JP2017025630A

JP2017025630A - 構造物の解体方法

Info

Publication number: JP2017025630A
Application number: JP2015146879A
Authority: JP
Inventors: 成浩蔡; Shigehiro Sai; 紗惠子杉下; Saeko Sugishita; 柳田　克巳; Katsumi Yanagida; 克巳柳田; 隆寛中村; Takahiro Nakamura; 亮水谷; Akira Mizutani; 悦広尾崎; Nobuhiro Ozaki
Original assignee: Kajima Corp
Current assignee: Kajima Corp
Priority date: 2015-07-24
Filing date: 2015-07-24
Publication date: 2017-02-02
Anticipated expiration: 2035-07-24
Also published as: JP6491561B2

Abstract

【課題】振動や騒音等を抑制した状態で構造物を解体できる構造物の解体方法を提供する。【解決手段】構造物１０の解体方法は、内部空間形成工程によって形成された内部空間１１にレーザー装置１を配置して、レーザー装置１からレーザーを照射することによって構造物１０を切断する切断工程を備える。これによって、構造物１０が地中に埋設された状態のままで、構造物１０を切断することができるため、振動や騒音等を抑制することができる。更に、物理的な力を付与することで構造物１０を破壊、切断する方法ではなく、レーザー装置１を用いて熱を付与することによって構造物１０を切断している。従って、振動や騒音等を更に抑制することができる。以上により、振動や騒音等を抑制した状態で構造物を解体できる。【選択図】図３

Description

本発明は、構造物の解体方法に関する。

地中に埋設された構造物の解体方法としては、従来、構造物の周囲の地盤を掘削し、土から露出した構造物の一部を重機を用いて破壊することで解体する方法、あるいは、ウォールソー、ワイヤソー、ウォータージェット等で切断する方法が採用されていた。特許文献１では、地盤から露出させた構造物をウォータージェットで切断する技術が開示されている。

特開平４−３３６１１４号公報

上述の解体方法は、いずれも物理的な力を付与することで構造物を破壊、切断等することによって解体を行っていた。従って、振動や騒音等が大きくなるという問題が生じる。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、振動や騒音等を抑制した状態で構造物を解体できる構造物の解体方法を提供することを目的とする。

本発明に係る構造物の解体方法は、地中に埋設された構造物を解体する構造物の解体方法であって、構造物に上下方向へ延びる内部空間を形成する内部空間形成工程と、内部空間にレーザー装置を配置して、レーザー装置からレーザーを照射することによって構造物を切断する切断工程と、を備える。

本発明に係る構造物の解体方法は、内部空間形成工程によって形成された内部空間にレーザー装置を配置して、レーザー装置からレーザーを照射することによって構造物を切断する切断工程を備える。これによって、構造物が地中に埋設された状態のままで、構造物を切断することができるため、振動や騒音等を抑制することができる。更に、物理的な力を付与することで構造物を破壊、切断する方法ではなく、レーザー装置を用いて熱を付与することによって構造物を切断している。従って、振動や騒音等を更に抑制することができる。以上により、振動や騒音等を抑制した状態で構造物を解体できる。

また、本発明に係る構造物の解体方法では、切断工程において、レーザー装置は、内部空間で、構造物へ向かって斜め上方へ向かってレーザーを照射してよい。このような方法によれば、レーザー照射によって生じるドロスを切断面から下方へ落下させることができる。

また、本発明に係る構造物の解体方法では、切断工程において、レーザー装置は、切断面における一部の領域に非切断部を形成してよい。このような方法によれば、レーザー装置で構造物に切断面を形成した後、非切断部の支持力によって、切断面より上側の構造物が落下することを抑制できる。

また、本発明に係る構造物の解体方法では、切断工程において、レーザー装置は、構造物を下側から上側へ順に切断してよい。このような方法によれば、下側から構造物の切断を行うことで、レーザー装置での切断によって発生したドロスが内部空間の底部に溜まってレーザー装置を配置できなくなることを回避できる。

本発明によれば、振動や騒音等を抑制した状態で構造物を解体できる。

図１は、本発明の実施形態に係る構造物の解体方法に用いられるレーザー装置の一例を示す概略図である。図２は、レーザー装置で切断した構造物の切断面を示す模式図である。図３は、本発明の実施形態に係る構造物の解体方法を説明するための概略断面図である。図４は、本発明の実施形態に係る構造物の解体方法を説明するための概略断面図である。図５は、変形例に係る構造物の解体方法を説明するための概略断面図である。図６は、変形例に係る構造物の解体方法を説明するための概略断面図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、図面において、同一または同等の要素には同じ符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、本発明の実施形態に係る構造物の解体方法に用いられるレーザー装置を示す図である。本実施形態では、地盤Ｇに埋め込まれて地中に埋設された既設杭や既設構造物などの構造物１０が解体される。構造物１０は、地表Ｆから地中へ向かって下方へ延びる円柱状をなしている。構造物１０は、コンクリート、鉄筋等によって構成されている。構造物１０には、ロックドリル等の掘孔機にて穿孔されることにより、上下方向に延びる内部空間１１が形成される。内部空間１１は、上下方向に延びる円柱状をなしている。この内部空間１１には、レーザーを照射することによって構造物１０を切断するレーザー装置１が配置される。

レーザー装置１は、構造物１０の内部空間１１に配置されるレーザーヘッド２と、地上に配置されるレーザー発振器３と、レーザー発振器３で発振されたレーザーをレーザーヘッド２へ輸送する輸送路４と、を備えている。レーザーヘッド２は、レーザーを周方向へ回転させることができる。例えば、レーザーヘッド２は、内部にミラーが内蔵されており、当該ミラーを回転させることによって、レーザーの照射方向も回転させることができる。また、レーザーの焦点距離も調整することができる。従って、レーザーヘッド２がレーザーを回転させることで、構造物１０を切断することができる。なお、レーザーヘッド２が照射方向を回転させるための機構は、ミラーに限られず、レーザーヘッド２自体が回転するような機構を設けてもよい。切断時において、レーザー装置１は、照射方向を回転させながら焦点距離を徐々に広げることで、螺旋状の軌道を描きながら構造物１０を切断する。

図１（ｂ）に示すように、コンクリートにレーザーを照射して切断する際には、溶けた物質が材料下部に溶融物となって付着するドロスＤＲが発生する。従って、切断工程においては、レーザー装置１は、内部空間１１で斜め上方へ向かってレーザーＢを照射する。すなわち、レーザーで切断することによって、構造物１０の切断面１２は逆円錐状の形状をなす。これによって、切断面１２で発生したドロスＤＲは、切断面１２の内部で溜まることなく、切断面１２の傾斜に沿って流れ落ち、内部空間１１内に落下する。なお、切断面１２におけるレーザーを照射している位置には、ノズル５からエアーを吹き付けることでドロスＤＲを吹き飛ばす。ただし、レーザーの照射方向の角度は特に限定されるものではなく、傾斜させることなく水平方向へ照射してもよい。

図２に示すように、切断工程において、レーザー装置１は、切断面１２における一部の領域に非切断部１３を形成する。非切断部１３は、レーザーヘッド２がレーザーの照射方向を回転させている途中において、対応する位置にてレーザーの照射を一時的に停止することによって形成される。図２（ａ）に示す例では、内部空間１１周りに９０°ごとに非切断部１３が形成されており、合計四本の非切断部１３が形成される。レーザーヘッド２は、照射方向を回転させながら、非切断部１３以外の領域ではレーザーを照射して構造物１０を切断し、９０°ごとにレーザーの照射を停止することで非切断部１３を形成する。図２（ｂ）の図の上段部に示すように、切断面１２に非切断部１３が形成されていない場合は、切断面１２より上側の構造物１０が自重で落下してしまい、衝撃が発生する。一方、図２（ｂ）の図の下段部に示すように、切断面１２に非切断部１３が形成されている場合、非切断部１３の支持力によって、切断面１２より上側の構造物１０が自重で落下することを抑制できる。なお、非切断部１３の本数や、形成位置は特に限定されない。ただし、切断面１２よりも上側の構造物１０を支持できるだけの支持力を発揮できる本数、形成位置に設定する必要がある。

次に、図３及び図４を参照して、本実施形態に係る構造物１０の解体方法について説明する。

図３（ａ）に示すように、まず、構造物１０に上下方向へ延びる内部空間１１を形成する（内部空間形成工程）。次に、図３（ｂ）に示すように、内部空間１１の上端側の開口部から、レーザー装置１のレーザーヘッド２を降ろす。内部空間１１における所定の高さ位置にレーザーヘッド２をセットし、レーザーを照射することで構造物１０を切断して切断面１２を形成する（切断工程）。図３（ｃ）に示すように、レーザー装置１は、構造物１０を下側から上側へ順に切断する。切断面１２は、上下方向における所定のピッチで形成される。

次に、切断された構造物１０を地盤Ｇから除去する。具体的には、図４（ａ）に示すように、地盤Ｇに埋まった状態の構造物１０のピースを揚重機２０などによって吊取り及び搬出する。このとき、切断面１２の非切断部１３は、揚重機２０による引張力によって破壊してよい。当該工程を繰り返すことによって、地盤Ｇから構造物１０を除去する。

あるいは、図４（ｂ）に示すように、地盤Ｇを掘削することで地表Ｆの高さを下げて構造物１０の一部を露出させてもよい。最も高い位置における切断面１２を地盤Ｇから露出させ、ニブラやブレーカー等の二次解体機で非切断部１３を破壊したり、揚重機２０等で破壊することで、構造物１０のピースを除去する。最上部のピースを除去したら、地盤Ｇを掘削して次の切断面１２を露出させて除去する。当該工程を繰り返すことによって、構造物１０を除去する。

次に、本実施形態に係る構造物１０の解体方法の作用・効果について説明する。

地中に埋設された構造物の解体方法としては、従来、構造物の周囲の地盤を掘削し、土から露出した構造物の一部を重機を用いて破壊することで解体する方法、あるいは、ウォールソー、ワイヤソー、ウォータージェット等で切断する方法が採用されていた。上述の解体方法は、いずれも物理的な力を付与することで構造物を破壊、切断等することによって解体を行っていた。従って、振動や騒音等が大きくなるという問題が生じる。また、上述の方法では、構造物の周りにある地盤を掘削しなくては構造物を解体できない。従って、掘削作業の途中で、一から構造物を解体する時間を確保しなくてはならず、手間がかかるという問題があった。

また、重機を用いた解体を行う場合、騒音、振動が特に大きく、騒音の発生時間が長いという問題がある。また、粉塵が多量に発生するため、多量の水が必要になるという問題がある。また、一部材（特に大口径杭など）の解体に時間がかかるという問題がある。ワイヤーソー等による切断を用いた解体を行う場合、掘削後に切断、吊取り、搬出をおこなわなくてはならないため、時間がかかるという問題がある。また、大量の水を要するという問題がある。

そこで、本実施形態に係る構造物１０の解体方法は、内部空間形成工程によって形成された内部空間１１にレーザー装置１を配置して、レーザー装置１からレーザーを照射することによって構造物１０を切断する切断工程を備える。これによって、構造物１０が地中に埋設された状態のままで、構造物１０を切断することができるため、振動や騒音等を抑制することができる。更に、物理的な力を付与することで構造物１０を破壊、切断する方法ではなく、レーザー装置１を用いて熱を付与することによって構造物１０を切断している。従って、振動や騒音等を更に抑制することができる。以上により、振動や騒音等を抑制した状態で構造物を解体できる。

また、本実施形態に係る構造物１０の解体方法によれば、物理的な力を付与することで構造物１０を破壊、切断する方法ではなく、レーザー装置１を用いる方法であるため、切断に伴って振動等が発生しない。従って、切断作業時における構造物１０の状態、及び周囲の地盤の状態を維持し易い。これにより、作業の安全性を向上できる。また、地盤Ｇの掘削に先行して、地中に埋まっている状態で構造物１０の切断を行うことができるため、地盤Ｇを掘削するときには、予め切断されている構造物１０を除去すればよい（あるいは、破壊等の作業が必要であるとしても従来に比して作業時間は短い）だけであるため、従来の方法に比べて、掘削の作業を止めて解体作業を行う時間を低減でき、工期を削減できる。また、水等も必要がない。また、一般的に高出力レーザーを現場で用いるには、レーザーが作業エリアに漏洩しないための安全装置が必要になるが、本実施形態の解体方法によれば、地中でレーザー装置１による切断を行うことができるので、安全装置を不要とすることができる。

また、本実施形態に係る構造物１０の解体方法では、切断工程において、レーザー装置１は、内部空間１１で、構造物１０へ向かって斜め上方へ向かってレーザーを照射する。このような方法によれば、レーザー照射によって生じるドロスを切断面１２から下方へ落下させることができる。

また、本実施形態に係る構造物１０の解体方法では、切断工程において、レーザー装置１は、切断面１２における一部の領域に非切断部１３を形成する。このような方法によれば、レーザー装置１で構造物１０に切断面を形成した後、非切断部１３の支持力によって、切断面１２より上側の構造物１０が落下することを抑制できる。

また、本実施形態に係る構造物１０の解体方法では、切断工程において、レーザー装置１は、構造物１０を下側から上側へ順に切断する。このような方法によれば、下側から構造物１０の切断を行うことで、レーザー装置１での切断によって発生したドロスが内部空間１１の底部に溜まってレーザー装置１を配置できなくなることを回避できる。

本発明の構造物１０の解体方法は、上述の実施形態に限定されるものではない。

例えば、図５に示す解体方法を採用してもよい。図５（ａ）に示すように、上側からレーザー装置１で構造物１０に切断面１２を形成する。図５（ｂ）に示すように、揚重機２０で、切断面１２より上側のピースを除去すると共に、レーザー装置１を降下させて構造物１０に次の切断面１２を形成する。図５（ｃ）に示すように、再び揚重機２０で、切断面１２より上側のピースを除去すると共に、レーザー装置１を降下させて構造物１０に次の切断面１２を形成する。これを繰り返すことによって、構造物１０を解体してよい。なお、レーザー装置１による切断に伴って内部空間１１の底部にドロスが溜まることによって、下側の切断面１２を形成するための高さ位置にレーザー装置１を配置することが困難な場合、ドロスを除去するための作業を行ってもよい。

また、レーザー装置１のレーザーの照射方向を回転させることで切断面を形成しなくてもよく、図６に示すように、上下方向に延びる縦方向の切断面２２を形成してもよい。例えば、図６（ａ）に示すように、構造物１０が地中に埋設された状態にて、等ピッチで六個の切断面２２を形成してよい。この場合、図６（ｂ）に示すように、地盤Ｇを掘削して構造物１０の一部を露出させる。そして、二次解体機で構造物１０を横方向に切断し、一の構造物１０のピースを除去する。

また、構造物１０の径が大きい場合は、構造物１０に対して、複数本の内部空間１１が並ぶように形成してもよい。各内部空間１１においてレーザー装置１による切断を行うことで、大きな構造物１０であっても、地中で予め細かく切断しておくことができる。

１…レーザー装置、１０…構造物、１１…内部空間、１２，２２…切断面、１３…非切断部。

Claims

地中に埋設された構造物を解体する構造物の解体方法であって、
前記構造物に上下方向へ延びる内部空間を形成する内部空間形成工程と、
前記内部空間にレーザー装置を配置して、前記レーザー装置からレーザーを照射することによって前記構造物を切断する切断工程と、を備える、構造物の解体方法。
前記切断工程において、前記レーザー装置は、前記内部空間で、前記構造物へ向かって斜め上方へ向かってレーザーを照射する、請求項１に記載の構造物の解体方法。
前記切断工程において、前記レーザー装置は、切断面における一部の領域に非切断部を形成する、請求項１又は２に記載の構造物の解体方法。
前記切断工程において、前記レーザー装置は、前記構造物を下側から上側へ順に切断する、請求項１〜３の何れか一項に記載の構造物の解体方法。