JP4669538B2 - 障害物撤去工法および装置 - Google Patents

Description

本発明は、既存杭やその他の地中に残置された障害物を撤去する工法およびそれに使用する装置に関するものである。

都市部の再開発や建築物の建て替え等においては、既存の建築物の地上部分の解体と共に、この建築物を支持していた既設地中杭や地下部分の撤去を行う。

既設地中杭を例にとると、長期間にわたって地中に埋設された既設地中杭は、地盤に固着安定化されているため、撤去するにあたっては、その既設地中杭と杭周地盤との間の摩擦抵抗を減少させる必要がある。

既設地中杭の撤去方法として、下記非特許文献１に示すように、ケーシング先端にカッタービットを取り付け全周回転により地中障害物を切削撤去する地中障害撤去工法（ＭＲＯ工法）が知られている。
"三菱建設株式会社技術研究所"、［ｏｎｌｉｎｅ］、平成１４年１月、社団法人 電力土木技術協会、［平成２０年７月９日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.jepoc.or.jp/pub/1401/1401-34.htm＞

この非特許文献１に提案された地中障害撤去工法を用いた既設地中杭の撤去方法は、既設地中杭の外周を取り囲むように配設したケーシング（チューブ）を地中に掘進させながらケーシングチューブ内の既設地中杭の周辺の土砂をハンマーグラブにて排土することによって、既設地中杭と杭周地盤との間の摩擦抵抗を減少させた後に、既設地中杭を地上に引き上げる方法であると記載されている。

また、下記特許文献１は前記非特許文献１の問題点を解決するものとして提案されたものである。すなわち、非特許文献１の既設地中杭の撤去方法は、既設地中杭の撤去に多くの日数と手間とを要するとして、圧力流体噴射口から噴射させた圧力流体によって杭周地盤が流動化あるいは泥状化することで低コスト化かつ容易化を実現しよとするものである。
特開２００７−３３２５５９号公報

特許文献１は、地中に埋設されたコンクリート杭の杭径よりも大径な内径を有する掘削刃物を下端に備え、圧力流体噴射口を先端部分に設けたケーシングチューブを、そのコンクリート杭の外周を取り囲むように全周回転式掘削機械にセットし、圧力流体噴射口から高圧水を噴射させながら杭周地盤を掘削し、そのコンクリート杭を地上に引き上げるものである。

前記非特許文献１の地中障害撤去工法（ＭＲＯ工法）では、特許文献１の図１３等にあるように、ハンマーグラブはクローラクレーンから吊下されて吊り降ろされるだけであり、ケーシングチューブ内の既設地中杭の周辺の土砂をそのハンマーグラブを用いて排土するのも位置決めその他で不安定である。

また既設地中杭の切断はケーシングチューブで鉛直方向に切断するものであり長いものを長い方向に切断するので、効率がきわめて悪い。

特許文献１は、コンクリート杭の破砕としては、地上のクローラクレーンから吊下された回転バケットを吊り降ろし、その回転バケットを用いてコンクリート杭を短尺にねじ切るもので、このような回転バケットを別途吊り降ろして作業しなければならないのは、面倒で手間のかかる作業となる。

本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、ケーシングを有効に活用して、ハンマーグラブでの掘削と、カッターでの切断を効率的かつ確実に行うことにより、合理的な施工が可能となる障害物撤去工法および装置を提供することにある。

本発明は前記目的を達成するため、障害物撤去工法としては、第１に、先端に掘削刃を有する全周回転ケーシングの内側に長さ方向にガイドレールを取り付け、障害物に対して偏心してケーシングを配置し、ケーシングを回転させて地中に圧入し、ガイドレールに沿ってハンマーグラブをケーシング内に下降させて掘削を行い、地中の障害物の側方を掘削後、ハンマーグラブを引上げ、同じガイドレールに沿って、障害物側面とケーシング内周面との最大間隔より小さい長さのカッターをケーシング内に下降させ、ケーシングを回転させて障害物を切断することを要旨とするものである。

第２に、ガイドレールは下端にストッパーを設け、ハンマーグラブおよびカッターはこのストッパーに当接するまで、下降させること、第３に、カッターは、ケーシングの内周に対応する大円弧辺に対して内側に湾曲する小円弧辺により略二等辺三角形状の水平板体によるものであり、小円弧辺の結合角部近傍に刃を形成してなること、第４に、カッターは、突起長さの異なるものを複数準備し、突起長さの短いものから順次長いものへ変更して複数回下降させて、地中障害物を切断することを要旨とするものである。

障害物撤去装置としては、先端に掘削刃を有し、内側に長さ方向にガイドレールを取り付け、障害物に対して偏心して配置する全周回転可能なケーシングと、ガイドレール係合部を設け、この係合部によりケーシングのガイドレールに沿って下降可能なハンマーグラブと、ガイドレール係合部を設け、ケーシングの内周に対応する大円弧辺に対して内側に湾曲する小円弧辺により略二等辺三角形状の水平板体によるものであり、小円弧辺の結合角部近傍に刃を形成してなる障害物側面とケーシング内周面との最大間隔より小さい長さのカッターとからなることを要旨とするものである。

請求項１および請求項５記載の本発明によれば、ます、先端に掘削刃を有する全周回転ケーシングを地中に挿入し、ついで、ガイドレールに沿ってハンマーグラブをケーシング内に下降させて掘削を行うことができるので、ガイドレールを介してハンマーグラブをケーシング内側に取り付けた状態で、ハンマーグラブにより安定した掘削を行うことができる。また、カッターをケーシング内に下降させるのも同じガイドレールを用いることができ、カッターでの地中障害物の切断はケーシングを回転させることで、ガイドレールを介して行うことができる。

請求項２記載の本発明によれば、前記作用に加えて、ガイドレールは下端にストッパーを設けたので、ハンマーグラブおよびカッターは下降をこのストッパーに当接するまでおこなうことで下降位置の位置決めが簡単にできる。

請求項３記載の本発明によれば、ケーシング内に設置するものとして、しかも、ケーシングの正逆いずれの回転でも切断可能なものとして、合理的な形状のカッターとなるものである。

請求項４記載の本発明によれば、カッターは、突起長さの異なるものを複数準備し、突起長さの短いものから順次長いものへ変更して複数回下降させて、地中障害物を切断することで、確実に切断を行うことができる。

以上述べたように本発明の障害物撤去工法および装置は、ケーシングを有効に活用して、ハンマーグラブでの掘削と、カッターでの切断を効率的かつ確実に行うことにより、合理的な施工が可能となるものである。

以下、図面について本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明の障害物撤去工法の掘削工程を示す縦断正面図、図２は同上横断平面図で、図中１は図７にも示すように先端周方向に間隔を存して掘削刃２を有する全周回転ケーシング（チューブ）である。

ケーシング（チューブ）１の駆動は、図６に示すように全周回転式掘削機械３にセットして行い、この全周回転式掘削機械３を用いて円周方向に全周回転させながら地盤に回転圧入して掘削する。

本発明はケーシング１の内側面でこのケーシング１の長さ方向に沿ってガイドレール４を取り付けた。図７にも示すように、このガイドレール４は鉄道の軌道で用いるレールと同じもの、若しくは同じような形状のものでよい。

ガイドレール４の下端には鉄板の係止片などによるストッパー５を形成し、このガイドレール４に溝をもって係合する部材が下端から抜け出ないようにする。ストッパー５の位置はケーシング１の内面下端より５０ｃｍ程度上方である。

図中６はケーシング１の内側面に設けるインナーカッターである。

図中７はハンマーグラブであるが、このハンマーグラブ７の背後で上下方向に図８に示すような係合溝９を形成したガイドレール係合部として細長のガイド８を取り付ける。

図３は本発明の障害物撤去工法の掘削工程を示す縦断正面図、図４は同上横断平面図で、図中１０はガイドレール４の係合部としての係合溝１１を形成してガイドレール４に沿ってケーシング１内を下降可能なカッターで、このカッター１０は、ケーシング１の内周に対応する大円弧辺１０ａに対して内側に湾曲する小円弧辺１０ｂにより略二等辺三角形状（エイのような形状）の水平板体によるものであり、小円弧辺１０ｂ同士の結合角部近傍に刃１２を形成してなる。この刃１２は左右の小円弧辺１０ｂに設けることで、左右に存在するものとなる。

なお、前記係合溝１１は直接カッター１０に設けてもよいが、前記図８に示すような係合溝９を形成したガイドレール係合部として細長のガイド８をカッター１０に立ち上げるようにしてもよい。

このような細長のガイド８を介在させてガイドレール４に対してカッター１０を昇降自在に係合させることで、カッター１０はガイドレール４に必要長さを確保してしっかりと係合でき、ケーシング１の回転とともにカッター１０を動かして切断作用を行わせる場合に好適なものとなる。

図示は省略するが、カッター１０は、大きさの異なるもの、すなわち、突起長さの異なるものを複数準備しておく。

以上のように本発明の障害物撤去装置としては、先端に掘削刃２を有し、内側に長さ方向にガイドレール４を取り付けた全周回転ケーシング１と、ガイドレール４の係合部を設け、この係合部によりケーシング１のガイドレール４に沿って下降可能なハンマーグラブ７と、ガイドレール４への係合部を設け、ケーシングの内周に対応する大円弧辺１０ａに対して内側に湾曲する小円弧辺１０ｂにより略二等辺三角形状の水平板体によるものであり、小円弧辺の結合角部近傍に刃１１を形成してなるカッター１０とからなる。

次に、この本発明の障害物撤去装置を用いて行う本発明の障害物撤去方法について説明する。

図１、図２に示すように、図中１３が既設地中杭その他の障害物であるとして、機械据付工程で全周回転式掘削機械３にセットされたケーシング１を全周回転式掘削機械３を用いて円周方向に全周回転させながら地盤に回転圧入する。この時、図２に示すように、障害物１３に対して偏心してケーシング１を配置する。

掘削刃２を下端に備えたケーシング１は、このケーシング１を地中に掘進させた時にこのケーシング１の内壁と障害物１３との間にハンマーグラブ７を挿入する空間が確保されるように全周回転式掘削機械３にセットする。

ケーシング１の圧入とともに通常のハンマーグラブを吊り降ろして排土を行い、掘削を行う。

掘削が進むにつれて、下端に掘削刃２を備えたケーシング１の上部に他のケーシングチューブを順次継ぎ足して、掘削坑の内壁の崩落を防止しながら掘削を続ける。

地中の障害物１３に遭遇したならば、ハンマーグラブで掘削を止め、回転圧入れだけで、障害物１３の外周を取り囲むようにケーシング１を地中に掘進させる。

このようにケーシング１の先端部分を先行させたならば、ガイドレール４に沿って小型のハンマーグラブ７をケーシング１内に下降させて掘削を行い、障害物１３の側方を掘削する。なお、障害物１３の側方でハンマーグラブ７の位置を変更するにはケーシング１を回転させればよい。

掘削後、ハンマーグラブ７をガイドレール４に沿って引上げ、同じガイドレール４に沿ってカッター１０をケーシング１内に下降させる。図４、図５に示すように、カッター１０は障害物１３の側面とケーシング１の内周面との最大間隔より小さい長さのものである。カッター１０は前記ハンマーグラブ７での掘削した空所に入り込み、ガイドレール４の下端のストッパー５の所でとまる。

この状態でケーシング１を回転させて図５に示すように障害物１３を切断する。

前記のようにカッター１０は、突起長さの異なるものを複数準備しているので、突起長さの短いものから順次長いものへ変更して複数回下降させて、地中の障害物１３を切断する。

高さ１ｍ程度に切断された切断片は通常のハンマーグラブ７等で引き上げる。

その後、再度ケーシング１の回転圧入にもどり、障害物１３が無くなるまで、複数回繰り返す。

本発明の障害物撤去工法の掘削工程を示す縦断正面図である。 本発明の障害物撤去工法の掘削工程を示す横断平面図である。 本発明の障害物撤去工法の掘削工程を示す縦断正面図である。 本発明の障害物撤去工法の掘削工程を示す横断平面図である。 本発明の障害物撤去工法のカターでの切断を示す横断平面図である 全周回転式掘削機械の正面図である。 ケーシングの斜視図である。 ケーシング内のガイドレールの斜視図である。 ガイドレールのガイドの斜視図である。

１…ケーシング ２…掘削刃
３…全周回転式掘削機械 ４…ガイドレール
５…ストッパー ６…インナーカッター
７…ハンマーグラブ ８…ガイド
９…係合溝 １０…カッター
１０ａ…大円弧辺 １０ｂ…小円弧辺
１１…係合溝 １２…刃
１３…障害物

Claims (5)

1. 先端に掘削刃を有する全周回転ケーシングの内側に長さ方向にガイドレールを取り付け、障害物に対して偏心してケーシングを配置し、ケーシングを回転させて地中に圧入し、ガイドレールに沿ってハンマーグラブをケーシング内に下降させて掘削を行い、地中の障害物の側方を掘削後、ハンマーグラブを引上げ、同じガイドレールに沿って、障害物側面とケーシング内周面との最大間隔より小さい長さのカッターをケーシング内に下降させ、ケーシングを回転させて障害物を切断することを特徴とする障害物撤去工法。
2. ガイドレールは下端にストッパーを設け、ハンマーグラブおよびカッターはこのストッパーに当接するまで、下降させる請求項１記載の障害物撤去工法。
3. カッターは、ケーシングの内周に対応する大円弧辺に対して内側に湾曲する小円弧辺により略二等辺三角形状の水平板体によるものであり、小円弧辺の結合角部近傍に刃を形成してなる請求項１または請求項２記載の障害物撤去工法。
4. カッターは、突起長さの異なるものを複数準備し、突起長さの短いものから順次長いものへ変更して複数回下降させて、地中障害物を切断する請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の障害物撤去工法。
5. 先端に掘削刃を有し、内側に長さ方向にガイドレールを取り付け、障害物に対して偏心して配置する全周回転可能なケーシングと、ガイドレール係合部を設け、この係合部によりケーシングのガイドレールに沿って下降可能なハンマーグラブと、ガイドレール係合部を設け、ケーシングの内周に対応する大円弧辺に対して内側に湾曲する小円弧辺により略二等辺三角形状の水平板体によるものであり、小円弧辺の結合角部近傍に刃を形成してなる障害物側面とケーシング内周面との最大間隔より小さい長さのカッターとからなることを特徴とする障害物撤去装置。

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