JP2007138552A - 杭の撤去装置及び杭の撤去方法 - Google Patents

Abstract

【課題】根固め部が形成された杭を地中から撤去する杭の撤去装置及び杭の撤去方法を提供する。
【解決手段】撤去装置Ｔは、地中から撤去する杭の直径よりも大きな内径を有するケーシング１を備えている。ケーシング１の周壁部には、内外部を貫通した逃がし穴１５が複数個設けてある。ケーシング１の下部は交換可能なヘッド部１０である。ヘッド部１０の下端部には、外部ビッド１１と、内部ビッド１２と、羽根部材１４が設けてある。羽根部材１４は、ヘッド部１０の幅と同じ幅厚を有しており、やや湾曲した形状を有している。羽根部材１４は、蝶番部１４０により回動してケーシング１内方に張り出し可能である。羽根部材１４の下端面には、撤去装置Ｔを逆方向に回転させたときに、土の抵抗によって羽根部材１４をケーシング１内方に張り出すようにする抵抗体１４１が設けてある。
【選択図】図１

Description

本発明は杭の撤去装置及び杭の撤去方法に関する。更に詳しくは、根固め部が形成された杭でも地中から撤去することができるようにしたものに関する。

建物の建て替え時には、新たに打ち込む杭の邪魔になるのを防止するため、地中に埋設されている古い杭（既設杭）は撤去する必要がある。従来、このような杭は、大きな直径を有する管体を杭の周りに覆うよう打ち込んで周りからの土圧を受けないようにし、この状態で杭をクレーンで引き上げて撤去されている。

しかし、この撤去方法は杭を強引に地中から引き抜くので、大型のクレーンが必要であり、また、引き抜く途中で杭がちぎれてしまい地中に残ってしまうことがあった。

このような課題を解決するものとして、例えば、特許文献１に開示された杭の撤去装置が知られている。この撤去装置は、杭の周りに打ち込む管体（ケーシング）を備え、この下部に土を掘削するビッドと管内方に水平方向に回動可能な羽根が設けられた構造を有している。この撤去装置は、羽根を閉じた状態（管内方に回動していない状態）で管体を順方向に回転させて地中に打ち込み、下部の羽根が杭の先端より深い場所に到達したところで管体を逆方向に回転させる。これにより土から受ける抵抗で羽根を管内方へ回動させることができ、その状態で管体を引き上げて羽根を杭の先端に当てることで、杭を引っ掛けて管体と共に撤去するものである。杭を引っ掛ける羽根は、管体を逆方向に回転させたときに土の抵抗を受けて管内方に回動するように、先側が管内方に折り曲げて形成されている。この羽根の先側は、羽根を閉じた状態にした場合でも、管内方に突出した状態になっている。

ところで杭には、施工する場所の強度等によっては、地中内の下部側にセメントミルクを送り込んで地中内に根固め部を形成し、これにより引き抜きや沈下に対して抗力を有するようにしたものがある。

実開平７−２５３８号公報

上記した特許文献１記載の撤去装置を使用して、根固め部が形成された杭を引き抜く場合には、次のような課題がある。
特許文献１記載の撤去装置は、上記したように羽根を閉じた状態でも、羽根の先側が管内方に突出した状態になっている。そのためセメントミルクが硬化してできた根固め部を有する杭を撤去する場合では、羽根の先側が根固め部に引っ掛かってしまい、それ以上地中に打ち込むことができない。つまり、上記した撤去装置では、羽根を杭の先端より深い場所に到達させることができないので、根固め部が形成された杭は撤去することができない。

本発明の目的は、根固め部が形成された杭でも地中から撤去することができる、杭の撤去装置及び杭の撤去方法を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明が講じた手段は次のとおりである。
第１の発明にあっては、
地中に埋設してある杭を撤去する撤去装置であって、
管体を備えており、
当該管体は、
地中の障害物を破砕、掘削または切断するビッドと、
管体を打ち込み時と逆方向に回転することによって管体内方に張り出すことができ、その状態で上記管体を引き上げたときに杭の撤去可能な位置と当接して、管体と共に当該杭を地中から撤去することができるようにする羽根部材と、
管体を打ち込み時と逆方向に回転したときに土の抵抗を受けることによって羽根部材を管体内方に張り出すようにする抵抗手段と、
を備えており、
羽根部材及び抵抗手段は、管体を打ち込むときには管体の厚み幅内に収まっており管体内方に突出した部分が形成されないよう構成してあることを特徴とする、
杭の撤去装置である。

第２の発明にあっては、
羽根部材は、管体の周壁部の一部を切り取って、当該周壁部が水平方向に回動して管体内方に張り出すよう設けてあることを特徴とする、
第１の発明に係る杭の撤去装置である。

第３の発明にあっては、
羽根部材は、管体の下端部を含む周壁部の一部を切り取って、当該周壁部が水平方向に回動して管体内方に張り出すよう設けてあり、羽根部材を管体内方に張り出すようにする抵抗手段は、羽根部材の下面から下方に突起状物を設けて構成してあることを特徴とする、
第１の発明に係る杭の撤去装置である。

第４の発明にあっては、
管体の外周部側または内周部側にあたる地中に流体を送ることができる流体噴射手段が設けてあることを特徴とする、
第１，第２または第３の発明に係る杭の撤去装置である。

第５の発明にあっては、
打ち込み時と逆方向に回転することによって管体内方に張り出す羽根部材を備えた管体を使用して、地中に埋設してある杭を撤去する撤去方法であって、
羽根部材が管体内方に突出しない状態で、管体を回転させながら地中に押し込んで杭の周りに打ち込むステップ、
羽根部材が杭の撤去可能な位置に到達したところで管体を逆方向に回転させて、羽根部材を管体内方に張り出すステップ、
羽根部材が管体内方に張り出した状態で管体を引き上げて、管体と共に杭を地中から撤去するステップ、
を含むことを特徴とする、
杭の撤去方法である。

なお、特許請求の範囲及び次の作用の欄では、本発明の各構成要件のそれぞれに、後述する実施の形態において各部に付与した符号を対応させて付与して説明している。しかし、この符号の付与はあくまで説明の理解を容易にするためであって、各構成要件の上記各部への限定を意味するものではない。

（作 用）
本発明の作用を説明する。地中に埋設してある杭の撤去は、まず、撤去装置(T)を構成する管体(1)を回転させながら地中に押し込んで杭の周りに打ち込む。次に、羽根部材(14)が杭の撤去可能な位置に到達したところで管体(1)を逆方向に回転させて、羽根部材(14)が管体(1)内方に張り出すようにする。羽根部材(14)は、管体(1)を逆方向に回転させることにより、抵抗手段(141)が土の抵抗を受けることで管体(1)内方に張り出す。この状態で管体(1)を引き上げて、張り出した羽根部材(14)を杭の撤去可能な位置と当接させる。そして、このまま管体(1)を引き上げる。これにより杭は、羽根部材(14)に引っ掛かった状態となり管体(1)と共に地中から撤去される。

撤去装置(T)によれば、羽根部材(14)を管体(1)の厚み幅内に収めることができ、管体(1)内方に突出した部分が形成されないようにできるので、例えば、根固め部を有する杭の場合でも、羽根部材(14)が根固め部に引っ掛かったりすることなく、ビッド(11,12)で根固め部を切断しながら打ち込むことができる。

管体(1)の外周部側または内周部側にあたる地中に流体を送ることができる流体噴射手段(13a,13b)が設けてあるものは、噴射した流体によって土を解しながら打ち込まれる。

本発明によれば、羽根部材を管体の厚み幅内に収めることができ、管体内方に突出した部分が形成されない状態で打ち込むことができる。従って、例えば、根固め部を有するような杭の場合でも、羽根部材が根固め部に引っ掛かったりすることなく、ビッドで根固め部を切断しながら打ち込むことができる。つまり、本発明によれば、根固め部が形成された杭でも撤去することができる。

本発明の実施の形態を図面に基づき更に詳細に説明する。
図１は本発明に係る杭の撤去装置の一実施の形態を示しており、下方側から見た要部拡大斜視説明図、
図２は図１に示す撤去装置の底面図、
図３は図２に示す撤去装置のＡ−Ａ縦断面図である。

撤去装置Ｔは、所要長さを有する管体であるケーシング１を備えている（長さについては図４ないし図７を参考）。ケーシング１は、地中から撤去する杭の直径よりも大きな内径を有している。ケーシング１の周壁部には、ケーシング１内に噴射された水を外部に逃がすための逃がし穴１５が、内外部を貫通した状態で長さ方向に所要間隔をあけて略全長にわたって複数個設けてある。なお、本実施の形態で示すケーシング１は鋼管を用いて形成したものを使用したが、これは限定するものではなく、例えば、コンクリートを用いたものを使用することもできる。

ケーシング１の下部は交換可能なヘッド部１０である。ヘッド部１０はケーシング１の他の部分よりも厚幅であり、外径もやや径大な短管形状を有している。ヘッド部１０は消耗した際に取り替えられる。

ヘッド部１０について詳述する。
ヘッド部１０の下端部には、地中の障害物を破砕、掘削または切断する外部ビッド１１と内部ビッド１２が設けてある。外部ビッド１１は外周部から下方に突出し、内部ビッド１２は下端面から下方に突出するよう設けてある。外部ビッド１１と内部ビッド１２は、所要間隔をあけて全周にわたり交互に配置してある。本実施の形態で示す外部ビッド１１と内部ビッド１２はそれぞれ３箇所ずつ交互に設けた状態のものを示したが、これは限定するものではなく、数は任意に設定できる。なお、外部ビッド１１と内部ビッド１２は公知技術のものを使用したので、構造についての詳細な説明は省略する。

ヘッド部１０の下端部のうち外部ビッド１１と内部ビッド１２が設けられていない部分には、ケーシング１を順方向に回転させて打ち込む時と逆方向に回転することによって、ケーシング１内方に張り出すことができる羽根部材１４が設けてある。羽根部材１４は、ヘッド部１０の下端部を含む周壁部の一部を切り取って形成してある。従って、羽根部材１４は、ヘッド部１０の幅と同じ幅厚を有しており、やや湾曲した形状を有している。この羽根部材１４は、一方の側部に蝶番部１４０を設けることによって、水平方向に回動してケーシング１内方に張り出し可能に設けてある。

羽根部材１４は、蝶番部１４０と反対側の側部端面が、図２に示すよう斜めに切断することで、外方には回動できないようにしてある。具体的には、内周面と外周面の円弧部分が略同じ長さを有するよう形成してある。

また、羽根部材１４の下端面には、羽根部材１４をケーシング１内方に張り出すようにする抵抗手段である抵抗体１４１が設けてある。抵抗体１４１は下方に突出した突起状物を形成するよう設けてある。羽根部材１４は、ケーシング１内方で張り出したときに、杭の先端と当接してケーシング１と共に杭を地中から撤去することができる大きさに形成してある。

ケーシング１（ヘッド部１０を含む）の外周部の対向する２箇所には、流体噴射手段である水噴射装置１３ａ，１３ｂが設けてある。水噴射装置１３ａ，１３ｂは、ケーシング１の長さ方向に沿って直線状に延びた状態で設けてある送水管１３０ａ、１３０ｂと、その先端に設けた水噴射ノズル１３１ａ、１３１ｂを備えている。

送水管１３０ａ、１３０ｂの外部には略全長にわたってカバー部材１３２ａ、１３２ｂが覆うように設けてあり、送水管１３０ａ、１３０ｂがケーシング１の外部に露出しないようにしてある。本実施の形態で示すカバー部材１３２ａ、１３２ｂは、等辺山形鋼を使用して形成したものを示したが、カバー部材の形状は特に限定するものではない。しかし、カバー部材はケーシング１を回転させたときに土から相当の土圧を受けるので、この土圧ができるだけ小さくできる形状が好ましい。

水噴射ノズル１３１ａは、ヘッド部１０の下端側近傍に、外部ビッド１１と内部ビッド１２側に水が噴射できるよう下向きに設けてある。また、水噴射ノズル１３１ｂは、水噴射ノズル１３１ａよりやや上部側となる位置に、ケーシング１を外側から貫通して内部の斜め下方に水が噴射できるよう設けてある（図３参照）。各水噴射ノズル１３１ａ、１３１ｂの両側には、ケーシング１を回転させたときに土が直接水噴射ノズル１３１ａ、１３１ｂに当たらないようにする堤部材１３３ａ、１３３ｂが設けてある。各堤部材１３３ａ、１３３ｂは、それぞれ所要高さを有するよう形成してある。また、各堤部材１３３ａ、１３３ｂには、棒状の架設部材１３４が所要間隔をあけて複数本設けてある。

（作 用）
図４は杭上部の周りの土を取り除き、撤去装置を杭打ち機によって吊り下げた状態を示す使用状態説明図、
図５は図４に示す状態から撤去装置を地中に打ち込んだ状態を示す使用状態説明図、
図６は撤去装置の内部から杭を引き抜く状態を示す使用状態説明図、
図７は地中に残った杭を撤去する状態を示す使用状態説明図である。

図１ないし図７を参照して、本実施の形態で示す撤去装置Ｔの使用方法及び作用を説明する。なお、本実施の形態では、地中に埋没しており、下部側にはセメントミルクによる根固め部８０が形成してある状態の杭８を撤去する場合について説明する。また、本実施の形態では、撤去装置Ｔを地中に打ち込んだり地中から引き上げたりする土木機械として、いわゆる杭打ち機９を使用した。詳しくは杭打ち機９は、垂直方向に延びたリーダー９０にラック９００が略全長にわたり設けてあり、撤去装置Ｔを上下動させる昇降装置９１がピニオンギア（符号省略）を介してこのラック９００に対し昇降する構造を有するもの（例えば、特開２００４−１５００７８号に開示されたもの）を使用した。

図４を参照する。まず、杭８が地中に埋没した状態になっているので、地盤の上層を掘り返して杭８の上部を露出した状態にする。そして、杭８の近傍に金属製の箱体からなる足場部材を上面が地盤表面と略面一になるよう埋設して、杭打ち機９が安定した状態で設置できるようにする。なお、杭の上部が予め地表に露出しているものを撤去する場合は、この工程は必要ない。

次に、杭打ち機９の昇降装置９１に撤去装置Ｔの上部を取り付け、昇降装置９１をラック９００の上部に移動させて撤去装置Ｔを吊り下げた状態にする。杭打ち機９は、昇降装置９１を下降させることにより撤去装置Ｔのケーシング１内に杭８が配置される位置に設置する。

図５を参照する。昇降装置９１によって撤去装置Ｔを回転させて、羽根部材１４がヘッド部１０の厚み幅内に収まってケーシング１内方に張り出さない状態で昇降装置９１を下降させて、杭８の周りにケーシング１が設けられるよう撤去装置Ｔを地中に打ち込む。
撤去装置Ｔは、水噴射装置１３ａ，１３ｂによって水噴射ノズル１３１ａ，１３１ｂから水を噴射して、ケーシング１の内外部の土を水圧で解しながら打ち込まれる。ケーシング１内に噴射された水は、逃がし穴１５からケーシング１の外部に流れ出て内部に溜まらないようになっている。

杭８の下部側には、セメントミルクによる根固め部８０が形成してあるので、ある程度の深さまで打ち込むと、ヘッド部１０の下端部に設けてある外部ビッド１１と内部ビッド１２がこの根固め部８０に当たる。撤去装置Ｔは、ラック９００に設けられた昇降装置９１を下降させて打ち込まれており、下方に強い力で押し込まれながら回転しているので、外部ビッド１１と内部ビッド１２で根固め部８０を切断しながら打ち込まれる。つまり、撤去装置Ｔは、羽根部材１４がヘッド部１０の周壁部の一部を切り取って形成してあり、打ち込み時にはヘッド部１０の厚み幅内に収まってケーシング１内方に張り出さないようにしてあるので、従来のもののように根固め部８０に引っ掛からず打ち込まれる。

図６を参照する。羽根部材１４が杭の先端より深い場所に到達したところで撤去装置Ｔの打ち込みを止め、水噴射装置１３ａ，１３ｂへの水の供給も止める。こうして杭８にかかっていた土圧がケーシング１にかかるようにし、ケーシング１内の土も水で解した状態で、杭８の露出している上部と杭打ち機９のリーダー９０の上部から垂れ下がっているクレーンフック９０１とに玉掛けワイヤー９２を掛けて杭８を上方へ引き抜く。しかしながら杭８は、全体が抜けずに途中で折れて下部側が地中に残った状態になることがある。

図７を参照する。杭が途中で折れて下部側が地中に残った場合は、撤去装置Ｔを打ち込み時の順方向とは逆方向に回転させて、羽根部材１４をケーシング１内方に張り出すように回動させる。詳しくは羽根部材１４は、撤去装置Ｔが逆方向に回転することにより、下端面に設けてある抵抗体１４１が土の抵抗を受けるので、蝶番部１４０を中心としてケーシング１内方に張り出すよう回動する。

羽根部材１４は、杭８の先端より深い位置でケーシング１内方に張り出しているので、昇降装置９１を上昇させて撤去装置Ｔを引き上げることにより、杭８の先端と当たった状態になる。そしてこの状態のまま撤去装置Ｔを引き上げることにより、杭の地中に残った部分は撤去装置Ｔと共に地中から引き上げられる。こうして地中に残った部分の杭８は地中から撤去される。

本実施の形態では、クレーンで杭を引き抜く工程を含めたが、これは限定するものではなく、例えば、長さの短いような杭の場合では、クレーンで引き抜く工程を含めず、撤去装置Ｔの引き上げと共に撤去することもできる。

また、本実施の形態では説明していないが、撤去する杭が長尺物である場合は、撤去装置Ｔは、打ち込みながらケーシングを長さ方向に複数本繋いで、杭に対応するよう地中で長尺物の状態にすることによって構成される。

本実施の形態では、リーダー９０にラック９００が設けてあり、昇降装置９１がピニオンギア（符号省略）を介してこのラック９００に対し昇降するようにした構造を有する杭打ち機９を使用したが、これは限定するものではなく、土木機械は、撤去装置Ｔを地中に打ち込んだり地中から引き上げたりできれば特に限定するものではない。例えば、撤去装置Ｔを押し込まず、回転することにより自重で地中に入っていくタイプのものを使用することもできる。

本実施の形態では流体噴射手段として水噴射装置１３ａ，１３ｂを挙げ、水を噴射するようにしたが、これは限定するものではなく、流体噴射手段からは空気（エア）を噴射することもできる。

本明細書で使用している用語と表現は、あくまでも説明上のものであって、なんら限定的なものではなく、本明細書に記述された特徴およびその一部と等価の用語や表現を除外する意図はない。また、本発明の技術思想の範囲内で、種々の変形態様が可能であるということは言うまでもない。

本発明に係る杭の撤去装置の一実施の形態を示す要部拡大斜視説明図。 図１に示す撤去装置の底面図。 図２に示す撤去装置のＡ−Ａ縦断面図。 杭上部の周りの土を取り除き、撤去装置を杭打ち機によって吊り下げた状態を示す使用状態説明図。 図４に示す状態から撤去装置を地中に打ち込んだ状態を示す使用状態説明図。 撤去装置の内部から杭を引き抜く状態を示す使用状態説明図。 地中に残った杭を撤去する状態を示す使用状態説明図。

符号の説明

Ｔ 撤去装置
１ ケーシング
１０ ヘッド部
１１ 外部ビッド
１２ 内部ビッド
１３ａ，１３ｂ 水噴射装置
１３０ａ，１３０ｂ 送水管
１３１ａ，１３１ｂ 水噴射ノズル
１３２ａ，１３２ｂ カバー部材
１３３ａ，１３３ｂ 堤部材
１３４ 架設部材
１４ 羽根部材
１４０ 蝶番部
１４１ 抵抗体
１５ 逃がし穴
８ 杭
８０ 根固め部
９ 杭打ち機
９０ リーダー
９００ ラック
９０１ クレーンフック
９１ 昇降装置
９２ 玉掛けワイヤー

Claims (5)

1. 地中に埋設してある杭を撤去する撤去装置であって、
   管体(1)を備えており、
   当該管体(1)は、
   地中の障害物を破砕、掘削または切断するビッド(11,12)と、
   管体(1)を打ち込み時と逆方向に回転することによって管体(1)内方に張り出すことができ、その状態で上記管体(1)を引き上げたときに杭の撤去可能な位置と当接して、管体(1)と共に当該杭を地中から撤去することができるようにする羽根部材(14)と、
   管体(1)を打ち込み時と逆方向に回転したときに土の抵抗を受けることによって羽根部材(14)を管体(1)内方に張り出すようにする抵抗手段(141)と、
   を備えており、
   羽根部材(14)及び抵抗手段(141)は、管体(1)を打ち込むときには管体(1)の厚み幅内に収まっており管体(1)内方に突出した部分が形成されないよう構成してあることを特徴とする、
   杭の撤去装置。
2. 羽根部材(14)は、管体(1)の周壁部の一部を切り取って、当該周壁部が水平方向に回動して管体(1)内方に張り出すよう設けてあることを特徴とする、
   請求項１記載の杭の撤去装置。
3. 羽根部材(14)は、管体(1)の下端部を含む周壁部の一部を切り取って、当該周壁部が水平方向に回動して管体(1)内方に張り出すよう設けてあり、羽根部材(14)を管体(1)内方に張り出すようにする抵抗手段(141)は、羽根部材(14)の下面から下方に突起状物を設けて構成してあることを特徴とする、
   請求項１記載の杭の撤去装置。
4. 管体(1)の外周部側または内周部側にあたる地中に流体を送ることができる流体噴射手段(13a,13b)が設けてあることを特徴とする、
   請求項１，２または３記載の杭の撤去装置。
5. 打ち込み時と逆方向に回転することによって管体内方に張り出す羽根部材を備えた管体を使用して、地中に埋設してある杭を撤去する撤去方法であって、
   羽根部材が管体内方に突出しない状態で、管体を回転させながら地中に押し込んで杭の周りに打ち込むステップ、
   羽根部材が杭の撤去可能な位置に到達したところで管体を逆方向に回転させて、羽根部材を管体内方に張り出すステップ、
   羽根部材が管体内方に張り出した状態で管体を引き上げて、管体と共に杭を地中から撤去するステップ、
   を含むことを特徴とする、
   杭の撤去方法。

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