既存杭の破壊工法及び装置

【課題】掘削サイクルが早く、全体の作業時間が短縮され、また、硬い地盤での作業が容易であり、大口径の作業も可能で、しかも、全ての鉄筋を切断できるので、ハンマーグラブでの取り除き作業が容易である既存杭の破壊工法及び装置を提供する。
【解決手段】カッタ１８はケーシングヘッド３ｂの内周面に設けたホルダー１６で上下方向にスライド自在とし、このホルダー１６はカッタ１８を下方に移動させるに応じてケーシングヘッド３ｂの内方により突出させるようにカッタスライド面１７を傾斜させた既存杭の破壊装置を使用し、杭芯に合わせたケーシングヘッド３ｂを回転下降させてホルダー１６の上部に位置するカッタ１８で杭外周を切削し、次いで、ケーシングヘッド３ｂを引き上げてその位置で回転させ、ホルダー１６の下部に位置するカッタ１８で既存杭の鉄筋を切断する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地中に埋設された既存杭の破壊工法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、地中に埋設された既存のコンクリート杭の除去に関して、そのままの形態で引き抜く方法と部分的に破断してから除去する方法とがあり、後者では、いわゆるインナーカッターを設けたケーシングを使用し、ケーシング及びインナーカッターで既存杭の鉄筋部までを切断し、ハンマーグラブ等の瓦礫除去手段で除去する。
【０００３】
下記特許文献もその一つであり、図８〜図１１に示すように、地中に埋設された内部に鉄筋を有するコンクリート製の既存杭１を除去するものとして、下縁には掘進カッタ３ａをまた円筒内にはカッタ２を突設してなる掘削ケーシング３と、この掘削ケーシング３を前記杭の上部に回転及び圧入可能に支持する建て込み装置１１と、掘削ケーシング３内の処理済み杭を取り出す瓦礫除去手段としてのハンマーグラブ１３とで構成する。
【特許文献１】特開平８−１２０６７１号公報（地中杭の除去装置）
【０００４】
地上にはクレーン１２が設置されており、前記ハンマーグラブ１３はこのクレーン１２から吊り下げ、前記建て込み装置１１とクレーン１２はバー１４で連結しておく。
【０００５】
前記カッタ２は掘削ケーシング３に溶接されたベッド２ａに複数個取り付けられていて、前記ベッド２ａはその上下に設けられた三角形のステー２ｂ、及びベッド２ａの側面に設けられた三角形のステー２ｃで強固に支持されている。
【０００６】
また、４カ所に設けられたカッタ２はその取り付け深度に段差が設けられている。さらに４カ所のカッタ２は突出長に夫々差がつけられている。即ち、最も下に位置するカッタ２は最も突出しており、最も上に位置するカッタ２の突出長は少なくなっている。
【０００７】
前記装置により、地中に埋まっている既存杭１を除去するに際しては、まず、除去すべき既存杭１の真上に建て込み装置１１を設置する。そして、掘削ケーシング３を建て込み装置１１にセットして回転及び圧力を加える。すると、前記カッタ２は杭１の鉄筋１０を切りながら全体を粉砕して進行する。
【０００８】
このようにして必要な深度、即ち、既存杭１が本来の工事に支障をきたさない程度まで除去する。この後、ハンマーグラブ１３を掘削ケーシング３内に降下させ内部の残骸や土砂を排出する。
【０００９】
この特許文献１の地中杭の除去装置では、カッタ２は杭１上面からカットしていくため掘削が極めて困難となり、さらに杭１を鉄筋ともども割ることに多大な時間を費やす。
【００１０】
なお、この特許文献１では杭１を必要な位置で切断するものとして杭１の内側には前記した固定のカッタ２の他に可動カッタ（コピーカッタ）を進退可能に突設した実施形態も記載されているが、この可動カッタは、油圧シリンダを内装したベッドに設けられ水平方向に出没可能となっていて、このベッドには高圧ホースで液圧が印加されるようになっており、油圧スイベルが必要となるとともに、ケーシング内に高圧ホースを入れるとケーシングの内径の有効活用が阻害され、さらに、ケーシングの継ぎ足しに応じたホースの継ぎ足し、スイベル装置の取り付け、取り外し等の作業が増え、作業効率が悪い。
【００１１】
下記特許文献は、出願人が先に出願し、特許を取得したもので、図１２、図１３に示すように、掘削ケーシング３の先端のケーシングヘッド３ｂの内周面に、カッタ１５ａ，１５ｂ，…１５ｅを半周内に収まるように間隔を存して、かつ、順次その突出長さが長くなるように並べて、横並びで一列に配置した。このカッタ１５ａ，１５ｂ，…１５ｅは掘削ケーシング３を構成する金属よりも焼き入れの多い超硬金属をもってなる鋭利な刃を有する爪状のもので、溶接などにより堅牢にケーシングヘッド３ｂの内周面に固着する。
【００１２】
掘削ケーシング３は、適宜と途中で継ぎ足して必要な長さとする本体部３ｃの先端にケーシングヘッド３ｂが嵌合し、嵌着部はボルト４で締結する。また、ケーシングヘッド３ｂは下端に掘進カッタ３ａを設けている。
【００１３】
そして、カッタ１５ａ，１５ｂ，…１５ｅは、複数個のうち、全部又は一部（図示の例ではカッタ１５ａ以外は既存杭１の鉄筋１０からのコンクリートかぶり厚さよりもケーシングヘッド３ｂの内周面からの突出長を大とする。
【特許文献２】特開２００３−２９３３６９（既存杭の除去工法及び装置）
【００１４】
この特許文献２では、掘削ケーシング３を建て込み装置により揺動回転させながら既存杭１を偏芯させて囲むようにして地盤に挿入し、次いで、掘削ケーシング３を全周回転させて前記カッタ１５ａ，１５ｂ，…１５ｅで既存杭１を外周部から切断し、ハンマーグラブ等の瓦礫除去手段で処理済みの既存杭を取り出す。
【００１５】
特許文献２では、杭の周辺を大きく掘削することなく杭を除去することができるので、音や振動等で近隣住民などの住宅環境を害するおそれがなく、また杭内に鉄筋があってもこれを確実に切断することができ、さらに杭の全部を破壊することなく必要な深度で切断することができるため、作業能率を大幅に向上させることができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
前記特許文献２の既存杭の除去工法及び装置では、既存杭１を偏芯させて囲むようにして揺動回転させながら地盤に挿入するので、掘削の作業時間がかかる。また、硬い地盤では掘削が困難となることもあった。さらに、大口径になるほど掘削が困難となる。
【００１７】
本発明は前記従来例の不都合を解消し、掘削サイクルが早く、全体の作業時間が短縮され、また、硬い地盤での作業が容易であり、大口径の作業も可能で、しかも、全ての鉄筋を切断できるので、ハンマーグラブでの取り除き作業が容易である既存杭の破壊工法及び装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は前記目的を達成するため、既存杭の破壊工法としては、ケーシングヘッド内周面にカッタを突設した掘削ケーシングを建て込み装置により揺動回転させながら既存杭を偏芯させて囲むようにして地盤に挿入しながら掘削ケーシングを回転させて前記カッタで既存杭を外周部から切断する既存杭の除去工法において、カッタはケーシングヘッド内周面に設けたホルダーで上下方向にスライド自在とし、このホルダーはカッタを下方に移動させるに応じてケーシングヘッド内方により突出させるようにカッタスライド面を傾斜させた既存杭の破壊装置を使用し、杭芯に合わせたケーシングヘッドを回転下降させてホルダー上部に位置するカッタで杭外周を切削し、次いで、ケーシングヘッドを引き上げてその位置で回転させ、ホルダー下部に位置するカッタで既存杭の鉄筋を切断することを要旨とするものである。
【００１９】
また、既存杭の破壊装置としては、第１に、地中に埋設された既存杭を除去するための装置であって、ケーシングヘッド内周面にカッタを突設した掘削ケーシングと、このケーシングを前記既存杭の周囲に揺動及び回転可能に支持する建て込み装置とからなる既存杭の除去装置において、カッタはケーシングヘッド内周面に設けたホルダーで上下方向にスライド自在とし、ホルダーはカッタを下方に移動させるに応じてケーシングヘッド内方により突出させるようにカッタスライド面を傾斜させたこと、第２に、ホルダーの最下端に位置するカッタは、その先端が既存杭の鉄筋配置輪径よりも内方に達するものとすること、第３に、ホルダーの下端外底面に下向きにカッタを配設したことを要旨とするものである。
【００２０】
請求項１〜請求項３記載の本発明によれば、ケーシングヘッドを回転させながらホルダー上部に位置するカッタで杭外周（杭外径〜鉄筋の当たらない範囲）を切削し、ついで、ケーシングヘッドを引き上げればカッタはホルダー下部に移動するのでその位置で回転させ、カッタで既存杭の鉄筋を切断し、鉄筋切断と同時にカッタの厚みで杭を切り離すことができる。
【００２１】
請求項４記載の本発明によれば、ホルダーはケーシングヘッド内方へ出っ張るとしてもホルダーの下端外底面に下向きにカッタを配設することで、この出っ張り分の下側を切削して障害を除くことができる。
【発明の効果】
【００２２】
以上述べたように本発明の既存杭の破壊工法及び装置は、掘削サイクルが早く、その結果として、全体の作業時間が短縮でき、また、硬い地盤でも作業が容易であり、大口径φ３０００相当での作業も可能で、しかも、全ての鉄筋を切断できるので、ハンマーグラブでの取り除き作業も容易とすることが出来るものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面について本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明の既存杭の破壊装置の１実施形態を示す縦断側面図、図２は同上平面図で、図中３は掘削ケーシングで、適宜と途中で継ぎ足して必要な長さとする本体部３ｃの先端にケーシングヘッド３ｂが嵌合し、嵌着部はボルト４で締結する。また、ケーシングヘッド３ｂは下端に掘進カッタ３ａを設けている。
【００２４】
この掘削ケーシング３は図３、図４に示すように建て込み装置１１で回転可能に支持する。この建て込み装置１１は周知のように例えばオールケーシング工法で使用する圧入機であり、反力フレーム９に、掘削ケーシング３の外周をたが状に締め付けるチャック装置５とこのチャック装置５を回転駆動するモーター６ａや減速機６ｂなどの駆動装置６と、これらチャック装置５および駆動装置６を上下動する油圧シリンダーによる昇降シリンダー７を設けた。図中８は建て込み装置１１を水平に設置する水平ジャッキによるアウトリガーを示す。
【００２５】
掘削ケーシング３は前記建て込み装置１１により外周をチャックされながら回転推進されて地盤に挿入されるものである。
【００２６】
本発明ではかかる構成に加えて掘削ケーシング３の先端のケーシングヘッド３ｂの内周面に、上下方向で、下方に向けて高くなるように傾斜させたホルダー１６を設けた。
【００２７】
このホルダー１６は、カッタ１８を上下方向にスライド自在に保持するものであり、カッタ１６を下方に移動させるに応じてケーシングヘッド３ｂの内方により突出させるようにカッタスライド面１７を傾斜させた。
【００２８】
一例として、カッタ１８は図４に示すように略矩形の台板１８ａに横一文字状の刃部１８ｂを形成したもので、台板１８ａは左右の薄肉係合部１８ｃが縦長矩形のホルダー１６の左右のコ字形断面のレール溝１６ａに下端開口より差し入れられる。刃部１８ｂはある程度の厚みを有し、本実施形態では横一文字状の中央部をへこませてハの字形とし、左右の先端部に超硬チップを配した。
【００２９】
このコ字形断面のレール溝１６ａの上端は閉塞されており、カッタ１８の薄肉係合部１８ｃは上方へは抜け出ることはなく、前記下端開口の間位置に円筒形のピン１９を抜け出し防止用のストッパーとして脱着自在に配設した。台板１８ａにはこのピン１９が係合する半円形の切欠きを形成した。
【００３０】
このようにして、カッタ１８はホルダー１６の上下である（Ａ）〜（Ｂ）間のストロークＳ分を移動可能となる。
【００３１】
また、ホルダー１６の最下端（Ｂ）に位置するカッタ１８は、図２に示すようにその刃部１８ｂの先端が既存杭１の鉄筋１０の配置輪径よりも内方に達するものとした。
【００３２】
なお、このようなホルダー１６およびカッタ１８は切断処理しようとする既存杭１の状況に合わせて、ケーシングヘッド３ｂの内周面に、１個または数個を間隔を存して設けるものとする。
【００３３】
ホルダー１６の下端外底面にも下向きにカッタ２０を配設した。このカッタ２０は掘進カッタ３ａと同じようなものでよい。
【００３４】
次にこのような装置を用いて行う本発明の既存杭の破壊方法について説明する。図５に示すように、既存杭１が既存の場所打杭などでは外周が凹凸になっていることが多い。
【００３５】
図６に示すように、既存杭１の杭芯に合わせたてケーシングヘッド３ｂを回転し、掘削するとカッタ１８は図２におけるｍ程くい込んだ状態で（Ａ）の位置まで押し上げられる。その際、カッタ１８はｍ分既存杭１の外周を切削する。
【００３６】
図７に示すように、切断位置（Ｂ）で、ケーシングヘッド３ｂを引き上げ、回転させ、かかる引き上げ−回転−引き上げを図１におけるストロークＳまで数回繰り返し、この繰り返しで、カッタ１８を図２におけるｎ分くい込ませ、鉄筋１０を切断する。また、カッタ１８の厚みで、杭を切り離す。
【００３７】
このようにして切断された理済みの既存杭１はクレーン１２から吊り下げたハンマーグラブ１３等の瓦礫除去手段で掴んで取り出す。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の既存杭の破壊装置の１実施形態を示す縦断側面図である。
【図２】本発明の既存杭の破壊装置の１実施形態を示す平面図である。
【図３】ホルダーの正面図である。
【図４】カッタの３方向説明図である。
【図５】本発明の既存杭の破壊方法を施す前の既存杭の説明図である。
【図６】本発明の既存杭の破壊方法の第１工程の説明図である。
【図７】本発明の既存杭の破壊方法の第２工程の説明図である。
【図８】本発明の既存杭の破壊装置で使用する建て込み装置と掘削ケーシングを示す側面である。
【図９】本発明の既存杭の破壊装置で使用する建て込み装置と掘削ケーシングを示す平面図である。
【図１０】従来例を示す斜視図である。
【図１１】従来例の平面図である。
【図１２】従来例の縦断側面図である。
【図１３】従来例の施工状態を示す概略図である。
【図１４】他の従来例を示す縦断側面図である。
【図１５】他の従来例を示す平面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１…杭２…カッタ
２ａ…ベッド２ｂ…ステー
２ｃ…ステー３…掘削ケーシング
３ａ…掘進カッタ３ｂ…ケーシングヘッド
３ｃ…本体部
４…ボルト５…チャック装置
６…駆動装置６ａ…モーター
６ｂ…減速機７…昇降シリンダー
８…アウトリガー９…反力フレーム
１０…鉄筋
１１…建て込み装置１２…クレーン
１３…ハンマーグラブ１４…バー
１５ａ〜１５ｅ…カッタ
１６…ホルダー１６ａ…レール溝
１７…カッタスライド面１８…カッタ
１８ａ…台板１８ｂ… 刃部
１８ｃ…薄肉係合部１９…ピン
２０…カッタ

【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシングヘッド内周面にカッタを突設した掘削ケーシングを建て込み装置により揺動回転させながら既存杭を偏芯させて囲むようにして地盤に挿入しながら掘削ケーシングを回転させて前記カッタで既存杭を外周部から切断する既存杭の除去工法において、カッタはケーシングヘッド内周面に設けたホルダーで上下方向にスライド自在とし、このホルダーはカッタを下方に移動させるに応じてケーシングヘッド内方により突出させるようにカッタスライド面を傾斜させた既存杭の破壊装置を使用し、杭芯に合わせたケーシングヘッドを回転下降させてホルダー上部に位置するカッタで杭外周を切削し、次いで、ケーシングヘッドを引き上げてその位置で回転させ、ホルダー下部に位置するカッタで既存杭の鉄筋を切断することを特徴とする既存杭の破壊工法。
【請求項２】
地中に埋設された既存杭を除去するための装置であって、ケーシングヘッド内周面にカッタを突設した掘削ケーシングと、このケーシングを前記既存杭の周囲に揺動及び回転可能に支持する建て込み装置とからなる既存杭の除去装置において、カッタはケーシングヘッド内周面に設けたホルダーで上下方向にスライド自在とし、ホルダーはカッタを下方に移動させるに応じてケーシングヘッド内方により突出させるようにカッタスライド面を傾斜させたことを特徴とする既存杭の破壊装置。
【請求項３】
ホルダーの最下端に位置するカッタは、その先端が既存杭の鉄筋配置輪径よりも内方に達するものとする請求項２記載の既存杭の破壊装置。
【請求項４】
ホルダーの下端外底面に下向きにカッタを配設した請求項２または請求項３に記載の既存杭の破壊装置。

【図１】