既設杭の撤去方法
【課題】振動や騒音が少なく、地盤中に埋設されている円柱状の既設コンクリート杭を容易に撤去できる既設杭の撤去方法を提供する。
【解決手段】ケリーバー９と、ケリーバー９に回転力と押込み力を与えるケリーバー駆動装置とを備えた掘削機を使用した既設杭の撤去方法であって、既設コンクリート杭１４を、ケリーバー９の下端部に連結した回転掘削装置によって、鉄筋１５が埋設されている外周部を残してその内部を所要深さ掘削し、掘削屑を地上へ排出した後、残った円筒状コンクリート杭１４ａの下端部を、回転掘削装置に代えてケリーバーの下端部に連結した切断装置２０によって切断し、この切断した円筒状コンクリート杭１４ａの上端部を掴み引上げ装置により掴んで、地上に引き上げ、以降は上記の行程を繰り返し行う。
【解決手段】ケリーバー９と、ケリーバー９に回転力と押込み力を与えるケリーバー駆動装置とを備えた掘削機を使用した既設杭の撤去方法であって、既設コンクリート杭１４を、ケリーバー９の下端部に連結した回転掘削装置によって、鉄筋１５が埋設されている外周部を残してその内部を所要深さ掘削し、掘削屑を地上へ排出した後、残った円筒状コンクリート杭１４ａの下端部を、回転掘削装置に代えてケリーバーの下端部に連結した切断装置２０によって切断し、この切断した円筒状コンクリート杭１４ａの上端部を掴み引上げ装置により掴んで、地上に引き上げ、以降は上記の行程を繰り返し行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、都市部の再開発や橋の架け替えなどの工事等において、旧建造物を解体してその跡地に新たな建造物を築造するような場合に、地中に埋設されている円柱状の既設コンクリート杭を撤去する方法に関し、特に、ケリーバーと、ケリーバーに回転力と押込み力を与えるケリーバー駆動装置とを備えた掘削機を使用した既設杭の撤去方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
既設杭の撤去手段として、一般的には、既設杭を囲繞するようにケーシングを建て込んで周囲の地盤を保護した上で、クレーンに吊持したチゼル（重鎮）をケーシングの内側に落下させて既設杭を上端部側から破砕し、その破砕物をハンマーグラブによって地上へ引き上げる操作を繰り返す方法が行われている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記のような撤去手段では、チゼル落下時の衝撃に伴って発生する大きな振動や騒音が問題になると共に、チゼルとハンマーグラブを頻繁に交換する必要があって作業能率が悪い上に、既設杭の内部に埋設されている鉄筋がチゼルやハンマーグラブに絡まって引き上げが困難になることもあった。
【０００４】
本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたもので、振動や騒音が少なく、地盤中に埋設されている円柱状の既設コンクリート杭を容易に撤去することができる既設杭の撤去方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するための手段を、後述する実施形態の参照符号を付して説明すると、請求項１は、ケリーバー９と、ケリーバー９に回転力と押込み力を与えるケリーバー駆動装置１０とを備えた掘削機１を使用した既設杭の撤去方法であって、円柱状の既設コンクリート杭１４を、ケリーバー９の下端部に連結した回転掘削装置１９によって、鉄筋１５が埋設されている外周部を残してその内部を所要深さ掘削し、その掘削屑を地上へ排出した後、残った円筒状コンクリート杭１４ａの下端部を、回転掘削装置１９に代えてケリーバーの下端部に連結した切断装置２０によって切断し、この切断した円筒状コンクリート杭１４ａの上端部を前記巻上ワイヤー７で吊持される掴み引上げ装置２８により掴んで、地上に引き上げ、以降は上記の行程を繰り返し行うことを特徴とする。
【０００６】
請求項２は、請求項１に記載の既設杭の撤去方法において、回転掘削装置１９によって円柱状既設コンクリート杭１４の内部を掘削する前に、この杭１４を囲繞するように周囲地盤崩壊防止用ケーシング１６を地盤Ｇ中に貫入することを特徴とする。
【０００７】
請求項３は、請求項１又は２に記載の既設杭の撤去方法において、回転掘削装置１９は、ケリーバー９の下端部９ａに連結可能な連結部１９ｏを上端部に有するオーガスクリューからなることを特徴とする。
【０００８】
請求項４は、請求項１又は２に記載の既設杭の撤去方法において、回転掘削装置１９は、ケリーバー９の下端部９ａに連結可能な連結部５０ｏを上端部に有し且つ下端部に切削ビット５１を装着したコアチューブ５０からなることを特徴とする。
【０００９】
請求項５は、請求項１〜４の何れかに記載の既設杭の撤去方法において、切断装置２０は、基筒部２１と、基筒部２１の上端部に上下動自在で回転自在に同心状に連結されていて、ケリーバー９の下端部が着脱自在に連結されるケリーバー連結部２２と、基筒部２１内に退避する退避位置と基筒部２１の側壁部２１ａに設けた窓２６から半径方向外向きに進出する進出位置との間で進退自在に設けられた複数の切削ビット２３と、基筒部２１内に設けられたメインシリンダ２４及び複数のビット駆動シリンダ２５と、基筒部２１の下端部に回転自在に設けた反力受け４３とを備え、メインシリンダ２４のピストンロッド２４１をケリーバー連結部２２に連動連結し、各ビット駆動シリンダ２５のピストンロッド２５１を切削ビット２３に連動連結し、メインシリンダ２４のピストン側室２４ａと各ビット駆動シリンダ２５のピストン側室２５ａとを連通連結すると共に、メインシリンダ２４のロッド側室２４ｂと各ビット駆動シリンダ２５のロッド側室２５ｂとを連通連結してなるもので、ケリーバー駆動装置１０によるケリーバー９の押込み動作によりメインシリンダ２４を往動して各ビット駆動シリンダ２５を往動し、それにより各切削ビット２３を退避位置から進出位置へ進出させつつ円筒状コンクリート杭１４ａの内周面に突き刺しながら、ケリーバー９を回転駆動して各切削ビット２３を旋回させることにより、円筒状コンクリート杭１４ａを切断し、またケリーバー９を引き上げてメインシリンダ２４を復動させることにより、各ビット駆動シリンダ２５を復動させて各切削ビット２３を退避位置に退入させるようにしたことを特徴とする。
【００１０】
請求項６は、請求項２〜５の何れかに記載の既設杭の撤去方法において、周囲地盤崩壊防止用ケーシング１６は、下端部に切削ビット１７を備えていることを特徴とする。
【００１１】
請求項７は、請求項１〜６の何れかに記載の既設杭の撤去方法において、掴み引上げ装置２８はハンマーグラブからなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
上記解決手段による発明の効果を、後述する実施形態の参照符号を付して説明すると、請求項１に係る発明の方法、円柱状の既設コンクリート杭１４を、ケリーバー９の下端部に連結した回転掘削装置１９により、鉄筋１５が埋設されている外周部を残してその内部を所要深さ掘削し、その掘削屑を地上へ排出した後、残った円筒状コンクリート杭１４ａの下端部を、回転掘削装置１９に代えてケリーバーの下端部に連結した切断装置２０によって切断し、この切断した円筒状コンクリート杭１４ａの上端部を掴み引上げ装置２８により掴んで地上に引き上げ、以降は上記の行程を繰り返し行うようにするから、撤去作業中に振動や騒音が少なく、地盤中に埋設されている既設コンクリート杭１４を容易且つ確実に撤去することができる。また、この発明による既設杭の撤去方法は、ケリーバー９と、ケリーバー９に回転力と押込み力を与えるケリーバー駆動装置１０とを備えた掘削機１を使用する方法で、回転掘削装置１９及び切断装置２０の駆動をそれぞれケリーバー９によって行わせるようにするから、特別な駆動装置及び油圧配管等の複雑な設備が不要となり、設備費用及び作業コストの低減を図ることができる。
【００１３】
請求項２に係る発明によれば、回転掘削装置１９によって円柱状既設コンクリート杭１４の内部を掘削する前に、杭１４を囲繞するように周囲地盤崩壊防止用ケーシング１６を地盤Ｇ中に貫入するから、周囲地盤の崩壊を未然に防ぎ、作業の安全性と適正化を期することができる。
【００１４】
請求項３に係る発明のように、回転掘削装置１９としてオーガスクリューを使用することにより、円柱状既設コンクリート杭１４の掘削作業（中抜き作業）を行いながら、掘削屑の排出を行うことができ、作業能率を向上できる。
【００１５】
請求項４に係る発明のように、回転掘削装置としてコアチューブ５０を使用すれば、コアチューブ５０を回転して先端部の切削ビット５１で円柱状コンクリート杭１４を穿孔しながらコアチューブ５０内にコンクリート１４ｏを取り入れた後、ケリーバー９を介してコアチューブ５０を引き抜くことにより、内部のコンクリート１４ｏを取り出して地上へ排出できるから、円柱状既設コンクリート杭１４の掘削作業（中抜き作業）を一層効率良く行うことができる。
【００１６】
請求項５に記載の切断装置２０を使用すれば、掘削機１の設置される地上から基筒部２１までの大掛かりな油圧配管設備が不要となり、基筒部２１内のメインシリンダ２４と各ビット駆動シリンダ２５とを連通連結する最小限の配管設備で済むから、設備が簡単となり、設備費用及び作業コストが一層低減される。また、切断装置２０は、基筒部２１と、ケリーバー９の下端部が着脱自在に連結されるケリーバー連結部２２と、基筒部２１内から進退自在の複数の切削ビット２３と、基筒部２１内に設けられたメインシリンダ２４及び複数のビット駆動シリンダ２５とで構成されるから、構造が簡単でコンパクトになり、また各切削ビット２３を退避位置から進出位置へ進出させつつ円筒状コンクリート杭１４ａの内周面に突き刺しながら、ケリーバー９を回転駆動して各切削ビット２３を旋回させることによって切断するから、鉄筋１５を含む円筒状コンクリート杭１４ａを有効に切断することができる。また、メインシリンダ２４及び各ビット駆動シリンダ２５が夫々複動シリンダであるから、特に各ビット駆動シリンダ２５を退避位置と進出位置との間で確実に往復作動させることができる。
【００１７】
請求項６に記載のように、周囲地盤崩壊防止用ケーシング１６の下端部に切削ビット１７を設けて、回転させながら地盤Ｇ中に貫入するようにすれば、このケーシング１６の貫入が容易となる。
【００１８】
請求項７に記載のように、掴み引上げ装置２８がハンマーグラブの場合には、掘削機１の頂部から垂下される巻上げワイヤーを使用してハンマーグラブを操作できるため、作業を簡単容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明方法に使用する掘削機を示す側面図である。
【図２】(a) は地中に埋設されている既設杭の縦断面図、(b) は(a) のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】(a) は周囲地盤崩壊防止用ケーシングを地盤中に貫入した状態の縦断面図、(b) は(a) のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】(a) は既設杭の鉄筋が埋設されている外周部を残してその内部をオーガスクリューによって掘削している状態を示す、(b) は(a) のＣ−Ｃ線断面図である。
【図５】残った円筒状コンクリート杭の下端部を切断装置によって切断する時の状態を示す縦断面図で、(a) は切削ビットが退避位置にある状態を示し、(b) は切削ビットが退避位置から進出位置へ進出した状態を示す。
【図６】(a) は切断装置の切削ビットが進出位置から退避位置へ戻った状態の縦断面図、(b) は切断装置を引き上げた後の状態の既設杭の縦断面図である。
【図７】最初に切断した円筒状コンクリート杭の上端部をハンマーグラブにより掴んで地上に引き上げようとする状態を示す一部縦断面図である。
【図８】最初に切断した円筒状コンクリート杭の引上げを終えた後の状態を示す縦断面図である。
【図９】(a) は切断装置を示す正面図、(b) は平面図である。
【図１０】(a) は切断装置の縦断面図で、切削ビットが退避している状態を示す縦断面図、(b) は(a) のＤ−Ｄ線断面図である。
【図１１】(a) は切削ビットが進出位置に突出した状態の切断装置の縦断面図であり、(b) は(a) のＥ−Ｅ線断面図である。
【図１２】切断装置のメインシリンダ及びビット駆動シリンダの油圧回路を示すもので、(a) は切削ビットが退避位置から進出位置へ進出する時の状態を示し、(b) は切削ビットが進出位置から退避位置へ退入する時の状態を示す。
【図１３】(a) は回転掘削装置として使用されるコアチューブの使用状態を示す一部断面側面図、(b) はコアチューブの平面図、(c) はコアチューブの底面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に本発明の好適な一実施形態を図面に基づいて説明すると、図１は本発明の既設杭撤去方法に使用する掘削機１を示している。この掘削機１は、クローラ走行体２に旋回体３を搭載し、旋回体３にはリーダ４を立設し、リーダ４と旋回体３との間にはリーダ傾斜装置５を介装し、リーダ４の頂部からは、図示しない巻上ウインチによって繰り出される巻上ワイヤー６を、シーブ７を通して垂下し、この巻上ワイヤー６によってケリーバー９をスイベルジョイント８を介して吊持している。なお、図１には示していないが、この掘削機１は、巻上ワイヤー６の他にも、補巻きウインチによって繰り出される補巻上ワイヤーを有している。
【００２１】
そして、リーダ４には昇降基台１０が昇降自在に取り付けられ、この昇降基台１０は、図１に示すようにリーダ４に装備されたクラウドシリンダ１１により、リーダ４に沿って昇降駆動されるようになっている。また昇降基台１０には、図示しないチャック手段を介してケリーバー９に回転力を与える回転駆動装置１２が装備されている。従って、これらの昇降基台１０とクラウドシリンダ１１と回転駆動装置１２と図示しないチャック手段とによってケリーバー駆動装置１３を構成し、このケリーバー駆動装置１３によってケリーバー９に回転力を与え、またケリーバー９に押込み力を与えるようになっている。なお、図１には、ケリーバー９の下端部に、後述する回転掘削装置としてのオーガスクリュー１９を連結した状態を示す。
【００２２】
次に、上記掘削機１を使用した、この発明方法の実施形態について説明すると、図２の(a) ，(b) に示すように、地盤Ｇ中に埋設された場所打ち杭である円柱状の既設コンクリート杭１４には、その外周部に補強用の鉄筋１５が埋設されている。
【００２３】
この既設コンクリート杭１４を撤去するにあたって、先ず、図３の(a) に示すように、円柱状既設コンクリート杭１４の外周を囲繞するように周囲地盤崩壊防止用のケーシング１６を地盤Ｇ中に貫入する。周囲地盤崩壊防止用ケーシング１６は、図示のように、全周回転圧入装置１８により回転圧入されて地盤Ｇ中に貫入される。このケーシング１６は、下端部に切削ビット１７を備えているから、回転圧入装置１８による回転貫入作業が容易となる。なお、このケーシング１６は、既設コンクリート杭１４の撤去作業が終われば、回転圧入装置１８によって地上へ引き上げるようになっている。
【００２４】
全周回転圧入装置１８は、図３の(a) に概略示すように、ベースフレームａの四隅に設けた昇降シリンダｂに連結された昇降フレームｃを備え、この昇降フレームｃには、前記ケーシング１６が挿通されるテーパ孔（図示省略）を有する回転フレーム（図示省略）が回転可能に支持されていて、昇降フレームｃに連結されたチャックシリンダ（図示省略）によりケーシング１６とテーパ孔との間に楔部材を挿入して、回転フレームとケーシング１６とを締結するするようになっている。従って、ケーシング１６の貫入時には、ケーシング１６を回転フレームに把持した状態で回転フレームをモータ（図示省略）によって回転駆動すると共に、昇降シリンダｂを下降させることにより、ケーシング１６を回転させながら地盤Ｇ中に押し込んでゆく。
【００２５】
上記のように円柱状既設コンクリート杭１４の外周に周囲地盤崩壊防止用のケーシング１６を貫入した後、図４の(a) に示すように、回転掘削装置としてのオーガスクリュー１９によって、円柱状既設コンクリート杭１４の鉄筋１５が埋設されている外周部１４ａを残してその内側を所要深さにわたって掘削する、つまり円柱状既設コンクリート杭１４の中抜きを行う。このオーガスクリュー１９は、回転軸１９ａの先端部側に杭１４の直径より小さい所定の直径を有するスクリュー１９ｂを設けると共に、スクリュー１９ｂの先端部に複数のビット１９ｃを突設してなるもので、図１及び図４の(a) に示すように、回転軸１９ａの上端連結部１９ｏをケリーバー９の下端部９ａに連結し、ケリーバー駆動装置１３における回転駆動装置１２の回転駆動によるケリーバー９の回転により回転軸１９ａを回転させて、先端のビット１９ｃにより円柱状コンクリート杭１４をその外周部１４ａを残して掘削する（中抜きする）ようになっている。
【００２６】
オーガスクリュー１９によって掘削された円柱状コンクリート杭１４の掘削屑は、スクリュー１９ｂを適宜引き上げることによって地上に排出させることができる。このように回転掘削装置としてのオーガスクリュー１９を使用すれば、円柱状コンクリート杭１４を掘削しながら、その掘削屑を排出することができ、作業能率を向上できる。なお、掘削屑は、掘削終了後にオーガスクリュー１９を引き抜いた後、ハンマーグラブ等により排出させるようにしてもよい。
【００２７】
上記のようにコンクリート杭１４の掘削屑を地上へ排出した後、オーガスクリュー１９を地上へ引き上げて、回転軸１９ａの上端連結部１９ｏをケリーバー９の下端部９ａから取り外し、このオーガスクリュー１９に代えて、切断装置２０のケリーバー連結部２２をケリーバー９の下端部９ａに連結する。この状態から、切断装置２０を、図５の(a) に示すように中抜きした円筒状コンクリート杭１４ａ内に挿入して、その底面１４ａｏに接地させ、しかして図５の(a) に示す基筒部２１内の退避位置にある切削ビット２３を図５の(b) に示す進出位置へと進出させながら、回転駆動装置１２（図１参照）によるケリーバー９の回転駆動によって各切削ビット２３を旋回することにより、円筒状コンクリート杭１４ａの下端部を切断する。この切断部を図６の(a) ，(b) に２７で示す。切断装置２０の構造及びその作用については、後に詳しく説明する。
【００２８】
円筒状コンクリート杭１４ａの下端部を切断したならば、切削ビット２３を図６の(a) に示すように基筒部２１内の退避位置に退入させた後、切断装置２０をケリーバー９を介して地上に引き上げる。それから図７に示すように、切断した円筒状コンクリート杭１４ａの上端部を、前記巻上ワイヤー７とは別の補巻上ワイヤー４８によりリーダ４の頂部から吊持されるハンマーグラブ２８（掴み引上げ装置）により掴んで、そのまま地上に引き上げる。このハンマーグラブ２８は、周知構造のもので、複数のシェル４９を適宜に開閉操作することによって、切断した円筒状コンクリート杭１４ａの上端部を掴持することができる。このように掴み引上げ装置としてハンマーグラブ２８を使用すれば、リーダ４の頂部から垂下される巻上げワイヤーを使用してハンマーグラブを操作できるため、掴み引上げ作業を簡単容易に行うことができる。
【００２９】
こうして切断した円筒状コンクリート杭１４ａを地上に引き上げたならば、図８に示すように地盤Ｇ中に残存する、未だ中抜きされていない円柱状既設コンクリート杭１４部分を、図４〜図７によって説明したような行程と同じ行程をもう一回、あるいは複数回繰り返し行うことによって、地盤Ｇ中から既設コンクリート杭１４の全体を撤去する。
【００３０】
上記切断装置２０について図９〜図１２を参照しながら説明すると、この切断装置２０は、図９〜図１１に示すように、樽形の基筒部２１と、この樽形基筒部２１の上端部に、一定ストローク上下動自在で且つ一体回転可能に連結されていて、ケリーバー９の下端部に着脱自在に連結されるケリーバー連結部２２と、基筒部２１内に退避する退避位置と基筒部２１の側壁部２１ａに設けた窓２６から半径方向外向きに進出する進出位置との間で進退自在に設けられた２つの切削ビット２３，２３と、基筒部２１内に設けられたメインシリンダ２４及び２つのビット駆動シリンダ２５，２５と、基筒部２１の下端部に回転自在に設けられた反力受け４３と、からなるもので、メインシリンダ２４のピストンロッド２４１をケリーバー連結部２２に連動連結し、各ビット駆動シリンダ２５のピストンロッド２５１を切削ビット２３に連動連結し、そして図１２から分かるように、メインシリンダ２４のピストン側室２４ａと各ビット駆動シリンダ２５のピストン側室２５ａとを、油路２９を介して連通連結すると共に、メインシリンダ２４のロッド側室２４ｂと各ビット駆動シリンダ２５のロッド側室２５ｂとを油路３０を介して連通連結し、しかしてケリーバー駆動装置１０によるケリーバー９の押込み動作によりメインシリンダ２４を往動して各ビット駆動シリンダ２５を往動し、それにより各切削ビット２３を退避位置から進出位置へ進出させつつ円筒状コンクリート杭１４ａの内周面に突き刺しながら、ケリーバー９を回転駆動して各切削ビット２３を旋回させることにより、円筒状コンクリート杭１４ａを切断し、またケリーバー９を引き上げてメインシリンダ２４を復動させることによって、各ビット駆動シリンダ２５を復動させて各切削ビット２３を退避位置に退入させるようになっている。なお、切断にあたっては、基筒部２１の下端部に設けられた反力受け４３を円筒状コンクリート杭１４ａの底面１４ａｏに接地させる。図１２において、２４２はメインシリンダ２４のピストンを示し、２５２は各ビット駆動シリンダ２５のピストンを示す。
【００３１】
この切断装置２０について更に説明すれば、ケリーバー連結部２２は、基筒部２１の上端側に同軸状に固定された筒状軸受部材３１に上下動自在で回転自在に嵌挿される本体軸部３２と、この本体軸部３２の上端部に同軸状に連設された径大の基台部３３と、この基台部３３の上端に同軸状に突設され、ケリーバー９の下端部９ａを嵌合させる角筒状嵌合部３４と、前記本体軸部３２の下端部に設けられた本体軸部抜け止めストッパー３５と、ケリーバー連結部２２と基筒部２１とを一体回転可能に連結するために本体軸部３２の外周面にその軸方向に設けられたキー３６及びこのキー３６が軸方向にスライド自在に嵌合するように筒状軸受部材３１の内周面に設けられたキー溝３７とから構成される。基台部３３の上側段部３３ａと筒状軸受部材３１の上端部との間には圧縮コイルバネ３８が介装され、この圧縮コイルバネ３８の付勢力によって、本体軸部３２は、図１０に示すように、その上端部側が筒状軸受部材３１の上端から常時所要長さ突出し、それによって各切削ビット２３が常時は基筒部２１内の退避位置に退入した状態となる。このように切削ビット２３が常時は基筒部２１内の退避位置に退入するようにしておけば、切断装置２０を単独で持ち運びするような時に切削ビット２３でケガをするようなことがなく安全である。なお、図９の(a) ，(b) には切削ビット２３を仮想線で示しているが、これは、ケリーバー連結部２２を図示の状態から圧縮コイルバネ３８の付勢力に抗して押し下げた時に、切削ビット２３が退避位置から基筒部２１の外へ突出した状態となることを示したものである。またこの圧縮コイルバネ３８は、ケリーバー９を引き上げてメインシリンダ２４を復動させる時のピストン２４２の押し上げ作用を助ける機能も有する。また、前記ストッパー３５の下部には枢着用ブラケット３９が取り付けられ、このブラケット３９にメインシリンダ２４のピストンロッド２４１がピン４０により枢着され、このメインシリンダ２４は、基筒部２１内の下部に直径方向に横設された角筒状支持部材４１上に設置されている。
【００３２】
また、図９〜図１１に示すように、一対の切削ビット２３，２３は、角筒状支持部材４１内にスライド自在に夫々嵌挿されていて、連結部材４２，４２を介してピストンロッド２５１，２５１に連動連結されたビット駆動シリンダ２５，２５により、角筒状支持部材４１の両端側の窓２６，２６から夫々外向きに進出する進出位置と、基筒部２１内に夫々退入する退避位置との間で進退駆動されるようになっている。また、基筒部２１の下端部に設けられた反力受け４３は、基筒部２１の下面側に垂直に固定された固定軸部４４と、この固定軸部４４にスラスト及びラジアル軸受４５を介して回転自在に支持された筒状回転部材４６と、この筒状回転部材４６の下端面に固着された接地部材４７とからなるもので、切断装置２０の使用時には、図５の(a) ，(b) に示すように、接地部材４７を、掘削された円筒状コンクリート杭１４ａの底面１４ａｏに接地させることによって、基筒部２１の反力を受けるようにしている。
【００３３】
上記のように構成される切断装置２０によって円筒状コンクリート杭１４ａを切断する時は、巻上ワイヤー６で吊持されたケリーバー９の下端部９ａにケリーバー連結部２３の角筒状嵌合部３４を嵌合して、ボルト又はピンにより固定し、ケリーバー９を介して切断装置２０を図５の(a) に示すように円筒状コンクリート杭１４ａ内の下部まで下降させ、反力受け４３の接地部材４７を円筒状コンクリート杭１４ａ内の底面１４ａｏに接地させた後、図１に示す押込み装置１３によって、基筒部２１内の退避位置にある各切削ビット２３を図５の(b) に示すように進出位置へ進出させつつ円筒状コンクリート杭１４ａの内周面下端部に突き刺しながら、ケリーバー駆動装置１０の回転駆動装置１２によりケリーバー９を回転駆動して、基筒部２１と共に各切削ビット２３を旋回させることにより、円筒状コンクリート杭１４ａを切断する。その切断後は、ケリーバー９を引き上げて、メインシリンダ２４を復動させることにより、各ビット駆動シリンダ２５を復動させて、各切削ビット２３を図６の(a) に示すように進出位置から基筒部２１内の退避位置に退入させる。
【００３４】
上記切断装置２０におけるメインシリンダ２４及びビット駆動シリンダ２５の作動並びにこれらのシリンダ２４，２５による切削ビット２３の進退動作を図１２の油圧回路によって説明すると、先ず、ケリーバー駆動装置１０によってケリーバー９を下方へ押し込むと、切断装置２０のケリーバー連結部２２が図１０に示す通常位置から図１１に示す位置へ押し下げられ、これによりメインシリンダ２４のピストンロッド２４１が図１０の位置から図１１の位置へ下動してピストン２４２を押し下げ、これによってそのピストン側室２４ａの油が図１２の(a) に示すように油路２９を通じて各ビット駆動シリンダ２５のピストン側室２５ａに供給されるから、各ピストンロッド２５１に連結された切削ビット２３が図５の(a) 及び図１０の(a) ，(b) に示す退避位置から進出を開始して、円筒状コンクリート杭１４ａの内周面下端部に突き刺さる。
【００３５】
上記のように各切削ビット２３が退避位置から進出位置への進出を開始すると同時に、ケリーバー駆動装置１３の回転駆動装置１２によりケリーバー９が回転を開始して、各切削ビット２３が旋回することにより、円筒状コンクリート杭１４ａの切断が開始され、そして各切削ビット２３が図５の(b) 及び図１１の(a) ，(b) に示すような進出位置に至るころには円筒状コンクリート杭１４ａの切断が終了する。こうして各切削ビット２３による切断が終了すると、回転駆動装置１２によるケリーバー９の回転を停止させた後、巻上ワイヤー７でケリーバー９を引き上げることにより、切断装置２０のケリーバー連結部２２が図１１に示す位置から図１０に示す通常位置へ引き上げられ、これによりメインシリンダ２４のピストンロッド２４１が図１１の位置から図１０の位置へ上動して、ピストン２４２を引き上げ、これによってそのロッド側室２４ｂの油が図１２の(b) に示すように油路３０を通じ各ビット駆動シリンダ２５のロッド側室２５ｂに供給されるから、各ピストンロッド２５１に連結された切削ビット２３が進出位置から退避位置へと退入する。
【００３６】
以上説明したような掘削機１の使用による既設杭の撤去方法によれば、円柱状の既設コンクリート杭１４を、ケリーバー９の下端部に連結した回転掘削装置１９によって、鉄筋１５が埋設されている外周部を残してその内部を所要深さ掘削し、その掘削屑を地上へ排出した後、残った円筒状コンクリート杭１４ａの下端部を、回転掘削装置１９に代えてケリーバーの下端部に連結した切断装置２０によって切断し、この切断した円筒状コンクリート杭１４ａの上端部を掴み引上げ装置２８により掴んで地上に引き上げ、以降は上記の行程を繰り返し行うようにするから、撤去作業中に振動や騒音が少なく、地盤中に埋設されている既設コンクリート杭１４を容易且つ確実に撤去することができる。また、この撤去方法は、ケリーバー９と、ケリーバー９に回転力と押込み力を与えるケリーバー駆動装置１０とを備えた掘削機１を使用する方法で、回転掘削装置１９及び切断装置２０の駆動をそれぞれケリーバー９によって行わせるようにするから、特別な駆動装置及び油圧配管等の複雑な設備が不要となり、設備費用及び作業コストの低減が図られる。
【００３７】
また、図９〜図１２によって説明したような切断装置２０を使用すれば、掘削機１の設置される地上から基筒部２１までの大掛かりな油圧配管設備が不要となり、基筒部２１内のメインシリンダ２４と各ビット駆動シリンダ２５とを連通連結する最小限の配管設備で済むから、設備が簡単となり、設備費用及び作業コストが一層低減される。また、この切断装置２０は、基筒部２１と、ケリーバー９の下端部が着脱自在に連結されるケリーバー連結部２２と、基筒部２１内から進退自在の複数の切削ビット２３と、基筒部２１内に設けられたメインシリンダ２４及び複数のビット駆動シリンダ２５とで構成されるから、構造が簡単でコンパクトになり、また各切削ビット２３を退避位置から進出位置へ進出させつつ円筒状コンクリート杭１４ａの内周面に突き刺しながら、ケリーバー９を回転駆動して各切削ビット２３を旋回させることによって切断するから、鉄筋１５を含む円筒状コンクリート杭１４ａを有効に切断することができる。
【００３８】
また、上記切断装置２０において、メインシリンダ２４及び各ビット駆動シリンダ２５として夫々複動シリンダを使用して、メインシリンダ２４のピストンロッド２４１をケリーバー連結部２２に連動連結し、各ビット駆動シリンダ２５のピストンロッド２５１を切削ビット２３に連動連結し、メインシリンダ２４のピストン側室２４ａと各ビット駆動シリンダ２５のピストン側室２５ａとを連通連結すると共に、メインシリンダ２４のロッド側室２４ｂと各ビット駆動シリンダ２５のロッド側室２５ｂとを連通連結したことによって、切断終了後に各ビット駆動シリンダ２５を退避位置と進出位置との間で確実に往復作動させることができる。
【００３９】
図１３は、上述の既設杭撤去方法において回転切削装置１９としてコアチューブ５０を使用する場合を示し、(a) はその使用状態の側面図、(b) はコアチューブ５０の平面図、(c) は底面図である。即ち、先に説明した実施形態では、回転切削装置１９として図４の(a) に示すようなオーガスクリュー１９を使用したが、これに代えてコアチューブ５０を使用することができる。このコアチューブ５０は、同図(a) に示すように上端側が閉塞した円筒状体からなるもので、上端閉塞壁５０ａの中央部にはケリーバー９の下端部に連結可能な連結部５０ｏが突設され、そして下端部に切削ビット５１が装着されている。同図(a) ，(b) において、５２は上端閉塞壁５０ａに設けられた空気抜き孔である。
【００４０】
上記コアチューブ５０によって円柱状既設コンクリート杭１４の中抜きを行う時には、上端部の連結部５０ｏをケリーバー９の下端部に連結した後、図１に示すケリーバー駆動装置１３における回転駆動装置１２の駆動によるケリーバー９の回転によりコアチューブ５０を回転させて、図１３の(a) に示すように、円柱状のコンクリート杭１４を、先端部の切削ビット５１により鉄筋１５の埋設された外周部１４ａが残るように穿孔しながら、コアチューブ５０内にコンクリート１４ｏを取り入れてゆき、所定深さまで穿孔した後、回転駆動装置１２による回転駆動を停止し、図１に示すクラウドシリンダ１１により昇降基台１０を上昇駆動してケリーバー９を介してコアチューブ５０を引き抜くことにより、コアチューブ５０内に詰まったコンクリート１４ｏを取り出して地上へ排出し、中抜きを行う。このような操作を繰り返し行うことによって、円柱状の既設コンクリート杭１４を所要深さまで中抜きすることができる。
【００４１】
上記のように回転掘削装置としてコアチューブ５０を使用すれば、コアチューブ５０を回転して先端部の切削ビット５１で円柱状コンクリート杭１４を穿孔しながらコアチューブ５０内にコンクリート１４ｏを取り入れた後、ケリーバー９を介してコアチューブ５０を引き抜くことにより、内部のコンクリート１４ｏを取り出して地上へ排出できるから、円柱状既設コンクリート杭１４の掘削作業（中抜き作業）を一層効率良く行うことができる。
【符号の説明】
【００４２】
１ 掘削機
４ リーダ
６ 巻上ワイヤー
９ ケリーバー
１０ 昇降基台
１１ クラウドシリンダ
１２ 回転駆動装置
１３ ケリーバー駆動装置
１４ 既設コンクリート杭
１４ａ 掘削された（中抜きされた）円筒状コンクリート杭
１４ａｏ 円筒状コンクリート杭の底面
１６ 周囲地盤崩壊防止用ケーシング
１９ 回転掘削装置
２０ 切断装置
２１ 基筒部
２２ ケリーバー連結部
２３ 切削ビット
２４ メインシリンダ
２５ ビット駆動シリンダ
２８ 掴み引上げ装置
４３ 反力受け
５０ コアチューブ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、都市部の再開発や橋の架け替えなどの工事等において、旧建造物を解体してその跡地に新たな建造物を築造するような場合に、地中に埋設されている円柱状の既設コンクリート杭を撤去する方法に関し、特に、ケリーバーと、ケリーバーに回転力と押込み力を与えるケリーバー駆動装置とを備えた掘削機を使用した既設杭の撤去方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
既設杭の撤去手段として、一般的には、既設杭を囲繞するようにケーシングを建て込んで周囲の地盤を保護した上で、クレーンに吊持したチゼル（重鎮）をケーシングの内側に落下させて既設杭を上端部側から破砕し、その破砕物をハンマーグラブによって地上へ引き上げる操作を繰り返す方法が行われている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記のような撤去手段では、チゼル落下時の衝撃に伴って発生する大きな振動や騒音が問題になると共に、チゼルとハンマーグラブを頻繁に交換する必要があって作業能率が悪い上に、既設杭の内部に埋設されている鉄筋がチゼルやハンマーグラブに絡まって引き上げが困難になることもあった。
【０００４】
本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたもので、振動や騒音が少なく、地盤中に埋設されている円柱状の既設コンクリート杭を容易に撤去することができる既設杭の撤去方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するための手段を、後述する実施形態の参照符号を付して説明すると、請求項１は、ケリーバー９と、ケリーバー９に回転力と押込み力を与えるケリーバー駆動装置１０とを備えた掘削機１を使用した既設杭の撤去方法であって、円柱状の既設コンクリート杭１４を、ケリーバー９の下端部に連結した回転掘削装置１９によって、鉄筋１５が埋設されている外周部を残してその内部を所要深さ掘削し、その掘削屑を地上へ排出した後、残った円筒状コンクリート杭１４ａの下端部を、回転掘削装置１９に代えてケリーバーの下端部に連結した切断装置２０によって切断し、この切断した円筒状コンクリート杭１４ａの上端部を前記巻上ワイヤー７で吊持される掴み引上げ装置２８により掴んで、地上に引き上げ、以降は上記の行程を繰り返し行うことを特徴とする。
【０００６】
請求項２は、請求項１に記載の既設杭の撤去方法において、回転掘削装置１９によって円柱状既設コンクリート杭１４の内部を掘削する前に、この杭１４を囲繞するように周囲地盤崩壊防止用ケーシング１６を地盤Ｇ中に貫入することを特徴とする。
【０００７】
請求項３は、請求項１又は２に記載の既設杭の撤去方法において、回転掘削装置１９は、ケリーバー９の下端部９ａに連結可能な連結部１９ｏを上端部に有するオーガスクリューからなることを特徴とする。
【０００８】
請求項４は、請求項１又は２に記載の既設杭の撤去方法において、回転掘削装置１９は、ケリーバー９の下端部９ａに連結可能な連結部５０ｏを上端部に有し且つ下端部に切削ビット５１を装着したコアチューブ５０からなることを特徴とする。
【０００９】
請求項５は、請求項１〜４の何れかに記載の既設杭の撤去方法において、切断装置２０は、基筒部２１と、基筒部２１の上端部に上下動自在で回転自在に同心状に連結されていて、ケリーバー９の下端部が着脱自在に連結されるケリーバー連結部２２と、基筒部２１内に退避する退避位置と基筒部２１の側壁部２１ａに設けた窓２６から半径方向外向きに進出する進出位置との間で進退自在に設けられた複数の切削ビット２３と、基筒部２１内に設けられたメインシリンダ２４及び複数のビット駆動シリンダ２５と、基筒部２１の下端部に回転自在に設けた反力受け４３とを備え、メインシリンダ２４のピストンロッド２４１をケリーバー連結部２２に連動連結し、各ビット駆動シリンダ２５のピストンロッド２５１を切削ビット２３に連動連結し、メインシリンダ２４のピストン側室２４ａと各ビット駆動シリンダ２５のピストン側室２５ａとを連通連結すると共に、メインシリンダ２４のロッド側室２４ｂと各ビット駆動シリンダ２５のロッド側室２５ｂとを連通連結してなるもので、ケリーバー駆動装置１０によるケリーバー９の押込み動作によりメインシリンダ２４を往動して各ビット駆動シリンダ２５を往動し、それにより各切削ビット２３を退避位置から進出位置へ進出させつつ円筒状コンクリート杭１４ａの内周面に突き刺しながら、ケリーバー９を回転駆動して各切削ビット２３を旋回させることにより、円筒状コンクリート杭１４ａを切断し、またケリーバー９を引き上げてメインシリンダ２４を復動させることにより、各ビット駆動シリンダ２５を復動させて各切削ビット２３を退避位置に退入させるようにしたことを特徴とする。
【００１０】
請求項６は、請求項２〜５の何れかに記載の既設杭の撤去方法において、周囲地盤崩壊防止用ケーシング１６は、下端部に切削ビット１７を備えていることを特徴とする。
【００１１】
請求項７は、請求項１〜６の何れかに記載の既設杭の撤去方法において、掴み引上げ装置２８はハンマーグラブからなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
上記解決手段による発明の効果を、後述する実施形態の参照符号を付して説明すると、請求項１に係る発明の方法、円柱状の既設コンクリート杭１４を、ケリーバー９の下端部に連結した回転掘削装置１９により、鉄筋１５が埋設されている外周部を残してその内部を所要深さ掘削し、その掘削屑を地上へ排出した後、残った円筒状コンクリート杭１４ａの下端部を、回転掘削装置１９に代えてケリーバーの下端部に連結した切断装置２０によって切断し、この切断した円筒状コンクリート杭１４ａの上端部を掴み引上げ装置２８により掴んで地上に引き上げ、以降は上記の行程を繰り返し行うようにするから、撤去作業中に振動や騒音が少なく、地盤中に埋設されている既設コンクリート杭１４を容易且つ確実に撤去することができる。また、この発明による既設杭の撤去方法は、ケリーバー９と、ケリーバー９に回転力と押込み力を与えるケリーバー駆動装置１０とを備えた掘削機１を使用する方法で、回転掘削装置１９及び切断装置２０の駆動をそれぞれケリーバー９によって行わせるようにするから、特別な駆動装置及び油圧配管等の複雑な設備が不要となり、設備費用及び作業コストの低減を図ることができる。
【００１３】
請求項２に係る発明によれば、回転掘削装置１９によって円柱状既設コンクリート杭１４の内部を掘削する前に、杭１４を囲繞するように周囲地盤崩壊防止用ケーシング１６を地盤Ｇ中に貫入するから、周囲地盤の崩壊を未然に防ぎ、作業の安全性と適正化を期することができる。
【００１４】
請求項３に係る発明のように、回転掘削装置１９としてオーガスクリューを使用することにより、円柱状既設コンクリート杭１４の掘削作業（中抜き作業）を行いながら、掘削屑の排出を行うことができ、作業能率を向上できる。
【００１５】
請求項４に係る発明のように、回転掘削装置としてコアチューブ５０を使用すれば、コアチューブ５０を回転して先端部の切削ビット５１で円柱状コンクリート杭１４を穿孔しながらコアチューブ５０内にコンクリート１４ｏを取り入れた後、ケリーバー９を介してコアチューブ５０を引き抜くことにより、内部のコンクリート１４ｏを取り出して地上へ排出できるから、円柱状既設コンクリート杭１４の掘削作業（中抜き作業）を一層効率良く行うことができる。
【００１６】
請求項５に記載の切断装置２０を使用すれば、掘削機１の設置される地上から基筒部２１までの大掛かりな油圧配管設備が不要となり、基筒部２１内のメインシリンダ２４と各ビット駆動シリンダ２５とを連通連結する最小限の配管設備で済むから、設備が簡単となり、設備費用及び作業コストが一層低減される。また、切断装置２０は、基筒部２１と、ケリーバー９の下端部が着脱自在に連結されるケリーバー連結部２２と、基筒部２１内から進退自在の複数の切削ビット２３と、基筒部２１内に設けられたメインシリンダ２４及び複数のビット駆動シリンダ２５とで構成されるから、構造が簡単でコンパクトになり、また各切削ビット２３を退避位置から進出位置へ進出させつつ円筒状コンクリート杭１４ａの内周面に突き刺しながら、ケリーバー９を回転駆動して各切削ビット２３を旋回させることによって切断するから、鉄筋１５を含む円筒状コンクリート杭１４ａを有効に切断することができる。また、メインシリンダ２４及び各ビット駆動シリンダ２５が夫々複動シリンダであるから、特に各ビット駆動シリンダ２５を退避位置と進出位置との間で確実に往復作動させることができる。
【００１７】
請求項６に記載のように、周囲地盤崩壊防止用ケーシング１６の下端部に切削ビット１７を設けて、回転させながら地盤Ｇ中に貫入するようにすれば、このケーシング１６の貫入が容易となる。
【００１８】
請求項７に記載のように、掴み引上げ装置２８がハンマーグラブの場合には、掘削機１の頂部から垂下される巻上げワイヤーを使用してハンマーグラブを操作できるため、作業を簡単容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明方法に使用する掘削機を示す側面図である。
【図２】(a) は地中に埋設されている既設杭の縦断面図、(b) は(a) のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】(a) は周囲地盤崩壊防止用ケーシングを地盤中に貫入した状態の縦断面図、(b) は(a) のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】(a) は既設杭の鉄筋が埋設されている外周部を残してその内部をオーガスクリューによって掘削している状態を示す、(b) は(a) のＣ−Ｃ線断面図である。
【図５】残った円筒状コンクリート杭の下端部を切断装置によって切断する時の状態を示す縦断面図で、(a) は切削ビットが退避位置にある状態を示し、(b) は切削ビットが退避位置から進出位置へ進出した状態を示す。
【図６】(a) は切断装置の切削ビットが進出位置から退避位置へ戻った状態の縦断面図、(b) は切断装置を引き上げた後の状態の既設杭の縦断面図である。
【図７】最初に切断した円筒状コンクリート杭の上端部をハンマーグラブにより掴んで地上に引き上げようとする状態を示す一部縦断面図である。
【図８】最初に切断した円筒状コンクリート杭の引上げを終えた後の状態を示す縦断面図である。
【図９】(a) は切断装置を示す正面図、(b) は平面図である。
【図１０】(a) は切断装置の縦断面図で、切削ビットが退避している状態を示す縦断面図、(b) は(a) のＤ−Ｄ線断面図である。
【図１１】(a) は切削ビットが進出位置に突出した状態の切断装置の縦断面図であり、(b) は(a) のＥ−Ｅ線断面図である。
【図１２】切断装置のメインシリンダ及びビット駆動シリンダの油圧回路を示すもので、(a) は切削ビットが退避位置から進出位置へ進出する時の状態を示し、(b) は切削ビットが進出位置から退避位置へ退入する時の状態を示す。
【図１３】(a) は回転掘削装置として使用されるコアチューブの使用状態を示す一部断面側面図、(b) はコアチューブの平面図、(c) はコアチューブの底面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に本発明の好適な一実施形態を図面に基づいて説明すると、図１は本発明の既設杭撤去方法に使用する掘削機１を示している。この掘削機１は、クローラ走行体２に旋回体３を搭載し、旋回体３にはリーダ４を立設し、リーダ４と旋回体３との間にはリーダ傾斜装置５を介装し、リーダ４の頂部からは、図示しない巻上ウインチによって繰り出される巻上ワイヤー６を、シーブ７を通して垂下し、この巻上ワイヤー６によってケリーバー９をスイベルジョイント８を介して吊持している。なお、図１には示していないが、この掘削機１は、巻上ワイヤー６の他にも、補巻きウインチによって繰り出される補巻上ワイヤーを有している。
【００２１】
そして、リーダ４には昇降基台１０が昇降自在に取り付けられ、この昇降基台１０は、図１に示すようにリーダ４に装備されたクラウドシリンダ１１により、リーダ４に沿って昇降駆動されるようになっている。また昇降基台１０には、図示しないチャック手段を介してケリーバー９に回転力を与える回転駆動装置１２が装備されている。従って、これらの昇降基台１０とクラウドシリンダ１１と回転駆動装置１２と図示しないチャック手段とによってケリーバー駆動装置１３を構成し、このケリーバー駆動装置１３によってケリーバー９に回転力を与え、またケリーバー９に押込み力を与えるようになっている。なお、図１には、ケリーバー９の下端部に、後述する回転掘削装置としてのオーガスクリュー１９を連結した状態を示す。
【００２２】
次に、上記掘削機１を使用した、この発明方法の実施形態について説明すると、図２の(a) ，(b) に示すように、地盤Ｇ中に埋設された場所打ち杭である円柱状の既設コンクリート杭１４には、その外周部に補強用の鉄筋１５が埋設されている。
【００２３】
この既設コンクリート杭１４を撤去するにあたって、先ず、図３の(a) に示すように、円柱状既設コンクリート杭１４の外周を囲繞するように周囲地盤崩壊防止用のケーシング１６を地盤Ｇ中に貫入する。周囲地盤崩壊防止用ケーシング１６は、図示のように、全周回転圧入装置１８により回転圧入されて地盤Ｇ中に貫入される。このケーシング１６は、下端部に切削ビット１７を備えているから、回転圧入装置１８による回転貫入作業が容易となる。なお、このケーシング１６は、既設コンクリート杭１４の撤去作業が終われば、回転圧入装置１８によって地上へ引き上げるようになっている。
【００２４】
全周回転圧入装置１８は、図３の(a) に概略示すように、ベースフレームａの四隅に設けた昇降シリンダｂに連結された昇降フレームｃを備え、この昇降フレームｃには、前記ケーシング１６が挿通されるテーパ孔（図示省略）を有する回転フレーム（図示省略）が回転可能に支持されていて、昇降フレームｃに連結されたチャックシリンダ（図示省略）によりケーシング１６とテーパ孔との間に楔部材を挿入して、回転フレームとケーシング１６とを締結するするようになっている。従って、ケーシング１６の貫入時には、ケーシング１６を回転フレームに把持した状態で回転フレームをモータ（図示省略）によって回転駆動すると共に、昇降シリンダｂを下降させることにより、ケーシング１６を回転させながら地盤Ｇ中に押し込んでゆく。
【００２５】
上記のように円柱状既設コンクリート杭１４の外周に周囲地盤崩壊防止用のケーシング１６を貫入した後、図４の(a) に示すように、回転掘削装置としてのオーガスクリュー１９によって、円柱状既設コンクリート杭１４の鉄筋１５が埋設されている外周部１４ａを残してその内側を所要深さにわたって掘削する、つまり円柱状既設コンクリート杭１４の中抜きを行う。このオーガスクリュー１９は、回転軸１９ａの先端部側に杭１４の直径より小さい所定の直径を有するスクリュー１９ｂを設けると共に、スクリュー１９ｂの先端部に複数のビット１９ｃを突設してなるもので、図１及び図４の(a) に示すように、回転軸１９ａの上端連結部１９ｏをケリーバー９の下端部９ａに連結し、ケリーバー駆動装置１３における回転駆動装置１２の回転駆動によるケリーバー９の回転により回転軸１９ａを回転させて、先端のビット１９ｃにより円柱状コンクリート杭１４をその外周部１４ａを残して掘削する（中抜きする）ようになっている。
【００２６】
オーガスクリュー１９によって掘削された円柱状コンクリート杭１４の掘削屑は、スクリュー１９ｂを適宜引き上げることによって地上に排出させることができる。このように回転掘削装置としてのオーガスクリュー１９を使用すれば、円柱状コンクリート杭１４を掘削しながら、その掘削屑を排出することができ、作業能率を向上できる。なお、掘削屑は、掘削終了後にオーガスクリュー１９を引き抜いた後、ハンマーグラブ等により排出させるようにしてもよい。
【００２７】
上記のようにコンクリート杭１４の掘削屑を地上へ排出した後、オーガスクリュー１９を地上へ引き上げて、回転軸１９ａの上端連結部１９ｏをケリーバー９の下端部９ａから取り外し、このオーガスクリュー１９に代えて、切断装置２０のケリーバー連結部２２をケリーバー９の下端部９ａに連結する。この状態から、切断装置２０を、図５の(a) に示すように中抜きした円筒状コンクリート杭１４ａ内に挿入して、その底面１４ａｏに接地させ、しかして図５の(a) に示す基筒部２１内の退避位置にある切削ビット２３を図５の(b) に示す進出位置へと進出させながら、回転駆動装置１２（図１参照）によるケリーバー９の回転駆動によって各切削ビット２３を旋回することにより、円筒状コンクリート杭１４ａの下端部を切断する。この切断部を図６の(a) ，(b) に２７で示す。切断装置２０の構造及びその作用については、後に詳しく説明する。
【００２８】
円筒状コンクリート杭１４ａの下端部を切断したならば、切削ビット２３を図６の(a) に示すように基筒部２１内の退避位置に退入させた後、切断装置２０をケリーバー９を介して地上に引き上げる。それから図７に示すように、切断した円筒状コンクリート杭１４ａの上端部を、前記巻上ワイヤー７とは別の補巻上ワイヤー４８によりリーダ４の頂部から吊持されるハンマーグラブ２８（掴み引上げ装置）により掴んで、そのまま地上に引き上げる。このハンマーグラブ２８は、周知構造のもので、複数のシェル４９を適宜に開閉操作することによって、切断した円筒状コンクリート杭１４ａの上端部を掴持することができる。このように掴み引上げ装置としてハンマーグラブ２８を使用すれば、リーダ４の頂部から垂下される巻上げワイヤーを使用してハンマーグラブを操作できるため、掴み引上げ作業を簡単容易に行うことができる。
【００２９】
こうして切断した円筒状コンクリート杭１４ａを地上に引き上げたならば、図８に示すように地盤Ｇ中に残存する、未だ中抜きされていない円柱状既設コンクリート杭１４部分を、図４〜図７によって説明したような行程と同じ行程をもう一回、あるいは複数回繰り返し行うことによって、地盤Ｇ中から既設コンクリート杭１４の全体を撤去する。
【００３０】
上記切断装置２０について図９〜図１２を参照しながら説明すると、この切断装置２０は、図９〜図１１に示すように、樽形の基筒部２１と、この樽形基筒部２１の上端部に、一定ストローク上下動自在で且つ一体回転可能に連結されていて、ケリーバー９の下端部に着脱自在に連結されるケリーバー連結部２２と、基筒部２１内に退避する退避位置と基筒部２１の側壁部２１ａに設けた窓２６から半径方向外向きに進出する進出位置との間で進退自在に設けられた２つの切削ビット２３，２３と、基筒部２１内に設けられたメインシリンダ２４及び２つのビット駆動シリンダ２５，２５と、基筒部２１の下端部に回転自在に設けられた反力受け４３と、からなるもので、メインシリンダ２４のピストンロッド２４１をケリーバー連結部２２に連動連結し、各ビット駆動シリンダ２５のピストンロッド２５１を切削ビット２３に連動連結し、そして図１２から分かるように、メインシリンダ２４のピストン側室２４ａと各ビット駆動シリンダ２５のピストン側室２５ａとを、油路２９を介して連通連結すると共に、メインシリンダ２４のロッド側室２４ｂと各ビット駆動シリンダ２５のロッド側室２５ｂとを油路３０を介して連通連結し、しかしてケリーバー駆動装置１０によるケリーバー９の押込み動作によりメインシリンダ２４を往動して各ビット駆動シリンダ２５を往動し、それにより各切削ビット２３を退避位置から進出位置へ進出させつつ円筒状コンクリート杭１４ａの内周面に突き刺しながら、ケリーバー９を回転駆動して各切削ビット２３を旋回させることにより、円筒状コンクリート杭１４ａを切断し、またケリーバー９を引き上げてメインシリンダ２４を復動させることによって、各ビット駆動シリンダ２５を復動させて各切削ビット２３を退避位置に退入させるようになっている。なお、切断にあたっては、基筒部２１の下端部に設けられた反力受け４３を円筒状コンクリート杭１４ａの底面１４ａｏに接地させる。図１２において、２４２はメインシリンダ２４のピストンを示し、２５２は各ビット駆動シリンダ２５のピストンを示す。
【００３１】
この切断装置２０について更に説明すれば、ケリーバー連結部２２は、基筒部２１の上端側に同軸状に固定された筒状軸受部材３１に上下動自在で回転自在に嵌挿される本体軸部３２と、この本体軸部３２の上端部に同軸状に連設された径大の基台部３３と、この基台部３３の上端に同軸状に突設され、ケリーバー９の下端部９ａを嵌合させる角筒状嵌合部３４と、前記本体軸部３２の下端部に設けられた本体軸部抜け止めストッパー３５と、ケリーバー連結部２２と基筒部２１とを一体回転可能に連結するために本体軸部３２の外周面にその軸方向に設けられたキー３６及びこのキー３６が軸方向にスライド自在に嵌合するように筒状軸受部材３１の内周面に設けられたキー溝３７とから構成される。基台部３３の上側段部３３ａと筒状軸受部材３１の上端部との間には圧縮コイルバネ３８が介装され、この圧縮コイルバネ３８の付勢力によって、本体軸部３２は、図１０に示すように、その上端部側が筒状軸受部材３１の上端から常時所要長さ突出し、それによって各切削ビット２３が常時は基筒部２１内の退避位置に退入した状態となる。このように切削ビット２３が常時は基筒部２１内の退避位置に退入するようにしておけば、切断装置２０を単独で持ち運びするような時に切削ビット２３でケガをするようなことがなく安全である。なお、図９の(a) ，(b) には切削ビット２３を仮想線で示しているが、これは、ケリーバー連結部２２を図示の状態から圧縮コイルバネ３８の付勢力に抗して押し下げた時に、切削ビット２３が退避位置から基筒部２１の外へ突出した状態となることを示したものである。またこの圧縮コイルバネ３８は、ケリーバー９を引き上げてメインシリンダ２４を復動させる時のピストン２４２の押し上げ作用を助ける機能も有する。また、前記ストッパー３５の下部には枢着用ブラケット３９が取り付けられ、このブラケット３９にメインシリンダ２４のピストンロッド２４１がピン４０により枢着され、このメインシリンダ２４は、基筒部２１内の下部に直径方向に横設された角筒状支持部材４１上に設置されている。
【００３２】
また、図９〜図１１に示すように、一対の切削ビット２３，２３は、角筒状支持部材４１内にスライド自在に夫々嵌挿されていて、連結部材４２，４２を介してピストンロッド２５１，２５１に連動連結されたビット駆動シリンダ２５，２５により、角筒状支持部材４１の両端側の窓２６，２６から夫々外向きに進出する進出位置と、基筒部２１内に夫々退入する退避位置との間で進退駆動されるようになっている。また、基筒部２１の下端部に設けられた反力受け４３は、基筒部２１の下面側に垂直に固定された固定軸部４４と、この固定軸部４４にスラスト及びラジアル軸受４５を介して回転自在に支持された筒状回転部材４６と、この筒状回転部材４６の下端面に固着された接地部材４７とからなるもので、切断装置２０の使用時には、図５の(a) ，(b) に示すように、接地部材４７を、掘削された円筒状コンクリート杭１４ａの底面１４ａｏに接地させることによって、基筒部２１の反力を受けるようにしている。
【００３３】
上記のように構成される切断装置２０によって円筒状コンクリート杭１４ａを切断する時は、巻上ワイヤー６で吊持されたケリーバー９の下端部９ａにケリーバー連結部２３の角筒状嵌合部３４を嵌合して、ボルト又はピンにより固定し、ケリーバー９を介して切断装置２０を図５の(a) に示すように円筒状コンクリート杭１４ａ内の下部まで下降させ、反力受け４３の接地部材４７を円筒状コンクリート杭１４ａ内の底面１４ａｏに接地させた後、図１に示す押込み装置１３によって、基筒部２１内の退避位置にある各切削ビット２３を図５の(b) に示すように進出位置へ進出させつつ円筒状コンクリート杭１４ａの内周面下端部に突き刺しながら、ケリーバー駆動装置１０の回転駆動装置１２によりケリーバー９を回転駆動して、基筒部２１と共に各切削ビット２３を旋回させることにより、円筒状コンクリート杭１４ａを切断する。その切断後は、ケリーバー９を引き上げて、メインシリンダ２４を復動させることにより、各ビット駆動シリンダ２５を復動させて、各切削ビット２３を図６の(a) に示すように進出位置から基筒部２１内の退避位置に退入させる。
【００３４】
上記切断装置２０におけるメインシリンダ２４及びビット駆動シリンダ２５の作動並びにこれらのシリンダ２４，２５による切削ビット２３の進退動作を図１２の油圧回路によって説明すると、先ず、ケリーバー駆動装置１０によってケリーバー９を下方へ押し込むと、切断装置２０のケリーバー連結部２２が図１０に示す通常位置から図１１に示す位置へ押し下げられ、これによりメインシリンダ２４のピストンロッド２４１が図１０の位置から図１１の位置へ下動してピストン２４２を押し下げ、これによってそのピストン側室２４ａの油が図１２の(a) に示すように油路２９を通じて各ビット駆動シリンダ２５のピストン側室２５ａに供給されるから、各ピストンロッド２５１に連結された切削ビット２３が図５の(a) 及び図１０の(a) ，(b) に示す退避位置から進出を開始して、円筒状コンクリート杭１４ａの内周面下端部に突き刺さる。
【００３５】
上記のように各切削ビット２３が退避位置から進出位置への進出を開始すると同時に、ケリーバー駆動装置１３の回転駆動装置１２によりケリーバー９が回転を開始して、各切削ビット２３が旋回することにより、円筒状コンクリート杭１４ａの切断が開始され、そして各切削ビット２３が図５の(b) 及び図１１の(a) ，(b) に示すような進出位置に至るころには円筒状コンクリート杭１４ａの切断が終了する。こうして各切削ビット２３による切断が終了すると、回転駆動装置１２によるケリーバー９の回転を停止させた後、巻上ワイヤー７でケリーバー９を引き上げることにより、切断装置２０のケリーバー連結部２２が図１１に示す位置から図１０に示す通常位置へ引き上げられ、これによりメインシリンダ２４のピストンロッド２４１が図１１の位置から図１０の位置へ上動して、ピストン２４２を引き上げ、これによってそのロッド側室２４ｂの油が図１２の(b) に示すように油路３０を通じ各ビット駆動シリンダ２５のロッド側室２５ｂに供給されるから、各ピストンロッド２５１に連結された切削ビット２３が進出位置から退避位置へと退入する。
【００３６】
以上説明したような掘削機１の使用による既設杭の撤去方法によれば、円柱状の既設コンクリート杭１４を、ケリーバー９の下端部に連結した回転掘削装置１９によって、鉄筋１５が埋設されている外周部を残してその内部を所要深さ掘削し、その掘削屑を地上へ排出した後、残った円筒状コンクリート杭１４ａの下端部を、回転掘削装置１９に代えてケリーバーの下端部に連結した切断装置２０によって切断し、この切断した円筒状コンクリート杭１４ａの上端部を掴み引上げ装置２８により掴んで地上に引き上げ、以降は上記の行程を繰り返し行うようにするから、撤去作業中に振動や騒音が少なく、地盤中に埋設されている既設コンクリート杭１４を容易且つ確実に撤去することができる。また、この撤去方法は、ケリーバー９と、ケリーバー９に回転力と押込み力を与えるケリーバー駆動装置１０とを備えた掘削機１を使用する方法で、回転掘削装置１９及び切断装置２０の駆動をそれぞれケリーバー９によって行わせるようにするから、特別な駆動装置及び油圧配管等の複雑な設備が不要となり、設備費用及び作業コストの低減が図られる。
【００３７】
また、図９〜図１２によって説明したような切断装置２０を使用すれば、掘削機１の設置される地上から基筒部２１までの大掛かりな油圧配管設備が不要となり、基筒部２１内のメインシリンダ２４と各ビット駆動シリンダ２５とを連通連結する最小限の配管設備で済むから、設備が簡単となり、設備費用及び作業コストが一層低減される。また、この切断装置２０は、基筒部２１と、ケリーバー９の下端部が着脱自在に連結されるケリーバー連結部２２と、基筒部２１内から進退自在の複数の切削ビット２３と、基筒部２１内に設けられたメインシリンダ２４及び複数のビット駆動シリンダ２５とで構成されるから、構造が簡単でコンパクトになり、また各切削ビット２３を退避位置から進出位置へ進出させつつ円筒状コンクリート杭１４ａの内周面に突き刺しながら、ケリーバー９を回転駆動して各切削ビット２３を旋回させることによって切断するから、鉄筋１５を含む円筒状コンクリート杭１４ａを有効に切断することができる。
【００３８】
また、上記切断装置２０において、メインシリンダ２４及び各ビット駆動シリンダ２５として夫々複動シリンダを使用して、メインシリンダ２４のピストンロッド２４１をケリーバー連結部２２に連動連結し、各ビット駆動シリンダ２５のピストンロッド２５１を切削ビット２３に連動連結し、メインシリンダ２４のピストン側室２４ａと各ビット駆動シリンダ２５のピストン側室２５ａとを連通連結すると共に、メインシリンダ２４のロッド側室２４ｂと各ビット駆動シリンダ２５のロッド側室２５ｂとを連通連結したことによって、切断終了後に各ビット駆動シリンダ２５を退避位置と進出位置との間で確実に往復作動させることができる。
【００３９】
図１３は、上述の既設杭撤去方法において回転切削装置１９としてコアチューブ５０を使用する場合を示し、(a) はその使用状態の側面図、(b) はコアチューブ５０の平面図、(c) は底面図である。即ち、先に説明した実施形態では、回転切削装置１９として図４の(a) に示すようなオーガスクリュー１９を使用したが、これに代えてコアチューブ５０を使用することができる。このコアチューブ５０は、同図(a) に示すように上端側が閉塞した円筒状体からなるもので、上端閉塞壁５０ａの中央部にはケリーバー９の下端部に連結可能な連結部５０ｏが突設され、そして下端部に切削ビット５１が装着されている。同図(a) ，(b) において、５２は上端閉塞壁５０ａに設けられた空気抜き孔である。
【００４０】
上記コアチューブ５０によって円柱状既設コンクリート杭１４の中抜きを行う時には、上端部の連結部５０ｏをケリーバー９の下端部に連結した後、図１に示すケリーバー駆動装置１３における回転駆動装置１２の駆動によるケリーバー９の回転によりコアチューブ５０を回転させて、図１３の(a) に示すように、円柱状のコンクリート杭１４を、先端部の切削ビット５１により鉄筋１５の埋設された外周部１４ａが残るように穿孔しながら、コアチューブ５０内にコンクリート１４ｏを取り入れてゆき、所定深さまで穿孔した後、回転駆動装置１２による回転駆動を停止し、図１に示すクラウドシリンダ１１により昇降基台１０を上昇駆動してケリーバー９を介してコアチューブ５０を引き抜くことにより、コアチューブ５０内に詰まったコンクリート１４ｏを取り出して地上へ排出し、中抜きを行う。このような操作を繰り返し行うことによって、円柱状の既設コンクリート杭１４を所要深さまで中抜きすることができる。
【００４１】
上記のように回転掘削装置としてコアチューブ５０を使用すれば、コアチューブ５０を回転して先端部の切削ビット５１で円柱状コンクリート杭１４を穿孔しながらコアチューブ５０内にコンクリート１４ｏを取り入れた後、ケリーバー９を介してコアチューブ５０を引き抜くことにより、内部のコンクリート１４ｏを取り出して地上へ排出できるから、円柱状既設コンクリート杭１４の掘削作業（中抜き作業）を一層効率良く行うことができる。
【符号の説明】
【００４２】
１ 掘削機
４ リーダ
６ 巻上ワイヤー
９ ケリーバー
１０ 昇降基台
１１ クラウドシリンダ
１２ 回転駆動装置
１３ ケリーバー駆動装置
１４ 既設コンクリート杭
１４ａ 掘削された（中抜きされた）円筒状コンクリート杭
１４ａｏ 円筒状コンクリート杭の底面
１６ 周囲地盤崩壊防止用ケーシング
１９ 回転掘削装置
２０ 切断装置
２１ 基筒部
２２ ケリーバー連結部
２３ 切削ビット
２４ メインシリンダ
２５ ビット駆動シリンダ
２８ 掴み引上げ装置
４３ 反力受け
５０ コアチューブ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケリーバーと、ケリーバーに回転力と押込み力を与えるケリーバー駆動装置とを備えた掘削機を使用した既設杭の撤去方法であって、円柱状の既設コンクリート杭を、ケリーバーの下端部に連結した回転掘削装置によって、鉄筋が埋設されている外周部を残してその内部を所要深さ掘削し、その掘削屑を地上へ排出した後、残った円筒状コンクリート杭の下端部を、回転掘削装置に代えてケリーバーの下端部に連結した切断装置によって切断し、この切断した円筒状コンクリート杭の上端部を掴み引上げ装置により掴んで、地上に引き上げ、以降は上記行程を繰り返し行うことを特徴とする既設杭の撤去方法。
【請求項２】
回転掘削装置によって円柱状既設コンクリート杭の内部を掘削する前に、この杭を囲繞するように周囲地盤崩壊防止用ケーシングを地盤中に貫入することを特徴とする請求項１に記載の既設杭の撤去方法。
【請求項３】
回転掘削装置は、ケリーバーの下端部に連結可能な連結部を上端部に有するオーガスクリューからなることを特徴とする請求項１又は２に記載の既設杭の撤去方法。
【請求項４】
回転掘削装置は、ケリーバーの下端部に連結可能な連結部を上端部に有し且つ下端部に切削ビットを装着したコアチューブからなることを特徴とする請求項１又は２に記載の既設杭の撤去方法。
【請求項５】
切断装置は、基筒部と、基筒部の上端部に上下動自在で一体回転可能に連結されていて、ケリーバーの下端部に着脱自在に連結されるケリーバー連結部と、基筒部内に退避する退避位置と基筒部の側壁部に設けた窓から半径方向外向きに進出する進出位置との間で進退自在に設けられた複数の切削ビットと、基筒部内に設けられたメインシリンダ及び複数のビット駆動シリンダと、基筒部の下端部に回転自在に設けた反力受けとを備え、メインシリンダのピストンロッドをケリーバー連結部に連動連結し、各ビット駆動シリンダのピストンロッドを切削ビットに連動連結し、メインシリンダのピストン側室と各ビット駆動シリンダのピストン側室とを連通連結すると共に、メインシリンダのロッド側室と各ビット駆動シリンダのロッド側室とを連通連結してなるもので、ケリーバー駆動装置によるケリーバーの押込み動作によりメインシリンダを往動して各ビット駆動シリンダを往動し、それにより各切削ビットを退避位置から進出位置へ進出させつつ円筒状コンクリート杭の内周面に突き刺しながら、ケリーバーを回転駆動して各切削ビットを旋回させることにより、円筒状コンクリート杭を切断し、またケリーバーを引き上げてメインシリンダを復動させることにより、各ビット駆動シリンダを復動させて各切削ビットを退避位置に退入させるようにした請求項１〜４の何れかに記載の既設杭の撤去方法。
【請求項６】
周囲地盤崩壊防止用ケーシングは、下端部に切削ビットを備えていることを特徴とする請求項２〜５の何れかに記載の既設杭の撤去方法。
【請求項７】
掴み引上げ装置はハンマーグラブからなることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の既設杭の撤去方法。
【請求項１】
ケリーバーと、ケリーバーに回転力と押込み力を与えるケリーバー駆動装置とを備えた掘削機を使用した既設杭の撤去方法であって、円柱状の既設コンクリート杭を、ケリーバーの下端部に連結した回転掘削装置によって、鉄筋が埋設されている外周部を残してその内部を所要深さ掘削し、その掘削屑を地上へ排出した後、残った円筒状コンクリート杭の下端部を、回転掘削装置に代えてケリーバーの下端部に連結した切断装置によって切断し、この切断した円筒状コンクリート杭の上端部を掴み引上げ装置により掴んで、地上に引き上げ、以降は上記行程を繰り返し行うことを特徴とする既設杭の撤去方法。
【請求項２】
回転掘削装置によって円柱状既設コンクリート杭の内部を掘削する前に、この杭を囲繞するように周囲地盤崩壊防止用ケーシングを地盤中に貫入することを特徴とする請求項１に記載の既設杭の撤去方法。
【請求項３】
回転掘削装置は、ケリーバーの下端部に連結可能な連結部を上端部に有するオーガスクリューからなることを特徴とする請求項１又は２に記載の既設杭の撤去方法。
【請求項４】
回転掘削装置は、ケリーバーの下端部に連結可能な連結部を上端部に有し且つ下端部に切削ビットを装着したコアチューブからなることを特徴とする請求項１又は２に記載の既設杭の撤去方法。
【請求項５】
切断装置は、基筒部と、基筒部の上端部に上下動自在で一体回転可能に連結されていて、ケリーバーの下端部に着脱自在に連結されるケリーバー連結部と、基筒部内に退避する退避位置と基筒部の側壁部に設けた窓から半径方向外向きに進出する進出位置との間で進退自在に設けられた複数の切削ビットと、基筒部内に設けられたメインシリンダ及び複数のビット駆動シリンダと、基筒部の下端部に回転自在に設けた反力受けとを備え、メインシリンダのピストンロッドをケリーバー連結部に連動連結し、各ビット駆動シリンダのピストンロッドを切削ビットに連動連結し、メインシリンダのピストン側室と各ビット駆動シリンダのピストン側室とを連通連結すると共に、メインシリンダのロッド側室と各ビット駆動シリンダのロッド側室とを連通連結してなるもので、ケリーバー駆動装置によるケリーバーの押込み動作によりメインシリンダを往動して各ビット駆動シリンダを往動し、それにより各切削ビットを退避位置から進出位置へ進出させつつ円筒状コンクリート杭の内周面に突き刺しながら、ケリーバーを回転駆動して各切削ビットを旋回させることにより、円筒状コンクリート杭を切断し、またケリーバーを引き上げてメインシリンダを復動させることにより、各ビット駆動シリンダを復動させて各切削ビットを退避位置に退入させるようにした請求項１〜４の何れかに記載の既設杭の撤去方法。
【請求項６】
周囲地盤崩壊防止用ケーシングは、下端部に切削ビットを備えていることを特徴とする請求項２〜５の何れかに記載の既設杭の撤去方法。
【請求項７】
掴み引上げ装置はハンマーグラブからなることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の既設杭の撤去方法。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−１０２５５９（Ｐ２０１２−１０２５５９Ａ）
【公開日】平成２４年５月３１日（２０１２．５．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２５２５７８（Ｐ２０１０−２５２５７８）
【出願日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【出願人】（５１０２９９０６４）基礎エンジニアリング株式会社 (1)
【出願人】（３９００１６４５８）三和機工株式会社 (19)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月３１日（２０１２．５．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【出願人】（５１０２９９０６４）基礎エンジニアリング株式会社 (1)
【出願人】（３９００１６４５８）三和機工株式会社 (19)
【Ｆターム（参考）】
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