近年、急速に普及している穴あけ設備であるロータリー掘削機は、地下基礎工事において広く認知された方法となっています。最も急速に発展している革新的な杭穴施工技術として、ロータリー掘削場所打ち杭は、その高い効率性、優れた品質、そして最小限の粉塵と汚泥汚染から、「グリーン建設プロセス」として称賛されています。しかし、いくつかの問題も浮上しています。この記事では、ロータリー掘削機を従来の衝撃式掘削機およびロータリー掘削機と比較し、杭基礎工事における適切な穴あけ設備の選択に関する実用的な推奨事項を提供します。

ここでは、最も一般的な3種類の掘削機、すなわち衝撃式、ロータリー式、ロータリー掘削機の分析と比較を行います。

1. 衝撃式掘削機の分析

衝撃式掘削機は、機械システムと油圧システムの両方を組み合わせた多用途の穴あけ設備です。シルト質土壌、砂質土壌、砂利層、小石、巨礫、軟岩、硬岩など、多様な地質条件に適応できます。これらの掘削機は、山岳地帯や丘陵地帯における岩盤付き杭の打ち込みに特に有効です。軟弱土層に遭遇した場合、オペレーターは掘削機を安定させるために、一時的に表層土を交換することができます。

衝撃式掘削機は、実際の現場条件に合わせて自己組み立てが可能であり、操作が簡単であることが特徴です。構造設計と操作の複雑さの点で、衝撃式掘削機はロータリー式およびロータリー掘削機よりも優れています。プロジェクトのスケジュールや経済効率などの要因を考慮せずに地質条件だけを考慮すると、衝撃式掘削機は普遍的に適用可能です。穴あけ速度に関しては、衝撃式掘削機は特定の地質環境においてロータリー式およびロータリー掘削機に及びません。単穴掘削の線形メートルあたりのコストでは、衝撃式掘削機が最も効率的であり、ロータリー式掘削機が最も低く、ロータリー掘削機が中間を占めています。

2. ロータリー掘削機の分析

正循環掘削機と逆循環掘削機の両方が、乾燥土壌、小さな砂利や小石を含む土層、軟岩に適しています。ただし、大きな突き固め石層や硬岩地層には推奨されません。正循環掘削機は、シルト層や細粒から中粒の粗砂層にも適用できます。一方、砂層における逆循環掘削機は、スラリー配合パラメータが不十分であったり、掘削速度が過剰であったりすると、ボーリング孔の事故を引き起こす可能性があります。

ロータリー掘削機は、厚い沖積層と沿岸の干潟がある内陸平野における場所打ち杭の建設に特に適しています。穴あけ速度に関しては、ロータリー掘削機は衝撃式掘削機よりも優れていますが、ロータリー掘削機には及びません。エンジニアリングコストの観点から見ると、ロータリー掘削機は3種類の掘削設備の中で最も経済的であり、最も手頃なオプションです。

3. 衝撃式およびロータリー掘削機の欠点

上記で述べたように、衝撃式掘削機とロータリー掘削機はどちらも、費用対効果の高い設備であり、操作が簡単であるという共通の特徴を持っています。数十年にわたる市場選択を経て、杭基礎の穴あけのための主流の機械となっています。しかし、社会の進歩に伴い、いくつかの克服できない欠点が徐々に現れてきました。

環境汚染、環境に優しくない

スラリー壁の建設と懸濁堆積物の排出には、どちらもスラリーが必要です。しかし、スラリーの生成は、建設現場と周辺地域の両方に環境汚染を引き起こし、現代社会の環境に優しい建設慣行に対する高まる要求を満たしていません。リサイクルされたスラリーの使用には、スラリー池が必要であり、これはかなりの建設スペースを占有します。

穴あけが遅い

通常の建設品質要件と一般的な地質層条件によると、ロータリー掘削機は1日に約8〜10mの穴を掘ることができます。しかし、衝撃式掘削機の穴あけ速度は遅いです。

適応性が低い

衝撃式掘削機の強い適応性に加えて、ロータリー掘削機は、強風化層を超える硬い地層に対応できません。衝撃式掘削機とロータリー掘削機はどちらも、垂直穴しか掘ることができず、材料穴は掘れません。

自動化の程度が低い

作業員の労働強度は高いです。作業環境は悪く、衝撃式掘削機とロータリー掘削機の自動化の程度は高くありません。基本的に耳をつけた操作です。作業員の作業環境は過酷であり、人間化と高自動化という現在の社会の傾向を満たしていません。

4. ロータリー掘削機の分析

環境衛生

千の穴が形成されても、現場や周辺環境への汚染はありません。静的泥を使用して穴を形成する場合でも、衝撃式掘削機やロータリー掘削機の汚染と比較して、ロータリー掘削機は現場への汚染を少なくします。

形成が速い

標準的な地質層では、ロータリー掘削機は従来の掘削機よりも4〜6倍速い穴あけ速度を達成します。典型的な地層で長さ10メートル以内の橋梁杭基礎を建設する場合、掘削プロセスは、資格のある杭基礎の品質管理基準を満たしています。ロータリー掘削は通常24〜36時間かかりますが、技術指導を受けた熟練したロータリー掘削オペレーターは、杭基礎掘削をわずか6〜9時間で完了できます。これは、基礎工事におけるロータリー掘削機の大きな利点を示しています。

強い適応性

ロータリー掘削機には、さまざまなドリルビットを装備できます。一般的なタイプには、ロータリードリルビットとロータリーバケットがあります。さらに、さまざまな地質条件に合わせて設計された円筒形コアビット、拡張ベースドリル、衝撃ドリル、グラブコーンドリルなどの特殊なツールがあります。これらの掘削機は、砂層、土層、岩層、その他の地層を掘削できます。「ロータリードリル」として知られるこれらの機械は、独立して移動できるため、掘削前の正確で便利な位置決めを保証します。垂直杭を掘削できるだけでなく、傾斜杭の建設も可能です。

 スーパーマティック

操作の労働強度は小さいです。作業環境は快適です。ロータリー掘削機は、高出力、フル油圧、メカトロニクス、操作の快適さ（人間化）を統合した製品です。これは、人間化、インテリジェンス、高効率の統一を体現する、現代のハイテクノロジーの結晶です。