(57)【要約】【課題】土留め壁の用済み後に打設された鋼材をスムーズに、かつ、周囲に与える影響を極力小さくしつつ引き抜くことが可能な土留め壁の施工方法を提供する。【解決手段】地盤Ｇに所定深さまで掘削穴２を形成する掘削工程と、掘削穴２内に、セメント、前記掘削工程で生じた掘削土３よりも高い粘性を有する粘土質材、気泡生成剤、及び、水を有する混合体４を注入し、掘削土３と混合体４を攪拌混合して、掘削土３と混合体４からなり、その内部に前記気泡生成剤の作用によって生じた気泡７を含む気泡層５を形成する撹拌工程と、気泡層５内に鋼材６を打設した後に、この気泡層５を固化させて、鋼材６と固化した気泡層５からなる土留め壁を形成する形成工程と、前記土留め壁の用済み後に、固化した気泡層５から鋼材６を引き抜く引抜工程と、を有する土留め壁の施工方法を構成する。【選択図】図１
2020002685.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤（Ｇ）に所定深さまで掘削穴（２）を形成する掘削工程と、
前記掘削穴（２）内に、セメント、前記掘削工程で生じた掘削土（３）よりも高い粘性を有する粘土質材、気泡生成剤、及び、水を有する混合体（４）を注入し、前記掘削土（３）と前記混合体（４）を攪拌混合して、前記掘削土（３）と前記混合体（４）からなり、その内部に前記気泡生成剤の作用によって生じた気泡（７）を含む気泡層（５）を形成する撹拌工程と、
前記気泡層（５）内に鋼材（６）を打設した後に、この気泡層（５）を固化させて、前記鋼材（６）と固化した気泡層（５）からなる土留め壁を形成する形成工程と、
前記土留め壁の用済み後に、固化した前記気泡層（５）から前記鋼材（６）を引き抜く引抜工程と、
を有する土留め壁の施工方法。
【請求項２】
前記撹拌工程において、前記掘削穴（２）内にさらに潤滑剤を注入する請求項１に記載の土留め壁の施工方法。
【請求項３】
前記潤滑剤が、水溶性高分子剤である請求項２に記載の土留め壁の施工方法。
【請求項４】
セメント、粘土質材、気泡生成剤、及び、水からなる前記混合体（４）が、セメントを1容量部に対し、粘土質材を０．１〜１容量部、気泡生成剤を０．０１〜０．０５容量部、水を２００〜６００容量部の各範囲内とし、かつ、前記掘削土（３）を１００容量部に対し、前記混合体（４）を３０〜７０容量部の範囲内とした請求項１に記載の土留め壁の施工方法。
【請求項５】
セメント、粘土質材、気泡生成剤、潤滑剤、及び、水からなる前記混合体（４）が、セメントを1容量部に対し、粘土質材を０．１〜１容量部、気泡生成剤を０．０１〜０．０５容量部、潤滑剤を０．０１〜０．０５容量部、水を２００〜６００容量部の各範囲内とし、かつ、前記掘削土（３）を１００容量部に対し、前記混合体（４）を３０〜７０容量部の範囲内とした請求項２に記載の土留め壁の施工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、建設工事等の工事現場において行われる土留め壁の施工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
土留め壁１０は、図５に示すように、工事現場の隣接地側（図５中のＡ側）から工事現場側（図５中のＢ側）に地盤Ｇの掘削作業時に土砂が崩落するのを防止するために、工事現場と隣接地の境界に設けられる。土留め壁１０の内部には、その強度を維持するための鋼材１１（鋼矢板、Ｈ形鋼等）が打設されている。
【０００３】
この土留め壁の施工に際しては、例えば特許文献１に示すように、まず、地盤に掘削した掘削穴の中にセメントを注入し、掘削土、セメント、ベントナイト等を混合撹拌したソイルセメントコラムを構築する。そして、ソイルセメントが固化する前にその中にＨ形鋼を打設し、このソイルセメントを固化させる。これにより、内部にＨ形鋼が打設された連続柱体が構築される（特許文献１の段落００１７〜００２６、図１等参照）。この土留め壁に使用されたＨ形鋼は、土留め壁の用済み後（建設工事の終了後）も、通常はそのまま地中に打設されたままの状態とされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１０７４４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の土留め壁においては、既述の通り、土留め壁の使用後もＨ形鋼等の鋼材は地中に打設されたままの状態とされるため、この鋼材の材料コストが施工コストにそのまま転嫁される。このため、鋼材価格が高騰すると、それに伴って施工コストが高騰する問題がある。また、鋼材を地中に残したままにすると、他の工事の際にその鋼材が支障となる虞もある。
【０００６】
この土留め壁の用済み後に鋼材を引き抜いて再利用することにより、施工コスト（鋼材コスト）の削減を図ることも考えられるが、打設した鋼材と固化したソイルセメントが固着して、引き抜きが困難を極めるとともに、引き抜きに伴って周囲の土砂が地上に上がって、土留め壁の周囲で地盤沈下が生じたり、産業廃棄物となった土砂の処理問題が生じたりする虞がある。
【０００７】
また、鋼材の引き抜きの際には、加振装置によって鋼材を加振し、鋼材とソイルセメントとの間の固着を切るのが通常であるが、この加振に伴って工事現場の周囲に振動や騒音が生じる問題もある。
【０００８】
そこで、この発明は、土留め壁の用済み後に打設された鋼材をスムーズに、かつ、周囲に与える影響を極力小さくしつつ引き抜くことを課題とする。
【０００９】
上記の課題を解決するため、この発明は、地盤に所定深さまで掘削穴を形成する掘削工程と、前記掘削穴内に、セメント、前記掘削工程で生じた掘削土よりも高い粘性を有する粘土質材、気泡生成剤、及び、水を有する混合体を注入し、前記掘削土と前記混合体を攪拌混合して、前記掘削土と前記混合体からなり、その内部に前記気泡生成剤の作用によって生じた気泡を含む気泡層を形成する撹拌工程と、前記気泡層内に鋼材を打設した後に、この気泡層を固化させて、前記鋼材と固化した気泡層からなる土留め壁を形成する形成工程と、前記土留め壁の用済み後に、固化した前記気泡層から前記鋼材を引き抜く引抜工程と、を構成した。
【００１０】
このように、セメント等に気泡生成剤を混ぜて、内部に気泡を含む気泡層を形成することにより、気泡が形成されていないときと比較して、鋼材と気泡の接触面積の分だけ鋼材と気泡層（気泡以外のマトリックス）との接触面積が低下し、両者の間の摩擦力を大幅に低減することができる。また、引き抜きに伴って鋼材を加振した際に、その加振に伴う振動や騒音が気泡層によって吸収される。このため、固化した気泡層に打設された鋼材をスムーズに、かつ、周囲に与える影響を極力小さくしつつ引き抜くことができる。
【００１１】
前記撹拌工程において、前記掘削穴内にさらに潤滑剤を注入するのが好ましい。
【００１２】
このように、潤滑剤をさらに注入することにより、気泡層に形成された気泡の内部に溜まった潤滑剤、及び、マトリックス内に分散した潤滑剤によって、鋼材表面の潤滑性が高まる。このため、鋼材と気泡層との間の摩擦力がさらに低減し、鋼材の引き抜きを一層スムーズに行うことができる。
【００１３】
前記潤滑剤を水溶性高分子剤とするのが好ましい。
【００１４】
このように、水溶性高分子剤を用いると、工事現場の周囲への環境負荷を極力小さくするとともに、鋼材に対する高い潤滑性を与えることができる。
【００１５】
前記構成においては、セメント、粘土質材、気泡生成剤、及び、水からなる前記混合体が、セメントを1容量部に対し、粘土質材を０．１〜１容量部、気泡生成剤を０．０１〜０．０５容量部、水を２００〜６００容量部の各範囲内とし、かつ、前記掘削土を１００容量部に対し、前記混合体を３０〜７０容量部の範囲内とするのが好ましい。あるいは、セメント、粘土質材、気泡生成剤、潤滑剤、及び、水からなる前記混合体が、セメントを1容量部に対し、粘土質材を０．１〜１容量部、気泡生成剤を０．０１〜０．０５容量部、潤滑剤を０．０１〜０．０５容量部、水を２００〜６００容量部の各範囲内とし、かつ、前記掘削土を１００容量部に対し、前記混合体を３０〜７０容量部の範囲内とするのが好ましい。
【００１６】
このようにすると、固化した気泡層の十分な強度を確保しつつ、この気泡層からの鋼材の引き抜きをスムーズに行うことができる。
【発明の効果】
【００１７】
この発明においては、撹拌工程において、セメント等とともに気泡生成剤を掘削土に混合したので、この気泡生成剤の作用によって、内部に気泡を含む気泡層が形成される。これにより、鋼材と気泡層との間の接触面積が低下し、両者の間の摩擦力が大幅に低減する。また、引き抜きに伴って鋼材を加振した際に、その加振に伴う振動や騒音が気泡層によって吸収される。このため、固化した気泡層に打設された鋼材をスムーズに、かつ、周囲に与える影響を極力小さくしつつ引き抜くことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】この発明に係る土留め壁の施工方法の工程（掘削工程から撹拌工程まで）を示す断面図であって、（ａ）は掘削穴を形成している状態、（ｂ）は掘削穴に混合体を注入して撹拌している状態、（ｃ）は気泡層を形成した状態である。
【図２】この発明に係る土留め壁の施工方法の工程（形成工程）を示す断面図であって、（ａ）は鋼材を打設しつつある状態、（ｂ）はその鋼材を打設し終えた状態、（ｃ）はその鋼材に隣接して気泡層を形成した状態、（ｄ）は次の鋼材を打設しつつある状態、（ｅ）は次の鋼材を打設し終えた状態である。
【図３】この発明に係る土留め壁の施工方法の工程（引抜工程）を示す断面図であって、（ａ）は固化した気泡層に鋼材が打設されている状態、（ｂ）は固化した気泡層から鋼材を引き抜きつつある状態である。
【図４】鋼材と気泡層の接触部を拡大した断面図である。
【図５】一般的な土留め壁の構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
この発明に係る土留め壁（図５中の符号１０参照）の施工方法の工程を図１から図３に示す。この土留め壁は、工事現場における地盤Ｇの掘削作業時において、工事現場の隣接地から工事現場への土砂の崩落を防止するために設けられ、その施工方法は、掘削工程、撹拌工程、形成工程、及び、引抜工程から構成される。
【００２０】
掘削工程は、オーガスクリュー１を用いて、地盤Ｇに所定深さまで掘削穴２を形成する工程である（図１（ａ）参照）。この所定深さが、最終的に土留め壁の形成深さとなる。掘削穴２の形成に際しては、オーガスクリュー１を複数回上下させて、この掘削工程で生じた掘削土３を掘削穴２の深さ方向に亘って均一な状態としておくのが好ましい。
【００２１】
撹拌工程は、掘削工程で形成された掘削穴２内に、セメント、粘土質材、気泡生成剤、潤滑剤、及び、水の混合体４を注入し、オーガスクリュー１を用いて、この混合体４を掘削工程で生じた掘削土３と撹拌混合する工程である（図１（ｂ）（ｃ）参照）。セメント、粘土質材、気泡生成剤、潤滑剤、及び、水の混合には、ハンドミキサーやグラウトミキサー等の混合装置を用いるのが好ましい。また、混合体４と掘削土３の攪拌混合に際しては、オーガスクリュー１を複数回上下させて、両者を掘削穴２の深さ方向に亘って均一な状態としておくのが好ましい。
【００２２】
粘土質材は、掘削土３よりも高い粘性を有する粘土状の素材であり、撹拌工程によって形成される気泡層５に所定の粘性を与えるために不可欠である。この実施形態においては、粘土質材としてベントナイトを採用した。
【００２３】
気泡生成剤は、気泡層５の中に気泡７（図４中の符号７参照）を形成するために添加される。この気泡生成剤として、セメントや水等との混合に伴って速やかに体積膨張して発泡状態となり、この発泡した状態で掘削穴２内に注入される起泡剤や、セメントや水との混合時にすぐには発泡せず、掘削穴２内に注入された後に発泡して体積膨張する発泡剤等がある。この実施形態では、気泡生成剤として発泡剤（サンソー技研製アドサーモ）を採用したが、起泡剤（例えば、第一化成産業製モノクリート）を採用しても同様の気泡形成効果を得ることができる。
【００２４】
潤滑剤は、気泡層５に潤滑性を与えるために添加される。この潤滑剤として、水溶性の天然高分子や半合成高分子等を選択することができ、この実施形態では、工事現場の周囲への環境負荷が小さいカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）を採用した。ＣＭＣの代わりに、高分子凝集剤等を採用することもできる。
【００２５】
前記撹拌混合後、所定時間が経過（例えば１〜２時間）すると、気泡生成剤の作用によって生じた気泡７を含む気泡層５が形成される。
【００２６】
この実施形態においては、セメントを１容量部に対し、粘土質材を０．５容量部、気泡生成剤を０．０１容量部、潤滑剤を０．０１容量部、水を４００容量部とし、かつ、掘削土３を１００容量部に対し、混合体４を５０容量部とした。
【００２７】
なお、この混合割合は例示であって、適宜変更することができるが、セメントを１容量部に対し、粘土質材を０．１〜１容量部、気泡生成剤を０．０１〜０．０５容量部、潤滑剤を０．０１〜０．０５容量部、水を２００〜６００容量部の各範囲内とし、かつ、掘削土３を１００容量部に対し、混合体４を３０〜７０容量部の範囲内とするのが好ましい。この範囲内とすることによって、鋼材６と気泡７の接触面積の分だけ鋼材６と気泡層５（気泡７以外のマトリックス）との接触面積が低下し、両者の間の摩擦力が大幅に低減する。このため、固化した気泡層５から鋼材６をスムーズに引き抜くことができる。また、固化した気泡層５の強度を元の地盤Ｇの強度の２〜３倍程度とすることができ、土留め壁の高い安定性を確保することができる。
【００２８】
形成工程は、撹拌工程で形成した未固化状態の気泡層５内に鋼材６を打設した後に、この気泡層５を固化させて、鋼材６と固化した気泡層５からなる土留め壁を形成する工程である（図２（ａ）〜（ｅ）参照）。一本の鋼材６を打設し終えたら（図２（ｂ）参照）、その鋼材６に隣接して、掘削工程及び撹拌工程を経て気泡層５をさらに形成し（図２（ｃ）参照）、その気泡層５に次の鋼材６を打設する（図２（ｄ）（ｅ）参照）。この掘削工程から形成工程までの工程を、必要とされる土留め壁の大きさに対応して繰り返す。
【００２９】
この実施形態においては、気泡層５の中に気泡７が形成されており、しかも、潤滑剤が添加されているため、未固化状態の気泡層５と鋼材６との間の摩擦力が小さい。このため、この気泡層５に鋼材６をスムーズに打設することができる。この実施形態では、鋼材６として鋼矢板を採用したが、鋼矢板の代わりにＨ形鋼等の他形状の鋼材６を採用することもできる。
【００３０】
引抜工程は、土留め壁の用済み後に、固化した気泡層５から鋼材６を引き抜く工程である（図３（ａ）（ｂ）参照）。
【００３１】
図４に示すように、気泡層５に気泡７を形成することにより、気泡７が形成されていないときと比較して、鋼材６による気泡７の切断面の分だけ鋼材６と気泡層５との接触面積が低下し、両者の間の摩擦力を低減することができる。しかも、気泡７の内部には潤滑剤が溜まりやすく、さらに、気泡層５のマトリックスにも潤滑剤が分散しているため、この潤滑剤の作用によって、鋼材６表面の潤滑性が高まる。このため、鋼材６と気泡層５との間の摩擦力がさらに低減され、鋼材６の引き抜きを一層スムーズに行うことができる。
【００３２】
気泡層５から鋼材６を引き抜く際には、気泡層５の表面と鋼材６の表面との間の固着を断ち切るため、加振装置等により鋼材６を加振するのが一般的であるが、その加振の際に、振動や騒音の発生が懸念される。上記のように気泡層５内に気泡７を形成したことにより、気泡７を含む気泡層５が制振消音部材として作用し、振動や騒音の発生を抑制することができる。また、小型の加振装置で気泡層５の表面と鋼材６の表面との間の固着をスムーズに断ち切ることができるため、作業コストを抑制することができる。
【００３３】
上記において説明した土留め壁の施工方法に係る各工程は例示に過ぎず、土留め壁の用済み後に打設された鋼材６をスムーズに、かつ、周囲に与える影響を極力小さくしつつ引き抜く、というこの発明の課題を解決することができる限りにおいて、各工程の具体的態様に適宜変更を加えることもできる。
【００３４】
例えば、上記の実施形態においては、混合体４に潤滑剤を含む場合について示したが、潤滑剤を含まない構成とすることもできる。気泡層５の中に形成された気泡７によって、気泡層５と鋼材６との間の摩擦を十分低減できる場合もあるためである。この場合、セメント、粘土質材、気泡生成剤、及び、水からなる混合体４が、セメントを1容量部に対し、粘土質材を０．１〜１容量部、気泡生成剤を０．０１〜０．０５容量部、水を２００〜６００容量部の各範囲内とし、かつ、掘削土３を１００容量部に対し、混合体４を３０〜７０容量部の範囲内とするのが好ましい。
【符号の説明】
【００３５】
１  オーガスクリュー
２  掘削穴
３  掘削土
４  混合体
５  気泡層
６  鋼材
７  気泡
Ｇ  地盤
【図１】
2020002685.tif 000003
【図２】
2020002685.tif 000004
【図３】
2020002685.tif 000005
【図４】
2020002685.tif 000006
【図５】
2020002685.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成30年10月23日(2018.10.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤（Ｇ）に所定深さまで掘削穴（２）を形成する掘削工程と、
前記掘削穴（２）内に、セメント、前記掘削工程で生じた掘削土（３）よりも高い粘性を有する粘土質材、気泡生成剤、及び、水を有する混合体（４）を注入し、前記掘削土（３）と前記混合体（４）を攪拌混合して、前記掘削土（３）と前記混合体（４）からなり、その内部に前記気泡生成剤の作用によって生じた気泡（７）を含む気泡層（５）を形成する撹拌工程と、
前記気泡層（５）内に鋼材（６）を打設した後に、この気泡層（５）を固化させて、前記鋼材（６）と固化した気泡層（５）からなる土留め壁を形成する形成工程と、
前記土留め壁の用済み後に、前記気泡層（５）を制振消音部材として作用させて振動や騒音の発生を抑制しつつ、加振装置により前記鋼材（６）を加振して、前記気泡層（５）の表面と前記鋼材（６）の表面との間の固着を断ち切り、固化した前記気泡層（５）から前記鋼材（６）を引き抜く引抜工程と、
を有する土留め壁の施工方法。
【請求項２】
前記撹拌工程において、前記掘削穴（２）内にさらに潤滑剤を注入する請求項１に記載の土留め壁の施工方法。
【請求項３】
前記潤滑剤が、水溶性高分子剤である請求項２に記載の土留め壁の施工方法。
【請求項４】
セメント、粘土質材、気泡生成剤、及び、水からなる前記混合体（４）が、セメントを1容量部に対し、粘土質材を０．１〜１容量部、気泡生成剤を０．０１〜０．０５容量部、水を２００〜６００容量部の各範囲内とし、かつ、前記掘削土（３）を１００容量部に対し、前記混合体（４）を３０〜７０容量部の範囲内とした請求項１に記載の土留め壁の施工方法。
【請求項５】
セメント、粘土質材、気泡生成剤、潤滑剤、及び、水からなる前記混合体（４）が、セメントを1容量部に対し、粘土質材を０．１〜１容量部、気泡生成剤を０．０１〜０．０５容量部、潤滑剤を０．０１〜０．０５容量部、水を２００〜６００容量部の各範囲内とし、かつ、前記掘削土（３）を１００容量部に対し、前記混合体（４）を３０〜７０容量部の範囲内とした請求項２に記載の土留め壁の施工方法。