JP7073326B2 - 埋設物の撤去方法 - Google Patents

Description

本発明は、埋設物を撤去する方法に関する。

地中に埋設される埋設物には、杭、管、土留部材（シートパイル）等がある。例えば、杭は、構造物を支持する基礎等として地中に打ち込まれる。構造物は、不要になると取り壊され、撤去されるが、地中の杭は、既存杭として地中に残る。既存杭は、地中の障害物を撤去して更地にかえす場合や、新設の杭やシートパイル等が干渉する場合等に、地中から引き抜き、撤去される。

既存杭を引き抜く方法として、既存杭の周囲に円筒状のケーシングを埋め込み、ケーシングを引き抜き、ケーシングの先端にワイヤーの輪を掛け、ケーシングを地中に戻し、ワイヤーの輪を既存杭の上部に掛け、ケーシングを引き抜き、その後にセメントミルクを注入しながらワイヤーで既存杭を引き上げる方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許第６２８４２５３号公報

しかしながら、上記の従来の方法では、地上からセメントミルクを注入するため、ケーシングを引き上げたときに出来る空隙へ即座に注入することはできない。これでは、周囲の地盤が崩壊してその空隙へ入り込み、地盤が沈下するおそれがあるという問題があった。

そこで、シートパイルの引き抜きと同様の方法を採用し、杭の表面に沿って注入管を設置し、注入管から注入材を注入しながら杭を引き抜くことができる。しかしながら、杭をワイヤーで引き抜く場合、棒状の杭をまっすぐ上に引き抜くことは難しく、少しでも斜めに傾くと、注入管が折れる等して注入材を注入することができなくなるという問題があった。

本発明は、上記課題に鑑み、埋設物を撤去する方法であって、
埋設物から一定以上の距離離間した位置に注入管を設置する工程と、
埋設物に紐状部材を取り付ける工程と、
紐状部材を吊り上げることにより埋設物を引き上げるとともに、少なくとも埋設物の径に応じて決定された流量で注入管から注入材を地盤内へ注入する工程とを含む、埋設物の撤去方法が提供される。

本発明の方法を採用することにより、適切に注入材を注入しながら埋設物を撤去することができる。

埋設物の１つである杭の撤去作業の流れを示したフローチャート。 注入管の設置位置について説明する図。 注入管の構造の第１の例を示した図。 注入管を構成する各部材の構造を説明する図。 プラント設備の構成例を示した図。 注入管と供給ポンプとの接続例を示した図。 ケーシングおよび杭抜き機について説明する図。 ケーシングのセットからケーシングによる削孔完了までの様子を例示した図。 ケーシングの引き上げから玉掛けワイヤーの取り付けまでの様子を例示した図。 ケーシングの挿入から杭の引き上げまでの様子を例示した図。 玉掛けワイヤーの構造および取り付け方法を説明する図。 杭を切断する様子を例示した図。 ケーシングに注入管を取り付ける際の取り付け位置を例示した図。 注入管の構造の第２の例を示した図。 切替装置の構成例を示した図。

本実施形態に係る埋設物の撤去方法（以下、本方法という。）を説明する前に、埋設物の一例としての杭について簡単に説明する。ここでは、埋設物を杭として説明するが、杭に限定されるものではなく、管やシートパイル等であってもよい。杭は、内部が中空のものであってもよいし、断面が円形に限らず、三角形や四角形等の多角形であってもよいし、楕円形であってもよいし、形鋼のようにＨ形、Ｉ形、Ｔ形、山形等であってもよい。

杭は、主に軟弱地盤に構造物を構築する際に、その構造物を支える基礎として打ち込まれる棒状のものである。杭には、木杭、鉄筋コンクリート杭、ＰＣ（Prestressed Concrete）杭、鋼管杭等がある。また、杭には、現場で削孔し、鉄筋を挿入してコンクリートを打設し、現場で杭を形成する場所打ち杭もある。

杭は、マンション、ビル、橋等の構造物を支持するため、軟弱地盤を貫通し、先端が硬い支持層まで延びるように打ち込まれる。支持層は、地盤の硬さを評価する指標として用いられるＮ値が５０という硬い地層が５ｍ連続する層である。

杭は、構造物の取り壊し等によりその役割を終え、その地盤を更地にする場合や、更地にした後の新築工事で新しく打ち込む杭や土留部材等と干渉する場合等において、地中から撤去される。ここでは、杭を鋼管杭とし、その鋼管杭を引き抜き、撤去する方法について説明する。鋼管杭は、中空の鋼管であってもよいし、内部にコンクリート等が充填されたものであってもよい。

図１は、杭を撤去する作業の流れを示したフローチャートである。ステップ１００から作業を開始し、ステップ１０１では、杭を引き抜いて出来る空隙に注入材を注入し、充填する作業の準備（空隙充填準備）を行う。杭を引き抜く際、引き抜いた跡に出来る孔の壁面が崩壊し、周囲の構造物（家屋や既設護岸等）の沈下を防ぐため、注入材を注入しながら杭を引き上げ、杭に引き上げに伴って形成される空隙へ即座に注入材を充填する工法を採用する。ここでは、そのための準備を行う。準備は、例えば注入管を含む注入プラントの搬入、組み立て等である。

ステップ１０２では、杭頭位置を確認する。杭頭は、杭の頂部であり、土砂等により杭頭の位置が確認できない場合、人力により土砂等を掘削し、杭頭を露出させる。そして、ステップ１０３で、杭抜き機を搬入し、組み立てる。杭抜き機本体は、低床トレーラ等により搬入される。本体以外のリーダ、油圧オーガー等は、組み立てを開始した後、トラック等により順次搬入される。

ステップ１０４では、注入管を設置する。注入管を設置する位置は、図２（ａ）に示すように、杭１０から一定以上の距離離間した位置である。注入管２０の設置位置は、注入管２０の径方向へ該注入管の外周面から距離Ｘ以上離間した位置とされる。これは、注入管２０がケーシングを使用して削孔する際、当該ケーシングに絡め捕られ、巻き込み変形するのを防ぐためである。距離Ｘは、杭１０の径にもよるが、概ね０．２ｍ以上であり、例えば０．２～２ｍとされる。また、注入管２０は、杭１０の周囲に１本のみ設置してもよいが、好ましくは２または３本設置される。３本設置する場合、１本は予備として使用することができる。なお、これは一例であり、注入管２０を設置する本数は４本以上であってもよい。また、注入管２０の設置位置は、図２（ａ）に示すように、紙面に向かって杭１０の左側といった一方の側に限られるものではなく、杭１０を取り囲むような位置等であってもよい。

注入管２０から注入する注入材の流量は、例えば杭１０の径が０．８ｍである場合、余裕を見て径を１ｍとし、この径と杭１０の引き上げ速度とを用い、設計注入量として計算される。杭１０の引き上げ速度は、例えば０．１～１ｍ／ｍｉｎとされる。なお、ここに例示した速度は一例であるので、この範囲の速度に限定されるものではない。

注入材は、地表面にリークしてくるまで送り、地表面にリークしてきたところでポンプを止め、注入材が硬化した後、再びポンプを起動して供給を開始するという作業を繰り返しながら、地盤に注入することができる。これにより、杭の引き上げにより形成される空隙を確実かつ密に充填するとともに、それ以外の空隙にも充填することができる。それ以外の空隙としては、注入前から存在する空隙や、箱形の構造物であるボックスカルバートとシートパイルの間の隙間等が挙げられる。

注入管２０は、複数本設置する場合、図２（ｂ）に示すように、異なる長さのものが設置される。これにより、深い部分は、最も長い第１の注入管２０ａから注入し、浅い部分は、第１の注入管２０ａより長さが短い第２の注入管２０ｂから注入する。すなわち、引き上げた杭１０の先端の位置に応じて、注入材の注入口からその先端に形成される空隙までの距離が短く、注入しやすい注入管を選択し、その注入管から注入を行うことで、即時に空隙を充填することができる。図２（ｂ）には、予備の注入管２０ｃが、第１の注入管２０ａの長さと第２の注入管２０ｂの長さの間の長さとして設置されている。

第１の注入管２０ａは、先端から下方に向けて注入材を流出させる場合、図２（ｂ）に示すように、支持層１１の上面より上に距離Ｙほど離間させた（浮かせた）状態で設置される。支持層１１は、土粒子等が蜜に詰まり、注入材が浸透しにくいため、第１の注入管２０ａの先端にある注入口を、支持層１１から一定距離離すことで、適切に注入材を注入できるようにするためである。距離Ｙは、例えば０．０２～０．１ｍ程度とされる。なお、注入管の側面に注入口がある場合は、注入管の先端が支持層１１に隣接していてもよいし、注入口が支持層１１上にあれば、注入管の先端が支持層１１内に挿入されていてもよい。

図３および図４を参照して、注入管２０の構造について説明する。なお、この構造は一例であり、この構造に限定されるものではない。注入管２０は、地盤を削孔し、挿入する形で地中に建て込む削孔建込型の注入管であり、スイベル２１と、ロッド２４と、モニタ２７とを含む。スイベル２１は、注入材を構成する２つの液（Ａ液、Ｂ液）をポンプから別々に供給する２つの管と接続し、ロッド２４を回転可能に接続する。スイベル２１は、図４（ａ）に示すように内部に、例えばＡ液を供給する略Ｓ字状の管２２と、Ｂ液を供給する、流路が拡張された略漏斗状の管２３とを含む。これにより、Ａ液は、中央の流路へ、Ｂ液は、Ａ液の流路の外側への流路へそれぞれ移動する。スイベル２１は、注入管２０の長手方向の途中が分離されていて、一方は動きが固定され、他方が回転可能に構成されている。

ロッド２４は、図４（ｂ）に示すように二重管構造となっていて、内管２５にスイベル２１の中央の流路を流れてきたＡ液が、内管２５と外管２６との間にスイベル２１の外側の流路を流れてきたＢ液が供給され、Ａ液とＢ液とを別々にモニタ２７へ供給する。

モニタ２７は、注入管２０の先端に設けられ、注入材を下方の土壌へ向けて吐出する。モニタ２７は、図４（ｃ）に示すように二重管部２８と、混合部２９と、球状物（ボール）３０と、バネ部３１と、吐出部３２とを含む。二重管部２８は、ロッド２４に連結され、Ａ液、Ｂ液を別々に混合部２９へ供給する。混合部２９は、Ａ液とＢ液を混合する空間を提供する。ボール３０は、混合部２９の下方に設けられた穴を閉鎖する。バネ部３１は、混合部２９で混合され、製造された注入材によりボール３０が押し下げられる際、バネが収縮する。これにより、ボール３０により閉鎖されていた混合部２９の下方の穴が開き、注入材が吐出部３２へと流れ、吐出部３２から下方の土壌へと吐出される。

注入管２０を設置するために、注入管建込装置が使用される。注入管建込装置は、尖った円錐状の先端を有し、螺旋状の溝が形成された削孔部材であるモニタと、そのモニタが接続される棒状のロッドと、そのロッドを回転可能、かつ昇降可能に挟持する挟持手段とを備えるものとすることができる。これらのモニタやロッドは、図３および図４に示した注入管２０のロッド２４やモニタ２７とは異なる部材である。モニタは、先端が尖った円錐状で、螺旋状の溝が形成されたものに限定されるものではなく、地盤を切削しながら貫入する複数の刃（チップ）を先端にもつビット等であってもよい。

注入管建込装置は、挟持手段を備えるため、削孔のための先端にモニタが取り付けられたロッドに代えて、注入管２０を挟持させ、注入管２０を挟み込む力（回転させ押し込む力）を調節することで、一定速度で降下させて注入管２０を挿入し、挿入孔内へ注入管２０を挿設する（建て込む）ことができる。これは一例であるので、このような構成の注入管建込装置に限定されるものではない。

次に、図５を参照して、注入管２０に注入材を構成するＡ液、Ｂ液を供給するプラント設備について説明する。ここでは、Ａ液、Ｂ液をそれぞれ別々に注入管２０へ供給し、注入管２０内で混合して注入材を作製し、地盤内へ作製された注入材を注入するものとして説明するが、これに限られるものではない。したがって、１液からなる注入材を注入管２０へ供給し、供給した注入材をそのまま地盤内へ注入してもよい。

プラント設備は、注入材を注入するための注入管２０内へ注入材を構成するＡ液を供給する供給ポンプ４０と、Ｂ液を供給する供給ポンプ４１と、Ａ液、Ｂ液をそれぞれ作製するためのミキサー４２、４３と、Ａ液、Ｂ液の原料となる水、硬化剤、促進剤、高炉セメントＢ種をそれぞれ収容する容器４４～４７と、水中ポンプ４８と、供給ポンプ４０、４１やミキサー４２、４３等に電源を供給する発電機４９とを含んで構成される。

プラント設備は、トラック等の車両に搭載し、移動可能とされていることが望ましい。これは、施工場所までのプラント設備の移動を容易にし、プラント設備の設置作業をなくすことができ、工事を短縮することができるからである。

供給ポンプ４０、４１としては、２つの液を別々に供給することが可能なポンプで、例えば容積式の往復ポンプを採用することができる。容積式の往復ポンプとしては、吐出量を変化させることが容易な２液プランジャーポンプを用いることができる。２液プランジャーポンプは、ロッド状のピストンをカムやクランクにより往復動させる機構を２組備えている。

図６は、４台の２液プランジャーポンプ５０を、注入管２０の各ロッド２４と接続する場合の接続例を示した図である。２液プランジャーポンプ５０は、Ａ液を供給するポンプとＢ液を供給するポンプとを含み、各ポンプが接続管５１と接続管５２に接続される。

接続管５１は、Ａ液を供給するロッド２４ａと接続され、接続管５２は、Ｂ液を供給するロッド２４ｂと接続される。接続管５１内へ供給されたＡ液は、ロッド２４ａを通してモニタ２７へ運ばれる。接続管５２内へ供給されたＢ液は、ロッド２４ｂを通してモニタ２７へ運ばれる。モニタ２７は、混合部２９でＡ液とＢ液とを混合し、吐出部３２から下方の土壌へ向けて噴射する。

ここで、本方法に類似する工法として知られている、薬液注入工法について簡単に説明しておく。薬液注入工法は、任意に硬化時間を調節することができる薬液を地盤に注入し、地盤の強度を高める工法である。この薬液注入工法では、薬液を注入し、良好にまとまった固結形状にするための薬液の浸透面となる割裂面積の許容限界となる限界注入速度以下の注入速度を用いることが必要条件とされている。このため、現場の注入工事で実用上使用される最大の注入速度は、２０Ｌ／ｍｉｎ以下の注入速度とされている。したがって、例えば約２５Ｌ／ｍｉｎの注入速度で注入材を供給できる２液プランジャーポンプ１台のみが使用される。

本方法では、径が大きな杭の引き抜きにより形成される大きな空隙を、しかも離れた箇所から即時に充填するため、２０Ｌ／ｍｉｎを超える、例えば５０Ｌ／ｍｉｎ以上の注入速度が必要とされる。図６に示す例では、１台当たり約２５Ｌ／ｍｉｎの注入速度で注入材を注入できる４台の２液プランジャーポンプ５０を使用し、約１００Ｌ／ｍｉｎの注入速度で注入するように構成している。しかしながら、これに限られるものではなく、５０Ｌ／ｍｉｎ以上の速度で注入することができれば、２台もしくは３台または５台以上の供給ポンプを使用してもよい。また、１液からなる注入材の場合、５０Ｌ／ｍｉｎ以上の速度で供給することができれば、供給ポンプは１台であってもよい。

再び図５を参照して、容器４５に収容される薬剤としては、促進剤を含む薬剤が使用され、容器４６に収容される薬剤としては、硬化剤を含む薬剤が使用される。容器４７には、高炉セメントＢ種が収容される。

Ａ液は、水に高炉セメントＢ種、促進剤（沈降材入り）を加えて練り上げた液で、Ｂ液は、水に硬化剤を加えて練り上げた液とされる。Ａ液は、容器４４から水中ポンプ４８により適量の水を加え、容器４７、４５からミキサー４２へ適量の高炉セメントＢ種（例えば１８７．５ｋｇ）、促進剤（沈降材入り）（例えば１０ｋｇ）を投入し、混練することにより作製される。Ｂ液も同様に、容器４４から水中ポンプ４８により適量の水を加え、容器４６からミキサー４３へ適量の硬化剤（例えば３５ｋｇ）を入れ、混練することにより作製される。Ａ液、Ｂ液に添加される水の量は、練り上がりに影響を与えるため、一定の精度が必要であり、水計量器を使用して計量することが望ましい。

Ａ液、Ｂ液は、供給ポンプ４０、４１により別々に注入管２０へ供給され、注入管２０内で混合され、注入材が作製される。

注入材は、注入管２０から注入した後、土壌中を広く浸透せず、杭１０を引き抜くことにより出来た負圧の空隙に入り込むように比較的粘性が低い液体が好ましく、また、即座にゲル化するものが好ましい。浸透を防止するためには、注入材が流動性を失い、粘性が急激に増加するまでの時間（ゲルタイム）が、６０秒程度であることが望ましい。

上記のＡ液とＢ液を混合すると、短時間でゲル化するが、ゲルタイムは、これらの割合を変えることにより調整することができる。このように短時間でゲル化するため、土壌へ流出させる直前の、注入管内で混合するようにしている。なお、ゲル化は、注入材が流動している間は生じないので、１つの液からなる注入材を注入管内へ供給し、地盤内へ吐出させてもよい。

再び図１を参照して、ステップ１０５では、杭抜き機を、撤去する杭１０に近隣した位置に設置する。杭抜き機の設置後、ステップ１０６で、ケーシングによる削孔を行う。ケーシングは、杭頭の周囲を包囲するように設置され、地面に対して垂直に設置されているかを水平器により確認した後、オーガーにより回転され、地盤が削孔される。

図７を参照して、ケーシングおよび杭抜き機について説明する。杭抜き機６０は、図７（ａ）に示すように、伸縮可能な棒状部材（ブーム）６１を備えるクレーン６２を本体とし、枠部材（ケーシング）６３を回転させ、地盤を掘削する回転手段（オーガー）６４と、オーガー６４を吊支し、オーガー６４を昇降可能にする昇降手段（リーダ）６５と、ケーシング６３により地盤を掘削する際に地盤からリーダ６５に働く反力を受ける反力台６６とを備えている。

杭抜き機６０は、本体に、リーダ６５を取り付け、オーガー６４を取り付け、最後にケーシング６３を取り付けることにより組み立てられる。オーガー６４は、モータを備え、リーダ６５に沿って昇降するともに、ケーシング６３を一定の方向に回転させる。

ケーシング６３は、図７（ｂ）に示すように、鋼製の中空円筒状の枠部材で、先端に先鋭な削孔部材である削孔ビット６７と、側面に複数の一列に並び、確認用の窓として使用される開口部６８とを備えている。ケーシング６３は、中空の内径が、杭１０の径より大きく、杭１０の周囲の地盤を掘削し、地盤に挿入される。

ケーシング６３は、先端に水を噴射するための穴を有する。このため、ケーシング６３による削孔は、水を噴射しながら行われる。ケーシング６３は、１本の長い部材であってもよいが、複数本が接続可能な構造とされ、所定の深さだけ挿入される毎に接続してもよい。ケーシング６３は、回転、降下、接続を、杭１０の先端と略同じ深さに達すまで繰り返すことにより地盤に挿入される。

図８に、ケーシング６３のセットからケーシング６３による削孔完了までの様子を示す。図８（ａ）は、杭１０の中心に、ケーシング６３の中心を合わせ、杭抜き機６０を設置している様子を示した図である。杭１０の直上にケーシング６３が配置できる範囲内に杭抜き機６０を設置し、本体を回転およびブーム６１を前後に移動させる等して、断面が円形の杭１０の中心に、断面がリング状のケーシング６３の中心を合わせる。

図８（ｂ）は、杭１０の外周を、ケーシング６３の先端から水を噴射し、地盤の土をほぐしながら削孔している様子を示した図である。ケーシング６３は、露出した杭頭の外周を包囲するように配置され、オーガー６４により回転され、リーダ６５に沿って降下され、これにより、杭１０の外周が削孔される。このとき、先端から水を噴射することで、土壌が泥状になりケーシング６３に付着しやすくなるが、削孔しやすくなる。噴射した水は、濁水となるが、濁水は、水中ポンプ等を使用して適宜くみ上げ、浮遊物や泥土等を取り除き、ｐＨ調整等の処理を行い、河川へ放流することができる。

図８（ｃ）は、予定した深さまでケーシング６３を挿入し、ケーシング６３による削孔が完了した様子を示した図である。予定した深さまでケーシング６３を挿入すると、杭１０の周囲をケーシング６３で覆った状態になる。

再び図１を参照し、ステップ１０７では、ケーシング６３の側面に設けられた開口部６８より内部の杭１０の自沈もしくは回転を確認し、杭１０の縁切りを行う。

杭１０は、周囲の土壌と密着している。杭１０の周囲をケーシング６３で削孔し、周囲の土壌と完全に縁切りされると、杭１０が周囲の土壌により支持されなくなり、杭１０の周囲は泥土化し、やわらかくなっているため、自重により自沈し、また、ケーシング６３と杭１０との間には泥土化した土壌が詰まった状態で存在しているため、ケーシング６３とともに回転する。これらのことから、自沈もしくは一緒に回転しているかを確認することで、縁切りが完了したか否かを判断する。

縁切りが完了したところで、ステップ１０８へ進み、ケーシング６３を、低速で回転させながら引き上げる。ケーシング６３は、引き上げ時、削孔時と同じ方向に回転される。複数本を接続した場合は、接続部分を地面から１ｍ程度引き上げた段階で回転を止め、上側に接続されたケーシングを取り外す。ステップ１０３およびステップ１０５～ステップ１０８の作業は、ステップ１０４の作業と並行して実施してもよい。

ケーシング６３の引き上げが完了した後、ステップ１０９で、注入材の充填準備を行う。注入材の充填準備は、上記のＡ液、Ｂ液の作製等である。ステップ１１０では、ケーシング６３に紐状部材である玉掛けワイヤー７０を取り付ける。ステップ１０９の作業は、ステップ１１０の作業と並行して実施してもよい。

図９に、ケーシング６３の引き上げから玉掛けワイヤー７０の取り付けまでの様子を示す。図９（ａ）は、ケーシング６３を削孔時と同じ方向に回転させながら引き上げている様子を示した図である。ケーシング６３は、ケーシング６３の周囲の泥土化した土壌が抵抗となってそのまま引き上げることが難しいため、回転させながら引き上げられる。回転方向は、ケーシング６３の回転をスムーズに行わせるため、削孔時と同じ方向とされている。このとき、ケーシング６３で削孔された孔６９の中に杭１０が挿入された状態となる。

ケーシング６３は、ジャーミング現象が発生し、地盤中で締め付けられ、回転させることができない場合、無理に回転させて引き上げることも可能であるが、周囲の地盤が崩壊するおそれがあるため、ケーシング６３の滑りを良くし、締め付けを弱め、回転させながら引き上げることが望ましい。ケーシング６３の滑りを良くするためには、油等の潤滑剤を使用することができるが、土壌を汚染するため、植物性の原料を用いた薬剤が望ましい。

本方法では、法面植栽吹付工事において植栽の接着に使用される植物性の原料を用いた粘結剤が望ましいことを見出した。この粘結剤をケーシング６３の外表面に沿って注入することで、ケーシング６３の滑りが良くなり、地盤中での締め付けを弱め、ケーシング６３の回転を容易にし、ケーシング６３を回転させながら引き上げることができる。

図９（ｂ）は、ケーシング６３の引き上げが完了した様子を示した図である。引き上げられたケーシング６３は、泥土が付着しているため、高圧洗浄機等により付着した泥土を洗い流す。図９（ｃ）は、ケーシング６３に玉掛けワイヤー７０を取り付けた様子を示した図である。泥土を洗い流した後のケーシング６３の先端、すなわち削孔ビットが設けられた側の端部に、輪を形成したワイヤーの当該輪を掛ける。

再び図１を参照し、ケーシング６３の先端に玉掛けワイヤー７０を取り付けた後、ステップ１１１へ進み、注入材の注入を開始し、杭１０の引き抜きを開始する。杭１０を引き抜く際、挿入された注入管２０から注入材を注入し、引き抜きにより生じた空隙に注入材を即座に充填する。注入材は、図５に示した供給ポンプ４０、４１を起動させ、Ａ液、Ｂ液を別々に注入管２０内へ供給し、注入管２０内で混合することにより作製され、注入口から噴射される。

図１０に、ケーシング６３の挿入から杭１０の引き上げまでの様子を示す。図１０（ａ）は、玉掛けワイヤー７０を取り付けたケーシング６３を再び地盤の所定の深さまで、ケーシング６３を回転することなく挿入している様子を示した図である。ケーシング６３を回転しながらケーシング６３を挿入すると、ケーシング６３に取り付けた玉掛けワイヤー７０が外れてしまうため、ケーシング６３は、回転させずに挿入する。

図１０（ｂ）は、玉掛けワイヤー７０を杭１０に取り付け、玉掛けワイヤー７０が杭１０に固定されたことを確認した後、ケーシング６３を引き上げている様子を示した図である。玉掛けワイヤー７０は、ケーシング６３に緊張した状態で取り付けられており、引き上げる際、その緊張を解く。この状態で、ケーシング６３のみを引き上げる。そして、玉掛けワイヤー７０を再度緊張させて、杭１０に玉掛けワイヤー７０を取り付ける。

図１０（ｃ）は、玉掛けワイヤー７０を少しずつ引き上げ、杭１０を引き抜いている様子を示した図である。図１０（ｂ）に示すようにして杭１０に玉掛けワイヤー７０を固定した後、玉掛けワイヤー７０の他端をブーム６１の先端に取り付け、上方に引き上げることで杭１０を引き上げる。

玉掛けワイヤー７０は、図１１に示すように、一端に小さい輪７１を作り、他端をその小さい輪７１を通すことでケーシング６３や杭１０の周囲に掛ける大きい輪７２を作ることにより作成される。この小さい輪７１は、安全帯等で使用されるフックとしてもよい。ケーシング６３の周囲に取り付けるときは、大きい輪７２にケーシング６３を通してケーシング６３の周囲に掛け、玉掛けワイヤー７０の他端を、ケーシング６３から離れる方向に引っ張ることでケーシング６３の周囲に密着させる。

ケーシング６３から杭１０へと掛ける部材を変える場合は、玉掛けワイヤー７０の他端を引っ張るのをやめて緊張を解き、緩んだ状態にしてケーシング６３を引き上げる。玉掛けワイヤー７０の大きい輪７２は、ケーシング６３に密着した状態から解放されるため、ケーシング６３が引き上げられても、ケーシング６３が引き上げられるのみで、玉掛けワイヤー７０の輪の部分は地中のその深さ位置に留まり続ける。このとき、杭１０の周囲を取り囲むように配置された状態となる。

このため、玉掛けワイヤー７０の他端を、再び引っ張ることで、杭１０の周囲に密着して固定することができる。このように杭１０に玉掛けワイヤー７０が固定されるため、玉掛けワイヤー７０を引き上げることで杭１０を引き抜くことができる。

杭１０の引き抜きは、注入管２０から、少なくとも杭１０の径に応じて決定された流量で注入材を地盤内へ注入することにより行われる。例えば、約１ｍの径に対しては、設計注入量を５０～２００Ｌ/ｍｉｎとすることができる。注入材の注入は、供給ポンプ４０、４１の圧送圧力、土圧、杭１０の引き抜きにより発生する負圧によって行われる。

杭１０の引き抜き作業では、杭１０を一定の高さだけ引き上げる毎に、一定量の注入材が注入されたかどうかを確認することができる。杭１０を一定の高さだけ引き上げ、それと同時に注入材の注入を行うが、一定の高さだけ引き上げることにより形成された空隙へ注入材が注入されたか否かは、その空隙への注入が終わり、ケーシング６３による削孔で出来た杭１０の周囲の隙間等を通して地上に注入材が漏洩してきたか否かにより確認することができる。なお、杭１０の引き抜き作業は、杭１０を連続して引き上げ、注入材の注入も連続して行うことも可能である。

設計注入量を一般の薬液注入工法に比較して多い注入量とし、かつ注入材を比較的粘性が低い液体のものを使用することで、杭１０から注入管２０の設置位置が離れていても、杭１０の引き上げにより形成された空隙に瞬時に充填することができる。注入材は、土壌中に噴射すると、粘性が低いことから、比較的軟らかく、土粒子間の隙間が大きい支持層１１上の土壌を広がるように流れようとするが、杭１０の引き上げにより空隙が形成されると、空隙が負圧であるため、空隙へ向かう流路が形成され、集中的に空隙へ流れることになる。

本方法では、粘性の低い液体の注入材を使用し、かつ注入材の注入速度を速くし、注入量を多くしているため、空隙が形成されると瞬時にその空隙内に注入材を充填することができる。また、地盤に他に空隙がある場合でも、当該他の空隙へも注入材を注入することができる。したがって、空隙へ向けて周囲の地盤が崩壊してその空隙へ入り込み、地盤が沈下することを確実に防止することができる。

再び図１を参照して、ステップ１１２では、杭１０を切断するかを判断する。ステップ１１２の判断は、杭１０を一定の高さだけ引き上げる毎に注入材の注入量を確認する際に実施することができる。杭１０を切断するか否かは、杭１０の長さが７ｍ以上か否かにより判断する。杭１０の長さが７ｍ未満であれば、切断することなく、杭１０を引き抜く。一方、杭１０の長さが７ｍ以上の場合、ステップ１１３へ進み、注入材の注入を中断し、パイプカッター等の切断手段を使用し、杭１０を切断する。

杭１０は、切断後、切断面下部の杭が削孔穴に落下するのを防止するため、図１２に示すように、落下防止用ワイヤーロープ７３を巻き付け、シートパイル７４や作業用足場に緊結し、仮止めする。

注入材は、形成された空隙の充填のほか、ケーシング６３により削孔された杭１０の周囲の隙間を通して地上へ流出する。上記の杭の切断や落下防止用ワイヤーロープ７３の取り付け等の作業は、杭１０の周囲での作業であるため、注入材が硬化してある程度の強度を有する状態にならないと実施することができない。

しかしながら、本方法で使用される注入材は、ゲルタイムが短く、即時に所定の強度を発現するため、上記作業を即時に実施することができる。このため、施工期間を短縮し、作業効率を向上させることができる。

切断した杭１０ａから玉掛けワイヤー７０を外し、ステップ１１０へ戻り、仮止めされた切断面下部の杭１０ｂに取り付け、再び注入材を注入しながら玉掛けワイヤー７０を引き上げ、同じく杭を切断するか否かを判断する作業を繰り返す。

ステップ１１２で杭１０を切断しないと判断した場合は、ステップ１１４へ進み、引き抜きが完了したかどうかを判断する。完了していない場合は、ステップ１１１へ戻り、注入材を注入しながら玉掛けワイヤー７０を引き上げる。

ステップ１１４で杭１０の引き抜きが完了した後、ステップ１１５で注入管２０を引き抜き、ステップ１１６で他にも引き抜く杭１０が存在するかを確認する。存在する場合は、注入管２０を引き抜き、ステップ１０４へ戻る。

一方、ステップ１１６で引き抜く杭が存在しない場合、ステップ１１７へ進み、注入プラントを解体し、トラック等に乗せて搬出するとともに、杭抜き機６０も解体し、本体を低床トレーラに載せ、その他のリーダやオーガー等をトラックに乗せ、搬出する。そして、ステップ１１８で作業を終了する。

本方法では、注入材としてゲルタイムが短い注入材を使用するため、杭１０を撤去した後の杭１０が存在していた地盤上での作業も即時に実施することが可能であり、その地盤に注入管建込装置を設置し、注入管２０を引き抜くことができる。

注入管２０は、上記の注入管建込装置を使用するほか、クレーンにより吊り下げられたバイブロハンマーを使用して地盤に設置することも可能である。バイブロハンマーは、杭を掴むチャック部を有し、振動力を杭に加え、杭の周辺摩擦力や先端抵抗力を低減させて地盤に挿入する機械である。

また、注入管２０は、ケーシング６３の外周に溶接する等して取り付けられ、ケーシング６３の挿入と同時に挿入してもよい。ケーシング６３は、地盤への挿入時、水を噴射し、先端に設けられた削孔ビットにより地盤を削孔しながら挿入される。このため、図１３（ａ）に示すように、ケーシング６３の外周には、水を供給するための管８０も溶接等して取り付けられる。管８０は、一定の量の水を供給するため、少なくとも２本設けられる。

ケーシング６３に注入管２０を取り付ける場合、少なくとも２本設けられる管８０のうちの少なくとも１つに、矢線Ｃに示す回転方向の後方側に、管８０と並ぶように取り付けることができる。図１３（ａ）に示す例では、管８０が２本取り付けられており、２本の管８０の回転方向の後方側に２本の注入管２０が取り付けられている。

注入管２０と管８０は、図１３（ｂ）に示すように、ケーシング６３の外面の長手方向に沿って延びるように取り付けられる。注入管２０と管８０の注入口は、ケーシング６３の先端から突出した部分にあり、ケーシング６３内に向けて噴射することができるように形成されている。

ケーシング６３に注入管２０を取り付けて使用する場合、杭１０に玉掛けワイヤー７０を取り付けた後、管８０から水を噴射させながらケーシング６３により削孔し、杭１０の周囲をケーシング６３で覆った状態にする。そして、注入管２０から注入材を注入しながら、杭１０をケーシング６３とともに引き抜いていく。

杭１０およびケーシング６３は、例えば５０ｃｍ引き上げ、そこで一旦停止し、所定の注入量の注入を行い、注入が完了したところで、再び５０ｃｍ引き上げることを繰り返して、引き抜くこともできるし、杭１０の引き抜き速度に合わせて注入材を連続的に供給して、引き抜くこともできる。

杭１０およびケーシング６３の長さが長い場合、杭１０およびケーシング６３を途中で切断し、再び玉掛けワイヤー７０を取り付けて残りの杭１０およびケーシング６３を引き上げることができる。その際、ケーシング６３に取り付けられた管８０と注入管２０とを一緒に切断することができる。

注入材の注入量は、杭１０およびケーシング６３を引き上げることにより形成される空隙の体積分の量とすることができる。

図１３に示した例では、内側の杭１０を引き抜く際、杭１０が注入管２０に当たり、破損しないように、ケーシング６３の外周に注入管２０を取り付けているが、これに限られるものではない。したがって、引き抜く際に、杭１０が当たらない程度の隙間を設けることができれば、ケーシング６３の内側に注入管２０を取り付けてもよい。ケーシング６３の内側に注入管２０を取り付けることで、杭１０の引き抜き跡を、より速く充填することが可能となる。なお、ケーシング６３の内側に注入管２０を取り付ける場合、注入管２０は、注入口がケーシング６３の先端から突出しない部分に位置するように取り付けることが望ましい。これは、注入管２０の外側を覆うようにケーシング６３が存在することで、吐出した注入材がそれ以上外側へは移動せず、内側の杭１０の引き抜き跡をより早く充填することができるからである。

また、ケーシング６３の外周に取り付ける場合、図１３（ｂ）に示すように、注入管２０の先端の注入口が下方に向いたものでもよいが、杭１０が存在する内側へ向くように湾曲させる等の加工が施されたものであってもよい。注入管２０の先端の注入口を内側に向けることで、ケーシング６３の引き抜き跡、およびその内側の杭１０の引き抜き跡をより速く充填することができる。

注入管２０をケーシング６３に取り付けて建て込む場合、ケーシング６３に事前に注入管２０が取り付けられていることから、事前取付型の注入管９０が使用される。事前取付型の注入管９０の構造の例を、図１４に示す。なお、図１４に示した構造は一例であり、この構造に限定されるものではない。

図１４に示した注入管９０は、平行に設けられた２本の円柱状のパイプであるロッド９１、９２を含む。ロッド９１、９２は、Ａ液、Ｂ液を別々に供給するための流路を形成する。１液のみを供給する場合は、ロッドは１本でよい。ロッド９１、９２は、必要に応じて長さ方向に複数に分割可能とされ、接続部材を使用し、長さ方向に差し込む等して連結することができる。

注入管９０の頂部には、ロッド９１、９２の各々と、各接続管５１、５２とを接続するための各導入口を備えた導入部材９３が設けられる。導入部材９３と、各接続管５１、５２とは、長さ方向に差し込む等して連結される。

また、注入管９０は、ロッド９１、９２の下端に接続される先端部材９４を含む。先端部材９４は、Ａ液、Ｂ液の導入口９５、９６と、導入口９５、９６に連続し、各液を混合し、注入材を作製するための空間（混合室９７）と、混合室９７と外部の地盤とを連絡する注入口９８とを有する。

注入口９８は、注入管９０の断面の中心部にある混合室９７から径方向へ向けて注入管９０の外側面にまで延び、その内部に、外部からの逆流を防ぐための逆止弁９９が設けられる。逆止弁９９は、注入口９８内であれば、地盤側、混合室側、中央等のいずれの位置に配設されていてもよい。逆止弁９９は、混合室９７内の注入材の背圧により、弁体が逆流を防止するように作動する弁で、弁体の型式によりリフト式やスウィング式等がある。リフト式は、弁体が鉛直方向に移動して開閉するタイプで、スウィング式は、弁体がヒンジを支点としてドアのように回転して開閉するタイプである。

このとき、注入口９８と逆止弁９９との間には、隙間が生じるので、その隙間を埋め、逆止弁９９が注入材に押されて外部へ飛び出さないように固定するための封止部材（シール材）が設けられる。シール材は、例えばシリコンからなる中空円筒形のものとし、注入口９８に嵌め込んで使用することができる。シール材は、注入口９８との間に摩擦抵抗を生じて、注入材による逆止弁９９の押し出しに抵抗する。注入材の供給圧であれば、シール材は逆止弁９９を充分に固定することができる。

しかしながら、注入材の供給圧の数倍から数十倍といった大きい圧力をかけると、シール材は、逆止弁９９ごと外部へ押し出される。そこで、注入管９０内の洗浄では、このような高圧にした水を供給し、逆止弁９９とシール材を外部へ押し出し、混合室９７内から注入口９８まで簡単かつ短時間で洗浄することができる。逆止弁９９およびシール材は、洗浄および乾燥した後、注入口９８に嵌め込むだけで簡単に取り付けることができる。

図１４に示す例では、注入口９８が紙面に向かって左右両方に設けられ、左右両方に注入材を噴射することができるようになっているが、空隙が存在する片方のみに設けられ、片方のみに噴射するように構成されていてもよい。また、注入口９８は、深さ方向に向いた注入管９０の先端に設けられ、先端から深さ方向に噴射するように構成されていてもよい。

図１４に示した注入管９０をケーシング６３に取り付けて使用する場合、注入管９０の頂部には、接続部材としてスイベルを介して注入材を構成するＡ液、Ｂ液をそれぞれ供給するための管（ホース）が接続される。ここで使用されるスイベルは、固定されているため、回転はしない。

注入管９０がケーシング６３に取り付けられる場合は、杭１０とともに引き上げられ、引き上げにより形成されるケーシング６３のリング状の抜け跡（空隙１）に注入材が即座に入り込み、また、その中心に出来た杭１０の抜け跡（空隙２）へ向けて、空隙１に充填された注入材が空隙２の周囲から流入し、空隙２を埋める。また、注入管９０の注入口９８がケーシング６３の引き上げに伴って移動し、常に空隙２に近い位置に注入口９８が存在する。このため、注入管９０が１本のみであっても、空隙１、２を即座に注入材で充填することができる。

一方、図３に例示した削孔建込型の注入管２０では、吐出部３２の位置は杭１０が引き上げられても変わらないため、吐出部３２から杭１０の引き上げにより形成される空隙までの距離が次第に長くなり、空隙を即座に注入材で充填することが難しくなる。このため、少なくとも２本の異なる長さの注入管２０を設置している。

このように異なる長さの注入管２０を設置する場合、杭１０の引き上げ開始時は、長い方の注入管２０から注入材を注入し、途中で、短い方の注入管２０から注入材を注入することになる。そこで、最初は、各液を供給する２本の管を長い方の注入管２０に接続して注入材を注入し、途中で短い方の注入管２０に繋ぎ変え、短い方の注入管２０から注入材を注入することができる。

しかしながら、このような繋ぎ変えは、時間や手間がかかる。そこで、図１５（ａ）に示すような切替装置１１０を用い、切り替えを簡単に行えるようにすることができる。切替装置１１０は、三方向に流体の出入口を有する２つの三方弁１１１、１１２を含む。三方弁１１１、１１２は、１つの入口と、２つの出口とを有する。三方弁１１１の１つの入口は、例えばＡ液を供給する管（ホース）１１８と接続され、２つの出口は、長さが異なる２つの注入管２０に接続された各スイベル１１４、１１５にホース１１６、１１７を介して接続される。

三方弁１１２も同じく、１つの入口は、例えばＢ液を供給するホース１１３と接続され、２つの出口は、長さが異なる２つの注入管２０に接続された各スイベル１１４、１１５にホース１１９、１２０を介して接続される。三方弁１１１、１１２は、同じ構造であるため、三方弁１１１についてのみ説明し、三方弁１１２についてはその説明を省略する。

三方弁１１１は、略９０°回転可能なレバー１１１ａを有し、その内部は、例えば図１５（ｂ）に示すように、円柱状の空洞１２１と、空洞１２１と各出入口とを繋ぐ３つの連通路１２２～１２４と、レバー１１１ａの回転に伴って回転するＬ字状の通路１２５とを有している。

図１５（ｃ）に示すように、レバー１１１ａが位置Ｄにあるとき、すなわち一端を中心に回転するレバー１１１ａの他端が位置Ｄにあるとき、Ｌ字状の通路１２５は、ホース１１８が接続される連通路１２２と、ホース１１６が接続される連通路１２３とを繋ぎ、ホース１１８を流れてきたＡ液を、ホース１１６へと流し、スイベル１１４へ供給する。

レバー１１１ａの他端を矢線Ｅの方向へ傾けることによりレバー１１１ａを回転させると、レバー１１１ａの回転に伴って内部のＬ字状の通路１２５も回転する。レバー１１１ａの他端が位置Ｆに到達すると、通路１２５は、ホース１１８が接続される連通路１２２と、ホース１１７が接続される連通路１２４とを繋ぐ形となる。これにより、ホース１１８を流れてきたＡ液を、ホース１１７へと流し、スイベル１１５へ供給することができる。

切り替えについて、Ａ液のみを参照して説明してきたが、Ａ液を切り替える際、Ｂ液も同時に切り替える。切り替えを行うと、スイベル１１４へはＡ液、Ｂ液が供給されなくなるので、スイベル１１５へＡ液、Ｂ液を供給している間に、スイベル１１４からホース１１６、１１７を外し、別のスイベルにホース１１６、１１７を接続することで、スイベル１１４から当該別のスイベルへさらに切り替えることが可能となる。長さが異なる注入管２０を３本以上設置する場合は、このようにして切り替える毎に別のスイベルに接続し直すことで、連続して各注入管２０から注入材を注入することができる。

以上に説明してきたように、本方法を採用することで、適切に注入材を注入しながら埋設物を撤去することができる。したがって、周囲に構造物が存在する場合でも、その構造物の沈下を防止しつつ、埋設物を撤去することができる。

これまで本発明の埋設物の撤去方法について図面に示した実施形態を参照しながら詳細に説明してきたが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態や、追加、変更、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。

１０、１０ａ、１０ｂ…杭
１１…支持層
２０、２０ａ～２０ｃ、９０…注入管
２１、１１４、１１５…スイベル
２２、２３、８０…管
２４、２４ａ、２４ｂ、９１、９２…ロッド
２５…内管
２６…外管
２７…モニタ
２８…二重管部
２９…混合部
３０…ボール
３１…バネ部
３２…吐出部
４０、４１…供給ポンプ
４２、４３…ミキサー
４４～４７…容器
４８…水中ポンプ
４９…発電機
５０…２液プランジャーポンプ
５１、５２…接続管
６０…杭抜き機
６１…ブーム
６２…クレーン
６３…ケーシング
６４…オーガー
６５…リーダ
６６…反力台
６７…削孔ビット
６８…開口部
７０…玉掛けワイヤー
７１、７２…輪
７３…落下防止用ワイヤーロープ
７４…シートパイル
９３…導入部材
９４…先端部材
９５、９６…導入口
９７…混合室
９８…注入口
９９…逆止弁
１１０…切替装置
１１１、１１２…三方弁
１１１ａ…レバー
１１３、１１６～１１９…ホース
１２１…空洞
１２２～１２４…連通路
１２５…通路

Claims (10)

1. 埋設物を撤去する方法であって、
   前記埋設物から一定以上の距離離間した位置に注入管を設置する工程と、
   中空の枠部材を、前記埋設物と前記注入管が設置される周囲の土壌とを縁切りするために前記埋設物の周囲を包囲するように地盤に挿入する工程と、
   挿入した前記枠部材を、前記地盤から引き上げる工程と、
   前記埋設物に紐状部材を取り付ける工程と、
   前記紐状部材を吊り上げることにより前記埋設物を引き上げるとともに、少なくとも前記埋設物の径に応じて決定された流量で前記注入管から注入材を前記地盤内へ注入する工程と
   を含む、埋設物の撤去方法。
2. 前記注入管を設置する工程では、前記埋設物の径方向へ該埋設物から所定の距離ほど離間して深さが異なる少なくとも２つの孔を形成し、長さが異なる少なくとも２本の注入管を設置する、請求項１に記載の埋設物の撤去方法。
3. 前記注入材を注入する工程では、前記埋設物の位置に応じて、前記少なくとも２本の注入管のうちの１本を選択し、選択した注入管から前記注入材を注入する、請求項２に記載の埋設物の撤去方法。
4. 前記注入材を注入する工程では、切替装置により前記注入材を供給する注入管を切り替える、請求項２または３に記載の埋設物の撤去方法。
5. 前記注入材の流量は、前記埋設物の引き上げ速度と前記埋設物の径とに基づき決定する、請求項１～４のいずれか１項に記載の埋設物の撤去方法。
6. 前記注入材は、水と、硬化剤と、促進剤と、高炉セメントＢ種とを含む、請求項１～５のいずれか１項に記載の埋設物の撤去方法。
7. 前記注入管は、前記埋設物から少なくとも０．２ｍ以上離間して設置される、請求項１～６のいずれか１項に記載の埋設物の撤去方法。
8. 前記紐状部材を前記枠部材に取り付ける工程と、
   前記紐状部材を取り付けた前記枠部材を、前記埋設物の周囲を包囲するように前記地盤に挿入する工程と
   を含む、請求項１～７のいずれか１項に記載の埋設物の撤去方法。
9. 前記枠部材を引き上げる工程は、前記枠部材の外表面に沿って植栽の接着に使用される粘結剤を注入する工程を含む、請求項８に記載の埋設物の撤去方法。
10. 埋設物を撤去する方法であって、
    前記埋設物に紐状部材を取り付ける工程と、
    注入材を注入するための注入管を取り付けた中空の枠部材を前記埋設物の周囲を包囲するように地盤に挿入することにより、前記埋設物から一定以上の距離離間した位置に前記注入管を設置する工程と、
    前記紐状部材を吊り上げることにより前記埋設物を引き上げるとともに、前記枠部材を引き上げながら、少なくとも前記埋設物の径に応じて決定された流量で前記注入管から注入材を地盤内へ注入する工程とを含む、埋設物の撤去方法。
    

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