特開 2024-29663 全周回転装置、及びケーシングチューブの建込み方法

(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】P2024029663

(43)【公開日】2024-03-06

(54)【発明の名称】全周回転装置、及びケーシングチューブの建込み方法

(51)【国際特許分類】

   E02D 11/00 20060101AFI20240228BHJP

【ＦＩ】

E02D11/00

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022132041

(22)【出願日】2022-08-22

(71)【出願人】

【識別番号】500109674

【氏名又は名称】株式会社大枝建機工業

(71)【出願人】

【識別番号】515166347

【氏名又は名称】川口 聖

(74)【代理人】

【識別番号】110000796

【氏名又は名称】弁理士法人三枝国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】大枝 守

(72)【発明者】

【氏名】川口 聖

【テーマコード（参考）】

2D050

【Ｆターム（参考）】

2D050AA01

2D050DA03

2D050DB01

(57)【要約】

【課題】設置するためのスペースが大きくなるのを抑制できること。
【解決手段】全周回転装置１００は、既設杭Ｐ１に固定可能な固定部１と、前記固定部１よりも上側に配置され、ケーシングチューブ６の内周面に接触した状態で前記ケーシングチューブ６を保持する保持部２と、前記既設杭Ｐ１の中心軸に沿う回転軸を中心に、前記固定部１に対して前記保持部２を回転させる回転駆動部４と、保持部２を、回転軸に沿う方向の上から下に向かって移動可能に構成された昇降駆動部５と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

既設杭に対して固定可能な固定部と、
前記固定部よりも上側に配置され、ケーシングチューブの内周面に接触した状態で前記ケーシングチューブを保持する保持部と、
前記既設杭の中心軸に沿う回転軸を中心に、前記固定部に対して前記保持部を回転させる回転駆動部と、
前記保持部を、前記回転軸に沿う方向の上から下に向かって移動可能に構成された昇降駆動部と、
を備える、
全周回転装置。

【請求項2】

前記固定部は、
前記既設杭の外周面に対向するチャックと、
前記チャックを前記既設杭に向かって押し付ける固定フレームと、
を有し、
前記回転軸に沿う方向において前記保持部が前記固定部から離れる方向に力を受けると、前記固定フレームから前記チャックに向かって押し付ける力が強くなるように構成されている、
請求項１に記載の全周回転装置。

【請求項3】

前記保持部は、
前記ケーシングチューブの内周面に接触する保持位置と、前記内周面から離れる開放位置との間で可動な可動体と、
前記可動体を、前記保持位置と前記開放位置とのいずれかに切り替える駆動装置と、
を有する、
請求項１に記載の全周回転装置。

【請求項4】

前記昇降駆動部は、前記保持部を、前記回転軸に沿う方向のうちの上から下に向かう方向と下から上に向かう方向とに移動可能に構成される、
請求項３に記載の全周回転装置。

【請求項5】

前記昇降駆動部は、前記回転軸に沿う方向において、前記可動体と前記固定部との間の距離を可変とする伸縮ロッドを有する、
請求項４に記載の全周回転装置。

【請求項6】

既設杭に沿ってケーシングチューブを建て込むケーシングチューブの建込み方法であって、
前記ケーシングチューブの内周面を保持し、前記既設杭を基点として前記ケーシングチューブを回転させながら地中に下降させる、
ケーシングチューブの建込み方法。

【請求項7】

請求項１に記載の全周回転装置の固定部を、前記既設杭に対して固定する工程と、
前記ケーシングチューブの中心軸が前記既設杭の中心軸に沿うように、前記ケーシングチューブを配置する工程と、
前記全周回転装置の保持部を前記ケーシングチューブの内周面に接触させ、前記ケーシングチューブを前記全周回転装置に保持させる工程と、
前記ケーシングチューブを、前記ケーシングチューブの中心軸を中心に回転させながら、前記中心軸に沿う方向の地中側に移動させる工程と、
をこの順で行う、
請求項６に記載のケーシングチューブの建込み方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、全周回転装置、及びケーシングチューブの建込み方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、従来の全周回転装置が開示されている。特許文献１に記載の全周回転装置は、地面に設置される装置本体と、反力ウエイトと、を備えている。装置本体は、平面視中央において、上下方向に貫通する上下貫通円孔を有しており、上下貫通円孔に、掘削用の円筒体が通される。全周回転装置は、上下貫通円孔に掘削用の円筒体が通された状態において、掘削用の円筒体に対し、回転方向と垂直方向との力を加えることで、掘削用の円筒体を地中に圧入する。

【0003】

全周回転装置は、掘削用の円筒体を地中に圧入する際、地面からの反力に対抗するために反力ウエイトが設けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１６－１３２９２４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで特許文献１に記載の全周回転装置は、平面視中央に上下貫通円孔が形成された構造であるため、必然的に、平面視において円筒体の直径よりも大きくなる。このため、特許文献１の全周回転装置では、全周回転装置の設置スペースが大きく必要であり、例えば、建築物に隣接した設置現場等のように、設置現場によっては、使用することができない場合がある。

【0006】

本発明の目的は、設置するためのスペースが大きくなるのを抑制できる全周回転装置、及びケーシングチューブの建込み方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係る一態様の全周回転装置は、既設杭に対して固定可能な固定部と、前記固定部よりも上側に配置され、ケーシングチューブの内周面に接触した状態で前記ケーシングチューブを保持する保持部と、前記既設杭の中心軸に沿う回転軸を中心に、前記固定部に対して前記保持部を回転させる回転駆動部と、前記保持部を、前記回転軸に沿う方向の上から下に向かって移動可能に構成された昇降駆動部と、を備える。

【0008】

本発明に係る一態様のケーシングチューブの建込み方法は、既設杭に沿ってケーシングチューブを建て込む方法であって、前記ケーシングチューブの内周面を保持し、前記既設杭を基点として前記ケーシングチューブを回転させながら地中に下降させる。

【発明の効果】

【0009】

本発明に係る上記態様によれば、設置するためのスペースが大きくなるのを抑制できる、という利点がある。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、実施形態の全周回転装置の正面模式図である。

【図2】図２（Ａ）は、実施形態の全周回転装置の平面模式図である。図２（Ｂ）は、図１のＢ－Ｂ線断面図である。

【図3】図３は、図１のＡ部分の拡大図である。

【図4】図４は、実施形態の全周回転装置の保持部の拡大図である。

【図5】図５（Ａ）（Ｂ）は、実施形態の支持部の拡大図である。

【図6】図６（Ａ）から（Ｄ）は、実施形態の全周回転装置を用いた施工方法を説明する模式図である。

【図7】図７（Ａ）から（Ｄ）は、実施形態の全周回転装置を用いた施工方法を説明する模式図である。

【図8】図８（Ａ）から（Ｄ）は、実施形態の全周回転装置を用いた施工方法を説明する模式図である。

【図9】図９は、実施形態に使用される杭把持装置の概略平面図である。

【図10】図１０は、変形例に係る全周回転装置の正面模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

＜実施形態＞
本実施形態に係る全周回転装置１００は、地中に埋め込まれた杭（以下、「既設杭Ｐ１」という場合がある）を利用して、ケーシングチューブ６を地中に建て込む装置である。全周回転装置１００は、ケーシングチューブ６を建て込む際、地面を足場にするのではなく、既設杭Ｐ１を足場にして、ケーシングチューブ６の内部からケーシングチューブ６を回転させる。このため、本実施形態に係る全周回転装置１００によれば、全周回転装置１００を設置するためのスペースを省くことができる。しかも、全周回転装置１００は、既設杭Ｐ１に固定することができるため、ウエイトも不要である。

【0012】

また、本実施形態に係る全周回転装置１００は、地中に建て込んだケーシングチューブ６を利用して、既設杭Ｐ１を引き上げることもできる。全周回転装置１００は、既設杭Ｐ１を引き上げる際、既設杭Ｐ１を保持した状態で、建て込んだケーシングチューブ６の内周面に突っ張って支持しながら、ケーシングチューブ６の軸方向の上側に移動する。これにより、本実施形態に係る全周回転装置１００によれば、既設杭Ｐ１を引き上げる際にも、全周回転装置１００を設置するためのスペースを省くことができる。

【0013】

全周回転装置１００は、図１に示すように、固定部１と、保持部２と、支持部３と、回転駆動部４と、昇降駆動部５と、を備える。

【0014】

以下の全周回転装置１００の説明では、地面に直交する方向を「上下方向」とし、上下方向に直交する方向を「径方向」として定義する。径方向において、ケーシングチューブ６の中心軸に向かう方向を「径方向の内側」とし、その反対方向を「径方向の外側」として定義する。また、本実施形態では、地面を水平面として説明するが、例えば、地面は傾斜面であってもよい。

【0015】

（固定部１）
固定部１は、既設杭Ｐ１に固定される部分である。固定部１は、本実施形態では、既設杭Ｐ１の上端部に対して固定される。固定部１は、図１に示すように、固定フレーム１１と、複数のチャック１２と、チャック駆動部１３（図２）と、連結具１４（図２）と、を備える。

【0016】

固定フレーム１１は、チャック１２を既設杭Ｐ１に向かって押し付けるフレームである。固定フレーム１１は、有蓋円筒状に形成されている。固定フレーム１１の内周面は、図２に示すように、既設杭Ｐ１の外周面よりも大きく形成されている。固定フレーム１１の内周面は、テーパ状に形成されており、下方にいくほど、径方向の内側にいくように既設杭Ｐ１の外周面に対して傾斜している。固定フレーム１１の内周面に対して、相対的に、チャック１２を押し下げることで、固定フレーム１１は、チャック１２を、既設杭Ｐ１の外周面に向かって押し付けることができる。

【0017】

本実施形態では、既設杭Ｐ１に対して固定された固定フレーム１１に対して、チャック１２を下方に移動させることで、チャック１２を既設杭Ｐ１の外周面に向かって押し付けたが、固定フレーム１１を上方に移動させることで、チャック１２を既設杭Ｐ１の外周面に向かって押し付けてもよい。

【0018】

固定フレーム１１の外径は、図１に示すように、ケーシングチューブ６の内径よりも小さく形成されている。固定フレーム１１の外周面は、特に制限はないが、ケーシングチューブ６の内周面に略平行に形成されている。

【0019】

固定フレーム１１の天面部１１１には、図２に示すように、チャック駆動部１３の少なくとも一部が通る複数の貫通孔１１２が形成されている。チャック駆動部１３のロッド１３２は、貫通孔１１２を通して、固定フレーム１１内に差し込まれる。

【0020】

チャック１２は、既設杭Ｐ１の外周面に対向するようにして配置される。チャック１２の内周面及び外周面は、上方から見て（以下、平面視）、略円弧状に形成されている。チャック１２の内周面には、滑り止め部１２１が形成されている。滑り止め部１２１は、既設杭Ｐ１の外周面に対する滑りを抑制する。滑り止め部１２１としては、例えば、複数の突起、凹凸形状、微細な凹凸、複数の突条、粘着性材料、複数のピン等が挙げられる。

【0021】

チャック１２は上下方向に沿う断面において、下方ほど薄いくさび形に形成されている。チャック１２の外周面は、固定フレーム１１の内周面に略平行に形成されており、固定フレーム１１の内周面に対向する。

【0022】

チャック駆動部１３は、チャック１２を、固定フレーム１１の内周面に対して押し下げるように動かす。本実施形態に係るチャック駆動部１３は、チャック１２を上下方向に沿って移動させる。チャック駆動部１３としては、例えば、シリンダ装置、ソレノイド、直動式アクチュエータ等が挙げられる。シリンダ装置としては、油圧、電動、空圧のいずれであってもよいが、本実施形態では、油圧式シリンダが用いられる。

【0023】

チャック駆動部１３は、固定フレーム１１の上方に設置されている。チャック駆動部１３のシリンダチューブ１３１は、例えば、天面部１１１に対して、ねじ止め等により固定されている。チャック駆動部１３のロッド１３２は、上述したように、固定フレーム１１の天面部１１１の貫通孔１１２を通して、チャック１２に連結される。ロッド１３２とチャック１２とは、連結具１４を介して連結されている。

【0024】

連結具１４は、チャック駆動部１３のロッド１３２とチャック１２とを連結する部材である。本実施形態に係る連結具１４は、１つ又は２つ以上のプレートで構成されている。連結具１４は、チャック駆動部１３のロッド１３２に対して、ピン接合されている。また、連結具１４は、ロッド１３２とのピン接合部分から離れた位置で、チャック１２に対してピン接合されている。連結具１４は、ロッド１３２に対して、回転可能に接合されており、またチャック１２に対して回転可能に接合されている。連結具１４のロッド１３２との接合部分における回転軸と、チャック１２との接合部分における回転軸とは互いに略平行である。

【0025】

チャック駆動部１３のロッド１３２がシリンダチューブ１３１から突き出る方向に移動すると、連結具１４はロッド１３２の移動に従って移動し、これに応じてチャック１２が下方に押し下げられる。下方に押し下げられたチャック１２は、固定フレーム１１の内周面に沿って移動し、既設杭Ｐ１の外周面に対して、押し付けられる。一方、チャック駆動部１３のロッド１３２がシリンダチューブ１３１に引き込む方向に移動すると、連結具１４はロッド１３２の移動に従って移動し、これに応じてチャック１２が上方に移動する。上方に移動したチャック１２は、固定フレーム１１の内周面から受ける力が緩まり、既設杭Ｐ１の外周面から離れ得る。

【0026】

ところで、ケーシングチューブ６を地中に建て込む際、反力によって、ケーシングチューブ６から、保持部２、回転駆動部４、昇降駆動部５及び固定フレーム１１に対して、上方向への外力が加わる。このとき、固定フレーム１１及びチャック駆動部１３についても上方向への外力が加わるが、チャック駆動部１３とチャック１２とは連結具１４を介して接続されているため、チャック１２は、チャック駆動部１３によって引き上げられることなく、固定フレーム１１の内周面から上方向に向かう力を受ける。

【0027】

このとき、チャック１２に対し固定フレーム１１から径方向の内側に向かう力も加わるため、チャック１２は、より強固に既設杭Ｐ１の外周面に対して押し付けられる。すなわち、本実施形態に係る固定部１は、回転軸に沿う方向において保持部２が固定部１から離れる方向（すなわち上方向）に力を受けると、固定フレーム１１からチャック１２に向かって押し付ける力が強くなるように構成されている。

【0028】

（保持部２）
保持部２は、ケーシングチューブ６の内周面に接触した状態でケーシングチューブ６を保持する。本実施形態に係る保持部２は、ケーシングチューブ６の内周面に圧接することで、ケーシングチューブ６を保持する。保持部２は、図１に示すように、ベースフレーム２１と、回転体２２と、複数の押し当て体２３と、昇降フレーム２４と、可動体２５と、駆動装置２６と、連結体２７と、を備える。

【0029】

ベースフレーム２１は、保持部２においてベースとなるフレームである。ベースフレーム２１は、固定部１に対して、間隔をおいて上方に配置されている。ベースフレーム２１は、固定部１上において昇降駆動部５によって支持されている。ベースフレーム２１は、円盤状の下ベース２１１と、下ベース２１１から上方に離れた円盤状の上ベース２１２と、下ベース２１１と上ベース２１２とをつなぐ内連結部２１３と、で構成されている。下ベース２１１、上ベース２１２及び内連結部２１３は、溶接により一体に形成されている。

【0030】

回転体２２は、ベースフレーム２１に対して、回転可能に支持されている。回転体２２の回転軸は、既設杭Ｐ１の中心軸の延長線上に位置しており、既設杭Ｐ１の中心軸に沿うように配置される。回転体２２は、リング状に形成されており、内連結部２１３の外周を回転する。回転体２２は、下ベース２１１と上ベース２１２との間に組み付けられることで、ベースフレーム２１に対して支持される。

【0031】

回転体２２の外周面には、複数の押し当て体２３が接続されている。回転体２２の外周面から、径方向の外側に突き出るようにして複数のアーム２２１が設けられており、各アーム２２１に押し当て体２３が取り付けられている。複数の押し当て体２３は、回転体２２の周方向において、一定の間隔をおいて配置されている。本実施形態に係る複数の押し当て体２３は、平面視において、９０°ごとに配置されている。

【0032】

押し当て体２３の外周面は、径方向の外側に向かって突き出た平面視略円弧状に形成されており、かつ下方ほど径方向の外側にいくように、テーパ状に形成されている。これにより、押し当て体２３の外周面と、ケーシングチューブ６の内周面との間の距離は、下方ほど短くなっている。ただし、押し当て体２３の外周面は、円弧状の曲面でなくてもよく、鉛直面に対して傾斜した平面であってもよい。

【0033】

昇降フレーム２４は、ベースフレーム２１に対し、駆動装置２６によって、上下方向に移動可能に支持されている。昇降フレーム２４は、上方向に移動することで、可動体２５を開放位置に移動させ、下方向に移動することで、可動体２５を保持位置に移動させることができる。ここでいう「開放位置」とは、可動体２５がケーシングチューブ６の内周面から離れた位置を意味する。また「保持位置」とは、可動体２５がケーシングチューブ６の内周面に接触する位置を意味する。

【0034】

昇降フレーム２４は、下支持フレーム２４１と、上支持フレーム２４２と、内連結フレーム（不図示）と、リングギア２４３と、ガイド柱２４４と、を備える。

【0035】

下支持フレーム２４１は、円盤状に形成されており、リングギア２４３を支持する。下支持フレーム２４１の下面には、駆動装置２６の上端部が取り付けられている。上支持フレーム２４２は、下支持フレーム２４１に対して上方に離れている。上支持フレーム２４２は、円盤状に形成されている。上支持フレーム２４２には、後述の回転駆動部４のモータ４１を設置するための複数の取付穴２４５が形成されている。内連結フレームは、上支持フレーム２４２と下支持フレーム２４１とをつなぐ。

【0036】

リングギア２４３は、内周面に歯車が形成されたリング状の部材である（図３（Ｂ））。リングギア２４３は、下支持フレーム２４１と上支持フレーム２４２との間に配置されており、下支持フレーム２４１に対して回転可能に支持されている。リングギア２４３の回転軸は、既設杭Ｐ１の中心軸の延長線上に位置している。リングギア２４３は、回転駆動部４によって、回転軸を中心に回転する。リングギア２４３の外周部には、連結体２７を介して、可動体２５が取り付けられる。

【0037】

ガイド柱２４４は、上支持フレーム２４２、下支持フレーム２４１及びリングギア２４３の上下方向の移動をガイドする。ガイド柱２４４は、上下方向に延びている。ガイド柱２４４の上端部は下支持フレーム２４１に固定され、ガイド柱２４４の下端部は、ベースフレーム２１に対して移動可能に接続されている。ガイド柱２４４としては、例えば、シャフトとリニアブッシュで構成されてもよいし、複数の筒からなるテレスコピック構造で構成されてもよい。

【0038】

可動体２５は、リングギア２４３の外周面に対して、連結体２７を介して取り付けられている。可動体２５は、押し当て体２３に対応する位置に配置されている。可動体２５の内周面は、押し当て体２３に対向する。可動体２５の外周面は、ケーシングチューブ６の内周面に対向する。可動体２５の外周面には、滑り止め部２５１が形成されている。滑り止め部２５１は、ケーシングチューブ６の内周面に対する滑りを抑制する。滑り止め部２５１としては、例えば、複数の突起、凹凸形状、微細な凹凸、複数の突条、粘着性材料、複数のピン等が挙げられる。

【0039】

連結体２７は、リングギア２４３の外周部から突き出たブラケットに対して、ピン接合されている。また、連結体２７は、ブラケットとのピン接合部分から離れた位置で、可動体２５に対してピン接合されている。連結体２７は、ブラケットの外周部に対して、回転可能に接合されており、また可動体２５に対して回転可能に接合されている。リングギア２４３との接合部分における回転軸と、可動体２５との接合部分における回転軸とは互いに略平行である。

【0040】

駆動装置２６は、可動体２５を、保持位置と開放位置とのいずれかに切り替える。駆動装置２６は、本実施形態では、昇降フレーム２４を上昇させることで可動体２５を開放位置に切り替え、昇降フレーム２４を下降させることで可動体２５を保持位置に切り替える。駆動装置２６は、複数のシリンダ装置２６１を備える。複数のシリンダ装置２６１は、昇降フレーム２４とベースフレーム２１とをつないでおり、ガイド柱２４４の周囲に一定の間隔をおいて配置されている。各シリンダ装置２６１は、シリンダチューブが昇降フレーム２４に取り付けられ、シリンダロッドがベースフレーム２１に対して取り付けられている。ただし、シリンダ装置２６１は、シリンダチューブがベースフレーム２１に取り付けられてもよい。

【0041】

図４に示すように、複数のシリンダ装置２６１において、シリンダロッドがシリンダチューブに引き込む方向に移動すると、昇降フレーム２４が下降し、可動体２５は、保持位置に切り替えられる。すると、可動体２５は、ケーシングチューブ６の内周面に対して押し当てられる。可動体２５がケーシングチューブ６の内周面に圧接することにより、保持部２は、ケーシングチューブ６を内面から突っ張って保持することができる。一方、複数のシリンダ装置２６１において、シリンダロッドがシリンダチューブから突き出る方向に移動すると、昇降フレーム２４が上昇し、可動体２５は、開放位置に切り替えられる。すると、可動体２５は、ケーシングチューブ６の内周面に対する圧接状態を解除する。

【0042】

（回転駆動部４）
回転駆動部４は、既設杭Ｐ１の中心軸に沿う回転軸を中心に、固定部１に対して保持部２を回転させる。本実施形態に係る回転駆動部４は、図３（Ａ）に示すように、複数のモータ４１を備える。複数のモータ４１は、リングギア２４３の回転軸の周囲に一定の間隔をおいて配置されている。各モータ４１の出力軸に取り付けられたピニオン４１１は、図３（Ｂ）に示すように、リングギア２４３の歯車に噛み合う。各モータ４１の出力軸が回転すると、ピニオン４１１がリングギア２４３を回転させる。これにより、保持部２は、ケーシングチューブ６の中心軸を回転軸として、ケーシングチューブ６を回転させることができる。

【0043】

モータ４１としては、例えば、油圧モータ、水圧モータ、電動モータ、空圧モータのいずれであってもよい。また、本実施形態では、回転駆動部４は、４つのモータ４１を備えるが、１つのモータ４１であってもよいし、２つ又は３つのモータ４１であってもよいし、５つ以上のモータ４１を備えてもよい。

【0044】

（支持部３）
支持部３は、図１に示すように、可動体２５とは別に、ケーシングチューブ６の内周面に圧接し得る部分であり、ケーシングチューブ６内で全周回転装置１００を支持することができる。支持部３は、可動体２５よりも下方において、ケーシングチューブ６の内周面に圧接可能に構成される。本実施形態では、支持部３は、固定フレーム１１よりも上方に位置している。

【0045】

支持部３は、固定フレーム１１の天面部１１１上に固定されたベース板３１と、起立部３２と、ベース板３１に取り付けられた複数の支持駆動部３３と、支持駆動部３３により駆動する支持体３４と、を備える。ベース板３１は、円盤状に形成されている。ベース板３１と固定フレーム１１の天面部１１１との固定は、例えば、溶接、ねじ止め、ピン止め、リベット、ボルト・ナット等により実現される。

【0046】

起立部３２は、円筒状に形成されており、ベース板３１の中央部から上方に突き出ている。起立部３２は、ベース板３１に一体に形成されており、ベース板３１に対して固定されている。

【0047】

支持駆動部３３は、図５（Ａ）（Ｂ）に示すように、支持位置と解除位置との間で、支持体３４を径方向に移動させる。各支持駆動部３３は、例えば、例えば、シリンダ装置、ソレノイド、直動式アクチュエータ等が挙げられる。シリンダ装置としては、油圧、水圧、電動、空圧のいずれであってもよいが、本実施形態では、支持駆動部３３の一例として、油圧式シリンダが挙げられる。

【0048】

複数の支持駆動部３３は、ケーシングチューブ６の中心軸を中心として、シリンダロッドが放射状に伸縮可能に配列されている。シリンダロッドの先端は起立部３２に取り付けられている。シリンダチューブは、シリンダロッドが伸縮することで、ベース板３１及び起立部３２に対して、径方向に沿って移動可能し得る。支持駆動部３３のシリンダチューブは、スライドガイド３５によって移動が案内される。

【0049】

支持体３４は、ケーシングチューブ６の内周面に接触又は離間し得る部材である。支持体３４は、支持駆動部３３に固定されており、支持駆動部３３のシリンダロッドがシリンダチューブから突き出る方向に移動することで、ケーシングチューブ６の内周面に接触する。一方、支持体３４は、支持駆動部３３のシリンダロッドがシリンダチューブに引き込む方向に移動することで、ケーシングチューブ６の内周面から離れる。

【0050】

各支持体３４は、２つの部材に分割されている。支持体３４は、２つの部材として、ケーシングチューブ６の内周面に当たる第１部材３４１と、支持駆動部３３に固定された第２部材３４２と、を備える。第２部材３４２の外周面は、下方ほどケーシングチューブ６から離れるように鉛直面に対して傾斜した平面である。また、第１部材３４１の内周面は、第２部材３４２の外周面に対向する。第１部材３４１は、上方ほど薄くなるようにくさび状に形成されている。第１部材３４１の外周面は、径方向の外側に突き出る断面円弧状の曲面であり、ケーシングチューブ６の内周面に対向している。第１部材３４１と第２部材３４２とは、複数の留め輪３４３によって、一定の範囲で移動可能に連結されている。

【0051】

支持体３４が支持位置に切り替えられた状態では、保持部２が開放位置にあっても、ケーシングチューブ６の内周面に対して、全周回転装置１００を支持することができる。

【0052】

（昇降駆動部５）
昇降駆動部５は、固定部１に対し、回転軸に沿って保持部２を移動させる。昇降駆動部５は、図１に示すように、昇降シリンダ装置５１と、カバー５２と、を備える。

【0053】

昇降シリンダ装置５１は、ベースフレーム２１に取り付けられたシリンダチューブ５１１と、先端部が支持部３のベース板３１に取り付けられた伸縮ロッド５１２と、を備える。昇降シリンダ装置５１としては、油圧、水圧、電動、空圧のいずれであってもよいが、本実施形態では、一例として、油圧式シリンダが挙げられる。

【0054】

シリンダチューブ５１１は、ベースフレーム２１に取り付けられており、ベースフレーム２１に固定されている。シリンダチューブ５１１は、伸縮ロッド５１２の引き込みと突き出しとを切り替えることで、伸縮ロッド５１２を、伸長位置と収縮位置との間で移動させる（伸縮させる）。

【0055】

伸縮ロッド５１２は、ケーシングチューブ６の回転軸に沿う方向において、可動体２５と支持部３との間の距離を可変とする。すなわち、伸縮ロッド５１２は、収縮位置に切り替えられると、可動体２５を支持部３に近づく方向に移動させ、伸長位置に切り替えられると、可動体２５を支持部３から離れる方向に移動させる。言い換えると、伸縮ロッド５１２は、ケーシングチューブ６の回転軸に沿う方向において、可動体２５と固定部１との間の距離を可変とする。

【0056】

なお、昇降駆動部５としては、固定部１に対し、ケーシングチューブ６の回転軸に沿って保持部２を移動させることができればよく、例えば、シリンダチューブ５１１を固定フレーム１１に固定し、伸縮ロッド５１２の先端部をベースフレーム２１に固定してもよい。

【0057】

カバー５２は、昇降シリンダ装置５１を保護する。カバー５２は、筒状に形成されている。カバー５２としては、角筒、円筒のいずれであってもよい。また、カバー５２としては、テレスコピック構造を採用してもよい。

【0058】

＜施工方法＞
次に、図６から図８を用いて、本実施形態に係る全周回転装置１００を用いた施工方法について説明する。本実施形態に係る施工方法は、ケーシングチューブ６の建込み工程（以下、単に「建込み工程」という）と、既設杭Ｐ１の引上げ工程（以下、単に「引上げ工程」という）と、を備える。本実施形態に係る施工方法は、地面に対して交差する方向に延びるように埋め込まれた既設杭Ｐ１を地中から撤去する際に用いられる工法である。

【0059】

（建込み工程）
建込み工程は、ケーシングチューブ６を既設杭Ｐ１が埋め込まれた地盤に対して、ケーシングチューブ６を建て込む工程である。ケーシングチューブ６は、上記実施形態に係る全周回転装置１００を用いて、既設杭Ｐ１に沿って、既設杭Ｐ１と同軸上に建て込まれる。

【0060】

本明細書でいう「同軸上」は、対応する２つ以上の軸が、一致する場合はもちろん、略平行ではあるが僅かにずれている場合も含む。ここでは、既設杭Ｐ１に対して、本実施形態に係る全周回転装置１００を設置した状態において、全周回転装置１００を囲むようにケーシングチューブ６を設置できれば、既設杭Ｐ１とケーシングチューブ６とは「同軸上」にある範疇である。

【0061】

ケーシングチューブ６は、筒状の鋼管である。ケーシングチューブ６は、中心軸方向に１つのものであってもよいが、本実施形態のように、分割されたケーシングチューブ６を中心軸方向に継いでいくものであってもよい。ケーシングチューブ６の下端には、地盤の掘削が可能な複数の掘削刃６１が設けられている。

【0062】

建込み工程は、ケーシングチューブ６の内周面を保持し、既設杭Ｐ１の上端部を基点としてケーシングチューブ６を回転させながら地中に下降させる工程である。建込み工程は、装置設置工程と、ケーシングチューブ下降工程と、を順に行うことで実行される。

【0063】

装置設置工程は、図６（ａ）に示すように、既設杭Ｐ１の上端部に対して、全周回転装置１００の固定部１を固定する。装置設置工程では、例えば、クレーンによって全周回転装置１００を吊り下げ、全周回転装置１００を既設杭Ｐ１の上端に載せた上で、チャック１２によって既設杭Ｐ１の上端部を挟む。これによって、既設杭Ｐ１の上端部に対して、全周回転装置１００の固定部１を固定することができる。

【0064】

ケーシングチューブ下降工程は、図６（ｂ）に示すように、ケーシングチューブ６を回転させながら下降させて、地中に埋め込む工程である。ケーシングチューブ下降工程では、クレーンによってケーシングチューブ６を吊り下げ、ケーシングチューブ６の中心軸が既設杭Ｐ１の中心軸に沿うようにケーシングチューブ６を地面上に配置する。この状態で、全周回転装置１００の保持部２を動作させて、可動体２５を保持位置に切り替え、可動体２５をケーシングチューブ６の内周面に圧接させる。そして、回転駆動部４を作動することで、可動体２５を回転させ、ケーシングチューブ６を中心軸回りに回転させることができる。

【0065】

全周回転装置１００は、可動体２５の回転と同時に、昇降駆動部５を作動し、伸縮ロッド５１２を収縮位置に切り替えることで、可動体２５を下方に移動させる。伸縮ロッド５１２が収縮位置に移動したら、可動体２５を開放位置に切り替え、伸縮ロッド５１２を再び伸長位置に切り替える。そして、可動体２５を保持位置に切り替えると共に、伸縮ロッド５１２を収縮位置に切り替える。これを繰り返すことにより、ケーシングチューブ６を回転させながら下降させ、地中に埋め込んでゆくことができる。

【0066】

１つのケーシングチューブ６を埋め込んだ後、図６（ｃ）に示すように、別のケーシングチューブ６ａを、既に埋め込まれたケーシングチューブ６の上端部に接続し、図６（ｄ）に示すように、再び、ケーシングチューブ６を回転させながら下降させる。これを繰り返すことで、ケーシングチューブ６の下端部は、既設杭Ｐ１の下端部に対応する位置まで到達し、既設杭Ｐ１とその周囲の地盤との縁が切れ、その結果、既設杭Ｐ１および周辺の地盤がケーシングチューブ６と供回りする。ここでいう「縁が切れる」とは、既設杭Ｐ１の周辺の地盤が、その周囲の地盤から分断されることを意味する。

【0067】

（引上げ工程）
引上げ工程は、建込み工程の後に行われる工程である。引上げ工程では、既設杭Ｐ１の上端部を保持した装置１００を、ケーシングチューブ６の内周面に支持させながら、ケーシングチューブ６の中心軸に沿って移動させる。引上げ工程は、ケーシングチューブ継ぎ足し工程と、上昇工程と、を備える。

【0068】

ケーシングチューブ継ぎ足し工程は、地中に建て込まれたケーシングチューブ６の上端部に、別のケーシングチューブ６ａを接続する工程である。ケーシングチューブ継ぎ足し工程では、建て込まれたケーシングチューブ６の上端部に、杭把持装置７を設置し、杭把持装置７の上に、別のケーシングチューブ６ａを接続する。

【0069】

杭把持装置７は、全周回転装置１００によって引き上げられた既設杭Ｐ１を、任意の位置で把持する装置である。杭把持装置７を作動させることで、ケーシングチューブ６に対して、既設杭Ｐ１を移動しないように把持することができる。杭把持装置７は、図９に示すように、既設杭Ｐ１の外周に巻き回されて先端間が離れた略Ｃ字状の把持部７１と、把持部７１の先端間の距離を変えるシリンダ装置７２とを備える。シリンダ装置７２によって、把持部７１の先端間が短くなることで、既設杭Ｐ１が把持される。

【0070】

ケーシングチューブ継ぎ足し工程の後、上昇工程が実施される。上昇工程は、図７（ｂ）に示すように、既設杭Ｐ１が固定部１に固定された状態で全周回転装置１００を上昇させる工程である。全周回転装置１００は、伸縮ロッド５１２が伸長位置に切り替えられた状態で、保持部２の可動体２５が保持位置に切り替えられる。この状態で、伸縮ロッド５１２が収縮位置に向かって移動すると、既設杭Ｐ１を引き上げることができる。

【0071】

伸縮ロッド５１２が収縮位置に切り替えられると、全周回転装置１００は、支持部３を作動し、支持体３４をケーシングチューブ６の内面に圧接させる。これにより、上昇した全周回転装置１００は、その位置において、支持部３によって、ケーシングチューブ６に支持される。

【0072】

次に、支持部３によるケーシングチューブ６の内周面への圧接を保ったまま、可動体２５を開放位置に切り替えて、保持部２によるケーシングチューブ６の内周面への圧接を解除し、伸縮ロッド５１２を伸長位置に切り替える。そして、再度、保持部２を作動し、可動体２５を保持位置に切り替えて可動体２５をケーシングチューブ６の内周面に圧接させる。これを繰り返すことによって、全周回転装置１００は、既設杭Ｐ１を引き上げることができる。

【0073】

この後、図７（ｃ）に示すように、杭把持装置７を作動し、既設杭Ｐ１を把持させる。この状態で、全周回転装置１００を既設杭の上端部から取り外す。そして、最上部のケーシングチューブ６をすぐ下のケーシングチューブ６から外し、掴み装置８を既設杭Ｐ１の上端部に取り付ける。この状態で、例えば、バンドソー７３を用いて、ケーシングチューブ６から突き出た既設杭Ｐ１において、ケーシングチューブ６の上端よりも所定寸法上方の位置を切断する。この後、図７（ｄ）に示すように、切断した部分よりも上方の既設杭Ｐ２を撤去する。このように、本実施形態によれば、既設杭Ｐ１の一部（既設杭Ｐ２）を切断して撤去するため、多滑車を用いた大型クレーンを用いなくても、既設杭Ｐ１を撤去することができる。

【0074】

次いで、図８（ａ）に示すように、ケーシングチューブ６から突き出た既設杭Ｐ１の上端部に、全周回転装置１００を再び設置する。この後、図８（ｂ）に示すように、別のケーシングチューブ６を、建て込まれたケーシングチューブ６の上端部に接続し、全周回転装置１００を用いて、既設杭Ｐ１を引き上げる。

【0075】

この後、杭把持装置７で既設杭Ｐ１を把持し、全周回転装置１００及び最上部のケーシングチューブ６を外した上で、掴み装置８を用いて、既設杭Ｐ１を撤去する。最後に、建て込まれたケーシングチューブ６を、例えば、全周回転機９を用いて地中から撤去することができる。

【0076】

このように、本実施形態に係る施工方法によれば、既設杭Ｐ１を足場にして、ケーシングチューブを建て込むため、ケーシングチューブ６を建て込むための装置の設置スペースが大きくなるのを抑制できる。しかも、既設杭Ｐ１を引き上げる際、建て込まれたケーシングチューブ６を用いて、既設杭Ｐ１を引き上げることができるため、ケーシングチューブ６を建て込むための装置の設置スペースが大きくなるのを抑制できる。また、既設杭Ｐ１を引き上げる際、万が一、既設杭Ｐ１が落下しても、ケーシングチューブ６内で落下するため、重大な事故につながるのを防止できる。

【0077】

＜変形例＞
上記実施形態は、本発明の様々な実施形態の１つに過ぎない。実施形態は、本発明の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。以下、実施形態の変形例を列挙する。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。

【0078】

固定部１は、上記実施形態に係る固定部１の構造に限らず、例えば、図１０に記載された構造であってもよい。一変形例に係る固定部１は、平面視円弧状に形成された一対の殻状体１５と、殻状体１５の周方向の隣り合う端部を上方に引き上げる一対の第１アーム１７と、一対の第１アーム１７の上端部を連結した状態で引き上げる第２アーム１６と、を備える。第２アーム１６には、図示しない駆動装置（例えば、シリンダ装置）が連結されている。

【0079】

各殻状体１５は、上側の縁部に複数の刃を備える。各殻状体１５は、平面視における周方向の中間部分において回転可能に支持される。殻状体１５の回転軸Ｃ１は、既設杭Ｐ１の中心軸に直交し、かつ既設杭Ｐ１の外周面近傍に位置する。第２アーム１６を下方に伸ばすと、殻状体１５は、回転軸Ｃ１を中心に回転する（（Ａ）→（Ｂ））。殻状体１５が回転すると、既設杭Ｐ１に対して、殻状体１５が食い込む。これによって、固定部１は、既設杭Ｐ１に対して固定される。

【0080】

また、上記実施形態では、施工方法として、ケーシングチューブ６の建込み工程と、既設杭Ｐ１の引上げ工程と、を備えたが、本発明では、ケーシングチューブ６の建込み工程と、既設杭Ｐ１の引上げ工程とのいずれか一方のみを本実施形態に係る全周回転装置１００を用いて行い、他方の工程を一般的な工法を用いて行ってもよい。すなわち、本明細書において「ケーシングチューブ６の建込み方法」とは、少なくとも、本実施形態の全周回転装置１００を用いたケーシングチューブ６の建込み工程を含む施工方法を意味する。同様に、「ケーシングチューブ６の建込み方法」とは、少なくとも、本実施形態の全周回転装置１００を用いた既設杭Ｐ１の引上げ工程を含む施工方法を意味する。

【0081】

また、上記実施形態では、保持部２は、ケーシングチューブ６の内周面に圧接することでケーシングチューブ６を保持したが、本発明では圧接に限らない。保持部２としては、例えば、電磁石によってケーシングチューブ６を磁着したり、真空吸着したりしてもよい。また、ケーシングチューブ６の内周面に突起を設け、当該突起に対して保持部２を引っ掛けてもよい。

【0082】

上記実施形態では、既設杭Ｐ１を持ち上げる際、掴み装置８を用いたが、掴み装置８を用いずに、既設杭Ｐ１にワイヤーを巻き回してもよい。

【0083】

本明細書にて、「略平行」、又は「略直交」のように「略」を伴った表現が、用いられる場合がある。例えば、「略平行」とは、実質的に「平行」であることを意味し、厳密に「平行」な状態だけでなく、数度程度の誤差を含む意味である。他の「略」を伴った表現についても同様である。

【0084】

また、本明細書において「端部」及び「端」などのように、「…部」の有無で区別した表現が用いられている。例えば、「端」は物体の末の部分を意味するが、「端部」は「端」を含む一定の範囲を持つ域を意味する。端を含む一定の範囲内にある点であれば、いずれも、「端部」であるとする。他の「…部」を伴った表現についても同様である。

【0085】

＜まとめ＞
以上説明したように、第１の態様に係る全周回転装置１００は、既設杭Ｐ１に対して固定可能な固定部１と、固定部１よりも上側に配置され、ケーシングチューブ６の内周面に接触した状態でケーシングチューブ６を保持する保持部２と、既設杭Ｐ１の中心軸に沿う回転軸を中心に、固定部１に対して保持部２を回転させる回転駆動部４と、保持部２を、回転軸に沿う方向の上から下に向かって移動可能に構成された昇降駆動部５と、を備える。

【0086】

この態様によれば、全周回転装置１００を、ケーシングチューブ６の内側に設置して、ケーシングチューブ６に対して、ケーシングチューブ６の内側から回転方向と鉛直方向への力を加えることができるため、設置するためのスペースが大きくなるのを抑制できる。しかも、既設杭Ｐ１に対して固定部１が固定されるため、本態様の全周回転装置１００によれば、反力ウエイトを有さなくても、反力に対して対抗することができる。この結果、本態様の全周回転装置１００によれば軽量化を図ることもできる。

【0087】

しかも、本態様の全周回転装置１００では、既設杭Ｐ１に対して固定部１が固定されるため、必ずしも、鉛直方向に延びた既設杭Ｐ１でなくてもよく、例えば、水平面に対して傾斜した傾斜杭に対しても適用することができる。

【0088】

第２の態様に係る全周回転装置１００では、第１の態様において、固定部１は、既設杭Ｐ１の外周面に対向するチャック１２と、チャック１２を既設杭Ｐ１に向かって押し付ける固定フレーム１１と、を有する。回転軸に沿う方向において保持部２が固定部１から離れる方向に力を受けると、固定フレーム１１からチャック１２に向かって押し付ける力が強くなるように構成されている。

【0089】

この態様によれば、ケーシングチューブ６を建て込む際、反力を受けた場合に、既設杭Ｐ１に対してより強固に固定される。

【0090】

第３の態様に係る全周回転装置１００では、第１又は第２の態様において、保持部２は、ケーシングチューブ６の内周面に接触する保持位置と、内周面から離れる開放位置との間で可動な可動体２５と、可動体２５を保持位置と開放位置とのいずれかに切り替える駆動装置２６と、を有する。

【0091】

この態様によれば、可動体２５を保持位置と開放位置とに切り替えることで、ケーシングチューブ６の保持と解除とを行うことができる。

【0092】

第４の態様に係る全周回転装置１００では、第３の態様において、昇降駆動部５は、保持部２を、回転軸に沿う方向のうちの上から下に向かう方向と下から上に向かう方向とに移動可能に構成される。

【0093】

この態様によれば、保持部２を保持位置にした状態で、保持部２を上から下に向かう方向に移動させて、ケーシングチューブ６を地中に向かって移動させた後、保持部２を開放位置に切り替えた状態で、保持部２を下から上に向かう方向に移動させる。この後、再び保持部２を保持位置に切り替え、保持部２をケーシングチューブ６と共に、地中に向かって移動させる。これを繰り返すことで、ケーシングチューブ６を地中に埋め込んでゆくことができる。

【0094】

第５の態様に係る全周回転装置１００では、第４の態様において、昇降駆動部５は、回転軸に沿う方向において、可動体２５と支持部３との間の距離を可変とする伸縮ロッド５１２を有する。

【0095】

この態様によれば、既設杭Ｐ１を固定部１で固定した状態で、ケーシングチューブ６内において保持部２により全周回転装置１００を保持し、伸縮ロッド５１２を収縮させることで、既設杭Ｐ１を上昇させることができる。また、その後、支持部３によって全周回転装置１００を支持させ、収縮ロッド１３２を伸長させたうえで、保持部２により全周回転装置１００を保持させ、支持部３により支持を解除することで、再び、既設杭Ｐ１を上昇させることができる。これを繰り返すことで、既設杭Ｐ１を引き上げることができる。

【0096】

第６の態様に係るケーシングチューブ６の建込み方法は、既設杭Ｐ１に沿ってケーシングチューブ６を建て込むケーシングチューブ６の建込み方法であって、ケーシングチューブ６の内周面を保持し、既設杭Ｐ１の上端部を基点としてケーシングチューブ６を回転させながら地中に下降させる。

【0097】

この態様によれば、ケーシングチューブ６を建て込む際、足場を既設杭Ｐ１とすることができるため、ケーシングチューブ６を建て込むための装置の設置スペースが大きくなるのを抑制できる。

【0098】

第７の態様に係るケーシングチューブ６の建込み方法では、第５の態様において、第１の態様の全周回転装置１００の固定部１を、既設杭Ｐ１に対して固定する工程と、ケーシングチューブ６の中心軸が既設杭Ｐ１の中心軸に沿うように、ケーシングチューブ６を配置する工程と、全周回転装置１００の保持部２をケーシングチューブ６の内周面に接触させ、ケーシングチューブ６を全周回転装置１００に保持させる工程と、ケーシングチューブ６を、ケーシングチューブ６の中心軸を中心に回転させながら、中心軸に沿う方向の地中側に移動させる工程と、をこの順で行う。

【0099】

この態様によれば、上記第６の態様の全周回転装置１００を用いて、ケーシングチューブ６を建て込むことができる。

【0100】

第８の態様に係る既設杭Ｐ１の引上げ方法は、既設杭Ｐ１に沿ってケーシングチューブ６を建て込み、既設杭Ｐ１と地盤との縁を切った後に行われる既設杭Ｐ１の引上げ方法であって、既設杭Ｐ１の上端部を保持した装置を、ケーシングチューブ６の内周面に支持させながら、ケーシングチューブ６の中心軸に沿って移動させる。

【0101】

この態様によれば、既設杭Ｐ１を引き上げる際、建て込まれたケーシングチューブ６を用いて、既設杭Ｐ１を引き上げることができるため、ケーシングチューブ６を建て込むための装置の設置スペースが大きくなるのを抑制できる。

【0102】

第９の態様に係る既設杭Ｐ１の引上げ方法では、第８の態様において、第４の態様の全周回転装置１００の固定部１が既設杭Ｐ１の上端部に固定され、かつ伸縮ロッド５１２が伸長した状態で、保持部２によってケーシングチューブ６を保持する工程と、全周回転装置１００の伸縮ロッド５１２を縮めることで、既設杭Ｐ１を、既設杭Ｐ１の中心軸に沿う方向の上側に移動させる工程と、全周回転装置１００の支持部３によってケーシングチューブ６を保持させ、ケーシングチューブ６に全周回転装置１００を支持させる工程と、保持部２によるケーシングチューブ６の内周面への保持を解除し、伸縮ロッド５１２を伸長させた後、保持部２をケーシングチューブ６の内周面に保持させる工程と、をこの順で実行する。

【0103】

この態様によれば、上記第４の態様の全周回転装置１００を用いて、既設杭Ｐ１を引き上げることができる。

【符号の説明】

【0104】

１００ 全周回転装置
１ 固定部
２ 保持部
２５ 可動体
３ 支持部
４ 回転駆動部
５ 昇降駆動部
５１２ 伸縮ロッド
６ ケーシングチューブ
Ｐ１ 既設杭

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】