(57)【要約】【課題】既設杭を短時間に確実に撤去できる既設杭の撤去方法およびその装置を提供する。【解決手段】まず、既設杭９の表面まで掘削できるケーシング８を回転圧入装置１で建込み、既設杭９とケーシング８の間に環状の空間を形成する。次に、上下に分割可能でそれぞれ杭係止具３０を備えた引抜きケーシング２０を挿入し、回転圧入装置１の把持機構５で把持する。そして、既設杭９の上部を上下の杭係止具３０で係止して引き上げ、引抜きケーシング２０の下側を補助把持具７で把持して上側を切り離す。続いて、昇降シリンダ４の伸縮と、上下の杭係止具３０の掴み換えにより既設杭９を引き上げて撤去する。【選択図】  図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
昇降シリンダを作動させて昇降する昇降フレームをベースフレーム上に備え、該昇降フレームにケーシングを把持する把持機構と回転駆動する回転機構を備えるとともに該ベースフレームにもケーシングを把持する補助把持機構を備えた回転圧入装置によって、既設杭より大径で既設杭の表面まで掘削可能なケーシングを建て込み、既設杭とケーシングの間の土砂を排出して形成された空間に、上下に分割可能で既設杭に係止する杭係止具を内周にそれぞれ備えた引抜きケーシングを挿入して外周部を回転圧入装置の把持機構で把持し、既設杭の上部を該杭係止具で係止して引き上げ、引抜きケーシングの下側外周部を補助把持具で把持して上側を切り離し、昇降シリンダの作動と、上下の杭係止具の掴み換えとにより既設杭を引上げて撤去することを特徴とする既設杭の撤去方法。
【請求項２】
請求項１記載の既設杭の撤去方法を実施するための装置であって、上下に分割可能でそれぞれ内面に既設杭に係脱可能な杭係止具を複数個設けた上部係止リングと下部係止リングを下部に備えたことを特徴とする引抜きケーシング。
【請求項３】
前記杭係止具は既設杭の外周部へ押し付ける杭係止材をシリンダで作動するようにしたことを特徴とする請求項２記載の引抜きケーシング。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、既設杭の撤去方法に係わり、特に、既設杭を囲むようにケーシングを建て込んで既設杭を撤去する方法およびその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
都市部の再開発や橋の架け替えなどの工事では、既設杭の撤去を行う必要があり、一般に、杭の外周にケーシングを建て込んで、クローラクレーンに吊持した重鎮（チゼル）を落下させて破砕し、ハンマグラブで排出している。
【０００３】
しかし、この方法では、既設杭に数トンものチゼルを自由落下させるので、大きな衝撃や振動が発生し騒音が問題となっている。また、既設杭に鉄筋がある場合には、ハンマグラブで排出する際に鉄筋がハンマグラブに絡み付いたり、既設杭とケーシングの間にハンマグラブのシェルが食い込み、ハンマグラブを引き上げられなくなるといったこともある。
【０００４】
そこで、出願人は先に、既設杭を破砕せずに撤去する方法を提案している（特許文献１参照）。
この方法は、ケーシングの内周面に螺旋状の羽根を設けるとともに下端に掘削刃を設け、これを既設杭の外周に建て込んで既設杭の廻りの土砂を排出して杭と地盤との摩擦を取り除き、既設杭をクレーンで吊持して撤去するものである。
【０００５】
しかし、この方法は、既設杭の杭径が大きく相当長い場合はクレーンでの撤去ができない。
そこで、既設杭を所定の長さで輪切りして撤去する方法（例えば、特許文献２参照）や、既設杭を回転圧入装置を用いて引き上げる方法（例えば、特許文献３参照）が提案されている。
【０００６】
特許文献２の方法は、既設杭より大きな径のケーシングを既設杭の外周に建て込んで、ケーシングと既設杭の間の土砂を掻き出して空間を形成し、この空間にワイヤーソー装置を挿入し、既設杭を所望の長さに輪切りしてクレーンで順次取り出すようにしている。
【０００７】
また、特許文献３の方法は、オールケーシング掘削機にケーシングを把持して上下方向と回転駆動可能な第１のケーシング把持手段の他にケーシングを把持する第２のケーシング把持手段を備え、ケーシングを既設杭の外周に環状に掘削して建込み、最上部のケーシングを撤去して既設杭を第１のケーシング把持手段で把持して既設杭の根切りを行って、第１のケーシング把持手段と第２のケーシング把持手段と共働して既設杭を引き上げるようにしている。
【０００８】
【特許文献１】特許第３２９９０２３号公報（［０００６］〜［０００７］）。
【特許文献２】特開２００１−２６２５７０号公報（［００１２］）。
【特許文献３】特開平１０−２５２０６５号公報（［００１１］）。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記の特許文献２に開示された既設杭の撤去方法は、既設杭の杭径が大きく相当長い場合でも、また、所定の深さまで既設杭を撤去すればよいといった場合でも撤去することができる。しかし、この方法は既設杭を切断した既設杭をクレーンで吊持して撤去するので、クレーンの吊り能力からそれほど長くはできず、地中における切断回数が多いという問題がある。また、このクレーン作業では、クレーンのワイヤロープを既設杭の上端に係止させて無理に引き抜くという安全上望ましくないものである。
【００１０】
一方、特許文献３に開示された既設杭の撤去方法は、オールケーシング掘削機で既設杭を引き上げるので、クレーンによる場合よりは相当重量のあるものでも撤去が可能で、地中における切断作業がないので簡便で時間も短縮できる。
しかし、オールケーシング掘削機の引き上げる能力以上のものは撤去できないし、ケーシングの内周面と既設杭との摩擦も少なからず残っているので、実際にはそれほど長いものが引き上げられない。また、所定の深さまで既設杭を撤去するといった場合には使用できない。さらに、既設杭の外周の土砂を削ぎ落として第１および第２のケーシング把持機構で既設杭を把持しているが、場所打ち杭の外周は凹凸が多く全長にわたって径も変化しているので、オールケーシング掘削機に通常設けられている把持機構では確実な把持ができないという問題がある。
【００１１】
そこで本発明は、上記従来の問題点を解消し、既設杭を短時間に確実に撤去できる既設杭の撤去方法およびその装置を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明では次の手段を採った。即ち、
昇降シリンダを作動させて昇降する昇降フレームをベースフレーム上に備え、該昇降フレームにケーシングを把持する把持機構と回転駆動する回転機構を備えるとともに該ベースフレームにもケーシングを把持する補助把持機構を備えた回転圧入装置によって、既設杭より大径で既設杭の表面まで掘削可能なケーシングを建て込み、既設杭とケーシングの間の土砂を排出して形成された空間に、上下に分割可能で既設杭に係止する杭係止具を内周にそれぞれ備えた引抜きケーシングを挿入して外周部を回転圧入装置の把持機構で把持し、既設杭の上部を該杭係止具で係止して引き上げ、引抜きケーシングの下側外周部を補助把持具で把持して上側を切り離し、昇降シリンダの作動と、上下の杭係止具の掴み換えとにより既設杭を引上げて撤去することを特徴としている。
【００１３】
本発明は、既設杭の外周部にケーシングを建込み、ケーシングと既設杭の間の土砂を除去して空間を形成し、この空間に上下に杭係止具を備え分割できる引抜きケーシングを挿入して既設杭を順次引き上げるようにしたものである。
ケーシングは既設杭との間に引抜きケーシングが挿入できるように既設杭に対して大きめの径のものを使用する。そして、ケーシングの下部にケーシング内側方向にカッタビットを付設し、ケーシングと既設杭の間の掘削を行えるようにするとともに、既設杭の表面を平滑にし所定の径に整形するのが望ましい。また、既設杭の周囲の土砂を十分ほぐすためにケーシングの内周にスパイラル翼を付設するのが望ましい。
【００１４】
ケーシングと既設杭の間の土砂は、既設杭の全長について除去する必要はない。ケーシングの建込みによって既設杭の外周の土砂が十分にほぐされ、既設杭の引き上げ時の摩擦が十分小さい場合には、引抜きケーシングが既設杭の上部に挿入できる程度でもよい。
【００１５】
なお、既設杭を所定の深さまで撤去すればよいという場合は、所定の深さで既設杭を切断しなければならないが、この場合は切断具を所定の深さまで挿入できるように既設杭とケーシングの間の土砂を完全に排出する必要がある。
このようなときは、例えば、円筒の内周にスパイラル翼を付設した専用の排土具を既設杭とケーシングの間に挿入してケーシングの回転圧入によって排土するのが望ましい。
【００１６】
ケーシングを把持する回転圧入装置の把持機構および補助把持機構の構成は特に問わないが、引抜きケーシングの外径はケーシングの外径より小さいので、調整用の部材を追加してケーシングの径とほぼ同じにするのがよい。
引抜きケーシングは上下に分割可能で、それぞれに杭係止具が設けられており、上部側は回転圧入装置の把持機構に、下部側は補助把持機構に把持されるものである。この具体的な構成は、請求項２に記載のように、上下に分割可能でそれぞれ内面に既設杭に係脱可能な杭係止具を複数個設けた上部係止リングと下部係止リングを下部に備えたものとするのがよい。
【００１７】
また、引抜きケーシングに付設される杭係止具は特に限定しないが、請求項３に記載のように、既設杭の外周部へ押し付ける杭係止材をシリンダで作動するようにすれば、既設杭の表面に多少凹凸があっても強固に支持することができ確実である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
まず、この既設杭の撤去方法の実施の形態に使用する回転圧入装置１、ケーシング８および引抜きケーシング２０の構成について説明する。
【００１９】
回転圧入装置１は、図１に示すように、ベースフレーム３の四隅に設けた昇降シリンダ４によって昇降可能な昇降フレーム２を設け、昇降フレーム２にはケーシング８を把持する把持機構５と回転駆動する回転機構６が設けられている。また、ベースフレーム３にケーシング８を把持する補助把持機構７が設けられている。
【００２０】
把持機構５は、複数のチャックシリンダ５ａによって連結した上部フレーム５ｂを設け、これに回転リング５ｃを軸受を介して設けている。そして、回転リング５ｃに複数の楔状のチャック部材５ｄを吊下げ、昇降フレーム２にはチャック部材５ｄと係合する回転体５ｅを軸受を介して回転可能に設けている。
【００２１】
また、回転機構６は、昇降フレーム２に複数の油圧モータ６ａを設け、歯車６ｂを介して回転体５ｅに伝達して回転駆動できるように構成している。
さらに、ベースフレーム３に備えた補助把持機構７は、バンドを油圧シリンダで締め込む構成としている。なお、図１の左側は把持機構５および補助把持機構７がケーシング８を把持している状態を示し、右側は開放している状態を示している。
【００２２】
ケーシング８は図２に示すように、下端に掘削ビット８ａが付設され、内周にはスパイラル翼８ｅが固設されている。また、最下段のスパイラル翼８ｃの下部にはカッタビット８ｄが付設されている。なお、カッタビット８ｄは内径側にも付設されており、既設杭９の外周部のコンクリートを削り取ることができるようにしている。
【００２３】
引抜きケーシング２０は、既設杭９を係止して回転圧入装置１によって引き上げるためのもので、ケーシング８と既設杭９の空間に挿入可能な円筒状である。この構成は図４に示すように、円筒状の支持管２５の下部にリング状の上部係止リング２１が継ぎボルト２４によって連結され、その下に下部係止リング２２が継ぎボルト２３で連結されている。
【００２４】
そして、上部係止リング２１および下部係止リング２２の内周には複数（４〜８個）の杭係止具３０がそれぞれ設けられている。
杭係止具３０は、図５に示すように、既設杭９の表面に当接する係止材３０ａをシリンダ３０ｂとリンク３０ｃで連結したものである。シリンダ３０ｂを伸長させたときは、図５（ａ）に示すように係止材３０ａは既設杭９の表面に当接し、縮小させたときは図５（ｂ）に示すように既設杭９から離れるように作用する。
【００２５】
また、杭係止具３０は別の実施の形態として図６に示す杭係止具３１を使用してもよい。
この杭係止具３１は上部係止リング２１の下端および下部係止リング２２の下端に付設された取付部材に係止爪３５が回動可能に取り付けられ、回動部にはコイルバネ３６が設けられている。
【００２６】
この係止具３１は既設杭９に対して引抜きケーシング２０が下降すると、係止爪３５は上向きに押され既設杭９に軽く接触した状態で摺動し、逆に引抜きケーシング２０が上昇すると、係止爪３５は下向きに押され既設杭９に食い込んで係止する。したがって、上記の杭係止具３０のようにシリンダ３０ｂを必要としない。
【００２７】
次に、上記のように構成された装置によって既設杭９を撤去する方法について図７に基づいて説明する。
まず、既設杭９の埋設されている位置に回転圧入装置１を設置し、既設杭９が中央に位置するように既設杭９より大きな径のケーシング８を把持機構５で把持し、回転機構６を駆動するとともに昇降シリンダ４を作動させて建て込む（図７（ａ）参照）。
【００２８】
これにより、ケーシング８下端のカッタビット８ｄによってケーシング８と既設杭９の間の土砂が掘削されるとともに既設杭９の表面が削られ、スパイラル翼８ｅによって上方へ運ばれる。
ケーシング８の建込みは、既設杭９の上部の周囲の土砂を引抜きケーシング２０が挿入できる程度排出してから、ケーシング８を継ぎ足し、既設杭９の周囲をほぐしながら杭底まで行う。
【００２９】
次に、回転圧入装置１を撤去し、地表から出ているケーシング８を切り離し、架台４０を置いてその上に回転圧入装置１を設置する。このとき、昇降シリンダ４は縮小させ、昇降フレーム２を下げた状態としておく。そして、クレーンで引抜きケーシング２０をケーシング８内へ上部係止リング２１が既設杭９の上部に係合する位置まで吊り下ろす（図７（ｂ）参照）。
【００３０】
次に、引抜きケーシング２０の杭係止具３０のシリンダ３０ｂを伸長させて係止材３０ａを既設杭９の外周に圧接させ、引抜きケーシング２０の外周上部を把持機構５で把持して昇降シリンダ４を伸長させる（図７（ｃ）参照）。
これにより、既設杭９は上部係止リング２１および下部係止リング２２の杭係止具３０に把持されて引き上げられる。
【００３１】
引抜きケーシング２０の下部係止リング２２がベースフレーム３の位置まで引き上げられたら、補助把持機構７を作動させて下部係止リング２２の外周を把持し、継ぎボルト２３を外して下部係止リング２２を切り離す。
次に、下部係止リング２２の杭係止具３０のシリンダ３０ｂを縮小させて係止を解除し、昇降シリンダ４をストローク一杯まで伸長させ、昇降フレーム２を上昇させる（図７（ｄ）参照）。これにより、既設杭９は、上部係止リング２１の杭係止具３０に係止された状態で引き上げられる。
【００３２】
次に、下部係止リング２２の杭係止具３０のシリンダ３０ｂを伸長させるとともに、上部係止リング２１のシリンダ３０ｂを縮小させ、昇降シリンダ４を縮小させる。昇降シリンダ４のストローク一杯まで縮小させたら下部係止リング２２の杭係止具３０を開放するとともに上部係止リング２１の杭係止具３０で既設杭９を把持し、昇降シリンダ４を伸長させる。
【００３３】
この作業を、繰り返し作動させて、既設杭９を順次引き上げる。既設杭９を取り出すときはクレーンで吊持する。なお、クレーンで吊持できない重量である場合は回転圧入装置１の上部で適宜な長さに切断する。
既設杭９が取り出されたら、昇降シリンダ４を縮小させて下部係止リング２２を上部係止リング２１に継ぎボルト２３で連結し、クレーンで吊持して把持機構５および補助把持機構７を開放して引抜きケーシング２０を取り出す。
【００３４】
次に、回転圧入装置１を一旦撤去して架台４０を取り除き、地表部に回転圧入装置１を設置し直し、ケーシング８を上方へ継ぎ足して把持機構５で把持し、昇降シリンダ４を伸長させる。このとき回転機構６を必要に応じて作動させケーシング８を回転させる。ストローク一杯まで上昇させたら補助把持機構７を作動させてケーシング８を把持し、把持機構５を開放して昇降シリンダ４を縮小させる。この作業を繰り返してケーシング８を引き抜く。なお、この作業ではケーシング８の内部に土砂を埋めもどしながら行う。
【００３５】
次に、既設杭９全体ではなく、所定の深さで切断して撤去する場合について説明する。
既設杭９を切断する場合は切断装置を設置するため、所定の深さの位置まで既設杭９とケーシング８の間の土砂を排出する必要がある。
【００３６】
図３は、この土砂を排出するための装置を示すもので、ケーシング８Ａと排土具１０とで構成されている。
ケーシング８Ａは、上記のケーシング８と若干構成を異にし、下端に掘削ビット８ａが付設され、下部内側には係止部材８ｂが固設されている。また、ケーシング８Ａの下部には中央部を切り欠いた円盤状の取付部材８ｃが若干傾斜させて固設され、その下部にカッタビット８ｄが付設されている。
【００３７】
排土具１０は、筒状の筒体１１の内周部に螺旋状のスパイラル翼１２が固設されている。このスパイラル翼１２の内径は既設杭９の外径より若干大きくしている。また、筒体１１の上端にはクレーンで吊持するための吊金具１３が付設されており、Ｂ部詳細に示すように、係止材１３ａがピンで回動可能に連結され、係止材１３ａに吊りロープが連結されている。これにより、吊りロープを緩めたときは係止材１３ａが既設杭９に係止される。
【００３８】
筒体１１の下端の外径部にはケーシング８Ａの係止部材８ｂに係合する係止金具１５が付設されている。係止金具１５は、Ａ部詳細に示すように、ケーシング８Ａに固設した棒状の係止部材１０ｂに嵌合するようにコ字状をしており、ケーシング８Ａの正転・逆転によって着脱する。
【００３９】
この作業は、ケーシング８Ａを回転圧入装置１で少し建込み、排土具１０をクレーンで吊持してケーシング８Ａ内に装着し、回転圧入装置１を正転させて排土具１０の係止金具１５をケーシング８Ａの係止部材１０ｂに係合させる。この場合吊りロープを緩めることにより係止材１３ａが既設杭９に係止するので排土具１０はケーシング８Ａと連れ回りすることなくケーシング８Ａに係止される。
【００４０】
そして、ケーシング８Ａを回転圧入することにより、ケーシング８Ａの下端のカッタビット８ｄによってケーシング８Ａと既設杭９の間の土砂が掘削されるとともに既設杭９の表面が削られ、スパイラル翼１２によって上方へ運ばれる。この土砂は既設杭９の頭部に溜まるので、ハンマグラブなどでケーシング８Ａの外に排出する。
【００４１】
そして、切断装置を挿入して既設杭９を切断し上記の引抜きケーシング２０によって既設杭９を引き上げて撤去する。
切断装置はケーシング８Ａと既設杭９との空間に挿入可能なものであればどんなものでもよいが、既設杭９には鉄筋が埋設されているものが多いので、鉄筋が切断可能である必要がある。ワイヤソーや超高圧水（ウオータージェット）が望ましいが、カッタビットを内径側へ進出可能にしたものでもよい。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の既設杭の撤去方法は、回転圧入装置で既設杭の表面まで掘削できるケーシングを建込み、既設杭とケーシングの間の土砂を排出して形成された空間に、上下に分割可能でそれぞれ杭係止具を備えた引抜きケーシングを挿入し、該引抜きケーシングを回転圧入装置の把持機構で把持し、昇降シリンダの伸縮と、上下の杭係止具の掴み換えにより既設杭を引き抜くようにしたので、場所打ちされた長大径の杭でも引き上げることができ、作業性の悪い既設杭の切断作業を省略できる。また、従来のようにクレーンで無理に引き上げるときのような危険性もなく、効率よく既設杭を引き上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態で使用される回転圧入装置の構成を示す側面図である。
【図２】同  ケーシングの構成を示す一部断面図である。
【図３】同    排土具１０の全体を示す側面図である。
【図４】同  引抜きケーシング２０の全体を示す側面図である。
【図５】同  杭係止具３０の実施の形態を示す側面図である。
【図６】同  別の杭係止具３１の実施の形態を示す側面図である。
【図７】同  既設杭の撤去方法の状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１…回転圧入装置            ２…昇降フレーム
３…ベースフレーム                    ４…昇降シリンダ
５…把持機構                  ５ａ…チャックシリンダ
５ｂ…上部フレーム          ５ｃ…回転リング
５ｄ…チャック部材          ５ｅ…回転体
６…回転機構                                ６ａ…油圧モータ
６ｂ…歯車機構              ７…補助把持機構
８，８Ａ…ケーシング                ８ａ…掘削ビット
８ｂ…係止部材                            ８ｃ…取付部材
８ｄ…カッタビット                    ８ｅ…スパイラル翼
９…既設杭                １０…排土具
１１…筒体                  １２…スパイラル翼
１３…吊金具                １３ａ…係止材
１５…係止金具              ２０…引抜きケーシング
２１…上部係止リング        ２２…下部係止リング
２３，２４…継ぎボルト      ２５…支持管
３０…杭係止具              ３０ａ…係止材
３０ｂ…シリンダ            ３０ｃ…リンク
３１…杭係止具              ３５…係止爪
３６…コイルバネ            ４０…架台
【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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