JP6834041B1

JP6834041B1 - 杭抜き方法

Info

Publication number: JP6834041B1
Application number: JP2020024227A
Authority: JP
Inventors: 藤井　健之; 健之藤井; 守大枝
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-02-17
Filing date: 2020-02-17
Publication date: 2021-02-24
Anticipated expiration: 2040-02-17
Also published as: JP2021127654A

Abstract

【課題】地盤中の既設杭を確実に除去することが可能な杭抜き用グラブ及び杭抜き方法を提供する。
【解決手段】基部２と、基部２に上端側がヒンジ６を介して接続され下端側が揺動可能となっており、前記下端側を閉じることによって地盤Ｇ中の既設杭Ｐを掴むことが可能な、それぞれ半円筒面状をなす一対のグラブ本体３と、既設杭Ｐを掴む際に、一対のグラブ本体３のそれぞれのグラブ本体３に異なる揺動角度を与えることが可能なグラブ駆動機構４と、を有する杭抜き用グラブ１を構成する。
【選択図】図１

Description

この発明は、地盤中の既設杭を引き抜くための杭抜き用グラブ及び杭抜き方法に関する。

ビルやマンションなどの建物の建設現場においては、固い地盤まで杭が埋設され、この杭によって建物が安定的に支持される。そして、建物の建て替え時においては、この建物を支持していた既設杭（地盤に埋設された状態の杭）も併せて撤去される。

既設杭の撤去作業においては、既設杭の上方からハンマーを自由落下させ、その際の衝撃力によって掘削を行う方法（落下衝撃破砕法）が採用されることがある。しかしながら、この方法は、振動や騒音が大きいため、住宅などの建物が密集する都市部での実施が困難である。

例えば特許文献１には、作業時に振動や騒音が発生しにくい既設杭の撤去方法が提案されている。この方法は、まず、鋼管の先端に掘削ビットが取り付けられたケーシング５０を全周回転掘削機１５０によって回転させて、基礎杭２００のある深さまで地面２５０を掘り進める。次に、このケーシング５０の内部にクレーン１０によって地中基礎杭用解体装置１００を所定の位置に下ろし、この地中基礎杭用解体装置１００が有するストッパ１０５をケーシング５０内面側に突出させる。

この状態で、ケーシング５０を全周回転掘削機１５０によって回転させると、基礎杭２００の周囲をアーム１０１が回り、このアーム１０１の先端に設けられた先端ブレード１０１ａが基礎杭２００の表面に当接し、この先端ブレード１０１ａによって基礎杭２００が切断される。このようにして切断された基礎杭２００の切断片２０１をアーム１０１によって取り出す（特許文献１の段落００１７〜００２４、図４、図５など参照）。

特開２０１９−１１５５１号公報

地盤中に埋設された既設杭は、その軸心がケーシングの軸心から偏心していたり、鉛直方向から傾斜していたりすることがある。この場合、特許文献１に示す構成によると、ケーシング５０と同軸に回転するアーム１０１に設けられた先端ブレード１０１ａが基礎杭２００の表面に均等に当接しない。このため、基礎杭２００を十分切断することができず、切断片２０１を確実に除去することができない虞がある。

そこで、この発明は、地盤中の既設杭を確実に除去することを課題とする。

上記の課題を解決するため、この発明においては、基部と、前記基部に上端側がヒンジを介して接続され下端側が揺動可能となっており、前記下端側を閉じることによって地盤中の既設杭を掴むことが可能な、それぞれ半円筒面状をなす一対のグラブ本体と、前記既設杭を掴む際に、前記一対のグラブ本体のそれぞれのグラブ本体に異なる揺動角度を与えることが可能なグラブ駆動機構と、を有する杭抜き用グラブを構成した。

このように、一対のグラブ本体のそれぞれが異なる揺動角度となることにより、地盤中の既設杭の偏心状態や傾斜状態に関係なく、この既設杭を確実に掴んで引き抜くことができる。

前記構成においては、前記一対のグラブ本体が下端に向かうほど先細となっており、前記一対のグラブ本体の下端側を閉じることによって、その下端内側に土砂を掬う受け部が形成される構成とすることができる。

このように、一対のグラブ本体の下端に受け部が形成されることにより、この一対のグラブ本体をハウジング内から土砂を除去するためのツールとして用いることができる。このため、土砂の除去工程に続いて既設杭の引き抜き工程を行う際にツールの交換作業が不要となり、一連の作業をスムーズに行うことができる。

前記各構成においては、前記グラブ駆動機構が、前記一対のグラブ本体のそれぞれに対応して設けられる油圧シリンダと、前記油圧シリンダとこれに対応する前記グラブ本体をそれぞれ連結するリンク機構と、前記各油圧シリンダにそれぞれ接続される油圧管と、前記油圧管を介して前記各油圧シリンダに等圧の作動油を供給する油圧装置と、を有する構成とすることができる。

この構成によると、既設杭がケーシングの軸心から偏心していたり、鉛直方向から傾斜していたりすると、一対のグラブ本体の下端を閉じることによって、まず一方のグラブ本体が既設杭に当接する。そして、一方のグラブ本体の当接状態が保持されたまま、他方のグラブ本体がさらに閉じて既設杭に当接する。このとき、各油圧シリンダには油圧装置から等圧の作動油が供給されていることから、既設杭と各グラブ本体との当接力は等しい。このため、既設杭の偏心状態や傾斜状態に関係なく、一対のグラブ本体によってこの既設杭を安定的に掴むことができる。

前記各構成においては、前記一対のグラブ本体の下端に地盤を掘削する掘削刃が設けられた構成とすることができる。

このようにすると、一対のグラブ本体の下端が開いた状態で軸周りに回転することによって、地盤中の所定深さまでスムーズに掘り進むことができる。

また、この発明においては、下端に先端刃が、内周に内周刃がそれぞれ設けられた円筒状のケーシングを軸周りに回転させて、前記先端刃によって地盤を掘削して前記ケーシングを地盤中に埋め込みつつ、前記ケーシングの内面側に前記内周刃によって土砂が排除された空洞部を形成する掘削工程と、前記各構成に係る杭抜き用グラブの前記一対のグラブ本体の下端を開いた状態でその下端を地盤中の既設杭の上端よりも深い所定深さまで前記空洞部に挿入する挿入工程と、前記一対のグラブ本体の下端を閉じて地盤中の既設杭を掴み、前記既設杭を地盤から引き抜く引き抜き工程と、を有する杭抜き方法を構成した。

このようにすると、ケーシングによって予め形成された空洞部に一対のグラブ本体を挿入することで、杭抜き用グラブを所定の位置に設置することができるため、一連の杭抜き作業をスムーズに進めることができる。

また、この発明においては、下端に先端刃が設けられた円筒状のケーシングを軸周りに回転させて、前記先端刃によって地盤を掘削して前記ケーシングを地盤中に埋め込む第一掘削工程と、前記各構成に係る杭抜き用グラブの前記一対のグラブ本体の下端を開いた状態で軸周りに回転させて、前記一対のグラブ本体によって地盤中の既設杭の上端よりも深い所定の深さまで地盤を掘削する第二掘削工程と、前記一対のグラブ本体の下端を閉じて地盤中の既設杭を掴み、前記既設杭を地盤から引き抜く引き抜き工程と、を有する杭抜き方法を構成した。

このようにすると、一対のグラブ本体の回転によって地盤を掘り進んだ後に、ツールの交換を行うことなく既設杭の引き抜き工程に移ることができるため、一連の杭抜き作業をスムーズに進めることができる。

この発明は、上記のように、杭抜き用グラブの一対のグラブ本体のそれぞれに、異なる揺動角度を与えることを可能としたので、既設杭の偏心状態や傾斜状態に関係なく、この既設杭を確実に掴むことができる。また、この杭抜き用グラブを採用した杭抜き方法は、空洞部への挿入又は杭抜き用グラブの回転掘削によって、一対のグラブ本体を既設杭を掴むことが可能な所定深さまで到達させるため、既設杭の一連の引き抜き作業をスムーズに進めることができる。

杭抜き用グラブの参考例を示す正面図図１に示す杭抜き用グラブの平面図図１に示す杭抜き用グラブで既設杭（同軸状態）を掴んだ状態を示す正面図図１に示す杭抜き用グラブで既設杭（偏心状態）を掴んだ状態を示す正面図杭抜き方法の工程の参考例を示す断面図であって、（ａ）はケーシングを回転させながら下降させている状態、（ｂ）はケーシングを所定深さに埋設した状態、（ｃ）は杭抜き用グラブを用いて土砂を除去した状態、（ｄ）は杭抜き用グラブの一対のグラブ本体を空洞部に挿入した状態、（ｅ）は一対のグラブ本体を閉じて既設杭を掴んだ状態、（ｆ）は既設杭を引き抜いている状態この発明に係る杭抜き方法の工程の一例を示す断面図であって、（ａ）はケーシングを回転させながら下降させている状態、（ｂ）はケーシングを所定深さに埋設した状態、（ｃ）は杭抜き用グラブを用いて土砂を除去した状態、（ｄ）は杭抜き用グラブの一対のグラブ本体を回転させながら所定深さまで挿入した状態、（ｅ）は一対のグラブ本体を閉じて既設杭を掴んだ状態、（ｆ）は既設杭を引き抜いている状態

杭抜き用グラブ１の参考例を、図面を用いて説明する。図１及び図２に示すように、この杭抜き用グラブ１は、基部２と、一対のグラブ本体３と、グラブ駆動機構４と、を主要な構成要素としている。

基部２は、この杭抜き用グラブ１の各構成部品を取り付ける際の取り付けベースとなる部材である。基部２の上部側には、引き抜きワイヤ５（図５（ｅ）参照）、又は、基部２（杭抜き用グラブ１）を軸周りに回転させるオーガ（図示せず）が接続可能となっている。

グラブ本体３は、それぞれ半円筒面状をなし正面視逆三角形の一対の部材であり、その上端側がヒンジ６を介して基部２に接続され下端側が揺動可能となっている。一対のグラブ本体３は下方に向かうほど先細となっている。この一対のグラブ本体３の下端側を閉じることによって、地盤Ｇ中の既設杭Ｐを掴むことができる。また、一対のグラブ本体３の下端を完全に閉じることによって、その下端内側に土砂を掬う受け部が形成される。なお、既設杭Ｐを確実に掴むために、グラブ本体３の内面側に滑り止めのための突起などを形成してもよい。

グラブ駆動機構４は、油圧シリンダ７と、リンク機構８と、油圧管９と、油圧装置１０と、を備え、既設杭Ｐを掴む際に、一対のグラブ本体３のそれぞれのグラブ本体３と既設杭Ｐとの当接状態に対応して異なる揺動角度を与えることが可能となっている。なお、図２においては、油圧管９及び油圧装置１０の記載を省略している。

油圧シリンダ７は、一対のグラブ本体３のそれぞれの位置に対応するように基部２に固定されている。この油圧シリンダ７は、作動油の油圧によって出没するロッド１１を有している。リンク機構８は、油圧シリンダ７のロッド１１と、この油圧シリンダ７に対応するグラブ本体３との間を連結している。油圧管９は、その下端側が二股に分岐しており、分岐した端部が各油圧シリンダ７に分かれて接続されている。油圧装置１０は、油圧管９の上端側に接続されており、この油圧管９を介して各油圧シリンダ７に等圧の作動油を供給する。

図３に示すように、既設杭Ｐが一対のグラブ本体３のちょうど中間に位置している状態（すなわち、ケーシング１２（図５（ｅ）参照）と同軸の状態）で油圧装置１０から油圧管９を介して各油圧シリンダ７に作動油を供給すると、この油圧シリンダ７からロッド１１が突出し、このロッド１１によってリンク機構８が下向きに押される。すると、リンク機構８に作用した下向きの力によって、このリンク機構８に接続された各グラブ本体３が、ヒンジ６の軸周りに揺動する。このとき、各油圧シリンダ７には、共通の油圧装置１０から等圧の作動油が作用しているため、各グラブ本体３の揺動角度は等しくなり、一対のグラブ本体３によって、既設杭Ｐをその左右から確実に掴むことができる。

その一方で、図４に示すように、既設杭Ｐが一対のグラブ本体３から偏心した状態（すなわち、ケーシング１２から偏心した状態）で油圧装置１０から油圧管９を介して各油圧シリンダ７に作動油を供給すると、この油圧シリンダ７からロッド１１が突出し、このロッド１１によってリンク機構８が下向きに押される。既設杭Ｐが偏心していると、まず、既設杭Ｐに近い側（図４に示す例では左側）のグラブ本体３（以下、一方側のグラブ本体３ａと称する。）が既設杭Ｐに当接する。このとき、既設杭Ｐから遠い側（図４に示す例では右側）のグラブ本体３（以下、他方側のグラブ本体３ｂと称する。）は、まだ既設杭Ｐに当接していない（図４中に一点鎖線で示すグラブ本体３ｂを参照）。

ここで、油圧装置１０からさらに作動油が供給されると、一方側のグラブ本体３ａが既設杭Ｐとの当接状態を保ったまま、他方側のグラブ本体３ｂがさらに揺動して、他方側のグラブ本体３ｂも既設杭Ｐと当接する。このとき、両グラブ本体３ａ、３ｂは、異なる揺動角度となっている。図４は既設杭Ｐが偏心状態のときについて示したが、傾斜状態のときもこれと同様に、一対のグラブ本体３によって既設杭Ｐを確実に掴むことができる。

杭抜き方法の工程の参考例を図５（ａ）〜（ｆ）に示す。この杭抜き方法は、掘削工程と、挿入工程と、引き抜き工程と、を主要な構成要素としている。なお、本図においては、油圧管９及び油圧装置１０の記載を省略している。

掘削工程においては、下端に先端刃１３が、内周に内周刃１４がそれぞれ設けられた円筒状のケーシング１２が用いられる（図５（ａ）参照）。オーガ（図示せず）を用いてこのケーシング１２を軸周りに回転させて、先端刃１３によって地盤Ｇを掘削することによって、このケーシング１２を地盤Ｇ中に埋め込む。ケーシング１２の埋め込み深さは、少なくともケーシング１２の下端が既設杭Ｐの上端よりも下方となる深さとする必要があり、好ましくは既設杭Ｐがその全長に亘ってケーシング１２で囲まれる深さとする。

この掘削工程において、ケーシング１２の内面側には、内周刃１４によって土砂が排除された空洞部１５が形成される（図５（ｂ）参照）。また、ケーシング１２の埋め込み後は、既設杭Ｐの上側に土砂が乗った状態となっている。この土砂は、上記において説明した杭抜き用グラブ１を用いて除去される（図５（ｃ）参照）。

挿入工程においては、上記において説明した杭抜き用グラブ１が用いられる。この杭抜き用グラブ１は、その上端側が巻き取り装置（図示せず）によって巻き取られる引き抜きワイヤ５によって吊り下げられた状態となっている（図５（ｅ）参照）。この杭抜き用グラブ１の一対のグラブ本体３の下端を開いた状態とし、その下端を地盤Ｇ中の既設杭Ｐの上端よりも深い所定深さまで、ケーシング１２の内面側に形成された空洞部１５に挿入する（図５（ｄ）参照）。

引き抜き工程においては、一対のグラブ本体３の下端を閉じて地盤Ｇ中の既設杭Ｐを掴んだ上で（図５（ｅ）参照）、引き抜きワイヤ５によって杭抜き用グラブ１を上向きに引き上げることによって、既設杭Ｐが地盤Ｇから引き抜かれる（図５（ｆ）参照）。一対のグラブ本体３で既設杭Ｐを掴むタイミングは適宜決めることができるが、既設杭Ｐの上端が杭抜き用グラブ１の基部２の下面に当接したタイミングとすることにより、この一対のグラブ本体３で既設杭Ｐを確実に掴むことができる。既設杭Ｐの引き抜き後に、ケーシング１２の引き抜き、及び、穴の埋め戻しの各作業が行われる。

本参考例に係る杭抜き方法によると、ケーシング１２によって予め形成された空洞部１５に一対のグラブ本体３を挿入すればよいため、その挿入作業が非常に簡便であり、作業コストの削減を図ることができる。

この発明に係る杭抜き方法の工程の一例を図６（ａ）〜（ｆ）に示す。この杭抜き方法は、第一掘削工程と、第二掘削工程と、引き抜き工程と、を主要な構成要素としている。なお、本図においては、油圧管９及び油圧装置１０の記載を省略している。

第一掘削工程においては、下端に先端刃１３が設けられた円筒状のケーシング１２が用いられる（図６（ａ）参照）。オーガ（図示せず）を用いてこのケーシング１２を軸周りに回転させて、先端刃１３によって地盤Ｇを掘削することによって、このケーシング１２を地盤Ｇ中に埋め込む（図６（ｂ）参照）。ケーシング１２の埋め込み深さは、少なくともケーシング１２の下端が既設杭Ｐの上端よりも下方となる深さとする必要があり、好ましくは既設杭Ｐがその全長に亘ってケーシング１２で囲まれる深さとする。また、ケーシング１２の埋め込み後には、既設杭Ｐの上側に土砂が乗った状態となっている。この土砂は、上記において説明した杭抜き用グラブ１を用いて除去される（図６（ｃ）参照）。

第二掘削工程においては、上記において説明した杭抜き用グラブ１が用いられる。この杭抜き用グラブ１の一対のグラブ本体３の下端には、地盤Ｇを掘削する掘削刃１６（硬質チップ）が設けられている。なお、掘削刃１６を設ける代わりに、クラブ本体３の下端に熱処理などの硬質化処理を施してもよい。この杭抜き用グラブ１の上端は、オーガ（図示せず）に接続されている。

一対のグラブ本体３の下端を開いた状態でオーガによって杭抜き用グラブ１を軸周りに回転させて、この一対のグラブ本体３で地盤Ｇを掘り進む。このように、グラブ本体３を回転させることにより、既設杭Ｐとグラブ本体３が同軸状態となりやすく、この後に続く引き抜き工程において、一対のグラブ本体３で既設杭Ｐを掴みやすくすることができる。グラブ本体３によって掘り進む深さは、少なくともグラブ本体３の下端が地盤Ｇ中の既設杭Ｐの上端よりも下側となる深さとする必要があり、好ましくは既設杭Ｐの上端が杭抜き用グラブ１の基部２の下面に当接する深さとする（図６（ｄ）参照）。

引き抜き工程においては、一対のグラブ本体３の下端を閉じて地盤Ｇ中の既設杭Ｐを掴んだ上で（図６（ｅ）参照）、オーガごと杭抜き用グラブ１を上向きに引き上げることによって、既設杭Ｐが地盤Ｇから引き抜かれる（図６（ｆ）参照）。一対のグラブ本体３で既設杭Ｐを掴むタイミングは適宜決めることができるが、既設杭Ｐの上端が杭抜き用グラブ１の基部２の下面に当接したタイミングとすることにより、この一対のグラブ本体３で既設杭Ｐを確実に掴むことができる。既設杭Ｐの引き抜き後に、ケーシング１２の引き抜き、及び、穴の埋め戻しの各作業が行われる。

本例に係る杭抜き方法によると、一対のグラブ本体３の回転によって地盤Ｇを掘り進んだ後に、ツールの交換を行うことなく既設杭Ｐの引き抜き工程に移ることができるため、一連の杭抜き作業をスムーズに進めることができる。

なお、図５（ａ）〜（ｆ）及び図６（ａ）〜（ｆ）に示す杭抜き方法は、既設杭Ｐがケーシング１２に対し同軸のときを例示して説明したが、既設杭Ｐがケーシング１２に対し偏心又は傾斜しているときも同様の工程で杭抜き作業を行うことができる。

上記において説明した杭抜き用グラブ１、及び、杭抜き方法はあくまでも例示であって、地盤Ｇ中の既設杭Ｐを確実に除去する、というこの発明の課題を解決し得る限りにおいて、杭抜き用グラブ１の構成や杭抜き方法の工程の一部を適宜変更することができる。

例えば、上記の実施形態においては、各グラブ本体３に対応して油圧シリンダ７を設け、各油圧シリンダ７に共通の油圧装置１０から等圧の作動油を供給する構成としたが、各油圧シリンダ７に個別に油圧装置１０を設け、各グラブ本体３の揺動を独立して制御する構成とすることができる可能性もある。

１杭抜き用グラブ
２基部
３グラブ本体
４グラブ駆動機構
５引き抜きワイヤ
６ヒンジ
7 油圧シリンダ
８リンク機構
９油圧管
１０油圧装置
１１ロッド
１２ケーシング
１３先端刃
１４内周刃
１５空洞部
１６掘削刃
Ｐ既設杭
Ｇ地盤

Claims

下端に先端刃（１３）が設けられた円筒状のケーシング（１２）を軸周りに回転させて、前記先端刃（１３）によって地盤（Ｇ）を掘削して前記ケーシング（１２）を地盤（Ｇ）中に埋め込む第一掘削工程と、
基部（２）と、前記基部（２）に上端側がヒンジ（６）を介して接続され下端側が揺動可能となっており、前記下端側を閉じることによって地盤（Ｇ）中の既設杭（Ｐ）を掴むことが可能な、それぞれ半円筒面状をなす一対のグラブ本体（３）と、前記既設杭（Ｐ）を掴む際に、前記一対のグラブ本体（３）のそれぞれのグラブ本体（３）に異なる揺動角度を与えることが可能なグラブ駆動機構（４）と、を有し、前記一対のグラブ本体（３）が下端に向かうほど先細となっており、前記一対のグラブ本体（３）の下端側をその半円筒面の端面同士が向かい合うように完全に閉じることによって、その下端内側に土砂を掬う受け部が形成され、前記グラブ駆動機構（４）が、前記一対のグラブ本体（３）のそれぞれに対応して設けられる油圧シリンダ（７）と、前記油圧シリンダ（７）とこれに対応する前記グラブ本体（３）をそれぞれ連結するリンク機構（８）と、前記各油圧シリンダ（７）にそれぞれ接続される油圧管（９）と、前記油圧管（９）を介して前記各油圧シリンダ（７）に作動油を供給する油圧装置（１０）と、を有し、前記油圧管（９）は、その下端側が二股に分岐しており、分岐した端部が前記各油圧シリンダ（７）に分かれて接続され、前記油圧管（９）の上端側に前記油圧装置（１０）が接続されており、前記油圧管（９）を介して前記各油圧シリンダ（７）に等圧の作動油を供給する杭抜き用グラブ（１）の前記一対のグラブ本体（３）の半円筒面の端面同士が向かい合うように完全に閉じて、その下端内側に形成される受け部によって前記既設杭（Ｐ）の上側に乗った土砂を掬って除去する除去工程と、
前記一対のグラブ本体（３）の下端を開いた状態で軸周りに回転させて、前記一対のグラブ本体（３）によって地盤（Ｇ）中の既設杭（Ｐ）の上端よりも深い所定の深さまで地盤（Ｇ）を掘削する第二掘削工程と、
前記一対のグラブ本体（３）の下端を閉じて地盤（Ｇ）中の既設杭（Ｐ）を掴み、前記既設杭（Ｐ）を地盤（Ｇ）から引き抜く引き抜き工程と、
を有する杭抜き方法。