(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地中にチュービング装置で回転させながら押し込まれたケーシングチューブ内の土砂の掘削方法において、ベースマシンに設けたブームまたはリーダの上端からケリーバを垂下するとともに該ケリーバを回転駆動させるケリーバ駆動装置を該ブームまたはリーダに設け、かつ、該ケリーバの下端に径方向へ拡開させてケーシングチューブの内周面に係合する圧接部材を備えた脱着可能なグリップ機構を介して掘削バケットを取り付けた掘削機により、硬質地盤層では、チュービング装置を駆動して掘削バケットを回動させて掘削することを特徴とするケーシングチューブ内の土砂の掘削方法。
【請求項２】
前記グリップ機構に圧接部材を縮小させた状態に保持する保持手段を設け、軟弱地盤では圧接部材を縮小させた状態に保持してケリーバを駆動して掘削バケットを回動させて掘削することを特徴とする請求項１記載のケーシングチューブ内の土砂の掘削方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、チュービング装置で地中に回転させながら押し込んで杭孔を掘削するケーシングチューブ内の土砂の掘削方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
オールケーシング工法による場所打ち杭の施工では、チュービング装置で先端に掘削ビットを備えたケーシングチューブを把持し揺動または回転させつつ地中に押込み、ケーシングチューブ内の土砂を掘削機で排出し、鉄筋の挿入などをしてコンクリートを打設しながら、ケーシングチューブを引き抜いて場所打ち杭を造成している。
【０００３】
このケーシングチューブ内の土砂の排出は、図４に示すように、旋回可能な上部体を有するベースマシン１８に俯仰可能にブーム１７を設けた移動式クレーン３０にハンマグラブ３１を装備した掘削機によって行われている。なお、図４において１はチュービング装置、５はケーシングチューブである。
【０００４】
ハンマグラブ３１によればケーシングチューブ５内の土砂がかなり硬質でも排出が可能であるが、ハンマーグラブ３１の使用時にはケーシングチューブ５との接触や自由落下時の衝撃があるので騒音が激しく、また、ケーシングチューブ５内には通常地下水が侵入しており、ハンマグラブ３１での土砂の取り込み時には多量の侵入水も同時につかみ上げるので、１回当たりの排土量はわずかなものとなり排出に多くの時間を要している。
【０００５】
そこで、地盤が軟弱である場合にはケーシングチューブ５内の土砂を図３に示すように、１回当たりの排土量の多いアースドリルと称する掘削機１０によって排出することが行われている。
この掘削機１０は、旋回可能な上部体を有するベースマシン１８にブーム１７を起伏可能に設け、ブーム１７の上端から掘削バケット１６を下端に備えたケリーバ１１を垂下するとともに、ケリーバ１１を駆動するケリーバ駆動装置１５をブーム１７の下端部に起伏可能に取り付けたフロントフレーム１２に搭載している。
【０００６】
そして、掘削時はケリーバ駆動装置１５を駆動させてケリーバ１１を回転させるとともに押込力を与え、掘削バケット１６を水平方向に回転させて底部に設けた取込口から土砂を取り込み、ケリーバを引き上げて掘削バケット１６の底蓋を開放して土砂を排出している。
【０００７】
なお、同種の掘削機として、ブームではなく、リーダを立設してリーダの上端から掘削バケット１６を下端に備えたケリーバ１１を垂下するとともに、ケリーバ１１を駆動するケリーバ駆動装置１５をリーダに取り付けたものもあり、これによって排出作業を行っている場合もある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、ケーシングチューブ内の土砂の排出は、一般にハンマグラブ３１によって行われており、軟弱地盤である場合にはケリーバ駆動による掘削バケット１６を使用しているが、掘削バケット１６による場合は硬質地盤層に遭遇すると掘削できないので、アースドリルを一旦退去させて、ハンマーグラブを装備したクレーンと入れ替えなければならない。このため、ケリーバ駆動による掘削バケット１６でケーシングチューブ内の土砂を掘削する場合には、ハンマグラブを装備した移動式クレーン３０を施工場所の近傍に待機させる必要がある。
【０００９】
したがって、排土の効率が悪く、狭い現場では、この方法を採ることができない。また、広い現場でも上部体が旋回する掘削機が２台もあると、挟まれ事故など安全上の問題もある。
そこで、本発明は１台の掘削機で軟弱地盤と硬質地盤層のいずれも効率よく掘削できるケーシングチューブ内の土砂の掘削方法を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明では次の手段を採った。即ち、
地中にチュービング装置で回転させながら押し込まれたケーシングチューブ内の土砂の掘削方法において、ベースマシンに設けたブームまたはリーダの上端からケリーバを垂下するとともに該ケリーバを回転駆動させるケリーバ駆動装置を該ブームまたはリーダに設け、かつ、該ケリーバの下端に径方向へ拡開させてケーシングチューブの内周面に係合する圧接部材を備えた脱着可能なグリップ機構を介して掘削バケットを取り付けた掘削機により、硬質地盤層では、チュービング装置を駆動して掘削バケットを回動させて掘削することを特徴としている。
【００１１】
この掘削方法に使用する掘削機は、ベースマシンに備えたウインチでブームまたはリーダの上端からケリーバを吊持し、ケリーバ駆動装置で掘削バケットを回転させるもので、ケリーバの下端にはケーシングチューブの内周面に係止する脱着可能なグリップ機構を介して掘削バケットを取り付けたものである。
【００１２】
グリップ機構はケーシングチューブ内面に係止できるものであればどんなものでもよいが、土砂の中で使用されるので動力を用いないで作動するものが望ましい。
この掘削機によってケーシングチューブ内の土砂を排出する場合は、軟弱地盤である場合にはグリップ機構を外してケリーバの下端に掘削バケットを取り付けて従来のアースドリル機とし、ケリーバを駆動させて掘削する。そして、硬質地盤層に遭遇したときはグリップ機構を装着して掘削バケットをケーシングチューブに係止させ、チュービング装置を駆動して掘削バケットで掘削する。
【００１３】
チュービング装置で掘削バケットを回転させる場合の駆動力はケリーバによる場合に比べ格段に大きいので、相当硬質な地盤においても掘削が可能である。したがって、この掘削方法によれば１台の掘削機で軟弱地盤と硬質地盤層のいずれにおいても効率よくケーシングチューブ内の土砂の掘削が可能となる。
【００１４】
また、硬質地盤層が時々あるような所では、グリップ機構を脱着するのが煩わしいので、請求項２に記載のように、グリップ機構に圧接部材を縮小させた状態に保持する保持手段を設け、軟弱地盤では圧接部材を縮小させた状態に保持してケリーバを駆動して掘削バケットを回動させて掘削するようにすれば簡便に軟弱地盤と硬質地盤層の掘削ができ効率を上げることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
ケーシングチューブ５を地中に建て込むチュービング装置１は、図１に示すように、ベースフレーム３の四隅に設けた昇降シリンダ４に連結された昇降フレーム２を備え、この昇降フレーム２にはケーシングチューブ５が挿通されるテーパ孔を有する回転フレームが回転可能に支持され、上部フレーム７に連結されたチャックシリンダによってケーシングチューブとテーパ孔との間に楔部材を挿入して、回転フレームとケーシングチューブ５とを締結するように構成されている。
【００１６】
そして、ケーシングチューブ５を回転フレームに把持した状態で昇降フレーム２上に配置されたモータ８により回転フレームを回転駆動させるとともに昇降シリンダ４を下降させることによりケーシングチューブを回転させながら地中に押し込んでいる。
【００１７】
ケーシングチューブ５内の土砂を排出する掘削機は、上記従来技術で説明した掘削機１０（図３）とその概要は同じであり、ベースマシン１８に俯仰可能なブーム１７を設け、ブーム１７の上端から掘削バケット１６を下端に備えたケリーバ１１を垂下し、ケリーバ１１を駆動するケリーバ駆動装置１５をブーム１７の下端部に起伏可能に取り付けたフロントフレーム１２に搭載している。
【００１８】
ケリーバ駆動装置１５は、フロントフレーム１２の両側に設けたスラスタシリンダを介して取り付けられ、ケリーバ１１は例えば角筒状としてケリーバ駆動装置１５の角穴へ挿通されている。また、ケリーバ駆動装置１５を駆動していないときには、ケリーバ１１はケリーロープの巻上げまたは巻下げによってケリーバ駆動装置１５の角穴を摺動し、掘削バケット１６を昇降させることができる。なお、１３はフロントフレーム１２をブーム１７に支持するための支持シリンダで、その下端はブーム１７の下端の支点に連結され、ブーム１７の俯仰角度を変えた場合は、調整シリンダ１４を作動させてケリーバ１１が垂直になるようにフロントフレーム１２の傾きを調整する。
【００１９】
掘削バケット１６は図１に示すように、円筒状であり上端には連結部材１６ｃが固設され、下端にはヒンジ１６ａで解放可能な底蓋が設けられており、ケリーバ１１の下端とはグリップ機構２０を介して取り付けられている。なお、底蓋には複数のビット１６ｂと図示してない取入口が付設されている。
【００２０】
グリップ機構２０は、下部に軸２１が固設された上部連結材２４と、軸２１が摺動自在に嵌合する下部連結材２５と、ケーシングチューブ５の内周面に圧接する複数の圧接部材２２と、上部連結材２４および下部連結材２５を圧接部材２２と連結するリンク２３ａ，２３ｂ，２３ｃとから構成されている。
【００２１】
リンク２３ａは上部連結材２４から下向きに傾斜して取り付けられ、リンク２３ｂ，２３ｃは下部連結材２５から上向きに傾斜して取り付けられている。また、リンク２３ｃにはピン穴２３ｄが設けられている。このピン穴２３ｄは、圧接部材２２を縮小させたときに圧接部材２２に設けられているピン穴２２ａと一致した位置としている。
【００２２】
また、上部連結材２４の上端には連結部材２９が固設されており、ケリーバ１１の下端とピン２９ａで連結されている。また、下部連結材２５の底部にはケリーバ１１と同径の連結部材２６が固設されており、掘削バケット１６の上端に固設された連結部材１６ｃにピン２６ａで連結されている。
【００２３】
グリップ機構２０は、このように構成されているので、掘削バケット１６がケーシングチューブ５内に吊り降ろされるときは、図２に示すように、掘削バケット１６の重量によって下部連結材２５が下がり、上部連結材２４と下部連結材２５の間隔が開き、リンク２３ａ〜２３ｃの傾斜角度が大きくなって、圧接部材２２は縮小した状態となる。したがって、ケーシングチューブ５内を容易に上下移動させることができる。
【００２４】
掘削バケット１６が杭穴の底に接地すると、図１に示すように、上部連結材２４と下部連結材２５の間隔が縮まるので、リンク２３ａ〜２３ｃが水平になろうとして圧接部材２２を拡開させる。これにより、圧接部材２２はケーシングチューブ５の内周面に圧接する。
【００２５】
また、圧接部材２２が縮小した図２の状態において、圧接部材２２のピン穴２２ａと一致したリンク２３ｃのピン穴２３ｄにロックピン２７を差し込めば、上部連結材２４と下部連結材２５の間隔が固定され、掘削バケット１６が杭穴の底に接地しても圧接部材２２は縮小した状態のままに保持される。
【００２６】
次に、この掘削機によってケーシングチューブ内の土砂を掘削する方法について説明する。
チュービング装置１で地中に押し込まれたケーシングチューブ５に、軸心を合わせて掘削機の掘削バケット１６を挿入するが、軟弱地盤である場合は、予めグリップ機構２０のリンク２３ｃのピン穴２３ｄと圧接部材２２のピン穴２２ａにロックピン２７を挿通し、圧接部材２２を縮小した状態に固定する。
【００２７】
掘削バケット１６を下降させて接地したら、ケリーバ駆動装置１５を駆動させ、ケリーバ１１を回転させる。このとき、グリップ機構２０は縮小した状態に保持されており、ケリーバ１１の駆動により、掘削バケット１６内に土砂が取り込まれる。
【００２８】
掘削バケット１６内に土砂が一杯になったら、ケリーバ駆動装置１５を停止し、掘削バケット１６を吊り上げる。そして、ベースマシン１８の上部体を旋回させて、掘削バケット１６の底蓋を開放して排土する。順次この作業を繰り返すことにより、ケーシングチューブ５内の土砂は排出される。
【００２９】
硬質地盤層に遭遇したときは、リンク２３ｃのピン穴２３ｄに差し込んだピン２７を取り外してから、掘削バケット１６をケーシングチューブ５内に降ろす。掘削バケット１６が接地すると、グリップ機構２０の圧接部材２２が拡開してケーシングチューブ５の内周面に圧接する。
【００３０】
次に、チュービング装置１を駆動しケーシングチューブ５を回転させながら押し込む。これにより、掘削バケット１６はケーシングチューブ５と一体となって回転する。そして、掘削バケット１６の底部に付設されたビット１６ｂが硬質地盤を掘削し掘削バケット１６内に取り込まれる。チュービング装置１の回転力および押し込み力は非常に大きいので、相当に硬質な地盤であっても掘削することが可能である。
【００３１】
掘削バケット１６に掘削土砂が一杯になったら、ケーシングチューブ５の回転を止め、掘削バケット１６を引き上げて排出する。
なお、硬質地盤層の土石の排出が終わり軟弱地盤になったら、上記のように、ロックピン２７をピン穴２３ｄとピン穴２２ａに挿通し、圧接部材２２を縮小した状態に固定してケリーバ１１を駆動させて掘削する。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明のケーシングチューブ内の土砂の掘削方法は、ケリーバの下端に径方向へ拡開させてケーシングチューブの内周面に係合する圧接部材を備えた脱着可能なグリップ機構を介して掘削バケットを取り付けた掘削機により、硬質地盤層では、チュービング装置を駆動して掘削バケットを回動させて掘削するので、大きな駆動力で掘削ができ、従来のハンマグラブによる排出のように騒音を発生させることもなく、１回の排土量が多く効率がよい。また、軟弱地盤のときはケリーバを駆動させて掘削バケットで掘削するので、地盤の状況によらず１台の掘削機でケーシングチューブ内の土砂を掘削でき、狭い施工現場においても作業ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のケーシングチューブ内の土砂の掘削方法の実施の形態として硬質地盤における掘削の状態を示す一部断面図である。
【図２】同  軟弱地盤における掘削の状態を示す一部断面図である。
【図３】従来のケーシングチューブ内の土砂の掘削の例の概要図である。
【図４】同  グラブハンマを備えた移動式クレーンによる掘削の概要図である。
【符号の説明】
１…チュービング装置        ２…昇降フレーム
３…ベースフレーム          ４…昇降シリンダ
５…ケーシングチューブ      ７…上部フレーム
８…モータ                １０…掘削機
１１…ケリーバ              １２…フロントフレーム
１３…支持シリンダ          １４…調整シリンダ
１５…ケリーバ駆動装置      １６…掘削バケット
１６ａ…ヒンジ              １６ｂ…ビット
１６ｃ…連結部材            １７…ブーム
１８…ベースマシン          ２０…グリップ機構
２１…軸                    ２２…圧接部材
２２ａ…ピン穴              ２３ａ…リンク
２３ｂ，２３ｃ…リンク      ２３ｄ…ピン穴
２４…上部連結材            ２５…下部連結材
２６…連結部材              ２６ａ…ピン
２７…ピン                  ２９…連結部材
２９ａ…ピン                ３０…移動式クレーン
３１…ハンマグラブ
【図１】
0003853218.tif 000002
【図２】
0003853218.tif 000003
【図３】
0003853218.tif 000004
【図４】
0003853218.tif 000005