JP5587678B2

JP5587678B2 - 既製杭の切断装置

Info

Publication number: JP5587678B2
Application number: JP2010139748A
Authority: JP
Inventors: 隆司辰口
Original assignee: Mitani Sekisan Co Ltd
Current assignee: Mitani Sekisan Co Ltd
Priority date: 2010-06-18
Filing date: 2010-06-18
Publication date: 2014-09-10
Anticipated expiration: 2030-06-18
Also published as: JP2012002019A

Description

この発明は、既に埋設された既製杭（コンクリート杭）を切断して、上方の既製杭を有効活用し、あるいは、切断した既製杭の上方を破砕して一部又は全部を除去する既製杭の切断装置に関する。

装置本体の水平軸に、上腕と破砕刃付きの下腕とを有する略「く」字状の破砕腕の中間部を回転自在に取り付けてなるコンクリート杭の除去装置が提案されている（特許文献１）。この除去装置では、上腕の先端をコンクリート杭の上端に当て、下腕の破砕刃をコンクリート杭の内周壁に押しつけて、除去装置を押し下げることにより、破砕刃が外周側に向けて押圧して、コンクリート杭を切断していた。そして、切断した杭頭部を地上に除去していた。

また、他の破砕装置では、螺旋状のオーガーヘッドの下端に破砕刃を取り付けして構成し、コンクリート杭を上端から順に破砕することができる発明が提案されている（特許文献２）。

特開２００９−２４３２４２特開２００９−５２２５０

前記従来の技術で、特許文献１の分離装置では、杭頭部の破壊は効率的にできたが、杭頭部から順に、既製コンクリート上端部切断しなければならないので、ある程度の長さまで除去したい場合には、効率が悪かった。また、特許文献２の破砕装置も既製コンクリート杭の上端から順に破壊しなければならず、ある程度の長さまで除去したい場合には、やはり破壊効率が悪かった。

また、前記特許文献２では、杭穴に鉄筋かごとコンクリートを入れて固化させる現場打ち杭であれば、適用可能であるが、既製杭のように上下に端板等の鋼材がある場合には、破砕することができなかった。また、特許文献１の場合には、既製杭でも適用可能であるが、端板に接続している補強バンドが長い場合や、鋼管を巻いたＳＣ杭の場合には、破砕することが困難であった。

そこでこの発明では、切断装置を、水平軸により回転できる破砕刃を設け、非切断時に破砕腕を既製杭の内径Ｄ_０より内側とし、切断時に操作体で破砕腕を既製杭の内径Ｄ_０の内周より外側に突出できるように構成するので、前記問題点を解決した。

すなわち、この発明は、ロッドに連結する連結凸部を上端部に有するヘッド本体に、先端に破砕刃を設けた破砕腕を取り付けてなり、以下のように構成したことを特徴とする既製杭の切断装置である。

(1) 前記ヘッド本体に水平軸を設けて、該水平軸に、前記破砕腕の基端部を回転自在に取り付けて、前記破砕腕を下垂れ状態から放射状に起伏可能とする。
(2) 前記水平軸の下方で、前記ヘッド本体の外周に、前記ヘッド本体の長さ方向に沿って昇降可能で、かつ、前記破砕腕を押圧して回動させることができる操作体を取り付ける。
(3) 前記ヘッド本体の長さ方向に沿って昇降できる操作部材を配置し、該操作部材の先端を地上に位置させ、下端部を前記操作体に固定する。
(4) 前記操作体は、下方位置とすることにより、前記破砕ヘッドの先端が、破砕すべき既製杭の内径Ｄ_０の内周より内側に位置するように構成する。
(5) 前記操作体は、上方位置とすることにより、前記前記破砕ヘッドの先端が、破砕すべき既製杭の内径Ｄ_０の内周より外方に突出するように構成する。

また、前記において、以下のように構成する既製杭の切断装置である。
(1) 操作体は、下方位置とすることにより、破砕腕が先端を下方に向けて垂れた状態とするように構成する。
(2) 前記操作体は、上方位置とすることにより、前記破砕腕の先端が、破砕すべき既製杭の外径Ｄ_１の円周位置と略同一位置に突出するように構成する。
(3) 前記操作体は、下方位置から上方位置に変化させる過程で、徐々に前記破砕ヘッドを起こして、前記破砕ヘッドの破砕刃が、破砕すべき既製杭の内径Ｄ_０の円周より徐々に外方に突出するように構成する。
(4) 前記操作体は、上昇させ続けることにより、前記破砕ヘッドが前記操作体に当接して、前記操作体が、前記破砕ヘッドの垂れた方向への戻りを規制できる構成とする。

前記における操作体は、通常はヘッド本体の外周に配置され、昇降できる環状の操作リングが望ましいが、上昇して破砕腕を押し上げることができれば、半リング状、板状等形状は任意である。

また、前記における操作部材は、操作体を上昇させることができれば構造は任意である。通常は、ＰＣ鋼棒を使用するが、各種ワイヤーなど任意である。

非作動状態（操作体、操作部材が下端位置で、破砕腕が下方に垂れた状態）で、コンクリート製の既製杭の中空部を挿通して、任意の破砕位置（深さ）まで、破砕ヘッドを下降させることができる。従ってその位置で、破砕腕を開けば、既製杭を切断できるので、任意位置で既製杭を上下に分離できる。

また、切断した既製杭を地上で保持したまま引き上げ、あるいは破砕腕を開いたまま分離した既製杭の下端を支持して切断装置を地上に引き上げれば、分離した既製杭の上方部分を地上に引き上げ回収することができる。また、必要があれば引き上げた既製杭を任意位置で破砕できる。

図１はこの発明の実施例の切断装置の斜視図である。図２はこの発明の実施例の切断装置で、非作動状態を表し、（ａ）は正面図、（ｂ）は破砕刃の状態のみを表す横断面図である。図２はこの発明の実施例の切断装置で、作動状態を表し、（ａ）は正面図、（ｂ）は破砕刃の状態のみを表す横断面図である。

この発明は、掘削ロッド３２と連結するための連結凸部６を上端部に有するヘッド本体１に、先端に破砕刃１２を設けてなる破砕腕１０を、直径対称な位置に設けて既製杭破砕用の破砕ヘッド３０を構成する（図１、図３）。
破砕腕１０は、ヘッド本体１に水平軸１８を設けて、水平軸１８に、破砕腕１０の基端部１１を回転自在に取り付けて構成する。通常、掘削腕１０は、破砕刃１２の刃先１４を下にして垂れた状態になっている（非操作状態）。
また、水平軸１８の下方で、ヘッド本体１の外周に、ヘッド本体の長さ方向に沿って昇降可能で、かつ、破砕腕１０を下から押し上げて水平軸１８周りに回動させることができる操作リング（操作体）２７を取り付ける。
ヘッド本体１の長さ方向（軸方向７）に沿って昇降できる操作棒（操作部材）２１を、ヘッド本体１の外側に配置する。操作棒２１は先端を地上に位置させ、下端部を操作リング２７に固定する。

操作リング２７は、下方位置とすることにより、前記非操作状態で、破砕ヘッド３０の先端（＝最も外側に位置する部分（＝通常は破砕腕１０の破砕刃１２の刃先１４））が、破砕すべき既製杭４０の内径Ｄ_０の内周面４１より内側に位置するように構成する（図３）。
また、記操作リング２７は、地上から操作棒２１を引くことにより、徐々に上昇して、上方位置とすることにより、作動位置となる。この位置で、破砕ヘッド３０の先端（＝通常は破砕腕１０の破砕刃１２の刃先１４）が、破砕すべき既製杭４０の内径Ｄ_０の内周面４１より外方に突出するので、既製杭４０を中空部４３側から切断できる（図２）。また、操作リング２７は破砕腕１０を下から押し上げるので、操作リング２７が上方位置にあるときは、その位置より破砕腕１０が下がる（下垂れ状態に戻る）ことは無い。操作リング２７は、最大上昇位置でも、破砕腕１０の破砕刃１２の刃先１４が既製杭４０の外径Ｄ_１の外周面と略同一位置に突出するように構成する。

図面に基づいてこの発明の実施例を説明する。

１．破砕ヘッド（切断装置）３０の構成

（１）円筒状のヘッド本体１の上端部２に掘削ロッド３２の下端３３に連結するための連結凸部６を連設する。
ヘッド本体１の中央部の外周壁５で、直径対称な位置に、先端に破砕刃１２を有する破砕腕１０を配置する。破砕腕１０の基端部１１に水平軸１８の中央部を位置させ、水平軸１８の両端部をヘッド本体１の外周壁５に突設した支持板１６、１６に、水平軸１６の両端部を回動自在に支持する。ここで、支持板１６、１６は平行に２枚配置し、また、水平軸１８と支持板１６、水平軸１８と破砕腕１０のいずれか一方が回転自在となっていれば良い。
破砕腕１０は下方に垂れた状態で、破砕刃１２は刃軸１３を、鉛直より若干外側に向けて斜めに取り付けてある。
また、ヘッド本体１の下端部には、連結凸部６が嵌合できる連結凹部を形成し（図示していない）、様々な機能を有するヘッドを連結できる。

（２）ヘッド本体１の外周壁５で、ヘッド本体１の下端部３（支持板１６、１６より下方）に、操作リング（操作体）２７を緩くはめる。操作リング２７は、支持板１６、１６の下縁より下方で、ヘッド本体１の軸方向７に移動自在となっている。
操作リング１の外周壁５で、円周方向で、破砕腕１０、１０の下方の位置に、操作突起２８、２８を突設する。操作突起２８は、破砕腕１０の位置に対応しているので、操作突起２８、２８も直径対称な位置で、かつ操作リング２７に対して放射状に設ける。操作突起２８は、操作リング２７と同じ高さで形成され、操作リング２７の上端部外周側から操作突起２８の上部は、放射方向に向けて斜めに傾斜して形成されて、傾斜部分を当接部２９とする。

（３）ヘッド本体１の外周壁５側で、ヘッド本体１の軸方向７（長さ方向）に沿って、かつヘッド本体１から若干離して、ＰＣ鋼棒からなる操作棒（操作部材）２１、２１を配置する。操作棒２１は、ヘッド本体１の軸方向７で、円周方向で直径対称な位置に２箇所設け、破砕腕１０、１０とは直角な位置に設ける。
操作棒２１、２１の下端固定部２２、２２を夫々操作リング２７の外周壁に固定し、操作棒２１、２１の上端に、他の操作棒２１と連結する為のジョイント２３、２３を設ける。操作棒２１、２１はジョイント２３、２３を介して、長さ方向に自由に連結可能となっている。
ヘッド本体１の外周壁に、操作棒２１を挟むように保護板２５、２５を２枚縦方向に配置して、保護板２５、２５の下端をヘッド本体１の外周壁に固定する。

（４）以上のようにして、破砕ヘッド３０を構成する（図１、図３）。
破砕ヘッド３０は、操作リング２７（操作棒２１）を下方位置にして、破砕腕１０を下方に垂れた状態（非作動状態）とした際に、破砕ヘッド３０の軸１３から最も突出した部分（通常は、破砕腕１０の破砕刃１２の刃先１４が、破砕予定の既製杭４０の内径Ｄ_０よりも小さく設定する。
また、破砕ヘッド３０は、操作リング２７（操作棒２１）を最上位置にして、破砕腕を最大に起こした状態（作動状態）とした際に、破砕ヘッド３０の軸７から最も突出した部分（通常は、破砕腕１０の刃先１４）が、破砕予定の既製杭４０の外径Ｄ_１よりも大きくなるように設定する。また、この状態で、掘削腕１０が外径Ｄ_１程度に開けば、完全に既製杭４０の破砕ができるが、少なくとも、Ｄ_０より大きくする必要がある。なお、掘削腕１０が外径Ｄ_１から必要以上に大きく開く場合には、切断完了後に回収する際に支障がある場合があるので、必要以上に大きくしないか、あるいは引き上げる際に掘削腕１０が外径Ｄ_１以下になるように操作リング３０で開きを戻す等の工夫が必要がある（図示していない）。

２．破砕ヘッド３０の使用

（１）破砕予定のコンクリート製の既製杭４０が埋設された現場で、既製杭４０の中空部４３には、ソイルセメントや泥土などが固化して充填されているので、従来の方法により、これらを除去する。また、既製杭４０の外周面４１は直接地盤に密に押し込まれ、あるいは固化した杭周固定液を介して地盤に密に押し込まれているので、必要ならば、従来の方法により、既製杭４０の外周面４２と地盤との縁を切っておく。縁切りは、例えば、既製杭４０を切断する前又は後に、既製杭４０（上杭４０ａ）の上端を杭打ち機に保持して既製杭を回転させて行う。
上記の中空部４３の除去は、地上から切断予定の深さ程度まで処理してあれば良い。例えば、固化したセメントミルクが中空部４３にあった場合には、破砕ヘッド３０のヘッド本体１の下端に杭穴掘削ヘッドを連結して行う（図示していない）。泥土が固化している場合などでは、そのまま破砕ヘッド３０を押し込むことができる。

（２）例えば、既製杭４０（内径Ｄ_０、外径Ｄ_１）を、ＳＣ杭（鋼管被覆コンクリート杭）からなる上杭４０ａの下方に、通常の遠心成型のコンクリート杭からなる下杭４０ｂが連結している構成として、上杭４０ａを地上に回収する場合について説明する。

（３）掘削ロッド３２の下端連結部３３に、破砕ヘッド３０の連結凸部６を連結して、掘削機（図示していない）に取り付けて、地上から破砕ヘッド３０を、下降して、既製杭４０の中空部４３に挿入する（図３（ａ）（ｂ））。この際、切断位置が深い場合には、通常の方法により、掘削ロッド３２、３２を継ぎ足し、同時に操作棒２１、２１も継ぎ足しながら、延長する。この際に、操作リング２７が最下端位置を保つように、ヘッド本体１との相対位置を保持することもできる。
またこの際、操作棒２１は、掘削ロッド３２の外周壁に設けられた保護板３５、３５（保護板２５、２５と同様の構造）に挟まれているので、下降中に操作棒２１に不慮に何かが当たった場合や、掘削ロッド３２を回転させた場合であっても、操作棒２１のたるみを防止して操作リング２７の上昇を抑えることができる（図３（ａ））。

（４）予め定めた破砕位置である「下杭４０ｂの杭端板の若干下方」に至ったならば、掘削ロッド３２の下降を一旦止めて、操作棒２１、２１を上昇させながら、その位置で、掘削ロッド３０を回転させる。操作棒２１の上昇により、操作リング２７も上昇して、操作リング２７の当接部２９（操作突部２８と操作リング２７の上面２７ａ）が破砕腕１０の下縁を押し上げて、破砕腕１０を水平状態に近づける（図２（ａ）（ｂ））。
この際、操作棒２１、２１には、破砕刃１２がコンクリート内に押し込まれる程度の力が必要であるが、充分に耐力を有するＰＣ鋼棒を使用しているので、必要以上に伸びることなく、破砕腕２、２１を起こすことができる。

（５）この際、下杭４０ｂに埋設された鉄筋類も同時に破断する。また、鉄筋類は上杭４０ａを引き上げる際に引張により破断させることもできる。

（６）下杭４０ｂの杭頭部付近（既製杭４０）の破砕切断が完了し、埋設した既製杭４０が「上杭４０ａ＋下杭４０ｂの杭頭部付近から上部４０ｂａ」と「下杭４０ｂの杭頭付近から下部４０ｂｂ」が上下に分離されたならば（図２（ａ）（ｂ）鎖線図示）、そのまま、分離した上杭４０ａを連結した下杭４０ｂの切断した上部４０ｂａの下面に破砕腕１０が位置したまま、掘削ロッド３２を引き上げれば、破砕ヘッド３０と共に分離した上杭４０ａ等を地上に引き上げることができる。引き上げた「上杭４０ａ」と「下杭４０ｂの杭頭部付近の上部４０ｂａ」とを地上で、分離させれば、上杭（ＳＣ杭）４０ａはそのまま再利用できる。
以上のようにして、埋設した既製杭４０から上杭４０ａを回収できる。なお、上記において、下杭４０ｂは単杭の場合や複数の単杭を連結した場合があり、同様に上杭４０ａも単杭の場合や複数の単杭を連結した場合がある。

（７）上記では、上杭４０ａを回収する場合について説明したが、例えば、繰り返し切断作業を行えば、地上付近の障害物としての既製杭４０（特に上杭４０ａ）を、破壊して除去する際に使用することもできる（図示していない）。

３．他の実施例

（１）前記実施例において、操作棒２１は、破砕ヘッド３０及び掘削ロッド３２に略平行に地上まで伸ばしたが、破砕ヘッド３０の中空部４で、あるいは、上方の掘削ロッド３２で中空部に、配置するように構成することもできる（図示していない）。

（２）また、前記実施例において、通常は掘削ロッド３２に、その軸を杭穴のほぼ中心に保つようなスペーサーが設けられているので（図示していない）、掘削ロッド３２を既製杭４０の中空部の中心に位置させることができるが、ヘッド本体１にも同様のスペーサーを設けることもできる（図示していない）。

１ヘッド本体
２ヘッド本体の上端部
３ヘッド本体の下端部
４ヘッド本体の中空部
５ヘッド本体の外周壁
６連結凸部
７軸方向
１０破砕腕
１１破砕腕の基端部
１２破砕刃
１３破砕刃の軸
１４破砕刃の刃先
１６支持板
１８水平軸
２１操作棒（操作部材）
２２操作棒の下端固定部
２３操作棒のジョイント
２５保護板
２７操作リング（操作体）
２７ａ操作リングの上面
２８操作リングの操作凸板
２９操作リングの当接部
３０破砕ヘッド（切断装置）
３２掘削ロッド（ロッド）
３３掘削ロッドの下端連結部
３５掘削ロッドの保護板
４０既製杭
４０ａ既製杭の上杭
４０ｂ既製杭の下杭
４０ｂａ下杭の上部
４０ｂｂ下杭の下部
４１既製杭の内周面
４２既製杭の外周面
４３既製杭の中空部

Claims

ロッドに連結する連結凸部を上端部に有するヘッド本体に、先端に破砕刃を設けた破砕腕を取り付けてなり、以下のように構成したことを特徴とする既製杭の切断装置。
(1) 前記ヘッド本体に水平軸を設けて、該水平軸に、前記破砕腕の基端部を回転自在に取り付けて、前記破砕腕を下垂れ状態から放射状に起伏可能とする。
(2) 前記水平軸の下方で、前記ヘッド本体の外周に、前記ヘッド本体の長さ方向に沿って昇降可能で、かつ、前記破砕腕を押圧して回動させることができる操作体を取り付ける。
(3) 前記ヘッド本体の長さ方向に沿って昇降できる操作部材を配置し、該操作部材の先端を地上に位置させ、下端部を前記操作体に固定する。
(4) 前記操作体は、下方位置とすることにより、前記破砕ヘッドの先端が、破砕すべき既製杭の内径Ｄ_０の内周より内側に位置するように構成する。
(5) 前記操作体は、上方位置とすることにより、前記前記破砕ヘッドの先端が、破砕すべき既製杭の内径Ｄ_０の内周より外方に突出するように構成する。
以下のように構成する請求項１記載の既製杭の切断装置。
(1) 操作体は、下方位置とすることにより、破砕腕が先端を下方に向けて垂れた状態とするように構成する。
(2) 前記操作体は、上方位置とすることにより、前記破砕腕の先端が、破砕すべき既製杭の外径Ｄ_１の円周位置と略同一位置に突出するように構成する。
(3) 前記操作体は、下方位置から上方位置に変化させる過程で、徐々に前記破砕ヘッドを起こして、前記破砕ヘッドの破砕刃が、破砕すべき既製杭の内径Ｄ_０の円周より徐々に外方に突出するように構成する。
(4) 前記操作体は、上昇させ続けることにより、前記破砕ヘッドが前記操作体に当接して、前記操作体が、前記破砕ヘッドの垂れた方向への戻りを規制できる構成とする。