JP2013091939A

JP2013091939A - 既設杭引き抜き装置用のケーシング、および既設杭の引き抜き工法

Info

Publication number: JP2013091939A
Application number: JP2011233489A
Authority: JP
Inventors: Yoshiteru Fujikawa; 芳輝藤川; Masafumi Harauchi; 政文原内; Naoki Murakami; 直樹村上
Original assignee: MURAKAMIGUMI KK
Current assignee: MURAKAMIGUMI KK
Priority date: 2011-10-25
Filing date: 2011-10-25
Publication date: 2013-05-16

Abstract

【課題】既設杭を容易に引き抜くことができる既設杭引き抜き装置用のケーシング、および既設杭の引き抜き工法を提供する。
【解決手段】ケーシング１の内周面に、先端から後端に渡る螺旋状のスクリュー羽根１３が設けられている。ケーシング１を回転させながら既設杭Ｐの外周に圧入し、スクリュー羽根１３の回転により、既設杭Ｐの周囲の土砂とともに、既設杭Ｐをケーシング１の後端まで上昇させ、既設杭Ｐの上端部を把持して、既設杭Ｐをケーシング１から引き抜く。スクリュー羽根１３の回転により、掘削された土砂とともに既設杭Ｐがケーシング１の後端まで上昇するので、既設杭Ｐの上端部を把持しやすく、既設杭Ｐを容易に引き抜くことができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、既設杭引き抜き装置用のケーシング、および既設杭の引き抜き工法に関する。さらに詳しくは、構造物の基礎として地盤に打ち込まれた既設杭を引き抜くための既設杭引き抜き装置用のケーシング、および既設杭の引き抜き工法に関する。

既設杭の引き抜き工法の一つとして、鋼管からなるケーシングを回転させながら既設杭の外周に圧入し、それにより既設杭と周囲の地盤との摩擦を切り、ついで既設杭の上端部にクレーンのワイヤロープを巻きつけ、そのワイヤロープの巻き取りにより既設杭を引き抜く工法が知られている（例えば特許文献１）。

しかし、ケーシング内には既設杭とともに掘削された土砂が存在するため、その土砂の中に既設杭が埋まって、既設杭の上端部にワイヤロープを巻きつけることが困難な場合があり、このような場合には、既設杭の引き抜きが困難であるという問題がある。

特開２００４−３３９８９２号公報

本発明は上記事情に鑑み、既設杭を容易に引き抜くことができる既設杭引き抜き装置用のケーシング、および既設杭の引き抜き工法を提供することを目的とする。

第１発明の既設杭引き抜き装置用のケーシングは、円筒形のケーシングであって、該ケーシングの内周面に、先端から後端に渡る螺旋状のスクリュー羽根が設けられていることを特徴とする。
第２発明の既設杭引き抜き装置用のケーシングは、第１発明において、前記ケーシングの後端に、オーガと連結するカップリングが着脱可能に取り付けられていることを特徴とする。
第３発明の既設杭引き抜き装置用のケーシングは、第１または第２発明において、前記スクリュー羽根は、その内周の半径が既設杭の半径より大きく、該スクリュー羽根の内周の半径と該既設杭の半径との差が、0mmより大きく30mm以下であることを特徴とする。
第４発明の既設杭の引き抜き工法は、請求項１、２または３記載の既設杭引き抜き装置用のケーシングを用いた既設杭の引き抜き工法であって、前記ケーシングを回転させながら前記既設杭の外周に圧入し、前記スクリュー羽根の回転により、前記既設杭の周囲の土砂とともに、該既設杭を前記ケーシングの後端まで上昇させ、前記既設杭の上端部を把持して、該既設杭を該ケーシングから引き抜くことを特徴とする。

第１発明によれば、内周面に設けられたスクリュー羽根の回転により、掘削された土砂とともに既設杭がケーシングの後端まで上昇するので、既設杭の上端部を把持しやすく、既設杭を容易に引き抜くことができる。
第２発明によれば、カップリングが着脱可能に取り付けられているので、カップリングを取り外して、ケーシングの後端から既設杭を引き抜くことができる。
第３発明によれば、スクリュー羽根の内周の半径と該既設杭の半径との差が0mmより大きいので、スクリュー羽根と既設杭との間に隙間が確保され、ケーシングを既設杭の外周に圧入することができる。また、スクリュー羽根の内周の半径と該既設杭の半径との差が30mm以下であるので、スクリュー羽根の回転により上昇する土砂の摩擦により、既設杭を上昇させることができる。
第４発明によれば、スクリュー羽根の回転により、既設杭がケーシングの後端まで上昇するので、既設杭の上端部を把持しやすく、既設杭を容易に引き抜くことができる。

本発明の一実施形態に係るケーシングの側面図である。同ケーシングの側面視断面図である。（ａ）図は図１におけるIIIa-IIIa線矢視図であり、（ｂ）図は図１におけるIIIb-IIIb線矢視図である。（ａ）図はカップリングの側面図であり、（ｂ）図は（ａ）図におけるb-b線矢視図である。同ケーシングを用いたオーガ式掘削機の側面図である。同ケーシングを用いた既設杭の引き抜き工法の説明図である。スクリュー羽根と既設杭との間の隙間の説明図である。同ケーシングを用いた全周回転式掘削機の側面図であり、（ａ）図は掘削前、（ｂ）図は掘削後の状態を示す図である。

つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
図１に示すように、本発明の一実施形態に係るケーシング１は、長尺の円筒形に構成された既設杭引き抜き装置用のケーシングである。ケーシング１の外周面には、２条の突条１１、１１が螺旋状に設けられている。また、ケーシング１の側面には、土排出窓１２が数カ所設けられており、ケーシング１の内部から外部へ土砂を排出できるようになっている。

図２に示すように、ケーシング１の内周面には、先端から後端に渡って螺旋状のスクリュー羽根１３が設けられている。このスクリュー羽根１３と前述の突条１１とは巻き方向が同一となっている。

図３（ａ）に示すように、ケーシング１の先端には、掘削刃１４が取り付けられており、ケーシング１を回転させながら、その先端を地盤に圧入することで、地盤を掘削できるようになっている。

一方、図３（ｂ）に示すように、ケーシング１の後端には、等角度間隔で２つの凸部１５が設けられている。この凸部１５により、ケーシング１をオーガと連結するカップリングが着脱可能に取り付けられる。

図４に示すように、ケーシング１をオーガと連結するカップリング１６はオーガの回転軸に連結される軸部１６ａと、ケーシング１の後端を覆うキャップ１６ｂとから構成されている。また、キャップ１６ｂには、側面視逆Ｌ字形のキー溝１６ｃが等角度間隔で２ヶ所形成されている。

そのため、カップリング１６は、キャップ１６ｂをケーシング１の後端に被せるとともに、凸部１５をキー溝１６ｃに嵌合することにより、ケーシング１に取り付けることができる。また、凸部１５をキー溝１６ｃから外すことにより、カップリング１６をケーシング１から取り外すことができる。
なお、凸部１５およびキー溝１６ｃは同数であればよく、３つ以上形成されてもよい。

つぎに、上記ケーシング１を用いた既設杭の引き抜き工法について説明する。
以下、既設杭引き抜き装置としてオーガ式掘削機を用いた例と、全周回転式掘削機を用いた例とに分けて説明する。

（オーガ式掘削機）
まず、オーガ式掘削機を用いた例について説明する。
図５に示すように、本実施形態のオーガ式掘削機Ａは、ベースマシン２と、ベースマシン２に垂直に支持されたリーダー３と、リーダー３に対して垂直方向に褶動可能に取り付けられたオーガ４、および上記ケーシング１とから構成される。
ケーシング１とオーガ４とは、前記カップリング１６により連結されている。

図６に示すように、（１）まず、バックホーなどで地表面を掘削して、地盤に埋設された既設杭Ｐの上端部を露出させ、ケーシング１をその軸心が既設杭Ｐの軸心と同心になるように配置する。

（２）つぎに、ケーシング１をオーガ４で回転させながら既設杭Ｐの外周の地盤に圧入していく。
ここで、ケーシング１を回転させると、先端の掘削刃１４により地盤が掘削されていく。また、掘削された土砂は、内周面に設けられたスクリュー羽根１３の回転により上方に搬送される。そして、掘削がある程度進むと、スクリュー羽根１３により搬送された土砂が、地表面より上方に位置する土排出窓１２からケーシング１の外部へ排出される。
なお、掘削された土砂は、外周面に設けられた突条１１によっても地表面まで排出され、ケーシング１と地盤との間に隙間を空けている。そのため、ケーシング１と地盤との間の摩擦が低減し、ケーシング１が回転しやすいように維持される。

（３）つぎに、ケーシング１が既設杭Ｐの先端より深く圧入されると、既設杭Ｐと地盤との摩擦がなくなり、既設杭Ｐが地盤から切り離される。

（４）つぎに、ケーシング１の深さを一定としたまま回転を継続させると、ケーシング１内の土砂がスクリュー羽根１３の回転により上方に搬送される。このとき、既設杭Ｐと土砂との摩擦力および既設杭Ｐとスクリュー羽根１３との摩擦力により、土砂とともに既設杭Ｐも上方に搬送される。
なお、ケーシング１を既設杭Ｐの先端よりさらに深く圧入して土砂をケーシング１の内部に送り込むことにより、既設杭Ｐがより上昇しやすくなる。

ここで、既設杭Ｐが土砂とともに上昇するためには、図７に示すように、スクリュー羽根１３の内周と既設杭Ｐとの間の隙間ｄは限りなく0に近い方が、摩擦力が強くなるので好ましい。ただし、ケーシング１を既設杭Ｐの外周に圧入するためには、数十mm、具体的には20mm〜30mm程度の隙間dがある方が、施工が容易となる。そのため、隙間dは0mmより大きく30mm以下であることが好ましい。
換言すれば、スクリュー羽根１３は、その内周の半径が既設杭Ｐの半径より大きく、スクリュー羽根１３の内周の半径と既設杭Ｐの半径との差が、0mmより大きく30mm以下となるように構成されることが好ましい。スクリュー羽根１３の内周の半径と既設杭Ｐの半径との差が0mmより大きければ、スクリュー羽根１３と既設杭Ｐとの間に隙間ｄが確保され、ケーシング１を既設杭Ｐの外周に圧入することができる。また、スクリュー羽根１３の内周の半径と既設杭Ｐの半径との差が30mm以下であれば、スクリュー羽根１３の回転により上昇する土砂の摩擦により、既設杭Ｐを上昇させることができる。

（５）既設杭Ｐをケーシング１の後端、すなわちカップリング１６に当接するまで上昇させた後に、ケーシング１の回転を停止し、オーガ４を引き上げ、カップリング１６を取りはずす。そうすると、ケーシング１の後端から既設杭Ｐの上端部が現れる。
そして、ケーシング１の後端に現れた既設杭Ｐの上端部にクレーンのワイヤロープ５を巻きつけ、そのワイヤロープ５の巻き取りにより既設杭Ｐをケーシング１から引き抜く。
以上により、既設杭Ｐの引き抜きが完了する。

このように、スクリュー羽根１３の回転により、既設杭Ｐがケーシング１の後端まで上昇するので、既設杭Ｐの上端部が土砂に埋まることがない。そのため、既設杭Ｐの上端部にワイヤロープ５を巻きつけ易く、既設杭Ｐを容易に引き抜くことができる。
なお、特許請求の範囲に記載の「既設杭の上端部を把持して」とは、クレーンのワイヤロープ５や他の把持具で既設杭Ｐの上端部を掴むことを意味する。

（全周回転式掘削機）
つぎに、全周回転式掘削機を用いた例について説明する。
図８（ａ）に示すように、本実施形態の全周回転式掘削機Ｂは、公知の全周回転式掘削機本体６と、その全周回転式掘削機本体６に挿入された上記ケーシング１とから構成される。
ここで、ケーシング１の後端には、カップリング１６が取り付けられておらず、開口した状態となっている。また、ケーシング１として、後端に凸部１５が設けられておらず、カップリング１６が取り付けられない実施形態のものを用いてもよい。

まず、バックホーなどで地表面を掘削して、地盤に埋設された既設杭Ｐの上端部を露出させ、全周回転式掘削機本体６をその中心が既設杭Ｐの軸心と同心になるように設置する。そして、全周回転式掘削機本体６に上記ケーシング１を挿入する。

つぎに、ケーシング１を全周回転式掘削機本体６で回転させながら既設杭Ｐの外周の地盤に圧入していく（図６（２）参照）。
つぎに、ケーシング１が既設杭Ｐの先端より深く圧入されると、既設杭Ｐと地盤との摩擦がなくなり、既設杭Ｐが地盤から切り離される（図６（３）参照）。
つぎに、ケーシング１の深さを一定としたまま回転を継続させると、ケーシング１内の土砂がスクリュー羽根１３の回転により上方に搬送される（図６（４）参照）。このとき、既設杭Ｐと土砂との摩擦力および既設杭Ｐとスクリュー羽根１３との摩擦力により、土砂とともに既設杭Ｐも上方に搬送される。

図８（ｂ）に示すように、全周回転式掘削機Ｂを用いた場合には、ケーシング１の後端が開口した状態であるので、既設杭Ｐをケーシング１の後端から突出するまで上昇させることができる。ここで、既設杭Ｐの上端部にワイヤロープ５を巻きつけることができればよいため、既設杭Ｐはケーシング１の後端から50cm程度突出するまで上昇させられる。

その後、ケーシング１の回転を停止し、ケーシング１の後端から突出した既設杭Ｐの上端部にクレーンのワイヤロープ５を巻きつけ、そのワイヤロープ５の巻き取りにより既設杭Ｐをケーシング１から引き抜く。
以上により、既設杭Ｐの引き抜きが完了する。

このように、スクリュー羽根１３の回転により、既設杭Ｐがケーシング１の後端から突出するまで上昇するので、既設杭Ｐの上端部が土砂に埋まることがない。そのため、既設杭Ｐの上端部にワイヤロープ５を巻きつけ易く、既設杭Ｐを容易に引き抜くことができる。

（その他の実施形態）
上記実施形態では、ケーシング１は長尺の１本の部材であるが、所定長さごとに分割、連結可能に構成し、既設杭Ｐの長さ寸法に合わせて、ケーシング１の長さ寸法を変更できるように構成してもよい。

１ケーシング
１１突条
１２土排出窓
１３スクリュー羽根
１４掘削刃
１５凸部
１６カップリング

Claims

円筒形のケーシングであって、
該ケーシングの内周面に、先端から後端に渡る螺旋状のスクリュー羽根が設けられている
ことを特徴とする既設杭引き抜き装置用のケーシング。
前記ケーシングの後端に、オーガと連結するカップリングが着脱可能に取り付けられている
ことを特徴とする請求項１記載の既設杭引き抜き装置用のケーシング。
前記スクリュー羽根は、その内周の半径が既設杭の半径より大きく、該スクリュー羽根の内周の半径と該既設杭の半径との差が、0mmより大きく30mm以下である
ことを特徴とする請求項１または２記載の既設杭引き抜き装置用のケーシング。
請求項１、２または３記載の既設杭引き抜き装置用のケーシングを用いた既設杭の引き抜き工法であって、
前記ケーシングを回転させながら前記既設杭の外周に圧入し、
前記スクリュー羽根の回転により、前記既設杭の周囲の土砂とともに、該既設杭を前記ケーシングの後端まで上昇させ、
前記既設杭の上端部を把持して、該既設杭を該ケーシングから引き抜く
ことを特徴とする既設杭の引き抜き工法。