(57)【要約】【課題】確実に孔壁を保護することができ、かつ、地上から孔内への設置及び孔内から地上への搬出を短時間で行うことが可能な孔壁保護装置及びこの孔壁保護装置を用いた孔壁の保護方法を提供する。【解決手段】孔壁保護装置１は、ボーリングロッド１５を覆うように杭孔１３内に設置され、供給される作動流体の圧力により膨張して孔壁１３ａに密着する膨縮部４と、この膨縮部４の下端部に円筒形の鋼板６を介して取り付けられ、供給される作動流体の圧力により膨張し、ボーリングロッド１５の外周面に密着して膨縮部４に供給される作動流体の流出を防止する封止部２と、封止部２及び膨縮部４に作動流体をそれぞれ送給する供給手段９、１０とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地山に削孔された孔にビットの取り付けられたボーリングロッドを挿入した状態で、該孔内の孔壁の崩落を防止するための孔壁保護装置であって、
前記ボーリングロッドを覆うように前記孔内に設置され、供給される作動流体の圧力により膨張して孔壁に密着する膨縮部と、
該膨縮部の下端開口部の内面に取り付けられ、供給される作動流体の圧力により膨張することにより前記ボーリングロッドの外周面に密着して、前記膨縮部に供給される作動流体の流出を防止する封止部と、
前記封止部及び前記膨縮部に作動流体をそれぞれ送給する供給手段とを備えることを特徴とする孔壁保護装置。
【請求項２】
前記膨縮部は、上下両端に開口部を有する筒状の膜体からなり、上端開口部にも前記封止部が取り付けられることを特徴とする請求項１に記載の孔壁保護装置。
【請求項３】
前記膨縮部は、１つの開口部を有する袋体からなることを特徴とする請求項１に記載の孔壁保護装置。
【請求項４】
前記膨縮部は、合成繊維をゴム膜に溶着又は接着したものからなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の孔壁保護装置。
【請求項５】
前記膨縮部は、孔の軸方向よりも半径方向に卓越して膨縮することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の孔壁保護装置。
【請求項６】
地山に削孔した孔に残置されたボーリングロッドを覆うように設置され、供給される作動流体の圧力により膨張して孔壁に密着する膨縮部と、該膨縮部の下端開口部に取り付けられ、供給される作動流体の圧力により膨張することにより前記ボーリングロッドの外周面に密着して、前記膨縮部に供給される作動流体の流出を防止する封止部と、前記封止部及び前記膨縮部に作動流体をそれぞれ送給する供給手段とを備える孔壁保護装置を用いて孔壁の崩落を防止する孔壁の保護方法において、
前記膨縮部を前記孔内に設置し、
作動流体の圧力により前記封止部を膨出して前記ボーリングロッドの外周面に密着させ、
作動流体の圧力により前記膨縮部を膨出して孔壁に密着させることにより孔壁を保護することを特徴とする孔壁の保護方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地山に削孔した孔の孔壁を保護するための孔壁保護装置及びこの孔壁保護装置を用いた孔壁の保護方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、孔の削孔時においては、孔壁の崩落を防止するために、孔内に泥水等の安定液を充満させる方法が用いられる。この方法では、孔内に充満させる安定液が経時的に周囲に逸散するのを防止するために、孔の周囲の地盤に薬液注入を行い地盤を改良する。
【０００３】
また、例えば、特許文献１には、自己保有性を有するチューブ状部材を螺旋状に巻回してなる孔壁保護装置を孔内に設置し、チューブ状部材の中にポンプによって流体圧力を作用させて孔壁保護装置を拡径して外周面を孔壁に圧着し、孔壁を保護する方法が開示されている。この方法は、合成樹脂からなるチューブ状部材をガイドに沿って螺旋状に、かつ遊嵌状態となるように組み立てて孔壁保護装置を製作し、これを孔内に設置し、チューブ状部材内に液状固化材を圧入して充填し、孔壁保護装置の外周面を孔壁に密着させる。そして、孔の削孔の進行にともない孔壁保護装置を順次延長して建て込み、孔壁の崩落を防止するものである。
【特許文献１】特開２００４−３３９７５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の孔内に安定液を充満させる方法では、孔の周囲に薬液注入を行うために、次のような問題点があった。（１）注入作業の手間がかかるうえに、工期が長くなり工事費が増加する。（２）薬液注入による地盤の改良が完全に行われていない場合は、安定液が周囲に逸散してしまう。（３）注入した薬液が地上に流出し、清掃に手間がかかる。（４）薬液注入により地盤が隆起してしまう。（５）安定液が孔に充満した状態であっても、孔壁が崩落する可能性がある。
【０００５】
また、特許文献１に記載されている孔壁保護装置では、次のような問題点があった。（１）筒状の織布内に熱融着性プラスチックチューブを引き込み、このプラスチックチューブ内に圧力を作用させた状態で加熱することによりチューブ状部材を製作し、さらに、このチューブ状部材をガイドを使用して螺旋状に巻回して組み立てられるために、材料費と手間がかかり、工事費が増加する。（２）削孔を行う際にボーリングロッドが孔壁保護装置の内面に接触するために、チューブ状部材が摩耗し、孔壁保護装置が破損する可能性がある。（３）チューブ状部材が孔壁に圧着した状態で液状固化材が固化するために、孔壁保護装置の外径を収縮することは不可能であり、孔から孔壁保護装置を搬出することができない。
【０００６】
そこで、本発明は、上記の問題点を鑑みてなされたものであり、その目的は、確実に孔壁を保護することができ、かつ、設置及び搬出が容易な孔壁保護装置及びこの孔壁保護装置を用いた孔壁の保護方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するため、本発明の孔壁保護装置は、地山に削孔された孔にビットの取り付けられたボーリングロッドを挿入した状態で、該孔内の孔壁の崩落を防止するための孔壁保護装置であって、前記ボーリングロッドを覆うように前記孔内に設置され、供給される作動流体の圧力により膨張して孔壁に密着する膨縮部と、該膨縮部の端部に取り付けられ、供給される作動流体の圧力により膨張することにより前記ボーリングロッドの外周面に密着して、前記膨縮部に供給される作動流体の流出を防止する封止部と、前記封止部及び前記膨縮部に作動流体をそれぞれ送給する供給手段とを備えることを特徴とする（第１の発明）。
【０００８】
本発明による孔壁保護装置によれば、封止部を作動流体の圧力により膨出させてボーリングロッドに圧着させることにより、膨縮部内からの作動流体の流出を防止することが可能となる。また、膨縮部を作動流体の圧力により膨出させて孔壁に圧着させることにより、確実に孔壁の崩落を防止することが可能となる。
【０００９】
そして、膨縮可能な封止部及び膨縮部を用いることにより、封止部及び膨縮部を収縮させて孔外へ搬出することが可能となる。また、封止部及び膨縮部を膨出させて孔壁を保護している状態であっても、作動流体圧を開放するだけで封止部及び膨縮部を容易に収縮させることができる。したがって、孔壁を傷めることなく封止部及び膨縮部を短時間で地上に搬出することが可能となる。
【００１０】
さらに、封止部及び膨縮部を孔外へ搬出して、他の孔を掘削する際にも転用することができるために、コストを削減することが可能となる。また、孔内に挿入する装置は、封止部と膨縮部とだけであり、簡易な構成にすることが可能となる。したがって、孔内への設置及び孔外への搬出を短時間で容易に行うことが可能となる。
【００１１】
第２の発明は、第１の発明において、前記膨縮部は、上下両端に開口部を有する筒状の膜体からなり、上端開口部にも前記封止部が取り付けられることを特徴とする。  
第３の発明は、第１の発明において、前記膨縮部は、１つの開口部を有する袋体からなることを特徴とする。  
第４の発明は、第１〜３のいずれかの発明において、前記膨縮部は、合成繊維をゴム膜に溶着又は接着したものからなることを特徴とする。  
本発明による膨縮部によれば、合成繊維をゴム膜に溶着又は接着したものからなるために、従来のゴム膜だけを使用する場合よりも、強度が増して耐久性が向上する。したがって、膨縮部を交換する回数が減り、孔壁保護装置のメンテナンスのコストを削減することが可能となる。
【００１２】
第５の発明は、第１〜４のいずれかの発明において、前記膨縮部は、前記孔の軸方向よりも半径方向に卓越して膨縮することを特徴とする。  
本発明による膨縮部によれば、孔の軸方向よりも半径方向に卓越して膨出するために、膨出したときの径が全長においてほぼ均等となり、膨縮部の外周面全体において均一な圧力にて孔壁に密着することが可能となる。したがって、孔壁を傷めることなく孔壁に密着することが可能となる。
【００１３】
第６の発明の孔壁の保護方法は、地山に削孔した孔に残置されたボーリングロッドを覆うように設置され、供給される作動流体の圧力により膨張して孔壁に密着する膨縮部と、該膨縮部の下端開口部に取り付けられ、供給される作動流体の圧力により膨張することにより前記ボーリングロッドの外周面に密着して、前記膨縮部に供給される作動流体の流出を防止する封止部と、前記封止部及び前記膨縮部に作動流体をそれぞれ送給する供給手段とを備える孔壁保護装置を用いて孔壁の崩落を防止する孔壁の保護方法において、前記膨縮部を前記孔内に設置し、作動流体の圧力により前記封止部を膨出して前記ボーリングロッドの外周面に密着させ、作動流体の圧力により前記膨縮部を膨出して孔壁に密着させることにより孔壁を保護することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の孔壁保護装置を用いることにより、確実に孔壁を保護することができ、かつ、地上から孔内への設置及び孔内から地上への搬出を短時間で容易に行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の孔壁の保護装置及び保護方法は、孔内にビット及びボーリングロッドを残置した状態において孔壁を保護するものであり、以下、本発明に係る孔壁保護装置の好ましい実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図１は、本発明の第一実施形態に係る孔壁保護装置を示す断面図である。図１に示すように、孔壁保護装置１は、ボーリングロッド１５を覆うように杭孔１３内に設置され、供給される作動流体の圧力により膨張して孔壁１３ａに密着する膨縮部４と、この膨縮部４の下端部に円筒形の鋼板６を介して取り付けられ、供給される作動流体の圧力により膨張し、ボーリングロッド１５の外周面に密着して膨縮部４に供給される作動流体の流出を防止する封止部２と、封止部２及び膨縮部４に作動流体をそれぞれ送給する供給手段９、１０とを備える。
【００１６】
膨縮部４は、両端に開口部４ａ、４ｂを有する筒状の膜体からなり、ボーリングロッド１５を覆うように杭孔１３内に設置される。膨縮部４は、異方伸縮性を有する合成繊維をゴム膜に溶着又は接着したものからなり、膨縮部４が軸方向よりも半径方向に卓越して膨縮するようにしている。本実施形態においては、膨縮部４を構成する合成繊維として、例えば、グラウトジャケット（商品名、繊維土木開発株式会社製）を用いる。この合成繊維は、伸度が３０％以下のポリエステル糸を軸方向に配置し、伸度が５０％以上のナイロン糸を円周方向に配置したものである。
【００１７】
封止部２の内径はボーリングロッド１５の外径よりも大きく、封止部２の外径は杭孔１３の内径よりも小さい円筒形状を有する。この封止部２は、外周面が円筒形状の鋼板６の内周面に密着するように取り付けられ、この鋼板６は膨縮部４の孔底側となる下端部に固定バンド１１にて取り付けられる。また、封止部２は、膨縮部４よりも高い圧力で膨出され、このとき外周に鋼板６が取り付けられているために、封止部２の外方へは膨出せず、内方へのみ膨出する。封止部２として、本実施形態においては、例えば、補強帆布をゴム膜に溶着又は接着したものを用いる。
【００１８】
供給手段９は、一端が開閉バルブ３１を介して作動流体を供給するポンプ等の駆動装置３５に接続され、他端が膨縮部４内を挿通して封止部２に接続される挿通管２９からなり、駆動装置３５から供給される作動流体を封止部２内に送給する。送給される作動流体の圧力は圧力計３３にて常時監視される。本実施形態において、作動流体は、例えば、空気を用い、挿通管２９は、例えば、ナイロンチューブを用いる。
【００１９】
また、供給手段１０は、一端が開閉バルブ３２を介して作動流体を供給するポンプ等の駆動装置３６に接続され、他端が膨縮部４の内方に挿入される挿通管３０からなり、駆動装置３６から供給される作動流体を膨縮部４内に送給する。送給される作動流体の圧力は圧力計３４にて常時監視される。本実施形態において、作動流体は、例えば、杭孔１３の削孔時に使用している泥水を用い、挿通管３０は、例えば、ナイロンチューブを用いる。
【００２０】
膨縮部４の上端の開口部４ｂは、封止バンド１２により膨縮部４内に供給される作動流体が流出しないように強固に締め付けられる。封止バンド１２には、挿通管２９、３０を潰さないように、挿通管２９、３０と重合する部分に挿通部１２ａがそれぞれ形成されている。
【００２１】
以上のように構成された孔壁保護装置１を用いた孔壁の保護方法について杭孔１３の削孔手順にしたがって説明する。
【００２２】
図２〜図５は、本発明の第一実施形態に係る孔壁保護装置１を用いた孔壁の保護方法を示す図である。
【００２３】
図２に示すように、ボーリングロッド１５の上部付近を削孔機１７の回転装置１９に接続し、ボーリングロッド１５の上端をスイベル２１を介して泥水注入用ポンプ２３に接続する。そして、削孔機１７がボーリングロッド１５を介してビット２５を回転させるとともに地盤Ｅ内に圧入して杭孔１３を削孔する。削孔時は、泥水注入用ポンプ２３から吐出される泥水をボーリングロッド１５内に注入し、ビット２５の先端より杭孔１３内に注水する。削孔された土砂は、ビット２５の先端より供給される泥水とともに孔口からオーバーフローして孔外に排出される。
【００２４】
図３に示すように、一日の削孔作業が終了すると、回転装置１９及びスイベル２１をボーリングロッド１５から取り外し、ボーリングロッド１５内に泥水が入らないように、上端に蓋３８を取り付ける。
【００２５】
そして、ボーリングロッド１５の上端が膨縮部４の開口部４ａから膨縮部４内に挿入されるように、膨縮部４を杭孔１３内に挿入する。このとき膨縮部４及び封止部２は共に縮小した状態とし、孔内の泥水を膨縮部４内に流入させながら杭孔１３内に挿入する。膨縮部４の開口部４ａがビット２５よりもやや浅い深度に達したら挿入を停止する。そして、膨縮部４の開口部４ｂの位置がボーリングロッド１５の上端面よりも上方となるように設置し、封止バンド１２を締結して開口部４ｂを封止する。
【００２６】
次に、開閉バルブ３１を開放し、駆動装置３５を駆動すると、封止部２内に空気が圧入され、封止部２が膨張してボーリングロッド１５の外周面に密着する。封止部２がボーリングロッド１５に密着することにより膨縮部４の下端の開口部４ａは封止され、封止部２を挟んだ膨縮部４内と杭孔１３内との泥水の移動は阻止された状態となる。ここで、膨縮部４の両端は封止され、膨縮部４は挿通管３０に対してのみ開放されており、これ以外の部分では気密に密閉されている。
【００２７】
そして、開閉バルブ３２を開放し、駆動装置３６を駆動すると、膨縮部４内に泥水が圧入されて膨縮部４が杭孔１３の半径方向に均等に膨張し、膨縮部４の外周面が孔壁１３ａに密着し、孔壁１３ａの崩落を防止する。封止部２及び膨縮部４が膨出する際の圧力は圧力計３３、３４にて常時監視し、それぞれの所定の圧力値になると開閉バルブ３１、３２を閉止し、それぞれの駆動装置３５、３６を停止する。また、封止部２及び膨縮部４の圧力が所定の圧力値よりも低下すると、所定の圧力値となるように自動的に作動流体が圧入される。
【００２８】
孔壁１３ａの保護は、例えば、一日の削孔作業が終了した夕方から、次の日の朝の削孔作業が開始する前まで行う。そして、次の日の朝の削孔作業開始前に、各開閉バルブ３１、３２を開放し、封止部２内及び膨縮部４内の圧力を低下させ、封止部２及び膨縮部４を収縮して、地上に搬出する。
【００２９】
続いて、図４に示すように、蓋３８を取り外し、再び回転装置１９をボーリングロッド１５の上部付近に接続し、ボーリングロッド１５の上端をスイベル２１を介して泥水注入用ポンプ２３に接続し、削孔機１７にてボーリングロッド１５を介してビット２５を回転させるとともに地盤Ｅ内に圧入して杭孔１３を削孔する。
【００３０】
そして、図５に示すように、一日の削孔作業が終了すると、上記と同様の方法にて封止部２及び膨縮部４を杭孔１３内に設置し、封止部２及び膨縮部４を膨出させて、孔壁１３ａの崩落を保護する。
【００３１】
以上のように、一日の削孔作業が終了した後に、封止部２及び膨縮部４を杭孔１３内に設置して孔壁１３ａを保護し、再び削孔を開始する前に、封止部２及び膨縮部４を孔外へ搬出するという一連の作業を１サイクルとし、このサイクルを杭孔１３が所定の深度に到達するまで複数回繰り返す。
【００３２】
以上説明した本実施形態の孔壁保護装置１によれば、膨縮部４を泥水圧力にて膨出させて孔壁１３ａに圧着させることにより、孔壁１３ａの崩落を防止することが可能となる。また、膨縮部４の下端部に取り付けられた封止部２を空気圧にて膨出させてボーリングロッド１５に圧着させることにより、膨縮部４内からの泥水の流出を防止することが可能となる。
【００３３】
そして、膨縮可能な封止部２及び膨縮部４を用いることにより、封止部２及び膨縮部４を収縮させて孔外へ搬出することが可能となる。また、作動流体圧を開放するだけで封止部２及び膨縮部４を容易に収縮させることができる。したがって、孔壁１３ａを傷めることなく封止部２及び膨縮部４を地上に搬出することが可能となる。さらに、封止部２及び膨縮部４を孔外へ搬出して、他の杭孔を削孔する際にも転用することができるために、コストを削減することが可能となる。さらに、孔内に挿入する装置は、封止部２と膨縮部４とだけであり、簡易な構成にすることが可能となる。したがって、孔内への設置及び孔外への搬出を短時間で容易に行うことが可能となる。
【００３４】
また、膨縮部４は、合成繊維をゴム膜に溶着又は接着したものからなるために、ゴム膜だけを使用する場合よりも、強度が増して耐久性が向上する。したがって、膨縮部４を交換する回数が減り、孔壁保護装置１のメンテナンスのコストを削減することが可能となる。
【００３５】
そして、膨縮部４は、杭孔１３の軸方向よりも半径方向に卓越して膨縮するために、膨張したときの径が全長においてほぼ均等となり、膨縮部４の外周面全体において均一な圧力にて孔壁１３ａに密着することが可能となる。したがって、孔壁１３ａを傷めることなく孔壁１３ａに密着することが可能となる。
【００３６】
また、封止部２は、封止部２の内方に膨出するために、ボーリングロッド１５の外周面に確実に密着することが可能となる。したがって、膨縮部４内に圧入される泥水の流出を確実に防止することが可能となる。
【００３７】
膨縮部４は、杭孔１３の削孔予定深さ以上の長さを有し、削孔深度に応じて杭孔１３内に挿入される部分が長くなるように、一日の削孔作業終了時に適宜、封止バンド１２が膨縮部４の上方に移動して固定され、杭孔１３内に挿入されない余長部分は、例えば、巻回した状態で地上部に仮置きされる。
【００３８】
次に、本発明の第二の実施形態について説明する。下記に示す説明において、第一実施形態と同様の構成を用いたものと対応する部分には同一の符号を付して説明を省略し、主に相違点について説明する。
【００３９】
図６は、本発明の第二実施形態に係る孔壁保護装置４１を示す断面図である。図６に示すように、孔壁保護装置４１は、第一実施形態にて説明した孔壁保護装置１の上端の開口部４ｂを封止する封止バンド１２の替わりに封止部２を備えたものである。孔壁保護装置４１は、ボーリングロッド１５の外周を囲うように設置され、泥水の圧力により膨張して孔壁１３ａに密着する膨縮部４４と、この膨縮部４４の両端部にそれぞれ円筒形の鋼板６を介して取り付けられる各封止部２ａ、２ｂと、各封止部２ａ、２ｂ及び膨縮部４４に作動流体をそれぞれ送給する供給手段４９、１０とを備える。
【００４０】
膨縮部４４は、両端に開口部４４ａ、４４ｂを有する筒状の膜体からなり、ボーリングロッド１５の外周を囲うように杭孔１３内に設置される。この膨縮部４４は、異方伸縮性を有する合成繊維をゴム膜に溶着又は接着したものからなり、膨縮部４４が軸方向よりも半径方向に卓越して膨縮するようにしている。本実施形態においては、第一実施形態と同様に、グラウトジャケットを用いる。
【００４１】
供給手段４９は、一端が作動流体を供給するポンプ等の駆動装置３５に接続され、他端が各封止部２ａ、２ｂにそれぞれ開閉バルブ３１を介して接続される複数の挿通管２９からなり、駆動装置３５から供給される作動流体を各封止部２ａ、２ｂ内に送給する。
【００４２】
供給手段１０の挿通管３０の他端は、封止部２ｂ内を貫通して膨縮部４の内方に挿入される。
【００４３】
以上のように構成された孔壁保護装置４１を用いた孔壁１３ａの保護方法について杭孔１３の削孔手順にしたがって説明する。
【００４４】
図７は、本発明の第二実施形態に係る孔壁保護装置４１を用いた孔壁１３ａの保護方法を示す図である。図７に示すとおり、第一実施形態と同様に、削孔機１７にて杭孔１３を削孔し、一日の削孔作業が終了すると、回転装置１９及びスイベル２１をボーリングロッド１５から取り外す。
【００４５】
そして、このボーリングロッド１５が膨縮部４４の両端に取り付けられた各封止部２ａ、２ｂ内を挿通するように、膨縮部４４を杭孔１３内に挿入する。膨縮部４４の開口部４４ａがビット２５よりもやや浅い深度に達したら挿入を停止する。そして、膨縮部４４の開口部４４ｂの位置がボーリングロッド１５の上端面よりも下方となるように設置する。
【００４６】
次に、駆動装置３５を駆動すると各封止部２ａ、２ｂ内に空気が圧入され、各封止部２ａ、２ｂがボーリングロッド１５の外周面に密着する。各封止部２ａ、２ｂがボーリングロッド１５に密着することにより、膨縮部４４の両端の開口部４４ａ、４４ｂは封止され、膨縮部４４内と杭孔１３内との泥水の移動は阻止された状態となる。ここで、膨縮部４４の両端は封止部２ａ、２ｂにて封止され、膨縮部４４は挿通管３０に対してのみ開放されており、これ以外の部分では気密に密閉されている。
【００４７】
そして、駆動装置３６を駆動すると、膨縮部４４内に泥水が圧入されて膨縮部４４が杭孔１３の半径方向に均等に膨張し、膨縮部４４の外周面が孔壁１３ａに密着し、孔壁１３ａの崩落を防止する。
【００４８】
以上のように、一日の削孔作業が終了した後に、各封止部２ａ、２ｂ及び膨縮部４４を杭孔１３内に設置して孔壁１３ａを保護し、再び削孔を開始する前に、各封止部２ａ、２ｂ及び膨縮部４４を孔外へ搬出するという一連の作業を１サイクルとし、このサイクルを杭孔１３が所定の深度に到達するまで複数回繰り返す。
【００４９】
以上説明した本実施形態の孔壁保護装置４１によれば、膨縮部４４を泥水圧力にて膨出させて孔壁１３ａに圧着させることにより、孔壁１３ａの崩落を防止することが可能となる。また、膨縮部４４の端部に取り付けられた各封止部２ａ、２ｂを空気圧にて膨出させてボーリングロッド１５に圧着させることにより膨縮部４４内からの泥水の流出を防止することが可能となる。
【００５０】
そして、膨縮可能な各封止部２ａ、２ｂ及び膨縮部４４を用いることにより、各封止部２ａ、２ｂ及び膨縮部４４を収縮させて孔外へ搬出することが可能となる。また、作動流体圧を開放するだけで各封止部２ａ、２ｂ及び膨縮部４４を容易に収縮させることができる。したがって、孔壁１３ａを傷めることなく各封止部２ａ、２ｂ及び膨縮部４４を地上に搬出することが可能となる。さらに、封止部２及び膨縮部４を孔外へ搬出して、他の杭孔を削孔する際にも転用することができるために、コストを削減することが可能となる。さらに、孔内に挿入する装置は、各封止部２ａ、２ｂと膨縮部４４とだけであり、簡易な構成にすることが可能となる。したがって、孔内への設置及び孔外への搬出を短時間で容易に行うことが可能となる。
【００５１】
また、膨縮部４４は、合成繊維をゴム膜に溶着又は接着したものからなるために、ゴム膜だけを使用する場合よりも、強度が増して耐久性が向上する。したがって、膨縮部４４を交換する回数が減り、孔壁保護装置４１のメンテナンスのコストを削減することが可能となる。
【００５２】
そして、膨縮部４４は、杭孔１３の軸方向よりも半径方向に卓越して膨縮するために、膨張したときの径が全長においてほぼ均等となり、膨縮部４４の外周面全体において均一な圧力にて孔壁１３ａに密着することが可能となる。したがって、孔壁１３ａを傷めることなく孔壁１３ａに密着することが可能となる。
【００５３】
膨縮部４４は、杭孔１３の削孔予定深さ以上の長さを有し、削孔深度に応じて杭孔１３内に挿入される部分が長くなるように、一日の削孔作業終了時に適宜、封止部２ｂが膨縮部４４の上方に移動して固定バンド１１で固定され、余長部分は、例えば、巻回した状態で地上部に仮置きされる。
【００５４】
次に、本発明の第三の実施形態について説明する。  
図８は、本発明の第三実施形態に係る孔壁保護装置５１を示す断面図である。図８に示すように、孔壁保護装置５１は、第一及び第二実施形態にて説明した両端に開口部４ａ、４ｂ、４４ａ、４４ｂを有する筒状の膨縮部４、４４の替わりに下端のみに開口部５４ａを有する袋状の膨縮部５４を備えたものである。孔壁保護装置５１は、ボーリングロッド１５を覆うように設置され、泥水の圧力により膨張して孔壁に密着する膨縮部５４と、この膨縮部５４の下端の開口部５４ａに鋼板６を介して取り付けられる封止部２と、供給手段９、１０とを備える。
【００５５】
膨縮部５４は、開口部５４ａを１箇所のみ有する細長い袋体からなり、ボーリングロッド１５を覆うように杭孔１３内に設置される。この膨縮部５４は、異方伸縮性を有する合成繊維をゴム膜に溶着又は接着したものからなり、膨縮部５４が軸方向よりも半径方向に卓越して膨縮するようにしている。本実施形態においては、第一及び第二実施形態と同様に、グラウトジャケットを用いる。
【００５６】
挿通管２９の他端は、膨縮部５４内を貫通して封止部２に接続され、挿通管３０の他端は、膨縮部５４に接続されている。
【００５７】
以上のように構成された孔壁保護装置５１を用いた孔壁１３ａの保護方法について杭孔１３の削孔手順にしたがって説明する。
【００５８】
図９は、本発明の第三実施形態に係る孔壁保護装置５１を用いた孔壁１３ａの保護方法を示す図である。図９に示すとおり、第一実施形態と同様に、削孔機１７にて杭孔１３を削孔し、一日の削孔作業が終了すると、回転装置１９及びスイベル２１をボーリングロッド１５から取り外し、ボーリングロッド１５の上端に蓋３８を取り付ける。
【００５９】
そして、ボーリングロッド１５の上端が膨縮部５４の開口部５４ａから膨縮部５４内に挿入されるように、膨縮部５４を杭孔１３内に挿入する。このとき膨縮部５４及び封止部２は共に縮小した状態とし、孔内の泥水を膨縮部５４内に流入させると同時に膨縮部５４内の空気を挿通管３０に接続されている開閉バルブ３２より放出させながら膨縮部５４を杭孔１３に挿入する。膨縮部５４の開口部５４ａがビット２５よりもやや浅い深度に達したら挿入を停止する。
【００６０】
次に、第一実施形態と同様に、駆動装置３５を駆動させ、封止部２をボーリングロッド１５に密着することにより膨縮部５４の下端の開口部５４ａは封止され、封止部２を挟んだ膨縮部５４内と杭孔１３内との泥水の移動は阻止された状態となる。
【００６１】
そして、駆動装置３６を駆動すると、膨縮部５４内に泥水が圧入されて膨縮部５４が杭孔１３の半径方向に均等に膨張し、膨縮部５４の外周面が孔壁１３ａに密着し、孔壁１３ａの崩落を防止する。
【００６２】
以上のように、一日の削孔作業が終了した後に、封止部２及び膨縮部５４を杭孔１３内に設置して孔壁１３ａを保護し、再び削孔を開始する前に、封止部２及び膨縮部５４を孔外へ搬出するという一連の作業を１サイクルとし、このサイクルを杭孔１３が所定の深度に到達するまで複数回繰り返す。
【００６３】
以上説明した本実施形態の孔壁保護装置５１によれば、膨縮部５４を泥水圧力にて膨出させて孔壁１３ａに圧着させることにより、孔壁１３ａの崩落を防止することが可能となる。また、膨縮部５４の端部に取り付けられた封止部２を空気圧にて膨出させてボーリングロッド１５に圧着させることにより、膨縮部５４内からの泥水の流出を防止することが可能となる。
【００６４】
そして、膨縮可能な膨縮部５４を用いることにより、作動流体圧を開放するだけで膨縮部５４を容易に収縮させることができる。したがって、孔壁１３ａを傷めることなく膨縮部５４を地上に搬出することが可能となる。また、孔壁保護装置５１は繰り返し利用することができるために、孔壁保護装置５１を他の孔を削孔する際にも用いることにより、コストを削減することが可能となる。さらに、孔内に挿入する装置は、封止部２と膨縮部５４とだけであり、簡易な構成にすることが可能となる。したがって、孔内への設置及び孔外への搬出を短時間で容易に行うことが可能となる。
【００６５】
また、膨縮部５４は、合成繊維をゴム膜に溶着又は接着したものからなるために、ゴム膜だけを使用する場合よりも、強度が増して耐久性が向上する。したがって、膨縮部５４を交換する回数が減り、孔壁保護装置５１のメンテナンスのコストを削減することが可能となる。
【００６６】
そして、膨縮部５４は、杭孔１３の軸方向よりも半径方向に卓越して膨縮するために、膨張したときの径が全長においてほぼ均等となり、膨縮部５４の外周面全体において均一な圧力にて孔壁１３ａに密着することが可能となる。したがって、孔壁１３ａを傷めることなく孔壁１３ａに密着することが可能となる。
【００６７】
膨縮部５４は、杭孔１３の削孔予定深さ以上の長さを有し、削孔深度に応じて孔壁１３ａの全深度を保護できるように封止部２が膨縮部５４の下方に移動して固定バンド１１で固定され、余長部分は、例えば、ボーリングロッド１５の下端付近に巻回した状態で配置される。
【００６８】
なお、上述したすべての本実施形態において、封止部２の外周面に鋼板６を取り付けて、封止部２を外方へ膨出させず、内方へのみ膨出させてボーリングロッド１５の外周面に密着させ、膨縮部４、４４、５４内からの泥水の流出を防止する方法について説明したが、これに限定されるものではなく、封止部２を膨縮部４、４４、５４に直接取り付けて、封止部２を外方及び内方共に膨出させて孔壁１３ａ及びボーリングロッド１５に密着させ、膨縮部４、４４、５４内からの泥水の流出を防止する方法を用いてもよい。
【００６９】
なお、上述したすべての実施形態において、封止部２を膨出させる作業流体として空気を用いる方法について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、泥水にて膨出させる方法を用いてもよい。
【００７０】
また、上述したすべての実施形態において、膨縮部４、４４、５４を膨出させる作業流体として泥水を用いる方法について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、空気にて膨出させる方法を用いてもよい。
【００７１】
そして、上述したすべての実施形態において、封止部２、膨縮部４、４４、５４を膨出させる作業流体としてそれぞれ空気、泥水を用い、異なる流体にてそれぞれを膨出させる方法について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、封止部２、膨縮部４、４４、５４共に空気を用いる等の同一の流体を用いて膨出させる方法を用いてもよい。
【００７２】
なお、上述したすべての実施形態において、杭孔１３の孔壁１３ａを保護する方法について説明したが、これに限定されるものではなく、地山を削孔して形成される孔にはすべて適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の第一実施形態に係る孔壁保護装置を示す断面図である。
【図２】本発明の第一実施形態に係る孔壁保護装置を用いた孔壁の保護方法を示す図である。
【図３】本発明の第一実施形態に係る孔壁保護装置を用いた孔壁の保護方法を示す図である。
【図４】本発明の第一実施形態に係る孔壁保護装置を用いた孔壁の保護方法を示す図である。
【図５】本発明の第一実施形態に係る孔壁保護装置を用いた孔壁の保護方法を示す図である。
【図６】本発明の第二実施形態に係る孔壁保護装置を示す断面図である。
【図７】本発明の第二実施形態に係る孔壁保護装置を用いた孔壁の保護方法を示す図である。
【図８】本発明の第三実施形態に係る孔壁保護装置を示す断面図である。
【図９】本発明の第三実施形態に係る孔壁保護装置を用いた孔壁の保護方法を示す図である。
【符号の説明】
【００７４】
１    孔壁保護装置                      ２    封止部
４    膨縮部                            ４ａ、４ｂ  開口部
６    鋼板                              ９    供給手段
１０  供給手段                          １１  固定バンド
１２  封止バンド                        １２ａ  挿通部
１３  杭孔                              １３ａ  孔壁
１５  ボーリングロッド                  １７  削孔機
１９  回転装置                          ２１  スイベル
２３  泥水注入用ポンプ                  ２５  ビット
２９、３０  挿通管                      ３１、３２  開閉バルブ
３３、３４  圧力計                      ３５、３６  駆動装置
３８  蓋                                ４１、５１  孔壁保護装置
４４  膨縮部                            ４４ａ、４４ｂ  開口部
５４  膨縮部                            ５４ａ  開口部
４９  供給手段                          Ｅ    地盤
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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