JP2011021374A - 矢板の圧入工法 - Google Patents

Abstract

【課題】 地盤の掘削時に負荷の偏り及び掘削主軸の振れを防止して地盤に真っ直ぐな掘削孔を形成する。
【解決手段】 回転駆動される掘削主軸９の外周面にケーシング１０を外嵌装備すると共に、ケーシング１０の外周面に矢板Ｐを配設支持し、前記掘削主軸９の先端部に、掘削主軸９が掘削方向へ回転したときに地盤Ｇからの掘削抵抗で掘削主軸９の軸線Ｏを中心にして均等に拡径し、又、掘削主軸９が前記と反対方向へ回転したときに地盤Ｇとの摩擦抵抗により矢板Ｐに衝突しない大きさに縮径するビット部１５を備えた掘削工具１３をダウンザホールハンマー１２を介して取り付けた掘削装置１を用い、当該掘削装置１を起立姿勢で支持し、この状態で回転打撃される掘削工具１３のビット部１５によって地盤Ｇを掘削しながらケーシング１０及び矢板Ｐを圧入し、矢板Ｐの圧入完了後に掘削工具１３のビット部１５を縮径状態として掘削工具１３等を地盤Ｇ中から引き抜く。
【選択図】 図２

Description

本発明は、玉石混じりの砂礫層や岩盤、転石等が存在する硬質の地盤にＵ形の鋼製の矢板を圧入する工法に係り、特に、硬質の地盤の掘削と矢板の圧入とを同時に行うようにした矢板の圧入工法の改良に関するものである。

従来、硬質の地盤の掘削と矢板の圧入とを同時に行う矢板の圧入工法としては、例えば、特許第２９９７４０２号公報（特許文献１）に開示された工法が知られている。

即ち、前記矢板の圧入工法は、図７に示す如く、オーガマシン３１により回転駆動される掘削主軸３２に円筒状のケーシング３３を外嵌装備すると共に、前記掘削主軸３２の先端部にダウンザホールハンマー３４を介して偏心掘削ビット３５を取り付けた掘削装置３０を用い、Ｕ形の鋼製の矢板Ｐをチャック装置３６等によりケーシング３３の外周面にケーシング３３に沿って配設支持し、オーガマシン３１により掘削主軸３２を回転駆動して偏心掘削ビット３５を回転させると共に、当該偏心掘削ビット３５をダウンザホールハンマー３４により打撃し、偏心掘削ビット３５の回転打撃作用によって地盤Ｇを掘削しながらケーシング３３及び矢板Ｐを圧入するようにし、矢板Ｐの圧入完了後に偏心掘削ビット３５を矢板Ｐと衝突しない位置に回転させ、この状態でケーシング３３及び偏心掘削ビット３５を地盤Ｇ中から引き抜くようにしたものである。

前記矢板の圧入工法は、掘削主軸３２及びダウンザホールハンマー３４により回転打撃される偏心掘削ビット３５によって地盤Ｇを掘削し、掘削孔を形成しながら矢板Ｐを圧入するようにしているため、玉石混じりの砂礫層や岩盤等が存在する硬質の地盤Ｇの掘削が容易になると共に、硬質の地盤Ｇへの矢板Ｐの圧入を迅速且つ容易に行うことができると云う利点がある。

又、この矢板の圧入工法は、図８及び図９に示す如く、ビット本体３５ａ及びビット軸部３５ｂから成る偏心掘削ビット３５を用いているため、偏心掘削ビット３５を矢板Ｐに衝突することなく地盤Ｇ中から引き抜くことができると共に、掘削孔の内径を矢板Ｐの幅と同等或いはそれ以上に形成することができ、矢板Ｐの圧入をより一層容易に行えると云う利点がある。

しかしながら、従来の矢板の圧入工法は、地盤Ｇを掘削する掘削ビットに偏心掘削ビット３５を用いているため、地盤Ｇを掘削する際に負荷が偏り、掘削主軸３２に振れが生じて真円で真っ直ぐな掘削孔を形成することができないと云う問題があった。その結果、矢板Ｐを所定の位置に正確に圧入することが困難であった。然も、地盤Ｇを掘削する際に掘削主軸３２が振れると、偏心掘削ビット３５にかかる掘削抵抗が大きくなり、掘削作業を円滑に行えないことになる。

又、従来の圧入工法は、偏心掘削ビット３５を掘削孔から地上へ引き抜く際に、掘削主軸３２を所定角度だけ回転させて偏心掘削ビット３５が矢板Ｐに衝突しないような位置で停止させなければならないが、偏心掘削ビット３５が掘削孔内に位置しているために偏心掘削ビット３５の向きが判り難く、偏心掘削ビット３５を矢板Ｐに衝突しないような位置で停止させるのに時間がかかり、偏心掘削ビット３５の引き抜き作業に手数がかかると云う問題があった。

更に、従来の矢板の圧入工法は、偏心掘削ビット３５の回転打撃作用により地盤Ｇを掘削するようにしているため、偏心しているビット本体３５ａの先端部分のみが大きく摩耗したり、或いは破損したりすると云う問題があった。
この場合には、偏心掘削ビット３５を交換しなければならないが、ビット本体３５ａとビット軸部３５ｂとが一体的に形成されているため、偏心掘削ビット３５全体を交換しなければならず、経済性等に極めて劣ると云う問題があった。

特許第２９９７４０２号公報

本発明は、このような問題点に鑑みて為されたものであり、その目的は、地盤の掘削時に負荷の偏り及び掘削主軸の振れを防止して地盤に真円で真っ直ぐな掘削孔を形成するとこができると共に、掘削工具にかかる掘削抵抗が小さくて済み、又、掘削工具等の地盤からの引き抜き作業を簡単且つ容易に行え、然も、掘削工具が摩耗・破損した場合でも、掘削工具の摩耗・破損した部分のみを交換できて経済性に優れた矢板の圧入工法を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の請求項１の発明は、オーガマシンにより回転駆動される掘削主軸に円筒状のケーシングを外嵌装備すると共に、当該ケーシングの外周面にＵ形の矢板を配設支持し、前記掘削主軸の先端部に、掘削主軸が掘削方向へ回転したときに地盤からの掘削抵抗により掘削主軸の軸線を中心にして均等に拡径し、又、掘削主軸が掘削方向と反対方向へ回転したときに地盤との摩擦抵抗により矢板に衝突しない大きさに縮径する縮拡径自在なビット部を備えた掘削工具をダウンザホールハンマーを介して取り付けた掘削装置を用い、当該掘削装置を三点式の杭打機又は静荷重型圧入機のクランプ機構部により起立姿勢で昇降自在に支持し、この状態で掘削主軸及びダウンザホールハンマーにより回転打撃される掘削工具の拡径状態のビット部によって地盤を掘削しながらケーシング及び矢板を圧入し、矢板の圧入完了後に掘削主軸を掘削方向と反対方向へ回転させて掘削工具のビット部を矢板に衝突しない縮径状態とし、この状態でケーシング及び掘削工具を地盤中から引き抜くようにしたことに特徴がある。

本発明の請求項２の発明は、請求項１の発明に於いて、掘削装置を、静荷重型圧入機のオーガ駆動部や掘削主軸、オーガスクリュー、オーガヘッド等からパイルオーガ部のオーガヘッドに替えて、ダウンザホールハンマー及び掘削工具を配設した構成の掘削装置としたことに特徴がある。

本発明の請求項３の発明は、請求項１又は請求項２の発明に於いて、拡径状態のビット部の回転による最大軌跡円の直径がＵ形の矢板の幅とほぼ同じなる掘削工具を用い、Ｕ形の矢板を、その一方の継手用係合部が前記最大軌跡円の内側に位置し且つ他方の継手用係合部が前記最大軌跡円の外側に位置するようにケーシングの外周面に配設支持し、この状態で掘削工具の回転打撃作用によって地盤を掘削しながらケーシング及び矢板を圧入するようにしたことに特徴がある。

本発明の請求項４の発明は、請求項１、請求項２又は請求項３の発明に於いて、前記掘削工具には、ダウンザホールハンマーの先端部に掘削主軸の軸線に合致する状態で取り付けられ、掘削主軸の回転力及びタウンザホールハンマーの打撃力を受ける円柱状のガイドデバイスと、ガイドデバイスの先端部にその円周方向に均等に配置され、ガイドデバイスの先端部に所定角度回転自在に且つ交換可能に取り付けられた複数個のビットヘッドから成る縮拡径自在なビット部とから構成した掘削工具を用いたことに特徴がある。

本発明の請求項１に係る矢板の圧入工法は、掘削主軸の先端部にその軸線を中心にして縮拡径するビット部を備えた掘削工具をダウンザホールハンマーを介して取り付けた掘削装置を用い、地盤の掘削時に回転打撃される掘削工具のビット部が掘削主軸の軸線を中心にして均等に拡径した状態で地盤を掘削するため、掘削工具がバランス良く回転して負荷の偏りがなくなり、掘削工具の回転による掘削主軸の振れが防止されて地盤に真円で真っ直ぐな掘削孔を形成することができる。その結果、矢板を所定の位置に正確に圧入することができる。
又、本発明の請求項１に係る矢板の圧入工法は、地盤の掘削時に負荷の偏りをなくして掘削主軸が振れないようにしているため、掘削工具にかかる掘削抵抗が大きくならず、掘削作業を円滑に行うことができる。
更に、本発明の請求項１に係る矢板の圧入工法は、掘削主軸が掘削方向と反対方向へ回転したときに地盤との摩擦抵抗により矢板に衝突しない大きさに縮径するビット部を備えた掘削工具を用いているため、掘削工具を掘削孔から引き抜く際には掘削主軸を掘削方向と反対方向へ回転させるだけで、掘削工具のビット部を矢板に衝突しない大きさに縮径させることができ、地盤からの掘削主軸及び掘削工具等の引き抜き作業を簡単且つ容易に行える。
加えて、本発明の請求項１に係る矢板の圧入工法は、掘削主軸及びダウンザホールハンマーによる回転打撃される掘削工具により地盤を掘削しながら矢板を圧入するようにしているため、岩盤等が存在する硬質の地盤であっても、矢板の圧入を簡単且つ容易に行える。

本発明の請求項２に係る矢板の圧入工法は、従前の静荷重型圧入機のパイルオーガ部を有効に活用することができ、設備費や矢板圧入工事の大幅な削減が可能になる。

本発明の請求項３及び請求項４に係る矢板の圧入工法は、上記効果に加えて更に次のような優れた効果を奏することができる。

即ち、本発明の請求項３に係る矢板の圧入工法は、拡径状態のビット部の回転による最大軌跡円の直径がＵ形の矢板の幅とほぼ同じなる掘削工具を用い、Ｕ形の矢板を、その一方の継手用係合部が前記最大軌跡円の内側に位置し且つ他方の継手用係合部が前記最大軌跡円の外側に位置するようにケーシングの外周面に配設支持し、この状態で掘削工具の回転打撃作用によって地盤を掘削しながらケーシング及び矢板を圧入するようにしているため、先に地盤に圧入した矢板に隣接して次の矢板を圧入する際、隣接する矢板の継手用係合部同士の係合が可能になると共に、掘削工具の拡径状態のビット部が先行の矢板に干渉しないようにすることができ、矢板の継手用係合部の変形や損傷を防止することができる。その結果、矢板の引き抜きを円滑に行えると共に、矢板の再使用も可能となる。

又、本発明の請求項４に係る矢板の圧入工法は、縮拡径自在なビット部がガイドデバイス部に交換可能に取り付けられた複数のビットヘッドから成る掘削工具を用いているため、地盤の掘削によりビット部が摩耗、破損した場合でも、摩耗、破損したビット部のビットヘッドのみを交換すれば良く、掘削工具全体を交換する必要がなくなり、経済性に優れたものとなる。

本発明の矢板の圧入工法を実施するのに使用する掘削装置を三点式の杭打機で支持した状態の側面図である。 掘削装置の一部分を省略した一部破断側面図である。 掘削装置の掘削工具を示し、一部分を省略した掘削工具の断面図ある。 掘削工具を示し、（Ａ）はビット部が拡径した状態の底面図、（Ｂ）はビット部が縮径した状態の底面図である。 矢板の圧入工程を示す説明図である。 掘削装置を静荷重型圧入機のクランプ機構部で支持した状態の側面図である。 従来の矢板の圧入工法に使用する掘削装置の一部省略側面図である。 従来の掘削装置の要部の側面図である。 従来の掘削装置の偏心掘削ビットの底面図である。

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。
図１は本発明の矢板の圧入工法を実施するのに使用する掘削装置１を三点式の杭打機２により起立状態で支持した状態を示し、前記三点式の杭打機２は、クローラ等の走行部３を有する機体本体４と、機体本体４の前部に傾倒自在に支持されたリーダ５と、リーダ５にその長手方向に沿って摺動自在に取り付けられたオーガマシン６（掘削装置１のオーガマシン６と兼用）と、リーダ５を起立状態に支持する左右一対のバックステー７及びステーシリンダ８等を備えており、従来公知のものと同様構造に構成されている。

本発明の矢板の圧入工法に用いる掘削装置１は、図１及び図２に示す如く、三点式の杭打機２のリーダ５に沿って昇降自在に支持されるオーガマシン６（三点式の杭打機２のオーガマシン６と兼用）と、オーガマシン６に垂下状態で連結され、オーガマシン６によって回転駆動される中空状の掘削主軸９と、オーガマシン６に垂下状態で連結され、掘削主軸９に同心状に外嵌される円筒状のケーシング１０と、オーガマシン６に設けられ、ケーシング１０を回転駆動するケーシング回転駆動手段（図示省略）と、ケーシング１０の上端部に設けられ、Ｕ形の矢板Ｐの上端部を支持するチャック装置１１と、掘削主軸９の下端部にダウンザホールハンマー１２を介して取り付けた掘削工具１３とから構成されており、オーガマシン６による掘削主軸９の回転に伴って掘削工具１３が掘削主軸９の軸線Ｏを中心にして回転すると共に、掘削主軸９の中空部に供給される圧縮エアーにより駆動するダウンザホールハンマー１２によって掘削工具１３が所定のストローク上下動して打撃するようになっている。

前記掘削装置１の掘削工具１３は、図２乃至図４に示す如く、ダウンザホールハンマー１２の先端部に掘削主軸９の軸線Ｏに合致する状態で取り付けられ、掘削主軸９の回転力及びタウンザホールハンマー１２の打撃力を受ける円柱状のガイドデバイス１４と、ガイドデバイス１４の先端部にその円周方向に均等に配置され、ガイドデバイス１４の先端部に所定角度回転自在に且つ交換可能に取り付けられた複数個のビットヘッド１５′から成る縮拡径自在なビット部１５と、ビット部１５の各ビットヘッド１５′をガイドデバイス１４に着脱自在に取り付けるための複数本の抜け止めピン１６とから構成されており、掘削主軸９が掘削方向へ回転したときには、ビット部１５の各ビットヘッド１５′が地盤Ｇからの掘削抵抗により掘削主軸９の軸線Ｏを中心にして拡径する方向へ回転し、又、掘削主軸９が前記と反対方向へ回転したときには、ビット部１５の各ビットヘッド１５′が地盤Ｇとの摩擦抵抗により矢板Ｐに衝突しない大きさに縮径する方向へ回転するようになっている。

具体的には、ガイドデバイス１４は、先端部側（図３の下端部側）が後端部側（図３の上端部側）よりも大径となる多段円柱状に形成されており、小径の後端部側がダウンザホールハンマー１２に連結され、その軸線回りに回転力を受けると共に、軸線方向先端側に打撃力を受けるようになっている。

このガイドデバイス１４の先端部には、ガイドデバイス１４の先端面側及び外周面側に開口する凹部１４ａがガイドデバイス１４の円周方向に等角度で形成されている。この実施の形態では、凹部１４ａは、ガイドデバイス１４の先端部に１２０度間隔で三つ形成されており、各凹部１４ａの底面には、ビットヘッド１５′を着脱自在に取り付けるための軸孔１４ｂが形成されている。

又、ガイドデバイス１４の先端部には、その外周面から軸線方向へ向かうピン孔１４ｃがガイドデバイス１４の円周方向に１２０度間隔で三つ形成されており、各ピン孔１４ｃは、軸孔１４ｂの内周面にその接線方向に接する状態で開口させられている。

更に、ガイドデバイス１４内には、ダウンザホールハンマー１２からの圧縮エアーをガイドデバイス１４の先端部に形成した各凹部１４ａ内及びガイドデバイス１４の先端面に形成したすり鉢状の窪み部１４ｄ内へそれぞれ供給する空気孔１４ｅが形成されている。この空気孔１４ｅは、その下流側部分が分岐して各凹部１４ａの底面及び窪み部１４ｄの底面に於いて開口しており、各凹部１４ａの底面及び窪み部１４ｄの底面から圧縮エアーを噴出するようになっている。これによって、岩盤等の掘削時にその掘削粉等が空気孔１４ｅから噴出される圧縮エアーにより掘削孔２７とケーシング１０との隙間を通って地上へ吹き上げられることになる。

一方、ビット部１５を構成する各ビットヘッド１５′は、ガイドデバイス１４の凹部１４ａに収容される厚肉のブロック状のビット本体部１５ａと、ビット本体部１５ａの後端面に垂直に連設されて凹部１４ａの底面に形成した軸孔１４ｂに回転自在且つ抜き差し自在に嵌合される円柱状のビット軸部１５ｂとから構成されており、ビット本体部１５ａの先端面には、ダウンザホールハンマー１２からの衝撃力を岩盤へ伝えて岩盤を破壊切削する超硬合金等の硬質材料から成る突起１７が多数植設されている。

又、各ビットヘッド１５′のビット軸部１５ｂの外周面には、断面が半円形状の環状溝１５ｃが形成されている。この環状溝１５ｃは、ビット軸部１５ｂを軸孔１４ｂに嵌合してビット本体部１５ａの後端面を凹部１４ａの底面に当接させたときにピン孔１４ｃに合致するように形成されている。

そして、各ビットヘッド１５′は、ビット軸部１５ｂをガイドデバイス１４の軸孔１４ｂに嵌合し、ガイドデバイス１４のピン孔１４ｃに抜け止めピン１６を嵌合して抜け止めピン１６の一部分をビット軸部１５ｂの環状溝１５ｃに係合させ、この状態で抜け止めピン１６をスナップリング１８で抜け止めすることによって、ガイドデバイス１４の先端部に抜け止めされた状態でビット軸部１５ｂの軸線を中心にして回転可能に支持され、又、スナップリング１８を外して抜け止めピン１６をピン孔１４ｃから抜き取ることによって、ガイドデバイス１４から取り外すことができるようになっている。

上述した掘削工具１３は、掘削主軸９が掘削方向へ回転したときには、ビット部１５の各ビットヘッド１５′が地盤Ｇからの掘削抵抗によりビット軸部１５ｂの軸線を中心してガイドデバイス１４の外方へ拡がるように回転し、ビット本体部１５ａの先端部分がガイドデバイス１４の外周面から外方へ突出し且つビット本体部１５ａが凹部１４ａの壁面１４ａ′に当接して位置決された状態で回転される。即ち、掘削工具１３は、地盤Ｇの掘削時にそのビット部１５が掘削主軸９の軸線Ｏを中心にして均等に拡径した状態で掘削方向（図４（Ａ）の矢印方向）へ回転されることになる。

又、掘削工具１３は、掘削主軸９が前記と反対方向へ回転したときには、ビット部１５の各ビットヘッド１５′が地盤Ｇとの摩擦抵抗によりビット軸部１５ｂの軸線を中心してガイドデバイス１４の内方へ縮まるように回転し、ビット本体部１５ａが凹部１４ａ内に収容された状態で回転される。即ち、掘削工具１３は、ビット部１５が縮径した状態で掘削方向と反対方向（図４（Ｂ）の矢印方向）へ回転されることになる。

尚、この実施の形態に於いては、掘削工具１３には、拡径状態に於けるビット部１５の回転による最大軌跡円Ｓの直径がＵ形の矢板Ｐの幅Ｗとほぼ同じなる掘削工具１３が使用されている。

次に、上述した構成の掘削装置１及び三点式の杭打機２を用いたＵ形の矢板Ｐの圧入工法について説明する。

先ず、三点式の杭打機２により掘削装置１を地上の所定個所に起立姿勢で支持し、一番目の矢板Ｐ（図５の右端の矢板Ｐ）を、図５に示すようにその幅方向中心Ｃが掘削主軸９の軸線Ｏに対して矢板Ｐの各継手用係合部Ｐａ，Ｐｂの幅にほぼ相当する長さだけずらした状態でケーシング１０の外周面に配設支持する。
即ち、一番目の矢板Ｐを、その一方の継手用係合部Ｐａが拡径状態に於けるビット部１５の回転による最大軌跡円Ｓの内側に位置し且つ他方の継手用係合部Ｐｂが前記最大軌跡円Ｓの外側に位置するようにケーシング１０の外周面にその長手方向に沿って配設支持する。

このとき、矢板Ｐの上端部は、チャック装置１１によってケーシング１０に支持され、矢板Ｐの下端部は、ケーシング１０側に設けた差し込み金具（図示省略）を矢板Ｐ側に設けた受け金具（図示省略）に差し込むことによって、ケーシング１０に支持される。
又、掘削工具１３は、ケーシング１０の先端（下端）から突出した状態となっている。

そして、オーガマシン６により掘削主軸９を掘削方向へ回転駆動して掘削工具１３を掘削方向へ回転させると共に、この掘削工具１３をダウンザホールハンマー１２によって打撃し、掘削工具１３の回転打撃作用により地盤Ｇを掘削しながら、一番目の矢板Ｐをケーシング１０と一緒に地盤Ｇの所定の深さまで圧入する。

このとき、掘削工具１３のビット部１５が掘削主軸９の軸線Ｏを中心にして均等に拡径した状態で地盤Ｇを掘削するから、負荷の偏りがなくなり、掘削工具１３の回転による掘削主軸９の振れが防止されることになる。その結果、地盤Ｇに真円で真っ直ぐな掘削孔２７を形成することができると共に、掘削工具１３にかかる掘削抵抗が大きくならず、掘削作業を円滑に行うことができる。従って、矢板Ｐを所定の位置に正確に圧入することができる。
又、地盤Ｇの掘削時には、各ビットヘッド１５′のビット本体部１５ａがガイドデバイス１４の凹部１４ａの壁面１４ａ′に当接し、各ビットヘッド１５′が拡径した状態で位置決めされるので、ビットヘッド１５′に作用する掘削負荷の大部分が凹部１４ａの壁面１４ａ′によって受け止められることになり、そのため掘削負荷がビットヘッド１５′のビット軸部１５ｂに集中すると云うことがなく、ビット軸部１５ｂの損傷や破損を防止することができる。
更に、地盤Ｇの掘削時には、ガイドデバイス１４に形成した空気孔１４ｅから圧縮エアーが噴出されているため、掘削の際に発生する掘削粉等が圧縮エアーにより掘削孔２７とケーシング１０との隙間を通って地上へ吹き上げられる。

一番目の矢板Ｐの圧入が完了したら、掘削主軸９を掘削方向と反対方向へ回転させる。そうすると、掘削工具１３のビット部１５が地盤Ｇとの摩擦抵抗により拡径状態から矢板Ｐに衝突しない縮径状態に縮径する。この状態で掘削装置１を地上に引き上げることによって、ケーシング１０、掘削工具１３、ダウンザホールハンマー１２及び掘削主軸９を一番目の矢板Ｐに沿って地盤Ｇ中から引き抜くことができる。

このとき、掘削主軸９を掘削方向と反対方向へ回転させるだけで、掘削工具１３のビット部１５を矢板Ｐの先端に衝突しない縮径状態とすることができるため、掘削装置１の引き抜き作業を簡単且つ容易に行うことができる。

次に、地上に引き上げた掘削装置１を三点式の杭打機２により矢板Ｐの幅Ｗだけ移動させた後、二番目の矢板Ｐ（図５の真中の矢板Ｐ）を一番目の矢板Ｐと逆向きにケーシング１０の外周面に配設支持すると共に、二番目の矢板Ｐの一方の継手用係合部Ｐｂを前記最大軌跡円Ｓの外側に位置させて掘削孔２７内に位置する一番目の矢板Ｐの継手用係合部Ｐａに係合させ且つ二番目の矢板Ｐの他方の継手用係合部Ｐａを前記最大軌跡円Ｓの内側に位置させた状態で、一番目の矢板Ｐの場合と同様に掘削工具１３の回転打撃作用によって地盤Ｇを掘削しながら二番目の矢板Ｐを圧入し、二番目の矢板Ｐを一番目の矢板Ｐと接合する。

このとき、拡径状態のビット部１５の回転による最大軌跡円Ｓの直径が矢板Ｐの幅Ｗとほぼ同じなる掘削工具１３を用いて地盤Ｇを掘削しながら矢板Ｐを圧入して行くため、既に圧入された一番目の矢板Ｐに対して二番目の矢板Ｐの圧入を行う際、隣接する矢板Ｐの継手用係合部Ｐａ，Ｐｂ同士の係合が可能になると共に、掘削工具１３の拡径状態のビット部１５が一番目の矢板Ｐに干渉しないようにすることができる。その結果、矢板Ｐの継手用係合部Ｐａの変形や損傷を防止することができ、矢板Ｐを地盤Ｇから引き抜く際にその引き抜き作業を容易に行えるうえ、矢板Ｐの再使用が可能となる。

二番目の矢板Ｐの圧入が完了したら、掘削主軸９を掘削方向と反対方向へ回転させ、掘削工具１３のビット部１５を矢板Ｐの先端へ衝突しない縮径状態とした後、この状態で掘削装置１を地上へ引き上げてケーシング及び掘削工具１３等を二番目の矢板Ｐに沿って地盤Ｇ中から引き抜く。

引き続き、掘削装置１を三点式の杭打機２により矢板Ｐの幅Ｗだけ更に移動させた後、三番目の矢板Ｐ（図５の左端の矢板Ｐ）を二番目の矢板Ｐと逆向きにケーシング１０の外周面に配設支持すると共に、三番目の矢板Ｐの一方の継手用係合部Ｐｂを前記最大軌跡円Ｓの外側に位置させて二番目の掘削孔２７内に位置する二番目の矢板Ｐの継手用係合部Ｐａに係合させ且つ三番目の矢板Ｐの他方の継手用係合部Ｐａを前記最大軌跡円Ｓの内側に位置させた状態で、前記と同様に掘削工具１３の回転打撃作用によって地盤Ｇを掘削しながら三番目の矢板Ｐを圧入し、三番目の矢板Ｐを二番目の矢板Ｐと接合する。

三番目の矢板Ｐの圧入が完了したら、掘削主軸９を掘削方向と反対方向へ回転させ、掘削工具１３のビット部１５を矢板Ｐの先端へ衝突しない縮径状態とした後、この状態で掘削装置１を地上へ引き上げてケーシング１０及び掘削工具１３等を三番目の矢板Ｐに沿って地盤Ｇ中から引き抜く。
以下、同様にして四番目の矢板Ｐ、五番目の矢板Ｐ等を順次地盤Ｇへ圧入して行く。

このような矢板Ｐの圧入に於いては、掘削主軸９及びダウンザホールハンマー１２により回転打撃される掘削工具１３の回転打撃作用によって、地盤Ｇを掘削して掘削孔２７を形成しながら矢板Ｐを圧入するから、岩盤や転石等の存在する硬質の地盤Ｇの掘削が容易になると共に、そのような地盤Ｇへの矢板Ｐの圧入を迅速且つ容易に行うことができる。特に、ビットヘッド１５′に突起１７を植設しているため、岩盤の掘削には特に有効である。
更に、掘削時には、ビットヘッド１５′が拡径して矢板Ｐの幅Ｗと同一の掘削孔２７を形成し、又、地盤Ｇ中からの引き抜き時には、ビットヘッド１５′が縮径して矢板Ｐに衝突しないような掘削工具１３を用いているため、掘削孔２７の内径を十分大きく形成することができ、従って矢板Ｐの圧入を容易に行えると共に、掘削孔２７の直進性を維持して矢板Ｐを所定位置に正確に圧入することができる。

上記の実施の形態に於いては、掘削装置１を三点式の杭打機２により起立姿勢で支持し、この状態で掘削装置１により矢板Ｐを地盤Ｇに圧入するようにしたが、他の実施の形態に於いては、図６に示すように、掘削装置１を従前の静荷重型圧入機（例えば、株式会社技研製作所のスーパークラッシュパイラー）のクランプ機構部１９を用いて起立姿勢で支持し、この状態で掘削装置１により矢板Ｐを地盤Ｇに圧入するようにしても良い。
尚、従前の静荷重型圧入機（スーパークラッシュパイラー）のクランプ機構部１９を用いる場合には、当該静荷重型圧入機のオーガ駆動部や掘削主軸、ケーシング、オーガスクリュー、オーガヘッド等から成るパイルオーガ部（図示省略）に改良を加え、そのオーガスクリュー及びオーガヘッドに替えてダウンザホールハンマー１２及び掘削工具１３を組み付けすることにより、これを前記掘削装置１として利用するようにしても良い。

前記静荷重型圧入機のクランプ機構部１９は、地上に設置した反力架台（図示省略）又は既に地盤Ｇに圧入したＵ形の矢板Ｐを掴むクランプ２０を下部に備えたサドル２１と、サドル２１の上面に設けられ、サドル２１に対して前後にスライド移動するスライドベース２２と、スライドベース２２に立設され、スライドベース２２上で旋回可能なリーダマスト２３と、リーダマスト２３の前部に昇降可能に支持され、油圧シリンダ２４により昇降する昇降フレーム２５と、昇降フレーム２５に旋回可能に設けられ、Ｕ形の矢板Ｐ及び掘削装置１のケーシング１０を掴むチャック部２６等から成り、地上に設置した反力架台又は既に地盤Ｇに圧入したＵ形の矢板Ｐをクランプ２０で掴み、反力架台又は既設の矢板Ｐから反力を取った状態でチャック部２６に保持された掘削装置１を用いて矢板Ｐを地盤Ｇに圧入するようにしたものである。
この静荷重型圧入機のクランプ機構部１９は、従来公知のものと同様構造に構成されているため、ここではその詳細な説明を省略する。
又、掘削装置１は、前述の通り静荷重型圧入機のパイルオーガ部を構成するケーシングの内部のオーガスクリュー及びオーガヘッドに替えて、ダウンザホールハンマー１２及び掘削工具１３等を配設することにより、形成するようにしても良い。
尚、静荷重型圧入機のクランプ機構部１９は、掘削装置１のケーシング１０及び矢板Ｐを起立姿勢で掴むチャック部２６を備えているため、掘削装置１のチャック装置１１を省略している。

而して、前記静荷重型圧入機のクランプ機構部１９によれば、地上に設置した反力架台又は既に地盤Ｇに圧入したＵ形の矢板Ｐをクランプ２０で掴んでから、チャック部２６により矢板Ｐと掘削装置１のケーシング１０を起立姿勢で強固に掴み、この状態で掘削装置１のオーガマシン６及び静荷重型圧入機のクランプ機構部１９の油圧シリンダ２４を作動させ、掘削装置１により地盤Ｇを掘削しながら油圧シリンダ２４により昇降フレーム２５及びチャック部２６を下降させて矢板Ｐの圧入を行う。

矢板Ｐが油圧シリンダ２４のストローク分だけ圧入されたら、地盤Ｇの掘削及び矢板Ｐの圧入を停止すると共に、チャック部２６を操作して矢板Ｐ及び掘削装置１のケーシング１０を解放し、昇降フレーム２５及びチャック部２６を油圧シリンダ２４により上昇させた後、チャック部２６により矢板Ｐと掘削装置１のケーシング１０を再び掴み、この状態で再度掘削装置１により地盤Ｇの掘削を掘削しながら油圧シリンダ２４により昇降フレーム２５及びチャック部２６を下降させて矢板Ｐの圧入を行う。
以下、同様の動作を繰り返し行うことにより矢板Ｐを所定の深さまで圧入する。

そして、矢板Ｐの圧入が完了したら、掘削装置１の掘削主軸９を掘削方向と反対方向へ回転させて掘削工具１３のビット部１５を縮径状態とすると共に、チャック部２６を操作して矢板Ｐのみを解放し、この状態で昇降フレーム２５及びチャック部２６を油圧シリンダ２４により上昇させ、掘削装置１を引き上げる。

掘削装置１が油圧シリンダ２４のストローク分だけ引き上げられたら、チャック部２６を操作して掘削装置１のケーシング１０を解放し、昇降フレーム２５及びチャック部２６を油圧シリンダ２４により下降させた後、チャック部２６により掘削装置１のケーシング１０を掴み、この状態で再度昇降フレーム２５及びチャック部２６を油圧シリンダ２４により上昇させ、掘削装置１を引き上げる。
以下、同様の動作を繰り返し行うことにより掘削装置１を矢板Ｐに沿って地盤Ｇ中から引き抜くことができる。

掘削装置１及び静荷重型の圧入機１９を用いた矢板Ｐの圧入工法も、三点式の杭打機２を用い矢板Ｐの圧入工法と同様の作用効果を奏することができる。

尚、上記の実施の形態に於いては、ダウンザホールハンマー１２は、エアー圧によって駆動されるようにしたが、他の実施の形態に於いては、ダウンザホールハンマー１２として油圧で駆動されるものを使用しても良い。

又、上記の実施の形態に於いては、掘削工具１３には、ビット部１５を三つのビットヘッド１５′から構成した掘削工具１３を用いたが、他の実施の形態に於いては、掘削工具１３に、ビット部１５を二つのビットヘッド１５′又は四つのビットヘッド１５′から構成した掘削工具１３を用いても良い。

１は掘削装置、２は三点式の杭打機、６はオーガマシン、９は掘削主軸、１０はケーシング、１２はダウンザホールハンマー、１３は掘削工具、１４はガイドデバイス、１５はビット部、１５′はビットヘッド、１９は静荷重型圧入機のクランプ機構部、Ｇは地盤、Ｏは掘削主軸の軸線、ＰはＵ形の矢板、Ｐａは矢板の一方の継手用係合部、Ｐｂは矢板の他方の継手用係合部、Ｓは拡径状態に於けるビット部の回転による最大軌跡円、Ｗは矢板の幅。

Claims (4)

1. オーガマシン（６）により回転駆動される掘削主軸（９）に円筒状のケーシング（１０）を外嵌装備すると共に、当該ケーシング（１０）の外周面にＵ形の矢板（Ｐ）を配設支持し、前記掘削主軸（９）の先端部に、掘削主軸（９）が掘削方向へ回転したときに地盤（Ｇ）からの掘削抵抗により掘削主軸（９）の軸線（Ｏ）を中心にして均等に拡径し、又、掘削主軸（９）が掘削方向と反対方向へ回転したときに地盤（Ｇ）との摩擦抵抗により矢板（Ｐ）に衝突しない大きさに縮径する縮拡径自在なビット部（１５）を備えた掘削工具（１３）をダウンザホールハンマー（１２）を介して取り付けた掘削装置（１）を用い、当該掘削装置（１）を三点式の杭打機（２）又は静荷重型圧入機のクランプ機構部（１９）により起立姿勢で昇降自在に支持し、この状態で掘削主軸（９）及びダウンザホールハンマー（１２）により回転打撃される掘削工具（１３）の拡径状態のビット部（１５）によって地盤（Ｇ）を掘削しながらケーシング（１０）及び矢板（Ｐ）を圧入し、矢板（Ｐ）の圧入完了後に掘削主軸（９）を掘削方向と反対方向へ回転させて掘削工具（１３）のビット部（１５）を矢板（Ｐ）に衝突しない縮径状態とし、この状態でケーシング（１０）及び掘削工具（１３）を地盤（Ｇ）中から引き抜くようにしたことを特徴とする矢板の圧入工法。
2. 掘削装置（１）を、静荷重型圧入機のオーガ駆動部や掘削主軸、オーガスクリュー、オーガヘッド等からパイルオーガ部のオーガヘッドに替えて、ダウンザホールハンマー（１２）及び掘削工具（１３）を配設した構成の掘削装置（１）としたことを特徴とする請求項１に記載の矢板の圧入工法。
3. 拡径状態のビット部（１５）の回転による最大軌跡円（Ｓ）の直径がＵ形の矢板（Ｐ）の幅（Ｗ）とほぼ同じなる掘削工具（１３）を用い、Ｕ形の矢板（Ｐ）を、その一方の継手用係合部（Ｐａ）が前記最大軌跡円（Ｓ）の内側に位置し且つ他方の継手用係合部（Ｐｂ）が前記最大軌跡円（Ｓ）の外側に位置するようにケーシング（１０）の外周面に配設支持し、この状態で掘削工具（１３）の回転打撃作用によって地盤（Ｇ）を掘削しながらケーシング（１０）及び矢板（Ｐ）を圧入するようにしたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の矢板の圧入工法。
4. 前記掘削工具（１３）には、ダウンザホールハンマー（１２）の先端部に掘削主軸（９）の軸線（Ｏ）に合致する状態で取り付けられ、掘削主軸（９）の回転力及びタウンザホールハンマー（１２）の打撃力を受ける円柱状のガイドデバイス（１４）と、ガイドデバイス（１４）の先端部にその円周方向に均等に配置され、ガイドデバイス（１４）の先端部に所定角度回転自在に且つ交換可能に取り付けられた複数個のビットヘッド（１５′）から成る縮拡径自在なビット部（１５）とから構成した掘削工具（１３）を用いたことを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３に記載の矢板の圧入工法。

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