JP6916338B1

JP6916338B1 - 鋼管杭撤去装置

Info

Publication number: JP6916338B1
Application number: JP2020064532A
Authority: JP
Inventors: 伸大川瀬
Original assignee: 若築建設株式会社
Priority date: 2020-03-31
Filing date: 2020-03-31
Publication date: 2021-08-11
Anticipated expiration: 2040-03-31
Also published as: JP2021161753A

Abstract

【課題】迅速に安全な既設鋼管杭の撤去作業が可能な鋼管杭撤去装置を提供する。【解決手段】杭頭部Ｈが水中または地中にある既設鋼管杭Ｐを撤去する鋼管杭撤去装置１は、既設鋼管杭Ｐの杭頭部を下端に挿入可能であり、杭頭部との連結時に上端が水面上または地上に出る長さを有する延長鋼管２と、延長鋼管２に設けられ、杭頭部を固定する固定装置５と、延長鋼管２の上端から既設鋼管杭Ｐの内部に挿入され、内周面側から既設鋼管杭Ｐを切断する切断装置７と、を備える。【選択図】図７

Description

本開示は、鋼管杭撤去装置に関する。

海中などの水中に鋼管杭を打ち込む水中鋼管杭打設において、設計支持層深度が現状と一致せず、ヤットコ等を用い再打設することは多々ある。

この場合、鋼管の内部に切断装置を挿入し、この切断装置によって鋼管を所定の位置で切断し、切断した鋼管を上方にクレーン等で吊り上げることによって鋼管杭を撤去する手法がある（例えば特許文献１参照）。

特許第４４３１２５５号公報

しかし、特許文献１などに記載される従来の撤去手法では、切断装置を鋼管杭の杭頭部から内部に挿入するため、杭頭部が水面上に露呈している必要がある。このため、杭頭部が水面下にある鋼管杭には適用できない。

杭頭部が水面下にある水中鋼管杭を切断するためには、従来はダイバーによる火器を用いた方法に頼らざるを得ないが、施工性や安全性の観点から改善の余地がある。

本開示は、迅速かつ安全な既設鋼管杭の撤去作業が可能な鋼管杭撤去装置を提供することを目的とする。

本発明の実施形態の一観点に係る鋼管杭撤去装置は、杭頭部が水中または地中にある既
設鋼管杭を撤去する鋼管杭撤去装置であって、前記既設鋼管杭の前記杭頭部を下端に挿入
可能であり、前記杭頭部との連結時に上端が水面上または地上に出る長さを有する延長鋼
管と、前記延長鋼管に設けられ、前記杭頭部を固定する固定装置と、前記延長鋼管の上端
から前記既設鋼管杭の内部に挿入され、内周面側から前記既設鋼管杭を切断する切断装置
と、を備え、前記固定装置は、前記既設鋼管杭の径方向外側に延伸可能な駆動部と、前記杭頭部の外周面を軸心側へ押圧する押圧部と、一端が前記駆動部側に延在し、他端が前記押圧部側に延在するリンク部材と、前記リンク部材を回動可能に支持する支持部と、を備え、前記一端と前記支持部が支持している位置との距離は、前記他端と前記支持部が支持している位置との距離よりも長く、前記リンク部材は、前記駆動部が延伸した場合に前記一端が径方向外側に移動したことに伴い、前記支持部が支持している位置を基準に回動することで、前記他端が径方向内側に移動して、前記押圧部を前記軸心側へ押圧させる。

本開示によれば、迅速かつ安全な既設鋼管杭の撤去作業が可能な鋼管杭撤去装置を提供することができる。

実施形態に係る鋼管杭撤去装置の主要部の概略構成を示す図固定装置の構成の一例を示す模式図図２に示す固定装置の作動時の状態を示す模式図実施形態に係る鋼管杭撤去装置の全体構成図本実施形態における既設鋼管杭の撤去作業の施工手順の第１段階を示す図本実施形態における既設鋼管杭の撤去作業の施工手順の第２段階を示す図本実施形態における既設鋼管杭の撤去作業の施工手順の第３段階を示す図本実施形態における既設鋼管杭の撤去作業の施工手順の第４段階を示す図従来の切断装置による施工例を示す図従来の鋼管杭の杭頭部が水面下に位置している場合の施工方法を示す図

以下、添付図面を参照しながら実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。なお、以下では、図面の上下方向を、鋼管杭撤去装置１や既設鋼管杭Ｐの実際の上下方向として説明する。例えば上下方向に延在する部材（リンク部５３など）の図面上側の端部を上端、図面下側の端部を下端と表記する。

本実施形態に係る鋼管杭撤去装置１は、杭頭部Ｈが海中などの水中にある既設鋼管杭Ｐを撤去するために用いられる。図１は、実施形態に係る鋼管杭撤去装置１の主要部の概略構成を示す図である。図１に示すように、鋼管杭撤去装置１は、延長鋼管２と、固定装置５と、ガイドプレート６（誘導部）とを備える。

延長鋼管２は、既設鋼管杭Ｐの上端部である杭頭部Ｈを下端から挿入可能であり、既設鋼管杭Ｐの杭頭部Ｈとの連結時に上端が水面上に出る長さを有する。延長鋼管２は、既設鋼管杭Ｐと同様の円筒状の管状部材であり、その内径が既設鋼管杭Ｐの外径より大きく形成される。

延長鋼管２は、相互に連結される複数の鋼管により構成されるのが好ましい。例えば図１に示すように、延長鋼管２は、既設鋼管杭Ｐに直接連結されるエクステンション鋼管３と、エクステンション鋼管３の上方に連結される接続用鋼管４とを有する。また、接続用鋼管４を複数設け、図１に示す１個目の接続用鋼管４の上方にさらに別の接続用鋼管４を連結することもできる。この構成により、様々な水深の既設鋼管杭Ｐに対して、接続用鋼管４を連結する個数を調整すれば、延長鋼管２の上端を確実に水面上に出すことが可能となり、汎用性を向上できる。

なお、既設鋼管杭Ｐにエクステンション鋼管３を連結した状態で、図１とは異なりエクステンション鋼管３の上端部が水面上に出る場合には、単一のエクステンション鋼管３のみで延長鋼管２の役割を果たしているので、エクステンション鋼管３に接続用鋼管４を連結しなくてもよい。

また、接続用鋼管４は、同一の長さのものを複数連結する構成としてもよい。これにより、複数の接続用鋼管４を纏めて搬送しやすくでき、可搬性を向上できる。また、延長鋼管２の長さの調整を容易にできる。

また、延長鋼管２を構成する複数の鋼管（エクステンション鋼管３や接続用鋼管４）は、フランジ接合により連結されるのが好ましい。相互に対向するフランジ部をボルト締結することで２つの鋼管を連結する構成とすれば、既設鋼管杭Ｐを撤去する現場で溶接などの複雑な作業を行うことなく、簡易に鋼管同士を連結することができるし、作業終了後の分解も容易にできる。

固定装置５は、延長鋼管２のエクステンション鋼管３の外周面上に設けられ、既設鋼管杭Ｐの杭頭部Ｈを固定する。本実施形態では、固定装置５は、杭頭部Ｈの外周面の複数個所を軸心側へ押圧して、杭頭部Ｈを挟持して固定する油圧ヒンジユニットである。

図２は、固定装置５の構成の一例を示す模式図である。図２に示すように、固定装置５が油圧ヒンジユニットの場合、シリンダ５１と、押圧部５２と、リンク部５３と、支持部５４と、油圧ホース５５とを有する。

シリンダ５１は、エクステンション鋼管３の外周面に設けられ、エクステンション鋼管３の径方向外側に伸びるように設置されている。シリンダ５１は、油圧ホース５５を介して供給される油圧によって駆動される。

シリンダ５１の先端にはリンク部５３の上端部が回動自在に連結される。リンク部５３は、エクステンション鋼管３の軸方向に延在し、下端部に押圧部５２が回動自在に連結される。また、リンク部５３の上端部と下端部の中間位置には支持部５４が連結される。

支持部５４はエクステンション鋼管３の外周面に固設され、これによりリンク部５３は支持部５４との連結部分を中心に回動可能となっている。

押圧部５２は、例えば棒状部材であり、その一端がリンク部５３の下端部に連結され、他端はエクステンション鋼管３の外周面の貫通穴に挿入されている。

図３は、図２に示す固定装置５の作動時の状態を示す模式図である。図３に示すように、油圧ホース５５から油圧が供給されてシリンダ５１が駆動して径方向外側に伸びると、リンク部５３の上端部も径方向外側に移動する。この上端部の移動によって、リンク部５３が支持部５４を中心に（図３では反時計回りに）回動して、リンク部５３の下端部は、上端部と反対に径方向内側に移動する。この結果、押圧部５２の先端部がエクステンション鋼管３の内部に進入して、エクステンション鋼管３の内部に挿入されている既設鋼管杭Ｐの杭頭部Ｈの外周面を押圧する。このとき、例えば図１に示すように、固定装置５は、３個の（または３個より多い）油圧ヒンジユニットを有するので、各ユニットの押圧部５２が既設鋼管杭Ｐの外周面の複数個所を軸心側へ押圧して、この結果、既設鋼管杭Ｐが複数の押圧部５２により挟持されて、エクステンション鋼管３に対して固定される。

なお、図２、図３に示す固定装置５の構造や固定方法は一例であって、固定装置５は他の構成でもよい。例えば油圧以外の動力を用いる構成でもよいし、リンク部５３のようにてこの原理を使わずに駆動源から直接押圧部５２に動力を加える構成でもよいし、押圧部５２により挟持以外の手法で既設鋼管杭Ｐを固定する構成でもよい。

図１に戻り、ガイドプレート６は、エクステンション鋼管３の下端から既設鋼管杭Ｐ側に突出して設けられ、既設鋼管杭Ｐの杭頭部Ｈをエクステンション鋼管３の下端に誘導する部材である。ガイドプレート６は、例えば複数の板材を、その主面がエクステンション鋼管３の周方向に向くように、エクステンション鋼管３の外周面に固設される。さらに、各板材の径方向内側の端面の位置が、下方に進むほど径方向外側になるように、端面が傾斜状に形成されている。

なお、ガイドプレート６は、誘導部の機能を有するものであればよく、例えば下方になるほど広がる円錐台形状など、他の形状のものを用いてもよい。

図４は、実施形態に係る鋼管杭撤去装置１の全体構成図である。図４に示すように、鋼管杭撤去装置１は、さらに切断装置７を備える。切断装置７は、延長鋼管２の上端から既設鋼管杭Ｐの内部に挿入され、内周面側から既設鋼管杭Ｐを切断する。

切断装置７は、例えば図４に示すように、モータ７１と、変速機７２と、ロッド７３と、回転刃７４と、固定用油圧シリンダ７５とを有する。

モータ７１及び変速機７２は、ロッド７３と、ロッド７３の先端に設けられる回転刃７４を回転駆動させる駆動源である。モータ７１及び変速機７２は、ロッド７３及び回転刃７４を延長鋼管２の内部に挿入した状態で、延長鋼管２の上端に載置される。固定用油圧シリンダ７５は、この載置状態のときに延長鋼管２の外周面に対向する位置に設けられ、固定用油圧シリンダ７５が伸びて外周面を押圧することで、切断装置７の全体が延長鋼管２に固定される。

図５〜図８を参照して、本実施形態における水中の既設鋼管杭Ｐの撤去作業の施工手順を説明する。

図５は、本実施形態における既設鋼管杭Ｐの撤去作業の施工手順の第１段階を示す図である。図５に示す第１段階では、海中などの水中にある既設鋼管杭Ｐの杭頭部Ｈと、水面との距離に応じて、エクステンション鋼管３の上部に接続用鋼管４が適宜連結され、延長鋼管２の上端が既設鋼管杭Ｐとの連結時に水面上に出るように延長鋼管２の長さが調整される。長さが調整された延長鋼管２が水面上から既設鋼管杭Ｐに向けて下降される。延長鋼管２の下降は、例えば吊りワイヤ８を介して延長鋼管２をクレーン等に吊り下げて行われる。

図６は、本実施形態における既設鋼管杭Ｐの撤去作業の施工手順の第２段階を示す図である。図６に示す第２段階では、延長鋼管２のエクステンション鋼管３に既設鋼管杭Ｐの上端部が挿入される位置まで延長鋼管２が下降される。そして、固定装置５の押圧部５２が既設鋼管杭Ｐの杭頭部Ｈの外周面と対向する位置まで下降すると、固定装置５が作動して杭頭部Ｈの外周面が固定装置５により軸心方向に押圧されて、既設鋼管杭Ｐが延長鋼管２に固定される。

図７は、本実施形態における既設鋼管杭Ｐの撤去作業の施工手順の第３段階を示す図である。図７に示す第３段階では、既設鋼管杭Ｐに固定された延長鋼管２の上端開口から切断装置７の回転刃７４とロッド７３とが挿入される。切断装置７の下降は、例えば吊りワイヤ９を介して切断装置７をクレーン等に吊り下げて行われる。

回転刃７４が既設鋼管杭Ｐの切断位置に到達するまで下降すると、固定用油圧シリンダ７５が作動して延長鋼管２を押圧して、これにより切断装置７が延長鋼管２に固定される。この状態でモータ７１が駆動して、ロッド７３を介して回転刃７４が回転駆動されて、回転刃７４によって既設鋼管杭Ｐが切断される。

図８は、本実施形態における既設鋼管杭Ｐの撤去作業の施工手順の第４段階を示す図である。図８に示す第４段階では、既設鋼管杭Ｐのうち切断位置より上方の部分Ｐ１が、固定装置５により延長鋼管２に固定された状態のままで、延長鋼管２と共に吊りワイヤ８によって上方に引き上げられ、この結果、既設鋼管杭Ｐの上方部分Ｐ１が撤去される。延長鋼管２及び既設鋼管杭の上方部分Ｐ１の上昇は、例えば吊りワイヤ８を介して延長鋼管２をクレーン等に吊り下げて行われる。

ここで、図９、図１０を参照して、従来の鋼管杭撤去方法と比較する。

図９は、従来の切断装置による施工例を示す図である。図９に示すように、切断装置７は、本実施形態のものと同様であるが、既設鋼管杭Ｐの上端の杭頭部Ｈに直接取り付けられる点が本実施形態と異なる。この構成では、切断装置７を取り付けるためには、既設鋼管杭Ｐの杭頭部Ｈが水面上にあることが必要であるため、本実施形態のように既設鋼管杭Ｐの杭頭部Ｈが水中にある場合には、切断装置７を用いた既設鋼管杭Ｐの切断を行うことができない。

図１０は、従来の鋼管杭の杭頭部Ｈが水面下に位置している場合の施工方法を示す図である。図１０に示すように、従来は、既設鋼管杭Ｐの上端の杭頭部Ｈが水中にある場合には、切断装置７を既設鋼管杭Ｐの内部に挿入できず、切断装置７を用いることができない。このため、ダイバーＤが潜水して火器等の手動の切断機１０を用いて水中で既設鋼管杭Ｐの切断作業を行う必要があった。ダイバーＤによる切断作業は、切断装置７を用いた自動化された切断作業と比べて、作業時間が多くかかり施工効率が悪く、また、ダイバーＤに危険が伴うなどの問題があった。

これに対して本実施形態では、図５〜図８を参照して説明したように、切断対象の既設鋼管杭Ｐの上端の杭頭部Ｈが水面下にある状況でも、延長鋼管２の長さを適宜調整した上で既設鋼管杭Ｐの上方に連結することで、既設鋼管杭Ｐの状況に依存することなく、常に延長鋼管２の上端を水面上に出すことができる。これにより、杭頭部Ｈが水面上にあるかないかによらず、切断装置７を既設鋼管杭Ｐの内部に挿入させることが常に可能となり、切断装置７による既設鋼管杭Ｐの切断を常に実施可能とすることができる。この結果、本実施形態の鋼管杭撤去装置１は、ダイバーＤによる作業を回避でき、迅速かつ安全な既設鋼管杭Ｐの撤去作業が可能となる。なお、本実施形態により回避できるダイバーＤの作業とは、例えば、鋼管杭Ｐの切断位置の計測（測量）、鋼管杭Ｐの切断治具設置作業、鋼管杭Ｐの玉掛作業、鋼管杭Ｐの切断作業である。

以上、具体例を参照しつつ本実施形態について説明した。しかし、本開示はこれらの具体例に限定されるものではない。これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、条件、形状などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。

上記実施形態では、本実施形態の鋼管杭撤去装置１の切断対象の既設鋼管杭Ｐが海などの水中に設置される構成を例示したが、既設鋼管杭Ｐは地中に打ち込まれるものでもよい。この場合、既設鋼管杭Ｐの上端の杭頭部Ｈが地中に位置し、延長鋼管２は、杭頭部Ｈとの連結時に上端が地上に出る長さを有する。

１鋼管杭撤去装置
２延長鋼管
３エクステンション鋼管
４接続用鋼管
５固定装置
６ガイドプレート（誘導部）
７切断装置
Ｐ既設鋼管杭
Ｈ杭頭部

Claims

杭頭部が水中または地中にある既設鋼管杭を撤去する鋼管杭撤去装置であって、
前記既設鋼管杭の前記杭頭部を下端に挿入可能であり、前記杭頭部との連結時に上端が
水面上または地上に出る長さを有する延長鋼管と、
前記延長鋼管に設けられ、前記杭頭部を固定する固定装置と、
前記延長鋼管の上端から前記既設鋼管杭の内部に挿入され、内周面側から前記既設鋼管
杭を切断する切断装置と、を備え、
前記固定装置は、前記既設鋼管杭の径方向外側に延伸可能な駆動部と、前記杭頭部の外周面を軸心側へ押圧する押圧部と、一端が前記駆動部側に延在し、他端が前記押圧部側に延在するリンク部材と、前記リンク部材を回動可能に支持する支持部と、を備え、
前記一端と前記支持部が支持している位置との距離は、前記他端と前記支持部が支持している位置との距離よりも長く、
前記リンク部材は、前記駆動部が延伸した場合に前記一端が径方向外側に移動したことに伴い、前記支持部が支持している位置を基準に回動することで、前記他端が径方向内側に移動して、前記押圧部を前記軸心側へ押圧させる、
鋼管杭撤去装置。
前記延長鋼管は、相互に連結される複数の鋼管を含む、
請求項１に記載の鋼管杭撤去装置。
前記複数の鋼管はフランジ接合により連結される、
請求項２に記載の鋼管杭撤去装置。
前記延長鋼管の前記下端から前記既設鋼管杭側に突出して設けられ、前記既設鋼管杭の
前記杭頭部を前記延長鋼管の前記下端に誘導する誘導部を備える、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の鋼管杭撤去装置。
前記固定装置は、複数の前記押圧部によって、前記杭頭部の外周面の複数個所を軸心側へ押圧して、前記杭頭部を挟持して固定する、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の鋼管杭撤去装置。