JP3594758B2 - オールケーシング工法の既設構造物回収方法及び既設構造物回収装置 - Google Patents

オールケーシング工法の既設構造物回収方法及び既設構造物回収装置 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明の技術分野は、場所打ち杭のような鉄筋コンクリート製の杭、鋼管杭等の既設杭や地下連続壁のような鉄を構造材に使用した地中に残置する既設構造物をオールケーシング工法の技術を利用して回収し撤去する既設杭の撤去技術の技術分野に属する。
【0002】
【従来の技術】
都市再開発等において、旧建造物を解体してその跡地に新たな建造物を構築する場合、特に市街地では、旧建造物に使用されていた既設の杭や地下連続壁等の既設構造物の撤去が重大な問題となる。跡地に新たな建造物を構築する場合には、新設の杭や地下連続壁等を施工するが、その跡地にこうした既設構造物が残置していると、これらの施工の妨げになるため、通常、邪魔な既設構造物を事前に調査して撤去する。また、土地を返却するため更地にする場合にも、地中に残置している既設構造物を撤去する必要がある。その代表的なものである既設杭についてみると、既設杭には、木杭、場所打ち杭、鋼管杭等各種の杭があるが、既設杭が特に場所打ち杭や鋼管杭のような鉄を構造材に使用した杭の場合には、その鉄の構造材が容易に切断できないため、従来、その撤去には多大の負担を要した。本発明は、こうした鉄を構造材に使用した既設杭や地下連続壁等の地中に残置した既設地中構造物を、オールケーシング工法の技術を併用して効率的に回収し、撤去するようにしたものである。このオールケーシング工法は、場所打ち杭等を打設するための立て穴を形成するために、下端部に掘削ビットを設けた掘削用の先端ケーシングをオールケーシング掘削機により地中に押し込むとともに、これに適当数の継ぎケーシングを継ぎ足してゆき、これにより穴壁の崩壊を防止しながら、これらのケーシング内の土砂をハンマーグラブで掘削して地上に搬出し、立て穴の掘削を進める工法である。
【0003】
オールケーシング工法は、こうした工法であるから、これを用いて例えば鉄筋コンクリート製の既設杭を回収する場合、既設杭を包囲するようにケーシングを建て込んで、その既設杭をハンマーグラブで掘削して排出することとなる。そこで、こうした方法で従来実施されていたオールケーシング工法の既設杭回収方法を図4に基づいて説明する。図4は、従来のオールケーシング工法の既設杭回収方法についての作業手順を示す作業手順図である。図において、1は鉄筋コンクリート製の既設杭、2はこの既設杭1の外周部に縦方向に埋設された縦筋をなす鉄筋、4は掘削用の先端のケーシングを含む鋼管製のケーシング、6はこうしたケーシング4を把持することができ上下方向に駆動可能で回転駆動可能なオールケーシング掘削機の一部をなすメインバンド、10はケーシング4における先端のケーシングの先端部に設けた掘削ビット、11は地中に建て込まれたケーシング4内の土砂を掘削して地上に搬出するための前述したハンマーグラブ、13aはメインバンド6に取り付けてケーシング4を的確に把持できるようにするためのメインバンド用のスペーサである。
【0004】
ケーシング4は、先端部に掘削ビット10を設けた地山掘削用の先端のケーシングと、これに継ぎ足される適当数の継ぎケーシングとからなり、先端のケーシングに継ぎ足される継ぎケーシングの数を調節することにより、地中に建て込むケーシング4の全長を調節することができる。メインバンド6は、隣接端部を回動可能に枢着して連結した複数のバンド部材と、連結したこれらのバンド部材の非連結側の両端部に回動可能に枢着してその両端部を連結する油圧駆動のシリンダとでリング状に形成されている。したがって、シリンダを縮めるように駆動すると、複数のバンド部材が締め付けられてケーシング4に押し当てられ、ケーシング4を把持することができる。また、メインバンド6は、図示していないオールケーシング掘削機の駆動装置で上昇下降させることができ、かつ、回転駆動することができる。オールケーシング掘削機には種々のタイプのものがあるが、この例で使用されているオールケーシング掘削機は、メインバンド6とこのメインバンド6をこのように上下方向に駆動したり回転駆動したりする駆動装置とで構成されている。ハンマーグラブ11は、図示していないクレーンで地上に引き上げたり地中に降下させたりすることができるようになっている。スペーサ13aは、メインバンド6の複数のバンド部材の各内周部に取り付けられる複数のスペーサ片からなり、着脱自在に取り付けることができる。
【0005】
次に、こうしたオールケーシング工法に使用する機器を利用して既設杭1を回収する方法を図4に基づいて説明する。図4(イ)に示すように既設杭1が地中に残置している状態において、まず、ケーシング4のうちの先端のケーシングを既設杭1の外周の周辺に位置させるようにしてメインバンド6で把持し、メインバンド6をオールケーシング掘削機の駆動装置で回転駆動しがら下方向に駆動する。そうすると、先端のケーシングは、掘削力が付与されて既設杭1の外周の周辺を環状に掘削しながら地中に押し込まれるようにして下降する。こうして先端のケーシングを地中に建て込んだら、この先端のケーシングに継ぎケーシングを順次継ぎ足して、同様の方法で継ぎケーシングを適当数建て込み、ケーシング4を図4(ロ)に示すように既設杭1の長さ分ほど建て込む。その結果、既設杭1の周面を周辺地山と縁切りすることができる。しかる後、この縁切りした既設杭1を、図4(ロ)に示すようにハンマーグラブ11で把持して引き上げると、既設杭1は、地盤と切り離されて根切りされれた後、そのまま地上に搬出されることとなり、効率良く回収することができた。
【0006】
しかしながら、こうした従来のオールケーシング工法の既設杭回収方法は、図4に示すような小さな外径ΦDで短い長さLの既設杭1については実施することが可能であるが、既設杭の外径が大きかったり、又は既設杭の長さが長かったりする場合には、実施することが不可能になる。すなわち、外径が大きいかったり長さが長かったりする既設杭は、それだけ重量が大きくなるが、ハンマーグラブ11を引き上げるためのクレーンの容量は、それほど大きくなくないため、既設杭の外径や長さが一定の限度を超えると、杭全体をハンマーグラブ11で一度に引き上げることができなくなる。また、鉄筋コンクリート製の既設杭には、その外周部近くに縦方向の鉄筋が埋設されているが、ハンマーグラブ11によってはこうした鉄筋を切断することができないため、既設杭を適当な長さに分割して地上に搬出することも不可能である。
【0007】
こうしたことから、オールケーシング工法を利用して既設杭を回収する場合、従来は、先端のケーシングで既設杭外周の周辺を少しずつ掘削してケーシングを建て込んでは、ケーシング内の既設杭のコンクリート部をチゼル等のブレーカで破砕するとともに、ケーシング内に作業員が入って鉄筋をガス切断等で細かく溶断しながら既設杭を小割にして、ハンマーグラブ11で地上に搬出していた。また、別の方法として、ケーシング内に全断面掘削用のドリルを配置し、このドリルでケーシング内の既設杭の全断面を掘削して砕いてから地上に搬出する方法が一部で試みられていた。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前者の方法は、外径や長さの著大な配筋量の多い既設杭の鉄筋を手作業により切断すること自体能率的でないことに加えて、地上への搬出上敢えて砕く必要のない既設杭を丸ごと破砕しなければならず、この作業に多大の時間を要して非効率的であった。また、後者の方法は、硬くて掘削しづらいコンクリート製の既設杭を全断面掘削による方法で丸ごと砕かなければならず、前者の方法と同様、非効率的であることに加え、既設杭内の縦方向の鉄筋を切断することが困難であった。すなわち、全断面掘削用のドリルは、カッタを回転させて水平面を切削しながら垂直方向に掘り進めるものであるため、その機構上、垂直方向に長い既設杭内の縦筋を切断するには不適なものである。そのため、こうした装置で既設杭を掘削した場合、垂直方向に長い既設杭内の縦筋は、切断するというよりは、むしろ、長手方向に向けて切削されてゆくこととなって切削しづらいばかりか、切削を行う過程でドリルに絡んだりすることがあり、後者の方法も非効率的であった。これまでは、以上のような方法により、鉄筋が埋設された既設杭を回収、撤去していたため、杭径が大きく鉄筋量が多い既設杭や長さが長くて縦筋も長い既設杭を回収しようとする場合、その回収作業は、多大の時間を要して難作業となっていた。
【0009】
以上、地中の既設構造物の典型である既設杭を例に採り、従来の技術にみられる諸問題を述べたが、従来行われていた鋼管杭や地下連続壁の回収方法についても言及すると、まず、鋼管杭を回収する場合には、鋼管杭を囲むようにケーシングを建て込んだ後、ケーシング内に作業員が入って、鋼管杭を搬出可能な長さにガス切断等で溶断して搬出し、こうした作業を繰返し行うことにより回収していた。また、地下連続壁を回収する場合には、地下連続壁に埋設されているH型鋼等の型鋼を囲むようにケーシングを建て込んだ後、すでに述べた鉄筋コンクリート製の既設杭を回収する場合と同様、ケーシング内に作業員が入って地下連続壁内に埋設されているH型鋼等の型鋼を細かく溶断しながら既設杭を小割にして、ハンマーグラブで地上に搬出していた。このように、鉄を構造材に使用した長いか又は大重量の地中の既設構造物にあっては、鉄筋コンクリート製の既設杭に限らず、その回収作業に多大の時間を要して困難が伴った。
【0010】
本発明は、こうした従来の技術にみられる問題を解消しようとするものであって、その技術課題は、鉄を構造材に使用した長いか又は大重量の地中の既設構造物であっても、長尺の状態で地上に搬出できて効率的に回収することができるオールケーシング工法の既設構造物回収方法及び既設構造物回収装置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明のこうした技術課題を達成するため、オールケーシング工法の既設構造物回収方法に関するこの出願の第1番目の発明は、次の1)の技術手段を採用し、既設構造物回収装置に関するこの出願の第2番目の発明は、次の2)の技術手段を採用した。
1) 掘削用の先端のケーシングを含むケーシングを把持することができる上下方向に駆動可能で回転駆動可能な第1のケーシング把持手段とこの第1のケーシング把持手段で把持したケーシングを把持することができる第2のケーシング把持手段とを備えたオールケーシング掘削機によりケーシングを順次建て込むオールケーシング工法を利用して、鉄を構造材に使用した既設構造物を回収する場合、ケーシングを第1のケーシング把持手段で把持して回転させながら下降させることにより既設構造物における鉄の構造材の周りを先端のケーシングで環状に掘削して順次ケーシングを建て込む第1の工程と、第1の工程終了後に最上方のケーシングを撤去して既設構造物を第1のケーシング把持手段で把持し、この第1のケーシング把持手段を駆動して既設構造物を根切りする第2の工程と、この根切りした既設構造物を第1のケーシング把持手段で把持して上昇させる動作を第2のケーシング把持手段と協働して繰り返すことによりその既設構造物を所定長さ引き上げる第3の工程と、この引き上げた既設構造物の地上側の部分を切断して分離する第4の工程と、この分離した既設構造物の地上側の部分をクレーンで吊り上げて搬出する第5の工程とを経て既設構造物を回収するようにした。
2) 前記1)のオールケーシング工法の既設構造物回収方法の実施に使用され、掘削用の先端のケーシングを含む複数のケーシングとその先端のケーシングに掘削力を付与するオールケーシング掘削機とをセットにして構成されるオールケーシング工法の既設構造物回収装置を構成する場合、ケーシングを把持することができる上下方向に駆動可能で回転駆動可能な第1のケーシング把持手段とこの第1のケーシング把持手段で把持したケーシングを把持することができる第2のケーシング把持手段とを設けてオールケーシング掘削機を構成するとともに、第1のケーシング把持手段に着脱可能に取り付けることができ第1のケーシング把持手段に取り付けて作動させることにより既設構造物を把持することができる第1の既設構造物把持手段と第2のケーシング把持手段に着脱可能に取り付けることができ第2のケーシング把持手段に取り付けて作動させることにより既設構造物を把持することができる第2の既設構造物把持手段とをアタッチメントととして付設して構成した。
【0012】
第1のケーシング把持手段と第2のケーシング把持手段とを備えたオールケーシング掘削機は、引上げ能力をクレーンに比べて格段に大きくすることができるが、オールケーシング工法の既設構造物回収方法に関するこの出願の第1番目の発明は、前記1)の技術手段を採用していて、こうしたオールケーシング掘削機を利用するようにしているので、このオールケーシング掘削機を用いて、第1の工程で既設構造物を周辺部と縁切りし、この縁切りした既設構造物を、第2の工程及び第3の工程で根切りてそのまま持ち上げることができる。しかも、こうした作業は、オールケーシング掘削機だけで達成することができ、ハンマーグラブのような他の装置を要しない。また、この引き上げた既設構造物の地上側の部分を、第4の工程で切断して分離するようにしているので、クレーンの引き上げ能力に見合った適宜の長さに切断することにより、既設構造物を小割することなく長尺の状態でクレーンで吊り上げ搬送して、効率的に回収することができる。 オールケーシング工法の既設構造物回収装置に関するこの出願の第2番目の発明は、こうした既設構造物の回収方法そのものを実施するのに直接的に使用する装置の発明であるので、当然、前記したのと同様の作用効果を奏することができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、この出願のオールケーシング工法の既設構造物回収方法に関する発明及びオールケーシング工法の既設構造物回収装置に関する発明が実際上どのように具体化されるのかを示す具体化例を図1乃至図3に基づいて説明することにより、この出願の各発明の実施の形態を明らかにする。図1は、本発明の第1の具体化例に関するオールケーシング工法の既設構造物回収方法についての作業手順を示す作業手順図、図2は、本発明の具体化例に関するオールケーシング工法の既設構造物回収装置を構成するオールケーシング掘削機の内部の正面図、図3は、本発明の第2の具体化例に関するオールケーシング工法の既設構造物回収方法についての作業手順を示す作業手順図である。これら図1乃至図3において図4と同一符号を付けた部分は、同図と同等の部分を表すので、説明の重複を避けるため詳述しない。以下、本具体化例の技術内容を説明するに当たっては、鉄を構造材として使用した既設構造物の代表例である鉄筋コンクリート製の既設杭を回収する場合を例にしてその技術内容を説明する。
【0014】
まず、図1に基づき、本発明の第1の具体化例に関するオールケーシング工法の既設構造物回収方法について説明すると、101は既設杭1よりも大きな外径ΦD(>ΦD)で長い長さL(>L)の既設杭、102はこの既設杭101に埋設された鉄筋1と同様の鉄筋、104は既設杭101の外径に適合するケーシング4と同様のケーシングである。3は第1のケーシング把持手段としてのメインバンド6で把持した状態のケーシング104を把持することができる第2のケーシング把持手段としてのサブバンド、5は両端部を無端状に連結して超硬岩や鉄筋のような硬いものを切断し得るダイヤモンドワイヤソーの切断用ワイヤ、12はこの切断用ワイヤ5を駆動するワイヤ駆動装置等を自走車体上に設置したダイヤモンドワイヤソーの切断装置である。
【0015】
サブバンド3は、メインバンド6と同様、複数のバンド部材とシリンダとを有し複数のバンド部材をシリンダの駆動によりケーシングに押し当ててケーシングを把持することができるようなっているが、本具体化例では、具体的構造がメインバンド6と異なるので、その詳細は、後に、オールケーシング掘削機の構造を説明する際に述べる。切断用ワイヤ5は、鋼線等の金属ワイヤに人工ダイヤの粒状物を所定間隔を置いて焼結して固着し形成されているため、超硬岩や鉄筋のような硬いものでも容易に切断することができる。ダイヤモンドワイヤソーは、こうした切断用ワイヤ5とワイヤ駆動装置等を自走車体上に設置した切断装置12とで構成されているため、両端部を無端状に連結した切断用ワイヤ5をワイヤ駆動装置で循環移動させながら、図1(ニ)に示すように、自走車体を太線矢印方向に走行させて切断用ワイヤ5を細線矢印方向に牽引すると、既設杭101を引き切りして切断することができる。
【0016】
7は既設杭101を引き上げるに際して上端部の鉄筋102に取り付けられる筒状体、8aはメインバンド6に取り付けて作動させることにより既設杭101を把持することができる第1の既設構造物把持手段としてのメインバンド用の把持金具、8bはサブバンド3に取り付けて作動させることにより既設杭101を把持することができる第2の既設構造物把持手段としてのサブバンド用の把持金具、113aはメインバンド6に取り付けてケーシング4より大径のケーシング104を的確に把持できるようにするためのメインバンド用のスペーサ、113bはサブバンド3に取り付けてケーシング4より大径のケーシング104を的確に把持できるようにするためのサブバンド用のスペーサである。
【0017】
筒状体7は、サブバンド用の把持金具8aを介してメインバンド6で把持できる外径を有するとともに、既設杭101の上端部の鉄筋102に取り付け可能なフランジを下端部に設けており、アタッチメントとして備え付けられる。メインバンド用の把持金具8a及びサブバンド用の把持金具8bは、それぞれ、メインバンド6及びサブバンド3に取り付けてその各シリンダを駆動することにより、既設杭101に押し当てて既設杭101を把持することのできるような構造になっている。すなわち、メインバンド6及びサブバンド3の複数のバンド部材の各内周部に取り付けられる複数の金具からなり、着脱自在に取り付けることができるようにしている。これらメインバンド用の把持金具8a及びサブバンド用の把持金具8bには、既設杭101を把持した際に既設杭101に食い込ませるための突起を内面に設けており、その突起を既設杭101のコンクリート部に食い込ませた状態でこれを把持金具8a,8bで把持することにより、その把持を確実に行うことができる。こうした突起は、既設杭101を回収する場合だけに限らず、セメント配合物内に型鋼が埋設された地下連続壁等他のコンクリート製の地中構造物を回収する場合にも設けることができ、特に、既設杭101の引き上げのために大きな把持力を要するメインバンド用の把持金具8aに設ければ、きわめて有効である。
【0018】
本具体化例では、こうした突起に加え、既設杭101がサブバンド3に対して上昇したりメインバンド6が既設杭101に対して下降したりする等の既設杭101との間の上下方向の相対的な運動により、既設杭101に付着した泥を掻き落すことができる弾性変形可能な掻き落しプレートが把持金具8a,8bに設けられている。こうした掻き落しプレートを設けたことにより、既設杭101に泥が付着している場合でも、その泥が掻き落しプレートで自動的に掻き落されて、メインバンド6及びサブバンド3で把持された既設杭101が付着した泥により滑動するのを防ぐことができる。こうしたメインバンド用の把持金具8a及びサブバンド用の把持金具8bは、オールケーシング掘削機にアタッチメントとして付設される。メインバンド用のスペーサ113a及びサブバンド用のスペーサ113bは、ケーシング4よりも大径のケーシング104を把持するため、スペーサ13a,13bよりも厚みを薄く形成している。
【0019】
次に、図2に基づいてオールケーシング掘削機の構造を説明する。本発明の具体化例の既設構造物回収装置を構成するオールケーシング掘削機21は、すでに述べたメインバンド6やサブバンド3のほか、メインバンド6を上下方向に駆動するスラストシリンダ23と、このスラストシリンダ23のピストンロッドに取り付けられ、ベースフレーム22上の4本のガイドポスト27に沿って上昇下降できるように支持、案内されている昇降フレーム24と、メインバンド6を回転駆動する旋回モータ25とを備えている。サブバンド3は、隣接端部を回動可能に枢着して連結した一対のバンド部材3aを図2の左右にそれぞれ配置して構成され、これらのバンド部材3aの非連結側の四つの端部のうち、前側の二つの端部を、図2に示すように油圧駆動のシリンダ3bに回動可能に枢着してシリンダ3bで連結するとともに、後側の二つの端部も、図に表れていない後側のシリンダ3bにより同様の方法で連結している。したがって、前後の二つのシリンダ3bを縮めるように駆動すると、既設杭101やケーシング104に押し当てられ、これらを把持することができる。また、メインバンド6は、一つの固定バンド部材とこの固定バンド部材に隣接端部を回動可能に枢着して連結した二つの可動バンド部材6aをそれぞれ後方と左右に配置して構成され、左右の可動バンド部材6aの非連結側の前側の両端部を、図2に示すように油圧駆動のシリンダ6bに回動可能に枢着してシリンダ6bで連結している。したがって、シリンダ6bを縮めるように駆動すると、固定バンド部材を中心にして二つの可動バンド部材6aが締め付けられて既設杭101やケーシング104に押し当てられ、これらを把持することができる。
【0020】
サブバンド3は、後方に配置した固定バンド部材3aをベースフレーム22に固定して設置されている。メインバンド6は、図示していないベアリングを介してメインバンド設置用のフレーム26に回転可能に設置されている。スラストシリンダ23は、ベースフレーム22に立設され、その伸縮により昇降フレーム24を上昇、下降させる。旋回モータ25は、その回転をメインバンド6に伝達し得るように昇降フレーム24に取り付けられ、昇降フレーム24に随伴して上昇、下降する。昇降フレーム24の上部には、図示していないベアリングを介してメインバンド設置用のフレーム26が設置され、昇降フレーム24に随伴して上昇、下降する。したがって、スラストシリンダ23を駆動すると、メインバンド6を昇降フレーム24を介して上下方向に駆動することができるとともに、旋回モータ25を駆動すると、メインバンド6を回転駆動することができる。ここで留意すべきことは、こうしたメインバンド6及びサブバンド3を備えたオールケーシング掘削機21は、クレーンとは異なり、その引き上げ能力を格段に大きくすることができるため、外径が大きく長さが長い既設杭101を後に詳述する方法でそのまま引き上げることができる。
【0021】
オールケーシング掘削機21は、こうした構造を備えているので、次に示す方法でケーシング104を建て込むことができる。
1.スラストシリンダ23を限界まで伸ばして昇降フレーム24を上昇させてから、メインバンド6でケーシング104を把持する。
2.旋回モータ25でメインバンド6を回転駆動して、ケーシング104を回転させる。
3.こうしてケーシング104をメインバンド6で把持し回転させた状態において、スラストシリンダ23を縮めて昇降フレーム24を下降させることによりケーシング104を下降させて、地中を先端のケーシングで掘削しながらケーシング104を建て込んで行く。
4.スラストシリンダ23が限界まで縮むと、旋回モータ24の駆動を停止してメインバンド6の回転を停止させ、メインバンド6によるケーシング104の把持を解除する。なお、このとき、地盤が軟らかくケーシング104が降下する恐れのある場合は、メインバンド6によるケーシング104の把持を解除する前にサブバンド3でケーシング104を把持する。
5.ケーシング104の把持を解除した状態において、再び、スラストシリンダ23を限界まで伸ばして昇降フレーム24を上昇させ、必要に応じて新たなケーシング104を継ぎ足しながらメインバンド6でケーシング104を再び把持する。
6.前記の2乃至5の工程を繰り返して、ケーシング104を既設杭1の長さ分ほど建て込む。
【0022】
こうしたオールケーシング掘削機21は、これまでは、専ら、すでに建て込まれたケーシング104を引き上げるために使用され、既設杭101を引き上げるためには使用されていなかったが、次に示す方法で既設杭101を引き上げることができる。
1.メインバンド用の把持金具8a及びサブバンド用の把持金具8bをメインバンド6及びサブバンド3に取り付けるとともに、スラストシリンダ23を限界まで縮めて昇降フレーム24を下降させ、メインバンド6で既設杭101を把持する。
2.メインバンド6を、スラストシリンダ23を伸ばして上方向に駆動するか、又は旋回モータ25で若干回転駆動して既設杭101を根切りした後、スラストシリンダ23を伸ばして既設杭101を引き上げて行く。
3.スラストシリンダ23を限界まで伸ばしたらその伸長を停止するとともに、サブバンド3により既設杭101を把持して落下させないように支持し、しかる後、メインバンド6による既設杭101の把持を解除する。
4.既設杭101の把持を解除した状態において、再び、スラストシリンダ23を限界まで縮めて昇降フレーム24を下降させるとともにメインバンド6で既設杭101を把持し、しかる後、サブバンド3による既設杭101の把持を解除する。
5.前記の2乃至4の工程を繰り返して、既設杭101をサブバンド3と協働しながらメインバンド6で所望の長さ引き上げる。
【0023】
以上、第1の具体化例の既設構造物回収方法の実施に使用する装置について述べたが、次に、その既設構造物回収方法についての作業手順を図1を用いて説明する。図1(イ)に示すように既設杭101が地中に残置している状態において、まず、ケーシング104のうちの先端のケーシングを既設杭101の外周の周辺に位置させてメインバンド6で把持した後、すでに詳述した方法でケーシング104を建て込んで行き、ケーシング104を図1(ロ)に示すように既設杭101の長さ分ほど建て込む。その場合、先端のケーシングは、既設杭101のコンクリート部を切削できる能力をもっているので、鉄筋102の外側の既設杭101のコンクリート部そのものを掘削するようにしてもよく、要は、既設杭101における縦筋としての鉄筋102の周りを先端のケーシングで環状に掘削してケーシング104を建て込むようにすればよい。なお、先端のケーシングは、横方向の鉄筋についても、切削速度は低下するが切削する能力はもっているので、鉄筋102の外側のコンクリート部を先端のケーシングで掘削する過程でこうした横方向の鉄筋に遭遇したとしても、ケーシング104の建て込みを支障なく行うことができる。
【0024】
こうして既設杭101を周辺部と縁切りした後、図1(ハ)に示すように、最上方のケーシング104だけを撤去して、その下方のケーシング104は保護壁として残しておくとともに、筒状体7のフランジを鉄筋102に溶接等で接合して既設杭101の上端部に筒状体7を取り付ける。こうした筒状体7を既設杭101に取り付けることにより、既設杭101を把持して引き上げる作業を、オールケーシング掘削機21の通常の設置態様で容易に行うことができる。なお、この筒状体7は、メインバンド6で既設杭101を容易に把持できるようにするため設けたものであるから、既設杭101の上端部の周辺領域を掘り下げることにより、オールケーシング掘削機21を地平面より低い位置に設置できるようにして既設杭101の上端部をメインバンド6で把持できるようにしてもよい。
【0025】
次いで、すでに詳述した方法により、メインバンド6を上方向に駆動するか回転駆動するかの何れかの駆動方式でメインバンド6を駆動して既設杭101を根切りした後、既設杭101をメインバンド6で把持して上昇させる動作を、サブバンド3と協働して繰り返すことにより、図1(ニ)に示すように、根切りした既設杭101をそのまま引き上げることができる。こうした既設杭101の引き上げ作業は、オールケーシング掘削機21だけで達成することができ、従来の方法とは異なり、ハンマーグラブ11のような他の装置を要しない。この既設杭101の引き上げ作業をする過程でメインバンド6やサブバンド3で既設杭101を把持するが、本具体化例では、これらのバンド3,6に掻き落しプレートを設けているため、既設杭101に付着した泥がその作業過程で自動的に掻き落されて、メインバンド6やサブバンド3で把持された既設杭101が泥により滑動するのを防ぐことができる。なお、掻き落しプレートを設ける代わりに、既設杭101に付着した泥をハイウォッシャで洗い落すようにしてもよい。メインバンド6やサブバンド3には、こうした掻き落しプレートに加えて、既設杭101に食い込ませるための突起を設けているため、既設杭101をこれらのバンド3,6で確実に把持することができる。
【0026】
既設杭101を所望の長さ引き上げた後は、図1(ニ)に示すように、この引き上げた既設杭101の地上側の部分をダイヤモンドワイヤソーの切断用ワイヤ5で切断して分離する。その場合、ダイヤモンドワイヤソーに代えて、アブレシブジェットで切断するようにしてもよい。このアブレシブジェットは、珪砂、ガーネット、鉄球等の硬質微粒子を混入した高圧ジェットにより硬質物を切断するようにした装置である。既設杭101をこれらの装置で切断することにより、鉄筋102が埋設された既設杭101の切断作業を、既設杭101をメインバンド6やサブバンド3で把持したままの状態で簡便に行うことができる。本具体化例では、こうして既設杭101の地上側の部分を切断するようにしているので、図1(ホ)に示すように、クレーンの引き上げ能力に見合った適宜の長さに切断することにより、既設杭101を小割することなく長尺の状態でクレーンで吊り上げ搬送して、効率的に回収することができる。
【0027】
図3に基づき、本発明の第2の具体化例に関するオールケーシング工法の既設構造物回収方法について説明すると、201は既設杭101よりも大きな外径ΦD(>ΦD)で長い長さL(>L)の既設杭、202はこの既設杭201に埋設された鉄筋1と同様の鉄筋、204は既設杭201の外径に適合するケーシング4と同様のケーシング、107は既設杭201の外径に適合する筒状体7と同様の筒状体、108a,108bはそれぞれ既設杭201の外径に適合するメインバンド用の把持金具8a、サブバンド用の把持金具8bと同様のメインバンド用の把持金具、サブバンド用の把持金具である。なお、既設杭201は、外径がきわめて大きいため、第1の具体化例で設けたスペーサ113a,113bのようなものは設けていない。第2の具体化例の既設構造物回収方法は、第1の具体化例よりも更に外径が大きく長さの長い既設杭201を回収する場合の例であり、こうした場合には、既設杭201の重量の増加やケーシング204とその周辺部との間の摩擦抵抗の増加により、スラストシリンダ23の容量が足りなくなったり、掘削トルクが不足したりすることがある。
【0028】
こうした事態に対応するため、本具体化例では、既設杭201を所定長さ引き上げる前に、図3(ロ)に示すように、既設杭の引き上げに要する力を低減することができるベントナイト等の泥水9をケーシング204内に注入するようにしている。こうした工程を付加することにより、泥水9の浮力が既設杭201に作用してオールケーシング掘削機21のスラストシリンダ23での既設杭201の引き上げに要する力を低減することができる。そのため、泥水9の比重を適切に調整することにより、オールケーシング掘削機21におけるスラストシリンダ23の容量が不足気味の場合でも、その容量の範囲内で既設杭201の引き上げ作業を達成することができる。図3の(イ)乃至(ホ)に示す本具体化例の作業手順は、泥水9を注入する図3(ロ)に示す作業手順を除いて、図1の(イ)乃至(ホ)に示す第1具体化例の作業手順と基本的に変わらない。
【0029】
図示はしていないが、本具体化例では、前記の事態に対応するため、掘削用の先端のケーシングに、掘削外径をケーシング204の外径よりも大径にするようにオーバカットするための掘削ビットと、掘削内径をケーシング204の内径よりも小径にするようにオーバカットするための掘削ビットとを設けている。さらに、先端のケーシングに、ケーシング204の周面とその周辺部との間の摩擦抵抗を低減できる滑材を注入するための注入パイプを設けている。すなわち、滑材注入用の注入パイプを先端のケーシング内周面に沿って下方に導いた後、先端のケーシングを貫通させてその外周側に導くようにしている。滑材をこうした注入パイプを通じて先端のケーシングの外周側に注入すると、先端のケーシングの底部を通じてその内周側にも導入され、ケーシング204とその内外周の周辺部との間の摩擦係数を減少させることができる。本具体化例では、以上の述べたようなオーバカットするための掘削ビットや注入パイプを設けているため、ケーシング204の周面とその周辺部との間の摩擦抵抗や先端のケーシングの掘削抵抗を低減することができて、ケーシング204を建て込む際の掘削トルクを減少させることができる。
【0030】
さらにまた、掘削用の先端のケーシングには、その掘削ビット10で掘削した掘削土砂を吸引して排出するための排土パイプを、吸引口が掘削ビット10の近傍に開口するように設けている。こうした排土パイプを設けることにより、掘削土砂が先端のケーシングの多数の掘削ビット10間の間隙に圧密された状態で詰まって先端のケーシングの掘削抵抗を増加させたり、掘削土砂がケーシング204の側部周辺に流入して詰まることにより、ケーシング204の周面とその周辺部との間の摩擦抵抗を増加させたりするのを防ぐことができて、ケーシング204を建て込む際の掘削トルクが掘削土砂により増加するのを防ぐことができる。この第2の具体化例では、以上のような種々の技術手段を施しているので、これらの技術手段を適宜選択して採用することにより、第1の具体化例よりも外径が大きく長さの長い既設杭201を回収する場合でも、スラストシリンダ23の容量が足りなくなったり掘削トルクが不足したりする事態を防ぐことができる。
【0031】
以上、鉄筋コンクリート製の既設杭を回収する場合を例にして既設構造物の回収技術を説明したが、その技術内容は、型鋼が埋設された地下連続壁や鋼管杭のような鉄を構造材に使用した他の既設構造物を回収する場合にも適用することができる。その場合においてケーシングを建て込むとき、型鋼が埋設された地下連続壁については、その型鋼の周りを囲むように先端のケーシングで地下連続壁のコンクリート部や地山を環状に掘削してケーシングを建て込み、鋼管杭については、鋼管杭の周りを囲むように先端のケーシングで地山を環状に掘削してケーシングを建て込めばよく、要は、既設構造物における鉄の構造材の周りを先端のケーシングで環状に掘削してケーシングを建て込むようにすればよい。また、型鋼が埋設された地下連続壁や鋼管杭に筒状体を連結するときには、地下連続壁についてはその型鋼の上端部に筒状体の取付部を取り付け、鋼管杭についてはその鋼管杭の上端部外周面に筒状体の取付部を取り付ければよく、要は、筒状体の取付部を既設構造物の上端部に取り付けることにより連結するようにすればよい。以上述べた各具体化例では、第1のケーシング把持手段及び第2のケーシング把持手段として、複数のバンド部材とシリンダとを有し複数のバンド部材をシリンダの駆動によりケーシングに押し当ててケーシングを把持できるメインバンド及びサブバンドを示したが、こうしたケーシング把持手段としは、円錐状のテーパ面が形成されたケーシング挿通孔を設けたケーシング挿通部と、このケーシング挿通孔に挿通されたケーシングとケーシング挿通孔との間に嵌挿される複数の楔状の部材とで構成され、これらの楔状の部材をテーパ面に沿わせながら押し込むことによりケーシングをチャッキングできるようにした把持手段も従来知られているので、第1のケーシング把持手段及び第2のケーシング把持手段の少なくとも一方に、こうしたチャッキングによる把持手段を用いてもよく、要は、ケーシングを把持できる手段であれば、その種類は問わない。
【0032】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、オールケーシング工法の既設構造物回収方法に関するこの出願の第1番目の発明及びオールケーシング工法の既設構造物回収装置に関するこの出願の第2番目の発明は、それぞれ、課題を解決する手段の項の1)及び2)に示した技術手段を採用しているので、これらの各発明によれば、それぞれ、鉄を構造材に使用した長いか又は大重量の既設構造物であっても、長尺の状態で地上に搬出できて効率的に回収することができるオールケーシング工法の既設構造物回収方法及び既設構造物回収装置が得られる。
この出願の第1番目の発明を具体化する場合、特に、特許請求範囲の請求項3に記載の技術手段を採用すれば、ケーシング周面とその周辺部との間の摩擦抵抗や先端のケーシングの掘削抵抗を低減することができて、ケーシングを建て込む際の掘削トルクを減少させることができる。この出願の第1番目の発明を具体化する場合、特に、特許請求範囲の請求項4に記載の技術手段を採用すれば、既設構造物を把持して引き上げる作業を、オールケーシング掘削機の通常の設置態様で容易に行うことができる。この出願の第1番目の発明を具体化する場合、特に、特許請求範囲の請求項5に記載の技術手段を採用すれば、オールケーシング掘削機での既設構造物の引き上げに要する力を低減することができる。その結果、オールケーシング掘削機における既設構造物の引き上げ能力が不足気味の場合でも、その能力の範囲内で既設構造物の引き上げ作業を達成することができる。この出願の第1番目の発明を具体化する場合、特に、特許請求範囲の請求項6又は請求項7に記載の技術手段を採用すれば、鉄筋が埋設された既設構造物の切断作業を、既設構造物をケーシング把持手段で把持したままの状態で簡便に行うことができる。
この出願の第2番目の発明を具体化する場合、特に、特許請求範囲の請求項8又は請求項9に記載の技術手段を採用すれば、ケーシング周面とその周辺部との間の摩擦抵抗や先端のケーシングの掘削抵抗を低減することができて、ケーシングを建て込む際の掘削トルクを減少させることができる。この出願の第2番目の発明を具体化する場合、特に、特許請求範囲の請求項10に記載の技術手段を採用すれば、掘削土砂が先端のケーシングの掘削部に圧密された状態で詰まって先端のケーシングの掘削抵抗を増加させたり、掘削土砂がケーシングの側部周辺に流入して詰まることにより、ケーシング周面とその周辺部との間の摩擦抵抗を増加させたりするのを防ぐことができて、ケーシングを建て込む際の掘削トルクが掘削土砂により増加するのを防ぐことができる。この出願の第2番目の発明を具体化する場合、特に、特許請求範囲の請求項11に記載の技術手段を採用すれば、請求項4に記載の技術手段を採用した場合と同様、既設構造物を把持して引き上げる作業を、オールケーシング掘削機の通常の設置態様で容易に行うことができる。この出願の第2番目の発明を具体化する場合、特に、特許請求範囲の請求項13に記載の技術手段を採用すれば、鉄を構造材に使用したコンクリート製の地中構造物に既設構造物把持手段に設けた突起を食い込ませた状態において地中構造物を同把持手段で確実に把持することができる。この出願の第2番目の発明を具体化する場合、特に、特許請求範囲の請求項14に記載の技術手段を採用すれば、既設構造物に泥が付着している場合でも泥除去手段で自動的に除去されて、既設構造物把持手段で把持された既設構造物が付着した泥により滑動するのを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の具体化例に関するオールケーシング工法の既設構造物回収方法についての作業手順を示す作業手順図である。
【図2】本発明の具体化例に関するオールケーシング工法の既設構造物回収装置を構成するオールケーシング掘削機の内部の正面図である。
【図3】本発明の第2の具体化例に関するオールケーシング工法の既設構造物回収方法についての作業手順を示す作業手順図である。
【図4】従来のオールケーシング工法の既設杭回収方法についての作業手順を示す作業手順図である。
【符号の説明】
3 サブバンド
3a サブバンドのバンド部材
3b サブバンドシリンダ
4 先端ケーシング
5 ダイヤモンドワイヤソーの切断用ワイヤ
6 メインバンド
6a メインバンドのバンド部材
6b メインバンドシリンダ
7,107 筒状体
8a,108a メインバンド用の把持金具
8b,108b サブバンド用の把持金具
9 泥水
10 掘削ビット
12 ダイヤモンドワイヤソーの切断装置
21 オールケーシング掘削機
22 ベースフレーム
23 スラストシリンダ
24 昇降フレーム
25 旋回モータ
26 サブバンド支持フレーム
27 ガイドポスト
101,201 既設杭
102,202 鉄筋
104,204 ケーシング

Claims (14)

  1. 掘削用の先端のケーシングを含むケーシングを把持することができる上下方向に駆動可能で回転駆動可能な第1のケーシング把持手段とこの第1のケーシング把持手段で把持したケーシングを把持することができる第2のケーシング把持手段とを備えたオールケーシング掘削機によりケーシングを順次建て込むオールケーシング工法を利用して、鉄を構造材に使用した既設構造物を回収するオールケーシング工法の既設構造物回収方法であって、ケーシングを第1のケーシング把持手段で把持して回転させながら下降させることにより既設構造物における鉄の構造材の周りを先端のケーシングで環状に掘削して順次ケーシングを建て込む第1の工程と、第1の工程終了後に最上方のケーシングを撤去して既設構造物を第1のケーシング把持手段で把持し、この第1のケーシング把持手段を駆動して既設構造物を根切りする第2の工程と、この根切りした既設構造物を第1のケーシング把持手段で把持して上昇させる動作を第2のケーシング把持手段と協働して繰り返すことによりその既設構造物を所定長さ引き上げる第3の工程と、この引き上げた既設構造物の地上側の部分を切断して分離する第4の工程と、この分離した既設構造物の地上側の部分をクレーンで吊り上げて搬出する第5の工程とを経て既設構造物を回収するようにしたことを特徴とするオールケーシング工法の既設構造物回収方法。
  2. 請求項1記載のオールケーシング工法の既設構造物回収方法の実施に使用され、掘削用の先端のケーシングを含む複数のケーシングとその先端のケーシングに掘削力を付与するオールケーシング掘削機とをセットにして構成されるオールケーシング工法の既設構造物回収装置であって、ケーシングを把持することができる上下方向に駆動可能で回転駆動可能な第1のケーシング把持手段とこの第1のケーシング把持手段で把持したケーシングを把持することができる第2のケーシング把持手段とを設けてオールケーシング掘削機を構成するとともに、第1のケーシング把持手段に着脱可能に取り付けることができ第1のケーシング把持手段に取り付けて作動させることにより既設構造物を把持することができる第1の既設構造物把持手段と第2のケーシング把持手段に着脱可能に取り付けることができ第2のケーシング把持手段に取り付けて作動させることにより既設構造物を把持することができる第2の既設構造物把持手段とをアタッチメントととして付設したことを特徴とするオールケーシング工法の既設構造物回収装置。
  3. 第1の工程でケーシングを建て込む場合、ケーシング周面とその周辺部との間の摩擦抵抗を低減することができる滑材を先端のケーシングの周辺に注入するようにしたことを特徴とする請求項1記載のオールケーシング工法の既設構造物回収方法。
  4. 第1の工程終了後に最上方のケーシングを撤去して既設構造物を第1のケーシング把持手段で把持する場合、第1のケーシング把持手段で把持可能な筒状体を既設構造物の上端部に取り付けることにより連結して、既設構造物を筒状体を介して把持できるようにしたことを特徴とする請求項1記載のオールケーシング工法の既設構造物回収方法。
  5. 第3の工程で既設構造物を所定長さ引き上げる前に、既設構造物の引き上げに要する力を低減することができる泥水をケーシング内に注入するようにしたことを特徴とする請求項1記載のオールケーシング工法の既設構造物回収方法。
  6. 第4の工程で引き上げた既設構造物の地上側の部分を切断して分離する場合、ダイヤモンドワイヤソーで切断するようにしたことを特徴とする請求項1記載のオールケーシング工法の既設構造物回収方法。
  7. 第4の工程で引き上げた既設構造物の地上側の部分を切断して分離する場合、硬質微粒子を混入した高圧ジェットで切断する装置であるアブレシブジェットで切断するようにしたことを特徴とする請求項1記載のオールケーシング工法の既設構造物回収方法。
  8. 掘削用の先端のケーシングに、ケーシング周面とその周辺部との間の摩擦抵抗を低減できる滑材を注入することができる注入パイプを設けるようにしたことを特徴とする請求項2記載のオールケーシング工法の既設構造物回収装置。
  9. 掘削用の先端のケーシングに、掘削外径をケーシングの外径よりも大径にするようにオーバカットするための掘削ビットと掘削内径をケーシングの内径よりも小径にするようにオーバカットするための掘削ビットとを設けるようにしたことを特徴とする請求項2又は請求項8記載のオールケーシング工法の既設構造物回収装置。
  10. 掘削用の先端のケーシングに、その掘削部で掘削した掘削土を吸引して排出することができる排土パイプを設けるようにしたことを特徴とする請求項2、請求項8又は請求項9記載のオールケーシング工法の既設構造物回収装置。
  11. 既設構造物の上端部に取り付け可能な取付部が設けられ第1のケーシング把持手段で把持可能な外径を有する筒状体をアタッチメントとして備え付けたことを特徴とする請求項2記載のオールケーシング工法の既設構造物回収装置。
  12. 第1のケーシング把持手段として、複数のバンド部材とシリンダとを有し複数のバンド部材をシリンダの駆動によりケーシングに押し当ててケーシングを把持することができる上下方向に駆動可能で回転駆動可能なメインバンドを設け、第2のケーシング把持手段として、複数のバンド部材とシリンダとを有し複数のバンド部材をシリンダの駆動によりケーシングに押し当ててケーシングを把持することができるサブバンドを設けるとともに、第1の既設構造物把持手段及び第2の既設構造物把持手段として、それぞれ、メインバンド及びサブバンドに取り付けてシリンダを駆動することにより既設構造物に押し当てて既設構造物を把持することができるメインバンド用の既設構造物把持手段及びサブバンド用の既設構造物把持手段をアタッチメントととして付設したこと特徴とする請求項2記載のオールケーシング工法の既設構造物回収装置。
  13. 既設構造物が鉄を構造材に使用したコンクリート製の地中構造物であり、メインバンド用の既設構造物把持手段及びサブバンド用の既設構造物把持手段のうちの少なくともメインバンド用の既設構造物把持手段に、既設構造物を把持した際に既設構造物に食い込ませるための突起を設けたことを特徴とする請求項12記載のオールケーシング工法の既設構造物回収装置。
  14. メインバンド用の既設構造物把持手段及びサブバンド用の既設構造物把持手段の少なくとも一方に、既設構造物との間の上下方向の相対的な運動により既設構造物に付着した泥を掻き落すことができる泥除去手段を設けたことを特徴とする請求項12記載のオールケーシング工法の既設構造物回収装置。
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