JP4450190B2 - 既設杭の切断撤去方法 - Google Patents

Description

この発明は、地中に打ち込まれた既設杭の撤去方法に関するものである。

一般に、既存の建築物を建て代える場合等においては、その建築物の解体と共にこれを支持していた既設杭を引き抜いて撤去する必要がある。

従来の既設杭の引き抜き方法として、１）クレーンで吊り上げたバイブロケーシングを振動させながら既設杭の周囲にこれを包み込むように貫入し、既設杭と地盤との摩擦力をカットした上で、バイブロケーシングに設けたチャッキング装置により既設杭をチャッキングし、この既設杭をバイブロケーシングと共にクレーンで吊り上げて引き抜く方法、２）先端にビットを取付けたオーガーケーシングを回転しながら既設杭の周囲にこれを包み込むように貫入し、既設杭と地盤との摩擦力をカットした上で、オーガーケーシングを引き抜き、その後にクレーンで既設杭を引き抜く方法が知られている。
特開平８−１６５６４９号公報

上記１）の従来の方法では、バイブロケーシングの振動機としてバイブロハンマーを用いるため、その騒音と振動による公害の問題が生ずると共に、既設杭を重量の大きいバイブロケーシングと共にクレーンで吊り上げて引き抜くため、揚重力の大きい大規模なクレーンを要し、施工コストの増大を免れない。

また上記２）の従来の方法では、ケーシングを引き抜いて回収した後に既設杭を引き抜くため、ケーシングを引き抜いた後に既設杭の周囲にできた間隙にその周辺地盤が崩落して埋まり、その結果既設杭の摩擦抵抗が大きくなってそのままでは引き抜けない事態が生ずることがあるなどの問題がある。

本願発明者は、上記に鑑み鋭意研究の結果、次の手段によりこの課題を解決した。
（１）既設杭外径より大径で下端開口部の周囲にビットを取付けた短尺なケーシングを回転しながら既設杭を囲繞するごとくして短尺なケーシングの長さ分を地中に降下させる第１工程と、
前記ケーシングの下部内面に基端を枢着した油圧シリンダの上下方向に作動する進退ロッドの先端に連結された楔状のブロックを、前記油圧シリンダの作動により上下方向へ進退させ、前記ケーシングの上部内面に支軸を有する油圧シリンダ支持ロッドに支持された油圧シリンダを、前記楔状のブロックの上下方向の進退によって既設杭の径方向に進退させ、かつ前記油圧シリンダ支持ロッドに支持された油圧シリンダの作動によって水平方向へ作動する進退ロッドに備えた切断刃を既設杭の外壁面に向けて突出させ、ケーシングの回転により切断刃を既設杭の腹部に切り入れて切断する第２工程と、
切断刃の切り入れによって切断された短尺の既設杭部分を前記切断刃によって前記ケーシングの内側に保持して地上に引き上げる第３工程と、
引き上げられた短尺の既設杭部分をケーシングから取り外す第４工程と、
短尺の既設杭部分が取り外された短尺なケーシングを再び、地中の前記短尺の既設杭部分が切断撤去されて残置された既設杭を囲繞するごとくして降下させ、前記第１工程〜第４工程を繰り返し採用する工程とからなることを特徴とする既設杭の切断撤去方法。

（２）短尺なケーシングが、下端にビットと高圧水噴射ノズルを備えてなることを特徴とする前項（１）記載の既設杭の切断撤去方法。

（３）短尺なケーシングが、上部ケーシングと下部ケーシングとからなり、両ケーシングは連結・分離可能に構成され、、かつ既設杭を切断する切断刃が下部ケーシングに備えられてな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撤去方法。

本願発明によれば、次のような効果が発揮される。
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、かつ少しずつ切断し引き抜かれた既設杭を少しずつ撤去できるため、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できる。また、引き抜き及び引き上げ工程にさほどの揚重力を要せず、小規模な引き抜き機を用いて低コストで施工が可能となる。

ケーシングの貫入・引き抜きがリーダに沿って上下動する回転昇降機によってケーシングを回転しながら行われるので、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撤去ができる。

既設杭の撤去に際しては、既設杭外径より大径の短尺なケーシングを回転しながら既設杭を短尺に切断して引き抜くため、摩擦抵抗をほとんど生ずることなく容易かつ確実に撤去することができる。

貫入したケーシングを既設杭をチャッキングしたまま切断した既設杭の上端部分が地上に露出するまで引き上げ、連結された上部ケーシングと下部ケーシングを切り離し、前記上部ケーシングを一旦引き上げた状態で下部ケーシング内の切断され引き上げられた既設杭を引き抜くため、これらの引き上げ及び引き抜き工程にさほど揚重力を要せず、リーダに沿って上下動する回転昇降機、あるいは小規模なクレーンを用いて低コストで施工することが可能となる。

既設杭を途中まで容易に切断、撤去できるため、切断した上部既設杭のみ引き抜き下部既設杭を残す工事とすれば、廃材の処理費用の節減、工期の短縮効果が大である。

既設杭を途中まで容易に切断、撤去できるため、下部の既設杭を地中に残す場合は、地盤の安定維持に役立ち、また不要な地下水の出水防止もできる。

既設杭を短尺に切断する方式のため、短尺なケーシングのみで地中を掘削し、引き抜き及び引き上げする工事となり、工期の短縮効果が大である。

既設杭を短尺に切断する方式のため、下部の既設杭を地中に残す場合は、引き抜いたところまで土砂等で埋め立てればよく、低コストで、工期の短縮に役立つ。

短尺なケーシングが、下端に垂直方向の切断刃と高圧水噴射ノズルを備え、掘削用ビットによる地盤の掘削に併行して超高圧水を掘削方向へ噴射しているので、超合金、ダイヤモンド等の掘削用ビットの摩耗が従来工法に比較して少なく、長期間使用できるのでメンテナンスコストも低減できる。

短尺なケーシング下部内壁から既設杭の外壁面に向けて突出する切断刃が、油圧シリンダにより進退する方式のため、構造が簡単で、かつ強力なパワーで切断刃を既設杭に当接させることができる。

本願発明の実施の形態を実施例の図に基づいて説明する。
図１は本願発明実施例１の既設杭外径より大径の短尺なケーシングを回転しながら既設杭を囲繞するごとくして短尺なケーシングの長さ分を地中に降下させる第１工程説明図であり、図２は同発明実施例１の前記短尺なケーシング下部内壁から既設杭の外壁面に向けて切断刃を突出させ、ケーシングの回転により切断刃を既設杭の腹部に切り入れて切断する第２工程説明図である。
図３は同発明実施例１の切断刃の切り入れによって切断された短尺の既設杭部分を前記ケーシングの内側に保持して地上に引き上げる第３工程及び引き上げられた短尺の既設杭部分をケーシングから取り外す第４工程説明図であり、図４は同発明実施例１の伸縮式ロッドを１本延長し、短尺の既設杭部分が取り外された短尺なケーシングを再び、地中の前記短尺の既設杭部分が切断撤去されて残置された既設杭を囲繞するごとくして降下させて前記第１工程〜第４工程を繰り返す工程説明図である。
図５は同発明実施例１の伸縮式ロッドを追加延長して合計３本とし、さらに深い位置の既設杭切断位置までケーシングを降下させて前記第１工程〜第４工程を繰り返す工程説明図であり、図６は同発明実施例１の伸縮式ロッドをさらに追加延長して合計４本とし、最も深い位置の既設杭切断位置までケーシングを降下させて前記第１工程〜第４工程を繰り返す工程説明図である。
図７は同発明実施例１の回転昇降機、伸縮式ロッド及びケーシングの外観図であり、図８は同発明実施例１の油圧シリンダの作動前の状態の下部ケーシングの断面図であり、図９は同発明実施例１の油圧シリンダが作動した状態の下部ケーシングの断面図であり、図１０は同発明実施例２の超高圧水噴射ノズルを備え油圧シリンダが作動前の状態の下部ケーシングの断面図である。

図１〜６において、既設杭１の外径より大径の短尺な上部ケーシング２ａと下部ケーシング２ｂで構成するケーシング２を回転しながら既設杭１を囲繞するごとくして短尺なケーシング２の長さ分の地盤１９を掘削し地中に降下させる第１工程と、前記下部ケーシング２ｂ内壁から既設杭１の外壁面に向けて切断刃６を油圧シリンダ（７ｂ図８参照）によって突出させ、ケーシング２の回転により切断刃６を既設杭１の腹部に切り入れて切断する第２工程と、切断刃６の切り入れによって切断された短尺の既設杭１部分を前記ケーシング２の内側に切断刃６によって保持して地上に引き上げる第３工程と、引き上げられた短尺の既設杭１部分をケーシング２から取り外す第４工程と、短尺の既設杭１部分が取り外された短尺なケーシング２を再び、地中の前記短尺の既設杭１部分が切断撤去されて残置された既設杭１を囲繞するごとくして降下させ、前記第１工程〜第４工程を繰り返し採用する工程とからなる既設杭の切断撤去方法を提案するものである。

既設杭１の引き抜きに用いるケーシング２は図１及び図７に示すように、下端開口部の周囲にビット３を取付けた鋼管等の管体で、上部ケーシング２ａと下部ケーシング２ｂとに上下二分割されてなり、これらの上部・下部ケーシング２ａ、２ｂは図７に示すように相互の接合端部で互いに嵌合されワンタッチフレキシブルジョイント４等により切り離し自在に嵌合されており、その内周面の少なくとも二カ所に既設杭１を切断及び保持するための杭切断及び保持装置５が取付けられている。
なお、切断刃６は、タングステン合金等の超硬合金や、ダイヤモンド等の超硬素材６ａを台金表面に固着してなるものである。

杭切断及び保持装置５は、ケーシング２の径方向に切断刃６が油圧により進退する構造のもので、例えば、図８、９に示すように、基端を下部ケーシング２ｂの内面に枢着した油圧シリンダ７ａの上下方向に作動する進退ロッドの先端に楔状のブロック１２を連結し、この楔状のブロック１２を油圧シリンダ７ａの進退ロッドを上下方向に進退させることにより油圧シリンダ７ｂを既設杭１の方向へ進退させ、同時に一端が下部ケーシング２ｂの上部内面に支軸を有する油圧シリンダ支持ロッド１０に支持された油圧シリンダ７ｂを作動して切断刃６を備えた水平方向へ作動する進退ロッドによって、切断刃６を既設杭１の径方向に進退させて既設杭１を切断し、さらに切断刃６によって切断された既設杭１の下部を保持して引き上げるように構成されている。

図７において、油圧シリンダ７ａ、７ｂ（図８、９参照）の作動に使われる圧油は、ケーシング２の上端に設けた回転昇降機１６に油圧ホース１１によって供給排出され、この油圧ホース１１から供給された圧油は、連結機９、伸縮式ロッド８及びケーシング２を介して、さらに上部ケーシング２ａと下部ケーシング２ｂとの接合端に設けた図示しない切り離し自在に連結された継手カップラーを介して油圧シリンダ７ａ、７ｂ（図８、９参照）に供給され排出される。

同様に回転昇降機１６には、掘削用水を供給する送水ホース１４が接続されている。

以上のように構成されたケーシング２を用いて既設杭１を引き抜く方法について説明する。先ず第１工程として、図１に示すように杭打ち機等のリーダ１５に沿って昇降する回転昇降機１６に連結機９を介して伸縮可能な複数段のロッドを内蔵した伸縮式ロッド８を連結し、さらに図示しない連結機によりケーシング２の上端を連結し、その下端開口部を既設杭１上に位置するようにセッティングする。

そして第２工程として、図２に示すように、リーダ１５に沿って回転昇降機１６を回転させながら下降させることによって、ケーシング２を地中に打ち込まれた引き抜き対象の既設杭１を囲繞するように回転しながら掘進させ、既設杭１の上端部分を引き抜き可能となる深さまで包囲貫入する。

第３工程として、このようにして既設杭１の周囲を掘削して地盤１９から切り離した後、図８、９に示すように、杭切断及び保持装置５の油圧シリンダ７ａ及び油圧シリンダ７ｂを作動して切断刃６をケーシング２の中心方向に押し出すことにより、既設杭１を切断すると同時に切断した部分を保持してケーシング２と一体化させ、この状態で図３に示すように回転昇降機１６を回転しながら上昇させ、下部ケーシング２ｂの上部が、切断した既設杭１の部分を保持した状態で地上に露出するまで引き上げる。

そして、引き上げたケーシング２を地表部に於いて楔状の固定台１８で沈下しないように固定する。

次いで、第４工程として図３に示すように上部ケーシング２ａを下部ケーシング２ｂから切り離して回転昇降機（１６）により一旦上方に引き上げた状態で、引き抜きワイヤ及びフック２０により下部ケーシング２ｂ内の既設杭１の切断された部分を下部ケーシング２ｂ内から引き抜く。

図４において、上記のような工程で既設杭１の最初の上端部分を切断して引き抜いた後、再び上部ケーシング２ａと下部ケーシング２ｂをワンタッチフレキシブルジョイント４（図７参照）で接続し、さらに伸縮式ロッド８を、例えば一段延伸し、先に説明した第１工程と同様にリーダ１５に沿って回転昇降機１６を回転させながら下降させることによって、ケーシング２を地中に打ち込まれた引き抜き対象の既設杭１を包むように回転しながら掘進させ、残余の既設杭１の上端部分を引き抜き可能となる深さまで包囲貫入する。その後は前述した第２工程〜第４工程に従って作業を進める。

ここで、さらに残余の既設杭１があれば、図５及び図６に示すように、伸縮式ロッド８のロッドを次々と延伸しながら、また、第１工程〜第４工程を繰り返しながら既設杭１を完全に取り除くことができる。

本実施例の図１０に示す実施例は、既設杭１の外径より上部分２ａと下部分２ｂで構成する大径の短尺なケーシング２を回転しながら既設杭１を囲繞するごとくして短尺なケーシング２の長さ分の地盤１９を掘削し地中に降下させる第１工程で、ケーシング２の下部分２ｂの下端開口部の周囲に取付けたビット３部分の少なくとも二カ所に超高圧水噴射ノズル２１を配設し、図７で示した回転昇降機１６に接続された送水ホース１４から供給された掘削用超高圧水を送水パイプ２２を通じて前記超高圧水噴射ノズル２１に供給して噴射するものである。

ケーシング２を回転しながら地盤１９をビット３で掘削すると同時に超高圧水噴射ノズル２１から超高圧水を掘削方向へ噴射するため、より掘削速度と効率を向上させることができる。その他の構成と作用は実施例１と同様であるため説明は省略する。

本願発明によれば、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、かつ少しずつ切断し引き抜かれた既設杭を少しずつ撤去できるため、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できるため、建設産業上の利用可能性大である。

本願発明実施例１の既設杭外径より大径の短尺なケーシングを回転しながら既設杭を囲繞するごとくして短尺なケーシングの長さ分を地中に降下させる第１工程説明図。 同発明実施例１の前記短尺なケーシング下部内壁から既設杭の外壁面に向けて切断刃を突出させ、ケーシングの回転により切断刃を既設杭の腹部に切り入れて切断する第２工程説明図。 同発明実施例１の切断刃の切り入れによって切断された短尺の既設杭部分を前記ケーシングの内側に保持して地上に引き上げる第３工程及び引き上げられた短尺の既設杭部分をケーシングから取り外す第４工程説明図。 同発明実施例１の伸縮式ロッドを１本延長し、短尺の既設杭部分が取り外された短尺なケーシングを再び、地中の前記短尺の既設杭部分が切断撤去されて残置された既設杭を囲繞するごとくして降下させて前記第１工程〜第４工程を繰り返す工程説明図。 同発明実施例１の伸縮式ロッドを追加延長して合計３本とし、さらに深い位置の既設杭切断位置までケーシングを降下させて前記第１工程〜第４工程を繰り返す工程説明図。 同発明実施例１の伸縮式ロッドをさらに追加延長して合計４本とし、最も深い位置の既設杭切断位置までケーシングを降下させて前記第１工程〜第４工程を繰り返す工程説明図。 同発明実施例１の回転昇降機、伸縮式ロッド及びケーシングの外観図。 同発明実施例１の油圧シリンダの作動前の状態の下部ケーシングの断面図。 同発明実施例１の油圧シリンダが作動した状態の下部ケーシングの断面図。 同発明実施例２の超高圧水噴射ノズルを備え油圧シリンダが作動前の状態の下部ケーシングの断面図。

符号の説明

１：既設杭
２：ケーシング
３：ビット
４：ワンタッチフレキシブルジョイント
５：杭切断及び保持装置
６：切断刃
６ａ：超硬素材
７ａ、７ｂ：油圧シリンダ
８：伸縮式ロッド
９：連結機
１０：油圧シリンダ支持ロッド
１１：油圧ホース
１２：楔状のブロック
１４：送水ホース
１５：リーダ
１６：回転昇降機
１７：クレーン
１８：ケーシング固定台
１９：地盤
２０：引き抜きワイヤ及びフック
２１：超高圧水噴射ノズル
２２：送水パイプ

Claims (3)

1. 既設杭（１）外径より大径で下端開口部の周囲にビット（３）を取付けた短尺なケーシング（２）を回転しながら既設杭（１）を囲繞するごとくして短尺なケーシング（２）の長さ分を地中に降下させる第１工程と、
   前記ケーシング（２）の下部内面に基端を枢着した油圧シリンダ（７ａ）の上下方向に作動する進退ロッドの先端に連結された楔状のブロック（１２）を、前記油圧シリンダ（７ａ）の作動により上下方向へ進退させ、前記ケーシング（２）の上部内面に支軸を有する油圧シリンダ支持ロッド（１０）に支持された油圧シリンダ（７ｂ）を、前記楔状のブロック（１２）の上下方向の進退によって既設杭の径方向に進退させ、かつ前記油圧シリンダ支持ロッド（１０）に支持された油圧シリンダ（７ｂ）の作動によって水平方向へ作動する進退ロッドに備えた切断刃（６）を既設杭（１）の外壁面に向けて突出させ、ケーシング（２）の回転により切断刃（６）を既設杭（１）の腹部に切り入れて切断する第２工程と、
   切断刃（６）の切り入れによって切断された短尺の既設杭部分を前記切断刃（６）によって前記ケーシング（２）の内側に保持して地上に引き上げる第３工程と、
   引き上げられた短尺の既設杭部分をケーシング（２）から取り外す第４工程と、
   短尺の既設杭部分が取り外された短尺なケーシング（２）を再び、地中の前記短尺の既設杭部分が切断撤去されて残置された既設杭（１）を囲繞するごとくして降下させ、前記第１工程〜第４工程を繰り返し実行する工程とからなることを特徴とする既設杭の切断撤去方法。
2. 短尺なケーシング（２）が、下端にビット（３）と高圧水噴射ノズルを備えてなることを特徴とする請求項１記載の既設杭の切断撤去方法。
3. 短尺なケーシングが、上部ケーシング（２ａ）と下部ケーシング（２ｂ）とからなり、上部、下部の両ケーシング（２ａ）（２ｂ）は連結・分離可能に構成され、かつ既設杭（１）を切断する切断刃（６）、切断刃（６）を既設杭（１）の外壁面に向けて突出するシリンダ（７ｂ）などの切断機構が下部ケーシング（２ｂ）に備えられてな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撤去方法。

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