特許 7253455 掘削装置及び掘削方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-03-29

(45)【発行日】2023-04-06

(54)【発明の名称】掘削装置及び掘削方法

(51)【国際特許分類】

   E21B 11/00 20060101AFI20230330BHJP

   E02D 7/20 20060101ALI20230330BHJP

【ＦＩ】

E21B11/00 Z

E02D7/20

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2019114644

(22)【出願日】2019-06-20

(65)【公開番号】P2021001454

(43)【公開日】2021-01-07

【審査請求日】2022-03-02

(73)【特許権者】

【識別番号】000141521

【氏名又は名称】株式会社技研製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100113549

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 守

(74)【代理人】

【識別番号】100115808

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 真司

(74)【代理人】

【識別番号】100169199

【弁理士】

【氏名又は名称】石本 貴幸

(72)【発明者】

【氏名】北村 精男

【審査官】高橋 雅明

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－０７６７４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－０２７８７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５６－０６８０９８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平０８－１３６４１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－２１２９５１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ２１Ｂ １１／００

Ｅ０２Ｄ ７／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転圧入用の杭材の内側に配置されて地盤を掘削する掘削装置であって、
第１円筒部材の一端に地盤を掘削する複数の刃が設けられた第１掘削手段と、
前記第１円筒部材に比べて径が小さい第２円筒部材の一端に地盤を掘削する複数の刃が設けられた第２掘削手段と、
前記第１掘削手段と前記第２掘削手段とを回転させる遊星歯車機構と、
を備え、
前記杭材は、一端に地盤を掘削する回転圧入用の刃が設けられている鋼管であり、
前記第１掘削手段と前記第２掘削手段と前記杭材との三重管によって掘削を行う、
掘削装置。

【請求項2】

前記遊星歯車機構は、内歯車又は遊星キャリアに前記第１掘削手段が連結され、太陽歯車に前記第２掘削手段が連結される請求項１記載の掘削装置。

【請求項3】

前記第１掘削手段と前記第２掘削手段とは、互いに回転方向が逆向きとなるように前記遊星歯車機構に連結される請求項１又は請求項２記載の掘削装置。

【請求項4】

前記遊星歯車機構に回転軸が連結される回転駆動手段と、
前記第１掘削手段、前記第２掘削手段、及び前記回転駆動手段を前記杭材の内側に保持するために、前記杭材の内側を把持する把持手段と、
を備える請求項１から請求項３の何れか１項記載の掘削装置。

【請求項5】

前記把持手段に対して前記第１掘削手段及び前記第２掘削手段を昇降させる昇降手段を備える請求項４記載の掘削装置。

【請求項6】

前記第１掘削手段、前記第２掘削手段、前記回転駆動手段、及び前記把持手段を前記杭材の内側から吊り上げるケーブルを備える請求項４又は請求項５記載の掘削装置。

【請求項7】

前記杭材は、圧入機によって地盤に圧入されながら、前記第１掘削手段及び前記第２掘削手段によって内側が掘削される請求項１から請求項６の何れか１項記載の掘削装置。

【請求項8】

圧入機によって回転圧入用の杭材を地盤に埋設しながら、請求項１から請求項７の何れか１項記載の掘削装置によって地盤を掘削する第１工程と、
前記杭材の埋設を中断し、前記掘削装置によって掘削された掘削物を除去するために前記掘削装置を前記杭材から取り外す第２工程と、
前記掘削物を除去した後に前記杭材の内側に前記掘削装置を戻す第３工程と、
を有し、
前記第１工程から前記第３工程を繰り返しながら行う掘削方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、掘削装置及び掘削方法に関する。

【背景技術】

【0002】

鋼管や矢板等の杭材を地盤に埋設するために、杭材の内側の地盤を掘削しながら杭材を埋設する工法が従来から行われている。

【0003】

例えば、特許文献１には、管体内に現れる地盤を掘削する掘削装置が開示されている。この掘削装置は、オーガスクリューとした掘削用ヘッドと、掘削用ヘッドを回転駆動するモータと、掘削用ヘッドをモータに対して上下方向（管体の軸方向）に移動させるための移動用シリンダと、管体の内周部分を把持することでモータを管体内で保持し、掘削用ヘッドを回転させる反力を得るための保持用シリンダを備える。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１８－７６７４２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に開示されている掘削装置は、オーガスクリューによって地盤を掘削するため、杭材の内側全面の地盤を掘削することになる。このため、特許文献１に開示されている掘削装置では、地盤から受ける抵抗が大きく、必ずしも効率の良い掘削を行うものではない。

【0006】

そこで本発明は、杭材の内側を掘削する際に地盤から受ける抵抗をより小さくし、より効率良く杭材を埋設できる、掘削装置及び掘削方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の掘削装置は、杭材の内側に配置されて地盤を掘削する掘削装置であって、第１円筒部材の一端に地盤を掘削する複数の刃が設けられた第１掘削手段と、前記第１円筒部材に比べて径が小さい第２円筒部材の一端に地盤を掘削する複数の刃が設けられた第２掘削手段と、前記第１掘削手段と前記第２掘削手段とを回転させる遊星歯車機構と、を備える。

【0008】

本構成によれば、オーガスクリューのように杭材の内側全面の地盤を掘削するのではなく、円筒状に回転する刃が設けられた２つの掘削手段によって杭材内壁部の地盤のみを掘削する。従って、本構成の掘削装置によれば、杭材の内側を掘削する際に掘削時に地盤から受ける抵抗をより小さくし、より効率良く杭材を埋設できる。

【0009】

本発明の掘削装置は、前記遊星歯車機構の内歯車又は遊星キャリアに前記第１掘削手段が連結され、太陽歯車に前記第２掘削手段が連結される。本構成によれば、遊星歯車機構を用いた簡易な構成により第１掘削手段及び第２掘削手段を同軸で回転させることができる。

【0010】

本発明の掘削装置は、前記第１掘削手段と前記第２掘削手段とが、互いに回転方向が逆向きとなるように前記遊星歯車機構に連結されてもよい。本構成によれば、第１掘削手段と第２掘削手段とを逆回転とすることにより、逆回転としない場合に比べて第１掘削手段と第２掘削手段との相対速度を倍近くにできるので、より効率良く地盤を掘削できる。

【0011】

本発明の掘削装置は、前記遊星歯車機構に回転軸が連結される回転駆動手段と、前記第１掘削手段、前記第２掘削手段、及び前記回転駆動手段を前記杭材の内側に保持するために、前記杭材の内側を把持する把持手段と、を備えてもよい。本構成によれば、掘削装置を小型化して杭材の内側に配置できる。

【0012】

本発明の掘削装置は、前記把持手段に対して前記第１掘削手段及び前記第２掘削手段を昇降させる昇降手段を備えてもよい。本構成によれば、地盤の状態に応じて杭材の下端部に対する掘削手段の刃の位置を調整して掘削できる。

【0013】

本発明の掘削装置は、前記第１掘削手段、前記第２掘削手段、前記回転駆動手段、及び前記把持手段を前記杭材の内側から吊り上げるケーブルを備えてもよい。本構成によれば、掘削装置を簡易に杭材の内側に出し入れできる。なおケーブルは回転駆動手段や把持手段に電力を供給する電力ケーブルや作動油を供給する油圧ケーブルと兼用されても良い。

【0014】

本発明の掘削装置は、前記杭材が圧入機によって地盤に圧入されながら、前記第１掘削手段及び前記第２掘削手段によって内側が掘削されてもよい。本構成によれば、杭材の圧入と杭材の内側の掘削を同時に行うので、より効率良く杭材を埋設できる。

【0015】

本発明の掘削装置は、前記杭材が一端に地盤を掘削する回転圧入用の刃が設けられている鋼管であってもよい。本構成によれば、杭材自身でも地盤の掘削を行うので、硬質地盤等に対してより効率良く杭材を埋設できる。

【0016】

本発明の掘削方法は、圧入機によって前記杭材を地盤に埋設しながら、上記記載の掘削装置によって前記杭材の内側の地盤を掘削する第１工程と、前記杭材の埋設を中断し、前記掘削装置によって掘削された掘削物を除去するために前記掘削装置を前記杭材から取り外す第２工程と、前記掘削物を除去した後に前記杭材の内側に前記掘削装置を戻す第３工程と、を有し、前記第１工程から前記第３工程を繰り返しながら行う。本構成によれば、杭材の内側を掘削する際に地盤から受ける抵抗をより小さくし、より効率良く杭材を埋設できる。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、杭材の内側を掘削する際に地盤から受ける抵抗をより小さくし、より効率良く杭材を埋設できる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本実施形態の掘削装置を用いた圧入機の外観図である。

【図2】本実施形態の掘削装置の概略構成図であり、（Ａ）は遊星歯車機構の内歯車を固定した場合を示し、（Ｂ）は遊星歯車機構の遊星キャリアを固定した場合を示す。

【図3】本実施形態の遊星歯車機構及びドラムカッタの概略上面図であり、（Ａ）は図２のＡ－Ａ断面図であり、（Ｂ）は図２のＢ－Ｂ断面図である。

【図4】本実施形態の圧入杭の内側に配置された掘削装置のドラムカッタの上下移動を示した概略構成図であり、（Ａ）はドラムカッタのビットと圧入杭のビットが同位置にある場合を示し、（Ｂ）はドラムカッタのビットが圧入杭のビットよりも掘削方向へ突き出ている場合を示す。

【図5】本実施形態の掘削装置によって、圧入杭の端部よりも先に圧入杭の内側の地盤が掘削された状態を示す概略図である。

【図6】本実施形態の掘削装置を矢板の埋設に適用する場合の例を示す上面概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明を実施する場合の一例を示すものであって、本発明を以下に説明する具体的構成に限定するものではない。本発明の実施にあたっては、実施形態に応じた具体的構成が適宜採用されてよい。なお、本実施形態の圧入機は、施工が完了した杭（完成杭）をクランプすることで反力を得ながら、完成杭の頭部上を自走して杭を順次圧入する。この工法により、硬質地盤やコンクリート構造物などの地中構造部への圧入施工が可能となり、仮設桟橋も必要としないため、工期を短縮し、環境にやさしい施工が可能となる。

【0020】

図１は、本実施形態の圧入機１０の外観側面図である。図１に示すように、圧入機１０は、杭材である圧入杭１２を地盤Ａ上に立てた状態で、圧入杭１２内に現れる地盤Ａに対して掘削等の処理を施しながら、圧入杭１２を地盤Ａに圧入するものである。なお、本実施形態の圧入杭１２及び完成杭１４は一例として鋼管とする。

【0021】

圧入機１０は、サドル２０とサドル２０に対し前後方向（図中では左右方向）にスライドするスライドフレーム２２と、スライドフレーム２２に立設されたマスト２４とを備えている。マスト２４の前方には、圧入杭１２を着脱可能に把持するチャック２６が適宜のガイドで案内されて昇降可能に取付けられる。このような構成の圧入機１０は、チャック２６により圧入杭１２を把持した状態で、マスト２４に対してチャック２６を地盤Ａに向けて移動させることで、圧入杭１２を地盤Ａに圧入又は圧入杭１２を回転させながら地盤Ａに圧入する。

【0022】

また、サドル２０は、サドル２０から垂下する複数（図１の例では３つ）のクランプ２８を有している。クランプ２８は、完成杭１４の上端の内側に挿入された状態で、完成杭１４を内側から保持及び解放するように構成される。そして、圧入機１０は、複数が配列される完成杭１４上をその配列方向に沿って移動（自走）する。

【0023】

さらに、本実施形態の圧入杭１２の内側には地盤Ａを掘削する掘削装置３０が配置される。掘削装置３０は、詳細を後述するように、圧入杭１２の内側を把持することでその位置が圧入杭１２の端部近辺に固定される。そして、圧入杭１２は、圧入機１０によって地盤Ａに圧入されながら、掘削装置３０によってその内側が掘削される。これにより、圧入杭１２は、圧入機１０による圧入又は回転圧入と圧入杭１２の内側の掘削とを同時に行うので、より効率良く圧入杭１２を埋設できる。

【0024】

次に図２，３を参照して、本実施形態の掘削装置３０を説明する。図２は、本実施形態の掘削装置３０の概略構成図であり、図２（Ａ），（Ｂ）は固定される歯車の違いを示している。図３は、本実施形態のドラムカッタ３２及び遊星歯車機構３４の概略上面図であり、図３（Ａ）は図２のＡ－Ａ断面図を示し、図３（Ｂ）は図２のＢ－Ｂ断面図を示す。

【0025】

本実施形態の掘削装置３０は、主として、ドラムカッタ３２Ａ，３２Ｂ、遊星歯車機構３４、回転駆動部３６、把持部３８、及び昇降部４０を備える。ドラムカッタ３２Ａは本発明の第１掘削手段に相当し、ドラムカッタ３２Ｂは本発明の第２掘削手段に相当し、回転駆動部３６は本発明の回転駆動手段に相当し、把持部３８は本発明の把持手段に相当し、昇降部４０は本発明の昇降手段に相当する。なお、図２では、ドラムカッタ３２Ａ，３２Ｂを明確にするために、その断面を斜線で示している。

【0026】

ドラムカッタ３２Ａは、円筒部材４２Ａの一端に地盤Ａを掘削する複数の刃（以下「ビット」という。）４４が設けられ、ドラムカッタ３２Ｂは、円筒部材４２Ａに比べて径が小さい円筒部材４２Ｂの一端に地盤Ａを掘削する複数のビット４４が設けられる。ドラムカッタ３２Ａの円筒部材４２Ａの外径は、圧入杭１２の内径よりも若干小さく、ビット４４が圧入杭１２の内壁に当接しない程度が好ましい。また、ドラムカッタ３２Ｂの外径は、ドラムカッタ３２Ａのビット４４とドラムカッタ３２Ｂのビット４４とが可能な限り近接する大きさとされる。これにより、ドラムカッタ３２Ａ，３２Ｂは、圧入杭１２の内壁近傍の地盤Ａを掘削できる。

【0027】

なお、以下の説明において、ドラムカッタ３２Ａとドラムカッタ３２Ｂとを区別して説明しない場合には、単にドラムカッタ３２といい、円筒部材４２Ａと円筒部材４２Ｂとを区別して説明しない場合には、単に円筒部材４２という。

【0028】

遊星歯車機構３４は、太陽歯車３４Ａ、遊星歯車３４Ｂ、遊星キャリア３４Ｃ、内歯車３４Ｄで構成され、ドラムカッタ３２Ａ，３２Ｂがその下方に連結され、ドラムカッタ３２Ａ，３２Ｂを回転させる。より具体的には、遊星歯車機構３４は、内歯車３４Ｄ又は遊星キャリア３４Ｃにドラムカッタ３２Ａが連結され、太陽歯車３４Ａにドラムカッタ３２Ｂが連結される（図２参照）。これにより、掘削装置３０は、遊星歯車機構３４を用いた簡易な構成によりドラムカッタ３２Ａとドラムカッタ３２Ｂとを同軸で回転させることができる。なお、遊星歯車機構３４は、その上方及び側方が歯車ケース４６に覆われており、歯車ケース４６に対して内歯車３４Ｄ又は遊星キャリア３４Ｃを固定するための固定具４８が接続される。

【0029】

回転駆動部３６は、一例として、遊星歯車機構３４の太陽歯車３４Ａに回転軸が連結される。すなわち、回転駆動部３６は、遊星歯車機構３４を介して、円筒部材４２の中心軸を回転軸としてドラムカッタ３２を回転駆動させる。本実施形態の回転駆動部３６は、一例として、電動モータとするが、これに限らず、回転駆動部３６は油圧モータでもよい。なお、ドラムカッタ３２Ａとドラムカッタ３２Ｂとを同軸で回転させることができれば、回転駆動部３６の回転軸は、太陽歯車３４Ａに限らず遊星歯車機構３４を構成する他の歯車に連結されてもよい。

【0030】

なお、回転駆動部３６は、歯車ケース４６の上部に配置される。換言すると、歯車ケース４６は、回転駆動部３６及び遊星歯車機構３４を介してドラムカッタ３２を支持する支持部材である。

【0031】

把持部３８は、ドラムカッタ３２及び回転駆動部３６を圧入杭１２の内側に保持するために、圧入杭１２の内側を把持する。本実施系形態の把持部３８は、一例として、複数のパッド５０を圧入杭１２の内側に当接させることで、圧入杭１２の内側を把持する。パッド５０は、パッドカバー５２に覆われ、圧入杭１２の周方向（回転方向）や鉛直方向（上下方向）に対して複数設けられる。

【0032】

パッド５０は、例えば、ピストン機構やカム機構、クサビ機構によって圧入杭１２の内側に当接又は離間される。このピストン機構やカム機構、クサビ機構は、油圧又は電動によって駆動される。なお、把持部３８は、掘削装置３０を圧入杭１２の内側に着脱自在に固定できればその機構は限定されず、例えば、圧入杭１２の内側に引っ掛かる構造であっても良い。

【0033】

このように本実施形態の掘削装置３０は、ドラムカッタ３２及び回転駆動部３６を圧入杭１２の内側に保持するための把持部３８を備える。この構成により、掘削装置３０を小型化して圧入杭１２の内側に着脱自在に配置できる。

【0034】

昇降部４０は、把持部３８に対してドラムカッタ３２を昇降させるものである。本実施形態の昇降部４０は、一例として、昇降シリンダ５４と昇降ガイド５６によって構成される。昇降シリンダ５４は、上部が把持部３８（パッドカバー５２）に接続され、ピストンロッドが歯車ケース４６に接続され、ピストンロッドが上下動すると把持部３８に対してドラムカッタ３２が上下動する。なお、昇降シリンダ５４は、一例として、油圧により駆動するが、これに限らず、電動により駆動してもよい。掘削装置３０は、昇降部４０を備えることで、地盤Ａの状態に応じて圧入杭１２の下端部に対するドラムカッタ３２のビット４４の位置を調整して掘削できる。

【0035】

また、昇降ガイド５６は、昇降シリンダ５４のピストンロッドの上下動に応じて、歯車ケース４６を上下方向に揺動させずに滑らかに移動させるための部材であり、このような機能を有していれば構造は限定されない。

【0036】

さらに、掘削装置３０は、掘削装置３０を簡易に圧入杭１２の内側に出し入れするために、ドラムカッタ３２、回転駆動部３６及び把持部３８を圧入杭１２の内側から吊り上げるケーブル５８を備える。本実施形態のケーブル５８は、一例として、回転駆動部３６や把持部３８に電力を供給する電力ケーブルや作動油を供給する油圧ケーブルと兼用される。

【0037】

また、本実施形態の掘削装置３０のケーブル５８は、一例として、図１に示されるように、圧入杭１２の上方に配置されたフック６０に吊り下げられた滑車６２を介して、マスト２４の上部に配置されたリール６４によって巻き取り、繰り出しが行われる。このような構成により、掘削装置３０は、圧入杭１２の内側を把持していない状態で、リール６４によるケーブル５８の巻き取り、繰り出しによって圧入杭１２の内側を上下移動可能とされる。なお、圧入杭１２は、回転圧入されるため、圧入杭１２の内側に把持されている掘削装置３０自体も回転する。このため、掘削装置３０は、上部に設けられたロータリージョイント６６を介してケーブル５８が接続され、回転によるケーブル５８のねじれを防止する。

【0038】

以上説明した掘削装置３０の構成によれば、円筒部材４２Ａ，４２Ｂの一端に地盤Ａを掘削する複数のビット４４が設けられたドラムカッタ３２Ａ，３２Ｂが回転することで圧入杭１２の内側の掘削を行う。すなわち、本実施形態の掘削装置３０は、オーガスクリューのように圧入杭１２の内側全面の地盤Ａを掘削するのではなく、円筒状に回転するビット４４が設けられたドラムカッタ３２Ａ，３２Ｂによって圧入杭１２内壁部の地盤Ａのみを円筒状に掘削する。従って、本実施形態の掘削装置３０によれば、圧入杭１２の内側を掘削する際に地盤Ａから受ける抵抗をより小さくし、より効率良く杭材を埋設できる。

【0039】

また、本実施形態のドラムカッタ３２Ａとドラムカッタ３２Ｂとは、互いに回転方向が逆向きとなるように遊星歯車機構３４に連結される。本実施形態では図２に示されるように、内歯車３４Ｄ又は遊星キャリア３４Ｃを固定することで、ドラムカッタ３２の回転方向を定める。なお、図２（Ａ）は内歯車３４Ｄを固定具４８によって固定することで、ドラムカッタ３２Ａ，３２Ｂの回転方向を逆方向とする場合を示している。また、図２（Ｂ）は遊星キャリア３４Ｃを固定具４８によって固定することで、ドラムカッタ３２Ａ，３２Ｂの回転方向を逆方向とする場合を示している。

【0040】

このように、ドラムカッタ３２Ａとドラムカッタ３２Ｂとを逆回転とすることにより、逆回転としない場合に比べてドラムカッタ３２Ａとドラムカッタ３２Ｂとの相対速度を倍近くにできるので、より効率良く地盤Ａを掘削できる。

【0041】

また、ドラムカッタ３２Ａとドラムカッタ３２Ｂの回転数が同じであると、相対的に径の大きいドラムカッタ３２Ａのビット４４はドラムカッタ３２Ｂのビット４４よりも単位時間当たりに移動する距離が長くなり、ドラムカッタ３２Ａのビット４４はドラムカッタ３２Ｂのビット４４に比べて損耗が大きくなる。ドラムカッタ３２Ａのビット４４とドラムカッタ３２Ｂのビット４４の損耗度合いが異なると、ドラムカッタ３２Ａ，３２Ｂのメンテナンスの時期が異なることになり、メンテナンス作業が繁雑となる。

【0042】

そこで、本実施形態の掘削装置３０は、遊星歯車機構３４を構成する歯車のギヤ比を調整することで、内歯車３４Ｄ又は遊星キャリア３４Ｃに連結されるドラムカッタ３２Ａと太陽歯車３４Ａに連結されるドラムカッタ３２Ｂとの周速（m/sec）を同じにしてもよい。これによれば、ドラムカッタ３２Ａ，３２Ｂに設けられるビット４４は単位時間当たりの移動距離が同じになるので、損耗の度合いが同じになり、ビット４４に対するメンテナンス作業の煩雑さが抑制される。

【0043】

次に、図４を参照して圧入杭１２の内側に配置された掘削装置３０のドラムカッタ３２の上下移動について説明する。なお、図４における圧入杭１２は一端に地盤Ａを掘削する回転圧入用のビット７０が設けられている。すなわち、本実施形態では、掘削を行う管が圧入杭１２自身とドラムカッタ３２Ａとドラムカッタ３２Ｂの三重管となるので、より効率良く圧入杭１２を埋設できる。

【0044】

なお、掘削装置３０は、回転駆動部３６の回転方向を制御することにより、圧入杭１２とドラムカッタ３２Ｂとの回転方向を同じにすることができる。そして掘削装置３０は、圧入杭１２とドラムカッタ３２Ｂとに対してドラムカッタ３２Ａの回転方向が逆向きとなるように、ドラムカッタ３２の回転方向を調整することが好ましい。これにより、圧入杭１２、ドラムカッタ３２Ａ、ドラムカッタ３２Ｂの回転方向が互い違いとなり、互い違いとしない場合に比べて各々の相対速度が速くなるので、より効率よく地盤Ａを掘削できる。

【0045】

図４（Ａ）はドラムカッタ３２のビット４４と圧入杭１２のビット７０が同位置にある場合を示している。一方、図４（Ｂ）はドラムカッタ３２のビット４４が圧入杭１２のビット７０よりも掘削方向へ突き出ている場合を示している。図４（Ｂ）に示されるように、ドラムカッタ３２のビット４４が圧入杭１２のビット７０よりも突き出される場合は、把持部３８の位置は変わらずに昇降部４０が伸びることでドラムカッタ３２が掘削方向に移動する。

【0046】

そして、ドラムカッタ３２のビット４４が圧入杭１２のビット７０よりも突き出された状態で掘削が行われ、ドラムカッタ３２が上方へ移動すると、図５の概略図のように、圧入杭１２の内側にドラムカッタ３２の周方向に沿った空間７２が生じる。そして、圧入杭１２のビット７０が掘削を行うと、圧入杭１２の内側である空間７２へ掘削された地盤Ａが崩れることになるので、圧入杭１２による掘削が行い易くなる。

【0047】

次に、本実施形態の掘削装置３０を用いた掘削方法の工程について具体的に説明する。

【0048】

第１工程：圧入機１０によって圧入杭１２を地盤Ａに埋設しながら、掘削装置３０によって圧入杭１２の内側の地盤Ａを掘削する。

【0049】

第２工程：圧入杭１２の埋設を中断し、掘削装置３０によって掘削された土砂等の掘削物（地中障害物、図５に示される掘削装置３０の掘削により残ったコア７３等）を除去するために、掘削装置３０を圧入杭１２から取り外す。掘削装置３０を圧入杭１２から取り外すためには、把持部３８による圧入杭１２の内側の把持を解除し、リール６４によってケーブル５８を巻き取る。

【0050】

掘削物の除去方法としては、例えば、ドラムカッタ３２Ｂの内部に収納されたコア７３ごと掘削装置３０を圧入杭１２から取り外す。このようなコア７３は、例えば、岩等ある一定の長さになると折れ、切削粉と共にドラムカッタ３２Ｂ内に収まるようなコアである。また掘削物の他の除去方法としては、掘削装置３０を圧入杭１２から取り外した後に圧入杭１２の上方から内部へバケットやハンマーグラブを降下させ、これらによって掘削物を掬ったり把持して、圧入杭１２の内部から上方へ持ち上げて除去する。なお、バケットやハンマーグラブ等の降下及び上昇は、掘削装置３０に用いたリール６４や滑車６２を用いて行われてもよい。

【0051】

第３工程：圧入杭１２の内側に掘削装置３０を戻す。そして第１工程から第３工程を繰り返すことにより、圧入機１０によって圧入杭１２を地盤Ａに埋設しながら、掘削装置３０によって圧入杭１２の内側の地盤Ａを掘削する。

【0052】

以上、本発明を、上記実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。発明の要旨を逸脱しない範囲で上記実施形態に多様な変更または改良を加えることができ、該変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。

【0053】

例えば、上記実施形態では、圧入する杭材を鋼管とする形態について説明したが、本発明はこれに限定されず、杭材は矢板等、鋼管以外のものでもよい。図６は、杭材を矢板７４とする場合における掘削装置３０の配置を示す上面概略図である。図６では、掘削装置３０の把持部３８は、一例として、矢板７４の内側に引っ掛かる引掛部７６とされ、矢板７４の圧入後に矢板７４の内側から外れる。

【符号の説明】

【0054】

１０ 圧入機
１２ 圧入杭（杭材）
３０ 掘削装置
３２Ａ ドラムカッタ（第１掘削手段）
３２Ｂ ドラムカッタ（第２掘削手段）
３４ 遊星歯車機構
３６ 回転駆動部（回転駆動手段）
３８ 把持部（把持手段）
４２Ａ 円筒部材（第１円筒部材）
４２Ｂ 円筒部材（第２円筒部材）
４４ ビット（刃）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】