JP5033405B2

JP5033405B2 - 掘削装置及び掘削方法

Info

Publication number: JP5033405B2
Application number: JP2006321318A
Authority: JP
Inventors: 北村　　精男; 良夫都築
Original assignee: Giken Ltd
Current assignee: Giken Ltd
Priority date: 2006-11-29
Filing date: 2006-11-29
Publication date: 2012-09-26
Anticipated expiration: 2026-11-29
Also published as: JP2008133678A

Description

本発明は、掘削装置及びその掘削装置を用いる掘削方法に関する。

従来、杭を地盤に打ち込んで埋設する作業を行う場面が様々ある。
そして、鋼管杭を地盤に圧入する際に、その鋼管杭の内部に土砂が閉塞してしまうと、図８に示すように、その杭５０の先端に圧力球根と呼ばれるたまねぎ状の圧密土１００が生じてしまうことがある。このような圧密土１００が杭５０の先端に発生してしまうと、その杭５０を地中に押し込むために非常に大きな力を要することとなったり、その杭５０の圧入が不可能になったりすることがある。

この圧密土が発生しないように、鋼管杭の内部に土砂が閉塞してしまうことを防いで、その鋼管杭をスムーズに圧入するために、図９に示すように、鋼管杭５０の内部にオーガ装置２０ａを配置して、鋼管杭内部の地盤を掘削しつつ、その杭５０を圧入する技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００１−２００６８４号公報

しかしながら、上記特許文献１の場合、オーガ装置２０ａは、オーガ２１ａを内設する外筒であるケーシング（カプセルパイプ）４０を備えており、そのケーシング４０ごと鋼管杭内に配されるので、そのオーガ２１ａの径が杭５０の内径に比べて小さくなってしまうため、そのケーシング４０のスペースの分、掘削効率が悪いという問題があった。
また、鋼管杭５０の内部に配置可能なケーシング４０のサイズは比較的小さく、そのケーシング４０内に取り込める排土の量は少ないので、掘削した地盤の排土を杭５０の外に排出する排土処理の回数が増えてしまうために、排土効率が悪いという問題があった。
また、オーガ２１ａ自体は回転しつつ地盤に揉み込んでいくが、ケーシング４０は単に押し込まれるため地盤や土砂に対する強度が必要となる。そのためにケーシング４０の板厚を厚くするなどして、そのケーシング４０に必要な剛性を確保するようにすると、ケーシング４０の重量が増えてしまうので、そのオーガ装置２０ａを支えて使用する掘削の作業性が悪化してしまうという問題があった。

本発明の目的は、より好適な掘削作業を行うことができる掘削装置及び掘削方法を提供することである。

以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、例えば、図１、図２に示すように、
筒状の杭（５０）を地盤に圧入する際に、その地盤を掘削する掘削装置（１）であって、
前記杭の上端部に接続可能で、地盤を掘削するオーガスクリューを格納できる筒状の接続部材（例えば、打下げ装置１０）と、
前記接続部材と前記杭の内部を移動可能に備えられ、前記杭の内部及び前記杭の下端側の地盤を掘削する前記オーガスクリュー（２１）を有するオーガ装置（２０）と、
を備え、
前記オーガ装置は、
前記オーガスクリューの軸線方向に離間した位置に設けられ、前記接続部材と前記杭の内面の把持と解除をそれぞれ切り替えることができる上クランプ部（２４）と下クランプ部（２５）と、
前記上クランプ部と前記下クランプ部の間に設けられ、前記オーガスクリューの軸線方向に伸縮することで前記上クランプ部と前記下クランプ部を離接するようにその配置を切り替えることができるシリンダ部（２６）と、
を備えており、
前記上クランプ部と前記下クランプ部による前記接続部材と前記杭の内面の把持と解除、及び前記シリンダ部の伸縮を所定順に繰り返すことで、当該オーガ装置が前記接続部材と前記杭の内部を下降したり上昇したりすることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、掘削装置は、筒状の接続部材と、オーガスクリューを有するオーガ装置とを備えており、筒状の杭を地盤に圧入する際に、その杭の上端部に接続部材を接続して、その接続部材を通じてオーガ装置を杭の内部に送り込み、その杭の内部及び杭の下端側の地盤の掘削を行うことができる。また、地盤の掘削後、オーガ装置は接続部材側に移動することができる。

そして、この掘削装置のオーガ装置は、従来技術におけるオーガ装置のようなケーシング（カプセルパイプ）を備えていないため、オーガスクリューの径のサイズを地盤に圧入する杭の内径に応じたサイズとすることができるので、効率よく地盤の掘削を行うことができる。また、オーガ装置がケーシング（カプセルパイプ）を備えない分、掘削装置の重量が軽くなるので、掘削の作業性も向上する。

特に、この掘削装置のオーガ装置が掘削を終えた後に、そのオーガ装置が接続部材側に移動して、その接続部材の内部にオーガスクリューを格納する際に、掘削した地盤の排土を接続部材内に収容するようにして、その排土を杭の内部から効率よく排出することができる。
つまり、従来技術のオーガ装置のように、杭の内部に配置可能なサイズのケーシング（カプセルパイプ）を用いて排土処理を行うことに比べて、杭の上端部に接続可能な比較的太いサイズの接続部材を利用して排土処理を行うことができるので、排土効率の向上を図ることができる。

従って、この掘削装置は、より好適な掘削作業を行うことができる掘削装置であるといえる。
また、この掘削装置が杭の内部の地盤を掘削したことによって、その杭を地盤にスムーズに圧入することができるようになる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の掘削装置を用いて、地盤を掘削する掘削方法であって、例えば、図３、図４、図５に示すように、
地盤の所定の箇所に仮設した前記杭（５０）の上端部に前記掘削装置（１）の接続部材（例えば、打下げ装置１０）を接続し、次いで、前記掘削装置のオーガ装置（２０）の前記上クランプ部（２４）と前記下クランプ部（２５）と前記シリンダ部（２６）との動作を所定順に繰り返して当該オーガ装置を下降させ、前記接続部材側から前記杭側に移動させて前記地盤を掘削した後、前記オーガ装置の前記上クランプ部と前記下クランプ部と前記シリンダ部との動作を所定順に繰り返して当該オーガ装置を上昇させ、前記杭側から前記接続部材側に移動させて、前記接続部材内に前記オーガスクリューを格納することで、前記杭の内部の排土を前記接続部材内に収容して外部に排出することを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、接続部材とオーガ装置を備える掘削装置を用いて地盤の掘削を行う際、その掘削装置の接続部材を地盤の所定の箇所に圧入する杭の上端部に接続し、その接続部材側から杭の内部にオーガ装置を移動させることによって、その杭の内部の地盤の掘削を行うことができる。そして、その地盤の掘削後、オーガ装置を接続部材側に移動させることで、掘削した地盤の排土を接続部材内に収容するようにして、その排土を杭の内部から外部に排出することができる。

なお、この掘削装置のオーガ装置は、従来技術におけるオーガ装置のようなケーシング（カプセルパイプ）を備えていないため、オーガスクリューの径のサイズを地盤に圧入する杭の内径に応じたサイズとすることができるので、効率よく地盤の掘削を行うことができる。また、オーガ装置がケーシング（カプセルパイプ）を備えない分、掘削装置の重量が軽くなるので、掘削の作業性も向上する。
また、この掘削装置のオーガ装置が掘削を終えた後に、そのオーガ装置が接続部材側に移動して、その接続部材の内部にオーガスクリューを格納する際に、掘削した地盤の排土を接続部材内に収容するようにして、その排土を杭の内部から効率よく排出することができる。つまり、従来技術のオーガ装置のように、杭の内部に配置可能なサイズのケーシング（カプセルパイプ）を用いて排土処理を行うことに比べて、杭の上端部に接続可能な比較的太いサイズの接続部材を利用して排土処理を行うことができるので、排土効率の向上を図ることができる。
従って、この掘削装置を用いる掘削方法は、より好適な掘削作業を行うことができる掘削方法であるといえる。

本発明によれば、筒状の杭を地盤に圧入する際に、その杭の上端部に掘削装置の接続部材を接続することで、杭に対して掘削装置を位置合わせし、その接続部材を通じて掘削装置のオーガ装置を杭の内部にスムーズに送り込むことができ、そのオーガ装置によって杭の内部の地盤の掘削を行うことができる。なお、この掘削装置が杭の内部の地盤を掘削したことによって、その杭を地盤にスムーズに圧入することができるようになる。
そして、この掘削装置のオーガ装置は、オーガスクリューの径のサイズを地盤に圧入する杭の内径に応じたサイズとすることができるので、効率よく地盤の掘削を行うことができる。
特に、地盤の掘削後、オーガ装置が接続部材側に移動する際に、掘削した地盤の排土を接続部材内に収容するようにして、その排土を杭の内部から排出することができる。そして、杭の上端部に接続可能な比較的太いサイズの接続部材を利用して排土処理を行うことによって、排土効率の向上を図ることができる。
従って、この掘削装置や、この掘削装置を用いる掘削方法は、より好適な掘削作業を行うことができる技術であるといえる。

以下、本発明の実施形態の掘削装置及びその掘削装置を用いた掘削方法を、図面を参照して説明する。

掘削装置１は、図１、図２に示すように、地盤に圧入する鋼管杭など筒状の杭５０の上端部に接続する筒状の接続部材である打下げ装置１０と、打下げ装置１０の筒状内部を挿通可能なオーガ装置２０と、を備えている。
この掘削装置１は、杭圧入機３０によって杭５０を所定の箇所に圧入する際に、その杭圧入機３０に保持されている杭５０の内部の地盤を掘削する装置であって、杭圧入機３０による杭５０の圧入をスムーズに行うことを可能にする。

打下げ装置１０は、上端から下端に連通する内部空間を有し、略円筒形状を呈する部材であって、その下端部に接続クランプ部１１を備えている。
接続クランプ部１１は、杭５０の上端部を把持して、その杭５０に打下げ装置１０を接続させるようになっている。
この打下げ装置１０は、オーガ装置２０が備えている後述するオーガスクリュー２１を格納したり、そのオーガスクリュー２１が掘削した地盤の排土を収容したりするようになっている。
なお、この打下げ装置１０の内径は、杭５０の内径とほぼ同じサイズであることが好ましい。

オーガ装置２０は、地盤を掘削するオーガスクリュー２１と、オーガスクリュー２１を回転させる駆動モータ２２と、オーガスクリュー２１と駆動モータ２２とを繋ぐスイベルジョイント部２３と、オーガスクリュー２１の軸線方向と交差する方向に張り出して当該オーガ装置２０を打下げ装置１０や杭５０の内部に配置させる上クランプ部２４と下クランプ部２５と、上クランプ部２４と下クランプ部２５とを離接可能に支持するシリンダ部２６と、を備えている。
また、オーガ装置２０の上端部には、オーガ装置２０を吊り下げる際に、クレーンのフックなどを掛けるための懸架部２７が設けられている。

オーガスクリュー２１は、駆動モータ２２によって回転駆動されて、その軸線方向に地盤を掘進する。
なお、オーガスクリュー２１は、打下げ装置１０の内部に格納可能なサイズであって、地盤の掘削効率のポイントからはより大きな径を有することが好ましい。つまり、オーガスクリュー２１のオーガ羽根の径は、打下げ装置１０の内径とほぼ同じサイズであって、その内径より僅かに小さな径であることが好ましい。

上クランプ部２４と下クランプ部２５は、打下げ装置１０や杭５０の内部において、その打下げ装置１０や杭５０の内壁面に対して、それぞれ所定の密接部をオーガスクリュー２１の軸線方向と交差する方向に張り出すことによって、当該オーガ装置２０を打下げ装置１０や杭５０の内部の任意の位置に配置させるようになっている。
具体的には、上クランプ部２４と下クランプ部２５は、それぞれ図示しない油圧シリンダにより水平方向に広げられることにより、所定の密接部が打下げ装置１０や杭５０の内壁面を押圧して把持するようになって、オーガ装置２０を打下げ装置１０や杭５０の内部の任意の位置に固定して配置させることを可能にする。
なお、上クランプ部２４は、オーガ装置２０における上側である駆動モータ２２側に備えられており、下クランプ部２５は、オーガ装置２０における下側であるオーガスクリュー２１の基部側あって、上クランプ部２４の下方に備えられている。

シリンダ部２６は、所定の油圧シリンダの駆動によって、オーガスクリュー２１の軸線方向に沿って伸縮するようになっており、そのシリンダ部２６の上部は上クランプ部２４に取り付けられ、シリンダ部２６の下部は下クランプ部２５に取り付けられている。
このシリンダ部２６が伸縮することによって、上クランプ部２４と下クランプ部２５とが離接するように、その配置が切り替わるようになっている。

そして、例えば、上クランプ部２４が打下げ装置１０や杭５０の内壁面を把持し、下クランプ部２５が解放された状態で、シリンダ部２６を伸縮させると、オーガスクリュー２１が上下に移動されて昇降されるようになる。
また、下クランプ部２５が打下げ装置１０や杭５０の内壁面を把持し、上クランプ部２４が解放された状態で、シリンダ部２６を伸縮させると、駆動モータ２２がオーガスクリュー２１に対して離接されるようになる。

杭圧入機３０は、図１に示すように、既に圧入された杭５０の上端部を内側から拡径して把持する複数（例えば、３つ）のクランプ装置３１・・・を備えたサドル３２と、サドル３２に対して前後動自在なスライドベース３３と、スライドベース３３上で左右に旋回自在なリーダマスト３４と、リーダマスト３４の前面に昇降自在に取り付けられて杭５０を保持するチャック装置３５と、リーダマスト３４に対してチャック装置３５を昇降駆動するメイン油圧シリンダ３６と、を備えている。
そして、杭圧入機３０は、杭５０を保持したチャック装置３５を下降させることと、杭５０を離してチャック装置３５を上昇させることを繰り返すことによって、１ストローク分ずつ杭５０を圧入することを繰り返して、杭５０を地盤に圧入するようになっている。
なお、杭圧入機３０の構成や動作は従来公知のものと同様であるので、ここでは詳述しない。

次に、本発明に係る掘削方法について、図３から図５に基づき説明する。
なお、本実施形態において、掘削装置１や掘削方法を説明するにあたり、掘削装置１の形態変化がわかり易いように、杭５０や打下げ装置１０内のオーガ装置２０を透視した状態を図示した図面を用いている。

図３（ａ）に示すように、既に圧入された３本の杭５０の上端部にクランプ装置３１を介して杭圧入機３０を設置する。
この杭圧入機３０のチャック装置３５に新たな杭５０を保持させるとともに、その杭５０を任意の深さまで埋入させて、地盤の所定の箇所に仮設する。
なお、掘削装置１は、オーガ装置２０の下クランプ部２５が打下げ装置１０の上端部の内面において拡径し、その下クランプ部２５が打下げ装置１０を把持することによって、オーガ装置２０と打下げ装置１０とが一体となり、オーガスクリュー２１が打下げ装置１０内に格納された状態で、クレーンにより吊り下げられている。
そして、この掘削装置１は、打下げ装置１０に配されているオーガ装置２０を杭５０側に移動可能に備えている。

そして、図３（ｂ）に示すように、杭圧入機３０のチャック装置３５に保持されて、地盤の所定の箇所に仮設された杭５０の上端部に、掘削装置１の打下げ装置１０の下端部を当接させるとともに、打下げ装置１０の接続クランプ部１１にその杭５０の外面側を把持させて、打下げ装置１０と杭５０とを接続する（ステップＳ１）。
なお、掘削装置１の打下げ装置１０を杭５０の上端部に接続することによって、その杭５０に対して掘削装置１を位置合わせすることができる。

次いで、図３（ｃ）に示すように、オーガ装置２０の下クランプ部２５による打下げ装置１０の把持を解除し、クレーンによって吊り下げられたオーガ装置２０を打下げ装置１０側から杭５０側に巻き下げるように移動させ、オーガ装置２０のオーガスクリュー２１の先端が杭５０の内部の地盤に当たるまで、そのオーガ装置２０を下降させる（ステップＳ２）。
なお、ステップＳ１において、杭５０に対して掘削装置１が位置合わせされているので、杭５０の内部に掘削装置１のオーガ装置２０をスムーズに送り込むことができる。

次いで、図３（ｄ）に示すように、オーガ装置２０の下クランプ部２５を杭５０の内面において拡径させ、その下クランプ部２５に杭５０を把持させることによって、杭５０にオーガ装置２０を固定する。
次いで、オーガ装置２０の駆動モータ２２を駆動により、オーガスクリュー２１を回転させて杭５０の内部の地盤を掘進して、その地盤を掘削する（ステップＳ３）。
そして、オーガスクリュー２１が地盤にある程度揉み込まれた状態で、オーガ装置２０の上クランプ部２４を拡径させて杭５０の内面を把持させ、更に、下クランプ部２５による杭５０の把持を解除させた後にシリンダ部２６を伸ばすようにして、下クランプ部２５をオーガスクリュー２１側に下降させる。また、再度、下クランプ部２５を拡径させて杭５０を把持した後、上クランプ部２４による杭５０の把持を解除するとともに、シリンダ部２６を縮めるようにして、上クランプ部２４を下クランプ部２５側に引き寄せる。
このように、オーガスクリュー２１による地盤の掘進と、上クランプ部２４と下クランプ部２５による杭５０の把持と解除及びシリンダ部２６の伸縮とを適宜繰り返して、図４（ｅ）に示すように、任意の位置までオーガ装置２０を下降させつつ地盤を掘削し、例えば、杭５０の下端部に相当する深さまで掘進する。

次いで、図４（ｆ）に示すように、オーガ装置２０の下クランプ部２５に杭５０を把持させ、上クランプ部２４による杭５０の把持を解除した後に、シリンダ部２６を伸ばすようにして、オーガスクリュー２１を上昇させる。
そして、上クランプ部２４と下クランプ部２５による杭５０の把持と解除及びシリンダ部２６の伸縮を、地盤の掘進に伴うオーガ装置２０の下降の場合とは逆の手順で繰り返して行ってオーガ装置２０を上昇させるか、上クランプ部２４と下クランプ部２５とをともに解除した状態で、クレーンによってオーガ装置２０を巻き上げるようにして、オーガ装置２０を杭５０側から打下げ装置１０側に移動させて、図４（ｇ）に示すように、オーガスクリュー２１が打下げ装置１０の内部に格納されるまでオーガ装置２０を上昇させる（ステップＳ４）。
なお、オーガスクリュー２１が打下げ装置１０の内部に格納された状態で、下クランプ部２５が打下げ装置１０の上端部の内面において拡径されて、その下クランプ部２５が打下げ装置１０を把持するようになっている。
また、打下げ装置１０の内部には、オーガスクリュー２１とともに、オーガスクリュー２１によって掘削された地盤の土砂が排土として収容されている。

次いで、打下げ装置１０の内部にオーガスクリュー２１を格納した状態で、図４（ｈ）に示すように、接続クランプ部１１による杭５０との接続を解除し、掘削装置１と杭５０とを分離する（ステップＳ５）。
なお、打下げ装置１０の下端開口は、オーガスクリュー２１によって閉蓋されるようになっており、打下げ装置１０の内部に収容された排土は、こぼれ難くなっている。

次いで、図５（ｉ）に示すように、クレーンによって吊り下げられた掘削装置１を所定の排土置場まで移動させる。
そして、シリンダ部２６を伸縮させることで、打下げ装置１０内でオーガスクリュー２１を上下させるようにして、打下げ装置１０の内部から排土を外部に排出させる（ステップＳ６）。
なお、この排土を排出する際に、オーガスクリュー２１を掘削時とは逆方向に回転させるようにしてもよい。

そして、図６（ａ）に示すように、本発明に係る掘削装置１のオーガスクリュー２１のオーガ羽根の径は、杭５０の内径より僅かに小さなサイズであって、例えば、杭５０の内径８００［ｍｍ］に対して、オーガスクリュー２１のオーガ羽根の径は約７２０［ｍｍ］であり、そのリフティング面積は約３８００［ｃｍ^２］である。
これに対し、従来のオーガ装置のオーガスクリューは、図６（ｂ）に示すように、外筒であるカプセルパイプを備えており、例えば、そのカプセルパイプの径は６６０［ｍｍ］であって、そのカプセルパイプ内のオーガスクリューのオーガ羽根の径は約６００［ｍｍ］であり、そのリフティング面積は約２４００［ｃｍ^２］である。
つまり、従来のオーガ装置に比べて本発明の掘削装置１のオーガ装置２０は、約１．６倍のリフティング面積を有しているので、その排土効率は１．６倍程度向上しているといえる。

そして、ステップＳ６において、掘削装置１が排土を行っている間に、杭圧入機３０は杭５０を地盤に埋入させ、より深く杭５０を地盤に圧入するようになっている。
ここで、掘削装置１によって、杭５０の内部の地盤が掘削されているので、杭５０を杭圧入機３０によって地盤に圧入する際に、杭５０の先端に圧密土が発生することはなく、その杭５０を地盤に圧入しやすくなっている。

そして、図５（ｊ）に示すように、更に地盤に圧入されて、杭圧入機３０のチャック装置３５に保持されている杭５０の上端部に、掘削装置１の打下げ装置１０の接続クランプ部１１を把持させるようにして、打下げ装置１０と杭５０とを接続させて、ステップＳ１からステップＳ６の掘削工程を複数回繰り返す。
そして、図５（ｋ）に示すように、杭５０が地盤の所定の深さに達したことで、その杭５０の圧入は終了する。

その杭５０の圧入を終えて、所定の杭列が完成すると、一連の作業が完了する。
一方、所定数の杭５０の圧入を終えていない場合、杭圧入機３０は、その圧入を終えたばかりの杭５０側に杭１本分移動するとともに、その杭５０に並べるように新たな杭５０を仮設する。そして、ステップＳ１からステップＳ６の掘削を同様に繰り返しつつ、杭５０を地盤に圧入することによって、所望する杭列を完成させるようにする。

このように、本発明に係る掘削装置１は、オーガ装置２０とそのオーガスクリュー２１を格納可能な打下げ装置１０とを備えており、そのオーガ装置２０は、従来のオーガ装置２０ａのようなケーシング（カプセルパイプ）４０を備えていないため、オーガスクリュー２１の径のサイズを地盤に圧入する杭５０の内径に応じたサイズとすることができるので、効率よく地盤の掘削を行うことができる。また、オーガ装置２０がケーシング（カプセルパイプ）４０を備えない分、掘削装置１の重量が軽くなるので、掘削の作業性も向上する。
特に、掘削装置１によって杭５０の内部の地盤を掘削した際に、オーガ装置２０の打下げ装置１０に、地盤の掘削により生じた土砂などの排土を収容して、杭５０の外部に排出することができる。つまり、打下げ装置１０をカプセルパイプ４０代わりに使用することによって、排土の排出を良好に行うことができ、排土効率を向上させることができる。

従って、この打下げ装置１０とオーガ装置２０とを備える掘削装置１は、より好適な掘削作業を行うことができる掘削装置であるといえ、この掘削装置１を用いる掘削方法は、より好適な掘削作業を行うことができる掘削方法であるといえる。

また、掘削装置１のオーガ装置２０は、上クランプ部２４と下クランプ部２５による杭５０や打下げ装置１０の内面の把持と解除及びシリンダ部２６の伸縮とを適宜繰り返すことによって、当該オーガ装置２０を杭５０や打下げ装置１０の内部を下降させたり、上昇させたりすることができるので、クレーンによってオーガ装置２０を巻き上げたり、巻き下げたりすることができない状況であっても、このオーガ装置２０によって杭５０の内部の地盤の掘削を行うことが可能である。

なお、本発明は上記実施形態に限られるものではない。
例えば、図７に示すように、排土シュート１２が設けられた打下げ装置１０ａを備える掘削装置であってもよい。
この排土シュート１２が設けられた打下げ装置１０ａを備えていれば、前述したステップＳ５、ステップＳ６のように、圧入中の杭５０と掘削装置を分離して排土処理を行わずに、ステップＳ４の状態で、排土シュート１２から外部に排土を排出することが可能になる。

なお、本発明の適用は上述した実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

本発明に係る掘削装置と、杭を地盤に圧入する杭圧入機とを示す側面図である。本発明に係る掘削装置を示し、打下げ装置とオーガ装置を分離した状態を示す側面図である。本発明に係る掘削方法を示す説明図であり、掘削の準備段階（ａ）、掘削ステップＳ１（ｂ）、掘削ステップＳ２（ｃ）、掘削ステップＳ３（ｄ）を示している。本発明に係る掘削方法を示す説明図であり、掘削ステップＳ３におけるオーガ装置の最下点段階（ｅ）、オーガ装置の上昇開始段階（ｆ）、掘削ステップＳ４（ｇ）、掘削ステップＳ５（ｈ）を示している。本発明に係る掘削方法を示す説明図であり、掘削ステップＳ６（ｉ）、ステップＳ１からＳ６を繰り返す段階（ｊ）、杭圧入終了段階（ｋ）を示している。本発明に係る掘削装置のオーガスクリューのオーガ羽根のサイズ（ａ）と、従来のオーガ装置のオーガスクリューのオーガ羽根のサイズ（ｂ）を示す説明図である。打下げ装置の変形例を示す側面図である。杭の圧入の妨げになる圧密土を示す説明図である。従来のオーガ装置を示す側面図である。

符号の説明

１掘削装置
１０、１０ａ打下げ装置（接続部材）
１１接続クランプ部
１２排土シュート
２０オーガ装置
２１オーガスクリュー
２２駆動モータ
２３スイベルジョイント部
２４上クランプ部
２５下クランプ部
２６シリンダ部
２７懸架部
３０杭圧入機
５０杭

Claims

筒状の杭を地盤に圧入する際に、その地盤を掘削する掘削装置であって、
前記杭の上端部に接続可能で、地盤を掘削するオーガスクリューを格納できる筒状の接続部材と、
前記接続部材と前記杭の内部を移動可能に備えられ、前記杭の内部及び前記杭の下端側の地盤を掘削する前記オーガスクリューを有するオーガ装置と、
を備え、
前記オーガ装置は、
前記オーガスクリューの軸線方向に離間した位置に設けられ、前記接続部材と前記杭の内面の把持と解除をそれぞれ切り替えることができる上クランプ部と下クランプ部と、
前記上クランプ部と前記下クランプ部の間に設けられ、前記オーガスクリューの軸線方向に伸縮することで前記上クランプ部と前記下クランプ部を離接するようにその配置を切り替えることができるシリンダ部と、
を備えており、
前記上クランプ部と前記下クランプ部による前記接続部材と前記杭の内面の把持と解除、及び前記シリンダ部の伸縮を所定順に繰り返すことで、当該オーガ装置が前記接続部材と前記杭の内部を下降したり上昇したりすることを特徴とする掘削装置。
請求項１に記載の掘削装置を用いて、地盤を掘削する掘削方法であって、
地盤の所定の箇所に仮設した前記杭の上端部に前記掘削装置の接続部材を接続し、次いで、前記掘削装置のオーガ装置の前記上クランプ部と前記下クランプ部と前記シリンダ部との動作を所定順に繰り返して当該オーガ装置を下降させ、前記接続部材側から前記杭側に移動させて前記地盤を掘削した後、前記オーガ装置の前記上クランプ部と前記下クランプ部と前記シリンダ部との動作を所定順に繰り返して当該オーガ装置を上昇させ、前記杭側から前記接続部材側に移動させて、前記接続部材内に前記オーガスクリューを格納することで、前記杭の内部の排土を前記接続部材内に収容して外部に排出することを特徴とする掘削方法。