| 【発明の名称】 |
既存杭切削撤去方法及びその装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】西 進
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| 【要約】 |
【課題】基礎構造物を破壊してビル等を建て替える工事において、既存杭を軽便容易かつ迅速に撤去できる方法とその装置を提供する。
【解決手段】既存杭Ｐの頭部に嵌合する有底筒状体２と、有底筒状体２の閉じた上部に結合した回転駆動軸４の連結部５と、有底筒状体２の開いた下部の側面から内方へ進退可能に配設された一又は複数のカッター１５と、有底筒状体２の外周面に固定した螺旋羽根７とからなる。有底筒状体２を回転しながら既存杭Ｐの周囲を掘り下げ、有底筒状体２の深さ分掘り下げると、カッター１５の切削刃１６を既存杭Ｐに押し付けて楔作用を生じさせながら切断する。切削刃１６で切断した既存杭Ｐの頭端部は、カッター１５で有底筒状体２内に収納したまま上昇させて適宜排出する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 予め所定高さに露出させた既存杭の頭端部に有底筒状体を冠し、有底筒状体の下部外周側より内周側の既存杭の中心部に向けてカッターを移動させながら回転駆動することにより頭端部を切断し、切断した頭端部をカッターにて有底筒状体内に保持したまま上昇させた後、カッターを引き込めて有底筒状体から排出することを特徴とする既存杭切削撤去方法。
【請求項２】 既存杭の頭端部に有底筒状体を冠して回転駆動し、有底筒状体の外周面に固定した螺旋羽根にて既存杭周囲の土砂等を掘削し、既存杭の頭端部が有底筒状体の上底に達すると有底筒状体の下部外周側より内周側の既存杭の中心部に向けてカッターを移動させながら回転駆動を継続することにより既存杭を切断し、切断した既存杭の頭端部を有底筒状体内に保持したまま上昇させた後、カッターを引き込めて有底筒状体から排出することを特徴とする既存杭切削撤去方法。
【請求項３】 既存杭の頭端部に嵌合する所定深さの有底筒状体と、有底筒状体の閉じた上部に結合した回転駆動軸の連結部と、有底筒状体の開いた下部の側面から求心方向へ進退可能に配設された一又は複数のカッターと、前記有底筒状体の外周面に固定した螺旋羽根とからなることを特徴とする既存杭切削撤去装置。
【請求項４】 カッターは、有底筒状体の開いた下部側面にハウジングを結合し、ハウジング内に油圧シリンダを垂設し、油圧シリンダのピストンロッドにクランクを連結し、クランクをハウジング内に回動自在に軸支し、クランクの下端部に突設したピンをカッターブロックに形成した長孔に係合させ、カッターブロックをハウジング内で水平方向へ摺動可能に配置し、かつ、カッターブロックの切削刃をハウジングに面して有底筒状体に開設した窓孔からその内方へ進退可能に配設してなることを特徴とする請求項３記載の既存杭切削撤去装置。
【請求項５】 カッターを有するハウジングは有底筒状体の外周面に直径方向で相対向して少なくとも２個が配設されていることを特徴とする請求項３又は４記載の既存杭切削撤去装置。
【請求項６】 有底筒状体の外周面に螺旋羽根の上部で掘削土砂を地中孔内にとじ込めるスカート部を設けたことを特徴とする請求項３，４又は５記載の既存杭切削撤去装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は既存杭切削撤去方法及びその装置に関するもので、とりわけ、老朽化したビル等の基礎構造物を壊して建て替える工事において、既存杭を軽便容易かつ迅速に撤去する方法とその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】老朽化したビル等の基礎構造物を破壊して建て替える工事が増えて来た現今にあっては、既存杭をも撤去して新規な基礎杭を打設する必要性が生じている。既存杭は鉄筋かごを埋設した場所打ち杭、又はＰＣコンクリートパイルであり、地中深く打設してあるからこれを抜去することは容易ではない。
【０００３】例えば、既存杭を抜き取るために、既存杭の近傍に既存杭よりも長いタワーを立設し、タワーの頂部に滑車を配置してワイヤロープを掛け回し、ワイヤロープの一端部を既存杭の頭部に連結し、ワイヤロープの他端部を地上に固定した巻上げ機のドラムに巻き付け、巻上げ機を駆動してドラムにワイヤロープを巻き取る抜去装置で既存杭が地中から軽便容易に抜け出るようなケースは希である。
【０００４】そのため、既存杭の頭部に起振機を取り付けてワイヤロープの引き抜き力が作用している間に、起振機を駆動して既存杭を振動させることにより、既存杭と地山との摩擦抵抗をなるべく小さくする必要性など、実施の上で種々の装置が必要となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記のタワーを用いた抜去装置では、既存杭の構造や状態如何により種々の制約を受けてその実用性が問題視される。また、ワイヤロープの切断事故など引き抜き施工の安全性を確保する必要性が生じる等々の種々の困難な問題を抱えているので実用性に乏しい。
【０００６】一方、既存杭を掘削しながら破壊する方式では、既存杭の周囲の土砂を掘り進むための顕著な効果を有する特殊装置がいまだ開発されていないから、バックホーや掘削バケットによる大型の重機工事に頼る以外になく、さらに、掘削と破壊及び掘削物の排除の行程が必要で工事が大型化及び複雑化して、作業スペースも大きく必要とするほか、非能率的である。
【０００７】そこで、この発明は既存杭を軽便容易かつ迅速に撤去できる装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明は上記課題を解決するため、予め所定高さに露出させた既存杭の頭端部に有底筒状体を冠し、有底筒状体の下部外周側より内周側の既存杭の中心部に向けてカッターを移動させながら回転駆動することにより頭端部を切断し、切断した頭端部をカッターにて有底筒状体内に保持したまま上昇させた後、カッターを引き込めて有底筒状体から排出することを特徴とする既存杭切削撤去方法を提供する。
【０００９】この方法によれば、既存杭の頭端部を所定長さに予め露出させておくことにより、頭端部を孔内等で破壊・破砕することなく撤去できる。
【００１０】また、既存杭の頭端部に有底筒状体を冠して回転駆動し、有底筒状体の外周面に固定した螺旋羽根にて既存杭周囲の土砂等を掘削し、既存杭の頭端部が有底筒状体の上底に達すると有底筒状体の下部外周側より内周側の既存杭の中心部に向けてカッターを移動させながら回転駆動を継続することにより既存杭を切断し、切断した既存杭の頭端部を有底筒状体内に保持したまま上昇させた後、カッターを引き込めて有底筒状体から排出することを特徴とする既存杭切削撤去方法を提供する。
【００１１】この方法によれば、既存杭周囲の土砂等を掘削しながら所定高さの頭端部を露出させ、かつ、切削して撤去できる。
【００１２】そして、既存杭の頭端部に嵌合する所定深さの有底筒状体と、有底筒状体の閉じた上部に結合した回転駆動軸の連結部と、有底筒状体の開いた下部の側面から求心方向へ進退可能に配設された一又は複数のカッターと、前記有底筒状体の外周面に固定した螺旋羽根とからなることを特徴とする既存杭切削撤去装置を提供する。
【００１３】この装置によれば、有底筒状体を既存杭の露出した頭端部に嵌合して回転駆動することにより、頭端部をカッターで切削できるほか、頭端部が露出していない既存杭周囲の土砂を掘削刃で掘削し、既存杭の頭端部が有底筒状体の上底に達するとカッターを既存杭の中心部に向けて移動させることにより、回転しながら既存杭に押し付けられる切削刃で楔作用を生じながら既存杭を切断することができできる。
【００１４】切断後、カッターを有底筒状体内に突出させたそのままの状態で有底筒状体を上昇移動させて有底筒状体内に保持し、有底筒状体から排出できる適宜の高さに上昇すると、カッターを引き込めて頭端部を適宜排出する。排出された頭端部は搬送に都合よく切断されている。
【００１５】さらに、前記カッターは、有底筒状体の下部側面にハウジングを結合し、ハウジング内に油圧シリンダを垂設し、油圧シリンダのピストンロッドにクランクを連結し、クランクをハウジング内に回動自在に軸支し、クランクの下端部に突設したピンをカッターブロックに形成した長孔に係合させ、カッターブロックをハウジング内で水平方向へ摺動可能に配置し、かつ、カッターブロックの切削刃をハウジングに面して有底筒状体に開設した窓孔からその内方へ進退可能に配設してなる。また、カッターを有するハウジングは有底筒状体の外周面に直径方向で相対向して少なくとも２個が配設されている。
【００１６】したがって、油圧制御によるカッターの進退作動で既存杭の切削と有底筒状体内での切削した既存杭の頭端部の保持及びその解放が可能となるので、頭端部の処理が容易となる。
【００１７】また、有底筒状体の外周面に螺旋羽根の上部で掘削土砂を地中孔内にとじ込めるスカート部を設けた。したがって、掘削刃と螺旋羽根で掘削した土砂をスカート部下側に堆積させて地中孔を閉塞し、掘削土砂を孔外に出さないようにしてその処理を不要とし、かつ、地中孔を埋め戻す際の都合が良い。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下この発明の実施の形態を図に基づき説明する。図１は既存杭切削撤去装置１の正面図、図２はその一部破断正面図、図３は平面図及び図４は底面図である。図において、２は有底筒状体である。この有底筒状体２は既存杭Ｐの頭部に嵌合する円筒体からなり、上部は閉じて上底３を有し、下部は裾を開いて既存杭Ｐを嵌合できる。上底３の中心部には回転駆動軸４の連結部５が設けれられている。なお、有底筒状体２の周側面や上底３には排土孔２５，２６が開設されている。有底筒状体２の深さは、既存杭Ｐを切断した頭端部が搬送するのに都合の良い長さとなる適宜の深さとする。
【００１９】有底筒状体２の上部外周面には所定角度（約３０度）で傾斜する傘状配置の密閉されたスカート部６を設けてある。このスカート部６の円周内に収まる円周の螺旋羽根７が有底筒状体２の外周面に巻き付け固定されている。螺旋羽根７の上端部はスカート部６の下方に配置され、下端部は有底筒状体２の下端部に配置されてその先端部に掘削刃８が取付け固定されている。掘削刃８は土砂や岩石を掘削できる周知のものである。なお、有底筒状体２の裾にも掘削刃８ａを装着してある。
【００２０】さらに、有底筒状体２の下部外周面には、直径方向で相対向する配置で４つのハウジング９が取付け固定されている。このハウジング９が交差する螺旋羽根７は一部を切り欠いて分断している。ハウジング９は螺旋羽根７の円周内に収まる箱形であって、図５に示すように、その上部開口部１０にシャフト１１を設けてそのシャフト１１に油圧シリンダ１２の尾端を回動自在に軸支し、下部開口部１３を形成する底板１４にカッター１５を水平方向へ摺動可能に載置してある。
【００２１】また、ハウジング９内にはカッター１５の上部に離間した一対の横梁１７，１７が固定され、それら間に設けたシャフト１８に支持されるクランク１９が配置されている。クランク１９はＴ字形の部材であって、その上端部は油圧シリンダ１２から進退するピストンロッド２０に回動自在に連結され、下端部にはピン２１を突設してあり、このピン２１はカッター１５のスライドブロック２２に上下方向で開設した長孔２３に係合している。
【００２２】カッター１５はスライドブロック２２に切削刃１６を一体的又は着脱可能に結合してなるもので、切削刃１６の先端部は断面が三角形状に鋭利にした超硬合金からなり、有底筒状体２に開設した窓孔２４に面している。切削刃１６はコンクリートのみならず鉄筋かごをも切断できるものとする。この切削刃１６は既存杭Ｐの外周面にＶ溝を形成しながら押し込まれて楔作用を生じさせる。
【００２３】上記構成にかかる既存杭切削撤去装置１を用いた既存杭切削撤去の施工例を説明する。図８（Ａ）に示すように、既存杭Ｐの打ち込まれた地表Ｅにおいて、少なくとも有底筒状体２の所定深さと同じ高さで頭端部が露出するように、バックホー又は掘削バケットで地中孔Ｑを所定深さに掘削し、かつ、その地中孔Ｑ内にケーシング３０を挿入する。
【００２４】次に、そのケーシング３０内に向け既存杭切削撤去装置１を下降させて挿入する。有底筒状体２は作業車３１のクレーン３２から吊支された回転駆動機３３に係合するケリーバー等の回転駆動軸４の下端部に連結部５を介して連結されている。
【００２５】図８（Ｂ）に示すように、有底筒状体２を既存杭Ｐの頭端部に軸心を一致させて嵌合させ、回転駆動軸４を回転駆動機で回転駆動すると有底筒状体２が回転する。そこで、油圧シリンダ１２を駆動してピストンロッド２０を押し出すと、図５から図７に示すように、クランク１９がシャフト１８を中心として時計回りに回動することにより、ピン２１がスライドブロック２２を窓孔２４に向けて押し出し、切削刃１６は既存杭Ｐの外周面に押し付けられる（図５）。有底筒状体２の回転を継続することにより、切削刃１６は既存杭Ｐの周囲を回転しながら既存杭Ｐに食い込んでいく（図６）。切削刃１６が既存杭Ｐの外周面に所定の深さで食い込んで周溝が形成される。
【００２６】ピストンロッド２０が、最大ストロークに達すると切削刃１６は有底筒状体２の内方に最大限で突出して既存杭Ｐを楔作用により完全に切断する（図７）。切削刃１６は既存杭Ｐのコンクリートやそれに埋め込まれた鉄筋かごなどを切削する。すなわち、切削刃１６を図示のような水平な断面Ｖ字形にしておくと、切削しながら食い込んで既存杭Ｐに楔を打ち込む作用を生じるので、既存杭Ｐは当該箇所から頭端部が破断する。
【００２７】次に、頭端部を切断した段階で、切削刃１６が有底筒状体２内に突出して頭端部の下端側にある突出状態のままで、回転駆動軸４をケーシング３０のある地中孔Ｑから上昇移動させると、切削された頭端部は有底筒状体２内に収納された状態で上昇して既存杭Ｐから分離できる。
【００２８】そこで、既存杭切削撤去装置１が地中孔Ｑから出て、頭端部を排出できる所要の高さに達すると、油圧シリンダ１２を駆動してピストンロッド２０を引き込むことにより、図７から図５に示すように、クランク１９がシャフト１８を中心として反時計回りに回動し、ピン２１がスライドブロック２２を下部開口部１３に向けて引き戻す。したがって、切削刃１６はハウジング９内に引き込まれ、頭端部は有底筒状体２から落下することとなるので、これを適宜の手段で受けて排出すればよい。
【００２９】有底筒状体２内から頭端部を排出した後、回転駆動軸４を再び下降移動させて有底筒状体２をそのケーシング３０の内底面に降ろし、図８（Ｃ）に示すように、残存する既存杭Ｐの切断面に冠する状態とし、かつ、回転させてさらに周囲の土砂を掘り進む。このときは、ケーシング３０内にベントナイト溶液４０を注入する。ベントナイト溶液４０は地上に設けてある水槽からポンプにて送り込まれる（図示略）。
【００３０】これにより、既存杭Ｐの周囲の土砂は掘削刃８で掘削され、螺旋羽根７にて有底筒状体２の外周面に沿って上昇移動し、排土孔２５から既存杭Ｐ側へ漏れ出るのを許容しながらスカート部６の下部に上昇する。スカート部６の下部に上昇した土砂は螺旋羽根７にて圧縮されながら堆積して地中孔Ｑ外に排出されることはない。
【００３１】また、有底筒状体２の排土孔２６からスカート部６の上部に移動した土砂は、スカート部６を滑り落ちて地中孔Ｑ内に戻ることができるため、掘削土砂を搬出する必要性がなく、既存杭Ｐの撤去後に地中孔Ｑを埋め戻すのにも都合が良い。
【００３２】有底筒状体２の上底３の内面が既存杭Ｐの上端面に当接して有底筒状体２の下降が停止し、掘削刃８での土砂等の掘削ができなくなると、油圧シリンダ１２を駆動してカッター１５を作動させ前記同様にして残りの頭端部を切削し、かつ、排出することを繰り返すのである。
【００３３】かくして、有底筒状体２の深さ分の長さに既存杭Ｐを順次切削しながら既存杭Ｐの全体を撤去するものである。球根部付き既存杭の場合には掘削刃８にて球根部の下部まで掘り下げることができ、球根部の周囲に残った部分は拡大バケツにて取り込み完全撤去できる。既存杭Ｐを切削撤去した後は有底筒状体２を回転駆動軸４から取り外す。
【００３４】なお、上記施工例では、バックホー又はバケットにて予め地中孔Ｑを形成し、その内部にケーシング３０を挿入したが、既存杭Ｐの頭が地表面に露出しているならば、その頭に有底筒状体２を冠して合わせ、かつ、回転駆動することにより既存杭Ｐの周囲の土砂を掘削して地中孔Ｑを形成しつつ、既存杭Ｐの頭が有底筒状体の上底３内面まで達すればカッター１５を作動させる手順とした別の施工例を採用することもできる。
【００３５】また、既存杭Ｐの切削撤去工事完了後における地中孔Ｑは、図９（Ａ）〜図９（Ｂ）に示すように、回転駆動軸４の下端部にフック４２でトレミー管４１を吊支し、これを地中孔Ｑ内に挿入してベントナイト溶液４０を水槽に回収しつつ、砂ソイルフィックス剤４３を注入する。最後に、図９（Ｃ）に示すように、ケーシング３０を引き抜くことによって埋め戻し工事が完了する。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したこの発明によれば、有底筒状体の深さ分の、搬送に都合のよい長さに既存杭を順次切削しながら既存杭の全体を撤去することができるから、すべて機械的な作業にて安全で軽便容易かつ迅速な既存杭撤去ができる。また、有底筒状体にスカート部を形成することによって、掘削土砂を孔内に止めて外部に排出することがないので、掘削土砂を搬送したり、埋め戻す作業がなくてコスト安価に施工できる。したがって、作業スペースも広大に必要とせず、狭い現場で小さい重機にて既存杭の切削撤去工事が施工できる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】５００１３７８５１
【氏名又は名称】江戸川基礎工事株式会社
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| 【出願日】 |
平成１２年３月２８日（２０００．３．２８） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００６２１９９
【弁理士】
【氏名又は名称】志賀 富士弥 （外３名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−２７１３５０（Ｐ２００１−２７１３５０Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年１０月５日（２００１．１０．５） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−８８３２９（Ｐ２０００−８８３２９） |
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