既設杭の除去装置及び除去方法
【課題】地中の既設杭の除去を、設備及び施工コストが少ない機能的で簡素な装置構成で、高い作業能率で容易に短く切断し、確実に除去できる方法を提供する。
【解決手段】筒状ケーシング１と、回転圧入手段と、杭切断搬出装置３と、その昇降手段と、杭切断搬出装置３に回転力を伝達するグリッパー４とからなる。杭切断搬出装置３は、筒状ケーシング１内周と既設杭Ｐ外周との間に掘進嵌入する掘進抱持筒３１と、その下部に枢着された可動切断刃５，５を下向きの非切断姿勢から切断完了姿勢までの内向き回動を行う油圧シリンダ６を有し、筒状ケーシング１にて囲繞した既設杭Ｐの上部に掘進抱持筒３１を套嵌させ、回転を伴って可動切断刃５，５を非切断姿勢から切断完了姿勢まで回動させることにより、既設杭Ｐの上部を切り取り、切り取り部分を切断完了姿勢の可動切断刃５，５で底受けして掘進抱持筒３１内に抱持し、地上へ搬出するように構成されてなる。
【解決手段】筒状ケーシング１と、回転圧入手段と、杭切断搬出装置３と、その昇降手段と、杭切断搬出装置３に回転力を伝達するグリッパー４とからなる。杭切断搬出装置３は、筒状ケーシング１内周と既設杭Ｐ外周との間に掘進嵌入する掘進抱持筒３１と、その下部に枢着された可動切断刃５，５を下向きの非切断姿勢から切断完了姿勢までの内向き回動を行う油圧シリンダ６を有し、筒状ケーシング１にて囲繞した既設杭Ｐの上部に掘進抱持筒３１を套嵌させ、回転を伴って可動切断刃５，５を非切断姿勢から切断完了姿勢まで回動させることにより、既設杭Ｐの上部を切り取り、切り取り部分を切断完了姿勢の可動切断刃５，５で底受けして掘進抱持筒３１内に抱持し、地上へ搬出するように構成されてなる。
【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梁の架け替え等において、地中に埋設されているコンクリート製の既設杭を除去するための除去装置及び除去方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、既設杭の除去手段として、該既設杭を囲繞するように筒状の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）を該ケーシングの内側に落下させて既設杭を上端側から破砕し、その破砕物をハンマーグラブによって地上へ排出する操作を繰り返す方法が汎用されている。しかるに、このような除去手段ではチゼル落下の衝撃に伴って発生する大きな振動と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、杭中に配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困難になることも多々あった。
【０００３】
そこで、近年においては、既設杭を破砕せずに短く輪切りにして地上へ搬出する方法が種々提案されている。これら提案法では、やはり既設杭を囲繞するように筒状のケーシングを地中に建て込むが、該ケーシングの下部内周側に設けた切断刃を内向きに変位させ、該ケーシングの回転によって既設杭の外周部に切り込んで内部の縦鉄筋を切断したり（特許文献１，２）、該ケーシングの下部内壁面に一端側を固着して該内壁面に沿って水平に延伸するワイヤソーにより、当該ケーシングを回転させながら既設杭を短く切断したり（特許文献３）して、短く切り取った既設杭の一部をケーシングと共に地上に引き上げて取り出すようにしている。
【特許文献１】特開２００２−１３８４７４号公報
【特許文献２】特開２００６−１６７７８号公報
【特許文献３】特開２００６−９７２７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１〜３のように既設杭の切り取り部分をケーシングと共に地上に引き上げて撤去する方法では、既設杭周囲に建て込んだケーシングの抜出により、切り取り後の孔が周壁の崩壊で埋まったり、残部の既設杭周囲の地盤が不安定になる懸念がある上、次の切り取り操作でケーシングの回転圧入をやり直す必要があり、消費動力の無駄が大きく、作業能率も悪いという問題があった。更に、特許文献１及び２の方法のように既設杭の縦鉄筋がある外周部のみを切り込む方法では、その切り込み後に既設杭の未切断コア部を横に断裂させることになり、そのために既設杭に大きな破断力を加える格別な操作手段が必要になる。一方、特許文献３のようにワイヤソーを用いる方法では、切断に時間がかかることに加え、ワイヤソーが圧力で潰れたり断裂したりして切断不能になる虞れも高く、信頼性に劣るという欠点もあった。
【０００５】
本発明は、上述の情況に鑑み、地中の既設杭の除去手段として、機能的で簡素な装置構成により、地中の既設杭を容易に短く切断して確実に除去できる上、非常に高い作業能率が得られると共に、設備及び施工コストも少なくて済む除去装置及び除去方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための手段を添付図面の参照符号を付して示せば、本発明の請求項１に係る既設杭の除去装置は、既設杭Ｐを囲繞して地中に建て込む筒状ケーシング１と、該筒状ケーシング１を回転させつつ既設杭Ｐの埋設地中へ圧入掘進させる回転圧入手段２と、該筒状ケーシング１内に昇降自在に配置させる杭切断搬出装置３と、該杭切断搬出装置３を昇降させる昇降手段と、該杭切断搬出装置３に筒状ケーシング１の回転力を伝達する回転伝達手段（グリッパー４）とからなり、杭切断搬出装置３は、回転伝達手段による回転を伴って筒状ケーシング１内周と既設杭Ｐ外周との間ｔに掘進嵌入する掘進抱持筒３１と、該掘進抱持筒３１の下部に回動自在に枢着された可動切断刃５，５と、該可動切断刃５，５を下向きの非切断姿勢から先端の刃先（切削ビット５ｂ）が既設杭Ｐの略中心Ｏに達する切断完了姿勢まで強制的に内向きに回動させる切断刃回動手段（油圧シリンダ６）とを具備し、筒状ケーシング１にて囲繞した既設杭Ｐの上部に掘進抱持筒３１を套嵌させ、回転伝達手段による回転を伴って可動切断刃５，５を非切断姿勢から切断完了姿勢まで回動させることにより、既設杭Ｐの上部を切り取ると共に、この既設杭Ｐの切り取り部分Ｐ１を、切断完了姿勢の可動切断刃５，５で底受けして掘進抱持筒３１内に抱持し、昇降手段で杭切断搬出装置３と一体に上昇させて地上へ搬出するように構成されてなる。
【０００７】
請求項２の発明は、上記請求項１の既設杭の除去装置において、可動切断刃５が両端部を掘進抱持筒３１に枢着した半円弧状板体５ａの下縁に沿って複数の切削ビット５ｂ…を設けたものであり、その可動切断刃５の一対が非切断姿勢で掘進抱持筒３１の径方向両側に配置すると共に、切断姿勢で互いに噛み合うように構成されてなる。
【０００８】
請求項３の発明は、上記請求項１又は２の既設杭の除去装置において、可動切断刃５は、非切断姿勢において刃先（切削ビット５ｂ）が掘進抱持筒３１の下端よりも下方に突出してなる構成としている。
【０００９】
請求項４の発明は、上記請求項１〜３のいずれかの既設杭の除去装置において、切断刃変位手段が油圧シリンダ６からなると共に、杭切断搬出装置３がスイベル継手を構成する吊持具７を有し、該スイベル継手の回転側部材７ａに油圧シリンダ６への機内油圧管路Ｌ１が接続され、同非回転側部材７ｂに外部からの機外油圧管路Ｌ２が接続され、これら機内外の油圧管路Ｌ１，Ｌ２が回転側部材７ａと非回転側部材７ｂとの摺接界面で連通接続すると共に、非回転側部材７ｂの回り止め手段（回り止めパイプ８…）を有してなる構成としている。
【００１０】
請求項５の発明は、上記請求項１〜４のいずれかの既設杭の除去装置において、回転伝達手段は、杭切断搬出装置３側に設けられて、周方向に等配した複数個の押接部材４０を筒状ケーシング１の内周面に対して離接変位させるグリッパー４からなり、杭切断搬出装置３が、掘進抱持筒３１を一体化した装置本体３ａに対し、グリッパー４の複数個の押接部材４０を介して上下変位可能にリンク結合された吊持具７を備え、上記押接部材４０が、杭切断搬出装置３の吊持状態におけるリンク伸長によって半径方向内側に退縮する離間位置と、非吊持状態での吊持具７及び当該押接部材４０の自重負荷に伴うリンク収縮によって半径方向外側へ張出する押接位置とに転換する構成としている。
【００１１】
請求項６の発明に係る既設杭の除去方法は、既設杭Ｐが埋設された地中に筒状ケーシング１を回転圧入して該既設杭Ｐの少なくとも上部を囲繞させ、請求項１記載の杭切断搬出装置３を上方から筒状ケーシング１内に挿入し、圧入掘進する該筒状ケーシング１の回転力を杭切断搬出装置３に伝達して、その伝達回転力で掘進抱持筒３１を筒状ケーシング１内周と既設杭Ｐ外周との間ｔに掘進嵌入させ、該掘進抱持筒３１内に既設杭Ｐ上部側の所定長さが納まった段階で可動切断刃５，５を内向きに回動させることにより、既設杭Ｐを外周側から中心まで切り込んで切断し、この既設杭Ｐの切り取り部分Ｐ１を切断完了姿勢の可動切断刃５，５で底受けして掘進抱持筒３１内に抱持し、回転力の伝達を停止した状態で杭切断搬出装置３を上昇させて切り取り部分を地上へ搬出したのち、杭切断搬出装置３を再び筒状ケーシング１内に挿入し、同様に掘進抱持筒３１の掘進嵌入と可動切断刃５，５の内向き回動によって既設杭Ｐ上部側を切り取って掘進抱持筒３１内に抱持し、該杭切断搬出装置３を上昇させて切り取り部分Ｐ１を地上へ搬出する操作を繰り返すことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明による効果を図面の参照符号を付して示せば、請求項１の除去装置及び請求項６の除去方法では、地中の既設杭Ｐを破砕することなく短く切断し、この切り取り部分Ｐ１を掘進抱持筒３１内に抱持させて杭切断搬出装置３の上昇によって地上へ搬出でき、その搬出に際して既設杭Ｐを囲繞する筒状ケーシング１を引き上げる必要がないから、切り取り後の孔が周壁の崩壊で埋まったり、残部の既設杭周囲の地盤が不安定になる懸念がなく、切り取り毎に同じ位置での筒状ケーシング１の回転圧入を反復する必要もない。しかも、当該筒状ケーシング１と既設杭Ｐとの間ｔからの排土を要さず、圧入掘進する該筒状ケーシング１の回転力を利用し、杭切断搬出装置３の掘進抱持筒３１を当該間ｔに掘進嵌入させて、且つ該杭切断搬出装置３の可動切断刃５，５を内向きに回動させるだけで既設杭Ｐ全体を切断できるから、非常に高い作業能率が得られると共に、消費動力の無駄もなく、設備及び施工コストが少なくて済む。
【００１３】
請求項２の発明によれば、既設杭Ｐを一対の可動切断刃５，５で噛み切るように効率よく切断できると共に、各可動切断刃５の半円弧状板体５ａが両端部で掘進抱持筒３１に枢着しているから、高い作動信頼性及び耐久性が得られる。
【００１４】
請求項３の発明によれば、可動切断刃５が非切断姿勢で刃先を掘進抱持筒３１の下端よりも下方に突出するから、杭切断搬出装置３の掘進抱持筒３１が筒状ケーシング１と既設杭Ｐとの間ｔを掘進する際、可動切断刃５が先導して掘削することになり、それだけ該掘進抱持筒３１の掘進能率が向上する。
【００１５】
請求項４の発明によれば、可動切断刃５の回動変位を油圧シリンダ６にて確実に行えると共に、該油圧シリンダ６に対して圧油給排する回転側の機内油圧管路Ｌ１と非回転側の機外油圧管路Ｌ２とをスイベル継手を構成する吊持具７を介して連通接続し、且つその非回転側部材７ｂの友回りを回り止め手段で防止するため、機外油圧管路Ｌ２の絡まりや捩れによる可動切断刃５の作動不良が確実に回避される。
【００１６】
請求項５の発明によれば、杭切断搬出装置３側に設けられたグリッパー４の複数個の押接部材４０が筒状ケーシング１の内周面に押接することにより、回転駆動される筒状ケーシング１に杭切断搬出装置３が一体化し、もって該筒状ケーシング１の回転力によって掘進抱持筒３１の掘進と既設杭Ｐの切断を確実に行えると共に、グリッパー４の押接部材４０の筒状ケーシング１内周に対する離接作動が、杭切断搬出装置３の吊持状態と非吊持状態による重量負荷の変化によって無動力で自動的に且つ合理的になされるから、それだけ施工及び設備コストが低減される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明に係る既設杭の除去装置の一実施形態について、図面を参照して具体的に説明する。図１は該除去装置に用いる杭切断搬出装置の９０度異なる２方向の縦断面、図２〜図５は図１のＶ〜Ｙの各位置における横断面、図６及び図７は施工中における杭切断搬出装置のグリッパー部分の横断面及び縦断面、図８は同杭切断搬出装置の吊持具、図９は同杭切断搬出装置の可動切断刃、図１０及び図１１は該除去装置による既設杭の除去工程、をそれぞれ示す。
【００１８】
図１〜図５に示すように、この除去装置の杭切断搬出装置３は、径小の縦円筒部３０ａの上端に略菱形の取付板３０ｂを固着した基枠３０と、その下端に天板部３１ａを固着した径大円筒状の掘進抱持筒３１と、取付板３０ｂ上に立設したガイド筒３２とで一体の装置本体３ａを構成しており、該装置本体３ａの上部にはガイド筒３２を介してグリッパー４及び吊持具７が設けられると共に、取付板３０ｂの両端部下面側には一対の油圧シリンダ６，６が垂設されている。また、掘進抱持筒３１の下部内面側の径方向両側位置にはＴ字形ブラケット３３，３３が固設されており、両ブラケット３３，３３には、各々半円弧状板体５ａの下縁に複数の切削ビット５ｂ…を固着した一対の可動切断刃５，５が、垂直面内回動自在に互いの両端部で枢支ピン３４を介して枢着されている。
【００１９】
両油圧シリンダ６，６は切断刃回動手段を構成しており、それらの下方へ突出する伸縮ロッド６ａ，６ａの先端が、掘進抱持筒３１の天板部３１ａに設けた開口部３１ｂ，３１ｂを通して，当該天板部３１ａの下側に配置したレバー取付管体３５の径方向両側に枢着されると共に、このレバー取付管体３５の径方向両側と、両可動切断刃５，５の上縁中央部とが各々縦帯板状のレバー３６を介して枢着連結されている。なお、各レバー３６の上下端の連結部はヒンジ３６ａになっている。そして、両可動切断刃５，５は、図１（Ａ）の左半図に示すように両油圧シリンダ６，６の伸縮ロッド６ａ，６ａの退入位置において下向きの非切断姿勢になる一方、図１（Ａ）の右半図に示すように両伸縮ロッド６ａ，６ａの進出位置において切削ビット５ｂ…の先端が掘進抱持筒３１の略中心Ｏに来る切断完了姿勢になるように設定されている。また、掘進抱持筒３１の下端縁には、周方向一定間隔置きに掘削ビット３７…が下向きに突設されている。なお、両可動切断刃５，５は、下向きの非切断姿勢において、切削ビット５ｂ…が掘進抱持筒３１の掘削ビット３７…よりも下方へ突出するように設定されている。
【００２０】
図１（Ａ）中、仮想線で示すＰは本除去装置で除去対象とする既設杭、同じく１は本除去装置に用いる筒状ケーシングであり、後述する除去作業において既設杭Ｐに筒状ケーシング１が同心状に套嵌する形になる。図示のように、杭切断搬出装置３の掘進抱持筒３１は、その外径が筒状ケーシング１の内径よりも小さく、内径が既設杭Ｐの外径よりも大きく設定されている。そして、両可動切断刃５，５は、下向きの非切断姿勢において、レバー３６，３６と共に、既設杭Ｐとこれに套嵌する筒状ケーシング１との間の環状空間に納まるようになっている。
【００２１】
グリッパー４は、図６及び図７に示すように、周方向に等配した３つの押接部材４０を備えており、これら押接部材４０が離接変位機構４ａによって半径方向に同時に変位するようになっている。すなわち、この離接変位機構４ａは、ガイド筒３２に下側軸部４１ｂを昇降自在に挿嵌した昇降部材４１の上側ブラケット部４１ａと、各押接部材４０とが上部のリンク片４２ａを介してリンク結合すると共に、ガイド筒３２の外周側３カ所に等配した各垂直取付板４３と、各押接部材４０とが中間と下部のリンク片４２ｂ，４２ｃを介してリンク結合し、図７の左半図の如く昇降部材４１の下降位置ではリンク収縮によって各押接部材４０が半径方向外側へ張出し、同右半図の如く昇降部材４１の上昇位置ではリンク伸長によって各押接部材４０が半径方向内側へ退入する。
【００２２】
このグリッパー４の各押接部材４０は、外面部４０ａが筒状ケーシング１の内周面に対応した曲率の凸円弧状曲面をなしている。また、昇降部材４１は、吊持具７の一部として上側ブラケット部４１ａの上面中央位置において枢支ピン４４を介して当該吊持具７の回転側部材７ｂ下端に枢着連結すると共に、下側軸部４１ｂの下端フランジ部４１ｃとガイド筒３２の内側上端部との間に嵌装された圧縮コイルスプリング４５により、下降方向に付勢されている。そして、図６及び図７の如く杭切断搬出装置３を筒状ケーシング１内に装填した状態において、装置本体３ａに昇降部材４１を含む吊持具７及び押接部材４０の重量が加わるとき、昇降部材４１の下降に伴うリンク収縮によって各押接部材４０の外面部４０ａが筒状ケーシング１の内周面に密着状態で押接する一方、杭切断搬出装置３がクレーン（図示省略）等によって吊持具７を介して吊持されるとき、昇降部材４１の上昇に伴うリンク伸長によって各押接部材４０が筒状ケーシング１の内周面から離間する。
【００２３】
吊持具７は、図８（Ａ）（Ｂ）に示すように、中心側の丸軸状をなす回転側部材７ａと、その外側に上下の軸受７０，７０を介して相対回転自在に嵌合した円筒状の非回転側部材７ｂとでスイベル継手を構成しており、回転側部材７ａの下部には油圧シリンダ６，６への圧油給排を行う２本の機内油圧管路Ｌ１，Ｌ１の一端が接続されると共に、非回転側部材７ｂには外部からの２本の機外油圧管路Ｌ２，Ｌ２が接続され、機内油圧管路Ｌ１と機外油圧管路Ｌ２の各一本同士が内部油路７１ａ，７１ｂを介して両部材７ａ，７ｂの摺接界面で連通接続している。なお、機内油圧管路Ｌ１，Ｌ１の他端は、掘進抱持筒３１の天板部３１ａ上に固結された配管ブロック３８（図１，図３参照）を経て油圧シリンダ６，６に接続している。７２は非回転側部材７ｂの上下端面にねじ止めされた環状の抜け止め端板、７３は内部油路７１ａ，７１ｂの連通部の上下位置で摺接界面に介在するシールリングである。
【００２４】
また、回転側部材７ａの上下端には係止孔７４を有する連結用突片７５，７５が一体形成されると共に、非回転側部材７ｂには径方向両側へ張出する翼片７６，７６が形成されており、各翼片７６の先端側上面に丸軸状の係止突起７７を有している。しかして、非回転側部材７ｂは、図８（Ａ）に示すように、両係止突起７７，７７に回り止めパイプ８…を嵌合し、これらパイプ８…の上部側を地上位置で適当に回り止めすることにより、回転側部材７ａとの友回りを防止するようになっている。
【００２５】
上記構成の除去装置によって既設杭Ｐを除去するには、まず図１１（Ａ）で示すように、該既設杭Ｐが埋設されている地中Ｇに、筒状ケーシング１を回転圧入手段２によって回転圧入させ、該既設杭Ｐの少なくとも上部側を当該筒状ケーシング１によって同心状に囲繞する。なお、回転圧入手段２としては一般的なオールケーシング工法で使用される回転圧入装置を利用し、短尺の筒体を順次継ぎ足して長尺の筒状ケーシング１を形成してゆくが、その回転圧入を能率よく行う上で、最下位の短尺筒体には下端周縁に掘削ビット１ａ…を有するものを用いることが推奨される。かくして筒状ケーシング１を所定深度まで回転圧入させたのち、その回転を停止し、該筒状ケーシング１内で既設杭Ｐの頂端よりも上位側にある土砂をハンマーグラブ等で地上へ排出した上で、図１１（Ｂ）で示すように、クレーン（図示省略）等で吊持した杭切断搬出装置３を上方から該筒状ケーシング１内に挿入し、既設杭Ｐと当該筒状ケーシング１との間ｔの土砂上に載置する。この載置状態では、既述のように、昇降部材４１を含む吊持具７及び押接部材４０の重量負荷により、昇降部材４１が下降し、グリッパー４の各押接部材４０が筒状ケーシング１の内周面に押接するから、筒状ケーシング１の回転によって杭切断搬出装置３も一体に回転することになる。
【００２６】
従って、次に筒状ケーシング１の回転圧入を再開することにより、図１１（Ｃ）で示すように、一体回転する杭切断搬出装置３の掘進抱持筒３１が既設杭Ｐと当該筒状ケーシング１との間ｔの土砂層中に掘進嵌入してゆき、これに伴って既設杭Ｐの上部側が当該掘進抱持筒３１内に入り込んでゆくことになる。このとき、両油圧シリンダ６，６の伸縮ロッド６ａ，６ａが退入位置にあり、両可動切断刃５，５は下向きの非切断姿勢になっているが、その下方へ突出した切削ビット５ｂ…が掘削ビットとして掘進抱持筒３１の掘進を先導する。また、吊持具７に係着した回り止めパイプ８，８は、回転圧入手段２上に設けた回り止め枠９により、水平移動不能で且つ昇降可能に保持させるが、杭切断搬出装置３の下降によって高さが足りなくなれば、順次継ぎ足して回り止め枠９に到達させる。
【００２７】
そして、掘進抱持筒３１内に入り込む既設杭Ｐの上部側が所定長さに達した段階で、筒状ケーシング１の回転圧入を継続しつつ両油圧シリンダ６，６を伸長作動させることにより、図１１（Ｄ）で示すように両可動切断刃５，５が次第に内向きに回動しながら既設杭Ｐに外周面側から切り込んでゆき、最終的に図１２（Ｅ）で示すように両可動切断刃５，５が中心Ｏで噛み合って既設杭Ｐを完全に切断する。
【００２８】
この切断後、筒状ケーシング１の回転圧入を停止し、杭切断搬出装置３を吊上げ操作することにより、図１２（Ｆ）で示すように、グリッパー４の各押接部材４０が筒状ケーシング１の内周面から離間し、もって杭切断搬出装置３の全体が持ち上がると同時に、既設杭Ｐの切り取り部分Ｐ１も切断完了姿勢の両可動切断刃５，５で底受けされて、掘進抱持筒３１内に納まったままで持ち上げられる。従って、図１２（Ｇ）で示すように杭切断搬出装置３を地上へ搬出したのち、側方の適当な場所で両可動切断刃５，５を元の非切断姿勢に戻し、掘進抱持筒３１から切り取り部分Ｐ１を排出すればよい。なお、この杭切断搬出装置３の吊上げ操作の際には、吊持具７に係着していた回り止めパイプ８…と回り止め枠９を予め撤去しておく。
【００２９】
かくして既設杭Ｐの一回目の切り取りが終了すれば、図１２（Ｈ）で示すように、クレーン等で吊持した杭切断搬出装置３を再び筒状ケーシング１内に挿入し、残る既設杭Ｐの上端位置まで降ろし、もってグリッパー４の各押接部材４０が筒状ケーシング１の内周面に押接した状態で、当該筒状ケーシング１を回転圧入させることにより、掘進抱持筒３１を既設杭Ｐと当該筒状ケーシング１との間ｔの土砂層中に掘進嵌入させてゆき、前回同様にして該既設杭Ｐの上部側を切断し、その切り取り部分Ｐ１を掘進抱持筒３１内に納めて地上へ搬出する。以降、同様の作業を反復し、最終的に既設杭Ｐの全体を地中Ｇから除去すればよい。
【００３０】
このような除去方法によれば、地中Ｇの既設杭Ｐを短く切断して除去できるから、破砕して除去する場合のような大きな振動や騒音の発生を防止できる上、その切り取り部分Ｐ１は杭切断搬出装置３と共に地上へ搬出すればよく、該搬出のために既設杭Ｐを囲繞する筒状ケーシング１を引き上げる必要がないから、切り取り後の孔が周壁の崩壊で埋まったり、残部の既設杭Ｐ周囲の地盤が不安定になる懸念がなく、切り取り毎に同じ深度位置での筒状ケーシング１の回転圧入をやり直す必要もない。しかも、当該筒状ケーシング１と既設杭Ｐとの間ｔからの排土を要さず、圧入掘進する該筒状ケーシング１の回転力を利用し、杭切断搬出装置３の掘進抱持筒３１を当該間ｔに掘進嵌入させて、且つ該杭切断搬出装置３の可動切断刃５，５を内向きに回動させるだけで既設杭Ｐ全体を切断できるから、非常に高い作業能率が得られると共に、消費動力の無駄もなく、設備及び施工コストが非常に少なくて済む。
【００３１】
また，既設杭Ｐを一対の可動切断刃５，５で噛み切るように効率よく切断できると共に、各可動切断刃５の半円弧状板体５ａが両端部で掘進抱持筒３１に枢着しているから、高い作動信頼性及び耐久性が得られる。更に、本実施形態においては、可動切断刃５が非切断姿勢で刃先を掘進抱持筒３１の下端よりも下方に突出し、杭切断搬出装置３の掘進抱持筒３１の掘進に対して可動切断刃５が先導して掘削するから、それだけ該掘進抱持筒３１の掘進能率も向上することになる。そして、可動切断刃５の回動変位を油圧シリンダ６にて確実に行えると共に、該油圧シリンダ６に対して圧油給排する回転側の機内油圧管路Ｌ１と非回転側の機外油圧管路Ｌ２とをスイベル継手を構成する吊持具７を介して連通接続し、且つその非回転側部材７ｂの友回りも防止するため、機外油圧管路Ｌ２の絡まりや捩れによる可動切断刃５の作動不良が確実に回避される。加えて、実施形態の構成ではグリッパー４の押接部材４０の筒状ケーシング１内周に対する離接作動が、杭切断搬出装置３の吊持状態と非吊持状態による重量負荷の変化により、無動力で自動的に且つ合理的になされ、それだけ施工及び設備コストが低減されるという利点もある。
【００３２】
なお、本発明の既設杭の除去装置では、筒状ケーシング１の回転力を杭切断搬出装置３に伝達する回転伝達手段として、例示したグリッパー４以外の種々の方式を採用できると共に、該グリッパー４の押接部材４０を油圧や空気圧による作動方式としてよい。また、前記実施形態では可動切断刃５が非切断姿勢で刃先を掘進抱持筒３１の下端よりも下方に突出しているが、逆に非切断姿勢の可動切断刃５の刃先が掘進抱持筒３１の下端よりも上位としたり、略同じ深さ位置にしてもよい。更に、吊持具７の非回転側部材７ｂの友回りも防止する回り止め手段としても、例示した回り止めパイプ８…と回り止め枠９との組合せに限らず、様々な方式を採用できる。その他、本発明においては、可動切断刃５の形態、切削ビット５ａ及び掘削ビット３７の形状と配置構成、油圧シリンダ６の伸縮ロッド６ａから可動切断刃５へ至る連結構造等、細部構成については実施形態以外に種々設計変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施形態に係る既設杭の除去装置に用いる杭切断搬出装置を示し、（Ａ）は左右半部を異なる動作状態で示す縦断正面図、（Ｂ）は縦断側面図である。
【図２】図１（Ａ）のＶ位置における断面矢視図である。
【図３】図１（Ａ）のＷ位置における断面矢視図である。
【図４】図１（Ａ）のＸ位置における断面矢視図である。
【図５】図１（Ａ）のＹ位置における断面矢視図である。
【図６】同杭切断搬出装置の施工中におけるグリッパー部分の横断面図である。
【図７】同グリッパー部分を左右半部を異なる動作状態で示す縦断正面図である。
【図８】同杭切断搬出装置の吊持具を示し、（Ａ）は縦断側面図、（Ｂ）は平面図である。
【図９】同杭切断搬出装置の可動切断刃を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は縦断側面図、（Ｃ）は正面図である。
【図１０】同除去装置による既設杭の除去作業を（Ａ）〜（Ｄ）の工程順に示す概略縦断側面図である。
【図１１】同除去装置による既設杭の除去作業を（Ｅ）〜（Ｈ）の工程順に示す概略縦断側面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１ 筒状ケーシング
２ 回転圧入手段
３ 杭切断搬出装置
３ａ 装置本体
３１ 掘進抱持筒
４ グリッパー（回転伝達手段）
４０ 押接部材
５ 可動切断刃
５ａ 半円弧状板体
５ｂ 切削ビット
６ 油圧シリンダ（切断刃回動手段）
７ 吊持具
７ａ 回転側部材
７ｂ 非回転側部材
８ 回り止めパイプ（回り止め手段）
Ｏ 中心
Ｐ 既設杭
Ｐ１ 切り取り部分
ｔ 筒状ケーシング内周と既設杭外周との間
【技術分野】
【０００１】
本発明は、都市部の再開発や橋梁の架け替え等において、地中に埋設されているコンクリート製の既設杭を除去するための除去装置及び除去方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、既設杭の除去手段として、該既設杭を囲繞するように筒状の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）を該ケーシングの内側に落下させて既設杭を上端側から破砕し、その破砕物をハンマーグラブによって地上へ排出する操作を繰り返す方法が汎用されている。しかるに、このような除去手段ではチゼル落下の衝撃に伴って発生する大きな振動と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、杭中に配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困難になることも多々あった。
【０００３】
そこで、近年においては、既設杭を破砕せずに短く輪切りにして地上へ搬出する方法が種々提案されている。これら提案法では、やはり既設杭を囲繞するように筒状のケーシングを地中に建て込むが、該ケーシングの下部内周側に設けた切断刃を内向きに変位させ、該ケーシングの回転によって既設杭の外周部に切り込んで内部の縦鉄筋を切断したり（特許文献１，２）、該ケーシングの下部内壁面に一端側を固着して該内壁面に沿って水平に延伸するワイヤソーにより、当該ケーシングを回転させながら既設杭を短く切断したり（特許文献３）して、短く切り取った既設杭の一部をケーシングと共に地上に引き上げて取り出すようにしている。
【特許文献１】特開２００２−１３８４７４号公報
【特許文献２】特開２００６−１６７７８号公報
【特許文献３】特開２００６−９７２７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１〜３のように既設杭の切り取り部分をケーシングと共に地上に引き上げて撤去する方法では、既設杭周囲に建て込んだケーシングの抜出により、切り取り後の孔が周壁の崩壊で埋まったり、残部の既設杭周囲の地盤が不安定になる懸念がある上、次の切り取り操作でケーシングの回転圧入をやり直す必要があり、消費動力の無駄が大きく、作業能率も悪いという問題があった。更に、特許文献１及び２の方法のように既設杭の縦鉄筋がある外周部のみを切り込む方法では、その切り込み後に既設杭の未切断コア部を横に断裂させることになり、そのために既設杭に大きな破断力を加える格別な操作手段が必要になる。一方、特許文献３のようにワイヤソーを用いる方法では、切断に時間がかかることに加え、ワイヤソーが圧力で潰れたり断裂したりして切断不能になる虞れも高く、信頼性に劣るという欠点もあった。
【０００５】
本発明は、上述の情況に鑑み、地中の既設杭の除去手段として、機能的で簡素な装置構成により、地中の既設杭を容易に短く切断して確実に除去できる上、非常に高い作業能率が得られると共に、設備及び施工コストも少なくて済む除去装置及び除去方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための手段を添付図面の参照符号を付して示せば、本発明の請求項１に係る既設杭の除去装置は、既設杭Ｐを囲繞して地中に建て込む筒状ケーシング１と、該筒状ケーシング１を回転させつつ既設杭Ｐの埋設地中へ圧入掘進させる回転圧入手段２と、該筒状ケーシング１内に昇降自在に配置させる杭切断搬出装置３と、該杭切断搬出装置３を昇降させる昇降手段と、該杭切断搬出装置３に筒状ケーシング１の回転力を伝達する回転伝達手段（グリッパー４）とからなり、杭切断搬出装置３は、回転伝達手段による回転を伴って筒状ケーシング１内周と既設杭Ｐ外周との間ｔに掘進嵌入する掘進抱持筒３１と、該掘進抱持筒３１の下部に回動自在に枢着された可動切断刃５，５と、該可動切断刃５，５を下向きの非切断姿勢から先端の刃先（切削ビット５ｂ）が既設杭Ｐの略中心Ｏに達する切断完了姿勢まで強制的に内向きに回動させる切断刃回動手段（油圧シリンダ６）とを具備し、筒状ケーシング１にて囲繞した既設杭Ｐの上部に掘進抱持筒３１を套嵌させ、回転伝達手段による回転を伴って可動切断刃５，５を非切断姿勢から切断完了姿勢まで回動させることにより、既設杭Ｐの上部を切り取ると共に、この既設杭Ｐの切り取り部分Ｐ１を、切断完了姿勢の可動切断刃５，５で底受けして掘進抱持筒３１内に抱持し、昇降手段で杭切断搬出装置３と一体に上昇させて地上へ搬出するように構成されてなる。
【０００７】
請求項２の発明は、上記請求項１の既設杭の除去装置において、可動切断刃５が両端部を掘進抱持筒３１に枢着した半円弧状板体５ａの下縁に沿って複数の切削ビット５ｂ…を設けたものであり、その可動切断刃５の一対が非切断姿勢で掘進抱持筒３１の径方向両側に配置すると共に、切断姿勢で互いに噛み合うように構成されてなる。
【０００８】
請求項３の発明は、上記請求項１又は２の既設杭の除去装置において、可動切断刃５は、非切断姿勢において刃先（切削ビット５ｂ）が掘進抱持筒３１の下端よりも下方に突出してなる構成としている。
【０００９】
請求項４の発明は、上記請求項１〜３のいずれかの既設杭の除去装置において、切断刃変位手段が油圧シリンダ６からなると共に、杭切断搬出装置３がスイベル継手を構成する吊持具７を有し、該スイベル継手の回転側部材７ａに油圧シリンダ６への機内油圧管路Ｌ１が接続され、同非回転側部材７ｂに外部からの機外油圧管路Ｌ２が接続され、これら機内外の油圧管路Ｌ１，Ｌ２が回転側部材７ａと非回転側部材７ｂとの摺接界面で連通接続すると共に、非回転側部材７ｂの回り止め手段（回り止めパイプ８…）を有してなる構成としている。
【００１０】
請求項５の発明は、上記請求項１〜４のいずれかの既設杭の除去装置において、回転伝達手段は、杭切断搬出装置３側に設けられて、周方向に等配した複数個の押接部材４０を筒状ケーシング１の内周面に対して離接変位させるグリッパー４からなり、杭切断搬出装置３が、掘進抱持筒３１を一体化した装置本体３ａに対し、グリッパー４の複数個の押接部材４０を介して上下変位可能にリンク結合された吊持具７を備え、上記押接部材４０が、杭切断搬出装置３の吊持状態におけるリンク伸長によって半径方向内側に退縮する離間位置と、非吊持状態での吊持具７及び当該押接部材４０の自重負荷に伴うリンク収縮によって半径方向外側へ張出する押接位置とに転換する構成としている。
【００１１】
請求項６の発明に係る既設杭の除去方法は、既設杭Ｐが埋設された地中に筒状ケーシング１を回転圧入して該既設杭Ｐの少なくとも上部を囲繞させ、請求項１記載の杭切断搬出装置３を上方から筒状ケーシング１内に挿入し、圧入掘進する該筒状ケーシング１の回転力を杭切断搬出装置３に伝達して、その伝達回転力で掘進抱持筒３１を筒状ケーシング１内周と既設杭Ｐ外周との間ｔに掘進嵌入させ、該掘進抱持筒３１内に既設杭Ｐ上部側の所定長さが納まった段階で可動切断刃５，５を内向きに回動させることにより、既設杭Ｐを外周側から中心まで切り込んで切断し、この既設杭Ｐの切り取り部分Ｐ１を切断完了姿勢の可動切断刃５，５で底受けして掘進抱持筒３１内に抱持し、回転力の伝達を停止した状態で杭切断搬出装置３を上昇させて切り取り部分を地上へ搬出したのち、杭切断搬出装置３を再び筒状ケーシング１内に挿入し、同様に掘進抱持筒３１の掘進嵌入と可動切断刃５，５の内向き回動によって既設杭Ｐ上部側を切り取って掘進抱持筒３１内に抱持し、該杭切断搬出装置３を上昇させて切り取り部分Ｐ１を地上へ搬出する操作を繰り返すことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明による効果を図面の参照符号を付して示せば、請求項１の除去装置及び請求項６の除去方法では、地中の既設杭Ｐを破砕することなく短く切断し、この切り取り部分Ｐ１を掘進抱持筒３１内に抱持させて杭切断搬出装置３の上昇によって地上へ搬出でき、その搬出に際して既設杭Ｐを囲繞する筒状ケーシング１を引き上げる必要がないから、切り取り後の孔が周壁の崩壊で埋まったり、残部の既設杭周囲の地盤が不安定になる懸念がなく、切り取り毎に同じ位置での筒状ケーシング１の回転圧入を反復する必要もない。しかも、当該筒状ケーシング１と既設杭Ｐとの間ｔからの排土を要さず、圧入掘進する該筒状ケーシング１の回転力を利用し、杭切断搬出装置３の掘進抱持筒３１を当該間ｔに掘進嵌入させて、且つ該杭切断搬出装置３の可動切断刃５，５を内向きに回動させるだけで既設杭Ｐ全体を切断できるから、非常に高い作業能率が得られると共に、消費動力の無駄もなく、設備及び施工コストが少なくて済む。
【００１３】
請求項２の発明によれば、既設杭Ｐを一対の可動切断刃５，５で噛み切るように効率よく切断できると共に、各可動切断刃５の半円弧状板体５ａが両端部で掘進抱持筒３１に枢着しているから、高い作動信頼性及び耐久性が得られる。
【００１４】
請求項３の発明によれば、可動切断刃５が非切断姿勢で刃先を掘進抱持筒３１の下端よりも下方に突出するから、杭切断搬出装置３の掘進抱持筒３１が筒状ケーシング１と既設杭Ｐとの間ｔを掘進する際、可動切断刃５が先導して掘削することになり、それだけ該掘進抱持筒３１の掘進能率が向上する。
【００１５】
請求項４の発明によれば、可動切断刃５の回動変位を油圧シリンダ６にて確実に行えると共に、該油圧シリンダ６に対して圧油給排する回転側の機内油圧管路Ｌ１と非回転側の機外油圧管路Ｌ２とをスイベル継手を構成する吊持具７を介して連通接続し、且つその非回転側部材７ｂの友回りを回り止め手段で防止するため、機外油圧管路Ｌ２の絡まりや捩れによる可動切断刃５の作動不良が確実に回避される。
【００１６】
請求項５の発明によれば、杭切断搬出装置３側に設けられたグリッパー４の複数個の押接部材４０が筒状ケーシング１の内周面に押接することにより、回転駆動される筒状ケーシング１に杭切断搬出装置３が一体化し、もって該筒状ケーシング１の回転力によって掘進抱持筒３１の掘進と既設杭Ｐの切断を確実に行えると共に、グリッパー４の押接部材４０の筒状ケーシング１内周に対する離接作動が、杭切断搬出装置３の吊持状態と非吊持状態による重量負荷の変化によって無動力で自動的に且つ合理的になされるから、それだけ施工及び設備コストが低減される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明に係る既設杭の除去装置の一実施形態について、図面を参照して具体的に説明する。図１は該除去装置に用いる杭切断搬出装置の９０度異なる２方向の縦断面、図２〜図５は図１のＶ〜Ｙの各位置における横断面、図６及び図７は施工中における杭切断搬出装置のグリッパー部分の横断面及び縦断面、図８は同杭切断搬出装置の吊持具、図９は同杭切断搬出装置の可動切断刃、図１０及び図１１は該除去装置による既設杭の除去工程、をそれぞれ示す。
【００１８】
図１〜図５に示すように、この除去装置の杭切断搬出装置３は、径小の縦円筒部３０ａの上端に略菱形の取付板３０ｂを固着した基枠３０と、その下端に天板部３１ａを固着した径大円筒状の掘進抱持筒３１と、取付板３０ｂ上に立設したガイド筒３２とで一体の装置本体３ａを構成しており、該装置本体３ａの上部にはガイド筒３２を介してグリッパー４及び吊持具７が設けられると共に、取付板３０ｂの両端部下面側には一対の油圧シリンダ６，６が垂設されている。また、掘進抱持筒３１の下部内面側の径方向両側位置にはＴ字形ブラケット３３，３３が固設されており、両ブラケット３３，３３には、各々半円弧状板体５ａの下縁に複数の切削ビット５ｂ…を固着した一対の可動切断刃５，５が、垂直面内回動自在に互いの両端部で枢支ピン３４を介して枢着されている。
【００１９】
両油圧シリンダ６，６は切断刃回動手段を構成しており、それらの下方へ突出する伸縮ロッド６ａ，６ａの先端が、掘進抱持筒３１の天板部３１ａに設けた開口部３１ｂ，３１ｂを通して，当該天板部３１ａの下側に配置したレバー取付管体３５の径方向両側に枢着されると共に、このレバー取付管体３５の径方向両側と、両可動切断刃５，５の上縁中央部とが各々縦帯板状のレバー３６を介して枢着連結されている。なお、各レバー３６の上下端の連結部はヒンジ３６ａになっている。そして、両可動切断刃５，５は、図１（Ａ）の左半図に示すように両油圧シリンダ６，６の伸縮ロッド６ａ，６ａの退入位置において下向きの非切断姿勢になる一方、図１（Ａ）の右半図に示すように両伸縮ロッド６ａ，６ａの進出位置において切削ビット５ｂ…の先端が掘進抱持筒３１の略中心Ｏに来る切断完了姿勢になるように設定されている。また、掘進抱持筒３１の下端縁には、周方向一定間隔置きに掘削ビット３７…が下向きに突設されている。なお、両可動切断刃５，５は、下向きの非切断姿勢において、切削ビット５ｂ…が掘進抱持筒３１の掘削ビット３７…よりも下方へ突出するように設定されている。
【００２０】
図１（Ａ）中、仮想線で示すＰは本除去装置で除去対象とする既設杭、同じく１は本除去装置に用いる筒状ケーシングであり、後述する除去作業において既設杭Ｐに筒状ケーシング１が同心状に套嵌する形になる。図示のように、杭切断搬出装置３の掘進抱持筒３１は、その外径が筒状ケーシング１の内径よりも小さく、内径が既設杭Ｐの外径よりも大きく設定されている。そして、両可動切断刃５，５は、下向きの非切断姿勢において、レバー３６，３６と共に、既設杭Ｐとこれに套嵌する筒状ケーシング１との間の環状空間に納まるようになっている。
【００２１】
グリッパー４は、図６及び図７に示すように、周方向に等配した３つの押接部材４０を備えており、これら押接部材４０が離接変位機構４ａによって半径方向に同時に変位するようになっている。すなわち、この離接変位機構４ａは、ガイド筒３２に下側軸部４１ｂを昇降自在に挿嵌した昇降部材４１の上側ブラケット部４１ａと、各押接部材４０とが上部のリンク片４２ａを介してリンク結合すると共に、ガイド筒３２の外周側３カ所に等配した各垂直取付板４３と、各押接部材４０とが中間と下部のリンク片４２ｂ，４２ｃを介してリンク結合し、図７の左半図の如く昇降部材４１の下降位置ではリンク収縮によって各押接部材４０が半径方向外側へ張出し、同右半図の如く昇降部材４１の上昇位置ではリンク伸長によって各押接部材４０が半径方向内側へ退入する。
【００２２】
このグリッパー４の各押接部材４０は、外面部４０ａが筒状ケーシング１の内周面に対応した曲率の凸円弧状曲面をなしている。また、昇降部材４１は、吊持具７の一部として上側ブラケット部４１ａの上面中央位置において枢支ピン４４を介して当該吊持具７の回転側部材７ｂ下端に枢着連結すると共に、下側軸部４１ｂの下端フランジ部４１ｃとガイド筒３２の内側上端部との間に嵌装された圧縮コイルスプリング４５により、下降方向に付勢されている。そして、図６及び図７の如く杭切断搬出装置３を筒状ケーシング１内に装填した状態において、装置本体３ａに昇降部材４１を含む吊持具７及び押接部材４０の重量が加わるとき、昇降部材４１の下降に伴うリンク収縮によって各押接部材４０の外面部４０ａが筒状ケーシング１の内周面に密着状態で押接する一方、杭切断搬出装置３がクレーン（図示省略）等によって吊持具７を介して吊持されるとき、昇降部材４１の上昇に伴うリンク伸長によって各押接部材４０が筒状ケーシング１の内周面から離間する。
【００２３】
吊持具７は、図８（Ａ）（Ｂ）に示すように、中心側の丸軸状をなす回転側部材７ａと、その外側に上下の軸受７０，７０を介して相対回転自在に嵌合した円筒状の非回転側部材７ｂとでスイベル継手を構成しており、回転側部材７ａの下部には油圧シリンダ６，６への圧油給排を行う２本の機内油圧管路Ｌ１，Ｌ１の一端が接続されると共に、非回転側部材７ｂには外部からの２本の機外油圧管路Ｌ２，Ｌ２が接続され、機内油圧管路Ｌ１と機外油圧管路Ｌ２の各一本同士が内部油路７１ａ，７１ｂを介して両部材７ａ，７ｂの摺接界面で連通接続している。なお、機内油圧管路Ｌ１，Ｌ１の他端は、掘進抱持筒３１の天板部３１ａ上に固結された配管ブロック３８（図１，図３参照）を経て油圧シリンダ６，６に接続している。７２は非回転側部材７ｂの上下端面にねじ止めされた環状の抜け止め端板、７３は内部油路７１ａ，７１ｂの連通部の上下位置で摺接界面に介在するシールリングである。
【００２４】
また、回転側部材７ａの上下端には係止孔７４を有する連結用突片７５，７５が一体形成されると共に、非回転側部材７ｂには径方向両側へ張出する翼片７６，７６が形成されており、各翼片７６の先端側上面に丸軸状の係止突起７７を有している。しかして、非回転側部材７ｂは、図８（Ａ）に示すように、両係止突起７７，７７に回り止めパイプ８…を嵌合し、これらパイプ８…の上部側を地上位置で適当に回り止めすることにより、回転側部材７ａとの友回りを防止するようになっている。
【００２５】
上記構成の除去装置によって既設杭Ｐを除去するには、まず図１１（Ａ）で示すように、該既設杭Ｐが埋設されている地中Ｇに、筒状ケーシング１を回転圧入手段２によって回転圧入させ、該既設杭Ｐの少なくとも上部側を当該筒状ケーシング１によって同心状に囲繞する。なお、回転圧入手段２としては一般的なオールケーシング工法で使用される回転圧入装置を利用し、短尺の筒体を順次継ぎ足して長尺の筒状ケーシング１を形成してゆくが、その回転圧入を能率よく行う上で、最下位の短尺筒体には下端周縁に掘削ビット１ａ…を有するものを用いることが推奨される。かくして筒状ケーシング１を所定深度まで回転圧入させたのち、その回転を停止し、該筒状ケーシング１内で既設杭Ｐの頂端よりも上位側にある土砂をハンマーグラブ等で地上へ排出した上で、図１１（Ｂ）で示すように、クレーン（図示省略）等で吊持した杭切断搬出装置３を上方から該筒状ケーシング１内に挿入し、既設杭Ｐと当該筒状ケーシング１との間ｔの土砂上に載置する。この載置状態では、既述のように、昇降部材４１を含む吊持具７及び押接部材４０の重量負荷により、昇降部材４１が下降し、グリッパー４の各押接部材４０が筒状ケーシング１の内周面に押接するから、筒状ケーシング１の回転によって杭切断搬出装置３も一体に回転することになる。
【００２６】
従って、次に筒状ケーシング１の回転圧入を再開することにより、図１１（Ｃ）で示すように、一体回転する杭切断搬出装置３の掘進抱持筒３１が既設杭Ｐと当該筒状ケーシング１との間ｔの土砂層中に掘進嵌入してゆき、これに伴って既設杭Ｐの上部側が当該掘進抱持筒３１内に入り込んでゆくことになる。このとき、両油圧シリンダ６，６の伸縮ロッド６ａ，６ａが退入位置にあり、両可動切断刃５，５は下向きの非切断姿勢になっているが、その下方へ突出した切削ビット５ｂ…が掘削ビットとして掘進抱持筒３１の掘進を先導する。また、吊持具７に係着した回り止めパイプ８，８は、回転圧入手段２上に設けた回り止め枠９により、水平移動不能で且つ昇降可能に保持させるが、杭切断搬出装置３の下降によって高さが足りなくなれば、順次継ぎ足して回り止め枠９に到達させる。
【００２７】
そして、掘進抱持筒３１内に入り込む既設杭Ｐの上部側が所定長さに達した段階で、筒状ケーシング１の回転圧入を継続しつつ両油圧シリンダ６，６を伸長作動させることにより、図１１（Ｄ）で示すように両可動切断刃５，５が次第に内向きに回動しながら既設杭Ｐに外周面側から切り込んでゆき、最終的に図１２（Ｅ）で示すように両可動切断刃５，５が中心Ｏで噛み合って既設杭Ｐを完全に切断する。
【００２８】
この切断後、筒状ケーシング１の回転圧入を停止し、杭切断搬出装置３を吊上げ操作することにより、図１２（Ｆ）で示すように、グリッパー４の各押接部材４０が筒状ケーシング１の内周面から離間し、もって杭切断搬出装置３の全体が持ち上がると同時に、既設杭Ｐの切り取り部分Ｐ１も切断完了姿勢の両可動切断刃５，５で底受けされて、掘進抱持筒３１内に納まったままで持ち上げられる。従って、図１２（Ｇ）で示すように杭切断搬出装置３を地上へ搬出したのち、側方の適当な場所で両可動切断刃５，５を元の非切断姿勢に戻し、掘進抱持筒３１から切り取り部分Ｐ１を排出すればよい。なお、この杭切断搬出装置３の吊上げ操作の際には、吊持具７に係着していた回り止めパイプ８…と回り止め枠９を予め撤去しておく。
【００２９】
かくして既設杭Ｐの一回目の切り取りが終了すれば、図１２（Ｈ）で示すように、クレーン等で吊持した杭切断搬出装置３を再び筒状ケーシング１内に挿入し、残る既設杭Ｐの上端位置まで降ろし、もってグリッパー４の各押接部材４０が筒状ケーシング１の内周面に押接した状態で、当該筒状ケーシング１を回転圧入させることにより、掘進抱持筒３１を既設杭Ｐと当該筒状ケーシング１との間ｔの土砂層中に掘進嵌入させてゆき、前回同様にして該既設杭Ｐの上部側を切断し、その切り取り部分Ｐ１を掘進抱持筒３１内に納めて地上へ搬出する。以降、同様の作業を反復し、最終的に既設杭Ｐの全体を地中Ｇから除去すればよい。
【００３０】
このような除去方法によれば、地中Ｇの既設杭Ｐを短く切断して除去できるから、破砕して除去する場合のような大きな振動や騒音の発生を防止できる上、その切り取り部分Ｐ１は杭切断搬出装置３と共に地上へ搬出すればよく、該搬出のために既設杭Ｐを囲繞する筒状ケーシング１を引き上げる必要がないから、切り取り後の孔が周壁の崩壊で埋まったり、残部の既設杭Ｐ周囲の地盤が不安定になる懸念がなく、切り取り毎に同じ深度位置での筒状ケーシング１の回転圧入をやり直す必要もない。しかも、当該筒状ケーシング１と既設杭Ｐとの間ｔからの排土を要さず、圧入掘進する該筒状ケーシング１の回転力を利用し、杭切断搬出装置３の掘進抱持筒３１を当該間ｔに掘進嵌入させて、且つ該杭切断搬出装置３の可動切断刃５，５を内向きに回動させるだけで既設杭Ｐ全体を切断できるから、非常に高い作業能率が得られると共に、消費動力の無駄もなく、設備及び施工コストが非常に少なくて済む。
【００３１】
また，既設杭Ｐを一対の可動切断刃５，５で噛み切るように効率よく切断できると共に、各可動切断刃５の半円弧状板体５ａが両端部で掘進抱持筒３１に枢着しているから、高い作動信頼性及び耐久性が得られる。更に、本実施形態においては、可動切断刃５が非切断姿勢で刃先を掘進抱持筒３１の下端よりも下方に突出し、杭切断搬出装置３の掘進抱持筒３１の掘進に対して可動切断刃５が先導して掘削するから、それだけ該掘進抱持筒３１の掘進能率も向上することになる。そして、可動切断刃５の回動変位を油圧シリンダ６にて確実に行えると共に、該油圧シリンダ６に対して圧油給排する回転側の機内油圧管路Ｌ１と非回転側の機外油圧管路Ｌ２とをスイベル継手を構成する吊持具７を介して連通接続し、且つその非回転側部材７ｂの友回りも防止するため、機外油圧管路Ｌ２の絡まりや捩れによる可動切断刃５の作動不良が確実に回避される。加えて、実施形態の構成ではグリッパー４の押接部材４０の筒状ケーシング１内周に対する離接作動が、杭切断搬出装置３の吊持状態と非吊持状態による重量負荷の変化により、無動力で自動的に且つ合理的になされ、それだけ施工及び設備コストが低減されるという利点もある。
【００３２】
なお、本発明の既設杭の除去装置では、筒状ケーシング１の回転力を杭切断搬出装置３に伝達する回転伝達手段として、例示したグリッパー４以外の種々の方式を採用できると共に、該グリッパー４の押接部材４０を油圧や空気圧による作動方式としてよい。また、前記実施形態では可動切断刃５が非切断姿勢で刃先を掘進抱持筒３１の下端よりも下方に突出しているが、逆に非切断姿勢の可動切断刃５の刃先が掘進抱持筒３１の下端よりも上位としたり、略同じ深さ位置にしてもよい。更に、吊持具７の非回転側部材７ｂの友回りも防止する回り止め手段としても、例示した回り止めパイプ８…と回り止め枠９との組合せに限らず、様々な方式を採用できる。その他、本発明においては、可動切断刃５の形態、切削ビット５ａ及び掘削ビット３７の形状と配置構成、油圧シリンダ６の伸縮ロッド６ａから可動切断刃５へ至る連結構造等、細部構成については実施形態以外に種々設計変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施形態に係る既設杭の除去装置に用いる杭切断搬出装置を示し、（Ａ）は左右半部を異なる動作状態で示す縦断正面図、（Ｂ）は縦断側面図である。
【図２】図１（Ａ）のＶ位置における断面矢視図である。
【図３】図１（Ａ）のＷ位置における断面矢視図である。
【図４】図１（Ａ）のＸ位置における断面矢視図である。
【図５】図１（Ａ）のＹ位置における断面矢視図である。
【図６】同杭切断搬出装置の施工中におけるグリッパー部分の横断面図である。
【図７】同グリッパー部分を左右半部を異なる動作状態で示す縦断正面図である。
【図８】同杭切断搬出装置の吊持具を示し、（Ａ）は縦断側面図、（Ｂ）は平面図である。
【図９】同杭切断搬出装置の可動切断刃を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は縦断側面図、（Ｃ）は正面図である。
【図１０】同除去装置による既設杭の除去作業を（Ａ）〜（Ｄ）の工程順に示す概略縦断側面図である。
【図１１】同除去装置による既設杭の除去作業を（Ｅ）〜（Ｈ）の工程順に示す概略縦断側面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１ 筒状ケーシング
２ 回転圧入手段
３ 杭切断搬出装置
３ａ 装置本体
３１ 掘進抱持筒
４ グリッパー（回転伝達手段）
４０ 押接部材
５ 可動切断刃
５ａ 半円弧状板体
５ｂ 切削ビット
６ 油圧シリンダ（切断刃回動手段）
７ 吊持具
７ａ 回転側部材
７ｂ 非回転側部材
８ 回り止めパイプ（回り止め手段）
Ｏ 中心
Ｐ 既設杭
Ｐ１ 切り取り部分
ｔ 筒状ケーシング内周と既設杭外周との間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
既設杭を囲繞して地中に建て込む筒状ケーシングと、該筒状ケーシングを回転させつつ既設杭の埋設地中へ圧入掘進させる回転圧入手段と、該筒状ケーシング内に昇降自在に配置させる杭切断搬出装置と、該杭切断搬出装置を昇降させる昇降手段と、該杭切断搬出装置に筒状ケーシングの回転力を伝達する回転伝達手段とからなり、
前記杭切断搬出装置は、前記回転伝達手段による回転を伴って筒状ケーシング内周と既設杭外周との間に掘進嵌入する掘進抱持筒と、該掘進抱持筒の下部に回動自在に枢着された可動切断刃と、該可動切断刃を下向きの非切断姿勢から先端の刃先が既設杭の略中心に達する切断完了姿勢まで強制的に内向きに回動させる切断刃回動手段とを具備し、
前記筒状ケーシングにて囲繞した既設杭の上部に前記掘進抱持筒を套嵌させ、前記回転伝達手段による回転を伴って可動切断刃を非切断姿勢から切断完了姿勢まで回動させることにより、前記既設杭の上部を切り取ると共に、この既設杭の切り取り部分を、切断完了姿勢の可動切断刃で底受けして掘進抱持筒内に抱持し、前記昇降手段で杭切断搬出装置と一体に上昇させて地上へ搬出するように構成されてなる既設杭の除去装置。
【請求項２】
前記の可動切断刃が両端部を掘進抱持筒に枢着した半円弧状板体の下縁に沿って複数の切削ビットを設けたものであり、その可動切断刃の一対が非切断姿勢で掘進抱持筒の径方向両側に配置すると共に、切断姿勢で互いに噛み合うように構成されてなる請求項１に記載の既設杭の除去装置。
【請求項３】
前記の可動切断刃は、前記の非切断姿勢において刃先が掘進抱持筒の下端よりも下方に突出してなる請求項１又は２に記載の既設杭の除去装置。
【請求項４】
前記の切断刃変位手段が油圧シリンダからなると共に、杭切断搬出装置がスイベル継手を構成する吊持具を有し、該スイベル継手の回転側部材に前記油圧シリンダへの機内油圧管路が接続され、同非回転側部材に外部からの機外油圧管路が接続され、これら機内外の油圧管路が回転側部材と非回転側部材との摺接界面で連通接続すると共に、非回転側部材の回り止め手段を有してなる請求項１〜３のいずれかに記載の既設杭の除去装置。
【請求項５】
前記の回転伝達手段は、杭切断搬出装置側に設けられて、周方向に等配した複数個の押接部材を筒状ケーシングの内周面に対して離接変位させるグリッパーからなり、
杭切断搬出装置が、前記掘進抱持筒を一体化した装置本体に対し、前記グリッパーの複数個の押接部材を介して上下変位可能にリンク結合された吊持具を備え、
前記押接部材が、杭切断搬出装置の吊持状態におけるリンク伸長によって半径方向内側に退縮する離間位置と、非吊持状態での吊持具及び当該押接部材の自重負荷に伴うリンク収縮によって半径方向外側へ張出する押接位置とに転換する請求項〜４のいずれかに記載の既設杭の除去装置。
【請求項６】
既設杭が埋設された地中に筒状ケーシングを回転圧入して該既設杭の少なくとも上部を囲繞させ、請求項１記載の杭切断搬出装置を上方から筒状ケーシング内に挿入し、圧入掘進する該筒状ケーシングの回転力を杭切断搬出装置に伝達して、その伝達回転力で掘進抱持筒を筒状ケーシング内周と既設杭外周との間に掘進嵌入させ、該掘進抱持筒内に既設杭上部側の所定長さが納まった段階で可動切断刃を内向きに回動させることにより、既設杭を外周側から中心まで切り込んで切断し、この既設杭の切り取り部分を切断完了姿勢の可動切断刃で底受けして掘進抱持筒内に抱持し、前記回転力の伝達を停止した状態で杭切断搬出装置を上昇させて前記切り取り部分を地上へ搬出したのち、杭切断搬出装置を再び筒状ケーシング内に挿入し、前記同様に掘進抱持筒の掘進嵌入と可動切断刃の内向き回動によって既設杭上部側を切り取って掘進抱持筒内に抱持し、該杭切断搬出装置を上昇させて切り取り部分を地上へ搬出する操作を繰り返すことを特徴とする既設杭の除去方法。
【請求項１】
既設杭を囲繞して地中に建て込む筒状ケーシングと、該筒状ケーシングを回転させつつ既設杭の埋設地中へ圧入掘進させる回転圧入手段と、該筒状ケーシング内に昇降自在に配置させる杭切断搬出装置と、該杭切断搬出装置を昇降させる昇降手段と、該杭切断搬出装置に筒状ケーシングの回転力を伝達する回転伝達手段とからなり、
前記杭切断搬出装置は、前記回転伝達手段による回転を伴って筒状ケーシング内周と既設杭外周との間に掘進嵌入する掘進抱持筒と、該掘進抱持筒の下部に回動自在に枢着された可動切断刃と、該可動切断刃を下向きの非切断姿勢から先端の刃先が既設杭の略中心に達する切断完了姿勢まで強制的に内向きに回動させる切断刃回動手段とを具備し、
前記筒状ケーシングにて囲繞した既設杭の上部に前記掘進抱持筒を套嵌させ、前記回転伝達手段による回転を伴って可動切断刃を非切断姿勢から切断完了姿勢まで回動させることにより、前記既設杭の上部を切り取ると共に、この既設杭の切り取り部分を、切断完了姿勢の可動切断刃で底受けして掘進抱持筒内に抱持し、前記昇降手段で杭切断搬出装置と一体に上昇させて地上へ搬出するように構成されてなる既設杭の除去装置。
【請求項２】
前記の可動切断刃が両端部を掘進抱持筒に枢着した半円弧状板体の下縁に沿って複数の切削ビットを設けたものであり、その可動切断刃の一対が非切断姿勢で掘進抱持筒の径方向両側に配置すると共に、切断姿勢で互いに噛み合うように構成されてなる請求項１に記載の既設杭の除去装置。
【請求項３】
前記の可動切断刃は、前記の非切断姿勢において刃先が掘進抱持筒の下端よりも下方に突出してなる請求項１又は２に記載の既設杭の除去装置。
【請求項４】
前記の切断刃変位手段が油圧シリンダからなると共に、杭切断搬出装置がスイベル継手を構成する吊持具を有し、該スイベル継手の回転側部材に前記油圧シリンダへの機内油圧管路が接続され、同非回転側部材に外部からの機外油圧管路が接続され、これら機内外の油圧管路が回転側部材と非回転側部材との摺接界面で連通接続すると共に、非回転側部材の回り止め手段を有してなる請求項１〜３のいずれかに記載の既設杭の除去装置。
【請求項５】
前記の回転伝達手段は、杭切断搬出装置側に設けられて、周方向に等配した複数個の押接部材を筒状ケーシングの内周面に対して離接変位させるグリッパーからなり、
杭切断搬出装置が、前記掘進抱持筒を一体化した装置本体に対し、前記グリッパーの複数個の押接部材を介して上下変位可能にリンク結合された吊持具を備え、
前記押接部材が、杭切断搬出装置の吊持状態におけるリンク伸長によって半径方向内側に退縮する離間位置と、非吊持状態での吊持具及び当該押接部材の自重負荷に伴うリンク収縮によって半径方向外側へ張出する押接位置とに転換する請求項〜４のいずれかに記載の既設杭の除去装置。
【請求項６】
既設杭が埋設された地中に筒状ケーシングを回転圧入して該既設杭の少なくとも上部を囲繞させ、請求項１記載の杭切断搬出装置を上方から筒状ケーシング内に挿入し、圧入掘進する該筒状ケーシングの回転力を杭切断搬出装置に伝達して、その伝達回転力で掘進抱持筒を筒状ケーシング内周と既設杭外周との間に掘進嵌入させ、該掘進抱持筒内に既設杭上部側の所定長さが納まった段階で可動切断刃を内向きに回動させることにより、既設杭を外周側から中心まで切り込んで切断し、この既設杭の切り取り部分を切断完了姿勢の可動切断刃で底受けして掘進抱持筒内に抱持し、前記回転力の伝達を停止した状態で杭切断搬出装置を上昇させて前記切り取り部分を地上へ搬出したのち、杭切断搬出装置を再び筒状ケーシング内に挿入し、前記同様に掘進抱持筒の掘進嵌入と可動切断刃の内向き回動によって既設杭上部側を切り取って掘進抱持筒内に抱持し、該杭切断搬出装置を上昇させて切り取り部分を地上へ搬出する操作を繰り返すことを特徴とする既設杭の除去方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００８−３０３６４２（Ｐ２００８−３０３６４２Ａ）
【公開日】平成２０年１２月１８日（２００８．１２．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１５３０３６（Ｐ２００７−１５３０３６）
【出願日】平成１９年６月８日（２００７．６．８）
【出願人】（３９００１６４５８）三和機工株式会社 (19)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１２月１８日（２００８．１２．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年６月８日（２００７．６．８）
【出願人】（３９００１６４５８）三和機工株式会社 (19)
【Ｆターム（参考）】
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