JP3799046B2 - 杭抜装置 - Google Patents

Description

本発明は、地盤に埋設された杭を引き抜くための杭抜装置に関する。

地盤に埋設された杭を引き抜く場合には、まず、杭抜装置によって杭の周囲の地盤を掘削し、杭と地盤とを縁切りすることによって、杭と地盤との摩擦による引き抜き力を小さくした後に、クレーン等の揚重機を用いて杭を引き抜いている。

そして、杭の周囲の地盤を掘削するための杭抜装置としては、移動式クレーン等のベースマシンと、ベースマシンに支持されることにより、地盤に立設されているガイド部材と、ガイド部材に案内されながら昇降可能なケーシング回転手段と、ケーシング回転手段に上端部が取り付けられており、引き抜き対象の杭を内挿可能であるとともに、杭の周囲の地盤を掘削可能な掘削刃を有するケーシングとを備えている杭抜装置がある。
この杭抜装置では、ケーシング回転手段の出力部にケーシングの上端部を取り付け、この出力部によってケーシングを軸周りに回転させている。そして、杭がケーシング内に内挿されるようにして、ケーシングを地盤内に掘進させることにより、杭の周囲の地盤を掘削することができる。このような杭抜装置では、ケーシング回転手段がガイド部材に案内されながら昇降するため、ケーシングを安定した状態で掘進させることができる。

ここで、杭が地盤内で屈曲している場合には、杭の上端部に沿って掘進させたケーシングが地盤内で杭に当接してしまうため、杭の下端部まで掘削することができなくなってしまう。そこで、複数のケーシングを軸方向に連結し、その連結部にユニバーサルジョイントを設けて屈曲可能とすることにより、屈曲した杭に沿って掘進可能なケーシングがある（例えば、特許文献１参照）。
特開平１０−１８７４３号公報（段落０００７〜０００８、図５）

しかしながら、ケーシングにユニバーサルジョイントを設けた構成では、ケーシング回転手段の出力部の回転中心と、ケーシング全体の回転中心とが一致しないため、出力部とケーシングとの連結部に大きな応力が作用してしまうとともに、ケーシング全体を円滑に回転させることが困難であるという問題がある。

そこで、本発明では、前記した問題を解決し、杭が地盤内で屈曲している場合であっても、駆動手段の出力部とケーシングとの連結部に作用する応力を大きくすることなく、ケーシング全体を円滑に回転させながら、ケーシングを杭に沿って掘進させることができる杭抜装置を提供することを目的としている。

前記課題を解決するため、本発明は、地盤に埋設された杭を引き抜くための杭抜装置であって、地盤に立設されているガイド部材と、ガイド部材に案内されながら昇降可能なケーシング回転手段と、ケーシング回転手段に上端部が取り付けられており、引き抜き対象である杭を内挿可能であるとともに、杭の周囲の地盤を掘削可能な掘削刃を有するケーシングとを備え、ケーシング回転手段は、ケーシングを軸周りに回転させるための駆動手段と、ガイド部材に案内されながら昇降可能な状態でガイド部材に取り付けられているとともに、駆動手段を支持しているフレーム部材と、フレーム部材を昇降させるための昇降手段とから構成され、駆動手段に設けられている取付孔に、フレーム部材に設けられている水平軸を貫通させることにより、駆動手段がフレーム部材に吊り下げられており、駆動手段の取付孔の径は、フレーム部材の水平軸の径よりも拡径され、駆動手段が少なくとも水平軸周りおよび水平軸の軸方向に傾動可能であることを特徴としている。

このように、本発明の杭抜装置では、駆動手段に設けられている取付孔に、フレーム部材に設けられている水平軸を貫通させて、フレーム部材に駆動手段を吊り下げ、さらに、駆動手段の取付孔の径を、フレーム部材の水平軸の径よりも拡径することにより、駆動手段は、水平軸周りに傾動するだけではなく、取付孔と水平軸との隙間によって、水平軸の軸方向にも傾動することができる。
これにより、掘進しているケーシングが屈曲した杭に地盤内で当接し、ケーシングが杭に案内されて傾動した場合に、ケーシングと共に駆動手段も傾動するため、ケーシング回転手段がガイド部材に案内されながら昇降する構成であっても、駆動手段の出力部の回転中心と、ケーシング全体の回転中心とを一致させるようにして、屈曲した杭に沿ってケーシングを掘進させることができる。

なお、駆動手段は、取付孔と水平軸との隙間によって、鉛直方向の軸周りにも回動可能であるため、駆動手段を鉛直方向の軸周りに回動させた状態で、上下方向に傾動させることもできる。このように、本発明の杭抜装置では、取付孔と水平軸との隙間の大きさを調整することにより、駆動手段が傾動可能な方向を任意に設定することができる。

したがって、本発明の杭抜装置では、地盤内で屈曲している杭に沿ってケーシングを掘進させる場合であっても、ケーシングと共に駆動手段が傾動するため、駆動手段の出力部の回転中心と、ケーシングの回転中心とを一致させるようにして、ケーシングを掘進させることができる。これにより、出力部とケーシングとの連結部に作用する応力を小さくすることができ、杭抜装置の故障や破損を抑制することができる。
また、駆動手段の出力部の回転中心と、ケーシングの回転中心とを一致させるようにして、ケーシングを掘進させることにより、ケーシング全体を円滑に回転させながら、杭の周囲の地盤を効率良く掘削することができるため、作業効率を高めることができる。

次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本実施形態の杭抜装置を示した全体側面図である。図２は、本実施形態のケーシング回転手段を示した正面断面図である。図３は、本実施形態の駆動手段の取り付けブラケットを示した図で、図２のＡ−Ａ断面図である。図４は、本実施形態のケーシング回転手段を示した平面図である。図５は、本実施形態のケーシング回転手段において、駆動手段を傾動させた状態を示した正面断面図である。図６は、本実施形態の杭抜装置によって、屈曲した杭の周囲の地盤を掘削する態様を示した正面図である。
なお、以下の説明における前後方向とは、図１の左右方向に対応するものであり、以下の説明における左右方向とは、図２の左右方向に対応するものである。

本実施形態の杭抜装置１は、図１に示すように、地盤に埋設された杭２を引き抜くための装置であって、上下方向に傾動可能なアーム部１１を有する移動式クレーン１０と、移動式クレーン１０のアーム部１１の先端部に支持されることにより、地盤に立設されているガイド部材２０と、ガイド部材２０に案内されながら昇降可能なケーシング回転手段３０と、ケーシング回転手段３０に上端部が取り付けられており、引き抜き対象である杭２を内挿可能であるとともに、杭２の周囲の地盤を掘削可能な掘削刃５１を有するケーシング５０とを備えている。

移動式クレーン１０は、既存の機構を用いた揚重機であって、上下方向に傾動可能であるとともに伸縮可能なアーム部１１を有する本体部１２と、昇降用ワイヤ１３が巻架されている巻回手段（図示せず）と、移動手段である４輪のタイヤ１５と、移動式クレーン１０を所定位置に安定して設置するためのアウトリガー１６とから構成され、本体部１２が水平方向に旋回可能となっている。
なお、昇降用ワイヤ１３は、巻回手段からアーム部１１の先端部に取り付けられた滑車
（図示せず）を介して、アーム部１１の先端部から吊り下げられている。
さらに、アーム部１１の先端部は、ガイド部材２０の上端部が取り付けられており、移動式クレーン１０によってガイド部材２０を吊り上げて移動させることができる。

ガイド部材２０は、図１および図４に示すように、軸方向が上下方向に配置され、水平断面が略正方形の角柱であり、このガイド部材２０の四隅には、軸方向が上下方向に配置された円筒状の支柱であるレール部材２１が各々配置されている。

ケーシング回転手段３０は、図２および図４に示すように、ケーシング５０を軸周りに回転させるための駆動手段３１と、ガイド部材２０に沿って昇降可能な状態で、ガイド部材２０に取り付けられているとともに、駆動手段３１を支持しているフレーム部材３２と、フレーム部材３２を昇降させるための滑車群３３（請求項における「昇降手段」）とから構成されている。

駆動手段３１は、既存の機構を用いた油圧式モータであり、鉛直方向の軸周りに回転可能な出力部（図示せず）を下端部に備えている。この駆動手段３１では、移動式クレーン１０に設けられたオイルタンク（図示せず）から給油管１７を通じて駆動油が供給されるとともに、排油管１８を通じて駆動油をオイルタンクに排出するように構成されている。
駆動手段３１の出力部には、下方に向けて突出している出力軸３４が連結されており、この出力軸３４には、ケーシング５０の上端部が取り付けられている。このようにして、駆動手段３１では、出力部によって出力軸３４を軸周りに回転させることにより、ケーシング５０を軸周りに回転させることができる。
また、駆動手段３１の上面には、垂直面を有する板状部材であり、軸方向が前後方向に配置されている一対の取り付けブラケット３５，３５が、左右方向に所定間隔を空けて取り付けられており、この各取り付けブラケット３５，３５には、貫通孔である取付孔３６が形成されている。取付孔３６は、後記するように、駆動手段３１をフレーム部材３２に支持させるための部位であり、フレーム部材３２への取り付けを考慮して、各取り付けブラケット３５，３５の所定位置に形成されている。

フレーム部材３２は、平面視で略正方形の底板３７と、底板３７上の四方（前後左右）に垂設されている４枚の側板３８とから構成されている箱体であり、フレーム部材３２内に駆動手段３１が収容されている。
なお、駆動手段３１の出力軸３４は、フレーム部材３２の底板３７の中央部に形成されている開口部３９を通じて下方に突出している。開口部３９は、出力軸３４よりも拡径されており、出力軸３４と開口部３９との間には隙間が形成されている。
さらに、フレーム部材３２において前後の側板３８，３８の内面の上端部には、垂直面を有する板状部材であり、軸方向が前後方向に配置されている一対の支持ブラケット４０，４０が、左右方向に所定間隔を空けて取り付けられている。この支持ブラケット４０，４０の上端部は、フレーム部材３２から突出しており、各支持ブラケット４０，４０の間には、軸方向が左右方向に配置されている水平軸４１が、フレーム部材３２よりも上方に配置されるようにして架設されている。

そして、駆動手段３１の取り付けブラケット３５，３５の取付孔３６に、フレーム部材３２の支持ブラケット４０，４０に架設されている水平軸４１を貫通させることにより、駆動手段３１がフレーム部材３２の水平軸４１に吊り下げられた状態となっている。すなわち、駆動手段３１は、フレーム部材３２内に収容された状態で、フレーム部材３２に支持されている。

ここで、図３に示すように、各取り付けブラケット３５，３５の取付孔３６の径は、フレーム部材３２の水平軸４１の径よりも拡径されているため、駆動手段３１は、図５に示すように、フレーム部材３２内で水平軸４１周りに傾動可能であるとともに、取付孔３６と水平軸４１との隙間によって、水平軸４１の軸方向にも傾動可能となっている。
さらに、駆動手段３１は、取付孔３６と水平軸４１との隙間によって、鉛直方向の軸周りにも回動可能であるため、駆動手段３１を鉛直方向の軸周りに回動させた状態で、上下方向に傾動させることもできる。
なお、駆動手段３１の鉛直方向の軸周りにおける回動量は、取付孔３６と水平軸４１との隙間が大きい程、その回動量が大きくなる。このように、取付孔３６と水平軸４１との隙間を調整することによって、駆動手段３１が傾動可能な方向を任意に設定することができる。

また、図２および図４において、符号４２は、駆動手段３１の左右方向への移動を規制するために水平軸４１に外嵌されたカラーであり、符号４３は、駆動手段３１の傾動を規制するためにフレーム部材３２の各側板３８の内面に設けられたストッパーである。このように、駆動手段３１の移動を規制することにより、駆動手段３１と水平軸４１との連結部に作用する応力を抑制し、ケーシング回転手段３０の損傷を防止している。
なお、フレーム部材３２では、ストッパー４３によって駆動手段３１の傾動を規制するだけではなく、傾動した駆動手段３１がフレーム部材３２の底板３７に形成されている開口部３９の内周面に当接した場合にも、駆動手段３１の傾動が規制されるように構成されている。

また、図２および図４に示すように、水平軸４１の左右方向における中央部には、フレーム部材３２を昇降させるための滑車群３３が取り付けられている。この滑車群３３は、水平軸４１周りに回転可能な状態で、左右方向に所定間隔を空けて水平軸４１に取り付けられている３体の滑車からなり、各滑車には、移動式クレーン１０（図１参照）の昇降用ワイヤ１３が掛け渡されている。これにより、移動式クレーン１０の巻回手段によって昇降用ワイヤ１３を巻き上げ、または繰り出すことによって、フレーム部材３２が昇降するように構成されている。

さらに、図４に示すように、フレーム部材３２の後面には、ガイド部材２０に向けて延長されている一対の支持部材４４，４４が、ガイド部材２０の左右方向の幅に対応するようにして、所定間隔を空けて取り付けられている。この各支持部材４４，４４の後端部、すなわち、ガイド部材２０側の端部は、ガイド部材２０のレール部材２１の外周面に沿って湾曲した形状となっている。そして、各支持部材４４，４４の後端部は、前面側の各レール部材２１，２１の側方に各々配置され、各レール部材２１，２１の側面を摺動するように構成されている。このようにして、フレーム部材３２は、ガイド部材２０に案内されながら昇降可能な状態で、ガイド部材２０に取り付けられている。

ケーシング５０は、図１および図２に示すように、引き抜き対象である杭２を内挿可能な円筒部材であり、軸方向が上下方向に配置された状態で、上端部が駆動手段３１の出力軸３４に取り付けられており、駆動手段３１の出力部によって軸周りに回転可能となっている。また、地盤を掘削可能な複数の掘削刃５１が、ケーシング５０の下端部の開口縁に沿って所定間隔で取り付けられている。
また、ケーシング５０は、複数の分割されたケーシング５２を上下方向に連結した構成となっており、ケーシング５０の掘進に伴って順次に分割されたケーシング５２を継ぎ足すことにより、ケーシング５０は杭２の下端部まで掘進可能となっている。
また、分割したケーシング５２の連結部は、前後左右方向に屈曲自在な構成となっている。なお、分割したケーシング５２の連結部を屈曲させる機構は限定されるものではなく、例えば、ピンジョイントによる機構や各ケーシング５２に形成した溝を嵌め合う機構など、既存の機構を用いて連結部を屈曲させることができる。

次に、本実施形態の杭抜装置１を用いた杭２の撤去作業について説明する。
まず、図１に示すように、引き抜き対象である杭２の杭頭を突出させるようにして、掘削溝３を掘削する。
一方、移動式クレーン１０によってガイド部材２０を吊り上げることにより、ガイド部材２０とともに、ケーシング回転手段３０およびケーシングを移動させ、ケーシング５０と杭２とが同一軸線上に配置される位置でガイド部材２０を地盤に立設させる。

続いて、図２に示すように、ケーシング回転手段３０の駆動手段３１を駆動させて、出力軸３４を回転させることにより、ケーシング５０を軸周りに回転させる。
そして、ケーシング回転手段３０を下降させ、ケーシング５０の掘削刃５１によって杭２の周囲の地盤を掘削することにより、ケーシング５０を地盤内に掘進させる。このとき、ケーシング回転手段３０は、ガイド部材２０に案内されながら下降するため、ケーシング５０を安定した状態で掘進させることができ、効率良く地盤を掘削することができる。
さらに、分割されたケーシング５２を順次に継ぎ足しながら、杭２の上端部に沿ってケーシング５０を掘進させる。

ここで、本実施形態の杭２は、図６に示すように、地盤内で左方に屈曲しているため、掘進しているケーシング５０が地盤内で杭２に当接し、下端部の分割したケーシング５２が杭２に案内されることにより、その連結部が杭２に沿って左方に屈曲した状態となる。この状態で、さらにケーシング５０を掘進させた場合には、ケーシング５０全体が杭２に案内されて左方に傾動することになる。
このとき、本実施形態では、図５に示すように、駆動手段３１の各取り付けブラケット３５，３５の取付孔３６の径が、フレーム部材３２の水平軸４１の径よりも拡径されており、駆動手段３１は、フレーム部材３２内で水平軸４１周りに傾動可能であるとともに、取付孔３６と水平軸４１との隙間によって、水平軸４１の軸方向、さらには、駆動手段３１が鉛直方向の軸周りに回動した状態で上下方向にも傾動可能であるため、ケーシング５０と共に駆動手段３１も傾動することになる。
これにより、図６に示すように、駆動手段３１の出力部の回転中心と、ケーシング５０の回転中心とを一致させるようにして、ケーシング５０全体を円滑に回転させながら、屈曲した杭２に沿ってケーシング５０を掘進させることができる。

なお、水平軸４１に設けられたカラー４２によって、駆動手段３１の左右方向への移動が規制されているとともに、フレーム部材３２の内面に設けられたストッパー４３、およびフレーム部材３２の底板３７に形成された開口部３９によって、駆動手段３１の傾動が規制されているため、駆動手段３１が移動した際に、駆動手段３１と水平軸４１との連結部に作用する応力が抑制されており、ケーシング回転手段３０の損傷が防止されている。

そして、屈曲した杭２の下端部までケーシング５０を掘進させて、杭２と地盤とを確実に縁切りした後に、ケーシング回転手段３０を上昇させてケーシング５０を地盤から引き抜く。
さらに、移動式クレーン１０（図１参照）によって、ガイド部材２０を吊り上げることにより、ガイド部材２０と共にケーシング回転手段３０およびケーシング５０を杭２の上方から移動させた後に、他の移動式クレーンによって杭２を吊り上げることによって、地盤から杭２を引き抜いて撤去する。

このように、杭抜装置１（図１参照）では、図６に示すように、地盤内で屈曲している杭２に沿ってケーシング５０を掘進させる際に、駆動手段３１の出力部の回転中心と、ケーシング５０の回転中心とを一致させるようにして、ケーシング５０と共に駆動手段３１が傾動するため、出力部とケーシング５０との連結部に作用する応力を小さくすることができ、杭抜装置１の故障や破損を抑制することができる。
また、駆動手段３１の出力部の回転中心と、ケーシングの回転中心とを一致させるようにして、ケーシング５０を掘進させることにより、ケーシング５０全体を円滑に回転させながら、杭２の周囲の地盤を効率良く掘削することができるため、作業効率を高めることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態には限定されない。例えば、本実施形態では、駆動手段３１を油圧式モータによって構成しているが、ケーシング５０が掘削に必要な回転トルクを発揮することができるのであれば、電動式モータなど、その構成は限定されるものではない。
また、本実施形態では、分割したケーシング５２の連結部が屈曲可能なケーシング５０を用いているが、各連結部が屈曲しないように構成してもよく、ケーシング５０の構成は限定されるものではない。

本実施形態の杭抜装置を示した全体側面図である。 本実施形態のケーシング回転手段を示した正面断面図である。 本実施形態の駆動手段の取り付けブラケットを示した図で、図２のＡ−Ａ断面図である。 本実施形態のケーシング回転手段を示した平面図である。 本実施形態のケーシング回転手段において、駆動手段を傾動させた状態を示した正面断面図である。 本実施形態の杭抜装置によって、屈曲した杭の周囲の地盤を掘削する態様を示した正面図である。

符号の説明

１ 杭抜装置
２ 杭
１０ 移動式クレーン
２０ ガイド部材
３０ ケーシング回転手段
３１ 駆動手段
３２ フレーム部材
３３ 滑車群（昇降手段）
３６ 取付孔
４１ 水平軸
５０ ケーシング
５１ 掘削刃

Claims (1)

1. 地盤に埋設された杭を引き抜くための杭抜装置であって、
   地盤に立設されているガイド部材と、
   前記ガイド部材に案内されながら昇降可能なケーシング回転手段と、
   前記ケーシング回転手段に上端部が取り付けられており、引き抜き対象である前記杭を内挿可能であるとともに、前記杭の周囲の地盤を掘削可能な掘削刃を有するケーシングと、を備え、
   前記ケーシング回転手段は、
   前記ケーシングを軸周りに回転させるための駆動手段と、
   前記ガイド部材に案内されながら昇降可能な状態で、前記ガイド部材に取り付けられているとともに、前記駆動手段を支持しているフレーム部材と、
   前記フレーム部材を昇降させるための昇降手段と、から構成され、
   前記駆動手段に設けられている取付孔に、前記フレーム部材に設けられている水平軸を貫通させることにより、前記駆動手段が前記フレーム部材に吊り下げられており、
   前記駆動手段の前記取付孔の径は、前記フレーム部材の前記水平軸の径よりも拡径され、前記駆動手段が少なくとも前記水平軸周りおよび前記水平軸の軸方向に傾動可能であることを特徴とする杭抜装置。

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