(57)【要約】      （修正有）【課題】セメントを含む排泥土を排出しないソイルセメント柱の造成方法、およびセメントを含む排泥土の排出を大きく削減することのできるソイルセメント連続壁の造成方法を提供する。【解決手段】掘削深度をＺとするソイルセメント柱の造成において、掘削土に少なくとも気泡を供給しながら掘削撹拌する工程と、セメントを含む固化材ミルクおよび消泡剤を供給しながら撹拌する工程とを含むことを特徴とするソイルセメント柱の造成方法とする。【選択図】図１
2010150914.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
掘削深度をＺとするソイルセメント柱の造成において、掘削土に少なくとも気泡を供給しながら掘削撹拌する工程と、セメントを含む固化材ミルクおよび消泡剤を供給しながら撹拌する工程とを含むことを特徴とするソイルセメント柱の造成方法。
【請求項２】
Ａ：地盤表面０から深度Ｚ１（ここでＺ１は、０＜Ｚ１＜Ｚである）まで掘削土に気泡および水を供給しながら掘削撹拌する工程、
Ｂ：深度Ｚ１から深度Ｚまで掘削土に気泡およびセメントを含む固化材ミルクを供給しながら掘削撹拌する工程、および
Ｃ：深度Ｚから地盤表面０まで消泡剤を加えたセメントを含む固化材ミルクを供給しながら戻り撹拌する工程
を含むことを特徴とする請求項１記載のソイルセメント柱の造成方法。
【請求項３】
１）工程Ｂで供給する気泡および固化材ミルクの供給量が、工程Ａの掘削体積と等しく、２）工程Ｃで消泡される気泡量が、工程Ｃで供給する消泡剤を加えたセメントを含む固化材ミルクの供給量と等しくなるよう、気泡、固化材ミルクの量を設定することを特徴とする請求項２記載のソイルセメント柱の造成方法。
【請求項４】
Ｂ：地盤表面０から深度Ｚまで掘削土に気泡およびセメントを含む固化材ミルクを供給しながら掘削撹拌する工程、および
Ｃ：深度Ｚから地盤表面０まで消泡剤を加えたセメントを含む固化材ミルクを供給しながら戻り撹拌する工程
を含むことを特徴とする請求項１記載のソイルセメント柱の造成方法。
【請求項５】
Ａ：地盤表面０から深度Ｚまで掘削土に気泡および水を供給しながら掘削撹拌する工程、
Ｃ：深度Ｚから地盤表面０まで消泡剤を加えたセメントを含む固化材ミルクを供給しながら戻り撹拌する工程を含むことを特徴とする請求項１記載のソイルセメント柱の造成方法。
【請求項６】
２）工程Ｃで消泡される気泡量が、工程Ｃで供給される消泡剤を加えたセメントを含む固化材ミルクの供給量と等しくなるよう、気泡、固化材ミルクの量を設定することを特徴とする請求項４または５記載のソイルセメント柱の造成方法。
【請求項７】
掘削深度をＺとするソイルセメント柱の造成において、
Ａ：地盤表面０から深度Ｚ１（ここでＺ１は、０＜Ｚ１＜Ｚである）まで掘削土に気泡および水を供給しながら掘削撹拌する工程、
Ｂ：深度Ｚ１から深度Ｚまで掘削土に気泡およびセメントを含む固化材ミルクを供給しながら掘削撹拌する工程、および
Ｃ：深度Ｚから地盤表面０まで戻り撹拌する工程を含むことを特徴とするソイルセメント柱の造成方法。
【請求項８】
工程Ｂで供給する気泡および固化材ミルクの供給量が、工程Ａでの掘削体積と等しくなるよう、気泡および固化材ミルクの供給量を設定することを特徴とする請求項７記載のソイルセメント柱の造成方法。
【請求項９】
掘削部に芯材を建て込みすることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載のソイルセメント柱の造成方法。
【請求項１０】
先行エレメントのソイルセメント柱を造成し、次いで先行エレメントの端部にラップするように後行エレメントのソイルセメント柱を造成することで地盤中に連続一体の地中壁を造成する方法であって、請求項１ないし９のいずれかに記載の方法によりソイルセメント柱を造成することを特徴とするソイルセメント連続壁の造成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セメントを含む排泥土の排出を削減することのできるソイルセメント柱およびソイルセメント連続壁の造成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
土木工事あるいは建築工事において、山留、遮水、地業改良などの各種の目的で、従来より、連続地中壁工事にはＳＭＷ工法等、地盤改良工事には深層混合処理工法等、また、場所打杭工事には、アースドリル工法、リバースサーキュレーション工法等が汎用されている。前者の２工法においては、掘進機で地盤を削孔しながら、その先端部からセメント、ベントナイト等の固化材および水等を吐出して掘削土と混合混練し、懸濁状態にした後に固化させることで、地盤中にソイルセメント柱またはその連壁を構築するようにしている。また、後者の２工法においても、排泥土の原因となるベントナイト等を用いて掘削した後、鉄筋かご等を孔内に建込み、コンクリートを打込むことによりコンクリート杭を構築している。
【０００３】
これらの施工に際し、セメント、ベントナイト等の固化材および水の添加により孔壁の安定性が保たれるとともに、掘削土の流動性が向上されて削孔攪拌および排泥が容易になるため、例えば、使用されるセメント量および水セメント比は比較的高めに設定されるのが一般的である。そして、理論的に、施工時に使用された固化材、ベントナイトおよび水と同量の排泥土が、地上に大量にオーバーフローされることになる。
【０００４】
しかしながら、この排泥土は、大量の水やセメント、ベントナイト等を含んでいるために、非常に軟泥状で、強アルカリ性を示し、再利用は困難である。そして、セメント、ベントナイト等の固化材を含んでいるため、現場において産業廃棄物として回収して処分する必要があり、環境的にも、コスト的にも、改善されるべき課題となっている。
【０００５】
また、本来固化の目的で地盤に投入されたセメント、ベントナイト等の固化材が、掘削土とともに地上に排出され廃棄物処理の対象となるということは、非常に不経済でもあった。
【０００６】
一方で、この出願の発明者らは、地盤中に構築する遮水壁の構築方法に関し、掘削機から気泡を吐出し、気泡と掘削土の混合体からなる気泡安定液の存在下に掘削し、気泡安定液に粘土鉱物と水硬性固化材を混合し、遮水壁を構築する方法を提案している（特許文献１参照）。この方法によると、地上にオーバーフローされる排泥土には気泡が混入しているため、気泡を消泡することで排泥土の量を減少させることができ、排泥土の処理および処分を比較的簡単なものにすることが可能とされる。しかしながら、セメント、ベントナイト等の固化材を含む排泥土量の削減という観点については、更なる改良の余地を残すものであった。
【特許文献１】特願２００７−０００８１８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、以上のとおりの背景から、理論的にセメント等の固化材を含む排泥土を発生しないソイルセメント柱の造成方法と、排泥土の排出を効果的に削減することのできるソイルセメント連続壁の造成方法を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記の課題を解決するものとして、以下の特徴を有するソイルセメント柱およびソイルセメント連続壁の造成方法を提供する。
【０００９】
第１：掘削深度をＺとするソイルセメント柱の造成において、掘削土に少なくとも気泡を供給しながら掘削撹拌する工程と、セメントを含む固化材ミルクおよび消泡剤を供給しながら撹拌する工程とを含むことを特徴とするソイルセメント柱の造成方法。
【００１０】
第２：  Ａ：地盤表面０から深度Ｚ１（ここでＺ１は、０＜Ｚ１＜Ｚである）まで掘削土に気泡および水を供給しながら掘削撹拌する工程、Ｂ：深度Ｚ１から深度Ｚまで掘削土に気泡およびセメントを含む固化材ミルクを供給しながら掘削撹拌する工程、およびＣ：深度Ｚから地盤表面０まで消泡剤を加えたセメントを含む固化材ミルクを供給しながら戻り撹拌する工程を含むことを特徴とする上記第１のソイルセメント柱の造成方法。
【００１１】
第３：  １）工程Ｂで供給する気泡および固化材ミルクの供給量が、工程Ａの掘削体積と等しく、２）工程Ｃで消泡される気泡量が、工程Ｃで供給する消泡剤を加えたセメントを含む固化材ミルクの供給量と等しくなるよう、気泡、固化材ミルクの量を設定することを特徴とする上記第２のソイルセメント柱の造成方法。
【００１２】
第４：  Ｂ：地盤表面０から深度Ｚまで掘削土に気泡およびセメントを含む固化材ミルクを供給しながら掘削撹拌する工程、およびＣ：深度Ｚから地盤表面０まで消泡剤を加えたセメントを含む固化材ミルクを供給しながら撹拌する工程を含むことを特徴とする上記第１のソイルセメント柱の造成方法。
【００１３】
第５：  Ａ：地盤表面０から深度Ｚまで掘削土に気泡および水を供給しながら掘削撹拌する工程、Ｃ：深度Ｚから地盤表面０まで消泡剤を加えたセメントを含む固化材ミルクを供給しながら撹拌する工程を含むことを特徴とする上記第１のソイルセメント柱の造成方法。
【００１４】
第６：  ２）工程Ｃで消泡される気泡量が、工程Ｃで供給される消泡剤を加えたセメントを含む固化材ミルクの供給量と等しくなるよう、気泡、固化材ミルクの量を設定することを特徴とする上記第４または第５のソイルセメント柱の造成方法。
【００１５】
第７：掘削深度をＺとするソイルセメント柱の造成において、Ａ：地盤表面０から深度Ｚ１（ここでＺ１は、０＜Ｚ１＜Ｚである）まで掘削土に気泡および水を供給しながら掘削撹拌する工程、Ｂ：深度Ｚ１から深度Ｚまで掘削土に気泡およびセメントを含む固化材ミルクを供給しながら掘削撹拌する工程、およびＣ：深度Ｚから地盤表面０まで戻り撹拌する工程を含むことを特徴とするソイルセメント柱の造成方法。
【００１６】
第８：工程Ｂで供給する気泡および固化材ミルクの供給量が、工程Ａでの掘削体積と等しくなるよう、気泡および固化材ミルクの供給量を設定することを特徴とする上記第７のソイルセメント柱の造成方法。
【００１７】
第９：掘削部に芯材を建て込みすることを特徴とする上記第１ないし第８のいずれかのソイルセメント柱の造成方法。
【００１８】
第１０：先行エレメントのソイルセメント柱を造成し、次いで先行エレメントの端部にラップするように後行エレメントのソイルセメント柱を造成することで地盤中に連続一体の地中壁を造成する方法であって、上記第１ないし第９のいずれかの方法によりソイルセメント柱を造成することを特徴とするソイルセメント連続壁の造成方法。
【発明の効果】
【００１９】
上記のとおりの第１、第２、第４、第５の発明によれば、地盤中に供給した気泡を地盤中で消泡しながらソイルセメント柱を造成するため、固化材を含む排泥土の地上への排出をごく少量にまで削減することができる。さらに、第３および第６の発明によれば、理論的には固化材を含む排泥土を排出することなくソイルセメント柱を造成することができ、産業廃棄物として排泥処理する量をごく少量にまで削減することができ、また排泥土の再利用が容易に可能となる。
【００２０】
また、上記の第７および第８の発明によると、地盤中に気泡を供給しながらソイルセメント柱を造成するため、固化材を含む排泥土の地上への排出をごく少量にまで削減し、または理論的には固化材を含む排泥土を排出することなく気泡ソイルセメント柱を造成することができる。  さらに、第９の発明によれば、ソイルセメント柱への芯材の建て込みが可能となり、例えば山留めなどを目的とする造成においても、同様の効果を発揮することができる。
【００２１】
そして、第１０の発明によれば、ソイルセメント連続壁の造成において、固化材を含む排泥土の排出をたとえば５０％以下と大きく削減することができるるため、産業廃棄物としての排泥処理費が削減され、コストが大幅に削減されるとともに、環境の保全に大きく貢献することができる。
【００２２】
また、固化材を無駄に使用することがなくなり、より経済的であるといえる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明のソイルセメント柱の造成方法において特徴的なことは、掘進作業および排泥を容易にするために、掘進時に気泡を水またはセメントを含む固化材ミルクとともに掘削土に供給することである。掘削土と気泡、水または固化材ミルクは混合されて気泡安定液となり、孔壁の崩壊を防ぐとともに、掘削土の流動性を良くする。そして何よりも、大量の水の使用は排泥土量を増加させ、排泥土を軟泥化してしまうが、気泡であれば消泡できるためそのような心配はない。
【００２４】
本発明の方法においては、固化材を含む排泥土の地上への排出を削減するために、例えば、この消泡を地盤中で行うようにしている。
【００２５】
そこで、本発明のソイルセメント柱の造成方法の一例について、図１の造成工程Ａ〜Ｃを示す断面概略図を用いて説明する。本願発明のソイルセメント柱の造成方法は、掘削深度をＺとするソイルセメント柱の造成において、基本的には、
Ａ：地盤表面０から深度Ｚ１（ここでＺ１は、０＜Ｚ１＜Ｚである）まで掘削土に気泡および水を供給しながら掘削撹拌する工程、
Ｂ：深度Ｚ１から深度Ｚまで掘削土に気泡およびセメントを含む固化材ミルクを供給しながら掘削撹拌する工程、および
Ｃ：深度Ｚから地盤表面０まで消泡剤を加えたセメントを含む固化材ミルクを供給しながら戻り撹拌する工程
を含むことを特徴としている。
【００２６】
図中、１は工程Ａで供給される気泡および水である。この水の量は、極力少なく設定することもできる。深度Ｚ１は工程Ａにおける掘削深度であって０＜Ｚ１＜Ｚであり、地盤表面０から削孔底Ｚの間に設定され、本発明の第２の方法においては、この深度Ｚ１まで掘削された掘削土が最終的に施工箇所から排出される排土になると考えることができる。地盤表面０から深度Ｚ１まで気泡および水１を供給しながら掘削撹拌することで、気泡土柱４が形成され、地上には排土７が排出される。排土７量は気泡土柱４に供給された気泡および水１の量に相当し、排土７は掘削土、気泡および水１から構成される。また、図中２は工程Ｂで供給される気泡およびセメントを含む固化材ミルクである。深度Ｚ１から削孔底Ｚまで気泡およびセメントを含む固化材ミルク２を供給しながら掘削撹拌することで、気泡ソイルセメント柱５が形成され、地上には排土８が排出される。排土８として排出されるのは、基本的には工程Ａで形成された気泡土柱４の部分であり、その量は、気泡ソイルセメント柱５に供給された気泡および固化材ミルク２の量に相当する。ここで、工程Ｂの気泡および固化材ミルク２の供給量は、工程Ａの気泡土柱４の体積、すなわち工程Ａの削孔体積４と等しくするか、それより少なくすることができる。このようにすることで、排土８は掘削土、気泡および水で構成され、固化材を含むことがなくなる。したがって、工程Ｂで供給する気泡および固化材ミルク２の供給量を、工程Ａの掘削体積４以下とすることで、固化材を含む排泥土の排出をなくすことができる。
【００２７】
なお、排土８に消泡剤を加えることで気泡は消泡され、排土８は極少量の水を含む掘削土へと復元されるため、これを産業廃棄物ではなく建設残土として処理することができる。さらに、図中３は工程Ｃで供給される消泡剤を加えたセメントを含む固化材ミルクである。削孔底Ｚから地盤表面０まで消泡剤を加えた固化材ミルク３を供給しながら戻り撹拌することで、気泡ソイルセメント柱５（および気泡土柱４の残り）に含まれる気泡が消泡するとともに更に固化材ミルクが供給され、目的のソイルセメント柱６を造成することができる。ここで、工程Ｃで供給する消泡剤を加えた固化材ミルク３の供給量が、工程Ｃでの気泡消泡量、すなわち気泡ソイルセメント柱５（および気泡土柱４の残り）に含まれる気泡量と等しいかそれより少ない場合、地上に排泥土が排出されることはない。したがって、工程Ｃで供給する消泡剤を加えた固化材ミルク３の供給量を、工程Ｃでの気泡消泡量以下とすることで、さらなる排土の排出をなくすことができる。
【００２８】
以上の本発明のソイルセメント柱の造成方法において、深度Ｚ１は、地盤表面０から削孔底Ｚの間に設定することができ、例えば以下のような掘削条件等に基づき、適切に決定することが出来る。
【００２９】
＜固化材を含む排泥土をゼロにする掘削条件＞
・工程Ａでの掘削体積＝工程Ｂの気泡＋固化材ミルク供給量  （１）
・工程Ｃでの気泡消泡量＝工程Ｃの固化材ミルク供給量      （２）
・配合設計におけるソイルセメント柱の単位体積あたりの固化材配合量＝工程Ｂおよび工程Ｃで供給される固化材ミルクの量      （３）
そこで、各工程で使用する材料の掘削土の単位体積あたりの供給量を表１に示す記号で表す。なお、本発明の理解を容易にするため、便宜的に、工程Ａと工程Ｂにおける単位体積あたりの気泡の添加量を同じＶaとしているが、これに限定されるものではない。
【００３０】
【表１】
2010150914.tif 000003
【００３１】
さらに、掘削孔断面積をＡ、配合設計におけるソイルセメント柱の単位体積あたりの固化材配合量をｖc とすると、各工程における要素は表２のように示される。なお、工程Ｃにおける気泡消泡量は、工程Ｂにおける気泡材原液供給量と等しいと仮定し、工程Ｃにおける消泡剤の供給量は極少量のため無視することができる。
【００３２】
【表２】
2010150914.tif 000004
【００３３】
式（１）に（４）および（６）を代入すると、次式（１１）となり、
【００３４】
【数１】
2010150914.tif 000005
【００３５】
式（２）に（７）および（８）を代入すると、次式（１２）となり、
【００３６】
【数２】
2010150914.tif 000006
【００３７】
式（３）に（９）および（１０）を代入すると、次式（１３）となる。
【００３８】
【数３】
2010150914.tif 000007
【００３９】
式（１１）および式（１２）からｖc1 、ｖc2 は以下のとおりとなり、
【００４０】
【数４】
2010150914.tif 000008
【００４１】
式（１３）に（１４）を代入することで、深度Ｚ1 は次式（１５）で表わすことができる。
【００４２】
【数５】
2010150914.tif 000009
【００４３】
すなわち、例えば、固化材を含む排泥土をゼロにする掘削条件（１）〜（３）に従う場合には、必要強度などから配合設計されるソイルセメント柱の単位体積あたりの固化材配合量ｖc と掘削深度Ｚに基づき、工程Ａの掘削深度Ｚ1 を決定することができる。
【００４４】
一方で、本発明のソイルセメント柱の造成方法においては、上記の例に加え、例えば、Ｚ１＝０に相当する場合として、
Ｂ：地盤表面０から深度Ｚまで掘削土に気泡およびセメントを含む固化材ミルクを供給しながら掘削撹拌する工程、および
Ｃ：深度Ｚから地盤表面０まで消泡剤を加えたセメントを含む固化材ミルクを供給しながら戻り撹拌する工程
を含む方法や、Ｚ１＝Ｚに相当する場合として、
Ａ：地盤表面０から深度Ｚまで掘削土に気泡および水を供給しながら掘削撹拌する工程、
Ｃ：深度Ｚから地盤表面０まで消泡剤を加えたセメントを含む固化材ミルクを供給しながら戻り撹拌する工程を含む方法、などの態様を考慮することができる。
【００４５】
例えば以下に示す例は、単軸の攪拌掘進機で一般的な配合のセメントミルクを供給し公知のとおり掘進した場合と、気泡およびセメントミルクを供給しながら掘削した場合とで、施工性(掘削の容易さ，孔壁の崩壊，Ｈ型鋼材の建て込み性等)を比較するための試験掘削の結果を参考のため示すものである。気泡およびセメントミルクを供給して掘削しているケースについては、Ｚ１＝０の工程Ｂに相当すると考えることができる。
【００４６】
試験ケース数：８ケース（各ケースの詳細は表３参照）
仕様：削孔径Φ６００ｍｍ、Ｌ＝５．０〜８．０ｍ
芯材：Ｈ-300×300×10×15
土質：事前のボーリング調査結果によると、当該地質はほぼ一様な細砂であった。
【００４７】
【表３】
2010150914.tif 000010
【００４８】
施工に関するデータとＨ型鋼材の建て込み性の評価は表４に示すとおりである。
【００４９】
【表４】
2010150914.tif 000011
【００５０】
表４の気泡を供給したケース４〜８の結果から、単軸の攪拌掘削機にて、掘削土に気泡
およびセメントを含む固化材ミルクを供給しながら掘削撹拌することは十分可能であるこ
とが確認できる。  また、この状況で特に掘削が容易であったのが、気泡を用いないケー
ス３と気泡を用いたケース８である。両者から言えることは、単軸攪拌掘削機を用いる場
合、ソイルセメントの流動性を良くし排土をスムーズにすることが重要であり、それなり
の量のセメントと水を添加することが必要となるが、ケース８のように気泡を用いること
で、水の添加量を１／３にまで減らすことができ、本願の目的を実現できることが確認で
きる。なお、ケース８では、Ｈ型鋼の建込み施工性においても良好であるという結果が得
られ、芯材をともなう地中連続壁の構築にも十分適用できることが確認できる。  
【００５１】
さらに、ケース４，７および８については、工程Ｃにおける気泡の消泡率についても検
証している。その結果は表８のとおりである。
【００５２】
【表５】
2010150914.tif 000012
【００５３】
いずれのケースとも消泡率は９０％以上であり、地盤中に供給された気泡は、汎用の単
軸撹拌掘削機によっても工程Ｃの消泡剤の添加で十分に消泡され、排土の削減に十分有効
であることが実証されている。  また、本発明のように気泡およびセメントを含む固化材
ミルクを供給しながら掘削するソイルセメント柱の造成方法によると、一般的なＳＭＷ工
法における固化材注入液（Ｗ／Ｃ＝２５０％）よりも少ないＷ／Ｃ＝１００％で、削孔お
よび芯材挿入ができることが確認された。このように、本発明によると、上記のＺ１＝０
，Ｏ＜Ｚ１＜Ｚ，Ｚの何れの場合であっても、掘削深度をＺとするソイルセメント柱の造
成において、掘削土に少なくとも気泡を供給しながら掘削撹拌する工程Ａおよび／または
工程Ｂと、セメントを含む固化材ミルクおよび消泡剤を供給しながら撹拌する工程Ｃとに
より、固化材を含む排泥土の地上への排出の削減が実現されることになる。
【００５４】
さらに、地下ダムなどの造成で、ソイルセメント柱に高い強度が必要でなく、気泡ソイ
ルセメント柱を造成する場合などには、本発明の方法では、上記の工程Ｃに代えて、深度
Ｚから地盤表面０まで何も添加することなく戻り撹拌する工程を行うようにしてもよい。
すなわち、より少ない撹拌で、固化材を含む排泥土の地上への排出の削減を実現すること
が出来る。なお、前記のとおり、工程Ｃに代えて、削孔底Ｚから地盤表面０まで何も添加
することなく撹拌する場合は、気泡土柱４および気泡ソイルセメント柱５が均質化された
気泡ソイルセメント柱６が造成されることになる。もちろん、この場合も、さらなる排泥
土の排出はない。以上の本発明において、工程Ａでは掘削土に気泡および水を混練し、工
程Ｂでは掘削土に気泡および固化材ミルクを混練して、掘削土と、気泡および水又は固化
材ミルクとが均質に懸濁し、孔壁の安定性、止水性、流動性等に優れた安定液の状態（以
下、この安定液を気泡安定液という）にして孔壁を安定させるようにしている。
【００５５】
本発明における気泡については、気泡コンクリート、エアーモルタル等に使用されてい
る消泡しにくく、気泡の粒度がおおよそ２０〜５００μｍ程度の範囲のものであれば、そ
の種類等に特に制限なく使用することができる。例えば、気泡剤原液を水で希釈し、これ
をミキサーで泡立てて作成した気泡などを用いることができる。気泡剤の希釈率は、気泡
剤の仕様書に規定された希釈倍率でよく、仕様と異なる場合には気泡安定液における気泡
としての機能を十分に発揮することができる希釈倍率を採用すればよい。気泡剤としては
、例えば、気泡コンクリート、エアーモルタル等に使用されている製品等を用いることが
でき、具体的には、アルキルサルフェート系界面活性剤、部分加水分解蛋白質、アルキル
エーテル系化合物複合体等の各種のものを例示することができる。なかでも、掘削後の孔
壁を安定した状態に保ち続ける性能を得るためには、消泡し難く、酸やアルカリ等の化学
的安定性に優れ、かつ起泡能力の大きい気泡剤として、アルキルサルフェート系界面活性
剤を使用するのが好ましい。
【００５６】
固化材の種類についても特に制限はなく、例えばＳＭＷ等の工法で使用する固化材と同
様に、セメントやセメント系固化材を用いることができる。この固化材を適切な割合で水
に分散させることでセメントを含む固化材ミルクを調整する。必須ではないものの、掘削
時の逸泥量を減少させ、固化体に止水性等を付加する効果を期待して、さらにベントナイ
ト等を添加することも考慮できる。公知の様々な工法では、一般的に、固化材ミルクに、
増粘材、凝結遅延材、分散材などの添加材を混合することが多く、本発明においても使用
することができるが、基本的に不要である。また、気泡の効果で、これら固化材の添加量
を低く抑えることもできる。
【００５７】
本発明における消泡剤としては、撹拌時にも気泡の再発生が生じない種類のものを用い
るのが好適である。というのは、気泡に消泡剤入りのセメントミルクを添加して混合撹拌
すると、消泡剤の種類によっては撹拌作用により気泡が再発生することがあるからである
。消泡剤の使用量は、消泡効果を加味した最も経済的な量とし、おおよその目安として、
気泡材と同量とすることが例示される。
【００５８】
なお、掘削土に対する気泡および水または固化材ミルクの適切な配合、供給量等の条件
は、直接的に掘削孔壁の安定性および造成されるソイルセメント柱の強度等の特性に関与
する。そこで、このような気泡安定液の管理は、例えば、この出願の発明者らにより提案
されている気泡安定液の調整方法と気泡掘削施工法（特願２００７−２８６７３）などを
利用することで、容易かつ簡便に管理することもできる。この気泡安定液の調整方法によ
ると、現場掘削土の物理特性に応じ、消泡含水比（Ｗmin）、分離含水比（Ｗsep）、最小
気泡添加率（Ｑmin）、最大気泡添加率（Ｑmax）という適切な管理指標を設け、これらの
指標に基づいて気泡量および水又はセメントミルク量の調整を行うことで、より確実に、
簡便に実際施工に適合した掘削管理を行うことができるものである。
【００５９】
ここで、気泡の添加量については、現地盤の土質に応じて、孔壁安定性、流動性などの
安定液の特性が所望のものとなるように設定することができ、概ね、掘削土に対する体積
比で、例えば、０．２〜０．４の範囲に設定することができる。例えば、気泡の添加量は
、各工程、あるいは掘削個所の土質の変化に応じて変化させることもできる。また、気泡
の最小添加量は、おおよその目安として、掘削土１ｍ3あたり粘性土で0.25ｍ3程度、砂礫
土で0.35ｍ3程度であって、このときに排土量が最も少なくなり、これより気泡量を多く
しても気泡安定液の流動性にはあまり変化がない。しかし、気泡量を多くすると気泡安定
液の単位体積重量が小さくなるため、例えば、ワイヤーで吊り下げるタイプの掘削機を用
いる場合等には、掘削機械の種類を考慮して、気泡量を多く設定することなども可能であ
る。
【００６０】
また、本発明において、例えば、気泡安定液のブリージング（土粒子の沈降）防止のた
めの配合比や、ソイルセメント柱への芯材建て込みを可能とする１時間後のソイルセメン
ト強度を実現する配合比は、例えば、土質試験や配合試験(気泡量、水量やセメント量等
を決める試験)により簡便に設定することができる。
【００６１】
本発明のソイルセメント連続壁の造成方法は、先行エレメントのソイルセメント柱を造
成し、次いで先行エレメントの端部にラップするように後行エレメントのソイルセメント
柱を造成することで地盤中に連続一体の地中壁を造成する方法であって、前記のソイルセ
メント柱の造成方法によりソイルセメント柱を造成することを特徴としている。
【００６２】
地盤中に連続一体の地中壁を造成する方法の一例として、図２に連続壁の造成順序を模
式的に示した。
【００６３】
図２の場合、各エレメントは３軸あるいは５軸等の多軸の掘削機で造成され、３軸の場合であれば先行エレメントである第１、第２エレメントに対し、後行エレメントである第３エレメントは、各々のエレメントの端部がラップするような位置関係で掘削が行われる。第２、第４先行エレメントに対し、第５後行エレメントも同様である。
【００６４】
本発明のソイルセメント連続壁の造成方法によると、第１、第２、第４・・・の先行エレメントは、いずれも単体として造成され、固化材を含む排泥土は排出されることはない。そして、第３、第５・・・の後行エレメントの造成時にのみ、ラップ掘削した箇所から固化材を含む排泥土が排出されることになる。例えば、各エレメントの掘削時には地盤に入れるセメントミルクおよびベントナイト（固化材）の量Ｖだけ排泥土が排出されると仮定し、図２のような連続壁をＮ個のエレメントで造成する場合、従来法で排出される固化材を含む排泥土はＮＶであるのに対し、本発明で排出される固化材を含む排泥土は１／２ＮＶ未満となり、５０％以上の固化材を含む排泥土量の削減が可能とされる。
【００６５】
以上の本発明のソイルセメント柱およびソイルセメント連続壁の造成方法において、掘削のための手法および装置等は制限されることなく、例えば、ＳＭＷ工法、深層混合処理工法、アースドリル工法、リバースサーキュレーション工法などの各種の工法により、各種の単軸ないしは複数軸の掘削機を使用して施工することができる。工程における掘削撹拌は、掘削土と、気泡および水又は固化材ミルクとが均質に懸濁し、孔壁の安定性、止水性、流動性等に優れた気泡安定液となるように行われ、もちろん、例えば、工程Ａ〜Ｃにおいて反復混練を行うなどの各種の操作が含まれてよい。
【００６６】
また、本発明では、ソイルセメント柱に芯材を建て込むなどの工程が含まれてよい。これにより、例えば山留め等に必要とされる強度等の性能を備えるソイルセメント連続壁を造成することができる。この場合、芯材を建て込まない場合に比べて、気泡、水、固化材ミルクの配合設計等を変更してよいことはいうまでもない。
【００６７】
さらに、連続壁の造成に際し、芯材の挿入形態や、各エレメントのオーバーラップ方法等、様々な態様が考慮されて良いことは言うまでもない。
【００６８】
そこで以下に実施例を示し、さらに詳しく説明する。もちろん以下の例によって発明が限定されることはない。
【実施例】
【００６９】
（実施例１）
単軸の地盤改良機を用い、本願発明の方法により以下の現場にてセメントソイル柱を施工する場合の掘削条件の計算手順を示した。
【００７０】
施工場所：太洋基礎工業（株）機械事業本部敷地内
仕様：削孔径Φ６００ｍｍ、Ｌ＝２０ｍ
芯材：Ｈ-300×300×10×15
土質：事前のボーリング調査結果によると、当該地質はほぼ一様な細砂であった。ただし、試験施工では深度４ｍ付近で礫の混入が確認された。また、木片、ガラ、土嚢などの廃棄物の混入も確認された。
【００７１】
<１>  現場掘削土の土質試験により、掘削土の物性を確認した。調べるのは、気泡安定液の管理に必要な、掘削土の粗粒分土粒子および細粒分土粒子の単位体積重量（それぞれγSS、γSC）、粗粒分土粒子の５０％粒径（ＤS50）、細粒分土粒子の含有率（Ｐ），液性限界（ｗＬ），自然含水比（ｗｎ），乾燥密度（γd ）である。
【００７２】
現場の掘削土の土質試験の結果を以下に示す。
【００７３】
粗粒分土粒子の単位体積重量γSS＝26.5（kN/m3）
細粒分土粒子の単位体積重量γSC＝26.5（kN/m3）
粗粒分土粒子の５０％粒径ＤS50＝0.00033（ｍ）
細粒分土粒子の含有率Ｐ＝16（％）
細粒分土粒子の液性限界ｗＬ＝70（％）
掘削土の自然含水比ｗｎ＝23.8（％）
掘削土の乾燥密度γd ＝12.77（kN/m3）
<２>  これらの値から、特願２００７−２８６７３に開示されている手法に従い、最小含水比（Ｗmin），分離含水比（Ｗsep），最小気泡添加率（Ｑmin），最大気泡添加率（Ｑmax）を計算した。
【００７４】
<３>  次いで、固化材としてのセメントの添加量（ＷC ）、水セメント比（Ｗ／Ｃ）および工程Ａでの水の供給量（ｖW1）を、室内試験により決定した。
【００７５】
排土量が最も少なくなるのは気泡添加率Ｑ＝Ｑminの状態であり、加水量が最も少ないときであるので、掘削土に気泡をＱ＝Ｑminで添加し、セメント添加量ＷC および水セメント比Ｗ／Ｃの範囲はそれぞれ、50〜300kg/m3および80〜200％とすることができる。この組み合わせの中から施工に必要な気泡安定液の流動性（ＴＦ値）を満足し、かつ固化後のソイルセメント柱の強度が所定値以上となるように、セメント添加量ＷC と水セメント比Ｗ／Ｃを決定することができる。
【００７６】
Ｑ＝Ｑmin＝1.0％とし、施工に必要な流動性をＴＦ値＞200mm、固化強度を50kN/m3とす
ると、掘削土１ｍ3 あたりのセメント添加量ＷC ＝200kg/m3、水セメント比Ｗ／Ｃ＝120％とすることができる。
【００７７】
工程Ａでの水の供給量（ｖW1）は、掘削土に気泡をＱ＝Ｑminで加えた状態で掘削できる最小の水量を調べて決定することができる。工程Ａでの水の供給量ｖW1＝100kg/m3とした。
【００７８】
<４>  掘削土１ｍ3 あたりの気泡添加量、セメントミルク添加量を計算すると以下の表６のとおりであった。ただし、セメントは、凝結が始まるまでは微小な砂粒子と同じ性状を示すので、その粒度からシルトとして扱った。
【００７９】
【表６】
2010150914.tif 000013
【００８０】
<５>  掘削径Φ＝６０ｃｍ、深さ２０ｍまでソイルセメント柱を施工したときの工程Ａ
の掘削深度Ｚ１、工程Ｂおよび工程Ｃのセメントミルク添加量ｖC1、ｖC2は以下の表７のとおりとした。
【００８１】
【表７】
2010150914.tif 000014
【００８２】
よって、工程Ａでは掘削土１ｍ3 あたりの気泡添加量ｖa＝0.376ｍ3 、加水量ｖW1＝0.1ｍ3 の条件で、工程Ｂでは気泡添加量ｖa＝0.376ｍ3 、セメントミルク量ｖC1＝0.065ｍ3 の条件で、工程Ｃではセメントミルク量ｖC2＝0.261ｍ3 の条件で、掘削を行うことが適当であると計算された。
【００８３】
これらの計算結果と、造成柱１本あたりの諸量について表８にまとめた。
【００８４】
【表８】
2010150914.tif 000015
【００８５】
工程Ａで形成される気泡土柱の体積ＶSC柱1はＶ土1と等しく1.73ｍ3 となる。また、工程Ｂにおける材料添加量Ｖ添加2と排泥量Ｖ排土2は1.73ｍ3 で、工程ＡのＶSC柱1と同量となる。したがって、このときの排土はＶSC柱1であり、気泡と土と水で構成され、セメントミルクは含まない。
【００８６】
工程Ｃの消泡剤入りセメントミルクの添加量Ｖ添加3は1.48ｍ3 で工程Ｂで形成される気泡ソイルセメント柱の体積ＶSC柱1内に含まれる気泡1.48ｍ3 と、消泡率１００％とした場合の消泡量1.48ｍ3 に等しくなる。したがって、工程Ｃでの排土量はゼロとなる。以上の条件によりソイルセメント柱の造成を行ったところ、ほぼ上記のとおりの施工結果を得られることが確認できた。
（実施例２）
三軸のオーガー攪拌掘削機を用い、以下の条件にて、本願発明の方法と従来法により、ソイルセメント柱を施工した。
【００８７】
施工場所：住友金属工業（株）鹿島製鉄所内（茨城県鹿嶋市）
ＡＫ  ＤＡＣ-n水処理設備工事敷地内
（１）試験ケース
試験ケース数：７ケース（各ケースの詳細は表９参照）
仕様：削孔径・ピッチ：Φ５５０ｍｍ＠４５０ｍｍ
削孔深度：Ｌ＝１４．０〜２１．０ｍ
芯材：Ｈ-400×200×8×13  L＝１３．０ｍ、２０．０ｍ
気泡剤：パリックFA-100  フローリック株式会社
消泡剤：アデカネートＢ−５５６（株式会社ＡＤＥＫＡ製）
【００８８】
【表９】
2010150914.tif 000016
【００８９】
（２）土質
当該地質は、ほぼ一様な細砂であるが、深さ１５ｍおよび２０ｍの位置に厚さ２ｍほど
の透水性の大きい砂礫層がかんだ構成となっていた。
（３）施工結果
【００９０】
【表１０】
2010150914.tif 000017
【００９１】
試験ケースＡ，Ｂ，Ｃは、Ｚ１をゼロとした場合の試験結果であるが、掘削形状の誤差
や、周辺地盤への水の抜けなどを考慮すれば、予想排土量と試験結果が比較的良く合って
いると言える。
【００９２】
試験ケースＤ,Ｅ,Ｆは、Ｚ１をＺとした場合の試験結果であるが、掘削形状の誤差や、周辺地盤への水の抜けなどを考慮すれば、予想排土量と試験結果が非常に良く合っていると言える。
【００９３】
これらの試験結果を総合的に考慮すると、本願発明により、Ｚ１をゼロからＺの間の適切な位置に設定して施工法を切り換えることにより、排土量をゼロにする事ができることが示される。
（実施例３）
５軸のオーガー攪拌掘削機を用い、以下の条件にて、本願発明の方法と従来法により、ソイルセメント連壁を施工した。
施工場所：三井住友建設株式会社  新宿六丁目Ｓ街区計画作業所内
施工概要：削孔径・ピッチ：Φ５５０ｍｍ  ＠４５０ｍｍ
削孔深度：L＝９.０ｍ
施工延長：９エレメント
削孔機械：５軸のオーガー攪拌掘削機
芯    材：Ｈ−４００×２００×８×１３  Ｌ＝８.０ｍ
気泡剤：パリックＦＡ−１００  フローリック株式会社
消泡剤：アデカネートＢ−５５６  （株式会社ＡＤＥＫＡ製）
配  合：（対象土1ｍ3 当たり）：
（標準施工部）  Ｃ＝２５０ｋｇ、Ｗ＝５５０ｋｇ、ベントナイト１０ｋｇ
（本発明施工部）Ｃ＝２００ｋｇ、Ｗ＝２００〜４００ｋｇ、気泡３００リットル
施工結果：・削孔内の気泡は、ほぼ１００％消泡されたことを確認した。
・排泥量は、標準施工部１.０に対して約０.８であった。
・ラップ施工においても、柱状の施工と同様に施工性およびソイルセメントの品質に問題はなく、標準部と同等以上の結果が得られた。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明の一例としてソイルセメント柱の造成工程を示す断面概略図である。
【図２】本発明の一例としてソイルセメント連続壁の造成工程を説明する概略図である。
【符号の説明】
【００９５】
１  気泡および水
２  気泡および固化材ミルク
３  消泡剤入り固化材ミルク
４  気泡土柱
５  気泡ソイルセメント柱
６  ソイルセメント柱
７  排土
８  排土
【図１】
2010150914.tif 000018
【図２】
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