(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直線状の地中連続壁を構築する場合に限られる施工装置であって、切削刃を有する無端チェーンをカッターポストの周囲で循環させながら、カッターポストを地中に挿入したまま横行させると同時に、カッターポストの下端部、もしくは地表面付近から固化材液を吐出して所定の壁厚の地中連続壁を施工し、その地中連続壁に連続してその壁厚の１．３〜１．５倍の壁厚の拡幅壁を固化材液を吐出して施工した後、拡幅壁が固化しないうちに拡幅壁内でカッターポストを方向転換させ、固化材液の吐出と共に無端チェーンを循環させながら、カッターポストを地中に挿入したまま横行させて所定の壁厚の地中連続壁を施工し、互いに角度の付いた地中連続壁を施工する角度付き地中連続壁の構築方法。
【請求項２】
先行する地中連続壁の施工後、無端チェーンの一部の切削刃を一旦、幅方向両端間距離の大きい切削刃に交換して拡幅壁を施工する請求項１記載の角度付き地中連続壁の構築方法。
【請求項３】
ベントナイト液、もしくは拡幅壁を固化させない低濃度の固化材液を地中に供給しながら拡幅壁を施工する請求項１、もしくは請求項２記載の角度付き地中連続壁の構築方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は互いに角度の付いた地中連続壁を構築する角度付き地中連続壁の構築方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
切削刃を有する無端チェーンをカッターポストの周囲で循環させながら、カッターポストを地中に挿入したまま横行させると同時に、カッターポストの下端部、もしくは地表面付近から固化材液を吐出して所定の壁厚の地中連続壁を構築する方法は例えば特開平10−159084号，特開平11−117349号等のようにいずれも直線状の地中連続壁を構築する場合に限られ、互いに角度が付く地中連続壁を連続的に施工する場合には対応が効かない。
【０００３】
角度が付く地中連続壁を構築する場合には従来、交差部において一旦、地中からカッターポスト全体を引き抜き、その状態でカッターポストの向きを変え、改めて新規に連続壁の構築を開始する場合と同様にカッターポストを地中に建て込む、という要領で行われている。
【０００４】
しかしながら、カッターポスト全体の引き抜きは図７に示すように元々分割されているユニット毎に行われるため、この地上でのカッターポストの方向転換の際には引き抜きを行うだけでも以下の1)〜7)のように複数通りの作業及び準備工程を必要とし、カッターポストの方向転換を含めれば多数の作業を経なければならない。
【０００５】
1)カッターポストを一定距離引き上げながら、カッターポスト等に付着している固化材液を洗浄し、引き上げたカッターポストを保持具で保持する。
【０００６】
2)無端チェーンを装着したままのカッターポストを地表面上に出ている部分で施工機械本体から切り離し、施工機械本体を離脱させる。
【０００７】
3)地中に残存する無端チェーン付きカッターポストに、クレーンで吊り上げられたベントナイト液を注入するための注入管付き吊り具を接続し、カッターポストをクレーンで支持すると共に、一時的に保持具から切り離す。
【０００８】
4)カッターポスト先端より固化材液等を注入しつつ、地上に引き上げられたカッターポストに付着した固化材液を洗浄しながら、クレーンによりカッターポストを一定距離引き上げ、再度保持具で保持する。
【０００９】
5)地上に引き上げられたカッターポストをユニット毎に分離させる。6)地中に残っているカッターポストの上部に再度クレーンで吊り上げられた注入管付き吊り具を接続する。
【００１０】
7)上記3)におけるカッターポストの保持具からの分離から6)までの作業を繰り返して全無端チェーン付きカッターポストを地上に回収する。
【００１１】
カッターポストの方向転換後には上記カッターポストの引き抜き時の作業工程と逆の工程を繰り返すことになるため、角度が付く地中連続壁を構築する場合には極めて煩雑な作業を強いられる。
【００１２】
カッターポストを地中から引き抜くことなく、方向転換する方法には特開平6-158663号，特開平9-296478号があるが、前者の方法は施工機械全体を旋回させることによりカッターポストを強引に方向転換させることから、対象地盤が超軟弱地盤に限られる。
【００１３】
後者はカッターポストとは別に装備された多数のオーガヘッドを回転軸の回りに回転させることで旋回予定方向に全体的に屈曲した孔を掘削し、この孔に沿ってカッターポストを旋回させる方法であるが、施工機械に多数のオーガヘッドを装備しなければならず、カッターポスト単体での施工は不可能である。
【００１４】
この発明は上記背景より、カッターポストのみを用い、カッターポストを地中から引き抜くことなく、方向転換する方法を提案するものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明では互いに角度が付いて構築される二方向の地中連続壁の内、先行して施工される地中連続壁と、それに交差する地中連続壁との交差部分に先行する地中連続壁の壁厚より大きい壁厚の拡幅壁を固化液を吐出して施工し、拡幅壁が固化しないうちにその拡幅壁内でのカッターポストの方向転換を可能にし、カッターポストを地中から引き抜くことなく、先行する地中連続壁と方向の異なる地中連続壁を連続的に施工する。
【００１６】
先行する地中連続壁は切削刃を有する無端チェーンをカッターポストの周囲で循環させながら、カッターポストを地中に挿入したまま横行させると同時に、カッターポストの下端部、もしくは地表面付近から固化材液を吐出することにより施工され、その地中連続壁に連続してその壁厚の１．３〜１．５倍の壁厚の拡幅壁が固化材液を吐出して施工される。
【００１７】
先行する地中連続壁の壁厚より大きい壁厚の拡幅壁は、先行する地中連続壁を施工した無端チェーンを装着したまま施工する場合にはカッターポストを拡幅壁の構築位置において往復動させることにより施工されるが、請求項２に記載のように先行する地中連続壁の施工後、無端チェーンの一部の切削刃を一旦、幅方向両端間距離の大きい切削刃に交換して施工すれば、カッターポストを必ずしも往復動させることなく拡幅壁を施工することができる。
【００１８】
カッターポストの方向転換が完了するまでの間に拡幅壁が固化しなければ、先行する地中連続壁の構築終了から拡幅壁の構築と、交差する地中連続壁の構築を継続して行うこともできるが、拡幅壁内部でのカッターポストの方向転換のし易さの面から、拡幅壁を固化させない場合には請求項３に記載のようにベントナイト液、もしくは拡幅壁を固化させない低濃度の固化材液を地中に供給しながら拡幅壁を施工することが行われる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
地中連続壁４は図６に示すように切削刃１を有する無端チェーン２をカッターポスト３の周囲で循環させながら、カッターポスト３を地中に挿入したまま横行させると同時に、カッターポスト３の下端部、もしくは地表面付近から所定濃度のセメントミルク等の固化材液を吐出することにより施工され、図１に示すようにその地中連続壁４に連続してその壁厚より大きい壁厚の拡幅壁５が施工される。
【００２０】
図１−(a)はカッターポスト３が地中連続壁４の端部まで到達している状態を示す。拡幅壁５の構築は(a)の状態からカッターポスト３の進行方向後方側に位置する切削刃１が地中連続壁４の端部に到達するまでカッターポスト３を移動させた(b)の状態から開始される。
【００２１】
図１−(b)の状態で無端チェーン２の一部の、図３−(a)に示す切削刃１を一旦、図３−(b)、もしくは(c)に示すような幅方向両端間距離の大きい切削刃６に交換すると共に、固化材液をベントナイト等の粘土を混合した水溶性の液、もしくは拡幅壁を固化させない低濃度の固化材液に切り替え、図１−(b)で破線で示す地中連続壁４と拡幅壁５との境界より拡幅壁５側の固化材濃度を低下させ、カッターポスト３の方向転換を行い易くする。
【００２２】
固化材液の吐出をベントナイト液等に切り替えずに、地中連続壁４の構築時から固化材液の吐出を継続しながら拡幅壁５を構築する場合もある。
【００２３】
図１ではカッターポスト３の進行方向前方側に位置する切削刃１が地中連続壁４の端部に到達した時点で切削刃１を切削刃６に交換し、固化材液の吐出をベントナイト液等に切り替えているが、更にカッターポスト３を(d)の位置まで前進させた状態で切削刃１の交換と吐出液の切り替えを行うこともある。
【００２４】
拡幅壁５の施工のための切削刃６は図３−(b)，(c)に示すように(a)に示す地中連続壁４施工用の切削刃１が突設されているプレート1aより幅の大きいプレート6a，6bに突設されており、切削刃１と切削刃６の交換はこのプレート1a、6a（6b）毎に行われる。図３−(c)はプレート6bの幅が(b) に示すプレート6aより大きい場合であるが、(c)の場合は(b)の場合より切削刃６の幅方向両端間距離が大きくなる。
【００２５】
切削刃１から切削刃６への交換は無端チェーン２の全長の内、図６において地上に出ている部分の切削刃１に対して行われ、交換後、無端チェーン２を循環させながら、図１−(d)に示すようにカッターポスト３を進行方向前方側へ横行させることにより拡幅壁５が施工される。
【００２６】
切削刃６の幅方向両端間距離が大きいために無端チェーン２を継続的に循環させることができない場合には、無端チェーン２が循環する向きの先頭に位置する切削刃６が地中の最深部に到達した時点で、地上に出ている残りの切削刃１が切削刃６に交換され、その状態で無端チェーン２が逆向きに循環させられる。
【００２７】
無端チェーン２の逆向きの循環はその向きの循環時に先頭に位置する、後から交換された切削刃６が地中の最深部に到達するまで行われる。後から交換された切削刃６が地中の最深部に到達したことは、先に交換されている切削刃６が地上に表れることで確認される。
【００２８】
その後、無端チェーン２を元の循環の向きに循環させながら、カッターポスト３を横行させることにより拡幅壁５が施工される。図１−(b)の時点で固化材液の吐出をベントナイト液等に切り替えている場合はベントナイト液等と土砂が混合された拡幅壁５が施工される。
【００２９】
拡幅壁５の壁厚は図１−(c)において交換される切削刃６の幅方向両端間距離で決まることから、図３−(b)に示す切削刃６より図３−(c)に示す両端間距離の大きい切削刃６を使用する程、より大きい壁厚の拡幅壁５を施工することができ、それだけカッターポスト３の方向転換時にカッターポスト３の回転角度を大きく確保できるため、続いて施工される地中連続壁７と先に施工した地中連続壁４とのなす角度を大きくすることができる。
【００３０】
なお、地中連続壁４の壁厚より大きめの壁厚の拡幅壁５を施工する場合には、掘削不能部分を生じさせないために、図３−(a)に示す切削刃１の幅方向両端間距離と、図３−(b)、もしくは(c)に示す切削刃６の幅方向両端間距離の差が極端に大きくならないように切削刃１から切削刃６への交換が行われる。
【００３１】
例えば図３−(a)に示す切削刃１付きのプレート1aからいきなり図３−(c)に示す切削刃６付きのプレート6bに交換すると、それぞれのプレート1a、6bの幅方向両側に位置する切削刃１と切削刃６の間隔が大きいため、その切削刃１と切削刃６間の部分が掘削されずに残される可能性がある。
【００３２】
このように掘削不能部分が生ずる可能性がある場合に、図３−(a)に示す切削刃１付きのプレート1aから(c)に示す切削刃６付きのプレート6bに交換する場合には、一旦図３−(a)のプレート1aから(b)のプレート6aに交換し、その切削刃６の幅方向両端間距離に相当する壁厚の拡幅壁５を施工した後、更に(b)のプレート6aを(c)のプレート6bに交換し、その切削刃６の幅方向両端間距離に相当する壁厚の拡幅壁５を施工することが行われる。
【００３３】
拡幅壁５の施工が終了した図１−(d)の時点で、(e)に示すように拡幅壁５を施工した切削刃６は交差する地中連続壁７施工用の、図３−(a)に示す元の切削刃１等に交換される。
【００３４】
図１−(b)の時点で固化材液の吐出をベントナイト液等に切り替えている場合には拡幅壁５を固化させ、先行する地中連続壁４との連続性を確保するために、カッターポスト３の横行と無端チェーン２の循環を行いながら、カッターポスト３の下端部等から固化材液を吐出し、拡幅壁５内において固化材液を攪拌・混合することが行われ、カッターポスト３は(f)に示すように拡幅壁５の施工開始位置まで戻される。
【００３５】
またはカッターポスト３が(f)に示す拡幅壁５の施工開始位置まで戻った時点でベントナイト液等から固化材液に切り替えられる。この場合はカッターポスト３を拡幅壁５の施工開始位置まで戻した時点で切削刃６を切削刃１に交換することもある。
【００３６】
図１−(f)に示す位置でベントナイト液等から固化材液に切り替える場合は、図２−(a)に二点鎖線で示す位置まで固化材液を吐出しながら、無端チェーン２を循環させてカッターポスト３を横行させれば、拡幅壁５内で固化材液が攪拌・混合され、拡幅壁５が先に施工した地中連続壁４と同等の強度を持つ連続壁として施工されるため、地中連続壁４と拡幅壁５との連続性と一体性を確保することができる。
【００３７】
カッターポスト３が図２−(a)に二点鎖線で示す、拡幅壁５内のいずれかの位置においてカッターポスト３の方向転換が行われる。カッターポスト３の方向転換は例えば図６に示す施工装置のキャタピラの方向を変え、施工装置全体を方向転換させることにより行われる。
【００３８】
カッターポスト３の方向転換を行う位置は方向転換後の切削刃１が拡幅壁５の孔壁に衝突しなければ、拡幅壁５内のいずれかの位置であればよく、施工済みの地中連続壁４寄り、もしくは反対寄りにおいても行われる。
【００３９】
カッターポスト３の方向転換後、図２−(b)に示すように先行する地中連続壁４の施工時と同じく、固化材液の吐出を伴う、無端チェーン２を循環させながらのカッターポスト３の横行が開始され、図２−(c)に示すように先行する地中連続壁４の施工と同じ要領で交差する地中連続壁７の施工が行われる。
【００４０】
拡幅壁５において固化材液の攪拌・混合が行われているため、カッターポスト３の方向転換後にはそのまま地中連続壁７の施工を行うことで、交差する地中連続壁７と拡幅壁５との連続性も確保される。
【００４１】
図４は先行する地中連続壁４の壁厚の約１．５倍程度の壁厚の拡幅壁５を施工した場合、図５は約１．３倍程度の壁厚の拡幅壁５を施工した場合を示すが、前者の両地中連続壁４，７の中心線の交わる角度は後者の両地中連続壁４，７の中心線の交わる角度の１．７倍程度あり、拡幅壁５の壁厚が大きい程、両地中連続壁４，７の交差する角度を大きくできることになる。
【００４２】
【発明の効果】
互いに角度が付いて施工される二方向の地中連続壁の内、先行して施工される地中連続壁と、それに交差する地中連続壁との交差部分に先行する地中連続壁の壁厚より大きい壁厚の拡幅壁を施工するため、その拡幅壁内でのカッターポストの方向転換が可能になり、カッターポストのみの使用によりカッターポストを地中から引き抜くことなく、先行する地中連続壁と方向の異なる地中連続壁を連続的に施工することができる。
【００４３】
請求項２では先行する地中連続壁の施工後、無端チェーンの一部の切削刃を一旦、幅方向両端間距離の大きい切削刃に交換して施工するため、カッターポストを拡幅壁内で往復動させることなく、拡幅壁を施工することができる。
【００４４】
請求項３ではベントナイト液、もしくは低濃度の固化材液を地中に供給しながら拡幅壁を施工することで拡幅壁を固化させないため、拡幅壁内部でのカッターポストの方向転換を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  (a)〜(f)は先行する地中連続壁と拡幅壁の施工手順を示した平面図である。
【図２】  (a)〜(c)は拡幅壁から交差する地中連続壁の施工手順を示した平面図である。
【図３】  (a)は地中連続壁構築用の切削刃を示した平面図、(b)，(c)は拡幅壁構築用の切削刃を示した平面図である。
【図４】  交差する角度の大きい地中連続壁を構築する場合の拡幅壁の構築例を示した平面図である。
【図５】  交差する角度の小さい地中連続壁を構築する場合の拡幅壁の構築例を示した平面図である。
【図６】  カッターポストと施工機械を示した立面図である。
【図７】  カッターポストを構成するユニットの連結状態を示した立面図である。
【符号の説明】
１……切削刃、1a……プレート、２……無端チェーン、３……カッターポスト、４……地中連続壁、５……拡幅壁、６……切削刃、6a……プレート、７……地中連続壁。
【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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