(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
施工機により固化剤を施工域の地中に注入して地盤改良したり地中連続壁を造成する場合、地中に注入された固化剤の一部が土等とともに地表側へ上昇し排出される排泥の基礎構造物への利用処理方法であって、
施工域の地表のうち、前記地盤改良を行ったり地中連続壁を造成する対応箇所に設置して前記地表側へ排出される排泥を受け入れる主型枠とともに、前記主型枠に連通可能に接続され、かつ前記対応箇所以外の箇所に設置される副型枠を有している基礎構造物用の型枠を用いて、
前記固化剤を地中へ注入する前に該注入部に対応した地表側に凹部を設け、上下貫通した前記型枠を前記凹部に設置した後、前記施工機により前記固化剤を地中へ注入することで前記地表側へ上昇し排出される排泥を前記主型枠から前記副型枠へ流入して主型枠内及び副型枠内にて固化させることを特徴とする地盤改良等で生じる排泥の基礎構造物への利用処理方法。
【請求項２】
前記型枠は対向配置される両側壁及び該両側壁を所定間隔に保つよう連結している連結材を少なくとも備えているとともに、前記連結材は前記側壁に対して着脱手段を介して分離されるか、前記施工機等の外力により破断される材質にて形成されているかの何れかである請求項１に記載の地盤改良等で生じる排泥の基礎構造物への利用処理方法。
【請求項３】
前記地表側へ排出されて前記型枠に溜まる排泥に対して新たな固化剤等の調整剤を混入して所定強度の基礎構造物に形成する請求項１又は２に記載の地盤改良等で生じる排泥の基礎構造物への利用処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固化剤を地中へ注入して改良杭等を造成して地盤改良したり地中連続壁を造成する場合、地中に注入された固化剤の一部が土等とともに地表側へ上昇し排出される排泥を基礎構造物として利用する処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
土木工事などにおいて、セメント系スラリー等の固化剤を地中へ注入して地盤改良したり地中連続壁を造成する場合には、各種の施工機により地中に注入された固化剤の一部が土等とともに地表側へ上昇し排泥として排出される。この排泥は、通常、セメント系の固化剤を含むため産業廃棄物として回収し搬出処分されている。ところで、この種の排泥は、例えば、施工機の対応部を地中へ貫入したり引き抜く過程で固化剤を噴射して改良杭などを形成する地盤改良の場合だと含水比との関係で容量が増し、また、地中に形成した壁造成用溝や穴に固化剤を注入して地中連続壁を造成する場合だとより大量に排出されるために、回収工数や運搬費が大きくなり施工費に対する産廃処分費が割高なものとなる。
【０００３】
以上のような対策として、特許文献１には、地中に壁造成用溝を掘り、この壁造成用溝を形成した位置の土に固化剤を注入して固化させることにより地中連続壁を造成する方法において、前記壁造成用溝の地表部分を掘削して表層溝を形成しておき、前記壁造成用溝から溢れた固化剤を含む排泥を前記表層溝内に受け入れ、該表層溝内で固化させる方法が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−７３３６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記文献１の方法では、地中に注入された固化剤のうち、一部が土等とともに排泥として地表側へ上昇すると、表層溝内に受け入れられ、該溝内で固化することから、地表側に排出される排泥の回収や搬出作業をなくしたり軽減できるが、次のような観点から問題があった。
（ア）、掘削により形成される表層溝は、溝幅や深さがばらついているため、壁造成用溝側から排出される排泥を表層溝内に受け入れて固化すると、その固化体の体積等もばらつき、基礎構造物への利用として強度の安定性や信頼性に欠けるものとなる。また、文献１には、表層溝の溝外側に改良地盤を形成したり矢板を打ち込んで溝両側面が崩れないようにすることも言及されているが、表層溝の両側に改良地盤を施したり矢板を打ち込む場合には時間と費用が嵩むことになる。
（イ）、地表側へ排出される排泥は、土等が混入されているため固化後の強度が地中に注入された固化剤のものに比べて弱くなり、また壁造成用溝の深さ等に応じて固化剤と土との混合比も変化している。このため、排泥を表層溝内で固化しても、その固化体は強度のばらつきや強度不足のため基礎構造物として積極的に利用できなかった。
（ウ）、前記表層溝は、壁造成用溝の地表側に設けられている関係で上昇する排泥を受け入れて固化する箇所として制約されている。つまり、排泥を利用した基礎構造物としては壁造成用溝の上側だけではなく、当該施工域の他の箇所へも排泥を利用して同様な基礎構造物を作りたいこともあるが、そのような場合にも簡単に対処できるようにしたい。
【０００６】
本発明の目的は以上のような課題を解消することにある。具体的には、地表側へ排出される排泥について、当該施工域内において、設計上の品質及び配置などを簡単に充足できる基礎構造物として転用容易にすることにある。それにより、本発明は、排泥の廃棄分を完全になくし、資源のより有効活用及び施工費の低減を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため本発明は、図面を参照して特定すると、施工機１により固化剤を施工域の地中に注入して地盤改良したり地中連続壁を造成する場合、地中に注入された固化剤ａ1の一部が土等とともに地表側へ上昇し排出される排泥ｂ1の基礎構造物への利用処理方法であって、施工域の地表のうち、前記地盤改良を行ったり地中連続壁を造成する対応箇所に設置して前記地表側へ排出される排泥を受け入れる主型枠２（２Ａ）とともに、前記主型枠に連通可能に接続され、かつ前記対応箇所以外の箇所に設置される副型枠３を有している基礎構造物用の型枠を用いて、前記固化剤ａ1を地中へ注入する前に該注入部に対応した地表側に凹部４を設け、上下貫通した前記型枠２（２Ａ）を前記凹部４に設置した後、前記施工機１により前記固化剤ａ1を地中へ注入することで前記地表側へ上昇し排出される排泥ｂ1を前記主型枠２（２Ａ）から前記副型枠３へ流入して主型枠内及び副型枠内にて固化させることを特徴としている。
【０００８】
以上の本発明方法では請求項２と３のように具体化されることが好ましい。すなわち、
第１に、前記型枠２（２Ａ）は対向配置される両側壁２０（２２，２３）該両側壁を所定間隔に保つよう連結している連結材２１を少なくとも備えているとともに、前記連結材２１は前記側壁２０（２２及び２３）に対して着脱手段を介して分離されるか、前記施工機等の外力により破断される材質にて形成されているかの何れかである（請求項２）。
第２に、前記地表側へ排出されて前記型枠２（２Ａ）に溜まる排泥ａ1に対して新たな固化剤等の調整剤を混入して所定強度の基礎構造物（ｂ＋ｃ）に形成する構成である（請求項３）。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１の発明では、型枠としては上昇し排出される排泥量や設計上の基礎構造物を考慮して枠の幅や高さ寸法が設定されたり、型枠の使用数などが設定されて、地表側へ排出される排泥、請求項３の場合は排泥及び調整剤を型枠内で固化させる。このため、型枠内で固化した基礎構造物は、品質や形状等のばらつきが抑えられ、基礎構造物として設計値に近づけたり品質的に安定化でき、形状例として地表から突出させることも可能となり設計自由度を拡大できる。この結果、本発明は、前記排泥の廃棄分を完全になくし、資源の有効活用及び施工費を低減できる。また、上記の利点に加え、施工域において、主型枠とともに副型枠を用いることにより、前記排泥を利用した基礎構造物を場所的な制約を解消してより自由度を持たせて作ることを可能にする。この結果、本発明は採用機会を拡大できるようにする。
【００１０】
請求項２の発明では、例えば、文献１の地中連続壁を造成するような場合、型枠を構成している連結材を除去したり外力で破壊されるように構成することにより、施工機が型枠のうち両側壁を連結している連結材に邪魔されることなく移動可能となる。この結果、本
発明は、適用分野として地中連続壁や改良杭等を連続又は等間隔に造成する工法にも好適なものとなる。
【００１１】
請求項３の発明では、前記排泥の構成、つまり固化剤と土との混合度合いに応じて、型枠内の排泥に新たに固化剤等の調整剤を混入することで、型枠内で固化される基礎構造物の物性を調整して設計上の品質を確実に充足できる。この結果、本発明は、基礎構造物としての品質及び信頼性をより向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の好適な実施の形態について添付図面を参照して説明する。図１〜図４は排泥の基礎構造物への利用方法を示し、図５は基礎構造物の他の形態例を示し、図６は用いられる型枠例を示し、図７は用途例を示している。
【００１４】
（全体の構成）形態の方法は、図１から図４に模式的に図示したように、施工機により固化剤を施工域の地中に注入して地盤改良したり地中連続壁を造成する場合、地中に注入された固化剤の一部が土等とともに地表側へ上昇し排出される排泥の基礎構造物への利用処理方法を対象としている。その処理方法は、操作手順として、上下貫通した基礎構造物用の型枠を前記固化剤を地中へ注入する前に該注入処理部に対応した地表側に設置する型枠設置工程と、前記施工機により前記固化剤を地中へ注入して地盤改良したり地中連続壁を造成する固化剤注入工程と、前記地表側へ排出される排泥を受け入れて前記型枠内で固化させる固化体形成工程と、前記型枠を構成している側壁等を必要に応じて回収したり除去する型枠除去工程とを経る。以下、使用する施工機や型枠等の機器類を説明した後、各工程を順に詳述する。
【００１５】
（使用機器類）施工機１（図３を参照）としては、地中に溝や穴を掘削（排土を含む広義な意味である）したり、該掘削と平行して、又は溝や穴を掘削した後、セメント系スラリー等の固化剤を掘削後の溝や穴部に対しノズルなどを介して注入できればよく、掘削及び注入機能を備えた構造に限られず、掘削機及び注入機をそれぞれ別の専用機で行う態様でもよい。具体的には、改良杭等を造成する場合は特開平６−２８７９３７号に開示されている排土機能付きの攪拌混合処理装置（特に図５の装置構造等）、地中連続壁を造成する場合は特開平６−３３６７４９号、特許文献１の図６や図７の装置構造などが例示される。
【００１６】
前記型枠は、地表側へ上昇排出される排泥などを余裕を持って受入可能な上下貫通した枠形状になっていることが必須となり、単数でもよいが、通常は複数が用いられる。大きさは、前記排泥の受入容量、固化剤等を追加する態様だと排泥受入容量及び調整剤追加量の総量、基礎構造物としての態様などを考慮して設計される。具体例として、図６（ａ）の型枠２は、間隔を保って対向配置された両側壁２０，２０及び該両側壁を分離可能に一体化している複数本（この例では２本）の連結材２１とからなる。各側壁２０は矩形板状をなし、連結材２１に対応して設けられた穴等の凹部を有している。連結材２１は、両側壁同士の間隔を保つ長さであり、各端部に設けられて前記側壁２０の凹部に係脱される径小軸部等の凸部を有している。そして、型枠２は、連結材２１が側壁２０と側壁２０との間に前記凹部と凸部との係合を介して連結されることで単位型枠を形成している。これに対し、図６（ｂ）の型枠２Ａは、例えば、地中連続壁が平面視で略Ｌ形の部分を有するときに角部又はコーナー用として好適なものであり、外方の大側壁２２と内方の小側壁２３とが複数本（この例では２本）の連結材２１を介して分離可能に一体化されている。すなわち、型枠２Ａは、型枠２と同様に、連結材２１が側壁２２と側壁２３との間に上述したような凹部と凸部との係合を介して連結されることで単位コーナー用型枠を形成している。
【００１７】
なお、同図には、型枠２と型枠２Ａとが接続アーム２４を介して着脱可能に連結される構成も示されている。接続アーム２４は、下両側に凹部２４ａを有し、各凹部２４ａが型枠２Ａの側壁対応外面と型枠２の側壁対応外面とに突設した突起２ａに係合されることで型枠２と型枠２Ａとを一体化すると共に、接続アーム２４が上方へ引っ張られることで前記係合を解除して各型枠から分離回収される。このような構造は、必要に応じて採用され、また型枠２と型枠２との接続にも適用してもよく、更に接続アーム２の配置及び型枠に対する着脱手段も種々変形可能である。また、材質は鋼製、樹脂製、木製、ラバー製、グラスファィバ製など何でもよく、また、型枠用側壁と連結材とを異なる材質で構成してもよい。
【００１８】
以上の連結材２１は、改良杭を連続造成したり地中連続壁を造成する場合、施工機１の移動を阻害しないように側壁に対して上記した凹部及び凸部との係合構造等の着脱手段を介して分離される。すなわち、この例では、図１などに示したように、鋼製の側壁に対しラバー製の連結材２１を引き部材２５を介して上方へ引っ張ることで上記凹凸係合が解除されて側壁２０同士の間から外れるようにしている。但し、連結材２１は、材質（樹脂製、グラスファィバ製等）を選定して、人力又は施工機１の対応部の外力等で破断されることで施工機１の移動を維持する構成であってもよい。
【００１９】
一方、図７には、地盤改良を行ったり地中連続壁を造成する対応箇所に設置して地表側へ排出される排泥などを受け入れる上述した型枠２，２Ａ（図７の場合は主型枠という）とともに、主型枠２に連通可能に接続され、かつ前記対応箇所以外の箇所つまり改良杭等で地盤改良を行ったり地中連続壁を造成しない箇所に設置される副型枠３を有し、地表側へ排出される前記排泥を主型枠２，２Ａ内から副型枠３内へ流入する構成例が示されている。すなわち、各副型枠３，３は、間隔を保って対向配置される側壁２７，２７、又は、側壁２８，２８で構成されている。側壁２７，２７は施工域に設けられた複数の型枠２のうち、縦方向で互いに対向している型枠２と型枠２とに連通可能に接続された副型枠３であり、側壁２８，２８は横方向で互いに対向している型枠２と型枠２とに連通可能に接続された副型枠３である。各側壁２７と対応する型枠２の内側壁２０、又は、各側壁２８と対応する型枠２の内側壁２０とは、側壁２７や側壁２８の上下移動により型枠２の側壁２０に対し簡単に着脱されることが好ましい。図７（ｂ）はその一例を示し、側壁２７の両端には上片部２７ａが該上片部の下側を切り欠いた逃げ部２７ｂを介して形成されている。これに対し、型枠２の内側壁２０には、枠内から枠外へ通じる窓部２６と、窓部２６の上両側に位置した係合溝２０ａ，２０ａとが設けられている。そして、各側壁２７は、型枠２の内側壁２０に対し上片部２７ａが対応する係合溝２０ａに係合されることで副型枠３に形成され、型枠２内の排泥などが側壁２０の窓部２６から側壁２７同士の間の空間に流入可能となる。この点は側壁２８，２８で構成される副型枠３も同じ。また、側壁２７，２７で構成される副型枠３と側壁２８，２８で構成される副型枠３とは、枠内が互いに連通可能になるよう交差されている。図７（ｃ）はその交差構造の一例を示し、両側壁２７には逆凹状の窓部２９ａが対向して設けられるとともに、両側壁２８には窓部２９ａより若干小さな逆凹状の窓部２９ｂが対向して設けられている。加えて、両側壁２７には、係合溝２７ａが窓部２９ａの上両側にそれぞれ設けられている。そして、両側壁２８は、例えば、窓部２９ｂの各縦辺を側壁２７の対応係合溝２７ａに合わせた状態で下降されると、窓部２９ｂの上側対応部が係合溝２７ａに係合されることで各側壁２７に交差状態で一体化され、両側壁２７で構成される副型枠３と両側壁２８で構成される副型枠３とが連通されて、排泥などが互いの副型枠内に出入り可能となる。なお、以上の型枠２と副型枠３との連通構造、副型枠３同士の連通構造はこれ以外であってもよく、必要に応じて工夫される。
【００２０】
（型枠設置工程）この工程では、上記した型枠２（及び２Ａや副型枠３等、図７の例ではそれらに加えて副型枠３）が地表側に設置される。この場合、各型枠２等は、図１及び図２に示されるように対象の注入処理部５ａの地表側に設けられる型枠用凹部４内に入れた状態に位置決め配置される。凹部４は、バックホウやシャベル等の掘削機により使用する型枠に対応した大きさに形成される。凹部４の深さは、型枠２（の側壁２０）等を使用後に回収する態様だと当該型枠を引き抜き易くするため型枠が凹部から少し突出するよう設定されることが好ましいが、図５（ａ）のごとく型枠２（の側壁２０）等を使用後に回収せず地中に残置する態様だと型枠がほぼ埋まる深さに設定される。
【００２１】
また、注入処理部５ａには、壁造成用溝や杭用の穴５が掘削（排土を含む広義な意味である）されるが、その穴は図２のごとく凹部４の掘削とともに予め形成してもよいが、図１と図３のごとく施工機１により固化剤を注入する直前に穴５を形成してもよい。なお、図７（ａ）は地中連続壁を矩形枠状に造成するような場合を示している。この場合には、前記凹部４と共に副型枠３に対応した凹部も設けられ、副型枠３がその凹部に配置されると共に上記した要領で型枠（主型枠）２に連結一体化される。
【００２２】
（固化剤注入工程）この工程では、図３に模式的に示したように、施工機１により固化剤ａ1を穴５に注入したり、注入しながら前進移動する。すなわち、地中連続壁を造成するような場合は、施工機１が前移動する際に邪魔になる連結材２１が引き部材２５を介して引っ張ることで型枠２から分離除去されることになる。ここで、固化剤ａ1は、セメント又はそれに類似する物質を構成材の一部として含有しておればよい。典型例としては、セメントミルク、又は、セメントに泥土（必要に応じ更に発泡剤や増粘剤など）を混合したソイルセメントなどが挙げられる。
【００２３】
（固化体形成工程）この工程では、注入後の固化剤ａ1の一部が図３と図４や図５（ａ）から推察されるように、穴５から地表側へ上昇し排出されて型枠２（及び２Ａや副型枠３等、図７の例ではそれらに加えて副型枠３、以下同じ）内に受け入れて該型枠内で固化される。つまり、注入された固化剤ａ1は、時間経過により穴５内で連続壁等の固化体ａとして固化されるとともに、一部が穴５から穴周囲の土等と共に排泥ｂ1として型枠２内に溢れだし、型枠２に次第に溜まる。その排泥ｂ1は、型枠２内で時間経過により固化されて図４のごとく基礎構造物ｂとなる。この場合、型枠２内には、受け入れた排泥ａ1に対して新たなセメントやセメントミルク等の調整剤（不図示のｃ1）を混入し、必要に応じ噴射力やバックホウ等で混合することで、図５のごとく基礎構造物（ｂ＋ｃ）としての強度を増大したり不足分を補うようにしてもよい。
【００２４】
（型枠除去工程）この工程では、図４や図５（ｂ）から推察されるように、型枠２を構成している側壁２０等を必要に応じて回収したり除去する。すなわち、鋼製の側壁２０は、基礎構造物として除去することが好ましいが、そのような場合に地中から引き抜き操作に除去する。なお、除去後には側壁２０に対応した溝ができるが、該溝は土などで適宜に埋められることになる。勿論、型枠２は基礎構造物として問題とならない限り、地中に放置してもよい。
【００２５】
なお、以上の形態は本発明を何ら制約するものではない。本発明は、請求項１で特定される技術要素を備えておればよく、細部は必要に応じて種々変更してり、展開可能なものである。その一例としては、改良杭等を間隔を保って造成するような場合、上記連結材を上記形態に代えて側壁に対応した矩形板状に形成してもよい。また、使用した型枠は、回収することなく全体を基礎構造物の一部として残置するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】発明形態の型枠設置例を示す模式図であり、（ａ）は要部の上面図、（ｂ）はＡ−Ａ線縦断面図である。
【図２】上記型枠設置例の他の例を示す模式図であり、（ａ）は要部の上面図、（ｂ）はＢ−Ｂ線縦断面図である。
【図３】発明形態の固化剤注入の操作途中を示す模式図であり、（ａ）は要部の上面図、（ｂ）はＣ−Ｃ線縦断面図である。
【図４】発明形態で造成された地中連続壁及び基礎構造物を示す模式図であり、（ａ）は要部の上面図、（ｂ）はＤ−Ｄ線縦断面図である。
【図５】（ａ）と（ｂ）は図４の基礎構造物の他の例を示す模式縦断面図である。
【図６】（ａ）と（ｂ）は使用する型枠の２例を示す模式外観図である。
【図７】（ａ）本発明を地中連続壁を矩形に造成する場合で主型枠とともに副型枠を使用する一例を模式的に示し、（ｂ）はＥ部の連結構成を示す模式外観図、（ｃ）はＦ部の連結構成を示す模式外観図である。
【符号の説明】
【００２７】
１…施工機１
２…型枠又は主型枠（２０は側壁、２１は連結材）
２Ａ…型枠又は主型枠（２２，２３は側壁、２１は連結材）
３…副型枠（２７，２８は側壁）
４…凹部
５…穴
ａ1…固化剤
ａ…固化体（連続壁や改良杭等）
ｂ1…排泥
ｂ，（ｂ＋ｃ）…基礎構造物
ｃ…調整剤
【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】
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