【手続補正書】
【提出日】平成16年11月17日(2004.11.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】      明細書
【発明の名称】先行地中梁の構築方法および円柱固結体の造成方法
【特許請求の範囲】
【請求項１】  複数段の支保工の夫々の水平構面の下側近傍であって所定の距離範囲にある版状領域のうち、最下段に係る版状領域まで削孔し、各版状領域に各円柱固結体を造成する円柱固結体造成工程と、
当該円柱固結体造成工程を繰り返して前記各版状領域の範囲内に各先行地中梁を構築する先行地中梁構築工程とを含む先行地中梁の構築方法において、
土質状態把握結果に基づく施工条件を夫々の当該造成深度に応じて設定することにより、前記各円柱固結体の外径寸法を略同一に制御する外径寸法制御工程を具備したことを特徴とする、先行地中梁の構築方法。
【請求項２】  所定領域最下部までガイドホールを削孔し、このガイドホールを用いて円柱固結体を造成する方法であって、
土質状態把握結果に基づく施工条件を造成深度に応じて設定することを特徴とする円柱固結体の造成方法。
【請求項３】  前記施工条件には、高圧噴射攪拌装置の引き上げ速度を含むことを特徴とする、請求項２に記載の円柱固結体の造成方法。
【請求項４】  前記施工条件には、機械攪拌手段の併用を含むことを特徴とする、請求項２又は請求項３に記載の円柱固結体の造成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、土木技術を用いた開削工法において、山留壁が受ける土圧の一部を当該山留壁の内側から切梁及び腹起しからなる支保工と共に負担することにより、当該山留壁の変形の抑制、ひいては周辺地盤の変状の防止を達成する先行地中梁の構築方法および当該先行地中梁の構築方法に好適に用いられる円柱固結体の造成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の先行地中梁の構築方法は、例えば図４乃至図６に示すように、山留壁１０１の間に架設される複数段の支保工１０２の夫々の水平構面の下側近傍であって所定の距離範囲にある版状領域Ｒのうち、最下段に係る版状領域Ｒまで削孔したガイドホール１０３を用いて各版状領域Ｒに各円柱固結体１０４を造成する円柱固結体造成工程と、当該円柱固結体造成工程を繰り返すことにより、前記各版状領域Ｒの範囲内に各先行地中梁１０５を構築する先行地中梁構築工程とを含むものであり、砂質、粘性土質を問わずあらゆる地盤に適用できるというだけでなく、騒音、振動が殆ど無いという利点があるため、とりわけ周辺地盤の変状防止の要請が強い都市部における適用例が多いものである。
【０００３】
かかる構築方法によれば、山留支保工を用いた開削工法のうち、特に切梁Ｋ及び腹起しＨを用いる場合において、掘削に先立って、円柱固結体１０４を列状に造成し、これにより、線状（格子状、版状等の場合もある）の先行地中梁１０５を構築することにより（図４ａ）、山留壁１０１が受ける土圧の一部を当該山留壁１０１の内側から切梁Ｋ及び腹起しＨからなる支保工１０２と共に負担させ、当該山留壁１０１の変形の抑制、ひいては周辺地盤の変状の防止を達成するものであり、特に、当該支保工１０２を架設するための掘削仮床付けが終了（図４ｂ）してから当該支保工の架設が終了（図４ｃ）するまでの間の最も危険側の状態にあるタイミング（図４ｂの状態）において有効に機能するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる構築方法では、前記円柱固結体１０４の出来映えが前記各版状領域Ｒの夫々の造成深度における土質の種類、強度などの影響を大きく受けることから、同一ガイドホール１０３における前記各円柱固結体１０４の外径寸法を同一にすることができないため、以下のように効率的な先行地中梁１０５の構築ができない。
【０００５】
即ち、造成深度が深くなるに従って前記円柱固結体１０４の外径寸法が小さくなってしまう場合があり、かかる場合、一方では、図５に示すように、先行地中梁１０５を外径寸法の大きい最上段に係る円柱固結体１０４を基準としてレイアウトすると、それより下段に係る円柱固結体１０４同士の間に未固結部Ａが残ることになり、周辺地盤の変状が生じてしまうし、他方では、図６に示すように、先行地中梁１０５を外径寸法の小さい最下段に係る円柱固結体１０４を基準としてレイアウトすると、それより上段に係る円柱固結体１０４の間にラップ部Ｂができることになり、使用材料の無駄が発生し不経済になってしまう。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、周辺地盤の変状の抑制及び使用材料の無駄の排除の完全化を共に達成できる先行地中梁の構築方法および当該構築方法に好適に用いられる円柱固結体の造成方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る先行地中梁の構築方法は、複数段の支保工の夫々の水平構面の下側近傍であって所定の距離範囲にある版状領域のうち、最下段に係る版状領域まで削孔し、各版状領域に各円柱固結体を造成する円柱固結体造成工程と、当該円柱固結体造成工程を繰り返して前記各版状領域の範囲内に各先行地中梁を構築する先行地中梁構築工程とを含む先行地中梁の構築方法において、土質状態把握結果に基づく施工条件を夫々の当該造成深度に応じて設定することにより、前記各円柱固結体の外径寸法を略同一に制御する外径寸法制御工程を具備したことを特徴としている。
【０００８】
即ち、本発明は、従来の先行地中梁の構築方法の構成に加えて、更に土質の種類、強度などを把握した結果に基づく施工条件を当該造成深度に応じて設定して、前記各円柱固結体の外径寸法を略同一に制御する外径寸法制御工程を具備したことにより、周辺地盤の変状の抑制及び使用材料の無駄の排除の完全化を共に達成するものである。
【０００９】
また、前記先行地中梁の構築方法に好適に用いられる円柱固結体の造成方法は、所定領域最下部までガイドホールを削孔し、土質状態把握結果に基づく施工条件を造成深度に応じて設定しつつ、このガイドホールを用いて円柱固結体を造成することを特徴としている。
このような技術的手段において、既存の設備の利用により本発明をより容易に適用しようとする観点からすれば、前記施工条件には、高圧噴射攪拌装置の引き上げ速度を含むものであることが好ましく、また、本発明を確実に土質の適用しようとする観点からすれば、前記施工条件には、機械攪拌手段の併用を含むものであることが好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
【００１１】
図１は、本実施の形態に係る先行地中梁を示す概略図（図１ａ：概略平面図、図１ｂ：概略断面図）である。
【００１２】
同図において、符号１は、掘削範囲を仕切ると共に掘削により生ずる土圧に抵抗する応力を発揮する山留壁、符号２は、切梁Ｋ及び腹起しＨによる支保工であって、１段支保工２ａ、２段支保工２ｂ、３段支保工２ｃ、４段支保工２ｄから構成されるもの、を示している。
【００１３】
また、符号３は、これらの支保工２の夫々の水平構面の下側近傍であって所定の距離範囲にある版状領域Ｒに掘削に先立って高圧噴射攪拌工法により設置された先行地中梁であって、１段支保工２ａに対応した１段先行地中梁３ａ、２段支保工２ｂに対応した２段先行地中梁３ｂ、３段支保工に対応した３段先行地中梁３ｃ、及び４段支保工に対応した４段先行地中梁３ｄから構成されるもの、を示している。
【００１４】
本実施の形態に係る先行地中梁３は、所定領域最下部までガイドホールを削孔し、このガイドホールを用いて、土質状態把握結果に基づき設定された施工条件により円柱固結体を造成する円柱固結体の造成方法を利用して構築されるものである。
つまり、同図に示すように、４段先行地中梁３ｄの最下部まで削孔したガイドホール１１を用いて前記版状領域Ｒに上下４段にわたる円柱固結体１２（１段円柱固結体１２ａ、２段円柱固結体１２ｂ、３段円柱固結体１２ｃ、４段円柱固結体１２ｄ）を造成する円柱固結体造成工程を繰り返して線状（梁状）に構築したものであるが、これらの複数の円柱固結体１２は、相互に平面的に接円又はラップするようにレイアウトされ、相互に一体化して先行地中梁３を構成して山留壁１が受ける土圧の一部を当該山留壁１の内側から支保工２と共に負担する。
【００１５】
図２は、かかる先行地中梁の構築方法の施工仕様を示す表１である。
【００１６】
即ち、この先行地中梁の構築方法では、同図に示すように、ガイドホール１１に挿入される高圧噴流発生装置（図示外）として最大圧４００ｋｇｆ／ｃｍ３の高圧力、機械攪拌手段たる攪拌翼（図示外）を含むものを具備したうえで、拡幅削孔時において、１００ｌ／ｍｉｎ（攪拌翼根元部では７０ｌ／ｍｉｎ）の水を使用し、かつ、高圧噴流発生装置の引き上げ速度を１２乃至２８ｍｉｎ／ｍの範囲に設定することとし、一方、注入攪拌時において、６０ｌ／ｍｉｎ（攪拌翼部では８０ｌ／ｍｉｎ）の噴流固化材を使用し、かつ、高圧噴流発生装置の引き上げ速度を１０ｍｉｎ／ｍに設定することとしている。
【００１７】
次に、本実施の形態に係る先行地中梁の構築方法を図１を用いて説明する。
本実施の形態に係る先行地中梁の構築方法は、円柱固結体の造成方法を利用する円柱固結体造成工程及び外径寸法制御工程と、この円柱固結体造成工程を繰り返し行う先行地中梁構築工程とを含むものである。
【００１８】
（１）円柱固結体造成工程
まず、攪拌翼を含む高圧噴流発生装置の利用により、攪拌翼及び噴流水を回転させ、これにより、４段からなる支保工２の夫々の水平構面の下側近傍の版状領域のうち、４段支保工２ｄに係る領域まで拡幅削孔し、ガイドホール１１を形成し、高圧噴流発生装置にすべての作動を一旦停止する。
【００１９】
次いで、この孔底に位置する高圧噴流発生装置の回転を再び開始し、そして攪拌翼及び噴流水を回転させて攪拌し、同時に硬化剤を注入する。
【００２０】
この状態の高圧噴流発生装置を引き上げ、これにより、４段支保工２ｄに係る版状領域Ｒに４段先行地中梁３ｄを構成する４段円柱固結体１２ｄを造成していく。
【００２１】
そして、高圧噴流発生装置の先端が４段支保工２ｄに係る版状領域Ｒの上端の位置に到達した時点で、噴流水の噴射、硬化剤の注入を一時的に停止し、一方、当該高圧噴流発生装置の回転、引き上げは継続する。
【００２２】
そして、高圧噴流発生装置の先端が更に３段支保工２ｃに係る版状領域Ｒの下端の位置に到達した時点で、再び噴流水の噴射、硬化剤の注入を開始し、この状態で高圧噴流発生装置を引き上げ、これにより、３段支保工２ｃに係る版状領域Ｒに３段先行地中梁３ｃを構成する円柱固結体１２ｃを造成する。
【００２３】
以下、同様にして２段支保工２ｂに係る版状領域Ｒ、及び１段支保工２ａに係る版状領域Ｒに夫々の先行地中梁３を構成する円柱固結体１２を造成し、円柱固結体造成工程を終了する。
【００２４】
（２）外径寸法制御工程
外径寸法制御工程は、円柱固結体造成工程以前及び円柱固結体造成工程に並行して行われる。
【００２５】
即ち、円柱固結体造成工程に先立って、土質状態把握結果たる夫々の造成深度における土質の種類、及びＮ値を基礎として、施工条件（機械攪拌の併用の有無、高圧噴流発生装置の引き上げ速度）を４段からなる支保工２に係る版状領域Ｒの夫々の造成深度ごとに設定する。
【００２６】
そして、円柱固結体造成工程において円柱固結体１２を造成するに際し、各造成深度ごとに、土質の種類、Ｎ値に基づいてあらかじめ設定した機械攪拌の併用の有無、及び高圧噴流発生装置の引き上げ速度を遵守する。
【００２７】
その結果、同一ガイドホール１１において造成した互いに上下に位置する円柱固結体１２の外径寸法はすべて略同一に制御されることになる。つまり、本発明に係る円柱固結体の造成方法により、造成深度に関わらず同一の外径寸法を有する円柱固結体を構築することが可能となる。
【００２８】
（３）先行地中梁構築工程
先行地中梁構築工程は、上記円柱固結体造成工程を繰り返し行うものであり、具体的には、同一版状領域Ｒで隣り合う円柱固結体１２が相互に平面的に接円又はラップするように組み合わされて先行地中梁３が構築される。
【００２９】
従って、本実施の形態に係る先行地中梁の構築方法によれば、円柱固結体１２の外径寸法が略同一になるように造成できるので、土質状態の相違による影響を受けて同一ガイドホール１１における円柱固結体１２の外径寸法が揃わないために、円柱固結体１２同士の間に未固結部が残ったり逆に必要以上のラップ部ができたりすることがなく、よって、周辺地盤の変状の抑制及び使用材料の無駄の排除の完全化を共に達成することができる。
【００３０】
尚、本実施の形態では、先行地中梁３として、線状のものを用いたが、これに限定されるものでなく、例えば格子状のもの、版状のものなど、広く適用することが可能である。
【００３１】
次に、本実施の形態（施工条件を設定する態様）及び比較例（施工条件を設定しない態様）について、先行地中梁３の夫々の造成深度における円柱固結体１２の外径寸法について実験を行って調べたところ、図３に示す結果が得られた。尚、同図において、上覧には、先行地中梁３の夫々の造成深度における土質状態把握結果たる土質の種類、Ｎ値を示す。
【００３２】
ここで、本実施の形態では、土質状態把握結果に基づく施工条件を先行地中梁３の夫々の造成深度に応じて設定している点で、何らこのような措置を講じていない比較例と相違している。
【００３３】
即ち、本実施の形態は、比較例と異なり、先行地中梁３の夫々の造成深度における土質の種類、Ｎ値から、噴流水による高圧噴射攪拌に加えて攪拌翼による機械攪拌を併用するか否か（本実施の形態ではいずれの造成深度においても土質が相当の強度を有するためすべての先行地中梁について機械攪拌を併用している）、及び高圧噴流発生装置の引き上げ速度を、先行地中梁３の夫々の造成深度ごとにそれぞれ設定している。
【００３４】
同図によれば、当該ガイドホール１１において造成された円柱固結体１２に関し、本実施の形態では、先行地中梁３の夫々の造成深度に関係なく、当該外径寸法のすべてが同一（２．６ｍ）になったことが把握されるのに対し、比較例では、造成深度が深くなるに従い当該外径寸法が次第に小さくなった（１段目：２．８ｍ、２段目：２．４ｍ、３段目：２．４ｍ、４段目：２．０ｍ）ことが把握される。
【００３５】
よって、本実施の形態では、土質の種類、Ｎ値に基づく施工条件（機械攪拌の併用の有無、高圧噴流発生装置の引き上げ速度）を先行地中梁３の夫々の造成深度に応じて設定することにより、円柱固結体１２の外径寸法を同一に制御できたことを確認した。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る先行地中梁の構築方法および円柱固結体の造成方法によれば、複数段の支保工の夫々の水平構面の下側近傍であって所定の距離範囲にある版状領域のうち、最下段に係る版状領域まで削孔し、各版状領域に各円柱固結体を造成する円柱固結体造成工程と、当該円柱固結体造成工程を繰り返して前記各版状領域の範囲内に各先行地中梁を構築する先行地中梁構築工程とを含む先行地中梁の構築方法において、土質状態把握結果に基づく施工条件を夫々の当該造成深度に応じて設定することにより、前記各円柱固結体の外径寸法を略同一に制御する外径寸法制御工程を具備することとしたので、周辺地盤の変状の抑制及び使用材料の無駄の排除の完全化を共に達成することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本実施の形態に係る先行地中梁を示す概略図である。
【図２】
本実施の形態に係る先行地中梁の構築方法の施工仕様を示す表１である。
【図３】
本実施の形態に係る先行地中梁の構築方法の施工条件を示す表２である。
【図４】
従来例である先行地中梁の構築方法を示す説明図である。
【図５】
従来例である先行地中梁の構築方法を示す説明図である。
【図６】
従来例である先行地中梁の構築方法を示す説明図である。
【符号の説明】
１…山留壁
２…支保工
２ａ…１段支保工
２ｂ…２段支保工
２ｃ…３段支保工
２ｄ…４段支保工
３…先行地中梁
３ａ…１段先行地中梁
３ｂ…２段先行地中梁
３ｃ…３段先行地中梁
３ｄ…４段先行地中梁
１１…ガイドホール
１２…円柱固結体
１２ａ…１段円柱固結体
１２ｂ…２段円柱固結体
１２ｃ…３段円柱固結体
１２ｄ…４段円柱固結体
１０１…山留壁
１０２…支保工
１０３…ガイドホール
１０４…円柱固結体
１０５…先行地中梁
Ｋ…切梁
Ｈ…腹起し
Ｒ…版状領域