杭引抜き上げ装置
【課題】ウインチを用いることなく重たい杭を引き上げる。
【解決手段】内側に杭貫通空間Ｓを形成したケーシング２と、ケーシング２と杭貫通空間Ｓの間に配置してケーシング２に連結した杭落下防止用チャック３と、ケーシング２と杭貫通空間Ｓの間に配置してケーシング２に複数個の油圧シリンダ４を介して昇降自在に設けた杭引上げ用チャック５と、これらチャック３，５及び油圧シリンダ４を制御する制御装置を備え、制御装置は、杭落下防止用チャック３を把持状態にしたまま非把持状態の杭引上げ用チャック１１を油圧シリンダ４で降下させるチャック降下時間帯と、両方のチャック３，５を同時に把持状態にする同時把持時間帯と、杭落下防止用チャック３を非把持状態にしたまま把持状態の杭引上げ用チャック５を油圧シリンダ４で上昇させる杭引上げ時間帯と、両方のチャック３，５を同時に把持状態にする同時把持時間帯とをこの順番で順次繰り返す。
【解決手段】内側に杭貫通空間Ｓを形成したケーシング２と、ケーシング２と杭貫通空間Ｓの間に配置してケーシング２に連結した杭落下防止用チャック３と、ケーシング２と杭貫通空間Ｓの間に配置してケーシング２に複数個の油圧シリンダ４を介して昇降自在に設けた杭引上げ用チャック５と、これらチャック３，５及び油圧シリンダ４を制御する制御装置を備え、制御装置は、杭落下防止用チャック３を把持状態にしたまま非把持状態の杭引上げ用チャック１１を油圧シリンダ４で降下させるチャック降下時間帯と、両方のチャック３，５を同時に把持状態にする同時把持時間帯と、杭落下防止用チャック３を非把持状態にしたまま把持状態の杭引上げ用チャック５を油圧シリンダ４で上昇させる杭引上げ時間帯と、両方のチャック３，５を同時に把持状態にする同時把持時間帯とをこの順番で順次繰り返す。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外回りが掘削された地中杭を地上へ引抜き上げる杭引抜き上げ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、地中に埋設された不要な杭を撤去する工法としては、リーダに沿って昇降するオーガーマシンに回転駆動可能にケーシングを連結し、ケーシングの先端部の掘削刃で地中に埋設された杭の周囲を掘削して杭と地盤との縁を切り、杭の頭部へワイヤーを引っ掛けてウインチで強制的に引抜き上げる方法（特許文献１）や、同様にケーシングで杭の周囲を掘削して杭と地盤との縁を切った後に、ケーシングの下部に設けた複数の係止爪で杭を把持し、ウインチによるオーガーマシンの上昇移動によってケーシングと共に引抜き上げるがある（特許文献２）。
【特許文献１】特公平５−６３５７６号公報
【特許文献２】特開２００１−３３６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前記従来工法は、杭を引抜き上げるウインチの吊り上げ力が５トン程度であるため、軽量のＰＣ杭を引抜くときに用いられている。ところで、大径のコンクリート杭は、直径１Ｍで長さ３０Ｍの重量が５４トン、直径１．５Ｍで長さ３０Ｍの重量が１２２トン、直径２．０Ｍで長さ３０Ｍの重量が２１７トンとなる。そのため、従来工法では、非常に重い大径のコンクリート杭をウインチで引抜き上げることができない問題がある。そこで、本発明は、上記問題を解決するために、ウインチを用いることなく重たい杭を引抜き上げることができる杭引抜き上げ装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
ウインチを用いることなく重たい杭を引き上げるために請求項１記載の本発明が採用した手段は、内側に杭貫通空間を形成したケーシングと、該ケーシングと杭貫通空間の間に配置してケーシングに連結した杭落下防止用チャックと、該ケーシングと杭貫通空間の間に配置して該ケーシングに複数個の油圧シリンダを介して連結した昇降自在な杭引上げ用チャックと、これらチャック及び油圧シリンダを制御する制御装置を備え、該制御装置は、杭落下防止用チャックを把持状態にしたまま非把持状態の杭引上げ用チャックを油圧シリンダで降下させるチャック降下時間帯と、両方のチャックを同時に把持状態にする同時把持時間帯と、杭落下防止用チャックを非把持状態にしたまま把持状態の杭引上げ用チャックを油圧シリンダで上昇させる杭引上げ時間帯と、両方のチャックを同時に把持状態にする同時把持時間帯とをこの順番で順次繰り返すことを特徴とする杭引抜き上げ装置である。
本発明にあっては、杭貫通空間を杭が貫通するようにケーシングを固定し、チャック降下時間帯と同時把持時間帯と杭引上げ時間帯と同時把持時間帯とをこの順番で順次繰り返すことで、杭引上げ時間帯において杭を把持する杭引上げ用チャックで杭を油圧シリンダストローク寸法分づつ間欠的に引き上げることができ、複数個の油圧シリンダを用いることで引き上げ力を大きくして重たい杭を引き上げることができる。
【０００５】
前記複数個の油圧シリンダの配置の自由度を増すために請求項２記載の本発明が採用した手段は、前記ケーシングは外側ケーシングと該外側ケーシングの上方から昇降自在に挿入した内側ケーシングを備え、外側ケーシングと内側ケーシングの間に前記複数個の油圧シリンダを配置し、外側ケーシングに前記杭落下防止用チャックを連結し、内側ケーシングに杭引上げ用チャックを連結した請求項１記載の杭引抜き上げ装置である。
本発明にあっては、内側ケーシングを介して複数個の油圧シリンダと杭引上げ用チャックを連結することで、外側ケーシングと内側ケーシングの間に複数個の油圧シリンダを分散して配置することが可能となる。
【０００６】
杭外径の変化に対応させる請求項３記載の本発明が採用した手段は、前記杭引上げ用チャックは、前記杭貫通空間の外側に配置した複数組の爪具と、隣接する爪具どうしを連結して連結長さ寸法を変更できる連結具の複数個を備え、各組の爪具が待機位置と把持位置の間で進退する爪及び該爪を進退させる操作具を備えた請求項１又は２記載の杭引抜き上げ装置である。
本発明にあっては、杭外径寸法が杭長手方向に沿って大きく変化するために、杭引上げ用チャックの各爪を進退させることで把持できる杭外径寸法の範囲を超えたとき、複数個ある連結具の全部又は任意の連結長さ寸法を変更することで把持できる範囲を調節することができる。
【０００７】
連結具の連結長さ寸法を簡単に調節できるように請求項４記載の本発明が採用した手段は、前記連結具は、一方の爪具に連結した一方のリンクと、他方の爪具に連結した他方のリンクと、傾斜領域を有する調節部と直線部を対峙させた楔状部を有し、両リンクの挿通孔へ該直線部に沿って挿通して該調節部が他方のリンクと接すると共に該直線部が一方のリンクと接する調節片と、該調節片と該一方のリンクの間に設けられて該調節片を進退させる進退操作具を備えた請求項３記載の杭引抜き上げ装置である。なお、杭の引上げに伴い前記連結具に大きな引張力が加わっても連結長さ寸法に変化を生じさせないために、調節片は、調節部の傾斜領域の両端側に直線部と平行に延設する平行部を設けて、平行部を他方のリンクと接するように構成することもある。
本発明にあっては、進退操作具の操作で調節片の楔状部が移動して両方のリンクに接する箇所の間の寸法が変化することにより、連結具の連結長さ寸法を変更できる。杭引上げ用チャックで杭を把持したときに、調節片を介して連結している両方のリンクに大きな引張力が加わっても、調節部を介して調節片に加わる押し戻し力を小さくできる。なお、調節片に設けた平行部が他方のリンクに接するときには、調節片に加わる押し戻し力がゼロとなり、調節片を移動させることなく杭引上げ用チャックで杭を確実に把持して引上げることができる。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１記載の本発明に係る杭引抜き上げ装置は、複数個の油圧シリンダを用いることで引き上げ力を大きくすることが可能となり、重たい杭を引き上げることができる。
請求項２記載の本発明に係る杭引抜き上げ装置は、外側ケーシングと内側ケーシングの間に複数個の油圧シリンダを分散して配置することが可能となるため、複数個の油圧シリンダの配置の自由度が増し、最適な位置に油圧シリンダを配置できる。
【０００９】
請求項３記載の本発明に係る杭引抜き上げ装置は、連結具の連結長さ寸法を変更することで把持できる範囲を調節することが可能となり、杭外径の変化に対応できる。
請求項４記載の本発明に係る杭引抜き上げ装置は、進退操作具の操作で楔状の調節片を移動させることで、連結具の連結長さ寸法を簡単に調節できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明に係る杭引抜き上げ装置（以下、「本発明装置」と言う。）を図面に示す実施形態に基づいて説明する。
【００１１】
（第１の実施の形態）
図１乃至図７は本発明装置の第１の実施の形態を示すものであり、図１は本発明装置１を示す正面断面図である。図２は杭引上げ用チャック５を拡大して示すものであって、（Ａ）は部分断面した側面図、（Ｂ）は二組の爪具１１，１１と連結具１２を展開すると共に二組の爪具１１，１１の連結長さ寸法Ｗを長くした状態を示す部分断面した正面図、（Ｃ）は（Ｂ）のＣ−Ｃ線で断面した平面断面図である。図３は杭引上げ用チャック５を拡大して示すものであって、二組の爪具１１，１１と連結具１２を展開すると共に二組の爪具１１，１１の連結長さ寸法Ｗを短くした状態を示す部分断面した正面図である。図４は連結具１２の別態様を示すものであって、（Ａ）は連結長さ寸法を短くした状態を示す部分断面した正面図，（Ｂ）は連結長さ寸法を長くした状態を示す部分断面した正面図である。図５は杭落下防止用チャック３を拡大して示すものであって、（Ａ）は部分断面した側面図、（Ｂ）は二組の爪具を展開して示す正面図である。図６は地中杭Ｐの上端寄り周りに形成した地表凹部Ｇａに本発明装置１を挿入する前の状態を示す部分断面した正面図である。図７は地中に挿入固定した本発明装置１を用いて地中杭Ｐを引抜き上げる作業の各工程を示すものであって、（Ａ）は杭落下防止用チャック３を把持状態にしたまま非把持状態の杭引上げ用チャック５を油圧シリンダ４で降下させるチャック降下時間帯の状態を示す半裁した縦断面図、（Ｂ）は両方のチャック３，５を同時に把持状態にする同時把持時間帯の状態を示す半裁した縦断面図、（Ｃ）は杭落下防止用チャック３を非把持状態にしたまま把持状態の杭引上げ用チャック５を油圧シリンダ４で上昇させる杭引上げ時間帯の状態を示す半裁した縦断面図、（Ｄ）は地中杭Ｐを引上げた後に両方のチャック３，５を同時に把持状態にする同時把持時間帯の状態を示す半裁した縦断面図である。
【００１２】
本発明装置１は、図１に示す如く、内側に杭貫通空間Ｓを形成したケーシング２と、ケーシング２と杭貫通空間Ｓの間に配置してケーシング２に連結した杭落下防止用チャック３と、ケーシング２と杭貫通空間Ｓの間に配置してケーシング２に複数個の油圧シリンダ４を介して連結した昇降自在な杭引上げ用チャック５と、これらチャック３，５及び油圧シリンダ４を制御する制御装置（図示略）を備えている。
【００１３】
前記ケーシング２は、円筒状の外側ケーシング６と、外側ケーシング６の上方から昇降自在に挿入した円筒状の内側ケーシング７とからなり、外側ケーシング６と内側ケーシング７の間に複数個の油圧シリンダ４を配置し、外側ケーシング６に杭落下防止用チャック３を連結し、内側ケーシング７に杭引上げ用チャック５を連結してある。本例の外側ケーシング６は、下端側に連結部６ａを設けて、掘削用ケーシング１０（図６参照）の上端１０ａに連結できるようにしてある。外側ケーシング６は、外周面上に土砂排出用螺旋羽根６ｂを必要に応じて設けてある。
【００１４】
前記複数個の油圧シリンダ４は、外側ケーシング６から突出する内側ケーシング７の外側に分散して配置して、各油圧シリンダ４の上端側をブラケット８を介して内側ケーシング７に連結し、下端側をブラケット９を介して外側ケーシング６に連結してある。油圧シリンダ４は、例えば、シリンダ内径が２００ｍｍφで油圧が７０Ｋｇ／ｃｍ２のとき、一本当たりの引き上げ力が約２１トン程度となり、１１本を設けることで２３１トンの引き上げ力を得ることができる。複数個の油圧シリンダ４は、同期して昇降するように制御装置（図示略）との間で油圧配管してある。
【００１５】
前記杭引上げ用チャック５は、図２及び図３に示す如く、杭貫通空間Ｓの外側周囲に分散配置して内側ケーシング７へ揺動自在に吊り下げた複数組の爪具１１と、隣接する爪具１１，１１どうしを連結して連結長さ寸法を変更できる連結具１２の複数個を備え、複数組の爪具１１を連結具１２で環状に連結してある。各組の爪具１１は、案内具１３と、案内具１３に案内されて非把持位置Ｆと把持位置Ｅの間で進退する爪１４と、爪１４を非把持状態から把持状態へ進退操作する操作具１５を備えている。案内具１３は、内側ケーシング７に取着したブラケット１６に、中間リンク１７を介して揺動自在に吊り下げられている。爪１４は、案内具１３の案内溝１３ａに上下摺動自在に案内されるスライダーとなっており、該ブラケット１６に油圧シリンダからなる操作具１５を介して吊り下げられている。案内具１３は、案内溝１３ａで案内する爪１４が、下方へ移動するのに伴って杭貫通空間Ｓへ向かって移動して非把持状態から把持状態へ移行するように、案内溝１３ａを傾斜状態にしてある。杭引上げ用チャック５は、案内溝１３ａを傾斜状態にすることで、把持状態で持ち上げたときに、爪１４が杭Ｐの外周面へ食い込むようになる。
【００１６】
前記杭引上げ用チャック５は、重たい杭Ｐを持ち上げることができる把持力を得るために、爪具１１の個数、爪１４の把持面の面積及び形状及び杭Ｐの外周面に対する爪１４の押圧力が選択される。
【００１７】
隣接する爪具１１，１１どうしを連結する連結具１２は、一方の爪具１１（図２（Ｂ）中の左側）に連結したリンク１８と、他方の爪具１１（同図中の右側）に連結したリンク１９と、両リンク１８，１９の挿通孔１８ａ，１９ａへ進退自在に挿通する調節片２０と、調節片２０と一方のリンク１８の間に設けて調節片２０を進退させる操作具２１とを備えている。両リンク１８，１９は、隣接する爪具１１，１１どうしの上下側を連結するように二組を設けてある。調節片２０は、傾斜領域を有する調節部２０ａと直線部２０ｂを対峙させた楔状部２０ｃを有し、両リンク１８，１９の挿通孔１８ａ，１９ａへ直線部２０ｂに沿って進退しつつ、調節部２０ａが他方のリンク１９と接すると共に直線部２０ｂが一方のリンク１８と接するようになっている。調節片２０は、二組の両リンク１８，１９に対応するように、二箇所に楔状部２０ｃを設けてある。調節片２０は、他方のリンク１９と接す調節部２０ａの箇所が移動することで、隣接する爪具１１，１１の間の連結長さ寸法Ｗを、長い状態（図２（Ｂ）に示す状態）から短い状態（図３に示す状態）まで変更させることができる。調節片２０を進退させる操作具２１は、一方のリンク１８に取着したブラケット２９と、ブラケット２９と調節片２０とに連結した油圧シリンダ３０を備えて、油圧シリンダ３０の出力軸を伸縮させることで調節片２０を進退させるようにしてある。
【００１８】
なお、調節片２０は、図４に示す如く、調節部２０ａの傾斜領域の両端側に、直線部２０ｂと平行に延設する平行部２０ｄ，２０ｄを設けて、各平行部２０ｄを他方のリンク１９と接するように構成することもある。調節片２０は、移動して他方のリンク１９と接す平行部２０ｄを変更することで、隣接する爪具１１，１１の間の連結長さ寸法Ｗを、長い状態（図２（Ｂ）に示す状態）から短い状態（図３に示す状態）まで調節できる。調節片２０に設けた平行部２０ｄが他方のリンク１９に接するときには、杭Ｐを把持することでリンク１８，１９に大きな引張り力が加わっても、調節片２０を直線部２０ｂに沿って移動させる押し戻し力が生じないため、調節片２０を移動させることなく杭引上げ用チャック５で杭Ｐを確実に把持して引上げることができる。
【００１９】
前記杭落下防止用チャック３は、図５に示す如く、杭貫通空間Ｓの外側周囲に分散配置して外側ケーシング６に連結した複数組の爪具２３からなる。各組の爪具２３は、案内具２５と、案内具２５に案内されて非把持位置Ｊと把持位置Ｋの間で進退する爪２６と、爪２６を非把持状態から把持状態へ進退操作する操作具２４を備えている。案内具２５は、外側ケーシング６に固定されるか、図示は省略しが、外側ケーシング６に取着したブラケット２７に中間リンク（図示略）を介して揺動自在に吊り下げられている。爪２６は、案内具２５の案内溝２５ａに上下摺動自在に案内されるスライダーとなっており、ブラケット２７に油圧シリンダからなる操作具２４を介して吊り下げられている。案内具２５は、案内溝２５ａで案内する爪２６が、下方へ移動するのに伴って杭貫通空間Ｓへ向かって移動して非把持状態から把持状態へ移行するように、案内溝２５ａを傾斜状態にしてある。杭落下防止用チャック３は、案内溝２５ａを傾斜状態にすることで、把持状態の爪２６が杭Ｐの外周面へ食い込むようになる。
【００２０】
間欠的に引上げた地中杭Ｐを一時的に把持して落下を単に防止するだけの杭落下防止用チャック３は、杭Ｐを引上げる前記杭引上げ用チャック５に比べて把持力を弱くできる。そのため、本例の杭落下防止用チャック３は、案内具２５の案内溝２５ａの勾配を前記杭引上げ用チャック５に備えた案内具１３の案内溝１３ａに比べて急勾配にしてあり、各爪２６の杭貫通空間Ｓへ向かう移動寸法を大きくし、杭Ｐの公称径に対する誤差が大きくなっても対処できるようにしてある。なお、外側ケーシング６に案内具２５を揺動自在に吊り下げるときには、前記杭引上げ用チャック５の場合と同様に、隣接する爪具２３の案内具２５どうしを連結具１２（図２及び図３参照）で連結して連結長さ寸法を変更できるようにし、杭Ｐの公称径に対する誤差が非常に大きくなる場合に対処できるようにすることもある。
【００２１】
前記制御装置は、図７に示す如く、杭落下防止用チャック３を把持状態にしたまま非把持状態の杭引上げ用チャック５を油圧シリンダ４で降下させるチャック降下時間帯（同図（Ａ）参照）と、両方のチャック３，５を同時に把持状態にする同時把持時間帯（同図（Ｂ）参照）と、杭落下防止用チャック３を非把持状態にしたまま把持状態の杭引上げ用チャック５を油圧シリンダ４で上昇させる杭引上げ時間帯（同図（Ｃ）参照）と、杭引上げ用チャック５を上昇させた後に両方のチャック３，５を同時に把持状態にする同時把持時間帯（同図（Ｄ）参照）とをこの順番で順次繰り返すように構成してある。
【００２２】
前記チャック降下時間帯（同図（Ａ）参照）では、杭落下防止用チャック３の各爪具２３に備えた油圧シリンダからなる操作具２４の出力軸を突出させ、各爪２６を杭Ｐへ向かって移動させて杭Ｐを把持する共に、杭引上げ用チャック５の各爪具１１に備えた油圧シリンダからなる操作具１５の出力軸を後退させ、各爪１４を杭Ｐから離隔する方向へ向かって移動させて非把持状態にする。
【００２３】
前記同時把持時間帯（同図（Ｂ）参照）では、杭落下防止用チャック３の把持状態を維持させたまま、杭引上げ用チャック５の各爪具１１に備えた油圧シリンダからなる操作具１５の出力軸を突出させ、各爪１４を杭Ｐへ向かって移動させて杭Ｐを把持する。続く、前記杭引上げ時間帯（同図（Ｃ）参照）では、杭引上げ用チャック５の把持状態を維持させたまま、杭落下防止用チャック３の各爪具２３に備えた油圧シリンダからなる操作具２４の出力軸を後退させて各爪２６を杭Ｐから離隔する方向へ向かって移動させて非把持状態にした後に、複数の油圧シリンダ４の各出力軸を同期状態で突出させ、杭Ｐを把持している杭引上げ用チャック５と共に内側ケーシング７を持ち上げて、油圧シリンダ４の出力軸のストローク寸法Ｌだけ杭Ｐを引き抜くように持ち上げる。
【００２４】
次に、同時把持時間帯（同図（Ｄ）参照）では、杭引上げ用チャック５の把持状態を維持させたまま、杭落下防止用チャック３の各爪具２３に備えた油圧シリンダからなる操作具２４の出力軸を突出させ、各爪２６を杭Ｐへ向かって移動させて杭Ｐを把持する。続く、前記チャック降下時間帯（同図（Ａ）参照）では、杭落下防止用チャック３の把持状態を維持させたまま、杭引上げ用チャック５の各爪具１１に備えた油圧シリンダからなる操作具１５の出力軸を後退させ、各爪１４を杭Ｐから離隔する方向へ向かって移動させて非把持状態にした後に、複数の油圧シリンダ４の各出力軸を同期状態で後退させ、非把持状態の杭引上げ用チャック５と共に内側ケーシング７を前記ストローク寸法Ｌだけ降下させる。
【００２５】
前記制御装置は、油の圧送及び回収を行う油圧ユニット、シーケンス制御部及び該シーケンス制御部で制御される切替弁等を備え、杭落下防止用チャック３に備えた油圧シリンダからなる各操作具２４、杭引上げ用チャック５に備え油圧シリンダからなる各操作具１５及び複数の油圧シリンダ４に対する油の圧送及び回収を順次制御することで、前記チャック降下時間帯、同時把持時間帯、杭引上げ時間帯及び同時把持時間帯をこの順番で順次繰り返すようにしてある。
【００２６】
次に、本発明装置１を用いて地中杭Ｐを引抜き上げる方法を各作業工程に基づいて説明する。第１の掘削工程は、図６に示す如く、杭Ｐの周囲を掘削して杭Ｐと地盤Ｇとの縁を切る。この掘削は、リーダ（図示略）に沿って昇降するオーガーマシンに連結した掘削用ケーシング１０で行い、掘削用ケーシング１０の先端に設けた掘削刃１０ｂで杭Ｐの回りを掘削しつつ、掘削用ケーシング１０の外周に備えた土砂排出用螺旋羽根１０ｃで土砂を地上に排出して行う。
【００２７】
第２の本発明装置挿入工程は、図６に示す如く、地中杭Ｐの上端寄り周りに形成した地表凹部Ｇａに本発明装置１を挿入し、掘削用ケーシング１０の上端１０ａに本発明装置１の外側ケーシング６の下端の連結部６ａを嵌合させるようにして連結する。このとき、本発明装置１は、杭落下防止用チャック３及び杭引上げ用チャック５を非把持状態にしておく。
【００２８】
第３の杭引抜き上げ工程は、図７に示す如く、制御装置（図示略）で杭落下防止用チャック３及び杭引上げ用チャック５に設けた油圧シリンダからなる各操作具１５，２４と、杭引上げ用チャック５で把持した地中杭Ｐを持ち上げる複数本の油圧シリンダ４とを制御することで、杭落下防止用チャック３を把持状態にしたまま非把持状態の杭引上げ用チャック５を油圧シリンダ４で降下させるチャック降下操作（同図（Ａ）参照）と、両方のチャック３，５を同時に把持状態にする同時把持操作（同図（Ｂ）参照）と、杭落下防止用チャック３を非把持状態にしたまま把持状態の杭引上げ用チャック５を油圧シリンダ４で上昇させる杭引上げ操作（同図（Ｃ）参照）と、地中杭Ｐを引上げ後に両方のチャック３，５を同時に把持状態にする同時把持操作（同図（Ｄ）参照）をこの順番で順次繰り返し、油圧シリンダ４の出力軸のストローク寸法Ｌづつ間欠的に杭Ｐを引抜き上げる。本発明装置１は複数個の油圧シリンダ４を用いることで引き上げ力を大きくすることが可能となり、重たい杭Ｐを引き上げることができる。
【００２９】
ところで、大径の杭は、地盤に掘削した孔に、鉄金を挿入した後にコンクリートを打設する現場打杭工法で施工されるが、掘削孔の内周面に生じた部分的な崩落等により局部的に大径となっていることがある。この局部的に大径となっている箇所は、第１工程において地中杭Ｐの回りを掘削するときに、掘削用ケーシング１０の掘削刃１０ｂである程度削り取られるが、真円にはならない。そこで、地中杭Ｐの大径となっている箇所の寸法が、杭引上げ用チャック５の公称径における把持できる許容範囲を越える場合には、図２及び図３に示す如く、杭引上げ用チャック５に設けた連結具１２で隣接する爪具１１，１１の連結長さ寸法Ｗを調節して地中杭Ｐを把持できる範囲に変更する。本例の場合には、連結具１２の調節片２０を押し下げることにより連結長さ寸法Ｗを長くでき（図２（Ｂ），図４（Ｂ）参照）、逆に、連結具１２の調節片２０を持ち上げることにより連結長さ寸法Ｗを短くできる（図３，図４（Ａ）参照）。地中杭Ｐの大径の程度により調節する連結具１２の個数を選択することで、広い範囲わたって段階的に調節できる。
【００３０】
前記第３の杭引抜き上げ工程において、地中杭Ｐを適宜寸法だけ引抜き上げたならば、両方のチャック３，５を同時に把持状態にして、地上に突出した杭Ｐの部分を切断分離する。地中杭Ｐの引抜きが終了したならば、本発明装置１及び掘削用ケーシング１０を地中から撤去し、杭Ｐの撤去された後の残孔を埋め戻して作業を完了する。
【００３１】
（第２の実施の形態）
図８は第２の実施の形態に係る本発明装置３１の示すものであり、（Ａ）は杭落下防止用チャック３で杭Ｐを把持しつつ、非把持状態の杭引上げ用チャック５を油圧シリンダ４で降下させた状態を示す正面断面図、（Ｂ）は杭落下防止用チャック３を非把持状態にして、把持状態の杭引上げ用チャック５を杭Ｐと共に油圧シリンダ４で上昇させた状態を示す正面断面図である。
【００３２】
本実施の形態に係る本発明装置３１が前記第１の実施の形態に係る本発明装置１と大きく相違する箇所は、内側に杭貫通空間Ｓを形成したケーシング３２を一個とし、ケーシング３２と杭貫通空間Ｓの間に配置した杭引上げ用チャック５を、複数個の油圧シリンダ４を介してケーシング３２に昇降自在に吊り下げた点である。この相違点以外の構成は、前記第１の実施の形態に係る本発明装置３１と実質的に同一であり、図中に示した同一の符号は同一の構成部材等を指す。
【００３３】
本発明装置３１は、杭引上げ用チャック５を上方に配置し、杭落下防止用チャック３を下方に配置してあるが、逆に配置することも勿論可能である。杭引上げ用チャック５は、ケーシング３２に油圧シリンダ４を介して爪具１１を昇降自在に吊り下げ、前記第１の実施の形態と同様に隣接する爪具１１，１１どうしを連結具１２で連結して連結長さ寸法を変更できるようにしてある（図２，図３及び図４参照）。
【００３４】
本発明装置３１に備えた制御装置は、杭落下防止用チャック３を把持状態にしたまま非把持状態の杭引上げ用チャック５を油圧シリンダ４で降下させるチャック降下時間帯（同図（Ａ）参照）と、両方のチャック３，５を同時に把持状態にする同時把持時間帯（図示略）と、杭落下防止用チャック３を非把持状態にしたまま把持状態の杭引上げ用チャック５を油圧シリンダ４で上昇させる杭引上げ時間帯（同図（Ｂ）参照）と、杭引上げ用チャック５を上昇させたまま両方のチャック３，５を同時に把持状態にする同時把持時間帯（図示略）とをこの順番で順次繰り返すように構成してある。
【００３５】
本発明装置３１を用いて地中杭Ｐを引抜き上げる作業は、前記第１の実施の形態における第１の掘削工程、第２の本発明装置挿入工程及び第３の杭引抜き上げ工程と同様の作業を行い、油圧シリンダ４の出力軸のストローク寸法Ｌづつ間欠的に杭Ｐを引抜き上げでいく。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明装置の第１の実施の形態を示すものであり、本発明装置を示す正面断面図である。
【図２】同実施の形態における杭引上げ用チャックを拡大して示すものであって、（Ａ）は部分断面した側面図、（Ｂ）は二組の爪具と連結具を展開すると共に二組の爪具の連結長さ寸法を長くした状態を示す部分断面した正面図、（Ｃ）は（Ｂ）のＣ−Ｃ線で断面した平面断面図である。
【図３】同実施の形態における杭引上げ用チャックを拡大して示すものであって、二組の爪具と連結具を展開すると共に二組の爪具の連結長さ寸法を短くした状態を示す部分断面した正面図である。
【図４】連結具の別態様を示すものであって、（Ａ）は連結長さ寸法を短くした状態を示す部分断面した正面図、（Ｂ）は連結長さ寸法を長くした状態を示す部分断面した正面図である。
【図５】杭落下防止用チャックを拡大して示すものであって、（Ａ）は部分断面した側面図、（Ｂ）は二組の爪具を展開して示す正面図である。
【図６】地中杭の上端寄り周りに形成した地表凹部に本発明装置を挿入する前の状態を示す部分断面した正面図である。
【図７】地中に挿入固定した本発明装置を用いて杭を引抜き上げる作業の各工程を示すものであって、（Ａ）は杭落下防止用チャックを把持状態にしたまま非把持状態の杭引上げ用チャックを油圧シリンダで降下させるチャック降下時間帯の状態を示す半裁した縦断面図、（Ｂ）は両方のチャックを同時に把持状態にする同時把持時間帯の状態を示す半裁した縦断面図、（Ｃ）は杭落下防止用チャックを非把持状態にしたまま把持状態の杭引上げ用チャックを油圧シリンダで上昇させる杭引上げ時間帯の状態を示す半裁した縦断面図、（Ｄ）は地中杭を引上げた後に両方のチャックを同時に把持状態にする同時把持時間帯の状態を示す半裁した縦断面図である。
【図８】本発明装置の第２の実施の形態を示すものであり、（Ａ）は杭落下防止用チャックで杭を把持しつつ、非把持状態の杭引上げ用チャック５を油圧シリンダ４で降下させた状態を示す正面断面図、（Ｂ）は杭落下防止用チャック３を非把持状態にして、把持状態の杭引上げ用チャック５を杭Ｐと共に油圧シリンダ４で上昇させた状態を示す正面断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
２…ケーシング、３…杭落下防止用チャック、４…油圧シリンダ、５…杭引上げ用チャック、Ｓ…杭貫通空間
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外回りが掘削された地中杭を地上へ引抜き上げる杭引抜き上げ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、地中に埋設された不要な杭を撤去する工法としては、リーダに沿って昇降するオーガーマシンに回転駆動可能にケーシングを連結し、ケーシングの先端部の掘削刃で地中に埋設された杭の周囲を掘削して杭と地盤との縁を切り、杭の頭部へワイヤーを引っ掛けてウインチで強制的に引抜き上げる方法（特許文献１）や、同様にケーシングで杭の周囲を掘削して杭と地盤との縁を切った後に、ケーシングの下部に設けた複数の係止爪で杭を把持し、ウインチによるオーガーマシンの上昇移動によってケーシングと共に引抜き上げるがある（特許文献２）。
【特許文献１】特公平５−６３５７６号公報
【特許文献２】特開２００１−３３６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前記従来工法は、杭を引抜き上げるウインチの吊り上げ力が５トン程度であるため、軽量のＰＣ杭を引抜くときに用いられている。ところで、大径のコンクリート杭は、直径１Ｍで長さ３０Ｍの重量が５４トン、直径１．５Ｍで長さ３０Ｍの重量が１２２トン、直径２．０Ｍで長さ３０Ｍの重量が２１７トンとなる。そのため、従来工法では、非常に重い大径のコンクリート杭をウインチで引抜き上げることができない問題がある。そこで、本発明は、上記問題を解決するために、ウインチを用いることなく重たい杭を引抜き上げることができる杭引抜き上げ装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
ウインチを用いることなく重たい杭を引き上げるために請求項１記載の本発明が採用した手段は、内側に杭貫通空間を形成したケーシングと、該ケーシングと杭貫通空間の間に配置してケーシングに連結した杭落下防止用チャックと、該ケーシングと杭貫通空間の間に配置して該ケーシングに複数個の油圧シリンダを介して連結した昇降自在な杭引上げ用チャックと、これらチャック及び油圧シリンダを制御する制御装置を備え、該制御装置は、杭落下防止用チャックを把持状態にしたまま非把持状態の杭引上げ用チャックを油圧シリンダで降下させるチャック降下時間帯と、両方のチャックを同時に把持状態にする同時把持時間帯と、杭落下防止用チャックを非把持状態にしたまま把持状態の杭引上げ用チャックを油圧シリンダで上昇させる杭引上げ時間帯と、両方のチャックを同時に把持状態にする同時把持時間帯とをこの順番で順次繰り返すことを特徴とする杭引抜き上げ装置である。
本発明にあっては、杭貫通空間を杭が貫通するようにケーシングを固定し、チャック降下時間帯と同時把持時間帯と杭引上げ時間帯と同時把持時間帯とをこの順番で順次繰り返すことで、杭引上げ時間帯において杭を把持する杭引上げ用チャックで杭を油圧シリンダストローク寸法分づつ間欠的に引き上げることができ、複数個の油圧シリンダを用いることで引き上げ力を大きくして重たい杭を引き上げることができる。
【０００５】
前記複数個の油圧シリンダの配置の自由度を増すために請求項２記載の本発明が採用した手段は、前記ケーシングは外側ケーシングと該外側ケーシングの上方から昇降自在に挿入した内側ケーシングを備え、外側ケーシングと内側ケーシングの間に前記複数個の油圧シリンダを配置し、外側ケーシングに前記杭落下防止用チャックを連結し、内側ケーシングに杭引上げ用チャックを連結した請求項１記載の杭引抜き上げ装置である。
本発明にあっては、内側ケーシングを介して複数個の油圧シリンダと杭引上げ用チャックを連結することで、外側ケーシングと内側ケーシングの間に複数個の油圧シリンダを分散して配置することが可能となる。
【０００６】
杭外径の変化に対応させる請求項３記載の本発明が採用した手段は、前記杭引上げ用チャックは、前記杭貫通空間の外側に配置した複数組の爪具と、隣接する爪具どうしを連結して連結長さ寸法を変更できる連結具の複数個を備え、各組の爪具が待機位置と把持位置の間で進退する爪及び該爪を進退させる操作具を備えた請求項１又は２記載の杭引抜き上げ装置である。
本発明にあっては、杭外径寸法が杭長手方向に沿って大きく変化するために、杭引上げ用チャックの各爪を進退させることで把持できる杭外径寸法の範囲を超えたとき、複数個ある連結具の全部又は任意の連結長さ寸法を変更することで把持できる範囲を調節することができる。
【０００７】
連結具の連結長さ寸法を簡単に調節できるように請求項４記載の本発明が採用した手段は、前記連結具は、一方の爪具に連結した一方のリンクと、他方の爪具に連結した他方のリンクと、傾斜領域を有する調節部と直線部を対峙させた楔状部を有し、両リンクの挿通孔へ該直線部に沿って挿通して該調節部が他方のリンクと接すると共に該直線部が一方のリンクと接する調節片と、該調節片と該一方のリンクの間に設けられて該調節片を進退させる進退操作具を備えた請求項３記載の杭引抜き上げ装置である。なお、杭の引上げに伴い前記連結具に大きな引張力が加わっても連結長さ寸法に変化を生じさせないために、調節片は、調節部の傾斜領域の両端側に直線部と平行に延設する平行部を設けて、平行部を他方のリンクと接するように構成することもある。
本発明にあっては、進退操作具の操作で調節片の楔状部が移動して両方のリンクに接する箇所の間の寸法が変化することにより、連結具の連結長さ寸法を変更できる。杭引上げ用チャックで杭を把持したときに、調節片を介して連結している両方のリンクに大きな引張力が加わっても、調節部を介して調節片に加わる押し戻し力を小さくできる。なお、調節片に設けた平行部が他方のリンクに接するときには、調節片に加わる押し戻し力がゼロとなり、調節片を移動させることなく杭引上げ用チャックで杭を確実に把持して引上げることができる。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１記載の本発明に係る杭引抜き上げ装置は、複数個の油圧シリンダを用いることで引き上げ力を大きくすることが可能となり、重たい杭を引き上げることができる。
請求項２記載の本発明に係る杭引抜き上げ装置は、外側ケーシングと内側ケーシングの間に複数個の油圧シリンダを分散して配置することが可能となるため、複数個の油圧シリンダの配置の自由度が増し、最適な位置に油圧シリンダを配置できる。
【０００９】
請求項３記載の本発明に係る杭引抜き上げ装置は、連結具の連結長さ寸法を変更することで把持できる範囲を調節することが可能となり、杭外径の変化に対応できる。
請求項４記載の本発明に係る杭引抜き上げ装置は、進退操作具の操作で楔状の調節片を移動させることで、連結具の連結長さ寸法を簡単に調節できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明に係る杭引抜き上げ装置（以下、「本発明装置」と言う。）を図面に示す実施形態に基づいて説明する。
【００１１】
（第１の実施の形態）
図１乃至図７は本発明装置の第１の実施の形態を示すものであり、図１は本発明装置１を示す正面断面図である。図２は杭引上げ用チャック５を拡大して示すものであって、（Ａ）は部分断面した側面図、（Ｂ）は二組の爪具１１，１１と連結具１２を展開すると共に二組の爪具１１，１１の連結長さ寸法Ｗを長くした状態を示す部分断面した正面図、（Ｃ）は（Ｂ）のＣ−Ｃ線で断面した平面断面図である。図３は杭引上げ用チャック５を拡大して示すものであって、二組の爪具１１，１１と連結具１２を展開すると共に二組の爪具１１，１１の連結長さ寸法Ｗを短くした状態を示す部分断面した正面図である。図４は連結具１２の別態様を示すものであって、（Ａ）は連結長さ寸法を短くした状態を示す部分断面した正面図，（Ｂ）は連結長さ寸法を長くした状態を示す部分断面した正面図である。図５は杭落下防止用チャック３を拡大して示すものであって、（Ａ）は部分断面した側面図、（Ｂ）は二組の爪具を展開して示す正面図である。図６は地中杭Ｐの上端寄り周りに形成した地表凹部Ｇａに本発明装置１を挿入する前の状態を示す部分断面した正面図である。図７は地中に挿入固定した本発明装置１を用いて地中杭Ｐを引抜き上げる作業の各工程を示すものであって、（Ａ）は杭落下防止用チャック３を把持状態にしたまま非把持状態の杭引上げ用チャック５を油圧シリンダ４で降下させるチャック降下時間帯の状態を示す半裁した縦断面図、（Ｂ）は両方のチャック３，５を同時に把持状態にする同時把持時間帯の状態を示す半裁した縦断面図、（Ｃ）は杭落下防止用チャック３を非把持状態にしたまま把持状態の杭引上げ用チャック５を油圧シリンダ４で上昇させる杭引上げ時間帯の状態を示す半裁した縦断面図、（Ｄ）は地中杭Ｐを引上げた後に両方のチャック３，５を同時に把持状態にする同時把持時間帯の状態を示す半裁した縦断面図である。
【００１２】
本発明装置１は、図１に示す如く、内側に杭貫通空間Ｓを形成したケーシング２と、ケーシング２と杭貫通空間Ｓの間に配置してケーシング２に連結した杭落下防止用チャック３と、ケーシング２と杭貫通空間Ｓの間に配置してケーシング２に複数個の油圧シリンダ４を介して連結した昇降自在な杭引上げ用チャック５と、これらチャック３，５及び油圧シリンダ４を制御する制御装置（図示略）を備えている。
【００１３】
前記ケーシング２は、円筒状の外側ケーシング６と、外側ケーシング６の上方から昇降自在に挿入した円筒状の内側ケーシング７とからなり、外側ケーシング６と内側ケーシング７の間に複数個の油圧シリンダ４を配置し、外側ケーシング６に杭落下防止用チャック３を連結し、内側ケーシング７に杭引上げ用チャック５を連結してある。本例の外側ケーシング６は、下端側に連結部６ａを設けて、掘削用ケーシング１０（図６参照）の上端１０ａに連結できるようにしてある。外側ケーシング６は、外周面上に土砂排出用螺旋羽根６ｂを必要に応じて設けてある。
【００１４】
前記複数個の油圧シリンダ４は、外側ケーシング６から突出する内側ケーシング７の外側に分散して配置して、各油圧シリンダ４の上端側をブラケット８を介して内側ケーシング７に連結し、下端側をブラケット９を介して外側ケーシング６に連結してある。油圧シリンダ４は、例えば、シリンダ内径が２００ｍｍφで油圧が７０Ｋｇ／ｃｍ２のとき、一本当たりの引き上げ力が約２１トン程度となり、１１本を設けることで２３１トンの引き上げ力を得ることができる。複数個の油圧シリンダ４は、同期して昇降するように制御装置（図示略）との間で油圧配管してある。
【００１５】
前記杭引上げ用チャック５は、図２及び図３に示す如く、杭貫通空間Ｓの外側周囲に分散配置して内側ケーシング７へ揺動自在に吊り下げた複数組の爪具１１と、隣接する爪具１１，１１どうしを連結して連結長さ寸法を変更できる連結具１２の複数個を備え、複数組の爪具１１を連結具１２で環状に連結してある。各組の爪具１１は、案内具１３と、案内具１３に案内されて非把持位置Ｆと把持位置Ｅの間で進退する爪１４と、爪１４を非把持状態から把持状態へ進退操作する操作具１５を備えている。案内具１３は、内側ケーシング７に取着したブラケット１６に、中間リンク１７を介して揺動自在に吊り下げられている。爪１４は、案内具１３の案内溝１３ａに上下摺動自在に案内されるスライダーとなっており、該ブラケット１６に油圧シリンダからなる操作具１５を介して吊り下げられている。案内具１３は、案内溝１３ａで案内する爪１４が、下方へ移動するのに伴って杭貫通空間Ｓへ向かって移動して非把持状態から把持状態へ移行するように、案内溝１３ａを傾斜状態にしてある。杭引上げ用チャック５は、案内溝１３ａを傾斜状態にすることで、把持状態で持ち上げたときに、爪１４が杭Ｐの外周面へ食い込むようになる。
【００１６】
前記杭引上げ用チャック５は、重たい杭Ｐを持ち上げることができる把持力を得るために、爪具１１の個数、爪１４の把持面の面積及び形状及び杭Ｐの外周面に対する爪１４の押圧力が選択される。
【００１７】
隣接する爪具１１，１１どうしを連結する連結具１２は、一方の爪具１１（図２（Ｂ）中の左側）に連結したリンク１８と、他方の爪具１１（同図中の右側）に連結したリンク１９と、両リンク１８，１９の挿通孔１８ａ，１９ａへ進退自在に挿通する調節片２０と、調節片２０と一方のリンク１８の間に設けて調節片２０を進退させる操作具２１とを備えている。両リンク１８，１９は、隣接する爪具１１，１１どうしの上下側を連結するように二組を設けてある。調節片２０は、傾斜領域を有する調節部２０ａと直線部２０ｂを対峙させた楔状部２０ｃを有し、両リンク１８，１９の挿通孔１８ａ，１９ａへ直線部２０ｂに沿って進退しつつ、調節部２０ａが他方のリンク１９と接すると共に直線部２０ｂが一方のリンク１８と接するようになっている。調節片２０は、二組の両リンク１８，１９に対応するように、二箇所に楔状部２０ｃを設けてある。調節片２０は、他方のリンク１９と接す調節部２０ａの箇所が移動することで、隣接する爪具１１，１１の間の連結長さ寸法Ｗを、長い状態（図２（Ｂ）に示す状態）から短い状態（図３に示す状態）まで変更させることができる。調節片２０を進退させる操作具２１は、一方のリンク１８に取着したブラケット２９と、ブラケット２９と調節片２０とに連結した油圧シリンダ３０を備えて、油圧シリンダ３０の出力軸を伸縮させることで調節片２０を進退させるようにしてある。
【００１８】
なお、調節片２０は、図４に示す如く、調節部２０ａの傾斜領域の両端側に、直線部２０ｂと平行に延設する平行部２０ｄ，２０ｄを設けて、各平行部２０ｄを他方のリンク１９と接するように構成することもある。調節片２０は、移動して他方のリンク１９と接す平行部２０ｄを変更することで、隣接する爪具１１，１１の間の連結長さ寸法Ｗを、長い状態（図２（Ｂ）に示す状態）から短い状態（図３に示す状態）まで調節できる。調節片２０に設けた平行部２０ｄが他方のリンク１９に接するときには、杭Ｐを把持することでリンク１８，１９に大きな引張り力が加わっても、調節片２０を直線部２０ｂに沿って移動させる押し戻し力が生じないため、調節片２０を移動させることなく杭引上げ用チャック５で杭Ｐを確実に把持して引上げることができる。
【００１９】
前記杭落下防止用チャック３は、図５に示す如く、杭貫通空間Ｓの外側周囲に分散配置して外側ケーシング６に連結した複数組の爪具２３からなる。各組の爪具２３は、案内具２５と、案内具２５に案内されて非把持位置Ｊと把持位置Ｋの間で進退する爪２６と、爪２６を非把持状態から把持状態へ進退操作する操作具２４を備えている。案内具２５は、外側ケーシング６に固定されるか、図示は省略しが、外側ケーシング６に取着したブラケット２７に中間リンク（図示略）を介して揺動自在に吊り下げられている。爪２６は、案内具２５の案内溝２５ａに上下摺動自在に案内されるスライダーとなっており、ブラケット２７に油圧シリンダからなる操作具２４を介して吊り下げられている。案内具２５は、案内溝２５ａで案内する爪２６が、下方へ移動するのに伴って杭貫通空間Ｓへ向かって移動して非把持状態から把持状態へ移行するように、案内溝２５ａを傾斜状態にしてある。杭落下防止用チャック３は、案内溝２５ａを傾斜状態にすることで、把持状態の爪２６が杭Ｐの外周面へ食い込むようになる。
【００２０】
間欠的に引上げた地中杭Ｐを一時的に把持して落下を単に防止するだけの杭落下防止用チャック３は、杭Ｐを引上げる前記杭引上げ用チャック５に比べて把持力を弱くできる。そのため、本例の杭落下防止用チャック３は、案内具２５の案内溝２５ａの勾配を前記杭引上げ用チャック５に備えた案内具１３の案内溝１３ａに比べて急勾配にしてあり、各爪２６の杭貫通空間Ｓへ向かう移動寸法を大きくし、杭Ｐの公称径に対する誤差が大きくなっても対処できるようにしてある。なお、外側ケーシング６に案内具２５を揺動自在に吊り下げるときには、前記杭引上げ用チャック５の場合と同様に、隣接する爪具２３の案内具２５どうしを連結具１２（図２及び図３参照）で連結して連結長さ寸法を変更できるようにし、杭Ｐの公称径に対する誤差が非常に大きくなる場合に対処できるようにすることもある。
【００２１】
前記制御装置は、図７に示す如く、杭落下防止用チャック３を把持状態にしたまま非把持状態の杭引上げ用チャック５を油圧シリンダ４で降下させるチャック降下時間帯（同図（Ａ）参照）と、両方のチャック３，５を同時に把持状態にする同時把持時間帯（同図（Ｂ）参照）と、杭落下防止用チャック３を非把持状態にしたまま把持状態の杭引上げ用チャック５を油圧シリンダ４で上昇させる杭引上げ時間帯（同図（Ｃ）参照）と、杭引上げ用チャック５を上昇させた後に両方のチャック３，５を同時に把持状態にする同時把持時間帯（同図（Ｄ）参照）とをこの順番で順次繰り返すように構成してある。
【００２２】
前記チャック降下時間帯（同図（Ａ）参照）では、杭落下防止用チャック３の各爪具２３に備えた油圧シリンダからなる操作具２４の出力軸を突出させ、各爪２６を杭Ｐへ向かって移動させて杭Ｐを把持する共に、杭引上げ用チャック５の各爪具１１に備えた油圧シリンダからなる操作具１５の出力軸を後退させ、各爪１４を杭Ｐから離隔する方向へ向かって移動させて非把持状態にする。
【００２３】
前記同時把持時間帯（同図（Ｂ）参照）では、杭落下防止用チャック３の把持状態を維持させたまま、杭引上げ用チャック５の各爪具１１に備えた油圧シリンダからなる操作具１５の出力軸を突出させ、各爪１４を杭Ｐへ向かって移動させて杭Ｐを把持する。続く、前記杭引上げ時間帯（同図（Ｃ）参照）では、杭引上げ用チャック５の把持状態を維持させたまま、杭落下防止用チャック３の各爪具２３に備えた油圧シリンダからなる操作具２４の出力軸を後退させて各爪２６を杭Ｐから離隔する方向へ向かって移動させて非把持状態にした後に、複数の油圧シリンダ４の各出力軸を同期状態で突出させ、杭Ｐを把持している杭引上げ用チャック５と共に内側ケーシング７を持ち上げて、油圧シリンダ４の出力軸のストローク寸法Ｌだけ杭Ｐを引き抜くように持ち上げる。
【００２４】
次に、同時把持時間帯（同図（Ｄ）参照）では、杭引上げ用チャック５の把持状態を維持させたまま、杭落下防止用チャック３の各爪具２３に備えた油圧シリンダからなる操作具２４の出力軸を突出させ、各爪２６を杭Ｐへ向かって移動させて杭Ｐを把持する。続く、前記チャック降下時間帯（同図（Ａ）参照）では、杭落下防止用チャック３の把持状態を維持させたまま、杭引上げ用チャック５の各爪具１１に備えた油圧シリンダからなる操作具１５の出力軸を後退させ、各爪１４を杭Ｐから離隔する方向へ向かって移動させて非把持状態にした後に、複数の油圧シリンダ４の各出力軸を同期状態で後退させ、非把持状態の杭引上げ用チャック５と共に内側ケーシング７を前記ストローク寸法Ｌだけ降下させる。
【００２５】
前記制御装置は、油の圧送及び回収を行う油圧ユニット、シーケンス制御部及び該シーケンス制御部で制御される切替弁等を備え、杭落下防止用チャック３に備えた油圧シリンダからなる各操作具２４、杭引上げ用チャック５に備え油圧シリンダからなる各操作具１５及び複数の油圧シリンダ４に対する油の圧送及び回収を順次制御することで、前記チャック降下時間帯、同時把持時間帯、杭引上げ時間帯及び同時把持時間帯をこの順番で順次繰り返すようにしてある。
【００２６】
次に、本発明装置１を用いて地中杭Ｐを引抜き上げる方法を各作業工程に基づいて説明する。第１の掘削工程は、図６に示す如く、杭Ｐの周囲を掘削して杭Ｐと地盤Ｇとの縁を切る。この掘削は、リーダ（図示略）に沿って昇降するオーガーマシンに連結した掘削用ケーシング１０で行い、掘削用ケーシング１０の先端に設けた掘削刃１０ｂで杭Ｐの回りを掘削しつつ、掘削用ケーシング１０の外周に備えた土砂排出用螺旋羽根１０ｃで土砂を地上に排出して行う。
【００２７】
第２の本発明装置挿入工程は、図６に示す如く、地中杭Ｐの上端寄り周りに形成した地表凹部Ｇａに本発明装置１を挿入し、掘削用ケーシング１０の上端１０ａに本発明装置１の外側ケーシング６の下端の連結部６ａを嵌合させるようにして連結する。このとき、本発明装置１は、杭落下防止用チャック３及び杭引上げ用チャック５を非把持状態にしておく。
【００２８】
第３の杭引抜き上げ工程は、図７に示す如く、制御装置（図示略）で杭落下防止用チャック３及び杭引上げ用チャック５に設けた油圧シリンダからなる各操作具１５，２４と、杭引上げ用チャック５で把持した地中杭Ｐを持ち上げる複数本の油圧シリンダ４とを制御することで、杭落下防止用チャック３を把持状態にしたまま非把持状態の杭引上げ用チャック５を油圧シリンダ４で降下させるチャック降下操作（同図（Ａ）参照）と、両方のチャック３，５を同時に把持状態にする同時把持操作（同図（Ｂ）参照）と、杭落下防止用チャック３を非把持状態にしたまま把持状態の杭引上げ用チャック５を油圧シリンダ４で上昇させる杭引上げ操作（同図（Ｃ）参照）と、地中杭Ｐを引上げ後に両方のチャック３，５を同時に把持状態にする同時把持操作（同図（Ｄ）参照）をこの順番で順次繰り返し、油圧シリンダ４の出力軸のストローク寸法Ｌづつ間欠的に杭Ｐを引抜き上げる。本発明装置１は複数個の油圧シリンダ４を用いることで引き上げ力を大きくすることが可能となり、重たい杭Ｐを引き上げることができる。
【００２９】
ところで、大径の杭は、地盤に掘削した孔に、鉄金を挿入した後にコンクリートを打設する現場打杭工法で施工されるが、掘削孔の内周面に生じた部分的な崩落等により局部的に大径となっていることがある。この局部的に大径となっている箇所は、第１工程において地中杭Ｐの回りを掘削するときに、掘削用ケーシング１０の掘削刃１０ｂである程度削り取られるが、真円にはならない。そこで、地中杭Ｐの大径となっている箇所の寸法が、杭引上げ用チャック５の公称径における把持できる許容範囲を越える場合には、図２及び図３に示す如く、杭引上げ用チャック５に設けた連結具１２で隣接する爪具１１，１１の連結長さ寸法Ｗを調節して地中杭Ｐを把持できる範囲に変更する。本例の場合には、連結具１２の調節片２０を押し下げることにより連結長さ寸法Ｗを長くでき（図２（Ｂ），図４（Ｂ）参照）、逆に、連結具１２の調節片２０を持ち上げることにより連結長さ寸法Ｗを短くできる（図３，図４（Ａ）参照）。地中杭Ｐの大径の程度により調節する連結具１２の個数を選択することで、広い範囲わたって段階的に調節できる。
【００３０】
前記第３の杭引抜き上げ工程において、地中杭Ｐを適宜寸法だけ引抜き上げたならば、両方のチャック３，５を同時に把持状態にして、地上に突出した杭Ｐの部分を切断分離する。地中杭Ｐの引抜きが終了したならば、本発明装置１及び掘削用ケーシング１０を地中から撤去し、杭Ｐの撤去された後の残孔を埋め戻して作業を完了する。
【００３１】
（第２の実施の形態）
図８は第２の実施の形態に係る本発明装置３１の示すものであり、（Ａ）は杭落下防止用チャック３で杭Ｐを把持しつつ、非把持状態の杭引上げ用チャック５を油圧シリンダ４で降下させた状態を示す正面断面図、（Ｂ）は杭落下防止用チャック３を非把持状態にして、把持状態の杭引上げ用チャック５を杭Ｐと共に油圧シリンダ４で上昇させた状態を示す正面断面図である。
【００３２】
本実施の形態に係る本発明装置３１が前記第１の実施の形態に係る本発明装置１と大きく相違する箇所は、内側に杭貫通空間Ｓを形成したケーシング３２を一個とし、ケーシング３２と杭貫通空間Ｓの間に配置した杭引上げ用チャック５を、複数個の油圧シリンダ４を介してケーシング３２に昇降自在に吊り下げた点である。この相違点以外の構成は、前記第１の実施の形態に係る本発明装置３１と実質的に同一であり、図中に示した同一の符号は同一の構成部材等を指す。
【００３３】
本発明装置３１は、杭引上げ用チャック５を上方に配置し、杭落下防止用チャック３を下方に配置してあるが、逆に配置することも勿論可能である。杭引上げ用チャック５は、ケーシング３２に油圧シリンダ４を介して爪具１１を昇降自在に吊り下げ、前記第１の実施の形態と同様に隣接する爪具１１，１１どうしを連結具１２で連結して連結長さ寸法を変更できるようにしてある（図２，図３及び図４参照）。
【００３４】
本発明装置３１に備えた制御装置は、杭落下防止用チャック３を把持状態にしたまま非把持状態の杭引上げ用チャック５を油圧シリンダ４で降下させるチャック降下時間帯（同図（Ａ）参照）と、両方のチャック３，５を同時に把持状態にする同時把持時間帯（図示略）と、杭落下防止用チャック３を非把持状態にしたまま把持状態の杭引上げ用チャック５を油圧シリンダ４で上昇させる杭引上げ時間帯（同図（Ｂ）参照）と、杭引上げ用チャック５を上昇させたまま両方のチャック３，５を同時に把持状態にする同時把持時間帯（図示略）とをこの順番で順次繰り返すように構成してある。
【００３５】
本発明装置３１を用いて地中杭Ｐを引抜き上げる作業は、前記第１の実施の形態における第１の掘削工程、第２の本発明装置挿入工程及び第３の杭引抜き上げ工程と同様の作業を行い、油圧シリンダ４の出力軸のストローク寸法Ｌづつ間欠的に杭Ｐを引抜き上げでいく。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明装置の第１の実施の形態を示すものであり、本発明装置を示す正面断面図である。
【図２】同実施の形態における杭引上げ用チャックを拡大して示すものであって、（Ａ）は部分断面した側面図、（Ｂ）は二組の爪具と連結具を展開すると共に二組の爪具の連結長さ寸法を長くした状態を示す部分断面した正面図、（Ｃ）は（Ｂ）のＣ−Ｃ線で断面した平面断面図である。
【図３】同実施の形態における杭引上げ用チャックを拡大して示すものであって、二組の爪具と連結具を展開すると共に二組の爪具の連結長さ寸法を短くした状態を示す部分断面した正面図である。
【図４】連結具の別態様を示すものであって、（Ａ）は連結長さ寸法を短くした状態を示す部分断面した正面図、（Ｂ）は連結長さ寸法を長くした状態を示す部分断面した正面図である。
【図５】杭落下防止用チャックを拡大して示すものであって、（Ａ）は部分断面した側面図、（Ｂ）は二組の爪具を展開して示す正面図である。
【図６】地中杭の上端寄り周りに形成した地表凹部に本発明装置を挿入する前の状態を示す部分断面した正面図である。
【図７】地中に挿入固定した本発明装置を用いて杭を引抜き上げる作業の各工程を示すものであって、（Ａ）は杭落下防止用チャックを把持状態にしたまま非把持状態の杭引上げ用チャックを油圧シリンダで降下させるチャック降下時間帯の状態を示す半裁した縦断面図、（Ｂ）は両方のチャックを同時に把持状態にする同時把持時間帯の状態を示す半裁した縦断面図、（Ｃ）は杭落下防止用チャックを非把持状態にしたまま把持状態の杭引上げ用チャックを油圧シリンダで上昇させる杭引上げ時間帯の状態を示す半裁した縦断面図、（Ｄ）は地中杭を引上げた後に両方のチャックを同時に把持状態にする同時把持時間帯の状態を示す半裁した縦断面図である。
【図８】本発明装置の第２の実施の形態を示すものであり、（Ａ）は杭落下防止用チャックで杭を把持しつつ、非把持状態の杭引上げ用チャック５を油圧シリンダ４で降下させた状態を示す正面断面図、（Ｂ）は杭落下防止用チャック３を非把持状態にして、把持状態の杭引上げ用チャック５を杭Ｐと共に油圧シリンダ４で上昇させた状態を示す正面断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
２…ケーシング、３…杭落下防止用チャック、４…油圧シリンダ、５…杭引上げ用チャック、Ｓ…杭貫通空間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内側に杭貫通空間を形成したケーシングと、該ケーシングと杭貫通空間の間に配置してケーシングに連結した杭落下防止用チャックと、該ケーシングと杭貫通空間の間に配置して該ケーシングに複数個の油圧シリンダを介して連結した昇降自在な杭引上げ用チャックと、これらチャック及び油圧シリンダを制御する制御装置を備え、該制御装置は、杭落下防止用チャックを把持状態にしたまま非把持状態の杭引上げ用チャックを油圧シリンダで降下させるチャック降下時間帯と、両方のチャックを同時に把持状態にする同時把持時間帯と、杭落下防止用チャックを非把持状態にしたまま把持状態の杭引上げ用チャックを油圧シリンダで上昇させる杭引上げ時間帯と、両方のチャックを同時に把持状態にする同時把持時間帯とをこの順番で順次繰り返すことを特徴とする杭引抜き上げ装置。
【請求項２】
前記ケーシングは外側ケーシングと該外側ケーシングの上方から昇降自在に挿入した内側ケーシングを備え、外側ケーシングと内側ケーシングの間に前記複数個の油圧シリンダを配置し、外側ケーシングに前記杭落下防止用チャックを連結し、内側ケーシングに杭引上げ用チャックを連結した請求項１記載の杭引抜き上げ装置。
【請求項３】
前記杭引上げ用チャックは、前記杭貫通空間の外側に配置した複数組の爪具と、隣接する爪具どうしを連結して連結長さ寸法を変更できる連結具の複数個を備え、各組の爪具が待機位置と把持位置の間で進退する爪及び該爪を進退させる操作具を備えた請求項１又は２記載の杭引抜き上げ装置。
【請求項４】
連結具の連結長さ寸法を簡単に調節できるように請求項４記載の本発明が採用した手段は、前記連結具は、一方の爪具に連結した一方のリンクと、他方の爪具に連結した他方のリンクと、傾斜領域を有する調節部と直線部を対峙させた楔状部を有し、両リンクの挿通孔へ該直線部に沿って挿通して該調節部が他方のリンクと接すると共に該直線部が一方のリンクと接する調節片と、該調節片と該一方のリンクの間に設けられて該調節片を進退させる進退操作具を備えた請求項３記載の杭引抜き上げ装置。
【請求項１】
内側に杭貫通空間を形成したケーシングと、該ケーシングと杭貫通空間の間に配置してケーシングに連結した杭落下防止用チャックと、該ケーシングと杭貫通空間の間に配置して該ケーシングに複数個の油圧シリンダを介して連結した昇降自在な杭引上げ用チャックと、これらチャック及び油圧シリンダを制御する制御装置を備え、該制御装置は、杭落下防止用チャックを把持状態にしたまま非把持状態の杭引上げ用チャックを油圧シリンダで降下させるチャック降下時間帯と、両方のチャックを同時に把持状態にする同時把持時間帯と、杭落下防止用チャックを非把持状態にしたまま把持状態の杭引上げ用チャックを油圧シリンダで上昇させる杭引上げ時間帯と、両方のチャックを同時に把持状態にする同時把持時間帯とをこの順番で順次繰り返すことを特徴とする杭引抜き上げ装置。
【請求項２】
前記ケーシングは外側ケーシングと該外側ケーシングの上方から昇降自在に挿入した内側ケーシングを備え、外側ケーシングと内側ケーシングの間に前記複数個の油圧シリンダを配置し、外側ケーシングに前記杭落下防止用チャックを連結し、内側ケーシングに杭引上げ用チャックを連結した請求項１記載の杭引抜き上げ装置。
【請求項３】
前記杭引上げ用チャックは、前記杭貫通空間の外側に配置した複数組の爪具と、隣接する爪具どうしを連結して連結長さ寸法を変更できる連結具の複数個を備え、各組の爪具が待機位置と把持位置の間で進退する爪及び該爪を進退させる操作具を備えた請求項１又は２記載の杭引抜き上げ装置。
【請求項４】
連結具の連結長さ寸法を簡単に調節できるように請求項４記載の本発明が採用した手段は、前記連結具は、一方の爪具に連結した一方のリンクと、他方の爪具に連結した他方のリンクと、傾斜領域を有する調節部と直線部を対峙させた楔状部を有し、両リンクの挿通孔へ該直線部に沿って挿通して該調節部が他方のリンクと接すると共に該直線部が一方のリンクと接する調節片と、該調節片と該一方のリンクの間に設けられて該調節片を進退させる進退操作具を備えた請求項３記載の杭引抜き上げ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００６−３７６５７（Ｐ２００６−３７６５７Ａ）
【公開日】平成１８年２月９日（２００６．２．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２２２７５６（Ｐ２００４−２２２７５６）
【出願日】平成１６年７月３０日（２００４．７．３０）
【出願人】（５９１２７８１１６）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年２月９日（２００６．２．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年７月３０日（２００４．７．３０）
【出願人】（５９１２７８１１６）
【Ｆターム（参考）】
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