特開 2024-179590 杭施工方法、杭撤去方法および杭構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024179590

(43)【公開日】2024-12-26

(54)【発明の名称】杭施工方法、杭撤去方法および杭構造

(51)【国際特許分類】

   E02D 5/34 20060101AFI20241219BHJP

   E02D 13/00 20060101ALI20241219BHJP

【ＦＩ】

E02D5/34 Z

E02D13/00 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023098556

(22)【出願日】2023-06-15

(71)【出願人】

【識別番号】000001373

【氏名又は名称】鹿島建設株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100122781

【弁理士】

【氏名又は名称】近藤 寛

(74)【代理人】

【識別番号】100182006

【弁理士】

【氏名又は名称】湯本 譲司

(72)【発明者】

【氏名】井出 雄介

(72)【発明者】

【氏名】田島 新一

【テーマコード（参考）】

2D041

2D050

【Ｆターム（参考）】

2D041AA01

2D041BA42

2D041CA01

2D041CB01

2D041CB05

2D041DA03

2D041EB10

2D050DA00

2D050DB00

(57)【要約】

【課題】騒音および振動を抑制できるとともに、杭構造の撤去を効率よく行うことができる杭施工方法、杭撤去方法および杭構造を提供する。
【解決手段】一実施形態に係る杭施工方法は、所定期間が経過した後に撤去される杭構造１００を施工する杭施工方法であって、地盤に掘削孔２を形成する工程と、掘削孔２に、杭構造１００の撤去時に静的破砕剤５０が注入される配管２０が固定された鉄筋かご１０を建て込む工程と、配管２０が固定された鉄筋かご１０が建て込まれた掘削孔２にコンクリートを打設することによって、鉄筋かご１０および配管２０を埋設するコンクリート部４０を形成する工程と、を備える。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定期間が経過した後に撤去される杭構造を施工する杭施工方法であって、
地盤に掘削孔を形成する工程と、
前記掘削孔に、前記杭構造の撤去時に静的破砕剤が注入される配管が固定された鉄筋かごを建て込む工程と、
前記配管が固定された前記鉄筋かごが建て込まれた前記掘削孔にコンクリートを打設することによって、前記鉄筋かごおよび前記配管を埋設するコンクリート部を形成する工程と、
を備える、
杭施工方法。

【請求項2】

請求項１に記載の杭施工方法によって施工された杭構造を撤去する杭撤去方法であって、
平面視において前記コンクリート部を囲むように前記地盤に管状のケーシングを配置して、前記地盤に前記ケーシングを圧入する工程と、
前記配管に前記静的破砕剤を注入し、前記静的破砕剤および前記配管を膨張させて前記コンクリート部にひび割れを生じさせる工程と、
前記ひび割れが生じた前記コンクリート部を前記掘削孔から排出する工程と、
を備える、
杭撤去方法。

【請求項3】

所定期間が経過した後に撤去される杭構造であって、
コンクリート部と、
前記コンクリート部に埋設されている鉄筋かごと、
前記コンクリート部に埋設されており、前記鉄筋かごに固定されるとともに前記杭構造の撤去時に静的破砕剤が注入される配管と、
を備え、
前記配管の下端部は封止されており、
前記配管に前記静的破砕剤が注入されたときに、前記配管の内部の前記静的破砕剤および前記配管が膨張するとともに前記コンクリート部にひび割れが生じる、
杭構造。

【請求項4】

複数の前記配管と、
複数の前記配管が固定された配管固定帯筋と、
を備える、
請求項３に記載の杭構造。

【請求項5】

前記配管は、前記配管が膨張するときに前記配管の他の部位に比べて破断しやすい脆弱部を有する、
請求項３または請求項４に記載の杭構造。

【請求項6】

前記配管は、樹脂によって構成されている、
請求項３または請求項４に記載の杭構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、杭構造を施工する杭施工方法、杭撤去方法および杭構造に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、既設コンクリート杭の撤去方法が記載されている。撤去方法は、管状化工程と、分割工程と、ケーシング圧入工程と、撤去工程とを備える。管状化工程では、既設コンクリート杭の外周部が残されつつ既設コンクリート杭の内側がくり抜かれ、分割工程では管状にされた既設コンクリート杭が輪切りにされる。ケーシング圧入工程では地中にケーシングが圧入され既設コンクリート杭をケーシングによって囲繞し、撤去工程ではケーシングに囲繞された既設コンクリート杭が撤去される。

【0003】

特許文献２には、重機による既設杭の撤去方法が記載されている。この撤去方法では、オーガー重機およびケーシングドリルが用いられる。まず、ケーシングドリルを既設杭の真上に配置し、ケーシングドリルを駆動させて地盤を掘削しながらケーシングドリルを地盤に圧入する。ケーシングドリルの内側かつ既設杭の外側に位置する掘削土砂を排出し、既設杭の頭にワイヤロープを巻き付ける。そして、ワイヤロープを引き上げることにより、既設杭の引き抜きが行われる。

【0004】

特許文献３には、コンクリート構造物の破壊方法が記載されている。この破壊方法では、放電用カートリッジを備える破壊装置が用いられる。放電用カートリッジは、構造物の破壊孔に装填される放電衝撃破壊具である。破壊孔に装填された放電用カートリッジに電気エネルギーが供給されると、瞬時に大きい衝撃波が発生し、衝撃波による破壊力によって構造物が破壊可能領域の範囲で破壊される。

【0005】

特許文献４には、円柱状の既設コンクリート杭を撤去する方法が記載されている。この方法では、既設コンクリート杭のうち鉄筋が埋設されている外周部以外の部分が掘削され、残された既設コンクリート杭の外周部が破砕される。そして、コンクリート杭を囲繞するケーシングを地盤に圧入し、残された既設コンクリート杭の外周部がさらに破砕されて地上に排出される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０２２－１２９９５５号公報

【特許文献2】特開平５－１４０９３４号公報

【特許文献3】特許第３８８６３５５号公報

【特許文献4】特許第５３０３３５２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

前述した杭構造の撤去では、ケーシングの内側において既設の杭構造が破砕装置によって破砕されてから地上に排出される。しかしながら、破砕装置によって杭構造を破砕するときには破砕に伴う騒音および振動が発生する。さらに、状況によっては破砕装置による破砕に大きなパワーが必要となるので、杭構造の撤去を効率よく行えないという現状がある。

【0008】

本開示は、騒音および振動を抑制できるとともに、杭構造の撤去を効率よく行うことができる杭施工方法、杭撤去方法および杭構造を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

（１）本開示に係る杭施工方法は、所定期間が経過した後に撤去される杭構造を施工する杭施工方法である。杭施工方法は、地盤に掘削孔を形成する工程と、掘削孔に、杭構造の撤去時に静的破砕剤が注入される配管が固定された鉄筋かごを建て込む工程と、配管が固定された鉄筋かごが建て込まれた掘削孔にコンクリートを打設することによって、鉄筋かごおよび配管を埋設するコンクリート部を形成する工程と、を備える。

【0010】

（２）本開示に係る杭撤去方法は、前述した杭施工方法によって施工された杭構造を撤去する杭撤去方法である。杭撤去方法は、平面視においてコンクリート部を囲むように地盤に管状のケーシングを配置して、地盤にケーシングを圧入する工程と、配管に静的破砕剤を注入し、静的破砕剤および配管を膨張させてコンクリート部にひび割れを生じさせる工程と、ひび割れが生じたコンクリート部を掘削孔から排出する工程と、を備える。

【0011】

（３）本開示に係る杭構造は、所定期間が経過した後に撤去される杭構造である。杭構造は、コンクリート部と、コンクリート部に埋設されている鉄筋かごと、コンクリート部に埋設されており、鉄筋かごに固定されるとともに杭構造の撤去時に静的破砕剤が注入される配管と、を備える。配管の下端部は封止されており、配管に静的破砕剤が注入されたときに、配管の内部の静的破砕剤および配管が膨張するとともにコンクリート部にひび割れが生じる。

【0012】

この杭施工方法、杭撤去方法および杭構造では、地盤に形成された掘削孔に鉄筋かごが建て込まれ、鉄筋かごには静的破砕剤が注入される配管が固定されている。この配管が固定された鉄筋かごにコンクリートが打設されることによって、鉄筋かごおよび配管はコンクリート部に埋設される。そして、所定期間が経過して杭構造が撤去されるときには、鉄筋かごに固定された配管に静的破砕剤が注入される。配管に静的破砕剤が注入されると、コンクリート部の内部において配管が膨張するとともにコンクリート部にひびが入ることにより、騒音および振動を抑えた状態でコンクリート部を破砕できる。注入した静的破砕剤によって杭構造のコンクリート部にひび割れを生じさせ、ひび割れを生じさせたコンクリート部を排出すればよいので、破砕装置による大きなパワーは必要ない。したがって、静的破砕剤によってひび割れが生じたコンクリート部を破砕および排出することができるので、杭構造の撤去を効率よく行うことができる。

【0013】

（４）上記（３）において、杭構造は、複数の配管と、複数の配管が固定された配管固定帯筋と、を備えてもよい。この場合、複数の配管が配管固定帯筋に固定されているので、掘削孔に対する複数の配管の設置を効率よく行うことができる。したがって、杭構造の施工を効率よく行うことができる。

【0014】

（５）上記（３）または（４）において、配管は、配管が膨張するときに配管の他の部位に比べて破断しやすい脆弱部を有してもよい。この場合、配管に静的破砕剤が注入されたときに配管の他の部位と比較して脆弱部を優先して破断できるので、コンクリート部のひび割れの発生を効率よく行える。その結果、杭構造の撤去を一層効率よく行うことができる。

【0015】

（６）上記（３）から（５）のいずれかにおいて、配管は、樹脂によって構成されていてもよい。この場合、掘削孔へのコンクリートの打設時には配管の形状を維持できるとともに、配管に静的破砕剤が注入されたときには配管の膨張、およびコンクリート部のひび割れの発生を効率よく行うことができる。

【発明の効果】

【0016】

本開示によれば、騒音および振動を抑制できるとともに、杭構造の撤去を効率よく行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】一例としての杭構造を備える鉄道高架橋を模式的に示す図である。

【図2】（ａ）は、掘削孔を示す平面図である。（ｂ）は、掘削孔を示す断面図である。

【図3】（ａ）は、掘削孔に建て込まれた鉄筋かごと配管を示す平面図である。（ｂ）は、掘削孔に建て込まれた鉄筋かごと配管を示す断面図である。

【図4】図３（ａ）の掘削孔、鉄筋かご、および配管を拡大した平面図である。

【図5】（ａ）は、図３（ａ）の掘削孔にトレミー管が配置された状態を示す平面図である。（ｂ）は、図３（ｂ）の掘削孔にトレミー管が配置された状態を示す断面図である。

【図6】（ａ）は、図５（ａ）の掘削孔の周囲にケーシングが圧入された状態を示す平面図である。（ｂ）は、図５（ｂ）の掘削孔の周囲にケーシングが圧入された状態を示す断面図である。

【図7】（ａ）は、図６（ａ）のケーシングの内側に位置する配管に静的破砕剤が注入された後の工程を示す平面図である。（ｂ）は、図６（ｂ）のケーシングの内側に位置する配管に静的破砕剤が注入された後の工程を示す断面図である。

【図8】（ａ）は、変形例に係る配管を示す平面図である。（ｂ）は、変形例に係る配管を示す側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下では、図面を参照しながら本開示に係る杭施工方法、杭撤去方法および杭構造の実施形態について説明する。図面の説明において同一または相当する要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。図面は、理解の容易化のため一部を簡略化または誇張して描いている場合があり、寸法比率等は図面に記載のものに限定されない。

【0019】

本実施形態に係る杭施工方法および杭撤去方法は、所定期間後に地盤から撤去される杭構造に用いられる。本実施形態に係る杭構造１００は、例えば、鉄道車両Ｔのための鉄道高架橋工事の現場Ａにおいて一時的に構築される。本実施形態において、杭構造１００は、撤去が確実に見込まれる杭である。例えば、杭構造１００は、仮線施工方式において用いられる仮杭である。

【0020】

この場合、現場Ａでは、杭構造１００とその上方に位置する仮柱Ｃとが構築される。より具体的には、例えば、本杭Ｅ１、本柱Ｆ１、杭構造１００および仮柱Ｃが構築されて上下線が高架化した後に、本杭Ｅ１と杭構造１００との間に本杭Ｅ２が構築され、本柱Ｆ１と仮柱Ｃとの間に本柱Ｆ２が構築される。その後、仮柱Ｃおよび杭構造１００が撤去される。

【0021】

このように、仮柱Ｃおよび杭構造１００は、所定期間経過後（上記の例では本杭Ｅ２および本柱Ｆ２が構築された後）に撤去される。ここで、仮柱Ｃの撤去は比較的容易に行うことが可能であるが、杭構造１００は２０ｍ以上（または３０ｍ以上）の長さを有する場合があり、このような場合には杭構造１００を容易に撤去できないということが起こりうる。したがって、杭構造１００を容易に撤去できることが望まれる。

【0022】

従来、杭構造の撤去では、平面視において杭構造を囲むように筒状のケーシングを配置し、ケーシングを地盤に圧入し、ケーシングの内側を排土した状態で杭構造を撤去する方法が知られていた。この方法では、地盤にケーシングを圧入した後に、チゼルハンマーまたは油圧圧砕機によって杭構造を破砕してコンクリートガラにしてから、ハンマグラブによってコンクリートガラを排出する。

【0023】

しかしながら、チゼルハンマーまたは油圧圧砕機によって杭構造をそのまま破砕すると、破砕に大きなパワーが必要になるとともに、破砕時に大きな騒音および振動が発生することがある。したがって、撤去時における杭構造の破砕を容易に行えるとともに、破砕時に生じる騒音および振動を低減させることが求められる。

【0024】

本実施形態に係る杭施工方法、杭撤去方法および杭構造１００では、撤去時に容易に杭構造１００を破砕できるとともに、破砕時における騒音および振動を低減させることができる。以下では、本実施形態に係る杭施工方法および杭撤去方法の工程の例について説明する。まず、本実施形態に係る杭施工方法について説明する。

【0025】

例えば、図１、図２（ａ）および図２（ｂ）に示されるように、本杭Ｅ１および本柱Ｆ１の構築が完了している状態で現場Ａの地盤１を掘削して掘削孔２を形成する（地盤に掘削孔を形成する工程）。例えば、オーガによって地盤１に削孔を行って掘削孔２を形成するとともに掘削孔２にベントナイト泥水等の安定液を注入して掘削孔２の孔壁を保護する。

【0026】

次に、図３（ａ）および図３（ｂ）に示されるように、掘削孔２に鉄筋かご１０を建て込む（鉄筋かごを建て込む工程）。例えば、平面視において、鉄筋かご１０は円環状を呈する。鉄筋かご１０は、鉛直方向に延びる複数の主筋１１と、鉛直方向に並ぶ複数の帯筋１２と、鉛直方向に並ぶ複数のスペーサ１３とを備える。主筋１１は鉄筋かご１０の周方向に並んでおり、帯筋１２は鉄筋かご１０の周方向に延びている。

【0027】

スペーサ１３は、平面視における鉄筋かご１０の中心を平面視における掘削孔２の中心に位置合わせするために設けられる。鉄筋かご１０は複数のスペーサ１３を有し、複数のスペーサ１３は鉄筋かご１０の周方向に並んでいる。スペーサ１３は板状を呈する。スペーサ１３は鉄筋かご１０の径方向外側に突出する突出部を有し、複数のスペーサ１３の突出部が掘削孔２の孔壁に対向することによって掘削孔２における鉄筋かご１０の位置が合わされる。

【0028】

鉄筋かご１０には、杭構造１００を撤去するときに静的破砕剤５０（図４参照）が注入される配管２０が固定されている。配管２０の下端部２１は封止されている。よって、配管２０に注入された静的破砕剤５０が配管２０の下端部２１から漏れることはない。例えば、配管２０は、平面視における鉄筋かご１０の内側に位置する。例えば、平面視において、配管２０は円環状を呈する。一例として、鉄筋かご１０、および複数の配管２０（後述する配管固定帯筋２５）は、平面視において同心円状に配置されている。しかしながら、鉄筋かご１０および配管２０の位置関係は上記の例に限定されない。

【0029】

杭構造１００は複数の配管２０を有し、例えば、複数の配管２０は配管固定帯筋２５に固定されている。例えば、平面視において、配管固定帯筋２５は円環状を呈する。配管２０は、主筋１１に沿って延在している。杭構造１００は複数の配管固定帯筋２５を有し、複数の配管固定帯筋２５は鉛直方向に並んでいる。例えば、複数の配管固定帯筋２５は鉛直方向に沿って等間隔に並んでおり、鉛直方向に沿った配管固定帯筋２５の配置間隔は数ｍ（一例として５ｍ）である。

【0030】

複数の配管２０、および複数の配管固定帯筋２５は、鉄筋かご１０と同様、鉛直方向に延びる複数の配管２０、および水平方向（掘削孔２の周方向）に延びる複数の配管固定帯筋２５よって構成される筒状構造体とされている。本実施形態では、配管固定帯筋２５は帯筋１２に固定されている。すなわち、配管２０は、配管固定帯筋２５を介して鉄筋かご１０に固定されている。

【0031】

図４は、後述するコンクリート部４０が形成された後における掘削孔２、鉄筋かご１０、配管２０および配管固定帯筋２５を示す平面図である。図３（ａ）、図３（ｂ）および図４に示されるように、配管２０は、配管固定帯筋２５の周方向に並んでいる。平面視において、配管２０は配管固定帯筋２５の外側に固定されている。

【0032】

平面視における配管固定帯筋２５の内側には、後述するコンクリート打設配管３０（図５（ａ）参照）が通される打設配管配置空間Ｂが形成されている。配管２０が平面視における配管固定帯筋２５の外側に配置されていることにより、打設配管配置空間Ｂにコンクリート打設配管３０を通したときに、コンクリート打設配管３０が配管２０に引っ掛かることを抑制できる。例えば、複数の配管２０は、配管固定帯筋２５の周方向に沿って等間隔に並んでいる。一例として、配管固定帯筋２５の周方向に沿って６個の配管２０が並んでいる。

【0033】

平面視において、鉄筋かご１０は、配管２０と掘削孔２の内面（孔壁）との間に設けられる。例えば、主筋１１は、平面視における帯筋１２の内側に固定されている。例えば、平面視において鉄筋かご１０の周方向に沿って並ぶ配管２０の数は、平面視において鉄筋かご１０の周方向に沿って並ぶ主筋１１の数よりも少ない。

【0034】

後に詳述するが、掘削孔２にコンクリートが打設されて杭構造１００が形成され、杭構造１００の撤去時には配管２０に静的破砕剤５０が注入される。静的破砕剤５０は、粉末状の薬剤と水とを含んでおり、泥状とされている。静的破砕剤５０は、水和反応によって膨張する。より具体的には、静的破砕剤５０は、薬剤である酸化カルシウム（ＣａＯ）と水とを含んでおり、酸化カルシウムが水和反応することによって水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）_２）を生成し、時間の経過とともに異方性の六角板状結晶へと成長する。

【0035】

配管２０は、配管２０の内部への静的破砕剤５０の注入によって膨張する材料によって構成されている。配管２０の内部に静的破砕剤５０を注入すると、上記の結晶の成長によって相互に押し合う結晶圧が発生し、この結晶圧が膨張圧となって静的破砕剤５０が膨張する。

【0036】

配管２０の内部において静的破砕剤５０が膨張すると、配管２０の径方向外側に圧縮応力が発生するとともに、圧縮応力に直交する方向に引張応力が発生する。静的破砕剤５０による引張応力が配管２０の引張強度を上回ったときに配管２０に亀裂が生じる。例えば、配管２０は樹脂によって構成されている。配管２０の材料は、後述するコンクリートの打設時に変形しないものであることが好ましい。

【0037】

配管２０の内部に静的破砕剤５０を注入したときに、配管２０は膨張し配管２０の一部が破断する。配管２０が膨張または破断すると、配管２０の周囲の所定範囲Ｒにおいて杭構造１００のコンクリート部４０にひび割れＸが生じる。ひび割れＸは、コンクリート部４０の内部に生じる亀裂である。このように、コンクリート部４０の内部に亀裂を生じさせることにより、コンクリート部４０の破砕を容易に行える。前述したように、静的破砕剤５０の膨張が進むにしたがって音を立てずにひび割れＸが形成されていく。

【0038】

ひび割れＸが生じるときには騒音および振動は発生しない。例えば、配管２０に静的破砕剤５０が注入されてからひび割れＸの発生が完了するまでの時間は１時間以上かつ２４時間以下である。一例として、配管２０は塩ビ管である。この場合、配管２０のコストを抑えて配管２０を入手しやすいものとすることができる。

【0039】

所定範囲Ｒは、配管２０に静的破砕剤５０が注入されたときに配管２０の周囲のコンクリート部４０に生じるひび割れ発生範囲である。所定範囲Ｒは平面視において円形状を呈する。ここで、互いに隣接する２つの配管２０の間隔をＬ（ｍｍ）、配管２０の内径をｄ（ｍｍ）、破砕係数をＫとすると、Ｌは以下の式（１）によって得られる。
Ｌ＝Ｋ・ｄ ・・・（１）

【0040】

破砕係数Ｋの値は、打設されたコンクリートの質および鉄筋の量等に応じて定められる定数である。例えば、鉄筋量が０（ｋｇ／ｍ^３）～３０（ｋｇ／ｍ^３）である無筋コンクリートまたは鉄筋コンクリートの場合、破砕係数Ｋの標準値（標準Ｋ値）は１０～１５となる。

【0041】

鉄筋量が３０（ｋｇ／ｍ^３）～６０（ｋｇ／ｍ^３）である鉄筋コンクリートの場合、標準Ｋ値は８～１０となり、鉄筋量が６０（ｋｇ／ｍ^３）～１００（ｋｇ／ｍ^３）である鉄筋コンクリートの場合、標準Ｋ値は６～８となる。そして、鉄筋量が１００（ｋｇ／ｍ^３）以上である鉄筋コンクリートの場合、標準Ｋ値は５～６となる。

【0042】

一例として、配管２０の内径ｄを６５ｍｍ、破砕係数Ｋを６とすると、式（１）を用いて互いに隣接する２つの配管２０の間隔Ｌは３９０（ｍｍ）となる。この場合、平面視において鉄筋かご１０の周方向に互いに隣接する配管２０の間隔Ｌを３９０（ｍｍ）とすれば、鉄筋かご１０の周方向の略全周にわたってひび割れ発生範囲（所定範囲Ｒ）を形成できるので、杭構造１００の撤去を一層容易に行うことが可能となる。

【0043】

図４では、各所定範囲Ｒの外周が、掘削孔２の内面、および平面視における掘削孔２の中心には達していない例を示している。しかしながら、配管２０の数、および配管２０の配置位置を変更することによって、所定範囲Ｒの場所、および複数の所定範囲Ｒが占める領域の広さを自在に変更できる。

【0044】

以上の配管２０および配管固定帯筋２５が固定された鉄筋かご１０を建て込んだ後には、図５（ａ）および図５（ｂ）に示されるように、平面視における配管固定帯筋２５の内側に形成された打設配管配置空間Ｂにコンクリート打設配管３０を挿入する。このようにコンクリート打設配管３０を挿入してコンクリートを打設してコンクリート部４０（図６（ａ）または図６（ｂ）参照）を形成する（コンクリート部を形成する工程）。コンクリート打設配管３０は、一例として、トレミー管である。コンクリート打設配管３０の内径は、例えば、２００（ｍｍ）である。

【0045】

このとき、コンクリート打設配管３０の下端を掘削孔２の下端（底面）に接近させる。例えば、コンクリート打設配管３０は、平面視における掘削孔２、鉄筋かご１０および配管固定帯筋２５の中心に配置される。しかしながら、コンクリート打設配管３０は当該中心から偏心した位置に配置されていてもよく、平面視におけるコンクリート打設配管３０の位置は特に限定されない。

【0046】

コンクリート打設配管３０を鉛直方向に延びるように配置する。そして、コンクリート打設配管３０の下端が掘削孔２の下端に接近した状態でコンクリート打設配管３０にコンクリートを注入し、コンクリート打設配管３０の下端から掘削孔２にコンクリートを充填させながらコンクリート打設配管３０を徐々に引き上げていく。

【0047】

コンクリート打設配管３０を引き上げながら掘削孔２にコンクリートの充填を行って、当該コンクリートが掘削孔２の上端にまで達した後に当該コンクリートを硬化させる。このとき、配管２０の上端を封止する。そして、図６（ａ）および図６（ｂ）に示されるように、鉄筋かご１０、配管２０および配管固定帯筋２５を埋設するコンクリート部４０が形成されて杭構造１００が完成し、杭施工方法の一連の工程が完了する。その後、例えば、杭構造１００（コンクリート部４０）の上に仮柱Ｃ（図１参照）が構築されて鉄道の高架化が行われる。

【0048】

杭構造１００は所定期間が経過した後に撤去される。「所定期間」とは、杭構造の構築が完了してから杭構造が不要となるまでの期間を示している。「所定期間」は、例えば、数ヶ月以上かつ数年以下である。本実施形態では、鉄道の高架化が進み本杭Ｅ２および本柱Ｆ２の構築が完了して仮柱Ｃが撤去された後に杭構造１００が撤去される。

【0049】

以下では、本実施形態に係る杭撤去方法について説明する。まず、平面視における掘削孔２を囲む位置に管状のケーシング４５を配置して地盤１にケーシング４５を圧入する（ケーシングを圧入する工程）。このとき、ケーシング４５を、その下端が掘削孔２の下端よりも下方に位置する深さに達するまで圧入する。そして、地盤１におけるケーシング４５の内側部分を排土する。

【0050】

そして、図７（ａ）および図７（ｂ）に示されるように、配管２０の上端部を開放して配管２０に静的破砕剤５０を注入する。前述したように、静的破砕剤５０は、例えば、粉状の薬剤に水が練り混ぜられて生成される。このように、練り混ぜられて泥状となった静的破砕剤５０が配管２０に注入されて、各配管２０に静的破砕剤５０を充填させる。

【0051】

各配管２０への静的破砕剤５０の充填が完了すると、図４および図７（ｂ）に示されるように、配管２０の内部の静的破砕剤５０および配管２０が膨張するとともにコンクリート部４０にひび割れＸが生じる。前述したように、ひび割れＸは平面視における配管２０の中心を中心とした所定範囲Ｒ内に形成される。また、ひび割れＸは、コンクリート部４０の配管２０が延びている範囲内において形成される。

【0052】

コンクリート部４０にひび割れＸを生じさせた後には、コンクリート部４０を排出する。例えば、油圧圧砕機によってコンクリート部４０を破砕してコンクリート部４０をコンクリートガラにし、ハンマグラブによって当該コンクリートガラを排出する。当該コンクリートガラの排出は、例えば、コンクリート部４０の所定範囲Ｒごとに行う。掘削孔２から全てのコンクリートガラを排出した後に、本実施形態に係る杭撤去方法の一連の工程が完了する。

【0053】

次に、本実施形態に係る杭施工方法、杭撤去方法および杭構造１００から得られる作用効果について詳細に説明する。本実施形態に係る杭施工方法、杭撤去方法および杭構造１００では、地盤１に形成された掘削孔２に鉄筋かご１０が建て込まれ、鉄筋かご１０には静的破砕剤５０が注入される配管２０が杭構造１００の施工時に予め固定されている。この配管２０が固定された鉄筋かご１０にコンクリートが打設されることによって、鉄筋かご１０および配管２０はコンクリート部４０に埋設される。

【0054】

そして、所定期間が経過して杭構造１００が撤去されるときには、鉄筋かご１０に固定された配管２０に静的破砕剤５０が注入される。配管２０に静的破砕剤５０が注入されると、コンクリート部４０の内部において配管２０が膨張するとともにコンクリート部４０にひびが入ることにより、騒音および振動を抑えた状態でコンクリート部４０を破砕できる。注入した静的破砕剤５０によって杭構造１００のコンクリート部４０にひび割れＸを生じさせ、ひび割れＸを生じさせたコンクリート部４０を排出すればよいので、油圧圧砕機等の破砕装置による大きなパワーは必要ない。したがって、静的破砕剤５０によって破砕されたコンクリート部４０を容易に排出することができるので、杭構造１００の撤去を効率よく行うことができる。

【0055】

本実施形態において、杭構造１００は、複数の配管２０と、複数の配管２０が固定された配管固定帯筋２５と、を備える。この場合、複数の配管２０が配管固定帯筋２５に固定されているので、掘削孔２に対する複数の配管２０の設置を効率よく行うことができる。したがって、杭構造１００の施工を効率よく行うことができる。

【0056】

前述したように、配管２０は、樹脂によって構成されていてもよい。この場合、配管２０へのコンクリートの打設時には配管２０の形状を維持できるとともに、配管２０に静的破砕剤５０が注入されたときには配管２０の膨張、およびコンクリート部４０のひび割れＸの発生を効率よく行うことができる。

【0057】

続いて、変形例に係る杭構造について図８（ａ）および図８（ｂ）を参照しながら説明する。図８（ａ）は、配管２０とは異なる配管６０を示している。図８（ｂ）は、配管６０を示す側面図である。変形例に係る杭構造は、配管２０に代えて、配管６０を備える。配管６０は、脆弱部６１を有する点以外は配管２０と同様である。

【0058】

配管６０は配管６０の内部への静的破砕剤５０の注入に伴って膨張し、脆弱部６１は配管６０が膨張するときに配管６０の他の部位に比べて破断しやすい部位である。すなわち、脆弱部６１は、配管６０における脆弱部６１以外の部分より破断しやすい部位である。例えば、脆弱部６１の肉厚は、配管６０の脆弱部６１以外の部分の肉厚よりも薄い。

【0059】

一例として、脆弱部６１は、平面視においてＶ字状を呈する切り込みである。脆弱部６１は、配管６０の外周面から窪む凹部であってもよい。例えば、配管６０は複数の脆弱部６１を有し、複数の脆弱部６１は配管６０の周方向に並んでいる。複数の脆弱部６１は、鉛直方向に並んでいる。

【0060】

以上、変形例に係る杭構造において、配管６０は、配管６０が膨張するときに配管６０の他の部位に比べて破断しやすい脆弱部６１を有する。この場合、配管６０に静的破砕剤５０が注入されたときに配管６０の他の部位と比較して脆弱部６１を優先して破断できるので、脆弱部６１においてコンクリート部４０のひび割れＸの発生を一層効率よく行える。その結果、杭構造の撤去を一層効率よく行うことができる。

【0061】

さらに、配管６０の破断しやすい箇所の周囲のコンクリート部４０の方が、配管６０の破断しない箇所の周囲のコンクリート部４０よりもひび割れＸが生じやすい。したがって、配管６０の優先的な破断部分である脆弱部６１の場所および数を調整することにより、脆弱部６１の周囲のコンクリート部４０により多くのひび割れＸを生じさせることができる。このように、配管６０における脆弱部６１の場所および数を調整することによって、ひび割れＸの発生箇所を変更することが可能となる。

【0062】

以上、本開示に係る杭施工方法、杭撤去方法および杭構造の実施形態および変形例について説明した。しかしながら、本開示に係る杭施工方法、杭撤去方法および杭構造は、前述した実施形態または変形例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した要旨の範囲内においてさらに変形されたものであってもよい。すなわち、杭施工方法および杭撤去方法の工程の内容および順序、ならびに、杭構造の各部の形状、大きさ、材料、数および配置態様は、上記の要旨の範囲内において適宜変更可能である。

【0063】

例えば、前述した実施形態では、樹脂によって構成されている配管２０が固定された鉄筋かご１０を備える杭構造１００について説明した。しかしながら、本開示において、配管の材料は、樹脂製の配管２０に限られず、適宜変更可能である。例えば、配管は木製であってもよい。

【0064】

例えば、前述した実施形態では、鉄道高架化工事において構築される杭構造１００について説明した。しかしながら、本開示に係る杭施工方法、杭撤去方法および杭構造は鉄道高架化工事以外の現場で採用することも可能であり、現場の種類については特に限定されない。

【符号の説明】

【0065】

１…地盤、２…掘削孔、１０…鉄筋かご、１１…主筋、１２…帯筋、１３…スペーサ、２０…配管、２１…下端部、２５…配管固定帯筋、３０…コンクリート打設配管、４０…コンクリート部、４５…ケーシング、５０…静的破砕剤、６０…配管、６１…脆弱部、１００…杭構造、Ａ…現場、Ｂ…打設配管配置空間、Ｃ…仮柱、ｄ…内径、Ｅ１…本杭、Ｅ２…本杭、Ｆ１…本柱、Ｆ２…本柱、Ｌ…間隔、Ｒ…所定範囲、Ｔ…鉄道車両、Ｘ…ひび割れ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】