(57)【要約】【課題】既設杭を短時間に切断して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】既設杭９の撤去は、一般にケーシング５を既設杭９の外周に建て込み、既設杭９を破砕または切断して撤去している。本発明は、内周面にスパイラル翼１２が付設された円筒状の排土具１０をケーシング５に内装させて回転圧入し、排土具１０を吊り上げて既設杭９とケーシング５の間の土砂を排出する。次に、鉄筋切断具２０を既設杭９とケーシング５の間の空間に挿入し、切断手段を作動させるとともにケーシング５を回動させながら既設杭の鉄筋９ａを切断する。次に、杭捩り具３０を該空間に挿入して既設杭９を係止してケーシング５を回転させて捩じ切り、吊り上げて撤去する。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
既設杭を囲むようにケーシングを回転圧入装置で建込んで既設杭を撤去する方法において、内周面にスパイラル翼が付設された筒状の排土具を内装係止したケーシングを既設杭の外周部に回転圧入して既設杭とケーシングの間の土砂を排出し、該排土具を引き上げて形成された空間に切断手段を備えた鉄筋切断具を挿入してケーシングに係止し、該鉄筋切断具を作動させるとともにケーシングを回動させて既設杭の鉄筋を切断し、ケーシングを既設杭に係止してケーシングを回転させて切断することを特徴とする既設杭の撤去方法。
【請求項２】
内周下部に係止部材を固設したケーシングと、ケーシングに内装可能な筒状で内周面にスパイラル翼が付設されケーシングの正転により該ケーシングの係止部材に係合する係止金具を外周に備えた排土具と、ケーシングと既設杭の間に挿入可能な筒状で内周部に切断手段を備え、ケーシングの正転により該ケーシングの係止部材に係合する係止金具を外周に備えた鉄筋切断具と、ケーシングと既設杭の間に挿入可能な筒状で内周部に既設杭に係止する杭係止手段を備え、ケーシングの正転により該ケーシングの係止部材に係合する係止金具を外周に備えた杭捩り具と、からなることを特徴とする請求項１記載の既設杭の撤去方法を実施するための装置。
【請求項３】
前記鉄筋切断具は、筒体の上部に駆動プーリを設けるとともに、該筒体の内周下部に固定プーリと移動可能な可動プーリを配置してダイヤモンドワイヤソーをエンドレスに架け渡したことを特徴とする請求項２記載の既設杭の撤去方法を実施するための装置。
【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所望の長さで切断して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既設杭の排出が困難であり、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は使用できない。
そこで、既設杭を所定の長さで輪切りして撤去する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
この方法は、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順次取り出すようにしている。
【０００７】
また、既設杭の鉄筋を切断した後横力を付与して既設杭を切断して撤去するようにしたものも提案されている（特許文献３参照）。
この方法は、既設杭の外周にケーシングを建て込んで、既設杭とケーシングの内周面の間に既設構造物回収装置を設置し、既設杭を切断して排出するようにしている。この既設構造物回収装置は、ケーシングの内周側を掘削する外筒と、既設杭の鉄筋を切断する切欠き形成手段と、既設杭に横力を付与して切断する切断手段と、既設杭を把持する把持手段を備えている。
【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１０−１９５８７３号公報（［０００６］、［００１４］〜［００１５］）。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の特許文献２に開示された既設杭の撤去方法は、既設杭をワイヤーソー装置で完全に切断するので、時間がかかりワイヤーソーの消耗が速いという問題がある。また、ワイヤーソーが切断した既設杭に押し潰されることを防止する必要があり、例えば既設杭を吊持しながら（この例では油圧ジャッキとクサビを複数もうけている）切断しなければならない。
【００１０】
一方、特許文献３に開示された既設杭の撤去方法は、既設杭の鉄筋を切断して横力を付与して切断するので切断時間は短いが、横力を付与させるためにケーシングと既設杭との間の環状間隙を大きくしなければならない。このため、既設杭に対してより大きなケーシングを建て込む必要があり、排土量が多く排土作業に時間がかかるという問題がある。なお、既設杭の外形部はかなり凹凸があるので、この既設構造物回収装置ではケーシング内周部に空間を形成するのが難しく、掘削した土砂の排出も効率が悪い。
【００１１】
そこで本発明は、上記従来の問題点を解消し、既設杭を短時間に切断して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、
既設杭を囲むようにケーシングを回転圧入装置で建込んで既設杭を撤去する方法において、内周面にスパイラル翼が付設された筒状の排土具を内装係止したケーシングを既設杭の外周部に回転圧入して既設杭とケーシングの間の土砂を排出し、該排土具を引き上げて形成された空間に切断手段を備えた鉄筋切断具を挿入してケーシングに係止し、該鉄筋切断具を作動させるとともにケーシングを回動させて既設杭の鉄筋を切断し、ケーシングを既設杭に係止してケーシングを回転させて切断することを特徴としている。
【００１３】
本発明は、既設杭の外周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、この空間に切断手段を挿入して既設杭の鉄筋を切断し、既設杭を把持して捩じ切り撤去するようにしたものである。
また、ケーシングと既設杭の間の土砂を除去、既設杭の鉄筋の切断および既設杭の捩じ切りは、回転圧入装置の動力によって行うようにしたものである。
【００１４】
排土具はケーシングに予め装着して回転圧入装置で建て込んでもよいし、ケーシングを少し建て込んでからクレーンで吊持して排土具をケーシングに装着してもよい。
鉄筋切断具に付設される切断手段は既設杭の鉄筋が切断可能であれば特に問わない。例えば、ワイヤソーや超高圧水（ウオータージェット）、あるいは内径側へ進出可能にしたカッタビットでもよい。また、鉄筋切断具は切断手段が取り付けられ、ケーシングと既設杭との空間に挿入可能なものであればよい。
【００１５】
ケーシングを既設杭に係止して既設杭を捩じ切る手段は、鉄筋切断具に付設してもよいし、別途ケーシングと既設杭の空間に挿入して、ケーシングおよび既設杭に係止させるようにしたものでもよい。
この発明を実施するための装置は請求項２に記載のように、内周下部に係止部材を固設したケーシングと、ケーシングに内装可能な筒状で内周面にスパイラル翼が付設されケーシングの正転により該ケーシングの係止部材に係合する係止金具を外周に備えた排土具と、ケーシングと既設杭の間に挿入可能な筒状で内周部に切断手段を備え、ケーシングの正転により該ケーシングの係止部材に係合する係止金具を外周に備えた鉄筋切断具と、ケーシングと既設杭の間に挿入可能な筒状で内周部に既設杭に係止する杭係止手段を備え、ケーシングの正転により該ケーシングの係止部材に係合する係止金具を外周に備えた杭捩り具とで構成したものとするのが望ましい。
【００１６】
排土具は筒状の形状をしており、内側には螺旋状のスパイラル翼が付設され、ケーシングに係止してケーシングの回転圧入によって既設杭の外周部の土砂を掘削するとともに上方へ押し上げて排除するものである。
既設杭の外周部の土砂の掘削は最下部のスパイラル翼の下端にカッタビットを付設するか、ケーシングの下部に取付部材を固設してカッタビットを付設すればよい。
【００１７】
鉄筋切断具に付設される切断手段は特に問わないが、請求項３に記載のように、筒体の上部に駆動プーリを設けるとともに、該筒体の内周下部に固定プーリと移動可能な可動プーリを配置してダイヤモンドワイヤソー（ダイヤモンド砥粒を埋め込んだワイヤ）をエンドレスに架け渡したものとするのが望ましい。
【００１８】
杭捩り具は鉄筋切断具とは別のもので、筒状で内周部に既設杭に係止する杭係止手段を備え、ケーシングの回転で既設杭を捩じ切り、さらに、既設杭を吊り上げて撤去できる。また、杭係止手段は、例えば、油圧シリンダでバンドを締め込むか、係止爪を既設杭へ食い込むようにしたものでもよい。また、ケーシングの回転または引き込みによって、係止爪を既設杭へ食い込むようにしたものでもよい。
【００１９】
ケーシングの内周に固設される係止部材は、排土具、鉄筋切断具および杭捩り具の係止金具とケーシングの正転によって係合するもので、その形状などについては特に問わない。
【００２０】
【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。
この実施の形態では、既設杭を撤去するための装置として、回転圧入装置１と、排出具１０と、鉄筋切断具２０と、杭捩り具３０を使用している。
【００２１】
回転圧入装置１は、場所打ち杭を施工するオールケーシング工法に使用される施工機である。これは、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に連結された昇降フレーム２を備え、この昇降フレーム２にはケーシング５が挿通されるテーパ孔を有する回転フレームが回転可能に支持されている。そして、上部フレーム７に連結されたチャックシリンダによってケーシングとテーパ孔との間に楔部材を挿入して、回転フレームとケーシング５とを締結するように構成されている。建込みは、ケーシング５を回転フレームに把持した状態でモータにより回転フレームを回転駆動させるとともに昇降シリンダ４を下降させることによりケーシング５を回転させながら地中に押し込んでいる。
【００２２】
ケーシング５は図２に示すように、下端に掘削ビット５ａが付設されている。そして、ケーシング５の下部内側には排出具１０と鉄筋切断具２０に付設された係止金具１５（Ａ部詳細参照）、および杭捩り具３０に付設された係止金具１６（図５Ｃ部詳細参照）と係合する係止部材５ｂが固設されている。また、ケーシング５の下部には中央部を切り欠いた円盤状の取付部材５ｃが若干傾斜させて固設され、その下部にカッタビット５ｄが付設されている。なお、カッタビット５ｄ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】
排出具１０は、ケーシング５に内装係止されて回転圧入されることにより、既設杭とケーシングの間の土砂を掘削して排出するもので、図２に示すように、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。
【００２４】
なお、スパイラル翼１２の下端に点線で記載した１２ａはケーシング５と既設杭９の間の土砂を掘削するためのカッタビットで、上記ケーシング５の下端の取付部材５ｃおよびカッタビット５ｄを付設しない場合に設けられる。
筒体１１の上端にはクレーンで吊持するための吊金具１３が付設されている。吊金具１３には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。吊りロープを緩めたときは係止材１３ａが既設杭９に係止するようにしている。
【００２５】
筒体１１の下端の外径部にはケーシング５の係止部材５ｂ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５に固設した棒状の係止部材５ｂに嵌合するようにコ字状をしており、ケーシング５の正転・逆転によって着脱する。
【００２６】
鉄筋切断具２０は排土具１０によって形成されたケーシング５と既設杭９の間の空間に挿入し、既設杭９の鉄筋を切断するためのもので、図３に示すように、筒状の筒体２０ａに切断手段が装備されたものである。
切断手段は、筒体２０ａの上端に設けた油圧モータで駆動する駆動プーリ２６と、筒体２０ａの内側に設けた固定プーリ２３，２４および固定プーリ２１と可動プーリ２２にダイヤモンドワイヤソー２９がエンドレスに架け渡されている。
【００２７】
駆動プーリ２６は、筒体２０ａの上端に固設したブラケット２７にシリンダ２８を介して上下方向に移動可能に設けられている。また、固定プーリ２３，２４は筒体２０ａの内側上部に設けられ、固定プーリ２１と可動プーリ２２は筒体２０ａの内側下部に設けられている。
【００２８】
可動プーリ２２は筒体２０ａの下部内周面に固設された取付部材２０ｂに移動可能に設けられており、任意の位置で固定することができる。可動プーリ２２の移動できる範囲は図４に示すように、固定プーリ２１の付近からＳの位置までとしている。そして、鉄筋を切断するときは、可動プーリ２２を鉄筋９ａが切断できる位置（実線で示す）に固定する。
【００２９】
なお、２５はテンションプーリである。また、１５はケーシング５の係止部材５ｂと係合する係止金具で上記の排土具１０に付設されているものと同じであり、２７ａは吊金具で上記の排土具１０に付設されているものと同じである。
杭捩り具３０は、鉄筋が切断された既設杭９を係止してケーシング５の回転によって捩じ切り撤去するためのもので、図５に示すように、円筒状の係止リング３１と吊リング３２をロープ３３で連結している。
【００３０】
吊リング３２の上端には吊金具３４が付設され、係止リング３１の内側下端に固設された取付部材３１ａに杭係止手段４０が複数個（この例では９０度ピッチで４個）設けられている。また、係止リング３１の外周下端にはケーシング５の係止部材５ｂと係合する係止金具１６が付設されている。
【００３１】
係止リング３１の上端には吊りロープ３３を接続する連結金具３５が付設されており、連結金具３５にはＤ部詳細に示すように、係止材３５ａがピンで回動可能に連結され、係止材３５ａに吊りロープ３３が連結されている。また、係止材３５ａにはバネ３６を介して係止爪４２に連結されるワイヤ３７が付設されている。そして、吊りロープ３３が緩んだときには、係止材３５ａが既設杭９に係止される。
【００３２】
杭係止手段４０は図６に示すように、係止リング３１の取付部材３１ａに係止爪４２をピン４１で水平方向に回動可能に取り付けられ、係止爪４２の水平方向両側にはストッパとコイルバネ４３が設けられている。
そして、ケーシング５が正転したときは、係止爪４２はストッパ４４によって保持され既設杭９に食い込む。なお、係止爪４２は前記連結金具３５の係止材３５ａに連結されるワイヤ３７がシーブ３８を介して係止されており、杭捩り具３０をケーシング５に挿入するときには、係止爪４２が格納されるようにしている。
【００３３】
係止金具１６は、上記排土具１０および鉄筋切断具２０に付設された係止金具１５と異なり、ケーシング５の正転によって係止部材５ｂと係合するが、Ｃ部詳細に示すように、上方に対してはフリーとなっている。すなわち、係止金具１６が係止部材５ｂに係合していても杭捩り具３０のみを吊り上げることができる。
【００３４】
次に、上記のように構成された装置によって既設杭を撤去する方法について図７に基づいて説明する。
まず、図７（ａ）に示すように、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５を少し建て込む。そして、排土具１０をクレーンで吊持してケーシング５内に装着する。次に回転圧入装置１を駆動させて正転させ、排土具１０の係止金具１５をケーシング５の係止部材５ｂ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５と連れ回りすることなくケーシングに係止される。
【００３５】
そして、ケーシング５を回転圧入することにより、ケーシング５の下端のカッタビット５ｄによってケーシング５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５の外に排出する。
【００３６】
ケーシング５を継ぎ足しながら所定の深度まで回転圧入したら、ケーシング５を逆転させて係止金具１５を係止部材５ｂから外し、排土具１０をクレーンで吊り上げる。これにより、既設杭９とケーシング５の間に空間が形成される。
なお、既設杭９とケーシング５の間に土砂が残っている場合は、排土具１０をこの空間に挿入および引き上げを繰り返して取り除く。
【００３７】
次に、図７（ｂ）に示すように、鉄筋切断具２０をクレーンでケーシング５内の下端まで吊り下ろす。このとき、図１の状態となる。なお、鉄筋切断具２０の可動プーリ２２は既設杭９の鉄筋９ａが切断できるように適当な位置に固定しておく。そして、回転圧入装置１を駆動させてケーシング５を正転させ、鉄筋切断具２０の係止金具１５をケーシング５の係止部材５ｂに係合させる。
【００３８】
次に、駆動プーリ２６を駆動し、ダイヤモンドワイヤソー２９を走らせるとともに、ケーシング５を緩やかに回動させる。これにより、既設杭９の外周部から順次切り込まれ、鉄筋９ａを切断する。なお、切断が進むにつれ、ダイヤモンドワイヤソー２９が弛まないようにシリンダ２８によって駆動プーリ２６を上方へ引張し、ダイヤモンドワイヤソー２９が常に一定の張力を維持するようにしている。
【００３９】
既設杭９の鉄筋９ｂを切断したら、ダイヤモンドワイヤソー２９を弛めて鉄筋切断具２０を引き上げる。
次に、図７（ｃ）に示すように、杭捩り具３０をクレーンでケーシング５内の下端まで吊り下ろす。このとき、吊りロープ３３は引張されるので、連結金具３５の係止材３５ａは上方に位置し、これに連動して係止爪４２も格納されている。そして、係止リング３１の下端がケーシング５の係止部材５ｂに当接して吊りロープ３３が緩むと、係止材３５ａおよび係止爪４２は突出し既設杭９に係合する。
【００４０】
そして、回転圧入装置１を駆動させてケーシング５を正転させ、杭捩り具３０の係止金具１６をケーシング５の係止部材５ｂに係合させるとともに、係止爪４２を切断された杭９の下端外周部に食い込ませる。この状態でケーシング５を間欠的に回動させて杭９を捩切る。なお、この作業ではケーシング５の間欠的な回転とともにケーシング５の引抜き作動を行えば、杭９を速やかに切断することができる。
【００４１】
杭９が捩切られたら、係止爪４２を杭９に食い込ませた状態のまま杭捩り具３０を、吊り上げて切断された既設杭９を取り出す。この場合、吊リング３２によって既設杭９が倒れるのを防止するので、簡単に取り出すことができる。
【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、内周面にスパイラル翼が付設された筒状の排土具を内装係止したケーシングを既設杭の外周部に回転圧入して既設杭とケーシングの間の土砂を排出し、該排土具を引き上げて形成された空間に切断手段を備えた鉄筋切断具を挿入してケーシングに係止し、該鉄筋切断具を作動させるとともにケーシングを回動させて既設杭の鉄筋を切断し、ケーシングを既設杭に係止してケーシングを回転させて切断するので、鉄筋の埋設された既設杭を所望の長さで切断して撤去できる。しかも、ケーシングと既設杭の空間が少なく、切断時間が短いので既設杭の撤去の作業効率がよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の既設杭の撤去方法の実施の形態における既設杭の鉄筋を切断する状態を示す斜視図である。
【図２】同　排土具１０の全体を示す側面図である。
【図３】同　　鉄筋切断具２０の全体を示す側面図である。
【図４】同　可動プーリ２２の説明図である。
【図５】同　杭捩り具３０の全体を示す側面図である。
【図６】同　杭係止手段４０を示す全体図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図７】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…ケーシング　　　　　　　　５ａ…掘削ビット
５ｂ…係止部材　　　　　　　５ｃ…取付部材
５ｄ…カッタビット　　　　　７…上部フレーム
９…既設杭　　　　　　　　　　９ａ…鉄筋
１０…排土具　　　　　　　　　　　　　　１１…筒体
１２…スパイラル翼　　　　　　　　　　１２ａ…カッタビット
１３…吊金具　　　　　　　　　　　　１３ａ…係止材
１５，１６…係止金具　　　　２０…鉄筋切断具
２０ａ…筒体　　　　　　　　２０ｂ…支持部材
２１…固定プーリ　　　　　　２２…可動プーリ
２３，２４…固定プーリ　　　２５…テンションプーリ
２６…駆動プーリ　　　　　　２７…ブラケット
２７ａ…吊金具　　　　　　　２８…シリンダ
２９…ダイヤモンドワイヤソー
３０…杭捩り具　　　　　　　　　　　　３１…係止リング
３１ａ…支持部材　　　　　　３２…吊リング
３３…吊ロープ　　　　　　　　　　　　　　３４…吊金具
３５…連結金具　　　　　　　　　　　　　　３５ａ…係止材
３６…バネ　　　　　　　　　　　　　　　　　　３７…ワイヤ
３８…シーブ　　　　　　　　４０…杭係止手段
４１…ピン　　　　　　　　　４２…係止爪
４３…コイルバネ　　　　　　　　　　　　４４…ストッパ
【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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