(57)【要約】【課題】不要になった地中の杭を引き抜くための装置で、杭と地盤との摩擦抵抗を低減させてスムーズに打ち込める方法を提供する。【解決手段】シートパイル１１の先端に長さの短い銅管１２を溶接し、該銅管１２は、引き抜く杭の外径より内径が少し大きめで、シートパイル１１に重ねて溶接してある。この銅管１２は、杭１と地盤との摩擦抵抗を切る目的で取付られている。更に、シートパイル１１の内側に、導水パイプ１３が取り付けてある。その導水パイプ１３の先端のジェットノズルから高圧水を出すことで、シートパイル１１と杭１にかこまれた閉塞部分Ｆをゆるめることができるので、結果として、引抜装置１０がスムーズに打ち込む事ができる。シートパイル１１を用いたことで、従来の銅管を用いた方法２０に比べ半分以下の時間で地中に打込むことができるので、非常に効率がよく経済的である。【選択図】    図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地中の杭を引抜くための装置において、１枚のシートパイルの先端に長さの短い鋼管を溶接し、該鋼管は、引抜く杭の外径より内径が少し大きめで、シートパイルに重ねて溶接し、更に、シートパイルの内側に導水パイプを１本ないし、複数本取り付け、その導水パイプの先端のジェットノズルから高圧水を出しながら、杭と地盤との摩擦抵抗を低減させて打込みすることを特徴とする杭の引抜装置。
【請求項２】
引抜く杭の外径より内径が少し大きめで、長さの短い鋼管を２枚のシートパイルの先端で挟み付ける様に溶接し、使用するシートパイルが長い場合、適切な位置にシートパイル同士をプレートで継ぎ材を取ったことを特徴とする請求項１に記載の杭の引抜装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、地中に設置されていた構造物の支持杭が不要になったため、地中より引抜くための装置で、従来の方法に比べ、地中に打込む材料の表面積を少なくし、かつ、打込む材料と杭との間の土の閉塞状態を緩和させることにより、引抜装置の打込み時間を短縮して引抜作業の効率化をはかる杭の引抜装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
不要になった杭を地中より引抜くための装置として、杭と地中の地盤との摩擦抵抗を切るために、引抜く杭の外径より内径が大きめの鋼管を使用し、その内径に導水パイプ及びパイプの先端にジェットノズルを取り付け、その鋼管の中に引抜く杭を挿入した後、鋼管をバイブロハンマーを用いて打込み、更に、ジェットノズルから高圧水を出しながら、杭と地中の地盤との摩擦抵抗を切っている。
鋼管の内側に導水パイプを配する方法だけでなく、鋼管の外側に導水パイプを配する方法も通常一般的に行なわれている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の鋼管を用いて地中の杭と地盤との摩擦抵抗を切る方法は、引抜く杭の先端までの長い鋼管が必要である。
鋼管を地中に打込む時の土の摩擦抵抗は、鋼管の外周部の表面積と内径の表面積の和に比例する。
引抜く杭が長く、径の大きい場合には、ジェットノズルから高圧水を出しながら打込みしても鋼管の表面積が大きいため土の摩擦抵抗が大き過ぎて、杭の先端まで引抜装置を打設するのに非常に多くの時間を要している。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
地中に打込む装置そのものの表面積を小さくすることが、地中の地盤との摩擦抵抗を小さくできる最大の必要条件である。
そのため、本発明の請求項１は、引抜く杭周囲の摩擦抵抗を切るために打込む鋼管を先端のみの短い物とし、それをシートパイルの先端に溶接し、シートパイルの内側に高圧水を送る導水パイプを１本ないし、複数本取り付け、その導水パイプの先端のジェットノズルから高圧水を出しながら、杭の周りを削孔しながらバイブロハンマーによってシートパイルを打設する方法である。
請求項２は、シートパイルを２枚用いて、長さの短い鋼管を先端で挟み付ける様に溶接して取り付け、適切な位置に、シートパイル同士をプレートで継ぎ材を取った座屈強度を高めた引抜装置である。
請求項２の引抜装置は、引抜く杭が長い時や、硬い地盤の時に使用すると効果が高く、有効的である。
【０００５】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の杭の引抜装置の側面図を示したものである。図２は、シートパイル部分Ａ−Ａの断面図、図３は、本装置の先端部Ｂ−Ｂの断面図で、短い鋼管がシートパイルに溶接されている。
図４は図３と同一形状であるが、シートパイルの内側に取り付けた導水パイプの取付け位置をシートパイルのフランジ面の中央に取り付けた状態の図で導水パイプの取り付けは、シートパイルの内側ならばどこに取り付けても良い事を示した図である。
図５は、本発明の引抜装置の実際の打込み状態を示した側面図である。
具体的な施工及び打設方法について図５で説明する。
一般的なバイブロハンマー、ジェット併用打込み方法は図１５に示す通りである。
図１５のシートパイル３４を本発明の引抜装置を打込むことに置き換えれば、施工手順は同一である。
まず、地表面から杭の天端下、１．０ｍ程度までバックホーで掘削する。次に杭の引抜装置１０をクローラークレーン３１で吊り上げ、先端の鋼管１２を引抜く杭１に挿入する。挿入完了後、バイブロハンマーの先端に付いているチャック３４にシートパイル１１の天端部のウェブをチャッキングする。
チャッキング完了後、バイブロハンマーのバイブロを駆動させ、更にジェットノズルから高圧水を出しながら打込みを行なっていく。打込みが進むにつれて、打込みに対する土の摩擦抵抗も増大する。具体的には、杭とシートパイルの位置関係、Ｃ−Ｃ断面を表した図６の斜線部分に示す様に、杭とシートパイルにかこまれた閉塞部分Ｆが圧密され、この部分の土の摩擦抵抗が非常に強くなり、打込みが深く成るに従って、土の摩擦抵抗のために打設スピードが急激に落ちてくる。
本発明の請求項１に記載の通り、この閉塞された部分にジェットノズルから高圧水を出すことで、閉塞部分の地盤をゆるめることができるので、結果として、閉塞部分の圧密状態を生じさせないため、引抜装置のシートパイルがスムーズに打込むことができる。
図７は、シートパイル先端部を示すＤ−Ｄの断面図である。先端の鋼管は、シートパイルと溶接されており、杭と地盤との摩擦面を地切りし、土の摩擦抵抗を無くす目的のために取り付けられている。更に、杭に鋼管が挿入されているため、シートパイルを、杭に添って垂直に打込むための役目も担っている。
【０００６】
図８は、請求項２の引抜装置の側面図である。杭の打設されている地盤が硬い時や、杭長が長い場合、請求項１の図１の装置では、１枚のシートパイルの座屈強度が弱く、シートパイル長が長くなると、打込み荷重が垂直に充分伝達されない不備が生じる。
この点を解決するために、請求項２ではシートパイル２枚を使用し、更に座屈強度を増加させるために、適切な位置に、シートパイル同士をプレートで継ぎ材を取って座屈強度を増した引抜装置の形である。この方法を採用することにより、シートパイルの座屈強度が大幅にアップするため、杭長の長い物にも打込み荷重伝達が完全に行なわれるので、長杭の引抜きにも効果が発揮される。
図９は、シートパイル部分のＥ−Ｅの断面図、図１０は、シートパイル先端部Ｆ−Ｆの断面図を示す。
【０００７】
図１１は、杭の引抜装置として使用されている従来型の一般工法を示す正面図、図１２は、鋼管部分Ｇ−Ｇの断面図、図１３は、従来型の一般工法の引抜装置を杭に挿入した状態のＨ−Ｈ部分の断面図で、導水パイプが鋼管の内側に配されている図である。導水パイプを鋼管の外側に取り付けた状態図が図１４で、この形も一般的に使用されている。
【０００８】
図１の本発明と、図１１の従来型の一般工法について、土の摩擦抵抗について、それぞれどの様な相違があるか具体例をもって説明する。土の摩擦抵抗と引抜装置の表面積はそれぞれ相関関係にある。即ち、装置の表面積が小さいほど打込み易い事になる。
例題として、
引抜く杭の直径；Ｄ＝５０ｃｍとする
引抜く杭の杭長；Ｌ＝２０ｍとする
従来型の鋼管を用いた従来型の総表面積；Ａ１
導水パイプを内径に配する形で検討すると、
鋼管の外径Ｄ１≒６１ｃｍ  厚さ１．２ｃｍ  とすると、
Ａ１＝｛Ｄ１＋（Ｄ１−２×１．２）｝×π×Ｌ＝７５．１ｍ２
本発明の引抜装置の総表面積；Ａ２
鋼板の外径Ｄ２＝５３．５ｃｍ、厚さ１．２ｃｍ、鋼板の長さ１＝７０ｃｍ、
使用するシートパイルＦＳＰ５Ｌ型（表面積；１．７５ｍ２／ｍ）とすると
Ａ２＝｛Ｄ２＋（Ｄ２−２×１．２）｝×π×１＋１．７５×Ｌ＝３７．３ｍ２
Ａ２／Ａ１＝３７．３／７５．１＝０．５０  となり、
本発明装置図１は従来型一般工法図１１に比べ装置の表面積が半分であり、更に、杭とシートパイルにかこまれた閉塞部分Ｆを高圧水でゆるめることができるので、本発明装置は、従来工法の半分以下の土の摩擦抵抗で打込む事が出来る。
【０００９】
【発明の効果】
上記のように、本発明は、従来の引抜装置に比べ、表面積が１／２でかつ、杭とシートパイルにかこまれた閉塞部分をジェットノズルの高圧水でゆるめることが出来るので、打込み作業が非常に短時間で行なえる。更に、打込み抵抗が少ないため、大型のバイブロハンマーを必要としないので、クローラークレーンも小型の物で作業が行なえるため、安価に施工することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の杭の引抜装置の側面図
【図２】シートパイル部分Ａ−Ａの断面図
【図３】本発明装置の先端部Ｂ−Ｂの断面図
【図４】図３の導入パイプをフランジ面に取付けた断面図
【図５】本発明の打込み状態の側面図
【図６】打込み状態の杭とシートパイルの位置関係Ｃ−Ｃの断面図
【図７】打込み状態のシートパイル先端部  Ｄ−Ｄの断面図
【図８】シートパイル２枚の引抜装置の側面図
【図９】シートパイル２枚の引抜装置  Ｅ−Ｅの断面図
【図１０】シートパイル２枚の引抜装置の先端部Ｆ−Ｆの断面図
【図１１】従来型の引抜装置の打込み状態の側面図
【図１２】従来型の引抜装置  Ｇ−Ｇの側面図
【図１３】従来型の引抜装置の杭の挿入されている部分Ｈ−Ｈの側面図
【図１４】従来型の引抜装置の導水パイプ外側タイプの断面図
【図１５】一般的なバイブロハンマー、ジェット併用打込み方法状況図
【符号の説明】
１．  引抜き杭                  ２１．長い鋼管
１０．杭の引抜装置              ３０．バイブロハンマー・ジェット併用打込
１１．シートパイル              ３１．クローラークレーン
３５．シートパイル              ３２．ブーム
１２．短い鋼管                  ３３．バイブロハンマー
１３．導水パイプ                ３４．チャック
２２．導水パイプ                ３７．ジェットノズル
３６．導水パイプ                ３８．水槽
１５．シートパイル２本の引抜装置  ３９．ユニット
１６．プレートの継ぎ材            Ｆ    杭とシートパイルにかこまれた閉塞
２０．従来型の杭の引抜装置              部分
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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