(57)【要約】【課題】後行エレメント削孔時に、先行エレメントの芯材に掘削ヘッドが接触して芯材を破損することを防止でき、また、削孔後に直ちに芯材を建て込むことができ芯材の挿入性の向上を図ることができ、しかもこのようにした場合であっても、芯材の建て込み精度および削孔精度を確保でき、さらに工期も短縮できる。【解決手段】柱列壁用の掘削機で地盤を掘削し、先行エレメントのソイルセメント壁を造成する、次ぎに後行エレメントのソイルセメント壁を前記先行エレメントのソイルセメント壁に順次ラップさせて連続一体の壁体を造成する地中連続壁工法において、施工予定場所に施工本数プラス少なくとも２本の数量分だけ無芯ソイル12を予め打設し、その後、この無芯ソイル打設場所を削孔し、固結液を吐出させ、固結液が硬化する前に芯材10を建て込んで先行エレメント13ａ壁を造成し、次に後行エレメント13ｂ壁をセミラップさせて前記無芯ソイル打設場所に造成する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
柱列壁用の掘削機で地盤を掘削し、先行エレメントのソイルセメント壁を造成する、次ぎに後行エレメントのソイルセメント壁を前記先行エレメントのソイルセメント壁に順次ラップさせて連続一体の壁体を造成する地中連続壁工法において、施工予定場所に施工本数プラス少なくとも２本の数量分だけ無芯ソイルを予め打設し、その後、この無芯ソイル打設場所を削孔し、セメントミルク等の固結液を吐出させ、固結液が硬化する前に芯材を建て込んで先行エレメント壁を造成し、次に後行エレメント壁をセミラップさせて前記無芯ソイル打設場所に造成することを特徴とする地中連続壁工法。
【請求項２】
最初の先行エレメントは、無芯ソイル打設場所の中央位置に造成し、後行エレメントを最初の先行エレメントの両側に順次連続して広がるように片押し施工により造成することを特徴とする請求項１記載の地中連続壁工法。
【請求項３】
芯材は、硬質ウレタン樹脂をガラス長繊維で強化した新素材による受圧板（ＦＦＵ）であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の地中連続壁工法。
【請求項４】
前記掘削機の掘削ヘッドは、隣接の先行エレメントの芯材にビットが接触することを防止する手段を備えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の地中連続壁工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ソイル柱壁等の土留め壁用の掘削孔を掘削機で掘削して地中連続壁を造成する地中連続壁方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ソイル柱壁の施工として、多軸掘削機による原位置土混合工法（Ｓｉｌｅ  Ｍｉｘｉｎｇ  Ｗａｌｌ、ＳＭＷ）が知られている。これは、図１９、図２０に示すように油圧モータおよび減速機からなる駆動機構４に掘削軸５を下方に向けて連結し、かつ、この掘削軸５を複数本（図示では５本）並列させたものである。
【０００３】
掘削軸５は先端に掘削ヘッド５ａを設け、また、途中に断続するスクリュー羽根による攪拌翼兼用の掘削翼５ｂを設けたものである。また、図示は省略するが、この掘削軸５は中空軸で内部にセメントミルク等の固結液を通流させ、これを掘削ヘッド５ａの吐出口より注出できる。
【０００４】
前記駆動機構４は掘削軸５を連結した状態で、クローラ等のベースマシーン１に起立するリーダーマスト２のトップシーブ３からワイヤーで吊り支する。さらに、駆動機構４は背面に設けた湾曲ブラケット６をリーダーマスト２に沿設したリーダー７に係合させる。図中８はリーダーマスト２の下端に設けた首かせ状の振れ止めで、掘削軸５が上下に貫通する。
【０００５】
駆動機構４により掘削軸５を回転駆動し、掘削ヘッド５ａで錐揉み状に掘削を行うが、かかる掘削時に掘削ヘッド５ａよりセメントミルク等の固結液を吐出させて、土中において原位置土と混合して図４に示すように先行エレメントａのソイルセメント壁体を造成する。
【０００６】
同様に後行エレメントｂのソイルセメント壁体を前記先行エレメントａのソイルセメント壁体に完全にラップさせて（例えば掘削軸１軸分の軌跡）形成し、一体に連続して地中連続壁とする。
【０００７】
そして、かかるソイルセメント壁体を建築・土木の地下工事における土留め壁として使用する場合は、図５に示すように応力負担材（芯材９）としてＨ形鋼を建て込む。
【０００８】
この芯材９の建て込みは、セメントミルク等の固結液を吐出後、固結液が硬化する前にクレーンなどで吊り込むものであり、先行エレメントに芯材を建て込んだ後、後行エレメントの削孔を開始する（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１０−１３１１７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
多軸掘削機での掘削は、図４に示すように各掘削軸５の掘削軌道が１軸分重合（オーバーラップ）するようになり、しかも、後行エレメントｂを造成するため削孔するときには、先行エレメントａには芯材９が建て込んである状態であって、この芯材９は掘削孔内に没入している。
【００１０】
一方、芯材１０として、Ｈ形鋼の他に図１１〜図１８に示すような硬質ウレタン樹脂をガラス長繊維で強化した新素材による受圧板（ＦＦＵ）を使用することがある。これは、Ｈ形鋼１０ａのウエブの外側にテーパー鉄板１０ｂ、接着鉄板１０ｃ、締付鉄板１０ｄによりＦＦＵ壁１０ｅを取り付けて、全体の厚みをフランジの幅にほぼ等しくした、ガラス長繊維強化プラスチック発泡体である。
【００１１】
そして、この受圧板は、コンクリートの３分の１の軽さで、機械的強度も十分備え、吸水・腐食がなく、耐食性・耐薬品性を備え、施工地の強度を長期間維持する特性を有する。
【００１２】
このような受圧板を芯材１０として使用する場合、芯材１０の幅が従来のＨ形鋼９による芯材９と比較して図６に示すように広くなるため、従来の施工方法では非常に高い削孔精度が必要（従来のＨ形鋼の施工の削孔精度は１／１５０〜１／２００程度であるが、受圧板を使用する場合はクリアランスが非常に狭くなるため、芯材１０長にもよるが、場合によっては１／１０００以上の削孔精度が必要）とされ、これは、現状の掘削機では不可能な数値である。
【００１３】
また、仮に、高い削孔精度が得られたとしても、建て込まれた芯材１０に誤差が生じて建て込み精度が確保されなければ、図７に示すように後行エレメントｂの削孔のための掘削軸５の掘削ヘッド５ａが前回施工分のエレメントの芯材１０と接触して、削孔不能の状態となったり、芯材１０を破損させるおそれがある。
【００１４】
さらに、削孔順序も先行・後行の２ユニットを１組として施工するので、先に削孔された先行エレメントａに建て込まれる芯材１０の建て込みの時期は、後行の施工時間分だけ先行の削孔終了より時間が経過している（通常先行削孔終了より１時間〜４時間程度）ため、セメント分の硬化や砂・礫分の沈降により、芯材１０の挿入性が著しく低下して施工性がよくない。
【００１５】
芯材１０の挿入性を高めるため、先行エレメントａに建て込む芯材１０の建て込みの時期を早めるには、図８に示すように片押し（連続）施工とすれば、先行エレメントａの削孔終了後に２本の芯材１０の建て込みを直ちに行い、その後、後行エレメントｂの削孔を開始するから、先行エレメントａの芯材１０の建て込みを早期に行え、セメント分の硬化や砂・礫分の沈降により、芯材１０の挿入性が低下することを防止できる。
【００１６】
しかし、かかる方法では芯材１０の建て込みは容易になっても、後行エレメントｂを削孔する際に、先に施工された地盤の軟らかい先行エレメントａの方向に後行エレメントｂの削孔部が逃げていき（図８で想像線で示す方向）曲がって削孔される。その結果、掘削軸５の掘削ヘッド５ａが芯材１０に接触してこれを破損するおそれがある。
【００１７】
また、片押し連続施工を行うと、図９に示すように先行エレメントのソイルセメントの硬化前にすぐ隣を掘削することとなるため、掘削時の加圧によって建て込まれた芯材１０が押されて開いてしまい、斜めに打設されることになる。
【００１８】
さらに図１０に示すように後行エレメントの掘削軸５の引上げ時には、前記とは反対に負圧によって先に打設した芯材１０が掘削ヘッド５ａの方向に引き込まれていく不都合がある。
【００１９】
本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、高い削孔精度が得られなくても、また、芯材の建て込みに誤差が生じても、後行エレメント施工時に、先に施工し建て込んだ芯材に後行の削孔の掘削機の掘削ヘッドが接触して芯材を破損することを防止でき、また、片押し施工として削孔後に直ちに芯材を建て込むことができ芯材の挿入性の向上を図ることができ、しかもこのようにした場合であっても、芯材の建て込み精度および削孔精度を確保でき、さらに工期も短縮できる地中連続壁工法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明は前記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、柱列壁用の掘削機で地盤を掘削し、先行エレメントのソイルセメント壁を造成する、次ぎに後行エレメントのソイルセメント壁を前記先行エレメントのソイルセメント壁に順次ラップさせて連続一体の壁体を造成する地中連続壁工法において、施工予定場所に施工本数プラス少なくとも２本の数量分だけ無芯ソイルを予め打設し、その後、この無芯ソイル打設場所を削孔し、セメントミルク等の固結液を吐出させ、固結液が硬化する前に芯材を建て込んで先行エレメント壁を造成し、次に後行エレメント壁をセミラップさせて前記無芯ソイル打設場所に造成することを要旨とするものである。
【００２１】
請求項１記載の本発明によれば、先行エレメントと後行エレメントとをセミラップさせて施工することで、削孔本数を低減できるから、結果として先行して打設した芯材の隣を削孔する本数も減らすことができ、削孔精度や芯材の建て込み精度を向上できる。また、施工予定場所に予め無芯ソイルを打設しておくことで、この無芯ソイルの打設場所を再度削孔することになるから、実質的には完全ラップとなり、止水性は確保できる。
【００２２】
請求項２記載の発明は、最初の先行エレメントは、無芯ソイル打設場所の中央位置に造成し、後行エレメントを最初の先行エレメントの両側に順次連続して広がるように片押し施工により造成することを要旨とするものである。
【００２３】
請求項２記載の本発明によれば、後行エレメントは最初の先行エレメントを中心にして両側に順次広がるような順で左右交互に片押し施工されるから、芯材建て込み箇所と、次のエレメントの削孔箇所とが最初の先行エレメントを中心にして左右位置に離れる。よって、芯材の建て込みと削孔とを同時進行で施工でき、施工期間の短縮を図れると同時に、削孔が建て込んだ芯材に影響を及ぼすこともない。
【００２４】
請求項３記載の発明は、芯材は、硬質ウレタン樹脂をガラス長繊維で強化した新素材による受圧板（ＦＦＵ）であることを要旨とするものである。
【００２５】
請求項３記載の本発明によれば、芯材をＦＦＵとすることで、コンクリートの３分の１の軽さで、機械的強度も十分備え、吸水・腐食がなく、耐食性・耐薬品性を備え、施工地の強度を長期間維持する地中連続壁を構築できる。
【００２６】
請求項４記載の発明は、前記掘削機の掘削ヘッドは、隣接の先行エレメントの芯材にビットが接触することを防止する手段を備えることを要旨とするものである。
【００２７】
請求項４記載の本発明によれば、掘削ヘッドが隣接の先行エレメントの芯材に接触したとしても、掘削ヘッドにはビットが芯材に接触することを防止する手段が設けてあるから、ビットが芯材に直接接触することはなく、芯材の破損を防止できる。また、掘削ヘッドにこのような手段を設けても、掘削ヘッドでの削孔は、無芯ソイルで一度削孔した後を再度削孔するものであるから、硬質地盤での削孔でも支障はなく施工できる。
【発明の効果】
【００２８】
以上述べたように本発明の地中連続壁工法は、施工箇所に予め無芯ソイルを打設し、この部分をセミラップ工法で再度削孔することにより、高い削孔精度が得られなくても、また、芯材の建て込みに誤差が生じても、後行エレメント施工時に、先に施工し建て込んだ芯材に後行の削孔の掘削機の掘削ヘッドが接触して芯材を破損することを防止でき、また、片押し施工として削孔後に直ちに芯材を建て込むことができ芯材の挿入性の向上を図ることができ、しかもこのようにした場合であっても、芯材の建て込み精度および削孔精度を確保でき、さらに工期も短縮できるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
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は本発明の地中連続壁工法の実施形態を示す削孔順序の説明図、図２は本発明の地中連続壁工法で使用するセミラップ工法の説明図である。
【００３０】
本発明は、施工例として削孔径φ９００ｍｍ、削孔ピッチ＠１２００ｍｍとした場合で、必要に応じて８箇所に先行削孔１１する。次いで、新素材であるＦＦＵを使用する芯材１０の施工箇所に対応する箇所に無芯ソイル１２を完全ラップ施工により図１において、１，２，３，４の番号順の順番で打設する。このようにして幅の大きい芯材１０を打設する施工予定場所に無芯ソイル１２を予め打設しておく。
【００３１】
次に、前記のようにして無芯ソイル１２が打設されている箇所の中央位置を再度削孔して、最初の先行エレメント１３ａを施工する。この場合、削孔終了後、直ちに削孔部にセメントミルク等の固結液を注入してこれが固化する前に芯材１０を建て込む。この間、先行エレメント１３ａの両側には無芯ソイル１２が打設されているから、止水性を確保できる。その後、片押し施工法により、この先行エレメント１３ａの隣（図示の例では左隣）位置で無芯ソイル１２が先行して打設されている箇所を再度削孔して後行エレメント１３ｂを施工する。
【００３２】
無芯ソイル１２の打設から、先行エレメント１３ａの施工開始（本施工開始）までの期間は、例えば１週間以内とし、施工数量が多い場合は回数を分けて無芯ソイル１２の打設と本施工とを必要回数繰り返す。
【００３３】
この後行エレメント１３ｂの施工はセミラップ工法で行い、後行エレメント１３ｂの右端の削孔と、先行エレメント１３ａの左端の削孔とは完全にはラップせず、隣り合う部分の一部が重なるだけである。よって、後行エレメント１３ｂを削孔する際に、削孔精度が十分でなくても、また、芯材１０の建て込み精度が十分でなくても、掘削ヘッドが先行エレメント１３ａに挿入してある芯材１０に接触するおそれはない。
【００３４】
また、後行エレメント１３ｂの左端には無芯ソイル１２が予め打設されて削孔対象土の均一化が図られているから、後行エレメント１３ｂの左右箇所での土質の強度差による削孔部の逃げ（曲がり）を防止でき、箇所の止水性も十分確保できる。
【００３５】
後行エレメント１３ｂの削孔時に掘削ヘッドのビットが先行エレメント１３ａの芯材に接触することをさらに防止するためには、掘削ヘッド５ａの形状を、内側を向いたビット５ｃを取り付けたものにするか、または、仮に掘削ヘッド５ａが芯材１０に接触しても芯材１０を破損することのないような構造として、図３に示すようにリング１４を掘削ヘッド５ａに巻いた形状にする。
【００３６】
ちなみに、掘削ヘッド５ａにリング１４が装着されていても、削孔箇所は予め無芯ソイルを打設した箇所を再度削孔するものであるから、地盤が硬質であっても支障のない削孔が可能である。
【００３７】
ここで、削孔が完了して芯材１０を建て込んだ先行エレメント１３ａに対して、後行エレメント１３ｂの削孔は、芯材１０の建て込み当日には行わないようにする。これは、削孔に注入したソイルセメントがまだ固化しない状態で隣を削孔すると、削孔時の負圧や加圧によってソイルセメントが流動するので、芯材１０が精度よく建て込まれたとしてもソイルセメントの流動とともに動いてしまう（二次的誤差の発生）ためである。よって、この二次的誤差の発生を防止するため、建て込み完了箇所の隣は当日中には削孔（施工）しないようにする。
【００３８】
先行エレメント１３ａの左側の後行エレメント１３ｂの削孔が終了したならば、続けて先行エレメント１３ａの右側のエレメント１３ｃを削孔する。このとき同時に、後行エレメント１３ｂは芯材１０を建て込む。この芯材１０の建て込みは、削孔後直ちに行えるから、挿入性がよい。
【００３９】
このように、後行エレメント１３ｂと次の施工エレメント１３ｃとが、中央の先行エレメント１３ａを真中にして左右の離間位置にあるから、後行エレメント１３ｂの芯材１０の建て込みと、次のエレメント１３ｃの削孔とを同時進行で施工しても支障はない。よって、施工期間を短縮できる。
【００４０】
かかる順序で中央の先行エレメント１３ａを中心にしてセミラップ工法によって左右交互に片押し施工で後行のエレメントを順次施工する。そして、セミラップ工法を採用することで、全体の削孔数を削減できるから、先に建て込んだ芯材１０の横を掘削する回数が減り、掘削ヘッド５ａが芯材１０に接触する可能性を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の地中連続壁工法における削孔順序を示す説明図である。
【図２】本発明の地中連続壁工法で使用するセミラップ工法の説明図である。
【図３】本発明の地中連続壁工法で使用する掘削ヘッドの一例を示す正面図である。
【図４】通常のラップ工法の説明図である。
【図５】芯材にＨ形鋼を使用した場合の建て込み状態を示す平面図である。
【図６】芯材に新素材を使用した場合の建て込み状態を示す平面図である。
【図７】通常のラップ工法による削孔順序を示す説明図である。
【図８】通常のラップ工法により方押し施工した場合の削孔順次を示す説明図である。
【図９】多軸工法による掘削時の芯材の建て込み精度の二次的誤差発生状況を示す正面図である。
【図１０】多軸工法による引上げ時の芯材の建て込み精度の二次的誤差発生状況を示す正面図である。
【図１１】新素材による芯材を使用した場合の建て込み状態を示す平面図である。
【図１２】新素材による芯材の側面図である。
【図１３】新素材による芯材の正面図である。
【図１４】新素材による芯材の図１３のＡ−Ａ線断面図である。
【図１５】新素材による芯材の図１３のＢ−Ｂ線断面図である。
【図１６】新素材による芯材の図１３のＣ−Ｃ線断面図である。
【図１７】新素材による芯材の図１３のＤ−Ｄ線断面図である。
【図１８】新素材による芯材の図１３のＥ−Ｅ線断面図である。
【図１９】本発明の地中連続壁工法で使用する多軸掘削機の正面図である。
【図２０】本発明の地中連続壁工法で使用する多軸掘削機の側面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１  ベースマシーン              ２  リーダーマスト
３  トップシーブ                ４  駆動機構
５  掘削軸                      ５ａ  掘削ヘッド
５ｂ  掘削翼                    ５ｃ  ビット
６  湾曲ブラケット
７  リーダー                    ８  振れ止め
９  芯材                        １０  芯材
１０ａ  H形鋼                  １０ｂ  テーパー鉄板
１０ｃ  接着鉄板                １０ｄ  締付鉄板
１０ｅ  ＦＦＵ壁
１１  先行削孔                  １２  無芯ソイル  
１３ａ  先行エレメント          １３ｂ  後行エレメント  
１３ｃ  エレメント              １４  リング
【図１】
2006125141.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2006125141.tif 000006
【図５】
2006125141.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
2006125141.tif 000021
【図２０】
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