JP2012219568A - 既存杭の破砕除去装置および既存杭の破砕除去方法 - Google Patents

Abstract

【課題】鉄板などの杭の継ぎ部の除去が容易で、材料費の低減や作業時間の短縮を図ることができ、杭を残さず容易に除去することができる既存杭の破砕除去装置および既存杭の破砕除去方法を提供する。
【解決手段】内側のオーガスクリュー１３およびその先端のオーガヘッド１２と外側のケーシング１１とを互いに逆回転させて掘削を行うオーガ工法により、地盤に設置された杭１を除去する。ケーシング１１は、杭１の周囲の地盤に挿入されたとき、杭１の外周を切削可能に、内周面に中心軸方向に向かって突出する複数の下段カッター２２ａ，２２ｂおよび上段カッター２３ａ，２３ｂを有している。各下段カッター２２ａ，２２ｂおよび各上段カッター２３ａ，２３ｂは、ケーシング１１の先端からの距離がそれぞれ異なる位置に、ケーシング１１の先端側から後端側に向かって、ケーシング１１の内周面からの突出量が大きくなるよう設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、既存杭の破砕除去装置および既存杭の破砕除去方法に関する。

従来、地盤に設置された既存のコンクリート杭を除去する方法として、内側のオーガスクリューおよびその先端に取り付けられたオーガヘッドと外側のケーシングとを互いに逆回転させて掘削を行うオーガ工法により、杭を破砕して除去する方法（例えば、特許文献１参照）がある。

また、大量の水を使用して杭の外周と地盤との摩擦を小さくしてから杭を引き抜く、杭抜き工法もある。しかし、この杭抜き工法では、大量の水を使用するため、杭抜き後の周辺の地盤が軟弱になり、それを回復させるために時間と費用が嵩むという問題があった。この問題を解決するために、内周面にカッターを取り付けたケーシングを、既存杭の周囲の地盤に挿入し、杭の外周を切断してから引き抜く方法が開発されている（例えば、特許文献２乃至４参照）。

特開平９−２０３０４０号公報 特開２００７−０７７６３１号公報 特開２００３−２９３３６９号公報 特開２００１−２７１３５０号公報

特許文献１に記載のようなオーガ工法を利用した杭の破砕除去方法では、杭の継ぎ部に鉄板が設けられている場合、その鉄板をオーガヘッドで破砕するのにオーガヘッドが損耗し、材料費が嵩むという課題があった。また、その鉄板の破砕作業に時間がかかるという課題もあった。また、特許文献２乃至４に記載の杭を切断して除去する方法では、切断位置よりも下に杭が残るため、その残った杭を地中から引き抜くのが困難な場合があるという課題があった。

本発明は、このような課題に着目してなされたもので、鉄板などの杭の継ぎ部の除去が容易で、材料費の低減や作業時間の短縮を図ることができ、杭を残さず容易に除去することができる既存杭の破砕除去装置および既存杭の破砕除去方法を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明に係る既存杭の破砕除去装置は、内側のオーガスクリューおよびその先端に取り付けられたオーガヘッドと外側のケーシングとを互いに逆回転させて掘削を行うオーガ工法により、地盤に設置された杭を除去する既存杭の破砕除去装置であって、前記ケーシングは、回転掘削しながら前記杭の周囲の地盤に挿入されたとき前記杭の外周を切削可能に、内周面に中心軸方向に向かって突出する複数のカッターを有し、各カッターは前記ケーシングの先端からの距離がそれぞれ異なる位置に、前記ケーシングの先端側から後端側に向かって、前記ケーシングの内周面からの突出量が大きくなるよう設けられ、前記オーガヘッドは、前記ケーシングが前記杭の外周を切削するとき、前記オーガスクリューの回転とともに前記杭を頭部から破砕するよう回転可能に設けられ、前記オーガスクリューは前記オーガヘッドにより破砕された前記杭の破砕物を地上まで搬出するよう回転可能に設けられていることを特徴とする。

本発明に係る既存杭の破砕除去方法は、内側のオーガスクリューおよびその先端に取り付けられたオーガヘッドと外側のケーシングとを互いに逆回転させて掘削を行うオーガ工法により、地盤に設置された杭を除去する既存杭の破砕除去方法であって、前記ケーシングは、回転掘削しながら前記杭の周囲の地盤に挿入されたとき前記杭の外周を切削可能に、内周面に中心軸方向に向かって突出する複数のカッターを有し、各カッターは前記ケーシングの先端からの距離がそれぞれ異なる位置に、前記ケーシングの先端側から後端側に向かって、前記ケーシングの内周面からの突出量が大きくなるよう設けられており、前記ケーシングを回転掘削により前記杭の周囲の地盤に挿入して、各カッターで前記杭の外周を切削しつつ、前記オーガヘッドで前記杭を頭部から破砕し、さらに前記杭の継ぎ部を挟む上下の杭の外周を各カッターで切削した後、前記オーガヘッドで前記継ぎ部に衝撃を加えて前記継ぎ部を前記杭から分離し、前記オーガヘッドにより破砕された前記杭の破砕物および前記継ぎ部を、前記オーガスクリューで地上まで搬出することを特徴とする。

本発明に係る既存杭の破砕除去装置は、地盤に設置された杭を除去するために、以下のようにして使用される。まず、ケーシングを回転掘削させながら杭の周囲の地盤に挿入する。このとき、ケーシングの挿入とともに、ケーシングの内周面に中心軸方向に向かって突出するよう設けられた複数のカッターにより、杭の外周を切削することができる。また、各カッターが、ケーシングの先端からの距離がそれぞれ異なる位置に、ケーシングの先端側から後端側に向かって、ケーシングの内周面からの突出量が大きくなるよう設けられているため、ケーシングを深く挿入するに従って、カッターによる杭の外周の切削量を徐々に増やすことができる。

次に、オーガスクリューおよびその先端に取り付けられたオーガヘッドを、ケーシングと逆回転させながら、ケーシングの内側に挿入して掘削を行う。このとき、オーガヘッドにより杭を頭部から破砕するとともに、その破砕物をオーガスクリューにより地上まで搬出することができる。あらかじめ各カッターにより杭の外周が切削されているため、オーガヘッドで容易に杭を破砕することができる。

鉄板などの杭の継ぎ部の部分では、ケーシングの先端からの距離がそれぞれ異なる位置に各カッターが設けられているため、ケーシングの先端側の突出量が小さいカッターが、鉄板の側面を滑るようにして通過し、鉄板より下の杭の外周を切削する。これにより、継ぎ部の上下の杭の外周を切削することができる。この状態でオーガヘッドが杭を破砕しつつ継ぎ部に衝撃を加えると、その継ぎ部に加えられた衝撃力により、継ぎ部の下の切削された部分を破壊することができる。これにより、継ぎ部を杭から分離し、オーガスクリューにより杭の破砕物とともに地上に搬出することができる。

本発明に係る既存杭の破砕除去装置によれば、本発明に係る既存杭の破砕除去方法を好適に実施することができる。本発明に係る既存杭の破砕除去装置および本発明に係る既存杭の破砕除去方法は、鉄板などの杭の継ぎ部を容易に除去することができ、継ぎ部の破砕にかかっていた作業時間を短縮することができる。継ぎ部を破砕する必要がないため、オーガヘッドの損耗が少なく、継ぎ部を削るための特殊なチップも不要であり、材料費を低減することができる。また、継ぎ部があっても、杭を先端まで破砕することができ、杭を残さず容易に除去することができる。オーガスクリューで搬出できずに地中に杭の破砕物が残っていても、ハンマーグラブ等を利用することにより容易に除去することができる。

本発明に係る既存杭の破砕除去装置および本発明に係る既存杭の破砕除去方法は、各カッターで杭の外周を切削することにより、杭の破砕や継ぎ部の除去が容易になるため、オーガヘッドやオーガスクリューの損耗を抑制することができる。各カッターは、例えば超硬チップなど、杭の外周のコンクリートや内部の鉄筋を切削容易な材料から成ることが好ましい。各カッターは、ケーシングの長さ方向に移動させて任意の位置で固定可能となっていてもよい。この場合、継ぎ目の厚さや杭の強度などに応じて各カッターの上下方向の間隔を調整することができる。このような構成は、例えば、ケーシングの内周面にケーシングの長さ方向に沿って溝孔を設け、各カッターにボルトを固定し、そのボルトを溝孔に貫通させてケーシングの外周側で埋設したナットに螺合することにより設計可能である。

本発明に係る既存杭の破砕除去装置で、各カッターは、前記ケーシングの先端側の複数の下段カッターと、前記ケーシングの後端側の複数の上段カッターとから成り、各下段カッターはそれぞれ前記ケーシングの中心軸に対して等角度間隔で設けられ、各上段カッターは前記ケーシングの内周面からの突出量が各下段カッターよりも大きく、それぞれ前記ケーシングの中心軸に対して等角度間隔で設けられていることが好ましい。この場合、各下段カッターが継ぎ部より下の杭の外周を切削し、各上段カッターが継ぎ部より上の杭の外周を切削した状態のとき、オーガヘッドで継ぎ部に衝撃を加えることにより、容易に継ぎ部を杭から分離して除去することができる。各下段カッターおよび各上段カッターが、ケーシングの中心軸に対して等角度間隔で設けられているため、ケーシング挿入時のバランスがよく、ケーシングを杭に沿わせて真っ直ぐ地盤に挿入することができる。

本発明に係る既存杭の破砕除去装置で、前記ケーシングは複数の振止部材を有し、各振止部材は前記ケーシングが前記杭の周囲の地盤に挿入されたとき前記杭に対して振れ止めするよう、前記ケーシングの先端付近の内周面に中心軸方向に向かってそれぞれ同じ突出量で突出して設けられていることが好ましい。この場合、振止部材により、杭がケーシングの中央に位置するよう、ケーシングを真っ直ぐ地盤に挿入することができる。これにより、偏心することなく、杭の全周にわたって均等に各カッターで切削することができ、効率的に杭の破砕や除去を行うことができる。

本発明によれば、鉄板などの杭の継ぎ部の除去が容易で、材料費の低減や作業時間の短縮を図ることができ、杭を残さず容易に除去することができる既存杭の破砕除去装置および既存杭の破砕除去方法を提供することができる。

本発明の実施の形態の既存杭の破砕除去装置および既存杭の破砕除去方法を示す（ａ）縦断面図、（ｂ）底面図である。

以下、図面に基づき、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の実施の形態の既存杭の破砕除去装置および既存杭の破砕除去方法を示している。
図１に示すように、既存杭の破砕除去装置１０は、ケーシング１１とオーガヘッド１２とオーガスクリュー１３とを有し、内側のオーガスクリュー１３およびその先端に取り付けられたオーガヘッド１２と外側のケーシング１１とを互いに逆回転させて掘削を行うオーガ工法により、地盤に設置された杭１を除去するよう構成されている。

図１（ａ）に示すように、ケーシング１１は、円筒状で、地盤に挿入可能に先端にケーシングビット２１を有している。ケーシング１１は、先端側の内周面に２つの下段カッター２２ａ，２２ｂを、後端側の内周面に２つの上段カッター２３ａ，２３ｂを、先端の内周面に４つの振止部材２４を有している。各下段カッター２２ａ，２２ｂおよび各上段カッター２３ａ，２３ｂは、超硬チップから成り、ケーシング１１の先端からの距離がそれぞれ異なる位置に、ケーシング１１の中心軸方向に向かって突出して設けられている。

図１（ｂ）に示すように、各下段カッター２２ａ，２２ｂは、ケーシング１１の内周面からの突出量がそれぞれ同じであり、ケーシング１１の中心軸に対して１８０度間隔で対向する位置に設けられている。各上段カッター２３ａ，２３ｂは、ケーシング１１の内周面からの突出量が各下段カッター２２ａ，２２ｂよりも大きく、それぞれ同じ突出量を有し、ケーシング１１の中心軸に対して１８０度間隔で対向する位置に設けられている。また、各下段カッター２２ａ，２２ｂおよび各上段カッター２３ａ，２３ｂは、ケーシング１１の中心軸に対して９０度間隔になるよう配置されている。各下段カッター２２ａ，２２ｂおよび各上段カッター２３ａ，２３ｂは、除去する杭１の周囲の地盤に、杭１が中心に位置するよう回転掘削してケーシング１１を挿入したとき、杭１の外周を切削可能に構成されている。

図１（ａ）に示すように、各振止部材２４は、ケーシング１１の中心軸方向に向かってそれぞれ同じ突出量で突出して設けられている。図１（ｂ）に示すように、各振止部材２４は、ケーシング１１の中心軸に対して９０度の等角度間隔で、杭１を挿入可能な隙間をあけて設けられている。

図１（ａ）に示すように、オーガヘッド１２は、オーガスクリュー１３の先端に取り付けられており、杭１を頭部から破砕可能に構成されている。オーガスクリュー１３は、オーガヘッド１２により破砕された杭１の破砕物を、地上まで搬出可能に構成されている。

本発明の実施の形態の既存杭の破砕除去方法は、いわゆる二軸同軸式アースオーガ工法（ドーナツオーガ工法、ダブルオーガ工法）を利用して、本発明の実施の形態の既存杭の破砕除去装置１０により好適に実施される。本発明の実施の形態の既存杭の破砕除去方法は、まず、ケーシング１１を回転掘削させながら杭１の周囲の地盤に挿入する。このとき、ケーシング１１の挿入とともに、ケーシング１１の内周面に中心軸方向に向かって突出するよう設けられた下段カッター２２ａ，２２ｂおよび上段カッター２３ａ，２３ｂにより、杭１の外周を切削することができる。また、下段カッター２２ａ，２２ｂおよび上段カッター２３ａ，２３ｂが、ケーシング１１の先端からの距離がそれぞれ異なる位置に、ケーシング１１の先端側から後端側に向かって、ケーシング１１の内周面からの突出量が大きくなるよう設けられているため、ケーシング１１を深く挿入するに従って、下段カッター２２ａ，２２ｂおよび上段カッター２３ａ，２３ｂによる杭１の外周の切削量を徐々に増やすことができる。

次に、オーガスクリュー１３およびその先端に取り付けられたオーガヘッド１２を、ケーシング１１と逆回転させながら、ケーシング１１の内側に挿入して掘削を行う。このとき、オーガヘッド１２により杭１を頭部から破砕するとともに、その破砕物をオーガスクリュー１３により地上まで搬出することができる。あらかじめ下段カッター２２ａ，２２ｂおよび上段カッター２３ａ，２３ｂにより杭１の外周が切削されているため、オーガヘッド１２で容易に杭１を破砕することができる。

鉄板から成る杭１の継ぎ部２の部分では、ケーシング１１の先端からの距離がそれぞれ異なる位置に下段カッター２２ａ，２２ｂおよび上段カッター２３ａ，２３ｂが設けられているため、ケーシング１１の先端側の突出量が小さい下段カッター２２ａ，２２ｂが、継ぎ部２の側面を滑るようにして通過し、その後、継ぎ部２より下の杭１の外周を切削する。これにより、継ぎ部２を挟む上下の杭１の外周を切削することができる。各下段カッター２２ａ，２２ｂが継ぎ部２より下の杭１の外周を切削し、各上段カッター２３ａ，２３ｂが継ぎ部２より上の杭１の外周を切削した状態で、継ぎ部２より上の杭１を破砕しつつオーガヘッド１２で継ぎ部２に衝撃を加えると、その継ぎ部２に加えられた衝撃力により、継ぎ部２の下の杭１の切削された部分を破壊することができる。これにより、継ぎ部２を削ったり破壊したりすることなく杭１から容易に分離することができ、オーガスクリュー１３により杭１の破砕物とともに地上に搬出することができる。

この既存杭の破砕除去装置１０および既存杭の破砕除去方法は、杭１の継ぎ部２を容易に除去することができ、継ぎ部２の破砕にかかっていた作業時間を短縮することができる。継ぎ部２を破砕する必要がないため、オーガヘッド１２の損耗が少なく、継ぎ部２を削るための特殊なチップも不要であり、その材料費を低減することができる。また、継ぎ部２があっても、杭１を先端まで破砕することができ、杭１を残さず容易に除去することができる。オーガスクリュー１３で搬出できずに地中に杭１の破砕物が残っていても、ハンマーグラブ等を利用することにより容易に除去することができる。杭１の除去後は、穴を埋め戻すとともに、その埋め戻し部の沈下や新設杭の偏心を防止するため、貧配合のソイルセメントなどを使用して地盤改良を行うことが好ましい。

この既存杭の破砕除去装置１０および既存杭の破砕除去方法は、下段カッター２２ａ，２２ｂおよび上段カッター２３ａ，２３ｂで杭１の外周を切削することにより、杭１の破砕や継ぎ部２の除去が容易になるため、オーガヘッド１２やオーガスクリュー１３の損耗を抑制することができる。また、各下段カッター２２ａ，２２ｂおよび各上段カッター２３ａ，２３ｂが、ケーシング１１の中心軸に対して等角度間隔で設けられているため、ケーシング１１を地盤に挿入した時のバランスがよく、ケーシング１１を杭１に沿わせて真っ直ぐ地盤に挿入することができる。さらに、振止部材２４により、杭１がケーシング１１の中央に位置するよう、ケーシング１１を真っ直ぐ地盤に挿入することができる。これにより、偏心することなく、杭１の全周にわたって均等に下段カッター２２ａ，２２ｂおよび上段カッター２３ａ，２３ｂで切削することができ、効率的に杭１の破砕や除去を行うことができる

１ 杭
２ 継ぎ部
１０ 既存杭の破砕除去装置
１１ ケーシング
２１ ケーシングビット
２２ａ，２２ｂ 下段カッター
２３ａ，２３ｂ 上段カッター
２４ 振止部材
１２ オーガヘッド
１３ オーガスクリュー

Claims (4)

1. 内側のオーガスクリューおよびその先端に取り付けられたオーガヘッドと外側のケーシングとを互いに逆回転させて掘削を行うオーガ工法により、地盤に設置された杭を除去する既存杭の破砕除去装置であって、
   前記ケーシングは、回転掘削しながら前記杭の周囲の地盤に挿入されたとき前記杭の外周を切削可能に、内周面に中心軸方向に向かって突出する複数のカッターを有し、各カッターは前記ケーシングの先端からの距離がそれぞれ異なる位置に、前記ケーシングの先端側から後端側に向かって、前記ケーシングの内周面からの突出量が大きくなるよう設けられ、
   前記オーガヘッドは、前記ケーシングが前記杭の外周を切削するとき、前記オーガスクリューの回転とともに前記杭を頭部から破砕するよう回転可能に設けられ、
   前記オーガスクリューは前記オーガヘッドにより破砕された前記杭の破砕物を地上まで搬出するよう回転可能に設けられていることを
   特徴とする既存杭の破砕除去装置。
2. 各カッターは、前記ケーシングの先端側の複数の下段カッターと、前記ケーシングの後端側の複数の上段カッターとから成り、各下段カッターはそれぞれ前記ケーシングの中心軸に対して等角度間隔で設けられ、各上段カッターは前記ケーシングの内周面からの突出量が各下段カッターよりも大きく、それぞれ前記ケーシングの中心軸に対して等角度間隔で設けられていることを特徴とする請求項１記載の既存杭の破砕除去装置。
3. 前記ケーシングは複数の振止部材を有し、各振止部材は前記ケーシングが前記杭の周囲の地盤に挿入されたとき前記杭に対して振れ止めするよう、前記ケーシングの先端付近の内周面に中心軸方向に向かってそれぞれ同じ突出量で突出して設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の既存杭の破砕除去装置。
4. 内側のオーガスクリューおよびその先端に取り付けられたオーガヘッドと外側のケーシングとを互いに逆回転させて掘削を行うオーガ工法により、地盤に設置された杭を除去する既存杭の破砕除去方法であって、
   前記ケーシングは、回転掘削しながら前記杭の周囲の地盤に挿入されたとき前記杭の外周を切削可能に、内周面に中心軸方向に向かって突出する複数のカッターを有し、各カッターは前記ケーシングの先端からの距離がそれぞれ異なる位置に、前記ケーシングの先端側から後端側に向かって、前記ケーシングの内周面からの突出量が大きくなるよう設けられており、
   前記ケーシングを回転掘削により前記杭の周囲の地盤に挿入して、各カッターで前記杭の外周を切削しつつ、前記オーガヘッドで前記杭を頭部から破砕し、さらに前記杭の継ぎ部を挟む上下の杭の外周を各カッターで切削した後、前記オーガヘッドで前記継ぎ部に衝撃を加えて前記継ぎ部を前記杭から分離し、前記オーガヘッドにより破砕された前記杭の破砕物および前記継ぎ部を、前記オーガスクリューで地上まで搬出することを
   特徴とする既存杭の破砕除去方法。