柱状構造物の切断装置
【課題】 構造を簡単にし、設置が容易となるとともに故障の発生を減少できる。
【解決手段】 切断装置１は、エンドレスのワイヤーソー４と、ワイヤーソー４に走行動力を与えるためのワイヤーソー駆動手段５と、ワイヤーソー４に張力を与えるためのワイヤーソー緊張手段６と、ワイヤーソー４を既存杭２に当接させて走行可能に支持するワイヤーソー案内手段８を備えた支持フレーム７とを構成している。支持フレーム７は、既存杭２の外周を囲うように設置され、ワイヤーソー駆動手段５とワイヤーソー緊張手段６とを搭載している。
【解決手段】 切断装置１は、エンドレスのワイヤーソー４と、ワイヤーソー４に走行動力を与えるためのワイヤーソー駆動手段５と、ワイヤーソー４に張力を与えるためのワイヤーソー緊張手段６と、ワイヤーソー４を既存杭２に当接させて走行可能に支持するワイヤーソー案内手段８を備えた支持フレーム７とを構成している。支持フレーム７は、既存杭２の外周を囲うように設置され、ワイヤーソー駆動手段５とワイヤーソー緊張手段６とを搭載している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば既存杭の一部を切断して撤去する際に使用される柱状構造物の切断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、地中に埋設されている既存杭を切断して撤去する工法として、人力に依存する撤去工法に比べて既存杭周りの掘削量を低減できるなどの理由から、ワイヤーソーを備えた切断装置を用いる工法が採用されている（例えば、特許文献１、２、非特許文献１参照）。
この切断装置を使用した既存杭の撤去方法は、先ず既存杭より大きい内径をなす円筒形状のケーシングを、既存杭とほぼ同軸にして切断位置に対応する地中の所定深度まで圧入して、既存杭の周囲に空間を設けるとともに土留めを行う。そして、切断装置に備えられた無端状のワイヤーソーの動力源となる駆動装置が地上に設けられている。そして、この駆動装置によって水平方向に走行するワイヤーソーは、既存杭の上方位置でプーリーなどの案内手段によって上下方向に方向転換されて既存杭の切断位置まで延長され、この切断位置で水平方向に既存杭の外周に巻きつけられている。そして、ワイヤーソーを既存杭に押圧させながら水平移動させて、既存杭を切断していた。
【特許文献１】特開２００１−２６２５７０号公報
【特許文献２】特開２００３−１５５７４６号公報
【非特許文献１】目時、竹石、目黒、「既存杭の水平切断に関する一考察」、土木学会年次学術講演会講演概要集第６部、社団法人土木学会、２００２年、５７巻、ｐ．７０７〜７０８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述のような従来のワイヤーソーを備えた切断装置では、地上などに設置されたワイヤーソーの駆動装置と既存杭の切断位置との距離が離れているため、その間にワイヤーソーが連続して配設された複雑な構造となっている。このため、ワイヤーソーの位置の調整など設置作業に時間がかかり、工期が遅延するという問題があった。
また、この切断装置では、ワイヤーソーの長さが長くなるため、ワイヤーソーが走行時にぶれて、プーリーなどの案内手段から外れるなど故障し易いという欠点があった。しかも、このような故障が発生した場合には、切断装置が複雑な構造であることから修理して再開するまでに時間がかかるという問題があった。
【０００４】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、構造を簡単にし、設置が容易となるとともに故障の発生を減少できる柱状構造物の切断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】
上記目的を達成するため、本発明に係る柱状構造物の切断装置では、ワイヤーソーを走行させて既存杭を切断する切断装置において、ワイヤーソーに走行動力を与えるための駆動手段と、ワイヤーソーに張力を与えるための緊張手段と、駆動手段及び緊張手段を搭載すると共に、ワイヤーソーを既存杭に当接させて走行可能に支持する案内手段を備えた支持架台とを備え、支持架台は、ワイヤーソーと既存杭とが当接する切断位置で、既存杭を囲むように中空状に形成されていることを特徴としている。
本発明では、既存杭の切断部を有する支持架台に、ワイヤーソーを走行駆動させる駆動手段が搭載されている構造であるため、従来のようにワイヤーソーの駆動手段が支持架台から離れておらず、ワイヤーソーの必要長さを短縮化することができ、切断装置の構造の簡易化が図れる。このため、切断装置の設置或いは搬出作業を簡略化でき、これにともなう設置、搬出時間の短縮を図ることができる。
また、切断装置がこのような構造であるため、従来の構造と比較すると、ワイヤーソーの長さが短いために、走行時のぶれが小さくなり、ワイヤーソーが例えばプーリーなどの案内手段から外れたり、切れるなどの故障を減少できる。そして、このようなワイヤーソーの故障が発生した場合には、切断装置の構造が簡易であることから、短時間で修理ができ復旧することができる。
【０００６】
また、本発明に係る柱状構造物の切断装置では、吊り手段によって支持架台が吊下げられて、既存杭の切断位置に設置されることが好ましい。
本発明では、吊り手段を使用して切断装置の設置、搬出作業を簡略化することができ、切断装置の設置、搬出にかかわる作業時間を短縮できる。
【０００７】
また、本発明に係る柱状構造物の切断装置は、支持架台には、支持架台の外方に固定することができる固定手段が設けられていることが好ましい。
本発明では、支持架台に備えられている固定手段によって、容易に切断装置を既存杭の切断位置に固定することができる。
【０００８】
また、本発明に係る柱状構造物の切断装置は、ワイヤーソーによって切断される前記既存杭の切断溝に押し込まれる突出部材が設けられていることが好ましい。
本発明では、例えば既存杭の切断中において、ワイヤーソーによって形成されている切断溝に突出部材が押し込まれることによって、自重で既存杭の切断部分が変形してワイヤーソーが切断溝に挟まれて噛み込んでしまうことを防止できる。
【０００９】
また、本発明に係る柱状構造物の切断装置は、ワイヤーソーと既存杭との間に配置され、ワイヤーソーによって切削可能で、少なくとも既存杭より切削抵抗が小さい薄板部材からなる抵抗低減部材が設けられていることが好ましい。
本発明では、切削始動時において走行が開始したワイヤーソーは、既存杭より先に抵抗低減部材に当接し、表面を滑りながら切削することになる。抵抗低減部材は既存杭よりも切削抵抗が小さい材質であるため、ワイヤーソーは接触負荷を小さくして滑らかに走行することができる。したがって、ワイヤーソーを駆動させる駆動プーリーは、過度な負荷がかかることがないため、空転を防止することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の柱状構造物の切断装置によれば、既存杭の切断部を有する支持架台に、ワイヤーソーの駆動手段と案内手段とが搭載されている構造であるため、ワイヤーソーの必要長さを短縮化することができ、切断装置の構造の簡易化が図れる。このため、切断装置の設置或いは搬出作業を簡略化でき、これにともなう設置、搬出時間の短縮を図ることができる。また、切断装置のワイヤーソーの長さが短いために、走行時のぶれが小さくなり、ワイヤーソーが例えばプーリーなどの案内手段から外れたり、切れるなどの故障を減少できる。
さらに、切断装置のワイヤーソーが短くなってコンパクトで簡易な構造となるため、切断装置のコストを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について、図１乃至図８に基づいて説明する。
図１は実施の形態による切断装置を示す正面図、図２は図１に示す切断装置の切断前の水平断面図、図３は図１に示す切断装置の切断過程の水平断面図、図４は切断装置のワイヤーソー緊張手段を示す側面図、図５は既存杭の切断完了時の切断装置の状態を説明するための説明図であり、（ａ）はその正面図、（ｂ）はその平面図、図６は突出部材の設置状態を説明するための説明図、図７は切断装置を用いた既存杭撤去の作業状態を示す図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその立面図、図８は本実施の形態による既存杭の切断状態の構成を示す説明図である。
【００１２】
本実施の形態による柱状構造物の切断装置１は、例えば、既設構造物の下方の地下に地下構造物を新設する場合に、施工範囲に存在する既存杭２が工事の障害となり、その既存杭２の一部を撤去して新たな杭（図示省略）で受け替えするアンダーピニングを実施する工事などにおける既存杭２の切断作業に適用される（図８参照）。
図８に示すように、本工事で切断する既存杭２には、既存杭２より大きい内径をなし、既存杭２とほぼ同軸にして地中の所定深度まで圧入された円筒形状のケーシング３が施工されている。そして、切断装置１は、既存杭２とケーシング３との間の空間Ｍで、上方より吊り下げられて、既存杭２の切断位置Ｒを取り囲むように設置されている。
【００１３】
図１および図２に示すように、切断装置１は、ダイヤモンド砥粒を埋め込んだビーズなどを金属製のワイヤーに一定間隔に取り付けてなるエンドレスのワイヤーソー４と、ワイヤーソー４を走行駆動させるためのワイヤーソー駆動手段５（駆動手段）と、ワイヤーソー４に所定の張力を与えるためのワイヤーソー緊張手段６（緊張手段）と、既存杭２を囲繞するように配設された略円筒形状をなす支持フレーム７（支持架台）とから概略構成されている。支持フレーム７は、ワイヤーソー駆動手段５とワイヤーソー緊張手段６とを搭載し、ワイヤーソー４が切断位置Ｒで既存杭２の外周に沿うようにして、一定の間隔をもって巻かれている。
また、切断装置１には、ワイヤーソー４の走行をワイヤーソー駆動手段５およびワイヤーソー緊張手段６へ案内するプーリーなどからなるワイヤーソー案内手段８（案内手段）が設けられている（図１参照）。
【００１４】
図１に示すように、支持フレーム７の上下面には、中央で既存杭２を挿通させる中空のドーナツ形状（図２参照）をなす上方リング部材７１と下方リング部材７２とが備えられている。そして、この両リング部材７１、７２同士を上下方向に接続する縦部材７３が周方向に適宜数設けられている。
なお、この支持フレーム７は、既存杭２とケーシング３との間の空間Ｍにおいて、両リング部材７１、７２に既存杭２を挿通させた状態で、既存杭２に沿って上下移動できる外形に形成されている。
【００１５】
また、図２に示すように、下方リング部材７２の上面７２ａには、周方向に等間隔で固定手段９が複数備えられている。なお、本実施の形態では、３箇所に設けている。これらの固定手段９の外方側の先端９ａが、径方向（図２に示す矢印Ｅ方向）外方に向かって張り出し、ケーシング３の内周面３ａを押し付けることで支持フレーム７が固定される。このように、簡易な固定手段によって、容易に切断装置１を切断位置Ｒに固定することができる。なお、固定手段９は、このような押し付けによる固定に限定されることはなく、例えば打込み部材等を外方側に突出させて固定する方法としてもよい。
【００１６】
ワイヤーソー案内手段８は、図１に示すように、回転可能な状態で位置が移動される可動プーリー８１と、位置が固定されている固定プーリー８２と、上下方向に走行するワイヤーソー４を既存杭２の切断位置Ｒで水平方向に略９０°で方向転換させる方向変更プーリー８３とから構成されている。そして、図２に示すように、水平走行するワイヤーソー４は、並列する２個の方向転換プーリー８３、８３の間で、既存杭２に当接するように巻きつけられている。
【００１７】
ワイヤーソー駆動手段５は、図４に示すように、駆動モータ５ａと、駆動モータ５ａの回転軸５ｃに取り付けられて駆動モータ５ａの動力をワイヤーソー４に伝達する駆動プーリー５ｂとからなる（図１参照）。
【００１８】
ワイヤーソー緊張手段６において、図４に示すように、上端を上部リング部材７１に、下端を下部リング部材７２に固定され上下方向に延設され、内部に空間を有した固定支柱１０が設けられている。この固定支柱１０の内部には、上下に伸縮可能な可動支柱１１が備えられ、この可動支柱１１の上端には上部可動部材１２が取り付けられている。また、図４に示すように、固定支柱１０の外周には、この外周に案内されて上下に摺動する下部可動部材１３が外装されている。
図４に示すように、固定支柱１０には、上部可動部材１２および下部可動部材１３を上下方向に移動させる油圧シリンダ１４が内装されている。そして、この油圧シリンダ１４の先端１４ａと下部可動部材１３とを連結する連結部材１５が設けられ、油圧シリンダ１４の伸縮によって、下部可動部材１３は連結部材１５を介して上下に移動する。
【００１９】
そして、図１に示すように、上部可動部材１２には可動プーリー８１ａ、８１ａが取り付けられていて、上部可動部材１２と同時に移動する。また、下部可動部材１３には駆動プーリー５ｂと可動プーリー８１ｂ、８１ｂとが取り付けられていて、下部可動部材１３と同時に移動する。
可動プーリー８１ａに巻かれたワイヤーソー４は、可動プーリー８１ｂを介して巻き回されている。そして、上部可動部材１２が矢印Ｆ方向に上昇し、下部可動部材１３は矢印Ｇ方向に下降して夫々が上下反対方向に移動すると、ワイヤーソー４が互いに引っ張り合うことになる。これにより、ワイヤーソー４には、継続して張力が与えられることになる。
【００２０】
また、図１に示すように、切断装置１には、ワイヤーソー４の長さや張り具合を調整する第１調整プーリー８２ａと、引きバネ（図示省略）や圧縮ダンパー（図示省略）などの付勢力を利用してワイヤーソー４の張力を適宜調節する第２調節プーリー８２ｂが備えられている。ここで、切断装置１内で循環して切削走行するワイヤーソー４は、引き側と弛み側に分かれていて同一の張力を得ることはなく、引き側においては切削負荷が増すほど緊張状態となり、その反動として弛み側は弛みが増加するという不均衡な状態となっている。したがって、第１および第２調整プーリー８２ａ、８２ｂを備えることにより、このようなワイヤーソー４の不均衡現象の発生を抑えることができる。
【００２１】
なお、ワイヤーソー案内手段８において、ワイヤーソー４の弛みによる各プーリーのプーリー溝からの脱輪を防止するために脱輪防止ガイド（図示省略）を備えておくことが好ましい。
【００２２】
また、図２に示すように、下方リング部材７２の切断位置Ｒで、ワイヤーソー４と既存杭２との間に帯状の薄板部材をなす抵抗低減部材２３が取り外し可能に設けられている。この抵抗低減部材２３は、例えば高分子材料からなる塩化ビニル板などがよく、少なくとも既存杭２よりも切削抵抗が小さい材料とする。また、抵抗低減部材２３は、帯状の面を既存杭２側に向けて、下方リング部材７２の上面７２ａの内周側に適宜数設けられた固定部材２４によって、既存杭２とワイヤーソー４との間に配置されるように取り付けられている。
この抵抗低減部材２３を使用することにより、ワイヤーソー４の始動時の接触抵抗が小さくなり、初期走行がスムーズとなることから、駆動プーリー５ｂの空転や、ワイヤーソー４を保持している駆動プーリー５ｂのゴムリングの磨耗を防止することができる。
【００２３】
このような構成により、切断位置Ｒを走行するワイヤーソー４に矢印Ｈ方向（図２参照）も押圧力がかかり、図３に示すように、既存杭２の当接部が徐々に矢印Ｈ方向に移動して、既存杭２が切断される。
このように切断装置１は、緊張手段の上部可動部材１２と下部可動部材１３とが上下二方向に移動する構造であることから、ワイヤーソー緊張手段６の緊張移動距離が小さくなり、小型化を図ることができる。
【００２４】
図２に示すように、下方リング部材７２の上面７２ａには、周方向で等間隔に配置され先端１６ａがクサビ形状をなし、径方向で既存杭２側に突出する突出部材１６が複数設けられている。なお、本実施の形態では、３箇所に設けている。
そして、図６に示すように、既存杭２の切断において、切断位置Ｒで切断される杭体を切断体２ａとし、切断によって残置する杭体を非切断体２ｂとすると、この両者の間に形成される切断溝２ｃに、この突出部材１６が突出されて押し込まれる。これにより、自重で既存杭２の切断部分が変形してワイヤーソー４が切断溝２ｃに挟まれて噛み込んでしまうことを防止できる。
【００２５】
図１に示すように、上方リング部材７１の上面７１ａには、逆Ｕ字形状をなす吊り金物１７が固定されている。そして、図７（ｂ）に示すように、この吊り金物１７に吊りワイヤー２２ｃを掛けて、例えば地上に設けられた吊り手段２２などで吊りワイヤー２２ｃを吊ることによって、切断装置１は、既存杭２の切断位置Ｒとなるように上方より吊り下げられて設置することができる。
【００２６】
また、図１に示すように、既存杭２とケーシング３との間の空間Ｍには地下水などが溜まる場合があり、この地下水位が切断位置Ｒより高くならないように、下方リング部材７２の下方に水中ポンプ１８が設置され、地上に揚水される。
さらに、図１に示すように、支持フレーム７には、既存杭２の切断状態を監視できる位置に適宜数の監視カメラ１９が備えられ、この監視カメラ１９のレンズに付着した粉塵や水などを取り除くために水を噴射する洗浄ノズル２０が設けられている。
【００２７】
以上、本実施の形態による既存杭２を切断する切断装置１について説明したが、次に、本切断装置１を用いた既存杭撤去工法について、図１乃至図８に基づいて説明する。
上述したように、本工事は、既設構造物２１（図７（ｂ）参照）の下方で新たに地下構造物（図示省略）を設置する場合に、本実施の形態による切断装置１を用いて既存杭２の一部を撤去する施工である。
【００２８】
先ず、図８に示すように、既存杭２の切断位置Ｒに切断装置１を設置するために、必要とされる所定の深度まで、既存杭２より大きな径のケーシング３を地上より圧入する。このとき、ケーシング３は、既存杭２とほぼ同軸に圧入されるため、既存杭２とケーシング３との間には、全周等間隔となる平面視ドーナツ形状の装置設置空間Ｍ（前述した空間Ｍと同符号）が設けられる。
そして、ケーシング３の圧入完了時には、この装置設置空間Ｍに土砂が満たされているため、例えばオーガによる機械掘削工法によって、この土砂を取り除き装置設置空間Ｍを確保する。
【００２９】
続いて、図７に示すように、この装置設置空間Ｍ内に切断装置１を吊り下ろすために、地上に吊り手段２２を設置する。ここで、吊り手段２２は、鋼材などで組み合わされて装置設置空間Ｍの上方を囲い、図７（ｂ）に示す門型形状をなす吊下げフレーム２２ａと、吊下げフレーム２２ａに備えられワイヤー２２ｃを介して切断装置１を上下移動するための巻上げ機２２ｂとからなる。
【００３０】
次に、切断装置１を既存杭２の切断位置Ｒに設置する工程について説明する。
図７（ｂ）に示すように、巻上げ機２２ｂは吊りワイヤー２２ｃによって切断装置１に備えられた吊り金物１７を吊って、上下リング部材７１、７２の内周を既存杭２に挿通させた状態で、既存杭２に沿うように下方に移動させ、ワイヤーソー４の水平走行部を既存杭２の切断位置Ｒに合致させる。そして、その位置で、下部リング部材７２に固定されている固定手段９（図２参照）を張り出してケーシング３に反力を取り、切断装置１を固定させて、切断前の準備が完了となる。
【００３１】
続いて、図１に示すように、既存杭２の切断に際し、ワイヤーソー４をワイヤーソー駆動手段５によって一定方向に走行駆動させながら、上部可動部材１２を矢印Ｆ方向に、下部可動部材１３を矢印Ｇ方向に移動させてワイヤーソー４に張力が与えられる。
そうすると、図２に示すように、ワイヤーソー４は、まず塩化ビニル板をなす抵抗低減部材２３の表面を滑るように循環走行を開始する。そして、ワイヤーソー４は徐々に所定の走行速度に達すると同時に、ワイヤーソー４が当接している抵抗低減部材２３が押圧されて切り込まれ、続いて既存杭２の切断が開始されることになる。ワイヤーソー４の切断部は、図２に示す矢印Ｈ方向に向かって移動することで、既存杭２が切断されることになる。
【００３２】
図３に示すように、例えば既存杭２の２／３程度の切断過程において、突出部材１６（図６参照）を切断溝２ｃに押し込ませ突出部材１６を残すことで、切断溝２ｃでワイヤーソー４が噛み込むことを防止する。
なお、このような突出部材１６の押し込み作業は、切断装置１に設けた監視カメラ１９（図１参照）によって切断の進行を確認して、遠隔操作してもよい。
さらに、図３に示すように、既存杭２の切断が進むにつれて切断位置Ｒにあるワイヤーソー４の長さが短くなり、切断の完了時には、図５（ｂ）に示すように方向変更プーリー８３、８３間のワイヤーソー４がほぼ直線状態となる。
【００３３】
次いで、既存杭２の切断完了後には、図５（ｂ）に示すように、既存杭２側に突出させていた突出部材１６を引き戻し、ケーシング３側に張り出していた固定手段９を引き戻してケーシング３と切断装置１との固定を解除する。そして、切断装置１を吊り手段２２によって地上に引き上げて搬出する。なお、切断した切断体２ａの搬出は、切断装置１の搬出と同時あるいは搬出前後であってもかまわない。
また、吊り手段２２は、移動可能な車輪２２ｄ（図７（ｂ）参照）を設けているため、順次、既存杭２の切断作業箇所に移動させて使用することができる。
【００３４】
なお、ワイヤーソー４によって切削する際に使用する給水は、例えば分配器を地上に設置し、複数の給水ホース（図示省略）を所要箇所に配置して、適宜給水するような方法としてもよい。
また、切断装置１の内部に配置されている制御および駆動機器（図示省略）を水中使用方式に組み替えることによって、地下水などの中で水中切断を行えるようにすることもできる。
さらに、切断装置１の操作方法として、監視カメラ１９や集音器（図示省略）などを地上からテレビモニタを通じて遠隔操作を行うこともできる。
【００３５】
上述した本実施の形態による柱状構造物の切断装置では、既存杭２の切断位置Ｒを有する支持フレーム７に、ワイヤーソー４を走行駆動させるワイヤーソー駆動手段５が搭載されている構造であるため、ワイヤーソー４の必要長さを短縮化することができ、切断装置１の構造の簡易化が図れる。そして、このような構造の切断装置１では、ワイヤーソー４を短くできるため、従来のようなワイヤーソー駆動手段５が地上に設けられた構造と比較すると、ワイヤーソー４の走行時のぶれが小さくなり、ワイヤーソー４がワイヤーソー案内手段８から外れたり、切れるなどの故障を減少できる。なお、ワイヤーソー４の故障が発生した場合であても、切断装置１が簡略された構造であることから、短時間で修理して復旧することができる。
【００３６】
本実施の形態による切断装置１が簡易な構造となるため、コストの低減化が可能となる。これにより、故障時に備えて切断装置１の予備を確保しておくこともできる。
また、本実施の形態による切断装置１は、コンパクトな構造であることから、上述した既存杭撤去工法の説明のように吊り手段２２を使用することで、切断装置１の設置、搬出作業の簡略化が図られ、切断装置の設置、搬出にかかわる作業時間を短縮できる。
【００３７】
次に、実施の形態の各変形例について、添付図面に基づいて説明するが、上述の実施例と同一又は同様な部材、部分には同一の符号を用いて説明を省略し、実施の形態と異なる構成について説明する。
まず、図９は実施の形態による第１の変形例を示す図であり、（ａ）はその正面図、（ｂ）はその側面図である。
第１の変形例は、図９に示すように、上述した実施の形態の上方リング部材７１（図１参照）が設けられていない支持フレーム７を構成したものであり、固定支柱１０の下部１０ａに、既存杭２の外周部を囲うように下方リング部材７２が設けられている。
【００３８】
次に、図１０は実施の形態による第２の変形例を示す支持フレームの概略図であり、（ａ）はその側面図、（ｂ）はその平面図である。
第２の変形例では、図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、支持フレーム７は、実施の形態で示した略円筒形状の支持フレーム７でなく、下方リング部材７２は実施の形態と同形状となるリング形状をなしているが、それより上方部分の支持フレーム７は、上面に上方半円部材７４が設けられ、上方半円部材７４と下方リング部材７２との間には、適宜数の縦部材７３が連結されて略半円筒形状をなす支持フレーム７となっている。
【００３９】
図１１は実施の形態による第３の変形例の切断装置を示す平面図である。
第３の変形例では、切断位置Ｒにおいて、図２に示す実施の形態における既存杭２に対するワイヤーソー４の巻き回し方向を変えた変形例である。
図１１に示すように、下方リング部材７２の上面７２ａに、既存杭２を挟んで方向変更プーリー８３、８３に対向する位置に固定プーリー８４ａ、８４ａが設けられている。そして、方向変更プーリー８３から中間プーリー８４ｂを介して案内されたワイヤーソー４は、緊張状態となったときに図中矢印Ｉ方向に移動するように固定プーリー８４ａを軸にして巻き回されている。これにより、実施の形態と逆方向となるＩ方向（図１１参照）に既存杭２を押圧して切断する構造となる。
【００４０】
以上、本発明による柱状構造物の切断装置の実施の形態および第１〜３の変形例について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本実施の形態ではワイヤーソー駆動手段５、ワイヤーソー緊張手段６、ワイヤーソー案内手段８に関して、図１に示すような配置、取り合いとしているが、必ずしもこれに限定されることはない。要は、ワイヤーソー駆動手段５が、支持フレーム７に搭載されることで、切断位置Ｒの近傍にワイヤーソー駆動手段５が配置されている構造であればよいのである。
また、本実施の形態では支持フレーム７が既存杭２の外周をとり囲む略円筒形状としているが、この形状に限定されることはなく、水平走行部のワイヤーソー４を支持することができ、同時にワイヤーソー駆動手段５および緊張手段６が搭載されていれば、支持フレーム７はどのような形状であっても構わない。
【００４１】
本実施の形態では吊り手段２２として吊下げフレーム２２ａ及び巻上げ機２２ｂを使用しているが、必ずしもこれらに限定されることはなく、例えば、クレーン車などを使用して吊下げてもよい。
また、本実施の形態では吊り手段２２によって切断装置１を切断位置Ｒまで吊り下ろして設置する方法としているが、この方法に限定されることはない。例えば、既存杭２の切断場所の上部に高さ制限が無い場合には、既存杭２とケーシング３との間の空間Ｍに縦方向のラックレールを挿入し、切断装置１にラックレールと嵌合するピニオンを設けたラック＆ピニオン方式やローラなどを設けてもよい。これにより、切断装置１がラックレールに支持されて、切断位置Ｒに移動できる方法であり、この場合、吊り手段２２は不要となる。
【００４２】
また、本実施の形態では切断位置Ｒでワイヤーソー４を既存杭２に巻きつけているが、このような切断方法に限定されることはなく、例えば直線をなすワイヤーソー４を既存杭２の外周端部から水平方向に移動させて切断する方法でもよい。
さらに、本実施の形態ではワイヤーソー緊張手段６において、上部可動部材１２を上昇させて、上下部可動部材１３を下降させることにより上下に移動させる二段式の緊張構造となっているが、どちらか一方を上昇又は下降させる一段式の緊張構造であってもよい。また、ワイヤーソー４に緊張を与える方法としては、駆動プーリー５ｂを重力式によって上方より下降させる方法であってもかまわない
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施の形態による切断装置を示す正面図である。
【図２】図１に示す切断装置の切断前の水平断面図である。
【図３】図１に示す切断装置の切断過程の水平断面図である。
【図４】切断装置のワイヤーソー緊張手段を示す側面図である。
【図５】既存杭の切断完了時の切断装置の状態を示す図であり、（ａ）はその正面図、（ｂ）はその平面図である。
【図６】突出部材の設置状態を説明するための説明図である。
【図７】切断装置を用いた既存杭撤去の作業状態を示す図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその立面図である。
【図８】本実施の形態による既存杭の切断状態の構成を示す説明図である。
【図９】本実施の形態による第１の変形例を示す図であり、（ａ）はその正面図、（ｂ）はその側面図である。
【図１０】本実施の形態による第２の変形例を示す支持フレームの概略図であり、（ａ）はその側面図、（ｂ）はその平面図である。
【図１１】本実施の形態による第３の変形例の切断装置を示す平面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１ 切断装置
２ 既存杭
２ａ 切断体
２ｂ 非切断体
２ｃ 切断溝
３ ケーシング
４ ワイヤーソー
５ ワイヤーソー駆動手段（駆動手段）
６ ワイヤーソー緊張手段（緊張手段）
７ 支持フレーム（支持架台）
８ ワイヤーソー案内手段（案内手段）
９ 固定手段
１０ 固定支柱
１１ 可動支柱
１２ 上部可動部材
１３ 下部可動部材
１６ 突出部材
２２ 吊り手段
２３ 抵抗低減部材
Ｒ 切断位置
Ｍ 装置設置空間（空間）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば既存杭の一部を切断して撤去する際に使用される柱状構造物の切断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、地中に埋設されている既存杭を切断して撤去する工法として、人力に依存する撤去工法に比べて既存杭周りの掘削量を低減できるなどの理由から、ワイヤーソーを備えた切断装置を用いる工法が採用されている（例えば、特許文献１、２、非特許文献１参照）。
この切断装置を使用した既存杭の撤去方法は、先ず既存杭より大きい内径をなす円筒形状のケーシングを、既存杭とほぼ同軸にして切断位置に対応する地中の所定深度まで圧入して、既存杭の周囲に空間を設けるとともに土留めを行う。そして、切断装置に備えられた無端状のワイヤーソーの動力源となる駆動装置が地上に設けられている。そして、この駆動装置によって水平方向に走行するワイヤーソーは、既存杭の上方位置でプーリーなどの案内手段によって上下方向に方向転換されて既存杭の切断位置まで延長され、この切断位置で水平方向に既存杭の外周に巻きつけられている。そして、ワイヤーソーを既存杭に押圧させながら水平移動させて、既存杭を切断していた。
【特許文献１】特開２００１−２６２５７０号公報
【特許文献２】特開２００３−１５５７４６号公報
【非特許文献１】目時、竹石、目黒、「既存杭の水平切断に関する一考察」、土木学会年次学術講演会講演概要集第６部、社団法人土木学会、２００２年、５７巻、ｐ．７０７〜７０８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述のような従来のワイヤーソーを備えた切断装置では、地上などに設置されたワイヤーソーの駆動装置と既存杭の切断位置との距離が離れているため、その間にワイヤーソーが連続して配設された複雑な構造となっている。このため、ワイヤーソーの位置の調整など設置作業に時間がかかり、工期が遅延するという問題があった。
また、この切断装置では、ワイヤーソーの長さが長くなるため、ワイヤーソーが走行時にぶれて、プーリーなどの案内手段から外れるなど故障し易いという欠点があった。しかも、このような故障が発生した場合には、切断装置が複雑な構造であることから修理して再開するまでに時間がかかるという問題があった。
【０００４】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、構造を簡単にし、設置が容易となるとともに故障の発生を減少できる柱状構造物の切断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】
上記目的を達成するため、本発明に係る柱状構造物の切断装置では、ワイヤーソーを走行させて既存杭を切断する切断装置において、ワイヤーソーに走行動力を与えるための駆動手段と、ワイヤーソーに張力を与えるための緊張手段と、駆動手段及び緊張手段を搭載すると共に、ワイヤーソーを既存杭に当接させて走行可能に支持する案内手段を備えた支持架台とを備え、支持架台は、ワイヤーソーと既存杭とが当接する切断位置で、既存杭を囲むように中空状に形成されていることを特徴としている。
本発明では、既存杭の切断部を有する支持架台に、ワイヤーソーを走行駆動させる駆動手段が搭載されている構造であるため、従来のようにワイヤーソーの駆動手段が支持架台から離れておらず、ワイヤーソーの必要長さを短縮化することができ、切断装置の構造の簡易化が図れる。このため、切断装置の設置或いは搬出作業を簡略化でき、これにともなう設置、搬出時間の短縮を図ることができる。
また、切断装置がこのような構造であるため、従来の構造と比較すると、ワイヤーソーの長さが短いために、走行時のぶれが小さくなり、ワイヤーソーが例えばプーリーなどの案内手段から外れたり、切れるなどの故障を減少できる。そして、このようなワイヤーソーの故障が発生した場合には、切断装置の構造が簡易であることから、短時間で修理ができ復旧することができる。
【０００６】
また、本発明に係る柱状構造物の切断装置では、吊り手段によって支持架台が吊下げられて、既存杭の切断位置に設置されることが好ましい。
本発明では、吊り手段を使用して切断装置の設置、搬出作業を簡略化することができ、切断装置の設置、搬出にかかわる作業時間を短縮できる。
【０００７】
また、本発明に係る柱状構造物の切断装置は、支持架台には、支持架台の外方に固定することができる固定手段が設けられていることが好ましい。
本発明では、支持架台に備えられている固定手段によって、容易に切断装置を既存杭の切断位置に固定することができる。
【０００８】
また、本発明に係る柱状構造物の切断装置は、ワイヤーソーによって切断される前記既存杭の切断溝に押し込まれる突出部材が設けられていることが好ましい。
本発明では、例えば既存杭の切断中において、ワイヤーソーによって形成されている切断溝に突出部材が押し込まれることによって、自重で既存杭の切断部分が変形してワイヤーソーが切断溝に挟まれて噛み込んでしまうことを防止できる。
【０００９】
また、本発明に係る柱状構造物の切断装置は、ワイヤーソーと既存杭との間に配置され、ワイヤーソーによって切削可能で、少なくとも既存杭より切削抵抗が小さい薄板部材からなる抵抗低減部材が設けられていることが好ましい。
本発明では、切削始動時において走行が開始したワイヤーソーは、既存杭より先に抵抗低減部材に当接し、表面を滑りながら切削することになる。抵抗低減部材は既存杭よりも切削抵抗が小さい材質であるため、ワイヤーソーは接触負荷を小さくして滑らかに走行することができる。したがって、ワイヤーソーを駆動させる駆動プーリーは、過度な負荷がかかることがないため、空転を防止することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の柱状構造物の切断装置によれば、既存杭の切断部を有する支持架台に、ワイヤーソーの駆動手段と案内手段とが搭載されている構造であるため、ワイヤーソーの必要長さを短縮化することができ、切断装置の構造の簡易化が図れる。このため、切断装置の設置或いは搬出作業を簡略化でき、これにともなう設置、搬出時間の短縮を図ることができる。また、切断装置のワイヤーソーの長さが短いために、走行時のぶれが小さくなり、ワイヤーソーが例えばプーリーなどの案内手段から外れたり、切れるなどの故障を減少できる。
さらに、切断装置のワイヤーソーが短くなってコンパクトで簡易な構造となるため、切断装置のコストを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について、図１乃至図８に基づいて説明する。
図１は実施の形態による切断装置を示す正面図、図２は図１に示す切断装置の切断前の水平断面図、図３は図１に示す切断装置の切断過程の水平断面図、図４は切断装置のワイヤーソー緊張手段を示す側面図、図５は既存杭の切断完了時の切断装置の状態を説明するための説明図であり、（ａ）はその正面図、（ｂ）はその平面図、図６は突出部材の設置状態を説明するための説明図、図７は切断装置を用いた既存杭撤去の作業状態を示す図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその立面図、図８は本実施の形態による既存杭の切断状態の構成を示す説明図である。
【００１２】
本実施の形態による柱状構造物の切断装置１は、例えば、既設構造物の下方の地下に地下構造物を新設する場合に、施工範囲に存在する既存杭２が工事の障害となり、その既存杭２の一部を撤去して新たな杭（図示省略）で受け替えするアンダーピニングを実施する工事などにおける既存杭２の切断作業に適用される（図８参照）。
図８に示すように、本工事で切断する既存杭２には、既存杭２より大きい内径をなし、既存杭２とほぼ同軸にして地中の所定深度まで圧入された円筒形状のケーシング３が施工されている。そして、切断装置１は、既存杭２とケーシング３との間の空間Ｍで、上方より吊り下げられて、既存杭２の切断位置Ｒを取り囲むように設置されている。
【００１３】
図１および図２に示すように、切断装置１は、ダイヤモンド砥粒を埋め込んだビーズなどを金属製のワイヤーに一定間隔に取り付けてなるエンドレスのワイヤーソー４と、ワイヤーソー４を走行駆動させるためのワイヤーソー駆動手段５（駆動手段）と、ワイヤーソー４に所定の張力を与えるためのワイヤーソー緊張手段６（緊張手段）と、既存杭２を囲繞するように配設された略円筒形状をなす支持フレーム７（支持架台）とから概略構成されている。支持フレーム７は、ワイヤーソー駆動手段５とワイヤーソー緊張手段６とを搭載し、ワイヤーソー４が切断位置Ｒで既存杭２の外周に沿うようにして、一定の間隔をもって巻かれている。
また、切断装置１には、ワイヤーソー４の走行をワイヤーソー駆動手段５およびワイヤーソー緊張手段６へ案内するプーリーなどからなるワイヤーソー案内手段８（案内手段）が設けられている（図１参照）。
【００１４】
図１に示すように、支持フレーム７の上下面には、中央で既存杭２を挿通させる中空のドーナツ形状（図２参照）をなす上方リング部材７１と下方リング部材７２とが備えられている。そして、この両リング部材７１、７２同士を上下方向に接続する縦部材７３が周方向に適宜数設けられている。
なお、この支持フレーム７は、既存杭２とケーシング３との間の空間Ｍにおいて、両リング部材７１、７２に既存杭２を挿通させた状態で、既存杭２に沿って上下移動できる外形に形成されている。
【００１５】
また、図２に示すように、下方リング部材７２の上面７２ａには、周方向に等間隔で固定手段９が複数備えられている。なお、本実施の形態では、３箇所に設けている。これらの固定手段９の外方側の先端９ａが、径方向（図２に示す矢印Ｅ方向）外方に向かって張り出し、ケーシング３の内周面３ａを押し付けることで支持フレーム７が固定される。このように、簡易な固定手段によって、容易に切断装置１を切断位置Ｒに固定することができる。なお、固定手段９は、このような押し付けによる固定に限定されることはなく、例えば打込み部材等を外方側に突出させて固定する方法としてもよい。
【００１６】
ワイヤーソー案内手段８は、図１に示すように、回転可能な状態で位置が移動される可動プーリー８１と、位置が固定されている固定プーリー８２と、上下方向に走行するワイヤーソー４を既存杭２の切断位置Ｒで水平方向に略９０°で方向転換させる方向変更プーリー８３とから構成されている。そして、図２に示すように、水平走行するワイヤーソー４は、並列する２個の方向転換プーリー８３、８３の間で、既存杭２に当接するように巻きつけられている。
【００１７】
ワイヤーソー駆動手段５は、図４に示すように、駆動モータ５ａと、駆動モータ５ａの回転軸５ｃに取り付けられて駆動モータ５ａの動力をワイヤーソー４に伝達する駆動プーリー５ｂとからなる（図１参照）。
【００１８】
ワイヤーソー緊張手段６において、図４に示すように、上端を上部リング部材７１に、下端を下部リング部材７２に固定され上下方向に延設され、内部に空間を有した固定支柱１０が設けられている。この固定支柱１０の内部には、上下に伸縮可能な可動支柱１１が備えられ、この可動支柱１１の上端には上部可動部材１２が取り付けられている。また、図４に示すように、固定支柱１０の外周には、この外周に案内されて上下に摺動する下部可動部材１３が外装されている。
図４に示すように、固定支柱１０には、上部可動部材１２および下部可動部材１３を上下方向に移動させる油圧シリンダ１４が内装されている。そして、この油圧シリンダ１４の先端１４ａと下部可動部材１３とを連結する連結部材１５が設けられ、油圧シリンダ１４の伸縮によって、下部可動部材１３は連結部材１５を介して上下に移動する。
【００１９】
そして、図１に示すように、上部可動部材１２には可動プーリー８１ａ、８１ａが取り付けられていて、上部可動部材１２と同時に移動する。また、下部可動部材１３には駆動プーリー５ｂと可動プーリー８１ｂ、８１ｂとが取り付けられていて、下部可動部材１３と同時に移動する。
可動プーリー８１ａに巻かれたワイヤーソー４は、可動プーリー８１ｂを介して巻き回されている。そして、上部可動部材１２が矢印Ｆ方向に上昇し、下部可動部材１３は矢印Ｇ方向に下降して夫々が上下反対方向に移動すると、ワイヤーソー４が互いに引っ張り合うことになる。これにより、ワイヤーソー４には、継続して張力が与えられることになる。
【００２０】
また、図１に示すように、切断装置１には、ワイヤーソー４の長さや張り具合を調整する第１調整プーリー８２ａと、引きバネ（図示省略）や圧縮ダンパー（図示省略）などの付勢力を利用してワイヤーソー４の張力を適宜調節する第２調節プーリー８２ｂが備えられている。ここで、切断装置１内で循環して切削走行するワイヤーソー４は、引き側と弛み側に分かれていて同一の張力を得ることはなく、引き側においては切削負荷が増すほど緊張状態となり、その反動として弛み側は弛みが増加するという不均衡な状態となっている。したがって、第１および第２調整プーリー８２ａ、８２ｂを備えることにより、このようなワイヤーソー４の不均衡現象の発生を抑えることができる。
【００２１】
なお、ワイヤーソー案内手段８において、ワイヤーソー４の弛みによる各プーリーのプーリー溝からの脱輪を防止するために脱輪防止ガイド（図示省略）を備えておくことが好ましい。
【００２２】
また、図２に示すように、下方リング部材７２の切断位置Ｒで、ワイヤーソー４と既存杭２との間に帯状の薄板部材をなす抵抗低減部材２３が取り外し可能に設けられている。この抵抗低減部材２３は、例えば高分子材料からなる塩化ビニル板などがよく、少なくとも既存杭２よりも切削抵抗が小さい材料とする。また、抵抗低減部材２３は、帯状の面を既存杭２側に向けて、下方リング部材７２の上面７２ａの内周側に適宜数設けられた固定部材２４によって、既存杭２とワイヤーソー４との間に配置されるように取り付けられている。
この抵抗低減部材２３を使用することにより、ワイヤーソー４の始動時の接触抵抗が小さくなり、初期走行がスムーズとなることから、駆動プーリー５ｂの空転や、ワイヤーソー４を保持している駆動プーリー５ｂのゴムリングの磨耗を防止することができる。
【００２３】
このような構成により、切断位置Ｒを走行するワイヤーソー４に矢印Ｈ方向（図２参照）も押圧力がかかり、図３に示すように、既存杭２の当接部が徐々に矢印Ｈ方向に移動して、既存杭２が切断される。
このように切断装置１は、緊張手段の上部可動部材１２と下部可動部材１３とが上下二方向に移動する構造であることから、ワイヤーソー緊張手段６の緊張移動距離が小さくなり、小型化を図ることができる。
【００２４】
図２に示すように、下方リング部材７２の上面７２ａには、周方向で等間隔に配置され先端１６ａがクサビ形状をなし、径方向で既存杭２側に突出する突出部材１６が複数設けられている。なお、本実施の形態では、３箇所に設けている。
そして、図６に示すように、既存杭２の切断において、切断位置Ｒで切断される杭体を切断体２ａとし、切断によって残置する杭体を非切断体２ｂとすると、この両者の間に形成される切断溝２ｃに、この突出部材１６が突出されて押し込まれる。これにより、自重で既存杭２の切断部分が変形してワイヤーソー４が切断溝２ｃに挟まれて噛み込んでしまうことを防止できる。
【００２５】
図１に示すように、上方リング部材７１の上面７１ａには、逆Ｕ字形状をなす吊り金物１７が固定されている。そして、図７（ｂ）に示すように、この吊り金物１７に吊りワイヤー２２ｃを掛けて、例えば地上に設けられた吊り手段２２などで吊りワイヤー２２ｃを吊ることによって、切断装置１は、既存杭２の切断位置Ｒとなるように上方より吊り下げられて設置することができる。
【００２６】
また、図１に示すように、既存杭２とケーシング３との間の空間Ｍには地下水などが溜まる場合があり、この地下水位が切断位置Ｒより高くならないように、下方リング部材７２の下方に水中ポンプ１８が設置され、地上に揚水される。
さらに、図１に示すように、支持フレーム７には、既存杭２の切断状態を監視できる位置に適宜数の監視カメラ１９が備えられ、この監視カメラ１９のレンズに付着した粉塵や水などを取り除くために水を噴射する洗浄ノズル２０が設けられている。
【００２７】
以上、本実施の形態による既存杭２を切断する切断装置１について説明したが、次に、本切断装置１を用いた既存杭撤去工法について、図１乃至図８に基づいて説明する。
上述したように、本工事は、既設構造物２１（図７（ｂ）参照）の下方で新たに地下構造物（図示省略）を設置する場合に、本実施の形態による切断装置１を用いて既存杭２の一部を撤去する施工である。
【００２８】
先ず、図８に示すように、既存杭２の切断位置Ｒに切断装置１を設置するために、必要とされる所定の深度まで、既存杭２より大きな径のケーシング３を地上より圧入する。このとき、ケーシング３は、既存杭２とほぼ同軸に圧入されるため、既存杭２とケーシング３との間には、全周等間隔となる平面視ドーナツ形状の装置設置空間Ｍ（前述した空間Ｍと同符号）が設けられる。
そして、ケーシング３の圧入完了時には、この装置設置空間Ｍに土砂が満たされているため、例えばオーガによる機械掘削工法によって、この土砂を取り除き装置設置空間Ｍを確保する。
【００２９】
続いて、図７に示すように、この装置設置空間Ｍ内に切断装置１を吊り下ろすために、地上に吊り手段２２を設置する。ここで、吊り手段２２は、鋼材などで組み合わされて装置設置空間Ｍの上方を囲い、図７（ｂ）に示す門型形状をなす吊下げフレーム２２ａと、吊下げフレーム２２ａに備えられワイヤー２２ｃを介して切断装置１を上下移動するための巻上げ機２２ｂとからなる。
【００３０】
次に、切断装置１を既存杭２の切断位置Ｒに設置する工程について説明する。
図７（ｂ）に示すように、巻上げ機２２ｂは吊りワイヤー２２ｃによって切断装置１に備えられた吊り金物１７を吊って、上下リング部材７１、７２の内周を既存杭２に挿通させた状態で、既存杭２に沿うように下方に移動させ、ワイヤーソー４の水平走行部を既存杭２の切断位置Ｒに合致させる。そして、その位置で、下部リング部材７２に固定されている固定手段９（図２参照）を張り出してケーシング３に反力を取り、切断装置１を固定させて、切断前の準備が完了となる。
【００３１】
続いて、図１に示すように、既存杭２の切断に際し、ワイヤーソー４をワイヤーソー駆動手段５によって一定方向に走行駆動させながら、上部可動部材１２を矢印Ｆ方向に、下部可動部材１３を矢印Ｇ方向に移動させてワイヤーソー４に張力が与えられる。
そうすると、図２に示すように、ワイヤーソー４は、まず塩化ビニル板をなす抵抗低減部材２３の表面を滑るように循環走行を開始する。そして、ワイヤーソー４は徐々に所定の走行速度に達すると同時に、ワイヤーソー４が当接している抵抗低減部材２３が押圧されて切り込まれ、続いて既存杭２の切断が開始されることになる。ワイヤーソー４の切断部は、図２に示す矢印Ｈ方向に向かって移動することで、既存杭２が切断されることになる。
【００３２】
図３に示すように、例えば既存杭２の２／３程度の切断過程において、突出部材１６（図６参照）を切断溝２ｃに押し込ませ突出部材１６を残すことで、切断溝２ｃでワイヤーソー４が噛み込むことを防止する。
なお、このような突出部材１６の押し込み作業は、切断装置１に設けた監視カメラ１９（図１参照）によって切断の進行を確認して、遠隔操作してもよい。
さらに、図３に示すように、既存杭２の切断が進むにつれて切断位置Ｒにあるワイヤーソー４の長さが短くなり、切断の完了時には、図５（ｂ）に示すように方向変更プーリー８３、８３間のワイヤーソー４がほぼ直線状態となる。
【００３３】
次いで、既存杭２の切断完了後には、図５（ｂ）に示すように、既存杭２側に突出させていた突出部材１６を引き戻し、ケーシング３側に張り出していた固定手段９を引き戻してケーシング３と切断装置１との固定を解除する。そして、切断装置１を吊り手段２２によって地上に引き上げて搬出する。なお、切断した切断体２ａの搬出は、切断装置１の搬出と同時あるいは搬出前後であってもかまわない。
また、吊り手段２２は、移動可能な車輪２２ｄ（図７（ｂ）参照）を設けているため、順次、既存杭２の切断作業箇所に移動させて使用することができる。
【００３４】
なお、ワイヤーソー４によって切削する際に使用する給水は、例えば分配器を地上に設置し、複数の給水ホース（図示省略）を所要箇所に配置して、適宜給水するような方法としてもよい。
また、切断装置１の内部に配置されている制御および駆動機器（図示省略）を水中使用方式に組み替えることによって、地下水などの中で水中切断を行えるようにすることもできる。
さらに、切断装置１の操作方法として、監視カメラ１９や集音器（図示省略）などを地上からテレビモニタを通じて遠隔操作を行うこともできる。
【００３５】
上述した本実施の形態による柱状構造物の切断装置では、既存杭２の切断位置Ｒを有する支持フレーム７に、ワイヤーソー４を走行駆動させるワイヤーソー駆動手段５が搭載されている構造であるため、ワイヤーソー４の必要長さを短縮化することができ、切断装置１の構造の簡易化が図れる。そして、このような構造の切断装置１では、ワイヤーソー４を短くできるため、従来のようなワイヤーソー駆動手段５が地上に設けられた構造と比較すると、ワイヤーソー４の走行時のぶれが小さくなり、ワイヤーソー４がワイヤーソー案内手段８から外れたり、切れるなどの故障を減少できる。なお、ワイヤーソー４の故障が発生した場合であても、切断装置１が簡略された構造であることから、短時間で修理して復旧することができる。
【００３６】
本実施の形態による切断装置１が簡易な構造となるため、コストの低減化が可能となる。これにより、故障時に備えて切断装置１の予備を確保しておくこともできる。
また、本実施の形態による切断装置１は、コンパクトな構造であることから、上述した既存杭撤去工法の説明のように吊り手段２２を使用することで、切断装置１の設置、搬出作業の簡略化が図られ、切断装置の設置、搬出にかかわる作業時間を短縮できる。
【００３７】
次に、実施の形態の各変形例について、添付図面に基づいて説明するが、上述の実施例と同一又は同様な部材、部分には同一の符号を用いて説明を省略し、実施の形態と異なる構成について説明する。
まず、図９は実施の形態による第１の変形例を示す図であり、（ａ）はその正面図、（ｂ）はその側面図である。
第１の変形例は、図９に示すように、上述した実施の形態の上方リング部材７１（図１参照）が設けられていない支持フレーム７を構成したものであり、固定支柱１０の下部１０ａに、既存杭２の外周部を囲うように下方リング部材７２が設けられている。
【００３８】
次に、図１０は実施の形態による第２の変形例を示す支持フレームの概略図であり、（ａ）はその側面図、（ｂ）はその平面図である。
第２の変形例では、図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、支持フレーム７は、実施の形態で示した略円筒形状の支持フレーム７でなく、下方リング部材７２は実施の形態と同形状となるリング形状をなしているが、それより上方部分の支持フレーム７は、上面に上方半円部材７４が設けられ、上方半円部材７４と下方リング部材７２との間には、適宜数の縦部材７３が連結されて略半円筒形状をなす支持フレーム７となっている。
【００３９】
図１１は実施の形態による第３の変形例の切断装置を示す平面図である。
第３の変形例では、切断位置Ｒにおいて、図２に示す実施の形態における既存杭２に対するワイヤーソー４の巻き回し方向を変えた変形例である。
図１１に示すように、下方リング部材７２の上面７２ａに、既存杭２を挟んで方向変更プーリー８３、８３に対向する位置に固定プーリー８４ａ、８４ａが設けられている。そして、方向変更プーリー８３から中間プーリー８４ｂを介して案内されたワイヤーソー４は、緊張状態となったときに図中矢印Ｉ方向に移動するように固定プーリー８４ａを軸にして巻き回されている。これにより、実施の形態と逆方向となるＩ方向（図１１参照）に既存杭２を押圧して切断する構造となる。
【００４０】
以上、本発明による柱状構造物の切断装置の実施の形態および第１〜３の変形例について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本実施の形態ではワイヤーソー駆動手段５、ワイヤーソー緊張手段６、ワイヤーソー案内手段８に関して、図１に示すような配置、取り合いとしているが、必ずしもこれに限定されることはない。要は、ワイヤーソー駆動手段５が、支持フレーム７に搭載されることで、切断位置Ｒの近傍にワイヤーソー駆動手段５が配置されている構造であればよいのである。
また、本実施の形態では支持フレーム７が既存杭２の外周をとり囲む略円筒形状としているが、この形状に限定されることはなく、水平走行部のワイヤーソー４を支持することができ、同時にワイヤーソー駆動手段５および緊張手段６が搭載されていれば、支持フレーム７はどのような形状であっても構わない。
【００４１】
本実施の形態では吊り手段２２として吊下げフレーム２２ａ及び巻上げ機２２ｂを使用しているが、必ずしもこれらに限定されることはなく、例えば、クレーン車などを使用して吊下げてもよい。
また、本実施の形態では吊り手段２２によって切断装置１を切断位置Ｒまで吊り下ろして設置する方法としているが、この方法に限定されることはない。例えば、既存杭２の切断場所の上部に高さ制限が無い場合には、既存杭２とケーシング３との間の空間Ｍに縦方向のラックレールを挿入し、切断装置１にラックレールと嵌合するピニオンを設けたラック＆ピニオン方式やローラなどを設けてもよい。これにより、切断装置１がラックレールに支持されて、切断位置Ｒに移動できる方法であり、この場合、吊り手段２２は不要となる。
【００４２】
また、本実施の形態では切断位置Ｒでワイヤーソー４を既存杭２に巻きつけているが、このような切断方法に限定されることはなく、例えば直線をなすワイヤーソー４を既存杭２の外周端部から水平方向に移動させて切断する方法でもよい。
さらに、本実施の形態ではワイヤーソー緊張手段６において、上部可動部材１２を上昇させて、上下部可動部材１３を下降させることにより上下に移動させる二段式の緊張構造となっているが、どちらか一方を上昇又は下降させる一段式の緊張構造であってもよい。また、ワイヤーソー４に緊張を与える方法としては、駆動プーリー５ｂを重力式によって上方より下降させる方法であってもかまわない
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施の形態による切断装置を示す正面図である。
【図２】図１に示す切断装置の切断前の水平断面図である。
【図３】図１に示す切断装置の切断過程の水平断面図である。
【図４】切断装置のワイヤーソー緊張手段を示す側面図である。
【図５】既存杭の切断完了時の切断装置の状態を示す図であり、（ａ）はその正面図、（ｂ）はその平面図である。
【図６】突出部材の設置状態を説明するための説明図である。
【図７】切断装置を用いた既存杭撤去の作業状態を示す図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその立面図である。
【図８】本実施の形態による既存杭の切断状態の構成を示す説明図である。
【図９】本実施の形態による第１の変形例を示す図であり、（ａ）はその正面図、（ｂ）はその側面図である。
【図１０】本実施の形態による第２の変形例を示す支持フレームの概略図であり、（ａ）はその側面図、（ｂ）はその平面図である。
【図１１】本実施の形態による第３の変形例の切断装置を示す平面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１ 切断装置
２ 既存杭
２ａ 切断体
２ｂ 非切断体
２ｃ 切断溝
３ ケーシング
４ ワイヤーソー
５ ワイヤーソー駆動手段（駆動手段）
６ ワイヤーソー緊張手段（緊張手段）
７ 支持フレーム（支持架台）
８ ワイヤーソー案内手段（案内手段）
９ 固定手段
１０ 固定支柱
１１ 可動支柱
１２ 上部可動部材
１３ 下部可動部材
１６ 突出部材
２２ 吊り手段
２３ 抵抗低減部材
Ｒ 切断位置
Ｍ 装置設置空間（空間）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤーソーを走行させて既存杭を切断する切断装置において、
前記ワイヤーソーに走行動力を与えるための駆動手段と、
前記ワイヤーソーに張力を与えるための緊張手段と、
前記駆動手段及び前記緊張手段を搭載すると共に、前記ワイヤーソーを前記既存杭に当接させて走行可能に支持する案内手段を備えた支持架台と、
を備え、
前記支持架台は、前記ワイヤーソーと前記既存杭とが当接する切断位置で、前記既存杭を囲むように中空状に形成されていることを特徴とする柱状構造物の切断装置。
【請求項２】
吊り手段によって前記支持架台が吊下げられて、前記既存杭の切断位置に設置されることを特徴とする請求項１に記載の柱状構造物の切断装置。
【請求項３】
前記支持架台には、前記支持架台の外方に固定することができる固定手段が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の柱状構造物の切断装置。
【請求項４】
前記ワイヤーソーによって切断される前記既存杭の切断溝に押し込まれる突出部材が設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の柱状構造物の切断装置。
【請求項５】
前記ワイヤーソーと前記既存杭との間に配置され、前記ワイヤーソーによって切削可能で、少なくとも前記既存杭より切削抵抗が小さい薄板部材からなる抵抗低減部材が設けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の柱状構造物の切断装置。
【請求項１】
ワイヤーソーを走行させて既存杭を切断する切断装置において、
前記ワイヤーソーに走行動力を与えるための駆動手段と、
前記ワイヤーソーに張力を与えるための緊張手段と、
前記駆動手段及び前記緊張手段を搭載すると共に、前記ワイヤーソーを前記既存杭に当接させて走行可能に支持する案内手段を備えた支持架台と、
を備え、
前記支持架台は、前記ワイヤーソーと前記既存杭とが当接する切断位置で、前記既存杭を囲むように中空状に形成されていることを特徴とする柱状構造物の切断装置。
【請求項２】
吊り手段によって前記支持架台が吊下げられて、前記既存杭の切断位置に設置されることを特徴とする請求項１に記載の柱状構造物の切断装置。
【請求項３】
前記支持架台には、前記支持架台の外方に固定することができる固定手段が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の柱状構造物の切断装置。
【請求項４】
前記ワイヤーソーによって切断される前記既存杭の切断溝に押し込まれる突出部材が設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の柱状構造物の切断装置。
【請求項５】
前記ワイヤーソーと前記既存杭との間に配置され、前記ワイヤーソーによって切削可能で、少なくとも前記既存杭より切削抵抗が小さい薄板部材からなる抵抗低減部材が設けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の柱状構造物の切断装置。
【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２００６−３１６４５０（Ｐ２００６−３１６４５０Ａ）
【公開日】平成１８年１１月２４日（２００６．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１３８３７４（Ｐ２００５−１３８３７４）
【出願日】平成１７年５月１１日（２００５．５．１１）
【出願人】（５０５１７１９０８）福井企業株式会社 (1)
【出願人】（３０５０２５５４４）大木建設株式会社 (4)
【出願人】（０００００２２９９）清水建設株式会社 (2,433)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１１月２４日（２００６．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年５月１１日（２００５．５．１１）
【出願人】（５０５１７１９０８）福井企業株式会社 (1)
【出願人】（３０５０２５５４４）大木建設株式会社 (4)
【出願人】（０００００２２９９）清水建設株式会社 (2,433)
【Ｆターム（参考）】
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