JP5093469B2 - 杭引抜装置 - Google Patents

Description

本発明は、既設の杭を地中から引抜くための杭引抜装置に係り、特に松杭の引抜きに用いて好適な杭引抜装置に関する。

振動杭打機によりまたは振動杭打機と水ジェットとの併用により円筒状のケーシング（鋼管）を既設の杭に嵌挿させながら地中に貫入し、杭とその周囲の地盤との縁を切って杭を引抜く装置、方法は従来より知られている。しかし、既設の杭が松杭である場合は、途中で曲がって地盤中に打設されていることが多く、この場合は、杭の屈曲部にケーシングが干渉し、そのまま無理にケーシングの貫入を続けると、杭の折損を招いてその全長を撤去することが不可能になる。

一方、最近、シートパイルの下端部に、引抜き対象である杭に嵌挿可能な短尺の円筒状ケーシングを固設し、振動杭打機に前記シートパイルを支持させて、ケーシングを杭に嵌挿させながら地中に貫入する杭引抜装置が開発されている（例えば、特許文献１、特許文献２等参照）。このような杭引抜装置によれば、短尺のケーシングの採用により杭の屈曲部分との干渉が緩和され、杭の折損防止に効果を発揮するものとなる。

しかしながら、松杭の場合は、その周面に節が存在することが多いことに加え、連結金具を介して継ぎ杭として構成されたものもあり、このような松杭を対象に上記した短尺のケーシングを採用した杭引抜装置により施工を行うと、該ケーシングの先端（下端）が前記した節や連結金具などの突起部に干渉し、依然としてかなりの頻度で杭の折損事故が起こる、という問題があった。

なお、特許文献３には、上下一対のケーシングを油圧シリンダおよびユニバーサルジョイントとを介して連結し、各ケーシング内に配設したエアグリッパーと前記油圧シリンダとの協働により両ケーシングを交互に下降させて杭の屈曲部（連結金具の部分）を乗り超えて貫入させる装置が記載されている。しかし、このような装置では、構造の複雑化によるコスト上昇が避けられないことに加え、操作が面倒になり、いま一つ汎用性に乏しい。

特開２００１−１４６７４５号公報 特開２００４−２３９０４１号公報 特開平６−２１２６３６号公報

本発明は、上記した従来の問題点に鑑みてなされたもので、その課題とするところは、杭の途中に屈曲部が存在し、あるいは節や連結金具などの突起部が存在しても容易かつ確実にその全長を引抜くことができる、構造簡単な杭引抜装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明は、シートパイルの下端部に、引抜き対象である杭に嵌挿可能な短尺の円筒状ケーシングを固設し、該ケーシングの下端面に円形断面のリング部材を接合し、前記ケーシングの外周面の前記リング部材の上方位置に、複数のジェット水噴射ノズルを下向きに取付けると共に、前記シートパイルに前記ジェット水噴射ノズルに高圧水を供給する導水パイプを取付けたことを特徴とする。ここで、前記シーパイルはＨ型鋼に代えることができる。

このように構成した杭引抜装置においては、ケーシングの下端面に円形断面のリング部材を接合し、ケーシングの外周面のリング部材の上方位置に、下向きに取付けた複数のジェット水噴射ノズルから水ジェットを噴出させることで、杭の途中に節や連結金具等の突起部が存在していても、前記リング部材がこれら突起部の上を滑動してケーシングを誘導するので、該ケーシングを杭に沿って十分深く貫入させることができる。もちろん、短尺のケーシングを採用しているので、杭の途中に屈曲部が存在しても、該屈曲部を乗り超えてケーシングを貫入させることができる。

本発明において、上記ケーシングの下端面に接合するリング部材は、ケーシングの肉厚より大きい直径の円形断面を有していることが望ましい。このようにケーシングの肉厚より大きい直径の円形断面を有するリング部材を接合した場合は、該リング部材の周面がケーシングの内側へ食み出すので、該リング部材がケーシングに優先して確実に突起部に接触し、ケーシングと突起部との干渉を確実に回避することができる。この場合、該リング部材の円形断面の直径は、ケーシングの肉厚の２〜５倍の大きさとすることができる。

本発明に係る杭引抜装置によれば、杭の途中に屈曲部が存在し、あるいは節や連結金具などの突起部が存在しても、短尺のケーシングの下端面に接合した円形断面のリング部材を案内に該ケーシングを十分深く貫入させることができるので、杭の全長の引抜きが可能になり、屈曲部や突起部の多い松杭の引抜きに向けて好適となる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１〜３は、本発明の一つの実施形態である杭引抜装置示したものである。本杭引抜装置１０は、シートパイルとしてのＵ形鋼矢板１１と、この鋼矢板１１の下端部に固設された短尺の円筒状ケーシング１２と、該ケーシング１２の外周面に下向きに取付けられた複数（ここでは、８個）のジェット水噴射ノズル１３と、鋼矢板１１に添設され、前記複数のジェット水噴射ノズル１３に高圧水を供給する複数（ここでは、２本）導水パイプ１４と、前記ケーシング１２の下端面に接合された円形断面のリング部材１５とから概略構成されている。

本杭引抜装置１０は、上部分（上部工）を撤去した後の桟橋の松杭１（図４）の引抜きに用いられるもので、鋼矢板１１としては、海上から水底地盤２内の松杭１の先端に到達する十分な長さを有するものが選択されている。ケーシング１２は、引抜き対象である松杭１の杭径より十分大きな口径を有する鋼管からなっており、鋼矢板１１の凹部側に臨んでその外周面の２箇所が鋼矢板１１の左右継手部１１ａに溶接固定されている。ケーシング１２の長さは、強度的に許容される範囲内で可能な限り短く設定するの望ましい。一例として、ケーシング１２の長さは３００〜６００ｍｍ程度となっている。

ジェット水噴射ノズル１３は、ここでは４個ずつ２つにグループ分けされており、各グループのジェット水噴射ノズル１３は、ケーシング１２の外周面に添設した連通管１６、１６を介して対応する導水パイプ１４、１４に接続されている。２本の導水パイプ１４は、鋼矢板１１の左右継手部１１ａに沿って延ばされており、それぞれは、小径短尺の丸鋼からなる複数対の支持部材１７を介して鋼矢板１１に溶接固定されている。また、各ジェット水噴射ノズル１３および連通管１６は、ケーシング１２に固定した三角形状のカバー１８、１９によって保護されている。なお、連通管１６側のカバー１９については、説明の便宜のため、その数を減らして示している。ここで、複数のジェット水噴射ノズル１３は、その全てについてケーシング１２の軸と平行な方向へジェット水を噴射できるように口向きを設定してもよいが、その一部についてはケーシング１２の内方向へジェット水を噴射できるように口向きを設定してもよい。

ケーシング１２の下端面に接合された円形断面のリング部材１５は、ここでは丸鋼の曲げ加工品からなっており、ケーシング１２の下端面に溶接により固定されている。このリング部材１５の断面サイズ（直径）は、ケーシング１２の肉厚より大きく設定されており、これによってリング部材１５の周面がケーシング１２の内側および外側に食み出す状態となっている。一例として、リング部材１５の断面サイズはケーシング１２の肉厚の２〜５倍の大きさに設定される。

以下、上記のように構成した杭引抜装置１０を用いて行う松杭１の引抜施工を図４、５も参照して説明する。

松杭１の引抜きに際しては、図４に示すように、クレーン台船３のクレーン４に吊下された振動杭打機（バイブロハンマー）５に鋼矢板１１の上端部を支持させ、潜水士の誘導により鋼矢板１１の下端部のケーシング１２を引抜き対象である松杭１の上端部に嵌合させる。そして、クレーン台船３上の高圧水ポンプ（図示略）から導水パイプ１４へ高圧水を送って複数のジェット水噴射ノズル１３から水ジェットを噴出させ、これと同時に振動杭打機５により鋼矢板１１に振動を与える。すると、ケーシング１２は、水底地盤２中に次第に貫入し、松杭１とその周囲の地盤との縁を切っていく。

上記ケーシング１２の貫入に際しては、松杭１の途中に節や連結金具等の突起部が存在していても、リング部材１５がこれら突起部の上を滑動してケーシング１２を誘導するので、該ケーシング１２を松杭１に沿って円滑に貫入させることができる。また、松杭１が途中で曲がっていても、ケーシング１２が短尺となっているので、ケーシング１２と松杭１との干渉が緩和され、鋼矢板１１が松杭１の曲りにある程度追従できることもあって、ケーシング１２は松杭１の屈曲部を乗り越えて貫入する。この結果、松杭１に無理な曲げ荷重が作用することはなくなり、その折損が防止される。

このようにしてケーシング１２が、松杭１の先端位置まで到達したら、ジェット水噴射ノズル１３からの水ジェットの噴射を停止すると共に、振動杭打機５の作動を停止させる。そして、潜水士の水中作業で、図５に示すように振動杭打機５から延ばしたワイヤ６の先端部を松杭１の上端部に掛け、ウインチ操作により振動杭打機５を捲上げる。すると、同じく図５に示すように松杭１の全長が水底地盤２中から引抜かれ、これにて１本の松杭１の撤去が完了する。

ここで、水底地盤２中の松杭１の先端位置までケーシング１２を貫入させた段階で、松杭１が浮力で自然に抜ける場合もあるので、この場合は、上記ワイヤ６を掛けての強制的な引抜き作業を省略することができる。特に、ジェット水噴射ノズル１３の一部の口向きをケーシング１２の内方向へジェット水を噴射できるように設定した場合は、ケーシング１２の貫入に応じて、松杭１に付着していた土砂が除去されるので、該松杭１の浮上が容易となり、強制的な引抜き作業を省略できる頻度はより一層増加する。また、この場合は、水中に引抜かれた松杭１の周りから崩落する土砂の量が少なくなるので、水の汚濁も抑制される。

因みに、上端部の径が約４０ｃｍ、先端部の径（末口）が約２０ｃｍ、長さが約１８ｍの大きさを有する松杭を対象に、本杭引抜装置１０により引抜き施工を行ったところ、折損事故を起こすことなく３８０本の松杭を全長にわたって引抜くことができた。

なお、上記実施形態におけるシートパイルとしてのＵ形鋼矢板１１はＨ型鋼に代えてもよいものである。
また、上記実施形態においては、上部工撤去後の桟橋の松杭を対象にした例を示したが、本発明が対象する杭の種類は任意であり、たとえば、コンクリート杭、矢板杭を対象とすることができる。また、施工領域も任意であり、水底領域であっても陸上領域であってもよい。

本発明の一つの実施形態である杭引抜装置の要部構造を示す斜視図である。 本杭引抜装置の要部構造を示す側面図である。 本杭引抜装置の要部構造を示す平面図である。 本杭引抜装置による松杭の引抜き状況を示す断面図である。 本杭引抜装置による松杭の引抜き状況を示す断面図である。

符号の説明

１ 松杭
２ 水底地盤
３ クレーン台船
５ 振動杭打機
１０ 杭引抜装置
１１ Ｕ形鋼矢板（シートパイル）
１２ 短尺のケーシング
１３ ジェット水噴射ノズル
１４ 導水パイプ
１５ リング部材

Claims (4)

1. シートパイルの下端部に、引抜き対象である杭に嵌挿可能な短尺の円筒状ケーシングを固設し、該ケーシングの下端面に円形断面のリング部材を接合し、前記ケーシングの外周面の前記リング部材の上方位置に、複数のジェット水噴射ノズルを下向きに取付けると共に、前記シートパイルに前記ジェット水噴射ノズルに高圧水を供給する導水パイプを取付けたことを特徴とする杭引抜装置。
2. 前記シートパイルに代えて、Ｈ型鋼を用いることを特徴とする請求項１に記載の杭引抜装置。
3. 前記リング部材が、前記ケーシングの肉厚より大きい直径の円形断面を有していることを特徴とする請求項１または２に記載の杭引抜装置。
4. 前記リング部材の円形断面の直径が、前記ケーシングの肉厚の２〜５倍の大きさとなっていることを特徴とする請求項３に記載の杭引抜装置。

Images