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
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Info
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- JP2995430B2 JP2995430B2 JP3293450A JP29345091A JP2995430B2 JP 2995430 B2 JP2995430 B2 JP 2995430B2 JP 3293450 A JP3293450 A JP 3293450A JP 29345091 A JP29345091 A JP 29345091A JP 2995430 B2 JP2995430 B2 JP 2995430B2
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Description
【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。
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。
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。
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。
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。
(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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
部付近における縦断面図である。
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)
- 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3293450A JP2995430B2 (ja) | 1991-11-08 | 1991-11-08 | 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 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3293450A JP2995430B2 (ja) | 1991-11-08 | 1991-11-08 | 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 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05306518A JPH05306518A (ja) | 1993-11-19 |
JP2995430B2 true JP2995430B2 (ja) | 1999-12-27 |
Family
ID=17794923
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3293450A Expired - Fee Related JP2995430B2 (ja) | 1991-11-08 | 1991-11-08 | 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 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2995430B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5450315B2 (ja) * | 2010-08-20 | 2014-03-26 | 株式会社東亜利根ボーリング | 掘削機の傾斜修正装置 |
JP2013019251A (ja) * | 2011-07-14 | 2013-01-31 | Sanwa Kiko Kk | 岩盤の掘削方法 |
JP6041768B2 (ja) * | 2013-08-07 | 2016-12-14 | 株式会社オーク | 掘削装置 |
JP5462402B1 (ja) * | 2013-08-23 | 2014-04-02 | 株式会社オーク | 掘削装置 |
CN112302081B (zh) * | 2020-11-16 | 2024-07-23 | 国网新疆电力有限公司克州供电公司 | 一种岩石基础掏挖的自动化设备 |
CN117090254B (zh) * | 2023-10-20 | 2024-02-06 | 中国电建集团山东电力建设第一工程有限公司 | 一种深基坑斜井挖掘***及其操作方法 |
-
1991
- 1991-11-08 JP JP3293450A patent/JP2995430B2/ja not_active Expired - Fee Related
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---|---|
JPH05306518A (ja) | 1993-11-19 |
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