JP2013019250A

JP2013019250A - 地中障害物の撤去方法

Info

Publication number: JP2013019250A
Application number: JP2011155816A
Authority: JP
Inventors: Akira Tokimune; 章時宗
Original assignee: Sanwa Kikoh Co Ltd
Current assignee: Sanwa Kikoh Co Ltd
Priority date: 2011-07-14
Filing date: 2011-07-14
Publication date: 2013-01-31

Abstract

【課題】騒音・振動が少なく、効率良く地中障害物を撤去できる方法を提供する。
【解決手段】地中壁２ａや地中梁２ｂ等のコンクリート製の地中障害物に対し、切削刃３ａを有するケーシング３を、回転圧入機１によって回転圧入しながら所要深さまで切り込ませる第１工程と、装置本体４に対し所要のチルト角度に傾倒可能なブレーカ５又はハサミ型クラッシャーとからなる破砕装置７をクレーンにより吊持してケーシング３の内周面沿いに配備し、ブレーカ５又はクラッシャーによってケーシング３内の地中障害物を破砕する第２工程と、破砕装置７のブレーカ５又はクラッシャーで破砕した破砕物２２をハンマーグラブ２３により掴んで地上に排出する第３工程との３つの工程を繰り返し行う。
【選択図】図３

Description

本発明は、鉄筋コンクリート構造物の老朽化や都市の再開発事業などに伴う構造物の建て替えにあたって、オールケーシング工法による場所打ち杭を施工する際に、ケーシング内の地中に残されている既設コンクリート構造物の地中壁や地中梁等の地中障害物を撤去する方法に関するものである。

従来における上記のような地中障害物の撤去方法として、特許公報等の具体的な公知文献を挙げることはできないが、従来においては、先端に切削刃を備えたケーシングを、回転圧入機によって回転圧入しながら、地中既設コンクリート構造物の地中壁や地中梁等の地中障害物に対し所要深さまで切り切り込んだ後、クレーンに吊持した重鎮（チゼル）をケーシングの内側に自由落下させて、地中障害物を破砕し、その破砕物をハンマーグラブによって地上へ引き上げる操作を繰り返し行なうようになっている。

上記従来の撤去方法では、地中障害物に数トンものチゼルを自由落下させることから、その衝撃によって大きな振動と騒音が発生する、という問題がある。

本発明は、上記の事情に鑑み、騒音及び振動が少なく、効率良く地中障害物を撤去できる方法を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するための手段を、後述する実施形態の参照符号を付して説明すると、請求項１に係る発明は、地中壁２ａや地中梁２ｂ等のコンクリート製の地中障害物２に対し、先端に切削刃３ａを備えたケーシング３を、回転圧入機１によって回転圧入しながら所要深さまで切り込ませる第１工程、
装置本体４と、この装置本体４に対し所要のチルト角度に傾倒可能なブレーカ５又はハサミ型クラッシャー６とからなる破砕装置７をクレーンにより吊持してケーシング３の内周面沿いに配備し、そのブレーカ５又はクラッシャー６によってケーシング３内の地中障害物２を破砕する第２工程、及び
破砕装置７のブレーカ５又はクラッシャー６で破砕した破砕物２２をハンマーグラブ２３，２９により掴んで地上に排出する第３工程、の３つの工程を繰り返し行うことを特徴とする。

請求項２は、請求項１に記載の地中障害物の撤去方法において、クレーンで吊持してケーシング３の内周面沿いに配備される破砕装置７のブレーカ５又はクラッシャー６は、その先端部が実質的にケーシング３の軸芯Ｏ沿いに位置するチルト角度ゼロの中立姿勢と、中立姿勢からのブレーカ５又はクラッシャー６先端部の振り幅Ｖがケーシング３の半径以内乃至その半径を越える所要のチルト角度θａ〜θｂに設定可能なチルト姿勢とに姿勢変更可能で、前記振り幅Ｖがケーシング３の半径を越えるチルト角度θｂに設定した時には、ブレーカ５又はクラッシャー６がケーシング３に当たらない高さまでケーシング３を引き上げて破砕動作を行なわせることを特徴とする。

請求項３は、請求項１又は２に記載の地中障害物の撤去方法において、ケーシング３の内周面沿いに配備される破砕装置７のクラッシャー６は、所要の開き幅Ｗに開閉回動可能で、地中障害物２を挟圧破砕する一対の破砕部材１８，１８を有し、両破砕部材１８，１８の開き幅Ｗをケーシング３の直径を越える広幅で使用する時は、クラッシャー６がケーシング３に当たらない高さまでケーシング３を引き上げて破砕動作を行なわせることを特徴とする。

上記解決手段による発明の効果を、後述する実施形態の参照符号を付して説明すると、請求項１に係る発明によれば、地中壁２ａや地中梁２ｂ等のコンクリート製の地中障害物２に対し、切削刃３ａを有するケーシング３を、回転圧入機１によって回転圧入しながら所要深さまで切り込ませる第１工程と、装置本体４に対し所要のチルト角度に傾倒可能なブレーカ５又はハサミ型クラッシャー６とからなる破砕装置７をクレーンにより吊持してケーシング３の内周面沿いに配備し、ブレーカ５又はクラッシャー６によってケーシング３内の地中障害物２を破砕する第２工程と、破砕装置７のブレーカ５又はクラッシャー６で破砕した破砕物２２をハンマーグラブ２３，２９により掴んで地上に排出する第３工程の３つの工程を繰り返し行うものであるため、地中障害物２の撤去にあたり、従来工法のように激しい騒音及び振動を発生させることがなく、しかもケーシング３内の地中障害物２を効率良く撤去することができる。

請求項２に係る発明によれば、破砕装置７のブレーカ５又はクラッシャー６は、チルト角度ゼロの中立姿勢と、中立姿勢からのブレーカ５又はクラッシャー６先端部の振り幅Ｖをケーシング３の半径以内乃至その半径を越える所要チルト角度θａ〜θｂに設定可能なチルト姿勢とに姿勢変更可能であるから、地中障害物２がケーシング３内の中心部や内周部等のどの位置にあっても、その地中障害物２を的確に破砕することができる。また、振り幅Ｖがケーシング３の半径を越えるチルト角度θｂに設定した時は、ブレーカ５又はクラッシャー６がケーシング３に当たらない高さまでケーシング３を引き上げることによって、特にケーシング３内の内周側に片寄った位置にある地中障害物２を有効に破砕することができる。

請求項３に係る発明によれば、クラッシャー６は所要の開き幅Ｗに開閉回動可能で、特にケーシング３の直径を越える広幅で使用可能で、その広幅での使用時に、クラッシャー６がケーシング３に当たらない高さまでケーシング３を引き上げることによって、地中障害物２の厚さが相当厚い場合であっても、その地中障害物２を確実有効に破砕することができる。

本発明に係る地中障害物の撤去方法の実施形態を示すもので、(a) ，(b) は第１工程を示す説明図であり、(b) は破砕装置を(a) に対し軸芯周りに９０度回転した状態の図面ある。 (a) はクラッシャーの使用による第２工程を示す説明図であり、(b) は破砕装置を(a) に対し軸芯周りに９０度回転した状態の図面ある。 (a) は第３工程を示す説明図、(b) ，(c) はブレーカの使用による第２工程を示す説明図で、(c) は破砕装置を(b) に対し軸芯周りに９０度回転した状態の図面ある。 (a) ，(b) は第１工程〜第３工程を繰り返して、クラッシャーで地中障害物を破砕している状態の説明図である。 (a) ，(b) は残存する地中障害物をハンマーグラブで排出する状態の説明図である。地中障害物を撤去した後のケーシング内に埋め戻しをしている状態の説明図である。 (a) はブレーカを有する破砕装置の正面図、(b) は縦断側面図である。 (a) はクラッシャーを有する破砕装置の正面図であり、(b) は縦断側面図である。

以下、本発明に係る地中障害物の撤去方法の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１の(a) は、回転圧入機１を、これから撤去しようとする地中障害物２のある地盤Ｇ上に、図示しないクレーンで吊って据え付けている状態を示し、(b) は地中障害物２に対し、先端に切削刃３ａを備えたケーシング３を、回転圧入機１によって回転圧入しながら地盤Ｇの所要深さまで切り込ませる本発明の第１工程を示す。ここに例示される地中障害物２は、地中に構築された既設コンクリート構造物の鉄筋を含む地中壁２ａとこの地中壁２ａの下部にこれと一体につながった地中梁２ｂとからなる。

回転圧入機１は、一般的なオールケーシング工法に使用される全周回転圧入装置からなるもので、図１の(a) ，(b) に概略的に示すように、ベースフレームａの四隅に設けた昇降シリンダｂに連結された昇降フレームｃを備え、この昇降フレームｃに、ケーシング３が挿通されるテーパ孔（図示省略）を有する回転フレーム（図示省略）が回転可能に支持されていて、昇降フレームｃに連結されたチャックシリンダ（図示省略）によってケーシング３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３とを締結するように構成され、しかしてケーシング３の建て込み時は、ケーシング３を回転フレームに把持した状態でこの回転フレームをモータ（図示省略）によって回転駆動させると共に、昇降シリンダｂを下降させることにより、ケーシング３を回転させながら地盤Ｇ中に圧入するようになっている。尚、図１の(a) において、ｄは芯出しプレートを示す。

図１の(b) に示すようにケーシング３を回転圧入機１によって回転圧入しながら所要深さまで切り込ませる第１工程を行なった後に、図２の(a) ，(b) に示すように、装置本体４と、この装置本体４に対し所要のチルト角度に傾倒可能なブレーカ５又はハサミ型クラッシャー６とからなる破砕装置７を、図示しないクレーンで吊持してケーシング３の内周面沿いに配備し、そしてここでは装置本体４とハサミ型クラッシャー６とからなる破砕装置７のクラッシャー６によって、ケーシング３内にある地中障害物２の地中壁２ａを破砕する第２工程を行なう。

ここで、破砕装置７について説明すると、先ず破砕装置７の装置本体４は、ケーシング３の内径より小さな外径を有して、ケーシング３の内周面にスライド自在に支持案内される上下のスタビライザー４ａ，４ｂと両スタビライザー４ａ，４ｂをつなぐ連結部材４ｃとからなり、上部スタビライザー４ａの上端中央部にはポスト１６が立設され、このポスト１６の上端部にクレーン吊持用の吊り具１７が設けてあって、この吊り具１７に、クレーンから垂下した吊り下げ用ワイヤー２７が取り付けられる。ブレーカ５は、図７の(a) ，(b) に示すように、油圧駆動部９を内蔵し、下部スタビライザー４ｂの下部にリンク部材８を介して連結された本体ケース１０と、この本体ケース１０の下方に突出し、油圧駆動部９により軸方向に加振されて、先端部に繰り返し衝撃力が発生するチゼル１１とからなる。リンク部材８は、上部側の中央部が枢軸１３により下部スタビライザー４ｂの下部に枢着されると共に、上部側の一端部が、下部スタビライザー４ｂ側に設置されたチルト用油圧シリンダ１４のピストンロッド１４ａにピン１５で枢着され、そして下部側の両端部がブレーカ５の本体ケース１０上端部にピン１２，１２で連結固定されている。この場合、ピン１２を抜いて、本体ケース１０を外すことにより、クラッシャー６と付け替えることができる。

このブレーカ５は、図３の(c) に示すように、チゼル１１が実質的にケーシング３の軸芯Ｏ沿いに位置するチルト角度ゼロの中立姿勢（実線図示）と、この中立姿勢からのチゼル１１先端部の振り幅Ｖをケーシング３の半径以内（中立姿勢の右側の仮想線図示）乃至その半径を越える（中立姿勢の左側の仮想線図示）所要のチルト角度に設定可能なチルト姿勢とに姿勢変更可能であって、中立姿勢あるいは所要のチルト姿勢で油圧駆動部９によりチゼル１１を軸方向に加振して、その先端部に繰り返し衝撃力を発生させるようになっている。尚、図３の(c) において、チゼル１１先端部の振り幅Ｖがケーシング３の半径以内に設定された時のチルト角をθａで示し、チゼル１１先端部の振り幅Ｖがケーシング３の半径を越えて設定された時のチルト角をθｂで示す。

次に、ハサミ型クラッシャー６について説明すると、このクラッシャー６は、装置本体４の下部に上述ブレーカ５と同様にして取り付けられるもので、図２にその概略を示し、その詳細を図８に示す。即ち、クラッシャー６は、図８の(a) ，(b) に示すように、互いの対向する内面の先端部及び中間部に破砕刃１８ａ，１８ａを有する一対の破砕部材１８，１８と、両破砕部材１８，１８を枢軸１９，１９を中心として開閉回動可能に支持し、装置本体４の下部スタビライザー４ｂの下部にリンク部材８を介して連結されたフレーム２０と、両破砕部材１８，１８を開閉回動させる油圧シリンダ２１，２１とからなるもので、リンク部材８は、上部側の中央部が枢軸１３により下部スタビライザー４ｂの下部に枢着されると共に、上部側の一端部が、下部スタビライザー４ｂ側に設置されたチルト用油圧シリンダ１４のピストンロッド１４ａにピン１５で枢着され、そして下部側の両端部がフレーム２０の上端部にピン１２，１２で連結固定されている。また、両破砕部材１８，１８は、油圧シリンダ２１，２１によって開き幅Ｗを所望に設定可能であって、図４の(b) には、その開き幅Ｗをケーシング３の直径より広い広幅に設定した使用状態を示す。尚、ピン１２を抜いて、フレーム２０を外すことにより、ブレーカ５と付け替えることができる。

このクラッシャー６も、ブレーカ５と同じく、図２の(b) に示すように、フレーム２０が実質的にケーシング３の軸芯Ｏ沿いに位置するチルト角度ゼロの中立姿勢（実線図示）と、この中立姿勢からのチゼル１１先端部の振り幅Ｖをケーシング３の半径以内（中立姿勢の右側の仮想線図示）乃至その半径を越える（中立姿勢の左側の仮想線図示）所要のチルト角度θａ〜θｂに設定可能なチルト姿勢とに姿勢変更可能であって、中立姿勢あるいは所要のチルト姿勢で油圧シリンダ２１により両側一対の破砕部材１８，１８を開閉回動させて、コンクリート構造物を両破砕部材１８，１８間に挟み込み、油圧シリンダ２１の力によってコンクリート構造物を挟圧破砕するようになっている。尚、図２の(b) において、破砕部材１８先端部の振り幅Ｖがケーシング３の半径以内に設定された時のチルト角をθａで示し、破砕部材１８先端部の振り幅Ｖがケーシング３の半径を越えて設定された時のチルト角をθｂで示す。これについては、図３の(c) に示すブレーカ５の場合と同様である。

従って、上記ハサミ型クラッシャー６を使用してケーシング３内の地中障害物２を破砕する第２工程において、図２の(a) に示すように、一対の破砕部材１８，１８に挟み込まれたコンクリート構造物の鉄筋を含む地中壁２ａは、破砕刃１８ａ，１８ａの刃先により集中的な荷重を受け、破砕刃１８ａ，１８ａの刃先が食い込んでひび割れや亀裂が生じ、更に油圧シリンダ２１によって荷重が加えられることで破砕されることになる。

また、この第２工程において、クラッシャー６は、ケーシング３内の地中障害物２がケーシング３内のどの位置にあるかによって、中立姿勢又はチルト姿勢の何れかを選択し、チルト姿勢の場合はそのチルト角をθａ又はθｂに設定する。例えば、ケーシング３内の地中壁２ａがケーシング３内にその直径方向に沿うように位置する時は、クラッシャー６を中立姿勢に設定すればよいし、ケーシング３内の地中壁２ａがケーシング３内の中心部と内周部との中間に位置する時はチルト姿勢とし、そしてケーシング３内の地中壁２ａがケーシング３内の内周部寄りに位置する時には、チルト姿勢のチルト角を、図２の(b) に示すように、破砕部材１８先端部の振り幅Ｖがケーシング３の半径を越えるθｂに設定する。そして、チルト角をθｂに設定した場合、ケーシング３内では破砕部材１８の先端がケーシング３に当たって作動できないので、図２の(b) に示すように、クラッシャー６の先端部がケーシング３に当たらないようにケーシング３を同図仮想線図示位置から実線図示位置まで引き上げて、破砕動作を行なわせる。

第２工程が終われば、図３に示すように、第２工程で破砕した破砕物２２をハンマーグラブ２３により掴んで地上に排出する第３工程を行なう。このハンマーグラブ２３は、図５の(a) にも示すように、スタビライザー２４を有する筒状基枠２５の下端部に複数個のシェル２６を枢着し、筒状基枠２５内に図示しないシェル開閉駆動用シリンダを装備し、シリンダの伸縮作動によってシェル２６を開閉させるようにした周知のもので、クレーンから垂下した吊り下げ用ワイヤー２８によって吊支されるようになっている。

破砕装置７による地中障害物２の破砕は、地中壁２ａや地中梁２ｂの形状等によって、ブレーカ５又はクラッシャー６の何れかを使用する。図３の(b) はブレーカ５を使用し、ケーシング３内の地中壁２ａを破砕している状態を示す。このブレーカ５を使用する場合も、クラッシャー６と同様に、ケーシング３内の地中障害物２（地中壁２ａ）がケーシング３内のどの位置にあるかによって、中立姿勢又はチルト姿勢の何れかを選択し、チルト姿勢の場合はそのチルト角をθａ又はθｂに設定する。しかして、チルト角をθｂに設定した場合、ケーシング３内ではチゼル１１がケーシング３に当たって作動できないので、図３の(c) に示すように、チゼル１１がケーシング３に当たらないようにケーシング３を同図仮想線図示位置から実線図示位置まで引き上げた状態で破砕動作を行なわせる。

上記のように、破砕装置７のブレーカ５又はクラッシャー６は、チルト角度がゼロの中立姿勢と、中立姿勢からのブレーカ５又はクラッシャー６先端部の振り幅Ｖをケーシング３の半径以内乃至その半径を越える所要チルト角度θａ〜θｂに設定可能なチルト姿勢とに姿勢変更可能であるから、地中障害物２の地中壁２ａ等がケーシング３内の中心部や内周部等のどの位置にあっても、その地中障害物２を的確に破砕することができることになる。また、振り幅Ｖをケーシング３の半径を越えるチルト角度θｂに設定した時は、ブレーカ５又はクラッシャー６がケーシング３に当たらない高さまでケーシング３を引き上げることによって、特にケーシング３内の内周側に片寄った位置にある地中壁２ａ等の地中障害物２を的確且つ有効に破砕することができる。

図４の(a) は、上述した第１工程〜第３工程の３つの工程を繰り返し行って、ケーシング３内の地中障害物２の地中壁２ａを、地中障害物２の最下部にある地中梁２ｂを残すところまで破砕処理した状態を示す。そして、図４の(b) は、地中梁２ｂ及びこれと一体を成す地中壁２ａ部分を幅木本体１４のクラッシャー６によって破砕している状態を示す。尚、ケーシング３は、地中障害物２の深さに応じ順次継ぎ足してゆく。このクラッシャー６の使用において、図４の(b) に示すように、両破砕部材１８，１８の開き幅Ｗがケーシング３の直径を越えるような広幅で使用する時は、ケーシング３を同図仮想線図示位置から実線図示位置まで引き上げて、破砕動作を行なわせる。このように、クラッシャー６は、ケーシング３の直径を越える広幅での使用が可能であるから、その広幅での使用時に、クラッシャー６がケーシング３に当たらない適当な高さまでケーシング３を引き上げることによって、地中障害物２の厚さが相当に厚い場合、例えば図４の(b) に示すように地中壁２ａと地中梁２ｂとがしたような地中障害物２であっても、その厚い地中障害物２を確実有効に破砕することができる。

上記のように地中障害物２の最下部にある地中梁２ｂ及びこれと一体を成す地中壁２ａ部分の破砕を終えたならば、吊り下げ用ワイヤー２７を巻き上げて破砕装置７をケーシング３から引き上げた後、図５の(a) に示すようにケーシング３内に吊り下げ用ワイヤー２８によりハンマーグラブ２３を挿入し、クラッシャー６で破砕した破砕物２２をハンマーグラブ２３で掴んで地上に排出する。この工程は、第３工程でもある。これにより、ケーシング３内の地中障害物２（地中壁２ａ及び地中梁２ｂ）は全て撤去される。

図５の(a) に示すハンマーグラブ２３は、図３の(a) に示すものと同じで、スタビライザー２４を有する筒状基枠２５の下端部に複数個のシェル２６を枢着し、筒状基枠２５内に図示しないシェル開閉駆動用シリンダを装備し、シリンダの伸縮作動によってシェル２６，２６を開閉させるタイプのものであるが、図５の(b) には他のタイプのハンマーグラブ２９を示す。このハンマーグラブ２９は、クレーンから垂下されるワイヤー３０によって吊支される基枠３１の下部に開閉自在な一対のシェル３２，３２を装備してなるもので、ワイヤー３０は、ハンマーグラブ２９をケーシング３内に吊り込む手段と、シェル３２，３２を閉じる手段とを兼用していて、ハンマーグラブ２９をケーシング３内に吊り込んだ状態でワイヤー３０を適宜に巻き取ることにより、シェル３２，３２が閉じるようになっている。

図６は、地中障害物２（地中壁２ａ及び地中梁２ｂ）Ａ全て撤去したケーシング３内に掘削土砂などを油圧ショベル３３によって埋め戻している状態を示す。

以上の実施形態の説明から分かるように、この発明の地中障害物の撤去方法によれば、地中壁２ａや地中梁２ｂ等のコンクリート製の地中障害物２に対し、先端部に切削刃３ａを備えたケーシング３を、回転圧入機１によって回転圧入しながら所要深さまで切り込ませる第１工程と、装置本体４に対し所要のチルト角度に傾倒可能なブレーカ５又はハサミ型クラッシャー６とからなる破砕装置７をクレーンにより吊持してケーシング３の内周面沿いに配備し、この破砕装置７のブレーカ５又はクラッシャー６によってケーシング３内の地中障害物２を破砕する第２工程と、破砕装置７のブレーカ５又はクラッシャー６で破砕した破砕物２２をハンマーグラブ２３，２９により掴んで地上に排出する第３工程の３つの工程を繰り返し行う方法であるから、既設コンクリート構造物の地中壁２ａや地中梁２ｂ等の地中障害物２の撤去にあたり、従来工法のように激しい騒音及び振動を発生させることがなく、ケーシング３内の地中障害物２を効率良く撤去することができる。

１回転圧入機
２地中障害物
２ａ地中壁
２ｂ地中梁
３ケーシング
４装置本体
５ブレーカ
６クラッシャー
７破砕装置
２２破砕物
２３ハンマーグラブ
２９ハンマーグラブ

Claims

地中壁や地中梁等のコンクリート製の地中障害物に対し、先端に切削刃を備えたケーシングを、回転圧入機によって回転圧入しながら所要深さまで切り込ませる第１工程、
装置本体と、この装置本体に対し所要のチルト角度に傾倒可能なブレーカ又はハサミ型クラッシャーとからなる破砕装置をクレーンにより吊持してケーシングの内周面沿いに配備し、そのブレーカ又はクラッシャーによってケーシング内の地中障害物を破砕する第２工程、及び
破砕装置のブレーカ又はクラッシャーで破砕した破砕物をハンマーグラブにより掴んで地上に排出する第３工程、の３つの工程を繰り返し行うことを特徴とする地中障害物の撤去方法。
ケーシングの内周面沿いに配備される破砕装置のブレーカ又はクラッシャーは、その先端部が実質的にケーシングの軸芯沿いに位置するチルト角度ゼロの中立姿勢と、中立姿勢からのブレーカ又はクラッシャー先端部の振り幅がケーシングの半径以内乃至その半径を越える所要のチルト角度に設定可能なチルト姿勢とに姿勢変更可能で、前記振り幅がケーシングの半径を越えるチルト角度に設定した時には、ブレーカ又はクラッシャーがケーシングに当たらない高さまでケーシングを引き上げて破砕動作を行なわせることを特徴とする請求項１に記載の地中障害物の撤去方法。
ケーシングの内周面沿いに配備される破砕装置のクラッシャーは、所要の開き幅に開閉回動可能で、地中障害物を挟圧破砕する一対の破砕部材を有し、両破砕部材の開き幅をケーシングの直径を越える広幅で使用する時は、クラッシャーがケーシングに当たらない高さまでケーシングを引き上げて破砕動作を行なわせることを特徴とする請求項１に記載の地中障害物の撤去方法。