(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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ことを特徴としたソイルセメント杭の施工法。
【請求項２】
第３段階掘削の攪拌は第１段階掘削の個所の下端位置から上方へと行う請求項１記載のソイルセメント杭の施工法。
【請求項３】
第３段階掘削の攪拌は第１段階掘削の度個所の上端位置から下方へと行う請求項１記載のソイルセメント杭の施工法。
【請求項４】
第１段階掘削はエアーを吐出しながら行う請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のソイルセメント杭の施工法。
【請求項５】
第１段階掘削は水を吐出しながら行う請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のソイルセメント杭の施工法。
【請求項６】
第１段階掘削はエアーと第２段階掘削での硬化材の注入量（対象土１ｍ3当たりの注入量）よりも少ない硬化材の注入量を注入する請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のソイルセメント杭の施工法。
【請求項７】
第１段階掘削はエアーと水を吐出しながら行う請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のソイルセメント杭の施工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、柱列杭によるソイルセメント連続壁などのソイルセメント杭の施工法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
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ある。
【０００３】
図１０にはかかるソイルセメント連続壁を施工するための従来の掘削工法を示す。図中１はアースオーガで、これは周知のごとく、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掘削軸３の先端を掘削ヘッド４とし、この掘削軸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。なお、図示は省略するが、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、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、掘削軸３はスクリューが不連続のものでもよい。また、スクリュー掘削軸に代えて水平に突設する攪拌羽根を有する掘削軸を利用してもよい。
【０００４】
オーガ１の位置決めを行い（Ａ）、オーガ１の掘削軸３の掘削ヘッド４を正転させ、削孔を開始する。その際、セメントミルク等の硬化材５とエアーを掘削ヘッド４から出して孔内に注入し、硬化材５と掘削土砂が混合された混練り材（ソイルセメント）で充填していく（Ｂ）。
【０００５】
このように正転しながら所定深さまで注入、削孔を継続したならば（Ｃ）（Ｄ）、引き上げを開始し、その際も硬化材５を注入する。この引き上げは正転と逆転を交互に繰り返す、正転・逆転による（Ｅ）。
【０００６】
ある程度引き上げたならば、再度、正転・逆転で掘削および攪拌を行い（Ｆ）、最後に逆転しながら引き上げを行う（Ｇ）。
【０００７】
前記ソイルセメントの列柱杭による連続地中壁工法は、原土に硬化材５としてのセメントミルク（セメント＋ベントナイト＋水）を混練り材（ソイルセメント）を注入し、攪拌して壁体を構築する工法である。
【０００８】
セメントミルクをオーガ１の掘削と同時に注入し、所定深さまで注入しながら削孔し、かつ、オーガ１の引き抜き時にも若干注入し、ターニング（正転・逆転）を行いながら施工する。
【０００９】
ところで、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。ちなみに、前記図１０の従来工法では（Ａ）〜（Ｇ）の全ての工程でかかる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。そこで、発明者等は先に、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を要旨とする発明を特願平７−２３５２２３号として出願し、特許第２７００８１号として権利を取得した。
【００１０】
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。
【００１１】
さらに、先行掘削は後行掘削とは別の掘削手段で行うことで、確実に必要な分量の排土を先行して行うことができる。
【００１２】
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。
【００１３】
前記特許第２７００８１号では、先行掘削は後行掘削とは同一の掘削手段で、セメントミルク等の硬化材を注入せずに行うことにより、連続した工程で先行掘削から後行掘削へと移行できることも述べられており、図１１に示すように、まず、第１工程としてＡ，Ｂに示すように、ソイルセメント杭造成機であるオーガ１をセットし、先行掘削孔６を削孔するが、この掘削土はほとんど地上に排土する。さらにＣに示すように所定深度まで先行掘削孔６を削孔する。なお、この掘削土は100 ％を排土するものでなくともよい。そして、この掘削土は一般残土であり、産業廃棄物としてではなく処理でき、再利用も可能である。
【００１４】
次いで、第２工程としてＤに示すようにセメントミルク等の硬化材５を注入しながら正転にてオーガ１を引き上げ、Ｅに示すように掘削ヘッド４を地表近くまで引き上げる。
【００１５】
第３工程としてＦ，Ｇに示すように正転にて掘削を行い、掘削孔壁内の未排土土砂と硬化材５とを攪拌する。Ｈの引き上げでは、正転と逆転とを交互に繰り返して行う。
【００１６】
このように硬化材５を未注入にて掘削し、所定深度に到達した後に、硬化材５を注入し引き上げる。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
前記方法では、掘削土のほとんど地上に排土する先行掘削孔６はＣに示すように所定深度まで行うものであり、掘削時間が長くかかり、また、排土する量も多い。
【００１８】
本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、ソイルセメントによる連続地中壁等を施工するための工法として、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を提供するものである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記目的を達成するため、第１に、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ことを要旨とするものである。
【００２０】
第２に、第３段階掘削の攪拌は第１段階掘削の個所の下端位置から上方へと行うこと、または、第３段階掘削の攪拌は第１段階掘削の度個所の上端位置から下方へと行うことを要旨とするものである。
【００２１】
第３に、第１段階掘削は、エアーを吐出しながら行うか、水を吐出しながら行うか、エアーと第２段階掘削での硬化材の注入量（対象土１ｍ3当たりの注入量）よりも少ない硬化材の注入量を注入することで行うか、エアーと水を吐出しながら行うかを要旨とするものである。
【００２２】
請求項１記載の本発明によれば、第１段階掘削では周囲に土を残したまま所定長深度にオーガを挿入し、次いで第２段階掘削としてその下方を硬化材を注入しながら攪拌掘削するものであり、前記周囲に残した土がいわば栓となって硬化材を地上に漏れ出るのを防止する。多少はオーガ周囲から浸み出る場合でもその量は僅かである。また、上方を土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。
【００２３】
このようにオーガで掘削する際の土は、殆ど地上に排出されず、多少排出されるとしてもオーガ体積分の僅かなものであり、しかも一般残土である。同様に硬化材の地上排出も殆どない。
【００２４】
その後第３段階としてまだ混連練されていない前記第１段階の所定深度個所を混練り材が充填するように硬化材を注入しながら攪拌する。
【００２５】
請求項２記載の本発明によれば、前記作用に加えて、硬化材の未注入部分に注入攪拌行うのに、第３段階の攪拌は第２段階掘削の工程から地上にオーガを引き上げずにそのまま移行できる。
【００２６】
請求項３記載の本発明によれば、硬化材の未注入部分に注入攪拌行うのに、一度オーガを地上に引き上げて、再度挿入するので、深度を確認しながら行うことができる。
【００２７】
請求項４記載の本発明によれば、第１段階掘削はエアーを吐出しながら行うことで、効率良くオーガを地盤に挿入していけるとともに、オーガで掘削する際のオーガ体積分の土は、エアーとともに地上に排出し、これを山状に積んで第２段階掘削での土がいわば栓となって硬化材を地上に漏れ出るのを防止することの止封効果を上げることができる。
【００２８】
請求項５〜請求項７記載の本発明についても、前記請求項４と同様である。なお、請求項６の場合は、第１段階掘削はエアーと第２段階掘削での硬化材の注入量（対象土１ｍ3当たりの注入量）よりも少ない硬化材の注入量を注入することしたものであり、このように硬化材を少なく注入することで硬化材が地上に漏れ出るのを防止することができ、経済的なものになる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、図面について本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１〜図７は本発明のソイルセメント杭の施工法の１実施形態を示す工程説明図、図８は本発明の模式図である。
【００３０】
図中１はソイルセメント杭造成機であるオーガであり、本実施形態の場合は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。なお、図９に示すように駆動装置２はベースマシン８のリーダマスト７から昇降自在に吊り下げられ、また、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、掘削軸３は不連続のものでもよい。
【００３１】
まず、オーガ１の位置合わせを行い、図１、図２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αは掘削すべき所定長である。
【００３２】
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α（排土区間＋注入区間）の攪拌掘削を行う。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
前記実施形態では、第１段階掘削工程として掘削ヘッド４よりエアー１２を吐出しながら行うこととしたが、第２実施形態として、水を単独注入するようにした場合、第３実施形態として、第１段階掘削はエアーと第２段階掘削での硬化材の注入量（対象土１ｍ3当たりの注入量）よりも少ない硬化材の注入量を注入する場合、第４実施形態として、第１段階掘削はエアーと水を吐出しながら行う場合がある。
【００４４】
図１〜図７の注入区間対象土１ｍ3当たり注入量Ｑｔとの比較において、第２実施形態の水、第３実施形態の硬化材、第４実施形態の水の注入量はいずれもこの注入量Ｑｔよりは小さいものである。
【００４５】
【発明の効果】
以上述べたように本発明のソイルセメント杭の施工法は、ソイルセメントによる連続地中壁等を施工するための工法として、産業廃棄物残土をほとんど発生させずに施工でき、残土処理の工費も低廉ですむようにするのに、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ものである。
【００４６】
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。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明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】  本発明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】  本発明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】  本発明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】  本発明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】  本発明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】  本発明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】  本発明のソイルセメント杭の施工法の模式図である。
【図９】  使用する多軸オーガの側面図である。
【図１０】  従来例を示す説明図である。
【図１１】  他の従来例を示す説明図である。
【符号の説明】
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】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003706354.tif 000008
【図８】
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【図９】
0003706354.tif 000010
【図１０】
0003706354.tif 000011
【図１１】
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