(57)【要約】【課題】地中に埋設された不要の既設杭を簡便かつ効率的に撤去するための既設杭撤去装置およびその方法を提供する。【解決手段】油圧スイベルの下部に接続するための、垂直に設置された回転制御可能な杭チャック軸部５５と、杭を把持するための２個の把持部５１と、杭チャック軸部５５に接続され、２個の把持部５１の略中央部に回動可能に設置された把持部回転軸部５２と、２個の把持部５１を回動させるための油圧シリンダ５３と、２個の把持部５１と油圧シリンダ５３のピストン５６に回動可能に接続され、ピストン５６の出入に対応して２個の把持部５１が開閉するように構成された、２個の連結部５４とを有する杭チャック５０を備え、杭の先端部の位置まで杭チャック５０を降下させ、杭の先端部を把持し、取り出す。【選択図】図３
2015025300.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧を供給する油圧ユニットと、
回転駆動機構により軸を回転させるオーガーと、
前記軸の周囲に設置され、前記油圧ユニットから供給される油圧を伝達する油圧スイベルと、
前記軸に接続され、地中に埋設された杭の周囲を掘削するケーシングと、
前記ケーシングの下部に接続され、前記ケーシングの内方に移動して前記杭を切るカッターと、
前記カッターの出入機構を有するカッター駆動部と、
前記カッターの出入を制御するための入力に基づいて、前記油圧スイベルから伝達される油圧により前記カッター駆動部を制御する制御部と、
切断された前記杭を把持し、取出すための杭チャックとを備え、
前記杭チャックは、
前記油圧スイベルの下部に接続するための、垂直に設置された回転制御可能な杭チャック軸部と、
前記杭を把持するための複数の把持部と、
前記杭チャック軸部に接続され、前記複数の把持部の略中央部に回動可能に設置された把持部回転軸部と、
前記複数の把持部を回動させるための油圧シリンダと、
前記複数の把持部と前記油圧シリンダのピストンに回動可能に接続され、前記ピストンの出入に対応して前記複数の把持部が開閉するように構成された、複数の連結部とを備える
ことを特徴とする既設杭撤去装置。
【請求項２】
油圧を供給する油圧ユニットと、
回転駆動機構により軸を回転させるオーガーと、
前記軸の周囲に設置され、前記油圧ユニットから供給される油圧を伝達する油圧スイベルと、
前記軸に接続され、地中に埋設された杭の周囲を掘削するケーシングと、
前記ケーシングの下部に接続され、前記ケーシングの内方に移動して前記杭を切るカッターと、
前記カッターの出入機構を有するカッター駆動部と、
前記カッターの出入を制御するための入力に基づいて、前記油圧スイベルから伝達される油圧により前記カッター駆動部を制御する制御部と、
切断された前記杭を把持し、取り出すための杭チャックとを備え、
前記杭の周囲に前記ケーシングを埋設するステップと、
前記杭を前記カッターで切断するステップと、
埋設された前記ケーシングを連結部で取り外し、前記油圧スイベルにロットと前記杭チャックを接続するステップと、
切断された前記杭の上部を前記杭チャックで把持し、取り出すステップと、
前記ケーシングを前記杭の最下部まで埋設した状態で、前回の取り出しステップで取り出すことができなかった前記杭の先端部の位置まで前記杭チャックを降下させ、前記杭チャックで前記杭の先端部を把持し、取り出すステップと、
前記ケーシングを取り出すステップと
を含むことを特徴とする既設杭撤去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地中に埋設された不要の杭を撤去するための既設杭撤去装置およびその方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１に示された従来の既設杭撤去装置では、地中に埋設され、不要となって撤去すべき既設杭の周囲を掘るための掘削刃を有するケーシングを、ケーシング回転昇降装置にて、回転させつつ下降させて、所定の深度まで掘削し、ケーシングの下端部に設けられた既設杭切断刃を、下端部の内面から突出させて既設杭を切断し、既設杭切断刃によって切断された既設杭のうち切断部より上方の部分を、クレーンから吊下げられて開閉するグラブを有する掴持装置のグラブにて掴持して、ケーシングの上方開口部から取出し、その後、ケーシングを回転しつつ下降させる。これにより、地中に埋設された長さ・重量が大きい既設杭を容易に撤去することを可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２０５６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、従来の既設杭撤去装置では、既設杭の切断部より上方の部分を、クレーンから吊下げられて開閉するグラブにて掴持して、ケーシングの上方開口部から取出す際、把持作業の調整能力や把持力が十分でないために、効率よく把持して取り出せないという問題がある。また、既設杭の最下部の小さくて形状や位置が様々な先端部を取出す際、把持作業の調整能力や把持するための構造が十分でないために、把持して取り出せないことが少なからずあるという問題がある。
【０００５】
本発明は、上述した問題点に鑑み、地中に埋設された不要の既設杭を簡便かつ効率的に撤去するための既設杭撤去装置およびその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】
本発明に係る既設杭撤去装置は、油圧を供給する油圧ユニットと、回転駆動機構により軸を回転させるオーガーと、軸の周囲に設置され、油圧ユニットから供給される油圧を伝達する油圧スイベルと、軸に接続され、地中に埋設された杭の周囲を掘削するケーシングと、ケーシングの下部に接続され、ケーシングの内方に移動して杭を切るカッターと、カッターの出入機構を有するカッター駆動部と、カッターの出入を制御するための入力に基づいて、油圧スイベルから伝達される油圧によりカッター駆動部を制御する制御部と、切断された杭を把持し、取出すための杭チャックとを備え、杭チャックは、油圧スイベルの下部に接続するための、垂直に設置された回転制御可能な杭チャック軸部と、杭を把持するための複数の把持部と、杭チャック軸部に接続され、複数の把持部の略中央部に回動可能に設置された把持部回転軸部と、複数の把持部を回動させるための油圧シリンダと、複数の把持部と油圧シリンダのピストンに回動可能に接続され、ピストンの出入に対応して複数の把持部が開閉するように構成された、複数の連結部とを備えることを特徴とする。
【０００７】
このようにすることで、作業者が杭チャックの杭チャック軸部の回転及び油圧シリンダを制御することで、ピストンの出入に対応して複数の把持部が開閉するので、既設杭の切断部より上方の部分、および、通常では取り出すことが困難な最下部の先端部について、簡便かつ効率的に杭チャックによる把持と取り出しの操作をすることができる。
【０００８】
また、本発明に係る既設杭撤去方法は、油圧を供給する油圧ユニットと、回転駆動機構により軸を回転させるオーガーと、軸の周囲に設置され、油圧ユニットから供給される油圧を伝達する油圧スイベルと、軸に接続され、地中に埋設された杭の周囲を掘削するケーシングと、ケーシングの下部に接続され、ケーシングの内方に移動して杭を切るカッターと、カッターの出入機構を有するカッター駆動部と、カッターの出入を制御するための入力に基づいて、油圧スイベルから伝達される油圧によりカッター駆動部を制御する制御部と、切断された杭を把持し、取り出すための杭チャックとを備え、杭の周囲にケーシングを埋設するステップと、杭をカッターで切断するステップと、埋設されたケーシングを連結部で取り外し、油圧スイベルにロットと杭チャックを接続するステップと、切断された杭の上部を杭チャックで把持し、取り出すステップと、ケーシングを杭の最下部まで埋設した状態で、前回の取り出しステップで取り出すことができなかった杭の先端部の位置まで杭チャックを降下させ、杭チャックで杭の先端部を把持し、取り出すステップと、ケーシングを取り出すステップとを含むことを特徴とする。
【０００９】
このようにすることで、作業者が杭チャックを制御することで、既設杭の切断部より上方の部分、および、通常では取り出すことが困難な最下部の先端部について、簡便かつ効率的に杭チャックによる把持と取り出しの操作をすることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る既設杭撤去装置によれば、杭チャックを制御することで、作業者が既設杭の切断部より上方の部分、および、通常では取り出すことが困難な最下部の先端部について、簡便かつ効率的に杭チャックによる把持と取り出しの操作をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る既設杭撤去装置の概要を示す図である。
【図２】本発明に係る既設杭撤去装置のモニタ装置の構成を示す図である。
【図３】本発明に係る既設杭撤去装置の杭チャックの構成例を示す正面図である。
【図４】本発明に係る既設杭撤去装置の杭チャックの構成例を示す平面図である。
【図５】本発明に係る既設杭撤去方法の例を示す第１の図である。
【図６】本発明に係る既設杭撤去方法の例を示す第２の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態につき、図面を参照しながら説明を行う。
図１は、本発明に係る既設杭撤去装置の概要を示す図である。既設杭撤去装置１００は以下の構成をとる。クレーンの操作室１に作業者が入り、作業者が操作室１内のスイッチ類を備える操作部を用いて全体の作業の制御を行う。
【００１３】
クレーン２の上端には、回転駆動機構を有し、軸を回転させるオーガー３が接続されている。オーガー３の下部には、オーガー３の回転軸の周囲に設置され、モニタ装置１０から供給される油圧配管１１が接続され、油圧配管６を下方に供給する油圧スイベル４が設置されている。油圧スイベル４の下部には、油圧スイベル４内の回転軸に接続され、地面１３の下部の地中に埋設された杭（ＰＣパイル）１２の周囲を回転しながら掘削するケーシング５が接続されている。ケーシング５の最下部には、地中を掘り進めるための掘削刃９が設けられている。また、ケーシング５の最下部には地中を掘り進めるための水や空気を出すための機構も備えているが、本発明の内容とは直接関係しないため説明を省略する。また、クレーン２の上端には、各種の重量物を吊り下げるためのフック１４も備えている。  
【００１４】
ケーシング５の下部付近の周囲には、既設杭１２を切るために内方に回転しながら移動できるカッター８と、カッター８の出入機構を有するカッター駆動部７が２系統、中心に対して対称の位置に設置されている。各カッター駆動部７には、油圧スイベル４から供給される油圧配管６がケーシング５の周囲を通って接続されている。
【００１５】
カッター８の回転位置及び後述する杭チャックの開閉度に対応する情報を表示するモニタ装置１０は、操作室１内の作業者が視認できる場所に設置されている。また、カッター８の出入及び杭チャックの開閉を制御するため、作業者による電気的な入力（スイッチのオン／オフ）を受け付け、油圧によりカッター駆動部７及び杭チャックを制御する制御部と、油圧を供給する油圧ユニットとが、モニタ装置１０内に設けられている。以上のような構成をとる本発明に係る既設杭撤去装置１００の重量は２５〜３５トン程度であり、トラッククレーンおよびラフタークレーン等で作業ができ、作業スペースも従来よりも小さくてすむという利点がある。
【００１６】
図２は、本発明に係る既設杭撤去装置のカッター及び杭チャックのモニタ装置１０の構成を示す図である。油圧ユニット２１からの油圧配管２６がポンプ２２に接続されている。ポンプ２２から油圧配管２７を介して電磁弁２４が接続されている。ポンプ２２はモータ２３により駆動される。ポンプ２２と電磁弁２４とは、制御部２５からの電気的な信号によりオン／オフ制御される。作業者が、操作室１内にあるスイッチを備える操作部２８を操作することにより、制御部２５が動作し、ポンプ２２と電磁弁２４とを制御する。
【００１７】
電磁弁２４の出力側に接続された油圧配管２９は、シリンダ３４における油圧入力部３６に接続される。土台３０の上部にシリンダ３４が垂直に設置されており、油圧の調節により上下にスライドするようになっている。シリンダ３４において、ピストン３５の下部に油圧入力部３６が、上部に油圧出力部３７がそれぞれ接続されている。油圧出力部３７に接続される出力配管１１は、油圧スイベル４に接続されている。
【００１８】
シリンダ３４の上部には、ピストン３５の位置（高さ）に対応する目盛りが書かれた透明な目盛り板３１と、目盛り板３１の横に各目盛りに対応する数値表示が書かれている表示板３２が固定されている。表示板３２において、たとえば、０表示はピストン３５の位置が一番下の状態に対応し、１５０表示はピストン３５の位置が一番上の状態に対応し、その間の２５〜１２５表示はピストン３５の中間のそれぞれの位置にそれぞれ対応している。カッター及び杭チャックの動作についての詳細は後述するが、目盛り板３１の０表示はカッターが何も出ていない状態及び杭チャックが完全に開いている状態、１５０表示はカッターが完全に出ている状態及び杭チャックが完全に閉じている状態、２５〜１２５表示はそれぞれ中間の位置にカッターが出ている、及び杭チャックが開閉の中間の位置にあることを示すように対応している。
【００１９】
作業者が操作部２８のスイッチをオンすれば制御部２５が動作して電磁弁２４が導通して開き、ポンプ２２からの油が油圧配管２７を通って油圧配管２９に送られる。そして、油圧入力部３６からピストン３５の下部に流入し、ピストン３５を上に押し上げる。すると目盛り板３１において対応するピストン３５の位置が高いほうへ移動する。すなわち、操作時のカッターの位置及び杭チャックの開閉状態が作業者にわかるようになっている。
【００２０】
図３は、本発明に係る既設杭撤去装置の杭チャック５０の構成例を示す正面図である。図４は、その平面図である（ただし、杭チャック軸部５５等の表示を省略している）。杭チャック５０においては、油圧スイベル４の下部に接続するための、垂直に設置された回転制御可能な杭チャック軸部５５の下部に、対称に設置された２個の杭把持部５１、把持部回転軸部５２、油圧シリンダ５３、及び２個の連結部５４等を備える。
【００２１】
２個の杭把持部５１の形状については、下部は円柱の一部分であり、側面の幅が下に行くほど狭くなる扇型である。２個の杭把持部５１の上部は円錐の一部分であり、側面の幅が上に行くほど狭くなる扇型である。２個の杭把持部５１が開時には杭把持部５１の下部が略垂直となり、その状態で下に掘削していくために杭チャック５０の中を通る土を逃がすため、最上部に十分な開口面積を有する開口５７を有し、また、完全に閉時には杭把持部５１の上部が略垂直となる構造を有する。杭チャック５０の直径は、ケーシング５の内部にほぼ垂直に入って、移動中及び開閉動作中に傾かないように、ケーシング５の内径よりやや小さい程度となっている。
【００２２】
把持部回転軸部５２は、２個の把持部５１の略中央部に回動可能に水平に設置されている。油圧シリンダ５３は、２個の杭把持部５１を回動させるために、把持部回転軸部５２の上部において垂直に設置されている。２個の連結部５４は、それぞれ２個の把持部５１の上部と油圧シリンダ５３のピストン５６の上部に回動可能に接続され、ピストン５６の出入に対応して２個の把持部５１が把持部回転軸部５２を軸として対称的に同じ回転角度だけ回転して、２個の把持部５１の下端が開閉するように構成されている。また、２個の杭把持部５１の下部の内側に、滑って既設杭を把持し損ねたりしないように、引っ掛かりの良い形状を有する突起部（ビット）５９が複数個設けられている。ストッパー５８は、把持部回転軸部５２の下で、２個の杭把持部５１の内部に水平に設けられており、既設杭を把持する作業の際、既設杭が把持部回転軸部５２等に当らないようにするためのものである。
【００２３】
図５は、本発明に係る既設杭撤去方法の例を示す第１の図である。図５（ａ）では、クレーン２の先端から、オーガー３、油圧スイベル４、ケーシング５、カッター駆動部７が順に接続されている。ケーシング５は、上部のケーシング５Ａと下部のケーシング５Ｂと、それらを連結または切り離すためのフランジ（またはクラッチ）１６から構成されている。油圧配管やカッターなどは表示を省略している。地面１３の下部に埋設されている全長２０〜３０ｍのＰＣパイルの既設杭１２の真上の位置にこれらをセットする。
【００２４】
次に図５（ｂ）に示すように、既設杭１２に対して、まず、５〜１０ｍまでケーシング５の下部であるケーシング５Ｂを地中の既設杭１２を中心とした周囲に回転させながら押し込む。次に、作業者がスイッチを備える操作部２８を操作することにより、カッター駆動部７内のカッター８の出入位置に対応するモニタ装置１０の目盛り板の表示に基づいて、カッター８の出入制御を行い、カッター８に対する負荷が過大にならないように的確に操作を行って、既設杭１２を徐々に切断する。完全に既設杭１２が切断部１７において切断されればケーシング５Ｂ内の円筒状の土が回転するので、それを別の作業者が見て判断し、操作をしている作業者に合図を伝える。
次に、操作者はケーシング５の回転を止め、カッター８を出したままの状態で、フランジ（またはクラッチ）１６よりケーシング５Ａとケーシング５Ｂとを切り離し、ケーシング５Ａを引き上げる。
【００２５】
次に図５（ｃ）に示すように、油圧スイベル４の下部に接続されていたケーシング５Ａとフランジ（またはクラッチ）１６を取り外し、新たにロット１５と杭チャック５０を接続し、ケーシング５Ｂの真上の位置にこれらをセットする。
次に図５（ｄ）に示すように、切断された既設杭１２の上部の位置まで杭チャック５０を降下させ、杭チャック５０で把持する。その際、作業者がスイッチを備える操作部２８を操作することにより、モニタ装置１０の杭チャック５０の開閉位置に対応する目盛り板の表示に基づいて、杭チャック５０の開閉制御を行い、杭チャック５０が確実に既設杭１２の上部を把持するように的確に操作を行う。
次に図５（ｅ）に示すように、杭チャック５０が既設杭１２の上部を把持した状態で全体を引き上げると、切断部１７より上部の既設杭１２の部分が取り出せる。その既設杭１２の上部の部分を持ち上げ、地上の置き場に移動させる。地中には、切断部１７で切断された既設杭１２の下部である既設杭１２Ａが、残された状態となっている。
【００２６】
次に、油圧スイベル４の下部に接続されていたロット１５と杭チャック５０を取り外し、ケーシング５Ａとフランジ（またはクラッチ）１６を再び接続し、地中に残っている既設杭１２Ａの上端から再び５〜１０ｍまでケーシング５Ｂをさらに地中に押し込み、図５（ａ）から図５（ｅ）で示した作業と同様に既設杭１２Ａの上部分を切断した後、杭チャック５０を用いて切断部より上部の既設杭１２Ａを持ち上げて移動させる。この動作を数回繰り返すことにより、全長２０〜３０ｍの既設杭１２を地中から通常は完全に撤去することができる。
【００２７】
図６は、本発明に係る既設杭撤去方法の例を示す第２の図である。図６（ａ）は、ケーシング５Ｂを既設杭１２の最下部まで埋設した状態である。言い換えれば、図５で示した作業の最終段階を示す図である。
次に図６（ｂ）に示すように、地中に残された既設杭１２の上部を、図５で説明を行ったように杭チャック５０で把持する。把持した状態で既設杭１２の部分を杭チャック５０で引き上げ、地上の置き場に移動させる。
ところが図６（ｃ）に示すように、地中には、強度的な理由等で割れてしまっていて取り出すことができなかった既設杭１２の先端部１２Ｂが残される場合がある。
この場合、図６（ｄ）に示すように、ケーシング５Ｂを最下部まで埋設した状態で、既設杭１２の先端部１２Ｂの位置まで杭チャック５０を降下させ、杭チャック５０で先端部１２Ｂを把持し、引き上げる。先端部１２Ｂの形状は様々であり、位置も中央にあるとは限らず、従来の構造の把持手段ではうまく把持することは困難である。本発明に係る杭チャック５０では、作業中にケーシング５Ｂ内で傾いたりせず、先端部１２Ｂを把持したかどうかがほぼ確実に作業者が把握できる。また、杭チャック軸部５５が回転制御可能なため、正転／反転動作をすることにより先端部１２Ｂを把持しやすい方向に杭チャック５０をセッティングすることができる。
【００２８】
杭チャック５０で既設杭１２の先端部１２Ｂまですべて地上に引き上げた後、最後に、油圧スイベル４からロット１５と杭チャック５０を取り外し、ケーシング５Ａとフランジ（またはクラッチ）１６を再び接続し、ケーシング５Ｂを取り出す。
さらに図６（ｅ）に示すように、先端部１２Ｂが端に寄ったような、杭チャック５０でも把持できないような状況である場合、杭チャック５０を取り外し、スパイラル６０を取り付ける。スパイラル６０は、垂直軸の周囲に螺旋状の突起６０Ａが設けられており、最下部には既設杭１２の先端部１２Ｂを回転しながら小片に砕くためのヘッド６０Ｂが設けられている。ヘッド６０Ｂによって先端部１２Ｂを小片に砕いた後は、その小片はスパイラル６０の回転により突起６０Ａがガイドとなって上方に運ばれ、地上に取り出される。もしくは、杭チャック５０を再び接続して、小片を把持して取り出しても良い。このような作業工法によって、先端部１２Ｂの形状や位置がどのような状態であっても、既設杭１２の先端部１２Ｂまでを地中から完全に撤去することができる。
【００２９】
以上のように、本発明の実施形態に係る既設杭撤去装置及びその方法によれば、作業者が既設杭１２の切断部１７より上方の部分、および、通常では取り出すことが困難な最下部の先端部１２Ｂについて、簡便かつ効率的に杭チャック５０等による把持と取り出しの操作をすることができる。
本発明は、以上述べた実施形態に限定されることはなく、他にも種々の実施形態を採用することができる。例えば、２個の杭把持部５１の最下部を、内側に曲げるような構造であっても良い。また、杭チャック５０は、杭把持部５１が２個の構成ではなく３個以上であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明は、地中に埋設された不要の杭を撤去するための既設杭撤去装置およびその方法等に利用可能である。
【符号の説明】
【００３１】
１  操作室
２  クレーン
３  オーガー
４  油圧スイベル
５  ケーシング
６、１１  油圧配管
７  カッター駆動部
８  カッター
９  掘削刃
１０  モニタ装置
１２  既設杭
１３  地面
１４  フック
１５  ロット
１６  フランジ（またはクラッチ）
１７  切断部
２１  油圧ユニット
２２  ポンプ
２３  モータ
２４  電磁弁
２５  制御部
２８  操作部
３０  土台
３１  目盛り板
３２  表示板
３４  シリンダ
３５  ピストン
３６  油圧入力部
３７  油圧出力部
５０  杭チャック
５１  杭把持部
５２  把持部回転軸部
５３  シリンダ
５４  連結部
５５  杭チャック軸
５６  ピストン
５７  開口
５８  ストッパー
５９  突起部
６０  スパイラル
１００  既設杭撤去装置
【図３】
2015025300.tif 000003
【図４】
2015025300.tif 000004
【図５】
2015025300.tif 000005
【図６】
2015025300.tif 000006
【図１】
2015025300.tif 000007
【図２】
2015025300.tif 000008