JP6864277B2 - 地下埋設体の除去装置及びそれを用いた除去方法 - Google Patents

Description

この発明は、地中に埋設されている鉄筋コンクリート製の障害物や杭等の地下埋設体の除去装置及びそれを用いた除去方法に関するものである。

コンクリート建造物の基礎に埋設された鉄筋コンクリート製の杭等の地下埋設体は、この建造物を破壊、除去した後に除去する必要がある。

このような地下埋設体は、一般にオールケーシング工法に使用される回転圧入装置で、杭等を囲むように掘削ケーシングを建て込んで、杭等を除去している。

この除去方法は、既設杭等を囲むように、掘削ケーシングを建て込み、クローラクレーンに吊したハンマーグラブを落下させ、既設杭等を破砕し、その破片を土砂と共に排出している。しかし、この方法による場合は、既設杭の破砕に時間がかかり、また、破砕が困難な場合もあるので、数トンの重鎮（チゼル）をクローラクレーンに吊して、これを落下させて既設杭を破砕してハンマーグラブで排出する方法がとられている。

しかし、このチゼルを落下させる方法では、大きな衝撃や振動が発生する等の問題があった。そこで、騒音、振動が少ない既設杭を除去する方法が特許文献１に提案されている。

特許文献１には、既設杭を囲むようにケーシングチューブを回転圧入装置で建て込んで既設杭を除去する方法において、既設杭が中心から外れるようにしてケーシングチューブを建て込んだ後、下端に倒折翼を備えた駆動ロッドをケーシングチューブの内周面に係止するグリップ機構の下端に固設した倒折装置をクレーンで吊持してケーシングチューブ内へ挿入し、該倒折翼を回転圧入装置で圧入して回動させて既設杭を倒折させ、倒折した既設杭をハンマーグラブで排出することが記載されている。

しかしながら、地中埋設体の場所が不明な場合も多く、既設杭を囲むようにケーシングチューブを回転圧入装置で建て込まれない場合には、この方法は用いることができない。また、地中埋設体によっては、倒折することが困難なものもある。

ブレーカーを用いるとコンクリート等は破砕することができる。そこで、建設機械のアームにブレーカーを取り付けて、地下の埋設体を破砕することも考えられるが、アームの長さまでしか破砕することができず、地中深く埋まった既設杭などの地中埋設体をブレーカーで破砕することはできない。

特開２００３−３０１４５９号公報

この発明は、地中埋設体の位置や種類にかかわらず破砕して地中埋設体を除去することができる地中埋設体の除去装置及びそれを用いた除去方法を提供することを課題とする。

この発明の地下埋設体の除去装置は、先端に掘削ビットが設けられた掘削ケーシングと、前記掘削ケーシングを支持する回転圧入装置と、前記掘削ケーシングの内周面に圧接固定するチャッキング装置とこのチャッキング装置の下方に装着された油圧ブレーカーとを有するブレーカー装置とを備え、前記チャッキング装置は、径方向に拡開し、前記掘削ケーシングの内周面を圧接するチャック部材と、前記油圧ブレーカーを装着する装着部とを有し、前記装着部は、径方向に長孔が設けられ、前記油圧ブレーカーに取り付けられた取付部材に設けられたピンが、前記長孔に係合して前記油圧ブレーカーを支持するとともに、前記油圧ブレーカーを径方向で異なる位置で装着可能であり、前記掘削ケーシングの内周面に前記チャッキング装置で前記ブレーカー装置を圧接固定し、前記油圧ブレーカーで地中埋設体を破砕する。そして、前記回転圧入装置で前記掘削ケーシングと共にブレーカー装置を回動させて地中埋設体を破砕することができる。

また、この発明の地中埋設体の除去方法は、掘削ケーシングの内周面に圧接固定するチャッキング装置とこのチャッキング装置の下方に装着された油圧ブレーカーとを有し、前記チャッキング装置は、径方向に拡開し、前記掘削ケーシングの内周面を圧接するチャック部材と、前記油圧ブレーカーを装着する装着部とを有し、前記装着部は、径方向に長孔が設けられ、前記油圧ブレーカーに取り付けられた取付部材に設けられたピンが、前記長孔に係合して前記油圧ブレーカーを支持するとともに、前記油圧ブレーカーを径方向で異なる位置で装着可能であるブレーカー装置を用意し、地中埋設体を囲むように前記掘削ケーシングを回転圧入装置で建て込んだ後、前記ブレーカー装置をクレーンで吊して、前記掘削ケーシング内に挿入し、前記チャッキング装置で前記ブレーカー装置を前記掘削ケーシングの内周面に圧接固定し、前記油圧ブレーカーにより前記掘削ケーシング内の地中埋設体を破砕し、破砕した地中埋設体をハンマーグラブで排出する。

また、前記油圧ブレーカーで地中埋設体を破砕した後、回転圧入装置で掘削ケーシングを圧入し、引き続き前記油圧ブレーカーで地中埋設体を破砕すればよい。

また、前記油圧ブレーカーの先端に取り付けられたチゼルを前記掘削ケーシングの中心より偏心させ、前記掘削ケーシングを回転圧入装置で回転させて地中埋設体の複数箇所を打撃するように構成できる。

以上述べたように、この発明は、油圧ブレーカーを掘削ケーシングの内周面に取り付けることができるので、地中埋設体の位置に関係なく、掘削ケーシングを建て込み、その内部に存在する地下埋設体を油圧ブレーカーで破砕することができる。破砕したコンクリート片などをハンマーグラブ等で排出して地中埋設体を除去することができる。また、油圧ブレーカーを用いるので、地中埋設体の種類に関係なく破砕除去することができる。

この発明の地下埋設体の除去装置の実施形態を示す縦断側面図であり、ブレーカー装置を吊り下げて掘削ケーシング内に挿入した状態を示している。 この発明の地下埋設体の除去装置の実施形態を示す縦断側面図であり、掘削ケーシング内にブレーカー装置を圧接固定した状態を示している。 この発明のブレーカー装置に設けられたチャッキング装置の上面から見た模式図である。 この発明の地下埋設体の除去装置の実施形態を示す縦断側面図である。 この発明の地下埋設体の除去装置の実施形態に用いられる回転圧入装置の設置状態を示す側面図である。 この発明の地下埋設体の除去装置の実施形態で用いられる定規鉄板を示す平面図である。 この発明の地下埋設体の除去装置による工法を工程別に示す概略断面図である。 この発明の地下埋設体の除去装置により、ブレーカー装置のチゼルで破砕する箇所を示す模式図である。

この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。図１及び図２は、この発明の地下埋設体の除去装置の実施形態を示す縦断側面図であり、図１は、ブレーカー装置を吊り下げて掘削ケーシング内に挿入した状態を、図２は、掘削ケーシング内にブレーカー装置を圧接固定した状態をそれぞれ示している。

この発明の地下埋設体の除去装置は、掘削ケーシング４とこの掘削ケーシング４内に挿入され、内周面に圧接固定されるブレーカー装置１を備える。

この発明に用いられる掘削ケーシング４は、継ぎ足して必要な長さとするケーシング本体部４０の先端にケーシングヘッドが嵌め込まれ、ケーシングヘッドの下端に掘削ビット４１が設けられている。

この掘削ケーシング４は、図７に示すように、回転圧入装置（ケーシングドライバー）５で揺動及び回転可能に支持される。

この回転圧入装置５は、周知のように、例えばオールケーシング工法で使用する圧入機である。この回転圧入装置５は、図５に示すように、地面Ｇ上にジャッキ５１により水平に設置されるベースフレーム５２上の四隅にガイドポスト５３を立設し、これらのガイドポスト５３に沿って油圧シリンダー（図示せず）により昇降される昇降フレーム５４を取付ける。そして、この昇降フレーム５４に油圧モータ（図示せず）により歯車機構（図示せず）等の動力伝達装置を介して回転駆動される回転体を設置する。この回転体は掘削ケーシング４を貫挿可能な円筒形をなすものであり、この回転体には油圧シリンダー等（図示せず）により開閉される可動バンド等を有するチャック装置を備える。

回転圧入装置５は、クローラクレーン（図示せず）により、定規鉄板６の全旋回ジャッキ部受け皿６１に位置合わせされ敷設される。

掘削ケーシング４は、前記回転圧入装置５により外周をチャックされながら回転推進されて地盤に圧入されるものである。

ブレーカー装置１は、掘削ケーシング４の内周面に圧接固定するチャッキング装置２とこのチャッキング装置２の下方に装着された油圧ブレーカー３とを備える。

チャッキング装置２はベース部２０に油圧で動作する複数の、この実施形態では４個のチャックシリンダ２２が取り付けられ、このチャックシリンダ２２のロッド２３にチャック動作を行う動作部材２３ｂが取付部材２３ａを介して固定されている。動作部材２３ｂはテーパー面を有し、このテーパー面に摺接するようにチャック部材２４の従動部２４ｂが取り付けられる。

掘削ケーシング４の内周面にチャック部材２４を圧接する際には、図２に示すように、チャックシリンダ２２が動作し、ロッド２３が伸びて動作部材２３ｂを押し上げる。ロッド２３が延びると、図３に示すように、動作部材２３ｂのテーパー面と従動部材２４ｂのテーパー面により、チャック部材２４が径方向に拡がり、掘削ケーシング４の内周面にチャック部材２４が圧接し、掘削ケーシング４の内周面にブレーカー装置１が圧接固定される。

チャックシリンダ２２のロッド２３を縮めると、動作部材２３ｂのテーパー面と従動部材２４ｂのテーパー面により、チャック部材２４が径方向に縮まり、掘削ケーシング４の内周面との圧接が解除される。

チャッキング装置２はベース部２０の下方部には、油圧ブレーカー３を装着するための装着部２１が設けられ、この装着部２１に油圧ブレーカー３を径方向で異なる位置で装着することができる。このため、この装着部２１には、径方向に２つの長孔２５が設けられている。

油圧ブレーカー３は先端にチゼル３１が設けられ、図示しない油圧装置でチゼル３１に打撃力を与える。油圧ブレーカー３の後端側には装着部２１に装着するための取付部材３３が装着され、この取付部材３３に装着部２１に設けられた長孔２５に係合するピン３４が設けられている。

図４に示すように、長孔２５と係合するピン３４をスライドさせ、所定の位置で係止することで、油圧ブレーカー３のチゼル３１を径方向の異なる位置に設定することができる。チゼル３１は掘削ケーシング４の中央部から内周面側に長孔２５の径方向の距離だけ移動させることができる。即ち、チゼル３１を掘削ケーシング４の中心より偏心させた位置に取り付けることができる。このため、図８に示すチゼル３１の軌跡を表す点３１ａのように、中央部から径方向に種々の位置に油圧ブレーカー３を移動させることができ、地中埋設体の種類や破砕状態に応じてチゼル３１の位置を適宜選択することができる。

掘削ケーシング４にブレーカー装置１を取り付ける場合は、図１に示すように、チャッキング装置２のチャック部材２４を径方向に縮めた状態で、クローラクレーンにワイヤ８を用いて吊り下げ、掘削ケーシング４の所定の位置まで挿入する。そして、図２に示すように、チャックシリンダ２２が動作し、ロッド２３が伸びて動作部材２３ｂを押し上げる。ロッド２３が延びると、動作部材２３ｂのテーパー面と従動部材２４ｂのテーパー面により、チャック部材２４が径方向に拡がり、掘削ケーシング４の内周面にチャック部材２４が圧接し、掘削ケーシング４の内周面にブレーカー装置１が圧接固定される。

次に、この発明の地下埋設体の除去装置を使用して既存杭などの地中埋設体７を除去する方法について説明する。ここで、地中埋設体７は地中に埋設された構造物として例えば、内部に鉄筋を有するコンクリート杭（ＰＣ、ＲＣ等の既製杭、現場造成杭）などである。

（１）頭出し
油圧ショベル等で該当箇所を掘削し、除去する地中埋設体７の位置を確認し、埋め戻す。このとき、杭心棒６３の位置を設置して、回転圧入装置５の設置位置を確認する。この杭心棒６３は、図５及び図６に示すように、回転圧入装置５を載置する定規鉄板６に設けるものであり、この定規鉄板６の中心に設けられる掘削ケーシング４の貫通可能な円穴の中心にＸ，Ｙ方向に張った糸６２の交点を位置させたものである。尚、この発明では、掘削ケーシング４を圧入できれば、掘削ケーシング４内の地中埋設体７はブレーカー装置１により破砕することができる。このため、地中埋設体７の正確な位置が分からなくても、新たな基礎杭を敷設する箇所に、掘削ケーシング４を圧入し、その掘削ケーシング４内に存在する地中埋設体７を除去することができる。

（２）回転圧入装置据付
図５に示すように、定規鉄板６に設けたガイドに回転圧入装置５の４隅を合わせて回転圧入装置５を載せ、偏心位置の中央を示す杭心棒６３（定規鉄板６のＸ，Ｙ方向に張った糸の交点）に回転圧入装置５の中心を合わせて回転圧入装置５を設置する。

（３）掘削ケーシング４の建て込み
図７（ａ）に示すように、掘削ケーシング４を回転圧入装置５に建て込む。この掘削ケーシング４の建て込みは、クローラクレーンに吊り下げて行う。地中埋設体７の位置に掘削ケーシング４をセットする。

（４）掘削ケーシング４の圧入及びブレーカー装置１の取り付け
図７（ａ）に示すように、回転圧入装置５により掘削ケーシング４を地中埋設体７まで揺動させて圧入する。掘削ケーシング４をその外周を回転圧入装置５のチャック装置で締め付け固定し、駆動装置でこのチャック装置を左右に回転（揺動）させ、掘削ケーシング４を地中埋設体７の外周部分の地盤に圧入する。尚、この掘削ケーシング４の一部または全部が地中埋設体７に当接しても、掘削ケーシング４の掘削ビット４１により地中埋設体７を掘削しつつ圧入する。

そして、所定の深さまで掘削ケーシング４を圧入した後、図１に示すように、チャッキング装置２のチャック部材２４を径方向に縮めた状態で、クローラクレーンにワイヤ８を用いて吊り下げ、掘削ケーシング４の所定の位置まで挿入する。そして、図２に示すように、チャックシリンダ２２を動作させ、チャック部材２４を径方向に拡開させ、掘削ケーシング４の内周面にチャック部材２４を圧接させて、掘削ケーシング４の内周面にブレーカー装置１を圧接固定する。

（５）地中埋設体７の破砕
次に、図７（ｂ）に示すように、油圧ブレーカー３を動作させ、地中埋設体７を粉砕する。油圧ブレーカー３のチゼル３１が偏心した状態で装着されている場合には、油圧ブレーカー３で所定時間、地中埋設体７を破砕した後、回転圧入装置５により、掘削ケーシング４を回転させ、図８に示すように、複数箇所をチゼル３１で地中埋設体７を打撃し、地中埋設体７を破砕する。油圧ブレーカー３による地中埋設体７の破砕を行い、掘削ケーシング４を回転させ、そして、回転圧入装置５により地中に掘削ケーシング４を圧入して行き、油圧ブレーカー３による破砕と掘削ケーシング４の回転と圧入を繰り返し、地中埋設体７を破砕して地中を進んで行く。

（６）破砕物の取り出し、
所定の破砕物７ａが掘削ケーシング４の中に溜まると、図７（ｃ）に示すように、クローラクレーンにより、ブレーカー装置１を掘削ケーシング４から取り出し、ハンマーグラブなどを用い破砕物７ａを掘削ケーシング４から取り出す。破砕物７ａの取り出しが終了すると、掘削ケーシング４の内部にブレーカー装置１を圧接固定し、地中埋設体７を除去するまで、前述の動作を繰り返す。

なお、地中深くになると、ケーシング本体部４０を継ぎ足す。そして、地中埋設体７の全部が除去されるまで繰り返す。このようにして、地下に埋設された杭等の地下埋設体７を除去することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。この発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ ：ブレーカー装置
２ ：チャッキング装置
３ ：油圧ブレーカー
４ ：掘削ケーシング
５ ：回転圧入装置
７ ：地中埋設体
７ａ ：破砕物
２０ ：ベース部
２１ ：装着部
２２ ：チャックシリンダ
２３ ：ロッド
２３ａ ：取付部材
２３ｂ ：動作部材
２４ ：チャック部材
２４ｂ ：従動部材
２５ ：長孔
３１ ：チゼル
３３ ：取付部材
３４ ：ピン

Claims (5)

1. 先端に掘削ビットが設けられた掘削ケーシングと、前記掘削ケーシングを支持する回転圧入装置と、前記掘削ケーシングの内周面に圧接固定するチャッキング装置とこのチャッキング装置の下方に装着された油圧ブレーカーとを有するブレーカー装置とを備え、
   前記チャッキング装置は、径方向に拡開し、前記掘削ケーシングの内周面を圧接するチャック部材と、前記油圧ブレーカーを装着する装着部とを有し、前記装着部は、径方向に長孔が設けられ、前記油圧ブレーカーに取り付けられた取付部材に設けられたピンが、前記長孔に係合して前記油圧ブレーカーを支持するとともに、前記油圧ブレーカーを径方向で異なる位置で装着可能であり、
   前記掘削ケーシングの内周面に前記チャッキング装置で前記ブレーカー装置を圧接固定し、前記油圧ブレーカーで地中埋設体を破砕する、地中埋設体の除去装置。
2. 前記回転圧入装置は、前記掘削ケーシングと共にブレーカー装置を回動させる、請求項１に記載の地中埋設体の除去装置。
3. 掘削ケーシングの内周面に圧接固定するチャッキング装置とこのチャッキング装置の下方に装着された油圧ブレーカーとを有し、前記チャッキング装置は、径方向に拡開し、前記掘削ケーシングの内周面を圧接するチャック部材と、前記油圧ブレーカーを装着する装着部とを有し、前記装着部は、径方向に長孔が設けられ、前記油圧ブレーカーに取り付けられた取付部材に設けられたピンが、前記長孔に係合して前記油圧ブレーカーを支持するとともに、前記油圧ブレーカーを径方向で異なる位置で装着可能であるブレーカー装置を用意し、地中埋設体を囲むように前記掘削ケーシングを回転圧入装置で建て込んだ後、前記ブレーカー装置をクレーンで吊して、前記掘削ケーシング内に挿入し、前記チャッキング装置で前記ブレーカー装置を前記掘削ケーシングの内周面に圧接固定し、前記油圧ブレーカーにより前記掘削ケーシング内の地中埋設体を破砕し、破砕した地中埋設体をハンマーグラブで排出する、地中埋設体の除去方法。
4. 前記油圧ブレーカーで地中埋設体を破砕した後、回転圧入装置で掘削ケーシングを圧入し、引き続き前記油圧ブレーカーで地中埋設体を破砕する、特徴とする請求項３に記載の地中埋設体の除去方法。
5. 前記油圧ブレーカーの先端に取り付けられたチゼルを前記掘削ケーシングの中心より偏心させ、前記掘削ケーシングを回転圧入装置で回転させて地中埋設体の複数箇所を打撃する、請求項３又は４に記載の地中埋設体の除去方法。

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