリル１１ａ，１１ｂ，１１ｃで所要深さの杭孔２１を掘削する。なお、このように最初の杭孔を掘削する場合だけ、上記ガイドローラー１８及びスタビライザー２０は取り外しておくことが望ましい。
【００１８】
そして、各掘削ドリル１１ａ，１１ｂ，１１ｃの先端から杭孔２１内にセメントミルクを注入しながら該掘削ドリル１１ａ，１１ｂ，１１ｃを引き上げることにより、杭孔２１の内部をセメントミルクと掘削土壌とが混合するソイルセメント状にし、図１に示すように、各杭孔２１内に鋼管杭３０を順次建て込む。このとき、隣接する鋼管杭３０，３０の雄側ジャンクション３１ａと雌側ジャンクション３１ｂとを相互に係合させる。また、各鋼管杭３１は杭孔２１の上部側に孔底から離間させた状態に建て込み、該鋼管杭３１の下部にソイルセメントによる止水壁３２を形成する。
【００１９】
なお、上記ジャンクション３１ａ，３１ｂの形状は図示のものに限定されないことは当然である。
【００２０】
次に、図１に示すように、上記既設の杭３０に隣接する位置に新たな杭孔２１を掘削する。このとき、既設杭列の端部に位置する杭３０の側面にドリル手段１１の側面のガイドローラー１８を当接させ、該杭３０をガイドとして新たな杭孔２１の掘削を開始する。このとき、掘り進むに従ってガイドローラー１８は杭３０に沿って移動し、引き続いてスタビライザー２０も杭３０に接触するようになる。そして、既設の杭３０の下端部を越えて更に深く掘り進むと、上記ガイドローラー１８は先端側のものから順次杭３０の下端部を通り過ぎて該杭３０から外れていき、掘削ドリル１１ａ，１１ｂ，１１ｃが所定の深さまで到達した時点で全てのガイドローラー１８は杭から外れ、スタビライザー２０の上端の一部（例えば２ｍ程度）が杭３０の側面に接触したまま残った状態になっている。
【００２１】
続いて、新たに掘削した杭孔２１内に各掘削ドリル１１ａ，１１ｂ，１１ｃの先端からセメントミルクを注入しながら該掘削ドリル１１ａ，１１ｂ，１１ｃを引き上げることにより、上記杭孔２１内をソイルセメント化し、各杭孔内に新たな鋼管杭をジャンクション同士を結合した状態で順次建て込む。
上記工程を所要回数繰り返すことにより、所期の柱列壁が構築される。
【００２２】
上記工程では、スタビライザー２０の上端側の一部が杭３０の側面に接触した状態で残る位置まで掘り下げるようにしているが、スタビライザー２０全体が杭側面に接触した状態で残る位置まで掘り下げるようにしても良く、その調整はガイドローラー１８の設置箇所の数又は設置間隔等で行うことができる。
【００２３】
上記実施例では、ドリル手段１１にガイドローラー１８を設ける場合、該ガイドローラー１８が杭３０の側面にジャンクション３１ａから外れた位置で当接するように、各設置箇所に左右一対ずつか又は左右何れか一つを設けるようにしているが、図５に示すように、ジャンクション３１ａが嵌合する溝１８ｃを外周に備えた溝付きローラー１８Ａを各設置箇所に一つずつ取り付けても良い。この場合、図示したように、溝１８ｃをジャンクション３１ａの高さより浅くすることにより、該ローラー１８Ａがジャンクション３１ａに当接した状態で該ジャンクション３１ａ上を転動するようにしても、あるいは、溝１８ｃをジャンクション３１ａの高さより深く形成することにより、該ローラー１８Ａが杭３０の側面に当接した状態で転動するようにしても良く、何れの構成にするかはジャンクション３１ａの強度や作業条件等によって適宜選択することができる。
【００２４】
また、図示した実施例では、３本の掘削ドリル１１ａ，１１ｂ，１１ｃを備えたドリル手段１１を使用して３つの杭孔を同時に掘削する場合について示されているが、掘削ドリルの数は２本又は４本以上であっても良く、あるいは１本の掘削ドリル１１ａだけを備えたものとすることもできる。
【００２５】
【発明の効果】
このように本発明によれば、摺動抵抗の大きいスタビライザーのガイド機能の一部を、摺動抵抗を受けない転動自在のガイドローラーに分担させて負担させるようにしたので、上記スタビライザーを短尺化して摺動抵抗を低減させることが可能となり、この結果、ガイドローラーとスタビライザーとのガイドにより小さい摺動抵抗で所望深さの杭孔を簡単かつ円滑に掘削することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す断面図である。
【図２】図１の要部拡大図である。
【図３】図２のガイドローラーの位置での断面図である。
【図４】図２のスタビライザーの位置での断面図である。
【図５】本発明の別実施例を示すガイドローラーの位置での要部断面図である。
【図６】従来の杭孔の掘削方法を示す側面図である。
【図７】従来の杭孔の掘削方法の他の例を示す要部断面図である。
【符号の説明】
１０    掘削機
１１    ドリル手段
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ    掘削ドリル
１８，１８ａ，１１ｂ，１８Ａ    ガイドローラー
２０    スタビライザー
３０    杭
【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】
0004445619.tif 000007
【図７】
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