切削装置及びそれを用いた工法
【課題】チップが破損する恐れが少なく、コンクリート床板に削孔された鉄筋挿入孔の内径寸法が複数種類存在しても同一の装置により目粗し作業を行うことが出来る切削装置と、それを用いた工法の提供。
【解決手段】先端にチップ（３）を設けたビット（２）と、ロッド（Ｒｄ）の地中側端部に接続した軸部（ＳＨ）と、軸部（ＳＨ）に固着した平板状部材（１）を備え、前記ビット（２）は、ロッド（Ｒｄ）が回転していない場合には半径方向内方に位置しており（縮径状態）、ロッド（Ｒｄ）が所定回転数（例えば、３００ｒｐｍ）以上で回転している場合には回転軸（４）を中心に回動してチップ（３）を設けた端部が半径方向外方に位置する。
【解決手段】先端にチップ（３）を設けたビット（２）と、ロッド（Ｒｄ）の地中側端部に接続した軸部（ＳＨ）と、軸部（ＳＨ）に固着した平板状部材（１）を備え、前記ビット（２）は、ロッド（Ｒｄ）が回転していない場合には半径方向内方に位置しており（縮径状態）、ロッド（Ｒｄ）が所定回転数（例えば、３００ｒｐｍ）以上で回転している場合には回転軸（４）を中心に回動してチップ（３）を設けた端部が半径方向外方に位置する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、既設コンクリート構造物の補修、補強方法に関する。さらに詳細には、コンクリートの壁面（例えば、コンクリート製の床板に削孔された孔の内壁面）や地盤等を切削する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
上部構造物等の重量を水平面で受ける基礎として、下地処理を施した地表面にコンクリート製の床板を打設することが、従来から行われている。
例えば、昭和４０年代に建設された送電用鉄塔では、その基礎として、コンクリート製の床板であって、厚さ寸法が２ｍ〜２．５ｍ程度の床板が存在する。
係るコンクリート製の床板は、コンクリートにのみ剪断耐力を期待して、施工されている。
【０００３】
その様な床板において、いわゆる「コールドジョイント」等に起因して、床板に剥離或いは亀裂が発生してしまうことがある。そして、その様な剥離或いは亀裂により、床板における剪断耐力が低下してしまう懸念が存在する。
また、床板の上部構造物が線路や道路であって、鉄道、車輌等の重量物が頻繁に往来する箇所の場合には、当該往来による振動や衝撃により、床板の下部である基礎コンクリート部やさらにその下の地盤が軟化してしまう恐れがある。そして、基礎コンクリート部やさらにその下の地盤が軟化してしまうと、その上部の重量により床板が沈下してしまう恐れが存在する。
【０００４】
上述した剥離或いは亀裂による床板における剪断耐力の低下という問題に対しては、床板の補強の為に、当該剥離或いは亀裂を包含する領域において、床板の垂直方向に延在する鉄筋を配置して、当該鉄筋をアンカー部材として作用させることにより、上述した剥離或いは亀裂した箇所を補強する工事が一般的に行なわれている。
係る補強工事では、鉄筋を配置する鉄筋挿入孔（例えば、φ５３ｍｍ〜６５ｍｍ）を、例えばダイヤモンドチップを配置したコアドリルにより、床板の所定位置に削孔する。
そして、削孔された鉄筋挿入孔内に鉄筋を挿入し、無収縮モルタルを充填する。
【０００５】
ここで、ダイヤモンドチップを有するコアドリルを使用した場合には、床板に削孔された鉄筋挿入孔の内壁面が平滑になり過ぎてしまう。
そのため、充填されたモルタルの養生後に、配置された鉄筋に対して地上側へ引っ張る力が作用すると、鉄筋挿入孔の内壁面における摩擦抵抗が小さいため、硬化したモルタルと共に鉄筋が鉄筋挿入孔から抜け出てしまう恐れがある。
【０００６】
鉄筋がモルタルと共に鉄筋挿入孔から抜け出てしまう事態を防止するために、鉄筋挿入孔の内壁面に凹部を形成し（いわゆる「傷」を付ける）、或いは、溝を形成する（いわゆる「目粗し」を行なう）ことが、従来から行なわれている。
鉄筋挿入孔の内壁面に凹部を形成し、或いは、溝を形成すれば、鉄筋を地上側に引っ張る力が作用しても、当該凹部或いは溝内に浸入したモルタルが抵抗力を発揮するからである。
【０００７】
その様な「目粗し」を行なうための技術として、例えば、鉄筋挿入孔の内径と概略等しい外径を有し且つ外周面に複数個の超硬チップを突設した切削装置を、鉄筋挿入孔の地上側から回転しながら挿入し、以って、鉄筋挿入孔の内壁面に螺旋状の溝を形成する技術が提案されている。
しかし、その様な技術においては、鉄筋挿入孔の内径と概略等しい外径を有する切削装置を地上側から回転させながら挿入するため、切削装置に大きなトルクが必要とされる等、装置の大型化、製品コストの増大、施工コストの増大等の問題が存在する。
【０００８】
上記問題の解決策として、目荒らし手段として、鉄筋挿入孔の径方向に沿って相対配置された流体圧ピストンのピストンロッドに取り付けられたローラービットを用いる従来技術（特許文献１参照）が存在する。
係る従来技術（特許文献１）では、環状の溝の渠幅や溝深さを任意に調節できるという利点が有るが、目荒らし手段を動作させる為の流体と配管が必要であり、構成が複雑化してしまうので、高額なコストを抑制するという要請に十分に応えているとは言い難い。
【０００９】
また、上述した基礎コンクリート部或いはその下の地盤の軟化による床板の沈下という問題に対しては、床板部をコアドリル等で削孔し、床板下部の地盤を支持層まで削孔し、鋼管等の芯材を挿入した後にモルタル等で充填して、杭を打設し、以って、地盤支持力を増強していた。
係る工法によれば、芯材と、充填材が削孔内壁に付着する力により、床板上部からの重量や衝撃を支えている。しかし、上述したように、コアドリル等で削孔された孔の内壁面が平滑であるため、充填材が削孔内壁に付着する力を大きくすることは困難であり、大きな重量や衝撃を支えることは難しい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００８−１０５３３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、流体圧を使用しないので複雑な構成及び設備を必要とせず、チップが破損する恐れが少なく、コンクリート床板に削孔された鉄筋挿入孔の内径寸法が複数種類存在しても同一の装置により目粗し作業を行うことが出来る切削装置と、係る切削装置を用いて、床板上部からの重量や衝撃に対する支持力を増強することが出来る工法の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の切削装置（１０）は、先端にチップ（３）を設けた（一対の）ビット（２）と、ロッド（Ｒｄ）の地中側端部（下端部）に接続した軸部（ＳＨ）と、軸部（ＳＨ）に固着した平板状部材（軸受部１）を備え、前記ビット（２）は、ロッド（Ｒｄ）が回転していない場合（回転数が、例えば３００ｒｐｍ未満の場合）には半径方向内方に位置しており（軸受部１に収容されている：縮径状態）、ロッド（Ｒｄ）が所定回転数（例えば、３００ｒｐｍ）以上で回転している場合には回転軸（ビット回転軸４）を中心に回動してチップ（３）を設けた端部が半径方向外方に位置する（拡径状態になる）様に平板状部材（軸受部１）に対して回動可能に取り付けられていることを特徴としている。
ここで、ロッド（Ｒｄ）の回転数は、３００ｒｐｍ〜１０００ｒｐｍであるのが好ましい。
【００１３】
上述した本発明の切削装置を用いた切削工法は、コンクリート層（例えば、コンクリート製の床板Ｓ）にボーリング孔（鉄筋挿入孔Ｈ）を削孔する工程と、
掘削されたボーリング孔（鉄筋挿入孔Ｈ）内に、切削装置（請求項１の切削装置１０）を配置させる工程を有し、当該切削装置（１０）は、先端にチップ（３）を設けた（一対の）ビット（２）と、ロッド（Ｒｄ）の地中側端部に接続した軸部（ＳＨ）と、軸部（ＳＨ）に固着した平板状部材（軸受部１）を備え、前記ビット（２）は、ロッド（Ｒｄ）が回転していない場合（回転数が、例えば３００ｒｐｍ未満の場合）には半径方向内方に位置しており（軸受部に収容されている：縮径状態）、ロッド（Ｒｄ）が所定回転数（例えば、３００ｒｐｍ）以上で回転している場合には回転軸（ビット回転軸４）を中心に回動してチップ（３）を設けた端部が半径方向外方に位置する（拡径状態）様に平板状部材（軸受部１）に対して回動可能に取り付けられており、
ロッド（Ｒｄ）を回転して切削装置のビット（２）を回動して、ビット端部に設けたチップ（３、３Ａ）をボーリング孔（鉄筋挿入孔Ｈ）内壁面に衝突させて、当該内壁面に凹部（いわゆる「傷」）を形成する工程を有することを特徴としている。
【００１４】
本発明の切削装置を用いた切削工法において、
ボーリング孔（鉄筋挿入孔Ｈ）を削孔する工程では、コンクリート層（例えば、コンクリート製の床板Ｓ）の下方の領域（例えば、床板下方の基礎コンクリートＣ及び地盤Ｇ）までボーリング孔（鉄筋挿入孔Ｈ）を削孔し、
ボーリング孔（鉄筋挿入孔Ｈ）のコンクリート層（例えば、コンクリート製の床板Ｓ）の下方の領域（例えば、床板下方の基礎コンクリートＣ及び地盤Ｇ）では、同一箇所で任意の時間だけロッド（Ｒｄ）を回転して切削装置（１０）のビット（２）を回動して、ビット端部をボーリング孔（鉄筋挿入孔Ｈ）内壁面に衝突させて、ボーリング孔（鉄筋挿入孔Ｈ）の内径を拡大するのが好ましい。
【００１５】
或いは、本発明の切削工法では、
コンクリート層（Ｓ）下方の領域（Ｇｎ、Ｇ、Ｇｓ）までボーリング孔（Ｈ）を削孔する工程と、
掘削されたボーリング孔（Ｈ）内に切削装置（１０）を配置する工程を有し、当該切削装置（１０）は、先端にチップ（３、３Ａ）を設けたビット（２）と、ロッド（Ｒｄ）の地中側端部（下端部）に接続した軸部（ＳＨ）と、軸部（ＳＨ）に固着した平板状部材（軸受部１）を備え、前記ビット（２）は、ロッド（Ｒｄ）が回転していない場合には半径方向内方に位置しており、ロッド（Ｒｄ）が所定回転数以上で回転している場合には回転軸（ビット回転軸４）を中心に回動してチップ（３、３Ａ）を設けた端部が半径方向外方に位置する様に平板状部材（１）に対して回動可能に取り付けられており、
ボーリング孔（Ｈ）のコンクリート層（Ｓ）下方の領域（Ｇｎ、Ｇ、Ｇｓ）では、同一箇所で任意の時間だけロッド（Ｒｄ）を回転して切削装置（１０）のビット（２）を回動して、ビット（２）端部のチップ（３、３Ａ）をボーリング孔（Ｈ）内壁面（ＨＩ）に衝突させて、ボーリング孔（Ｈ）の内径が拡大した部分（Ｈ２）を形成し、ボーリング孔（Ｈ）に芯材（例えば、鋼管３０Ａ）及び充填材（例えばモルタル４０）を挿入して杭（支持杭４４）を造成し、
（支持杭４４における）前記拡大した部分（Ｈ２）はコンクリート層（Ｓ）及び上部構造物（鉄道、道路、電車、大型自動車等）の重量を支持する形状であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１６】
上述する構成を具備する本発明によれば、切削装置（１０）が回転すると、遠心力により、当該切削装置（１０）から、先端にチップ（３）を設けたビット（２）が拡径する。ビット先端のチップ（３）が鉄筋挿入孔（Ｈ）の内壁面に当たると、鉄筋挿入孔（Ｈ）の内壁面に凹部（いわゆる「傷」）が形成される。それと共に、チップ（３）が鉄筋挿入孔（Ｈ）の内壁面に当たると、チップ（３）を設けたビット（２）は半径方向内側に（縮径する方向に）戻る。
そして、遠心力により、再度、ビット（２）が拡径して、チップ（３）が鉄筋挿入孔（Ｈ）の内壁面に衝突し、鉄筋挿入孔（Ｈ）の内壁面に凹部を形成して、直ちに半径方向内側に縮径する。
これを繰り返して、鉄筋挿入孔（Ｈ）の内壁面の内壁面に凹部が形成される。ここで、前記ビット（２）の垂直方向位置が同一であれば、鉄筋挿入孔（Ｈ）の内壁面には円環状の溝が形成されることになる。本発明によれば、この様にして、いわゆる「目粗し」が行なわれる。
また、鉄筋挿入孔（Ｈ）の内径にチップ（３）が衝突して、内壁面に凹部が形成されるため、鉄筋（３０）を配置して、モルタル（無収縮モルタル４０）を充填すれば、当該凹部に浸入したモルタル（４０）の剪断抵抗力により、鉄筋（３０）が引っ張られても、鉄筋挿入孔（Ｈ）からモルタル（４０）及び鉄筋（３０）が抜け出てしまうことが防止される。
【００１７】
また、本発明によれば、切削装置（１０）の外径が、鉄筋挿入孔（Ｈ）の内径と等しくなくても、切削装置（１０）が鉄筋挿入孔（Ｈ）内に挿入可能であれば、切削装置（１０）を所定回転数（３００ｒｐｍ）以上で回転して、その遠心力により切削装置（１０）からビット（２）を拡径させることにより、鉄筋挿入孔（Ｈ）の内壁にチップ（３）を衝突させて、「目粗し」作業を行なうことが出来る。
すなわち、本発明によれば、切削装置（１０）が鉄筋挿入孔（Ｈ）内に挿入可能であれば、鉄筋挿入孔（Ｈ）の内径寸法に限定されずに、鉄筋挿入孔（Ｈ）の内壁面に「目粗し」を施すことが可能である。換言すれば、鉄筋挿入孔（Ｈ）の内径寸法が複数種類存在しても、単一の切削装置（１０）で「目粗し」作業を実行することが可能である。
【００１８】
本発明において、コンクリート層（例えば、床板Ｓ）の下方の領域（例えば、床板下方の基礎コンクリートＣ、軟化した地盤Ｇｎ、地盤Ｇ、支持層Ｇｓ）において、ボーリング孔（挿入孔Ｈ）の内径を拡大する様に構成すれば、ボーリング孔（挿入孔Ｈ）において、コンクリート製の板（例えば、床板Ｓ）よりも下方の領域（Ｃ、Ｇ、Ｇｎ、Ｇｓ）に、内径が拡径された領域（Ｈ２）との境界部に、段部が形成されることになる。
当該ボーリング孔（鉄筋挿入孔Ｈ）に芯材（例えば、鋼管３０Ａ）を挿入し、モルタル（４０）を充填し、当該モルタル（４０）を硬化して杭を造成すれば、当該杭により、コンクリート層（Ｓ）及び上部構造物（鉄道、道路、電車、大型自動車等）の重量を支持して、コンクリート層（Ｓ）の沈下を防止することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る切削装置が拡径した状態を示す正面図である。
【図２】図１で示す状態の切削装置の平面図である。
【図３】第１実施形態に係る切削装置が縮径した状態を示す正面図である。
【図４】図３で示す状態の切削装置の平面図である。
【図５】鉄筋挿入孔内に縮径した切削装置を配置する工程を示す断面図である。
【図６】図５で示す状態で、切削装置を回転して、ビットを拡径した状態を示す断面図である。
【図７】ビット先端のチップが鉄筋挿入孔内壁面と衝突した直後の状態を示す断面図である。
【図８】図６の状態をより詳細に示す平面図である。
【図９】鉄筋挿入孔内壁面に凹部が形成された状態を示す平面図ある。
【図１０】本発明の第２実施形態が適用される施工領域を説明するための断面図である。
【図１１】図１０で示す施工領域に挿入孔を削孔する工程を示す断面図である。
【図１２】第２実施形態で床板下方の領域を拡径する工程を示す断面図である。
【図１３】床板下方の領域が拡径された挿入孔に芯材を挿入した状態を示す断面図である。
【図１４】第２実施形態で杭が造成された状態を示す断面図である。
【図１５】本発明の第３実施形態に係る切削装置を示す正面図である。
【図１６】第４実施形態に係る切削装置が縮径した状態を示す正面図である。
【図１７】図１６で示す状態の切削装置の平面図である。
【図１８】第４実施形態に係る切削装置が拡径した状態を示す正面図である。
【図１９】図１８で示す状態の切削装置の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
最初に図１〜図９を参照して、本発明の第１実施形態について説明する。
図１〜図４は、本発明の第１実施形態に係る切削装置（装置全体に符号１０を付す）を示している。
図１、図２では、第１実施形態に係る切削装置１０のビット２が半径方向外方に広がった（拡径した）状態を示している。そして、図３、図４では、第１実施形態に係る切削装置１０のビット２が半径方向内方に移動した収納状態（縮径した状態）を示している。
【００２１】
図１〜図４において、切削装置１０は、軸部ＳＨと軸受部１とが一体的に製作されている。例えば円柱状のロッドＲｄの地中側端部（図１、図３では下端部）に接続された軸部ＳＨに、一対の軸受部１、１を溶接等により固着することにより製作可能である。或いは、例えばφ２００mmの円柱状の軸部ＳＨの上部及び下部をφ６５mm程度に削りだし、中間部にビット２の軸受として機能する様な軸受部１を形成することも可能である。
図１〜図４では、軸受部１の各々に対して、ビット２が回動可能に配置されている。ビット２は、その半径方向内側が上下２つの部分２Ａ、２Ｂに分離しており、上方部材２Ａと下方部材２Ｂとの間の領域に軸受部１が挿入されている。換言すれば、ビット２の半径方向内側における上方部材２Ａ、下方部材２Ｂが、軸受部１を、上下方向Ｙ（図１、図３の上下方向）に挟み込んでいる。
なお、ビット２の半径方向内側における上方部材２Ａ、下方部材２Ｂの上下方向間隙は、軸受部１の厚み（上下方向寸法：Ｙ方向寸法）よりも僅かに大きく設定されている。
【００２２】
図２、図４において、軸受部１は円柱状の一部を切り欠いた形で形成され、当該切り欠いた領域にビット２が収納される。ビット２の形状によっては、切り欠いた領域の形成が不必要な場合もある。
切削装置１０の軸受部１には、軸受部１の軸心Ｏを中心として点対称となる位置に、回転軸（以下、「ビット回転軸」と言う）４がそれぞれ挿通されている。
図１、図３で示す様に、ビット回転軸４は、ビット２の上方部材２Ａ、下方部材２Ｂと、軸受部１を貫通している。換言すれば、ビット２の上方部材２Ａ、下方部材２Ｂ、軸受部１を貫通する貫通孔が２箇所形成されており、当該貫通孔にビット回転軸４が挿入されている。
上述した様に、ビット２の半径方向内側における上方部材２Ａ、下方部材２Ｂが、軸受部１を、上下方向Ｙ（図１、図３の上下方向）に挟み込んでおり、ビット２の上方部材２Ａ、下方部材２Ｂと、軸受部１を貫通してビット回転軸４が挿入されているので、ビット２は、ビット回転軸４を中心にして、軸受部１に対して回動（回転）自在である。
【００２３】
図２で示す様に、ビット２は略々矩形の平面形状をしており、半径方向外方の角部に切削用チップ３が取り付けられている。切削用チップ３は、後述する孔の内壁面を切削するのに適切な形状としており、先端が鋭い形状であり、硬質な材料で製造されている。図２を参照すれば明らかなように、図１において、右側のビット２の半径方向外方の切削用チップ３は、図１の配置では直接目視することが出来ない。そのため、図１の右側のビット２では、切削用チップ３を、点線により表示している。
ビット２の後方部分（半径方向内方）には、ビット回転軸４を中心に回転自在に取り付けるため、軸受部１の貫通孔と対応する位置に貫通孔が穿孔されている。
図１、図３において、図示はしないが、切削装置１０の上部はロッドＲｄ等の上部構造、或いは上方ガイド部材６（図１５の第３実施形態参照）と接続可能にするため、ネジ切り加工がされている。そして、切削装置１０の下部は下方ガイド部材７（図１５の第３実施形態参照）と接続可能にするため、ネジ切り加工がされている。
ロッドＲｄに対して、地上側に設けられた図示しない回転駆動源により回転力を付与すると、ロッドＲｄに接続された切削装置１０も回転する。例えば、矢印ＲＯの方向（回転方向）に３００ｒｐｍ以上の回転速度で回転すると、切削装置１０の軸心Ｏを回動中心にして図２で示す様にビット２が最大拡径した状態になる。
【００２４】
図２、図４、図８、図９で示すように、ビット２が回転方向ＲＯに３００ｒｐｍ以上の回転速度で回転して拡径した時に、ビット２が回転方向に回動し過ぎてしまうことを規制するために、ストッパーピン５を設けることが可能である。
図２の例では、ストッパーピン５は、ビット２が回転方向ＲＯに３００ｒｐｍ以上の回転速度で回転して最大拡径した状態において、進行方向側縁２ｓｆに当接して、ビット２がそれ以上矢印ＲＯ側に移動しない様に規制している。
後述する様に、ビット２は遠心力により拡径するので、ストッパーピン５を設けなくても、ビット２は図２で示す状態以上に矢印ＲＯ側へ移動してしまうことは（通常は）ない。
さらに、ストッパーピン５の位置を調節することで、ビット２が拡径したときに地盤を切削できる径を調節することが可能である。
図示はしないが、例えば図２のストッパーピン５の位置を、ビット２の拡径量を抑える位置に（図２の右の軸受部１のストッパーピン５を右下方向に、左の軸受部１のストッパーピン５を左上方向に）変位することにより、ビット２が最大に拡径出来る量を制御することが可能である。
換言すれば、ストッパーピン５の位置を調整することにより、後述する様に地盤中に円環状の溝を切削する際に、溝の深さを任意に設定することが可能となる。
【００２５】
ビット２が縮径した状態（ビット２が収納された状態：非切削時）が、図３、図４に示されている。
縮径しているビット２（図３、図４）を拡径する（図１、図２）ためには、ロッドＲｄ及び切削装置１０を３００ｒｐｍ〜１０００ｒｐｍの回転数で回転させる。
【００２６】
図示はされていないが、例えば図１において、左右のビット２先端に設けられたチップ３の上下方向位置（図１のＹ方向位置）が異なる様に配置すれば、掘削時にビット２が拡径してチップ３が鉄筋挿入孔Ｈの内壁面に衝突する際に、垂直方向位置が異なる２箇所にて同時に凹部が形成されるので、「目粗し」の効率が向上する。
一方、左側のチップ３先端の垂直方向位置と、右側のチップ３先端の垂直方向位置を同一にすれば（例えば、図１参照）、鉄筋挿入孔の内壁面に、短時間で円環状の溝を形成することが出来る。
【００２７】
目粗し作業の終了後は、切削装置１０を地上側に引き出す。
その際に、必要があればロッドＲｄを矢印ＲＳ方向に回転し、拡径しているビット２を、図３、図４に示すように縮径して、地上側に引き上げる。
明確には図示されていないが、切削装置１０の下端部から水や圧縮空気を地中側に向かって噴射する様に構成して、切削されたコンクリートの切粉やスライムを地上側に排出することが出来る。
【００２８】
次に、図５〜図９を参照して、第１実施形態による「目粗し」の施工の態様を説明する。
図５に示す工程では、図示しないダイヤモンドビットで床板Ｓに削孔された鉄筋挿入孔Ｈに、ロッドＲｄの下端（地中側端部）に接続した切削装置１０を挿入する。
図５で示す状態では、切削装置１０は、図３、図４で示す縮径状態となっている。すなわち、ビット２は軸受部１に収納されており、開いていない状態である。
【００２９】
図６に示す工程では、図５の状態から、ロッドＲｄ及び切削装置１０を、矢印ＲＯ方向（縮径しているビット２が拡径する回動方向）に回転する。
回転が所定回転以上になると、遠心力によりビット２が開き（拡径して）、先端のチップ３が鉄筋挿入孔Ｈの内壁面に衝突する。チップ３が鉄筋挿入孔Ｈの内壁面に衝突した箇所は、図６では符合Ｐ１（図６の右側）、Ｐ２（図６の左側）で示されている。
その結果、チップ３が鉄筋挿入孔Ｈの内壁面に衝突した位置には、２箇所の凹部（いわゆる「傷」）Ｐ１、Ｐ２が形成される。
【００３０】
先端のチップ３が鉄筋挿入孔Ｈの内壁面に衝突して、２箇所の凹部Ｐ１、Ｐ２が形成されると（図６）、衝突の反動で、ビット２は、一旦、半径方向内方に移動（縮径方向に移動）する（図７）が、切削装置１０には連続的に回転力が付与されているので、遠心力により再びビット２は開く。
以下、図６で示す状態と、図７で示す状態とが繰り返されて、鉄筋挿入孔Ｈの内壁面には無数の凹部が形成される。
図８〜図９は、上記の凹部形成を平面的に表している。
【００３１】
図８、図９において、図示しない回転駆動力源からの回転力により、ロッドＲｄを通じて切削装置１０に、回転ＲＯ方向（ビット２が拡径する方向）の回転力が付与される。そして、一定以上の回転になると、遠心力が作用して、ビット２は回転軸４の軸心４oを中心として、外側に押し出される（ビット２が開き拡径する）様に回動する。
図示の例では反時計回り（矢印ＲＯ方向）でビット２が開く（拡径する）ように構成されているが、ロッドＲｄ及び切削装置１０を逆方向（時計方向）に回転した際にビット２が開くように構成することも当然可能である。
そして、切削装置１０の連続的な回転により遠心力が増大し、拡径したビット２の先端部にあるチップ３が鉄筋挿入孔Ｈの内壁面に衝突、打撃する。チップ３が鉄筋挿入孔Ｈの内壁面に衝突した箇所には、内壁面に凹部（いわゆる「傷」）が形成される。
【００３２】
ここで、切削装置１０の垂直方向位置（図５〜７の上下方向位置）が同一であると、当該無数の凹部は、図６における凹部Ｐ１、Ｐ２と同一の垂直方向位置に形成される。さらに、同一位置で上記動作を繰り返し行うことにより、鉄筋挿入孔Ｈの内壁面に「点」として作成された凹部（傷）は、連続的な「線」あるいは「面」である円環状の溝として形成される。溝部はさらに拡大し、深くなることにより、やがては鉄筋挿入孔Ｈが拡径される。
一方、切削装置１０の垂直方向位置を徐々に変化させると、鉄筋挿入孔Ｈの内壁面には、断続的に多数の凹部が形成されることになる。
【００３３】
ここで、ロッドＲｄ及び切削装置１０の回転速度について、説明する。
チップ３が鉄筋挿入孔Ｈの内壁面に衝突した後で、これを反力としてビット２は閉じようとする（矢印ＲＯ方向の反対方向に戻ろうとする：ビット２が図８の矢印ＲＩ方向に移動する）が、切削装置１０の連続的な回転による遠心力により、再びビット２は拡径方向に押し出され、鉄筋挿入孔Ｈの内壁面に衝突する。
ところで、ロッドＲｄ及び切削装置１０の回転速度が早いほど、ビット２に作用する遠心力は増大し、ビット２が上記反力を受けた状態（矢印ＲＯ方向の反対方向に戻った状態：ビット２が図８の矢印ＲＩ方向に移動した状態）から、再度ＲＯ方向への回転へ切り替わるまでの時間が短くなるため、ビット２が鉄筋挿入孔Ｈ内壁面と衝突する回数が増加する。また、ビット２が拡径する速度が速くなり、チップ３が鉄筋挿入孔Ｈ内壁面に衝突する衝撃力が強くなるので、鉄筋挿入孔Ｈ内壁面における凹部の深さが十分に深くなり、凹部を形成するための時間が短縮され、「目粗し」作業の効率が向上する。
これに対して、ロッドＲｄ及び切削装置１０の回転速度が３００ｒｐｍ未満であると、ビット２が再度ＲＯ方向への回転に切り替わるまでの時間が長くなり、また、拡径する速度も遅くなり、チップ３が鉄筋挿入孔Ｈ内壁面に衝突する回数や衝撃力が不足してしまう。そのため、凹部形成のために長時間が必要となり、「目粗し」作業の効率が低下する。
【００３４】
一方、ロッドＲｄ及び切削装置１０の回転速度が１０００ｒｐｍよりも回転数が多いと、ロッドＲｄや切削装置１０に回転を付与するための回転力伝達系統や切削装置１０本体が破損してしまう恐れがある。
そのため、図示の実施形態では、ビットの回転数は１０００ｒｐｍ以下に設定している。
【００３５】
次に、図１０〜図１４を参照して、本発明の第２実施形態について、説明する。
第１実施形態では、図５〜図９を参照して、図１〜図４で示す切削装置１０を用いて、床板Ｓに形成された鉄筋挿入孔Ｈの内壁面に対して「目粗し」作業を行なう。
これに対して、第２実施形態では、例えば、鉄道、車輌等の重量物が頻繁に往来する箇所において、当該往来による振動や衝撃により基礎コンクリート部やその下の地盤が軟化して、床板が沈下してしまうことの防止対策として、杭を打設している。
【００３６】
図１０は、床板Ｓの上部構造物が線路及び道路であり、そこを往来する鉄道Ｔ、車輌（例えば、バスやトラック等の大型車輌）Ｖ等による振動や衝撃により、地盤Ｇが軟化し（軟化した地盤を符号Ｇｎで示す）、床板Ｓが沈下してしまうおそれがある領域を表している。
図１０で示す例では、床板Ｓ打設位置の地盤Ｇをある程度の深さまで掘削し、基礎コンクリートＣを打設した後、床板Ｓを施工している。図１０では、床板Ｓ状の枕木を符合ＷＲで示し、枕木ＷＲに配置されている鉄道用レールを符合Ｒｌで示す。
床板が沈下することの防止対策として、床板Ｓの上部から支持杭を打設することが知られている。しかし、従来の対策では、杭が床板Ｓを支える力として床板Ｓと杭との付着力を期待しているが、上述した様に床板Ｓに穿設した挿入孔Ｈの内壁面が平滑であるため、床板Ｓと杭の充填材との付着力が不足していた。
係る課題解決のため、図１０〜図１４の第２実施形態では、杭の一部を拡径して、拡径した部分で上部の重量を受け持つ構造の杭を打設している。
【００３７】
第２実施形態では、図１１で示す様に、先ず、床板Ｓの上部から地盤Ｇへ連通する孔を、削孔機械ＢＭにより削孔している。支持杭とするため、挿入孔Ｈを支持層ＧＳに達するまで削孔する。
次に、図１２で示す工程では、図示しない回転駆動力発生源に接続されたロッドＲｄの先端（図１２の下側）に接続された切削装置１０を、挿入孔Ｈの拡径する部分の最下部（図１２の下側）にセットする。
そして、図５〜図９を参照して前述したように、同一の垂直方向位置において、切削装置１０を３００ｒｐｍ〜１０００ｒｐｍで連続回転させることにより、挿入孔Ｈに円環状の溝を形成し、以って、挿入孔Ｈを拡径する。最下部が十分に拡径できた後、切削装置１０を地上側（図１２の上側）の未拡径部分に移動して（引き上げて）、同一の態様で当該未拡径部分の拡径を行う。図１２〜図１４の例では、φ２００mmで穿設された挿入孔Ｈをφ３００ｍｍまで拡径している。
【００３８】
図１３で示す工程では、床板Ｓの下部に達するまで挿入孔Ｈをφ３００ｍｍに拡径した後、切削装置１０を地上側に引き上げ、杭の芯材（例えば、鋼管）３０Ａを挿入している。
図１３において、床板Ｓの打設厚さ（図１３の上下方向の距離）は２ｍ、基礎コンクリートＣの打設厚さ（図１３の上下方向の距離）は１ｍであり、拡径部の長さ（図１３の上下方向の距離）は１．５ｍとしているため、拡径部の最下部（図１３の下側）は、基礎コンクリートＣの下の地盤Ｇに達している。ここで、各寸法（床板Ｓの打設厚さ、基礎コンクリートＣの打設厚さ、拡径部の長さ）は、床板Ｓ及び上部構造物の重量、衝撃力等を勘案し適宜決定する。
【００３９】
そして図１４で示す工程では、芯材３０Ａの挿入後に挿入孔Ｈを充填材（例えばモルタル）４０で充填し、頭部処理４２を行って、支持杭４４の打設が完了する。
図１４で示すように、打設された支持杭４４は、床板Ｓの下部でφ２００ｍｍからφ３００ｍｍに拡径されているため、摩擦面積が拡大されたことにより支持力が増加される。さらに、支持杭４４には段部４４Ｓを形成しているため、床板Ｓ及び上部構造物からの重量、衝撃を段部４４Ｓが十分に受け持ち、支持杭４４本体は地盤Ｇ深部の支持層Ｇｓにより支持されているので、床板Ｓが沈下することを防止できる。
さらに、床板Ｓに穿設した挿入孔Ｈの内壁面ＨＩを、図５〜図９を参照に前述したように「目粗し」しておけば、支持杭４４の充填材４０と床板Ｓとの付着力が向上することにより、床板Ｓと支持杭４４の一体化が図れる。また、基礎コンクリートＣの下の地盤Ｇにおける領域Ｇｎの軟化が激しい場合は、領域Ｇｎを注入材等で改良することにより地盤Ｇの耐力が増大し、支持杭４４の効果が最大限に発揮できる。
【００４０】
次に、図１５を参照して、第３実施形態を説明する。
図１〜図４で示した第１実施形態の切削装置１０においては、ビット２は上下方向に１段だけ設けられている。
それに対して、図１５の第３実施形態の切削装置１０Ａでは、ビット２Ａが上下方向に２段設けられている。
図１５において、切削装置１０Ａは、４枚の軸受部１Ａと、１枚の軸受部１Ｂと、２対のビット２Ａと、２対のチップ３Ａと、１対のビット回転軸４Ａと、上方ガイド部材６と、下方ガイド部材７と、センター軸２０とを備えている。
４枚の軸受部１Ａ、１枚の軸受部１Ｂは、それぞれが、ビット２Ａを構成する部材２ａ、２ｂの厚みと概略等しい間隔を隔てて、センター軸２０の軸部２０１に固着されている。係る構造は、例えば、図１〜図４を参照して前述した方法を応用して、削り出しによって製造することが可能である。
【００４１】
４枚の軸受部１Ａは、２箇所に軸貫通孔１Ａｈを有している。
軸受部１Ｂは、軸受部１Ａと同様な輪郭を有しており、軸受部１Ａの２箇所の軸貫通孔１Ａｈと同じ位置に貫通雌ねじ１Ｂａが形成されている。
図１〜図４で説明したのと同様に、ビット２Ａは、その半径方向内方の領域が上方部材２ａと下方部材２ｂを備え、上方部材２ａと下方部材２ｂとの間の空隙部に、軸受部１Ａが挟持されている。そして、ビット２Ａと、上方部材２ａ及び下方部材２ｂは、ビット回転軸４Ａを介して、軸受部１Ａに軸支される。
チップ３Ａは、ビット２Ａの半径方向外方端部に取り付けられている。
ビット回転軸４Ａは、軸部の長いボルトにより構成されており、その先端の雄ねじ４Ａｂが、軸受部１Ｂに形成された貫通雌ねじ１Ｂａに螺合している。
【００４２】
センター軸２０は、軸部２０１と、上端雄ねじ部２０２を有している。上端雄ねじ部２０２は軸部２０１の上端に形成されている。なお、符号２０３は、軸部２０１の垂直方向下端部を示している。
上端雄ねじ部２０２は、上方ガイド部材６の軸部下端に形成された図示しない雌ねじと螺合して、接続している。
上方ガイド部材６の軸部上方には、２箇所の図示しない環状の溝が形成され、当該環状の溝には止め輪８１が装着されており、ボールベアリング６０を挟持している。そして、ボールベアリング６０のアウターレースの外周側にドーナツ型の部材が装着され、上方ガイド部材６を構成している。
【００４３】
センター軸２０の下端部２０３には、ボールベアリング７０を介して、下方ガイド部材７が回転自在に取り付けられている。
ボールベアリング７０は、リテーナ８によって下端部２０３からの脱落が防止されている。リテーナ８は、円板の中心に貫通孔（ボルト挿通孔）８ａが形成された円盤状の部材であり、その外径寸法は、下端部２０３の直径よりも大きく、ボールベアリング７０のアウターレースの内径よりも小さく設定されている。
下端部２０３の下端面２０３ｅには、雌ねじ２０３ａが形成され、その雌ねじ２０３ａは、植え込みボルト９の雄ねじ９ａと螺合して、リテーナ８を下端面２０３に取り付けている。
【００４４】
上方ガイド部材６及び下方ガイド部材７は、図示しないダイヤモンドビットにより床板Ｓ（或いは、床板Ｓと、基礎コンクリートＣと、地盤Ｇ）に削孔された鉄筋挿入孔の内径と概略同一であるが、僅かに小さい外径を有しており、切削装置１０Ａの案内部材或いはパイロット部材としての機能を奏する。
上方ガイド部材６及び下方ガイド部材７は、本発明の第１実施形態及び第２実施形態で示した切削装置１０に取り付けることも効果的である。
なお、地盤の状況等により、上方ガイド部材６又は下方ガイド部材７のうちどちらか一方を省くことが可能な場合もある。
【００４５】
上述した様に、第３実施形態の切削装置では、図１５で示すように、左右に二枚ずつ、すなわち、垂直方向に二段のビット２Ａが設けられている。
二段のビット２Ａの各々先端に設けられているチップ３Ａが、鉄筋挿入孔の内壁を切削するので、同時に多数の凹部（図１５では４箇所）を形成することが出来る。そのため、目粗し作業や鉄筋挿入孔の内径を拡大する作業の効率が向上する。
【００４６】
第３実施形態では、複数のビット２Ａの半径方向内方（チップ３Ａの反対側端部：基部）を、それぞれ二股（上方部材２ａ、下方部材２ｂ）に形成して、二股に形成された基部の各々を、三枚の軸受部１Ａの間に挿入して、ビット回転軸４Ａによって、回動可能に取り付けている。
これにより、ビット２の頭部（半径方向外方）の厚みは大きいが、基部のそれぞれの厚みが小さく構成されている。
ビット回転軸４Ａとビット２Ａの基部とが接する面積が小さいため、ビット２Ａが回転するときの摩擦力が低減でき、スムーズな目粗しが実現可能となる。
また、第１実施形態においても、ビット２の半径方向内方（チップ３の反対側端部：基部）を上方部材２ａ及び下方部材２ｂにより二股に形成して、当該二股に形成された基部で軸受部１を挟み込み、ビット回転軸４によって回転可能に取り付けているので、ビット２の頭部（半径方向外方）の厚さ寸法が大きくなる様に構成されている。これにより、挿入孔Ｈの内壁面を打撃するチップ３を取り付ける面を大きく設計することができる。
【００４７】
次に、図１６〜図１９を参照して第４実施形態を説明する。
図１６〜図１９の第４実施形態図の切削装置１０Ｂは、図１〜図４で示す切削装置（第１実施形態）及び図１５で示す切削装置（第３実施形態）に比較して、ビット２Ｂの垂直方向寸法Ｌが非常に長く構成されている。
ビット２Ｂの垂直方向寸法Ｌを長くすることにより、目粗し作業の際に、ビットの拡径、縮径動作が安定して、確実に、鉄筋挿入孔内壁面に凹部や溝を形成することが出来る。
【００４８】
図１６〜図１９の第４実施形態では、ビット回転軸４Ｂの垂直方向寸法が長いので、ビット２Ｂの開閉（拡径、縮径）動作が安定するのである。
また、ビット２Ｂの垂直方向寸法Ｌを長くすることにより、第１実施形態の装置と比較してビット重量を大きく設計出来る。
ここで、図８を参照して前述したように、切削装置１０を鉄筋挿入孔Ｈに設置して回転させると、切削装置１０のビット２は、先端部のチップ３と鉄筋挿入孔Ｈの内壁面との衝突を反力として一端閉じようとするが、切削装置１０の連続的な回転による遠心力により、再び拡径方向に押し出され、鉄筋挿入孔Ｈの内壁面に衝突する。
本発明では、この連続運動により目粗しや溝切りを行なっているが、ビット２の重量を大きくすることにより、上記反力が作用した場合でも、ビット２が閉じる方向に移動する量を軽減できる。
さらに、切削装置１０の回転数を低く抑えることによりビット２の反動を制御し、チップ３をダイヤモンド等の超硬チップとすることで、チップ３が鉄筋挿入孔Ｈの内壁面を擦ることにより溝切りすることも可能となる。
ただし、ビット回転軸４Ｂの垂直方向長さが長過ぎると、ビット重量が大きくなりすぎてしまうので、拡径、縮径の動作に不都合である。
図１６〜図１９の例では、ビット２Ｂが縮径した状態の外寸直径（ビット２Ｂが縮径している場合の径方向寸法）５５ｍｍに対して、ビット２Ｂの垂直方向寸法Ｌは１５０ｍｍである。
ここで、ビット２Ｂの垂直方向寸法Ｌが外寸直径の２倍より短いと、ビット２Ｂの開閉（拡径、縮径）動作が安定するという効果が薄れてしまう。一方、ビット２Ｂの垂直方向寸法Ｌが外寸直径の４倍を超えると、ビット２Ｂの重量により開閉（拡径、縮径）動作が難しくなる。
【００４９】
図１６、図１７において、切削装置１０Ｂは、上方軸受部１Ｃと、下方軸受部１Ｄと、１対のビット２Ｂと、１対のチップ３Ｂと、１対のビット回転軸４Ｂとを有している。
上方軸受部１Ｃは、小径部１１Ｃと、大径部１２Ｃと、テーパー部１３Ｃとを有している。テーパー部１３Ｃは、小径部１１Ｃと大径部１２Ｃとを一体に接続している。
【００５０】
小径部１１Ｃには、図示では明確に示さない雌ねじが形成され、その雌ねじは、ロッドＲｄＡの下端に形成された図示しない雄ねじと螺合している。
ここで、１対のビット２Ｂが縮径している（切削していない）状態が、図１６、図１７で示されている。
図１６において、大径部１２Ｃの下端面の２箇所には、雌ねじ１４Ｃが形成されている。雌ねじ１４Ｃは、ビット回転軸４Ｂの端部に形成された雄ねじ４１Ｂと螺合している。
【００５１】
下方軸受部１Ｄには、大径部１１Ｄと、小径部１２Ｄが設けられている。
大径部１１Ｄの直径は、ビット２Ｂが縮径した時の外方端部の直径（最大径）よりも大きく設定されている。
小径部１２Ｄにおいて、下端部（大径部１１Ｄと離隔する側の端部）近傍には環状溝１３Ｄが形成され、その環状溝１３Ｄには止め輪９０が装着されている。
小径部１２Ｄと大径部１１Ｄの境界と、止め輪９０の間には、ボールベアリング７０が装着されている。
【００５２】
第４実施形態の切削装置１０Ｂが拡径して、目粗し作業を行っている状態が、図１８、図１９で示されている。
図１６〜図１９の切削装置１０Ｂにおける目粗し作業の態様については、図５〜図７で説明したのと同様である。
図１６〜図１９の第４実施形態における上述した以外の構成及び作用効果は、図１〜図１５の実施形態と同様である。
【００５３】
図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではないことを付記する。
【符号の説明】
【００５４】
１・・・軸受部
２・・・ビット
３・・・チップ
４・・・ビット回転軸
５・・・ストッパーピン
６・・・上方ガイド部材
７・・・下方ガイド部材
８・・・リテーナ
１０・・・切削装置
４４・・・支持杭
【技術分野】
【０００１】
本発明は、既設コンクリート構造物の補修、補強方法に関する。さらに詳細には、コンクリートの壁面（例えば、コンクリート製の床板に削孔された孔の内壁面）や地盤等を切削する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
上部構造物等の重量を水平面で受ける基礎として、下地処理を施した地表面にコンクリート製の床板を打設することが、従来から行われている。
例えば、昭和４０年代に建設された送電用鉄塔では、その基礎として、コンクリート製の床板であって、厚さ寸法が２ｍ〜２．５ｍ程度の床板が存在する。
係るコンクリート製の床板は、コンクリートにのみ剪断耐力を期待して、施工されている。
【０００３】
その様な床板において、いわゆる「コールドジョイント」等に起因して、床板に剥離或いは亀裂が発生してしまうことがある。そして、その様な剥離或いは亀裂により、床板における剪断耐力が低下してしまう懸念が存在する。
また、床板の上部構造物が線路や道路であって、鉄道、車輌等の重量物が頻繁に往来する箇所の場合には、当該往来による振動や衝撃により、床板の下部である基礎コンクリート部やさらにその下の地盤が軟化してしまう恐れがある。そして、基礎コンクリート部やさらにその下の地盤が軟化してしまうと、その上部の重量により床板が沈下してしまう恐れが存在する。
【０００４】
上述した剥離或いは亀裂による床板における剪断耐力の低下という問題に対しては、床板の補強の為に、当該剥離或いは亀裂を包含する領域において、床板の垂直方向に延在する鉄筋を配置して、当該鉄筋をアンカー部材として作用させることにより、上述した剥離或いは亀裂した箇所を補強する工事が一般的に行なわれている。
係る補強工事では、鉄筋を配置する鉄筋挿入孔（例えば、φ５３ｍｍ〜６５ｍｍ）を、例えばダイヤモンドチップを配置したコアドリルにより、床板の所定位置に削孔する。
そして、削孔された鉄筋挿入孔内に鉄筋を挿入し、無収縮モルタルを充填する。
【０００５】
ここで、ダイヤモンドチップを有するコアドリルを使用した場合には、床板に削孔された鉄筋挿入孔の内壁面が平滑になり過ぎてしまう。
そのため、充填されたモルタルの養生後に、配置された鉄筋に対して地上側へ引っ張る力が作用すると、鉄筋挿入孔の内壁面における摩擦抵抗が小さいため、硬化したモルタルと共に鉄筋が鉄筋挿入孔から抜け出てしまう恐れがある。
【０００６】
鉄筋がモルタルと共に鉄筋挿入孔から抜け出てしまう事態を防止するために、鉄筋挿入孔の内壁面に凹部を形成し（いわゆる「傷」を付ける）、或いは、溝を形成する（いわゆる「目粗し」を行なう）ことが、従来から行なわれている。
鉄筋挿入孔の内壁面に凹部を形成し、或いは、溝を形成すれば、鉄筋を地上側に引っ張る力が作用しても、当該凹部或いは溝内に浸入したモルタルが抵抗力を発揮するからである。
【０００７】
その様な「目粗し」を行なうための技術として、例えば、鉄筋挿入孔の内径と概略等しい外径を有し且つ外周面に複数個の超硬チップを突設した切削装置を、鉄筋挿入孔の地上側から回転しながら挿入し、以って、鉄筋挿入孔の内壁面に螺旋状の溝を形成する技術が提案されている。
しかし、その様な技術においては、鉄筋挿入孔の内径と概略等しい外径を有する切削装置を地上側から回転させながら挿入するため、切削装置に大きなトルクが必要とされる等、装置の大型化、製品コストの増大、施工コストの増大等の問題が存在する。
【０００８】
上記問題の解決策として、目荒らし手段として、鉄筋挿入孔の径方向に沿って相対配置された流体圧ピストンのピストンロッドに取り付けられたローラービットを用いる従来技術（特許文献１参照）が存在する。
係る従来技術（特許文献１）では、環状の溝の渠幅や溝深さを任意に調節できるという利点が有るが、目荒らし手段を動作させる為の流体と配管が必要であり、構成が複雑化してしまうので、高額なコストを抑制するという要請に十分に応えているとは言い難い。
【０００９】
また、上述した基礎コンクリート部或いはその下の地盤の軟化による床板の沈下という問題に対しては、床板部をコアドリル等で削孔し、床板下部の地盤を支持層まで削孔し、鋼管等の芯材を挿入した後にモルタル等で充填して、杭を打設し、以って、地盤支持力を増強していた。
係る工法によれば、芯材と、充填材が削孔内壁に付着する力により、床板上部からの重量や衝撃を支えている。しかし、上述したように、コアドリル等で削孔された孔の内壁面が平滑であるため、充填材が削孔内壁に付着する力を大きくすることは困難であり、大きな重量や衝撃を支えることは難しい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００８−１０５３３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、流体圧を使用しないので複雑な構成及び設備を必要とせず、チップが破損する恐れが少なく、コンクリート床板に削孔された鉄筋挿入孔の内径寸法が複数種類存在しても同一の装置により目粗し作業を行うことが出来る切削装置と、係る切削装置を用いて、床板上部からの重量や衝撃に対する支持力を増強することが出来る工法の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の切削装置（１０）は、先端にチップ（３）を設けた（一対の）ビット（２）と、ロッド（Ｒｄ）の地中側端部（下端部）に接続した軸部（ＳＨ）と、軸部（ＳＨ）に固着した平板状部材（軸受部１）を備え、前記ビット（２）は、ロッド（Ｒｄ）が回転していない場合（回転数が、例えば３００ｒｐｍ未満の場合）には半径方向内方に位置しており（軸受部１に収容されている：縮径状態）、ロッド（Ｒｄ）が所定回転数（例えば、３００ｒｐｍ）以上で回転している場合には回転軸（ビット回転軸４）を中心に回動してチップ（３）を設けた端部が半径方向外方に位置する（拡径状態になる）様に平板状部材（軸受部１）に対して回動可能に取り付けられていることを特徴としている。
ここで、ロッド（Ｒｄ）の回転数は、３００ｒｐｍ〜１０００ｒｐｍであるのが好ましい。
【００１３】
上述した本発明の切削装置を用いた切削工法は、コンクリート層（例えば、コンクリート製の床板Ｓ）にボーリング孔（鉄筋挿入孔Ｈ）を削孔する工程と、
掘削されたボーリング孔（鉄筋挿入孔Ｈ）内に、切削装置（請求項１の切削装置１０）を配置させる工程を有し、当該切削装置（１０）は、先端にチップ（３）を設けた（一対の）ビット（２）と、ロッド（Ｒｄ）の地中側端部に接続した軸部（ＳＨ）と、軸部（ＳＨ）に固着した平板状部材（軸受部１）を備え、前記ビット（２）は、ロッド（Ｒｄ）が回転していない場合（回転数が、例えば３００ｒｐｍ未満の場合）には半径方向内方に位置しており（軸受部に収容されている：縮径状態）、ロッド（Ｒｄ）が所定回転数（例えば、３００ｒｐｍ）以上で回転している場合には回転軸（ビット回転軸４）を中心に回動してチップ（３）を設けた端部が半径方向外方に位置する（拡径状態）様に平板状部材（軸受部１）に対して回動可能に取り付けられており、
ロッド（Ｒｄ）を回転して切削装置のビット（２）を回動して、ビット端部に設けたチップ（３、３Ａ）をボーリング孔（鉄筋挿入孔Ｈ）内壁面に衝突させて、当該内壁面に凹部（いわゆる「傷」）を形成する工程を有することを特徴としている。
【００１４】
本発明の切削装置を用いた切削工法において、
ボーリング孔（鉄筋挿入孔Ｈ）を削孔する工程では、コンクリート層（例えば、コンクリート製の床板Ｓ）の下方の領域（例えば、床板下方の基礎コンクリートＣ及び地盤Ｇ）までボーリング孔（鉄筋挿入孔Ｈ）を削孔し、
ボーリング孔（鉄筋挿入孔Ｈ）のコンクリート層（例えば、コンクリート製の床板Ｓ）の下方の領域（例えば、床板下方の基礎コンクリートＣ及び地盤Ｇ）では、同一箇所で任意の時間だけロッド（Ｒｄ）を回転して切削装置（１０）のビット（２）を回動して、ビット端部をボーリング孔（鉄筋挿入孔Ｈ）内壁面に衝突させて、ボーリング孔（鉄筋挿入孔Ｈ）の内径を拡大するのが好ましい。
【００１５】
或いは、本発明の切削工法では、
コンクリート層（Ｓ）下方の領域（Ｇｎ、Ｇ、Ｇｓ）までボーリング孔（Ｈ）を削孔する工程と、
掘削されたボーリング孔（Ｈ）内に切削装置（１０）を配置する工程を有し、当該切削装置（１０）は、先端にチップ（３、３Ａ）を設けたビット（２）と、ロッド（Ｒｄ）の地中側端部（下端部）に接続した軸部（ＳＨ）と、軸部（ＳＨ）に固着した平板状部材（軸受部１）を備え、前記ビット（２）は、ロッド（Ｒｄ）が回転していない場合には半径方向内方に位置しており、ロッド（Ｒｄ）が所定回転数以上で回転している場合には回転軸（ビット回転軸４）を中心に回動してチップ（３、３Ａ）を設けた端部が半径方向外方に位置する様に平板状部材（１）に対して回動可能に取り付けられており、
ボーリング孔（Ｈ）のコンクリート層（Ｓ）下方の領域（Ｇｎ、Ｇ、Ｇｓ）では、同一箇所で任意の時間だけロッド（Ｒｄ）を回転して切削装置（１０）のビット（２）を回動して、ビット（２）端部のチップ（３、３Ａ）をボーリング孔（Ｈ）内壁面（ＨＩ）に衝突させて、ボーリング孔（Ｈ）の内径が拡大した部分（Ｈ２）を形成し、ボーリング孔（Ｈ）に芯材（例えば、鋼管３０Ａ）及び充填材（例えばモルタル４０）を挿入して杭（支持杭４４）を造成し、
（支持杭４４における）前記拡大した部分（Ｈ２）はコンクリート層（Ｓ）及び上部構造物（鉄道、道路、電車、大型自動車等）の重量を支持する形状であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１６】
上述する構成を具備する本発明によれば、切削装置（１０）が回転すると、遠心力により、当該切削装置（１０）から、先端にチップ（３）を設けたビット（２）が拡径する。ビット先端のチップ（３）が鉄筋挿入孔（Ｈ）の内壁面に当たると、鉄筋挿入孔（Ｈ）の内壁面に凹部（いわゆる「傷」）が形成される。それと共に、チップ（３）が鉄筋挿入孔（Ｈ）の内壁面に当たると、チップ（３）を設けたビット（２）は半径方向内側に（縮径する方向に）戻る。
そして、遠心力により、再度、ビット（２）が拡径して、チップ（３）が鉄筋挿入孔（Ｈ）の内壁面に衝突し、鉄筋挿入孔（Ｈ）の内壁面に凹部を形成して、直ちに半径方向内側に縮径する。
これを繰り返して、鉄筋挿入孔（Ｈ）の内壁面の内壁面に凹部が形成される。ここで、前記ビット（２）の垂直方向位置が同一であれば、鉄筋挿入孔（Ｈ）の内壁面には円環状の溝が形成されることになる。本発明によれば、この様にして、いわゆる「目粗し」が行なわれる。
また、鉄筋挿入孔（Ｈ）の内径にチップ（３）が衝突して、内壁面に凹部が形成されるため、鉄筋（３０）を配置して、モルタル（無収縮モルタル４０）を充填すれば、当該凹部に浸入したモルタル（４０）の剪断抵抗力により、鉄筋（３０）が引っ張られても、鉄筋挿入孔（Ｈ）からモルタル（４０）及び鉄筋（３０）が抜け出てしまうことが防止される。
【００１７】
また、本発明によれば、切削装置（１０）の外径が、鉄筋挿入孔（Ｈ）の内径と等しくなくても、切削装置（１０）が鉄筋挿入孔（Ｈ）内に挿入可能であれば、切削装置（１０）を所定回転数（３００ｒｐｍ）以上で回転して、その遠心力により切削装置（１０）からビット（２）を拡径させることにより、鉄筋挿入孔（Ｈ）の内壁にチップ（３）を衝突させて、「目粗し」作業を行なうことが出来る。
すなわち、本発明によれば、切削装置（１０）が鉄筋挿入孔（Ｈ）内に挿入可能であれば、鉄筋挿入孔（Ｈ）の内径寸法に限定されずに、鉄筋挿入孔（Ｈ）の内壁面に「目粗し」を施すことが可能である。換言すれば、鉄筋挿入孔（Ｈ）の内径寸法が複数種類存在しても、単一の切削装置（１０）で「目粗し」作業を実行することが可能である。
【００１８】
本発明において、コンクリート層（例えば、床板Ｓ）の下方の領域（例えば、床板下方の基礎コンクリートＣ、軟化した地盤Ｇｎ、地盤Ｇ、支持層Ｇｓ）において、ボーリング孔（挿入孔Ｈ）の内径を拡大する様に構成すれば、ボーリング孔（挿入孔Ｈ）において、コンクリート製の板（例えば、床板Ｓ）よりも下方の領域（Ｃ、Ｇ、Ｇｎ、Ｇｓ）に、内径が拡径された領域（Ｈ２）との境界部に、段部が形成されることになる。
当該ボーリング孔（鉄筋挿入孔Ｈ）に芯材（例えば、鋼管３０Ａ）を挿入し、モルタル（４０）を充填し、当該モルタル（４０）を硬化して杭を造成すれば、当該杭により、コンクリート層（Ｓ）及び上部構造物（鉄道、道路、電車、大型自動車等）の重量を支持して、コンクリート層（Ｓ）の沈下を防止することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る切削装置が拡径した状態を示す正面図である。
【図２】図１で示す状態の切削装置の平面図である。
【図３】第１実施形態に係る切削装置が縮径した状態を示す正面図である。
【図４】図３で示す状態の切削装置の平面図である。
【図５】鉄筋挿入孔内に縮径した切削装置を配置する工程を示す断面図である。
【図６】図５で示す状態で、切削装置を回転して、ビットを拡径した状態を示す断面図である。
【図７】ビット先端のチップが鉄筋挿入孔内壁面と衝突した直後の状態を示す断面図である。
【図８】図６の状態をより詳細に示す平面図である。
【図９】鉄筋挿入孔内壁面に凹部が形成された状態を示す平面図ある。
【図１０】本発明の第２実施形態が適用される施工領域を説明するための断面図である。
【図１１】図１０で示す施工領域に挿入孔を削孔する工程を示す断面図である。
【図１２】第２実施形態で床板下方の領域を拡径する工程を示す断面図である。
【図１３】床板下方の領域が拡径された挿入孔に芯材を挿入した状態を示す断面図である。
【図１４】第２実施形態で杭が造成された状態を示す断面図である。
【図１５】本発明の第３実施形態に係る切削装置を示す正面図である。
【図１６】第４実施形態に係る切削装置が縮径した状態を示す正面図である。
【図１７】図１６で示す状態の切削装置の平面図である。
【図１８】第４実施形態に係る切削装置が拡径した状態を示す正面図である。
【図１９】図１８で示す状態の切削装置の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
最初に図１〜図９を参照して、本発明の第１実施形態について説明する。
図１〜図４は、本発明の第１実施形態に係る切削装置（装置全体に符号１０を付す）を示している。
図１、図２では、第１実施形態に係る切削装置１０のビット２が半径方向外方に広がった（拡径した）状態を示している。そして、図３、図４では、第１実施形態に係る切削装置１０のビット２が半径方向内方に移動した収納状態（縮径した状態）を示している。
【００２１】
図１〜図４において、切削装置１０は、軸部ＳＨと軸受部１とが一体的に製作されている。例えば円柱状のロッドＲｄの地中側端部（図１、図３では下端部）に接続された軸部ＳＨに、一対の軸受部１、１を溶接等により固着することにより製作可能である。或いは、例えばφ２００mmの円柱状の軸部ＳＨの上部及び下部をφ６５mm程度に削りだし、中間部にビット２の軸受として機能する様な軸受部１を形成することも可能である。
図１〜図４では、軸受部１の各々に対して、ビット２が回動可能に配置されている。ビット２は、その半径方向内側が上下２つの部分２Ａ、２Ｂに分離しており、上方部材２Ａと下方部材２Ｂとの間の領域に軸受部１が挿入されている。換言すれば、ビット２の半径方向内側における上方部材２Ａ、下方部材２Ｂが、軸受部１を、上下方向Ｙ（図１、図３の上下方向）に挟み込んでいる。
なお、ビット２の半径方向内側における上方部材２Ａ、下方部材２Ｂの上下方向間隙は、軸受部１の厚み（上下方向寸法：Ｙ方向寸法）よりも僅かに大きく設定されている。
【００２２】
図２、図４において、軸受部１は円柱状の一部を切り欠いた形で形成され、当該切り欠いた領域にビット２が収納される。ビット２の形状によっては、切り欠いた領域の形成が不必要な場合もある。
切削装置１０の軸受部１には、軸受部１の軸心Ｏを中心として点対称となる位置に、回転軸（以下、「ビット回転軸」と言う）４がそれぞれ挿通されている。
図１、図３で示す様に、ビット回転軸４は、ビット２の上方部材２Ａ、下方部材２Ｂと、軸受部１を貫通している。換言すれば、ビット２の上方部材２Ａ、下方部材２Ｂ、軸受部１を貫通する貫通孔が２箇所形成されており、当該貫通孔にビット回転軸４が挿入されている。
上述した様に、ビット２の半径方向内側における上方部材２Ａ、下方部材２Ｂが、軸受部１を、上下方向Ｙ（図１、図３の上下方向）に挟み込んでおり、ビット２の上方部材２Ａ、下方部材２Ｂと、軸受部１を貫通してビット回転軸４が挿入されているので、ビット２は、ビット回転軸４を中心にして、軸受部１に対して回動（回転）自在である。
【００２３】
図２で示す様に、ビット２は略々矩形の平面形状をしており、半径方向外方の角部に切削用チップ３が取り付けられている。切削用チップ３は、後述する孔の内壁面を切削するのに適切な形状としており、先端が鋭い形状であり、硬質な材料で製造されている。図２を参照すれば明らかなように、図１において、右側のビット２の半径方向外方の切削用チップ３は、図１の配置では直接目視することが出来ない。そのため、図１の右側のビット２では、切削用チップ３を、点線により表示している。
ビット２の後方部分（半径方向内方）には、ビット回転軸４を中心に回転自在に取り付けるため、軸受部１の貫通孔と対応する位置に貫通孔が穿孔されている。
図１、図３において、図示はしないが、切削装置１０の上部はロッドＲｄ等の上部構造、或いは上方ガイド部材６（図１５の第３実施形態参照）と接続可能にするため、ネジ切り加工がされている。そして、切削装置１０の下部は下方ガイド部材７（図１５の第３実施形態参照）と接続可能にするため、ネジ切り加工がされている。
ロッドＲｄに対して、地上側に設けられた図示しない回転駆動源により回転力を付与すると、ロッドＲｄに接続された切削装置１０も回転する。例えば、矢印ＲＯの方向（回転方向）に３００ｒｐｍ以上の回転速度で回転すると、切削装置１０の軸心Ｏを回動中心にして図２で示す様にビット２が最大拡径した状態になる。
【００２４】
図２、図４、図８、図９で示すように、ビット２が回転方向ＲＯに３００ｒｐｍ以上の回転速度で回転して拡径した時に、ビット２が回転方向に回動し過ぎてしまうことを規制するために、ストッパーピン５を設けることが可能である。
図２の例では、ストッパーピン５は、ビット２が回転方向ＲＯに３００ｒｐｍ以上の回転速度で回転して最大拡径した状態において、進行方向側縁２ｓｆに当接して、ビット２がそれ以上矢印ＲＯ側に移動しない様に規制している。
後述する様に、ビット２は遠心力により拡径するので、ストッパーピン５を設けなくても、ビット２は図２で示す状態以上に矢印ＲＯ側へ移動してしまうことは（通常は）ない。
さらに、ストッパーピン５の位置を調節することで、ビット２が拡径したときに地盤を切削できる径を調節することが可能である。
図示はしないが、例えば図２のストッパーピン５の位置を、ビット２の拡径量を抑える位置に（図２の右の軸受部１のストッパーピン５を右下方向に、左の軸受部１のストッパーピン５を左上方向に）変位することにより、ビット２が最大に拡径出来る量を制御することが可能である。
換言すれば、ストッパーピン５の位置を調整することにより、後述する様に地盤中に円環状の溝を切削する際に、溝の深さを任意に設定することが可能となる。
【００２５】
ビット２が縮径した状態（ビット２が収納された状態：非切削時）が、図３、図４に示されている。
縮径しているビット２（図３、図４）を拡径する（図１、図２）ためには、ロッドＲｄ及び切削装置１０を３００ｒｐｍ〜１０００ｒｐｍの回転数で回転させる。
【００２６】
図示はされていないが、例えば図１において、左右のビット２先端に設けられたチップ３の上下方向位置（図１のＹ方向位置）が異なる様に配置すれば、掘削時にビット２が拡径してチップ３が鉄筋挿入孔Ｈの内壁面に衝突する際に、垂直方向位置が異なる２箇所にて同時に凹部が形成されるので、「目粗し」の効率が向上する。
一方、左側のチップ３先端の垂直方向位置と、右側のチップ３先端の垂直方向位置を同一にすれば（例えば、図１参照）、鉄筋挿入孔の内壁面に、短時間で円環状の溝を形成することが出来る。
【００２７】
目粗し作業の終了後は、切削装置１０を地上側に引き出す。
その際に、必要があればロッドＲｄを矢印ＲＳ方向に回転し、拡径しているビット２を、図３、図４に示すように縮径して、地上側に引き上げる。
明確には図示されていないが、切削装置１０の下端部から水や圧縮空気を地中側に向かって噴射する様に構成して、切削されたコンクリートの切粉やスライムを地上側に排出することが出来る。
【００２８】
次に、図５〜図９を参照して、第１実施形態による「目粗し」の施工の態様を説明する。
図５に示す工程では、図示しないダイヤモンドビットで床板Ｓに削孔された鉄筋挿入孔Ｈに、ロッドＲｄの下端（地中側端部）に接続した切削装置１０を挿入する。
図５で示す状態では、切削装置１０は、図３、図４で示す縮径状態となっている。すなわち、ビット２は軸受部１に収納されており、開いていない状態である。
【００２９】
図６に示す工程では、図５の状態から、ロッドＲｄ及び切削装置１０を、矢印ＲＯ方向（縮径しているビット２が拡径する回動方向）に回転する。
回転が所定回転以上になると、遠心力によりビット２が開き（拡径して）、先端のチップ３が鉄筋挿入孔Ｈの内壁面に衝突する。チップ３が鉄筋挿入孔Ｈの内壁面に衝突した箇所は、図６では符合Ｐ１（図６の右側）、Ｐ２（図６の左側）で示されている。
その結果、チップ３が鉄筋挿入孔Ｈの内壁面に衝突した位置には、２箇所の凹部（いわゆる「傷」）Ｐ１、Ｐ２が形成される。
【００３０】
先端のチップ３が鉄筋挿入孔Ｈの内壁面に衝突して、２箇所の凹部Ｐ１、Ｐ２が形成されると（図６）、衝突の反動で、ビット２は、一旦、半径方向内方に移動（縮径方向に移動）する（図７）が、切削装置１０には連続的に回転力が付与されているので、遠心力により再びビット２は開く。
以下、図６で示す状態と、図７で示す状態とが繰り返されて、鉄筋挿入孔Ｈの内壁面には無数の凹部が形成される。
図８〜図９は、上記の凹部形成を平面的に表している。
【００３１】
図８、図９において、図示しない回転駆動力源からの回転力により、ロッドＲｄを通じて切削装置１０に、回転ＲＯ方向（ビット２が拡径する方向）の回転力が付与される。そして、一定以上の回転になると、遠心力が作用して、ビット２は回転軸４の軸心４oを中心として、外側に押し出される（ビット２が開き拡径する）様に回動する。
図示の例では反時計回り（矢印ＲＯ方向）でビット２が開く（拡径する）ように構成されているが、ロッドＲｄ及び切削装置１０を逆方向（時計方向）に回転した際にビット２が開くように構成することも当然可能である。
そして、切削装置１０の連続的な回転により遠心力が増大し、拡径したビット２の先端部にあるチップ３が鉄筋挿入孔Ｈの内壁面に衝突、打撃する。チップ３が鉄筋挿入孔Ｈの内壁面に衝突した箇所には、内壁面に凹部（いわゆる「傷」）が形成される。
【００３２】
ここで、切削装置１０の垂直方向位置（図５〜７の上下方向位置）が同一であると、当該無数の凹部は、図６における凹部Ｐ１、Ｐ２と同一の垂直方向位置に形成される。さらに、同一位置で上記動作を繰り返し行うことにより、鉄筋挿入孔Ｈの内壁面に「点」として作成された凹部（傷）は、連続的な「線」あるいは「面」である円環状の溝として形成される。溝部はさらに拡大し、深くなることにより、やがては鉄筋挿入孔Ｈが拡径される。
一方、切削装置１０の垂直方向位置を徐々に変化させると、鉄筋挿入孔Ｈの内壁面には、断続的に多数の凹部が形成されることになる。
【００３３】
ここで、ロッドＲｄ及び切削装置１０の回転速度について、説明する。
チップ３が鉄筋挿入孔Ｈの内壁面に衝突した後で、これを反力としてビット２は閉じようとする（矢印ＲＯ方向の反対方向に戻ろうとする：ビット２が図８の矢印ＲＩ方向に移動する）が、切削装置１０の連続的な回転による遠心力により、再びビット２は拡径方向に押し出され、鉄筋挿入孔Ｈの内壁面に衝突する。
ところで、ロッドＲｄ及び切削装置１０の回転速度が早いほど、ビット２に作用する遠心力は増大し、ビット２が上記反力を受けた状態（矢印ＲＯ方向の反対方向に戻った状態：ビット２が図８の矢印ＲＩ方向に移動した状態）から、再度ＲＯ方向への回転へ切り替わるまでの時間が短くなるため、ビット２が鉄筋挿入孔Ｈ内壁面と衝突する回数が増加する。また、ビット２が拡径する速度が速くなり、チップ３が鉄筋挿入孔Ｈ内壁面に衝突する衝撃力が強くなるので、鉄筋挿入孔Ｈ内壁面における凹部の深さが十分に深くなり、凹部を形成するための時間が短縮され、「目粗し」作業の効率が向上する。
これに対して、ロッドＲｄ及び切削装置１０の回転速度が３００ｒｐｍ未満であると、ビット２が再度ＲＯ方向への回転に切り替わるまでの時間が長くなり、また、拡径する速度も遅くなり、チップ３が鉄筋挿入孔Ｈ内壁面に衝突する回数や衝撃力が不足してしまう。そのため、凹部形成のために長時間が必要となり、「目粗し」作業の効率が低下する。
【００３４】
一方、ロッドＲｄ及び切削装置１０の回転速度が１０００ｒｐｍよりも回転数が多いと、ロッドＲｄや切削装置１０に回転を付与するための回転力伝達系統や切削装置１０本体が破損してしまう恐れがある。
そのため、図示の実施形態では、ビットの回転数は１０００ｒｐｍ以下に設定している。
【００３５】
次に、図１０〜図１４を参照して、本発明の第２実施形態について、説明する。
第１実施形態では、図５〜図９を参照して、図１〜図４で示す切削装置１０を用いて、床板Ｓに形成された鉄筋挿入孔Ｈの内壁面に対して「目粗し」作業を行なう。
これに対して、第２実施形態では、例えば、鉄道、車輌等の重量物が頻繁に往来する箇所において、当該往来による振動や衝撃により基礎コンクリート部やその下の地盤が軟化して、床板が沈下してしまうことの防止対策として、杭を打設している。
【００３６】
図１０は、床板Ｓの上部構造物が線路及び道路であり、そこを往来する鉄道Ｔ、車輌（例えば、バスやトラック等の大型車輌）Ｖ等による振動や衝撃により、地盤Ｇが軟化し（軟化した地盤を符号Ｇｎで示す）、床板Ｓが沈下してしまうおそれがある領域を表している。
図１０で示す例では、床板Ｓ打設位置の地盤Ｇをある程度の深さまで掘削し、基礎コンクリートＣを打設した後、床板Ｓを施工している。図１０では、床板Ｓ状の枕木を符合ＷＲで示し、枕木ＷＲに配置されている鉄道用レールを符合Ｒｌで示す。
床板が沈下することの防止対策として、床板Ｓの上部から支持杭を打設することが知られている。しかし、従来の対策では、杭が床板Ｓを支える力として床板Ｓと杭との付着力を期待しているが、上述した様に床板Ｓに穿設した挿入孔Ｈの内壁面が平滑であるため、床板Ｓと杭の充填材との付着力が不足していた。
係る課題解決のため、図１０〜図１４の第２実施形態では、杭の一部を拡径して、拡径した部分で上部の重量を受け持つ構造の杭を打設している。
【００３７】
第２実施形態では、図１１で示す様に、先ず、床板Ｓの上部から地盤Ｇへ連通する孔を、削孔機械ＢＭにより削孔している。支持杭とするため、挿入孔Ｈを支持層ＧＳに達するまで削孔する。
次に、図１２で示す工程では、図示しない回転駆動力発生源に接続されたロッドＲｄの先端（図１２の下側）に接続された切削装置１０を、挿入孔Ｈの拡径する部分の最下部（図１２の下側）にセットする。
そして、図５〜図９を参照して前述したように、同一の垂直方向位置において、切削装置１０を３００ｒｐｍ〜１０００ｒｐｍで連続回転させることにより、挿入孔Ｈに円環状の溝を形成し、以って、挿入孔Ｈを拡径する。最下部が十分に拡径できた後、切削装置１０を地上側（図１２の上側）の未拡径部分に移動して（引き上げて）、同一の態様で当該未拡径部分の拡径を行う。図１２〜図１４の例では、φ２００mmで穿設された挿入孔Ｈをφ３００ｍｍまで拡径している。
【００３８】
図１３で示す工程では、床板Ｓの下部に達するまで挿入孔Ｈをφ３００ｍｍに拡径した後、切削装置１０を地上側に引き上げ、杭の芯材（例えば、鋼管）３０Ａを挿入している。
図１３において、床板Ｓの打設厚さ（図１３の上下方向の距離）は２ｍ、基礎コンクリートＣの打設厚さ（図１３の上下方向の距離）は１ｍであり、拡径部の長さ（図１３の上下方向の距離）は１．５ｍとしているため、拡径部の最下部（図１３の下側）は、基礎コンクリートＣの下の地盤Ｇに達している。ここで、各寸法（床板Ｓの打設厚さ、基礎コンクリートＣの打設厚さ、拡径部の長さ）は、床板Ｓ及び上部構造物の重量、衝撃力等を勘案し適宜決定する。
【００３９】
そして図１４で示す工程では、芯材３０Ａの挿入後に挿入孔Ｈを充填材（例えばモルタル）４０で充填し、頭部処理４２を行って、支持杭４４の打設が完了する。
図１４で示すように、打設された支持杭４４は、床板Ｓの下部でφ２００ｍｍからφ３００ｍｍに拡径されているため、摩擦面積が拡大されたことにより支持力が増加される。さらに、支持杭４４には段部４４Ｓを形成しているため、床板Ｓ及び上部構造物からの重量、衝撃を段部４４Ｓが十分に受け持ち、支持杭４４本体は地盤Ｇ深部の支持層Ｇｓにより支持されているので、床板Ｓが沈下することを防止できる。
さらに、床板Ｓに穿設した挿入孔Ｈの内壁面ＨＩを、図５〜図９を参照に前述したように「目粗し」しておけば、支持杭４４の充填材４０と床板Ｓとの付着力が向上することにより、床板Ｓと支持杭４４の一体化が図れる。また、基礎コンクリートＣの下の地盤Ｇにおける領域Ｇｎの軟化が激しい場合は、領域Ｇｎを注入材等で改良することにより地盤Ｇの耐力が増大し、支持杭４４の効果が最大限に発揮できる。
【００４０】
次に、図１５を参照して、第３実施形態を説明する。
図１〜図４で示した第１実施形態の切削装置１０においては、ビット２は上下方向に１段だけ設けられている。
それに対して、図１５の第３実施形態の切削装置１０Ａでは、ビット２Ａが上下方向に２段設けられている。
図１５において、切削装置１０Ａは、４枚の軸受部１Ａと、１枚の軸受部１Ｂと、２対のビット２Ａと、２対のチップ３Ａと、１対のビット回転軸４Ａと、上方ガイド部材６と、下方ガイド部材７と、センター軸２０とを備えている。
４枚の軸受部１Ａ、１枚の軸受部１Ｂは、それぞれが、ビット２Ａを構成する部材２ａ、２ｂの厚みと概略等しい間隔を隔てて、センター軸２０の軸部２０１に固着されている。係る構造は、例えば、図１〜図４を参照して前述した方法を応用して、削り出しによって製造することが可能である。
【００４１】
４枚の軸受部１Ａは、２箇所に軸貫通孔１Ａｈを有している。
軸受部１Ｂは、軸受部１Ａと同様な輪郭を有しており、軸受部１Ａの２箇所の軸貫通孔１Ａｈと同じ位置に貫通雌ねじ１Ｂａが形成されている。
図１〜図４で説明したのと同様に、ビット２Ａは、その半径方向内方の領域が上方部材２ａと下方部材２ｂを備え、上方部材２ａと下方部材２ｂとの間の空隙部に、軸受部１Ａが挟持されている。そして、ビット２Ａと、上方部材２ａ及び下方部材２ｂは、ビット回転軸４Ａを介して、軸受部１Ａに軸支される。
チップ３Ａは、ビット２Ａの半径方向外方端部に取り付けられている。
ビット回転軸４Ａは、軸部の長いボルトにより構成されており、その先端の雄ねじ４Ａｂが、軸受部１Ｂに形成された貫通雌ねじ１Ｂａに螺合している。
【００４２】
センター軸２０は、軸部２０１と、上端雄ねじ部２０２を有している。上端雄ねじ部２０２は軸部２０１の上端に形成されている。なお、符号２０３は、軸部２０１の垂直方向下端部を示している。
上端雄ねじ部２０２は、上方ガイド部材６の軸部下端に形成された図示しない雌ねじと螺合して、接続している。
上方ガイド部材６の軸部上方には、２箇所の図示しない環状の溝が形成され、当該環状の溝には止め輪８１が装着されており、ボールベアリング６０を挟持している。そして、ボールベアリング６０のアウターレースの外周側にドーナツ型の部材が装着され、上方ガイド部材６を構成している。
【００４３】
センター軸２０の下端部２０３には、ボールベアリング７０を介して、下方ガイド部材７が回転自在に取り付けられている。
ボールベアリング７０は、リテーナ８によって下端部２０３からの脱落が防止されている。リテーナ８は、円板の中心に貫通孔（ボルト挿通孔）８ａが形成された円盤状の部材であり、その外径寸法は、下端部２０３の直径よりも大きく、ボールベアリング７０のアウターレースの内径よりも小さく設定されている。
下端部２０３の下端面２０３ｅには、雌ねじ２０３ａが形成され、その雌ねじ２０３ａは、植え込みボルト９の雄ねじ９ａと螺合して、リテーナ８を下端面２０３に取り付けている。
【００４４】
上方ガイド部材６及び下方ガイド部材７は、図示しないダイヤモンドビットにより床板Ｓ（或いは、床板Ｓと、基礎コンクリートＣと、地盤Ｇ）に削孔された鉄筋挿入孔の内径と概略同一であるが、僅かに小さい外径を有しており、切削装置１０Ａの案内部材或いはパイロット部材としての機能を奏する。
上方ガイド部材６及び下方ガイド部材７は、本発明の第１実施形態及び第２実施形態で示した切削装置１０に取り付けることも効果的である。
なお、地盤の状況等により、上方ガイド部材６又は下方ガイド部材７のうちどちらか一方を省くことが可能な場合もある。
【００４５】
上述した様に、第３実施形態の切削装置では、図１５で示すように、左右に二枚ずつ、すなわち、垂直方向に二段のビット２Ａが設けられている。
二段のビット２Ａの各々先端に設けられているチップ３Ａが、鉄筋挿入孔の内壁を切削するので、同時に多数の凹部（図１５では４箇所）を形成することが出来る。そのため、目粗し作業や鉄筋挿入孔の内径を拡大する作業の効率が向上する。
【００４６】
第３実施形態では、複数のビット２Ａの半径方向内方（チップ３Ａの反対側端部：基部）を、それぞれ二股（上方部材２ａ、下方部材２ｂ）に形成して、二股に形成された基部の各々を、三枚の軸受部１Ａの間に挿入して、ビット回転軸４Ａによって、回動可能に取り付けている。
これにより、ビット２の頭部（半径方向外方）の厚みは大きいが、基部のそれぞれの厚みが小さく構成されている。
ビット回転軸４Ａとビット２Ａの基部とが接する面積が小さいため、ビット２Ａが回転するときの摩擦力が低減でき、スムーズな目粗しが実現可能となる。
また、第１実施形態においても、ビット２の半径方向内方（チップ３の反対側端部：基部）を上方部材２ａ及び下方部材２ｂにより二股に形成して、当該二股に形成された基部で軸受部１を挟み込み、ビット回転軸４によって回転可能に取り付けているので、ビット２の頭部（半径方向外方）の厚さ寸法が大きくなる様に構成されている。これにより、挿入孔Ｈの内壁面を打撃するチップ３を取り付ける面を大きく設計することができる。
【００４７】
次に、図１６〜図１９を参照して第４実施形態を説明する。
図１６〜図１９の第４実施形態図の切削装置１０Ｂは、図１〜図４で示す切削装置（第１実施形態）及び図１５で示す切削装置（第３実施形態）に比較して、ビット２Ｂの垂直方向寸法Ｌが非常に長く構成されている。
ビット２Ｂの垂直方向寸法Ｌを長くすることにより、目粗し作業の際に、ビットの拡径、縮径動作が安定して、確実に、鉄筋挿入孔内壁面に凹部や溝を形成することが出来る。
【００４８】
図１６〜図１９の第４実施形態では、ビット回転軸４Ｂの垂直方向寸法が長いので、ビット２Ｂの開閉（拡径、縮径）動作が安定するのである。
また、ビット２Ｂの垂直方向寸法Ｌを長くすることにより、第１実施形態の装置と比較してビット重量を大きく設計出来る。
ここで、図８を参照して前述したように、切削装置１０を鉄筋挿入孔Ｈに設置して回転させると、切削装置１０のビット２は、先端部のチップ３と鉄筋挿入孔Ｈの内壁面との衝突を反力として一端閉じようとするが、切削装置１０の連続的な回転による遠心力により、再び拡径方向に押し出され、鉄筋挿入孔Ｈの内壁面に衝突する。
本発明では、この連続運動により目粗しや溝切りを行なっているが、ビット２の重量を大きくすることにより、上記反力が作用した場合でも、ビット２が閉じる方向に移動する量を軽減できる。
さらに、切削装置１０の回転数を低く抑えることによりビット２の反動を制御し、チップ３をダイヤモンド等の超硬チップとすることで、チップ３が鉄筋挿入孔Ｈの内壁面を擦ることにより溝切りすることも可能となる。
ただし、ビット回転軸４Ｂの垂直方向長さが長過ぎると、ビット重量が大きくなりすぎてしまうので、拡径、縮径の動作に不都合である。
図１６〜図１９の例では、ビット２Ｂが縮径した状態の外寸直径（ビット２Ｂが縮径している場合の径方向寸法）５５ｍｍに対して、ビット２Ｂの垂直方向寸法Ｌは１５０ｍｍである。
ここで、ビット２Ｂの垂直方向寸法Ｌが外寸直径の２倍より短いと、ビット２Ｂの開閉（拡径、縮径）動作が安定するという効果が薄れてしまう。一方、ビット２Ｂの垂直方向寸法Ｌが外寸直径の４倍を超えると、ビット２Ｂの重量により開閉（拡径、縮径）動作が難しくなる。
【００４９】
図１６、図１７において、切削装置１０Ｂは、上方軸受部１Ｃと、下方軸受部１Ｄと、１対のビット２Ｂと、１対のチップ３Ｂと、１対のビット回転軸４Ｂとを有している。
上方軸受部１Ｃは、小径部１１Ｃと、大径部１２Ｃと、テーパー部１３Ｃとを有している。テーパー部１３Ｃは、小径部１１Ｃと大径部１２Ｃとを一体に接続している。
【００５０】
小径部１１Ｃには、図示では明確に示さない雌ねじが形成され、その雌ねじは、ロッドＲｄＡの下端に形成された図示しない雄ねじと螺合している。
ここで、１対のビット２Ｂが縮径している（切削していない）状態が、図１６、図１７で示されている。
図１６において、大径部１２Ｃの下端面の２箇所には、雌ねじ１４Ｃが形成されている。雌ねじ１４Ｃは、ビット回転軸４Ｂの端部に形成された雄ねじ４１Ｂと螺合している。
【００５１】
下方軸受部１Ｄには、大径部１１Ｄと、小径部１２Ｄが設けられている。
大径部１１Ｄの直径は、ビット２Ｂが縮径した時の外方端部の直径（最大径）よりも大きく設定されている。
小径部１２Ｄにおいて、下端部（大径部１１Ｄと離隔する側の端部）近傍には環状溝１３Ｄが形成され、その環状溝１３Ｄには止め輪９０が装着されている。
小径部１２Ｄと大径部１１Ｄの境界と、止め輪９０の間には、ボールベアリング７０が装着されている。
【００５２】
第４実施形態の切削装置１０Ｂが拡径して、目粗し作業を行っている状態が、図１８、図１９で示されている。
図１６〜図１９の切削装置１０Ｂにおける目粗し作業の態様については、図５〜図７で説明したのと同様である。
図１６〜図１９の第４実施形態における上述した以外の構成及び作用効果は、図１〜図１５の実施形態と同様である。
【００５３】
図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではないことを付記する。
【符号の説明】
【００５４】
１・・・軸受部
２・・・ビット
３・・・チップ
４・・・ビット回転軸
５・・・ストッパーピン
６・・・上方ガイド部材
７・・・下方ガイド部材
８・・・リテーナ
１０・・・切削装置
４４・・・支持杭
【特許請求の範囲】
【請求項１】
切削装置は、先端にチップを設けたビットと、ロッドの地中側端部に接続した軸部と、軸部に固着した平板状部材を備え、前記ビットは、ロッドが回転していない場合には半径方向内方に位置しており、ロッドが所定回転数以上で回転している場合には回転軸を中心に回動してチップを設けた端部が半径方向外方に位置する様に平板状部材に対して回動可能に取り付けられていることを特徴とする切削装置。
【請求項２】
コンクリート層にボーリング孔を削孔する工程と、
掘削されたボーリング孔内に切削装置を配置する工程を有し、当該切削装置は、先端にチップを設けたビットと、ロッドの地中側端部に接続した軸部と、軸部に固着した平板状部材を備え、前記ビットは、ロッドが回転していない場合には半径方向内方に位置しており、ロッドが所定回転数以上で回転している場合には回転軸を中心に回動してチップを設けた端部が半径方向外方に位置する様に平板状部材に対して回動可能に取り付けられており、
ロッドを回転して切削装置のビットを回動して、ビット端部に設けたチップをボーリング孔内壁面に衝突させて、当該内壁面に凹部を形成する工程を有することを特徴としていることを特徴とする切削工法。
【請求項３】
ボーリング孔を削孔する工程では、コンクリート層下方の領域までボーリング孔を削孔し、
ボーリング孔のコンクリート層下方の領域では、同一箇所でロッドを回転して切削装置のビットを回動して、ビット端部をボーリング孔内壁面に衝突させて、ボーリング孔の内径が拡大した部分を形成する請求項２の切削工法。
【請求項４】
コンクリート層下方の領域までボーリング孔を削孔する工程と、
掘削されたボーリング孔内に切削装置を配置する工程を有し、当該切削装置は、先端にチップを設けたビットと、ロッドの地中側端部に接続した軸部と、軸部に固着した平板状部材を備え、前記ビットは、ロッドが回転していない場合には半径方向内方に位置しており、ロッドが所定回転数以上で回転している場合には回転軸を中心に回動してチップを設けた端部が半径方向外方に位置する様に平板状部材に対して回動可能に取り付けられており、
ボーリング孔のコンクリート層下方の領域では、同一箇所でロッドを回転して切削装置のビットを回動して、ビット端部のチップをボーリング孔内壁面に衝突させて、ボーリング孔の内径が拡大した部分を形成し、ボーリング孔に芯材及び充填材を挿入して杭を造成し、
前記拡大した部分はコンクリート層及び上部構造物の重量を支持する形状であることを特徴とする切削工法。
【請求項１】
切削装置は、先端にチップを設けたビットと、ロッドの地中側端部に接続した軸部と、軸部に固着した平板状部材を備え、前記ビットは、ロッドが回転していない場合には半径方向内方に位置しており、ロッドが所定回転数以上で回転している場合には回転軸を中心に回動してチップを設けた端部が半径方向外方に位置する様に平板状部材に対して回動可能に取り付けられていることを特徴とする切削装置。
【請求項２】
コンクリート層にボーリング孔を削孔する工程と、
掘削されたボーリング孔内に切削装置を配置する工程を有し、当該切削装置は、先端にチップを設けたビットと、ロッドの地中側端部に接続した軸部と、軸部に固着した平板状部材を備え、前記ビットは、ロッドが回転していない場合には半径方向内方に位置しており、ロッドが所定回転数以上で回転している場合には回転軸を中心に回動してチップを設けた端部が半径方向外方に位置する様に平板状部材に対して回動可能に取り付けられており、
ロッドを回転して切削装置のビットを回動して、ビット端部に設けたチップをボーリング孔内壁面に衝突させて、当該内壁面に凹部を形成する工程を有することを特徴としていることを特徴とする切削工法。
【請求項３】
ボーリング孔を削孔する工程では、コンクリート層下方の領域までボーリング孔を削孔し、
ボーリング孔のコンクリート層下方の領域では、同一箇所でロッドを回転して切削装置のビットを回動して、ビット端部をボーリング孔内壁面に衝突させて、ボーリング孔の内径が拡大した部分を形成する請求項２の切削工法。
【請求項４】
コンクリート層下方の領域までボーリング孔を削孔する工程と、
掘削されたボーリング孔内に切削装置を配置する工程を有し、当該切削装置は、先端にチップを設けたビットと、ロッドの地中側端部に接続した軸部と、軸部に固着した平板状部材を備え、前記ビットは、ロッドが回転していない場合には半径方向内方に位置しており、ロッドが所定回転数以上で回転している場合には回転軸を中心に回動してチップを設けた端部が半径方向外方に位置する様に平板状部材に対して回動可能に取り付けられており、
ボーリング孔のコンクリート層下方の領域では、同一箇所でロッドを回転して切削装置のビットを回動して、ビット端部のチップをボーリング孔内壁面に衝突させて、ボーリング孔の内径が拡大した部分を形成し、ボーリング孔に芯材及び充填材を挿入して杭を造成し、
前記拡大した部分はコンクリート層及び上部構造物の重量を支持する形状であることを特徴とする切削工法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２０１２−１４８４６２（Ｐ２０１２−１４８４６２Ａ）
【公開日】平成２４年８月９日（２０１２．８．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−８４２７（Ｐ２０１１−８４２７）
【出願日】平成２３年１月１９日（２０１１．１．１９）
【出願人】（０００００３６８７）東京電力株式会社 (2,580)
【出願人】（３９００３６５０４）日特建設株式会社 (99)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月９日（２０１２．８．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月１９日（２０１１．１．１９）
【出願人】（０００００３６８７）東京電力株式会社 (2,580)
【出願人】（３９００３６５０４）日特建設株式会社 (99)
【Ｆターム（参考）】
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