JP4450135B2 - 既設杭の切断・引き抜き工法及びその装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は地中に埋設され、その後不要となった基礎杭やその他の既設杭を引き抜き撤去するための工法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
建築物の立て替え等に伴い、既に地中に埋設されている既設杭等の撤去を行う場合、地下に打ち込まれた既設杭は、長年の間に地盤に固着安定されてしまい、その引き抜きには巨大な引き抜き力が必要となる。
【０００３】
コンクリート杭等で長尺の既設杭の撤去には、▲１▼既設杭より径の大きい鋼管等のケーシングを、既設杭を囲繞するようにして既設杭の下部最先端まで地中に掘進してから、このケーシングを引き上げることにより、ケーシングと既設杭との間の土砂による摩擦抵抗を利用して既設杭をケーシングと一体に引き上げる方法や、▲２▼さらに、▲１▼のケーシングの埋設後に、既設杭の中心部を軸方向に掘削して貫通孔を設け、長尺吊り下げ材下方先端に開放可能な複数の係止爪を取り付け、既設杭下端縁部に係止爪を係止して引き上げる方法や、▲３▼ケーシング内に水やベントナイト等を加えケーシング内を泥濘化することによって既設杭の引き上げの際の摩擦抵抗を軽減し、既設杭のみを引き上げるようにする方法があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記▲１▼の方法の場合は、ケーシング内の土砂の性状によっては既設杭の重量を支えきれずに、既設杭を引き上げることができないこともあり、▲２▼の方法の場合は、貫通孔を掘削したり、特別な引き上げ装置が必要となる。
また、▲３▼の方法の場合は、ケーシング内を泥濘化するための水等が必要であり、コストがかかり、施工期間も長くなる上、水等を注入した後の地盤の悪化なども問題となる。
さらに、軟弱地盤に埋設された既設杭を引き抜くと、改めて軟弱地盤補強を行わねばならない場合もある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記諸問題を解決するためになされたものであって、下記構成の既設杭の切断・引き抜き工法及び既設杭の切断・引き抜き装置である。
（１）既設杭外径より大径のケーシングと、その下端部に取り付けられた掘削用カッターと、該カッターの直上に配設された既設杭中心方向に超高圧水を噴射するノズルと、前記ケーシングを既設杭の所定深度まで回転しながら、既設杭を囲繞するようにして地中に掘進させるケーシング掘進装置と、前記ケーシング外壁に添わせて配管された超高圧水送給用パイプと、同パイプに超高圧水を供給するための超高圧水発生装置を備えてなる既設杭の切断・引き抜き装置を用い、前記ケーシングを既設杭の周囲で回動させながら掘進し、所定深度まで掘進したところで掘進を停止し、ケーシングを回動させながら前記ノズルから超高圧水を噴射して既設杭を切り離し可能な深さ部位まで切削してから、切削された既設杭上部を切り離して引き抜き、既設杭下部はそのまま残置し、ケーシングを引き抜き回収することを特徴とする既設杭の切断・引き抜き工法。
（２）既設杭外径より大径のケーシングと、その下端部に取り付けられた掘削用カッターと、同様にケーシング下端部に配設された超高圧水をケーシング下方に噴射するノズルと、前記カッターの直上に配設された既設杭中心方向に超高圧水を噴射するノズルと、前記ケーシングを既設杭の所定深度まで回転しながら、既設杭を囲繞するようにして地中に掘進させるケーシング掘進装置と、前記ケーシング外壁に添わせて配管された２本の超高圧水送給用パイプと、同パイプに超高圧水を供給するための超高圧水発生装置と、上部ケーシング外壁の前記２本の超高圧水送給用パイプに配設された２つのノズルに対する相互の給水・停止を制御する超高圧水分配装置を備えてなる既設杭の切断・引き抜き装置を用い、前記ケーシングを既設杭の周囲で回動させながら、掘進中は前記超高圧送給用パイプを介してケーシング下方に噴射するノズルのみに超高圧水を分配し、ケーシングを所定深度まで掘進させたところで掘進を停止し、前記超高圧送給用パイプを介してケーシング下方に噴射するノズルのみに超高圧水を分配して既設杭を切り離し可能な深さ部位まで切削してから、切削された既設杭上部を切り離して引き抜き、既設杭下部はそのまま残置し、ケーシングを引き抜き回収することを特徴とする既設杭の切断・引き抜き工法。
【０００６】
（３）切断された既設杭上部を引き抜いた後の空洞部に充填材を充填してからケーシングを引き抜き回収することを特徴とする前項（１）又は（２）に記載の既設杭の切断・引き抜き工法。
（４）前記切断された既設杭上部を地上に少し引き上げた段階で、その上部を短く切断して撤去する工程を繰り返しながら、杭引き抜きを行うことを特徴とする前項（１）〜（３）のいずれか１項に記載の既設杭の切断・引き抜き工法。
（５）前記超高圧水が、研磨剤を混合してなるものであることを特徴とする前項（１）〜（４）のいずれか１項に記載の既設杭の切断・引き抜き工法。
【０００７】
（６）既設杭外径より大径のケーシングと、その下端部に取り付けられた掘削用カッターと、該カッターの直上に配設された既設杭中心方向に超高圧水を噴射するノズルと、前記ケーシングを既設杭の所定深度まで回転しながら、既設杭を囲繞するようにして地中に掘進させるケーシング掘進装置と、前記ケーシング外壁に添わせて配管された超高圧水送給用パイプと、同パイプに超高圧水を供給するための超高圧水発生装置を備えてなる既設杭の切断・引き抜き装置であって、前記ケーシング掘進装置が、前記ケーシングを既設杭の周囲で回動させながら掘進し、所定深度まで掘進したところで掘進を停止し、ケーシングを回動させながら前記ノズルから超高圧水を既設杭中心方向へ噴射して既設杭を切り離し可能な深さ部位まで切削するように構成したものであることを特徴とする既設杭の切断・引き抜き装置。
（７）既設杭外径より大径のケーシングと、その下端部に取り付けられた掘削用カッターと、同様にケーシング下端部に配設された超高圧水をケーシング下方に噴射するノズルと、前記カッターの直上に配設された既設杭中心方向に超高圧水を噴射するノズルと、前記ケーシングを既設杭の所定深度まで回転しながら、既設杭を囲繞するようにして地中に掘進させるケーシング掘進装置と、前記ケーシング外壁に添わせて配管された２本の超高圧水送給用パイプと、同パイプに超高圧水を供給するための超高圧水発生装置と、上部ケーシング外壁の前記２本の超高圧水送給用パイプに配設された２つのノズルに対する相互の給水・停止を制御する超高圧水分配装置を備えてなる既設杭の切断・引き抜き装置であって、前記超高圧水分配装置が、前記ケーシングを既設杭の周囲で回動させながら、掘進中は前記超高圧送給用パイプを介してケーシング下方に噴射するノズルのみに超高圧水を分配し、ケーシングを所定深度まで掘進させたところで掘進を停止し、ケーシングを回動させながら既設杭の切削を行うときは、前記超高圧送給用パイプを介して中心方向に超高圧水を噴射するノズルのみに超高圧水を分配するように構成したものであることを特徴とする既設杭の切断・引き抜き装置。
（８）前記切断された既設杭上部を地上に少し引き上げた段階で、その上部を短く切断する引き上げ杭切断装置を備えてなることを特徴とする前項（６）又は（７）に記載の既設杭の切断・引き抜き装置。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明実施例の既設杭の切断・引き抜きのためのケーシング掘進装置の構成図である。
図２は、ケーシング先端下部の拡大断面図を示す。
図３は、本発明実施例のケーシング掘進装置を用いて既設杭を切断・引き抜く作業手順及び抜き穴の埋めもどし作業工程を説明する作業工程説明図を示す。
図４は、他の例のケーシング先端下部の拡大断面図を示す。
【０００９】
図１のケーシング掘進装置２３において、杭引き抜き機１を敷き鉄板２等を配置した上にセットし、ブーム３先端に懸垂式リーダ４を係止して、これから引き抜く既設杭の長さを考慮して複数本の懸垂式リーダ４を結合し、最下部の懸垂式リーダ４が動かないようにキャッチホーク５で支える。
しかる後に、アースオーガ掘進機構６に、最上部となるケーシング７を超高圧水用回転ジョイント８を介して接続し、次いで懸垂式リーダ４の長さに合わせてケーシング７を複数本結合する。ケーシング７最下部には掘削機構付きケーシング７’を取り付ける。
掘進時に必要な超高圧水は超高圧水発生装置１０で作られ、フレキシブルな超高圧水用配管１１で送水され、超高圧水用回転ジョイント８を介して、パイプ９に接続される。
【００１０】
図２において、引き抜き撤去すべき既設杭１６の外径より大径の掘削機構付きケーシング７’を回転しながら、その外周面にスクリュー状の刃（切削羽根）を備えた掘進具１２と掘削用カッター１３によって地盤を所定深度まで掘進し、所定深度まで掘進したところで掘進を停止し、ケーシング７’を回転しながら超高圧水をパイプ９を介して供給し、ケーシング７’下端の開口部１５に面して噴出口を有するノズル１４から超高圧水を既設杭１６の側面に噴射することにより、既設杭１６を切断する。
【００１１】
図３において、ａ〜ｇは既設杭を引き抜く作業手順及び抜き穴の埋めもどし作業工程を示す。
（ａ）まず、バックホウ１７等を用いて引き抜く既設杭１６上部の地面を、既設杭頭部が０．５ｍ位突出するまで掘削する。
（ｂ）杭引き抜き機１を敷き鉄板２等を配置した上にセットし、ケーシング７中心を既設杭１６中心と合致させる。
（ｃ）ケーシング７は既設杭１６を囲繞するようにして回転しながら地中に掘進していく。この際、ケーシング７は回転しているので、ケーシング内壁面と既設杭１６外周面との間には摩擦抵抗の大きな接合関係がなくなり、抵抗の少ない縁切れ状態となる。さらに、引き抜く既設杭の長さに合わせてケーシング７を継ぎ足していく。
（ｄ）ケーシング７下端部が既設杭１６の切断予定箇所に達したところで掘進を停止し、ケーシング７を回転しながらノズル１４（図２）から超高圧水を噴射し、既設杭１６を切り離し可能な深さ部位まで切削する。既設杭１６は完全に切断する必要はなく、既設杭１６外周面近傍内部に埋設されている鉄筋を含めて若干切り込めば、既設杭１６を引き抜く際にその位置で切断される。
（ｅ）クレーンでワイヤ１８を巻き上げ、ケーシング７の中の切断された既設杭１６上部を引き抜く。切断された下部既設杭１６’はそのまま地中に残す。また、引き抜いた既設杭１６上部は、必要があれば地表に出たところで適当な長さに切断して撤去する工程を繰り返しながら引き抜く。
（ｆ）ケーシング７がまだ地中に残っている段階で、充填材１９として発生土又は山砂あるいはセメントベントナイトミルク等を充填する。
（ｇ）引き続き充填材１９を地表面まで充填してから、ケーシング７を回転しながら引き上げる。
【００１２】
図４において、図１の超高圧水用回転ジョイント８と、パイプ９，２０間に配設された図示しない超高圧水分配装置は、ケーシング７を回転させながら掘進する掘進中は、パイプ２０によって送水され、ケーシング７’下方に設けられた開口部２２から地盤に向けて噴射するノズル２１のみに超高圧水を分配する。
また、ケーシング７を所定深度まで掘進させたところで掘進を停止し、ケーシング７’を回転させながら既設杭１６の切り離し可能な深さ部位まで切削を行うときは、パイプ９によって送水され、既設杭１６中心方向に超高圧水を噴射するノズル１４のみに超高圧水を分配する。２つのノズルに対する相互の給水・停止の制御は杭引き抜き機１の図示しない制御盤で制御する。
【００１３】
【発明の効果】
本願発明によれば、次のような効果が発揮される。
（１）既設杭を途中で容易に切断でき、下部の既設杭を地中に残すため地盤の安定維持に役立ち、不要な地下水の出水防止もできて、より地盤の安定維持に役立つ。
（２）既設杭を途中で切断し、切断した上部既設杭のみ引き抜く工事となるため、廃材の処理費用の節減、工期の短縮効果が大である。
（３）ケーシングを既設杭の途中で切断するところまでの埋入・引き上げ工事となり、工期の短縮効果が大である。
（４）既設杭を途中で切断し、引き抜いたところまでの土砂等の充填材の量で済むため、低コスト、工期短縮に役立つ。
（５）既設杭の切断を容易にするため超高圧水の噴射による切削を行うので、従来の超硬合金、ダイヤモンド等の切削摩耗部品を使用する工法に較べ低コストであり、長期間使用してもメンテナンスが容易である。
（６）既設杭の切断が地中で行われるため、低騒音低振動で環境公害の問題を生ずることなく既設杭の切断・引き抜きができる。
（７）少し引き上げられた既設杭を少しずつ切断して撤去できるため、林立した都市ビル間の狭隘な場所においても作業が容易に実施できる。
（８）引き抜き及び引き上げ工程にさほどの揚重力を要せず、小規模な杭引き抜き機を用いて低コストで施工が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施例の既設杭の切断・引き抜きのためのケーシング掘進装置の構成図。
【図２】ケーシング先端下部の拡大断面図。
【図３】本発明実施例のケーシング掘進装置を用いて既設杭を切断・引き抜く作業手順及び抜き穴の埋めもどし作業工程を説明する作業工程説明図。
【図４】他の例のケーシング先端下部の拡大断面図。
【符号の説明】
１：杭引き抜き機
２：敷き鉄板
３：ブーム
４：懸垂式リーダ
５：キャッチホーク
６：アースオーガ掘進機構
７，７’：ケーシング
８：超高圧水用回転ジョイント
９：パイプ
１０：超高圧水発生装置
１１：超高圧水用配管
１２：掘進具
１３：掘削用カッター
１４：ノズル
１５：開口部
１６：既設杭（若しくは切断された既設杭上部）
１６’：切断された既設杭下部
１７：バックホウ
１８：ワイヤ
１９：充填材
２０：パイプ
２１：ノズル
２２：開口部
２３：ケーシング掘進装置

Claims (8)

1. 既設杭外径より大径のケーシング（７）と、その下端部に取り付けられた掘削用カッターと、該カッターの直上に配設された既設杭中心方向に超高圧水を噴射するノズル（１４）と、前記ケーシングを既設杭の所定深度まで回転しながら、既設杭を囲繞するようにして地中に掘進させるケーシング掘進装置（２３）と、前記ケーシング外壁に添わせて配管された超高圧水送給用パイプ（９）と、同パイプ（９）に超高圧水を供給するための超高圧水発生装置を備えてなる既設杭の切断・引き抜き装置（１）を用い、前記ケーシング（７）を既設杭（１６）の周囲で回動させながら掘進し、所定深度まで掘進したところで掘進を停止し、ケーシング（７）を回動させながら前記ノズル（１４）から超高圧水を噴射して既設杭（１６）を切り離し可能な深さ部位まで切削してから、切削された既設杭（１６）上部を切り離して引き抜き、切り離された既設杭下部（１６’）はそのまま残置し、ケーシング（７）を引き抜き回収することを特徴とする既設杭の切断・引き抜き工法。
2. 既設杭外径より大径のケーシング（７）と、その下端部に取り付けられた掘削用カッターと、同様にケーシング下端部に配設された超高圧水をケーシング下方に噴射するノズル（２１）と、前記カッターの直上に配設された既設杭中心方向に超高圧水を噴射するノズル（１４）と、前記ケーシングを既設杭の所定深度まで回転しながら、既設杭を囲繞するようにして地中に掘進させるケーシング掘進装置（２３）と、前記ケーシング外壁に添わせて配管された２本の超高圧水送給用パイプ（９）（２０）と、同パイプ（９）（２０）に超高圧水を供給するための超高圧水発生装置と、上部ケーシング（７）外壁の前記２本の超高圧水送給用パイプに配設された２つのノズル（１４）（２１）に対する相互の給水．停止を制御する超高圧水分配装置を備えてなる既設杭の切断・引き抜き装置（１）を用い、前記ケーシング（７）を既設杭（１６）の周囲で回動させながら、掘進中は、前記超高圧送給用パイプ（２０）を介してケーシング下方に噴射するノズル（２１）のみに超高圧水を分配し、ケーシング（７）を所定深度まで掘進させたところで掘進を停止し、ケーシング（７）を回動させながら前記超高圧送給用パイプ（９）を介して既設杭中心方向に超高圧水を噴射するノズル（１４）のみに超高圧水を分配して既設杭（１６）を切り離し可能な深さ部位まで切削してから、切削された既設杭（１６）上部を切り離して引き抜き、既設杭下部（１６’）はそのまま残置し、ケーシング（７）を引き抜き回収することを特徴とする既設杭の切断・引き抜き工法。
3. 切断された既設杭（１６）上部を引き抜いた後の空洞部に充填材（１９）を充填してからケーシング（７）を引き抜き回収することを特徴とする請求項１又は２に記載の既設杭の切断・引き抜き工法。
4. 前記切断された既設杭（１６）上部を地上に少し引き上げた段階で、その切断された既設杭（１６）の上部をさらに短く切断して撤去する工程を繰り返しながら、杭引き抜きを行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の既設杭の切断・引き抜き工法。
5. 前記超高圧水が、研磨剤を混合してなるものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の既設杭の切断・引き抜き工法。
6. 既設杭外径より大径のケーシング（７）と、その下端部に取り付けられた掘削用カッターと、該カッターの直上に配設された既設杭中心方向に超高圧水を噴射するノズル（１４）と、前記ケーシングを既設杭の所定深度まで回転しながら、既設杭を囲繞するようにして地中に掘進させるケーシング掘進装置（２３）と、前記ケーシング外壁に添わせて配管された超高圧水送給用パイプ（９）と、同パイプに超高圧水を供給するための超高圧水発生装置を備えてなる既設杭の切断・引き抜き装置（１）であって、前記ケーシング掘進装置（２３）が、前記ケーシングを既設杭（１６）の周囲で回動させながら掘進し、所定深度まで掘進したところで掘進を停止し、ケーシング（７）を回動させながら前記ノズル（１４）から超高圧水を既設杭中心方向へ噴射して既設杭を切り離し可能な深さ部位まで切削するように構成したものであることを特徴とする既設杭の切断・引き抜き装置。
7. 既設杭外径より大径のケーシング（７）と、その下端部に取り付けられた掘削用カッターと、同様にケーシング下端部に配設された超高圧水をケーシング下方に噴射するノズル（２１）と、前記カッターの直上に配設された既設杭中心方向に超高圧水を噴射するノズル（１４）と、前記ケーシングを既設杭の所定深度まで回転しながら、既設杭を囲繞するようにして地中に掘進させるケーシング掘進装置（２３）と、前記ケーシング外壁に添わせて配管された２本の超高圧水送給用パイプ（９）（２０）と、同パイプ（９）（２０）に超高圧水を供給するための超高圧水発生装置と、上部ケーシング外壁の前記２本の超高圧水送給用パイプ（９）（２０）に配設された２つのノズル（１４）（２１）に対する相互の給水．停止を制御する超高圧水分配装置を備えてなる既設杭の切断・引き抜き装置であって、前記ケーシング（７）を既設杭（１６）の周囲で回動させながら、掘進中は前記超高圧送給用パイプ（２０）を介してケーシング下方に噴射するノズル（２１）のみに超高圧水を分配し、ケーシング（７）を所定深度まで掘進させたところで掘進を停止し、ケーシング（７）を回動させながら既設杭を切断を行うときは、前記超高圧送給用パイプ（９）を介して既設杭中心方向に超高圧水を噴射するノズル（１４）のみに超高圧水を分配するように構成したものであることを特徴とする既設杭の切断・引き抜き装置。
8. 前記切断された既設杭上部を地上に少し引き上げた段階で、その上部を短く切断する引き上げ杭切断装置を備えてなることを特徴とする請求項６又は７に記載の既設杭の切断・引き抜き装置。