説明

既設杭の撤去装置

【課題】機能的及び構造的に簡素で、地盤中既設杭を容易に切断して確実に撤去できるようにした既設杭の撤去装置を提供すること。
【解決手段】既設杭の外周面に切欠溝5を削成するビット4を備え、中空状既設杭6Aの周囲地盤Gを掘削して地盤G中に建て込まれるケーシング1と、ケーシング1を回転させつつ地盤G中に圧入する回転圧入手段2と、ビット4で削成された切欠溝よりも上方位置で前記中空状既設杭6Aを掴んで抜き出す抜き出し手段とからなり、ビット4は、ケーシング1の内周面下端部に枢軸8により枢着され、ケーシング1を掘削方向に回転させる時はケーシング1内周面寄りに倒れて退避し、ケーシング1を掘削方向と逆方向に回転させる時に掘削土砂の抵抗を受けて退避位置から起立し、既設杭6の外周面に切欠溝5を形成するようになっている。

【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構築するような場合に、地中に埋設されているコンクリート製の既設杭を撤去するための既設杭の撤去装置に関する。
【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、機能的及び構造的に簡素で、地盤中に埋設されているコンクリート製の中空状既設杭あるいは中実状既設杭を容易に切断して確実に撤去できるようにした既設杭の撤去装置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番号を付して説明すると、請求項1に係る発明は、既設杭の外周面に切欠溝5を削成するビット4を備え、中空状既設杭6Aの周囲地盤Gを掘削して地盤G中に建て込まれるケーシング1と、ケーシング1を回転させつつ地盤G中に圧入する回転圧入手段2と、前記ビット4で削成された切欠溝よりも上方位置で前記中空状既設杭6Aを掴んで抜き出す抜き出し手段3とからなり、前記ビット4は、ケーシング1の内周面下端部に枢軸8により枢着されていて、ケーシング1を掘削方向に回転させる時はケーシング1内周面寄りに倒れて退避し、ケーシング1を掘削方向と逆方向に回転させる時に掘削土砂の抵抗を受けて退避位置から起立し、既設杭6Aの外周面にその全周に亙って切欠溝5を削成するようになっていることを特徴としている。
【0006】
請求項2に係る発明は、既設杭の外周面に切欠溝を削成するビット4を備え、中実状既設杭6Bの周囲地盤Gを掘削して地盤G中に建て込まれるケーシング1と、ケーシング1を回転させつつ地盤G中に圧入する回転圧入手段2と、地盤G中に建て込んだケーシング1で囲まれる中実状既設杭6Bの内部を掘削して中空状にする掘削手段13と、掘削手段13によって中空状にされた既設杭6Bをビット4で削成された切欠溝5より上方位置で掴んで抜き出す抜き出し手段3とからなり、前記ビット4は、ケーシング1の内周面下端部に枢軸8により枢着されていて、ケーシング1を掘削方向に回転させる時はケーシング1内周面寄りに倒れて退避し、ケーシング1を掘削方向と逆方向に回転させる時に掘削土砂の抵抗を受けて退避位置から起立し、既設杭6Bの外周面にその全周に亙って切欠溝5を削成するようになってい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装置において、前記抜き出し手段3はハンマーグラブからなることを特徴とする。
【0008】
請求項4は、請求項2又は3に記載の既設杭の撤去装置において、前記掘削手段13はアースオーガーからなることを特徴とする。
【発明の効果】
【0009】
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番号を付して説明すると、請求項1に係る発明の撤去装置によれば、ビット4を備え、中空状既設杭6Aの周囲地盤Gを掘削して建て込まれるケーシング1と、ケーシング1を地盤G中に回転圧入する回転圧入手段2と、ビット4で削成された切欠溝より上方位置で中空状既設杭6Aを掴んで抜き出す抜き出し手段3とからなるもので、ビット4は、ケーシング1の内周面下端部に枢着されて、ケーシング1を地盤Gの掘削方向に回転させる時はケーシング1内周面寄りに倒れて退避し、ケーシング1を地盤Gの掘削方向と逆方向に回転させる時には掘削土砂の抵抗を受けて退避位置から起立して既設杭6の外周面に切欠溝5を形成しながら中空状既設杭6Aに埋設された縦筋9を切断できるようになっているから、地盤G中の既設杭6を容易に切断して撤去することができる。また、この撤去装置は、構造が簡単で部品点数が少なく、機能的及び構造的にきわめて簡素で、製作コストを安くできて安価に提供することができる。
【0010】
請求項2に係る発明によれば、ビット4を備え、中実状既設杭6Bの周囲地盤Gを掘削して建て込まれるケーシング1と、ケーシング1を地盤G中に回転圧入する回転圧入手段2と、地盤G中に建て込んだケーシング1で囲まれる中実状既設杭6Bの内部を掘削して中空状にする掘削手段13と、掘削手段13により中空状にされた既設杭6Bをビット4で削成された切欠溝5より上方位置で掴んで抜き出す抜き出し手段3とからなるもので、ビット4は、請求項1に記載のものと同じく、ケーシング1を地盤Gの掘削方向に回転させる時はケーシング1内周面寄りに倒れて退避し、逆方向に回転させる時は掘削土砂の抵抗を受けて退避位置から起立して既設杭6B外周面に切欠溝5を削成しながら既設杭6Bの外周部に埋設された縦筋9を切断できるようになっているから、中実状の既設杭6Bであっても、ケーシング1のビット4による切断に先立ち、その中実状既設杭6Bを掘削手段13により掘削して中空状に形成することによって、その中実状既設杭6Bを、中空状既設杭6Aの場合と同じように容易に切断して撤去することができる。また、この撤去装置は、構造が簡単にして、部品点数が少なく、機能的及び構造的にきわめて簡素で、製作コストを安くできて安価に提供することができる。
【0011】
請求項3に記載のように、抜き出し手段3としてハンマーグラブを使用した場合には、ケーシング1内での既設杭6A,6Bの掴持作業及びケーシング1外への抜き出し作業を能率良く行うことができる。
【0012】
請求項4に記載のように、掘削手段13としてアースオーガを使用した場合には、他の掘削装置に比べて、中実状既設杭6Bの内部掘削を効率良く行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】(a) は本発明に係る既設杭の撤去装置に使用するケーシングを示す一部断面正面図、(b) は(a) のX−X線断面図である。
【図2】(a) は図1の(a) のY−Y線拡大断面図、(b) は(a) のZ−Z線断面図である。
【図3】(a) ,(b) は本発明に係る撤去装置を使用して中空状既設杭を撤去する最初の工程の説明図、(c) は(a) のV−V線断面図、(d) は(b) のW−W線断面図である。
【図4】次の工程の説明図、(c) は(a) のQ−Q線断面図である。
【図5】最後の工程の説明図である。
【図6】(a) ,(b) は本発明に係る撤去装置を使用して中実状既設杭を撤去する場合の工程の一部を説明する説明図、(c) は(a) のR−R線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下に本発明の好適な実施形態について図面を参照しながら説明すると、図1の(a) は本発明に係る既設杭の撤去装置に使用するケーシングを示す一部断面正面図、(b) は(a) のX−X線断面図であり、図2の(a) は図1の(a) のY−Y線拡大断面図、(b) は(a) のZ−Z線断面図であり、図3〜図5は撤去装置の使用による既設杭の撤去方法を示す説明図である。この既設杭の撤去装置は、コンクリート製の例えば中空状既設杭6Aの外周面に切欠溝5を削成するビット4を備えていて、中空状既設杭6Aの周囲地盤Gを掘削して地盤G中に建て込まれるケーシング1と、このケーシング1を回転させつつ地盤G中に圧入する回転圧入手段2と、前記ビット4で削成された切欠溝5よりも上方位置で前記中空状既設杭6Aを掴んで抜き出す抜き出し手段3とから構成される。
【0015】
図1の(a) 及び(b) に示すように、ケーシング1には内周面の下端部に切欠溝削成用のビット4が周方向一定間隔おきに例えば3つ設けられ、ケーシング1の下端には掘削刃7が周方向一定間隔おきに複数突設されている。各ビット4は、図2の(a) に示すように平面視略々三角形に形成されたビット本体4oと、このビット本体4oの先端側に取り付けられた超硬チップ4aとからなるもので、ケーシング1の内周面下端部に枢軸8で枢着されていて、ケーシング1を図2の(a) の矢印aで示す右方向(地盤掘削方向、即ちケーシング1の打ち込み方向)に回転させる時は同図の仮想線で示すようにケーシング1の内周面寄りの退避位置に倒れて退避しており、ケーシング1を同図矢印bで示す左方向(地盤掘削方向と逆方向、即ちケーシング1の引き抜き方向)に回転させる時には掘削土砂の抵抗を受けて、実線で示すように退避位置から起立し、コンクリート製中空状既設杭6Aの外周面にその全周に亙って切欠溝5を連続的に形成しながら、この中空状既設杭6Aに埋設された縦筋9を切断することができるようになっている。
【0016】
尚、各枢軸8は、図2の(a) ,(b) に示すようにケーシング1に設けられた開口部20内に取り付けられた取付枠21の上下横枠部22,22を貫通するように取り付けられ、この枢軸8にビット4の基端部側が回転自在に枢着されている。
【0017】
前記回転圧入手段2は、一般的なオールケーシング工法に使用される全周回転圧入装置からなるもので、図3〜図5に概略示すように、ベースフレーム2aの四隅に設けた昇降シリンダ2bに連結された昇降フレーム2cを備え、この昇降フレーム2cにはケーシング1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2cに連結されたチャックシリンダ(図示省略)によってケーシング1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1とを締結するようになっており、ケーシング1を建て込む時は、ケーシング1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)によって回転駆動させると共に、昇降シリンダ2bを下降させることにより、ケーシング1を回転させながら地盤G中に押し込んでゆくようになっている。
【0018】
ケーシング1の上端部には、図示は省略するが、後続のケーシングの下端部を連結して継ぎ足しができるように連結部が形成されている。尚、ビット4及び掘削刃7は、先行ケーシング1の下端部のみに設けられ、後続のケーシングには設けられておらず、そして後続ケーシングには上下端部に継ぎ足し用の連結部が形成されている。
【0019】
前記抜き出し手段3は、図4に示すように、クレーン(図示省略)から垂下されるワイヤー10によって吊支される基枠11の下部に開閉自在な一対のシェル12,12を装備したハンマーグラブからなるもので、上記ワイヤー10は、ハンマーグラブをケーシング1内に吊り込む手段とシェル12,12を閉じる手段とを兼用していて、このハンマーグラブをケーシング1内に吊り込んだ状態でワイヤー10を適宜に巻き上げることにより、シェル12,12が閉じて、図4の(a) ,(c) に示すようにケーシング1内で既設杭6A(又は後述する既設杭6B)を掴持するようになっている。尚、ここに示す抜き出し手段3としてのハンマーグラブは一例で、どのようなタイプのハンマーグラブでもよい。
【0020】
上記のように構成される既設杭撤去装置によって中空状の既設杭6Aを撤去するには、先ず図3の(a) ,(b) に示すように、既設杭6Aの埋設されている地盤G中に、この既設杭6Aを囲繞するように配置したケーシング1を、回転圧入手段2により図2の(a) 及び図3の(a) に示す矢印aの方向に回転させて、先端部の掘削刃7により既設杭6の周囲地盤Gを掘削しながら圧入していく。この時、ケーシング1を矢印aで示す右方向、即ち地盤掘削方向に回転させるから、このケーシング1の各ビット4は、図2の(a) の仮想線で示す退避位置に退避している(図3の(c) 参照)。
【0021】
こうしてケーシング1を回転圧入手段2によって地盤G中の所定深さまで回転圧入させた後、その回転を停止し、図3の(b) に示すように、回転圧入手段2によるケーシング1の回転を逆転させて、ケーシング1を同図の(b) 及び図2の(a) の矢印bの方向に複数回回転させる。この時、ケーシング1は、矢印bの右方向、即ちケーシング1の引き抜き方向に回転させるから、既設杭切断手段3の各ビット4は、掘削した周囲地盤Gの掘削土砂の抵抗を受けて図2の(a) の実線で示すように起立し、この起立姿勢でケーシング1が複数回(例えば4〜5回)回転することによって、図3の(d) に示すように、中空状既設杭6Aの外周面にその全周に亙って所定深さで所要幅dの切欠溝5を削成しながら、既設杭6Aに埋設されている縦筋9を切断すると共に、この既設杭6Aを切欠溝5のところで切断する。
【0022】
この場合、中空状既設杭6Aは、ビット4によって切欠溝5を削成する時にほとんどの埋設縦筋9が切断されていれば、切欠溝5内にコンクリートの切り残しがあっても差し支えない。即ち、縦筋材9が確実に切断されておれば、コンクリートの切り残し部分は脆いから、後述する抜き出し手段3によって容易に分断可能となる。図3の(b) 及び(d) は、切欠溝5内にコンクリートの切り残し部分はあるが、埋設縦筋9は殆ど切断されている状態を示す。
【0023】
その後、抜き出し手段としてのハンマーグラブ3を、図4の(a) に示すように、クレーンで操作されるワイヤー10により、ケーシング1内に吊り込んで両シェル12,12を閉じ、このシェル12,12によって既設杭6Aを切欠溝5よりも上方位置で掴持する。こうして切欠溝5より上方位置で既設杭6Aを掴んだままハンマーグラブ3をケーシング1から引き上げることにより、図5に示すように、既設杭6Aを、地盤G中に埋設された残部既設杭6oから切り離してケーシング1から抜き出す。
【0024】
尚、図4の(b) は、既設杭6Aを掴んだハンマーグラブ3をケーシング1から引き上げる前にケーシング1を回転圧入手段2により所要高さ迄引き上げて、欠溝5より上方の既設杭6Aを残部既設杭6oから分断する方法を示している。この場合、回転圧入手段2は、ケーシング1を回転させることなく上昇させるだけであるから、ケーシング1の下端部にあるビット4は、図示のように起立姿勢のまま切欠溝5内に食い込んだ状態にあって、ケーシング1の上昇に伴い既設杭6Aを保持したまま引き上げるようになるため、残部既設杭6oから確実に切り離すことができる。
【0025】
上述した図3〜図5に示す工程では、地盤G中に埋設されている既設杭6Aの上端部側のみを切断し撤去しただけであるから、引き続き残部既設杭6oを撤去する必要がある。しかして、残部既設杭6oを撤去するには、図示は省略するが、図5に示すケーシング1の上端部に後続のケーシングを継ぎ足した後、図3の(a) ,(b) によって説明した方法と同じ様な方法で、回転圧入手段2によりケーシング1を切削方向に回転させ、既設杭6の周囲地盤Gを掘削しながら所定深さまで回転圧入させた後、その回転を停止してケーシング1の回転を逆転させ、ビット4を起立させることにより、地盤中にある既設杭6Aの外周面に切欠溝5を削成する。その後、抜き出し手段3によって図4及び図5による説明と同じ様な操作を行い、既設杭6をケーシング1から抜き出して地盤中から地上に排出する。このような操作を繰り返し行うことによって、最終的に既設杭6を地盤G中から撤去することができる。
【0026】
上記のようにして既設杭6Aを地盤G中から撤去した後、その地盤G中に建て込んだケーシング1を回転圧入手段2によって順次引き上げる。
【0027】
以上説明した撤去装置は、既設杭の外周面に切欠溝5を削成するビット4を備え、中空状既設杭6Aの周囲地盤Gを掘削して地盤G中に建て込まれるケーシング1と、ケーシング1を回転させつつ地盤G中に圧入する回転圧入手段2と、ビット4で削成された切欠溝よりも上方位置で前記中空状既設杭6Aを掴んで抜き出す抜き出し手段3とからもので、ビット4は、ケーシング1の内周面下端部に枢着されていて、ケーシング1を地盤Gの掘削方向に回転させる時にはケーシング1内周面寄りに倒れて退避し、ケーシング1を地盤Gの掘削方向と逆方向に回転させる時には掘削土砂の抵抗を受けて退避位置から起立して既設杭6の外周面に切欠溝5を形成しながら、既設杭6Aの外周部に埋設された縦筋9を切断することができるようになっているから、地盤G中の既設杭6を上述のように容易に切断して撤去することができ、そしてこの撤去装置は、構造が簡単で部品点数が少なく、機能的及び構造的にきわめて簡素であるから、製作が容易で安価に提供することができることになる。
【0028】
上述した撤去装置は中空状の既設杭6Aを撤去する場合に使用するものであるが、杭内部が詰まった状態の中実状既設杭の場合には、この中実状既設杭の内部を掘削して中空状にする掘削手段13を備えた撤去装置を使用する。図6はその掘削手段13を備えた場合の撤去装置を示す。尚、中実状既設杭6Bは、地盤G中の中空状既設杭にセメントモルタル等が装填されて一体化した状態なっている杭を含むものとする。
【0029】
即ち、杭内部が詰まった中実状の既設杭6Bを撤去する場合は、掘削手段13として、図6に示すように、モータ(図示省略)によって回転駆動される回転軸14にスクリュー15を設けると共に、回転軸14の先端部に掘削刃16を設けてなる周知のアースオーガを使用するとよい。
【0030】
そして、中実状既設杭6Bを撤去するには、先ず、中実状既設杭6Bの埋設されている地盤G中にケーシング1を、回転圧入手段2により図3の(a) に示す矢印aの方向に回転させて、中実状既設杭6Bの周囲地盤Gを掘削しながらケーシング1を所定深さまで回転圧入させた後、図6の(a) に示すように、ケーシング1で囲まれる中実状既設杭6Bの内部をアースオーガ13によって掘削しながら既設杭6Bの全長に亘って中空状にする。
【0031】
こうして中実状既設杭6Bをアースオーガ13によって中空状にした後は、中空状既設杭6Aの場合と同様に、回転圧入手段2によってケーシング1を逆転させて、図6の(b) に示すように、中空状にされた既設杭6Bの外周面に切欠溝5を削成しながら、この既設杭6Bに埋設されている縦筋9を切断し、この中空状にされた既設杭6Bを切欠溝5のところで切断する。
【0032】
この切断後は、図6の(b) に示すようにアースオーガ13を引き上げて、図4の(a) に示すように、抜き出し手段としてのハンマーグラブ3を、クレーンで操作されるワイヤー10によってケーシング1内に吊り込んで両シェル12,12により既設杭6Bを切欠溝5よりも上方位置で掴持する。こうして既設杭6Bを掴んだままハンマーグラブ3をケーシング1から引き上げることにより、この既設杭6Bを、地盤G中に埋設された残部既設杭6Boから切り離してケーシング1から抜き出し、地盤中から地上に排出する(図5参照)。以降、このような操作を繰り返し行うことにより、既設杭6Bを地盤G中から撤去することができる。
【0033】
上記のように、中実状の既設杭6Bであっても、ケーシング1のビット4による切断に先立ち、その中実状既設杭6Bをアースオーガ13により掘削して中空状に形成することによって、その中実状既設杭6Bを、中空状既設杭6Aの場合と同じように容易に切断して撤去することができる。
【0034】
上記実施形態では、中実状既設杭6Bの内部を掘削して中空状にするための掘削手段13としてアースオーガを使用したが、アースオーガ以外の他の掘削装置を使用することができる。但し、アースオーガは、他の掘削装置に比べて、中実状既設杭6Bの内部掘削を効率良く行うことができる。
【0035】
また上述した実施形態では、ビット4で削成された切欠溝より上方位置で中空状既設杭6A又は中実状既設杭6Bを掴んで抜き出す抜き出し手段3として、ハンマーグラブを使用しているが、ハンマーグラブ以外のものを使用することができる。但し、ハンマーグラブは、ケーシング1内での既設杭6A,6Bの掴持作業及びケーシング1外への抜き出し作業を能率良く行うことができる。
【符号の説明】
【0036】
1 ケーシング
2 回転圧入手段
3 抜き出し手段(ハンマーグラブ)
4 ビット
5 切欠溝
6A 中空状既設杭
6B 中実状既設杭
7 掘削刃
8 枢軸
9 鉄筋(縦筋)
13 掘削手段(アースオーガ)

【特許請求の範囲】
【請求項1】
既設杭の外周面に切欠溝を削成するビットを備え、中空状既設杭の周囲地盤を掘削して地盤中に建て込まれるケーシングと、ケーシングを回転させつつ地盤中に圧入する回転圧入手段と、前記ビットで削成された切欠溝よりも上方位置で前記中空状既設杭を掴んで抜き出す抜き出し手段とからなり、前記ビットは、ケーシングの内周面下端部に枢軸により枢着されていて、ケーシングを掘削方向に回転させる時はケーシング内周面寄りに倒れて退避し、ケーシングを掘削方向と逆方向に回転させる時に掘削土砂の抵抗を受けて退避位置から起立し、既設杭の外周面にその全周に亙って切欠溝を削成するようになっている既設杭の撤去装置。
【請求項2】
既設杭の外周面に切欠溝を削成するビットを備え、中実状既設杭の周囲地盤を掘削して地盤中に建て込まれるケーシングと、ケーシングを回転させつつ地盤中に圧入する回転圧入手段と、地盤中に建て込んだケーシングで囲まれる中実状既設杭の内部を掘削して中空状にする掘削手段と、掘削手段によって中空状にされた既設杭をビットで削成された切欠溝より上方位置で掴んで抜き出す抜き出し手段とからなり、前記ビットは、ケーシングの内周面下端部に枢軸により枢着されていて、ケーシングを掘削方向に回転させる時はケーシング内周面寄りに倒れて退避し、ケーシングを掘削方向と逆方向に回転させる時に掘削土砂の抵抗を受けて退避位置から起立し、既設杭の外周面にその全周に亙って切欠溝を削成するようになっている既設杭の撤去装置。
【請求項3】
前記抜き出し手段はハンマーグラブからなる請求項1又は2に記載の既設杭の撤去装置。
【請求項4】
前記掘削手段はアースオーガーからなる請求項2又は3に記載の既設杭の撤去装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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