(57)【要約】【課題】市街地の建築物など構造躯体から敷地境界までの距離が限られている場所でもＭＭＭ工法による施工が可能となり、ＭＭＭ工法による施工を採用する場合であっても、削孔径を特に拡大せず排土量が増加することなく、ＭＭＭ工法の趣旨から逸脱することのない施工ができ、所定のソイルセメントの圧縮応力を確保できる柱列式地下壁工法を得る。【解決手段】場所打ちコンクリート杭を一部重合させながら連続して打設して造成する柱列式地下壁工法において、連続する掘削孔の隔孔に建て込む芯材を放射状にウエブが分岐してその先端にフランジが設けられる鋼材で構成する。【選択図】        図１
2005146733.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
場所打ちコンクリート杭を一部重合させながら連続して打設して造成する柱列式地下壁工法において、連続する掘削孔の隔孔に建て込む芯材を放射状にウエブが分岐してこのウエブの先端にフランジが設けられる鋼材で構成したことを特徴とした柱列式地下壁工法。
【請求項２】
前記鋼材をクロスＨ形鋼とすることを特徴とした柱列式地下壁工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば地下掘削をするための土留壁を施工する柱列式地下壁工法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
土留壁の施工法の一例としてソイル柱列壁工法（商標名ＳＭＷ工法：Sile Mixing Wall工法）がある。これは、例えば図３、図４に示すようにスクリュー状の移動翼３や水平片状の攪拌翼４を設けたロッド２を複数（３軸または５軸）有する特殊混練オーガ機１を用いて施工する。
【０００３】
このような特殊混練オーガ機１で地盤を削孔する際、ロッド２の先端よりセメントミルク等を吐出させて土中において掘削土とミキシングして場所打ちコンクリート杭の一部重合による連続で１エレメントのソイルセメント壁体を先行エレメント壁として造成する。次に後行エレメント壁を先行エレメント壁にラップさせて施工することにより、図５に示すような連続一体の壁体である柱列壁１１を造成する（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１０−２９８９７５号公報
【０００４】
なお、施工機械としては図３、図４に示すような特殊混練オーガ機１の他に単軸の掘削機やチェーンソー式の掘削機、また、図２に示すようなＭＭＭ工法と称せられる現地盤上から仮山留を行わずにそのまま障害となっている部分の地下壁などを掘削撤去する障害撤去工法に使用する掘削機（圧削機）６の使用ができる。この掘削機６はクローラ型のベースマシーン７に圧削カッター８を取り付けたものである。
【０００５】
そして、図５に示すように応力負担材として掘削孔にＨ形鋼５を建て込む。この場合、ソイルセメント柱列壁１１の削孔径Φ５５０ｍｍ、削孔ピッチ４５０ｍｍで挿入芯材Ｈ−４００×２００×８×１３  ＬＨ＝１９．５ｍを全孔挿入した場合の抵抗曲げモーメント（σa＝２１０Ｎ／ｍｍ２として）は５３．５ＫＮ／ｍとなる。
【０００６】
これに対応するＭＭＭ工法による施工での適合杭種および挿入部材の一例は、図６に示すように柱列壁１１の削孔径Φ６８０ｍｍ、挿入芯材Ｈ−４４０×３００×１１×１８であり、芯材は一部重合しながら連続する掘削孔の隔孔ごとに挿入され、このときの抵抗曲げモーメントは５６．９ＫＮ／ｍとなる。
【０００７】
また、ソイルセメント部の断面算定については、図５に示した場合の応力算定は下記のとおりである。
2005146733.tif 000003
【０００８】
図６に示した場合の応力算定は下記のとおりである。
2005146733.tif 000004
【０００９】
前記算定について、図５に示す場合は、挿入芯材が全ての掘削孔に配置されているため、ソイルセメント部分の側圧による応力算定はスパンＬ２の押し抜きせん断力Ｑのみを考慮すればよいが、図６の場合は、挿入芯材が隔孔に配置されているため、ソイルセメント内に仮想の山形アーチを想定しソイルセメントの応力算定を行った。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
前記応力算定の結果から、ＭＭＭ工法により施工した図６に示す場合は、ソイルセメントの圧縮応力が許容値を満足しないため、これを満足させるには挿入部材を全孔配置の形態とするか、削孔径を大きくする必要がある。
【００１１】
ちなみに、抵抗曲げモーメント５３．５ＫＮ／ｍで芯材長１９．５ｍに対応する全孔配置とした場合の削孔仕様は、第１例では、削孔径Φ８８０ｍｍ、削孔ピッチ７００ｍｍで挿入芯材Ｈ−５００×２００×１０×１６となり、第２例では、削孔径Φ９８０ｍｍ、削孔ピッチ８００ｍｍで挿入芯材Ｈ−４４０×３００×１１×１８となり、第３例では、削孔径Φ９８０ｍｍ、削孔ピッチ８００ｍｍで挿入芯材Ｈ−３５０×３５０×１２×１９となる。
【００１２】
したがって、図５に示したソイルセメント柱列壁で得られるソイルセメントの圧縮応力と同等の圧縮応力をＭＭＭ工法による施工で確保しようとするには、削孔径を拡大する必要がある。
【００１３】
しかしながら、市街地の建築物など構造躯体から敷地境界までの距離が限られている場合などではＭＭＭ工法による施工が困難な場合がある。また、ＭＭＭ工法は排出土を抑制する工法でありながら、削孔径を拡大することは総排出量が増加することになり、ＭＭＭ工法の本来の趣旨から逸脱することになる。
【００１４】
この発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、市街地の建築物など構造躯体から敷地境界までの距離が限られている場所でもＭＭＭ工法による施工が可能となり、ＭＭＭ工法による施工を採用する場合であっても、削孔径を特に拡大せず排土量が増加することなく、ＭＭＭ工法の趣旨から逸脱することのない施工ができ、所定のソイルセメントの圧縮応力を確保できる柱列式地下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】
【００１５】
前記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、場所打ちコンクリート杭を一部重合させながら連続して打設して造成する柱列式地下壁工法において、連続する掘削孔の隔孔に建て込む芯材を放射状にウエブが分岐してその先端にフランジが設けられる鋼材で構成することを要旨とするものである。
【００１６】
請求項１記載の本発明によれば、例えばＭＭＭ工法による施工で隔孔に芯材を挿入する場合であっても、芯材を放射状にウエブが分岐してその先端にフランジが設けられる鋼材とすることで、ソイルセメント部の断面算定は鋼材の縦方向以外の方向にも例えばＨ形鋼が存在するため、スパンＬ２の押し抜きせん断力のみを考慮すればよく、削孔径を増加させることなく、従来に比較して抵抗曲げモーメントを増加させることができる。
【００１７】
請求項２記載の発明は、前記鋼材はクロスＨ形鋼とすることを要旨とするものである。
【００１８】
請求項２記載の本発明によれば、放射状にウエブが分岐してその先端にフランジが設けられる鋼材を容易に製造できる。
【発明の効果】
【００１９】
この発明の柱列式地下壁工法は、従来の工法に比較して削孔径を特に拡大せずに所定の抵抗曲げモーメントを得ることができるから、市街地の建築物など構造躯体から敷地境界までの距離が限られている場所でもＭＭＭ工法による施工が可能となり、ＭＭＭ工法による施工を採用する場合であっても、前記のように削孔径を特に拡大せずにすむから排土量も増加することなく、ＭＭＭ工法の趣旨から逸脱することのない施工ができて所定のソイルセメントの圧縮応力を確保できるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面についてこの発明の実施の形態を詳細に説明する。図１はこの発明の柱列式地下壁工法の実施形態を示す平面図で、例えば図２に示すＭＭＭ工法による施工で実施する。ＭＭＭ工法は前記のように現地盤上から仮山留を行わずにそのまま障害となっている部分の地下壁などを掘削撤去する障害撤去工法であり、これに使用する掘削機（圧削機）６はクローラ型のベースマシーン７に圧削カッター（ケーシングカッター）８を取り付けたものである。
【００２１】
そして、この圧削カッター８の圧削トルクで現地盤から障害物９であるコンクリートの圧削、鉄筋の切断、岩盤の削孔など直接行い、新設される仮設山留めなどを施工するものであり、エアーをヘッド先端から吐出させながらオーガを始動させ、掘削を開始し、発生泥土（産業廃棄物）を削減するために、安定液または硬化液の注入分を予め一般残土として抜き取り、次いで硬化液または安定液をヘッド先端より吐出しながらオーガを始動させて削孔・攪拌する。そして、所定深度を確認した後、硬化液または安定液を引き続き圧送・吐出しながらオーガを引き抜く。
【００２２】
このような工法において、掘削孔に芯材を建て込むが、この発明では芯材の形状をクロスＨ形鋼１０とした。これはＨ形鋼のウエブ部分にこれと直交する方向に別のＨ形鋼のウエブ部分を組合わせ、９０度の４方向にフランジを向かい合わせに配置したものである。
【００２３】
図１に示す例では、クロスＨ形鋼１０は、Ｈ−４８８×３００×１１×１８とＨ−５００×２００×１０×１６を組合わせた形状であり、概略の断面係数はＨ−４８８×３００×１１×１８のＺＸ＝２，８２０ｃｍ３とＨ−５００×２００×１０×１６のＺＹ＝２１４ｃｍ３の合算値の３，０３４ｃｍ３となる。また、断面二次モーメントも同様に算定すると７１，０４０ｃｍ４となる。
【００２４】
図１に示すソイルセメント部の断面算定はクロスＨ形鋼１０の横方向のＨ形鋼があるので、スパンＬ２の押しぬきせん断力のみを考慮すればよいものである。
この例の応力算定は下記のとおりである。
2005146733.tif 000005
【００２５】
以上の結果から芯材としてクロスＨ形鋼１０を建て込むことで、図１に示した従来のソイル柱列壁工法と同等の圧縮応力を削孔径を拡大することなしにＭＭＭ工法による施工でも得ることができる。また、ＭＭＭ工法で通常のＨ形鋼を使用した場合に比較して抵抗曲げモーメントが増加するとともに、断面二次モーメントも増加するため、山留めの変位量を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】この発明の柱列式地下壁工法の実施形態を示す平面図である。
【図２】ＭＭＭ工法の説明図である。
【図３】ソイル柱列壁工法で使用する特殊多軸混練オーガ機の側面図である。
【図４】ソイル柱列壁工法で使用する特殊多軸混練オーガ機の要部の正面図である。
【図５】ソイル柱列壁工法の平面図である。
【図６】ＭＭＭ工法で通常のＨ形鋼を芯材に使用してソイル柱列壁工法による場合と同等の曲げモーメントを得ようとした場合の平面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１  特殊多軸混練オーガ機        ２  ロッド
３  移動翼                      ４  攪拌翼
５  Ｈ形鋼                      ６  掘削機
７  ベースマシーン              ８  圧削カッター
９  障害物                      １０  クロスＨ形鋼
１１  柱列壁
【図１】
2005146733.tif 000006
【図２】
2005146733.tif 000007
【図３】
2005146733.tif 000008
【図４】
2005146733.tif 000009
【図５】
2005146733.tif 000010
【図６】
2005146733.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成15年12月5日(2003.12.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソイルセメント杭を一部重合させながら連続して打設して造成する柱列式地下壁工法において、連続する掘削孔の隔孔に建て込む芯材を放射状にウエブが分岐してこのウエブの先端にフランジが設けられる鋼材で構成したことを特徴とした柱列式地下壁工法。
【請求項２】
前記鋼材をクロスＨ形鋼とすることを特徴とした柱列式地下壁工法。
【手続補正２】
【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】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば地下掘削をするための土留壁を施工する柱列式地下壁工法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
土留壁の施工法の一例としてソイル柱列壁工法（商標名ＳＭＷ工法：Sile Mixing Wall工法）がある。これは、例えば図３、図４に示すようにスクリュー状の移動翼３や水平片状の攪拌翼４を設けたロッド２を複数（３軸または５軸）有する特殊混練オーガ機１を用いて施工する。
【０００３】
このような特殊混練オーガ機１で地盤を削孔する際、ロッド２の先端よりセメントミルク等を吐出させて土中において掘削土とミキシングしてソイルセメント杭の一部重合による連続で１エレメントのソイルセメント壁体を先行エレメント壁として造成する。次に後行エレメント壁を先行エレメント壁にラップさせて施工することにより、図５に示すような連続一体の壁体である柱列壁１１を造成する（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１０−２９８９７５号公報
【０００４】
なお、施工機械としては図３、図４に示すような特殊混練オーガ機１の他に単軸の掘削機やチェーンソー式の掘削機、また、図２に示すようなＭＭＭ工法と称せられる現地盤上から仮山留を行わずにそのまま障害となっている部分の地下壁などを掘削撤去する障害撤去工法に使用する掘削機（圧削機）６の使用ができる。この掘削機６はクローラ型のベースマシーン７に圧削カッター８を取り付けたものである。
【０００５】
そして、図５に示すように応力負担材として掘削孔にＨ形鋼５を建て込む。この場合、ソイルセメント柱列壁１１の削孔径Φ５５０ｍｍ、削孔ピッチ４５０ｍｍで挿入芯材Ｈ−４００×２００×８×１３  ＬＨ＝１９．５ｍを全孔挿入した場合の抵抗曲げモーメント（σa＝２１０Ｎ／ｍｍ２として）は５３．５ＫＮ／ｍとなる。
【０００６】
これに対応するＭＭＭ工法による施工での適合杭種および挿入部材の一例は、図６に示すように柱列壁１１の削孔径Φ６８０ｍｍ、挿入芯材Ｈ−４４０×３００×１１×１８であり、芯材は一部重合しながら連続する掘削孔の隔孔ごとに挿入され、このときの抵抗曲げモーメントは５６．９ＫＮ／ｍとなる。
【０００７】
また、ソイルセメント部の断面算定については、図５に示した場合の応力算定は下記のとおりである。
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【０００８】
図６に示した場合の応力算定は下記のとおりである。
2005146733.tif 000013
【０００９】
前記算定について、図５に示す場合は、挿入芯材が全ての掘削孔に配置されているため、ソイルセメント部分の側圧による応力算定はスパンＬ２の押し抜きせん断力Ｑのみを考慮すればよいが、図６の場合は、挿入芯材が隔孔に配置されているため、ソイルセメント内に仮想の山形アーチを想定しソイルセメントの応力算定を行った。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
前記応力算定の結果から、ＭＭＭ工法により施工した図６に示す場合は、ソイルセメントの圧縮応力が許容値を満足しないため、これを満足させるには挿入部材を全孔配置の形態とするか、削孔径を大きくする必要がある。
【００１１】
ちなみに、抵抗曲げモーメント５３．５ＫＮ／ｍで芯材長１９．５ｍに対応する全孔配置とした場合の削孔仕様は、第１例では、削孔径Φ８８０ｍｍ、削孔ピッチ７００ｍｍで挿入芯材Ｈ−５００×２００×１０×１６となり、第２例では、削孔径Φ９８０ｍｍ、削孔ピッチ８００ｍｍで挿入芯材Ｈ−４４０×３００×１１×１８となり、第３例では、削孔径Φ９８０ｍｍ、削孔ピッチ８００ｍｍで挿入芯材Ｈ−３５０×３５０×１２×１９となる。
【００１２】
したがって、図５に示したソイルセメント柱列壁で得られるソイルセメントの圧縮応力と同等の圧縮応力をＭＭＭ工法による施工で確保しようとするには、削孔径を拡大する必要がある。
【００１３】
しかしながら、市街地の建築物など構造躯体から敷地境界までの距離が限られている場合などではＭＭＭ工法による施工が困難な場合がある。また、ＭＭＭ工法は排出土を抑制する工法でありながら、削孔径を拡大することは総排出量が増加することになり、ＭＭＭ工法の本来の趣旨から逸脱することになる。
【００１４】
この発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、市街地の建築物など構造躯体から敷地境界までの距離が限られている場所でもＭＭＭ工法による施工が可能となり、ＭＭＭ工法による施工を採用する場合であっても、削孔径を特に拡大せず排土量が増加することなく、ＭＭＭ工法の趣旨から逸脱することのない施工ができ、所定のソイルセメントの圧縮応力を確保できる柱列式地下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】
【００１５】
前記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、ソイルセメント杭を一部重合させながら連続して打設して造成する柱列式地下壁工法において、連続する掘削孔の隔孔に建て込む芯材を放射状にウエブが分岐してその先端にフランジが設けられる鋼材で構成することを要旨とするものである。
【００１６】
請求項１記載の本発明によれば、例えばＭＭＭ工法による施工で隔孔に芯材を挿入する場合であっても、芯材を放射状にウエブが分岐してその先端にフランジが設けられる鋼材とすることで、ソイルセメント部の断面算定は鋼材の縦方向以外の方向にも例えばＨ形鋼が存在するため、スパンＬ２の押し抜きせん断力のみを考慮すればよく、削孔径を増加させることなく、従来に比較して抵抗曲げモーメントを増加させることができる。
【００１７】
請求項２記載の発明は、前記鋼材はクロスＨ形鋼とすることを要旨とするものである。
【００１８】
請求項２記載の本発明によれば、放射状にウエブが分岐してその先端にフランジが設けられる鋼材を容易に製造できる。
【発明の効果】
【００１９】
この発明の柱列式地下壁工法は、従来の工法に比較して削孔径を特に拡大せずに所定の抵抗曲げモーメントを得ることができるから、市街地の建築物など構造躯体から敷地境界までの距離が限られている場所でもＭＭＭ工法による施工が可能となり、ＭＭＭ工法による施工を採用する場合であっても、前記のように削孔径を特に拡大せずにすむから排土量も増加することなく、ＭＭＭ工法の趣旨から逸脱することのない施工ができて所定のソイルセメントの圧縮応力を確保できるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面についてこの発明の実施の形態を詳細に説明する。図１はこの発明の柱列式地下壁工法の実施形態を示す平面図で、例えば図２に示すＭＭＭ工法による施工で実施する。ＭＭＭ工法は前記のように現地盤上から仮山留を行わずにそのまま障害となっている部分の地下壁などを掘削撤去する障害撤去工法であり、これに使用する掘削機（圧削機）６はクローラ型のベースマシーン７に圧削カッター（ケーシングカッター）８を取り付けたものである。
【００２１】
そして、この圧削カッター８の圧削トルクで現地盤から障害物９であるコンクリートの圧削、鉄筋の切断、岩盤の削孔など直接行い、新設される仮設山留めなどを施工するものであり、エアーをヘッド先端から吐出させながらオーガを始動させ、掘削を開始し、発生泥土（産業廃棄物）を削減するために、安定液または硬化液の注入分を予め一般残土として抜き取り、次いで硬化液または安定液をヘッド先端より吐出しながらオーガを始動させて削孔・攪拌する。そして、所定深度を確認した後、硬化液または安定液を引き続き圧送・吐出しながらオーガを引き抜く。
【００２２】
このような工法において、掘削孔に芯材を建て込むが、この発明では芯材の形状をクロスＨ形鋼１０とした。これはＨ形鋼のウエブ部分にこれと直交する方向に別のＨ形鋼のウエブ部分を組合わせ、９０度の４方向にフランジを向かい合わせに配置したものである。
【００２３】
図１に示す例では、クロスＨ形鋼１０は、Ｈ−４８８×３００×１１×１８とＨ−５００×２００×１０×１６を組合わせた形状であり、概略の断面係数はＨ−４８８×３００×１１×１８のＺＸ＝２，８２０ｃｍ３とＨ−５００×２００×１０×１６のＺＹ＝２１４ｃｍ３の合算値の３，０３４ｃｍ３となる。また、断面二次モーメントも同様に算定すると７１，０４０ｃｍ４となる。
【００２４】
図１に示すソイルセメント部の断面算定はクロスＨ形鋼１０の横方向のＨ形鋼があるので、スパンＬ２の押しぬきせん断力のみを考慮すればよいものである。
この例の応力算定は下記のとおりである。
2005146733.tif 000014
【００２５】
以上の結果から芯材としてクロスＨ形鋼１０を建て込むことで、図１に示した従来のソイル柱列壁工法と同等の圧縮応力を削孔径を拡大することなしにＭＭＭ工法による施工でも得ることができる。また、ＭＭＭ工法で通常のＨ形鋼を使用した場合に比較して抵抗曲げモーメントが増加するとともに、断面二次モーメントも増加するため、山留めの変位量を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】この発明の柱列式地下壁工法の実施形態を示す平面図である。
【図２】ＭＭＭ工法の説明図である。
【図３】ソイル柱列壁工法で使用する特殊多軸混練オーガ機の側面図である。
【図４】ソイル柱列壁工法で使用する特殊多軸混練オーガ機の要部の正面図である。
【図５】ソイル柱列壁工法の平面図である。
【図６】ＭＭＭ工法で通常のＨ形鋼を芯材に使用してソイル柱列壁工法による場合と同等の曲げモーメントを得ようとした場合の平面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１  特殊多軸混練オーガ機        ２  ロッド
３  移動翼                      ４  攪拌翼
５  Ｈ形鋼                      ６  掘削機
７  ベースマシーン              ８  圧削カッター
９  障害物                      １０  クロスＨ形鋼
１１  柱列壁