JP3142586U - 杭破砕ヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】撤去および回収に手間が掛からず、低コストで既設の杭を撤去できる杭破砕ヘッドを提供する。
【解決手段】杭破砕ヘッド６は、スクリューケーシングの円筒状ケーシング軸部の下端部に連結される円筒状のケーシング軸部６ａと、ケーシング軸部６ａの外周部に設けられ、地盤を掘削しかつケーシング軸部６ａの正回転に伴ってケーシング軸部６ａを地盤に進入させる螺旋状の羽根板部６ｃ，６ｄと、ケーシング軸部６ａの内周部に設けられケーシング軸部６ａの内部に下方から進入した杭を破砕する破砕刃６ｇと、ケーシング軸部およびケーシング軸部６ａの地盤への進入に伴って破砕刃６ｇにより破砕されケーシング軸部の内部に搬送された杭の破砕物Ｂをケーシング軸部の内部に係止する降下防止ストッパー６ｆとを有している。
【選択図】図４

Description

本考案は、建て替えなどに伴って建築物を撤去した後、残った基礎杭を撤去するための杭破砕ヘッドに関する。

従来から、地中に埋設された既設杭を撤去するための既設杭の撤去方法が知られている（特許文献１等参照）。

老朽化したビルなどを建て替える際に、上物を破壊して撤去し、後に残った基礎杭を引抜く必要が生じる。

このような既設杭の一般的な撤去方法としては、地中に埋設された杭の周囲に振動を加えながらパイプを挿入して、杭とパイプとの間に圧力水を注入する方法、あるいは、杭の周囲に圧力空気を送りながら杭を抜く方法などがある。

また、出願人自らの提案による特許文献１の方法では、引抜きの対象となる既設杭より大径の螺旋羽根付きのケーシングを用いて、このケーシングを回転させながら既設杭の周囲の地盤に進入させて穴を形成し、杭の底の深さまで掘削した後、螺旋羽根付きケーシングを逆回転させて既設杭を穴内に残して引き上げ、その後、杭を引き抜いて撤去する既設杭の撤去方法が記載されている。
特開２００１−２６２５６９号公報

しかしながら、振動を加えながら埋設してある杭の周囲にパイプを挿入して圧力水を注入する方法では、注入される水量が膨大となるので、作業場が水浸しとなって泥状化して、作業用の重機の進入が困難になるという問題があった。

また、このような方法では、杭の周囲に泥が付着して、ケーシング自体の引き抜き摩擦が増大するので、引き抜き途中で杭が破断することがあり、杭を完全に撤去できないことがあった。

しかも、上述の水や空気を使用する工法では、水や空気を送り込むためのポンプ設備を必要とし、これらの設備のランニングコストが発生して、作業コストの上昇を招くという問題があった。

また、特許文献１の方法では、上述の方法に比べれば工程数は少ないものの、依然として、その工程数が多く、杭の撤去に手間が掛かるだけでなく、乾式の掘削法であるので、杭の下端部が地盤に食い込んで撤去しきれないことがあった。

さらに、上述のいずれの方法であっても、杭を回収して、その材料をリサイクルするためには、杭を撤去した後に、破砕する必要があり、鉄筋コンクリート製の杭では、この破砕処理に手間が掛かるという問題があった。

そこで本考案では、撤去および回収に手間が掛からず、低コストで既設の杭を撤去できる杭破砕ヘッド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請求項１に記載の考案は、羽根付きケーシングの円筒状軸部の下端部に連結される円筒状の本体部と、
前記本体部の外周部に設けられ前記本体部の正回転に伴って地盤を掘削しかつ該本体部を地盤に進入させる螺旋状の羽根板部と、
前記本体部の内周部に設けられ該本体部の内部に下方から進入した杭を破砕する破砕刃と、
前記軸部および前記本体部の地盤への進入に伴って前記破砕刃により破砕され前記軸部の内部に搬送された前記杭の破砕物を前記軸部の内部に係止する係止手段と、
を有している杭破砕ヘッドを特徴としている。

請求項１に記載のものでは、軸部および本体部の地盤への進入に伴って破砕刃により破砕され軸部の内部に搬送された杭の破砕物を軸部の内部に係止する係止手段を有しているので、杭の破砕完了後に羽根付きケーシングと本考案の杭破砕ヘッドとを地盤から引き上げるだけで、杭の破砕物が軸部の内部に係止・保持されたまま引き上げられ、破砕物を比較的簡単に撤去することができる。

そして、軸部と本体部との連結を解除するだけで、係止手段による破砕物の係止を解除できるので、軸部の内部に係止・保持された破砕物を比較的簡単に回収することができる。

また、杭の下端部まで破砕が完了した後に羽根付きケーシングと本考案の杭破砕ヘッドとを地盤から引き上げれば、杭を地盤に残すことなく完全に撤去することができる。

しかも、杭が破砕された状態で回収されるので、従来のように、撤去後に杭を破砕する手間が省け、容易に杭の撤去および回収が可能となるだけでなく、これらの破砕物をリサイクル資源として活用できる。

以下、本考案に係る実施の形態を実施例に基づいて説明する。

〈構成〉
図１において、符号１は地盤、符号２は地盤１に埋設された杭、符号３は杭２の撤去の際に使用されるケーシング掘削機である。

本実施例に係る杭２は、鉄筋コンクリート製であり、軸部が中空となっており、杭２の寸法は、外径３００ｍｍ、内径１８０ｍｍ、長さ７５００ｍｍとなっている。

ケーシング掘削機３は、専用クレーン車３ａと、クレーンアーム３ｂと、クレーンアーム３ｂの先端部３ｃから垂下される油圧式の回転駆動装置３ｄとによって構成されている。

回転駆動装置３ｄの下端部から延びる回転軸部３ｅにはジョイント４が連結されており、ジョイント４の下端部にはスクリューケーシング５が接合され、スクリューケーシング５の下端部には、本考案の杭破砕ヘッド６が接合されている。

作業者によるクレーンアーム３ｂの操作によって、クレーンアーム３ｂの先端部３ｃは上下動可能となっており、作業者による回転駆動装置３ｄの操作によって、回転軸部３ｅは正逆転自在となっている。

図２に示すように、ジョイント４は略ハット形状を呈しており、上端部に嵌合突起４ａと、下端部にスクリューケーシング５接合用の穴が複数形成されたフランジ部４ｂとを有している。

スクリューケーシング５は、円筒状のケーシング軸部５ａと、ケーシング軸部５ａの上下端部にそれぞれ設けられた接合用のフランジ部５ｂ，５ｂと、ケーシング軸部５ａの外周に一対の螺旋状の羽根板部５ｃ，５ｃとを有している。

スクリューケーシング５と、杭破砕ヘッド６とは、フランジ部５ｂ，６ｂとをボルト接合することにより接合され、また、回転駆動装置３ｄの回転軸部３ｅと、スクリューケーシング５の上端部とは、フランジ部４ｂ，５ｂとをボルト接合することによりジョイント４を介して接合されているので、これらはボルトの着脱により着脱自在となっている。

なお、スクリューケーシング５のケーシング軸部５ａの内部と、杭破砕ヘッド６のケーシング軸部６ａの内部とは、接続状態で連通している。

また、スクリューケーシング５は、撤去される杭２の長さに応じて使用される本数が決められる。

図２または図３に示すように、杭破砕ヘッド６は、円筒状のケーシング軸部６ａと、ケーシング軸部６ａの上端部に設けられた接合用のフランジ部６ｂと、ケーシング軸部６ａの外周部に設けられた螺旋状の羽根板部６ｃ，６ｄと、羽根板部６ｃ，６ｄの下端部にそれぞれヘッド刃６ｅ，６ｅとを有している。

本実施例に係るケーシング軸部６ａの直径は約４００ｍｍ、長さは直径の約３倍程度としており、羽根板部５ｃ，５ｃの幅を１５０ｍｍとしているので、杭破砕ヘッド６自体の外径は約７００ｍｍ（羽根の幅１５０ｍｍ×２十４００ｍｍ）となっている。また、羽根板部５ｃ，５ｃの板厚は３２ｍｍとなっている。

このケーシング軸部６ａは、スクリューケーシング５の円筒状ケーシング軸部５ａの下端部に連結される。

羽根板部６ｃは、上から下に向けて数回巻きで設けられており、羽根板部６ｄは、上から下に向けて半回巻きで設けられている。

羽根板部６ｄが半回巻きで設けられているのは、回転の際に曲げモーメントに対する力のバランスをとるためである。

羽根板部６ｃ，６ｄは、ケーシング軸部６ａの正回転に伴って地盤１を掘削すると共に、ケーシング軸部６ａを地盤１に進入させる。

図５（ａ）に示すように、ヘッド刃６ｅは、一対の金属製のチップ刃６ｅＡ，６ｅＡと、チップ刃６ｅＡ，６ｅＡの支持部を補強すると共に、これらを固定する補強体６ｅＢとを有しており、これらが溶接接合されているものである。

ヘッド刃６ｅは、地盤１を掘削する際に食い込み易い構造となっており、チップ刃は地盤１の掘削に耐える強度の金属を用いている。

図４に示すように、杭破砕ヘッド６の円筒状のケーシング軸部６ａの内周部には、杭２を破砕するための図５（ｂ）に示す金属製の破砕刃６ｇが対向位置に交互に複数設けられており、さらに、杭２の破砕物をケーシング軸部５ａの内部に係止する降下防止ストッパー６ｆを有している。

図５（ｂ）に示すように、破砕刃６ｇは、本体部６ｇＡと、補強板６ｇＢと、取付け体６ｇＣと、チップ刃６ｇＤとによって構成されており、この補強板６ｇＢは、破砕刃６ｇとケーシング軸部６ａの内壁との間の隙間を無くすると共に、本体部６ｇＡを支持し、補強するために設けられている。

また、取付け体６ｇＣは、破砕刃６ｇをケーシング軸部６ａの周壁内面に固定するためのものであり、本体部６ｇＡは、破砕に耐える強度を有している。

チップ刃６ｇＤは、本体部６ｇＡ、補強板６ｇＢ、取付け体６ｇＣなどと異なり、強度のある鋼材に熱処理したものであり、これらは溶接により一体化されている。

また、図４（ａ）に示すように、各破砕刃６ｇの下側近傍には、破砕刃６ｇにより破砕された破砕物が破砕刃６ｇとケーシング軸部６ａの周壁との間に挟まって引っ掛かってしまうのを防止する弧板状の破砕物侵入阻止板６ｈがそれぞれ傾斜状態で設けられている。

この破砕物侵入阻止板６ｈは、破砕刃６ｇによる杭２の破砕を妨げない程度に内周側に向かって延びている。

このように、本考案の杭破砕ヘッド６には、杭２の周囲の地盤１を掘削するためのヘッド刃６ｅ，６ｅと、杭２自体を破砕するための複数の破砕刃６ｇとが設けられているので、杭２の周囲の地盤１を掘削すると同時にケーシング軸部６ａの内部に下方から進入した杭２自体を破砕するようになっている。

ケーシング軸部６ａの内側上部には、破砕刃６ｇにより破砕された破砕物の降下を阻止する一対の弧板状の降下防止ストッパー６ｆ，６ｆが設けられており、段違いに略ハの字状に対向配置されている。

降下防止ストッパー６ｆ，６ｆは段違いに設けられているので、ケーシング軸部６ａの中央部を主流として破砕物が上昇し、しかも、一端上昇すると降下しにくい構成となっている。

また、本実施例では、降下防止ストッパー６ｆ，６ｆの材料として、ある程度の弾性を有する板バネ材を用いている。

降下防止ストッパー６ｆ，６ｆの材料を板バネ材とすることにより、破砕物の下方からの通過が容易になり、破砕物の上方からの落下は阻止できる構成となっている。

このように、降下防止ストッパー６ｆは、ケーシング軸部５ａ，６ａの地盤１への進入に伴って破砕刃６ｇにより破砕されケーシング軸部５ａの内部に搬送された杭２の破砕物をケーシング軸部５ａの内部に係止するようになっている。

降下防止ストッパー６ｆ，６ｆは、杭２を破砕した際の鉄筋等の落下を係止するだけでなく、スクリューケーシング５と杭破砕ヘッド６とを地盤１から引き上げる際に内部に取り込んだ破砕物を保持して上昇させる。

〈使用方法〉
本考案の目的は、不要となった杭２を撤去することにある。

まず、図６（ａ）に示すように、地表付近の地盤を予めパワーショベルなどの掘削機により掘削しておき、杭２の上端部を地上に露出させておく。

そして、ケーシング掘削機３の回転駆動装置３ｄにスクリューケーシング５の上端部をジョイント４を介して取り付け、さらに、このスクリューケーシング５の下端部に接合フランジ部５ｂ，６ｂを介して本考案の杭破砕ヘッド６を取り付けておく。

次に、図６（ｂ）に示すように、ケーシング掘削機３を操縦して、頭出しされた杭２の中心軸上に杭破砕ヘッド６の中心軸を合わせてから、回転駆動装置３ｄを正回転に駆動させて、杭破砕ヘッド６を地盤２に進入させる。

そして、クレーンアーム３ｂを操作して杭破砕ヘッド６を降下させつつ、杭破砕ヘッド６の羽根板部６ｃ，６ｄの下端部に設けられたヘッド刃６ｅ，６ｅにより、杭２の周囲の地盤１を掘削する。

図６（ｃ）に示すように、杭２の周囲の地盤１がある程度掘削されると、杭２の上端部が杭破砕ヘッド６の内部に入り込み、杭破砕ヘッド６の内部に設けられた破砕刃６ｇと接触し、杭２の周壁が上端部から破砕される。

さらに、杭破砕ヘッド６を降下させると、図６（ｄ）に示すように、杭２の破砕物Ｂが杭破砕ヘッド６およびスクリューケーシング５の内部に搬送される。

このとき、破砕された破砕物Ｂが、破砕刃６ｇとケーシング軸部６ａの周壁との間に挟まって、破砕刃６ｇの破砕能力が低下することがないように、金属製の破砕物侵入阻止板６ｈが破砕刃の下方近傍に溶接により接合されている。

そして、図６（ｅ）に示すように、杭２の埋設深さ程度まで掘削を行ったら、回転駆動装置３ｄを逆回転させて、杭破砕ヘッド６およびスクリューケーシング５を地盤１から引き抜く。

このとき、杭破砕ヘッド６の内部には、破砕物Ｂの落下を阻止する降下防止ストッパー６ｆが設けられているので、スクリューケーシング５と杭破砕ヘッド６とを地盤１から引き抜いても、破砕物Ｂは、概ね、この降下防止ストッパー６ｆによって係止されるので、破砕物Ｂはスクリューケーシング５と杭破砕ヘッド６との内部に保持されたまま、地上に運び出される。

そして、図６（ｆ）に示すように、掘削により形成された穴を埋め戻しして、図６（ｇ）に示すように、スクリューケーシング５から杭破砕ヘッド６を取り外すと、降下防止ストッパー６ｆによる係止が解除されて、杭破砕ヘッド６とオーガースクリューとの内部に保持されていた破砕物Ｂが降下するので、この破砕物Ｂを回収する。

このように、本実施例の既設杭の撤去方法では、杭破砕ヘッド６とスクリューケーシング５とを連結した後、杭破砕ヘッド６を装着したスクリューケーシング５を正回転させて地盤１に埋設された杭２の中心軸上から掘削し、スクリューケーシング５を逆回転させて引き上げ、ケーシング軸部５ａとケーシング軸部６ａとの連結を解除する。

なお、図面では、コンクリートの破砕物Ｂのみを図示したが、このような破砕物には、コンクリート粒状物の他に鉄筋などが含まれている。

〈作用効果〉
ケーシング軸部５ａおよびケーシング軸部６ａの地盤１への進入に伴って破砕刃６ｇにより破砕されケーシング軸部５ａの内部に搬送された杭２の破砕物Ｂをケーシング軸部５ａの内部に係止する降下防止ストッパー６ｆを有しているので、杭２の破砕完了後にスクリューケーシング５と本実施例の杭破砕ヘッド６とを地盤１から引き上げるだけで、杭２の破砕物Ｂがケーシング軸部５ａの内部に係止・保持されたまま引き上げられ、破砕物Ｂを比較的簡単に撤去することができる。

そして、ケーシング軸部５ａとケーシング軸部６ａとの連結を解除するだけで、降下防止ストッパー６ｆによる破砕物Ｂの係止を解除できるので、ケーシング軸部５ａの内部に係止・保持された破砕物Ｂを比較的簡単に回収することができる。

また、杭２の下端部まで破砕が完了した後にスクリューケーシング５と本実施例の杭破砕ヘッド６とを地盤１から引き上げれば、杭２を地盤１に残すことなく完全に撤去することができる。

しかも、杭２が破砕された状態で回収されるので、従来のように、撤去後に杭２を破砕する手間が省け、容易に杭２の撤去および回収が可能となるだけでなく、これらの破砕物をリサイクル資源として活用できる。

また、杭破砕ヘッド６を装着したスクリューケーシング５により地盤１に埋設された杭２の中心軸上から掘削を行ない、スクリューケーシング５と杭破砕ヘッド６とを地盤１から引き上げることによって杭２を撤去でき、ケーシング軸部５ａとケーシング軸部５ａとの連結を解除することによって撤去された杭２が破砕された状態で回収できるので、撤去・回収作業が簡単であり、作業効率がよい。

さらに、破砕刃６ｇの近傍に破砕物Ｂが停滞するのを防止する破砕物侵入阻止板６ｈが設けられているので、破砕物Ｂが破砕刃６ｇの近傍で停滞することにより杭２の破砕を妨げることがないので、杭２のスムーズな破砕が可能になる。

しかも、本考案の杭破砕ヘッド６は、既存のスクリューケーシング５に装着できるので、容易に導入でき、導入コストの上昇も抑制できる。

また、本考案の杭破砕ヘッド６を使用した既設杭の撤去方法は、杭２の周囲の地盤１を掘削するにあたり水を使用しない乾式工法なので、撤去作業中に泥などが発生せず、きれいな作業環境で作業を行なうことができ、水を送り込むためのポンプや泥水を排出するための空気ポンプなどの設備を必要としないので、これらの設備のランニングコストも発生せず、作業コストの上昇を抑制できる。

以上、図面を参照して、本考案の最良の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態に限らず本考案の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は本考案に含まれる。

なお、本実施例では、杭２の全部を破砕せずに、途中で引き上げて破砕物を回収しても良い。

地盤に埋設された杭の撤去の際に使用されるケーシング掘削機と、ケーシング掘削機のクレーンアームの先端部から垂下される油圧式のオーガー（回転装置）と示す全体構成図である。 オーガー（回転装置）の回転軸部と、ジョイントとオーガースクリューと、杭破砕ヘッドとの接合状態の拡大図である。 本考案に係る杭破砕ヘッドの２面図であり、図（ａ）は上面図、図（ｂ）は側面図である。 本考案に係る杭破砕ヘッドの２面図であり、図３（ａ）のＡ−Ａ断面の断面図、図（ｂ）は本図（ａ）のＢ−Ｂ断面の断面図である。 図（ａ）は本考案の杭破砕ヘッドに係る破砕刃の斜視図、図（ｂ）は本考案の杭破砕ヘッド下部の破断斜視図である。 本考案の杭破砕ヘッドを使用した既設杭の撤去方法を示す模式図である。

符号の説明

１ 地盤
２ 杭
３ ケーシング掘削機（重機）
３ｄ オーガー（回転装置）
５ オーガースクリュー（羽根付きケーシング）
６ 杭破砕ヘッド
５ａ ケーシング軸（軸部）
６ａ ケーシング軸（本体部）
６ｃ，６ｄ 羽根板部
６ｅ ヘッド刃（掘削刃部）
６ｆ 降下防止ストッパー（係止手段）
６ｇ 破砕刃
Ｂ 破砕物

Claims (1)

1. 羽根付きケーシングの円筒状軸部の下端部に連結される円筒状の本体部と、
   前記本体部の外周部に設けられ前記本体部の正回転に伴って地盤を掘削しかつ該本体部を地盤に進入させる螺旋状の羽根板部と、
   前記本体部の内周部に設けられ該本体部の内部に下方から進入した杭を破砕する破砕刃と、
   前記軸部および前記本体部の地盤への進入に伴って前記破砕刃により破砕され前記軸部の内部に搬送された前記杭の破砕物を前記軸部の内部に係止する係止手段と、
   を有していることを特徴とする杭破砕ヘッド。

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