JP2012002042A - 杭頭切断治具、杭周辺地盤掘削治具並びに杭頭切断治具を用いた杭頭切断方法 - Google Patents

Abstract

【課題】杭周辺部を掘り起こすことなく、杭周辺部の原地盤の支持力に影響を与えることなく杭頭を必要高さに切断することができる杭頭切断治具、杭周辺地盤掘削治具並びに杭頭切断治具を用いた杭頭切断方法を提供する。
【解決手段】 杭頭に載置される本体部３と、本体部３を支点として開閉自在に取り付けられ、先端部の閉方向側に杭を切断する切断刃５を有する少なくとも２枚以上の羽根部４からなる切断キャップ２と、その内周面側に、切断キャップ２の羽根部４間のスリット７に係合する爪部１１が設けられた締付キャップ１０とからなり、締付キャップ１０を切断キャップ２に取り付けることで、羽根部４を閉方向に締付けるとともに、締付キャップ１０の爪部１１が、切断キャップ２の羽根部４間のスリット７に係合し、切断キャップ２と締付キャップ１０とが一体となる杭頭切断治具により解決される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、地盤に打設された杭の天端を切断する杭頭切断治具に関する。

地盤補強のため、地盤に打設する杭の杭頭高さは、杭打設装置の杭頭チャック部が杭頭を保持するために必要な掴み代や、杭を地盤に打設する施工時の状況によって、地盤面からの杭頭高さは所定の高さより高い状態で打設されてしまい、杭によって杭頭高さにばらつきが生じてしまう。

そのため、通常は杭の打設後に、杭頭高さを設計高さに揃えるために、杭頭を切断することが行われている。

特開平８−１０５０４１号公報

しかし、杭頭を必要高さに切断するためには、杭周辺部の地盤を掘り起こし、人が掘り起こした箇所に入って杭切断工具を使って杭を切断する必要があった。

そのため、杭周辺部を掘り起こすためのバックホウや、電動の杭切断工具を使用するための電源を用意しておく必要があった。さらに、杭周辺部の地盤の掘り起こしが広範囲にわたり行われるため、原地盤の支持力が小さくなってしまい、建物の設計において、地盤反力を十分に想定できないといった問題があった。

また、杭切断工具として円形プレート状の砥石が回転するグラインダを使用する場合、回転刃が高速で回転するため、危険作業となり、施工時の安全性確保に注意が必要であった。

本発明は、以上のような問題点に鑑み、杭周辺部を掘り起こすことなく、また杭周辺部の原地盤の支持力に影響を与えることなく杭頭を必要高さに切断することができる杭頭切断治具、杭周辺地盤掘削治具並びに杭頭切断治具を用いた杭頭切断方法を提供することを課題とする。

上記の課題は、地盤に打設された杭の天端を切断する杭頭切断治具であって、該杭頭切断治具は、切断キャップと締付キャップからなり、該切断キャップは、杭頭に載置される本体部と、本体部を支点として開閉自在に取り付けられ、先端部の閉方向側に杭を切断する切断刃を有する少なくとも２枚以上の羽根部からなり、該締付キャップは、その内周面側に、切断キャップの羽根部間のスリットに係合する爪部が設けられ、締付キャップを切断キャップに取り付けることで、羽根部を閉方向に締付けるとともに、締付キャップの爪部が、切断キャップの羽根部間のスリットに係合し、切断キャップと締付キャップとが一体となることを特徴とする杭頭切断治具により解決される。

本杭頭切断治具は、切断キャップと締付キャップとからなり、切断キャップと締付キャップを切断キャップに取り付けて一体化することで、切断キャップの羽根部を閉方向に締付け、切断キャップの羽根部先端に設けられた切断刃が杭の周囲に当接し、さらに締付キャップによる締付で切断キャップの羽根部をさらに閉方向に締付けることで、切断刃で杭を切断することができる。また、締付キャップの内周面側には爪部が設けられ、爪部が切断キャップの羽根部間のスリットに係合するため、切断キャップと締付キャップが一体となって杭の軸廻りに回転させることができ、切断キャップと締付キャップからなる杭頭切断治具の回転にともなって、切断キャップの羽根部先端の切断刃の閉方向への締め付けと杭廻りの回転を同時にすることができ、杭の外周側から中心に向かって暫時切断刃により切断していくことができる。

そして、杭頭の切断を、杭周辺部の地盤を掘り起こし、人が掘り起こした箇所に入って行うことなく実現することができるので、杭周辺部の地盤の掘り起こしのためにバックホウなど大型建設機械を用意する必要がなく、また、地盤の掘り起こしによる原地盤の支持力の低下を防止することができきる。

さらに、切断キャップに締付キャップを取り付け一体化した本杭頭切断治具を、杭の軸方向に回転させるだけなので、杭の切断のために特別な工具を用意することなく、安全に杭頭を切断することができる。

杭頭切断治具において、前記切断キャップには、引寄せ軸部が設けられ、切断キャップに締付キャップを取り付け、引寄せ軸部を操作することで、切断キャップに締付キャップが引寄せられて切断キャップの羽根部が閉方向に閉じながら切断キャップと締付キャップが一体化するとともに、一体化した切断キャップと締付キャップを引寄せ軸部周りに回転させることができるようになっているとよい。

切断キャップに引寄せ軸部が設けられているので、引寄せ軸部を操作するだけで、切断キャップと締付キャップの一体化と、切断キャップと締付キャップの一体化となった杭頭切断治具としての杭の軸廻りの回転とを同時に行うことができる。

杭頭切断治具において、切断キャップと杭頭の間に杭頭切断長さ調整材が介設されているとよい。

杭頭切断長さ調整材の厚みを、切断したい杭頭長さに合わせて選択することで、杭頭から切断キャップの羽根部先端の切断刃までの距離を調整することができ、任意の長さだけ杭頭を切断することができる。

杭頭切断治具の切断対象となる杭がリサイクルプラスチック杭であるとよい。

プラスチック製品をリサイクルして製造されるリサイクルプラスチック杭は、樹脂材であり、切断刃を杭の外周側から内周に向かって暫時切断刃により切断していく切断方法により効率的に切断することができ、本杭頭切断治具を鋼管からなる杭に適用するよりも、より効果的に切断することができる。

また上記の課題は、杭頭切断治具とともに、一方の端部に地盤掘削用の刃が設けられた内部空洞の柱状体であって、地盤面に打設された杭の杭頭に取り付けられ、該杭の周辺部の地盤面を掘削することができることを特徴とする杭周辺地盤掘削治具を併せて利用することにより解決される。

この杭周辺地盤掘削治具は、一方の端部に地盤掘削用の刃が設けられた内部空洞の柱状体であり、地盤に打設された杭の杭頭に覆い被せて、杭の軸廻りに回転させることで、杭の周辺部の地盤のうち、杭頭周りに回転する柱状体である杭周辺地盤切削治具の回転範囲内の地盤を掘削することができ、杭頭切断治具による杭頭の切断に必要な杭頭周辺部の地盤の掘削を必要最小限の範囲で掘削することができる。

この杭周辺地盤掘削治具において、地盤掘削用の刃が設けられた側と反対の端部が開放しているとよい。

地盤掘削用の刃が設けられた側と反対の端部が開放しているので、杭周辺地盤切削治具により掘削された地盤が、地盤掘削用の刃が設けられた側と反対の端部より排出されるので、地盤の掘削を効率的に行うことができる。

また上記の課題は、前記杭周辺地盤掘削治具を地盤に打設された杭の杭頭に取り付ける工程と、
周辺地盤切削治具を該杭の軸廻りに回転させながら杭周辺地盤を掘削し、所定の地盤深さまで掘削する工程と、
周辺地盤切削治具を杭頭から取り外す工程と、
杭の杭頭に前記切断キャップを取り付ける工程と、
該切断キャップに前記締付キャップを取り付ける工程と、
該切断キャップの引寄せ軸部を操作して、締付キャップを切断キャップに一体化させ、締付キャップの爪部が切断キャップの羽根部間のスリットに係合するとともに、切断キャップの羽根部を閉じることで、切断刃を杭の側面に当接させる工程と、
引寄せ軸部を操作することで、一体化された切断キャップと締付キャップを杭廻りに回転させ、該切断刃により杭の外周部を切断する工程と、
からなる杭頭切断治具を用いた杭頭切断方法によっても解決される。

本発明は以上のとおりであるから、杭周辺部を掘り起こすことなく、杭周辺部の原地盤の支持力に影響を与えることなく杭頭を必要高さに切断することができる杭頭切断治具、杭周辺地盤掘削治具並びに杭頭切断治具を用いた杭頭切断方法を提供することができる。

図（イ）は、本発明の実施形態である杭頭切断治具を示す断面正面図、図（ロ）は、同分解断面正面図である。 図（イ）、（ロ）は、それぞれ切断キャップを示す斜視図、図（ハ）は、杭に切断キャップを取り付けた状態を示す断面正面図、図（ニ）は、杭に切断キャップ及び締付キャップを取り付けた状態を示す断面正面図である。 図（イ）は、締付キャップを示す正面図、図（ロ）は、同底面図、図（ハ）は、同斜視図である。 図（イ）、（ロ）は、それぞれ杭周辺地盤掘削治具を示す斜視図である。 図（イ）乃至図（ト）は、杭頭切断治具及び杭周辺地盤掘削治具を用いた杭頭の切断方法を順次示す断面正面図である。

次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１に示す本発明の実施形態である杭頭切断治具１は、切断キャップ２と締付キャップ１０とからなる。１６は、杭頭切断治具１により切断される杭であり、１５は、杭の切断長さを調整するために、杭頭と切断キャップの間に介設される杭頭切断長さ調整材である。１８は、杭頭切断長さ調整材１５を杭頭１７にずれることなく設置するためのズレ止め防止具である。

図２（イ）、（ロ）に示すように、切断キャップは、杭１６の上方先端部である杭頭１７に載置される本体部３と羽根部４からなり、羽根部４は、本体部３上に備えられたヒンジ６により、ヒンジ６を支点として、羽根部４が杭１６の側面を覆う閉じ状態と杭１６の軸芯を中心に放射状態に広がる開き状態とに開閉可能に取り付けられている。

羽根部４は、杭１６の外周に沿う断面円弧状のプレート状をしており、杭１６の周方向に３分割され、それぞれの羽根部４，４，４の間には、後述する締付キャップの内周面側に設けられた爪部１１，１１，１１が係合するスリット７，７，７が設けられている。羽根部４の先端部には、羽根部４が杭１６の側面を覆う閉じ状態となる閉方向側に杭を切断する切断刃５が設けられている。なお、切断キャップ２の羽根部４の形状は、切断する杭１６の外周形状に合うように設定されるとよい。

本体部３の中央には、引寄せ軸部としての寸切ボルト９を固定するためのナット８が固定されている。

図３に示すように、締付キャップ１０は、有底の円筒型をしており、その内周面側には円筒の軸方向に伸びる３本の突条の爪部１１，１１，１１が、切断キャップ２の羽根部４間のスリット７，７，７に係合するように、スリット７，７，７の間隔と等しく設けられている。

締付キャップ１０の有底部１０ａの中央には、引寄せ軸部としての寸切ボルト９を挿通させる孔１０ｂがあけられている。

杭頭１７に、杭頭切断長さ調整材１５を介して切断キャップ２を載置し、切断キャップ２の羽根部４間のスリット７，７，７に、締付キャップ１０の内周面側に設けられた爪部１１，１１，１１が係合するように、締付キャップ１０を開放端部側より切断キャップ２を覆うように取り付ける。引寄せ軸部としての寸切ボルト９を、締付キャップの有底部１０ａに挿通し、押さえプレート１２を介してナット１３で締め付けていくことで、寸切ボルト９に沿って締付キャップ１０が切断キャップ２に引寄せられ、締付キャップ１０が切断キャップ２に引寄せられるにしたがって、締付キャップ１０により、切断キャップ２の羽根部４，４，４が締付けられて、羽根部４が杭１６の側面を覆う閉じ状態となる閉方向側に閉じられていき、羽根部４の先端部に設けられた切断刃５が杭１６の側面に食い込んでいく。

締付キャップ１０の切断キャップ２への締め付けによる羽根部４の切断刃５の杭１６の側面への食い込みと同時に、切断キャップ２の羽根部４間のスリット７，７，７に係合した締付キャップ１０の内周面側に設けられた爪部１１，１１，１１により、切断キャップ２と締付キャップ１０が一体化し、ナット１３の回転による締め付けとともに、切断キャップ２と締付キャップ１０とが共回りし、ナット１３の回転とともに、切断キャップ２の羽根部４先端部の切断刃５が、杭１６の外周に食い込みながら回転し、杭１６の外周を切断し、さらに羽根部４が杭１６の側面を覆う閉じ状態となる閉方向側に閉じられていき、杭１６が外周から順次中心に向かって切断されていく。

なお、杭頭切断長さ調整材１５は、杭の外径と同径ないしは少し小さい円柱状の部材であり、杭頭の切断長さにあわせて高さ方向に異なる複数の杭頭切断長さ調整材１５が準備されているとよい。任意の高さの杭頭切断長さ調整材１５を選択することで、本体部３から羽根部４の先端部の切断刃５までが一定である切断キャップであっても、任意の長さに杭頭を切断することができる。

このように、杭頭の切断を杭周辺部の地盤を掘り起こし、人が掘り起こした箇所に入って行うことなく実現することができるので、杭周辺部の地盤の掘り起こしのためにバックホウなど大型建設機械を用意する必要がなく、また、地盤の掘り起こしによる原地盤の支持力の低下を防止することができきる。

そして、切断キャップに締付キャップを取り付け一体化した本杭頭切断治具を、杭の軸廻りに回転させるだけなので、杭の切断のために特別な工具を用意することなく、安全に杭の杭頭を切断することができる。

さらに、引寄せ軸部としての寸切ボルト９にナット１３を締結する操作をするだけで、切断キャップと締付キャップの一体化と、切断キャップと締付キャップの一体化となった杭頭切断治具としての杭の軸方向の回転とを同時に行うことができる。

図４に示す杭周辺地盤掘削治具２０は、切断キャップ２と締付キャップ１０とからなる杭頭切断治具１による杭頭切断時に用いるものであり、杭頭切断治具１により杭頭を切断する前に、杭の周辺地盤を掘削するためのものである。

杭周辺地盤掘削治具２０は、内部空洞有底の柱状体で、断面丸型管状の杭周辺地盤掘削治具本体部２１の内径は切断する杭の外形より大きく設定され、杭１６杭頭から杭周辺地盤掘削治具を覆い被せれるようになっている。また、本体部２１の一方の端部には、地盤を掘削する掘削刃２２‥が設けられており、もう一方の端部には、掘削した地盤を外部へ排出するためのスリット２３‥が設けられている。なお、２４は、杭周辺地盤掘削治具２０を外部装置に固定するチャック用の取り付け部である。また、本体部２１には、杭周辺地盤の掘削深さが確認できるように、目盛り２５が備えられている。杭周辺地盤掘削時には、この目盛り２５により、ＧＬからの掘削深さを把握して必要な深さの掘削を行うことができる。

本体部２１及び掘削刃２２‥の厚みは、杭周辺の掘削すべき地盤面の厚みに合わせて設定され、杭頭切断治具１の切断キャップ２と締付キャップ１０が杭の周りに挿入できるだけのスペースが確保できるように設定されていればよい。

杭頭切断治具１及び杭周辺地盤掘削治具２０を用いた杭頭の切断は次のようにして行われる。

図５に示す杭頭切断治具１及び杭周辺地盤掘削治具２０を用いた杭頭の切断方法において、３０はＧＬ、３１は杭頭の高さを揃える杭頭レベルである。杭頭レベル３１はＧＬ３０より下方に設定されること、及び杭１６は杭打設装置への固定のための固定長さが必要なため、杭１６は打設後、図５（イ）に示すように、ＧＬ３０よりも地上に突出した状態に施工される。

図５（ロ）、（ハ）に示すように、杭周辺地盤掘削治具２０を杭１６の軸廻りに回転させ、杭１６の周辺地盤の掘削を行う。杭周辺地盤切削治具２０の回転操作は、杭周辺地盤掘削治具２０の上部に設けられた取り付け部２４を外部装置に固定して、外部装置の動力により行ってもよいし、手動で行ってもよい。杭周辺地盤の掘削深さは、ＧＬ３０から杭頭レベル３１までの掘削深さまで、杭周辺地盤掘削治具２０の本体部２１に備えられた目盛り２５を確認しながら行う。

杭周辺の地盤の掘削後、杭頭の切断長さの調整のため、図５（二）に示すように、杭頭にズレ止め防止具１８を介して、所定の高さの杭頭切断長さ調整材１５を取り付ける。

そして、図５（ホ）、（ヘ）に示すように、杭頭に、切断キャップ２及び締付キャップ１０を、杭頭キャップ１０の爪部１１‥が、切断キャップ２の羽根部４間のスリット７‥に係合するように取り付け、切断キャップ２と締付キャップ１０を一体とする。切断キャップ２の引寄せ軸部としての寸切ボルト９を締付キャップ１０の有底部１０ａ中央にあけられた孔１０ｂに通し、押さえプレート１２を介してナット１３で締め付けていくことで、寸切ボルト９に沿って締付キャップ１０が切断キャップ２に引寄せられ、締付キャップ１０が切断キャップ２に引寄せられるにしたがって、締付キャップ１０により、切断キャップ２の羽根部４，４，４が締付けられて、羽根部４が杭１６の側面を覆う閉じ状態となる閉方向側に閉じられていき、羽根部４の先端部に設けられた切断刃５が杭１６の外周側面に食い込んでいく。

そして、締付キャップ１０の切断キャップ２への締め付けによる羽根部４の切断刃５の杭１６の外周側面への食い込みと同時に、切断キャップ２の羽根部４間のスリット７，７，７に係合した締付キャップ１０の内周面側に設けられた爪部１１，１１，１１により、切断キャップ２と締付キャップ１０が一体化し、ナット１３の回転による締め付けとともに、切断キャップ２と締付キャップ１０とが共回りし、ナット１３の回転とともに、切断キャップ２の羽根部４先端部の切断刃５が、杭１６の外周に食い込みながら回転し、杭１６の外周を切断し、さらに羽根部４が杭１６の側面を覆う閉じ状態となる閉方向側に閉じられていき、杭１６の外周部から順次中心に向かって切断していく。

杭１６が杭頭切断治具１で切断されるまで、杭頭切断治具１を操作してもよいし、切断キャップ２の切断刃５が杭の外周を十分に切り欠いた段階で、杭頭を切断治具１を取り外し、切り欠きの入った杭頭に衝撃を加えることにより、杭頭を切断してもよい。特に杭がプラスチック杭である場合には、切断キャップ２の切断刃５が杭の外周を十分に切り欠いた段階で、杭頭切断治具１を取り外し、切り欠きの入った杭頭に衝撃を加えることにより、容易に杭頭を切断することができる。

本実施形態では、切断キャップ２と締付キャップ１０が一体となって杭頭切断治具１を構成し、引寄せ軸部を操作するたけで、切断キャップと締付キャップが一体となって杭の軸方向に回転させることができ、切断キャップと締付キャップからなる杭頭切断治具の回転にともなって、切断キャップの羽根部先端の切断刃の閉方向への締め付けと杭廻りの回転を同時にすることができ、杭の外周側から中心に向かって暫時切断刃により切断していくことができる。

そして、杭頭の切断を杭周辺部の地盤を掘り起こし、人が掘り起こした箇所に入って行うことなく実現することができるので、杭周辺部の地盤の掘り起こしのためにバックホウなど大型建設機械を用意する必要がなく、また、地盤の掘り起こしによる原地盤の支持力の低下を防止することができきる。

さらに、切断キャップに締付キャップを取り付け一体化した本杭頭切断治具を、杭の軸廻りに回転させるだけなので、杭の切断のために特別な工具を用意することなく、安全に杭の杭頭を切断することができる。

さらに、杭頭切断長さ調整材の厚みを、切断したい杭頭長さに合わせて選択することで、杭頭から切断キャップの羽根部先端の切断刃までの距離を調整することができ、任意の長さだけ杭頭を切断することができる。

以上に、本発明の実施形態を示したが、本発明はこれに限られるものではなく、発明思想を逸脱しない範囲で各種の変更が可能である。例えば、上記の実施形態では、杭頭の切断長さを調整するために、杭頭にズレ止め防止具１８を介して、杭頭切断長さ調整材１５を取り付けた場合について示したが、ズレ止め防止具１８を介さず、杭頭に杭頭切断長さ調整材１５を直接つめてもよく、また、杭頭の切断長さの調整に、杭頭切断長さ調整材１５を用いず、切断キャップ２の羽根部４を長さの異なる羽根部に取り替えてもよいし、羽根部の長さの異なる切断キャップを複数用意してもよい。

また、上記実施形態では、切断キャップ２が３枚の羽根部４，４，４からなる場合について示したが、羽根部の数量は、羽根部が開閉可能であれば制限はなく、２枚であってもよいし、４枚以上であってもよい。

１・・・杭頭切断治具
２・・・切断キャップ
３・・・本体部
４・・・羽根部
５・・・切断刃
６・・・ヒンジ
９・・・寸切ボルト（引寄せ軸部）
１０・・・締付キャップ
１０ｂ・・・孔
１１・・・爪部
１２・・・押さえプレート
１３・・・ナット
１５・・・杭頭切断長さ調整材
１６・・・杭
１８・・・ズレ止め防止具
２０・・・杭周辺地盤掘削治具
２２・・・掘削刃
２３・・・スリット
２４・・・取り付け部
２５・・・目盛り
３０・・・ＧＬ
３１・・・杭頭レベル
３２・・・地盤

Claims (7)

1. 地盤に打設された杭の天端を切断する杭頭切断治具であって、
   該杭頭切断治具は、切断キャップと締付キャップからなり、
   該切断キャップは、
   杭頭に載置される本体部と、
   本体部を支点として開閉自在に取り付けられ、先端部の閉方向側に杭を切断する切断刃を有する少なくとも２枚以上の羽根部からなり、
   該締付キャップは、
   その内周面側に、切断キャップの羽根部間のスリットに係合する爪部が設けられ、
   締付キャップを切断キャップに取り付けることで、羽根部を閉方向に締付けるとともに、締付キャップの爪部が、切断キャップの羽根部間のスリットに係合し、切断キャップと締付キャップとが一体となることを特徴とする杭頭切断治具。
2. 前記切断キャップには、引寄せ軸部が設けられ、切断キャップに締付キャップを取り付け、引寄せ軸部を操作することで、切断キャップに締付キャップが引寄せられて切断キャップの羽根部が閉方向に閉じながら切断キャップと締付キャップが一体化するとともに、一体化した切断キャップと締付キャップを引寄せ軸部周りに回転させることができる請求項１に記載の杭頭切断治具。
3. 切断キャップと杭頭の間に杭頭切断長さ調整材を介設した請求項１乃至２に記載の杭頭切断治具。
4. 前記杭がリサイクルプラスチック杭である請求項１乃至３に記載の杭頭切断治具。
5. 一方の端部に地盤掘削用の刃が設けられた内部空洞の柱状体であって、地盤面に打設された杭の杭頭に取り付けられ、該杭の周辺部の地盤面を掘削することができることを特徴とする杭周辺地盤掘削治具。
6. 地盤掘削用の刃が設けられた側と反対の端部が開放している請求項５に記載の杭周辺地盤掘削治具。
7. 前記杭周辺地盤掘削治具を地盤に打設された杭の杭頭に取り付ける工程と、
   周辺地盤切削治具を該杭の軸廻りに回転させながら杭周辺地盤を掘削し、所定の地盤深さまで掘削する工程と、
   周辺地盤切削治具を杭頭から取り外す工程と、
   杭の杭頭に前記切断キャップを取り付ける工程と、
   該切断キャップに前記締付キャップを取り付ける工程と、
   該切断キャップの引寄せ軸部を操作して、締付キャップを切断キャップに一体化させ、締付キャップの爪部が切断キャップの羽根部間のスリットに係合するとともに、切断キャップの羽根部を閉じることで、切断刃を杭の側面に当接させる工程と、
   引寄せ軸部を操作することで、一体化された切断キャップと締付キャップを杭廻りに回転させ、該切断刃により杭の外周部を切断する工程、
   とからなる杭頭切断治具を用いた杭頭切断方法。

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