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現場打ち工法及び掘削装置

国内特許コード P07A011375
整理番号 /NO33414
掲載日 2007年11月9日
出願番号 特願2003-361012
公開番号 特開2005-126922
登録番号 特許第4205551号
出願日 平成15年10月21日(2003.10.21)
公開日 平成17年5月19日(2005.5.19)
登録日 平成20年10月24日(2008.10.24)
発明者
  • 吉川 正
  • 村田 俊彦
  • 田島 新一
  • 小滝 裕
  • 齎藤 茂
  • 北本 幸義
  • 神田 政幸
  • 棚村 史郎
  • 西岡 英俊
出願人
  • 鹿島建設(株)
  • (財)鉄道総合技術研究所
発明の名称 現場打ち工法及び掘削装置
発明の概要 【課題】 掘削孔内の安定液を良質に維持すると共に、掘削時に孔壁へのマッドケーキの付着を防止ないし抑制することのできる現場打ち工法を提供すること。
【解決手段】 本発明の現場打ち工法は、掘削装置10におけるロッド管24を回転駆動すると共に下降させ、ロッド管の下端部に設けられたカッタヘッド26により掘削を行う第1ステップと、安定液をロッド管の下端開口部から掘削孔28に供給する第2ステップと、安定液を掘削孔28の孔口の近傍から該掘削孔に供給する第3ステップと、揚泥管60の吸引口を掘削孔の最深部から所定高さの範囲内に配置し、掘削孔の底部の泥水を回収する第4ステップとを同時に実施し、その後、生コンクリートを掘削孔に打設することを特徴とする。この工法によれば、掘削孔内の安定液を良質に維持できる。
【選択図】 図3
従来技術、競合技術の概要 【背景技術】現場打ち工法としては、正循環工法(サーキュレーション工法)と逆循環工法(リバースサーキュレーション工法)を用いたものが従来から知られている。サーキュレーション工法は、カッタヘッドを回転させて掘削を行いながら、カッタヘッドが取り付けられているロッド管の下端開口部から安定液を供給し、掘削孔の底部に溜まる土砂混入泥水(以下、本明細書及び添付の特許請求の範囲では単に「泥水」という)を孔口まで押し上げて、掘削孔内から排出するという工法である。また、リバースサーキュレーション工法は、カッタヘッドを回転させて掘削を行いながら、孔口近傍から安定液を補充しつつロッド管の下端開口部から泥水を安定液と共に吸い上げて掘削孔内から排出するという工法である。しかしながら、従来のサーキュレーション工法では、泥水を孔口まで上昇させるため、掘削孔内全体の安定液の比重、砂分率、粘性が大きくなり、孔壁にマッドケーキが付着しやすいという問題がある。マッドケーキとは、泥水の水分が減少し流動性がなくなったものをいい、これが孔壁に多量に付着すると、後工程で打設する杭の支持力が低減するおそれがある。このため、サーキュレーション工法は、通常、土砂(スライム)の発生量の少ない径の小さな掘削孔に適用されている。一方、リバースサーキュレーション工法は、孔壁に対するマッドケーキ付着量が少なく、比較的大径の掘削孔に適している工法である。しかし、泥水と共に安定液も多量に排出されるため、安定液供給・回収設備が大規模なものとなるという問題がある。そこで、従来においては、例えば下記の特許文献1に記載されているような現場打ち工法が提案、採用されている。この特許文献1に記載の工法は、まず第1ステップとして、掘削を行いながら、ロッド管の下端開口部から安定液を供給する共に、揚泥管の下端の吸引口を掘削孔の最深部から所定高さの位置に配置して、孔底部の泥水を吸引し孔外部に排出する。そして、この第1ステップの終了後、ロッド管を引き抜き、孔壁を洗浄し、次いで揚泥管の吸引口を掘削孔の最深部まで下げて、孔口近傍から安定液を補充しつつ孔最深部の泥水を回収する第2ステップを行う。その後、生コンクリートやモルタル等を打設して現場打ち杭を築造するのである。この工法では、第1ステップが従来のサーキュレーション工法に相当するが、揚泥管の吸引口を孔口付近ではなく、孔底部に配置するため、泥水を孔口まで上昇させる必要がない。よって、孔壁に付着するマッドケーキの量を低減することができるという効果がある。また、第2ステップでは、揚泥管の吸引口を孔最深部に配置することで、泥水を効率よく排出でき、安定液の補充量は少なくて済む。よって、泥水排出及び安定液補充の開始から比較的短時間のうちに、掘削孔内の液体分を良質な安定液に置換することができ、後工程で築造される杭は安定したものとなる。
【特許文献1】特許第3058319号
産業上の利用分野 本発明は、現場打ち杭(「場所打ち杭」ともいう)を築造するための工法及び掘削装置に関するものである。
特許請求の範囲 【請求項1】 掘削装置におけるロッド管を回転駆動すると共に下降させ、前記ロッド管の下端部に設けられたカッタヘッドにより掘削を行う第1ステップと、 安定液を前記ロッド管の下端開口部から掘削孔に供給する第2ステップと、 安定液を前記掘削孔の孔口の近傍から該掘削孔に供給する第3ステップと、 揚泥管の吸引口を前記掘削孔の最深部から所定高さの範囲内に配置し、前記掘削孔の底部の泥水を回収する第4ステップと、を同時に実施し、その後、生コンクリート又はモルタルを前記掘削孔に打設する現場打ち工法。
【請求項2】 前記第1~第4ステップの完了後、生コンクリート又はモルタルの打設前に、安定液を前記掘削孔の孔口の近傍から該掘削孔に供給すると共に、前記ロッド管の前記下端開口部から前記掘削孔の底部の泥水を吸引し排出する第5ステップを更に含む請求項1に記載の現場打ち工法。
【請求項3】 前記第5ステップにおいて、前記掘削孔の底部の泥水を吸引する際、前記カッタヘッドを回転させる請求項2に記載の現場打ち工法。
【請求項4】 前記揚泥管の前記吸引口の位置を前記カッタヘッドから所定の距離、上方に離れた位置とする請求項1~3のいずれか1項に記載の現場打ち工法。
【請求項5】 固定架台と、 前記固定架台に回転可能に且つ上下動可能に支持され、下端に開口部を有するロッド管と、 前記ロッド管を回転させる回転駆動手段と、 前記ロッド管の下端部に設けられたカッタヘッドと、 前記ロッド管の上下動可能に伴って上下方向に伸縮可能であり、吸引口が前記ロッド管の下端から上方に所定の距離を置いて配置されている揚泥管と、 掘削孔の孔口の近傍にて安定液を供給する安定液供給管と、 同時に前記ロッド管及び前記安定液供給管を通して安定液を供給する安定液供給手段と、を備える掘削装置。
【請求項6】 前記揚泥管の前記吸引口と前記ロッド管との間の水平距離を略一定に保持するスペーサを更に備える請求項5に記載の掘削装置。
【請求項7】 前記揚泥管の前記吸引口が、前記カッタヘッドから所定の距離、上方に離れた位置に配置されている、請求項5又は6に記載の掘削装置。
【請求項8】 前記揚泥管が前記ロッド管と一体的に設けられている請求項5~7のいずれか1項に記載の掘削装置。
【請求項9】 前記掘削孔内における所定の泥水濃度の部分に位置するよう前記ロッド管に沿って上下動可能となっている分離体を更に備え、 前記揚泥管の下部が前記分離体に固定されており、 前記分離体の単位容積当たりの重量が、所望の泥水濃度における泥水に対して比重が1となるように設定されている、請求項5~8のいずれか1項に記載の掘削装置。
産業区分
  • 土工
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 権利存続中
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