JP6808255B1 - 障害破砕方法、及び障害除去方法 - Google Patents

Abstract

【課題】効率よく地中の障害物を破砕又は除去する方法を提供する。【解決手段】地中の障害物を破砕する障害破砕方法であって、天面に蓋部１ａを有し、蓋部から内部に水、又は、水及び空気を供給可能な水空気供給部１ｂを有している最上部ケーシング１の下部に、掘削刃を下端に有した最下部ケーシングを少なくとも接続したケーシングを準備するケーシング準備工程と、全周回転機でケーシングを回転させながら地中に埋込むとともに、地中の障害物を破砕する破砕工程と、を備え、破砕工程では、最上部ケーシングの水空気供給部から、水、又は、水及び空気を供給することを特徴とする障害破砕方法とした。【選択図】図１

Description

本発明は、建築構造物の建替え等のときに、地中に埋設されているコンクリートや鉄骨等の障害物を破砕、除去するための障害破砕方法、及び障害除去方法に関するものである。

ビルやマンション等の建築構造物は、その荷重支持のために地中に杭や壁等のコンクリートや鉄骨が埋設されている。これらの建築構造物を建替える場合は、埋め込まれているコンクリートや鉄骨等の障害物を破砕又は除去する必要がある。

特許文献１には、全周回転機を用いてケーシングを地中に圧入し、ケーシング先端に設けられたビットで障害物を破砕した後、ハンマークラブで障害物を除去する方法が記載されている。

特許文献１：特開２０１７−７５４５１号公報

しかしながら、特許文献１に記載の方法は、土圧によりケーシングの掘削力が弱くなることがあるため大型の全周回転機を用いる必要があるとともに、ケーシングを地中に埋め込むのに時間がかかることがあるという問題があった。

本発明は、上記問題点を解決して、狭いスペースでも効率よく地中の障害物を破砕又は除去することを課題とする。

上記課題を解決するために本発明は、地中の障害物を破砕する障害破砕方法であって、
天面全面がふさがれた蓋部を有し、当該蓋部から内部に水、又は、水及び空気を噴出するように供給可能な水空気供給部を有している最上部ケーシングの下部に、掘削刃を下端に有した最下部ケーシングを少なくとも接続したケーシングを準備するケーシング準備工程と、
全周回転機で前記ケーシングを回転させながら地中に埋込むとともに、地中の障害物を破砕する破砕工程と、を備え、
前記破砕工程では、前記最上部ケーシングの前記水空気供給部から、水、又は、水及び空気を噴出するように供給することを特徴とする障害破砕方法を提供するものである。

この構成により、ケーシング内から下端の土圧に対して水と空気を供給して土を軟らかくし、ケーシングの掘削力を向上させることができるため、小型の全周回転機で埋込みが可能となり、狭いスペースでも効率よく地中の障害物を破砕することができる。

上記課題を解決するために本発明は、地中の障害物を破砕する障害除去方法であって、
天面全面がふさがれた蓋部を有し、当該蓋部から内部に水、又は、水及び空気を噴出するように供給可能な水空気供給部を有している最上部ケーシングの下部に、掘削刃を下端に有した最下部ケーシングを少なくとも接続したケーシングを準備するケーシング準備工程と、
全周回転機で前記ケーシングを回転させながら地中に埋込むとともに、地中の障害物を破砕する破砕工程と、
地中に埋設された前記ケーシング内に、ハンマークラブを挿入して障害物を把持し、地中から除去する障害除去工程と、を備え、
前記破砕工程では、前記最上部ケーシングの前記水空気供給部から、水、又は、水及び空気を噴出するように供給することを特徴とする障害除去方法を提供するものである。

この構成により、ケーシング内から下端の土圧に対して水と空気を供給して土を軟らかくし、ケーシングの掘削力を向上させることができるため、小型の全周回転機で埋込みが可能となり、狭いスペースでも効率よく地中の障害物を破砕、除去することができる。

本発明の障害破砕方法、及び障害除去方法により、ケーシング内から下端の土圧に対して水と空気を供給して土を軟らかくし、ケーシングの掘削力を向上させることができるため、小型の掘削機で埋込みが可能となり、狭いスペースでも効率よく地中の障害物を破砕することができる。

本発明の実施例１における最上部ケーシングを説明する図である。 本発明の実施例１における最上部ケーシングの水空気供給部から、水や空気が供給される様子を説明する断面図である。 本発明の実施例１における障害破砕方法を説明する図である。 本発明の実施例２における障害除去方法を説明する図である。

本発明の実施例１について、図１〜図３を参照して説明する。図１は、本発明の実施例１における最上部ケーシングを説明する図である。図２は、本発明の実施例１における最上部ケーシングの水空気供給部から、水や空気が供給される様子を説明する断面図である。図３は、本発明の実施例１における障害破砕方法を説明する図である。

（ケーシング）
実施例１におけるケーシングＫは最上部ケーシング１を最上部に備えている。最上部ケーシング１は、図１、図２に示すように、円筒形状（φ７００〜３０００ｍｍ）をしており、天面には蓋部１ａが全面に設けられて塞がれている。また、蓋部１ａには水空気供給部１ｂが設けられ、水用ホース１ｃによって供給された水Ｗが最上部ケーシング１の内部に供給可能とされている。また、同様に、水空気供給部１ｂにおける空気用ホース１ｄによって供給された空気Ａが最上部ケーシング１の内部に供給可能とされている。水Ｗと空気Ａとは水空気供給部１ｂ内で混合されてケーシングＫ内に供給される。水Ｗ及び空気Ａは図示しない制御部によって、水Ｗのみの供給、又は、水Ｗ及び空気Ａの供給を選択することができる。

ここで、最上部ケーシング１は、通常、ドレットラーと呼ばれるもので、このドレットラーの下にケーシングが接続されるが、本発明においては最上部ケーシングと呼ぶ。

図１に示すように、最上部ケーシング１の上部には、水空気供給部１ｂとシーベル４が設けられ、水用ホース１ｃ及び空気用ホース１ｄからシーベル４を介して水空気供給部１ｂに水Ｗや空気Ａが供給される。最上部ケーシング１の下部には中間ケーシング３（図３参照）がボルトによって接続され、さらに中間ケーシング３の下部には最下部ケーシング２（図３参照）がボルトによって接続されている。最下部ケーシング２の下端には掘削刃が設けられている。中間ケーシング３は必須ではなく、掘削する地中の深さが浅い場合は接続しなくてもよい。つまり、本発明におけるケーシングＫは、中間ケーシング３が最上部ケーシング１と最下部ケーシング２との間に、一つ又は複数接続されていても接続されていなくてもよく、少なくとも最上部ケーシング１と最下部ケーシング２が接続されていればよい。

最上部ケーシング１の水空気供給部１ｂから供給された水Ｗや空気Ａは混合されてケーシングＫの内部全体に行き亘り、ケーシングＫ下端の土に水Ｗや空気Ａを供給して土を軟らかくすることで掘削力が向上し、ケーシングＫを効率的に地中に埋め込むことができる。従来のケーシングの側面には軽量化や内部の土を排除するために複数の穴が形成されているが、実施例１におけるケーシングＫは元々杭打ちに用いられるものなので、生コンが漏れないように最上部ケーシング１、最下部ケーシング２、及び中間ケーシング３の側面部分には穴が形成されておらず、ケーシングＫにおいて開口しているのは下端部のみである。そのため、供給された水Ｗや空気ＡがケーシングＫの外にでることがなく、ケーシングＫ下端の土に対して効率的に水Ｗや空気Ａを供給し土を軟らかくして、ケーシングの掘削力を向上させることができる。特に、水Ｗに加えて空気Ａを供給することで、砂利等が舞い上げられて水との相乗効果で土を軟らかくすることができる。

従来は、水や空気を供給しないでケーシングを地中に埋め込んで障害物を破砕することが行われていた。その場合、ケーシングを回転させながら地中に埋め込む際に、掘削力が弱く効率的な障害物の破砕ができないことがあるため大型の全周回転機で埋め込む必要があった。これに対して、実施例１においては、最上部ケーシング１内に水や空気を供給可能であるため、約２倍の掘削力が得られ、効率的に障害物の破砕や除去を行うことができる。このため、小型の全周回転機でケーシングを埋め込むことができ、隣接する建物等との離隔が小さくても狭いスペースで効率よく障害物を破砕することができる。

水空気供給部１ｂから供給する水Ｗや空気Ａは、ケーシングＫで掘削する土壌によって水Ｗのみ、水Ｗ及び空気Ａというように供給するものを選択することができる。例えば、粘性度が高い土の場合は空気の効果が少ないので水Ｗのみ供給するようにしてもよい。

（障害破砕方法）
実施例１の障害破砕方法について図３を参照して説明する。図３（ａ）はケーシング準備工程を説明する図であり、図３（ｂ）は破砕工程を説明する図である。

まず、ケーシング準備工程を実施する。ケーシング準備工程では、全周回転機７に、最上部ケーシング１を上部に有したケーシングＫを取り付ける。最上部ケーシング１は、天面に蓋部１ａを有し当該蓋部１ａから内部に水、又は、水及び空気を供給可能な水空気供給部１ｂを有している。このときケーシングＫには、最上部ケーシング１の下部に、掘削深さを深くするため中間ケーシング３をボルトで接続し、さらに掘削刃を下端に有した最下部ケーシング２を中間ケーシング３にボルトで接続されている。

ここで、中間ケーシング３は必ずしも必要ではなく、掘削の深さが浅い場合には必要ない。すなわち、最上部ケーシング１に少なくとも最下部ケーシング２を接続すればよい。逆に掘削深さを深くする場合は、中間ケーシング３を複数接続すればよい。この場合、最初から複数の中間ケーシング３を接続してもよいが、後から中間ケーシング３を追加してもよい。すなわち、一旦、ケーシングＫにより掘削し、その後、他のケーシングを地中に残したまま最上部ケーシング１のみをクレーン１１で吊上げて分離し、最上部ケーシング１の下部に追加の中間ケーシング３を接続するようにすればよい。

ここで、全周回転機７は、全回転チュービング装置とも呼ばれ、ケーシングＫを全周回転させながら地中に押し込むことができる装置で、ケーシングＫを垂直に埋め込めるように水平に設置される。全周回転機７に取付けられたケーシングＫはチャックで掴まれて回転しながら地中に埋め込まれる。実施例１においては、ケーシングＫの内部から下端の土に対して水や空気を供給して土を軟らかくして掘削力が向上するので、小型の全周回転機７で効率よくケーシングＫを埋め込むことができる。

次に、破砕工程を実施する。破砕工程では、全周回転機７によりケーシングＫを回転させながら地中に圧入して、コンクリートや鉄骨等の障害物があれば破砕する。その際、ケーシングＫの掘削力を高めるために、水空気供給部１ｂから水Ｗや空気Ａを供給してケーシングＫ下端の土を軟らかくすることで掘削力が向上し、効率的に障害物を破砕することができる。従来は、水や空気を供給せずにケーシングを地中に埋め込んでいたので、ケーシングの掘削力が弱く大型（１０ｍ×１０ｍ程度）の全周回転機を用いる必要があった。また、埋込みに時間がかかることがあったが、本発明の実施例１では、この問題を解決して、小型（４ｍ×４ｍ程度）の全周回転機で効率的にケーシングを地中に埋め込んで障害物を破砕できる。

水Ｗ、空気Ａを両方供給するか、水Ｗのみとするかは、掘削する土壌によって選択する。すなわち、粘性度が高い土の場合は空気の効果が少ないので水Ｗのみ供給するようにしてもよい。その他の場合は、水Ｗ及び空気Ａを供給するとよい。特に、砕かれた岩が堆積しているところや砂礫層について水Ｗ及び空気Ａを供給すると効果的である。

この後、全周回転機７によりケーシングＫを回転させながら引き上げ、クレーン１１で吊上げる。ケーシングＫが埋設されていた場所には土で埋め戻して作業を終了する。

なお、実施例１においては、最上部ケーシング１に少なくとも最下部ケーシング２を接続する構成としたが、必ずしもこれに限定されず適宜変更が可能である。例えば、最上部ケーシング１の下端に掘削刃を備えている場合は、必ずしも最下部ケーシング２を接続する必要はない。

このように、実施例１においては、地中の障害物を破砕する障害破砕方法であって、
天面に蓋部を有し、当該蓋部から内部に水、又は、水及び空気を供給可能な水空気供給部を有している最上部ケーシングの下部に、掘削刃を下端に有した最下部ケーシングを少なくとも接続したケーシングを準備するケーシング準備工程と、
全周回転機で前記ケーシングを回転させながら地中に埋込むとともに、地中の障害物を破砕する破砕工程と、を備え、
前記破砕工程では、前記最上部ケーシングの前記水空気供給部から、水、又は、水及び空気を供給することを特徴とする障害破砕方法により、ケーシング内から下端の土圧に対して水と空気を供給して土を軟らかくし、ケーシングの掘削力を向上させることができるため、小型の全周回転機で埋込みが可能となり、狭いスペースでも効率よく地中の障害物を破砕することができる。

本発明の実施例２は、地中の障害物を破砕した後、破砕された障害物を除去する障害除去工程を備えた点で実施例１と異なっている。実施例２における障害除去方法について、図４を参照して説明する。図４は、本発明の実施例２における障害除去方法を説明する図である。

図４（ａ）はケーシング準備工程、図４（ｂ）は破砕工程、図４（ｃ）は障害除去工程を示している。まず、ケーシング準備工程を実施する。ケーシング準備工程では、全周回転機７に、最上部ケーシング１を上部に有したケーシングＫを取り付ける。最上部ケーシング１は、天面に蓋部１ａを有し当該蓋部１ａから内部に水、又は、水及び空気を供給可能な水空気供給部１ｂを有している。このときケーシングＫには、最上部ケーシング１の下部に、掘削深さを深くするため中間ケーシング３をボルトで接続し、さらに掘削刃を下端に有した最下部ケーシング２を中間ケーシング３にボルトで接続されている。

ここで、中間ケーシング３は必ずしも必要ではなく、掘削の深さが浅い場合には必要ない。すなわち、最上部ケーシング１に少なくとも最下部ケーシング２を接続すればよい。逆に掘削深さを深くする場合は、中間ケーシング３を複数接続すればよい。この場合、最初から複数の中間ケーシング３を接続してもよいが、後から中間ケーシング３を追加してもよい。すなわち、一旦、ケーシングにより掘削し、その後、他のケーシングを地中に残したまま最上部ケーシング１のみをクレーン１１で吊上げて分離し、最上部ケーシング１の下部に追加の中間ケーシング３を接続するようにすれればよい。その場合は、一つ又は複数の中間ケーシング３を接続して、後述の破砕工程と障害除去工程とを再度実行するようにすればよい。

次に、破砕工程を実施する。破砕工程では、全周回転機７によりケーシングＫを回転させながら地中に圧入して、コンクリートや鉄骨等の障害物Ｂがあれば破砕する。その際、ケーシングＫの掘削力を高めるために、水空気供給部１ｂから水Ｗや空気Ａを供給して土を軟らかくする。これでケーシングＫ先端の掘削刃による掘削が向上し、効率的に障害物を破砕することができる。従来は、水や空気を供給せずにケーシングを地中に埋め込んでいたので、ケーシングの掘削力が弱く大型（１０ｍ×１０ｍ程度）の全周回転機を用いる必要があった。また、埋込みに時間がかかることがあったが、本発明の実施例１では、この問題を解決して、小型（４ｍ×４ｍ程度）の全周回転機で効率的にケーシングを地中に埋め込んで障害物を破砕できる。

水空気供給部１ｂから供給する水や空気は、ケーシングＫで掘削する土壌によって水Ｗのみ、水Ｗ及び空気Ａというように供給するものを選択することができる。例えば、粘性度が高い土の場合は空気の効果が少ないので水Ｗのみ供給するようにしてもよい。その他の場合は、水Ｗ及び空気Ａを供給して、土を軟らかくするとともに、空気Ａの力で砂利を舞い上げるようにすればよい。

次に、ケーシング内破砕工程を実施する（図示しない）。すなわち、破砕工程において、水や空気を供給しながらケーシングＫを地中に埋め込んで障害物Ｂを破砕した後、ケーシングＫ内に破砕されたものの大きな障害物がある場合に、ケーシング内破砕工程を実施する。ケーシング内破砕工程では、ケーシングＫを地中に残したままクレーン１１に破砕具（図示せず）を取り付ける。そして、クレーン１１によって破砕具をケーシングＫ内に下降させる。破砕具が障害物Ｂに到着すると、破砕具を回転させるとともに圧力を障害物Ｂに加えて破砕する。破砕具は大きなネジ山のような切削刃で構成され、回転させながら圧力を加えることで障害物が破砕される。

なお、ケーシング内破砕工程は必ずしも必要ではなく、ケーシングＫ内に大きな障害物Ｂが存在する場合に実施すればよい。ケーシングＫ内に大きな障害物が存在するかどうかは、センサー等でセンシングして調べてもよいが、後述の障害除去工程でハンマークラブが障害物を把持できないときに実施するようにしてもよい。

次に、障害除去工程を実施する。障害除去工程では、クレーン１１にハンマークラブ６を取り付ける。そして、ハンマークラブ６を地中に埋設されているケーシングＫ内に挿入し下降させる。ハンマークラブ６が破砕された障害物Ｂに到着したら、障害物Ｂを把持して地上に引上げ、所定の場所に載置する。ハンマークラブ６は、複数の把持爪を備えており、この複数の把持爪を閉じることで障害物Ｂを把持することができる。

この後、全周回転機７によりケーシングＫを回転させながら引き上げ、クレーン１１で吊上げる。ケーシングＫが埋設されていた場所には土で埋め戻して作業を終了する。

なお、実施例２においては、最上部ケーシング１に少なくとも最下部ケーシング２を接続する構成としたが、必ずしもこれに限定されず適宜変更が可能である。例えば、最上部ケーシング１の下端に掘削刃を備えている場合は、必ずしも最下部ケーシング２を接続する必要はない。

このように、実施例２においては、地中の障害物を破砕する障害除去方法であって、
天面に蓋部を有し、当該蓋部から内部に水、又は、水及び空気を供給可能な水空気供給部を有している最上部ケーシングの下部に、掘削刃を下端に有した最下部ケーシングを少なくとも接続したケーシングを準備するケーシング準備工程と、
全周回転機で前記ケーシングを回転させながら地中に埋込むとともに、地中の障害物を破砕する破砕工程と、
地中に埋設された前記ケーシング内に、ハンマークラブを挿入して障害物を把持し、地中から除去する障害除去工程と、を備え、
前記破砕工程では、前記最上部ケーシングの前記水空気供給部から、水、又は、水及び空気を供給することを特徴とする障害除去方法により、ケーシング内から下端の土圧に対して水と空気を供給して土を軟らかくし、ケーシングの掘削力を向上させることができるため、小型の全周回転機で埋込みが可能となり、狭いスペースでも効率よく地中の障害物を破砕、除去することができる。

本発明における障害破砕方法、及び障害除去方法は、狭いスペースでも地中の障害物を効率的に破砕又は除去する分野に広く用いることができる。

１：最上部ケーシング １ａ：蓋部 １ｂ：水空気供給部
１ｃ：水用ホース １ｄ：空気用ホース ４：シーベル
６：ハンマークラブ ７：全周回転機
１１：クレーン
Ｂ：障害物 Ｋ：ケーシング
Ｗ：水 Ａ：空気

Claims (2)

1. 地中の障害物を破砕する障害破砕方法であって、
   天面全面がふさがれた蓋部を有し、当該蓋部から内部に水、又は、水及び空気を噴出するように供給可能な水空気供給部を有している最上部ケーシングの下部に、掘削刃を下端に有した最下部ケーシングを少なくとも接続したケーシングを準備するケーシング準備工程と、
   全周回転機で前記ケーシングを回転させながら地中に埋込むとともに、地中の障害物を破砕する破砕工程と、を備え、
   前記破砕工程では、前記最上部ケーシングの前記水空気供給部から、水、又は、水及び空気を噴出するように供給することを特徴とする障害破砕方法。
2. 地中の障害物を破砕する障害除去方法であって、
   天面全面がふさがれた蓋部を有し、当該蓋部から内部に水、又は、水及び空気を噴出するように供給可能な水空気供給部を有している最上部ケーシングの下部に、掘削刃を下端に有した最下部ケーシングを少なくとも接続したケーシングを準備するケーシング準備工程と、
   全周回転機で前記ケーシングを回転させながら地中に埋込むとともに、地中の障害物を破砕する破砕工程と、
   地中に埋設された前記ケーシング内に、ハンマークラブを挿入して障害物を把持し、地中から除去する障害除去工程と、を備え、
   前記破砕工程では、前記最上部ケーシングの前記水空気供給部から、水、又は、水及び空気を噴出するように供給することを特徴とする障害除去方法。

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