JP6423690B2 - 解体方法 - Google Patents

Description

本発明は、地中のコンクリート構造物の解体方法に関する。

従来、地中のコンクリート杭を解体する方法として、ブレーカーやニブラ等の解体重機によりコンクリートを打撃破砕または圧砕して解体する工法や、ウォールソー、ワイヤーソー等によってコンクリートを小ブロックに切断し、必要に応じてさらに二次破砕を行って解体する工法があった。

また近年では、コンクリートに穿孔して多数の孔を形成し、各孔に導爆線を設置して発破を行うＭＢ（マイクロブラスティング）工法も知られている（特許文献１、２参照）。さらに、特許文献３には、コンクリートに縦孔を穿孔した後、孔内に爆薬等を多段に設置して発破を行う工法について記載されている。

特開２０１１−１５７８０７号公報 特開２０１３−０８７４１３号公報 特開平５−２４７９３９号公報

ブレーカーやニブラ等の解体重機により解体を行うと、騒音や振動が大きくその発生時間も長い。また粉塵が多量に発生するので粉塵対策に大量の水を要し、さらに、大口径の杭等の場合には一部材の解体に時間がかかるという問題がある。ウォールソーやワイヤーソー等により解体を行う場合も、同じく解体に時間がかかり、粉塵対策のため大量の水を要する。またコストも高額となり、切断したブロックを吊り上げるための重機が別途必要になる問題もある。二次破砕を行う場合はさらにコスト・工期がかさむ。加えて、これらの方法では、地盤の掘削を途中でストップし、一旦杭を地上に露出させた後解体を行うので、工程を圧迫する要因となっていた。

ＭＢ工法では、24mm程度の細径のドリルを使用して穿孔を行い小径の孔を形成するのが一般的であるが、このようなドリルは、現状、１度に穿孔できる穿孔長がそれほど大きくない（例えば、1.8m程度）。そのため、地中深くまで構築されたコンクリート杭を解体する場合には、数回に分けての解体が必要であった。また、細かいピッチで多数の孔を穿孔し、各孔に少量の導爆線を設置して発破を行うため、穿孔に工期を要し、また導爆線の加工と設置、及び吹き出し防止の為の砂込め作業にも手間がかかる。さらに、発破後のコンクリートガラが大きくなることもあり、その場合には二次破砕が必要となる。

特許文献３の方法では爆薬が孔内で不連続に設置される為、解体対象の杭に対して力が均等にかからず、爆薬近傍は細かく破砕されるがその他の部分は十分に破砕されず大きなブロックとして残る恐れがあり、二次破砕が必要となる点で問題がある。また、孔内に多段に配置した爆薬のそれぞれに雷管を使用するのでコストがかさみ、各爆薬及び爆薬間のタンピング材の設置に手間もかかる。タンピング材を省略して空隙とすると、爆薬発破時の衝撃波がうまく伝播されなくなる。

本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、地中のコンクリート構造物を効率良く解体できる解体方法を提供することである。

前述した目的を達成するための本発明は、地中のコンクリート構造物の解体方法であって、前記コンクリート構造物の上端から略鉛直方向の孔を所定深さまで穿孔する工程と、線状の破砕剤を前記孔の略全長に渡って連続するように配置し、孔内に液体を満たす工程と、前記破砕剤から発生する衝撃波またはガス圧力のエネルギーを前記液体により伝播させ、前記コンクリート構造物のコンクリートを破砕する工程と、前記所定深さまで地盤を掘削するとともに、破砕された前記コンクリートを除去する工程と、を具備することを特徴とする解体方法である。

前記孔は、前記コンクリート構造物の底部まで一度に穿孔して形成されることが望ましい。
また、前記液体が水であることが望ましい。
前記コンクリート構造物は、例えば杭である。

本発明では、コンクリート構造物に略鉛直方向の孔を穿孔した後、線状の破砕剤を孔底まで連続配置し、孔内に液体を満たす。そして、破砕剤によりコンクリートを破砕し、地盤の掘削と同時にガラを除去する。これにより、本発明では、ブレーカーやニブラ等を用いた解体方法と比較して、発破が一瞬で終了するため騒音・振動・粉塵の発生を大幅に抑えることができ、ウォールソーやワイヤーソー等による解体方法と比較して工期やコストも削減できる。また、地盤を掘削することなくコンクリートを破砕して十分に細かくでき、その後、バックホーなどの掘削重機を用いて地盤を掘削すると同時にガラを除去できるので、施工効率も高く工程を圧迫することもない。

また本発明では、前記した爆薬の多段配置による方法と異なり、孔の略全長に渡って破砕剤を連続配置することで、コンクリート構造物の鉛直方向に均等にバランスよく破砕剤が配置され、装薬作業も一回で済み雷管等も１箇所でよいので施工効率が高く低コストである。加えて、本発明では孔内に液体を満たすので砂込め作業が不要であり、前記したＭＢ工法と比較しても施工効率が高く、液体は非弾性体であるのでコンクリートを破砕する力が弱まることもない。さらに、孔の底部では孔の上部に比べて液体の圧力が大きく、コンクリートを破砕する力の伝播効率が向上する。従って、土圧による拘束力が大きい地中深くの箇所でもコンクリートを細かく破砕でき、結果、最少の装薬量で最も効率的に、コンクリート構造物のコンクリートを均等に細かく破砕できる。

また本発明では、ＭＢ工法と異なり孔の径を大きくし、一度に穿孔できる穿孔長の大きな穿孔機を用いてコンクリート構造物の底部まで一度に穿孔でき、１つの孔に設置できる破砕剤の量を増やすことができる。結果、コンクリート構造物のコンクリート全体を少ない穿孔数で一度に破砕し、二次破砕が不要となる又は軽減できる程度まで細かくできる。

また本発明では、孔に注入する液体として水を用いることができる。水を用いる場合、どの現場でも比較的簡単に入手でき、注入も容易である。また本発明は、コンクリート構造物の中でも、地中深くまで構築されることが多い杭の解体を行うのに特に適している。

本発明によれば、地中のコンクリート構造物を効率良く解体できる解体方法を提供することができる。

杭１の穿孔を示す図 孔５への導爆線７の配置および注水について示す図 杭１のコンクリートの破砕について示す図 地盤３の掘削とガラ１５の除去について示す図 解体方法の別の例を示す図 解体方法の別の例を示す図

以下、図面に基づいて、本発明の解体方法の実施形態について説明する。

本実施形態では、地中のコンクリート構造物として、図１に示す杭１を解体する例について説明する。杭１は地盤３中の既存杭であり、コンクリートの内部に補強筋として鉄筋籠（不図示）を埋設し構築したものである。なお、図１（ａ）は杭１の鉛直方向の断面を見た図であり、図１（ｂ）は杭頭の平面を見た図である。これは後述する図２でも同様である。

（１．杭１の穿孔）
本実施形態では、杭１を解体するに際し、図１（ａ）に示すように、まず杭１の上端から下へと略鉛直方向に穿孔し、孔５を形成する。孔５は、杭１の底部の所定深さまで杭１の略全長に渡って形成される。

図１（ｂ）に示すように、本実施形態では杭１に３本の孔５を形成している。各孔５は、例えば杭１中の鉄筋籠（不図示）の内側の範囲に形成する。また、孔５の径は例えばφ50mmからφ100mm程度の範囲とし、前記のＭＢ工法の場合よりも大きくする。大きな孔径であれば、一度に穿孔できる穿孔長（例えば、ドリルをコンクリートに挿入する深さの最大値）の大きな穿孔機が存在するので、本実施形態では、このような長距離（例えば、10m程度）の穿孔ができる穿孔機を用いて、杭１の底部までの孔５を一度に穿孔する。

（２．孔５への導爆線７の配置および注水）
本発明では、孔５に線状の破砕剤を配置し、これによって杭１のコンクリートの破砕を行う。破砕剤は、爆薬・火薬・非火薬破砕剤等の高エネルギー物質であり、その点火（起爆）によって爆発衝撃波またはガス圧力を発生させ、これにより対象物の破砕を行うものである。破砕剤として爆薬を使用する場合は爆発衝撃波が発生し、火薬や非火薬破砕剤を使用する場合はガス圧力が発生する。

本実施形態では、線状の破砕剤として図２（ａ）に示す導爆線７を用いる。導爆線７は、爆薬を芯薬とし、これを紙と糸で被覆したものに防水加工して形成され、上下端はテープ等で閉じて止水される。図２（ａ）に示すように、この導爆線７を孔５に挿入し、孔５の略全長に渡って孔底まで連続するように配置する。本実施形態では、杭１のコンクリートを細かく破砕するために必要な装薬量に応じて、導爆線７を１または複数本束ねて用いる。例えば導爆線７により杭コンクリート1m³当たり200gの装薬が行われるようにしておく。導爆線７の上端は孔５の上端から若干下方に位置し、発破用の雷管（不図示）が取付けられる。雷管には脚線（不図示）が接続される。

こうして導爆線７を配置するとともに孔５に注水を行い、孔５の上端まで水１３（液体）を満たす。

（３．杭１のコンクリートの破砕）
その後、導爆線７の脚線を発破器（不図示）に結線し、各孔５の導爆線７を発破する。本実施形態では各孔５の導爆線７の発破をほぼ同時に行う。すると、孔５の略全長に渡って連続配置された導爆線７から衝撃波が発生し、水１３を伝播して周囲の杭１に伝わる。

ここで、図３（ａ）に示すように杭１には周囲から土圧Ｐが加わっており、杭１の底部では土圧Ｐが大きくコンクリートに大きな拘束力が加わって破砕されにくくなっている。しかしながら、本実施形態では水１３を孔５内に注入しており、孔５の底部へゆくほど水圧が大きくなる。従って、孔５の底部の水１３が、衝撃波の伝播に関し、より剛体に近い振る舞いとなり、効率よく衝撃波のエネルギーが伝播され、杭１のコンクリートを破砕する力となる。これにより、土圧Ｐによる拘束力の大きい杭１の底部でも、杭１の上部と変わらない程度にコンクリートが破砕され、結果、全体として均等にコンクリートが破砕されることになる。

以上のようにして杭１のコンクリートが破砕された状態を示すのが図３（ｂ）である。図に示すように、本実施形態では杭１のコンクリート全体に亀裂が入り、細かく分断、破砕される。破砕されたコンクリートは鉄筋籠（不図示）の鉄筋からも剥離する。

（４．地盤３の掘削とガラ１５の除去）
以降は、図４（ａ）に示すように、バックホー１７などの掘削重機を用いて地盤３を掘削するとともに破砕後のコンクリートガラ１５を除去してゆく手順となる。細かく破砕されたガラ１５は、人手などで取り出し、バックホー１７で掘削土とともに搬出することができ、二次破砕用の解体重機なども不要である。露出した杭１の鉄筋（不図示）は、必要に応じて曲げたり切断したりする。

こうして図４（ｂ）に示すように杭１の底部の所定深さまで地盤３を掘削するとともにガラ１５の除去を行うと、解体作業が完了する。

以上説明したように、本実施形態では、杭１に略鉛直方向の孔５を穿孔した後、孔５に導爆線７を挿入して孔底まで連続配置し、孔５内に水１３を満たす。そして、導爆線７の発破により杭１のコンクリートを破砕し、地盤３の掘削と同時にガラ１５を除去する。これにより、本実施形態では、ブレーカーやニブラ等の解体重機を用いた解体方法と比較して、発破が一瞬で終了するため騒音・振動・粉塵の発生を大幅に抑えることができ、ウォールソーやワイヤーソー等による解体方法と比較して工期やコストも削減できる。また、地盤３を掘削することなく地盤３中の杭１のコンクリートを破砕し十分に細かくでき、その後、バックホー１７などの掘削重機を用いて地盤３を掘削すると同時に破砕後のガラ１５を除去できるので、施工効率も高く工程を圧迫することもない。

また、本実施形態では、前記した爆薬の多段配置による方法と異なり、孔５の略全長に渡って導爆線７を連続配置することで、杭１の鉛直方向に均等にバランスよく爆薬が配置され、導爆線７の固定も容易である。また装薬作業も一回で済み雷管等も１箇所でよいので施工効率が高く低コストである。また本実施形態では、水１３を孔５に満たすので砂込め作業が不要であり前記したＭＢ工法と比較しても施工効率が高く、水１３はどの現場でも比較的簡単に入手でき注入も容易である。また、水１３は非弾性体であるので衝撃波の力が弱まることもない。さらに、孔底では水圧による衝撃波の伝播効率の向上効果が期待でき、土圧による拘束力が大きい地中深くの箇所でもコンクリートを細かく破砕できる。結果、最少の装薬量で最も効率的に、杭１のコンクリートを均等に細かく破砕できる。

また本実施形態では、ＭＢ工法と異なり孔５の径を大きくし、一度に穿孔できる穿孔長の大きな穿孔機を用いて杭１の底部まで一度に穿孔でき、１つの孔５に設置できる導爆線７の量を増やすことができる。結果、杭１のコンクリート全体を少ない穿孔数で一度に破砕し、二次破砕が不要となる又は軽減できる程度まで細かくできる。

しかしながら、本発明はこれに限らない。例えば、本実施形態では導爆線７を用いたが、これに限ることはなく、必要に応じてその他の破砕剤を線状に配置して用いることができる。また、本実施形態では杭１の解体を行う例を説明したが、地中のコンクリート構造物であれば解体対象は特に限定されず、有筋または無筋の他のコンクリート構造物でもよい。ただし、杭１は地中深くまで構築されていることが多く、本実施形態の方法はこのような杭１の解体に特に適している。また、孔５には比重調整した水を注水してもよく、水のかわりに各種の液体を孔５に注入することも可能である。

また、穿孔機で一度に穿孔できる穿孔長よりも杭が長い場合には、図５（ａ）に示すように杭１’の途中の所定深さまで孔５を穿孔して前記と同様に導爆線７の発破による杭１のコンクリートの破砕を行った後、図５（ｂ）に示すように当該所定深さまで地盤３の掘削とガラ１５の除去を行い、以下この一連の作業を繰り返すことで杭１’全体の解体を行うことも可能である。

また、孔数や平面位置など孔５の配置、あるいは導爆線７による１孔当たりの装薬量なども、解体対象のコンクリート構造物のサイズや形状、構造形式や補強筋の量等に応じて、コンクリートに均等に力が加わって目標とする細かさのガラ１５に破砕されるよう適宜定めることができ、特に限定されない。例えば孔５の配置に関しては、図６に示すように、杭１の平面中央部を中心とする内外の同心円（図６の点線参照）の各々に沿って複数の孔５を間隔を空けて形成することもでき、この場合、例えば外側の導爆線７を発破した後、内側の導爆線７の発破を行う。これにより、（外側の導爆線７より）外側のコンクリートを外方に押し出すように破砕した後、その内側のコンクリートを同じく外方に押し出すように破砕できる。

以上、添付図を参照しながら、本発明の実施形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１；杭
３；地盤
５；孔
７；導爆線
１３；水
１５；ガラ
１７；バックホー

Claims (4)

1. 地中のコンクリート構造物の解体方法であって、
   前記コンクリート構造物の上端から略鉛直方向の孔を所定深さまで穿孔する工程と、
   線状の破砕剤を前記孔の略全長に渡って連続するように配置し、孔内に液体を満たす工程と、
   前記破砕剤から発生する衝撃波またはガス圧力のエネルギーを前記液体により伝播させ、前記コンクリート構造物のコンクリートを破砕する工程と、
   前記所定深さまで地盤を掘削するとともに、破砕された前記コンクリートを除去する工程と、
   を具備することを特徴とする解体方法。
2. 前記孔は、前記コンクリート構造物の底部まで一度に穿孔して形成されることを特徴とする請求項１記載の解体方法。
3. 前記液体が水であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の解体方法。
4. 前記コンクリート構造物が杭であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の解体方法。

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