JP4249254B1 - 既設杭引き抜き装置 - Google Patents

Abstract

【課題】比較的硬い地層中でもチャック爪を移動させることが可能な既設杭引き抜き装置を提供する。
【解決手段】既設杭引き抜き装置１は、ケーシング１１と、突出位置および退避位置の間で移動可能なチャック爪１３と、一端がチャック爪１３の基端部に接続されるロッド１５と、ロッド１５の他端に接続され、ケーシング１１の先端に向かう方向の衝撃をロッド１５に断続的に付与する油圧ブレーカ１６と、一端が油圧ブレーカ１６に接続されるコイルバネ１７と、コイルバネ１７の他端に接続され、コイルバネ１７を介して油圧ブレーカ１６およびロッド１５をケーシング１１の先端に向かって押圧する油圧ジャッキ１８と、を備え、油圧ジャッキ１８による押圧、および油圧ブレーカ１６による衝撃の付与により、チャック爪１３を前記退避位置から前記突出位置に移動させる。
【選択図】図４

Description

本発明は、既設杭を引き抜く既設杭引き抜き装置に関する。

建築物や土木構造物等をつくるとき、その基礎を構成するために地中に杭が打ち込まれて埋設される。このため、建築物の建て替え等を行うとき、古い建築物を解体撤去するだけでなく、地中に埋設されている杭（既設杭）を除去する必要がある。特許文献１は、このような既設杭を引き抜いて除去する技術を開示している。

特許文献１に記載の既設杭の引抜き装置は、円筒状のケーシングと、ケーシング外周に設けられる油圧シリンダ及びロッドと、ロッドの先端に設けられるチャック爪とを備える。この既設杭の引抜き装置を用いて既設杭を引き抜く際には、以下の（１）〜（４）の手順を経る。つまり、（１）ケーシングの内部に既設杭が配置された状態にし、（２）油圧シリンダの伸長動作（押圧）により、ロッドを介して油圧シリンダに接続されたチャック爪をケーシング内方に移動させ（押し込み）、（３）チャック爪を既設杭の下端部（又は下方）に到達するまで移動させ、（４）既設杭をケーシングごと引き抜く。

一般的に、建築物等を建てようとするとき、まず、建設予定地の地質を調査し、その建築物の荷重を支持可能な程度に硬い地層（いわゆる支持層）を探す。そして、探し出された支持層に対して杭を打ち込み埋設させて、建築物の基礎とする。
このように、既設杭は比較的硬い地層である支持層に埋設されているので、既設杭の下端部（又は下方）までチャック爪を移動させるには、大きな力が必要になる。

特許文献１に記載の既設杭の引抜き装置は、チャック爪を油圧シリンダの押圧力のみにより移動させるので、押圧力不足により、チャック爪を既設杭の下端部（又は下方）まで移動させることが困難になる事態が生じうる。

また、杭を埋設する施工方法の進歩に伴い、杭を埋設するときに杭の下端部周辺の地層に混入されるセメントミルク（固化材）等の量が増大している。このため、新しい建築物等に用いられている既設杭の下端部周辺の地層強度が、今現在除去されている古い建築物等に用いられた既設杭におけるものよりも硬いことが予想される。
このように、近い将来、新しい建築物等に用いられた既設杭も、建築物の老朽化等による解体撤去に伴い除去する必要がある。
特開２０００−１５４５４１号公報

本発明は、以上の如き状況を鑑みてなされたものであり、比較的硬い地層中でもチャック爪を移動させることが可能な既設杭引き抜き装置を提供する。

請求項１に記載の既設杭引き抜き装置は、円筒状のケーシングと、前記ケーシングの外周側かつ先端部寄りに配置され、前記ケーシングの内部に先端部を突出する位置である突出位置、および前記ケーシングの内部から退避した位置である退避位置の間で移動可能なチャック爪と、前記ケーシングの外周側に配置されるとともに、一端が前記チャック爪の基端部に接続されるロッドと、前記ケーシングの外周面に沿って前記ケーシングの軸方向に摺動可能に支持されるとともに前記ロッドの他端に接続され、前記ケーシングの先端に向かう方向の衝撃を前記ロッドに断続的に付与する衝撃付与装置と、前記ケーシングの外周側に配置され、一端が前記衝撃付与装置に接続される弾性部材と、前記ケーシングの外周面に固定されるとともに前記弾性部材の他端に接続され、前記弾性部材を介して前記衝撃付与装置および前記ロッドを前記ケーシングの先端に向かって押圧する押圧装置と、を備え、前記押圧装置による押圧、および前記衝撃付与装置による衝撃の付与により、前記チャック爪を前記退避位置から前記突出位置に移動させる。

請求項２に記載の既設杭引き抜き装置は、円筒状のケーシングと、前記ケーシングの外周側かつ先端部寄りに配置され、前記ケーシングの内部に先端部を突出する位置である突出位置、および前記ケーシングの内部から退避した位置である退避位置の間で移動可能なチャック爪と、前記ケーシングの外周側に配置されるとともに、一端が前記チャック爪の基端部に接続されるロッドと、前記ケーシングの外周面に沿って前記ケーシングの軸方向に摺動可能に支持されるとともに前記ロッドの他端に接続され、前記ロッドに振動を付与する振動付与装置と、前記ケーシングの外周側に配置され、一端が前記振動付与装置に接続される弾性部材と、前記ケーシングの外周面に固定されるとともに前記弾性部材の他端に接続され、前記弾性部材を介して前記振動付与装置および前記ロッドを前記ケーシングの先端に向かって押圧する押圧装置と、を備え、前記押圧装置による押圧、および前記振動付与装置による振動の付与により、前記チャック爪を前記退避位置から前記突出位置に移動させる。

請求項３においては、前記チャック爪は、外周側に基端部から先端部に向かって円弧状に形成される円弧部が設けられ、かつ、内周側に基端部から先端部に向かって延びる溝が形成され、前記溝は、その底面が前記円弧部の形状に沿う形状を有し、前記ケーシングの外周面には、前記チャック爪の基端部を貫通して設けられるガイドピンと、前記ガイドピンと係合し、かつ、前記チャック爪の円弧部の形状に沿った形状を有するガイド溝とを含むガイド部が設けられ、前記ケーシングには、前記ケーシングの内部と外部とを連通し、前記チャック爪が前記突出位置と前記退避位置との間で移動するときに通る連通孔が形成され、前記連通孔には、前記ケーシングの先端に向かって突出し、前記チャック爪の溝に係合する突出部が形成され、前記チャック爪が前記連通孔を通るとき、前記溝と前記突出部とが接し、前記チャック爪が円弧運動する。

請求項４においては、前記チャック爪は、外周側に基端部から先端部に向かって円弧状に形成される円弧部が設けられ、かつ、内周面に前記円弧部の形状に沿う形状を有し、前記ケーシングの外周面には、前記チャック爪の基端部を貫通して設けられるガイドピンと、前記ガイドピンと係合し、かつ、前記チャック爪の円弧部の形状に沿った形状を有するガイド溝とを含むガイド部が設けられ、前記ケーシングには、前記ケーシングの内部と外部とを連通し、前記チャック爪が前記突出位置と前記退避位置との間で移動するときに通る連通孔が形成され、前記チャック爪が前記連通孔を通るとき、前記連通孔の内壁と前記チャック爪とが接し、前記チャック爪が円弧運動する。

本発明は、比較的硬い地層中でもチャック爪を移動させることが可能であるという効果を奏する。

［第一実施形態］
以下では、本発明に係る既設杭引き抜き装置の第一実施形態である既設杭引き抜き装置１について説明する。

図１および図４に示すように、既設杭引き抜き装置１は、地中に埋設された杭（既設杭）１０を引き抜くことにより地中から除去するものであり、ケーシング１１、掘削歯１２、チャック爪１３、ガイド部１４、ロッド１５、油圧ブレーカ１６、コイルバネ１７、および油圧ジャッキ１８を備える。
掘削歯１２はケーシング１１の先端部に設けられており、チャック爪１３、ガイド部１４、ロッド１５、油圧ブレーカ１６、コイルバネ１７、および油圧ジャッキ１８は、ケーシング１１の外周側に設けられている。また、チャック爪１３は、ケーシング１１の外周側から内方側へ突出可能に構成されている。

既設杭１０は、建築物等の基礎として地中に埋設されている杭であり、例えば、場所打ち鉄筋コンクリート杭やコンクリート充填鋼管杭、または工場などで製作されるＰＣ杭、ＰＨＣ杭、ＳＣ杭、鋼管杭、Ｈ鋼杭等がある。

ケーシング１１は、中空の円筒形状を有する円筒状の部材であり、既設杭１０より大きい内径を有する。また、ケーシング１１は十分な強度を有する部材（例えば、鉄鋼等の金属）によって構成されている。
図１および図２に示すように、ケーシング１１の先端部には、ケーシング１１の内部（ケーシング１１の内周面で囲まれる空間）と外部とを連通し、チャック爪１３が通過可能に構成される連通孔１１ａが形成されている。
ケーシング１１には、水、ベントナイト等の泥土化剤をケーシング１１の先端部に供給するための配管（不図示）が適宜設けられている。この泥土化剤により地層の硬度を低下させている。

図１に示すように、掘削歯１２は、ケーシング１１を地中に進入させるときに地層を掘削するものであり、ケーシング１１の先端に複数固定されている。

ケーシング１１は、アースオーガ等のケーシング駆動装置（不図示）に接続されている。このケーシング駆動装置は、ケーシング１１を駆動するためのものであり、ケーシング１１を地中に進入させる、または地中から引き抜くことが可能である。
詳細には、ケーシング駆動装置によりケーシング１１を軸（円筒状のケーシング１１の中心軸）周りに回転させつつ、押圧することにより、ケーシング１１の先端の掘削歯１２によって地層を掘削しつつケーシング１１が地中に進入していく。また、地中に進入したケーシング１１を地上に引き抜く際も同様にケーシング１１を回転等させる。

図１に示すように、チャック爪１３、ガイド部１４、ロッド１５、油圧ブレーカ１６、コイルバネ１７、および油圧ジャッキ１８は、ケーシング１１の中心軸を中心にして複数組（本実施形態では二組）設けられ、それぞれの組がケーシング１１の中心軸回りに等間隔に配置されている。また、ケーシング１１の先端部から、チャック爪１３・ガイド部１４→ロッド１５→油圧ブレーカ１６→コイルバネ１７→油圧ジャッキ１８の順に設けられている。

チャック爪１３は、既設杭１０の引き抜き時に既設杭１０を下方から支持するものであり、略円弧形状、かつ、先端に向かうにしたがって先細りする先細り形状を有する部材である。
チャック爪１３は、ケーシング１１の連通孔１１ａを通じて移動し、突出位置、および退避位置の間で移動可能に構成されている。チャック爪１３の「突出位置」は、連通孔１１ａを通じてケーシング１１の内部に貫入し、ケーシング１１の内部に先端部を突出している位置であり、前記突出位置にあるチャック爪１３はケーシング１１の軸に対して略垂直方向に突出する姿勢になる（図４（ｄ）および図７参照）。チャック爪１３の「退避位置」は、ケーシング１１の内部から外周側に退避している位置であり、前記退避位置にあるチャック爪１３はケーシング１１の外周面に対向するとともにケーシング１１の軸に対して略水平姿勢になる（図４（ａ）および図５参照）。
なお、チャック爪１３は、連通孔１１ａを通るときに、連通孔１１ａの内壁に接して支持されるように構成されている。

図１および図３に示すように、ガイド部１４は、チャック爪１３が「突出位置」および「退避位置」の間で移動するようにガイドするものであり、ケーシング１１の外周面における連通孔１１ａの近傍に配置されている。ガイド部１４は、ガイドピン１４ａ、およびガイド板１４ｂ・１４ｂを有する。

ガイドピン１４ａは、チャック爪１３の基端部およびロッド１５の一端を貫通し、両端部がガイド板１４ｂ・１４ｂのガイド溝１４ｃ・１４ｃにそれぞれ挿入されて係合している。これにより、チャック爪１３がロッド１５とともにガイド溝１４ｃに沿って移動する。
ガイド板１４ｂは、ケーシング１１の外周面に固定されており、ガイド板１４ｂには、ガイドピン１４ａと係合するガイド溝１４ｃがそれぞれ形成されている。ガイド板１４ｂの縁部には、ガイド部材１４ｄが固定されている。
ガイド溝１４ｃは、円弧形状を有する溝であり、チャック爪１３の移動軌跡を円弧状にガイドする。
ガイド部材１４ｄは、ガイド板１４ｂの下部における外周側縁部に設けられており、チャック爪１３の先端側に当接するように設けられている。チャック爪１３が退避位置から突出位置に移動する際に、ガイド部材１４ｄに当接することにより、円滑に移動可能となっている。
以上のように、ガイド部１４によってチャック爪１３が前記退避位置から突出位置へと円滑に移動可能に構成されている。

ロッド１５は、ケーシング１１の外周側（ケーシング１１の外周面に対向する位置）に配置され、一端がチャック爪１３の基端部にガイドピン１４ａを介して回動可能に接続されている。
ロッド１５は、ケーシング１１の軸方向に向けて複数（本実施形態では三つ）に分割されており、分割されたロッド１５・１５・１５は連結ピン１５ａ・１５ａを介して回動可能に連結されている。
また、最先端部に配置されるロッド１５の連結部外周側には、当て板１５ｂが設けられている。この当て板１５ｂにより、最先端に配置されるロッド１５の外側への回動が規制されている。

油圧ブレーカ１６は、チャック爪１３に対して前記突出位置に向かう方向の衝撃を断続的に付与するものであり、チゼル１６ａとブレーカ本体１６ｂとを有する。なお、油圧ブレーカ１６は公知の油圧ブレーカによって構成されている。この油圧ブレーカ１６によって付与される衝撃は、断続的なものに限定されず、周期的、非周期的なものであってもよい。
チゼル１６ａは、ブレーカ本体１６ｂからの打撃を伝達するためのロッド状の部材であり、その一端はロッド１５の他端（最基端部に配置されるロッド１５の基端側）に接続され、他端はブレーカ本体１６ｂに接続されている。
ブレーカ本体１６ｂは、チゼル１６ａに打撃を付与するためのものであり、支持部材（不図示）によりケーシング１１の外周面に沿ってケーシング１１の軸方向（図１の矢印Ａ参照）に摺動可能に支持されている。
ブレーカ本体部１６ｂからチゼル１６ａに打撃が加えられると、ケーシング１１の先端に向かう方向の衝撃がチゼル１６ａからロッド１５に伝達され、さらにロッド１５からチャック爪１３に前記突出位置に向かう方向の衝撃が伝達される。
このように、油圧ブレーカ１６からロッド１５等を介してチャック爪１３に衝撃が付与される。

コイルバネ１７は、所定のバネ定数を有するバネであり、ケーシング１１の外周側に配置され、一端はブレーカ本体部１６ｂに接続され、他端は油圧ジャッキ１８に接続されている。

油圧ジャッキ１８は、公知の油圧ジャッキであり、チャック爪１３を前記突出位置に向かう方向に押圧する。油圧ジャッキ１８は、ピストンロッド１８ａとジャッキ本体１８ｂと、を有する。
ピストンロッド１８ａの一端はコイルバネ１７に接続され、他端はジャッキ本体１８ｂに接続されている。
ジャッキ本体１８ｂは、ピストンロッド１８ａを押引して移動させる（伸縮させる）ためのものであり、ケーシング１１の外周面に固定されている。
ジャッキ本体１８ｂでピストンロッド１８ａを押圧する（伸長する）ことにより、コイルバネ１７を介して、油圧ブレーカ１６およびロッド１５にケーシング１１の先端に向かう押圧力が伝達され、さらにロッド１５からチャック爪１３に前記突出位置に向かう方向の押圧力が伝達される。

図１に示すように、ブレーカ本体１６ｂとピストンロッド１８ａとは、互いに離間しすぎること（コイルバネ１７が伸長しすぎること）を防止する離間防止部材２０で接続されている。離間防止部材２０は長孔を有する楕円環状の部材であり、楕円環状の部材であり、その一端部がブレーカ本体１６ｂに固定されるピンに係合し、その他端部がピストンロッド１８ａの先端部に固定されることにより、ブレーカ本体１６ｂとピストンロッド１８ａとが所定の間隔以上に離間しないように規制している。

ガイド部１４、ロッド１５、油圧ブレーカ１６、コイルバネ１７、および油圧ジャッキ１８は、ケーシング１１の軸に沿って一直線状に配置され、油圧ジャッキ１８による押圧、および油圧ブレーカ１６による衝撃の付与が円滑に行えるよう構成されている。また、ロッド１５・１５・１５および連結ピン１５ａ・１５ａの配置および形態は、ガイド部１４のガイド溝１４ｃに可及的に沿うように形成され、ロッド１５をガイド溝１４ｃに沿って移動させるとき、ロッド１５のケーシング１１径方向の移動量が低減するよう構成されている。

チャック爪１３を前記突出位置に向かう方向に移動させるときは、油圧ブレーカ１６および油圧ジャッキ１８が用いられる。つまり、油圧ジャッキ１８による押圧力と油圧ブレーカ１６による衝撃力とが、チャック爪１３の突出に寄与する。
チャック爪１３を前記退避位置に向かう方向に移動させるときは、油圧ジャッキ１８が用いられる。詳細には、油圧ジャッキ１８のピストンロッド１８ａを収縮させ、これにより、コイルバネ１７、油圧ブレーカ１６およびロッド１５がケーシング１１の基端に向かって移動し、さらにチャック爪１３が前記退避位置に向かう方向に移動していく。このとき、離間防止部材２０によりコイルバネ１７が伸長しすぎることが防止されるので、チャック爪１３の移動が確実に行える。

図４〜図７を参照して、既設杭引き抜き装置１を用いて既設杭１０を引き抜く際の動作について説明する。具体的には、以下の（ａ）〜（ｄ）に示す作業工程にしたがって既設杭引き抜き装置１が作動される。

（ａ）図４（ａ）および図５に示すように、作業者は、前記ケーシング駆動装置を駆動し、ケーシング１１を地中の所定位置まで進入させる。詳細には、既設杭１０がケーシング１１の内部に位置し、チャック爪１３が既設杭１０の下端と同程度の深さにくる位置までケーシング１１を地中に進入させる。

（ｂ）図４（ｂ）に示すように、作業者は、ケーシング１１が所定位置まで移動したと判断すると、油圧ジャッキ１８を駆動し、ピストンロッド１８ａを伸長させる。
これにより、チャック爪１３が、前記突出位置に向かう方向に押圧される。このとき、チャック爪１３の先端部周辺の地層が比較的硬ければ、チャック爪１３が地層から受ける抵抗も大きくなる。さらに、チャック爪１３が、コイルバネ１７を介していることにより、ピストンロッド１８ａの伸長速度に比べて遅い速度で前記突出位置に向かう方向に移動したり、停止状態になったりする（本実施形態では、チャック爪１３が停止状態にあるものとする（図５参照））。その結果、ピストンロッド１８ａの伸長速度とチャック爪１３の移動速度との差に応じてコイルバネ１７が収縮していく。

（ｃ）図４（ｃ）および図６に示すように、作業者は、コイルバネ１７が所定値以上収縮していることを確認すると、ピストンロッド１８ａの伸長動作を停止させ、油圧ブレーカ１６を駆動させる。
これにより、油圧ブレーカ１６からチャック爪１３に対して、前記突出位置に向かう方向の衝撃が断続的に付与される。さらに、チャック爪１３がその先端で地層に対し前記突出位置に向かう方向に断続的に打撃を加える。そして、コイルバネ１７が伸長していくとともに、チャック爪１３が前記突出位置に向かう方向に移動していく。
このように、チャック爪１３は、コイルバネ１７を介して油圧ジャッキ１８で押圧された状態で、油圧ブレーカ１６から衝撃を付与されることにより、地層を掘削して前記退避位置から前記突出位置に向かう方向に移動していく。

（ｄ）図４（ｄ）および図７に示すように、作業者は、チャック爪１３が前記突出位置まで移動したと判断すると、前記ケーシング駆動装置を駆動し、ケーシング１１を引き抜く。
このとき、チャック爪１３が前記突出位置まで移動していれば、既設杭１０の下端部がチャック爪１３に当接して支持された状態になり、既設杭１０がケーシング１１とともに引き抜かれる（もしくは、チャック爪１３が既設杭１０の下方に位置した状態になり、ケーシング１１の引き抜き作業の途中にチャック爪１３と既設杭１０とが当接し、既設杭１０がチャック爪１３に支持された状態となり、既設杭１０がケーシング１１とともに引き抜かれる）。
なお、チャック爪１３が前記突出位置まで移動したか否かの判断は、例えば作業者がブレーカ本体１６ｂの摺動量を目視することにより行う。詳細には、ブレーカ本体１６ｂの摺動量が所定値以上であればチャック爪１３が前記突出位置まで移動したと判断し、所定値以下であれば前記突出位置まで移動していないと判断する。
作業者は、チャック爪１３が前記突出位置まで移動していない、つまり上記（ｂ）および（ｃ）の作業によってもブレーカ本体１６ｂの摺動量が変化せず、前記所定値以上まで到達していないと判断すると、油圧ジャッキ１８を駆動し、ピストンロッド１８ａを収縮させ、チャック爪１３を前記退避位置に移動させる。例えば、チャック爪１３が前記突出位置まで移動していない場合として、上記（ａ）の作業でチャック爪１３が十分な深さまで移動していなかったため、上記（ｃ）の作業の際、チャック爪１３が既設杭１０の中途部に当接し、前記突出位置まで移動しきれていない場合等がある。かかる場合には、作業者は再度上記（ａ）のケーシング１１を所定位置まで移動させるための作業、ならびに上記（ｂ）および（ｃ）のチャック爪１３を前記退避位置から前記突出位置に移動させるための作業を繰り返し行う。

以上のように構成すると、チャック爪１３を前記退避位置から前記突出位置に移動させるとき、油圧ブレーカ１６による衝撃がチャック爪１３に断続的に付与され、チャック爪１３を介した油圧ブレーカ１６による打撃が断続的に地層に加えられるので、チャック爪１３による地層の掘削をより強い力で行うことができ、支持層等の比較的硬い地層中でもチャック爪１３を移動させることが可能である。

また、チャック爪１３を前記退避位置から前記突出位置に移動させるときに油圧ブレーカ１６により断続的な打撃が加えられるので、チャック爪１３をより速く移動させることが可能である。したがって、地層が予想以上に硬い場合等、上述の（ｂ）〜（ｄ）に示す作業、つまりチャック爪１３を前記退避位置から前記突出位置に移動させるための作業を繰り返し行う必要が生じたとしても、チャック爪１３の移動時間を短縮することが可能であり、既設杭１０の引き抜きを短時間で効率的に行うことが可能である。

また、油圧ブレーカ１６と油圧ジャッキ１８との間にコイルバネ１７が介装されているので、油圧ブレーカ１６で発生する衝撃や振動が、コイルバネ１７に吸収され、油圧ジャッキ１８に伝達される衝撃や振動を低減することが可能である。

また、チャック爪１３を前記退避位置から前記突出位置に移動させるとき、地層の硬さ、チャック爪１３の移動速度等に応じてチャック爪１３が地層から受ける抵抗の大きさも変化する。
しかし、油圧ジャッキ１８と油圧ブレーカ１６との間にはコイルバネ１７が介装されている。これにより、例えば硬い地層の場合に、コイルバネ１７が地層からの抵抗を吸収してチャック爪１３の移動速度が遅くなる。このように、コイルバネ１７によって地層の硬さに応じてチャック爪１３の移動速度が適宜変化する。
したがって、チャック爪１３、さらにガイドピン１４ａ、ロッド１５等が地層から受ける抵抗の大きさが調整され、チャック爪１３、ガイドピン１４ａ、ロッド１５等に過大な負担がかかることを回避することが可能である。

また、チャック爪１３を前記退避位置から前記突出位置に移動させるとき、油圧ブレーカ１６は振動しながら摺動する。このとき、油圧ブレーカ１６の摺動速度（チャック爪１３の移動速度）は地層の硬さに応じて変化する。
しかし、油圧ジャッキ１８と油圧ブレーカ１６との間にコイルバネ１７を介装することにより、このような油圧ブレーカ１６の不規則な摺動をコイルバネ１７で吸収できるので、油圧ジャッキ１８により油圧ブレーカ１６、さらにチャック爪１３を確実に押圧することが可能である。

また、既設杭１０を引き抜くとき、既設杭１０の下端部がチャック爪１３で支持されているので、既設杭１０が腐敗、破損等により分断されたとしても、下端側が地中に残存してしまうような事態を回避することが可能であり、一部分（特に下端側）も地中に残存させず、ほぼ全部引き抜くことが可能である。

なお、チャック爪１３を前記退避位置から前記突出位置に移動させるときについて、上記（ｂ）および（ｃ）の作業を（ｂ）→（ｃ）→（ｂ）→（ｃ）・・・、の順に繰り返し行い、チャック爪１３を徐々に前記突出位置まで移動させるようにしてもよい。
また、上記（ｃ）において、作業者が油圧ブレーカ１６を駆動させるとき、ピストンロッド１８ａの伸長動作を停止させてから駆動させたが、ピストンロッド１８ａの伸長動作を停止させずにピストンロッド１８ａを伸長させている状態で油圧ブレーカ１６を駆動させてもよい。

また、本実施形態はロッド１５とチゼル１６ａとを別体で構成したが、本発明はこれに限定されず、例えば複数に分割されるロッド１５の連結部分までをチゼルのみで構成する等、一体的に構成してもよい。

以下では、図８を参照して、チャック爪１３、ガイド部１４のガイド溝１４ｃ、およびケーシング１１の連通孔１１ａについて、詳細に説明する。

前述のようにチャック爪１３は略円弧状に形成されている。そして、図８に示すように、チャック爪１３の外周側は、チャック爪１３の基端部から先端部に向かって円弧状に形成される円弧部１３ａとして形成されており、チャック爪１３の外周面１３ｄは円弧部１３ａの形状に沿った円弧形状を有する。また、チャック爪１３の内周側には、チャック爪１３の基端部から先端部に向かって延びる溝１３ｂが形成されている。溝１３ｂは、その底面１３ｃが円弧部１３ａの形状に沿う形状を有する。
一方、ガイド板１４に形成されるガイド溝１４ｃは、チャック爪１３の円弧部１３ａの形状に沿った円弧形状を有する。
つまり、チャック爪１３の外周面１３ｄ、溝１３ｂの底面１３ｃ、およびガイド溝１４ｃは、円弧部１３ａの形状に沿った円弧形状を有している。また、これら外周面１３ｄ、底面１３ｃ、ガイド溝１４ｃは、それぞれ点Ｏを中心とする同心円Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３の円弧として形成されている。

図２および図８に示すように、ケーシング１１の連通孔１１ａには、ケーシング１１の先端に向かって突出する突出部１１ｂが形成されている。突出部１１ｂは、チャック爪１３が連通孔１１ａを通るときに溝１３ｂと係合する。

前述のようにチャック爪１３は、連通孔１１ａを通るとき、連通孔１１ａの内壁面に接して支持されるように構成されている。詳細には、溝１３ｂの底面１３ｃが突出部１１ｂの先端面に、チャック爪１３の外周面１３ｄが連通孔１１ａにおけるケーシング１１の先端側端面１１ｃに、それぞれ接して支持される。そして、チャック爪１３の外周面１３ｄ、溝１３ｂの底面１３ｃ、およびガイド溝１４ｃは、同心円Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３の円弧として形成されているので、チャック爪１３をガイド溝１４ｃに沿って移動させると、チャック爪１３が円弧部１３ａの円弧方向に移動（円Ｃ２に沿った円弧運動）する。
このように、チャック爪１３を円弧運動させることにより、チャック爪１３を連通孔１１ａに貫入させて前記突出位置まで円滑に移動させ、さらに連通孔１１ａを通じてケーシング１１の内部から退避させて前記退避位置まで円滑に移動させることが可能になる。
また、外周面１３ｄ、底面１３ｃ、ガイド溝１４ｃは同心円上に形成されているので、チャック爪１３の円弧運動をより円滑にできる。

また、チャック爪１３の溝１３ｂは、チャック爪１３の移動をガイドするガイド溝１４ｃとは機能が異なっており、チャック爪１３におけるケーシング１１の中心軸回りの回転（横回転）を防止する、つまり、チャック爪１３の姿勢を保持するための溝として機能している。このように、チャック爪１３に、チャック爪１３自体をガイドするための貫通溝を設ける必要がなく、地層を掘削することとなるチャック爪１３の強度を確保することが可能である。

なお、図１および図３に示すように、ガイド板１４ｂ・１４ｂには、チャック爪１３の円弧運動の軌跡に沿って、チャック爪１３の外周面に接する位置に、ピン、または板状部材等からなるガイド部材１４ｄが固定されている。これにより、チャック爪１３を前記退避位置から連通孔１１ａに進入させるまでの間でも、チャック爪１３の外周面がガイド部材１４ｄに接して支持され、チャック爪１３を円弧運動させることが可能である。

また、図１に示すように、ロッド１５は、三つに分断され、それらはケーシング１１の径方向に回動可能に連結ピン１５ａで連結されている。特に、連結ピン１５ａで連結されている部分は、ロッド１５の一端側、つまりチャック爪１３との接続箇所の近傍に設定されている。これにより、ロッド１５を軸方向に移動させ、ロッド１５をガイド溝１４ｃに沿って移動させるとき、ガイド溝１４ｃの形状によりロッド１５がケーシング１１径方向に移動する必要が生じても、ロッド１５全体が移動する必要がなく、ロッド１５が地層から受ける抵抗を低減することが可能である。
また、図１および図３に示すように、三つに分断されたロッド１５のうち最もチャック爪１３寄りに配置されている部分には、板状の部材である当て板１５ｂが固定されている。そして、ロッド１５をガイド溝１４ｃに沿って移動させるとき、三つに分断されたロッド１５のうちの真ん中に配置されている部分が、当て板１５ｂに当接することによりケーシング１１の径方向外側に回動することが防止されるよう構成されている。

また、突出部１１ｂの突出量を変更して連通孔１１ａの形状を変更することにより、チャック爪１３の内周側、つまり既設杭１０の引き抜き時に既設杭１０に当接する側の形状を変更することが可能である。
例えば、図９（ａ）に示すように、本発明に係る既設杭引き抜き装置のチャック爪の別実施形態として、内周側に比較的深い溝２３ｂが形成された劣弧半円状のチャック爪２３を用いることも可能であり、係るチャック爪２３を用いた場合はチャック爪の断面積を確保することができるのでチャック爪の強度を確保することが可能になる。
なお、チャック爪２３を用いるときは図９（ｂ）に示す形状の連通孔２１ａが用いられ、溝２３ｂの底面２３ｃが連通孔２１ａの突出部２１ｂの先端面に、外周面１３ｄが連通孔１１ａにおけるケーシング１１の先端側端面１１ｃに、それぞれ接するよう構成される。

また、図１０および図１１に示すように、本発明に係る既設杭引き抜き装置のチャック爪の別実施形態として、溝を有さず、かつ、内周面３３ｃが円弧部１３ａの形状に沿った形状を有するチャック爪３３を用い、さらに突出部１１ｂを有さない連通孔３１ａを用いて、チャック爪３３が円弧運動するよう構成してもよい。
このとき、図１１に示すように、チャック爪３３の内周面３３ｃ、ガイド溝１４ｃ、およびチャック爪３３の外周面１３ｄが、それぞれ点Ｏを中心とする同心円Ｃ４、Ｃ２、Ｃ３の円弧として形成されている。
そして、チャック爪３３が連通孔３１ａを通るときチャック爪３３の内周面３３ｃが連通孔３１ａにおけるケーシング１１の基端側端面３１ｂに、チャック爪３３の外周面１３ｄがケーシング１１の先端側端面１１ｃに、それぞれ接して支持された状態で、チャック爪３３が円弧運動する。
このように、簡易な構成でチャック爪３３を円弧運動させることが可能である。また、チャック爪３３の外周面１３ｄおよび内周面３３ｃがチャック爪３３の円弧運動する際の移動方向に沿った形状になるので、チャック爪３３を移動させるときに地層から受ける抵抗を低減でき、円滑に移動させることが可能である。

［第二実施形態］
以下では、本発明に係る既設杭引き抜き装置の第二実施形態である既設杭引き抜き装置２について説明する。既設杭引き抜き装置２は、上記第一実施形態の油圧ブレーカ１６に代えて、バイブロ２６（起振体を利用した振動機）を備える。この点が、既設杭引き抜き装置２と第一実施形態に係る既設杭引き抜き装置１との主な相違点であり、その他の構成は略同じである。以下の説明においては、相違点に着目して説明し、第一実施形態と同じ構成については、同一符号を付して詳細な説明は省略する。

図１２に示すように、既設杭引き抜き装置２は、バイブロ２６を備える。
バイブロ２６は、公知のバイブロであり、ロッド１５に振動を付与するものである。バイブロ２６は、バイブロロッド２６ａと、バイブロロッド２６ａを振動させるバイブロ本体２６ｂと、を有する。
バイブロロッド２６ａの一端はロッド１５の他端に接続され、他端はバイブロ本体２６ｂに接続されている。バイブロ本体２６ｂは、コイルバネ１７の一端に接続されているとともに、支持部材（不図示）によりケーシング１１の外周面に沿ってケーシング１１の軸方向に摺動可能に支持されている。
バイブロ本体２６ｂでバイブロロッド２６ａが振動されると、この振動がロッド１５に付与（伝達）され、ロッド１５がケーシング１１の先端に向かう方向とケーシング１１の基端に向かう方向とに振動する。そして、このロッド１５の振動が伝達されて、チャック爪１３が前記突出位置に向かう方向と、前記退避位置に向かう方向と、に振動する。

バイブロ２６を用い、チャック爪１３を前記退避位置から前記突出位置に移動させるときについて説明すると、まず、作業者は上記第一実施形態における（ａ）および（ｂ）の作業を行い、その後バイブロ２６を駆動させる。これにより、ロッド１５にケーシング１１の軸方向の振動が付与され、ロッド１５がケーシング１１の軸方向に略沿って振動する。そして、ロッド１５の振動が伝達されて、チャック爪１３が前記突出位置に向かう方向と、前記退避位置に向かう方向と、に振動する。このとき、チャック爪１３は、コイルバネ１７を介して油圧ジャッキ１８で前記突出位置に向かう方向に押圧された状態にあるので、チャック爪１３が地層に対して振動による打撃を断続的に加えながら、前記突出位置に向かう方向に移動していく。
このように、チャック爪１３は、コイルバネ１７を介して油圧ジャッキ１８で押圧された状態で、バイブロ２６から振動を付与されることにより、地層を掘削して前記退避位置から前記突出位置に向かう方向に移動していく。
そして、チャック爪１３が前記突出位置まで移動した後、作業者が前記ケーシング駆動装置を駆動させてケーシング１１を引き抜くと、ケーシング１１とともに既設杭１０が引き抜かれる。

なお、既設杭引き抜き装置２においても、上記第一実施形態と同様に、チャック爪１３に代えてチャック爪２３、またはチャック爪３３を用いる構成を採用してもよい。

本発明に係る既設杭引き抜き装置の第一実施形態を示す概略構成図。 図１において連通孔を矢印Ｂの方向から見た図。 （ａ）図１においてガイド部を矢印Ｂの方向から見た図、（ｂ）図１のガイド板の拡大図。 （ａ）退避位置にあるチャック爪を示す図、（ｂ）油圧ジャッキのピストンロッドを伸長させているときを示す図、（ｃ）油圧ブレーカで衝撃を付与しているときを示す図、（ｄ）突出位置にあるチャック爪を示す図。 図４（ａ）および図４（ｂ）の一部拡大図。 図４（ｃ）の一部拡大図。 図４（ｄ）の一部拡大図。 チャック爪の円弧運動を示す図。 （ａ）チャック爪の第二実施形態を示す図、（ｂ）チャック爪の第二実施形態を用いるときの連通孔の形状を示す図。 （ａ）チャック爪の第三実施形態を示す図、（ｂ）チャック爪の第三実施形態を用いるときの連通孔の形状を示す図。 チャック爪の第三実施形態の円弧運動を示す図。 本発明に係る既設杭引き抜き装置の第二実施形態を示す概略構成図。

符号の説明

１、２ 既設杭引き抜き装置
１０ 既設杭
１１ ケーシング
１３、２３、３３ チャック爪
１５ ロッド
１６ 油圧ブレーカ（衝撃付与装置）
１７ コイルバネ（弾性部材）
１８ 油圧ジャッキ（押圧装置）
２６ バイブロ（振動付与装置）

Claims (4)

1. 円筒状のケーシングと、
   前記ケーシングの外周側かつ先端部寄りに配置され、前記ケーシングの内部に先端部を突出する位置である突出位置、および前記ケーシングの内部から退避した位置である退避位置の間で移動可能なチャック爪と、
   前記ケーシングの外周側に配置されるとともに、一端が前記チャック爪の基端部に接続されるロッドと、
   前記ケーシングの外周面に沿って前記ケーシングの軸方向に摺動可能に支持されるとともに前記ロッドの他端に接続され、前記ケーシングの先端に向かう方向の衝撃を前記ロッドに断続的に付与する衝撃付与装置と、
   前記ケーシングの外周側に配置され、一端が前記衝撃付与装置に接続される弾性部材と、
   前記ケーシングの外周面に固定されるとともに前記弾性部材の他端に接続され、前記弾性部材を介して前記衝撃付与装置および前記ロッドを前記ケーシングの先端に向かって押圧する押圧装置と、
   を備え、
   前記押圧装置による押圧、および前記衝撃付与装置による衝撃の付与により、前記チャック爪を前記退避位置から前記突出位置に移動させる既設杭引き抜き装置。
2. 円筒状のケーシングと、
   前記ケーシングの外周側かつ先端部寄りに配置され、前記ケーシングの内部に先端部を突出する位置である突出位置、および前記ケーシングの内部から退避した位置である退避位置の間で移動可能なチャック爪と、
   前記ケーシングの外周側に配置されるとともに、一端が前記チャック爪の基端部に接続されるロッドと、
   前記ケーシングの外周面に沿って前記ケーシングの軸方向に摺動可能に支持されるとともに前記ロッドの他端に接続され、前記ロッドに振動を付与する振動付与装置と、
   前記ケーシングの外周側に配置され、一端が前記振動付与装置に接続される弾性部材と、
   前記ケーシングの外周面に固定されるとともに前記弾性部材の他端に接続され、前記弾性部材を介して前記振動付与装置および前記ロッドを前記ケーシングの先端に向かって押圧する押圧装置と、
   を備え、
   前記押圧装置による押圧、および前記振動付与装置による振動の付与により、前記チャック爪を前記退避位置から前記突出位置に移動させる既設杭引き抜き装置。
3. 前記チャック爪は、外周側に基端部から先端部に向かって円弧状に形成される円弧部が設けられ、かつ、内周側に基端部から先端部に向かって延びる溝が形成され、
   前記溝は、その底面が前記円弧部の形状に沿う形状を有し、
   前記ケーシングの外周面には、前記チャック爪の基端部を貫通して設けられるガイドピンと、前記ガイドピンと係合し、かつ、前記チャック爪の円弧部の形状に沿った形状を有するガイド溝とを含むガイド部が設けられ、
   前記ケーシングには、前記ケーシングの内部と外部とを連通し、前記チャック爪が前記突出位置と前記退避位置との間で移動するときに通る連通孔が形成され、
   前記連通孔には、前記ケーシングの先端に向かって突出し、前記チャック爪の溝に係合する突出部が形成され、
   前記チャック爪が前記連通孔を通るとき、前記溝と前記突出部とが接し、前記チャック爪が円弧運動する請求項１または請求項２に記載の既設杭引き抜き装置。
4. 前記チャック爪は、外周側に基端部から先端部に向かって円弧状に形成される円弧部が設けられ、かつ、内周面に前記円弧部の形状に沿う形状を有し、
   前記ケーシングの外周面には、前記チャック爪の基端部を貫通して設けられるガイドピンと、前記ガイドピンと係合し、かつ、前記チャック爪の円弧部の形状に沿った形状を有するガイド溝とを含むガイド部が設けられ、
   前記ケーシングには、前記ケーシングの内部と外部とを連通し、前記チャック爪が前記突出位置と前記退避位置との間で移動するときに通る連通孔が形成され、
   前記チャック爪が前記連通孔を通るとき、前記連通孔の内壁と前記チャック爪とが接し、前記チャック爪が円弧運動する請求項１または請求項２に記載の既設杭引き抜き装置。

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