JP5993825B2 - 地下構造物の除去方法 - Google Patents

Description

本発明は地下構造物の除去方法に関する。

特許文献１は、次に述べられる既設杭の除去方法を開示する。その既設杭の除去方法は、地盤に設置された杭を除去する方法である。その既設杭の除去方法は、次に述べられるオーガ工法による。そのオーガ工法とは、内側のオーガスクリューおよびオーガヘッドと外側のケーシングとを互いに逆回転させて掘削を行う工法である。ケーシングは、その内周面に、中心軸方向に向かって突出する複数のカッターを有する。カッターは、ケーシングが杭の周囲の地盤に挿入されたとき杭の外周を切削可能である。各カッターはケーシングの先端からの距離がそれぞれ異なる位置に設けられている。各カッターは、ケーシングの先端側から後端側に向かって、ケーシングの内周面からの突出量が大きくなるよう設けられている。特許文献１にかかる既設杭の除去方法は、ケーシングを杭の周囲の地盤に挿入して、各カッターで杭の外周を切削しつつ、オーガヘッドで杭を頭部から破砕する。次に、杭の継ぎ部を挟む上下の杭の外周を各カッターで切削する。次に、オーガヘッドで継ぎ部に衝撃を加えて継ぎ部を杭から分離する。次に、オーガヘッドにより破砕された杭の破砕物および継ぎ部をオーガスクリューで地上まで搬出する。

特許文献１に開示された既設杭の除去方法によれば、次に述べる効果を得ることができる。第１の効果は、杭の継ぎ部に配置された鉄板などを容易に除去できるという効果である。第２の効果は、材料費の低減および作業時間の短縮を図ることができるという効果である。第３の効果は、杭を残さず容易に除去できるという効果である。

特開２０１２−２１９５６８号公報

しかしながら、特許文献１に開示された既設杭の除去方法には、杭の除去作業の途中で大きな騒音と大きな振動とが発生するという問題点がある。杭に限らず、地下に設けられた構造物（以下「地下構造物」と称する。）を除去する場合には同様の問題点がある。本発明はこの問題を解決するものである。本発明の目的は、振動が少なく騒音が小さい地下構造物の除去方法を提供することにある。

図面を参照し本発明にかかる地下構造物の除去方法を説明する。なおこの欄で図中の符号を使用したのは発明の内容の理解を助けるためであって内容を図示した範囲に限定する意図ではない。

上記目的を達成するために、本発明のある局面に従うと、地下構造物の除去方法は、地下構造物１００を除去するための方法である。その地下構造物１００は、中心部分に鉄骨１１０が配置され外周部分にセメント固化層１１２が配置されているものである。鉄骨１１０の下端が他の地下構造物１０２に接続されている。地下構造物の除去方法は、固化層切削工程と、ねじ切り工程と、引抜き工程とを備える。固化層切削工程は、セメント固化層１１２を刃７０が切削する工程である。その刃７０は、ケーシング１２の一端に取付けられている。ねじ切り工程は、固化層切削工程に連続するように実施される。ねじ切り工程は、ケーシング１２が地下構造物１００の下端をねじ切る工程である。引抜き工程は、引抜き装置１４が鉄骨１１０を地中から引抜く工程である。

固化層切削工程において、セメント固化層１１２を刃７０が切削する。その刃７０は、ケーシング１２の一端に取付けられている。ケーシング１２の形状は筒状である。地下構造物１００は中心部分に鉄骨１１０が配置され外周部分にセメント固化層１１２が配置されている。これにより、固化層切削工程において、中心部分の鉄骨１１０は切削されず、その外周のセメント固化層１１２が切削されることとなる。地下構造物の除去にあたり、騒音と振動との原因は、鉄骨１１０の切削にある。鉄骨１１０を切削しないことにより、騒音と振動との原因が取り除かれる。その結果、振動が少なく騒音が小さい地下構造物の除去方法を提供できる。

また、上述した固化層切削工程が、地下構造物１００の外周面の少なくとも一部を残すように刃７０がセメント固化層１１２を切削する工程を有することが望ましい。

固化層切削工程の後、地下構造物１００の外周面の少なくとも一部が残っていると、地下構造物１００のうち残った部分が地下構造物１００周辺の地盤を支える。地盤が支えられるので、そうでない場合に比べ、その地盤が崩壊する恐れが低下する。

また、上述した固化層切削工程が、地下構造物１００の外周面の形態を維持したまま刃７０がセメント固化層１１２を切削する工程を有することが望ましい。

固化層切削工程の後、地下構造物１００の外周面の形態が維持されていると、地下構造物１００のうち外周面を含む部分が地下構造物１００周辺の地盤を支える。地盤が支えられるので、そうでない場合に比べ、その地盤が崩壊する恐れが低下する。しかも、地下構造物１００の外周面の形態が維持されていると、地下構造物１００の外周面の一部が固化層切削工程によって損なわれた場合に比べ、地下構造物１００のうち外周面を含む部分の強度が高まる。強度が高まるので、地下構造物１００の外周面の一部が固化層切削工程によって損なわれた場合に比べ、地盤が崩壊する恐れが低下する。

本発明によれば、振動が少なく騒音が小さい地下構造物の除去方法を提供できる。

本発明のある実施形態にかかる地下構造物の除去方法において既設柱が刃に切削されている状況を示す地盤の断面図である。 本発明のある実施形態にかかる地下構造物の除去方法において鉄骨がクレーンにより地中から引抜かれている状況を示す地盤の断面図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。

［適用対象となる地下構造物］
本実施形態にかかる地下構造物の除去方法は、地下構造物のうち、次の２つの要件を満たすものを適用対象とする。第１の要件は、中心部分に鉄骨が配置され外周部分にセメント固化層が配置されているという要件である。鉄骨の具体的形態は特に限定されない。例えば、鉄骨はＨ鋼であってもよい。鉄骨は、鋼管、あるいは、鉄筋及びＬ型鋼による柱組鉄筋であってもよい。ここで言うセメント固化層とは、骨材をセメントで固化させた層のことである。骨材の種類は特に限定されない。例えば、セメント固化層は粗骨材をセメントで固化させた層であってもよい。セメント固化層はソイルセメントであってもよい。第２の要件は、ボルトもしくは溶接によって中心部分の鉄骨が他の地下構造物に接続されているという要件である。以下では、既設柱１００を除去する場合を例にとって、本実施形態にかかる地下構造物の除去方法が説明される。その既設柱１００では、中心部分に鉄骨１１０が配置されている。その既設柱１００では、鉄骨１１０の周りにセメント固化層１１２が配置されている。すなわち、既設柱１００の外周部分にセメント固化層１１２が配置されている。その既設柱１００の鉄骨１１０は、ボルト１１４によって地中の基盤１０２に接続されている。この基盤１０２は、平板状の地下構造物である。なお、既設柱１００は壁及び梁と接続されている。図１及び図２において、これらの壁と梁とは図示されない。

［方法の実施に用いられる物］
本実施形態にかかる地下構造物の除去方法は、周知の掘削機（図示せず）と周知の杭打機１０と周知のケーシング１２と周知のクレーン１４とを用いて実施される。

本発明に用いられる周知の杭打機１０は、例えば、ベースマシン５０と、リーダ５２と、駆動装置５４とを備える。ベースマシン５０は動力源である。ベースマシン５０は既設柱１００除去時にリーダ５２を支える。リーダ５２は駆動装置５４及びケーシング１２を支える。駆動装置５４はケーシング１２を駆動する。このような杭打機１０の具体的構造は周知である。したがって、ここではその詳細な説明は繰返されない。

本発明に用いられるケーシング１２は、周知のもののうち、一端に刃７０が取付けられているものである。言うまでもないことだが、ケーシング１２の形状は筒状である。そのようなケーシング１２の具体的構造は周知である。したがって、ここではその詳細な説明は繰返されない。

本実施形態にかかる地下構造物の除去方法において用いられるクレーン１４は、引抜き工程において、鉄骨１１０を、その周りに残ったセメント固化層１１２ごと引抜く。そのようなクレーン１４の具体的構造は周知である。したがって、ここではその詳細な説明は繰返されない。

［除去方法の手順］
本実施形態にかかる地下構造物の除去方法は、表土掘削工程と、固化層切削工程と、ねじ切り工程と、引抜き工程とを備える。

表土掘削工程は、作業員が、既設柱１００が埋まっている場所の周りを掘削する工程である。これは既設柱１００の上端部分を露出させるための工程である。作業員は、掘削のため、周知の掘削機を用いることができる。

表土掘削工程が完了すると、固化層切削工程が実施される。固化層切削工程は、ケーシング１２の刃７０が既設柱１００のセメント固化層１１２を切削する工程である。固化層切削工程では、作業員は、まず、杭打機１０を設置する。杭打機１０の設置位置は、表土掘削工程で掘削された場所の傍である。杭打機１０には予めケーシング１２が取付けられている。作業員は、既設柱１００の中心とケーシング１２の中心とが一致するように杭打機１０を設置する。杭打機１０が設置されると、作業員は、ベースマシン５０及び駆動装置５４を起動する。これにより、ケーシング１２は回転し始める。ケーシング１２の回転に伴い、刃７０の回転も始まる。ケーシング１２が回転し始めると、作業員は、駆動装置５４及びケーシング１２を下降させる。これらの下降により、ケーシング１２の刃７０は、既設柱１００の切削を開始する。図１は、既設柱１００が刃７０に切削されている状況を示す地盤の断面図である。本実施形態の場合、刃７０によって切削されるのは、既設柱１００のうちセメント固化層１１２である。本実施形態の場合、セメント固化層１１２は、既設柱１００の外周面の形態を維持したまま切削される。すなわち、本実施形態の場合、固化層切削工程において、既設柱１００の外周面は、どの箇所も、刃７０によって切削されない。

ねじ切り工程は、固化層切削工程に連続するように実施される。ねじ切り工程は、ケーシング１２が既設柱１００の下端をねじ切る工程である。固化層切削工程において既設柱１００の下端までセメント固化層１１２が切削されると、既設柱１００は、ボルト１１４によって基盤１０２に固定されている状態となる。この状態において、ケーシング１２の内周面はセメント固化層１１２に接触している。ケーシング１２の回転に伴い、セメント固化層１１２はケーシング１２からトルクを受ける。鉄骨１１０及びその周りのセメント固化層１１２は、ケーシング１２からトルクを受けると、そのトルクにより回転する。鉄骨１１０及びその周りのセメント固化層１１２が回転すると、ボルト１１４はねじ切られる。本実施形態の場合、ボルト１１４がねじ切られた後、ケーシング１２の刃７０は基盤１０２を切削する。

ねじ切り工程が完了すると、引抜き工程が実施される。引抜き工程は、鉄骨１１０を地中から引抜く工程である。引抜き工程において、作業員は、まず、ケーシング１２を地中から引抜く。ケーシング１２の引抜きには、固化層切削工程で用いられた杭打機１０が用いられる。ケーシング１２の引抜きそのものは周知なので、ここではその詳細な説明は繰返されない。ケーシング１２が引抜かれると、作業員は、鉄骨１１０にワイヤーを取付ける。ワイヤーが取付けられると、作業員は、そのワイヤーを周知のクレーン１４のフックに掛ける。ワイヤーがフックに掛けられると、作業員は、クレーン１４を操作する。その操作により、クレーン１４は鉄骨１１０を吊上げる。吊上げにより、鉄骨１１０は地中から引抜かれる。図２は、鉄骨１１０がクレーン１４により地中から引抜かれている状況を示す地盤の断面図である。地中から引抜かれた鉄骨１１０は地上で解体される。その後鉄骨１１０が引抜かれた後の孔に対して周知の崩落防止措置が取られる。これで本実施形態にかかる地下構造物の除去方法は完了する。他の既設柱１００を除去するためには、上述した表土掘削工程と、固化層切削工程と、ねじ切り工程と、引抜き工程とが繰返される。

［本実施形態にかかる効果の説明］
以上のようにして、本実施形態にかかる地下構造物の除去方法では、固化層切削工程において、セメント固化層１１２を刃７０が切削する。その刃７０は、ケーシング１２の一端に取付けられている。ケーシング１２の形状は筒状である。既設柱１００は中心部分に鉄骨１１０が配置され外周部分にセメント固化層１１２が配置されている。これにより、固化層切削工程において、中心部分の鉄骨１１０は切削されず、その外周のセメント固化層１１２が切削されることとなる。既設柱１００の除去にあたり、騒音と振動との原因は、鉄骨１１０の切削にある。鉄骨１１０を切削しないことにより、騒音と振動との原因が取り除かれる。その結果、振動が少なく騒音が小さい地下構造物の除去方法を提供できる。

また、本実施形態にかかる地下構造物の除去方法を用いれば、固化層切削工程において、既設柱１００のうち外周面部分が残される。この残された部分が既設柱１００周辺の地盤を支える。地盤が支えられるので、そうでない場合に比べ、その地盤が崩壊する恐れが低下する。しかも、本実施形態の場合、既設柱１００の外周面の形態が維持されているので、既設柱１００の外周面の一部が固化層切削工程において損なわれた場合に比べ、既設柱１００のうち外周面を含む部分の強度が高まる。強度が高まるので、既設柱１００の外周面の一部が固化層切削工程によって損なわれた場合に比べ、地盤が崩壊する恐れを低下させることができる。

＜変形例の説明＞
なお、今回開示された実施形態はすべての点で例示である。本発明の範囲は上述した実施形態に基づいて制限されるものではない。もちろん、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更をしてもよい。

例えば、固化層切削工程において、既設柱１００の外周面の一部を残すように刃７０がセメント固化層１１２を切削してもよい。既設柱１００の外周面の一部を残すようなセメント固化層１１２の切削の例には、既設柱１００の四隅を残す切削がある。この場合、固化層切削工程の後、既設柱１００周辺の地盤は既設柱１００の四隅だった柱状の構造物によって支えられることとなる。

また、固化層切削工程において、既設柱１００のうち鉄骨１１０の周りのごく一部を除いたセメント固化層１１２のすべてを切削してもよい。この場合、鉄骨１１０を引抜いた後に地中のセメント固化層１１２を除去する手間を軽減することができる。

１０…杭打機、
１２…ケーシング、
１４…クレーン、
５０…ベースマシン、
５２…リーダ、
５４…駆動装置、
７０…刃、
１００…既設柱、
１０２…基盤、
１１０…鉄骨、
１１２…セメント固化層、
１１４…ボルト、

Claims (3)

1. 中心部分に鉄骨が配置され外周部分にセメント固化層が配置されている地下構造物を除去するための地下構造物の除去方法であって、
   前記鉄骨の下端が他の地下構造物に接続されており、
   ケーシングの一端に取付けられている刃が前記セメント固化層を切削する固化層切削工程と、
   前記固化層切削工程に連続するように実施され、前記ケーシングが前記地下構造物の前記下端をねじ切るねじ切り工程と、
   引抜き装置が前記鉄骨を地中から引抜く引抜き工程とを備えることを特徴とする地下構造物の除去方法。
2. 前記固化層切削工程が、前記地下構造物の外周面の少なくとも一部を残すように前記刃が前記セメント固化層を切削する工程を有することを特徴とする請求項１に記載の地下構造物の除去方法。
3. 前記固化層切削工程が、前記地下構造物の外周面の形態を維持したまま前記刃が前記セメント固化層を切削する工程を有することを特徴とする請求項１に記載の地下構造物の除去方法。

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