JP6408795B2 - Method and apparatus for crushing underground obstacles - Google Patents
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Description
本発明は、基礎杭としての鋼管杭等を地盤中に打ち込むのに先立ち、地盤中に存在する転石、あるいは地盤中に埋もれたままになっている鉄筋コンクリート杭の残体、あるいはまた硬質地盤部などの地中障害物を破砕して、鋼管杭等の打ち込みを容易するための地中障害物の破砕方法及び破砕装置に関する。 Prior to driving steel pipe piles, etc., as foundation piles into the ground, the present invention includes the boulders that exist in the ground, the remnants of reinforced concrete piles that remain buried in the ground, or the hard ground, etc. The present invention relates to an underground obstacle crushing method and a crushing device for crushing underground obstacles and facilitating driving of steel pipe piles and the like.
従来の地中障害物の破砕方法として、特許公報等の公知文献を具体的に挙げることは出来ないが、従来にあっては、ドリルロッドを介してビットに回転力と打撃力を与えて掘削するロータリーパーカッションドリルマシンを単独で使用して上記のような地中障害物を破砕していた。 As conventional crushing methods for underground obstacles, publicly known documents such as patent gazettes cannot be specifically mentioned, but conventionally, excavation is performed by applying rotational force and striking force to the bit via a drill rod. A rotary percussion drill machine was used alone to crush underground obstacles as described above.
地中障害物を破砕するのに、従来の破砕方法のようにロータリーパーカッションドリルマシンだけでは、転石や鉄筋コンクリート杭の残体などの地中障害物を効果的に破砕することが困難であった。 In order to crush underground obstacles, it is difficult to effectively crush underground obstacles such as boulders and remnants of reinforced concrete piles only with a rotary percussion drill machine as in the conventional crushing method.
本発明は、上記の事情に鑑みて、転石や鉄筋コンクリート杭の残体などの地中障害物を効果的に破砕することができる地中障害物の破砕方法及び破砕装置を提供することを目的としている。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide an underground obstacle crushing method and a crushing apparatus capable of effectively crushing underground obstacles such as boulders and remnants of reinforced concrete piles. Yes.
上記課題を解決するための手段を、後述する実施形態の参照符号を付して説明すると、請求項1に係る発明の地中障害物の破砕方法は、昇降枠5にロータリーパーカッションドリルマシン6を上下動可能に設けると共に、昇降枠5の下部にセンターホール式のオーガマシン7をロータリーパーカッションドリルマシン6と同軸に設け、オーガマシン7の下端部にケーシング9の上端部を連動連結し、ケーシング9内にドリルロッド10を挿入して、ドリルロッド10の上端部を、オーガマシン7の中空部を通してロータリーパーカッションドリルマシン6に連動連結し、ケーシング9の下端部に障害物切削ビット12を設け、ドリルロッド10の下端部に障害物破砕用ヘッド21〜24を取り替え自在に取り付け、ケーシング9の障害物切削ビット12に与えられる回転切削力と、ドリルロッド10の障害物破砕用ヘッド21〜24に与えられる回転力及び打撃力とによって地中障害物を破砕する地中障害物の破砕方法であって、
地中障害物の破砕時には、ドリルロッド10下端部の障害物破砕用ヘッド21〜24を、ケーシング9下端部の障害物切削ビット12よりも後行させるようにすることを特徴とする。
Means for solving the above problems will be described with reference numerals in the embodiments described later. In the ground obstacle crushing method according to the first aspect of the present invention, the rotary
At the time of crushing the underground obstacle, the
上記解決手段による発明の効果を、後述する実施形態の参照符号を付して説明すると、請求項1に係る発明の地中障害物の破砕方法によれば、オーガマシン7によってケーシング9下端部の障害物切削ビット12に与えられる回転切削力と、ロータリーパーカッションドリルマシン6によりドリルロッド10を介して障害物破砕用ヘッド21〜24に与えられる回転力及び打撃力とによって地中障害物を破砕するようにしたから、図5に示すような転石Sや鉄筋コンクリート杭の残体、硬質地盤部などの地中障害物を効果的に破砕することができ、また鉄筋コンクリート杭の残体に含まれる鉄筋もケーシング9下端部の障害物切削ビット12によって切断することができ、従って後に挿入される基礎杭としての鋼管杭の挿入スペースの道を開くことができる。また、ドリルロッド10の下端部に何れかの障害物破砕用ヘッド21〜24を取り付けることにより、地中障害物をその性状に応じて有効に破砕することができる。
The effect of the invention by the above solution will be described with reference numerals of the embodiments described later. According to the ground obstacle crushing method of the invention according to
さらに本発明によれば、地中障害物の破砕時には、ドリルロッド10下端部の障害物破砕用ヘッド21〜24を、ケーシング9下端部の障害物切削ビット12よりも後行させることによって、地中障害物を一層効果的に破砕することができる。
Further, according to the present invention, at the time of crushing the underground obstacle, the
以下に本発明の好適な一実施形態を図面に基づいて説明すると、本発明に係る地中障害物の破砕装置を示す図1において、1はリーダで、ベースマシーン2の前端部に俯仰自在に設けられたマスト3に支持されて、水平面に対し垂直に立設されている。リーダ1には、その前側面部の全長にわたって設けられたガイドレール4に沿って昇降する昇降枠5が装備され、この昇降枠5には、ロータリーパーカッションドリルマシン6が、上下駆動手段19によって所定ストローク上下動可能に設置され、そしてこの昇降枠5の下端部にはセンターホール式のオーガマシン7が、ロータリーパーカッションドリルマシン6と同軸で固定的に設けられている。
A preferred embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In FIG. 1 showing a ground obstacle crushing apparatus according to the present invention,
昇降枠5は、昇降枠駆動手段8によりガイドレール4に沿って昇降駆動される。昇降枠駆動手段8は、リーダ1の上端部と下端部とに夫々スプロケット8a,8bを軸着して、両スプロケット8a,8bにチェーン8cを掛架すると共に、下部側のスプロケット8bを駆動スプロケットとしてこれを減速機付モータ(図示せず)に連動連結し、このチェーン8cの所要部に昇降枠5を連結してなるものである。尚、昇降枠駆動手段8としては、このようなスプロケット・チェーン機構からなるものに限らず、ラック式その他の周知の機構を採用することができる。
The
オーガマシン7は、これの下端部に設けられたケーシングキャップ20にケーシング9の上端部をセットすることによりケーシング9と連動連結して、このケーシング9を正逆回転駆動し、ケーシング9の正転時に地盤を削孔し、逆転時に地盤から引き抜くようになっている。このオーガマシン7は、センターホール式で、図示は省略するが、オーガマシン7の軸芯に沿って中空部が貫通形成されている。そして、図2の(a) ,(b) に示すように、ケーシング9の下端部には障害物切削ビット12が周方向一定間隔おきに取り付けられている。この障害物切削ビット12は、ケーシング9の回転による回転切削力によって地中障害物である転石S(図5参照)、硬質地盤、鉄筋コンクリートの残体等を切削するもので、特に鉄筋コンクリート杭の残体に含まれる鉄筋を切断するのに好適である。
The
オーガマシン7の上方に位置するロータリーパーカッションドリルマシン6は、これの下端部に連動連結されるドリルロッド10を介して障害物破砕用ヘッド23(図2参照)に回転力と打撃力とを与えることにより、地盤中に存在する転石S(図5参照)あるいは地盤中に埋もれたままになっている鉄筋コンクリート杭の残体あるいは硬質地盤層などの地中障害物を破砕するもので、図1に示すように、昇降枠5に取り付けられた支持枠25の補助リーダ26に上下スライド自在に支持されると共に、支持枠25に設けられた油圧シリンダからなる上下駆動手段19により所定ストローク上下動するようになっている。また、このロータリーパーカッションドリルマシン6は、詳細な図示は省略するが、ドリルロッド10の中空部に水又はエアーを供給するスイベル機構を備えており、このドリルロッド10の中空部に供給された水又はエアーは、必要に応じてドリルロッド10の先端部から吐出される。
The rotary
上記ドリルロッド10は、金属製の丸棒からなるもので、上端部がロータリーパーカッションドリルマシン6の下端部に連動連結され、その下端部には、図3及び図4に示すような種々形態の障害物破砕用ヘッド21〜24が、地中障害物に合わせて適宜に取り替え自在に取り付けられるようになっている。図3の(a-1) ,(a-2) に示す障害物破砕用ヘッド21は、丸軸状本体21aの下端部に四角錐状(又は円錐状)の破砕刃21bを形成し、その上端部にはドリルロッド10の下端部に設けられた嵌合部27(図2の(a) 参照)に挿脱自在に連結される角形連結部片21cを形成している。また図3の(b-1) 〜(b-3) に示す障害物破砕用ヘッド22は、丸軸状本体22aの下端部に下向き略山形状の破砕刃22bを形成し、その上端部に角形の連結部片22cを形成したものである。
The
また、図4の(a-1) ,(a-2) に示す障害物破砕用ヘッド23は、丸軸状本体23aの下端部に四角錐状の破砕刃23bを形成すると共に、この四角錐状破砕刃23bに略三角形の破砕刃23oを底面視十字状に組み合わせて突設し、そして上端部に角形の連結部片23cを形成したものである。更に、図4の(b-1) 〜(b-3) に示す障害物破砕用ヘッド24は、丸軸状本体24aの下端部に下向き略山形状の破砕刃24bを形成すると共に、この山形状破砕刃24bに略三角形の破砕刃24oを底面視十字状に組み合わせて突設し、そして上端部に角形の連結部片24cを形成したものである。
The
尚、図1に示す破砕装置のドリルロッド10及び図2に示すドリルロッド10の夫々下端部には、図4の(a-1) ,(a-2) に示す障害物破砕用ヘッド23を取り付けている。また図1において、28はリーダ1の正面側下端部に設けられたリング状の振れ止めで、これに嵌挿されるケーシング9の下端部側の振れを防止するようになっている。
In addition, the
図2には、ケーシング9に挿入されたドリルロッド10の下端部の障害物破砕用ヘッド23がケーシング9より後行している状態を実線で示し、その障害物破砕用ヘッド23がケーシング9より先行している状態を仮想線で示している。この場合、ロータリーパーカッションドリルマシン6を上下駆動手段19により補助リーダ26に沿って所定ストローク下動させると、ドリルロッド10の障害物破砕用ヘッド23先端部が、仮想線図示のようにケーシング9の下端から突出して、ヘッド先行状態となり、また上動させると、実線図示のように障害物破砕用ヘッド23がケーシング9内に没入してヘッド後行状態となりするようになり、しかして図2に示す障害物破砕用ヘッド23先端部の実線図示位置と仮想線図示位置との間において障害物破砕用ヘッド23の上下ストロークを適宜に調整するようになっている。
In FIG. 2, a state in which the
上記のように構成される破砕装置の使用による地中障害物の破砕方法について、図5を参照して説明する。この図5では、ベースマシーン2側に垂設されるリーダ1の図示を省略する。
A method for crushing underground obstacles by using the crushing apparatus configured as described above will be described with reference to FIG. In FIG. 5, illustration of the
この実施形態の場合、鋼管杭を打ち込む予定の地盤W中には転石Sが多く存在することから、ロータリーパーカッションドリルマシン6におけるドリルロッド10の下端部には、転石Sの破砕に好適な、例えば図4の(a-1) ,(a-2) に示す障害物破砕用ヘッド23を取り付けるものとし、そしてドリルロッド10下端部の障害物破砕用ヘッド23を、図2の(a) に示すように、ケーシング9下端部の障害物切削ビット12よりも十分後行させた状態(即ち、ケーシング9下端部の障害物切削ビット12を障害物破砕用ヘッド23の先端部をよりも十分先行させた状態)にしておく。
In the case of this embodiment, since there are many rolling stones S in the ground W where the steel pipe pile is to be driven, the lower end of the
先ず、図5の(a) に示すように、オーガマシン7によりケーシング9を正転させつつ、昇降枠5を下降させながら、ケーシング9を地盤W中に回転圧入してゆく。そして、ケーシング9の下端部が図示のような転石S(地中障害物)に突き当たると、オーガマシン7によるケーシング9の回転を一時停止し、ロータリーパーカッションドリルマシン6を、上下駆動手段19により支持枠25の補助リーダ26に沿って移動させ、しかしてドリルロッド10下端部の障害物破砕用ヘッド23が、ケーシング9下端部の障害物切削ビット12よりもわずかだけ、例えば10mm程度後行するように調整を行う。
First, as shown in FIG. 5A, the
上記のようにして、ケーシング9に対するドリルロッド10下端部の障害物破砕用ヘッド23の後行調整を行った後、オーガマシン7によってケーシング9を正転駆動しつつ、ロータリーパーカッションドリルマシン6を駆動しながら、昇降枠5を昇降枠駆動手段8によりガイドレール4に沿って徐々に下降させてゆくと、オーガマシン7によってケーシング9下端部の障害物切削ビット12に与えられる回転切削力と、ロータリーパーカッションドリルマシン6によりドリルロッド10の下端部の障害物破砕用ヘッド23に与えられる回転力及び打撃力とによって、地中障害物としての転石Sは、掘孔されながら破壊されて図5の(b) に示すように破砕された状態となる。
After performing the following adjustment of the
この場合の転石Sの破砕状態を詳述すれば、この時は、ドリルロッド10下端部の障害物破砕用ヘッド23がケーシング9下端部の障害物切削ビット12よりもわずかに後行している、つまりケーシング9下端部の障害物切削ビット12がドリルロッド10下端部の障害物破砕用ヘッド23よりわずかに先行していることから、先ず、ケーシング9の正転による障害物切削ビット12の回転切削力により、転石Sがその上面側から掘孔されて、ケーシング9の下端部が転石S内に食い込んでゆく一方、障害物切削ビット12より後行する障害物破砕用ヘッド23が回転しながら転石Sの上面側を強力に打撃力することにより、転石Sに食い込んで回転するケーシング9の下端部で囲まれた転石S部分が破砕されると共に、破壊される転石Sの下方部が障害物破砕用ヘッド23の強力な打撃力によって破壊され、しかしてこのような状態が繰り返されることによって、転石Sは、図5の(b) に示すような状態に破砕されることになる。
The crushing state of the boulder S in this case will be described in detail. At this time, the
上記のようにして転石Sが、ケーシング9の障害物切削ビット12に与えられる回転切削力と、ドリルロッド10の障害物破砕用ヘッド21〜24に与えられる回転力及び打撃力とによって破砕されるから、後に挿入される基礎杭としての鋼管杭の挿入スペースの道が形成されて、それにより鋼管杭が地盤中所定深さまで容易に貫入されることになる。
The rolling stone S is crushed by the rotational cutting force applied to the
上記の説明は、ドリルロッド10下端部の障害物破砕用ヘッド23をケーシング9下端部の障害物切削ビット12よりわずかに後行させた(即ち、ケーシング9下端部の障害物切削ビット12をドリルロッド10下端部の障害物破砕用ヘッド23よりわずかに先行させた)場合であるが、これとは逆に、障害物破砕用ヘッド23をケーシング9下端部の障害物切削ビット12より先行させる(即ち、ケーシング9下端部の障害物切削ビット12をドリルロッド10下端部の障害物破砕用ヘッド23より後行させる)場合も、転石Sや鉄筋コンクリート杭の残体、硬質地盤部などの地中障害物を効果的に破砕することができる。但し、ドリルロッド10下端部の障害物破砕用ヘッド23をケーシング9下端部の障害物切削ビット12よりわずかに後行させた場合には、地中障害物を一層効果的に破砕することができるということである。
In the above description, the
以上のように、下端部に障害物切削ビット12を備えたケーシング9と、同じく下端部に障害物破砕用ヘッド23を取り付けたロータリーパーカッションドリルマシン6のドリルロッド10とを併用することによって、従来のロータリーパーカッションドリルマシン6の単独使用では困難とされていた転石などの地中障害物の破砕を容易に実現することができる。
As described above, the
W 地盤
1 リーダ
2 ベースマシーン
4 ガイドレール
5 昇降枠
6 ロータリーパーカッションドリルマシン
7 オーガマシン
9 ケーシング
10 ドリルロッド
12 障害物切削ビット
21〜24 障害物破砕用ヘッド
S 地中障害物
Claims (1)
地中障害物の破砕時には、ドリルロッド下端部の障害物破砕用ヘッドを、ケーシング下端部の障害物切削ビットよりも後行させるようにする地中障害物の破砕方法。 A rotary percussion drill machine is provided on the lifting frame so that it can move up and down, and a center hole auger machine is provided coaxially with the rotary percussion drill machine at the bottom of the lifting frame, and the upper end of the casing is linked to the lower end of the auger machine. The drill rod is inserted into the casing, and the upper end of the drill rod is interlocked with the rotary percussion drill machine through the hollow portion of the auger machine. The lower end of the drill rod is provided with an obstacle cutting bit at the lower end of the casing. The obstacle crushing head is replaceably attached to the crusher, and the underground obstacle is crushed by the rotational cutting force applied to the obstacle cutting bit of the casing and the rotational force and striking force applied to the obstacle crushing head of the drill rod. A method for crushing underground obstacles ,
A method for crushing underground obstacles in which the obstacle crushing head at the lower end of the drill rod is moved behind the obstacle cutting bit at the lower end of the casing when crushing the underground obstacle.
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