(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
削孔開始から計画深度到達までの原位置土に注入する貧配合のセメントミルクに添加されるセメント量の対象土１ｍ３当りの配合は最終的に造壁に必要な対象土１ｍ３当りセメント量の２５％以下、水セメント比（Ｗ／Ｃ比）は６００％以下とし、計画深度到達から削孔開始位置までのスクリュー引上げ時には、削孔開始から計画深度到達までに注入したセメントミルクの各材料を造壁に必要な全添加材から差し引いた量を富配合のセメントミルクとして注入することを特徴としたソイルセメント連続壁の施工法。
【請求項２】
引き上げ時には混練性能を確保するためターニングを行いながら引き上げる請求項１記載のソイルセメント連続壁の施工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多軸オーガ等の施工機械により、地盤を掘削し、固化材を含む注入液を現位置土に注入して混合攪拌して、ソイルセメントによる柱列壁を地中に施工するソイルセメント連続壁の施工法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ソイルセメント連続地中壁は、アースオーガによる掘削時に、掘削土とセメントミルク等の硬化材とを攪拌してソイルセメントの杭体を地中に製作するが、かかる杭体を重ね合わせた柱列杭壁を施工してなるもので、セメントミルクの注入量以上分の（ソイルセメントと原土の混合した）産業廃棄物残土が発生する。そして、処分のために莫大な費用が必要となる。
【０００３】
そこで、下記特許文献１は、予め先行掘削としてセメントミルク等の硬化材を注入する量に応じた量の掘削土を地上に排土し、その後、さらなる掘削と同時にセメントミルク等の硬化材を注入して、後行掘削での掘削土と硬化材とを混合すること、および、先行掘削は後行掘削とは別の掘削手段で行い、後行掘削はソイルセメント杭造成機で行うこととした。
【特許文献１】特許第２７００８１号公報
【０００４】
これによれば、先行掘削で地上に排土するのは原土としての一般残土であり、これは産業廃棄物とせずに処分できる。そして、セメントミルク等の硬化材と掘削土との混合は、硬化材はこの排土された部分に充填したものであり、掘削土は先行掘削の後の後行掘削する際に発生するものを利用し、かかる硬化材と掘削土との混合でソイルセメント杭体を構築するものであるから、産業廃棄物残土を発生させずに施工できる。また、セメントミルク等の硬化材は排土とともに捨てられることがないので、無駄のない経済的な利用となる。
【０００５】
しかし、先行掘削は後行掘削とは別の掘削手段で行うことは重機の入れ替え等の手間がかかるものであり、さらに、オーガ１が単軸ではなく多軸の場合は掘削形状がそれなりに限定されるので先行掘削と後行掘削とを別の掘削手段で行うことは事実上不可能である。
【０００６】
これに対して、下記特許文献２は、普通残土や産業廃棄物残土の発生を大幅に減少させることができ、硬化材の注入量も少なくてすみ、工費も低廉で、手間のかからない、かつ、迅速に、しかも精度のよい施工が可能なソイルセメント杭の施工法として提案されたものである。
【特許文献２】特許第３７０６３５４号公報
【０００７】
多軸オーガであるソイルセメント杭造成機で、セメントミルク等の硬化材と掘削土との混練り材（ソイルセメント）で充填される施工箇所の所定長を施工するのに、全長の約３割程度の排土区間とその下方の注入区間に分け、オーガの位置合わせを行い、第１段階掘削として前記排土区間にオーガをその周囲に土を残したまま挿入し、挿入される掘削軸の体積分の土が地上を排出し、次いで第２段階掘削としてその下方の注入区間である残りの深度が混練り材で充填されるように硬化材を注入しながら攪拌掘削を行い、その後第３段階掘削として前記第１段階掘削の個所を硬化材を注入しながら攪拌する。
【０００８】
図１〜図７は各工程説明図、図８は模式図で、図中１はソイルセメント杭造成機であるオーガであり、５軸の多軸オーガである。アースオーガ１は周知のごとく、油圧モータ等の駆動装置２により回転駆動されるスクリューまたは攪拌羽根付き掘削軸３の先端を掘削ヘッド４とし、かかるスクリュー掘削軸３が５本あり、その内の何本かは掘削軸３の内部を通過するセメントミルク等の硬化材を掘削ヘッド４から注入できるようにしている。
【０００９】
まず、オーガ１の位置合わせを行い、図１、図８に示すように、第１段階掘削工程として周囲に土１０を残したまま所定長深度（排土区間）にオーガを挿入する。この掘削は掘削ヘッド４よりエアー１２を吐出しながら行う。この場合、挿入される掘削軸３の体積分のみの土１０が地上に排出され、地上に山積みされる。図８においてａは掘削すべき所定長である。
【００１０】
第２段階掘削工程として、図３に示すように、引き続き、その下方の残りの深度がセメントミルク等の硬化材５と掘削土との混練り材（ソイルセメント）９で充填されるように硬化材５を注入しながら所定長ａ（排土区間＋注入区間）の攪拌掘削を行う。
【００１１】
この第２段階掘削工程では、前記周囲に残した土１０がいわば栓となって硬化材５を地上に漏れ出るのを防止する。多少はオーガ１の周囲から浸み出ることもあるがその量は僅かである。特に、前記のごとく地上に排出され、山積みされる土１０があるので栓としての効果は大きく、硬化材５の地上漏出し防止が図れる。
【００１２】
また、上方を土１０により塞がれた状態での第２段階掘削の土中注出の硬化材５は注入圧で孔壁の割れ目等にも浸透し、孔壁を密なものとする。
【００１３】
また、図８の（ロ）に示すように前記土１０の部分では、第２段階掘削工程で注入する硬化材５が下側を押し上げるとともに浸透し、硬化材浸透部分１１ａとなる。
【００１４】
図３に示すようにオーガ１が全長（所定長α）の深度に達した後は、図４に示すように反復攪拌を行い、図５に示すように硬化材５を注入しながら逆回転による攪拌引き上げを行う。この段階での注入する硬化材５も前記土１０及び硬化材浸透部分１１ａの下側を押し上げ、硬化材浸透部分１１ｂとなる。
【００１５】
次いで、図６に示すようにその後第３段階掘削工程として前記第１段階掘削の個所、すなわち、土１０、硬化材浸透部分１１ａ、１１ｂの部分を硬化材５を注入しながら攪拌する。なお、この攪拌はオーガ１を上下動するターニングである。
【００１６】
この第３段階掘削工程での攪拌は第１段階掘削の個所の下端位置から上方へと行う場合と、第１階掘削の度個所の上端位置から下方へと行う場合があり、前者は硬化材５の未注入部である第１段階掘削の個所を注入攪拌するのに、第３段階掘削の攪拌は第２段階掘削の工程から地上にオーガ１を引き上げずにそのまま移行できる。
【００１７】
後者では、硬化材５の未注入部分に注入攪拌行うのに、一度オーガ１を地上に引き上げて、再度挿入することになる。
【００１８】
以上の本発明の工程において、排土量および硬化材の注入量について述べると、図８の（イ）での第１段階掘削ではオーガ１の挿入は全長αの約３割程度であり、残り７割の深度に対しての第２段階掘削では第１段階掘削のオーガ１の周囲を埋める土１０は約４割が地上に押し上げられ、６割が残留する。
【００１９】
さらに、硬化材浸透部分１１ａ、１１ｂの両方が形成された後の、第３段階掘削での硬化材５の注入は孔内残留土砂量に応じた少ないものでよい。
【００２０】
このように一般残土を掘削孔の上端部分に残して栓状としたままで、その下方に掘削で硬化材５を充填し、この下方掘削する際の掘削土はすべてこの硬化材５と混合してソイルセメントとして利用するものであるので、産業廃棄物残土をほとんど発生させずに施工できる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
多軸削孔において削孔途中に当初計画した削孔速度では掘進出来ないような硬質地盤が出現した場合には、プラントで製造されているセメントミルクを当初計画の圧送速度のまま、その後も硬質地盤範囲が予測出来ないために継続圧送してしまい、結果的に削孔速度の極端に低下する硬質地盤範囲にセメントミルクが大量に吐出されることとなる。これにより、硬質地盤範囲外の削孔対象土には当初計画した造壁に必要なセメントミルクが不足するため、セメントミルクを増量する必要がある。
【００２２】
また、注入するセメントミルク総量が増加するため排出される泥土量も増加する。
【００２３】
前記特許文献１や特許文献２は先行掘削を行い、地上に排土するのは原土としての一般残土であり、これは産業廃棄物とせずに処分できるようにした。しかし、土質によっては先行掘削を行ことは二重の手間になる場合もあり、一概にすべてを、先行掘削することができないこともある。
【００２４】
このように、硬質地盤で二重の手間となる先行削孔を行わずに施工する場合でも、注入材のセメントミルクの大幅な増加となることを防止し、泥土量の増加を抑制できるソイルセメント連続壁の施工法を提供する。
【００２５】
本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、硬質地盤で二重の手間となる先行削孔を行わずに施工する場合でも、注入材のセメントミルクの大幅な増加となることを防止し、泥土量の増加を抑制できるソイルセメント連続壁の施工法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
前記目的を達成するため本発明は、削孔開始から計画深度到達までの原位置土に注入する貧配合のセメントミルクに添加されるセメント量の対象土１ｍ３当りの配合は最終的に造壁に必要な対象土１ｍ３当りセメント量の２５％以下、水セメント比（Ｗ／Ｃ比）は６００％以下とし、計画深度到達から削孔開始位置までのスクリュー引上げ時には、削孔開始から計画深度到達までに注入したセメントミルクの各材料を造壁に必要な全添加材から差し引いた量を富配合のセメントミルクとして注入すること、および、引き上げ時には混練性能を確保するためターニングを行いながら引き上げること要旨とするものである。
【００２７】
請求項１記載の本発明によれば、施工を掘削開始から削孔到達までと、到達から引上げまでの２パスに分けることとし、両方を総合したセメント注入量は従来と大幅に変えることなく、削孔開始から到達まで貧配合［セメント系固化材に対する水の重量比（Ｗ／Ｃ比）が低い］のセメントミルクを注入するので、多くの水量の注出の削孔となり、土質が固い場合でも、先行掘削を行うことなく、掘削速度が遅くならずにすむ。このように、土質が固い場合でも掘削速度が遅くならずにすむので、大幅な泥土量、セメントミルクの増加をもたらすことはない。
【００２８】
請求項２記載の本発明によれば、引き上げ時に、富配合［セメント系固化材に対する水の重量比（Ｗ／Ｃ比）が高い］のセメントミルクを注入しながら引き上げ、ターニングするので、掘削開始から削孔到達までとの両方を総合した対象土に対するセメント注入量は従来と大幅に変えることなく、ソイルセメントの性状を損なうこともない。
【発明の効果】
【００２９】
以上述べたように本発明のソイルセメント連続壁の施工法は、硬質地盤で二重の手間となる先行削孔を行わずに施工する場合でも、注入材のセメントミルクの大幅な増加となることを防止し、泥土量の増加を抑制できるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。本発明は、ソイルセメント連続壁を構築する場合であり、原位置地盤にセメント系硬化液（セメントスラリー・セメントミルク）を注入してソイルセメント柱列壁を築造する。
【００３１】
本発明で、原位置地盤とは、土や砂、岩石などで構成され、掘削施工前（すなわち、本発明のセメントスラリーが注入される前）の自然堆積状態における地盤を意味する。
【００３２】
本発明で、セメント系硬化液（セメントスラリー・セメントミルク）に使用するセメント系固化材（セメント）としては、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメント、耐硫酸塩ポルトランドセメント、高炉セメント、シリカセメント、フライアッシュセメント、各種地盤改良用セメント系固化材等のセメント系材料を用いることができる。これらの中でも、特に、高炉セメント（高炉Ｂ種）が好ましい。
【００３３】
セメント系硬化液（セメントスラリー・セメントミルク）は、セメントの他に水、ベントナイト、添加材で構成する。
【００３４】
ソイルセメント連続壁は、多軸オーガ等の施工機械により掘削時に、掘削土とセメントミルク等の硬化材とを攪拌してソイルセメントの杭体を地中に製作し、かかる杭体を重ね合わせた柱列杭壁を施工してなるものである。
【００３５】
多軸オーガ等の施工機械は、図１にも示すように、油圧モータ等の駆動装置により回転駆動されるスクリュー掘削軸の先端を掘削ヘッド４とし、このスクリュー掘削軸３の内部を通過するセメントミルク等の硬化材を掘削ヘッドから注入できるようにしている。
【００３６】
駆動装置２はベースマシンのリーダマストから昇降自在に吊り下げられ、また、スクリュー掘削軸３は適宜継ぎ足して長尺とすることができる。また、スクリュー掘削軸は連続するスクリューではなく、攪拌翼による不連続のものでもよい。
【００３７】
オーガの位置決めを行い、オーガのスクリュー掘削軸の掘削ヘッドを正転させ、削孔を開始する。その際、硬化液を掘削ヘッドから出して孔内に注入する。
【００３８】
本発明は先行掘削を行わず、削孔開始から到達までと、到達から引き上げ完了までの２つに別け分け（２パス）て、それぞれ注出するセメントミルク等の硬化材の水／セメント比（Ｗ／Ｃ比）を変えるものである。図１〜図７に示すような排土区間を設けず、排土区間＋注入区間を到達予定の所定深度とする。
【００３９】
削孔開始から所定深度到達までを、貧配合［セメント系固化材に対する水の重量比（Ｗ／Ｃ比）が低い］のセメントミルクを注入し、引き上げ時に、富配合［セメント系固化材に対する水の重量比（Ｗ／Ｃ比）が高い］のセメントミルクを注入しながら引き上げ、ターニングすることとした。
【００４０】
富配合のセメントミルクは、貧配合のセメントミルクに対してそのセメント系固化材の不足を補う量のセメント系固化材を投入する。
【００４１】
ちなみに、貧配合のセメントミルクの水／セメント比（Ｗ／Ｃ比）は、６００％程度とする。
【００４２】
このように、削孔開始から到達まで貧配合［セメント系固化材に対する水の重量比（Ｗ／Ｃ比）が低い］のセメントミルクを注入することで、質が固い場合でも、先行掘削を行うことなく、掘削速度が遅くならにすみ、大幅な泥土量、セメントミルクの増加をもたらすことはない。
【実施例】
【００４３】
下記は、本発明の実施例を示すものである。
［壁諸元］
φ850  34m  先行エレメント  削孔断面：1.49425m2
[１パス施工]
注入区間長の設定
セメント            200kg
ベントナイト         20kg
添加材（Emax-7）    10kg
水                  400kg（W/C：200％）
全注入量
Qt=200/3.04＋20/2.6＋10/2.1+200×（200/100）=478.2L
注入区間長
Lq=34.0/（1+（478.2/1000））＝23.0m
注入材料使用量
セメント      1.49425×23.0×200      ＝6873.6kg
ベントナイト  1.49425×23.0×20       ＝ 687.4kg
添加材（Emax-7）  1.49425×23.0×10   ＝ 343.7kg
水  1.49425×23.0×400                ＝13747.1kg
Qt=6873.6/3.04＋687.4/2.6+343.7/2.1+13747.1  =16436.2L
【００４４】
[２パス施工]
（１）削孔開始位置〜計画深度到達までを下記のようにした。
注入配合（注入対象土1m3当り）
セメント            50kg
ベントナイト        15kg
添加材（Emax-7）    0kg
水                250kg（W/C：500％）
注入量  Q1=50/3.04  ＋  15/2.6  ＋50×（500/100）＝272.2L
注入材料使用量
セメント      1.49425×23.0×50  ＝1718.4kg
ベントナイト  1.49425×23.0×15  ＝ 515.5kg
添加材（Emax-7）                   ＝   0.0kg
水  1.49425×23.0×250             ＝8591.9kg
Qt=1718.4/3.04＋515.5/2.6+8591.9＝9355.4L
【００４５】
（２）計画深度到達〜削孔開始位置までを下記のようにした。
注入配合（注入対象土1m3当り）
セメント            150kg
ベントナイト          5kg
添加材（Emax-7）     10kg
水                  150kg（W/C：100％）
注入量  Q2=150/3.04  ＋  5/2.6  10/2.1 ＋150×（100/100）＝206.0L
注入材料使用量
セメント      1.49425×23.0×150        ＝5155.2kg
ベントナイト  1.49425×23.0×  5        ＝ 171.8kg
添加材（Emax-7）  1.49425×23.0×10     ＝ 343.7kg
水  1.49425×23.0×150                  ＝5155.2kg
Qt=5155.2/3.04＋171.8/2.6+343.7/2.1+5155.2＝7080.7L
【００４６】
両者の比較は下記表の通りである。
[表1]
注入材料使用量（総注入量）
0005466272.tif 000002
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】従来例としてのソイルセメント杭の施工法の１実施形態を示す第１工程説明図である。
【図２】従来例としてのソイルセメント杭の施工法の１実施形態を示す第２工程説明図である。
【図３】従来例としてのソイルセメント杭の施工法の１実施形態を示す第３工程説明図である。
【図４】従来例としてのソイルセメント杭の施工法の１実施形態を示す第４工程説明図である。
【図５】従来例としてのソイルセメント杭の施工法の１実施形態を示す第５工程説明図である。
【図６】従来例としてのソイルセメント杭の施工法の１実施形態を示す第６工程説明図である。
【図７】従来例としてのソイルセメント杭の施工法の１実施形態を示す第７工程説明図である。
【図８】従来例としてのソイルセメント杭の施工法の模式図である。
【符号の説明】
【００４８】
１…オーガ                        ２…駆動装置
３…掘削軸                        ４…掘削ヘッド
５…硬化材                        ６…先行掘削孔
７…リーダマスト                  ８…ベースマシン
９…混練り材                      １０…土
１１ａ、１１ｂ…硬化材浸透部分
１２…エアー
【図１】
0005466272.tif 000003
【図２】
0005466272.tif 000004
【図３】
0005466272.tif 000005
【図４】
0005466272.tif 000006
【図５】
0005466272.tif 000007
【図６】
0005466272.tif 000008
【図７】
0005466272.tif 000009
【図８】
0005466272.tif 000010