(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内側のオーガスクリューおよびその先端に取り付けられたオーガヘッドと外側のケーシングとを互いに逆回転させて掘削を行うオーガ工法により、地盤に設置された杭および前記杭の周囲の根固めを除去する既存杭および根固めの粉砕除去装置であって、
前記ケーシングは、回転掘削しながら前記杭の周囲の地盤に挿入されたとき前記杭の外周を切削可能に、内周面に中心軸方向に向かって突出する複数の内部カッターを有し、回転掘削しながら前記杭の周囲の前記根固めに挿入されたとき前記根固めを粉砕可能に、外周面に放射状に突出する複数の外部カッターを有し、各外部カッターは前記ケーシングの先端からの距離がそれぞれ異なる位置に、前記ケーシングの先端側から後端側に向かって、前記ケーシングの外周面からの突出量が大きくなるよう設けられており、
前記オーガヘッドは、前記ケーシングが前記杭の外周を切削するとき、前記オーガスクリューの回転とともに前記杭を頭部から粉砕するよう回転可能に設けられ、
前記オーガスクリューは前記オーガヘッドにより粉砕された前記杭および前記根固めの粉砕物を地上まで搬出するよう回転可能に設けられていることを
特徴とする既存杭および根固めの粉砕除去装置。
【請求項２】
内側のオーガスクリューおよびその先端に取り付けられたオーガヘッドと外側のケーシングとを互いに逆回転させて掘削を行うオーガ工法により、地盤に設置された杭および前記杭の周囲の根固めを除去する既存杭および根固めの粉砕除去方法であって、
前記ケーシングは、回転掘削しながら前記杭の周囲の地盤および前記根固めに挿入されたとき前記杭の外周を切削可能に、内周面に中心軸方向に向かって突出する複数の内部カッターを有し、回転掘削しながら前記杭の周囲の前記根固めに挿入されたとき前記根固めを粉砕可能に、外周面に放射状に突出する複数の外部カッターを有し、各外部カッターは前記ケーシングの先端からの距離がそれぞれ異なる位置に、前記ケーシングの先端側から後端側に向かって、前記ケーシングの外周面からの突出量が大きくなるよう設けられており、
前記ケーシングを回転掘削により前記杭の周囲の地盤および前記根固めに挿入して、各内部カッターで前記杭の外周を切削するとともに、各外部カッターで前記根固めを粉砕しつつ、前記オーガヘッドで前記杭を頭部から粉砕し、さらに前記杭の継ぎ部を挟む上下の杭の外周を各内部カッターで切削した後、前記オーガヘッドで前記継ぎ部に衝撃を加えて前記継ぎ部を前記杭から分離し、前記オーガヘッドにより粉砕された前記杭の粉砕物、前記継ぎ部および粉砕された前記根固めを、前記オーガスクリューで地上まで搬出することを
特徴とする既存杭および根固めの粉砕除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、既存杭および根固めの粉砕除去装置および既存杭および根固めの粉砕除去方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、地盤に設置された既存のコンクリート杭を粉砕、除去する方法として、内側のオーガスクリューおよびその先端に取り付けられたオーガヘッドと外側のケーシングとを互いに逆回転させて掘削を行うオーガ工法が知られている（例えば、特許文献１参照）。本発明者が開発したその方法によれば、杭の継ぎ部に鉄板が設けられている場合にも、ケーシングの内周に突出して設けられた複数の内部カッターにより、杭の外周を切削して継ぎ部を除去し、杭を残さず除去することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４８５１６３２号公報
【発明の概要】
【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に記載のようなオーガ工法を利用した杭の粉砕除去方法では、杭の基部にセメントミルクによる根固めが設けられている場合、根固めを粉砕するには、根固めの径より大きい径のケーシングを使用する必要があるため、大掛かりな工事となり、掘削、埋め戻しの土量が必要以上に大量となって、工事コストがかさむという課題があった。
【０００５】
本発明は、このような課題に着目してなされたもので、根固めの粉砕が容易で、工事コストの削減を図ることができる既存杭および根固めの粉砕除去装置および既存杭および根固めの粉砕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に、本発明に係る既存杭および根固めの粉砕除去装置は、
内側のオーガスクリューおよびその先端に取り付けられたオーガヘッドと外側のケーシングとを互いに逆回転させて掘削を行うオーガ工法により、地盤に設置された杭および前記杭の周囲の根固めを除去する既存杭および根固めの粉砕除去装置であって、前記ケーシングは、回転掘削しながら前記杭の周囲の地盤に挿入されたとき前記杭の外周を切削可能に、内周面に中心軸方向に向かって突出する複数の内部カッターを有し、回転掘削しながら前記杭の周囲の前記根固めに挿入されたとき前記根固めを粉砕可能に、外周面に放射状に突出する複数の外部カッターを有し、各外部カッターは前記ケーシングの先端からの距離がそれぞれ異なる位置に、前記ケーシングの先端側から後端側に向かって、前記ケーシングの外周面からの突出量が大きくなるよう設けられており、前記オーガヘッドは、前記ケーシングが前記杭の外周を切削するとき、前記オーガスクリューの回転とともに前記杭を頭部から粉砕するよう回転可能に設けられ、前記オーガスクリューは前記オーガヘッドにより粉砕された前記杭および前記根固めの粉砕物を地上まで搬出するよう回転可能に設けられていることを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る既存杭および根固めの粉砕除去方法は、
内側のオーガスクリューおよびその先端に取り付けられたオーガヘッドと外側のケーシングとを互いに逆回転させて掘削を行うオーガ工法により、地盤に設置された杭および前記杭の周囲の根固めを除去する既存杭および根固めの粉砕除去方法であって、前記ケーシングは、回転掘削しながら前記杭の周囲の地盤および前記根固めに挿入されたとき前記杭の外周を切削可能に、内周面に中心軸方向に向かって突出する複数の内部カッターを有し、回転掘削しながら前記杭の周囲の前記根固めに挿入されたとき前記根固めを粉砕可能に、外周面に放射状に突出する複数の外部カッターを有し、各外部カッターは前記ケーシングの先端からの距離がそれぞれ異なる位置に、前記ケーシングの先端側から後端側に向かって、前記ケーシングの外周面からの突出量が大きくなるよう設けられており、前記ケーシングを回転掘削により前記杭の周囲の地盤および前記根固めに挿入して、各内部カッターで前記杭の外周を切削するとともに、各外部カッターで前記根固めを粉砕しつつ、前記オーガヘッドで前記杭を頭部から粉砕し、さらに前記杭の継ぎ部を挟む上下の杭の外周を各内部カッターで切削した後、前記オーガヘッドで前記継ぎ部に衝撃を加えて前記継ぎ部を前記杭から分離し、前記オーガヘッドにより粉砕された前記杭の粉砕物、前記継ぎ部および粉砕された前記根固めを、前記オーガスクリューで地上まで搬出することを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る既存杭および根固めの粉砕除去装置は、地盤に設置された杭および杭の周囲の根固めを除去するために、以下のようにして使用される。まず、ケーシングを回転掘削させながら杭の周囲の地盤に挿入する。このとき、ケーシングの挿入とともに、ケーシングの内周面に中心軸方向に向かって突出するよう設けられた複数の内部カッターにより、杭の外周を切削することができる。同時に、ケーシングの挿入とともに、ケーシングの外周面に放射状に突出するよう設けられた複数の外部カッターにより、杭の周囲の根固めを粉砕することができる。このため、根固めの粉砕が容易で、工事コストの削減を図ることができる。
【０００９】
次に、オーガスクリューおよびその先端に取り付けられたオーガヘッドを、ケーシングと逆回転させながら、ケーシングの内側に挿入して掘削を行う。このとき、オーガヘッドにより杭を頭部から粉砕するとともに、その粉砕物をオーガスクリューにより地上まで搬出することができる。あらかじめ各内部カッターにより杭の外周が切削されているため、オーガヘッドで容易に杭を粉砕することができる。また、根固めの粉砕物もオーガスクリューにより地上まで搬出することができる。
【００１０】
本発明に係る既存杭および根固めの粉砕除去装置によれば、本発明に係る既存杭および根固めの粉砕除去方法を好適に実施することができる。本発明に係る既存杭および根固めの粉砕除去装置および本発明に係る既存杭および根固めの粉砕除去方法では、杭の周囲の根固めも、外部カッターにより粉砕し、除去することができる。オーガスクリューで搬出できずに地中に杭または根固めの粉砕物が残っていても、ハンマーグラブ等を利用することにより容易に除去することができる。
【００１１】
本発明に係る既存杭および根固めの粉砕除去装置および本発明に係る既存杭および根固めの粉砕除去方法は、各内部カッターで杭の外周を切削することにより、杭の粉砕や継ぎ部の除去が容易になるため、オーガヘッドやオーガスクリューの損耗を抑制することができる。各内部カッターは、例えば超硬チップなど、杭の外周のコンクリートや内部の鉄筋を切削容易な材料から成ることが好ましい。各内部カッターまたは各外部カッターは、ケーシングの長さ方向に移動させて任意の位置で固定可能となっていてもよい。この場合、継ぎ目の厚さや杭の強度、根固めの強度などに応じて各内部カッターまたは各外部カッターの上下方向の間隔を調整することができる。
【００１２】
このような構成は、例えば、ケーシングの側面にケーシングの長さ方向に沿って溝孔を設け、各内部カッターまたは各外部カッターにボルトを固定し、そのボルトを溝孔に貫通させてケーシングの外周側または内周側で埋設したナットに螺合することにより設計可能である。また、ボルトを溝孔に貫通させ、ケーシングの外周側または内周側で埋設したナットに螺合してボルトをケーシングに固定し、ケーシングの内周側で突出するボルトの端部に内部カッターを固定し、ケーシングの外周側で突出するボルトの端部に外部カッターを固定することにより、各内部カッターおよび各外部カッターを共通するボルトに固定してもよい。
【００１３】
本発明に係る既存杭および根固めの粉砕除去装置および本発明に係る既存杭および根固めの粉砕除去方法は、各外部カッターが、前記ケーシングの先端からの距離がそれぞれ異なる位置に、前記ケーシングの先端側から後端側に向かって、前記ケーシングの外周面からの突出量が大きくなるよう設けられているため、ケーシングを深く挿入するに従って、外部カッターによる根固めの切削量を徐々に増やすことができる。
【００１４】
また、各内部カッターは前記ケーシングの先端からの距離がそれぞれ異なる位置に、前記ケーシングの先端側から後端側に向かって、前記ケーシングの内周面からの突出量が大きくなるよう設けられていることが好ましい。この場合、ケーシングを深く挿入するに従って、内部カッターによる杭の外周の切削量を徐々に増やすことができる。さらに、鉄板などの杭の継ぎ部の部分では、ケーシングの先端側の突出量が小さい内部カッターが、鉄板の側面を滑るようにして通過し、鉄板より下の杭の外周を切削する。これにより、継ぎ部の上下の杭の外周を切削することができる。この状態でオーガヘッドが杭を粉砕しつつ継ぎ部に衝撃を加えると、その継ぎ部に加えられた衝撃力により、継ぎ部の下の切削された部分を破壊することができる。これにより、継ぎ部を杭から分離し、オーガスクリューにより杭の粉砕物とともに地上に搬出することができる。
【００１５】
本発明に係る既存杭および根固めの粉砕除去装置および本発明に係る既存杭および根固めの粉砕除去方法で、各内部カッターは、前記ケーシングの先端側の複数の下段内部カッターと、前記ケーシングの後端側の複数の上段内部カッターとから成り、各下段内部カッターはそれぞれ前記ケーシングの中心軸に対して等角度間隔で設けられ、各上段内部カッターは前記ケーシングの内周面からの突出量が各下段内部カッターよりも大きく、それぞれ前記ケーシングの中心軸に対して等角度間隔で設けられていることが好ましい。この場合、各下段内部カッターが継ぎ部より下の杭の外周を切削し、各上段内部カッターが継ぎ部より上の杭の外周を切削した状態のとき、オーガヘッドで継ぎ部に衝撃を加えることにより、容易に継ぎ部を杭から分離して除去することができる。各下段内部カッターおよび各上段内部カッターが、ケーシングの中心軸に対して等角度間隔で設けられているため、ケーシング挿入時のバランスがよく、ケーシングを杭に沿わせて真っ直ぐ地盤に挿入することができる。
【００１６】
本発明に係る既存杭および根固めの粉砕除去装置で、前記ケーシングは複数の振止部材を有し、各振止部材は前記ケーシングが前記杭の周囲の地盤に挿入されたとき前記杭に対して振れ止めするよう、前記ケーシングの先端付近の内周面に中心軸方向に向かってそれぞれ同じ突出量で突出して設けられていることが好ましい。この場合、振止部材により、杭がケーシングの中央に位置するよう、ケーシングを真っ直ぐ地盤に挿入することができる。これにより、偏心することなく、杭の全周にわたって均等に各内部カッターで切削することができ、効率的に杭の粉砕や除去を行うことができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、根固めの粉砕が容易で、工事コストの削減を図ることができる既存杭および根固めの粉砕除去装置および既存杭および根固めの粉砕除去方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態の既存杭および根固めの粉砕除去装置および既存杭および根固めの粉砕除去方法を示す（ａ）縦断面図、（ｂ）底面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面に基づき、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の実施の形態の既存杭および根固めの粉砕除去装置および既存杭および根固めの粉砕除去方法を示している。
図１に示すように、既存杭および根固めの粉砕除去装置１０は、ケーシング１１とオーガヘッド１２とオーガスクリュー１３とを有し、内側のオーガスクリュー１３およびその先端に取り付けられたオーガヘッド１２と外側のケーシング１１とを互いに逆回転させて掘削を行うオーガ工法により、地盤に設置された杭１、杭１の継ぎ部２および根固め３を除去するよう構成されている。
【００２０】
図１（ａ）に示すように、ケーシング１１は、円筒状で、地盤に挿入可能に先端にケーシングビット２１を有している。ケーシング１１は、先端側の内周面に２つの下段内部カッター２２ａ，２２ｂを、後端側の内周面に２つの上段内部カッター２３ａ，２３ｂを、先端の内周面に４つの振止部材２５を有している。各下段内部カッター２２ａ，２２ｂおよび各上段内部カッター２３ａ，２３ｂは、超硬チップから成り、ケーシング１１の先端からの距離がそれぞれ異なる位置に、ケーシング１１の中心軸方向に向かって突出して設けられている。
【００２１】
図１（ｂ）に示すように、各下段内部カッター２２ａ，２２ｂは、ケーシング１１の内周面からの突出量がそれぞれ同じであり、ケーシング１１の中心軸に対して１８０度間隔で対向する位置に設けられている。各上段内部カッター２３ａ，２３ｂは、ケーシング１１の内周面からの突出量が各下段内部カッター２２ａ，２２ｂよりも大きく、それぞれ同じ突出量を有し、ケーシング１１の中心軸に対して１８０度間隔で対向する位置に設けられている。また、各下段内部カッター２２ａ，２２ｂおよび各上段内部カッター２３ａ，２３ｂは、ケーシング１１の中心軸に対して９０度間隔になるよう配置されている。各下段内部カッター２２ａ，２２ｂおよび各上段内部カッター２３ａ，２３ｂは、除去する杭１の周囲の地盤に、杭１が中心に位置するよう回転掘削してケーシング１１を挿入したとき、杭１の外周を切削可能に構成されている。
【００２２】
ケーシング１１は、先端側の外周面に放射状に突出する複数（図１では３つを例示）の外部カッター２４を有している。各外部カッター２４は、超硬チップから成り、ケーシング１１の先端からの距離がそれぞれ異なる位置に、異なる方向で突出して設けられている。各外部カッター２４の突出量は、ケーシング１１の先端側から後端側に向かって、ケーシング１１の外周面からの突出量が大きくなるように設定されている。
【００２３】
図１（ａ）に示すように、各振止部材２５は、ケーシング１１の中心軸方向に向かってそれぞれ同じ突出量で突出して設けられている。図１（ｂ）に示すように、各振止部材２５は、ケーシング１１の中心軸に対して９０度の等角度間隔で、杭１を挿入可能な隙間をあけて設けられている。
【００２４】
図１（ａ）に示すように、オーガヘッド１２は、オーガスクリュー１３の先端に取り付けられており、杭１を頭部から粉砕可能に構成されている。オーガスクリュー１３は、オーガヘッド１２により粉砕された杭１および根固め３の粉砕物を、地上まで搬出可能に構成されている。
【００２５】
本発明の実施の形態の既存杭および根固めの粉砕除去方法は、いわゆる二軸同軸式アースオーガ工法（ドーナツオーガ工法、ダブルオーガ工法）を利用して、本発明の実施の形態の既存杭および根固めの粉砕除去装置１０により好適に実施される。本発明の実施の形態の既存杭および根固めの粉砕除去方法は、まず、ケーシング１１を回転掘削させながら杭１の周囲の地盤に挿入する。このとき、ケーシング１１の挿入とともに、ケーシング１１の内周面に中心軸方向に向かって突出するよう設けられた下段内部カッター２２ａ，２２ｂおよび上段内部カッター２３ａ，２３ｂにより、杭１の外周を切削することができる。また、下段内部カッター２２ａ，２２ｂおよび上段内部カッター２３ａ，２３ｂが、ケーシング１１の先端からの距離がそれぞれ異なる位置に、ケーシング１１の先端側から後端側に向かって、ケーシング１１の内周面からの突出量が大きくなるよう設けられているため、ケーシング１１を深く挿入するに従って、下段内部カッター２２ａ，２２ｂおよび上段内部カッター２３ａ，２３ｂによる杭１の外周の切削量を徐々に増やすことができる。
【００２６】
同時に、ケーシング１１の挿入とともに、ケーシング１１の外周面に放射状に突出するよう設けられた複数の外部カッター２４により、杭の周囲の根固め３を粉砕することができる。特に、各外部カッター２４はケーシング１１の先端側から後端側に向かって、ケーシング１１の外周面からの突出量が大きくなっているので、ケーシング１１を深く挿入するに従って、外部カッター２４による根固め３の切削量を徐々に増やすことができる。各外部カッター２４により、根固め３の粉砕が容易となり、工事コストの削減を図ることができる。
【００２７】
次に、オーガスクリュー１３およびその先端に取り付けられたオーガヘッド１２を、ケーシング１１と逆回転させながら、ケーシング１１の内側に挿入して掘削を行う。このとき、オーガヘッド１２により杭１を頭部から粉砕するとともに、その粉砕物をオーガスクリュー１３により地上まで搬出することができる。あらかじめ下段内部カッター２２ａ，２２ｂおよび上段内部カッター２３ａ，２３ｂにより杭１の外周が切削されているため、オーガヘッド１２で容易に杭１を粉砕することができる。また、根固め３の粉砕物もオーガスクリュー１３により地上まで搬出することができる。
【００２８】
鉄板から成る杭１の継ぎ部２の部分では、ケーシング１１の先端からの距離がそれぞれ異なる位置に下段内部カッター２２ａ，２２ｂおよび上段内部カッター２３ａ，２３ｂが設けられているため、ケーシング１１の先端側の突出量が小さい下段内部カッター２２ａ，２２ｂが、継ぎ部２の側面を滑るようにして通過し、その後、継ぎ部２より下の杭１の外周を切削する。これにより、継ぎ部２を挟む上下の杭１の外周を切削することができる。各下段内部カッター２２ａ，２２ｂが継ぎ部２より下の杭１の外周を切削し、各上段内部カッター２３ａ，２３ｂが継ぎ部２より上の杭１の外周を切削した状態で、継ぎ部２より上の杭１を粉砕しつつオーガヘッド１２で継ぎ部２に衝撃を加えると、その継ぎ部２に加えられた衝撃力により、継ぎ部２の下の杭１の切削された部分を破壊することができる。これにより、継ぎ部２を削ったり破壊したりすることなく杭１から容易に分離することができ、オーガスクリュー１３により杭１の粉砕物とともに地上に搬出することができる。
【００２９】
この既存杭および根固めの粉砕除去装置１０および既存杭および根固めの粉砕除去方法は、杭１の継ぎ部２を容易に除去することができ、継ぎ部２の粉砕にかかっていた作業時間を短縮することができる。継ぎ部２を粉砕する必要がないため、オーガヘッド１２の損耗が少なく、継ぎ部２を削るための特殊なチップも不要であり、その材料費を低減することができる。また、継ぎ部２があっても、杭１を先端まで粉砕することができ、杭１を残さず容易に除去することができる。オーガスクリュー１３で搬出できずに地中に杭１または根固め３の粉砕物が残っていても、ハンマーグラブ等を利用することにより容易に除去することができる。杭１の除去後は、穴を埋め戻すとともに、その埋め戻し部の沈下や新設杭の偏心を防止するため、貧配合のソイルセメントなどを使用して地盤改良を行うことが好ましい。
【００３０】
従来、例えば、杭径３００ｍｍ、根固め径６００ｍｍの場合、８８０ｍｍ径のケーシングを用いる必要があり、掘削・埋め戻しの土量が０．６０８立方ｍであった。これに対し、この既存杭および根固めの粉砕除去装置１０および既存杭および根固めの粉砕除去方法によれば、６８０ｍｍ径のケーシングを用い、各外部カッター２４の突出量を１２０ｍｍとして、根固めをすべて粉砕することができる。このとき、掘削・埋め戻しの土量は０．３６３立方ｍとなり、従来の方法に比べて、掘削・埋め戻しの土量を６０％削減することができる。このため、工事コストの削減を図ることができ、工事期間の短縮も可能となる。
【００３１】
この既存杭および根固めの粉砕除去装置１０および既存杭および根固めの粉砕除去方法は、下段内部カッター２２ａ，２２ｂおよび上段内部カッター２３ａ，２３ｂで杭１の外周を切削することにより、杭１の粉砕や継ぎ部２の除去が容易になるため、オーガヘッド１２やオーガスクリュー１３の損耗を抑制することができる。また、各下段内部カッター２２ａ，２２ｂおよび各上段内部カッター２３ａ，２３ｂが、ケーシング１１の中心軸に対して等角度間隔で設けられているため、ケーシング１１を地盤に挿入した時のバランスがよく、ケーシング１１を杭１に沿わせて真っ直ぐ地盤に挿入することができる。さらに、振止部材２５により、杭１がケーシング１１の中央に位置するよう、ケーシング１１を真っ直ぐ地盤に挿入することができる。これにより、偏心することなく、杭１の全周にわたって均等に下段内部カッター２２ａ，２２ｂおよび上段内部カッター２３ａ，２３ｂで切削することができ、効率的に杭１の粉砕や除去を行うことができる
【符号の説明】
【００３２】
１  杭
２  継ぎ部
３  根固め
１０  既存杭および根固めの粉砕除去装置
１１  ケーシング
２１  ケーシングビット
２２ａ，２２ｂ  下段内部カッター
２３ａ，２３ｂ  上段内部カッター
２４  外部カッター
２５  振止部材
１２  オーガヘッド
１３  オーガスクリュー
【要約】
【課題】根固めの粉砕が容易で、工事コストの削減を図ることができる既存杭および根固めの粉砕除去装置および既存杭および根固めの粉砕除去方法を提供する。
【解決手段】内側のオーガスクリュー１３およびその先端のオーガヘッド１２と外側のケーシング１１とを互いに逆回転させて掘削を行うオーガ工法により、地盤に設置された杭１を除去する。ケーシング１１は、杭１の周囲の地盤に挿入されたとき、杭１の外周を切削可能に、内周面に中心軸方向に向かって突出する複数の下段内部カッター２２ａ，２２ｂおよび上段内部カッター２３ａ，２３ｂを有している。また、ケーシング１１は、回転掘削しながら杭１の周囲の根固め３に挿入されたとき根固め３を粉砕可能に、外周面に放射状に突出する複数の外部カッター２４を有している。
【選択図】図１【図１】
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