オールケーシング掘削機
オールケーシング掘削機は、外周ケーシング管そのものを高トルクで回転・圧入しながら地中に貫入させ、ケーシング内の土砂をバケットやグラブ、リバース循環などで排土して杭孔を形成する重機である。砂礫・玉石混じりや地下水位が高い地盤、周辺構造物が近接する都市部など、孔壁の安定確保が難しい条件下で威力を発揮する。低振動・低騒音で施工でき、周辺影響を抑えつつ所定径・深度の場所打ちコンクリート杭や地中連続壁の施工に用いられる。
構成機器
オールケーシング掘削機は、大トルクを発生させる全周回転ドライバ（チャック・クランプ機構を含む）、ケーシング管（継ぎ足し式）、先端リングビット、排土用ツール（バケット・グラブ・リバース循環装置）を中心に、主巻ウインチ、補助クレーン、泥水（または清水）処理設備、計測・管理装置で構成される。大きな押込み力と反力を確保するためベースマシンは高質量・高剛性である。
掘削原理
チャックがケーシング外周を把持し、回転モータのトルクとシリンダの押込みで地盤を切削する。先端リングビットが砂礫・玉石を破砕しつつケーシング外周で孔壁を支持するため、崩壊しやすい地盤でも安定した孔が得られる。内部はバケットやグラブで掘り、必要に応じて泥水循環やリバース循環で切削土を揚泥する。ケーシングが先行支持するため、孔壁安定液の比重・粘性を過大に設定せずとも施工しやすい。
一般的な施工手順
- 準備・墨出し：位置出し、障害物調査、周辺保護を実施。
- 表層ケーシング建込み：地表付近の緩い層を短尺ケーシングで先行支持。
- 回転圧入・掘削：ケーシングを継ぎ足しながら所定深度まで貫入、内部はバケット等で排土。
- 底仕上げ：沈積土を除去し、地質・レベルを確認。
- 鉄筋かご建込み：吊り込み時の変形・かぶりを確認。
- トレミー打設：トレミーパイプを用い連続置換でコンクリートを打設。
- ケーシング引抜き：コンクリート上昇を監視しながら同時引抜き。
- 完了確認：出来形・コンクリート品質・記録の整理。
適用地盤と留意点
砂礫・玉石層、高地下水位、造成盛土など孔壁不安定が懸念される地盤に適する。一方、転石が密集する層や非常に強固な岩盤では貫入速度が低下し、ビット摩耗が大きくなるため、先端工具の選定・交換計画とトルク余裕度の検討が要る。既設構造物近接では沈下・変位を抑える施工管理が重要である。
品質管理
出来形は孔径・深度・鉛直度を中心に管理する。鉛直度は振り子式・電子傾斜計・ジャイロ計測で確認し、所定の根入れと偏心の有無を記録する。泥水を用いる場合は比重・粘性・含砂率を管理し、コンクリートはスランプ、空気量、単位水量、温度、連続性（コールドジョイント防止）を重視する。トレミー先端埋込み長の確保と残置泥水の置換率が充填性を左右する。
環境・安全
オールケーシング掘削機は打撃・振動が小さいため騒音・振動の環境負荷が低い。安全面では、旋回範囲の立入管理、吊荷下の進入禁止、ケーシング挟圧・落下防止、油圧配管の漏えい対策、泥水飛散・転倒防止、夜間照明・合図統一などの基本措置を徹底する。施工ヤードは水平・耐力を確保し、機械の沈下・傾斜を防ぐ。
周辺工法との位置づけ
アースドリルやRCD、バイブロ・ディーゼルによる打込みと比べ、外周ケーシングで孔壁を直接支持できる点が特徴である。地盤条件・周辺制約・要求性能に応じて、騒音・振動、出来形精度、掘削処理土量、施工速度、コストの観点で適用性を検討する。特に近接・湧水条件下での信頼性が選定理由となることが多い。
機械・工具の要点
ドライバは高トルク・高押込み能力と強固なチャックを備え、ケーシング継手は同心度と剛性が重要である。リングビットは地盤に応じて超硬チップ配置やビット形状を選ぶ。排土バケットは径・底弁構造を適合させ、グラブは玉石の噛み込み対策を施す。リバース循環を用いる場合はポンプ能力・配管損失・サイクロン分離能力を調整する。
施工管理の実務ポイント
- トルク・押込み・回転数の記録化と閾値管理。
- ケーシング継足し時の同心度・鉛直度の再確認。
- 底仕上げ後の沈積土残存リスク低減（再掘・清掃）。
- トレミー連続置換の確保（材料供給計画と打設速度）。
- コンクリート上昇面の監視と閉塞時の即応手順整備。
- 搬入出・仮置きヤードの動線設計と粉じん・泥水対策。
資料・基準の考え方
設計・施工の詳細は、建築・土木の指針類やJIS・ISOの関連規格、地盤工学関連の標準・指針に準拠して整理する。とくに出来形規定、コンクリート品質、泥水管理、記録様式を事前に定義し、トレーサビリティを担保することが品質確保につながる。