JP2995430B2 - 鋼管杭用掘削機を備えた鋼管杭用掘削装置および鋼管杭の施工方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、大口径（２ｍ以上）
の鋼管杭を大深度まで設置する際に使用される鋼管杭用
掘削機と該掘削機を備えた掘削装置およびこの装置を使
用して鋼管杭を施工する鋼管杭の施工方法に係り、特
に、ハンマー打設や振動打設を行うことなく、都市部で
の施工に適したものに関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、鋼管杭は、大きな水平抵
抗力が得られるため、桟橋、ドルフィンなどの港湾構造
物や橋台、橋脚などの水平力が作用する基礎に広く利用
されており、また、杭長の調節が容易に行える点、杭頭
部の加工が容易であるため、上部構造物と容易に結合で
きる点、コンクリート杭などに比べ軽量であるため、運
搬・取り扱いが容易である点等から、杭としての使用頻
度が益々高まりつつある。

【０００３】このような鋼管杭を地中に沈設する施工法
として、従来より、ハンマー打設・または振動による
打設による施工法、鋼管の内部を掘削して鋼管杭を沈
設する施工法等が知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
鋼管杭の施工方法においては以下のような、解決すべき
課題がある。すなわち、上記の施工法においては、 （１）沈設すべき鋼管の口径が大きくなれば鋼管杭を設
置するための機械が大型となるとともに、振動・騒音も
益々大きくなり、都市部での施工が殆ど不可能になる。
また、大口径（２ｍ以上）の鋼管杭をハンマー打設、振
動打設によって設置する機械は現在のところ未だ開発さ
れていない。 （２）施工深度が深くなればなるほど、また鋼管の口径
が大きくなればなるほど鋼管の側面の抵抗が大きくなっ
て、ハンマー打設、振動打設による鋼管杭の沈設が困難
になる。

【０００５】また、上記の施工方法においては、上記
（１）および（２）に示す課題の他に、以下のような課
題もある。 （３）施工深度が深くなれば、鋼管を支えるための櫓が
高くなり、転倒などの危険が大きくなる。 （４）鋼管の内径以上に掘削することが不可能なため、
硬い土丹層などでは外部地山に抵抗が大きく、杭の沈設
が不可能となる。

【０００６】この発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、周辺環境に騒音・振動等の悪影響を与えることな
く、大口径の鋼管を大深度まで沈設することができる鋼
管杭用掘削機を備えた鋼管杭用掘削装置および鋼管杭の
施工方法を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の請求項１の鋼管杭用掘削装置は、鋼管杭
用掘削機と、該掘削機を懸吊支持する懸吊支持部材と、
該懸吊支持部材を支持して昇降させるとともに、鋼管を
下方に押圧する上部支持機構とを備えてなり、上記鋼管
杭用掘削機は、鋼管の内部に挿入可能な大きさに構成さ
れ、長尺な懸吊支持部材を介して上方より懸吊支持され
るフレームと、該フレームに支持された掘削部とを有
し、上記掘削部を、棒状をなし上記フレームに基端部が
首振り自在に支持された掘削アームと、この掘削アーム
の下端部に設けられた掘削ヘッドとから構成し、さら
に、上記フレームに、上記掘削アームを首振り揺動させ
る揺動機構と、上記鋼管の径方向に伸縮し、かつ該鋼管
の内壁に当接して上下に移動自在な車輪を有する複数の
ジャッキ部を設け、上記掘削アームを、上記フレームに
首振り自在に支持された円筒状の外筒と、この外筒の内
側に軸回りに回転自在に設けられた回転軸とから構成
し、該回転軸に上記掘削ヘッドを設けるとともに、上記
外筒に上記回転軸を回転駆動させる回転駆動機構を設け
てなり、上記上部支持機構は、上記鋼管の上端面に配置
される押込み力伝達材、及び該押込み力伝達材を介して
上記鋼管を下方に押圧するジャッキを含む駆動機構と、
上記押込み力伝達材に設けられ、上記懸吊支持部材を支
持して昇降させる懸吊支持部材支持機構とを備えて構成
されたものである。

【０００８】請求項２の鋼管杭用掘削装置は、鋼管杭用
掘削機と、該掘削機を懸吊支持する懸吊支持部材と、該
懸吊支持部材を支持して昇降させるとともに、鋼管を下
方に押圧する上部支持機構とを備えてなり、上記鋼管杭
用掘削機は、鋼管の内部に挿入可能な大きさに構成さ
れ、長尺な懸吊支持部材を介して上方より懸吊支持され
るフレームと、該フレームに支持された掘削部とを有
し、上記掘削部を、上記フレームに回転自在に支持され
て軸回りに回転する回転体と、この回転体から水平に外
方に延びる複数の棒状の掘削シャフトとから構成すると
ともに、複数の掘削シャフトのうち一部のシャフトを上
記鋼管の径方向に伸縮自在に構成し、さらに、上記フレ
ームに上記鋼管の径方向に伸縮し、かつ該鋼管の内壁に
当接して上下に移動自在な車輪を有する複数のジャッキ
部を設けてなり、上記上部支持機構は、上記鋼管の上端
面に配置される押込み力伝達材、及び該押込み力伝達材
を介して上記鋼管を下方に押圧するジャッキを含む駆動
機構と、上記押込み力伝達材に設けられ、上記懸吊支持
部材を支持して昇降させる懸吊支持部材支持機構とを備
えて構成されたものである。

【０００９】請求項３の鋼管杭の施工方法は、鋼管杭を
地盤に大深度まで設置する鋼管杭の施工方法であって、
下記の工程を備えることを特徴としている。 ａ.筒状をなす鋼管を地盤上に設置して、該鋼管の先端
部を所定深さまで押し込む工程。 ｂ.上記請求項１又は２に記載の鋼管杭用掘削装置の鋼
管杭用掘削機を懸吊支持部材によって所定の深さまで降
ろして、該鋼管杭用掘削機を鋼管内の所定の位置にセッ
トする工程。 ｃ.上記掘削機の掘削部によって掘削を行いながら鋼管
を押し込む工程。 ｄ.上記鋼管を所定の深さまで押し込んだ後、上記鋼管
杭用掘削機を支持している懸吊支持部材の上端部に、次
の懸吊支持部材を継ぎ足すとともに上記鋼管の上端部に
次の鋼管を継ぎ足す工程。 ｅ.上記ｄ工程の後、ｃ、ｄの工程を順次所定回数繰り
返すことにより、懸吊支持部材と鋼管を継ぎ足しながら
所定の数の鋼管を上下に連ねて押し込む工程。

【００１０】請求項４の鋼管杭の施工方法は、請求項３
記載の鋼管杭の施工方法において、掘削中に地盤が硬く
予掘が必要となった際に、鋼管の押し込みを停止して懸
吊部材を下方に降下させながら鋼管杭用掘削機を押し下
げることを特徴としている。

【００１１】請求項５の鋼管杭の施工方法は、請求項４
記載の鋼管杭の施工方法において、鋼管杭用掘削機の掘
削部が鋼管の底部より下方に達した際に、該鋼管の下部
を、鋼管の径方向外側まで掘削することを特徴としてい
る。

【００１２】

【作用】この発明の請求項１の鋼管杭用掘削装置にあっ
ては、掘削アームを首振り揺動させながら掘削を行うこ
とにより、この掘削アームの先端部の掘削ヘッドで鋼管
内の全面を掘削するので、従来のハンマー打設または振
動による打設の場合のように、掘削機自体が大型化する
ことなく、しかも、振動・騒音等も殆どなく、都市部で
の施工が可能になる。

【００１３】また、掘削アームを首振り揺動させること
により掘削ヘッドによって鋼管の下部を、鋼管の径方向
外側まで掘削することができる。さらに、ジャッキ部の
ストロークを適宜調整することによって掘削機の鋼管径
方向の位置ぎめを容易かつ正確に行うとともに、ジャッ
キ部を鋼管内壁に上下に移動自在に当接することによっ
て掘削機自体の昇降をスムーズに行う。

【００１４】また、掘削アームの外筒を首振り揺動させ
るとともに、掘削ヘッドが取り付けられた回転軸を回転
駆動部によって軸回りに回転させることにより掘削アー
ムの首振り揺動と掘削ヘッドの回転とを容易に実現する
ことができる。

【００１５】また、上部支持機構によって掘削機の鋼管
内の上下方向の位置を自由に調節することができるの
で、掘削すべき地盤が軟弱でも硬くても、鋼管杭の施工
に最適な位置での掘削を容易に実現することができる。
特に、地盤が硬い場合には、鋼管の押込みを停止してサ
ポート鋼管によって掘削機のみを押し下げながら予掘を
行うことができるので、鋼管の周辺摩擦力を大幅に低減
でき、よって鋼管の沈設を容易に行うことができる。

【００１６】また、懸吊支持部材を押込み力伝達材に設
けられた懸吊支持部材支持機構により支持して昇降さ
せ、この懸吊支持部材の昇降に際しては、ジャッキ部材
の車輪が鋼管内面に接して上下動する。したがって、懸
吊支持部材を鋼管上方の定位置で支持するため、掘削機
を確実に支持した状態で掘削作業ができ、正確な掘削作
業が行える。

【００１７】請求項２の鋼管杭用掘削装置にあっては、
掘削部がいわゆるシールド掘進機のカッターと同様の構
成であるので、掘削面を一様に掘削することができ、上
記請求項１の掘削装置よりもさらに掘削にかかる時間を
大幅に短縮することができる。また、シャフトの一部を
鋼管の外側に突出させることにより、鋼管の径方向外側
まで掘削することができる。さらに、ジャッキ部のスト
ロークを適宜調整することによって掘削機の鋼管径方向
の位置ぎめを行うとともに、ジャッキ部を鋼管内壁に上
下に移動自在に当接することによって掘削機自体の昇降
をスムーズに行う。

【００１８】また、上部支持機構によって掘削機の鋼管
内の上下方向の位置を自由に調節することができるの
で、掘削すべき地盤が軟弱でも硬くても、鋼管杭の施工
に最適な位置での掘削を容易に実現することができる。
特に、地盤が硬い場合には、鋼管の押込みを停止してサ
ポート鋼管によって掘削機のみを押し下げながら予掘を
行うことができるので、鋼管の周辺摩擦力を大幅に低減
でき、よって鋼管の沈設を容易に行うことができる。

【００１９】また、懸吊支持部材を押込み力伝達材に設
けられた懸吊支持部材支持機構により支持して昇降さ
せ、この懸吊支持部材の昇降に際しては、ジャッキ部材
の車輪が鋼管内面に接して上下動する。したがって、懸
吊支持部材を鋼管上方の定位置で支持するため、掘削機
を確実に支持した状態で掘削作業ができ、正確な掘削作
業が行える。

【００２０】請求項３の鋼管杭の施工方法にあっては、
鋼管内を掘削機によって掘削しつつ鋼管を押し込むよう
にしたので、沈設すべき鋼管の口径が大きくなっても、
従来のハンマー打設または振動による打設の場合のよう
に、振動・騒音等も殆どなく、都市部での施工が可能に
なる。また、サポート鋼管と鋼管を継ぎ足しながら施工
するとともに、上部支持機構によってサポート鋼管と鋼
管を下方に押し込む力を確実に得ることができるので、
施工深度が深くなっても容易かつ確実に施工することが
できる。さらに、サポート鋼管と鋼管を継ぎ足しながら
施工するとともに、最初の鋼管を沈設する際に、上部支
持機構によって鋼管の下端部を所定の深さまで押し込む
ようにしたので、鋼管の転倒などの危険性を回避するこ
とができる。

【００２１】請求項４の鋼管杭の施工方法にあっては、
地盤が硬く予掘が必要となった際に、掘削機のみを押し
下げながら予掘を行うようにしたので、鋼管の周辺摩擦
力を大幅に低減でき、よって地盤が硬い場合でも鋼管の
沈設を容易に行うことができる。

【００２２】請求項５の鋼管杭の施工方法にあっては、
掘削部が鋼管の底部より下方に達した際に、該鋼管の下
部を、鋼管の径方向外側まで掘削するようにしたので、
さらに鋼管の沈降を容易に行うことができる。

【００２３】

【実施例】以下、この発明の実施例について図面を参照
しながら説明する。図１ないし図５はこの発明の鋼管杭
用掘削機の一実施例を示すものであり、図１は鋼管杭用
掘削機３０Ａを沈設すべき鋼管１０と共に示す立断面
図、図２は図におけるＢ−Ｂ線に沿う矢視図である。

【００２４】この鋼管杭用掘削機３０Ａは、該掘削機３
０Ａの骨格を成すフレーム３１の下部に掘削部３２が支
持されて成る。上記フレーム３１は、図２にも示すとお
り、その断面が上記鋼管１０の内径よりも小径の円形を
呈するものとなっている。このフレーム３１についてさ
らに説明すれば、該フレーム３１は、同軸的に配置され
た上リング３３，中リング３４，下リング３５と、これ
ら各リング３３，３４，３５をそれぞれつなぐ複数本の
四角柱状をなすつなぎ材３６，３６，…およびつなぎ材
３７，３７，…を主体に構成されている。

【００２５】このフレーム３１の上記上リング３３の内
側には、十字状をなす水平材３８が該上リング３３に固
定され、さらに上記つなぎ材３６…に固定された補強鋼
材３９…によって補強されている。上記水平材３８の中
央部には、上記フレーム３１を懸吊支持する円筒状のサ
ポート鋼管（懸吊支持部材）４０の下端が接続されてい
る。このサポート鋼管４０の上端は鋼管１０を沈設を開
始した地盤上にまで延びており、後述する上部支持機構
７０によって昇降可能に支持されている。

【００２６】また、上記フレーム３１の上記中リング３
４の中心部には、上記掘削部３２が取り付けられてい
る。すなわち、上記掘削部３２は中リング３４から下方
に延びる掘削アーム４８と、この掘削アーム４８の先端
部（下端部）に設けられた掘削ヘッド５１とを主体とし
て構成されており、該掘削アーム４８の基端部（上端
部）が上記中リング３４に首振り自在に取り付けられて
いる。この掘削アーム４８は外筒４９と、この外筒４９
の内部に外筒４９と同軸的にかつ軸回りに回転自在に挿
入された内筒（回転軸）５０とによって構成されてい
る。上記内筒５０の下端部は外筒４９より若干下方に突
出しており、該下端部に上記掘削ヘッド５１が取り付け
られている。この掘削ヘッド５１は略半球状をなすヘッ
ド本体５１ａとこの本体５１ａの表面に固定された多数
のビット５１ｂ…によって構成されており、上記ヘッド
本体５１ａの上端面が上記内筒５０に取り付けられてい
る。一方、上記外筒４９は図１に示す如く中リング３４
との取付け部において球形膨出部５２を形成している。
中リング３４中心部には、この球形膨出部５２をその球
面に沿って摺動自在に支持するベアリング部５３が構成
されている。上記構成により、上記掘削アーム４８は上
記球形膨出部５２を中心に首振り自在なものとなってい
る。

【００２７】さらに、上記掘削アーム４８の内筒５０は
軸回りに回転するようになっているが、その回転駆動機
構４５は下記の如き構成である。すなわち、上記外筒４
９の上端には図３および図４に示す如く円形鍔状に張り
出した外筒頂部プレート４９ａが設けられている。一
方、上記内筒５０の上端は上記外筒頂部プレート４９ａ
よりも若干上方に突出しており、外筒頂部プレート４９
ａと同様に外方に鍔状に張り出している。ただし、その
張り出しは外筒頂部プレート４９ａほど大きくはなくそ
の外周部にはギヤ５４が形成されている。さらに、上記
外筒頂部プレート４９ａには油圧モーター５５，５５が
設けられており、それら油圧モーター５５，５５によっ
て駆動されるピニオン５５ａ，５５ａ（図４）が上記ギ
ヤ５３と噛合している。なお、上記油圧モーター５５お
よびピニオン５５ａは１組のみであってもよい。上記構
成に基づき、上記油圧モーター５５の駆動により、上記
ピニオン５５ａを介して内筒５０が自身の軸周りに回動
し、それによって掘削ヘッド５１が回転するようになっ
ている。

【００２８】また、上記下リング３５には上記掘削アー
ム４８を首振り揺動させる揺動機構５６が設けられてい
る。すなわち、図３および図５に示すように、上記掘削
アーム４８の外筒４９には左右一対のブラケット４９
ｂ，４９ｂが設けられており、これらブラケット４９
ｂ，４９ｂには、外筒４９を挟んで対向して配置された
２本の油圧シリンダー５７，５７の伸縮ロッド５７ａ，
５７ａがそれぞれピン結合されている。そして、これら
２本の油圧シリンダー５７，５７のうち一方の伸縮ロッ
ド５７を伸張させ、他方の伸縮ロッド５７ａを退縮させ
ることにより、掘削アーム４８は上記球形膨出部５２を
中心として一方向（左右）に揺動するようになってい
る。

【００２９】上記油圧シリンダー５７，５７は、図５に
示す如く、上記下リング３５上に設けられた四角枠型の
前後移動架台５８に取付けられている。上記下リング３
５内には図５に示すように２本のレール枕材５９，５９
が並行して設けられており、これらレール枕材５９，５
９の上面にはそれぞれレール６０，６０が敷設されてい
る。上記前後移動架台５８の下面には上記レール６０，
６０に係合してその上を転動する車輪６１（図３）が左
右２個ずつ設けられている。この構成により前後移動架
台５８は上記レール６０に沿って前後方向に移動可能で
ある。なお、ここで、レール６０の延在方向は上記油圧
シリンダー５７，５７に対して直角である。

【００３０】また、上記前後移動架台５８と下リング３
５との間には、上記レール６０の長手方向に延在する油
圧シリンダー６２，６２，…がそれぞれ両側２本ずつ配
設されており（図５）、これら各油圧シリンダ６２の基
端部は上記下リング３５に、また各ピストンロッド６２
ａの先端部は上記前後移動架台５８にそれぞれピン結合
されている。そして、上記前後移動架台５８は、油圧シ
リンダ６２…のピストンロッド６２ａ…を伸縮すること
によってレール６０，６０に沿って移動せしめられるよ
うになっている。そして、上記構成の揺動機構５６で
は、油圧シリンダ５７，５７によって掘削アーム４８が
左右に揺動せしめらる一方、これら油圧シリンダ５７，
５７が油圧シリンダ６２，６２によって前後に揺動せし
められる前後移動架台５８に設けられているので、これ
らシリンダ５７，６２に作動させることにより、掘削ア
ーム４８を上記球形膨出部５２を中心として前後左右に
首振り揺動させるようになっている。

【００３１】また、上記中リング３４には、図１および
図２に示すように、該中リング３４から半径方向外方に
延びる４本のジャッキ部６３が周方向に等間隔で設けら
れている。このジャッキ部６３は、上記鋼管１０の径方
向に伸縮自在の伸縮アーム６３ａを備えており、この伸
縮アーム６３ａの先端部には車輪６４が回転自在に取り
付けられている。この車輪６４は、伸縮アーム６３ａを
伸張することによって鋼管１０ａの内壁に当接して上記
フレーム３１の鋼管１０内の径方向における位置決めを
行うとともに、該フレーム３１を昇降させる際に鋼管１
０の内壁を転動してフレーム３１の昇降をガイドするた
めのものである。なお、この実施例ではジャッキ部６３
を４本設けたが、これに限ることなく少なくとも３本以
上設ければよい。

【００３２】また、上記掘削アーム４８の下端部には図
１に示す如く土砂輸送パイプ６５ａがその開口を掘削ヘ
ッド５１に近接させて固定金具６６によって取り付けら
れている。この土砂輸送パイプ６５ａは掘削アーム４８
によって掘削土砂を泥水と共に地上まで引き上げるため
のものである。

【００３３】図６および図７は、上記掘削機３０Ａを備
えた掘削装置３０Ｂを示すものであり、符号７０は、上
記サポート鋼管４０を支持して昇降させるとともに、鋼
管１０を下方に押圧するため鋼管１０の上端部に設置さ
れた上部支持機構を示している。この上部支持機構７０
において符号７１は押込み力伝達材で、鋼管１０の上端
面に水平に載置状態とされている。この押込み力伝達材
７１の外方端部には例えばＰＣ鋼材等からなる引張部材
７２，７２，…の上端部が定着されている。これら引張
部材７２の下端は、鋼管１０の周囲の地盤に定着されて
いる。また、これら各引張部材７２には該引張部材を緊
張するためのジャッキ（この場合ＰＣジャッキ）７３が
設けられている。本実施例においては、これら引張部材
７２とジャッキ７３とから駆動機構が構成される。

【００３４】上記押込み力伝達材７１の上部には、上記
サポート鋼管４０を支持して昇降させるサポート鋼管支
持機構７４が設けられている。このサポート鋼管支持機
構７４は、左右からサポート鋼管４０を挟む一対の把持
板７５ａ，７５ｂおよび把持板７６ａ，７６ｂを上下二
段に有しており、下段の把持板７６ａ，７６ｂは上記押
込み力伝達材７１の上面に固定されている。対を成す一
方（上方）の把持板７５ａ，７５ｂ間には２本の押えジ
ャッキ７７，７７が設けられており、これら押えジャッ
キ７７，７７（図８）を操作することによって、対を成
す把持板７５ａ，７５ｂが互いに接近・離間してサポー
ト鋼管４０の把持・解放を行うようになっている。同じ
く対を成す他方（下方）の把持板７６ａ，７６ｂ間にも
２本の押えジャッキ７８，７８が設けられており、これ
ら押えジャッキ７８，７８（図７）を操作することによ
って、把持板７６ａ，７６ｂによってサポート鋼管４０
の把持・解放を行うようになっている。

【００３５】また、上記上方の把持板７５ａ，７５ｂと
下方の把持板７６ａ，７６ｂとの間には図６ないし図８
に示す如く４本の上下ジャッキ７９，７９，…が設けら
れており、これら上下ジャッキ７９…を一斉に操作する
ことにより、上方の把持板７５ａ，７５ｂを平行に上下
移動させることができるようになっている。

【００３６】そして、上記構成のサポート鋼管支持機構
７４では、上記サポート鋼管４０を上昇させる場合、以
下のようにして行う。上下ジャッキ７９…を退縮させた
状態において、上段の把持板７５ａ，７５ｂによってサ
ポート鋼管１０を把持し、その後、把持板７６ａ，７６
ｂを解放して上下ジャッキ７９…を伸張することにより
サポート鋼管１０をジャッキの１ストローク分だけ上昇
させ、次に把持板７６ａ，７６ｂによってサポート鋼管
４０を把持した後、把持板７５ａ，７５ｂを解放して上
下ジャッキ７９…を退縮する作業を順次繰り返すことに
よってサポート鋼管４０を上昇させる。

【００３７】また、サポート鋼管を下降させる場合、上
記と逆の作業、すなわち上下のジャッキ７９…を伸張さ
せた状態において、上段の把持板７５ａ，７５ｂによっ
てサポート鋼管１０を把持し、その後、把持板７６ａ，
７６ｂを解放して上下ジャッキ７９…を退縮することに
よりサポート鋼管１０をジャッキの１ストローク分だけ
下降させ、次に把持板７６ａ，７６ｂによってサポート
鋼管４０を把持した後、把持板７５ａ，７５ｂを解放し
て上下ジャッキ７９…を伸張する作業を順次繰り返すこ
とによってサポート鋼管４０を下降させる。

【００３８】なお、図６中において符号６５ｂで示すも
のは、泥水注入用パイプである。この泥水注入用パイプ
６５ｂおよび上記土砂輸送パイプ６５ａは、地盤に設置
された動力基地Ｄを介して、土砂分離プラントＰに接続
されている。

【００３９】次に上記構成の鋼管杭用掘削装置Ｂを用い
て鋼管杭を施工する方法について説明する。 （１）まず、図１０に示すように、地盤上の所定の位置
に鋼管１０を設置する。これは、通常のクレーンにより
鋼管１０を吊り下げて行う。 （２）次に、図１１に示すように、鋼管１０の先端面に
上記押込み力伝達部材７１を設置して、この押込み力伝
達材７１の外方端部に上記引張部材７２…の上端部を定
着するとともに、これら引張部材７２…の下端部を地盤
に定着する。その後、上記ＰＣジャッキ７３…によって
引張部材７２…に緊張力を導入することによって、押込
み力伝達材７１を下方に押圧し、これにより鋼管１０の
下端部を地盤に所定深さまで押し込む。このように鋼管
１０を押し込むことにより、特に、地盤の弱い所での鋼
管１０の転倒等の危険性を回避することができる。

【００４０】（３）次に、図１２に示すように、上記掘
削機３０Ａをサポート鋼管４０によって所定の深さまで
降ろして、該掘削機３０Ａを鋼管１０内の所定の位置に
セットする。この場合、掘削機３０Ａを鋼管１０内下方
に降ろすには、上記サポート鋼管支持機構７４を用い
る。つまり、まず上記下段の把持板７６ａ，７６ｂのみ
でサポート鋼管４０を把持する。そのためには上記２本
の押えジャッキ７８，７８を退縮させればよい。上方の
把持板７５ａ，７５ｂは上記押えジャッキ７７，７７を
伸張させることにより開放しておき、その状態で上記４
本の上下ジャッキ７９を一斉に伸張させ、これにより上
方の把持板７５ａ，７５ｂを上方に移動させる。次い
で、今度は、上方の把持板７５ａ，７５ｂによってサポ
ート鋼管４０を把持するとともに下方の把持板７６ａ，
７６ｂによる把持を解き、上方の把持板７５ａ，７５ｂ
のみでサポート鋼管４０を把持した状態とする。この状
態で上下ジャッキ７９を一斉に退縮させればそのストロ
ーク分だけサポート鋼管４０が下方に送られ、掘削機３
０Ａを下方に移動させることができる。以降は、上記動
作を繰り返すことにより掘削機３０Ａを順次下方に送り
込んでいき、該掘削機３０Ａの上下の位置調整を行う。

【００４１】さらに、上記掘削機３０Ａを降ろす際にお
いては、上記４本のジャッキ部６３…を用いて該フレー
ム３１の平面的位置調整（鋼管１０の径方向における位
置調整）を行う。すなわち、掘削機３０Ａを降ろす前
に、各ジャッキ部６３の伸縮アーム６３ａを伸張して、
その先端部に設けられた車輪６４を鋼管１０の内壁に当
接する。この際、各伸縮アーム６３ａのストロークを適
宜調節することによって掘削機３０Ａは鋼管１０内にそ
の径方向に対する位置決めがなされて固定される。ま
た、該掘削機３０Ａはその上記車輪６４が鋼管１０の内
壁に当接しているので、上下方向の移動をスムーズに行
うことができ、該掘削機３０Ａの上下位置の変更が容易
に行える。さらに、サポート鋼管４０を押込み力伝達材
７１に設けられたサポート鋼管支持機構７４により支持
して昇降させるから、このサポート鋼管４０の昇降に際
しては、サポート鋼管４０を鋼管１０上方の定位置で支
持することとなる。よって、掘削機３０Ａを確実に支持
した状態で掘削作業ができ、正確な掘削作業が行える。

【００４２】（４）次に、上記のようにして上記掘削機
３０Ａの位置決めがなされた後、図１３に示すように、
該掘削機３０Ａの掘削部３２によって掘削を行いながら
鋼管１０を押し込む。すなわち、上記掘削アーム４８を
作動させることにより上記鋼管１０の下端部の地山を掘
削する。掘削アーム４８においては、上記油圧モーター
５５，５５を作動させることにより内筒５０を介して掘
削ヘッド５１を回転させる。それとともに、外筒４９に
取付けられた上記油圧シリンダー５７，５７のそれぞれ
の伸縮ロッド５７ａ，５７ａを交互に伸縮を繰り返すこ
とによって該掘削アーム４８を球形膨出部５２を中心と
して左右に振り動かす。さらに、上記前後移動架台５８
を上記油圧シリンダー６２…の伸縮を繰り返すことによ
り上記レール６０上を前後に移動させる。これにより、
掘削アーム４８の先端部に設けられた掘削ヘッド５１は
鋼管１０の全断面を掘削することができる。なお、上記
掘削の際には鋼管１０内に上記泥水注入用パイプ６５ｂ
から泥水を注入し、常に掘削面の圧力よりも水圧を高く
保つように、泥水の水面を高く保って地山の崩壊を防止
する。

【００４３】掘削土砂は上記土砂輸送パイプ６５ａを通
して泥水と共に地盤に設置した土砂分離プラントＰに送
り、そこで土砂分離した後泥水は上記泥水注入用パイプ
６５ｂを通して掘削孔（鋼管１０）内に還流させる。こ
こで、上記土砂輸送パイプ６５ａの下端部が上記掘削ア
ームの下端部に取り付けられて、該土砂輸送パイプ６５
ａの開口が掘削ヘッド５１に近接しているので、該開口
は掘削ヘッド５１と同じように掘削面全体を移動するこ
とになり、よって掘削土砂の取り込み残しが少なく確実
な取り込みを行うことができる。

【００４４】上記の掘削操作に伴い鋼管１０を図７に示
す如く地盤内に押し込んでいく。鋼管１０を押し込むに
は、上記ＰＣジャッキ７３により上記引張部材７２，７
２，…を緊張し、それにより上記押込力伝達材７１を下
方に押圧する。これにより、鋼管１０は下方に圧入され
る。この時、上記サポート鋼管支持機構７４によってサ
ポート鋼管４０を把持しておけば、掘削機３０Ａも鋼管
１０と共に下方に押し付けられることになる。通常は、
このように、鋼管１０および掘削機３０Ａを同時に押し
込むこと、すなわち地盤掘削と鋼管１０の圧入とを同時
に行うことができる。

【００４５】一方、掘削する地盤が特に硬く、予掘が必
要になった場合には、図９（ａ）に示すように、鋼管１
０の圧入を停止して掘削のみを行う。この場合、上記サ
ポート鋼管支持機構７４を用い、サポート鋼管４０を押
し込むことによって、掘削機３０Ａを押し下げることに
より行う。さらに、掘削機３０Ａの掘削ヘッド５１が鋼
管１０の底部より下方に達した時点で必要なら、さらに
掘削を行い鋼管１０の下部を、該鋼管１０の径方向外側
まで掘削する。この場合、上記油圧シリンダ５７，６２
のストロークを若干長くして、掘削アーム４８の首振り
のストロークを長くすることによって、掘削ヘッド５１
が鋼管１０の外側まで移動するので、鋼管１０の外側を
容易に掘削することができる。また、掘削する地盤が軟
弱な場合、図９（ｂ）に示すように、鋼管１０が自然沈
下を起こさない程度に鋼管１０内に土砂を呼び込む。そ
して、この深さに掘削機３０Ａをセットして掘削を行
う。

【００４６】（５）次に、上記鋼管１０を所定の深さま
で押し込んだ後、上部支持機構７０（押込み伝達部材７
１、引張部材７２、ジャッキ７３およびサポート鋼管支
持機構７４）を撤去して、次いで図１５に示すように、
上記サポート鋼管４０の上端部に次のサポート鋼管４
０′を継ぎ足し、次いで、図１６に示すように、上記鋼
管１０の上端部に次の鋼管１０′を継ぎ足す。この状態
において、上記サポート鋼管４０′の上端部は鋼管１
０′から所定長さだけ上方に突出している。

【００４７】次に、図１７に示すように、鋼管１０′の
上端に再び上記上部支持機構７０を設置して、上記
（４）と同様にして掘削部３２によって掘削を行いなが
ら鋼管１０を押し込み（図１８）、さらに、上記（５）
と同様にしてサポート鋼管４０、鋼管１０を継ぎ足す工
程を順次繰り返すことによって、所定本数の鋼管１０を
上下に連ねて押し込む（図１９）。その後、上記サポー
ト鋼管支持機構７４によって、サポート鋼管４０を引き
上げることにより上記掘削機３０Ａを引き上げ（図２
０）、サポート鋼管４０の繋ぎ目がサポート鋼管支持機
構７４の上方に達したら、繋ぎ目を解体して上方のサポ
ート鋼管４０を撤去する（図２１）。さらに、引き続き
掘削機３０Ａを引き上げ、順次サポート鋼管４０を撤去
する。

【００４８】そして、繋いであるサポート鋼管４０の全
ての解体撤去が完了し、掘削機３０Ａが最上部に達した
ら（図２２）、掘削機３０Ａと上部支持機構７０を一体
物として撤去し（図２３）、これらを次の鋼管杭また
は、掘削機の仮置場（図示せず）に移動させる。その
後、強度などの観点から内部にコンクリートなどの充填
が必要な場合、上記鋼管１０内にトレミー管（図示せ
ず）を設置して、図２４に示すように、鋼管１０内にコ
ンクリートＫを打設する。なお、図示は省略してある
が、必要に応じ鋼管１０の内部には鉄筋を設けてもよ
い。

【００４９】しかして、上記掘削機３０Ａを備えた掘削
装置３０Ｂおよびこれを使用して鋼管杭を施工する方法
によれば、以下のような効果を得ることができる。鋼
管１０内を掘削機３０Ａによって掘削しつつ鋼管１０を
押し込むようにしたので、沈設すべき鋼管の口径が大き
くなっても、従来のハンマー打設または振動による打設
の場合のように、掘削機自体が大型化することなく、し
かも、振動・騒音等も殆どなく、都市部での施工が可能
になる。 サポート鋼管４０と鋼管１０を継ぎ足しな
がら施工するとともに、上部支持機構７０によってサポ
ート鋼管４０と鋼管１０を下方に押し込む力を確実に得
ることができるので、施工深度が深くなっても容易かつ
確実に施工することができる。

【００５０】サポート鋼管４０と鋼管１０を継ぎ足し
ながら施工するとともに、最初の鋼管１０を沈設する際
に、上部支持機構７０によって鋼管１０の下端部を所定
の深さまで押し込むようにしたので、鋼管の転倒などの
危険性を回避することができる。 上部支持機構７０によって掘削機３０Ａの鋼管内の上
下方向の位置を自由に調節することができるので、掘削
すべき地盤が軟弱でも硬くても、鋼管杭の施工に最適な
位置での掘削を容易に実現することができる。特に、通
常の方法では掘削の難しい土丹層などにおいては、鋼管
１０の押込みを停止してサポート鋼管４０によって掘削
機３０Ａのみを押し下げながら掘削する、すなわち予掘
を行うことができるので、鋼管１０の沈設を容易に行う
ことができる。さらに、必要に応じて上記予掘の際にお
いて、掘削部３２の掘削ヘッド５１が鋼管１０の底部よ
り下方に達した際に、該鋼管１０の下部を、鋼管１０の
径方向外側まで掘削するようにしたので、さらに容易に
鋼管１０の沈設を行うことができる。

【００５１】掘削部３２の掘削アームに下端部が取り
付けられて地盤上に延びる土砂輸送パイプ６５ａによっ
て、掘削土砂を流体輸送するので、掘削深度が深くなっ
ても施工時間の大幅な増加がない。 鋼管１０内に泥水注入用パイプ６５ｂから泥水を入
れ、常に掘削面の圧力よりも泥水の水圧を高く保つよう
に、泥水の水面を高く保つようにしたので、地山の崩壊
を防止し、確実な施工を行うことができる。

【００５２】図２５ないし図２８は、本発明に係る鋼管
杭用掘削機の第二実施例を示している。この鋼管杭用掘
削機３０Ｃは、先の鋼管杭用掘削機３０Ａと同様、フレ
ーム３１の下部に掘削部３２を備えて成るものである
が、フレーム３１および掘削部３２の構成が上記掘削機
３０Ａとは異なっている。

【００５３】この鋼管杭用掘削機（以下、「掘削機」と
略称する）３０Ｃのフレーム３１′は、概略的には、上
記掘削機３０Ａの上記フレーム３１における上記上リン
グ３３のみを有した形態となっている。なお、上記掘削
機３０Ａと同じ構成要素には同一符号を付してある。ま
た、このフレーム３１′もサポート鋼管４０を介して上
方から懸吊支持されたものとなっている。

【００５４】上記フレーム３１′の下部には、軸受部８
０を介して掘削部８１が回転自在に設けられている。こ
の掘削部８１は図２６に示すように、上記軸受部８０に
よって回転自在に支持された円筒状の回転体８１ａと、
この回転体８１ａの下端部に設けられて、外側に向けて
水平方向に延びる十字形の４本の掘削シャフト８２…と
を主体として構成されており（図２８）、これら掘削シ
ャフト８２…にはそれぞれ多数のビット８２ａが設けら
れている。また、これら４本の掘削シャフト８２は上記
回転体８１ａとともに鉛直軸回りに回転するようになっ
ている。さらに、これら４本の掘削シャフト８２は、通
常は図２６に示すように鋼管１０の内径より多少短くな
っているが、そのうち対向位置にある２本の掘削シャフ
ト８２′，８２′は図２７および図２８に示すように、
その先端部８２ｂ，８２ｂが伸張し、鋼管１０の外径よ
りも外方に突出できる構成となっている。

【００５５】そして、予掘が必要な場合において、掘削
機３０Ｃの掘削シャフト８２…が鋼管１０の底部より下
方に達した時点で必要なら、先端部８２ｂ，８２ｂを伸
張させて、鋼管１０の外径よりも外方に突出させ、さら
に掘削を行い鋼管１０の下部を、該鋼管１０の径方向外
側まで掘削する。

【００５６】また、この掘削装置３０Ｃにおける土砂輸
送パイプ６５ａは、図２６に示すように、上記サポート
鋼管４０の内部を通して配設され、掘削シャフト８２…
の上方で複数の管路６５ｃ…に分岐され、掘削シャフト
８２…に沿った位置に複数開口したものとなっている。
このように、土砂の取込み口を掘削シャフト８２…に沿
って複数かつ、それぞれ中心点からの距離を変化させて
設けることにより、該取込み口は掘削シャフト８２…の
回転とともに、円軌道を描いて移動し、土砂を全面的に
吸い込むことができる。なお符号８３はシーベルジョイ
ントであり、これによって掘削シャフト８２が回転して
も上記土砂輸送パイプ６５ａにねじれ等の影響がないよ
うになっている。

【００５７】さらに、上記フレーム３１′の上面には、
図２５ないし図２７に示すように、上記掘削機３０Ａと
同様の構成の４本のジャッキ部６３…がそれぞれ固定部
材８５…によって周方向に等間隔で設けられている。こ
のジャッキ部６３は、伸縮アーム６３ａを伸張すること
によって車輪６４を鋼管１０の内壁に当接して上記掘削
機３０Ｃの鋼管１０内の径方向における位置決めを行う
とともに、該掘削機３０Ｃを昇降させる際に鋼管１０の
内壁を転動して掘削機３０Ｃの昇降をガイドするための
ものである。また、上記フレーム３１′の上面中央部に
は、ジャッキ部６３…の反力を受けるための反力受材８
６…が固定されている。なお、この実施例ではジャッキ
部６３を４本設けたが、これに限ることなく少なくとも
３本以上設ければよい。

【００５８】また、上記フレーム３１′の外周面には、
鋼管１０の径方向外方に突出する伸縮アーム８４ａを有
した補助ジャッキ８４が４本周方向に等間隔で設けられ
ている。これら補助ジャッキ８４…は、鋼管１０の内壁
に当接し、互いに突っ張り合うことにより上記フレーム
３１′を支持して、掘削部８１の回転反力によるフレー
ム３１′の回転を防止するものである。このように、補
助ジャッキ８４…を設け、さらに上記ジャッキ部６３…
の車輪６４…を鋼管１０の内壁に当接させることによ
り、フレーム３１′の回転を確実に防止することができ
る。

【００５９】なお、上記掘削機３０Ｃは、上記掘削機３
０Ａと同様に、サポート鋼管４０によって懸吊支持さ
れ、さらにこのサポート鋼管４０が上記上部支持機構７
０によって支持されて、さらに動力基地Ｄ、土砂分離プ
ラントＰが設けられて全体として掘削装置を構成する。

【００６０】上記掘削機３０Ｃを備えた掘削装置によっ
て鋼管杭を施工する施工要領は、上記掘削装置３０Ａの
場合とほぼ同様である。この掘削機３０Ｃによれば、い
わゆるシールド掘進機のカッターと同様に掘削面を一様
に掘削するため、上記掘削機３０Ａよりもさらに掘削に
かかる時間を大幅に短縮することができる。シャフト８
２の回転による反力は、ジャッキ部６３の車輪６４を鋼
管１０の内壁に圧接することにより、および上記補助ジ
ャッキ６４を作動させてその先端部を鋼管１０の内壁に
圧接させることにより支持することができる。

【００６１】また、シャフト８２′，８２′の先端部８
２ａ，８２ａを突出させることにより鋼管１０の下方を
鋼管１０の外径よりも大きく予掘することができる。こ
れにより、鋼管１０の周辺摩擦力を大幅に低減でき、鋼
管１０の沈設を容易にできる。その際、先端部８２ａ，
８２ａを伸張させた状態ではシャフト８２′，８２′に
掘削ビット８１が存在しない部分が生ずるが、その部分
については固定された他方のシャフト８２，８２の掘削
ビット８１が掘削するため掘り残しはない。なお、上述
した掘削機３０Ａを用いた場合による効果を得ることが
できるのは言うまでもない。

【００６２】さらに、上記実施例では、鋼管１０を沈設
する場合、鋼管１０に押込み力伝達部材７１を載置し、
該押込み力伝達部材７１に引張部材７２を取り付け、該
引張部材７２にＰＣジャッキ７３に緊張力を導入して、
押込み力伝達部材７１を下方に押圧することによって行
ったが、この他、例えば図２９に示すように、押込み力
伝達部材１０の上方に反力受鋼材８７を配設し、これら
押込み力伝達部材７１と反力受鋼材８７との間に押込用
ジャッキ８８…を設け、さらに反力受鋼材８７に下方へ
の力を得るためにＰＣ鋼線８９等によりアンカーを取る
ことによって行ってもよい。なお、反力受鋼材８７はジ
ャッキ盛り代え時点で下に落ちないように図示していな
いが鋼材等によりサポートＳを行っておく。そして、鋼
管１０の押込みはジャッキ８８が伸びきった時点でジャ
ッキ８８を縮め、ジャッキ８８の縮んだ分の長さの鋼管
１０をセットし、再度ジャッキ８８で鋼管１０を押し込
むことにより行う。なお、鋼管１０はジョイント用ソケ
ット９０等を使用すれば簡単に取り付けることができ
る。

【００６３】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の請求項
１の鋼管杭用掘削装置によれば、フレームに掘削アーム
が首振り揺動自在に支持され、この掘削アームの先端部
に掘削ヘッドが設けられているので、鋼管内の全面を容
易かつ確実に掘削することができる。また掘削機自体が
鋼管内に挿入できる大きさに構成されているので、沈設
すべき鋼管の口径が大きくなっても、従来のハンマー打
設または振動による打設の場合のように、掘削機自体が
大型化することなく、しかも、振動・騒音等も殆どな
く、都市部での施工が可能になる。また、掘削アームが
首振り揺動するので、掘削ヘッドによって鋼管の下部
を、鋼管の径方向外側まで掘削することができる。さら
に、ジャッキ部のストロークを適宜調整することによっ
て掘削機の鋼管径方向の位置ぎめを容易かつ正確に行う
ことができるとともに、該ジャッキ部の車輪が鋼管の内
壁に上下に移動自在に当接するので掘削機自体の昇降を
スムーズに行うことができる。また、懸吊支持部材を押
込み力伝達材に設けられた懸吊支持部材支持機構により
支持して昇降させるから、この懸吊支持部材の昇降に際
しては、懸吊支持部材を鋼管上方の定位置で支持するこ
ととなる。よって、掘削機を確実に支持した状態で掘削
作業ができ、正確な掘削作業が行える。

【００６４】また、掘削アームを外筒とこの外筒内に回
転自在に設けられた回転軸とから構成し、回転軸に掘削
ヘッドを設けるとともに外筒に回転軸を回転させ回転駆
動部を設けたので、掘削アームの首振り揺動と掘削ヘッ
ドの回転とを容易に実現することができる。

【００６５】また、上部支持機構によって掘削機の鋼管
内の上下方向の位置を自由に調節することができるの
で、掘削すべき地盤が軟弱でも硬くても、鋼管杭の施工
に最適な位置での掘削を容易に実現することができる。
特に、通常の方法では掘削の難しい土丹層などにおいて
は、鋼管の押込みを停止してサポート鋼管によって掘削
機のみを押し下げながら掘削する、すなわち予掘を行う
ことができるので、鋼管の周辺摩擦力を大幅に低減で
き、よって鋼管の沈設を容易に行うことができる。

【００６６】請求項２の鋼管杭用掘削装置によれば、掘
削部を、いわゆるシールド掘進機のカッターと同様に、
回転体と複数の掘削シャフトとから構成したので、掘削
面を一様に掘削することができ、上記請求項１の掘削装
置よりもさらに掘削にかかる時間を大幅に短縮すること
ができる。また、掘削シャフトの一部を鋼管の径方向に
伸縮自在に構成したので、該シャフトの一部を鋼管の外
側に突出させることにより、鋼管の径方向外側まで掘削
することができる。さらに、ジャッキ部のストロークを
適宜調整することによって掘削機の鋼管径方向の位置ぎ
めを容易かつ正確に行うことができるとともに、該ジャ
ッキ部が鋼管の内壁に上下に移動自在に当接するので掘
削機自体の昇降をスムーズに行うことができる。

【００６７】また、懸吊支持部材を押込み力伝達材に設
けられた懸吊支持部材支持機構により支持して昇降させ
るから、この懸吊支持部材の昇降に際しては、懸吊支持
部材を鋼管上方の定位置で支持することとなる。よっ
て、掘削機を確実に支持した状態で掘削作業ができ、正
確な掘削作業が行える。また、上部支持機構によって掘
削機の鋼管内の上下方向の位置を自由に調節することが
できるので、掘削すべき地盤が軟弱でも硬くても、鋼管
杭の施工に最適な位置での掘削を容易に実現することが
できる。特に、通常の方法では掘削の難しい土丹層など
においては、鋼管の押込みを停止してサポート鋼管によ
って掘削機のみを押し下げながら掘削する、すなわち予
掘を行うことができるので、鋼管の周辺摩擦力を大幅に
低減でき、よって鋼管の沈設を容易に行うことができ
る。

【００６８】請求項３の鋼管杭の施工方法によれば、鋼
管内を掘削機によって掘削しつつ鋼管を押し込むように
したので、沈設すべき鋼管の口径が大きくなっても、従
来のハンマー打設または振動による打設の場合のよう
に、振動・騒音等も殆どなく、都市部での施工が可能に
なる。また、サポート鋼管と鋼管を継ぎ足しながら施工
するとともに、上部支持機構によってサポート鋼管と鋼
管を下方に押し込む力を確実に得ることができるので、
施工深度が深くなっても容易かつ確実に施工することが
できる。さらに、サポート鋼管と鋼管を継ぎ足しながら
施工するとともに、最初の鋼管を沈設する際に、上部支
持機構によって鋼管の下端部を所定の深さまで押し込む
ようにしたので、鋼管の転倒などの危険性を回避するこ
とができる。

【００６９】請求項４の鋼管杭の施工方法によれば、地
盤が硬く予掘が必要となった際に、鋼管の押込みを停止
して掘削機のみを押し下げながら予掘を行うようにした
ので、鋼管の周辺摩擦力を大幅に低減でき、よって地盤
が硬い場合でも鋼管の沈設を容易に行うことができる。

【００７０】請求項５の鋼管杭の施工方法によれば、鋼
管杭用掘削機の掘削部が鋼管の底部より下方に達した際
に、該鋼管の下部を、鋼管の径方向外側まで掘削するよ
うにしたので、さらに鋼管の沈降を容易に行うことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の鋼管杭用掘削機の一実施例を示す縦断
面図である。

【図２】図１におけるＢーＢ線視断面図である。

【図３】一実施例の掘削機の揺動機構を示す縦断面図で
ある。

【図４】図３におけるＣーＣ線視図である。

【図５】図３におけるＤーＤ線視断面図である。

【図６】一実施例の掘削機を備えた掘削装置を示す断面
図である。

【図７】一実施例の掘削機を備えた掘削装置の要部を示
す断面図である。

【図８】図７におけるＥーＥ線視断面図である。

【図９】地盤が硬い場合と軟弱な場合における掘削機の
位置を示す縦断面図である。

【図１０】鋼管を地盤に載置した状態を示す縦断面図で
ある。

【図１１】鋼管の下端部を地盤に押し込んだ状態を示す
縦断面図である。

【図１２】鋼管内に掘削機をセットした状態を示す縦断
面図である。

【図１３】掘削機によって掘削をしている状態を示す縦
断面図である。

【図１４】１本目の鋼管を沈設し終えた状態を示す縦断
面図である。

【図１５】サポート鋼管を継ぎ足した状態を示す縦断面
図である。

【図１６】鋼管を継ぎ足した状態を示す縦断面図であ
る。

【図１７】再び上部支持機構をセットした状態を示す縦
断面図である。

【図１８】掘削機によって掘削をしている状態を示す縦
断面図である。

【図１９】３本目以降の鋼管を沈設し終えた状態を示す
縦断面図である。

【図２０】掘削機を引き上げている状態を示す縦断面図
である。

【図２１】サポート鋼管を解体・撤去している状態を示
す縦断面図である。

【図２２】掘削機を鋼管の最上部まで引き上げた状態を
示す縦断面図である。

【図２３】所定本数の鋼管を沈設し終えた状態を示す縦
断面図である。

【図２４】鋼管内にコンクリートを打設した状態を示す
縦断面図である。

【図２５】本発明の第二実施例の掘削機を示す横断面図
である。

【図２６】図２５におけるＦーＦ線視断面図である。

【図２７】掘削シャフトを伸張した状態を示す掘削機の
縦断面図である。

【図２８】図２７におけるＧーＧ線視断面図である。

【図２９】鋼管沈設の他の方法を説明するための鋼管上
部付近における縦断面図である。

【符号の説明】

１０ 鋼管 ３０Ａ，３０Ｃ 鋼管杭用掘削機 ３０Ｂ 鋼管杭用掘削装置 ３１，３１′ フレーム ３２，８１ 掘削部 ４０，４０′ サポート鋼管 ４５ 回転駆動機構 ４８ 掘削アーム ４９ 外筒 ５０ 内筒（回転軸） ５１ 掘削ヘッド ５２ 球形膨出部 ５６ 揺動機構 ６３ ジャッキ部 ７０ 上部支持機構 ７４ サポート鋼管支持機構 ８１ａ 回転体 ８２，８２′ 掘削シャフト

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中川 健一 東京都港区芝浦一丁目２番３号 清水建 設株式会社内 (72)発明者 久保 裕之 東京都港区芝浦一丁目２番３号 清水建 設株式会社内 (56)参考文献 特開 平３−233019（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−119705（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) E02D 7/00 E21B 7/20

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋼管杭用掘削機と、該掘削機を懸吊支持
   する懸吊支持部材と、該懸吊支持部材を支持して昇降さ
   せるとともに、鋼管を下方に押圧する上部支持機構とを
   備えてなり、 上記鋼管杭用掘削機は、 鋼管の内部に挿入可能な大きさ
   に構成され、長尺な懸吊支持部材を介して上方より懸吊
   支持されるフレームと、該フレームに支持された掘削部
   とを有し、上記掘削部を、棒状をなし上記フレームに基
   端部が首振り自在に支持された掘削アームと、この掘削
   アームの下端部に設けられた掘削ヘッドとから構成し、
   さらに、上記フレームに、上記掘削アームを首振り揺動
   させる揺動機構と、上記鋼管の径方向に伸縮し、かつ該
   鋼管の内壁に当接して上下に移動自在な車輪を有する複
   数のジャッキ部を設け、上記掘削アームを、上記フレー
   ムに首振り自在に支持された円筒状の外筒と、この外筒
   の内側に軸回りに回転自在に設けられた回転軸とから構
   成し、該回転軸に上記掘削ヘッドを設けるとともに、上
   記外筒に上記回転軸を回転駆動させる回転駆動機構を設
   けてなり、 上記上部支持機構は、上記鋼管の上端面に配置される押
   込み力伝達材、及び該押込み力伝達材を介して上記鋼管
   を下方に押圧するジャッキを含む駆動機構と、上記押込
   み力伝達材に設けられ、上記懸吊支持部材を支持して昇
   降させる懸吊支持部材支持機構とを備えて構成されてい
   る ことを特徴とする鋼管杭用掘削装置。
2. 【請求項２】 鋼管杭用掘削機と、該掘削機を懸吊支持
   する懸吊支持部材と、該懸吊支持部材を支持して昇降さ
   せるとともに、鋼管を下方に押圧する上部支持機構とを
   備えてなり、 上記鋼管杭用掘削機は、鋼管の内部に挿入可能な大きさ
   に構成され、長尺な懸吊支持部材を介して上方より懸吊
   支持されるフレームと、該フレームに支持された掘削部
   とを有し、上記掘削部を、上記フレームに回転自在に支
   持されて軸回りに回転する回転体と、この回転体から水
   平に外方に延びる複数の棒状の掘削シャフトとから構成
   するとともに、複数の掘削シャフトのうち一部のシャフ
   トを上記鋼管の径方向に伸縮自在に構成し、さらに、上
   記フレームに上記鋼管の径方向に伸縮し、かつ該鋼管の
   内壁に当接して上下に移動自在な車輪を有する複数のジ
   ャッキ部を設けてなり、 上記上部支持機構は、上記鋼管の上端面に配置される押
   込み力伝達材、及び該押込み力伝達材を介して上記鋼管
   を下方に押圧するジャッキを含む駆動機構と、上記押込
   み力伝達材に設けられ、上記懸吊支持部材を支持して昇
   降させる懸吊支持部材支持機構とを備えて構成されてい
   る ことを特徴とする鋼管杭用掘削装置。
3. 【請求項３】 鋼管杭を地盤に大深度まで設置する鋼管
   杭の施工方法であって、下記の工程を備えることを特徴
   とする鋼管杭の施工方法。 ａ.筒状をなす鋼管を地盤上に設置して、該鋼管の先端
   部を所定深さまで押し込む工程。 ｂ.上記請求項１又は２に記載の鋼管杭用掘削装置の鋼
   管杭用掘削機を懸吊支持部材によって所定の深さまで降
   ろして、該鋼管杭用掘削機を鋼管内の所定の位置にセッ
   トする工程。 ｃ.上記掘削機の掘削部によって掘削を行いながら鋼管
   を押し込む工程。 ｄ.上記鋼管を所定の深さまで押し込んだ後、上記鋼管
   杭用掘削機を支持している懸吊支持部材の上端部に、次
   の懸吊支持部材を継ぎ足すとともに上記鋼管の上端部に
   次の鋼管を継ぎ足す工程。 ｅ.上記ｄ工程の後、ｃ、ｄの工程を順次所定回数繰り
   返すことにより、懸吊支持部材と鋼管を継ぎ足しながら
   所定の数の鋼管を上下に連ねて押し込む工程。
4. 【請求項４】 請求項３記載の鋼管杭の施工方法におい
   て、掘削中に地盤が硬く予掘が必要となった際に、鋼管
   の押し込みを停止して懸吊部材を下方に降下させながら
   鋼管杭用掘削機を押し下げることを特徴とする鋼管杭の
   施工方法。
5. 【請求項５】 請求項４記載の鋼管杭の施工方法におい
   て、鋼管杭用掘削機の掘削部が鋼管の底部より下方に達
   した際に、該鋼管の下部を、鋼管の径方向外側まで掘削
   することを特徴とする鋼管杭の施工方法。