(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地中に埋設された既存杭を切断して撤去する既存杭撤去工法であって、
前記既存杭の外径よりも大きい内径を備えるケーシングを、前記既存杭とほぼ同軸にして、所定の地中深度まで圧入する第１の工程と、
前記既存杭と前記ケーシングの間の土砂を除去して、前記既存杭の周囲に空間を設ける第２の工程と、
前記空間外に設けられたワイヤーソー駆動手段によって駆動される前記ワイヤーソーを可動に案内して、前記既存杭を水平方向に切断するワイヤーソー案内手段を、前記空間の所定深度位置に配設する第３の工程と、
前記ワイヤーソーによって、前記所定深度位置で前記既存杭を水平方向に切断する第４の工程と、
前記切断された既存杭を上方に吊り上げて前記ケーシングの外部に搬出する第５の工程と、からなり、
前記第１〜５の工程を順次行って、前記既存杭を必要長さだけ撤去する既存杭撤去工法。
【請求項２】
請求項１に記載の既存杭撤去工法において、
前記第４の工程に先立って、
前記既存杭を吊り上げるための係止部を前記既存杭の杭頭部に設け、
該係止部を吊り上げながら、前記第４の工程を行うことを特徴とする既存杭撤去工法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の既存杭撤去工法において、
前記第４の工程における切断を、
前記ワイヤーソーによって、前記既存杭の外周から水平方向に所定深さだけ切り込み、前記既存杭の前記所定位置をくびれさせて、前記既存杭の中心部に未切断部を残し、
前記杭頭部近傍に押圧手段を配設して、
前記押圧手段によって前記杭頭部を水平方向に載荷し、前記未切断部を破断させることによって行うことを特徴とする既存杭撤去工法。
【請求項４】
ワイヤーソーを備えて、柱状構造物を、軸線方向の所定位置で軸線方向に直交する断面方向に切断する柱状構造物の切断装置であって、
前記柱状構造物の軸線方向に沿って移動可能とされ、該柱状構造物の一部を囲繞するように配置されるリング状のワイヤーソー支持リングをその軸線方向の一方の端部に備える支持フレームと、
前記ワイヤーソーを、前記柱状構造物を囲繞する位置に退避させる退避状態と前記柱状構造物の軸線方向に直交する断面に食い込ませて該断面を切り込ませる切り込み状態とに、それぞれ案内すべく可動に設けられた可動案内プーリーを、前記ワイヤーソー支持リングに備えてなるワイヤーソー案内手段と、
前記ワイヤーソーを駆動するためのワイヤーソー駆動手段と、を備え、
該ワイヤーソー駆動手段によって前記ワイヤーソーを駆動し、前記ワイヤーソー案内手段によって、前記ワイヤーソーを前記切り込み状態に案内することにより、前記柱状構造物の切断を進めていくことを特徴とする柱状構造物の切断装置。
【請求項５】
請求項４に記載の柱状構造物の切断装置において、
前記ワイヤーソー案内手段の可動案内プーリーが、前記ワイヤーソー支持リングに設けられた円弧軌道上をそれぞれ独立に移動可能とされた２つのプーリーからなることを特徴とする柱状構造物の切断装置。
【請求項６】
請求項４または５に記載の柱状構造物の切断装置において、
前記ワイヤーソー支持リングが、前記柱状構造物の軸線方向回りの回転が可能とされ、
前記ワイヤーソー支持リングに設けられた前記ワイヤーソー案内手段を、前記柱状構造物の外周方向に回転移動させて、前記ワイヤーソーによる切り込み方向を変えることによって、前記柱状構造物の軸線方向に直交する断面内に切り込みを設けてくびれさせることが可能とされたことを特徴とする柱状構造物の切断装置。
【請求項７】
請求項４〜６に記載の柱状構造物の切断装置において、
前記ワイヤーソー支持リングの外径部に可動支持部材を設けてなり、
前記柱状構造物を囲繞して設けられた所定内径の円筒案内面に、前記可動支持部材を当接させることにより、前記ワイヤーソー支持リングが該円筒案内面内の軸方向または周方向に移動が可能とされたことを特徴とする柱状構造物の切断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、既存杭撤去工法および柱状構造物の切断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、地下空間が盛んに有効利用されるようになってきた。そのため、既設構造物の地下の下方に、例えば地下トンネルや地下街などの地下空間を新たに構築するという需要が増加している。
【０００３】
このような地下空間の構築域は、ほとんどの場合、既存構造物の基礎杭などが打ち込まれている領域に計画される。そのため、それらの基礎杭などが工事の障害物となることが多い。そのような場合、あらかじめ工事の支障とならない位置に新設杭などを施工して既設構造物の荷重を受け替える、アンダーピンニングを施した後に、障害物となる基礎杭などの既存杭を撤去するという方法が採られている。
【０００４】
従来、このような既存杭撤去工法は、地盤改良を併用した深礎工法により既存杭の周囲を掘り下げて、既存杭を撤去していた。すなわち、杭頭の上方にスペースがある場合は、既存杭を引き抜いて撤去し、そのスペースがない場合は、既存杭を搬出できる大きさに切断して撤去していた。
【０００５】
図８は、その施工の様子の一例を示す。
まず、不図示の新設杭によって荷重が受け替えられた既設構造物１の既存杭３の周りを掘削して掘削面２ａを設け、既設構造物１と掘削面２ａの間に露出した既存杭３を切断または破砕して撤去して作業スペース３４を設ける。次に、既存杭３の周囲を作業者３２が人力等で掘り広げ、ライナープレート３３によって土留めを行って、既存杭３の周囲に撤去作業スペース３５を設ける。撤去作業スペース３５内では、適当な長さに既存杭３を切断して、徐々に撤去を進め、地下施工計画範囲４内に既存杭３がなくなるまで、この作業を行っていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来工法では、ライナープレート３３で土留めするため、その背面の地盤２に、例えば薬液注入やコラムジェット工法により地盤改良を施す必要があり、掘削や撤去以外にその作業のための工期や工事費がかかってしまうという問題があった。
また、従来の深礎工法では、人力で施工するため、特に地下深部での狭隘な作業環境では、安全対策を厳重にする必要があり、そのための費用が増大するという問題があった。
また、掘削を機械化することも考えられないではないが、作業スペース３４が大きくとれないため、機械類の搬入に制約が多く、どうしても運び込むとすれば、作業スペース３４や撤去作業スペース３５を大きくする必要があり、そのための掘削作業の手間がかかってしまうという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであって、地下深部の狭隘なスペースでも、人力に依存することなく施工できて安全性が高く、高価な地盤改良が不要となって工事費の低減化が可能であり、工期の短縮が可能となる既存杭撤去工法を提案することを目的とする。
また、そのような既存杭撤去工法に好適となるコンパクトな柱状構造物の切断装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明では、地中に埋設された既存杭を切断して撤去する既存杭撤去工法であって、前記既存杭の外径よりも大きい内径を備えるケーシングを、前記既存杭とほぼ同軸にして、所定の地中深度まで圧入する第１の工程と、前記既存杭と前記ケーシングの間の土砂を除去して、前記既存杭の周囲に空間を設ける第２の工程と、前記空間外に設けられたワイヤーソー駆動手段によって駆動される前記ワイヤーソーを可動に案内して、前記既存杭を水平方向に切断するワイヤーソー案内手段を、前記空間の所定深度位置に配設する第３の工程と、前記ワイヤーソーによって、前記所定深度位置で前記既存杭を水平方向に切断する第４の工程と、前記切断された既存杭を上方に吊り上げて前記ケーシングの外部に搬出する第５の工程と、からなり、前記第１〜５の工程を順次行って、前記既存杭を必要長さだけ撤去する既存杭撤去工法を用いる。
そのため、ケーシングによって確実な土留めを設けることができ、作業者が、地下深部に入らなくとも、ワイヤーソーによって地下深度の狭隘な空間で既存杭を切断して、それを撤去することができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の既存杭撤去工法において、前記第４の工程に先立って、前記既存杭を吊り上げるための係止部を前記既存杭の杭頭部に設け、該係止部を吊り上げながら、前記第４の工程を行うことを特徴とする既存杭撤去工法を用いる。
そのため、切断の途中で、既存杭の自重でワイヤーソーを噛み込んで切断不能となったり、既存杭が倒壊したりする恐れがない。
【００１０】
請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載の既存杭撤去工法において、前記第４の工程における切断を、前記ワイヤーソーによって、前記既存杭の外周から水平方向に所定深さだけ切り込み、前記既存杭の前記所定位置をくびれさせて、前記既存杭の中心部に未切断部を残し、前記杭頭部近傍に押圧手段を配設して、前記押圧手段によって前記杭頭部を水平方向に載荷し、前記未切断部を破断させることによって行うことを特徴とする既存杭撤去工法を用いる。
そのため、ワイヤーソーで切断している間、切断面より上の既存杭の鉛直方向荷重を既存杭の中心部に残された未切断部が支持するので、切断の間、既存杭を吊り上げているいないに関わらず、ワイヤーソーが噛み込まれたり、既存杭が倒壊したりすることがない。
【００１１】
請求項４に記載の発明では、ワイヤーソーを備えて、柱状構造物を、軸線方向の所定位置で軸線方向に直交する断面方向に切断する柱状構造物の切断装置であって、前記柱状構造物の軸線方向に沿って移動可能とされ、該柱状構造物の一部を囲繞するように配置されるリング状のワイヤーソー支持リングをその軸線方向の一方の端部に備える支持フレームと、前記ワイヤーソーを、前記柱状構造物を囲繞する位置に退避させる退避状態と前記柱状構造物の軸線方向に直交する断面に食い込ませて該断面を切り込ませる切り込み状態とに、それぞれ案内すべく可動に設けられた可動案内プーリーを、前記ワイヤーソー支持リングに備えてなるワイヤーソー案内手段と、前記ワイヤーソーを駆動するためのワイヤーソー駆動手段と、を備え、該ワイヤーソー駆動手段によって前記ワイヤーソーを駆動し、前記ワイヤーソー案内手段によって、前記ワイヤーソーを前記切り込み状態に案内することにより、前記柱状構造物の切断を進めていくことを特徴とする柱状構造物の切断装置を用いる。
そのため、ワイヤーソーを退避状態にして、柱状構造物の軸線方向を移動し、所定位置でワイヤーソーを駆動しながら、ワイヤーソーを切り込み状態にして、切断が行え、切断が終われば、ワイヤーソーを退避状態に戻すことができる。
【００１２】
ここで、ワイヤーソー支持リングがリング状であるとは、それが、柱状構造物の軸線方向に直交する断面の一部を囲繞するような形状であればよく、円環状を含むことはもちろんであるが、円環の一部が途切れたＣ字状も含まれるものとする。また、それは少なくとも一方向から見てリング状であればよく、リングそのものである必要はないし、厚みを持つリング管状であってもよい。例えば、複数の部材を組み合わせたフレーム構造物によって、その概略形状がリング状とされたものも含まれるものとする。
【００１３】
請求項５に記載の発明では、請求項４に記載の柱状構造物の切断装置において、前記ワイヤーソー案内手段の可動案内プーリーが、前記ワイヤーソー支持リングに設けられた円弧軌道上を、それぞれ独立に移動可能とされた２つのプーリーからなることを特徴とする柱状構造物の切断装置を用いる。
そのため、２つの可動案内プーリーを円弧軌道上で移動させることによって、ワイヤーソーを円弧軌道上の可変とされた弦として緊張させることができる。
【００１４】
請求項６に記載の発明では、請求項４または５に記載の柱状構造物の切断装置において、前記ワイヤーソー支持リングが、前記柱状構造物の軸線方向回りの回転が可能とされ、前記ワイヤーソー支持リングに設けられた前記ワイヤーソー案内手段を、前記柱状構造物の外周方向に回転移動させて、前記ワイヤーソーによる切り込み方向を変えることによって、前記柱状構造物の軸線方向に直交する断面内に切り込みを設けてくびれさせることが可能とされたことを特徴とする柱状構造物の切断装置を用いる。
そのため、既存杭をくびれさせて、その中心部に未切断部を残す切断が可能となる。
【００１５】
請求項７に記載の発明では、請求項４〜６に記載の柱状構造物の切断装置において、前記ワイヤーソー支持リングの外径部に可動支持部材を設けてなり、前記柱状構造物を囲繞して設けられた所定内径の円筒案内面に、前記可動支持部材を当接させることにより、前記ワイヤーソー支持リングが該円筒案内面内の軸方向または周方向に移動が可能とされたことを特徴とする柱状構造物の切断装置を用いる。
そのため、ワイヤーソー支持リングの円筒案内部の移動が円滑に行える。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下では、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して説明する。なお、すべての図面を通して、同一または相当する部材は、同一の符号を付している。
【００１７】
まず、本発明に係る柱状構造物の切断装置の構成について、それが用いられる施工現場の状況とともに説明する。図１は、本発明に係る柱状構造物の切断装置を既存杭撤去工事に用いた場合の概略構成を示す説明図である。図２は同じくやや詳細な構成を示す部分断面図である。
【００１８】
この工事は、既設構造物１の下方の地下に、例えば地下鉄トンネルなどを構築するための工事であるが、既設構造物１の基礎杭の一つである円柱状の鉄筋コンクリート製の既存杭３がちょうど地下施工計画範囲４の中にかかっていてその掘削の障害物になっている。アンダーピニングによって既設構造物１の荷重がすでに受け替えられており、既存杭３を切断するために、本装置がセットされたところである。
【００１９】
既設構造物１の下方は、周知の工法で掘削されて、掘削面２ａと施工作業スペース１３が設けられ、その部分を占めていた部分の既存杭３がすでに撤去されている。地盤２中に残っている既存杭３の外周には、既存杭３とほぼ同軸に、既存杭３の外径より大きい内径を備える、例えば鋼管からなるケーシング５（円筒案内面）が圧入され、地下施工計画範囲４の下限より深い所定の地中深度まで圧入され、既存杭３とケーシング５の間の土砂がすでに搬出された撤去作業スペース１４が設けられている。ケーシング５の最下部の下方にある地盤２は、必要に応じて薬液注入などが行われて底版部地盤改良域１０が形成されている。またその上に、同じく必要に応じて、ケーシング５の安定した底版部を設けるため、水中コンクリートなどにより底版部コンクリート９が打設されている。
【００２０】
本装置は、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で取り付けてなるエンドレスのワイヤーソー７と、それを既存杭３（柱状構造物）の切断位置に巻き回して、その走行を案内するワイヤーソー案内手段８と、プーリーなどからなるその他のワイヤーソー７の案内機構とが、既存杭３を囲繞するように設けられた支持フレーム１２（図２）に配設され、ワイヤーソー７の一部が、ワイヤーソー７を走行駆動するためのワイヤーソー駆動手段６に掛け回されて走行可能とされたものである。
【００２１】
図２に示したように、支持フレーム１２は、形鋼などで製作された円環の一部を欠いたＣ字状の支持リング１２ｄが、Ｃ字の円弧状の外形がケーシング５の中心軸とほぼ同軸とされ軸方向に間隔を空けて配列され、それぞれを形鋼などで製作された真直梁状の支持梁１２ｃによって軸方向に継ぎ足し可能に組み立てられたフレーム状の支持構造体である。
【００２２】
支持フレーム１２の上端部には、ケーシング５の上端部に上方から係止されたリング状の上部リング１２ｅと、上部リング１２ｅの上で回転可能に係合された回転台１２ａとが設けられている。回転台１２ａの回転は、上部リング１２ｅに搭載された例えば油圧モータ（不図示）などの駆動機構によって可能とされている。
【００２３】
また、支持フレーム１２の下端部には、ワイヤーソー案内手段８が配設されたワイヤーソー支持リング１２ｂが設けられている。以下では、ワイヤーソー支持リング１２ｂとワイヤーソー案内手段８の構成を、図３（ａ）に示した図２中のＢ−Ｂ断面図によって説明する。
【００２４】
ワイヤーソー支持リング１２ｂは、形鋼などをケーシング５の内径よりわずかに小さな外径となるように曲げられたリング状部材で、図示のように円環の約三分の一を欠いて２つの開端部を備えるＣ字状とされている。それぞれの開端部とその間の中央部には、紙面手前方向にそれぞれ支持梁１２ｃが延ばされている。それぞれの支持梁１２ｃの近傍には、ケーシング５に当接した時に転動可能とされて、ワイヤーソー支持リング１２ｂの軸方向の移動と軸方向回りの回転を円滑ならしめる外周コロ１２ｆ（可動支持部材）が設けられている。それぞれの支持梁１２ｃ間の円弧には、摺動体または転動体の案内をするための滑らかな軌道を備える円弧軌道１２ｇが設けられている。
【００２５】
ワイヤーソー案内手段８としては、まず、ワイヤーソー支持リング１２ｂの両開端部に、支持フレーム１２の上方から案内されるワイヤーソー７を９０°方向変更する方向変更プーリー１６ｂが設けられている。さらに、その近傍に水平方向にワイヤーソー７を案内する固定プーリー１６ｄが２つずつ並置されている。また、固定プーリー１６ｄと中央部に設けられた支持梁１２ｃとの間に、ワイヤーソー支持リング１２ｂ上に設けられた円弧軌道１２ｇ上を外部制御によって移動可能とされた可動プーリー１６ａ（可動案内プーリー）が、それぞれ１つずつ配設されている。
【００２６】
可動プーリー１６ａの円弧軌道１２ｇ上の移動には、例えば可動プーリー１６ａの支持体を円弧軌道１２ｇに摺動させ、ワイヤーやチェーンなどで駆動して移動させる方式や、可動プーリー１６ａの支持体に回転モータを設けて円弧軌道１２ｇ上を転動させて自走させる方式などが採用できる。
【００２７】
方向変更プーリー１６ｂによって案内されたワイヤーソー７は、固定プーリー１６ｄと可動プーリー１６ａに巻き回されて緊張されている。その位置関係は、可動プーリー１６ａの位置によって、図３（ａ）のように、それぞれのプーリーの間で円弧軌道１２ｇ上の弦として緊張され、既存杭３や支持梁１２ｃなどに当接することがない状態（ワイヤーソー７が退避状態にあると称する）と、図３（ｂ）のように、可動プーリー１６ａが固定プーリー１６ｄに近づいて、可動プーリー１６ａ間に張られたワイヤーソー７が既存杭３に当接し、ワイヤーソー７が走行されていれば、ワイヤーソー７が既存杭３に切り込まれ、既存杭３に切断範囲２０を形成していく状態（ワイヤーソー７が切り込み状態にあると称する）とに分かれる。
【００２８】
上記では、切断位置に巻き回して、その走行を案内するワイヤーソー案内手段８のみを説明した。図示されてはいないが、ワイヤーソー７を支持フレーム１２の上部に案内し、支持フレーム１２の外部に導いてワイヤーソー駆動手段６にセットするためのアイドラプーリー類などの、その他のワイヤーソー７の案内機構が適宜設けられている。特に、掘削面２ａに近い支持フレーム１２の上部または中間部にワイヤーソー７の振れを防止するための振れ止めプーリー１６ｃ（図１）を適宜設けることは、切断を円滑に進めるために効果的である。
【００２９】
なお、上記の装置の他に、図２に示したように、施工作業スペース１３には、上記の油圧モータなどの駆動機構に電力を供給するパワーユニット１４が配置されている。また、既設構造物１の下面には、レール１１ｂで移動可能に吊り下げられ、フック１１ａを備えて重量物の吊り上げが可能な吊り上げ装置１１が設置されている。その他、特に図示されてはいないが、施工一般において必要な装置類が設けられている。
【００３０】
次に、本装置を用いた、本発明に係る既存杭撤去工法について説明する。
まず、第１の工程では、既存杭３の外径よりも大きい内径を備えるケーシング５を、既存杭３とほぼ同軸にして、所定の地中深度まで油圧ジャッキなどを使用し圧入する。所定の地中深度は、図１に示したように、地下施工計画範囲４の下限より下方に設定される。
【００３１】
図４（ａ）は第１の工程を説明する断面図であり、図４（ｂ）は、そのＣ−Ｃ断面図である。ケーシング５は、施工作業スペース１３の高さに限度があるので、例えばその高さに収まる長さの鋼管などを、連続性を保つように順次継ぎ足して、圧入を繰り返すことによって、所定の地中深度まで圧入される。符号５ａはその継ぎ目を示す。
【００３２】
ケーシング５は既存杭３とほぼ同軸に圧入されるので、既存杭３とケーシング５の間には、ほぼ等間隔のドーナッツ状のワイヤーソー設置スペース１８が設けられるが（図４（ｂ））、この段階では、ワイヤーソー設置スペース１８は地盤２の土砂が満たされている。
【００３３】
次に第２の工程では、ワイヤーソー設置スペース１８に満たされた土砂を除去して、本装置の搬入が可能なスペースを設ける。この土砂除去は、如何なる手段によってもよい。例えば、ワイヤーソー設置スペース１８を埋める土砂に水および空気のジェットなどをふかして土砂を緩めるとともに液状化させて、施工作業スペース１３に設けた真空ポンプ装置に接続されたバキュームホースを上方から下ろして吸引排土する方法が採用できる。この方法によれば、例えば掘削オーガの回転によって土砂を掘削する場合のような、高さ方向の作業スペースを必要とせず、排土の搬出も容易であり、地下の限られたスペースで施工しなければならない本工法には好都合である。しかしながら、作業に支障がなければ、掘削オーガなどによる機械掘削の工法を採用できることは言うまでもない。
【００３４】
土砂の搬出が終わると、ワイヤーソー設置スペース１８はケーシング５によって土留めされている状態にある。土圧にはケーシング５の圧縮強度で抵抗する。ケーシング継ぎ目５ａは連続性を保つように継ぎ足されているので、土砂がワイヤーソー設置スペース１８内にケーシング継ぎ目５ａを通して浸入して施工の妨げになることはない。
【００３５】
この状態で、掘削面先端が軟弱であったり、湧水が激しくて作業に支障が出るようであれば、ケーシング５の先端近傍のみを薬液注入などして、底版部地盤改良領域１０（図１）を設けたり、特に底版部コンクリート９（図１）を打設したりしてもよい。この作業は、もし行うとしても、土留めのため掘削部近傍全体を地盤改良するのとは異なり、ケーシング５先端の底版部のみで行えばよいので、工事費や工期ははるかに少なくて済む。
【００３６】
次に第３の工程では、ワイヤーソー案内手段８をワイヤーソー設置スペース１８の所定深度位置に配設する。図５（ａ）は、支持フレーム１２の先端に位置するワイヤーソー支持リング１２ｂに配設されたワイヤーソー案内手段８に巻き回されたワイヤーソー７が所定深度位置に来るように、長さの調整された支持フレーム１２が吊り上げ装置１１によってワイヤーソー設置スペース１８に下ろされている様子を示す断面図である。
【００３７】
図５（ｂ）に示したのは、図５（ａ）のＤ−Ｄ断面図である。ワイヤーソー７は、可動プーリー１６ａを、退避状態にセットして、ワイヤーソー設置スペース１８の範囲に収められている。外周コロ１２ｆが設けられているので、ケーシング５の内面と当接しても滑らかに移動することが可能であり、配設作業を円滑に進めることができる。
【００３８】
次に、既存杭３を切断する第４の工程を説明する。既存杭３の切断は、ワイヤーソー７をワイヤーソー駆動手段６によって走行駆動し、可動プーリー１６ａを図３（ｂ）の矢印の方向に移動させて、ワイヤーソー７を切り込み状態とし、２つの可動プーリー１６ａの間に当接する既存杭３を切り込むことにより行う。
【００３９】
切り込みが進むにしたがって、ワイヤーソー７の既存杭３に対する当接長さが増えて抵抗が増えるので、図示のように、ワイヤーソー７を緊張させてもワイヤーソー７が円弧状にたわみ、可動プーリー１６ａが半月状の弦を張る位置に来ても、実際の切断面は、切断範囲２０のように三日月状となる。
【００４０】
既存杭３の鉄筋３ｂは、軸方向に延びる主筋３ｃが既存杭３の外形よりやや内側の円の円周上に間隔を置いて配列され、それぞれがその円周上で円形の補助筋３ｄによって束ねられており、図示の状態で全体の４分の１以上の主筋３ｃが切断されている。
【００４１】
次に、このような状態から、可動プーリー１６ａの移動を停止して矢印と逆方向に移動させ、ワイヤーソー７を退避状態に戻す。そして、回転台１２ａを回転させることにより、支持フレーム１２を既存杭３回りに回転させ、ワイヤーソー支持リング１２ｂ、ワイヤーソー案内手段８の移動を行い、位置を変えて同様に三日月状の切断範囲を設ける。
【００４２】
図６に示したのは、上記の繰り返しによって、既存杭３中の主筋３ｃを切断するとともに、既存杭３をくびれさせて中心部にコンクリートの未切断部を残す手順である。
図６（ａ）は、切断開始前に、ワイヤーソー７が退避状態にあるところである。図６（ｂ）は、ワイヤーソー７を切り込み状態に置いて切断を進め、三日月状の切断範囲２０ａを形成したところを示す。この状態から退避状態に移し、回転台１２ａを位置Ｅ1からＥ2へ９０°回転して、切り込み状態にし、切断範囲２０ｂを形成する。同様に図６（ｄ）では、回転台１２ａを位置Ｅ2からＥ3へ９０°回転して、切り込み状態にし、切断範囲２０ｃを形成する。さらに、図６（ｅ）では、回転台１２ａを位置Ｅ2からＥ3へ９０°回転して、切り込み状態にし、切断範囲２０ｄを形成する。
【００４３】
このように、例えば、９０°ずつ３回の回転を行って切断範囲を広げることによって、図６（ｅ）に示したように、鉄筋３ｂを含まない未切断部２１が既存杭３の中心部に形成される。ところで、上方の既存杭３の重心は既存杭３の軸中心上にあるから、当然に未切断部２１上にある。したがって、既存杭３が自重によっていずれかの方向に傾斜することはなく、上記の切断範囲を設ける間ワイヤーソー７が噛み込まれて、負荷が大きくなって、切断を中断せざるを得ないという事態を避けることができる。よって、切断中に杭頭部３ａを吊り上げておく必要がない。
【００４４】
なお、上記で９０°ずつ３回の回転を行ったのは、一例であって、その角度や回数は、適宜変えてもよい。例えば、さらに深い切断範囲２０を形成できるようにして、２回で未切断部２１を設けてもよい。その際、未切断部２１はくびれが不均等で、例えばひし形状になる可能性があるが、既存杭３の重心がその上にあり、主筋３ｃが切断されていて未切断部２１の破断が容易であれば、それでもよい。
【００４５】
次に、未切断部２１を破断する。そのために、まず支持フレーム１２を吊り上げてワイヤーソー設置スペース１８から撤去する。そして、図７に示したように、杭頭部３ａに例えばアンカーなどを打ち込み、既存杭３を吊り上げるための係止部２２を設け、吊り上げ装置１１によって、切断される既存杭３の荷重を支えるよう吊り上げておく。次に、杭頭部３ａの近傍に、杭頭部３ａを水平方向に押圧するための、例えば油圧ジャッキなどの押圧手段２３を配設する。押圧手段２３の反力は、例えばケーシング５にとることができる。これらの作業はいずれも、掘削面２ａとほぼ同じ高さにある杭頭部３ａとその近傍で行えるので、ワイヤーソー設置スペース１８の深くに入り込んでする作業は発生しない。
【００４６】
そして、押圧手段２３によって、水平方向に杭頭部３ａを載荷し、未切断部２１を破断せしめる。当然ながら、未切断部２１は、押圧手段２３の載荷重で破断されうる大きさに設定されるが、少なくとも主筋３ｃが破断されているので、コンクリートを破断するだけでよく、切断面の下方の既存杭３は埋設されたままなので、容易に破断できる。
【００４７】
次に、第５の工程では、係止部を吊り上げ装置１１などで吊り上げて、施工作業スペース１３に引き上げて撤去する。
【００４８】
切断された既存杭３が短いか施工作業スペース１３の高さに余裕がある場合は、それで撤去は終了する。そうでない場合は、既存杭３を施工作業スペース１３の範囲に吊り上げ、掘削面２ａ近傍で既存杭３を保持し、その上部を例えばワイヤーソーなどによって切断し、搬出可能な大きさに分断する。そして、残りの既存杭３を吊り上げ、順次分断して撤去する。
【００４９】
以上に説明したような工法によれば、土留めのための地盤改良などの手間がかからず、作業者がワイヤーソー設置スペース１８などの地下深部に入り込まなくても施工が進められ、ほとんどの作業を安全な施工作業スペース１３で行える。
また、ワイヤーソー７が既存杭３の自重で噛み込まれて作業が滞る心配もなく、確実な施工を進めることができる。
【００５０】
次に、本発明に係る既存杭撤去工法の変形例について説明する。
本変形例では、上記第４の工程に先立って、前記既存杭を吊り上げるための係止部２２を杭頭部３ａに設ける。次に、既存杭３を切断する第４の工程を行う。すなわち、まず、係止部２２を吊り上げ装置１１で吊り上げておき、既存杭３が自重で傾いたりしないようにしておく。その上で、ワイヤーソー７を切り込み状態にして、走行駆動し、１回または数回で、未切断部２１を残さずに、ワイヤーソー７のみによって切断を行う。そして、次に上記第５の工程を行って、既存杭３を撤去する。
【００５１】
支持フレーム１２の撤去は、第５の工程に先立って行ってもよいし、その後に行ってもよい。装置に具体的な使い勝手などによって、作業しやすい方を選択することができる。
【００５２】
なお、本変形例に用いる装置は、上記の実施の形態で説明したようなワイヤーソー支持リング１２ｂをほぼ３分の１を欠いたＣ字状リングでも、杭頭部３ａの断面の半分以上が切断範囲２０となるように切り込みを深くすれば、上記と同じような手順により複数回で切断できる。しかし、例えば、円環状または円環状に近いＣ字状として、ワイヤーソー７の切り込み状態における切断範囲２０が既存杭３の断面全体にわたるように構成すれば、１回で切断できて好都合である。
【００５３】
その際、固定プーリー１６ｄと可動プーリー１６ａの間の円弧軌道１２ｇ上を移動する別な可動プーリー１６ａを追加してもよい。そのように構成すれば、それぞれの張る弦の長さが短くなって、比較的円弧内に出っ張らなくて済むため、ワイヤーソー支持リング１２ｂの外形をあまり大きくしなくても、ワイヤーソー７の退避状態を作ることが可能となり、コンパクトな装置とすることができる。
【００５４】
本変形例によれば、押圧手段の設置の手間を省くことができる。また、既存杭３が比較的小径の場合など、かえって未切断部２１を残すのが難しい場合にも用いることができる。
【００５５】
なお、上記に説明したいずれの例においても、ワイヤーソー７の噛み込みを確実に防ぐことができるが、万一、噛み込みが起こった場合は、施工に重大な支障が生じ、ワイヤーソー７の撤去処理などが生じて、工事費と工期の増大が生じる恐れがある。そこで、万一噛み込みなどが起こった場合に備え、ワイヤーソー支持リング１２ｂにワイヤーソー７を切断するための切断手段を設けておいてもよい。
【００５６】
なお、上記の説明では、本発明に係る柱状構造物の切断装置は、既存杭３の撤去工事に用いるものとして説明したが、切断の対象は地中に埋設された基礎杭に限らず、柱状構造物一般の切断に用いることができることは言うまでもない。また、上記の円筒案内面も、既存杭の外周地盤に圧入したケーシング３の例で説明したが、それに限定されるものではなく、他の円筒案内面を利用するものであってもよい。
【００５７】
なお、上記の説明では、方向変更プーリー１６ｂによって上方へ延ばされるワイヤーソー７が、切断中に一定位置にあるようにするために、ワイヤーソー案内手段８が、可動プーリー１６ａ、方向変更プーリー１６ｂ、固定プーリー１６ｄからなる例を説明した。しかし、例えば、方向変更プーリー１６ｂと固定プーリー１６ｄが円弧軌道１２ｇ上を可動とされた支持体に固定され、それをワイヤーソー支持リング１２ｂ上に２つ備えるよう構成し、ワイヤーソー７の退避状態では、ワイヤーソー支持リング１２ｂの中央位置にそれぞれが隣り合って並び、ワイヤーソー７の切り込み状態では、それぞれ、上方に方向変更されたワイヤーソー７とともに、ワイヤーソー支持リング１２ｂのＣ字の端部に移動させて、ワイヤーソー７を既存杭３に巻き回して切り込みを行ってもよい。このように構成すれば、可動プーリー１６ａとして設けたプーリーを省くことができる。
【００５８】
なお、上記の説明では、支持フレーム１２や回転台１２ａの負荷を低減するために、支持フレーム１２を回転させる際、ワイヤーソー７を退避状態に置いて、切断を中断して移動する例を説明したが、切り込みに要する負荷が小さいか、支持フレーム１２などの強度が大きければ、ワイヤーソー７を切り込み状態に置いたまま、連続して支持フレーム１２を回転させて、くびれを設けてもよい。
【００５９】
【発明の効果】
以上に述べたように、請求項１に記載の発明では、ケーシングによって確実な土留めを設けることができ、作業者が、地下深部に入らなくとも、ワイヤーソーによって地下深度の狭隘な空間で既存杭を切断して、それを撤去することができるので、土留めが簡単であり、工事費の増大につながる地盤改良などをしないか、するとしてもきわめて小部分にとどめることができ、迅速で安全な施工作業を行うことができるという効果を奏する。
【００６０】
請求項２に記載の発明では、切断の途中で、ワイヤーソーを噛み込んで切断不能となったり、既存杭が倒壊したりする恐れがないから、迅速で安全な施工が行え、工事費の増大も抑えることができるという効果を奏する。
【００６１】
請求項３に記載の発明では、ワイヤーソーが噛み込まれたり、既存杭が倒壊したりすることがないから、吊り上げ装置を退避させて切断を行い、ワイヤーソーを退避して吊り上げやみ切断部の破断を行うなど、狭い施工作業スペースを有効に利用して作業効率のよい施工を行うことができるという効果を奏する。
【００６２】
請求項４に記載の発明では、ワイヤーソーを退避状態にして、柱状構造物の軸線方向を移動し、所定位置でワイヤーソーを駆動しながら、ワイヤーソーを切り込み状態にして、切断が行え、切断が終われば、ワイヤーソーを退避状態の戻すことができるから、切り込む方向を変えて切断を複数回に分けて行うことが容易となり、柱状構造物の中心部に未切断部を残す工法に利用できるという効果を奏する。
【００６３】
請求項５に記載の発明では、２つの可動案内プーリーを円弧軌道上で移動させることによって、ワイヤーソーを円弧軌道上の可変とされた弦として緊張させることができるので、安定した切断作業が行えるという効果を奏する。
【００６４】
請求項６に記載の発明では、既存杭をくびれさせて、その中心部に未切断部を残す切断が可能となり、既存杭の切断を、まずワイヤーソーで既存杭をくびれさせ、次に別の手段で未切断部を破断させる２段階に分ける工法において用いることができるという効果を奏する。
【００６５】
請求項７に記載の発明では、ワイヤーソー支持リングが円筒案内部上を円滑に移動できるから、作業効率が向上するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る柱状構造物の切断装置を既存杭撤去工事に用いた場合の概略構成を示す説明図である。
【図２】  同じくやや詳細な構成を示す部分断面図である。
【図３】  ワイヤーソー７の退避状態と切り込み状態を説明するための図２におけるＢ−Ｂ断面図である。
【図４】  本発明に係る既存杭撤去工法の第１の工程を説明する断面図である。
【図５】  本発明に係る既存杭撤去工法の第３の工程を説明する断面図である。
【図６】  本発明に係る既存杭撤去工法の第４の工程において、既存杭の中心に未切断部を形成する方法を説明するための説明図である。
【図７】  本発明に係る既存杭撤去工法の第４の工程において、未切断部を破断する方法を説明するための断面図である。
【図８】  既存杭撤去工法の従来例を説明する説明図である。
【符号の説明】
１  既設構造物
３  既存杭
３ａ  杭頭部
４  地下施工計画範囲
５  ケーシング（円筒案内面）
６  ワイヤーソー駆動手段
７  ワイヤーソー
８  ワイヤーソー案内手段
１１  吊り上げ装置
１２  支持フレーム
１２ａ  回転台
１２ｂ  ワイヤーソー支持リング
１２ｆ  外周コロ（可動支持部材）
１２ｇ  円弧軌道
１３  施工作業スペース
１６ａ  可動プーリー（可動案内プーリー）
１８  ワイヤーソー設置スペース
２１  未切断部
２２  係止部
２３  押圧手段
【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】
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【図８】
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