既存杭撤去方法及びその装置
【課題】 基礎構造物を破壊してビル等を建て替える工事において、既存杭を作業スペース少なくして軽便容易に撤去できる方法とその装置を提供する。
【解決手段】 既存杭Ｐの芯抜きをした後、中空孔４内に内壁破砕装置６で内周溝１０を形成し、露出する縦筋５ａを鉄筋切削装置７の回転切削盤７ａを自転させながら公転させて切断すると共に、内周溝１０の内奥部に切込溝１２を形成する。ついで、切込溝１２に圧入する楔プレート９ａ，９ａを備えた杭抜き装置９を中空孔４内に入れ替え、その楔プレート９ａを切込溝１２に圧入して既存杭Ｐを所定の長さ毎に折り取り、そのまま中空孔４から引き上げる。
【解決手段】 既存杭Ｐの芯抜きをした後、中空孔４内に内壁破砕装置６で内周溝１０を形成し、露出する縦筋５ａを鉄筋切削装置７の回転切削盤７ａを自転させながら公転させて切断すると共に、内周溝１０の内奥部に切込溝１２を形成する。ついで、切込溝１２に圧入する楔プレート９ａ，９ａを備えた杭抜き装置９を中空孔４内に入れ替え、その楔プレート９ａを切込溝１２に圧入して既存杭Ｐを所定の長さ毎に折り取り、そのまま中空孔４から引き上げる。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は既存杭撤去方法及びその装置に関するもので、とりわけ、老朽化したビル等の基礎構造物を壊して建て替える工事において、既存杭を作業スペース少なくして軽便容易に撤去できる方法とその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】老朽化したビル等の基礎構造物を破壊して建て替える工事が増えて来た現今にあっては、既存杭をも撤去して新規な基礎杭を打設する必要性が生じている。既存杭は鉄筋かごを埋設した場所打ち杭、又はＰＣコンクリートパイルであり、地中深く打設してあるからこれを抜去することは容易ではない。
【０００３】例えば、既存杭を抜き取るために、既存杭の近傍に既存杭よりも長いタワーを立設し、タワーの頂部に滑車を配置してワイヤロープを掛け回し、ワイヤロープの一端部を既存杭の頭部に連結し、ワイヤロープの他端部を地上に固定した巻上げ機のドラムに巻き付け、巻上げ機を駆動してドラムにワイヤロープを巻き取る抜去装置で既存杭が地中から軽便容易に抜け出るようなケースは希である。
【０００４】そのため、既存杭の頭部に起振機を取り付けてワイヤロープの引き抜き力が作用している間に、起振機を駆動して既存杭を振動させることにより、既存杭と地山との摩擦抵抗をなるべく小さくする必要性など、実施の上で種々の装置が必要となる。したがって、それらの機器装置を設置するための作業スペースは広大に必要となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記のタワーを用いた抜去装置では、既存杭の構造や状態如何により種々の制約を受けてその実用性が問題視される。また、ワイヤロープの切断事故など引き抜き施工の安全性を確保する必要性が生じる等々の種々の困難な問題を抱えているので実用性に乏しい。さらに、大型車が通行・進入できないような狭い場所における既存杭を撤去することは作業スペースがなくて実質的には不可能となる。
【０００６】一方、既存杭を掘削しながら破壊する方式では、既存杭の周囲の土砂を掘り進むための顕著な効果を有する特殊装置がいまだ開発されていないから、バックホーや掘削バケットによる大型の重機工事に頼る以外になく、さらに、掘削と破壊及び掘削物の排除の行程が必要で工事が大型化及び複雑化して、作業スペースも大きく必要とするほか、非能率的である。
【０００７】そこで、この発明は既存杭を軽便容易かつ迅速に撤去できる装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明は上記課題を解決するため、請求項１記載のように、既存杭の頭端部に接触する掘削刃を備えたケーシングからなる杭芯抜装置を回転駆動させながら既存杭を軸方向へ掘り下げ芯抜きをして中空既存杭を形成する初期行程と、該中空既存杭内に内壁破砕装置を所要深さに挿入して当該部位の中空既存杭内壁を周方向へ破砕して軸方向へ所定間隔で複数の内周溝を形成した後、該内周溝に進退する回転切削盤を有する鉄筋切削装置を該中空既存杭内に挿入し回転駆動してその回転切削盤の自転と公転にて既存杭内の軸方向の鉄筋を切断する中期行程と、該中空既存杭内に杭抜き装置を挿入し、該杭抜き装置から中空既存杭内壁方向へ進退自在に設けた楔プレートを前記内周溝及び切断された鉄筋間に形成された切込溝に圧入して折り取り、内周溝及び切込溝から上方の中空既存杭を該楔プレートで支持しそのまま引き上げて地中孔外に搬出する終期行程とからなることを特徴とする既存杭撤去方法を提供する。
【０００９】これにより、既存杭は大型の機械を必要とすることなく、周囲のわずかなスペースにおいて簡便迅速かつ容易に撤去することができる。
【００１０】また、請求項２記載のように、前記初期行程に先立ち、既存杭の頭端部付近の周囲を掘り下げて頭端部を露出させた後、既存杭と周囲土壌との縁切りと崩壊防止のために、所定長さのケーシングを既存杭と同軸で軸方向へ圧入し、かつ、該ケーシングの上端部は地面から突出させることを特徴とする請求項１記載の既存杭撤去方法を提供する。
【００１１】これにより、ケーシングによって既存杭の頭端部付近の土壌が崩壊するのを防止でき、かつ、ケーシングの頭端部が地面から突出して地面側の水がケーシング内に進入するのを防止できて撤去作業の円滑な進ちょくを図れる。
【００１２】さらに、請求項３記載のように、前記中期行程の終了後に、前記初期行程において圧入したケーシングに新たな所定長さのケーシングを順次継ぎ足して中空既存杭の軸方向へそのほぼ全長に亘り圧入することを特徴とする既存杭撤去方法を提供する。
【００１３】これにより、既存杭の全長に亘りケーシングが埋め込まれてその周囲の同情崩壊を防止して撤去作業の円滑化を図ることができる。
【００１４】また、請求項４記載のように、前記終期行程の終了後に、前記初期及び中期行程において圧入したケーシングを引き抜いた後の地中孔内を埋め戻すことを特徴とする請求項１記載の既存杭撤去方法を提供する。
【００１５】これにより、ケーシングを引き抜いた後の地中孔が埋め戻されて事後作業の安全性を保証できる。
【００１６】また、請求項５記載のように、既存杭の直径よりも小径のケーシングの上端面に回転駆動軸の連結部を設け、下端面に周方向へ掘削刃を突設し、軸芯部にシャフトを垂設してそのシャフトに螺旋羽根を巻き付け、シャフトの下端部には掘削ドリルを、螺旋羽根の下端部には掘削刃をそれぞれ取付けてなり、前記回転駆動軸の回転操作にて既存杭の軸方向へコア部を掘り下げることを特徴とする杭芯抜装置を提供する。
【００１７】これにより、既存杭の芯が抜かれて既存杭は中空の茎状になり、その中空孔内に次の工程において使用する鉄筋切削装置を挿入でき、茎状となった既存杭の中空孔の内壁面の加工ができ、鉄筋かごの縦筋を切断することが可能になるから、前記既存杭撤去方法の初期行程に利用することができる。
【００１８】さらに、請求項６記載のように、既存杭を軸方向へ掘り下げて形成した中空孔内に挿入可能な有底円筒状体からなる可動ケーシングと、該可動ケーシングの下部に第２駆動器を有して回転自在に支持された回転切削盤と、該回転切削盤を可動ケーシング内からその窓孔を経て半径方向の外側へ往復移動させる第３駆動器及びその第３駆動器を往復移動可能に保持する保持手段と、前記可動ケーシングの上部に軸中心で回転自在に連結された有底円筒状体からなる固定ケーシングと、該固定ケーシング内に固定されて前記可動ケーシングを回転させる第１駆動器と、固定ケーシングの上部に円周方向へ所定間隔で半径方向へ伸縮可能に設けたアーム及びそれらの端部に連結して中空孔内壁面に当接可能な脚足部と、及び、固定ケーシングの上端部に設けた吊支連結部とからなり、前記回転切削盤が自転と公転をすることにより既存杭の鉄筋を切断するとともに、既存杭に切込溝を形成することを特徴とする鉄筋切削装置を提供する。
【００１９】これにより、第２駆動器で回転切削盤を回転駆動するとともに、第３駆動器で半径方向へ移動させ、第１駆動器で可動ケーシング全体を回転させることにより、中空孔の内壁面に所定間隔で切込溝を形成でき、かつ、鉄筋かごの縦筋の切断が可能になるから、前記既存杭撤去方法の中期行程に利用することができる。
【００２０】そして、請求項７記載のように、既存杭を軸方向へ掘り下げて形成した中空孔に挿入可能な本体と、該本体から半径方向へ伸縮可能で前記既存杭の中空孔内壁面に高さ方向へ所定間隔で形成された内周溝及び切込溝に圧入可能な、少なくとも直径方向で相対向する一対の楔プレートとからなることを特徴とする杭抜き装置を提供する。
【００２１】これにより、内周溝を楔プレートで引掛け支持して杭抜き装置を上昇させれることにより既存杭を折り取る（切断する）ことができる。
【００２２】また、請求項８記載のように、既存杭を軸方向へ掘り下げて形成した中空孔に挿入可能な本体と、該本体から半径方向へ伸縮可能で前記既存杭の中空孔内壁面に高さ方向へ所定間隔で形成された内周溝及び切込溝に圧入可能な、少なくとも直径方向で相対向する一対の楔プレートと、及び、前記本体から半径方向へ弾機で付勢されて前記既存杭の中空孔内壁面に高さ方向へ所定間隔で形成された切込溝に係合するブレードを備えた少なくとも左右一対の位置検出センサーとからなることを特徴とする杭抜き装置を提供する。
【００２３】これにより、軸方向へ所定長さで形成された切込溝毎を自動的に検出し、楔作用にて所定間隔の切込溝毎に既存杭を折り取ることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下この発明の実施の形態を図に基づき説明する。本発明方法について図１〜図１２に基づき説明する。
【００２５】既存杭撤去工事の初期行程を図１〜図５に示す。図１に示すように、まず初めに、既存杭Ｐの頭端部付近の地面Ｅ（周囲土壌）を公知の建設作業機Ｗ等で掘り下げて頭端部を露出させる。その後、図２に示すように、公知の建設作業機Ｘの第１昇降回転駆動装置Ｙに所定長さのケーシングＫを装着し、ケーシングＫを既存杭Ｐと同軸で軸方向へ回転圧入して地面Ｅの崩壊を防止する。ケーシングＫの上端部は、図３に示すように、地面から突出させる。
【００２６】ついで、図４に示すように、地面Ｅに露出すると共にケーシングＫ内にある既存杭Ｐの頭端部に、既存杭Ｐの直径よりも小径のケーシングからなる杭芯抜装置（芯抜きカッター）１を、建設作業機Ｘの第２昇降回転駆動装置Ｚに装着したケリーバー２で吊支し垂下させて当接させ、ケリーバー２を回転駆動することによって杭芯抜装置１の下面に設けた掘削刃３で既存杭Ｐを掘削し、図５に示すように、既存杭Ｐの芯抜き施工をして中空孔４を形成する。既存杭Ｐには鉄筋かご５（図６参照）が円周付近に埋設されているので、杭芯抜装置１はその鉄筋かご５に触れない程度の直径（外径）を有するケーシングである。既存杭Ｐの軸方向のほぼ全域に中空孔４が形成された後、ケリーバー２を引き上げて杭芯抜装置１は中空孔４から引き上げ、取り外される。
【００２７】なお、前記初期行程において、既存杭Ｐが場所打ち杭でなくＰＣコンクリートパイルであったり、地面Ｅが崩壊し難い場合には、図１〜図３の工事は必ずしも施工することはない。ケーシングＫは地面Ｅの崩壊防止と、場所打ち杭と周囲土壌との縁切りを行うことを主たる目的とする。
【００２８】ついで、既存杭撤去工事の中期行程を図６〜図８に示す。図６に示すように、建設作業機Ｘのケリーバー２に付け代えた内壁破砕装置６を中空孔４内に所要深さで挿入し、当該部位の中空既存杭内壁を周方向へ破砕刃６ａで破砕し、かつ、軸方向へ所定間隔で複数の内周溝１０を形成する。内周溝１０は鉄筋かご５の縦筋５ａの付近まで既存杭Ｐ内壁面を破壊することとし、既存杭Ｐが折れることのないようにする。内周溝１０を中空孔４の軸方向に所定間隔で複数にて形成した後、ケリーバー２を引き上げて内壁破砕装置６は中空孔４から引き上げ、取り外される。
【００２９】その後、図７に示すように、ケリーバー２に付け代えた鉄筋切削装置７を中空孔４内に挿入し、内周溝１０が位置する所定深さで挿入を停止し、ケリーバー２を旋回して鉄筋切削装置７を旋回させるとともに、内周溝１０に対面しかつ進退可能な回転切削盤７ａを回転駆動して自転するとともに公転させ、回転切削盤７ａにて縦筋５ａを切断する。この場合、縦筋５ａから外周側の残りのコンクリートには完全に切断することなく切込溝１２（図２４参照）ができる程度に止めて既存杭Ｐが折れないようにしておく。
【００３０】その後、ケリーバー２を引き上げて鉄筋切削装置７は中空孔４から引き上げられ、かつ、ケリーバー２と共に建設作業機Ｘから取り外され、図８に示すように、ケリーバー２を取り外した建設作業機Ｘの第１昇降回転駆動装置Ｙにて、既に埋め込んだケーシングＫの頭端部に所定長さの新たなケーシングＫ1，Ｋnを順次継ぎ足して全体を回転させながら地面Ｅに圧入し、既存杭Ｐの軸方向の全長に亘り周囲土壌との縁切りを行う。
【００３１】さらに、既存杭撤去工事の終期行程を図９〜図１２に示す。図９に示すように、建設作業機Ｘの第２昇降回転駆動装置Ｚにケリーバー２を装着し、ケリーバー２に杭抜き装置９を連結して吊支し、該杭抜き装置９から中空孔４の内壁方向へ進退自在に設けた少なくとも直径方向で相対向する楔プレート９ａを前記内周溝１０及び切込溝１２に圧入し、図１０に示すように、内周溝１０及び切込溝１２から上方の中空既存杭Ｐ1を楔プレート９ａ，９ａで支持してケーシングＫ外に搬出する。
【００３２】ケーシングＫ〜Ｋｎ内の既存杭Ｐが全て撤去された後、図１１に示すように、建設作業機Ｘに代えた建設作業機Ｗにて残土、砂又は砂利Ｓ等をケーシングＫ〜Ｋｎ内に埋め戻す。そして最後に、図１２に示すように、建設作業機Ｗに代えた建設作業機ＸにてケーシングＫ〜Ｋｎを抜き取ると、既存杭Ｐの地中孔は砂又は砂利Ｓ等で充満して埋め戻される。
【００３３】次に、杭芯抜装置１、内壁破砕装置６、鉄筋切削装置７及び杭抜き装置９をそれぞれ詳細に説明する。
【００３４】杭芯抜装置１は、図１３及び図１４（Ａ），（Ｂ）に示すように、既存杭Ｐの直径よりも径小な円筒状体からなるケーシング２０の上端面に十字型のステイ２１を設け、ステイ２１の中心部にケリーバー２を連結する連結部２３を設け、かつ、周壁には適宜の孔２４を穿設し、下端面には超硬チップ等の掘削刃２５を全周に形成するとともに、ケーシング２０の軸心部で交叉する三つのステイ２２で開口部を分割し、これらのステイ２２の下端面にも掘削刃２５を形成してある。そして、ステイ２２の側部でケーシング２０側にエアパイプ２６がそれぞれ配設され、エアパイプ２６は連結部２３に導かれてエア供給源と接続される。
【００３５】この杭芯抜装置１の作用については、前述した図４及び図５に示すように、地面Ｅに露出させた既存杭Ｐの頭端部にケリーバー２で吊支して垂下させ、ケリーバー２を回転駆動することによって掘削刃２５で既存杭Ｐを掘削し、掘削中に生じるコンクリート等の粉状体をエアパイプ２６から噴出するエアにて噴き散らして掘削刃２５の掘削動作の支障を生じさせないようにし、かくして既存杭Ｐの芯抜き施工をして中空孔４を形成する。中空孔４を掘削して残るコンクリート片や粉状体は適宜中空孔４から排出する。
【００３６】内壁破砕装置６は、図１５に示すように、ケリーバー２の下端部を連結する連結部６０を設けた本体６１の一側に中空孔４の内周面に向けて進退かつ接触可能な反力台６２を、他側に中空孔４の内周面に進退かつ接触可能な上下で分割された脚部６３，６３を設けるとともに、上下の脚部６３，６３間に複数本のドリル６４を植設したブロック６５からなる破砕刃６ａを液圧装置６６で本体６１から半径方向へ進退可能に設けてなる。
【００３７】この破砕装置６の作用については、中空孔４内に挿入するときは、反力台６２と脚部６３を液圧装置のついたアーム６７，６８で本体側に引き込めて収縮させておき、前述した図６に示すように、所定深さの中空孔４内でアーム６７，６８を伸長させて反力台６２と脚部６３を中空孔４の内壁面に接触させた後、ブロック６５を中空孔４の内周壁に向けて破砕刃６ａを高圧力にて押し出し、縦筋５ａの手前までのコンクリートを破壊するものである。このようにして内壁面の１箇所を破砕したら、破砕装置６の中空孔４内での水平高さは変化させないで、反力台６２、脚部６３及びブロック６５をそれぞれ本体６１側へ引き込め、かつ、ケリーバー２を若干旋回させて破砕刃６ａの向きを変え、さらに前記と同じ作業を繰り返すことにより、内壁面の全周に亘る内周溝１０を形成するのである。
【００３８】鉄筋切削装置７は、図１６〜図２３に示すように、上面にワイヤロープ６の連結部７１を底面に取り付けた有底筒状体からなる固定ケーシング１３に、同じく有底筒状体からなる可動ケーシング１４がスイベル部７２を介して軸中心で回転可能に連結されたもので、固定ケーシング１３にはその内底部中心に垂設固定された略三角柱状の固定部７３の各面にそれぞれ、図１６及び図１９に示すように、油圧シリンダ７４が水平位置で固定ケーシング１３の側壁を貫通して半径方向へ水平に固定され、その油圧シリンダ７４に係合するピストンロッド７５の端部には中空孔４の内壁に当接可能に湾曲した足板７６が軸７７にて揺動可能に支持されて脚足部８が形成されている。したがって、油圧シリンダ７４に圧油を供給又は排出することにより、ピストンロッド７５が軸方向へ水平に進退できて足板７６が中空孔４の内壁面と接離でき、油圧を高くしてピストンロッド７５を最大に押し出すと足板７６が突っ張り、鉄筋切削装置７を中空孔４内に宙づり固定することができる。
【００３９】固定ケーシング１３の下端部が連結される可動ケーシング１４の上底７９の上面中心には油圧モータなどの第１駆動器７８が固定され、これを中心とする周辺部のスイベル部７２はボール８３を介在させた内外環状体８０，８１であり、外環状体８１は可動ケーシング１４と一体に連結され、その上端面には内環状体８０を覆う環状板８２が一体に連結されて断面略逆Ｌ字形をなし、環状板８２と内環状体８０との間にもボール８３を介在させてある。第１駆動器７８の出力軸８４は可動ケーシング１４内に直径方向で固定された支持棒８５に固定された油圧スイベル部８６における回転軸８７に係合している。したがって、第１駆動器７８が回転駆動されると、スイベル部７２を介して可動ケーシング１４が固定ケーシング１３に対し軸中心で回転できる。
【００４０】油圧スイベル部８６の下部の可動ケーシング１４には、図１７及び図２２に示すように、スクリュウシャフト８８の両端部が可動ケーシング１４の側壁に設けた軸受部９７，９８を介して回転自在に直径方向で水平に配置され、そのねじ部８９に係合するナットブロック９０を備えた油圧モータなどの第２駆動器９１が半径方向へ移動可能に支持されている。第２駆動器９１には回転止めとして案内突起９２が案内棒９３を遊嵌している。第２駆動器９１の出力軸９９は、図１７に示すように、回転切削盤７ａに軸着されている。回転切削盤７ａは、図２３に示すように、周縁部に超硬カッター７ｂを形成した円盤体からなる。したがって、第２駆動器９１が回転駆動されると、回転切削盤７ａが可動ケーシング１４内で回転する。
【００４１】また、スクリュウシャフト８８の一端部にはスプロケット９４が軸着され、このスプロケット９４とチェーン（図示略）を介して連結するスプロケット９５を備えた第３駆動器９６が支持板１００で可動ケーシング１４の内壁に固定されている。したがって、第３駆動器９６が回転駆動されると、第２駆動器９１はスクリュウシャフト８８の軸方向へ移動して、図１６に示すように、可動ケーシング１４の側壁部に形成された窓孔１１から外側へはみ出ることができる。そのため、第２駆動器９１はそれ自体が自転しながら、第３駆動器９６を介して半径方向へ移動し、かつ、第１駆動器７８の回転駆動にて回転する可動ケーシング１４によって中空孔４の内壁面に沿って公転できる。なお、回転切削盤７ａが窓孔１１から水平方向の外へ出る範囲は、内周溝１０に露出する縦筋５ａを超硬カッター７ｂで切断して切込溝１２を形成するに十分な移動量を有すればよく、既存杭Ｐを完全に切削するものではない。
【００４２】この鉄筋切削装置７の作用については、前述した図７に示すように、ケリーバー２で吊支した鉄筋切削装置７を中空孔４内に挿入する。鉄筋切削装置７を中空孔４内の所定高さ位置に固定した状態で、第２駆動器９１にて回転切削盤７ａを自転させながら第３駆動器９６を駆動すると、回転切削盤７ａは半径方向へ移動しながら、中空孔４の内周溝１０に食い込み、超硬カッター７ｂで縦筋５ａを切断することができる。そこで、可動ケーシング１４を回転駆動させると、中空孔４の内周壁の全域に形成された内周溝１０内に露出する縦筋５ａを切断して切込溝１２（図２４参照）を形成する。
【００４３】最後に、杭抜き装置９を詳細に説明する。図２４〜図２８に示すように、この杭抜き装置９は既存杭Ｐの中空孔４内に挿入可能な直径を有する略小判型平面を有する有底円筒状体からなるケーシング４０の上底部中心にケリーバー２を連結する連結部４１を取り付け、内部には一対の油圧シリンダ４２，４２が点対称配置で同一平面に配設され、それぞれのピストンロッド４３，４３には直径方向へ進退する楔プレート９ａ，９ａが連結されている。ケーシング４０の下端部は中空孔４内に挿入し易いように漏斗状に絞ってある。楔プレート９ａは中空孔４内に形成された切込溝１２に尖端部が食い込む断面が略三角形の水平刃であり、切込溝１２内に圧入されて楔作用で中空既存杭Ｐを折り取ることができる。この楔プレート９ａの尖端部は位置検出センサー１５のブレード５２の尖端部と同一平面に配置される。
【００４４】一方、ケーシング４０の平坦な二つの側面には位置検出センサー１５，１５が配設されている。このセンサーは角筒状のハウジング５０内にブレード５２がコイルスプリング等の弾機５１で突出付勢して収納され、ブレード５２はハウジング５０の先端から常に外側へ突出し、図２７に示すように、ハウジング５０の側面に開設した長孔５４に係合するストッパー５３で抜け止めされている。ブレード５２は中空孔４内に形成された切込溝１２に尖端部が食い込む断面が略三角形の水平刃である。この尖端部は前記楔プレート９ａの尖端部と同一平面に位置している。ハウジング５０は図２８に示すように、中空孔４の内壁面にほぼ接触する程度のケーシング側面からの高さを有する。したがって、杭抜き装置１４が中空孔４内に挿入されると、ブレード５２は弾機５１の力に抗してハウジング５０内に引っ込みながら弾機５１を蓄勢し、杭抜き装置９が下降してブレード５２の先端部が切込溝１２に遭遇すると弾機５１の蓄勢力で切込溝１２内に突入して切込溝１２を検出できる。そこで、この位置検出センサー１５，１５が切込溝１２を検出した後は杭抜き装置９の下降を停止させるように操作される。
【００４５】この装置の作用については、前述した図９及び図１０に示すように、中空孔４内にケリーバー２で吊支した杭抜き装置９を挿入する。このとき中空孔４内の切込溝１２を検出する位置検出センサー１５のブレード５２は、中空孔４の内壁面に当接し弾機５１の力に抗してハウジング５０内に引き込まれており、杭抜き装置９をさらに深く挿入して行くとそのブレード５２は内周溝１０及び切込溝１２に至って弾機５１の力で突出することで、位置検出センサー１５は切込溝１２を検出して杭抜き装置９の下降を停止させる。そこで、油圧シリンダ４２，４２を駆動すると楔プレート９ａ，９ａが位置検出センサー１５で検出された内周溝１０及び切込溝１２に圧入して楔作用を果たす。その楔プレート９ａ，９ａが切込溝１２内に圧入されると、切込溝１２は楔作用で既存杭Ｐの外周面まで達してそれから上方部分は完全に切断される。
【００４６】
【発明の効果】以上説明したこの発明によれば、既存杭をその頭端部から順次所定長さ毎に折り取りながら全体を撤去することができるから、すべて機械的な作業にて安全で軽便容易かつ迅速な既存杭撤去ができる。また、この杭撤去作業に要する諸装置は既存杭の直径とほとんど大差のない直径とするとともに、所要の高さを有するもので足りるから、装置全体としては極めて小型、コンパクトとなるため、作業機も小型重機で足りるから、作業スペースも広大に必要とせず、狭い現場で小さい重機にて既存杭の破砕撤去工事を施工できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の方法の初期行程における実施の形態の第１段階を示す断面側面図である。
【図２】この発明の方法の初期行程における実施の形態の第２段階を示す断面側面図である。
【図３】この発明の方法の初期行程における実施の形態の第３段階を示す断面側面図である。
【図４】この発明の方法の初期行程における実施の形態の第４段階を示す断面側面図である。
【図５】この発明の方法の初期行程における実施の形態の第５段階を示す断面側面図である。
【図６】この発明の方法の中期行程における実施の形態の第１段階を示す断面側面図である。
【図７】この発明の方法の中期行程における実施の形態の第２段階を示す断面側面図である。
【図８】この発明の方法の中期行程における実施の形態の第３段階を示す断面側面図である。
【図９】この発明の方法の終期行程における実施の形態の第１段階を示す断面側面図である。
【図１０】この発明の方法の終期行程における実施の形態の第２段階を示す断面側面図である。
【図１１】この発明の方法の終期行程における実施の形態の第３段階を示す断面側面図である。
【図１２】この発明の方法の終期行程における実施の形態の第４段階を示す断面側面図である。
【図１３】杭芯抜装置の縦断面図である。
【図１４】図１３の平面図（Ａ）及び底面図（Ｂ）である。
【図１５】内壁破砕装置の正面図（Ａ）及び側面図（Ｂ）である。
【図１６】鉄筋切削装置の正面図である。
【図１７】図１６の縦断面図である。
【図１８】鉄筋切削装置の平面図である。
【図１９】図１７のＡ−Ａ断面図である。
【図２０】図１７のＢ−Ｂ断面図である。
【図２１】図１７のＣ−Ｃ断面図である。
【図２２】図１７のＤ−Ｄ断面図である。
【図２３】図１７のＥ−Ｅ断面図である。
【図２４】杭抜き装置の一部断面正面図である。
【図２５】杭抜き装置の側面図である。
【図２６】杭抜き装置の平面図である。
【図２７】杭抜き装置の一部を示す縦断面図である
【図２８】杭抜き装置の作用説明図である。
【符号の説明】
Ｋ…ケーシング
Ｐ…既存杭
Ｅ…地面
１…杭芯抜装置（芯抜きカッター）
２…ケリーバー
３…掘削刃
４…中空孔
５…縦筋
６…内壁破砕装置
６ａ…破砕刃
７…鉄筋切削装置
７ａ…回転切削盤
７ｂ…超硬カッター
８…脚足部
９…杭抜き装置
９ａ…楔プレート
１０…内周溝
１１…窓孔
１２…切込溝
１３…固定ケーシング
１４…可動ケーシング
１５…位置検出センサー
２０…ケーシング
２１，２２…ステイ
２３…連結部
２４…孔
２５…掘削刃
２６…エアパイプ
４０…ケーシング
４１…連結部
４２…油圧シリンダ
４３…ピストンロッド
５０…ハウジング
５２…ブレード
５３…ストッパー
５４…長孔
７１…連結部
７２…スイベル部
７３…固定部
７４…油圧シリンダ
７５…ピストンロッド
７６…足板
７７…軸
７８…第１駆動器
７９…上底
８０…内環状体
８１…外環状体
８２…環状板
８３…ボール
６４…出力軸
８５…支持棒
８６…油圧スイベル部
８７…シャフト
８８…スクリュウシャフ
８９…ねじ部
９０…ナット部
９１…第２駆動器
９２…案内突起
９３…案内棒
９４，９５…スプロケット
９６…第３駆動器
９７，９８…軸受
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は既存杭撤去方法及びその装置に関するもので、とりわけ、老朽化したビル等の基礎構造物を壊して建て替える工事において、既存杭を作業スペース少なくして軽便容易に撤去できる方法とその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】老朽化したビル等の基礎構造物を破壊して建て替える工事が増えて来た現今にあっては、既存杭をも撤去して新規な基礎杭を打設する必要性が生じている。既存杭は鉄筋かごを埋設した場所打ち杭、又はＰＣコンクリートパイルであり、地中深く打設してあるからこれを抜去することは容易ではない。
【０００３】例えば、既存杭を抜き取るために、既存杭の近傍に既存杭よりも長いタワーを立設し、タワーの頂部に滑車を配置してワイヤロープを掛け回し、ワイヤロープの一端部を既存杭の頭部に連結し、ワイヤロープの他端部を地上に固定した巻上げ機のドラムに巻き付け、巻上げ機を駆動してドラムにワイヤロープを巻き取る抜去装置で既存杭が地中から軽便容易に抜け出るようなケースは希である。
【０００４】そのため、既存杭の頭部に起振機を取り付けてワイヤロープの引き抜き力が作用している間に、起振機を駆動して既存杭を振動させることにより、既存杭と地山との摩擦抵抗をなるべく小さくする必要性など、実施の上で種々の装置が必要となる。したがって、それらの機器装置を設置するための作業スペースは広大に必要となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記のタワーを用いた抜去装置では、既存杭の構造や状態如何により種々の制約を受けてその実用性が問題視される。また、ワイヤロープの切断事故など引き抜き施工の安全性を確保する必要性が生じる等々の種々の困難な問題を抱えているので実用性に乏しい。さらに、大型車が通行・進入できないような狭い場所における既存杭を撤去することは作業スペースがなくて実質的には不可能となる。
【０００６】一方、既存杭を掘削しながら破壊する方式では、既存杭の周囲の土砂を掘り進むための顕著な効果を有する特殊装置がいまだ開発されていないから、バックホーや掘削バケットによる大型の重機工事に頼る以外になく、さらに、掘削と破壊及び掘削物の排除の行程が必要で工事が大型化及び複雑化して、作業スペースも大きく必要とするほか、非能率的である。
【０００７】そこで、この発明は既存杭を軽便容易かつ迅速に撤去できる装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明は上記課題を解決するため、請求項１記載のように、既存杭の頭端部に接触する掘削刃を備えたケーシングからなる杭芯抜装置を回転駆動させながら既存杭を軸方向へ掘り下げ芯抜きをして中空既存杭を形成する初期行程と、該中空既存杭内に内壁破砕装置を所要深さに挿入して当該部位の中空既存杭内壁を周方向へ破砕して軸方向へ所定間隔で複数の内周溝を形成した後、該内周溝に進退する回転切削盤を有する鉄筋切削装置を該中空既存杭内に挿入し回転駆動してその回転切削盤の自転と公転にて既存杭内の軸方向の鉄筋を切断する中期行程と、該中空既存杭内に杭抜き装置を挿入し、該杭抜き装置から中空既存杭内壁方向へ進退自在に設けた楔プレートを前記内周溝及び切断された鉄筋間に形成された切込溝に圧入して折り取り、内周溝及び切込溝から上方の中空既存杭を該楔プレートで支持しそのまま引き上げて地中孔外に搬出する終期行程とからなることを特徴とする既存杭撤去方法を提供する。
【０００９】これにより、既存杭は大型の機械を必要とすることなく、周囲のわずかなスペースにおいて簡便迅速かつ容易に撤去することができる。
【００１０】また、請求項２記載のように、前記初期行程に先立ち、既存杭の頭端部付近の周囲を掘り下げて頭端部を露出させた後、既存杭と周囲土壌との縁切りと崩壊防止のために、所定長さのケーシングを既存杭と同軸で軸方向へ圧入し、かつ、該ケーシングの上端部は地面から突出させることを特徴とする請求項１記載の既存杭撤去方法を提供する。
【００１１】これにより、ケーシングによって既存杭の頭端部付近の土壌が崩壊するのを防止でき、かつ、ケーシングの頭端部が地面から突出して地面側の水がケーシング内に進入するのを防止できて撤去作業の円滑な進ちょくを図れる。
【００１２】さらに、請求項３記載のように、前記中期行程の終了後に、前記初期行程において圧入したケーシングに新たな所定長さのケーシングを順次継ぎ足して中空既存杭の軸方向へそのほぼ全長に亘り圧入することを特徴とする既存杭撤去方法を提供する。
【００１３】これにより、既存杭の全長に亘りケーシングが埋め込まれてその周囲の同情崩壊を防止して撤去作業の円滑化を図ることができる。
【００１４】また、請求項４記載のように、前記終期行程の終了後に、前記初期及び中期行程において圧入したケーシングを引き抜いた後の地中孔内を埋め戻すことを特徴とする請求項１記載の既存杭撤去方法を提供する。
【００１５】これにより、ケーシングを引き抜いた後の地中孔が埋め戻されて事後作業の安全性を保証できる。
【００１６】また、請求項５記載のように、既存杭の直径よりも小径のケーシングの上端面に回転駆動軸の連結部を設け、下端面に周方向へ掘削刃を突設し、軸芯部にシャフトを垂設してそのシャフトに螺旋羽根を巻き付け、シャフトの下端部には掘削ドリルを、螺旋羽根の下端部には掘削刃をそれぞれ取付けてなり、前記回転駆動軸の回転操作にて既存杭の軸方向へコア部を掘り下げることを特徴とする杭芯抜装置を提供する。
【００１７】これにより、既存杭の芯が抜かれて既存杭は中空の茎状になり、その中空孔内に次の工程において使用する鉄筋切削装置を挿入でき、茎状となった既存杭の中空孔の内壁面の加工ができ、鉄筋かごの縦筋を切断することが可能になるから、前記既存杭撤去方法の初期行程に利用することができる。
【００１８】さらに、請求項６記載のように、既存杭を軸方向へ掘り下げて形成した中空孔内に挿入可能な有底円筒状体からなる可動ケーシングと、該可動ケーシングの下部に第２駆動器を有して回転自在に支持された回転切削盤と、該回転切削盤を可動ケーシング内からその窓孔を経て半径方向の外側へ往復移動させる第３駆動器及びその第３駆動器を往復移動可能に保持する保持手段と、前記可動ケーシングの上部に軸中心で回転自在に連結された有底円筒状体からなる固定ケーシングと、該固定ケーシング内に固定されて前記可動ケーシングを回転させる第１駆動器と、固定ケーシングの上部に円周方向へ所定間隔で半径方向へ伸縮可能に設けたアーム及びそれらの端部に連結して中空孔内壁面に当接可能な脚足部と、及び、固定ケーシングの上端部に設けた吊支連結部とからなり、前記回転切削盤が自転と公転をすることにより既存杭の鉄筋を切断するとともに、既存杭に切込溝を形成することを特徴とする鉄筋切削装置を提供する。
【００１９】これにより、第２駆動器で回転切削盤を回転駆動するとともに、第３駆動器で半径方向へ移動させ、第１駆動器で可動ケーシング全体を回転させることにより、中空孔の内壁面に所定間隔で切込溝を形成でき、かつ、鉄筋かごの縦筋の切断が可能になるから、前記既存杭撤去方法の中期行程に利用することができる。
【００２０】そして、請求項７記載のように、既存杭を軸方向へ掘り下げて形成した中空孔に挿入可能な本体と、該本体から半径方向へ伸縮可能で前記既存杭の中空孔内壁面に高さ方向へ所定間隔で形成された内周溝及び切込溝に圧入可能な、少なくとも直径方向で相対向する一対の楔プレートとからなることを特徴とする杭抜き装置を提供する。
【００２１】これにより、内周溝を楔プレートで引掛け支持して杭抜き装置を上昇させれることにより既存杭を折り取る（切断する）ことができる。
【００２２】また、請求項８記載のように、既存杭を軸方向へ掘り下げて形成した中空孔に挿入可能な本体と、該本体から半径方向へ伸縮可能で前記既存杭の中空孔内壁面に高さ方向へ所定間隔で形成された内周溝及び切込溝に圧入可能な、少なくとも直径方向で相対向する一対の楔プレートと、及び、前記本体から半径方向へ弾機で付勢されて前記既存杭の中空孔内壁面に高さ方向へ所定間隔で形成された切込溝に係合するブレードを備えた少なくとも左右一対の位置検出センサーとからなることを特徴とする杭抜き装置を提供する。
【００２３】これにより、軸方向へ所定長さで形成された切込溝毎を自動的に検出し、楔作用にて所定間隔の切込溝毎に既存杭を折り取ることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下この発明の実施の形態を図に基づき説明する。本発明方法について図１〜図１２に基づき説明する。
【００２５】既存杭撤去工事の初期行程を図１〜図５に示す。図１に示すように、まず初めに、既存杭Ｐの頭端部付近の地面Ｅ（周囲土壌）を公知の建設作業機Ｗ等で掘り下げて頭端部を露出させる。その後、図２に示すように、公知の建設作業機Ｘの第１昇降回転駆動装置Ｙに所定長さのケーシングＫを装着し、ケーシングＫを既存杭Ｐと同軸で軸方向へ回転圧入して地面Ｅの崩壊を防止する。ケーシングＫの上端部は、図３に示すように、地面から突出させる。
【００２６】ついで、図４に示すように、地面Ｅに露出すると共にケーシングＫ内にある既存杭Ｐの頭端部に、既存杭Ｐの直径よりも小径のケーシングからなる杭芯抜装置（芯抜きカッター）１を、建設作業機Ｘの第２昇降回転駆動装置Ｚに装着したケリーバー２で吊支し垂下させて当接させ、ケリーバー２を回転駆動することによって杭芯抜装置１の下面に設けた掘削刃３で既存杭Ｐを掘削し、図５に示すように、既存杭Ｐの芯抜き施工をして中空孔４を形成する。既存杭Ｐには鉄筋かご５（図６参照）が円周付近に埋設されているので、杭芯抜装置１はその鉄筋かご５に触れない程度の直径（外径）を有するケーシングである。既存杭Ｐの軸方向のほぼ全域に中空孔４が形成された後、ケリーバー２を引き上げて杭芯抜装置１は中空孔４から引き上げ、取り外される。
【００２７】なお、前記初期行程において、既存杭Ｐが場所打ち杭でなくＰＣコンクリートパイルであったり、地面Ｅが崩壊し難い場合には、図１〜図３の工事は必ずしも施工することはない。ケーシングＫは地面Ｅの崩壊防止と、場所打ち杭と周囲土壌との縁切りを行うことを主たる目的とする。
【００２８】ついで、既存杭撤去工事の中期行程を図６〜図８に示す。図６に示すように、建設作業機Ｘのケリーバー２に付け代えた内壁破砕装置６を中空孔４内に所要深さで挿入し、当該部位の中空既存杭内壁を周方向へ破砕刃６ａで破砕し、かつ、軸方向へ所定間隔で複数の内周溝１０を形成する。内周溝１０は鉄筋かご５の縦筋５ａの付近まで既存杭Ｐ内壁面を破壊することとし、既存杭Ｐが折れることのないようにする。内周溝１０を中空孔４の軸方向に所定間隔で複数にて形成した後、ケリーバー２を引き上げて内壁破砕装置６は中空孔４から引き上げ、取り外される。
【００２９】その後、図７に示すように、ケリーバー２に付け代えた鉄筋切削装置７を中空孔４内に挿入し、内周溝１０が位置する所定深さで挿入を停止し、ケリーバー２を旋回して鉄筋切削装置７を旋回させるとともに、内周溝１０に対面しかつ進退可能な回転切削盤７ａを回転駆動して自転するとともに公転させ、回転切削盤７ａにて縦筋５ａを切断する。この場合、縦筋５ａから外周側の残りのコンクリートには完全に切断することなく切込溝１２（図２４参照）ができる程度に止めて既存杭Ｐが折れないようにしておく。
【００３０】その後、ケリーバー２を引き上げて鉄筋切削装置７は中空孔４から引き上げられ、かつ、ケリーバー２と共に建設作業機Ｘから取り外され、図８に示すように、ケリーバー２を取り外した建設作業機Ｘの第１昇降回転駆動装置Ｙにて、既に埋め込んだケーシングＫの頭端部に所定長さの新たなケーシングＫ1，Ｋnを順次継ぎ足して全体を回転させながら地面Ｅに圧入し、既存杭Ｐの軸方向の全長に亘り周囲土壌との縁切りを行う。
【００３１】さらに、既存杭撤去工事の終期行程を図９〜図１２に示す。図９に示すように、建設作業機Ｘの第２昇降回転駆動装置Ｚにケリーバー２を装着し、ケリーバー２に杭抜き装置９を連結して吊支し、該杭抜き装置９から中空孔４の内壁方向へ進退自在に設けた少なくとも直径方向で相対向する楔プレート９ａを前記内周溝１０及び切込溝１２に圧入し、図１０に示すように、内周溝１０及び切込溝１２から上方の中空既存杭Ｐ1を楔プレート９ａ，９ａで支持してケーシングＫ外に搬出する。
【００３２】ケーシングＫ〜Ｋｎ内の既存杭Ｐが全て撤去された後、図１１に示すように、建設作業機Ｘに代えた建設作業機Ｗにて残土、砂又は砂利Ｓ等をケーシングＫ〜Ｋｎ内に埋め戻す。そして最後に、図１２に示すように、建設作業機Ｗに代えた建設作業機ＸにてケーシングＫ〜Ｋｎを抜き取ると、既存杭Ｐの地中孔は砂又は砂利Ｓ等で充満して埋め戻される。
【００３３】次に、杭芯抜装置１、内壁破砕装置６、鉄筋切削装置７及び杭抜き装置９をそれぞれ詳細に説明する。
【００３４】杭芯抜装置１は、図１３及び図１４（Ａ），（Ｂ）に示すように、既存杭Ｐの直径よりも径小な円筒状体からなるケーシング２０の上端面に十字型のステイ２１を設け、ステイ２１の中心部にケリーバー２を連結する連結部２３を設け、かつ、周壁には適宜の孔２４を穿設し、下端面には超硬チップ等の掘削刃２５を全周に形成するとともに、ケーシング２０の軸心部で交叉する三つのステイ２２で開口部を分割し、これらのステイ２２の下端面にも掘削刃２５を形成してある。そして、ステイ２２の側部でケーシング２０側にエアパイプ２６がそれぞれ配設され、エアパイプ２６は連結部２３に導かれてエア供給源と接続される。
【００３５】この杭芯抜装置１の作用については、前述した図４及び図５に示すように、地面Ｅに露出させた既存杭Ｐの頭端部にケリーバー２で吊支して垂下させ、ケリーバー２を回転駆動することによって掘削刃２５で既存杭Ｐを掘削し、掘削中に生じるコンクリート等の粉状体をエアパイプ２６から噴出するエアにて噴き散らして掘削刃２５の掘削動作の支障を生じさせないようにし、かくして既存杭Ｐの芯抜き施工をして中空孔４を形成する。中空孔４を掘削して残るコンクリート片や粉状体は適宜中空孔４から排出する。
【００３６】内壁破砕装置６は、図１５に示すように、ケリーバー２の下端部を連結する連結部６０を設けた本体６１の一側に中空孔４の内周面に向けて進退かつ接触可能な反力台６２を、他側に中空孔４の内周面に進退かつ接触可能な上下で分割された脚部６３，６３を設けるとともに、上下の脚部６３，６３間に複数本のドリル６４を植設したブロック６５からなる破砕刃６ａを液圧装置６６で本体６１から半径方向へ進退可能に設けてなる。
【００３７】この破砕装置６の作用については、中空孔４内に挿入するときは、反力台６２と脚部６３を液圧装置のついたアーム６７，６８で本体側に引き込めて収縮させておき、前述した図６に示すように、所定深さの中空孔４内でアーム６７，６８を伸長させて反力台６２と脚部６３を中空孔４の内壁面に接触させた後、ブロック６５を中空孔４の内周壁に向けて破砕刃６ａを高圧力にて押し出し、縦筋５ａの手前までのコンクリートを破壊するものである。このようにして内壁面の１箇所を破砕したら、破砕装置６の中空孔４内での水平高さは変化させないで、反力台６２、脚部６３及びブロック６５をそれぞれ本体６１側へ引き込め、かつ、ケリーバー２を若干旋回させて破砕刃６ａの向きを変え、さらに前記と同じ作業を繰り返すことにより、内壁面の全周に亘る内周溝１０を形成するのである。
【００３８】鉄筋切削装置７は、図１６〜図２３に示すように、上面にワイヤロープ６の連結部７１を底面に取り付けた有底筒状体からなる固定ケーシング１３に、同じく有底筒状体からなる可動ケーシング１４がスイベル部７２を介して軸中心で回転可能に連結されたもので、固定ケーシング１３にはその内底部中心に垂設固定された略三角柱状の固定部７３の各面にそれぞれ、図１６及び図１９に示すように、油圧シリンダ７４が水平位置で固定ケーシング１３の側壁を貫通して半径方向へ水平に固定され、その油圧シリンダ７４に係合するピストンロッド７５の端部には中空孔４の内壁に当接可能に湾曲した足板７６が軸７７にて揺動可能に支持されて脚足部８が形成されている。したがって、油圧シリンダ７４に圧油を供給又は排出することにより、ピストンロッド７５が軸方向へ水平に進退できて足板７６が中空孔４の内壁面と接離でき、油圧を高くしてピストンロッド７５を最大に押し出すと足板７６が突っ張り、鉄筋切削装置７を中空孔４内に宙づり固定することができる。
【００３９】固定ケーシング１３の下端部が連結される可動ケーシング１４の上底７９の上面中心には油圧モータなどの第１駆動器７８が固定され、これを中心とする周辺部のスイベル部７２はボール８３を介在させた内外環状体８０，８１であり、外環状体８１は可動ケーシング１４と一体に連結され、その上端面には内環状体８０を覆う環状板８２が一体に連結されて断面略逆Ｌ字形をなし、環状板８２と内環状体８０との間にもボール８３を介在させてある。第１駆動器７８の出力軸８４は可動ケーシング１４内に直径方向で固定された支持棒８５に固定された油圧スイベル部８６における回転軸８７に係合している。したがって、第１駆動器７８が回転駆動されると、スイベル部７２を介して可動ケーシング１４が固定ケーシング１３に対し軸中心で回転できる。
【００４０】油圧スイベル部８６の下部の可動ケーシング１４には、図１７及び図２２に示すように、スクリュウシャフト８８の両端部が可動ケーシング１４の側壁に設けた軸受部９７，９８を介して回転自在に直径方向で水平に配置され、そのねじ部８９に係合するナットブロック９０を備えた油圧モータなどの第２駆動器９１が半径方向へ移動可能に支持されている。第２駆動器９１には回転止めとして案内突起９２が案内棒９３を遊嵌している。第２駆動器９１の出力軸９９は、図１７に示すように、回転切削盤７ａに軸着されている。回転切削盤７ａは、図２３に示すように、周縁部に超硬カッター７ｂを形成した円盤体からなる。したがって、第２駆動器９１が回転駆動されると、回転切削盤７ａが可動ケーシング１４内で回転する。
【００４１】また、スクリュウシャフト８８の一端部にはスプロケット９４が軸着され、このスプロケット９４とチェーン（図示略）を介して連結するスプロケット９５を備えた第３駆動器９６が支持板１００で可動ケーシング１４の内壁に固定されている。したがって、第３駆動器９６が回転駆動されると、第２駆動器９１はスクリュウシャフト８８の軸方向へ移動して、図１６に示すように、可動ケーシング１４の側壁部に形成された窓孔１１から外側へはみ出ることができる。そのため、第２駆動器９１はそれ自体が自転しながら、第３駆動器９６を介して半径方向へ移動し、かつ、第１駆動器７８の回転駆動にて回転する可動ケーシング１４によって中空孔４の内壁面に沿って公転できる。なお、回転切削盤７ａが窓孔１１から水平方向の外へ出る範囲は、内周溝１０に露出する縦筋５ａを超硬カッター７ｂで切断して切込溝１２を形成するに十分な移動量を有すればよく、既存杭Ｐを完全に切削するものではない。
【００４２】この鉄筋切削装置７の作用については、前述した図７に示すように、ケリーバー２で吊支した鉄筋切削装置７を中空孔４内に挿入する。鉄筋切削装置７を中空孔４内の所定高さ位置に固定した状態で、第２駆動器９１にて回転切削盤７ａを自転させながら第３駆動器９６を駆動すると、回転切削盤７ａは半径方向へ移動しながら、中空孔４の内周溝１０に食い込み、超硬カッター７ｂで縦筋５ａを切断することができる。そこで、可動ケーシング１４を回転駆動させると、中空孔４の内周壁の全域に形成された内周溝１０内に露出する縦筋５ａを切断して切込溝１２（図２４参照）を形成する。
【００４３】最後に、杭抜き装置９を詳細に説明する。図２４〜図２８に示すように、この杭抜き装置９は既存杭Ｐの中空孔４内に挿入可能な直径を有する略小判型平面を有する有底円筒状体からなるケーシング４０の上底部中心にケリーバー２を連結する連結部４１を取り付け、内部には一対の油圧シリンダ４２，４２が点対称配置で同一平面に配設され、それぞれのピストンロッド４３，４３には直径方向へ進退する楔プレート９ａ，９ａが連結されている。ケーシング４０の下端部は中空孔４内に挿入し易いように漏斗状に絞ってある。楔プレート９ａは中空孔４内に形成された切込溝１２に尖端部が食い込む断面が略三角形の水平刃であり、切込溝１２内に圧入されて楔作用で中空既存杭Ｐを折り取ることができる。この楔プレート９ａの尖端部は位置検出センサー１５のブレード５２の尖端部と同一平面に配置される。
【００４４】一方、ケーシング４０の平坦な二つの側面には位置検出センサー１５，１５が配設されている。このセンサーは角筒状のハウジング５０内にブレード５２がコイルスプリング等の弾機５１で突出付勢して収納され、ブレード５２はハウジング５０の先端から常に外側へ突出し、図２７に示すように、ハウジング５０の側面に開設した長孔５４に係合するストッパー５３で抜け止めされている。ブレード５２は中空孔４内に形成された切込溝１２に尖端部が食い込む断面が略三角形の水平刃である。この尖端部は前記楔プレート９ａの尖端部と同一平面に位置している。ハウジング５０は図２８に示すように、中空孔４の内壁面にほぼ接触する程度のケーシング側面からの高さを有する。したがって、杭抜き装置１４が中空孔４内に挿入されると、ブレード５２は弾機５１の力に抗してハウジング５０内に引っ込みながら弾機５１を蓄勢し、杭抜き装置９が下降してブレード５２の先端部が切込溝１２に遭遇すると弾機５１の蓄勢力で切込溝１２内に突入して切込溝１２を検出できる。そこで、この位置検出センサー１５，１５が切込溝１２を検出した後は杭抜き装置９の下降を停止させるように操作される。
【００４５】この装置の作用については、前述した図９及び図１０に示すように、中空孔４内にケリーバー２で吊支した杭抜き装置９を挿入する。このとき中空孔４内の切込溝１２を検出する位置検出センサー１５のブレード５２は、中空孔４の内壁面に当接し弾機５１の力に抗してハウジング５０内に引き込まれており、杭抜き装置９をさらに深く挿入して行くとそのブレード５２は内周溝１０及び切込溝１２に至って弾機５１の力で突出することで、位置検出センサー１５は切込溝１２を検出して杭抜き装置９の下降を停止させる。そこで、油圧シリンダ４２，４２を駆動すると楔プレート９ａ，９ａが位置検出センサー１５で検出された内周溝１０及び切込溝１２に圧入して楔作用を果たす。その楔プレート９ａ，９ａが切込溝１２内に圧入されると、切込溝１２は楔作用で既存杭Ｐの外周面まで達してそれから上方部分は完全に切断される。
【００４６】
【発明の効果】以上説明したこの発明によれば、既存杭をその頭端部から順次所定長さ毎に折り取りながら全体を撤去することができるから、すべて機械的な作業にて安全で軽便容易かつ迅速な既存杭撤去ができる。また、この杭撤去作業に要する諸装置は既存杭の直径とほとんど大差のない直径とするとともに、所要の高さを有するもので足りるから、装置全体としては極めて小型、コンパクトとなるため、作業機も小型重機で足りるから、作業スペースも広大に必要とせず、狭い現場で小さい重機にて既存杭の破砕撤去工事を施工できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の方法の初期行程における実施の形態の第１段階を示す断面側面図である。
【図２】この発明の方法の初期行程における実施の形態の第２段階を示す断面側面図である。
【図３】この発明の方法の初期行程における実施の形態の第３段階を示す断面側面図である。
【図４】この発明の方法の初期行程における実施の形態の第４段階を示す断面側面図である。
【図５】この発明の方法の初期行程における実施の形態の第５段階を示す断面側面図である。
【図６】この発明の方法の中期行程における実施の形態の第１段階を示す断面側面図である。
【図７】この発明の方法の中期行程における実施の形態の第２段階を示す断面側面図である。
【図８】この発明の方法の中期行程における実施の形態の第３段階を示す断面側面図である。
【図９】この発明の方法の終期行程における実施の形態の第１段階を示す断面側面図である。
【図１０】この発明の方法の終期行程における実施の形態の第２段階を示す断面側面図である。
【図１１】この発明の方法の終期行程における実施の形態の第３段階を示す断面側面図である。
【図１２】この発明の方法の終期行程における実施の形態の第４段階を示す断面側面図である。
【図１３】杭芯抜装置の縦断面図である。
【図１４】図１３の平面図（Ａ）及び底面図（Ｂ）である。
【図１５】内壁破砕装置の正面図（Ａ）及び側面図（Ｂ）である。
【図１６】鉄筋切削装置の正面図である。
【図１７】図１６の縦断面図である。
【図１８】鉄筋切削装置の平面図である。
【図１９】図１７のＡ−Ａ断面図である。
【図２０】図１７のＢ−Ｂ断面図である。
【図２１】図１７のＣ−Ｃ断面図である。
【図２２】図１７のＤ−Ｄ断面図である。
【図２３】図１７のＥ−Ｅ断面図である。
【図２４】杭抜き装置の一部断面正面図である。
【図２５】杭抜き装置の側面図である。
【図２６】杭抜き装置の平面図である。
【図２７】杭抜き装置の一部を示す縦断面図である
【図２８】杭抜き装置の作用説明図である。
【符号の説明】
Ｋ…ケーシング
Ｐ…既存杭
Ｅ…地面
１…杭芯抜装置（芯抜きカッター）
２…ケリーバー
３…掘削刃
４…中空孔
５…縦筋
６…内壁破砕装置
６ａ…破砕刃
７…鉄筋切削装置
７ａ…回転切削盤
７ｂ…超硬カッター
８…脚足部
９…杭抜き装置
９ａ…楔プレート
１０…内周溝
１１…窓孔
１２…切込溝
１３…固定ケーシング
１４…可動ケーシング
１５…位置検出センサー
２０…ケーシング
２１，２２…ステイ
２３…連結部
２４…孔
２５…掘削刃
２６…エアパイプ
４０…ケーシング
４１…連結部
４２…油圧シリンダ
４３…ピストンロッド
５０…ハウジング
５２…ブレード
５３…ストッパー
５４…長孔
７１…連結部
７２…スイベル部
７３…固定部
７４…油圧シリンダ
７５…ピストンロッド
７６…足板
７７…軸
７８…第１駆動器
７９…上底
８０…内環状体
８１…外環状体
８２…環状板
８３…ボール
６４…出力軸
８５…支持棒
８６…油圧スイベル部
８７…シャフト
８８…スクリュウシャフ
８９…ねじ部
９０…ナット部
９１…第２駆動器
９２…案内突起
９３…案内棒
９４，９５…スプロケット
９６…第３駆動器
９７，９８…軸受
【特許請求の範囲】
【請求項１】 既存杭の頭端部に接触する掘削刃を備えたケーシングからなる杭芯抜装置を回転駆動させながら既存杭を軸方向へ掘り下げ芯抜きをして中空既存杭を形成する初期行程と、該中空既存杭内に内壁破砕装置を所要深さに挿入して当該部位の中空既存杭内壁を周方向へ破砕して軸方向へ所定間隔で複数の内周溝を形成した後、該内周溝に進退する回転切削盤を有する鉄筋切削装置を該中空既存杭内に挿入し回転駆動してその回転切削盤の自転と公転にて既存杭内の軸方向の鉄筋を切断する中期行程と、該中空既存杭内に杭抜き装置を挿入し、該杭抜き装置から中空既存杭内壁方向へ進退自在に設けた楔プレートを前記内周溝及び切断された鉄筋間に形成された切込溝に圧入して折り取り、内周溝及び切込溝から上方の中空既存杭を該楔プレートで支持しそのまま引き上げて地中孔外に搬出する終期行程とからなることを特徴とする既存杭撤去方法。
【請求項２】 前記初期行程に先立ち、既存杭の頭端部付近の周囲を掘り下げて頭端部を露出させた後、既存杭と周囲土壌との縁切りと崩壊防止のために、所定長さのケーシングを既存杭と同軸で軸方向へ圧入し、かつ、該ケーシングの上端部は地面から突出させることを特徴とする請求項１記載の既存杭撤去方法。
【請求項３】 前記中期行程の終了後に、前記初期行程において圧入したケーシングに新たな所定長さのケーシングを順次継ぎ足して中空既存杭の軸方向へそのほぼ全長に亘り圧入することを特徴とする既存杭撤去方法。
【請求項４】 前記終期行程の終了後に、前記初期及び中期行程において圧入したケーシングを引き抜いた後の地中孔内を埋め戻すことを特徴とする請求項１記載の既存杭撤去方法。
【請求項５】 既存杭の直径よりも小径のケーシングの上端面にステイを介して回転駆動軸の連結部を設け、下端面の全周及びその開口部に設けたステイに掘削刃を突設してなり、前記回転駆動軸の回転操作にて既存杭の軸方向へコア部を掘り下げることを特徴とする杭芯抜装置。
【請求項６】 既存杭を軸方向へ掘り下げて形成した中空孔内に挿入可能な有底円筒状体からなる可動ケーシングと、該可動ケーシングの下部に第２駆動器を有して回転自在に支持された回転切削盤と、該回転切削盤を可動ケーシング内からその窓孔を経て半径方向の外側へ往復移動させる第３駆動器及びその第３駆動器を往復移動可能に保持する保持手段と、前記可動ケーシングの上部に軸中心で回転自在に連結された有底円筒状体からなる固定ケーシングと、該固定ケーシング内に固定されて前記可動ケーシングを回転させる第１駆動器と、固定ケーシングの上部に円周方向へ所定間隔で半径方向へ伸縮可能に設けたアーム及びそれらの端部に連結して中空孔内壁面に当接可能な脚足部と、及び、固定ケーシングの上端部に設けた吊支連結部とからなり、前記回転切削盤が自転と公転をすることにより既存杭の鉄筋を切断するとともに、既存杭に切込溝を形成することを特徴とする鉄筋切削装置。
【請求項７】 既存杭を軸方向へ掘り下げて形成した中空孔に挿入可能な本体と、該本体から半径方向へ伸縮可能で前記既存杭の中空孔内壁面に高さ方向へ所定間隔で形成された内周溝及び切込溝に圧入可能な、少なくとも直径方向で相対向する一対の楔プレートとからなることを特徴とする杭抜き装置。
【請求項８】 既存杭を軸方向へ掘り下げて形成した中空孔に挿入可能な本体と、該本体から半径方向へ伸縮可能で前記既存杭の中空孔内壁面に高さ方向へ所定間隔で形成された内周溝及び切込溝に圧入可能な、少なくとも直径方向で相対向する一対の楔プレートと、及び、前記本体から半径方向へ弾機で付勢されて前記既存杭の中空孔内壁面に高さ方向へ所定間隔で形成された切込溝に係合するブレードを備えた少なくとも左右一対の位置検出センサーとからなることを特徴とする杭抜き装置。
【請求項１】 既存杭の頭端部に接触する掘削刃を備えたケーシングからなる杭芯抜装置を回転駆動させながら既存杭を軸方向へ掘り下げ芯抜きをして中空既存杭を形成する初期行程と、該中空既存杭内に内壁破砕装置を所要深さに挿入して当該部位の中空既存杭内壁を周方向へ破砕して軸方向へ所定間隔で複数の内周溝を形成した後、該内周溝に進退する回転切削盤を有する鉄筋切削装置を該中空既存杭内に挿入し回転駆動してその回転切削盤の自転と公転にて既存杭内の軸方向の鉄筋を切断する中期行程と、該中空既存杭内に杭抜き装置を挿入し、該杭抜き装置から中空既存杭内壁方向へ進退自在に設けた楔プレートを前記内周溝及び切断された鉄筋間に形成された切込溝に圧入して折り取り、内周溝及び切込溝から上方の中空既存杭を該楔プレートで支持しそのまま引き上げて地中孔外に搬出する終期行程とからなることを特徴とする既存杭撤去方法。
【請求項２】 前記初期行程に先立ち、既存杭の頭端部付近の周囲を掘り下げて頭端部を露出させた後、既存杭と周囲土壌との縁切りと崩壊防止のために、所定長さのケーシングを既存杭と同軸で軸方向へ圧入し、かつ、該ケーシングの上端部は地面から突出させることを特徴とする請求項１記載の既存杭撤去方法。
【請求項３】 前記中期行程の終了後に、前記初期行程において圧入したケーシングに新たな所定長さのケーシングを順次継ぎ足して中空既存杭の軸方向へそのほぼ全長に亘り圧入することを特徴とする既存杭撤去方法。
【請求項４】 前記終期行程の終了後に、前記初期及び中期行程において圧入したケーシングを引き抜いた後の地中孔内を埋め戻すことを特徴とする請求項１記載の既存杭撤去方法。
【請求項５】 既存杭の直径よりも小径のケーシングの上端面にステイを介して回転駆動軸の連結部を設け、下端面の全周及びその開口部に設けたステイに掘削刃を突設してなり、前記回転駆動軸の回転操作にて既存杭の軸方向へコア部を掘り下げることを特徴とする杭芯抜装置。
【請求項６】 既存杭を軸方向へ掘り下げて形成した中空孔内に挿入可能な有底円筒状体からなる可動ケーシングと、該可動ケーシングの下部に第２駆動器を有して回転自在に支持された回転切削盤と、該回転切削盤を可動ケーシング内からその窓孔を経て半径方向の外側へ往復移動させる第３駆動器及びその第３駆動器を往復移動可能に保持する保持手段と、前記可動ケーシングの上部に軸中心で回転自在に連結された有底円筒状体からなる固定ケーシングと、該固定ケーシング内に固定されて前記可動ケーシングを回転させる第１駆動器と、固定ケーシングの上部に円周方向へ所定間隔で半径方向へ伸縮可能に設けたアーム及びそれらの端部に連結して中空孔内壁面に当接可能な脚足部と、及び、固定ケーシングの上端部に設けた吊支連結部とからなり、前記回転切削盤が自転と公転をすることにより既存杭の鉄筋を切断するとともに、既存杭に切込溝を形成することを特徴とする鉄筋切削装置。
【請求項７】 既存杭を軸方向へ掘り下げて形成した中空孔に挿入可能な本体と、該本体から半径方向へ伸縮可能で前記既存杭の中空孔内壁面に高さ方向へ所定間隔で形成された内周溝及び切込溝に圧入可能な、少なくとも直径方向で相対向する一対の楔プレートとからなることを特徴とする杭抜き装置。
【請求項８】 既存杭を軸方向へ掘り下げて形成した中空孔に挿入可能な本体と、該本体から半径方向へ伸縮可能で前記既存杭の中空孔内壁面に高さ方向へ所定間隔で形成された内周溝及び切込溝に圧入可能な、少なくとも直径方向で相対向する一対の楔プレートと、及び、前記本体から半径方向へ弾機で付勢されて前記既存杭の中空孔内壁面に高さ方向へ所定間隔で形成された切込溝に係合するブレードを備えた少なくとも左右一対の位置検出センサーとからなることを特徴とする杭抜き装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図１２】
【図６】
【図７】
【図１１】
【図１３】
【図１６】
【図８】
【図９】
【図１５】
【図１７】
【図２７】
【図１０】
【図１４】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図１２】
【図６】
【図７】
【図１１】
【図１３】
【図１６】
【図８】
【図９】
【図１５】
【図１７】
【図２７】
【図１０】
【図１４】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２８】
【公開番号】特開２００２−２４２１８５（Ｐ２００２−２４２１８５Ａ）
【公開日】平成１４年８月２８日（２００２．８．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００１−４１１６７（Ｐ２００１−４１１６７）
【出願日】平成１３年２月１９日（２００１．２．１９）
【出願人】（５００１３７８５１）江戸川基礎工事株式会社 (1)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１４年８月２８日（２００２．８．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１３年２月１９日（２００１．２．１９）
【出願人】（５００１３７８５１）江戸川基礎工事株式会社 (1)
【Ｆターム（参考）】
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