全地連「技術フォーラム 2022」那覇【31】

全自動ボーリングマシンの開発－

ワイヤーラインを用いた軟岩相当地盤の削孔について（株）ワイビーエム
応用地質（株）河内誠（株）クリステンセン・マイカイ 宮本哲臣

◯奈須徹夫（株）アサノ大成基礎エンジニアリング 立石

川崎地質（株）近藤勉

基礎地盤コンサルタンツ（株）武政（株）ダイヤコンサルタント 谷

1. はじめに－

和繁

中央開発（株） 福原亮
学誠

3. 削孔試験の方法

地質調査業界では、熟練オペレータの退職と担い手の通常、沖積平野では互層が発達し、均質に連続した礫

入職減少が進んでおり、マシン・オペレータ不足や技術層は極めて少ない。また、軟岩、風化岩等は、多くは上伝承の問題が危惧されている1)。これらの対策として、機方から侵食を受けるため、均質性は低く、地中深くにあ械メーカーの立場から、作業負担の低減や作業工数の省

り、連続した試験に利用するには困難であるため、試験略化などに着目し、ワイヤーラインによる全自動ボーリ削孔では、軟岩相当地盤として改良地盤を利用すること

ングマシンの開発を進めている。これまで、N<10のゆるにした。試験に際しては、改良品質が均質である Y-LINK

い砂質土に対し、メタルビットを用いた削孔試験を行い、（全自動施工管理制御システム）3)により施工された改良

最適な削孔仕様について報告してきた2)。

地盤を選定した。

今回は、軟岩相当の改良地盤に対して行ったダイヤモ

当該システムは、羽ンドビットを用いた削孔試験の結果について報告する。

根切り回数制御、流量制御などを行うため、

2.

削孔ツールスについて

改良品質にばらつきが

全自動ボー リ ングマシン の 開発では、 従 来の外径少ない。また、さらに削40.5mm のロッドの先端にコアバーレルを装着した削孔

孔する地盤の均質性をツールスに変わって、ワイヤーラインの採用を提案し、確保するため、配合水

メタルビットを用いた場合の最適な削孔仕様として、削準が同じ上部の5m の2)

孔速度15min/m、回転数45rpm、送水量20L/min を得た 。

みを削孔試験の対象と一方で、メタルビットでは礫層あるいは軟岩等での削した。試験後に、ボーリ孔能力に難点が見られたことから、ダイヤモンドビット

ングを行い、一軸圧縮削孔の導入が必要と考えられ、今回開発の地質調査用ワ試に供し、平均改良強度 qu＝5,964kN/m2、変動係数 Vd

イヤーラインツールスについてもダイヤモンドビット対＝11.8％を確認した。図-2に改良地盤の強度分布を示

応のツールス開発とその削孔仕様を求めることにした。

す。

ダイヤモンドビットを装着したワイヤーラインツール
スを図-1に示す。

図-2 改良地盤の強度分布

削孔試験における計測項目は、削孔深度・回転数・回
転トルク・貫入速度・給圧力・送水量・送水圧・時間とした。また、比較試験の実施に際しては、3要素（削孔速度・回転数・送水量）3水準（大・中・小）の組合せについては品質工学手法による L9直交表を用いることで、9ケースの試験と確認試験を計画した。図-3に削孔試験の位置、表-1に試験ケースを示す。

図-1 ワイヤーラインツールス
開発したツールスは、メタルビット装着タイプのイン
ナーチューブのうち、シューの突出代を制御するスプリ
ング部をカラーに、先端部はコアリフターケースおよび
コアリフターに交換し、ダイヤモンドビットを装着した
アウターチューブ内に地上から自由落下装着する。また、

図-3 削孔試験の位置

一般的なスリーブ内蔵二重管サンプラーと同程度に採取

表-1 試験ケース

コア径は65mm とした。礫層や軟岩等での調査への利用を想定して、標準貫入試験に対応するようサンプリング
長とロッド長を1m とした。ここに、ＳＰＴサンプラーは
内径65mm のビット先端から外に突出可能である。

全地連「技術フォーラム 2022」那覇
削孔データの収集方法を図-4に示す。削孔データは、

ら回転したことで、ビット内に通過するコアをビットのボーリングマシンに取り付けた各種センサーからデータ内側で削ったものと推定された。

ロガを介して、無線で計測ハウス内の PC に転送し、保0.7m存した。また、孔壁とロッドのクリアランスが少なく、0.5m

硬質な切削クズがその間に挟まる可能性もあるため、切削クズの排出促進およびロッドと孔壁の摩擦低減を目的

1.5m
2.5m

として削孔水にはポリマー系泥材を0.02％添加した。

2.8m

写真-1 採取コアの状況（最適値 試験ケース No.19）
最適値、第1位、第5位、第9位の深度とトルクの関係
を図-6に示す。SN 比第1位の No.14についてはトルクのばらつきは少なく、SN 比=18.66db と実施データ中、最高値を示している。したがって、コア観察結果も踏まえ、SN 比第１位の試験ケース No.14の仕様（削孔速度20min/m、回転数200rpm、流量30L/min）を最適な削孔仕様と判定した。
図-4 削孔データの収集方法

4. 削孔試験結果
品質工学手法による解析での良好なボーリングの定義
を「トルクが低く、ばらつきが少ない場合」とし、トルクについて SN 比を算出した。
SN 比と水準の関係を図-5に示す。
要因
水準１ 水準２
削孔速度 9.07 11.58
14.51 11.52
ｅ
8.37 15.17
回転数
12.89
9.71
流量
全SN比の平均値

図-5

水準３

14.62
9.24
11.73
12.67
11.76

SN 比と水準の関係

SN 比と水準の関係から、最適値は削孔速度30min/m、
回転数200rpm、流量30L/min と求められたが、表-1に示図-6 深度とトルクの関係

5. まとめす試験ケースには無いケースでもあり、No.19として確

これまで削孔試験により、メタルビットの削孔仕様を認削孔試験を行った。これらの試験ケースごとの SN 比求めてきた。今回は、ダイヤモンドビットの削孔仕様（削を表-2に示す。
表-2 試験ケースごとの SN 比

孔速度20min/m、回転数200rpm、流量30L/min）を得ることができた。しかし、これらはコア削孔であり、地質調
査ではノンコア削孔も必要である。今後、ノンコア削孔用ツールの開発と削孔仕様を求めることが必要である。
《引用・参考文献》
1) 岩崎公俊：技術伝承に関わる全地連の取り組み，地盤工学会誌,65-3,2017.5

確 認 試 験 結 果 か ら 、 最 適 値 No.19 で は SN 比 ＝

2) 奈須徹夫・他：全自動ボーリングマシンの開発 ―ワイヤ

14.17db と高位の望目値が得られた。しかし、写真-1に示ーラインを用いた軟弱地盤の削孔について －, 全地連

す採取コアの状況から、GL-0.7m～GL-2.8m の範囲でコ「技術フォーラム2020」Web，2020.9

ア細りが見られた。原因として、削孔速度に比べ、回転3) 奈須徹夫・他: 地盤改良工事を全自動で施工管理するビットでの切削が早く、ビットが切削面に押し付け

ICT を導入した全自動施工管理制御システムの開発，られていない状態となり、ロッドが水平方向にぶれなが建設機械施工 Vol.69

No.7，PP.82～86，2017.7

全地連「技術フォーラム 2022」那覇【32】

全自動ボーリングマシンの開発－

ワイヤーライン用ノンコア削孔ツールスの開発について（株）クリステンセン・マイカイ
応用地質（株）河内誠（株）ダイヤコンサルタント 谷◯宮本哲臣（株）アサノ大成基礎エンジニアリング

川崎地質（株）近藤和繁

勉

基礎地盤コンサルタンツ（株）

中央開発（株） 福原

1. はじめに誠（株）ワイビーエム

－
立石

亮

武政

学

奈須徹夫

3. ワイヤーライン用ノンコア削孔ツールスの開発

地質調査業界では、熟練オペレータの退職増加と新規

従来のワイヤーラインコアバーレルの内管部は内部に入職者の減少が進んでおり、ボーリング技術の伝承と将コアを収納するための空間を持つ筒状のインナーチュー

来のオペレータ不足が危惧されている 1)。これらの問題ブを有しており、その上部には削孔時に内管部を外管内解決を目指して全自動ボーリングマシンおよびそれに使の所定位置に固定するための内管係止機構（ラッチ）、イ

2)

用するワイヤーラインツールスを開発してきた 。

ンナーチューブがアウターチューブと同一に回転しない

ワイヤーライン工法はコア削孔を基本としているが、ための回転分離機構（ベアリング）を配置している。ま

地質調査ではノンコア削孔も必要である。そこで、本報

た、ラッチはアウターチューブと同一に回転できる構造

告では、新たに開発したワイヤーライン用ノンコア削孔となっており、さらに、土砂削孔用に開発した本ワイヤ

ツールスについて紹介する。

ーラインコアバーレルにはシュー装着時におけるシューの突出代を制御するスプリングを配置している。そのた

2. 削孔ツールスについて
これまでに開発したワイヤーラインツールスは従来のスリーブ内蔵二重管サンプラーと同等の仕様とし、コア

めベアリングより上部（図-2においては左側）はアウタ
ーチューブと同一で回転する機構である。図-2にコアバ
ーレルの機構図を示す。

径を65mm、１回あたりの採取長を1m に設定した。また、標準貫入試験に用いる SPT サンプラー（外径51±1mm）が挿入できるようメタルビットの内径は71mm としている。
図-1にワイヤーラインコアバーレルおよびロッドを示す。
調査ボーリングにおいては、地質の変化に伴い、メタ
ルビットからダイヤモンドビットへと先端部の仕様を変更する場合があり、その際はロッド先端のコアバーレル

図-2 コアバーレルの機構図を引き上げ、地上でビット等を交換する。ここに、適切

今回開発したノンコア削孔ツールスは、内管部先端にな泥水管理やオペレータの高度なスキルが得られない場

クロスビットを設置し、その先端から削孔水を噴射しな合、調査孔では、孔壁の崩壊や変形等が発生し、崩壊物

がらクロスビットをアウターチューブ先端のビットと同が孔内に堆積し、閉塞することもある。その後、ボーリ期回転させる機構とした。そのため、内管部に配置されング調査を継続する場合、コアバーレルによる堆積物へている回転分離機構のベアリングおよびスプリングを外の再度のコア削孔が必要となり、ワイヤーライン工法のした構造とし、クロスビットの外周面に通水孔を配置し削孔効率を損なうことになる。また調査ボーリングの中た。クロスビットの外径は、メタルビットの内径71mm ににはコアの採取を必要となしない調査もあり、コア削孔

対して69mm、ダイヤモンドビットの内径65mm に対してを行わないワイヤーラインツールスが必要とされた。

63mm とした。図-3に先端部における切削水の流れを示す。

図-1 ワイヤーラインコアバーレルおよびロッド

図-3 先端部における切削水の流れ

全地連「技術フォーラム 2022」那覇
また、クロスビットに回転を伝達するインナーチュー
ブは従来の外径73.0mm、内径66.9mm、肉厚3.05mm から同じ材質の外径73.0mm、内径60.5mm、肉厚6.25mm と肉厚を増やした管材を使用することにした。図-4にメタルビット用ノンコア削孔ツールス（組立て状態、外管部、内管部）を示す。あわせて開発したダイヤモンドビット用ノンコア削孔ツールスも含め、作業性と耐用性等を確認するため削孔試験を実施した。写真-1にメタルビット用削孔ツールスを示す。
図-7 削孔試験工程
削孔試験工程を図ｰ7に示した。削孔試験は、①ガイドパイプを建込み、②従来のシューを装着したコアバーレ
ルにより、GL-2.0m までコア削孔した。ここに、削孔完了直後にコア切断のため、孔底より5cm の引き揚げを行った。次に③メタルビット用ノンコア削孔ツールスを投入して GL-5.0m まで連続して削孔した。地層変化に対したダイヤモンドビットへの変更作業を想定して、④ツールスを全回収した。⑤コアバーレル先端をダイヤモンド
ビットに変更し、ダイヤモンドビット用ノンコア削孔ツールスを挿入し、同じボーリング孔を GL-5.0m まで、回転、送水を伴いながら再挿入し、再度全回収した。
ここに、コア削孔、メタルビット用ノンコア削孔ツー
ルスでのノンコア削孔およびダイヤモンドビット用ノンコア削孔ツールスでの再挿入は、いずれもメタルビット
図-4 メタルビット用ノンコア削孔ツールス
アウターチューブ

によるコア削孔時の最適仕様（削孔速度15min/m、回転数45rpm、送水量20L/min）3)にて実施した。
削孔後の点検において、回収したツールスには異常は

コア削孔ツールス

なく、ノンコア削孔時、再挿入時のクロスビットの目詰

ノンコア削孔ツールス

まりは見られず、ツールスの交換作業も問題なく行われ、実用性が確認できた。

写真-1 メタルビット用削孔ツールス

4. 削孔試験

5. まとめノンコア削孔試験は、佐賀県唐津市原の造成地にある

今回、全自動ボーリングマシン開発の一環として、地

ワイビーエム社有地で実施した。当該地盤は、一級河川

質調査ではコアの採取をしない削孔区間もあり、その対松浦川の氾濫原に位置し、均質なゆるい砂質土が厚く分応も必要なことから、不要なコア削孔をせず全断面切削布しており、削孔試験は、その地表部5m で行った。図-5に対応可能なノンコア削孔用ツールスを開発した。削孔に事前のボーリング結果、図-6に削孔試験位置を示した。

試験の結果、ツールスの実用性は確認できた。実務に反映するために適正な削孔仕様を求めておく必要がある。

削孔試験箇所《引用・参考文献》
1） 岩崎公俊：技術伝承に関わる全地連の取り組み，地盤工学会誌,65-3,2017.5
2） 宮本哲臣・他：全自動ボーリングマシンの開発 － 軟弱地盤削孔用ワイヤーラインツールスの開発について －,全地連「技術フォーラム 2021」（大阪），2021.9
3） 奈須徹夫・他：全自動ボーリングマシンの開発 ― ワイ
ヤーラインを用いた軟弱地盤の削孔について その２―, 全地連「技術フォーラム 2021」（大阪），2021.9
図-5 事前のボーリング結果

図-6 削孔試験位置

全地連「技術フォーラム 2022」那覇【33】

全自動ボーリングマシンの開発－ ワイヤーライン用ノンコア削孔ツールスによる削孔試験について －（株）ワイビーエム
応用地質（株）河内誠◯矢羽田祥貴（株）アサノ大成基礎エンジニアリング 立石

川崎地質（株）近藤勉

基礎地盤コンサルタンツ（株）（株）クリステンセン・マイカイ 宮本哲臣（株）ダイヤコンサルタント 谷

1. はじめに

和繁

亮

武政

学

中央開発（株） 福原誠によるコア削孔を行った。ここに、削孔仕様は削孔速度

地盤調査業界における、熟練オペレーターの退職と担い手の入職者減少による技術の伝承とオペレーター不足
1)

15min/m、回転数45rpm、流量20L/min とした。
コア削孔後、ノンコア削孔ツールスをコアバーレル先が危惧される 中、その対策として、全自動ボーリングマ

端に自由落下させてセットし、GL-2ｍから GL-5ｍまでをシンおよびそれに使用するワイヤーラインツールスの開所定の削孔条件でノンコア削孔する（試験ケースＡ）。

発を進めてきた2)。ワイヤーラインはコア削孔専用ツール

ノンコア削孔後、先端ビット交換を想定し、コアバー

スであるが、地質調査では、孔内試験等ではノンコアボ

レル引上げ、ダイヤモンドビットへ交換、ノンコア削孔ーリングも必要となる。そこで、本報では、新たに開発ツールスを装着したコアバーレルにて、所定条件で GL-

3)したノンコア削孔用ツールス について、削孔仕様を求め

5m までボーリング孔に再挿入した（試験ケースＢ）。

るために行った削孔試験の結果について報告する。

2. 全自動ボーリングマシンとノンコア削孔ツールス
今回開発したノンコア削孔ツールスは、全自動ボーリ
ングマシンで採用しているワイヤーライン方式の特徴を利用して、地上からコアバーレル先端にツールスを投入するだけで、コアボーリングからノンコアボーリングに容易に変更できるよう計画した。図-1に全自動ボーリン
グマシンを図-2にノンコア削孔ツールスを示す。
試験場所

図-3 試験場所 4)

図-4 事前のボーリング結果

図-1 全自動ボーリングマシン
図-5 削孔試験手順

4. 削孔試験結果
図-2 ノンコア削孔ツールス

3. 削孔試験方法

削孔試験の位置を図-6に示す。ここに、メタル削孔試験は佐賀県唐津市原の造成地にあるワイビーエ

ビットで行う試験ケース

ム所有地で実施した。当該地盤は一級河川松浦川の氾濫

Ａについてはケース No.

原にあり、緩い砂地盤が分布しており、削孔試験の対象にＭ、ダイヤモンドビッ

層は造成埋土以深の GL-2m～GL-5m の3m の区間とした。

トで行う試験ケースＢに

図-3に試験場所、図-4に事前のボーリング結果を示す。

ついてはケース No.のＤ

図-5に試験削孔手順を示す。地表から GL-2m までは、をつけることで区分し従来のメタルビットを装着したワイヤーラインツールス

た。

図-6 削孔試験位置

全地連「技術フォーラム 2022」那覇
試験ケースＡでは、ノンコア削孔の最適値を確認する

参考として図-9に試験ケースＡ，Ｂの最適条件と比較ため、ロータリー式ボーリングにおける削孔の三要素（回として SN 比の第5位と第9位の試験ケースの深度と回転転数、給進力、送水量）の組合せを変えて削孔試験を実トルクの関係を示す。図-9から、最適値はいずれのケー施した。計測データ（削孔深度・回転数・回転トルク・スもトルクが低くばらつきが小さいことが確認できた。

貫入速度・給圧力・送水量・送水圧）のうち、回転トル[試験ケース A ノンコア削孔]

クに着目して、品質工学手法を用いて SN 比で比較評価した。表-1に試験ケースと SN 比を示す。また、各 SN 比（M01～M09）の要因効果について解析を行った SN 比と水準の関係を図-7に示す。最適条件は SN 比が大きい水準
を 選 定 し 、 削孔 速 度 15min/m 、 回 転 数 60rpm 、 送 水 量
30L/min であると推定した。その後、確認試験 M10により最適条件の SN 比が23.00db であることから、推定が正
しく、再現できていることを確認した。
次に、試験ケース B では、再挿入時のダイヤモンドビ[試験ケース B ノンコア再挿入]

ットにおける削孔仕様の最適値を確認するために、ノン
コア削孔時と同様の評価方法で評価を行った。表-2に試験ケースと SN 比の結果を示す。また、各 SN 比（D01～
D09）の要因効果について解析を行った SN 比と水準の関係を図-8に示す。最適条件は SN 比が大きい水準を選定
し、削孔速度3min/m、回転数60rpm、送水量30L/min であると推定した。その後、確認試験 D10を行い、最適条件の SN 比は22.82db と高い優位性を確認することができた。

図-9 深度と回転トルクの関係

5. まとめ表-1 試験ケースＡ削孔試験の結果
M01

M02

M03

M04

M05

M06

M07

M08

削孔速度(min/m)

5

5

5

10

10

10

15

15

M10
確認
15
15

回転数(rpm)

30

45

60

45

60

30

60

30

45

60

20

30

30

10

20

20

30

10

30

ケース

送水量(L/min)
SN比(db)

10
8.65

M09

9.47 22.20 19.25 16.27 14.61 17.34 21.61 20.01 23.00

ワイヤーライン方式にて地質調査を行う場合のノンコ
ア削孔用ツールスを開発し、ノンコアボーリングの削孔仕様を確認するために削孔試験を行った。削孔試験の結果、下記の仕様が確認できた。
①ノンコア削孔仕様（メタルビット＋クロスビット）
削孔速度15min/m、回転数60rpm、送水量30L/min②ノンコア再挿入仕様（ダイヤモンドビット＋クロスビット）
削孔速度3min/m、回転数60rpm、送水量30L/min
軟弱層でのノンコア削孔では、送水量を30L/min に設

図-7 試験ケース A SN 比と水準の関係（要因効果図）

定するため、削孔水で孔底を乱す可能性がある。そのた表-2 試験ケース B 削孔試験の結果

めノンコア削孔での削孔終了時は流量を徐々に下げるな

ケース
削孔速度(min/m)

D01

D02

D03

D04

D05

D06

D07

D08

2

2

2

3

3

3

4

4

D10
確認
4
3

D09

回転数(rpm)

30

45

60

45

60

30

60

30

45

60

送水量(L/min)

10

20

30

30

10

20

20

30

10

30

SN比(db)3.79 14.41 18.04 20.02 26.60

6.12 10.76 13.93

8.96 22.82

どの対処を検討し、システム化していく必要がある。
《引用・参考文献》
1) 岩崎公俊：技術伝承に関わる全地連の取り組み，地盤工学会誌,65-3,2017.5
2）奈須徹夫・他：全自動ボーリングマシンの開発―ワ

イヤーラインを用いた軟弱地盤の削孔について

その

２ー, 全地連「技術フォーラム2021」大阪，2021.9
3) 宮本哲臣・他：全自動ボーリングマシンの開発－

ワイヤーライン用ノンコア削孔ツールスの開発について－, 全地連「技術フォーラム 2022」那覇，2022.11
図-8 試験ケース B SN 比と水準の関係（要因効果図）

4）スーパー地形陰影起伏図

全地連「技術フォーラム 2022」那覇【34】

コア削孔機を利用した既設橋形状調査の事例
株式会社ウエスコ

1. はじめに西岡克知圭(2) 調査の制約と方針

一般的にコア削孔機はコンクリート円柱試料の採取を利用者が多かったため当該既設橋の通行規制はできな目的に利用される．この場合，壁面に対して垂直方向にかった．加えて，橋台付近に埋設管が多かったため，道削孔されることが多いが，角度付きポールベースの使用

路上から行う斜めボーリングのリスクは高かった．そこにより斜掘りも技術的で，河川内の各橋台壁面から斜掘りする方針とした．出

ハンドルに可能となる（図-1）．

水期であったこと，桁下の作業空間が狭かったこと，機
ポール

ベース

このように，コア削材搬入が容易でなかったことから，機械ボーリングでのアンカーピン

孔機による斜掘りを活

本体
※60°

用して，削孔長・削孔角

コアチューブ(シングル)
L=50cm/本※60°度・孔口高から既設橋

ダイヤモンドビット

作業は困難と判断し，コア削孔機を採用した．
(3) 調査の結果
A1橋台は L=2.00m，A2橋台は L=1.75m でフーチング底
GH=10.84m

360

橋台コンクリートは概ね亀裂の無い連続した

直

増水時水位
壁面

平常時水位

に垂

60

GH=7.00m

直

°

18 78

20 00

面深さを調査した事例である．

を引き上げる必要があ

に垂

31 1

自歩道橋の設計に伴い隣接する既設橋のフーチング底

65
壁面

°

注意してコアチューブ

A2

A1

60

2. 既設橋形状調査の事例その1

GH=7.96m
L=1.75m

13 0

ため，桁下の天井高に

2 1 30コアで得られた．そのA2-C2

GH=7.93m
L=2.00m75 °図-1 コア削孔機の斜掘り概念図

A1-C1
2.3m

する．

73 °

発電機

17 50

給水ポンプ

2.3m

φ65mm

420

査した事例を2つ紹介

面を確認した（図-3）．

13 0※調整角度は商品の仕様で異なる

36 6

フーチング底面高を調GH=6.26m

った（写真-2）．

GH=6.00m(1) 調査の目的

図-3 削孔結果図

既設橋は市街地に位置しており，渡河できる要所であったことから車両および歩行者の通行が多かった．その一方で幅員が狭隘だったことから，自歩道橋の併設が計画されていた（図-2および写真-1）．自歩道橋の設計条件
として，床掘り工事による既設橋下の土砂流出とそれに伴う空洞化・不安定化を防止する目的で，隣接する既設橋のフーチング深さを把握する必要があった．しかし，既設橋の設計・施工図面は現存しておらず，フーチング

削孔状況

コアチューブ引抜状況

底面深さを調査する必要が生じた．

A1-C1

4500

Bv-2

As
4500

Bv-1

モノレール柱

採取コア

標

10.48

10.64

7.58
10.65
10.48天端計画自歩道橋
鉄管

標

10.84
10.86

コア削孔
(A1-C1)

幅員4.5m

仕
10.49

既設橋
(7.36)

HP

7.41

As

制
φ

7.50

13

00

10.52
標
10.37 10.63
D
10.48天端10.80

写真-2 作業状況と採取コア

10.45
10.36

下 10.56

10.66

As

10.84

T-4
CM

標
10.45

標

10.39

要はあったが，短時間の作業によりリスクを大幅に低減することができた．

10.46

流向

7.41

掘削孔は無収縮モルタルで閉塞し，全ての作業を約3時間で完了した．作業中の天候と河川水位に注意を払う必KBM.1
H=10.836

コア削孔(A2-C2)

橋長15.5m

T-3

工事中

制

7.46

Co

4500

10.43

下 10.47

10.47

3800

4500

10.41

1000

As

400 3000 400

10.45

10.37

A2-C2

計画橋長 17400

As

(花)

図-2 既設橋および計画自歩道橋の平面図

3. 既設橋形状調査の事例その2
橋梁撤去設計のために既設橋形状調査を行った事例である．
(1) 調査の目的

A2-C2

計画自歩道橋A1-C1

調査対象は谷底平野を流れる1級河川に架かる橋長
34.6m，有効幅員3.7m の旧橋であった．昭和8年に竣工し流向た旧橋は，老朽化の激しいこと，幅員の狭隘なこと，河川通水を阻害することから新橋への架替え事業が進めら

写真-1 既設橋の現状（下流方向から撮影）れていた．事例1と同じく旧橋の設計・施工図面は現存せ

全地連「技術フォーラム 2022」那覇
ず，橋台・橋脚の形式および基礎の形状，撤去ボリュー

ーチング下の木杭は確認されなムを把握するために調査を行う必要があった（写真-3）．

かった．一方でコアチューブ内壁

A2

P3

P2

に張り付いた粘性土の回収に苦P1A1労した（写真-4）．
写真-4 採取した粘性土

4. まとめ流向コア削孔機による斜掘りの利点と注意点をまとめる．
写真-3 対象旧橋の現状(1) 利点(2) 調査の制約と方針①概ね2～3m の天井高があれば，狭い作業空間での作

旧橋は業務期間中も供用されていたため，橋上を占用して調査を行うことは難しかった．

業が可能であり，交通等の問題で道路上での調査が実施できない場合に有利である．

橋脚のフーチング上は土砂が厚く堆積していたため，②橋台壁面から削孔することで，道路上からの削孔と土砂掘削に対応できる機械ボーリングでフーチングの深比較して余計な削孔が発生せず，埋設管の損傷リスさおよび平面形状を調査した．さらに，斜めボーリング

クも回避できる．

でフーチング下の木杭の有無を調査した．

③機材の搬入・設置撤去が容易なため，機動性に優れ，一方，橋台についてはフーチング深さの調査にコア削孔機，フーチング奥行の調査にオーリス（衝撃弾性波法）

特に削孔地点の多い場合に有利である．
(2) 注意点を活用した（図-4）．出水期開始までの約2週間で橋台の①削孔長の長い場合は，コアチューブの引き上げに十形状をある程度把握する必要があったことから，足場等

分な天井高を確保するか，コアチューブを一本ずつの工作物の仮設を必要とせず，機動性の高いコア削孔機を採用した.

れた構造物調査には不利である．

2.70

既設橋撤去設計(橋長 34.64m)
流向

橋台試掘(床掘 、埋戻)③対象が鉄筋構造物の場合は，鉄筋探査結果をもとに

5.94

-1

Bor
B or . 2- 3
Bo r . 2 - 2
.2
-1

6.05

6.96

NO.-3+ 35.30
2.30

削孔位置や角度を入念に検討する必要がある．

6.71

Bo
B o r 5B o rr 5 - 23
51

r. 3

6.99

Bo

Bo
Bo r.1
B o rr . 1 -- 2
.1 - 3
4

OrisNo.2

幅員3.7m80

外す必要がある（低能率かつコア落下リスク高い）．
②土砂部の掘削に不向きであり，完全に地中に埋設さOrisNo.1
Bor.3-4
Bor.3-5
Bor.3-6

A1

橋台 試掘(床掘、埋戻)P1

0.18
Bor.6-1（斜掘り）(河川上流方向)

P2

P3

A2

5. おわりに

2.36

既設橋撤去設計(橋長 34.64m)

右岸

A1

P1

P2

P3

A2

左岸

AS

Dep.=3.00m
Dep.=2.80m
Dep.=2.00m

橋脚高さ 8.24m

Dep.=4.90m

橋脚高さ 8.29m

Bor.2-1

Bor5-2
Bor5-3(床掘、埋戻)V=7.9m3

Bor.3-4～3-6

Dep.=4.80m

沖積粘性土層ac1（Ave.N=2）

橋台試掘

Dep.=24.00m

Bor.2-2

盛土層b（Ave.N=3）
OrisNo.1

Bor5-1

Bor.3-1

Dep.=4.00m(床 掘、埋戻)V=6.3m3

橋脚高さ 8.24m

橋台高さ 5.01m

Bor.2-3
橋台試掘

橋台高さ 5.05m

Bor.1-2
Bor.1-3
Bor.1-4

Bor.6-1
Dep.=8.00m
角度=42°
測量中心

インフラの老朽化に対するメンテナンスは我が国の課題であり，インフラの修繕及び更新業務は今後増えていくと考えられる（図-6）．

盛土層b（Ave.N=3） OrisNo.2

河床砂礫

凡例
平面図 側面図

調査法
コア削孔機

沖積砂質土層as1（Ave.N=4）

機械ボーリングオーリス(衝撃弾性波法)

沖積礫質土層ag1(Ave.N=21)

図-4 旧橋の平面図・側面図と各調査地点(3) 調査の結果
各橋台で2点の水平削孔，1点の斜め削孔を実施した（図-5）．作業は水平削孔4箇所（ΣL=2.9m），斜め削孔2箇所
図-6 建設年度別橋梁数1)（ΣL=3.6m）を2日で完了することができた．
右岸

A1

A2

構造物の維持修繕において，その形状は重要な情報で左岸ある．しかし，古い構造物では設計図・施工図が現存し
0.67m

m

1.7
0m

30 °

.40

1.0

しなければならない．コア削孔機による斜掘りはそのよ
m0

盛土層b（Ave.N=3） ）OrisNo.1

ないケースもあり，その場合は調査を行って形状を把握
0.70m

Bor5-2
Bor5-3 0.80m
90

30 °

橋台試掘
(床掘、埋戻)V=6.3m3

Bor5-1桁下2.9m
橋台試掘(床掘、埋戻)V=7.9m3

1.

0m

0.73m

Bor.1-2
Bor.1-3 桁下3.0m
Bor.1-4

OrisNo.2

うな場面で活用できる現場技術であり，本例のような橋
台フーチング深さに限らず，既設砂防堰堤の根入れ調査等に対しても活用できるものと期待する．

図-5 削孔結果図
橋台フーチング下の木杭の有無を調べるために，斜掘りにおいてフーチングを貫いた後，コアチューブの押し込みにより沖積粘性土層を追加削孔した．その結果，フ《引用・参考文献》
1) 国土交通省：令和2年度版国土交通白書，p.114，2020.6

全地連「技術フォーラム 2022」那覇【35】

コアドリルを用いた堰堤調査事例
新協地水株式会社

1. はじめにインフラ施設の長寿命化・老朽化対策では，施設の健全度を把握し，予防保全段階の対策を行うことがライフ
サイクルコストの縮小を実現する上で重要である．

〇二瓶

光，山家

雄太，高橋

友啓

であること等がある．
(3) コアドリル工法の問題点
コアドリル工法の問題点としては，通常深掘に用いられる工法（汎用工法）ではないため，掘削深度・採取コ

砂防堰堤の老朽化に伴う補修設計の地質調査では，一ア試料の状態は地層状況・堤体の状況に左右され，特に般に機械ボーリングを用いた堰堤コアの採取が行われて堤体のコンクリートの状態が悪いと，掘削効率，コア採いる．

取率が落ち，15m をしかし，調査が必要な既設砂防堰堤は，建設年代が古超える掘削では，連い場合が多いため，ボーリングマシンの搬入・仮設条件

結チューブの揚げの難易度が高く，多大な費用と長期日数を要する．

降ろしにより，作業

本報告は，設計内容に応じ，工期短縮・低コスト化を効率が極端に落ち目的とした，コアドリルによる既存堰堤調査の事例につる等といった問題

いて示すものである．

点が挙げられる．
また，本工法単体

2. 調査地の条件について

では堰堤の基礎地

砂防堰堤調査の性質として，調査対象となる砂防堰堤

盤が土砂であったは，建設年代が古く，砂防堰堤の資料（工事台帳等）が場合に強度の把握

残されていない場合があり，堰堤構造（堤高，堤長，材が困難であり，別途料等）の正確な情報に乏しい．

仮設を行い，原位置

補修設計には，既設堰堤の堤高や根入れ深さ，基礎地
盤の種類等を調査する必要があり，これらの設計パラメ

試験の実施等が必要となる．

写真-1 コアドリルによる掘削状況ータの取得に際しては機械ボーリングや弾性波速度試験等の採用が一般的である．

表-1 従来工法との比較表

また，建設年代の古い堰堤は，工事用道路が消失し，堰堤へのアクセスが困難である場所が多く，人力で施工された石積堰堤もある．

掘削工法

機械ボーリング

コアドリルを用いたコア採取

掘削深度

10.0m

10.0m

設計パラメータは，砂防堰堤の状態（内部構造・堤体高）や基礎地盤の確認であることから，堤体中央や両端工法概要部による掘削とした．
設計パラメータを満足する方法で，かつ工期の短縮，費用の縮減を図るため，大規模な仮設を要せず，資機材

資材運搬
仮設概要

仮設数量

運搬の容易なコアドリルによる調査を提案した．

3. 従来工法との比較と調査結果について

全作業工程(1) 従来工法（ボーリング調査）との比較
従来工法（ボーリング調査）との比較表を表-1に示す．

（写真-1），河川増水時の資機材撤去が容易であること，
ボーリング調査と同等のコア試料を採取することが可能

・人肩運搬・実質計上なし

モノレール架設2日，資機材運搬仮設1日，掘削4日，資機材撤去1日，
モノレール撤去1日
延べ9日程度

運搬設置～掘削3日，撤去1日
延べ4日程度

短所

・掘削費用に対し，仮設費用が高額となる．
・通常深堀に用いられる工法（汎・コアドリルと比較し，作業日数 用工法）ではないため，掘削速がかかる．
度・採取コア試料の状態は地層・河川増水時の迅速な撤去は困 （堤体）の状況に左右される．
難．
・15mを超える掘削は作業効率が・足場仮設はえん堤下流から組み 極端に落ちる．
3
上げ（通常の水上足場+14空m 程 ・調査孔を用いた原位置試験ができない（別途仮設を行えば実施可
度要）．
・安全なモノレールルートの選定 能）．
が困難．

工法の
特徴

価であること，大掛かりな運搬が不要であること，コアドリルを堰堤に直接設置する為，仮設が容易であること

・水上足場（水深1.0m以下）
・モノレール運搬（50m以下）・モノレール架設・撤去（50m以下）長所とが可能である．
従来工法と比較し，全作業工程の短縮，調査費用が安・ロータリー式ボーリングマシン ・コアドリル2700kw級を用いたコ
5.5kw級を用いたコア試料採取
ア試料採取
・掘削孔径φ66mm，・掘削孔径2・1/2in（63mm），
採取コア径48mm
採取コア径53mm

・地質調査で広く用いられる汎用 ・安価で，大掛かりな仮設，運搬工法であり，確実性が高い．
が不要である．
・地層（堤体）の状況に左右され ・河川増水時の資機材撤去が容易
である．
ない．
・大深度，増掘への対応が容易で ・機械ボーリング同等のコア試料ある．
を採取することが可能である．
・調査孔を用いた原位置試験の実 ・砂防えん堤での掘削実績があ
る．
施が可能．

従来工法と比較し，掘削孔径や採取コア径に大きな差異は無く，コアの観察はボーリング調査と同様に行うこ(2) コアドリル工法の長所

砂防堰堤地質調査施設
掘削工法

全地連「技術フォーラム 2022」那覇
24.33kN/ ㎥ の 範 囲 を70

写真-2にコアドリルを用いて採取したコアを示し，写示し，単位体積重量に真-3にボーリングマシンを用いて採取したコアを示す．

は幅があり，一般的な（N/mm2）60

これらの掘削箇所は，同一沢筋内の異なる堰堤で掘削

普通コンクリートの圧縮強さ(4) 調査結果について

30

基 準 値 2 ） 22.5 ～したものである．
掘削速度を比較するとボーリングマシンでの掘削では23.0kN/㎥を下回るも掘削速度60～120（cm/時）程度，コアドリルでの掘削でのが多い（図-1）．

は掘削速度60～100（cm/時）程度であり，堰堤の掘削においては，掘削速度に大きな差異は無い．

50
40

20
10
0
1900

1920

1940

1960

施工年代

コ ン ク リ ー トの 強

1980

2000

（年）

図-2 施工年代と圧縮強さ度についても11.70～
64.10N/mm2 の 範 囲 を

40を用いて採取したコアを比較すると，コアドリルを用い示し，コンクリート圧35て採取したコアの品質は，ボーリングマシンを用いて採縮強度の基準値3）であ取したコアと同程度を確保することが出来る．

る 24N/mm2 を 下 回 る

圧縮強さ

ものがある（図-2）．

（N/mm2）

コアドリルを用いて採取したコアとボーリングマシン

単位体積重量が大
きいと圧縮強さも大きい傾向がある

30
25
20
15
10
10

15

20

単位体積重量2530（kN/㎥）

図-3 単位体積重量と圧縮強さ（図-3）．
(2) 砂防補修設計について
補修設計の段階では，既設砂防堰堤の重量，強度等が現行の基準を満たしていないため，補修は腹付けや嵩上
写真-2 採取コア状況（コアドリル）げ等による補修が検討される場合が多い．
ただし，既設砂防堰堤の状態によっては，腹付け等では対応できず，設計に時間を要する．
このため，設計段階に応じたレスポンスの良い調査手法として，コアドリルによるコア採取が有用である．

5. まとめ
建設年代が古く，砂防堰堤の資料に乏しい既設堰堤の堰堤構造を把握する為の調査においては，コアドリルによるコア採取により，工期の短縮・低コスト化を実現す
写真-3 採取コア状況（ボーリングマシン）

ることが出来た．調査期間の短縮・低コスト化により，多くの老朽化した砂防堰堤の調査を実施することが可能

4. コンクリートの品質と砂防補修設計についてとなることから，今後のインフラ施設の長寿命化・老朽(1) コンクリートの品質について化対策に係る事業の一助となることを願う．

調査対象である砂防堰堤の多くは，昭和30年代より古い堰堤である．これらの砂防堰堤の主要材料が粗石コン《引用・参考文献》

クリートであり，多孔質のセメントペーストが流出して

1) 尾関 信幸・亀澤 奈央：「砂防堰堤におけるコンクリート

1）

砂礫状となった脆弱部がみられる場合もある ．
過去に実施した砂についても粗石コン
クリートが使用されており，1964年（昭和39年）以前に施工された砂防堰堤は単位
体 積 重 量 が 11.22 ～（kN/㎥）

取したコンクリート

2014巻 B 号，B.404-B.405，2014．

30

単位体積重量

防堰堤調査により採の施工技術の変遷」，砂防学会研究発表会概要集，
2) 公益社団法人土木学会：コンクリート標準示方書[設計25

編]，2018．
3) 一般社団法人日本建築学会：建築工事標準仕様書・同20

解説，2018．
15

10
1900

1920

1940

施工年代

1960

1980

2000

（年）

図-1 施工年代と単位体積重量全地連「技術フォーラム 2022」那覇【36】

京都府の寺院境内における軽量型ボーリング調査事例
ハイテック株式会社〇岩田克彦，櫻井皆生，NGO XUAN LOC

1. はじめに京都府京都市内に位置する 300 年の歴史がある寺院において、本堂建て替えに伴い地盤調査を実施した。
本事例では、発注者である寺院からの要望で、参拝者の迷惑にならないように調査を実施する必要があった。
このため、モノレール架設すると参拝通路を塞ぐこと、作業ヤードが狭く3m×2m の足場は仮設が困難なことから、通常のボーリングマシンでは調査が実施できなかった。したがって、軽量型ボーリング（ドクターモールⓇボーリング）を使用し調査を実施した。

2. 調査方法
軽量型ボーリングと通常ボーリングの性能を表-1 に整理する。軽量型ボーリングの重量は、分割すると 1 つ
10～30kg 程度となる。本調査では、標準貫入試験も実施

写真-2 軽量型ボーリングマシン（電動型）作業状況

することから、標準貫入試験用ハンマーも 3 分割にできるものを使用し、人肩運搬での搬入が可能となった。
簡易型ボーリングは電動型とエンジン型 1）があり、電3. 通常のボーリングマシンと比較
軽量型ボーリングと通常ボーリングについて、作業工

動型は 100V の電源で掘削可能なボーリングマシンであ程と調査費用について比較する。

る（写真-1 参照）。

(1) 作業工程

ボーリング調査は寺院境内の庭園内で実施し、植木の1 孔 20m 掘削時の作業工程を表-2 に整理する。作業工

伐採が出来ないことから狭い箇所では、1m×2m 程度の足程は現場状況により異なるが、今までの実績をもとに整場で作業を実施した（写真-2 参照）。

理した。

表-1 ボーリングマシン性能一覧
項目
資機材
総重量
マシン
重量

軽量型ボーリング
電動型

エンジン型

エンジン型

300kg 程度

400kg 程度

1500kg 程度

20kg 程度

160kg 程度

300kg 程度

分解重量15kg 程度

30kg 程度

50kg 程度

掘削能⼒

20ｍ程度

30ｍ程度

機械により変化40ｍ

50m

機械により変化

掘削深度
最大
調査対象

通常ボーリングと同等

表-2 調査工程比較一覧（1 孔 20m）

通常ボーリング

各種項目
モノレール架設
（50m）
運搬方法
運搬
(50m)
足場仮設
(平坦地）

軽量型ボーリング

通常ボーリング

電動型

エンジン型

エンジン型

-

-

1.0〜1.5 日

人肩運搬主体で⼀部台⾞を使用

モノレール運搬1.0〜1.5 日

1.0〜1.5 日

0.5〜1.0 日

1〜2 時間

1.5〜3 時間

0.5〜1.0 日掘削(φ66,

7日

5日

5日

礫混じり土砂相当)(3m/日)(４m/日)(４m/日)

撤去

1〜1.5 時間

1〜2 時間2〜4 時間

移設

0.5〜1.5 日

0.5〜1.5 日

0.5〜1.0 日

合計

10.5 日8.5 日(モノレール架設・

8.5 日
撤去含まない）写真-1 軽量型ボーリングマシン（電動型）作業例

全地連「技術フォーラム 2022」那覇

軽量型ボーリングは、人肩運搬のため、運搬に時間を要するが、モノレール架設は不要であり、足場仮設はコンパクトであることから作業が速い。
掘削速度は、軽量型ボーリングの電動型は 100V の電源で掘削するため、エンジン型と比べトルクが弱く、掘削時間を要する。ただし、20m 掘削では 2 日程度の差である。エンジン型の掘削速度は通常ボーリングとほぼ同等である。
(2) 調査費用
調査費用一覧を表-3 に示す。運搬距離は 50m として

写真-3

軽量型ボーリングにより採取したコア算出した。モノレール架設の単価は積算資料 2）を参考とし、人肩運搬は実績の単価とした。また、費用が同等の項目は省略した。

5. まとめ・今後の課題
軽量型ボーリングマシンを使用することで、発注者か軽量型ボーリングはモノレール架設・撤去が不要ならの要望を満たすボーリング調査を実施することができため、通常ボーリングよりも諸経費を抜いた金額で約た。1m×2m 程度の小さな足場仮設での掘削であったが、10 万円のコストを縮減して調査を実施できた。

通常ボーリングと変わらないコアが採取できた。
仮設条件にもよるが、大阪層群砂礫層の場合は 15m 程

表-3 ボーリング調査費用一覧
項目

軽量型ボーリング度の掘削では電動型、30m までの掘削ではエンジン型を

通常ボーリング

電動型

エンジン型

エンジン型

-

-

23.8 万円

モノレール
架設・撤去
（50m 以下）
運搬16.3 万円(50m 以下)(地質調査員相当 3 名×2 回)

モノレール
損料
合計
（諸経費未計上）--選定することが望ましい。
また、モノレール架設・撤去が不要なため通常ボーリ
ングよりコスト縮減が期待できる。
今後はドローン運搬等が実現されれば、より効率的な調査が可能になると考えられる。

3.8 万円＋α《引用・参考文献》
1) 株式会社 KANSO テクノス：技術リーフレット モバイルボ

16.3 万円

27.6 万円＋αーリング http://www.kanso.co.jp/aboutus/leaflet.html（確認日：2022.7.14.）；共同開発者

4. 調査結果
軽量型ボーリングの電動型の掘削速度は地質が大阪層群の砂礫層が主体であり、玉石も混入することから 3m/
日程度であった。掘削が進むにつれ、ケーシング挿入の深度が 15m を超えた付近よりトルクが弱く、ケーシングが回らなくなった。このため、エンジン型に交換せざるを得なかった。また、エンジン型の掘削速度は 4m/日程度であった。
ボーリングコアは、軽量型ボーリングの電動型、エンジン型ともに通常ボーリングと同等のコアを採取できた（写真-3）。
また、φ86 に拡孔し孔内水平載荷試験（普通載荷）を実施したが、試験結果からも問題なく作業ができたと考えられる。

2) 一般社団法人建設物価調査会：建設物価,p.867,2022.7.