(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシングヘッド内周面にカッタを突設した掘削ケーシングを建て込み装置により揺動回転させながら既存杭を偏芯させて該既存杭に接触させないでこれを囲むようにして切断位置まで地盤に挿入し、次いで、掘削ケーシングを全周回転させて前記カッタで既存杭を外周部から水平に切断し、ハンマーグラブ等の瓦礫除去手段で処理済みの既存杭を取り出すことを特徴とした既存杭の除去工法。
【請求項２】
地中に埋設された既存杭を除去するための装置であって、ケーシングヘッド内周面にカッタを突設した掘削ケーシングと、このケーシングを前記既存杭の周囲に揺動及び回転可能に支持する建て込み装置と、ケーシング内の処理済み既存杭を取り出すハンマーグラブ等の瓦礫除去手段とから構成し、前記カッタは、ケーシングヘッド内周面に半周内に収まるように間隔を存して、かつ、順次その突出長さが長くなるように並べて、横並びで配置するとともに複数個のうち、全部又は一部は既存杭の鉄筋からのコンクリートかぶり厚さよりもケーシングヘッド内周面からの突出長を大とし、最大のものを中央にその左右で順次順次突出長が小さくなるように並べることを特徴とする既存杭の除去装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地中に埋設された既存杭の除去工法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、地中に埋設された既存杭の除去に関してはそのままの形態で引き抜く方法と部分的に破断してから除去する方法とがあり、前者の引き抜く方法は杭径が比較的小径でクレーン等で吊れる杭の場合が多い。
【０００３】
引き抜き方法として、例えば、クレーンで吊支したバイブロハンマーを既存杭の頭部にチャック装置で接続し、バイブロハンマーによって発生する上下運動を利用して、既存杭をバイブロハンマーと共にクレーンで吊り上げて引き抜く方法や、先端にビットを取り付けたオーガーケーシングを回転しながら既存杭の周囲にこれを取り囲むように挿入し、既存杭と地盤との摩擦をカットした上で、オーガーケーシングを引き抜き、その後にクレーンで既存杭を引き抜く方法、ケーシングで杭の周囲を掘削し、ケーシング内にセットしたワイヤーを引張って杭に掛けるなどである。
【０００４】
前者のバイブロハンマーを用いる方法では、稼働時の振動と騒音が大きく、近隣の住民などへの影響を配慮すると都市部などでの施工が困難であり、また、後者のオーガーケーシングを引き抜いて回収した後に既存杭を引き抜くために、オーガーケーシングを引き抜いた後に既存杭の周囲にできた隙間にその周辺地盤が崩落して埋まり、その結果、既存杭の摩擦抵抗が大きくなって、そのままでは引き抜けないことになる場合もある。
【０００５】
また、先端にビットを取り付けたオーガーケーシングを回転しながら既存杭の周囲にこれを取り囲むように挿入し、既存杭と地盤との摩擦をカットする方法では、オーガーケーシングで杭の周りを回転により掘削していくと杭がケーシングおよびケーシングヘッドと共回りしてしまうことが多く、杭の切断が不可能となってしまう。
【０００６】
さらに、いずれの方法ともに、バイブロハンマーや既存杭を吊り上げるための揚重力の大きい大規模なクレーンを必要とし、施工コストが増大するだけなく、施工可能な場所も制約を受ける。
【０００７】
これに対して部分的に破断してから除去する方法では、いわゆるインナーカッターを設けたケーシングを使用し、ケーシング及びインナーカッターで既存杭の鉄筋部までを切断し、ハンマーグラブ等の瓦礫除去手段で除去する。
【０００８】
特開平８−１２０６７１号公報の地中杭の除去装置もその一つであり、図７〜図１０に示すように、地中に埋設された内部に鉄筋を有するコンクリート製の既存杭１を除去するものとして、下縁には掘進カッタ３ａをまた円筒内にはカッタ２を突設してなる掘削ケーシング３と、この掘削ケーシング３を前記杭の上部に回転及び圧入可能に支持する建て込み装置１１と、掘削ケーシング３内の処理済み杭を取り出す瓦礫除去手段としてのハンマーグラブ１３とで構成する。
【０００９】
地上にはクレーン１２が設置されており、前記ハンマーグラブ１３はこのクレーン１２から吊り下げ、前記建て込み装置１１とクレーン１２はバー１４で連結しておく。
【００１０】
前記カッタ２は掘削ケーシング３に溶接されたベッド２ａに複数個取り付けられていて、前記ベッド２ａはその上下に設けられた三角形のステー２ｂ、及びベッド２ａの側面に設けられた三角形のステー２ｃで強固に支持されている。
【００１１】
また、４カ所に設けられたカッタ２はその取り付け深度に段差が設けられている。さらに４カ所のカッタ２は突出長に夫々差がつけられている。即ち、最も下に位置するカッタ２は最も突出しており、最も上に位置するカッタ２の突出長は少なくなっている。
【００１２】
前記装置により、地中に埋まっている既存杭１を除去するに際しては、まず、除去すべき既存杭１の真上に建て込み装置１１を設置する。そして、掘削ケーシング３を建て込み装置１１にセットして回転及び圧力を加える。すると、前記カッタ２は杭１の鉄筋１０を切りながら全体を粉砕して進行する。
【００１３】
このようにして必要な深度、即ち、既存杭１が本来の工事に支障をきたさない程度まで除去する。この後、ハンマーグラブ１３を掘削ケーシング３内に降下させ内部の残骸や土砂を排出する。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
前記特開平８−１２０６７１号公報の地中杭の除去装置では、カッタ２は杭１上面からカットしていくため掘削が極めて困難となり、さらに杭１を割ることに多大な時間を費やす。
【００１５】
なお、この特開平８−１２０６７１号公報では杭１を必要な位置で切断するものとして杭１の内側には前記した固定のカッタ２の他に可動カッタ（コピーカッタ）を進退可能に突設した実施形態も記載されているが、この可動カッタは、油圧シリンダを内装したベッドに設けられ水平方向に出没可能となっていて、このベッドには高圧ホースで液圧が印加されるようになっており、油圧スイベルが必要となるとともに、ケーシング内に高圧ホースを入れるとケーシングの内径の有効活用が阻害され、さらに、ケーシングの継ぎ足しに応じたホースの継ぎ足し、スイベル装置の取り付け、取り外し等の作業が増え、作業効率が悪い。
【００１６】
しかも、可動カッタ（コピーカッタ）は可動であるが故にカッタ自体およびそれを支える機構をコンクリートおよび鉄筋を切断するのに耐える堅牢なものとすることは難しく、また、カッタをケーシング内周に対称に２個設けたものとしても、鉄筋を切断するに１個のカッタにかかる負担は大きく、簡単に鉄筋を切断することが困難である。
【００１７】
本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、杭の周辺を大きく掘削することなく杭を除去することができるので、音や振動等で近隣住民などの住宅環境を害するおそれがなく、また杭内に鉄筋があってもこれを確実に切断することができ、さらに杭の全部を破壊することなく必要な深度で切断することができるため、作業能率を大幅に向上させることができる既存杭の除去工法及び装置を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記目的を達成するため、既存杭の除去工法としては、ケーシングヘッド内周面にカッタを突設した掘削ケーシングを建て込み装置により揺動回転させながら既存杭を偏芯させて該既存杭に接触させないでこれを囲むようにして切断位置まで地盤に挿入し、次いで、掘削ケーシングを全周回転させて前記カッタで既存杭を外周部から水平に切断し、ハンマーグラブ等の瓦礫除去手段で処理済みの既存杭を取り出すことを要旨とするものである。
【００１９】
既存杭の除去装置としては、地中に埋設された既存杭を除去するための装置であって、ケーシングヘッド内周面にカッタを突設した掘削ケーシングと、このケーシングを前記既存杭の周囲に揺動及び回転可能に支持する建て込み装置と、ケーシング内の処理済み既存杭を取り出すハンマーグラブ等の瓦礫除去手段とから構成し、前記カッタは、ケーシングヘッド内周面に半周内に収まるように間隔を存して、かつ、順次その突出長さが長くなるように並べて、横並びで配置するとともに複数個のうち、全部又は一部は既存杭の鉄筋からのコンクリートかぶり厚さよりもケーシングヘッド内周面からの突出長を大とし、最大のものを中央にその左右で順次順次突出長が小さくなるように並べることを要旨とするものである。
【００２０】
請求項１および請求項２記載の本発明によれば、既存杭に対してこの既存杭を囲む位置で、偏芯をした位置に掘削ケーシング及びケーシングヘッドをセットし、杭を切断したい位置（深さ）まで揺動回転させながら地盤に挿入する。この際はケーシングヘッド内周面に突設したカッタは既存杭には接触しない。次いで切断したい位置に達したら掘削ケーシングを全周回転させれば、それまで当たらないカッタが既存杭の外周に当たり外周部から水平に切断する。その後、ハンマーグラブ等の瓦礫除去手段で処理済みの既存杭を取り出す。
【００２１】
また、揺動掘削であるので、杭の共回りが発生することがなく、切断したい位置まで確実に杭周囲を掘削し、その位置で回転切断することができる。
【００２２】
そして、カッタは、ケーシング内周に半周内に収まるようにしたので、他の半周面を既存杭に近接させればカッタを既存杭に接触させずにケーシングヘッドを揺動回転させることができる。また、カッタは、間隔を存して、かつ、順次その長さが長くなるように並べて、横並びで配置するので、いわば鋸の波のようになり、しかも順次深く既存杭に食い込むことで確実に切断ができる。さらに、横並びなので横に切れ目を入れるような切断となり、上下に既存杭を破断する場合に比べて、確実かつ迅速に切断ができる。
【００２３】
また、既存杭の鉄筋にカッタを確実に当て、該鉄筋を確実に切断することができる。
【００２４】
さらに、カッタは、最大のものを中央にその左右で順次順次突出長が小さくなるように並べることで、ケーシングを左右いずれの方向に回転させても小さいものから大きいものへとカッタを順次深く既存杭に食い込ませることで確実に切断ができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、図面について本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明の既存杭の除去装置の第１実施形態を示す縦断側面図、図２は同上平面図で、前記従来例を示す図７〜図１０と同一構成要素には同一参照符号を付したものである。
【００２７】
図中３は掘削ケーシングで、適宜と途中で継ぎ足して必要な長さとする本体部３ｃの先端にケーシングヘッド３ｂが嵌合し、嵌着部はボルト４で締結する。また、ケーシングヘッド３ｂは下端に掘進カッタ３ａを設けている。
【００２８】
この掘削ケーシング３は図３、図４に示すように建て込み装置１１で揺動及び回転可能に支持する。この建て込み装置１１は周知のように例えばオールケーシング工法で使用する圧入機であり、反力フレーム９に、掘削ケーシング３の外周をたが状に締め付けるチャック装置５とこのチャック装置５を回転駆動するモーター６ａや減速機６ｂなどの駆動装置６と、これらチャック装置５および駆動装置６を上下動する油圧シリンダーによる昇降シリンダー７を設けた。図中８は建て込み装置１１を水平に設置する水平ジャッキによるアウトリガーを示す。
【００２９】
掘削ケーシング３は前記建て込み装置１１により外周をチャックされながら回転推進されて地盤に挿入されるものである。
【００３０】
本発明ではかかる構成に加えて掘削ケーシング３の先端のケーシングヘッド３ｂの内周面に、カッタ１５ａ，１５ｂ，…１５ｅを半周内に収まるように間隔を存して、かつ、順次その突出長さが長くなるように並べて、横並びで一列に配置した。このカッタ１５ａ，１５ｂ，…１５ｅは掘削ケーシング３を構成する金属よりも焼き入れの多い超硬金属をもってなる鋭利な刃を有する爪状のもので、溶接などにより堅牢にケーシングヘッド３ｂの内周面に固着する。
【００３１】
そして、カッタ１５ａ，１５ｂ，…１５ｅは、複数個のうち、全部又は一部（図示の例ではカッタ１５ａ以外は既存杭１の鉄筋１０からのコンクリートかぶり厚さｈよりもケーシングヘッド３ｂの内周面からの突出長を大とする。
【００３２】
本実施形態では、カッタは、最小のカッタ１５ａから順次突出長が大きくなるように並べた。
【００３３】
前記カッタ１５ａ，１５ｂ，…１５ｅの数はケーシングヘッド３ｂの径により決定するが、ケーシングヘッド３ｂの径は既存杭１の径と最大長のカッタ１５ｅの長さとさらに一定に隙間長を合わせたものとする。
【００３４】
次にかかる掘削ケーシング３を使用して既存杭１を除去する本発明方法について説明する。ここで、既存杭１は地中に埋設された構造物として例えば、内部に鉄筋を有するコンクリート杭（ＰＣ、ＲＣ等の既製杭、現場造成杭）を示す。処理できる既存杭１の直径は前記掘削ケーシング３の直径に依存するが処理の容易性等から数メートル以内程度が好適である。
【００３５】
埋設されている既存杭１の上方に建て込み装置１１を据え付け、既存杭１対して偏芯した位置に掘削ケーシング３及びケーシングヘッド３ｂをセットする。この場合、図２に示すように既存杭１はカッタ１５ａ，１５ｂ，…１５ｅから遠ざかるようにして掘削ケーシング３の内周面に近づく。
【００３６】
掘削ケーシング３をその外周を建て込み装置１１のチャック装置５で締め付け固定し、駆動装置６でこのチャック装置５を左右に回転（揺動）させると同時に昇降シリンダー７をフリーとして掘削ケーシング３及びケーシングヘッド３ｂを既存杭１の囲むようにしてその外周部分の地盤に挿入する。
【００３７】
この掘削ケーシング３での掘削は既存杭１を切断したい深さ（数メートル）まで行う。この数メートルの深さとは、切断した既存杭１の重量がハンマーグラブ１３で取り出し可能な長さである。
【００３８】
切断したい数メートルの位置に達したならば、建て込み装置１１で掘削ケーシング３を一方向に全周回転させる。
【００３９】
その結果、カッタ１５ａ，１５ｂ，…１５ｅが短いカッタ１５ａから順に既存杭１の外周にくい込み、図６に示すように既存杭１を外周部から切断する。前記カッタ１５ａ，１５ｂ，…１５ｅのくい込みにより鉄筋１０は切断され、既存杭１はくの字になって切断される。なお、カッタ１５ａ，１５ｂ，…１５ｅの厚みは５０〜１００ｍｍが好適である。
【００４０】
このようにして切断された理済みの既存杭１はクレーン１２から吊り下げたハンマーグラブ１３等の瓦礫除去手段で掴んで取り出す。
【００４１】
図５は本発明の第２実施形態を示すもので、カッタ１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄは最大のカッタ１５ｄを中央にその左右で順次順次突出長が小さくなるように並べた。最大のカッタ１５ｄは左右両側に刃が向き、他は短くなるものに向かって刃が向く。
【００４２】
このようにカッタ１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄはくい込みが容易になるようにｌ４  ＜ｌ３  ＜ｌ２  ＜ｌ１  の長さとし、この内２〜３ケ（１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ）は鉄筋１０を切断するため、既存杭１の鉄筋１０からのコンクリートかぶり厚さｈよりもケーシングヘッド３ｂの内周面からの突出長を大とする。
【００４３】
また、ケーシングヘッド３ｂの径（内径Ｄ）は、既存杭１の杭径ｄ＋カッタ１５ｄの長さｌ１  ＋α（隙間）で決定する。
【００４４】
この第２実施形態の場合は既存杭１を切断する掘削ケーシング３の全周回転は左・右の何方でもよい。
【００４５】
【発明の効果】
以上述べたように本発明の既存杭の除去工法及び装置は、杭の周辺を大きく掘削することなく杭を除去することができるので、音や振動等で近隣住民などの住宅環境を害するおそれがなく、また杭内に鉄筋があってもこれを確実に切断することができ、さらに杭の全部を破壊することなく必要な深度で切断することができるため、作業能率を大幅に向上させることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の既存杭の除去装置の第１実施形態を示す縦断側面図である。
【図２】  本発明の既存杭の除去装置の第１実施形態を示す平面図である。
【図３】  本発明の既存杭の除去装置で使用する建て込み装置と掘削ケーシングを示す側面である。
【図４】  本発明の既存杭の除去装置で使用する建て込み装置と掘削ケーシングを示す平面図である。
【図５】  本発明の既存杭の除去装置の第２実施形態を示す平面図である。
【図６】  本発明の既存杭の除去方法を示す説明図である。
【図７】  従来例を示す斜視図である。
【図８】  従来例の平面図である。
【図９】  従来例の縦断側面図である。
【図１０】  従来例の施工状態を示す概略図である。
【符号の説明】
１…杭                              ２…カッタ
２ａ…ベッド                        ２ｂ…ステー
２ｃ…ステー                        ３…掘削ケーシング
３ａ…掘進カッタ                    ３ｂ…ケーシングヘッド
３ｃ…本体部
４…ボルト                          ５…チャック装置
６…駆動装置                        ６ａ…モーター
６ｂ…減速機                        ７…昇降シリンダー
８…アウトリガー                    ９…反力フレーム
１０…鉄筋
１１…建て込み装置                  １２…クレーン
１３…ハンマーグラブ                １４…バー
１５ａ，１５ｂ，…１５ｅ…カッタ
【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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【図７】
0003683229.tif 000008
【図８】
0003683229.tif 000009
【図９】
0003683229.tif 000010
【図１０】
0003683229.tif 000011