JP7235255B2 - 既設杭の引き抜き装置 - Google Patents

Description

本発明は、地中に形成された既設杭を引き抜くための既設杭引き抜き装置に関するものである。

従来より、軟弱地盤の基礎工事を行う場合、柱状改良工法や既製杭工法、場所打ち工法などによって地中に杭を形成する工事などが行われる。このうち、柱状改良工法は、表層の軟弱地盤を岩盤層まで円柱状に掘削し、そこにセメント系固化材と土砂を混ぜて円柱状の杭を形成できるようにしたものである。また、既製杭工法は、あらかじめ工場で製作された杭を現場で打設できるようにしたものである。また、場所打ち工法は、支持層まで掘削し、そこに鉄筋籠とコンクリートを流し込んで杭を形成できるようにしたものである。このような工法によって杭を設ければ、表層が軟弱な地盤であっても、下層の岩盤層の上に形成された杭の上に建築物を建てることができるので、建築物を安定させることができるようになる。

ところで、このように杭が形成された土地において、建築物の建て替えを行うような場合、その建築物の構造に合わせた位置に杭を形成し直す必要があるため、地中の既設杭を除去する必要がある。

このように既設杭を除去する場合、下記の特許文献１に示されるような既設杭の引き抜き装置が用いられる。

この既設杭の引き抜き装置は、地中に形成された既設杭の外周を覆うような円筒状のケーシングと、そのケーシングの下端部近傍に設けられ、ケーシングの外側の上部から内側下方に向けて円弧状に移動し、ケーシングの下方の開口部分を覆うチャック爪と、このチャック爪で既設杭を上下方向に移動させるロッドなどとを備えてなるものであり、ケーシングを回転させながら掘削させた後、ロッドを下方に押圧させてチャック爪で既設杭の下端部分をホールドできるようにしたものである。そして、このようにチャック爪で既設杭をケーシング内でホールドすることにより、既設杭を地中から引き抜くことができるようになる。

特開２０１２－２７４４１７号公報

ところで、このような既設杭引き抜き装置の構造では、次のような問題がある。

すなわち、上記特許文献１に示されるような既設杭の引き抜き装置では、チャック爪を円弧状に上下にスライドさせるガイド部を設ける必要があるが、このガイド部はケーシングの外側に起立して上下方向に沿って設けられており、また、チャック爪を円弧状にスライドさせるためのスライド溝を設けるようにしている。このため、ケーシングを回転させながら掘削していく際に、そのガイド部に設けられたガイド溝に土砂や石などが入り込んでしまい、チャック爪をスライドさせることができなくなる可能性があるという問題があった。

また、ケーシングの外側にガイド部がケーシングの上下方向に沿って起立して設けられていると、ケーシングを回転させる際に、大きな抵抗になってしまい、また、岩などに接触してガイド部が変形した場合は、チャック爪をスライドさせることができなくなるといった問題もある。

そこで、本発明は上記課題に着目してなされたもので、ケーシングを回転させながら掘削させた場合であっても、チャック爪を確実に作動させることができるとともに、ケーシングを回転させる際に、抵抗にならないようにした既設杭引き抜き装置を提供することを目的とする。

すなわち、本発明は上記課題を解決するために、地中に形成された円柱状の既設杭より外径の大きく形成された円筒状のケーシングと、当該ケーシングの外側に設けられ、当該ケーシングの長手方向に沿って設けられたロッドと、前記ロッドの下部に取り付けられ、前記既設杭の下端部を保持するチャック爪と、前記ロッドを回転させ、前記ケーシングの下方の開口部を覆う方向にチャック爪を回転させる作動部と、前記チャック爪の下方に設けられ、当該チャック爪および前記ロッドの外径幅よりも大きな径を有する掘削ヘッドと、を備えるように構成したものである。

また、このような発明において、前記ロッドを、上部にフランジ部材を設けて構成し、また、前記作動部を、当該フランジ部材におけるロッドの取付位置と異なる部分を、当該ロッドの軸方向と直交する方向に押圧させることにより、前記ロッドを回転させ、前記ケーシングの下方の開口部を覆う方向にチャック爪を回転させるように構成する。

本発明によれば、チャック爪がケーシングの外周方向に沿うように設けられているため、ケーシングを回転させながら掘削していく際に、チャック爪に抵抗が少なくなり、また、従来のチャック爪をスライドさせるガイド溝を有する構造と比べて、ガイド溝に土砂が挟まって動かなくなるといった問題もなくなる。また、地面の掘削時に、掘削ヘッドによって大きな径を有するように掘削していくことができるため、ロッドやチャック爪に大きな抵抗が掛かるようなことがなくなる。

本発明の一実施の形態における既設杭の引き抜き装置の全体概略図 同形態におけるチャック部のチャック爪をケーシングの外側に退避させた状態を示す図 同形態におけるチャック部を回動させた状態図 同形態における作動部を示す図 同形態における作動部の油圧シリンダーを伸ばした状態を示す図 同形態におけるチャック部近傍の外観斜視図

以下、本発明の一実施の形態について図面を参照しながら説明する。

本実施の形態における既設杭の引き抜き装置２は、図１に示すように、クレーン１のブーム１１の先端に設けられた回転駆動装置１２に吊り下げられるものであって、円筒状に構成されたケーシング３と、このケーシング３の下方に設けられ、既設杭の下端部にチャック爪４１を当接させるように設けられるチャック部４と、このチャック爪４１を作動させる作動部５などを設けるようにしたものである。そして、特徴的に、図２や図６に示すように、チャック爪４１をケーシング３の外周に沿って設けるとともに、そのチャック爪４１を、ケーシング３の外側に設けられたロッド６を、長手方向を中心として回動させ、ケーシング３の下方の開口部の内側に移動させて、既設杭８の下端部に当接させて持ち上げられるようにしたものである。以下、本実施の形態における既設杭８の引き抜き装置２について詳細に説明する。

まず、ケーシング３は、円筒状に構成されるものであって、既設杭８よりも外径の大きな金属製部材によって構成される。このケーシング３は、複数に分割されて設けられており、外周部に設けられた連結部３３にボルトを取り付けて、上下方向に連結できるようになっている。

一方、このケーシング３の下方には、既設杭８の下端部に当接して既設杭８を持ち上げられるようにしたチャック部４が設けられる（図２、図３、図６参照）。

このチャック部４は、ケーシング３と同じ径を有する円筒状の第二ケーシング３１と、ケーシング３の外側に設けられたロッド６を中心として回動するチャック爪４１とを設けて構成される。この第二ケーシング３１には、図６に示すように、チャック爪４１を第二ケーシング３１の内側に回動させるためのスリット４３が外周方向に沿って設けられており、このスリット４３にチャック爪４１を差し込むように回動させることによって、既設杭８の下端部に当接させるようにしている。このチャック爪４１は、上下のブラケット４２に取り付けられており、第二ケーシング３１の外側に退避させた状態において、内側部分が第二ケーシング３１の外周面と同じ位置、もしくは、スリット４３に若干差し込まれた位置にくるようになっており、また、外側部分については、第二ケーシング３１の同心円をなす円形部分とほぼ同じ位置に設けられる。そして、内側部分と外側部分をこのような形状に構成することによって、チャック爪４１を第二ケーシング３１の外側に退避させた場合に、スリット４３に土砂を入り込ませないようにするとともに、第二ケーシング３１を回転させた際には、チャック爪４１に掛かる抵抗を少なくできるようにしている。なお、このチャック爪４１は、第二ケーシング３１に対して二つ設けられているが、チャック爪４１の数については限定されるものではなく、一つだけ、もしくは、三つ以上設けるようにしてもよい。

このチャック爪４１を作動させる作動部５は、図１や図４、図５に示すように、チャック爪４１を回動させるためのロッド６と、このロッド６を回動させるための駆動部５１などを備えて構成される。このうち、ロッド６は、ケーシング３の外周面に設けられた軸保持部材（図示せず）に挿通するように設けられており、そのロッド６の長手方向に沿った軸を中心として回動できるようになっている。一方、このロッド６を回動させる駆動部５１は、ケーシング３を連結させる場合と同様の方法で連結される第三ケーシング３２に設けられるものであって、そのロッド６に対してＬ字状をなす水平面状に設けられたフランジ部材５２（図４参照）と、そのフランジ部材５２のロッド６の中心から離れた位置を水平面に沿った方向に押圧する油圧シリンダー５３などを設けて構成される。そして、この油圧シリンダー５３のピストンロッドを伸ばすことによって、図５に示すように、フランジ部材５２を介してロッド６を回動させるようにしている。このとき、大きな回転トルクが必要な場合は、フランジ部材５２を長くしておき、モーメントを大きくするようにしておく。なお、ここでは、駆動部５１として油圧シリンダー５３を用いているが、モーターなどによってロッド６を回動させるようにしてもよく、もしくは、他の方法でロッド６を回動させるようにしてもよい。

また、この第二ケーシング３１の下端部には、掘削ヘッド７が設けられる（図１および図６参照）。この掘削ヘッド７は、既設杭８の外側の地面を掘削できるようにしたもので、ケーシング３（第二ケーシング３１を含む）やロッド６、軸保持部材、チャック爪４１よりも大径に構成され、その下面に掘削爪７１などを設けて構成されている。そして、このように掘削ヘッド７の径を大きくすることによって、ロッド６やチャック爪４１などに掛かる抵抗を少なくできるようにしている。

さらに、このケーシング３の外側には、掘削時に水を排出させるための注水管（図示せず）などが設けられる。この注水管は、外部に設けられた注水ポンプによって注水されるものであって、掘削ヘッド７の先端側に向けて水を噴出させることで、地盤を柔らかくして、掘削できるようにしている。この噴出させた水は、土砂とともに混合されるが、ケーシング３内に閉じ込められた水については、ケーシング３に設けられた間欠的な水抜穴３４から排出されるようになっている。

次に、このように構成された既設杭の引き抜き装置２を用いて、地中の既設杭８を引き抜く際の工程について説明する。

まず、既設杭の引き抜き装置２を組み立てる際、掘削ヘッド７と第二ケーシング３１を上下方向に連結し、そこに、ケーシング３や、第三ケーシング３２を連結していく。そして、これらのケーシング３の外側にロッド６などを取り付け、クレーン１のブーム１１の先端に回転駆動装置１２を取り付ける。

そして、このように組み立てられた既設杭の引き抜き装置２を使用する場合、掘削ヘッド７の中心が既設杭８の中心となるように位置決め、その状態で、掘削ヘッド７を回転させながら掘削していく。このとき、注水管から水を噴出させて地盤を柔らかくした状態で掘削していく。

すると、この掘削ヘッド７によって地面が掘削され、このとき、掘削ヘッド７がロッド６やチャック爪４１よりも大径に構成されているため、ロッド６やチャック爪４１などに大きな抵抗が掛かることなく掘削することができる。

そして、既設杭８の下端部よりも若干深く掘削した場合、その掘削を停止させ、その状態で第三ケーシング３２に設けられた作動部５の油圧シリンダー５３を伸ばす。すると、その油圧シリンダー５３によって、フランジ部材５２の作用端がロッド６を中心に押圧されて、図５に示すように、ロッド６が回転するようになる。

すると、このロッド６の回転により、ロッド６の下端側に取り付けられたチャック爪４１が第二ケーシング３１のスリット４３部から内側に入り込むように回動し、ケーシング３の内側の開口部を覆うようになる。

そして、油圧シリンダー５３の駆動を停止させ、今度は、逆方向に回転させてケーシング３を引き抜くようにする。

すると、ケーシング３の引き抜きにより、チャック爪４１が既設杭８の下端部に当接し、既設杭８を地中から引き抜くことができるようになる。

このように上記実施の形態によれば、地中に形成された円柱状の既設杭８より外径の大きく形成された円筒状のケーシング３と、当該ケーシング３の外側に設けられ、当該ケーシング３の長手方向に沿って設けられたロッド６と、当該ロッド６の下部に取り付けられ、前記既設杭８の下端部を保持するチャック爪４１と、前記ロッド６を回転させ、前記ケーシング３の下方の開口部を覆う方向にチャック爪４１を回転させる作動部５と、前記チャック爪４１の下方に設けられ、当該チャック爪４１および前記ロッド６の外径幅よりも大きな径を有する掘削ヘッド７と、を備えるように構成したので、ケーシング３を回転させながら掘削していく際に、チャック爪４１に大きな抵抗が掛からず、また、従来のチャック爪４１をスライドさせるガイド溝を有する構造と比べて、ガイド溝に土砂が挟まって動かなくなるといった問題もなくなる。また、地面の掘削時に、掘削ヘッド７によって大きな径を有するように掘削していくことができるため、ロッド６やチャック爪４１に大きな抵抗が掛かるようなことがなくなる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。

例えば、この第二ケーシング３１や掘削ヘッド７の下面にチャック爪４１を設けておき、掘削が完了した際に、そのチャック爪４１を縦軸方向を中心として内側に回動させるようにしてもよい。このとき、掘削ヘッド７の下面にチャック爪４１を設ける場合は、そのチャック爪４１に掘削爪７１などを設けるようにしておいてもよい。

また、このように掘削ヘッド７にチャック爪４１を設けて回動させる際、ロッド６の回動による力を利用してチャック爪４１を回動させるように、掘削ヘッド７にロッド６を挿通させるようにしておくとよい。

１・・・クレーン
１１・・・ブーム
１２・・・回転駆動装置
２・・・既設杭の引き抜き装置
３・・・ケーシング
３１・・・第二ケーシング
３２・・・第三ケーシング
３３・・・連結部
３４・・・水抜穴
４・・・チャック部
４１・・・チャック爪
４２・・・ブラケット
４３・・・スリット
５・・・作動部
５１・・・駆動部
５２・・・フランジ部材
５３・・・油圧シリンダー
６・・・ロッド
７・・・掘削ヘッド
７１・・・掘削爪
８・・・既設杭

Claims (2)

1. 地中に形成された円柱状の既設杭より外径の大きく形成された円筒状のケーシングと、
   当該ケーシングの外側に設けられ、当該ケーシングの長手方向に沿って設けられたロッドと、
   前記ロッドの下部に取り付けられ、前記既設杭の下端部を保持するチャック爪と、
   前記ロッドを回転させ、前記ケーシングの下方の開口部を覆う方向にチャック爪を回転させる作動部と、
   前記チャック爪の下方に設けられ、当該チャック爪および前記ロッドの外径幅よりも大きな径を有する掘削ヘッドと、
   を備えたことを特徴とする既設杭引き抜き装置。
2. 前記ロッドが、上部にフランジ部材を設けてなるものであり、
   前記作動部が、当該フランジ部材におけるロッドの取付位置と異なる部分を、当該ロッドの軸方向と直交する方向に押圧させることにより、前記ロッドを回転させ、前記ケーシングの下方の開口部を覆う方向にチャック爪を回転させるものである請求項１に記載の既設杭引き抜き装置。

Images