(57)【要約】      （修正有）【課題】偏心用砕岩装置の取り付け及び取り外しが簡単で硬質地盤掘削の作業時間を大幅に短縮し、砕岩装置の落下時に地下水などの浮力が作用しないようにすることで、打撃力が弱められることのない硬質地盤掘削工法及び偏心用砕岩装置用ロープガイド装置を提供する。【解決手段】偏心部材６１，６２が一側に取り付けられた偏心用砕岩装置６をクレーンを通じて吊り上げ落下させるワイヤーロープ６ａの一側面を押圧して、該ワイヤーロープ６ａに吊持される偏心用砕岩装置６をケーシング１内部の中心から偏心状態で内周縁側に沿って回転させるガイド部材８１を、回転するケーシング１の上端側の直径方向に取り付け、ケーシング１の内部の硬質地盤を、ケーシング１と一体となって回転するガイド部材８１によりガイドされて硬質地盤上方を均等に回転する偏心用砕岩装置６の落下によってケーシング１の内部の硬質地盤をハンマーグラブで掴める大きさに砕く。【選択図】図１０
2016164358.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏心部材が一側に取り付けられた偏心用砕岩装置をクレーンを通じて吊り上げ落下させるワイヤーロープの一側面を押圧して該ワイヤーロープに吊持される上記偏心用砕岩装置をケーシング内部の中心から偏心状態でケーシング内周側に沿って回転させるガイド部材を、回転するケーシングの上端側の該ケーシングの直径方向に取り付け、ケーシングの内部の硬質地盤を、ケーシングと一体となって回転する上記ガイド部材によりガイドされてケーシング内周側の硬質地盤上方を均等に回転する上記偏心用砕岩装置の落下によってケーシングの内部の硬質地盤をハンマーグラブで掴める大きさに砕くことを特徴とする硬質地盤掘削工法。
【請求項２】
水が上下方向に貫通して通過する構造からなる偏心部材が一側に取り付けられた偏心用砕岩装置をクレーンを通じて吊り上げ落下させるワイヤーロープの一側面を押圧して該ワイヤーロープに吊持される上記偏心用砕岩装置をケーシング内部の中心から偏心状態でケーシング内周側に沿って回転させるガイド部材を、回転するケーシングの上端側の該ケーシングの直径方向に取り付け、ケーシングの内部の硬質地盤を、ケーシングと一体となって回転する上記ガイド部材によりガイドされてケーシング内周側の硬質地盤上方を均等に回転する上記偏心用砕岩装置の落下によってケーシングの内部の硬質地盤をハンマーグラブで掴める大きさに砕くと共に、ケーシングの内部の硬質地盤上の地下水中に上記偏心部材が一側に取り付けられた上記偏心用砕岩装置の落下時に、地下水が上方に貫通通過してその偏心部材に地下水からの浮力が作用するのを回避して落下打撃力が低下するのを防ぐことを特徴とする硬質地盤掘削工法。
【請求項３】
偏心部材が一側に取り付けられた偏心用砕岩装置をクレーンを通じて吊り上げ落下させるワイヤーロープの一側面を押圧して該ワイヤーロープに吊持される上記偏心用砕岩装置をケーシング内部の中心から偏心状態でケーシング内周側に沿って回転させるガイド部材を、回転するケーシングの上端側の該ケーシングの直径方向に取り付け、ケーシングの内部の硬質地盤に形成されたひび割れ誘起用の穴の周囲に残ったリング状の硬質地盤を、ケーシングと一体となって回転する上記ガイド部材によりガイドされてリング状の硬質地盤上方を均等に回転する上記偏心用砕岩装置の落下によってケーシングの内部の硬質地盤をハンマーグラブで掴める大きさに砕くことを特徴とする硬質地盤掘削工法。
【請求項４】
水が上下方向に貫通して通過する構造からなる偏心部材が一側に取り付けられた偏心用砕岩装置をクレーンを通じて吊り上げ落下させるワイヤーロープの一側面を押圧して該ワイヤーロープに吊持される上記偏心用砕岩装置をケーシング内部の中心から偏心状態でケーシング内周側に沿って回転させるガイド部材を、回転するケーシングの上端側の該ケーシングの直径方向に取り付け、ケーシングの内部の硬質地盤に形成されたひび割れ誘起用の穴の周囲に残ったリング状の硬質地盤を、ケーシングと一体となって回転する上記ガイド部材によりガイドされてリング状の硬質地盤上方を均等に回転する上記偏心用砕岩装置の落下によってケーシングの内部の硬質地盤をハンマーグラブで掴める大きさに砕くと共に、ケーシングの内部の硬質地盤上の地下水中に上記偏心部材が一側に取り付けられた上記偏心用砕岩装置の落下時に、地下水が上方に貫通通過してその偏心部材に地下水からの浮力が作用するのを回避して落下打撃力が低下するのを防ぐことを特徴とする硬質地盤掘削工法。
【請求項５】
回転するケーシングにより岩盤又は転石などからなる硬質地盤を掘り下げると共にこれと並行して、回転するケーシングの内部にダウンザホールハンマー装置が上下方向移動自在に且つ回転が相対的に拘束された状態で設置され、ケーシングと一体となってケーシングの回転中心を回転する上記ダウンザホールハンマー装置によってケーシングの内部の硬質地盤に偏心用砕岩装置の落下によるひび割れ誘起用の穴をあけ、偏心部材が一側に取り付けられた上記偏心用砕岩装置をクレーンを通じて吊り上げ落下させるワイヤーロープの一側面を押圧して該ワイヤーロープに吊持される上記偏心用砕岩装置をケーシング内部の中心から偏心状態でケーシング内周側に沿って回転させるガイド部材を、回転するケーシングの上端側の該ケーシングの直径方向に取り付け、ケーシングの内部の硬質地盤に形成されたひび割れ誘起用の穴の周囲に残ったリング状の硬質地盤を、ケーシングと一体となって回転する上記ガイド部材によりガイドされてリング状の硬質地盤上方を均等に回転する上記偏心用砕岩装置の落下によってケーシングの内部の硬質地盤をハンマーグラブで掴める大きさに砕くことを特徴とする硬質地盤掘削工法。
【請求項６】
回転するケーシングにより岩盤又は転石などからなる硬質地盤を掘り下げると共にこれと並行して、回転するケーシングの内部にダウンザホールハンマー装置が上下方向移動自在に且つ回転が相対的に拘束された状態で設置され、ケーシングと一体となってケーシングの回転中心を回転する上記ダウンザホールハンマー装置によってケーシングの内部の硬質地盤に偏心用砕岩装置の落下によるひび割れ誘起用の穴をあけ、水が上下方向に貫通して通過する構造からなる偏心部材が一側に取り付けられた上記偏心用砕岩装置をクレーンを通じて吊り上げ落下させるワイヤーロープの一側面を押圧して該ワイヤーロープに吊持される上記偏心用砕岩装置をケーシング内部の中心から偏心状態でケーシング内周側に沿って回転させるガイド部材を、回転するケーシングの上端側の該ケーシングの直径方向に取り付け、ケーシングの内部の硬質地盤に形成されたひび割れ誘起用の穴の周囲に残ったリング状の硬質地盤を、ケーシングと一体となって回転する上記ガイド部材によりガイドされてリング状の硬質地盤上方を均等に回転する上記偏心用砕岩装置の落下によってケーシングの内部の硬質地盤をハンマーグラブで掴める大きさに砕くと共に、ケーシングの内部の硬質地盤上の地下水中に上記偏心部材が一側に取り付けられた上記偏心用砕岩装置の落下時に、地下水が上方に貫通通過してその偏心部材に地下水からの浮力が作用するのを回避して落下打撃力が低下するのを防ぐことを特徴とする硬質地盤掘削工法。
【請求項７】
ダウンザホールハンマー装置をケーシングに先行させて岩盤を掘り下げる請求項５又は請求項６に記載の硬質地盤掘削工法。
【請求項８】
ケーシングをダウンザホールハンマー装置に先行させて転石を掘り下げる請求項５又は請求項６に記載の硬質地盤掘削工法。
【請求項９】
ダウンザホールハンマー装置の上部側は、ケーシング上部に上部係合部材により上下方向移動自在且つ回転が相対的に拘束された状態でケーシングの上部に係合されて、ダウンザホールハンマー装置は回転するケーシングと一体となって回転して硬質地盤にひび割れ誘起用の穴をあける請求項５又は請求項６に記載の硬質地盤掘削工法。
【請求項１０】
硬質地盤掘削において回転するケーシングの上端側に該ケーシングの直径方向に取り付けて使用され、クレーンを通じて偏心用砕岩装置を吊り上げ落下させるワイヤーロープの一側面を押圧して該ワイヤーロープに吊持される上記偏心用砕岩装置をケーシング内部の中心から偏心状態でケーシング内周側に沿って回転させるガイド部材を設け、該ガイド部材の両端側を上記ケーシングの上端側の周縁側にその直径方向に形成された一対の孔に係止したことを特徴とする硬質地盤掘削工法の偏心用砕岩装置用ロープガイド装置。
【請求項１１】
ロープガイド装置は請求項１〜請求項６の何れかの硬質地盤掘削工法において使用される請求項１０記載の硬質地盤掘削工法の偏心用砕岩装置用ロープガイド装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、地中に岩盤または転石からなる硬質地盤層がある場合に、その部分まで杭穴を掘る必要があるときに用いられる硬質地盤掘削工法に係り、特に、ケーシング内部の底部の硬質地盤を、ケーシングと一体となって回転するロープガイド装置によりガイドされて硬質地盤上方を均等に回転する偏心用砕岩装置の落下によって、ケーシングの内部の硬質地盤をハンマーグラブで掴める大きさに砕くようにした硬質地盤掘削工法及び硬質地盤掘削工法の偏心用砕岩装置用ロープガイド装置に関するものであり、また、特に、硬質地盤が偏心用砕岩装置の落下のみでは砕かれない場合にはケーシング内部の底部の硬質地盤にダウンザホールハンマー装置を使ってひび割れ誘起用の穴が形成されるが、この形成されたひび割れ誘起用の穴の周囲に残ったリング状の硬質地盤を、ケーシングと一体となって回転するロープガイド装置によりガイドされてリング状の硬質地盤上方を均等に回転する偏心用砕岩装置の落下によって、ケーシングの内部の硬質地盤をハンマーグラブで掴める大きさに砕くようにした硬質地盤掘削工法及び硬質地盤掘削工法の偏心用砕岩装置用ロープガイド装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
岩盤または転石からなる硬質地盤に杭を打ち込む場合、杭を打ち込むための杭穴を事前にあけることになるが、深い場合には５０ｍ以上の深さとなる。
この場合、ケーシング内部の底部の硬質地盤に砕岩棒を落下させてこれを砕き、ケーシングの内部の硬質地盤をハンマーグラブで掴める大きさに砕いている。
しかし、硬質地盤が非常に硬く、砕岩棒の落下のみでは硬質地盤をハンマーグラブで掴める大きさに砕くことができないことがある。
この場合の工法としては、先ず、ダウンザホールハンマー装置を使って例えば直径５０ｃｍの小さな穴をあける。このダウンザホールハンマー装置による小穴は、その後に砕岩棒を落下させて硬い岩盤を容易に砕けるようにするためである。
穴の深さが例えば５０ｍの場合、ダウンザホールハンマー装置も５０ｍ掘る。これを使って掘削する場合、数１０ｃｍ掘っては圧縮エアーを送り込んでそのエアーの圧力で、岩石を地上に吐き出している。このようにしながら、所定の深さまで掘った後、ダウンザホールハンマー装置を引き抜く。
次に、例えば直径が１００ｃｍの大きさのケーシングで、ダウンザホールハンマー装置で掘っていた小さな穴の周囲を掘削する。この場合、穴の上部側は、一般に土砂部分で硬くないので、回転するケーシングで数メートル掘っては、ハンマーグラブでその都度、内部の掘削土砂をつかんで、地上に排出している。
このようにして、穴の下部近くまで掘削を続けるが、下部付近は岩盤になっていて、ハンマーグラブで、つかみ取ることができない。そこで、砕岩棒をケーシングの内部に自然落下させて岩盤を砕いて小さな岩石にし、ハンマーグラブでつかみ取ることができるようにしている。
このとき、ケーシング内部の穴中央には、前述したように、ダウンザホールハンマー装置による先行の小穴が掘られているので、落下させる砕岩棒で岩盤を容易に砕くことができる。穴中央に、先行して小穴があけられていないときには、砕岩棒を落としても、なかなか硬い岩盤を砕くことができない。しかし中央に小穴が形成されている場合には、硬い岩盤は、それを起点として、ひび割れを起こして砕かれる。
つまり、砕岩棒を落としたとき、岩盤にひび割れを生じさせるためには、落下した砕岩棒の先端部分が当たる硬い地盤の周囲には横向きの力を発生させることが必要となるが、小穴が形成されていないときには、横向きの力は互いに打ち消しあって、岩盤にひび割れを生じない。これに対して、小穴が形成されていると、小穴の空洞部分に横向きの力が伝わって放出されることよって横向きの力が互いに打ち消し合わず、落下した砕岩棒の先端部分の周囲に亀裂が生じて、硬い岩盤にひび割れを容易に起こすことができるのである。
削岩棒を使って、硬い岩盤を砕いた後、ケーシング内部の砕かれた岩石をハンマーグラブでつかみ取り、地上に排出している。このようにして、硬質地盤層に杭用の深い穴を構築している。
【０００３】
この場合において、単純な発想として、ケーシングと外径が同じ大きさのダウンザホールハンマー装置を使用して硬質地盤を掘削することも考えられるが、ダウンザホールハンマー装置の先端に取り付けられる掘削ビットは、直径が５０ｃｍのもので数百万円もするように非常に高価で、直径が１００ｃｍにもなれば数千万円にもなり、しかも、掘削ビットは掘削中に破損し易い消耗品であり、交換の頻度も高い。
また、掘削ビットは高圧エアーによって、１分間に１５００回も上下振動して硬質地盤を激しく打撃しながら掘削する。高圧エアーはコンプレッサーで造り出されるが、直径が１００ｃｍの掘削ビットともなれば、高圧エアーも桁違いに大きくなる。そして桁違いに大きな高圧エアーを造り出すためにはコンプレッサーも超大型のものを何台も必要とする。掘削ビット及びコンプレッサーの費用を考えると、億単位のコストとなって特殊な工事を除いて、経済的でないのが実情である。
さらに、掘削ビットは前記したように、１分間に１５００回も上下振動して硬質地盤を激しく打撃して騒音も大きい。このような中で、直径が倍もある巨大な掘削ビットの使用となれば、単純に考えても、その騒音は４倍にもなり、また、巨大な掘削ビットが上下に激しく振動するともなれば、その周囲に与える振動の影響も尋常ではない。
さらにまた、杭穴を掘った後は、杭穴に鉄筋やコンクリートを流し込むことになる。この場合には事前にダウンザホールハンマー装置を引き抜くことが必要であるが、引き抜いている最中に杭穴の内側面が崩れる。しかも、ダウンザホールハンマー装置の先端の掘削ビットの直径はそれ以外の部分のロッドの直径よりも大きいため、円筒形のロッドを杭穴に残したままで掘削ビットを引き抜くことはできない。つまり杭穴にコンクリートを流し込むときに杭穴の崩壊を防ぐケーシングが必要となる。
このような、経済的な理由、工事に伴う激しい騒音や振動、そして、杭穴の崩壊などの技術的なこともあって、大型のダウンザホールハンマー装置のみによる硬質地盤での杭穴の掘削は不可能であった。
【０００４】
ところで、ダウンザホールハンマー装置で開けられる中央のひび割れ誘起用の穴に対して、その外周のケーシングによる本来の穴の内径が十分に大きくなくて、その内径差が小さい場合、例えば中央のひび割れ誘起用の穴の内径が６０ｃｍに対してその外周のケーシングの内径が例えば９０ｃｍ程度と小さい場合、中央の穴の周囲に残ったリング状の硬い岩盤部分の半径方向の内径差、つまりリング幅は１５ｃｍ程度と狭く、このリング幅の狭い部分にある硬い岩盤を通常の砕岩装置としての砕岩棒を落下させて砕くのは容易ではないと考えられる。
すなわち、図１５に示すように、このリング状のリング幅が狭い硬い岩盤に向けて通常の砕岩装置１０６としての砕岩棒を落下させたとき、砕岩棒の先端部分が狭い部分にある硬い岩盤の表面に直接当たらずに、或いは中央穴の周縁付近に僅かに当たった後、中央の穴の中に滑り落ちて、中央の穴の周囲の硬い岩盤を容易に砕くことができないことが十分に考えられる。
また、ケーシングの内径が小さい場合、硬い岩盤の表面に砕岩装置１０６としての砕岩棒の先端部分が当たった後に、その反動で跳ね返って砕岩棒が傾いたときに、傾いた砕岩棒の上端側の一部が狭い内径のケーシングの内周面に当たって、ケーシングの内周面の一部を傷つけて破損させ、その部分のケーシングを交換させる必要性が生じる恐れも十分に考えられる。
このため、このリング状のリング幅が狭い硬い岩盤に向けて、確実に自然落下して砕くことができるように、図１６に図示するような偏心用砕岩装置が使用される。偏心用砕岩装置は円筒状の重たい本体の一側面側には平断面が扇形の偏心部材が設けられていて、これにより、偏心用砕岩装置は、中央の穴の周囲に残っているリング状の硬い岩盤を砕くことが可能になっている。
この偏心用砕岩装置はその上端部分がクレーンで吊られたワイヤーロープの下端側に連結されていて、クレーンでワイヤーロープをケーシングの内部で所定の高さ引き上げ、それから偏心用砕岩装置を自然落下させ、これを繰り返し行いリング状の硬い岩盤を砕いている。
このクレーンによるワイヤーロープの引き上げと落下は、地面上に突出しているケーシングの開口上端の内周円縁側に沿って、その円周方向にワイヤーロープを少しずつ移動させながらの作業となる。
【０００５】
しかしながら、地面上に突出しているケーシングの外周側にはこれを回転駆動させるチュービング装置が設けられていて危ないため、これを操作する作業員はケーシングの箇所から１０ｍ位離れた場所にいて、しかも、地面上に突出しているケーシングの開口上端は、一般に地上面から３〜８ｍ位の高さにあるので、下側から見上げるようになる。
このため、作業員はケーシングの開口上端から上方に延びてクレーンの先端に吊られている偏心用砕岩装置吊り用のワイヤーロープの吊り位置を正確に把握できない。作業員はワイヤーロープがケーシングの開口上端内側の左右方向の位置にあることについては判断できるが、ケーシングの開口上端内側の中央に偏心用砕岩装置吊り用のワイヤーロープが位置した場合、１０ｍ位離れしかも見上げる状態にあるため、その遠近感が生じ難く、ケーシングの開口上端の内側の手前側にワイヤーロープが位置するのか、或いは向こう側に位置するのか正確に判断できない。
その結果、ワイヤーロープを通じてケーシングの内部の深い場所で行われている偏心用砕岩装置の自然落下による打撃位置が偏ったりして、ケーシングの底に形成した中央穴の周囲のリング状の硬い岩盤を均等に満遍なく打撃できず、岩盤を砕く作業で効率の良い作業を行うのが難しかった。
【０００６】
そこで、本願の特許出願人は、回転するケーシングの上端側の内側に取り付けたロープガイド装置で偏心用砕岩装置を吊り上げて落下させるワイヤーロープをガイドすることにより、このワイヤーロープを円周回りに回転させて、落下打撃位置をケーシングの回転に連動させて移動させることで、打撃位置が偏るのを防いで偏心用砕岩装置による効率の良い打撃を可能にする硬質地盤掘削工法の偏心用砕岩装置用ロープガイド装置を発明し、特許出願（特開２０１４−１３９３９２）している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１４−１３９３９２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前記特開２０１４−１３９３９２の硬質地盤掘削工法で使用される偏心用砕岩装置は、既に述べたようにその一側面側に上下に形成されている扇形の偏心部材によって、打撃位置が偏るのを防いでこの装置による効率の良い打撃を可能にし、作業効率を大幅に高めている。
ただ、ケーシング内部の硬質地盤中にわき水や地下水などがあると、偏心用砕岩装置の一側面側に上下に形成されている扇形の偏心部材１０６ａは、内部が密閉された空洞でそれぞれ構成されているため、偏心用砕岩装置の落下時に内部が密閉された空洞の偏心部材１０６ａに地下水などによる浮力が働いて、打撃力が弱められるという新たな課題が生じている。
【０００９】
また、前記特開２０１４−１３９３９２の硬質地盤掘削工法の偏心用砕岩装置用ロープガイド装置は、頑丈に作られているため、かなりの重量（５０〜６０kg）があり、作業員の人力のみよるケーシング上端への取り付け及び取り外しは困難である。
例えば、ケーシングの上端まで、作業員が５０〜６０kgはある重たい偏心用砕岩装置用ロープガイド装置を持ち上げて、その上端に取り付けるのは困難である。同様に、その上端から重たい偏心用砕岩装置用ロープガイド装置を持ち上げて取り外すことも困難である。そこで、この重たい偏心用砕岩装置用ロープガイド装置をクレーンで吊って、ケーシングの上端に取り付け及び上端から取り外しを行っている。
【００１０】
しかも、ケーシングの上端に取り付けた偏心用砕岩装置用ロープガイド装置に偏心用砕岩装置を吊り下げるロープを取り付けてから、偏心用砕岩装置の落下による砕岩時間は５分程である。
５分後には偏心用砕岩装置用ロープガイド装置から偏心用砕岩装置を吊り下げるロープを取り外して、偏心用砕岩装置をケーシングから抜き出し、これに代わってハンマーグラブをケーシング内に入れて、偏心用砕岩装置で砕いた岩石をハンマーグラブで掴んでケーシングの外に排出している。
そして、この排出作業が終わるとハンマーグラブをケーシングから抜き出して、再び偏心用砕岩装置をケーシング内に入れ、偏心用砕岩装置を吊り下げるロープをケーシングの上端の偏心用砕岩装置用ロープガイド装置に取り付けている。
このとき、偏心用砕岩装置やハンマーグラブをケーシングの内部に入れたり、そこから抜き出したりする際に、ケーシングの上端に取り付けている偏心用砕岩装置用ロープガイド装置が邪魔にならないように、ケーシングの内部に突出しているロープガイド装置の基板の前部側の部分はその都度、水平状態から直角な上向き状態に折り曲げられる。ロープガイド装置の使用時には、基板の前部側の部分はその反対に直角な上向き状態から水平状態にその都度戻される。
【００１１】
ところで、１回当たりの偏心用砕岩装置の落下による砕岩時間は５分程度、またハンマーグラブによる砕岩された岩石の排出時間も５分程度であり、これが何十回となく繰り返される。
その一方で、偏心用砕岩装置を吊り下げるロープは、偏心用砕岩装置用ロープガイド装置への取り付け及びそこからの取り外しに１０分程度かかる。
つまり、偏心用砕岩装置による砕岩時間５分程度に対して、その前後に、偏心用砕岩装置を吊り下げるロープのロープガイド装置への取り付け及び取り外しに１０分程度もかかり、本来の砕岩時間の倍以上もかかるという不都合があり、作業時間の大幅な短縮が期待できなかった。
【００１２】
この発明は、上記のような課題に鑑み、その課題を解決すべく創案されたものであって、その目的とするところは、従来のロープガイド装置に比べて、偏心用砕岩装置を吊り下げるロープのロープガイド装置への取り付け及び取り外しが簡単でしかも非常に短時間ですみ、硬質地盤掘削の作業時間を大幅に短縮することができ、併せて、偏心用砕岩装置の落下による砕岩時に偏心部材に地下水などによる浮力が作用することがなく、その打撃力が弱められることのない硬質地盤掘削工法及び硬質地盤掘削工法の偏心用砕岩装置用ロープガイド装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
以上の課題を達成するために、請求項１の発明は、偏心部材が一側に取り付けられた偏心用砕岩装置をクレーンを通じて吊り上げ落下させるワイヤーロープの一側面を押圧して該ワイヤーロープに吊持される上記偏心用砕岩装置をケーシング内部の中心から偏心状態でケーシング内周側に沿って回転させるガイド部材を、回転するケーシングの上端側の該ケーシングの直径方向に取り付け、ケーシングの内部の硬質地盤を、ケーシングと一体となって回転する上記ガイド部材によりガイドされてケーシング内周側の硬質地盤上方を均等に回転する上記偏心用砕岩装置の落下によってケーシングの内部の硬質地盤をハンマーグラブで掴める大きさに砕く手段よりなるものである。
【００１４】
また、請求項２の発明は、水が上下方向に貫通して通過する構造からなる偏心部材が一側に取り付けられた偏心用砕岩装置をクレーンを通じて吊り上げ落下させるワイヤーロープの一側面を押圧して該ワイヤーロープに吊持される上記偏心用砕岩装置をケーシング内部の中心から偏心状態でケーシング内周側に沿って回転させるガイド部材を、回転するケーシングの上端側の該ケーシングの直径方向に取り付け、ケーシングの内部の硬質地盤を、ケーシングと一体となって回転する上記ガイド部材によりガイドされてケーシング内周側の硬質地盤上方を均等に回転する上記偏心用砕岩装置の落下によってケーシングの内部の硬質地盤をハンマーグラブで掴める大きさに砕くと共に、ケーシングの内部の硬質地盤上の地下水中に上記偏心部材が一側に取り付けられた上記偏心用砕岩装置の落下時に、地下水が上方に貫通通過してその偏心部材に地下水からの浮力が作用するのを回避して落下打撃力が低下するのを防ぐ手段よりなるものである。
【００１５】
また、請求項３の発明は、偏心部材が一側に取り付けられた偏心用砕岩装置をクレーンを通じて吊り上げ落下させるワイヤーロープの一側面を押圧して該ワイヤーロープに吊持される上記偏心用砕岩装置をケーシング内部の中心から偏心状態でケーシング内周側に沿って回転させるガイド部材を、回転するケーシングの上端側の該ケーシングの直径方向に取り付け、ケーシングの内部の硬質地盤に形成されたひび割れ誘起用の穴の周囲に残ったリング状の硬質地盤を、ケーシングと一体となって回転する上記ガイド部材によりガイドされてリング状の硬質地盤上方を均等に回転する上記偏心用砕岩装置の落下によってケーシングの内部の硬質地盤をハンマーグラブで掴める大きさに砕く手段よりなるものである。
【００１６】
また、請求項４の発明は、水が上下方向に貫通して通過する構造からなる偏心部材が一側に取り付けられた偏心用砕岩装置をクレーンを通じて吊り上げ落下させるワイヤーロープの一側面を押圧して該ワイヤーロープに吊持される上記偏心用砕岩装置をケーシング内部の中心から偏心状態でケーシング内周側に沿って回転させるガイド部材を、回転するケーシングの上端側の該ケーシングの直径方向に取り付け、ケーシングの内部の硬質地盤に形成されたひび割れ誘起用の穴の周囲に残ったリング状の硬質地盤を、ケーシングと一体となって回転する上記ガイド部材によりガイドされてリング状の硬質地盤上方を均等に回転する上記偏心用砕岩装置の落下によってケーシングの内部の硬質地盤をハンマーグラブで掴める大きさに砕くと共に、ケーシングの内部の硬質地盤上の地下水中に上記偏心部材が一側に取り付けられた上記偏心用砕岩装置の落下時に、地下水が上方に貫通通過してその偏心部材に地下水からの浮力が作用するのを回避して落下打撃力が低下するのを防ぐ手段よりなるものである。
【００１７】
また、請求項５の発明は、回転するケーシングにより岩盤又は転石などからなる硬質地盤を掘り下げると共にこれと並行して、回転するケーシングの内部にダウンザホールハンマー装置が上下方向移動自在に且つ回転が相対的に拘束された状態で設置され、ケーシングと一体となってケーシングの回転中心を回転する上記ダウンザホールハンマー装置によってケーシングの内部の硬質地盤に偏心用砕岩装置の落下によるひび割れ誘起用の穴をあけ、偏心部材が一側に取り付けられた上記偏心用砕岩装置をクレーンを通じて吊り上げ落下させるワイヤーロープの一側面を押圧して該ワイヤーロープに吊持される上記偏心用砕岩装置をケーシング内部の中心から偏心状態でケーシング内周側に沿って回転させるガイド部材を、回転するケーシングの上端側の該ケーシングの直径方向に取り付け、ケーシングの内部の硬質地盤に形成されたひび割れ誘起用の穴の周囲に残ったリング状の硬質地盤を、ケーシングと一体となって回転する上記ガイド部材によりガイドされてリング状の硬質地盤上方を均等に回転する上記偏心用砕岩装置の落下によってケーシングの内部の硬質地盤をハンマーグラブで掴める大きさに砕く手段よりなるものである。
【００１８】
また、請求項６の発明は、回転するケーシングにより岩盤又は転石などからなる硬質地盤を掘り下げると共にこれと並行して、回転するケーシングの内部にダウンザホールハンマー装置が上下方向移動自在に且つ回転が相対的に拘束された状態で設置され、ケーシングと一体となってケーシングの回転中心を回転する上記ダウンザホールハンマー装置によってケーシングの内部の硬質地盤に偏心用砕岩装置の落下によるひび割れ誘起用の穴をあけ、水が上下方向に貫通して通過する構造からなる偏心部材が一側に取り付けられた上記偏心用砕岩装置をクレーンを通じて吊り上げ落下させるワイヤーロープの一側面を押圧して該ワイヤーロープに吊持される上記偏心用砕岩装置をケーシング内部の中心から偏心状態でケーシング内周側に沿って回転させるガイド部材を、回転するケーシングの上端側の該ケーシングの直径方向に取り付け、ケーシングの内部の硬質地盤に形成されたひび割れ誘起用の穴の周囲に残ったリング状の硬質地盤を、ケーシングと一体となって回転する上記ガイド部材によりガイドされてリング状の硬質地盤上方を均等に回転する上記偏心用砕岩装置の落下によってケーシングの内部の硬質地盤をハンマーグラブで掴める大きさに砕くと共に、ケーシングの内部の硬質地盤上の地下水中に上記偏心部材が一側に取り付けられた上記偏心用砕岩装置の落下時に、地下水が上方に貫通通過してその偏心部材に地下水からの浮力が作用するのを回避して落下打撃力が低下するのを防ぐ手段よりなるものである。
【００１９】
また、請求項１０の発明は、硬質地盤掘削において回転するケーシングの上端側に該ケーシングの直径方向に取り付けて使用され、クレーンを通じて偏心用砕岩装置を吊り上げ落下させるワイヤーロープの一側面を押圧して該ワイヤーロープに吊持される上記偏心用砕岩装置をケーシング内部の中心から偏心状態でケーシング内周側に沿って回転させるガイド部材を設け、該ガイド部材の両端側を上記ケーシングの上端側の周縁側にその直径方向に形成された一対の孔に係止した手段よりなるものである。
【発明の効果】
【００２０】
課題を解決するための手段よりなる請求項１の発明に係る硬質地盤掘削工法によれば、回転するケーシングの上端側の内側に取り付けたロープガイド装置で偏心用砕岩装置を吊り上げて落下させるワイヤーロープをガイドすることにより、このワイヤーロープを円周回りに回転させて、落下打撃位置をケーシングの回転に連動させて移動させることで、同じ箇所或いはその周辺のみを繰り返し打撃するのを防いで硬質地盤を均等に砕いて、偏心用砕岩装置による効率の良い打撃を可能にし、作業効率を大幅に高めることができる。
特に、杭穴が５０ｍ前後もある深い場合、ケーシング内部の底の部分は簡単に見ることができず、偏心用砕岩装置による落下箇所が硬質地盤に均等に分布しているのかを容易に確認できないが、回転するケーシングと一体となってケーシングの内部をその円周回りにロープガイド装置が回ることにより、ケーシングの回転速度と偏心用砕岩装置を落下させる時間を調整することで、同じ箇所或いはその周辺のみを繰り返し打撃するのを防いで、効率の良い打撃を行うことができる。
【００２１】
また、請求項２の発明に係る硬質地盤掘削工法によれば、請求項１の効果に加えて、掘削する穴に地下水がある場合、ケーシングの内部の硬質地盤上の地下水中に偏心部材が一側に取り付けられた偏心用砕岩装置が落下時に、地下水はその偏心部材を貫通して通過するので、地下水からの浮力が偏心部材に作用するのを回避することができ、これにより、偏心用砕岩装置の落下打撃力が低下するのを防ぐことができる。
【００２２】
また、請求項３の発明に係る硬質地盤掘削工法によれば、回転するケーシングの上端側の内側に取り付けたロープガイド装置で偏心用砕岩装置を吊り上げて落下させるワイヤーロープをガイドすることにより、このワイヤーロープを円周回りに回転させて、落下打撃位置をケーシングの回転に連動させて移動させることで、同じ箇所或いはその周辺のみを繰り返し打撃するのを防いで硬質地盤を均等に砕いて、偏心用砕岩装置による効率の良い打撃を可能にし、作業効率を大幅に高めることができる。
特に、杭穴が５０ｍ前後もある深い場合、ケーシング内部の底の部分は簡単に見ることができず、偏心用砕岩装置による落下箇所が中央の穴の周囲に残ったリング状の硬質地盤に均等に分布しているのかを容易に確認できないが、回転するケーシングと一体となってケーシングの内部をその円周回りにロープガイド装置が回ることにより、ケーシングの回転速度と偏心用砕岩装置を落下させる時間を調整することで、中央の穴の周囲に残ったリング状の硬質地盤を均等に砕いて、同じ箇所或いはその周辺のみを繰り返し打撃するのを防いで、効率の良い打撃を行うことができる。
【００２３】
また、請求項４の発明に係る硬質地盤掘削工法によれば、請求項３の効果に加えて、掘削する穴に地下水がある場合、ケーシングの内部の硬質地盤上の地下水中に偏心部材が一側に取り付けられた偏心用砕岩装置が落下時に、地下水はその偏心部材を貫通して通過するので、地下水からの浮力が偏心部材に作用するのを回避することができ、これにより、偏心用砕岩装置の落下打撃力が低下するのを防ぐことができる。
【００２４】
また、請求項５の発明に係る硬質地盤掘削工法によれば、回転するケーシングの上端側の内側に取り付けたロープガイド装置で偏心用砕岩装置を吊り上げて落下させるワイヤーロープをガイドすることにより、このワイヤーロープを円周回りに回転させて、落下打撃位置をケーシングの回転に連動させて移動させることで、打撃位置が偏るのを防いで偏心用砕岩装置による効率の良い打撃を可能にし、作業効率を大幅に高めることができる。
特に、杭穴が５０ｍ前後もある深い場合、ケーシング内部の底の部分は簡単に見ることができず、偏心用砕岩装置による落下箇所が中央の穴の周囲に残ったリング状の硬質地盤に均等に分布しているのかを容易に確認できないが、回転するケーシングと一体となってケーシングの内部をその円周回りにロープガイド装置が回ることにより、ケーシングの回転速度と偏心用砕岩装置を落下させる時間を調整することで、中央の穴の周囲に残ったリング状の硬質地盤を均等に砕いて、同じ箇所或いはその周辺のみを繰り返し打撃するのを防いで、効率の良い打撃を行うことができる。
上記の効果に加えて、ケーシングによる硬質地盤の掘削作業とダウンザホールハンマー装置によるケーシング内部のひび割れ誘起用の穴の掘削作業とを同時に行うことができるので、これまで、別々に行われていた２つの工程を１つの工程に短縮できるため、工事期間を大幅に短縮化することができ、また、工期の短縮に起因してコストもその分、安価にすることができる。しかも、ダウンザホールハンマー装置はケーシングの回転中心部に係合されて保持されるために、杭孔が深くなってもダウンザホールハンマー装置の先端が少しずつ傾いて掘削ビットがケーシングの内周側面に接触して、高価な掘削ビットが傷ついて別のものと交換しなければならないという事態を招くこともない。
【００２５】
また、請求項６の発明に係る硬質地盤掘削工法によれば、請求項５の効果に加えて、掘削する穴に地下水がある場合、ケーシングの内部の硬質地盤上の地下水中に偏心部材が一側に取り付けられた偏心用砕岩装置が落下時に、地下水はその偏心部材を貫通して通過するので、地下水からの浮力が偏心部材に作用するのを回避することができ、これにより、偏心用砕岩装置の落下打撃力が低下するのを防ぐことができる。
【００２６】
また、請求項１０の発明に係る硬質地盤掘削工法の偏心用砕岩装置用ロープガイド装置によれば、回転するケーシングの上端側の内側にその直径方向に取り付けたガイド部材で偏心用砕岩装置を吊り上げて落下させるワイヤーロープの一側面を押圧することにより、このワイヤーロープを円周回りに回転させて、落下打撃位置をケーシングの回転に連動させて移動させることで、同じ箇所或いはその周辺のみを繰り返し打撃するのを防いで硬質地盤を均等に砕いて、偏心用砕岩装置による効率の良い打撃を可能にし、作業効率を大幅に高めることができる。
また、偏心用砕岩装置による落下箇所が中央の穴の周囲に残ったリング状の硬質地盤であるときには、特に、杭穴が５０ｍ前後もある深い場合、ケーシング内部の底の部分は簡単に見ることができず、偏心用砕岩装置による落下箇所が中央の穴の周囲に残ったリング状の硬質地盤に均等に分布しているのかを容易に確認できないが、回転するケーシングと一体となってケーシングの内部をその円周回りにガイド部材が回ることにより、ケーシングの回転速度と偏心用砕岩装置を落下させる時間を調整することで、中央の穴の周囲に残ったリング状の硬質地盤を均等に砕いて、同じ箇所或いはその周辺のみを繰り返し打撃するのを防いで、効率の良い打撃を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】この発明を実施するための形態−１を示す全体施工図である。
【図２】この発明を実施するための形態−１を示す別の構造の一部切り欠き概略側面図である。
【図３】この発明を実施するための形態−１における偏心用砕岩装置の地下水中への落下による硬質地盤を砕く状況を示す側断面図である。
【図４】（Ａ）はこの発明を実施するための形態−２を示す全体施工図、（Ｂ）は同図（Ａ）のＢ−Ｂ矢視図である。
【図５】この発明を実施するための形態−２を示す別の構造の一部切り欠き概略側面図である。
【図６】（Ａ）はこの発明を実施するための形態−２を示す別の構造の上部係合部材の正面図、（Ｂ）は同図（Ａ）の平面図である。
【図７】この発明を実施するための形態−２における偏心用砕岩装置の地下水中への落下による硬質地盤を砕く状況を示す側断面図である。
【図８】この発明を実施するための形態−１，２におけるケーシング直径が１２００用に使用される偏心用砕岩装置の全体斜視図である。
【図９】この発明を実施するための形態−１，２におけるケーシング直径が１５００用に使用される偏心用砕岩装置の全体斜視図である。
【図１０】この発明を実施するための形態−１，２における直径が大きいケーシング内部でロープガイド装置によりガイドされて吊り下げられたケーシング直径が２０００用に使用される偏心用砕岩装置の全体斜視図である。
【図１１】この発明を実施するための形態−１，２におけるロープガイド装置のガイド部材をケーシング上端側に取り付け時の斜視図である。
【図１２】（Ａ）はこの発明を実施するための形態−１，２におけるロープガイド装置のガイド部材がケーシングの上端側に取り付けられた側断面図、（Ｂ）はガイド部材の側面図、（Ｃ）は係止リング片の正面図である。
【図１３】この発明を実施するための形態−１，２におけるロープガイド装置のガイド部材にガイドされてケーシングの内部を回転するワイヤーロープの移動軌跡を示す平面図である。
【図１４】この発明を実施するための形態−１，２におけるハンマーグラブによる岩石を掴み取り時の説明図である。
【図１５】従来説明図である。
【図１６】従来説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、図面に記載の発明を実施するための形態に基づいて、この発明をより具体的に説明する。
〔実施の形態−１〕
図１〜図３及び図８〜図１４に図示する実施の形態−１は、ひび割れ誘起用の穴が形成されてなくても偏心用砕岩装置６の落下のみによって、ケーシング１の内部の硬質地盤ａをハンマーグラブ５で掴める大きさに砕く硬質地盤掘削工法である。この実施の形態−１における硬質地盤掘削工法においては、後に述べる実施の形態−２の硬質地盤掘削工法において使用されるダウンザホールハンマー装置２、及びケーシング１とダウンザホールハンマー装置２とを係合する上部係合部材７は用いられない。
【００２９】
この実施の形態−１における硬質地盤掘削工法では、ケーシング１、チュービング装置３、クレーン４、ハンマーグラブ５、偏心用砕岩装置６などの機器が使用される。また偏心用砕岩装置６のワイヤーロープ６ａをガイドするロープガイド装置８が使用される。
【００３０】
ケーシング１は上下両端が開口され内部が空洞の円筒形の形状を有し、下端には掘削刃１ａが設けられている。使用されるケーシング１の外径は例えば１ｍ前後である。一つのケーシング１の長さは数メートルである。ケーシング１の下端の掘削刃１ａは、掘られる杭穴ｃの外径と同じ外径のもので、ケーシング１は掘られる杭穴ｃの外径より２ｃｍ小さくなっていて、ケーシング１が下向きに掘り進む際に掘削抵抗にならないようになっている。ケーシング１は下端の掘削刃１ａの回転により、地盤を円周状に下向きに掘削しながら掘り進む。
【００３１】
ケーシング１はチュービング装置３によって下向きに回転させられる。下向きに掘り進むケーシング１は、杭穴ｃが深くなるにつれて、その都度、継ぎ足される。杭穴ｃを掘った後、鉄筋やコンクリートが流し込まれるまでの間、ケーシング１は杭穴ｃの崩壊を防ぐ。ケーシング１はコンクリートを流し込みながら引き上げられる。
【００３２】
チュービング装置３は、ケーシング１の外周側面を回転駆動させるものである。チュービング装置３は、杭穴掘削地点に設置され、動いたりしないように、アンカー３ａなどによってしっかりと地盤に固定される。チュービング装置３の中央にはケーシング１の外周側面を回転駆動させる駆動孔３ｂが設けられている。チュービング装置３に回転駆動されて、ケーシング１は下向きに掘削しながら掘り進むことができる。
【００３３】
ハンマーグラブ５はクレーン４で吊られ、ケーシング１の内部に挿入され、ケーシング１内の掘削された土砂、同グラブ５で砕かれた硬質地盤ａや偏心用砕岩装置６で砕かれた硬質地盤ａの岩石を掴んで、ケーシング１の上方に引き上げられ、ケーシング１の上方から外部に排出する。
【００３４】
偏心用砕岩装置６は、硬質地盤ａを砕くために使用される。偏心用砕岩装置６は、偏心用砕岩装置６のワイヤーロープ６ａがクレーン４でケーシング１の内部で中心から外れた偏心した状態で吊られてケーシング１の内部に入れられ、ケーシング１の内部の硬質地盤ａの表面に何度も自然落下させられて、硬質地盤ａの表面を砕くものである。
【００３５】
偏心用砕岩装置６は、例えば円筒形状をした本体を有し、その上面は平坦面に形成され、その下端側には硬質地盤ａの表面を直接に打撃して砕く打撃部が設けられている。打撃部は下向きに凸状に形成されている。打撃部は円筒形状をした本体中心より偏心部材６１，６２が設けられた側の反対側にずれた偏心した位置に形成されている。ケーシング１の内周側の硬質地盤ａの表面を打撃し易いようにである。この偏心用砕岩装置６には偏心用の砕岩棒なども含まれる。
【００３６】
ケーシング１の内部でその中心から常に外れて偏心した状態で自然落下するように、偏心用砕岩装置６にはその一側に上下に間をあけて偏心部材６１，６２が取り付けられている。偏心部材６１，６２は、ケーシング１の内部でその中心位置を挟んで偏心用砕岩装置６の反対側にくるように取り付けられている。また、偏心部材６１，６２は、自然落下させた際に、穴内に溜まっている地下水等によって浮力が発生しないように、水が上下方向に貫通して通過する構造になっている。
【００３７】
上下の偏心部材６１，６２によって、偏心用砕岩装置６は確実にケーシング１の内部で中心位置から外れ、ケーシング１の内周縁側の硬質地盤ａの上に位置し、その位置で真下方向に落下するようになっている。つまり上下の偏心部材６１，６２はケーシング１内で自然落下する偏心用砕岩装置６の偏心状態を維持する機能を果たす。
【００３８】
このうち、上側の偏心部材６１は、平面からみて、例えば扇形を有していて、扇形の周縁側を形成する外周縁板６１ａは円弧形の形状を有している。平面からみて円弧形の外周縁板６１ａの円弧部分の曲率半径はケーシング１の内周面の曲率半径より僅かに小さく、偏心用砕岩装置６の落下時に円弧形の外周縁板６１ａがケーシング１の内周面に接触しない構造になっている。
【００３９】
偏心部材６１の外周縁板６１ａは、その上端側が内側に向かって斜め上向きに傾斜する傾斜上辺６１ｂに形成されている。傾斜上辺６１ｂは、偏心部材６１を地下水中に落下させたり、地下水中に没している偏心部材６１を引き上げる際に、岩石や地下水の圧力によって外周縁板６１ａの上端辺が破損や変形するのを防ぐためである。
【００４０】
外周縁板６１ａは、偏心部材６１の扇形の中心側が偏心用砕岩装置６の円筒形状の側周面の半円周程度に、複数の縦型連結板６１ｃによって連結されている。複数の各縦型連結板６１ｃは、左右幅方向に十分な隙間を空けてそれぞれ取り付けられている。各縦型連結板６１ｃはその板厚の向きが上下方向になるように取り付けられている。
【００４１】
複数の各縦型連結板６１ｃは、平面からみて、その板厚方向が放射状に取り付けられている。板厚方向が放射状に取り付けられた各縦型連結板６１ｃ同士の間の十分な隙間は、偏心用砕岩装置６が地下水中に落下した際に、その隙間を通じて地下水が抜け出て、偏心部材６１に浮力が発生しない構造になっている。
【００４２】
複数の各縦型連結板６１ｃは、その一端が円弧状の外周縁板６１ａの内周側面に所定の間隔をあけてそれぞれ溶接などにより連結されている。又各縦型連結板６１ｃの他端は、偏心用砕岩装置６の円筒形状の側周面に、その半円周程度に取り付けられた内周連結板６１ｄにそれぞれ溶接などにより連結されている。内周連結板６１ｄは偏心用砕岩装置６の円筒形状の側周面にボルトなどにより取り外し自在に取り付けられている。
【００４３】
また、下側の偏心部材６２は、上側の偏心部材６１と同様に、平面からみて、全く同一の形状を有していて、例えば扇形を有していて、扇形の周縁側を形成する外周縁板６２ａは上側の偏心部材６１の外周縁板６１ａと全く同一の円弧形の形状を有している。平面からみて円弧形の外周縁板６２ａの円弧部分の曲率半径は、偏心部材６１の外周縁板６１ａと全く同一でケーシング１の内周面の曲率半径より僅かに小さく、偏心用砕岩装置６の落下時に円弧形の外周縁板６２ａがケーシング１の内周面に接触しない構造になっている。
【００４４】
偏心部材６２の外周縁板６２ａは、その下端側が内側に向かって斜め下向きに傾斜する傾斜下辺６２ｂに形成されている。傾斜下辺６２ｂは、偏心部材６２を地下水中に落下させたり、地下水中に没している偏心部材６２を引き上げる際に、岩石や地下水の圧力によって外周縁板６２ａの下端辺が破損や変形するのを防ぐためである。
【００４５】
外周縁板６２ａは、外周縁板６１ａと全く同じように下側の偏心部材６２の扇形の中心側が偏心用砕岩装置６の円筒形状の側周面の半円周程度に、複数の縦型連結板６２ｃによって連結されている。複数の各縦型連結板６２ｃは、左右幅方向に十分な隙間を空けてそれぞれ取り付けられている。各縦型連結板６２ｃはその板厚の向きが上下方向になるように取り付けられている。各縦型連結板６２ｃはその上側の各縦型連結板６１ｃと上下で全く同じ位置、つまり、各縦型連結板６２ｃの真上位置に各縦型連結板６１ｃがくるように取り付けられている。
【００４６】
複数の各縦型連結板６２ｃは、上側の各縦型連結板６１ｃと全く同じように、平面からみて、その板厚方向が放射状に取り付けられている。板厚方向が放射状に取り付けられた各縦型連結板６２ｃ同士の間の十分な隙間は、偏心用砕岩装置６が地下水中に落下した際に、その隙間を通じて地下水が抜け出て、偏心部材６２に浮力が発生しない構造になっている。
【００４７】
複数の各縦型連結板６２ｃは、上側の各縦型連結板６１ｃと全く同じように、その一端が円弧状の外周縁板６２ａの内周側面に所定の間隔をあけてそれぞれ溶接などにより連結されている。又各縦型連結板６２ｃの他端は、偏心用砕岩装置６の円筒形状の側周面に、その半円周程度に取り付けられた内周連結板６２ｄにそれぞれ溶接などにより連結されている。内周連結板６２ｄは偏心用砕岩装置６の円筒形状の側周面にボルトなどにより取り外し自在に取り付けられている。
【００４８】
ロープガイド装置８は、ケーシング１の上端側の内側の直径方向に一時的に保持されるガイド部材８１から構成されている。ロープガイド装置８は、クレーン４を通じて偏心用砕岩装置６を吊り上げ及び落下させるワイヤーロープ６ａを、平面内の偏心方向にガイドするものである。
【００４９】
ロープガイド装置８のガイド部材８１は、ケーシング１の内側の直径方向に保持されて、回転するケーシング１と一体となって、ケーシング１の中心周りに回転する。つまり、ガイド部材８１はその部材中央を中心にして回転する。
【００５０】
ロープガイド装置８のガイド部材８１は、回転するケーシング１と一体となって回転しながらワイヤーロープ６ａを通じて偏心用砕岩装置６をケーシング１の内側の円周方向にガイドする。このガイド部材８１は、ケーシング１の上端側の内側の直径方向に簡単にしかも非常に短時間で取り付け及び取り外しができ、作業時間の大幅な短縮に寄与するものである。
【００５１】
ケーシング１と一体となって回転するロープガイド装置８のガイド部材８１は、その下端側が偏心用砕岩装置６を吊持しその上端側がクレーン４に吊られたワイヤーロープ６ａの一側面の一部を横方向つまり平面方向に押圧する。押圧されたワイヤーロープ６ａはガイド部材８１と一緒になって、平面からみて、円運動の軌跡を描きながらケーシング１の中心周りを回る。
【００５２】
これにより、ワイヤーロープ６ａの下端側に吊持されている偏心用砕岩装置６は、ケーシング１の内側で偏心した状態で中心周りを回転する。つまり、偏心用砕岩装置６は、ケーシング１の内側の周縁側の硬質地盤ａの上方を回転する。このようにして、偏心用砕岩装置６はガイド部材８１によりガイドされることになる。
【００５３】
そして、ケーシング１の内部の硬質地盤ａの上方を均等に回転する偏心用砕岩装置６の落下を何度も繰り返し、偏心用砕岩装置６による打撃によりケーシング１内部の硬質地盤ａは砕かれる。このようにして、ケーシング１の内部の硬質地盤ａをハンマーグラブ５で掴める大きさに砕くことを可能にしている。
【００５４】
ケーシング１の上端側の内側の直径方向に一時的に保持されるガイド部材８１は、例えば細長い円筒形の棒状のものからなっている。ところで、ケーシング１の上端側の周縁には、その円周方向に等間隔で４個の吊り上げ用の孔１１が形成されている。つまり、ケーシング１の上端側の周縁にはその直径方向に一対の孔１１が形成されている。ガイド部材８１の両端側はこの直径方向に形成された一対の孔１１に挿入されて係止され、一時的に保持されるようになっている。
【００５５】
ガイド部材８１は、その一端側がケーシング１の上端側の周縁に形成された一つの孔１１の外側からその孔１１内を挿通したあと、さらに直径方向となる向かい側まで延設されて、その孔１１に挿入して取り付けられる。つまり、ガイド部材８１は、その一端側が向かい側の孔１１に挿入して係止されて保持され、他端側が手前側の孔１１に挿通して係止された状態で保持されて、ケーシング１の内側の上端側の直径方向にその両端側が一時的に係止されて保持される構造になっている。
【００５６】
ケーシング１の上端側の周縁に形成された吊り上げ用の孔１１は一般に円形孔であるため、これらに挿入されるガイド部材８１は例えば断面円形の形状に形成されている。しかも、この孔１１にスムーズに挿入及び抜き出しが容易にできるように、孔１１の内径よりもその外径は僅かに小さくなっている。
【００５７】
このガイド部材８１は、その両端側がケーシング１の直径方向で向かい合う一対の吊り上げ用の孔１１に挿通して保持された状態でケーシング１の回転と一体となって回転し、偏心用砕岩装置６をその下端側に吊持したワイヤーロープ６ａの一側面を水平な横向きに押圧して、ワイヤーロープ６ａを通じて偏心用砕岩装置６を水平周りに回転させる。
【００５８】
ワイヤーロープ６ａはその下端に重たい偏心用砕岩装置６を吊持しているため、上下に垂下するワイヤーロープ６ａ自体は一般に硬くなっている。この硬く張設されたワイヤーロープ６ａの一側面を押圧して移動させるために、ガイド部材８１は或る程度の硬さを有する棒状の部材、例えば硬めのプラスチック製、金属製の部材が使用されている。つまり硬く張設されたワイヤーロープ６ａの一側面を押圧しても、簡単に曲がったり、変形したりしない程度の硬さを有する部材が使用されている。
【００５９】
その両端側がケーシング１の直径方向で向かい合う一対の吊り上げ用の孔１１に挿通して保持されるガイド部材８１は、偏心用砕岩装置６を吊持するワイヤーロープ６ａの一側面を押圧して回転させている間、一対の孔１１の何れからか簡単に外れないように、孔１１からケーシング１の外側に突出した一端側には円環状の係止リング片８２がその外側から嵌められて取り付けられている。
【００６０】
係止リング片８２は正面からみて円形の外形状をしており、その中央には円形の貫通孔が形成されている。係止リング片８２はその外周縁側の直径がケーシング１に形成された吊り上げ用の孔１１の内径よりも大きく、孔１１を通り抜けてケーシング１の外側から内側にすり抜けることはない。この係止リング片８２は、係止リング片８２の外側面と次に述べる止め具８１ｂとにより挟まれて、ガイド部材８１の一端側を保持して、ガイド部材８１の一端側が孔１１から抜けて外れるのを防ぐ。
【００６１】
取り付けられた係止リング片８２がガイド部材８１の一端から抜けて外れないように、ガイド部材８１の一端側の係止リング片８２を嵌めた部分より更に外側の一端寄りには、例えばピン止め用の止め具孔８１ａがガイド部材８１の横断面の直径方向に貫通して形成されている。この止め具孔８１ａには、例えばピンなどの止め具８１ｂが挿通して止められている。止め具８１ｂにより、係止リング片８２がガイド部材８１の一端から抜け出るのが防がれている。
【００６２】
また、ガイド部材８１の他端側には、鍔状の係止片８３が取り付けられている。係止片８３はガイド部材８１の他端側が孔１１からケーシング１の内側に入り込んで、内側に外れるのを防ぐ。係止片８３は上記の係止リング片８２と同様に、正面からみて円形の外形状をしており、その中央には円形の挿通孔が形成されている。ガイド部材８１の他端側には係止片８３が挿通された状態で、溶接などで固定されて外れないようになっている。係止片８３はその外周縁側の直径がケーシング１に形成された吊り上げ用の孔１１の内径よりも大きく、孔１１を通り抜けてケーシング１の外側から内側にすり抜けることはない。
【００６３】
次に、上記発明を実施するための形態−１の構成に基づく硬質地盤掘削工法について以下説明する。
杭穴掘削地点に、ケーシング１を回転させながら地盤の下側に向けて移動させるチュービング装置３を設置する。設置されたチュービング装置３は動いたりしないように、アンカー３ａなどによってしっかりと地盤に固定される。
【００６４】
チュービング装置３の中央にはケーシング１を駆動させる駆動孔３ｂが設けられているので、ケーシング１をクレーン４で吊って、チュービング装置３の中央の駆動孔３ｂに上から入れる。掘削刃１ａが下端に設けられたケーシング１をチュービング装置３の駆動孔３ｂに挿通させ、ケーシング１の中間部分の外周側面をこのチュービング装置３で回転可能に保持する。
【００６５】
チュービング装置３を駆動させて、その中央の駆動孔３ｂに挿通されたケーシング１を回転させながら下向きに掘削させる。ケーシング１の下端の掘削刃１ａは、回転するケーシング１によって、地盤を円周状に下向きに掘削しながら掘り進む。
【００６６】
掘削当初の地盤表面付近は、硬質地盤ａではなく土砂などで構成されているため、ハンマーグラブ５で容易に掴むことができる。このため、ケーシング１の下端の掘削刃１ａによって下向きに円周状に掘り進められたその内部の土砂は、クレーン４で吊られるハンマーグラブ５をケーシング１の内部に垂下し、ハンマーグラブ５を使って掴まれて地上に排出される。
【００６７】
この作業は、ケーシング１による所定の深さ下向きに円周状に掘り進む作業と、所定深さ掘削すると掘削作業を中断し、ケーシング１によって円周状に掘削された内部の土砂をクレーン４で吊られたハンマーグラブ５を使って地上に排出する作業とが交互に繰り返し行われながら、掘削作業が進められる。下向きに掘り進むケーシング１は、深くなるにつれて、その都度、上方から継ぎ足される。継ぎ足されたケーシング１は下向きに延びることになる。
【００６８】
下向きに掘り進むうちに岩盤又は転石などからなる硬質地盤ａにぶち当たると、ケーシング１の下端の掘削刃１ａは硬質地盤ａを円周状に切ることはできるが、円周状に切られたその内部の硬質地盤ａをハンマーグラブ５で掴み取ることができない。ハンマーグラブ５で掴み取れるように、円周状に切られたその内部の硬質地盤ａを砕くことが求められる。
【００６９】
ケーシング１内の硬質地盤ａを砕く作業は、偏心用砕岩装置６を何度も繰り返し自然落下させることにより行われる。
【００７０】
ロープガイド装置８のケーシング１への取り付けは、ケーシング１の上端側の周縁にその直径方向に形成されているケーシング１の吊り上げ用の一対の孔１１を利用する。ロープガイド装置８のガイド部材８１の一端側の手前側の孔１１に挿入し、孔１１を挿通した一端側を直径方向に位置する向かい側の他方の孔１１に向けて押し込んで移動させる。移動させたガイド部材８１の一端を他方の孔１１に挿入して、ケーシング１の外側に抜き出す。
【００７１】
ガイド部材８１の一端側が他方の孔１１からケーシング１の外側に適度の長さ抜き出た頃に、ガイド部材８１の他端側に取り付けられた係止片８３がケーシング１の手前側の孔１１の外側の周縁側に当たり、それ以上ガイド部材８１を押し込むことはできない。続いて、ケーシング１の外側に抜き出たガイド部材８１の一端側に係止リング片８２をその一端から嵌め込む。
【００７２】
最後に止め具８１ｂをケーシング１の外側に抜き出たガイド部材８１の一端側に形成された止め具孔８１ａに差し込む。これにより、係止リング片８２はケーシング１の外側周縁と止め具８１ｂに挟まれて、ガイド部材８１の一端側から抜けて外れることはない。このような簡単な作業で、ガイド部材８１を取り付けることができる。この取り付け作業に掛かる時間は１分程度で、従来のロープガイド装置の１０分前後に比べて、大幅に作業時間を短縮でき、しかも、その部品及び重さも大幅に簡略化できる。
【００７３】
これにより、ロープガイド装置８のガイド部材８１は、ケーシング１の上端側の周縁にその直径方向に形成されているケーシング１の吊り上げ用の一対の孔１１の間で、その両端側が係止されて保持される。ケーシング１の上端側の周縁にその直径方向に保持されたガイド部材８１は、ゆっくり回転するケーシング１と一体となって回転する。
【００７４】
ケーシング１と一体となって回転するロープガイド装置８のガイド部材８１は、その下端側が偏心用砕岩装置６を吊持しその上端側がクレーン４に吊られたワイヤーロープ６ａの一側面の一部を横方向つまり平面方向に押圧する。押圧されたワイヤーロープ６ａはガイド部材８１と一緒になって、平面からみて、円運動の軌跡を描きながらケーシング１の中心周りを回る。
【００７５】
これにより、ワイヤーロープ６ａの下端側に吊持されている偏心用砕岩装置６は、ケーシング１の内側で偏心した状態で中心周りを回転する。つまり、偏心用砕岩装置６は、ケーシング１の内側の周縁側の硬質地盤ａの上方を回転する。このようにして、偏心用砕岩装置６はロープガイド装置８のガイド部材８１によりガイドされることになる。
【００７６】
同様に下端に偏心用砕岩装置６を吊持するワイヤーロープ６ａは、ケーシング１と一体となって回転するロープガイド装置８のガイド部材８１によりガイドされることになり、ケーシング１の内側を円周方向に１分間に１〜２回転のゆっくりした速さで、硬質地盤ａの上方を回転する。
【００７７】
このような状態でクレーン４によりワイヤーロープ６ａを通じて偏心用砕岩装置６を所定の高さ引き上げ、それからケーシング１の内部の硬質地盤ａの表面に向けて自然落下させる。落下させた後はワイヤーロープ６ａを引き上げて偏心用砕岩装置６を一定の高さまで引き上げて再び硬質地盤ａの表面に向けて自然落下させる。
【００７８】
このとき、ケーシング１の回転速度などから、同一箇所或いはその周辺にのみ偏心用砕岩装置６が落下しないように落下させる時間を調整し、ケーシング１の内部の硬質地盤ａに均等に自然落下させる。この作業を何度も繰り返して、ケーシング１の内部の硬質地盤ａを砕く。
【００７９】
ところで、偏心用砕岩装置６で硬質地盤ａが砕かれてハンマーグラブ５で掴み取れる大きさの岩石になると、偏心用砕岩装置６をケーシング１内から引き抜いて、代わりにクレーン４で吊られるハンマーグラブ５をケーシング１の内部に入れて、ハンマーグラブ５で砕かれた岩石を地上に排出する。このため、ケーシング１の内側の上端側の直径方向に保持されたガイド部材８１は、偏心用砕岩装置６及びハンマーグラブ５の出し入れ作業の邪魔になるので、その都度、外される。
【００８０】
ガイド部材８１の取り外しは、止め具孔８１ａに挿入されて止められている止め具８１ｂを止め具孔８１ａから抜き取り、ガイド部材８１の他端側を手前側に引き抜く。ガイド部材８１は他端側に向けて全体的に移動する。移動するガイド部材８１の一端側は、ケーシング１の外側の係止リング片８２から抜き取られ、続いてケーシング１の一方の孔１１から抜き取られる。一方の孔１１から抜き取られたガイド部材８１の一端側は、ケーシング１の内側を向かい側の孔１１に向かって移動し、向かい側の孔１１から抜き取られることで、ガイド部材８１は簡単に取り外される。
【００８１】
ケーシング１による所定の深さ下向きに掘り進む作業、及びそれに続く偏心用砕岩装置６を使っての硬質地盤ａを砕く作業と、ケーシング１内部の偏心用砕岩装置６によって砕かれた岩石をクレーン４で吊られたハンマーグラブ５を使って地上に排出する作業とが交互に繰り返し行われながら、掘削作業が進められる。
【００８２】
下向きに掘り進むケーシング１は、深くなるにつれて、その都度、上方から継ぎ足される。継ぎ足されたケーシング１は下向きに延びることになる。以上の作業を繰り返しながら、岩盤又は転石などからなる硬質地盤ａに深い杭穴ｃ、深い場合には５０ｍにも達する杭穴ｃを掘削することになる。
【００８３】
ところで、上記の掘削作業において、掘削するケーシング１の内部の硬質地盤ａ上に地下水がある場合には、偏心用砕岩装置６の偏心部材には水が上下方向に貫通して通過する構造からなる偏心部材６１，６２が使用される。なお、掘削するケーシング１の内部の硬質地盤ａ上に地下水がないときには、偏心用砕岩装置６の偏心部材には内部が密閉された構造のものが使用されることがある。
【００８４】
掘削するケーシング１の内部の硬質地盤ａ上に地下水がある場合、偏心用砕岩装置６を自然落下させると、偏心用砕岩装置６が地下水中に落下した際に、地下水は下側の偏心部材６２の外周縁板６２ａ、縦型連結板６２ｃ及び内周連結板６２ｄとの間に形成された隙間、並びにその上側の偏心部材６１の外周縁板６１ａ、縦型連結板６１ｃ及び内周連結板６１ｄとの間に形成された隙間を通じて地下水が上方に抜け出て、偏心部材６１，６２に浮力が発生しない。
【００８５】
このように、偏心用砕岩装置６が地下水中に落下した際に、地下水が偏心部材６１，６２に形成された隙間を貫通通過して上方に抜けて、その偏心部材６１，６２に地下水からの浮力が作用するのを回避できるので、地下水があっても偏心用砕岩装置６の落下打撃力が浮力によって低下するのを防ぐことが可能となる。
【００８６】
所定の深さの杭穴ｃがあけられると、杭穴ｃの内周側面はケーシング１の外周側面によって保持されてその崩壊が防がれる。それからケーシング１の内部に杭を補強する鉄筋が挿入され、コンクリートが流し込まれる。そして、コンクリートを流し込みながら、杭穴ｃの内周側面が崩壊しないように注意しながらケーシング１をチュービング装置３で引き上げる。このようにして、杭穴ｃに鉄筋及びコンクリートが打設されて、支持杭や基礎杭が構築される。
【００８７】
〔実施の形態−２〕
図４〜図１４に図示する実施の形態−２は、硬質地盤ａが偏心用砕岩装置６の落下のみでは砕かれず、ケーシング１の内部の底部の硬質地盤ａにダウンザホールハンマー装置２を使ってひび割れ誘起用の穴ｂを形成し、これを利用して落下する偏心用砕岩装置６で、ケーシング１の内部の硬質地盤ａをハンマーグラブ５で掴める大きさに砕く硬質地盤掘削工法である。
【００８８】
この実施の形態−２における硬質地盤掘削工法においては、例えば、ケーシング１の回転中心にダウンザホールハンマー装置２が挿通され、回転するケーシング１の内部に上下方向移動自在に且つ回転が相対的に拘束された状態でダウンザホールハンマー装置２は設置され、ケーシング１と一体となってケーシング１の回転中心を回転しながら、ケーシング１の回転中心部の硬質地盤ａにダウンザホールハンマー装置２はひび割れ誘起用の穴ｂをあけ、ケーシング１は穴ｂの周囲に円周状に硬質地盤ａを切り欠いて、それぞれ硬質地盤ａを掘削して杭穴ｃを構築する。
【００８９】
この実施の形態−２の硬質地盤掘削工法では、ケーシング１、ダウンザホールハンマー装置２、チュービング装置３、クレーン４、ハンマーグラブ５、偏心用砕岩装置６などの機器が使用される。また、このケーシング１とダウンザホールハンマー装置２とを係合する上部係合部材７がケーシング１の上部に取り付けられる。さらに、偏心用砕岩装置６のワイヤーロープ６ａをガイドするロープガイド装置８が使用される。
【００９０】
ケーシング１は上下両端が開口され内部が空洞の円筒形の形状を有し、下端には掘削刃１ａが設けられている。使用されるケーシング１の外径は例えば１ｍ前後である。一つのケーシング１の長さは数メートルである。ケーシング１の下端の掘削刃１ａは、掘られる杭穴ｃの外径と同じ外径のもので、ケーシング１は掘られる杭穴ｃの外径より２ｃｍ小さくなっていて、ケーシング１が下向きに掘り進む際に掘削抵抗にならないようになっている。ケーシング１は下端の掘削刃１ａの回転により、地盤を円周状に下向きに掘削しながら掘り進む。
【００９１】
ケーシング１はチュービング装置３によって下向きに回転させられる。下向きに掘り進むケーシング１は、杭穴ｃが深くなるにつれて、その都度、継ぎ足される。杭穴ｃを掘った後、鉄筋やコンクリートが流し込まれるまでの間、ケーシング１は杭穴ｃの崩壊を防ぐ。ケーシング１はコンクリートを流し込みながら引き上げられる。
【００９２】
ひび割れ誘起用の穴ｂが形成される場合に使用されるダウンザホールハンマー装置２は、ケーシング１の内部の中心部の硬質地盤ａに、ひび割れ誘起用の穴ｂを掘削する。ダウンザホールハンマー装置２の下端となる先端には、例えば外径が６０ｃｍ前後の掘削ビット２ａが取り付けられている。この掘削ビット２ａが例えば１分間に１５００回も上下振動して硬質地盤ａを激しく打撃することによって、硬質地盤ａにひび割れ誘起用の穴ｂをあけて下向きに掘削しながら掘り進む。掘削ビット２ａは高圧エアーで上下に振動する。
【００９３】
ダウンザホールハンマー装置２は先端を除く部分は、中空の円筒形のロッド２ｂからなっている。一つのロッド２ｂの長さは数メートルである。ロッド２ｂの外径は掘削ビット２ａの外径よりも少し径が小さくなっていて、ダウンザホールハンマー装置２が下向きに掘り進む際に、ロッド２ｂの外周側面が穴ｂの内周側面に接触しないに構造になっていて、掘削抵抗にならないようになっている。下向きに掘り進むダウンザホールハンマー装置２は、穴ｂが深くなるにつれて、その都度、ロッド２ｂが継ぎ足される。
【００９４】
ロッド２ｂの外周側面にはその長さ方向に突起２ｃが形成されている。突起２ｃは９０度の等間隔で、或いは１８０度の等間隔でその円周方向に形成されている。突起２ｃはダウンザホールハンマー装置２が上下に振動する際にガイドとして機能する。この突起２ｃは上部係合部材７に形成された係合孔７ａの凹部７ｂと凹凸係合して、上下方向には移動自在であるが、回転方向には相対的に拘束されて、回転するケーシング１と一体となってダウンザホールハンマー装置２を回転させる機能を果たす。
【００９５】
ダウンザホールハンマー装置２の上端には吊具２ｄが取り付けられていて、この吊具２ｄにクレーン４のフック４ａが掛けられて吊られる。ロッド２ｂの内部には掘削ビット２ａを高圧エアーで振動させるためのエアーホース２ｅが配送されている。エアーホース２ｅの他端側はロッド２ｂの上端から吊具２ｄを経て機外に延びて、図示しないエアーコンプレッサーに連結される。
【００９６】
チュービング装置３は、ケーシング１の外周側面を回転駆動させるものである。チュービング装置３は、杭穴掘削地点に設置され、動いたりしないように、アンカー３ａなどによってしっかりと地盤に固定される。チュービング装置３の中央にはケーシング１の外周側面を回転駆動させる駆動孔３ｂが設けられている。チュービング装置３に回転駆動されて、ケーシング１は下向きに掘削しながら掘り進むことができる。
【００９７】
ハンマーグラブ５はクレーン４で吊られ、ケーシング１の内部に挿入され、ケーシング１内の掘削された土砂、同グラブ５で砕かれた硬質地盤ａや偏心用砕岩装置６で砕かれた硬質地盤ａの岩石を掴んで、ケーシング１の上方に引き上げられ、ケーシング１の上方から外部に排出する。
【００９８】
偏心用砕岩装置６は、ひび割れ誘起用の穴ｂの周囲に残ったリング状の硬質地盤ａを砕くために使用される。偏心用砕岩装置６は、偏心用砕岩装置６のワイヤーロープ６ａがクレーン４でケーシング１の内部で中心から外れた偏心した状態で吊られてケーシング１の内部に入れられ、ケーシング１の内部のダウンザホールハンマー装置２でひび割れ誘起用の穴ｂの周囲に残ったリング状の硬質地盤ａの表面に何度も自然落下させられて、硬質地盤ａの表面を砕くものである。
【００９９】
偏心用砕岩装置６は、例えば円筒形状をした本体を有し、その上面は平坦面に形成され、その下端側には硬質地盤ａの表面を直接に打撃して砕く打撃部が設けられている。打撃部は下向きに凸状に形成されている。打撃部は円筒形状をした本体中心より偏心部材６１，６２が設けられた側の反対側にずれた偏心した位置に形成されている。ケーシング１の内周側の近くに残ったリング状の硬質地盤ａの表面を打撃し易いようにである。この偏心用砕岩装置６には偏心用の砕岩棒なども含まれる。
【０１００】
ケーシング１の内部でその中心から常に外れて偏心した状態で自然落下するように、偏心用砕岩装置６にはその一側に上下に間をあけて偏心部材６１，６２が取り付けられている。偏心部材６１，６２は、ケーシング１の内部でその中心位置を挟んで偏心用砕岩装置６の反対側にくるように取り付けられている。また、偏心部材６１，６２は、自然落下させた際に、穴内に溜まっている地下水等によって浮力が発生しないように、水が上下方向に貫通して通過する構造になっている。
【０１０１】
上下の偏心部材６１，６２によって、偏心用砕岩装置６は確実にケーシング１の内部で中心位置から外れ、ケーシング１の内周縁側に残るリング状の硬質地盤ａの上に位置し、その位置で真下方向に落下するようになっている。つまり上下の偏心部材６１，６２はケーシング１内で自然落下する偏心用砕岩装置６の偏心状態を維持する機能を果たす。
【０１０２】
このうち、上側の偏心部材６１は、平面からみて、例えば扇形を有していて、扇形の周縁側を形成する外周縁板６１ａは円弧形の形状を有している。平面からみて円弧形の外周縁板６１ａの円弧部分の曲率半径はケーシング１の内周面の曲率半径より僅かに小さく、偏心用砕岩装置６の落下時に円弧形の外周縁板６１ａがケーシング１の内周面に接触しない構造になっている。
【０１０３】
偏心部材６１の外周縁板６１ａは、その上端側が内側に向かって斜め上向きに傾斜する傾斜上辺６１ｂに形成されている。傾斜上辺６１ｂは、偏心部材６１を地下水中に落下させたり、地下水中に没している偏心部材６１を引き上げる際に、岩石や地下水の圧力によって外周縁板６１ａの上端辺が破損や変形するのを防ぐためである。
【０１０４】
外周縁板６１ａは、偏心部材６１の扇形の中心側が偏心用砕岩装置６の円筒形状の側周面の半円周程度に、複数の縦型連結板６１ｃによって連結されている。複数の各縦型連結板６１ｃは、左右幅方向に十分な隙間を空けてそれぞれ取り付けられている。各縦型連結板６１ｃはその板厚の向きが上下方向になるように取り付けられている。
【０１０５】
複数の各縦型連結板６１ｃは、平面からみて、その板厚方向が放射状に取り付けられている。板厚方向が放射状に取り付けられた各縦型連結板６１ｃ同士の間の十分な隙間は、偏心用砕岩装置６が地下水中に落下した際に、その隙間を通じて地下水が抜け出て、偏心部材６１に浮力が発生しない構造になっている。
【０１０６】
複数の各縦型連結板６１ｃは、その一端が円弧状の外周縁板６１ａの内周側面に所定の間隔をあけてそれぞれ溶接などにより連結されている。又各縦型連結板６１ｃの他端は、偏心用砕岩装置６の円筒形状の側周面に、その半円周程度に取り付けられた内周連結板６１ｄにそれぞれ溶接などにより連結されている。内周連結板６１ｄは偏心用砕岩装置６の円筒形状の側周面にボルトなどにより取り外し自在に取り付けられている。
【０１０７】
また、下側の偏心部材６２は、上側の偏心部材６１と同様に、平面からみて、全く同一の形状を有していて、例えば扇形を有していて、扇形の周縁側を形成する外周縁板６２ａは上側の偏心部材６１の外周縁板６１ａと全く同一の円弧形の形状を有している。平面からみて円弧形の外周縁板６２ａの円弧部分の曲率半径は、偏心部材６１の外周縁板６１ａと全く同一でケーシング１の内周面の曲率半径より僅かに小さく、偏心用砕岩装置６の落下時に円弧形の外周縁板６２ａがケーシング１の内周面に接触しない構造になっている。
【０１０８】
偏心部材６２の外周縁板６２ａは、その下端側が内側に向かって斜め下向きに傾斜する傾斜下辺６２ｂに形成されている。傾斜下辺６２ｂは、偏心部材６２を地下水中に落下させたり、地下水中に没している偏心部材６２を引き上げる際に、岩石や地下水の圧力によって外周縁板６２ａの下端辺が破損や変形するのを防ぐためである。
【０１０９】
外周縁板６２ａは、外周縁板６１ａと全く同じように下側の偏心部材６２の扇形の中心側が偏心用砕岩装置６の円筒形状の側周面の半円周程度に、複数の縦型連結板６２ｃによって連結されている。複数の各縦型連結板６２ｃは、左右幅方向に十分な隙間を空けてそれぞれ取り付けられている。各縦型連結板６２ｃはその板厚の向きが上下方向になるように取り付けられている。各縦型連結板６２ｃはその上側の各縦型連結板６１ｃと上下で全く同じ位置、つまり、各縦型連結板６２ｃの真上位置に各縦型連結板６１ｃがくるように取り付けられている。
【０１１０】
複数の各縦型連結板６２ｃは、上側の各縦型連結板６１ｃと全く同じように、平面からみて、その板厚方向が放射状に取り付けられている。板厚方向が放射状に取り付けられた各縦型連結板６２ｃ同士の間の十分な隙間は、偏心用砕岩装置６が地下水中に落下した際に、その隙間を通じて地下水が抜け出て、偏心部材６２に浮力が発生しない構造になっている。
【０１１１】
複数の各縦型連結板６２ｃは、上側の各縦型連結板６１ｃと全く同じように、その一端が円弧状の外周縁板６２ａの内周側面に所定の間隔をあけてそれぞれ溶接などにより連結されている。又各縦型連結板６２ｃの他端は、偏心用砕岩装置６の円筒形状の側周面に、その半円周程度に取り付けられた内周連結板６２ｄにそれぞれ溶接などにより連結されている。内周連結板６２ｄは偏心用砕岩装置６の円筒形状の側周面にボルトなどにより取り外し自在に取り付けられている。
【０１１２】
ひび割れ誘起用の穴ｂが形成される場合に使用される上部係合部材７は、ケーシング１の上部に取り付けられる。上部係合部材７は例えば図４や図５、図６に図示される種々の構造が考えられる。何れの構造でも、上部係合部材７はケーシング１の上部に固定される。上部係合部材７の中心部にはダウンザホールハンマー装置２が挿通する円形の係合孔７ａが形成されている。
【０１１３】
上部係合部材７の中心部はケーシング１の回転中心部と一致する。円形の係合孔７ａの円周縁には、９０度の等間隔で或いは１８０度の等間隔で凹部７ｂが形成されている。この凹部７ｂにはダウンザホールハンマー装置２の外周側面に形成された突起２ｃが凹凸係合する。
【０１１４】
凹部７ｂはダウンザホールハンマー装置２の外周側面に形成された突起２ｃより少し大きく、ダウンザホールハンマー装置２が上下に移動する場合にはその移動の妨げとならず、ダウンザホールハンマー装置２は上下方向に移動自在になっている。
【０１１５】
その一方で、ダウンザホールハンマー装置２の回転方向に対しては、凹部７ｂと突起２ｃとが係合して回転が相対的に拘束される。ダウンザホールハンマー装置２は自由に回転することができない。つまり、ケーシング１が回転すると、上部係合部材７の凹部７ｂとダウンザホールハンマー装置２の突起２ｃとが凹凸係合して、回転するケーシング１によってダウンザホールハンマー装置２も一体となって同一の角速度で、ケーシング１の回転中心を回転する。
【０１１６】
ロープガイド装置８は、ケーシング１の上端側の内側の直径方向に一時的に保持されるガイド部材８１から構成されている。ロープガイド装置８は、クレーン４を通じて偏心用砕岩装置６を吊り上げ及び落下させるワイヤーロープ６ａを、平面内の偏心方向にガイドするものである。
【０１１７】
ロープガイド装置８のガイド部材８１は、ケーシング１の内側の直径方向に保持されて、回転するケーシング１と一体となって、ケーシング１の中心周りに回転する。つまり、ガイド部材８１はその部材中央を中心にして回転する。
【０１１８】
ロープガイド装置８のガイド部材８１は、回転するケーシング１と一体となって回転しながらワイヤーロープ６ａを通じて偏心用砕岩装置６をケーシング１の内側の円周方向にガイドする。このガイド部材８１は、ケーシング１の上端側の内側の直径方向に簡単にしかも非常に短時間で取り付け及び取り外しができ、作業時間の大幅な短縮に寄与するものである。
【０１１９】
ケーシング１と一体となって回転するロープガイド装置８のガイド部材８１は、その下端側が偏心用砕岩装置６を吊持しその上端側がクレーン４に吊られたワイヤーロープ６ａの一側面の一部を横方向つまり平面方向に押圧する。押圧されたワイヤーロープ６ａはガイド部材８１と一緒になって、平面からみて、円運動の軌跡を描きながらケーシング１の中心周りを回る。
【０１２０】
これにより、ワイヤーロープ６ａの下端側に吊持されている偏心用砕岩装置６は、ケーシング１の内側で偏心した状態で中心周りを回転する。つまり、偏心用砕岩装置６は、ケーシング１の内側の周縁側に残ったリング状の硬質地盤ａの上方を回転する。このようにして、偏心用砕岩装置６はガイド部材８１によりガイドされることになる。
【０１２１】
そして、ケーシング１の内部の硬質地盤ａに形成されたひび割れ誘起用の穴ｂの周囲に残ったリング状の硬質地盤ａの上方を均等に回転する偏心用砕岩装置６の落下を何度も繰り返し、偏心用砕岩装置６による打撃によりケーシング１内部のリング状の硬質地盤ａは砕かれる。このようにして、ケーシング１の内部の硬質地盤ａをハンマーグラブ５で掴める大きさに砕くことを可能にしている。
【０１２２】
ケーシング１の上端側の内側の直径方向に一時的に保持されるガイド部材８１は、例えば細長い円筒形の棒状のものからなっている。ところで、ケーシング１の上端側の周縁には、その円周方向に等間隔で４個の吊り上げ用の孔１１が形成されている。つまり、ケーシング１の上端側の周縁にはその直径方向に一対の孔１１が形成されている。ガイド部材８１の両端側はこの直径方向に形成された一対の孔１１に挿入されて係止され、一時的に保持されるようになっている。
【０１２３】
ガイド部材８１は、その一端側がケーシング１の上端側の周縁に形成された一つの孔１１の外側からその孔１１内を挿通したあと、さらに直径方向となる向かい側まで延設されて、その孔１１に挿入して取り付けられる。つまり、ガイド部材８１は、その一端側が向かい側の孔１１に挿入して係止されて保持され、他端側が手前側の孔１１に挿通して係止された状態で保持されて、ケーシング１の内側の上端側の直径方向にその両端側が一時的に係止されて保持される構造になっている。
【０１２４】
ケーシング１の上端側の周縁に形成された吊り上げ用の孔１１は一般に円形孔であるため、これらに挿入されるガイド部材８１は例えば断面円形の形状に形成されている。しかも、この孔１１にスムーズに挿入及び抜き出しが容易にできるように、孔１１の内径よりもその外径は僅かに小さくなっている。
【０１２５】
このガイド部材８１は、その両端側がケーシング１の直径方向で向かい合う一対の吊り上げ用の孔１１に挿通して保持された状態でケーシング１の回転と一体となって回転し、偏心用砕岩装置６をその下端側に吊持したワイヤーロープ６ａの一側面を水平な横向きに押圧して、ワイヤーロープ６ａを通じて偏心用砕岩装置６を水平周りに回転させる。
【０１２６】
ワイヤーロープ６ａはその下端に重たい偏心用砕岩装置６を吊持しているため、上下に垂下するワイヤーロープ６ａ自体は一般に硬くなっている。この硬く張設されたワイヤーロープ６ａの一側面を押圧して移動させるために、ガイド部材８１は或る程度の硬さを有する棒状の部材、例えば硬めのプラスチック製、金属製の部材が使用されている。つまり硬く張設されたワイヤーロープ６ａの一側面を押圧しても、簡単に曲がったり、変形したりしない程度の硬さを有する部材が使用されている。
【０１２７】
その両端側がケーシング１の直径方向で向かい合う一対の吊り上げ用の孔１１に挿通して保持されるガイド部材８１は、偏心用砕岩装置６を吊持するワイヤーロープ６ａの一側面を押圧して回転させている間、一対の孔１１の何れからか簡単に外れないように、孔１１からケーシング１の外側に突出した一端側には円環状の係止リング片８２がその外側から嵌められて取り付けられている。
【０１２８】
係止リング片８２は正面からみて円形の外形状をしており、その中央には円形の貫通孔が形成されている。係止リング片８２はその外周縁側の直径がケーシング１に形成された吊り上げ用の孔１１の内径よりも大きく、孔１１を通り抜けてケーシング１の外側から内側にすり抜けることはない。この係止リング片８２は、係止リング片８２の外側面と次に述べる止め具８１ｂとにより挟まれて、ガイド部材８１の一端側を保持して、ガイド部材８１の一端側が孔１１から抜けて外れるのを防ぐ。
【０１２９】
取り付けられた係止リング片８２がガイド部材８１の一端から抜けて外れないように、ガイド部材８１の一端側の係止リング片８２を嵌めた部分より更に外側の一端寄りには、例えばピン止め用の止め具孔８１ａがガイド部材８１の横断面の直径方向に貫通して形成されている。この止め具孔８１ａには、例えばピンなどの止め具８１ｂが挿通して止められている。止め具８１ｂにより、係止リング片８２がガイド部材８１の一端から抜け出るのが防がれている。
【０１３０】
また、ガイド部材８１の他端側には、鍔状の係止片８３が取り付けられている。係止片８３はガイド部材８１の他端側が孔１１からケーシング１の内側に入り込んで、内側に外れるのを防ぐ。係止片８３は上記の係止リング片８２と同様に、正面からみて円形の外形状をしており、その中央には円形の挿通孔が形成されている。ガイド部材８１の他端側には係止片８３が挿通された状態で、溶接などで固定されて外れないようになっている。係止片８３はその外周縁側の直径がケーシング１に形成された吊り上げ用の孔１１の内径よりも大きく、孔１１を通り抜けてケーシング１の外側から内側にすり抜けることはない。
【０１３１】
次に、上記発明を実施するための形態−２の構成に基づく硬質地盤掘削工法について以下説明する。
杭穴掘削地点に、ケーシング１を回転させながら地盤の下側に向けて移動させるチュービング装置３を設置する。設置されたチュービング装置３は動いたりしないように、アンカー３ａなどによってしっかりと地盤に固定される。
【０１３２】
チュービング装置３の中央にはケーシング１を駆動させる駆動孔３ｂが設けられているので、ケーシング１をクレーン４で吊って、チュービング装置３の中央の駆動孔３ｂに上から入れる。掘削刃１ａが下端に設けられたケーシング１をチュービング装置３の駆動孔３ｂに挿通させ、ケーシング１の中間部分の外周側面をこのチュービング装置３で回転可能に保持する。
【０１３３】
チュービング装置３を駆動させて、その中央の駆動孔３ｂに挿通されたケーシング１を回転させながら下向きに掘削させる。ケーシング１の下端の掘削刃１ａは、回転するケーシング１によって、地盤を円周状に下向きに掘削しながら掘り進む。
【０１３４】
掘削当初の地盤表面付近は、硬質地盤ａではなく土砂などで構成されているため、ハンマーグラブ５で容易に掴むことができる。このため、ケーシング１の下端の掘削刃１ａによって下向きに円周状に掘り進められたその内部の土砂は、クレーン４で吊られるハンマーグラブ５をケーシング１の内部に垂下し、ハンマーグラブ５を使って掴まれて地上に排出される。
【０１３５】
この作業は、ケーシング１による所定の深さ下向きに円周状に掘り進む作業と、所定深さ掘削すると掘削作業を中断し、ケーシング１によって円周状に掘削された内部の土砂をクレーン４で吊られたハンマーグラブ５を使って地上に排出する作業とが交互に繰り返し行われながら、掘削作業が進められる。下向きに掘り進むケーシング１は、深くなるにつれて、その都度、上方から継ぎ足される。継ぎ足されたケーシング１は下向きに延びることになる。
【０１３６】
下向きに掘り進むうちに岩盤又は転石などからなる硬質地盤ａにぶち当たると、ケーシング１の下端の掘削刃１ａは硬質地盤ａを円周状に切ることはできるが、円周状に切られたその内部の硬質地盤ａをハンマーグラブ５で掴み取ることができない。ハンマーグラブ５で掴み取れるように、円周状に切られたその内部の硬質地盤ａを砕くことが求められる。
【０１３７】
ケーシング１内の硬質地盤ａを砕く作業は、偏心用砕岩装置６を何度も繰り返し自然落下させることにより行われる。この場合において、偏心用砕岩装置６の自然落下のみでは硬質地盤ａにひび割れを生じさせることができないときには、偏心用砕岩装置６を落下したとき、硬質地盤ａにひび割れを生じさせるためには、ケーシング１内の硬質地盤ａにひび割れ誘起用の穴ｂを穿設させておくことが必要となる。この穴ｂはダウンザホールハンマー装置２を使って掘られる。
【０１３８】
ダウンザホールハンマー装置２をクレーン４で吊り、予め上部係合部材７が上部に取り付けられたケーシング１の内部に入れる。上部係合部材７の中心部分に係合孔７ａが形成されていて、この係合孔７ａにダウンザホールハンマー装置２を挿入することで、ダウンザホールハンマー装置２はケーシング１の回転中心部に入れられる。
【０１３９】
掘削先端が硬質地盤ａの表面に当接するダウンザホールハンマー装置２のロッド２ｂの上部側はケーシング１の上端より上方に突出している。この上方に突出しているロッド２ｂの外周側面に上部係合部材７の係合孔７ａが係合する。つまり、上部係合部材７によって、ダウンザホールハンマー装置２の上部側は上下方向には移動自在で且つ回転が相対的に拘束された状態でケーシング１の上部に係合される。
【０１４０】
ケーシング１の内部にダウンザホールハンマー装置２を挿入し、その上部側をケーシング１の上部の上部係合部材７に係合して取り付けた後、チュービング装置３を再駆動させる。ケーシング１はチュービング装置３の駆動により、例えば１分間に１〜２回転のゆっくりした速度で回転しながら、その下端の掘削刃１ａで硬質地盤ａを円周状に切る。
【０１４１】
上部側がケーシング１の上部に係合されたダウンザホールハンマー装置２は、ケーシング１と一体となって同じ角速度で回転しながら、その先端部分の掘削ビット２ａは上下に激しく振動して硬質地盤ａを打撃して砕く。掘削ビット２ａは１分間に１５００回程、上下に激しく振動する。砕かれた岩石は掘削ビット２ａを上下に振動させる高圧エアーを利用してケーシング１の内部の掘削開始表面まで運ばれる。
【０１４２】
ダウンザホールハンマー装置２は、先端の掘削ビット２ａの直径がそれ以外のロッド２ｂの直径より少し大きくなっている。先端以外のロッド２ｂの直径が先端の掘削ビット２ａの直径より小さいのは、下方に向けて掘り進むロッド２ｂの外周側面に掘削された硬質地盤ａの内周側面からの接触抵抗を小さくするためである。このため、ロッド２ｂの外周側面と掘削された硬質地盤ａの内周側面との間には隙間があり、この隙間を利用して、砕かれた岩石は高圧エアーによって吹き上げられて、掘削開始表面まで運ばれるのである。
【０１４３】
そして、ケーシング１及びダウンザホールハンマー装置２により、硬質地盤ａを一定の深さ掘り下げると、ダウンザホールハンマー装置２をケーシング１内から引き抜いて、ケーシング１の中央にひび割れ誘起用の穴ｂがあけられその周囲に残ったリング状の硬質地盤ａを砕くための作業が引き続き行われる。
【０１４４】
ロープガイド装置８のケーシング１への取り付けは、ケーシング１の上端側の周縁にその直径方向に形成されているケーシング１の吊り上げ用の一対の孔１１を利用する。ロープガイド装置８のガイド部材８１の一端側の手前側の孔１１に挿入し、孔１１を挿通した一端側を直径方向に位置する向かい側の他方の孔１１に向けて押し込んで移動させる。移動させたガイド部材８１の一端を他方の孔１１に挿入して、ケーシング１の外側に抜き出す。
【０１４５】
ガイド部材８１の一端側が他方の孔１１からケーシング１の外側に適度の長さ抜き出た頃に、ガイド部材８１の他端側に取り付けられた係止片８３がケーシング１の手前側の孔１１の外側の周縁側に当たり、それ以上ガイド部材８１を押し込むことはできない。続いて、ケーシング１の外側に抜き出たガイド部材８１の一端側に係止リング片８２をその一端から嵌め込む。
【０１４６】
最後に止め具８１ｂをケーシング１の外側に抜き出たガイド部材８１の一端側に形成された止め具孔８１ａに差し込む。これにより、係止リング片８２はケーシング１の外側周縁と止め具８１ｂに挟まれて、ガイド部材８１の一端側から抜けて外れることはない。このような簡単な作業で、ガイド部材８１を取り付けることができる。この取り付け作業に掛かる時間は１分程度で、従来のロープガイド装置の１０分前後に比べて、大幅に作業時間を短縮でき、しかも、その部品及び重さも大幅に簡略化できる。
【０１４７】
これにより、ロープガイド装置８のガイド部材８１は、ケーシング１の上端側の周縁にその直径方向に形成されているケーシング１の吊り上げ用の一対の孔１１の間で、その両端側が係止されて保持される。ケーシング１の上端側の周縁にその直径方向に保持されたガイド部材８１は、ゆっくり回転するケーシング１と一体となって回転する。
【０１４８】
ケーシング１と一体となって回転するロープガイド装置８のガイド部材８１は、その下端側が偏心用砕岩装置６を吊持しその上端側がクレーン４に吊られたワイヤーロープ６ａの一側面の一部を横方向つまり平面方向に押圧する。押圧されたワイヤーロープ６ａはガイド部材８１と一緒になって、平面からみて、円運動の軌跡を描きながらケーシング１の中心周りを回る。
【０１４９】
これにより、ワイヤーロープ６ａの下端側に吊持されている偏心用砕岩装置６は、ケーシング１の内側で偏心した状態で中心周りを回転する。つまり、偏心用砕岩装置６は、ケーシング１の内側の周縁側に残ったリング状の硬質地盤ａの上方を回転する。このようにして、偏心用砕岩装置６はロープガイド装置８のガイド部材８１によりガイドされることになる。
【０１５０】
同様に下端に偏心用砕岩装置６を吊持するワイヤーロープ６ａは、ケーシング１と一体となって回転するロープガイド装置８のガイド部材８１によりガイドされることになり、ケーシング１の内側を円周方向に１分間に１〜２回転のゆっくりした速さで、リング状の硬質地盤ａの上方を回転する。
【０１５１】
このような状態でクレーン４によりワイヤーロープ６ａを通じて偏心用砕岩装置６を所定の高さ引き上げ、それからリング状の硬質地盤ａの表面に向けて自然落下させる。落下させた後はワイヤーロープ６ａを引き上げて偏心用砕岩装置６を一定の高さまで引き上げて再びリング幅の狭いリング状の硬質地盤ａの表面に向けて自然落下させる。
【０１５２】
このとき、ケーシング１の回転速度などから、同一箇所或いはその周辺にのみ偏心用砕岩装置６が落下しないように落下させる時間を調整し、リング状の硬質地盤ａの全域に均等に自然落下させる。
【０１５３】
この作業を何度も繰り返して、中央のひび割れ誘起用の穴ｂの周囲に残っているリング幅の狭いリング状の硬質地盤ａを砕く。このとき、偏心用砕岩装置６は、ケーシング１の内部の中心から外れ、その周囲のリング状の硬質地盤ａの表面の上方位置にセットされているため、確実にリング状の硬質地盤ａの表面に落下し続けて、中央のひび割れ誘起用の穴ｂに滑り落ちることはない。
【０１５４】
ところで、偏心用砕岩装置６でリング状の硬質地盤ａが砕かれてハンマーグラブ５で掴み取れる大きさの岩石になると、偏心用砕岩装置６をケーシング１内から引き抜いて、代わりにクレーン４で吊られるハンマーグラブ５をケーシング１の内部に入れて、ハンマーグラブ５で砕かれた岩石を地上に排出する。このため、ケーシング１の内側の上端側の直径方向に保持されたガイド部材８１は、偏心用砕岩装置６及びハンマーグラブ５の出し入れ作業の邪魔になるので、その都度、外される。
【０１５５】
ガイド部材８１の取り外しは、止め具孔８１ａに挿入されて止められている止め具８１ｂを止め具孔８１ａから抜き取り、ガイド部材８１の他端側を手前側に引き抜く。ガイド部材８１は他端側に向けて全体的に移動する。移動するガイド部材８１の一端側は、ケーシング１の外側の係止リング片８２から抜き取られ、続いてケーシング１の一方の孔１１から抜き取られる。一方の孔１１から抜き取られたガイド部材８１の一端側は、ケーシング１の内側を向かい側の孔１１に向かって移動し、向かい側の孔１１から抜き取られることで、ガイド部材８１は簡単に取り外される。
【０１５６】
ケーシング１とダウンザホールハンマー装置２による所定の深さ下向きに掘り進む作業、及びそれに続く偏心用砕岩装置６を使ってのリング状の硬質地盤ａを砕く作業と、ケーシング１内部の偏心用砕岩装置６によって砕かれた岩石をクレーン４で吊られたハンマーグラブ５を使って地上に排出する作業とが交互に繰り返し行われながら、掘削作業が進められる。
【０１５７】
下向きに掘り進むケーシング１及びダウンザホールハンマー装置２のロッド２ｂは、深くなるにつれて、その都度、上方から継ぎ足される。継ぎ足されたケーシング１及びダウンザホールハンマー装置２は下向きに延びることになる。
【０１５８】
この場合において、硬質地盤ａが岩盤からなるときには、ダウンザホールハンマー装置２をケーシング１に先行させて硬質地盤ａの岩盤を掘り下げる。つまり、ダウンザホールハンマー装置２を先に駆動させて、その先端の掘削ビット２ａで少し穴を掘り、遅れてケーシング１を駆動させるのである。その結果、掘削ビット２ａの先端がケーシング１の下端の掘削刃１ａの先端よりも常に深い位置にあり、この上下差を維持した状態で、掘削が行われるのである。
【０１５９】
ケーシング１の掘削に先行して、ケーシング１で掘削される硬質地盤ａの岩盤の中央にひび割れ誘起用の穴ｂが既に掘られている場合には、穴ｂの周囲の岩盤を円周状に切るときの抵抗が小さくなるためである。これはケーシング１でリング状の硬質地盤ａの岩盤を円周状に切るとき、ケーシング１の内部側の抵抗が空洞になっている中央に集まって放出されるためである。中央が空洞になっていない場合には内部側の抵抗は放出されないため、ケーシング１で硬質地盤ａの岩盤を掘削するときの抵抗が大きく、掘削刃１ａの磨耗も激しいものとなるからである。
【０１６０】
また、硬質地盤ａが転石からなる場合には、ケーシング１をダウンザホールハンマー装置２に先行させて硬質地盤ａの転石を掘り下げる。つまり、ケーシング１を先に駆動させて、その下端の掘削刃１ａで先に硬質地盤ａの転石を円周状に切り、遅れてダウンザホールハンマー装置２を駆動させるのである。その結果、ケーシング１の下端の掘削刃１ａの先端が掘削ビット２ａの先端よりも常に深い位置にあり、この上下差を維持した状態で、掘削が行われるのである。
【０１６１】
ダウンザホールハンマー装置２の掘削に先行して、ケーシング１で掘られている場合には、ダウンザホールハンマー装置２の先端の掘削ビット２ａが傾いて掘削するのが防がれるのである。転石はハンマーグラブ５では掴みきれない大きさの岩石の塊で、これが地中に積層状態になっている。一つの大きな塊の岩盤に比べて、上下の転石はその境界部分で表面の硬度や傾きなどに微妙に相違があり、その境界部分で掘削条件が変わって少し不安定になる。少しの不安定で掘削ビット２ａが傾いて掘削したり又破損し易くなるが、掘削しようとする転石の周囲が先行するケーシング１で囲まれているので、転石が平面方向にずれたり傾いたりするのが防がれて安定するからである。
【０１６２】
また、転石はハンマーグラブ５では掴みきれない大きさの岩石ばかりでなく、ハンマーグラブ５で掴みきれる大きさの岩石と積層状態になっていることもある。又ダウンザホールハンマー装置２で砕いた転石の周囲の他の転石が内側に崩壊してしまい、同じ深さの位置を掘削し直さなければならない後戻りの作業となったり、杭穴内周側面を緩めたりするが、砕こうとする転石の周囲がケーシング１で囲まれているので、杭穴内周側面が崩壊するのが防がれて安定するからである。
【０１６３】
以上の作業を繰り返しながら、岩盤又は転石などからなる硬質地盤ａに深い杭穴ｃ、深い場合には５０ｍにも達する杭穴ｃを掘削することになるが、ケーシング１による掘削作業とダウンザホールハンマー装置２による掘削作業が同時に行われるので、作業期間を大幅に短縮することが可能となり、工期の短縮に起因してコストもその分、安価にすることができる。
【０１６４】
ところで、上記の掘削作業において、掘削するケーシング１の内部の硬質地盤ａ上に地下水がある場合には、偏心用砕岩装置６の偏心部材には水が上下方向に貫通して通過する構造からなる偏心部材６１，６２が使用される。なお、掘削するケーシング１の内部の硬質地盤ａ上に地下水がないときには、偏心用砕岩装置６の偏心部材には内部が密閉された構造のものが使用されることがある。
【０１６５】
掘削するケーシング１の内部の硬質地盤ａ上に地下水がある場合、偏心用砕岩装置６を自然落下させると、偏心用砕岩装置６が地下水中に落下した際に、地下水は下側の偏心部材６２の外周縁板６２ａ、縦型連結板６２ｃ及び内周連結板６２ｄとの間に形成された隙間、並びにその上側の偏心部材６１の外周縁板６１ａ、縦型連結板６１ｃ及び内周連結板６１ｄとの間に形成された隙間を通じて地下水が上方に抜け出て、偏心部材６１，６２に浮力が発生しない。
【０１６６】
このように、偏心用砕岩装置６が地下水中に落下した際に、地下水が偏心部材６１，６２に形成された隙間を貫通通過して上方に抜けて、その偏心部材６１，６２に地下水からの浮力が作用するのを回避できるので、地下水があっても偏心用砕岩装置６の落下打撃力が浮力によって低下するのを防ぐことが可能となる。
【０１６７】
所定の深さの杭穴ｃがあけられると、杭穴ｃの内周側面はケーシング１の外周側面によって保持されてその崩壊が防がれる。それからケーシング１の内部に杭を補強する鉄筋が挿入され、コンクリートが流し込まれる。そして、コンクリートを流し込みながら、杭穴ｃの内周側面が崩壊しないように注意しながらケーシング１をチュービング装置３で引き上げる。このようにして、杭穴ｃに鉄筋及びコンクリートが打設されて、支持杭や基礎杭が構築される。
【０１６８】
なお、この発明は上記発明を実施するための形態に限定されるものではなく、この発明の精神を逸脱しない範囲で種々の改変をなし得ることは勿論である。ケーシング１による掘削とダウンザホールハンマー装置２による掘削を別々に行う硬質地盤掘削工法にも請求項３、請求項４及び請求項１０の発明は使用可能である。
【符号の説明】
【０１６９】
１    ケーシング
１ａ  掘削刃
１１    孔
２    ダウンザホールハンマー装置
２ａ  掘削ビット
２ｂ  ロッド
２ｃ  突起
２ｄ  吊具
２ｅ  エアーホース
３    チュービング装置
３ａ  アンカー
３ｂ  駆動孔
４    クレーン
４ａ  フック
５    ハンマーグラブ
６    偏心用砕岩装置
６ａ  ワイヤーロープ
６１    偏心部材
６１ａ  外周縁板
６１ｂ  傾斜上辺
６１ｃ  縦型連結板
６１ｄ  内周連結板
６２    偏心部材
６２ａ  外周縁板
６２ｂ  傾斜下辺
６２ｃ  縦型連結板
６２ｄ  内周連結板
７    上部係合部材
７ａ  係合孔
７ｂ  凹部
８    ロープガイド装置
８１    ガイド部材
８１ａ  止め具孔
８１ｂ  止め具
８２    係止リング片
８３    係止片
ａ    硬質地盤
ｂ    穴
ｃ    杭穴
【図１】
2016164358.tif 000003
【図２】
2016164358.tif 000004
【図３】
2016164358.tif 000005
【図４】
2016164358.tif 000006
【図５】
2016164358.tif 000007
【図６】
2016164358.tif 000008
【図７】
2016164358.tif 000009
【図８】
2016164358.tif 000010
【図９】
2016164358.tif 000011
【図１０】
2016164358.tif 000012
【図１１】
2016164358.tif 000013
【図１２】
2016164358.tif 000014
【図１３】
2016164358.tif 000015
【図１４】
2016164358.tif 000016
【図１５】
2016164358.tif 000017
【図１６】
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