JP6664725B1 - 既設杭引き抜き装置 - Google Patents

Abstract

【課題】チャック爪により既設杭の途中位置を掴んで引き抜き可能な既設杭引き抜き装置を提供すること。【課題を解決するための手段】既設杭引き抜き装置１は、円筒状のケーシング２と、ケーシング２の外周側に配置されてケーシング２の先端に向けて力を伝達するロッド４と、ケーシング２の外周側かつ先端部寄りに配置され、ロッド４に連動して、ケーシング２の外側から内部に先端部を突出するように移動可能なチャック爪本体部５１と、チャック爪本体部５１の先端に回転軸により回転可能に設けられ、既設杭に当接する当接面５４が設けられた把持ブロック５２とを備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、既設杭を引き抜く既設杭引き抜き装置に関する。

建築物を解体して更地に戻すときには、地中に打ち込まれた杭（既設杭）は、一定の事情がある場合を除いてすべて引き抜く。建物を支えていた既設杭が、建物の解体を通じて産業廃棄物へと法的な解釈が変わり、地中に産業廃棄物を残したまま放置することは、廃棄物処理法違反（不法投棄）に該当する恐れがあると考えられているからである。

例えば、特許文献１は、このような既設杭を引き抜いて除去する技術を開示している。特許文献１に記載の既設杭の引抜き装置は、円筒状のケーシングと、ケーシング上部に設けられる油圧シリンダのロッド端部とチャック爪とが連結ロッドで連結してあり、（１）ケーシングの内部に既設杭が配置された状態にし、（２）油圧シリンダの伸長動作（押圧）により、ロッドを介して油圧シリンダに接続されたチャック爪をケーシング内方に移動させ（押し込み）、（３）チャック爪を既設杭の下端部（既設杭の途中の側面又は既設杭の先端の下側）に到達するまで移動させ、（４）既設杭をケーシングごと引き抜いている。

また、特許文献２によれば、比較的硬い地層中でもチャック爪を移動させることが可能な既設杭引き抜き装置が開示されている。特許文献２に記載の既設杭の引抜き装置は、ケーシングの先端に向かう方向の衝撃をロッドに断続的に付与する衝撃付与装置が設けられ、弾性部材を介して衝撃付与装置およびロッドをケーシングの先端に向かって押圧し、衝撃付与装置による衝撃の付与により、チャック爪を退避位置から既設杭の先端の下側にまで移動させている。この技術によれば、油圧ではチャック爪を進ませることに困難であった比較的硬い地層中においても、衝撃付与装置の衝撃によりチャック爪を既設杭の先端の下側に進ませることが出来るとしている。
特許３０５２１３５号公報 特許４２４９２５４号公報

特許文献１の技術によれば、既設杭の先端側の途中位置に対してチャック爪を押し当てることにより、強力に既設杭を掴むことが出来るとされている。しかしながら、同技術のチャック爪により既設杭の途中位置で掴もうとすると、チャック爪先端のごく一点による把持しかできない。これでは、既設杭を支えきれずに、杭が滑り落ちてしまう可能性がある。よって、既設杭を確実に引き抜くためには、既設杭の先端の下側にまでチャック爪を移動させる必要があるが、比較的硬い地層中に対して油圧シリンダの力では困難を伴うという問題がある。

また、特許文献２の技術は比較的硬い地層中に対応するものであるが、油圧シリンダとチャック爪とをつなぐロッドの途中位置に衝撃付与装置を設けなければならず、また、固い地層を衝撃付与装置の衝撃で崩しながらチャック爪が進むため、チャック爪の寿命に影響する。

本発明は、以上の如き状況を鑑みてなされたものであり、比較的硬い地層中に打ち込まれた既設杭でもチャック爪によりその途中位置を掴んで引き抜き可能な既設杭引き抜き装置を提供する。

特許文献１の技術において、既設杭を途中位置の側面において掴む場合、既設杭が滑り落ちることを抑制するために、チャック爪先端を面にして既設杭との接触面積を増加させることが考えられる。

一方で、杭打ちには、場所打ち杭工法 既成杭工法があるが、既成杭工法の中で打込み杭（打撃）工法は、既製杭の頭部をハンマーによって打撃し、既製杭を所定の深さまで貫入させる工法であり、古い建築物にはよく利用された工法である。打撃工法により打ち込まれた既製杭は、固い地層に阻まれてまっすぐな状態にはなく、歪んだり傾いて埋設されている場合が頻繁に存在する。この場合、特許文献１の技術においてチャック爪先端を面にしたとしても、地中の既設杭に対してどのような角度でチャック爪が当接するかは予想できず、結局、チャック爪先端の面の中の一点による把持しか期待できない。

そこで、本発明の既設杭引き抜き装置は、円筒状のケーシングと、前記ケーシングの外周側に配置され、前記ケーシングの先端に向けて力を伝達するロッドと、前記ケーシングの外周側かつ先端部寄りに配置され、前記ロッドに連動して、ケーシングの外側から内部に先端部を突出するように移動可能なチャック爪本体部と、前記チャック爪本体部の先端に回転軸により回転可能に設けられ、既設杭に当接する当接面が設けられた把持ブロックとを備えた既設杭引き抜き装置であって、前記当接面の上側の角が、前記回転軸の中心を押す力の方向を延長した仮想線よりも下側に回転しようとするときに、互いが衝突する邪魔部と衝突部とが前記チャック爪本体部と把持ブロックに夫々設けられており、それ以上の把持ブロックの回転が阻止されることを特徴とする。

本発明の既設杭引き抜き装置は、比較的硬い地層中に打ち込まれた既設杭でもチャック爪により掴んで引き抜くことができるという効果を奏する。

既設杭引き抜き装置を示す図であり、図１Ａは正面図、図１Ｂは側面図である。 把持ブロックを示す図であり、図２Ａは斜視図、図２Ｂは部分側面図、図２Ｃは部分平面図である。 既設杭引き抜き装置の動作を示す図であり、図３Ａは既設杭を把持する直前、図３Ｂは把持後の状態を夫々示している。 既設杭引き抜き装置の動作を示す図であり、図４Ａはハウジング内の歪んだ既設杭を示す図であり、図４Ｂは既設杭を掴んだ状態を示す図であり、図４Ｃ及び図４Ｄは把持ブロックの動作を示した図である。 既設杭引き抜き装置の動作を示す図であり、図５Ａはハウジング内のペンシル型の既設杭を示す図であり、図５Ｂは既設杭を掴んだ状態を示す図であり、図５Ｃは把持ブロックの動作を示した図である。

以下、本発明の実施例１及び２を示して説明する。

図１に示すように、既設杭引き抜き装置１は、ケーシング２、ケーシング２の先端部（地下側）に設けられた掘削歯３、ロッド４、略円弧形状のチャック爪５、チャック爪ガイド６、および地上側に油圧シリンダ７を備えている。ケーシング２は、既設杭より大きい内径の円筒であり、チャック爪５、チャック爪ガイド６、ロッド４および油圧シリンダ７は、ケーシングの外周側に設けられている。ロッド４は、ケーシング２の長さ方向（上下方向）、先端に向けて油圧シリンダ７の力を伝達する。チャック爪５は、ケーシング２の先端部寄りに設けられており、ロッド４と連動している。

ケーシング２の先端部寄りには、さらにチャック爪５が通過可能に構成される連通孔８が形成されている。また、チャック爪ガイド６は、連通孔８を通してチャック爪５の先端をケーシング２の外周側から内方側へ突出させる。

ケーシング２は、図示していないアースオーガに接続されており、アースオーガによるケーシング２の地中への進入、または引き抜きが可能である。また、アースオーガはケーシング２をその中心軸周りに回転させ、回転と押圧とにより、ケーシング２の先端の掘削歯３が地層を掘削しつつケーシング２を地中に進入させる。ケーシング２の外周側に設けられたチャック爪５、チャック爪ガイド６、ロッド４を含めた範囲で地層を掘削するために、掘削歯３はケーシングの直下及び外周に複数固定されている。

ロッド４、チャック爪５、チャック爪ガイド６、および油圧シリンダ７は、ケーシング２の２箇所に直径上で対向するように設けられている。ロッド４、チャック爪５、チャック爪ガイド６、および油圧シリンダ７の間のケーシングの外側には、水、ベントナイト等の泥土化剤を地上からケーシングの先端部に供給するための配管（図示せず）が適宜設けられている。この泥土化剤により地層の硬度を低下させる。

チャック爪ガイド６は、チャック爪５が突出／待避移動するように案内するものである。チャック爪ガイド６は、ガイドピン６１、ガイドピン６１が摺動するガイド溝６２およびチャック爪５が当接するガイド板６３を有する。ガイドピン６１は、チャック爪５の基端部５ａおよびロッド４の一端を貫通し、その両端部６１ａ、６１ｂがガイド溝６２にそれぞれ挿入されて係合している。ロッド４が油圧シリンダ７により上下すると、チャック爪５もロッド４とともにガイド溝６２に沿って移動する。一方、ガイド板６３は、下向きに凹の曲面であり、同じく下向きに凸の曲面を持つ略円弧形状のチャック爪５の背側（湾曲の外周側）に接するようになっている。このため、ロッド４が上下すると、ガイドピン６１の位置で回転自在になっているチャック爪５がガイド板６３の案内を受けてその移動軌跡を下向きに凸の円弧状にする。

チャック爪５は、既設杭の引き抜き時に既設杭を下方の側面を掴むものである。チャック爪５は、略円弧形状のチャック爪本体部５１と、チャック爪本体部５１の先端に回転可能に取り付けられた把持ブロック５２とを具備している。チャック爪５は、ケーシング２の連通孔８を通じて移動し、ケーシング２の内部に突出／ケーシングの内部から退避可能に構成されている。ロッド４は、ケーシング２の外周側において、サポート９が設けられている。サポート９はロッド４の上下動以外の挙動を規制するために設けられている。油圧シリンダ７は、油圧によりロッド４を上下方向に移動させる。

図２にチャック爪５の詳細を示す。チャック爪本体部５１の先端には、回転軸５３を介して把持ブロック５２が２つ設けられている。２つの把持ブロック５２は、夫々が独立して回転可能である。把持ブロック５２の先端は、既設杭の側面に対して面にて当接する当接面５４になっている。ロッド４の上下が突出／待避移動に変換されて与えられる力が回転軸５３の中心を押す方向を延長した仮想線イ（一点鎖線で示した）とすると、把持ブロック５２の当接面５４が仮想線イに直交するとき、当接面５４の中心位置ロ（面積中心で良い）が、仮想線イが当接面５４を横切る位置よりも下側に位置している。従って、仮想線イより上側の面部５２３の面積に対して下側の面部５２４の面積が広くなるようになっている。このため、把持ブロック５２が泥土（後述する）の中を進むとき、下側の面部５２４に対する泥土の抵抗が上側の面部５２３より大きく、把持ブロック５２に対して時計回り（図中βで示した）への回転が起こる。このとき、当接面５４の上側の角Ｓが仮想線イを超えて下側に周り込むと、当接面５４が既設杭に当接することが期待できなくなる。実施例においては、上向きの角度αには回転が自在であるが、角Ｓが仮想線イを超えるような下向きの角度βに対しては回転が阻害されるようになっている。実施例においては、把持ブロック５２の後端は仮想線イの下側でチャック爪本体部５１の邪魔部５１１に衝突する衝突部５２１になっており、仮想線イの上側はチャック爪本体部５１には衝突しないように回転軸と同軸状の曲面５２２になっている。なお、当接面５４には既設杭との結合をさらに促進するように複数の歯突起５５が設けられている。

本実施例においては、図２Ｃに示すように、１つのチャック爪５に対して、把持ブロック５２を２つ設け、夫々の当接面５４は互いに斜に向き合って既設杭１０の側面の２箇所に当接するようになっている。このため、ケーシング２の直径上に対向するように設けられたチャック爪５により、４つの把持ブロック５２で既設杭１０を把持することが可能である。これに代えて、構造の簡単化のために、１つのチャック爪５に対して１つの把持ブロック５２のみを設けても良い。

次に、図３を用いて既設杭引き抜き装置１を用いて既設杭１０を引き抜く際の動作について説明する。図においては、理想的にまっすぐに打ち込まれた既設杭１０を例にして説明する。既設杭１０は、先端が平坦な先端閉塞杭である。作業者は、アースオーガを駆動し、ケーシング２を回転させながら、かつ、別途供給されている水、ベントナイト等の泥土化剤により泥土化しながら、地中に推進させる。ケーシング２内に既設杭１０の全体が収まる程度まで堀り進めると、ある瞬間、既設杭１０が地面を離れ、ケーシング２と共に回転を開始する。このときに、所定位置、すなわち、チャック爪５が既設杭１０の下端と同程度の深さにくる位置までケーシング２を地中に進入したと判断できる。この所定位置では、チャック爪５が既設杭の側面に当接可能である。なお、先端閉塞杭の既設杭１０では、先端が平坦であるため、既設杭１０が回転しても、既設杭１０の先端より下の地層（図３において一点鎖線Ｕで示した）は、泥土化剤による攪拌を受けないため、固いままである。

作業者は、ケーシング２が所定位置まで移動したと判断すると、油圧シリンダ７（図１）を駆動し、チャック爪５をケーシング２の内部に突出する方向に押圧する。ケーシング２内は、別途供給されている水、ベントナイト等の泥土化剤により泥土化しているため、チャック爪５は比較的容易に油圧シリンダ７の圧力により進出する。このとき、把持ブロック５２は、ガイド板６３の案内を受けて当接面５４を泥土化した地層に正対させている。泥土化した地層を進み、最初に、把持ブロック５２の角Ｓが既設杭１０に当たり、回転軸５３を中心に反時計回りに把持ブロック５２が回転して、当接面５４の全体により既設杭１０を把持する。作業者は、油圧シリンダ７の伸長が止まると既設杭１０が把持されたと判断して、アースオーガを駆動し、既設杭１０とともにケーシングを引き抜く。

次に、図４を用いて曲がって打ち込まれた既設杭１１を例にして説明する。図において、既設杭１１は、ケーシング２の中心軸Ｃから偏心した位置に存在している。この場合において、図面の左側のチャック爪５と既設杭１１の間隔は狭く、右側では広くなっている。油圧シリンダ７を駆動し、チャック爪５をケーシング２内に突出する方向に押圧すると、左側のチャック爪５は油圧シリンダ７の伸長が小さい段階で既設杭１１に突き当たり、左側のチャック爪５は油圧シリンダ７の伸長が大きい状態で突き当たる。その結果、左側のチャック爪本体部５１と右側のチャック爪本体部５１において、ガイドピン６１に対するチャック爪本体部５１の回転角度が異なる状態が生じる。

チャック爪５がケーシング２内に突出する際、当接面５４の下側の面部５２４が上側の面部５２３よりも広い面積で泥土中を進行する。その際、把持ブロック５２は回転軸５３を中心に時計回りの回転圧力を受ける。しかしながら、把持ブロック５２の衝突部５２１はチャック爪本体部５１の邪魔部５１１に衝突して、角Ｓが下側に回り込めないため、把持ブロック５２の回転は阻止され、把持ブロック５２は姿勢を維持したまま既設杭１１に衝突する。その際、まず、当接面５４の上側の角Ｓが衝突し、その後、回転軸５３を反時計回りに把持ブロック５２が回転し、当接面５４の全体が既設杭１１に当接する。このように、左側のチャック爪本体部５１と右側のチャック爪本体部５１において、ガイドピン６１に対するチャック爪本体部５１の回転角度が異なっていても、当接面５４は面として既設杭１１に当接することが出来るのである。また、把持ブロック５２が泥土中を進行している間は、その姿勢は安定して維持されており、当接面５４は既設杭１１に安定的に接触するのである。

次に、図５を用いてペンシル型の既設杭１２を例にして説明する。図において、既設杭１２の先端１２ａは、先細り状になっている。この場合において、ケーシング２を回転させながら、かつ、泥土化しながら、地中に推進させる。ケーシング２内に既設杭１２の全体が収まる程度まで堀り進めると、ある瞬間、既設杭１２が地面を離れ、ケーシング２と共に回転を開始する。このときに、既設杭１２の先端１２ａの周囲の地層も泥土化が進んでいると判断できる（一点破線Ｗで示した）。

チャック爪５は油圧シリンダ７の圧力により進出させると、既設杭１２に当接する。このとき、既設杭１２の横側面に当接した場合には、図３に示したように、把持ブロック５２の当接面５４が確実に既設杭１２を把持する。一方、既設杭１２の先端１２ａ周囲の地層を通過して、把持ブロック５２が既設杭１２の先端１２ａの先端に当接する場合がある。この場合において、把持ブロック５２の後端の衝突部５２１が、チャック爪本体部５１の邪魔部５１１に衝突した状態で、一点鎖線Ｗで示された泥土の地層に侵入してきており、下向きの角度βに対しては回転が阻害されるようになっている。従って、把持ブロック５２の上側の角Ｓが既設杭１２の先端１２ａに当接したときに、油圧シリンダ７の伸長は停止する。作業者は、油圧シリンダ７の伸長が止まると既設杭１２が把持されたと判断して、アースオーガを駆動し、既設杭１２とともにケーシングを引き抜く。この場合において、把持ブロック５２は、既設杭１２を下から支えている状態であるので、当接面５４の歯突起５５が、既設杭１２に対して圧接していなくても良いのである。

上記実施例においては、チャック爪５をケーシング２内に突出させるチャック爪ガイド６の構造を、ガイドピン６１、ガイドピン６１が摺動するガイド溝６２およびチャック爪５が当接するガイド板６３としたが、他の構造でも良い。例えば、特許文献１に示された円弧状のカム溝や継ぎ手を用いる構造、若しくはガイド板側に円弧状のガイド溝を用いる構造を採用しても良い。これらの構造は、チャック爪を既設杭の下側に深く水平になるまで挿入するのに好適であるが、既設杭の側面までの場合は本実施例の構造が簡単である。

１ 既設杭引き抜き装置
２ ケーシング
３ 掘削歯
４ ロッド
５ チャック爪
６ チャック爪ガイド
７ 油圧シリンダ
８ 連通孔
９ サポート
１０、１１、１２ 既設杭
５１ チャック爪本体部
５２ 把持ブロック
５３ 回転軸
５４ 当接面
５５ 歯突起
６１ ガイドピン
６２ ガイド溝
６３ ガイド板

Claims (3)

1. 円筒状のケーシングと、
   前記ケーシングの外周側に配置され、前記ケーシングの先端に向けて力を伝達するロッドと、
   前記ケーシングの外周側かつ先端部寄りに配置され、前記ロッドに連動して、ケーシングの外側から内部に先端部を突出するように移動可能なチャック爪本体部と、
   前記チャック爪本体部の先端に回転軸により回転可能に設けられ、既設杭に当接する当接面が設けられた把持ブロックとを備えた既設杭引き抜き装置であって、
   前記当接面の上側の角が、前記回転軸の中心を押す力の方向を延長した仮想線よりも下側に回転しようとするときに、互いが衝突する邪魔部と衝突部とが前記チャック爪本体部と把持ブロックに夫々設けられており、それ以上の把持ブロックの回転が阻止されることを特徴とする既設杭引き抜き装置。
   
2. 請求項１の既設杭引き抜き装置において、
   前記当接面が前記仮想線に直交するとき、前記当接面は、前記仮想線を横切る位置よりも上側の面部の面積に対して下側の面部の面積が広くなるようになっていることを特徴とする既設杭引き抜き装置。
   
3. 請求項１乃至請求項２のいずれかの既設杭引き抜き装置において、
   前記当接面には既設杭との結合をさらに促進するように複数の歯突起が設けられていることを特徴とする既設杭引き抜き装置。