(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤中を柱状に掘削撹乱しつつ該撹乱土砂に固化材を注入して混練し、その固化材混合土砂の固化により形成される柱状体を並べて構築することにより地中に設置するソイルセメント柱列壁を構築するに際し、前記固化材の注入攪拌後、前記掘削撹乱により形成された掘削孔の開口部から内部に向けて所望の深さに達する長さの芯材建込みガイド装置を挿入し、該芯材建込みガイド装置を前記掘削孔内に所定の角度で固定し、該芯材建込みガイド装置にＨ型鋼等の芯材を添わせて挿入するソイルセメント柱列壁の芯材建込み方法において、
芯材建込みガイド装置は筒状をした本体部を有し、固定手段には前記本体部の外周に掘削孔との間隙に介在され、流体を注入することにより膨張する弾性膨張材からなる複数のパッカーを使用し、かつ前記筒状本体にはその姿勢を検出する傾斜計等の姿勢検出手段とを備え、該芯材建込みガイド装置を、掘削孔内に挿入後、前記パッカーを拡張させて該掘削孔の内面に圧接させることにより該掘削孔内に固定するとともに、前記姿勢検出手段により前記筒状本体の姿勢を検出しつつ前記各パッカーを個別に膨脹収縮させることにより、前記筒状本体の姿勢を制御することを特徴としてなるソイルセメント柱列壁の芯材建込み方法。
【請求項２】
縦長の中空筒状をした筒状本体と、該筒状本体の内面に設置され、Ｈ型鋼等の芯材を長手方向にのみ移動自在に支持するガイド部材と、前記筒状本体の外面の複数箇所に設置され、内部に空気又は水等の流体を注入することにより膨張する弾性膨張材をもって構成したパッカーと、前記筒状本体の姿勢を検出する傾斜計等の姿勢検出手段と、前記各パッカーを個別に膨脹収縮させるパッカーコントローラーとを備え、前記クレーン等の吊り手段によって掘削孔内に挿入できるようにしてなるソイルセメント柱列壁の芯材建込みガイド装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地盤中の土砂を柱状に掘削撹乱しつつセメントミルク等の固化材を注入して混練し、土砂を柱状に固化させたソイルセメント柱を並べて成形することにより地中壁を構築するソイルセメント柱列壁の構築に際し、Ｈ型鋼等の芯材を挿入するソイルセメント柱列壁の芯材建込み方法、及び該方法に使用する芯材建込みガイド装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ソイルセメント柱列壁工法は、地中壁による土留め工法として多くの実績がある工法である。この従来のソイルセメント柱列壁工法は、品質及び精度の問題から、殆どが仮設の地中土留め壁としての使用であり、地下構造物本体としては使用されず、また、地下構造物本体の機能向上にも寄与しないものとして扱われてきた。
【０００３】
しかし、近年においては、従来のソイルセメント柱列壁に芯材を挿入し、ソイルセメントによる地中壁と芯材とを一体化した合成地中壁体を構築し、これを地下構造物本体として利用しようとする工法が研究されている。
【０００４】
この芯材を挿入した従来のソイルセメント柱列壁工法では、図９に示すように、縦向きに形成され、内部が土砂と固化材とを混練した固化材混合土砂（図示せず）で満たされた掘削孔１の開口部上に、挿入しようとする芯材２をガイドする芯材導入冶具３を設置し、クレーン４によって芯材２を吊り上げ、冶具３の接触点に沿って芯材２の建込みを行い、建込み完了後、芯材２の上部を固定している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述の如きソイルセメントと芯材とからなる仮設土留壁や合成地中壁体の構築に際しては、芯材を所定の位置に正確に挿入する必要があるが、従来の建込み方法では、図９に示すように、芯材２の下端が冶具３に接触し、上端が冶具３より上にある場合には、冶具３との接触点である支点ｂと吊り下げ点である支点ａで支持されているため、鉛直方向の制御が可能であるが、図１０に示すように、掘削孔１内への降下が進むにつれ、支点ａ，ｂ間の間隔が狭まること、及びソイルセメントの抵抗力によって建込み精度が低下し、図１０の状態から更に降下が進み、芯材２の上端が冶具３より低い位置に達すると、支点ａのみで吊り下げられた状態となり、殆ど制御が不能な状態となる。この状態では、芯材上部の位置制御は可能であるが、冶具３より下は実質的に自由な状態であり、鉛直に建込まれているか、捻れが生じていないか等の状態が不明であり、建込み精度は予定した状態より落ちていることが考えられる。
【０００６】
かかる建込み精度の誤差は、構築される合成地中壁体の性能に大きな影響を与えるものであり、必要な性能に達しない地中壁が出来てしまうと、予定した地下構造物本体として使用できなくなる等の問題があった。
【０００７】
本発明はこのような従来の問題に鑑み、ソイルセメントで満たされた掘削孔内に、より高精度に芯材を建込むことができるソイルセメント柱列壁の芯材建込み方法及び該方法に使用する芯材建込みガイド装置の提供を目的としてなされたものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述の如き従来の問題を解決し、所期の目的を達成するための本発明方法の特徴は、地盤中を柱状に掘削撹乱しつつ該撹乱土砂に固化材を注入して混練し、その固化材混合土砂の固化により形成される柱状体を並べて構築することにより地中に設置するソイルセメント柱列壁を構築するに際し、前記固化材の注入攪拌後、前記掘削撹乱により形成された掘削孔の開口部から内部に向けて所望の深さに達する長さの芯材建込みガイド装置を挿入し、該芯材建込みガイド装置を前記掘削孔内に所定の角度で固定し、該芯材建込みガイド装置にＨ型鋼等の芯材を添わせて挿入するソイルセメント柱列壁の芯材建込み方法において、
芯材建込みガイド装置は筒状をした本体部を有し、固定手段には前記本体部の外周に掘削孔との間隙に介在され、流体を注入することにより膨張する弾性膨張材からなる複数のパッカーを使用し、かつ前記筒状本体にはその姿勢を検出する傾斜計等の姿勢検出手段とを備え、該芯材建込みガイド装置を、掘削孔内に挿入後、前記パッカーを拡張させて該掘削孔の内面に圧接させることにより該掘削孔内に固定するとともに、前記姿勢検出手段により前記筒状本体の姿勢を検出しつつ前記各パッカーを個別に膨脹収縮させることにより、前記筒状本体の姿勢を制御することにある。
【０００９】
また、本発明装置の特徴は、縦長の中空筒状をした筒状本体と、該筒状本体の内面に設置され、Ｈ型鋼等の芯材を長手方向にのみ移動自在に支持するガイド部材と、前記筒状本体の外面の複数箇所に設置され、内部に空気又は水等の流体を注入することにより膨張する弾性膨張材をもって構成したパッカーと、前記筒状本体の姿勢を検出する傾斜計等の姿勢検出手段と、前記各パッカーを個別に膨脹収縮させるパッカーコントローラーとを備え、前記クレーン等の吊り手段によって掘削孔内に挿入できるようにしてなるソイルセメント柱列壁の芯材建込みガイド装置にある。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面について説明する。
【００１１】
図１、図２は、本発明に係るソイルセメント柱列壁の芯材建込み方法に使用する芯材建込みガイド装置１０の使用状態を示しており、図において符号１はソイルセメント柱列壁用に掘削した掘削孔であり、２は芯材である。
【００１２】
この芯材建込みガイド装置１０は、角筒状をした筒状本体１１を有している。この筒状本体１１は上下に貫通した筒状に成形され、掘削孔１の壁面側の両面は、掘削孔１の内面形状に合わせた円弧状に成形されている。尚、この筒状本体１１は掘削孔１の幅及び深さにもよるが、全体の長さが約２５ｍ〜３０ｍの芯材を建込む場合には、その約１／５の５ｍ〜６ｍ程度の長さとする。
【００１３】
筒状本体１１の掘削孔壁面側の面には、上端部及び下端部にパッカー装着用凹部１２が形成されており、この凹部１２内に掘削孔１に対する固定具であるパッカー１３が装着されている。このパッカー１３は、水の注入によって膨張するゴム製の中空弾性材からなっており、自らの弾性によって縮小し、その縮小状態時には、前述した凹部１２内に収まって突出しない状態となっている。
【００１４】
筒状本体１１内には、下端部に芯材ガイド装置が設置されている。このガイド装置は、図1に示すように、筒状本体１１の略全長に亘る長さの４つのガイド部材１５，１５……から構成されている。
【００１５】
各ガイド部材１５は、図２、図３に示すように、Ｈ型鋼からなる芯材２のフランジ両縁に嵌り合う凹溝１４を有し、その凹溝１４に、芯材２の各フランジ２ａの各縁部２ｂｂが嵌り合ってガイドするように筒状本体１１の内面に固着されている。
【００１６】
尚、凹部１４は、図３に示す角形凹部の他、図４に示すように凹部の横断面形状が半円形になるように形成してもよい。
【００１７】
次に、上述した装置を使用した芯材建込み方法について説明する。
【００１８】
従来と同様の方法によりソイルセメント柱列壁用の掘削孔の形成、セメントミルク等の固化材の注入及び掘削土砂と固化材との混練を、図には示してないが、掘削刃、攪拌翼を有する１又は複数の錐を使用して行う。これによって連続した溝状の掘削孔１内にソイルセメント即ち掘削土砂に固化材が注入されて混練された固化材混合土砂が充填された状態とする。
【００１９】
このようにして充填状態となった固化材混合土砂の流動性が失われる前に、芯材２の建込み作業を行うのであるが、建込みに先立ち、掘削孔１内に前述した芯材建込みガイド装置１０を挿入する。
【００２０】
ガイド装置１０の挿入に際しては、先ず掘削孔１の芯材建込み位置開口部上に跨らせて上端部支持用の枠体２１を移動不能に設置する。この枠体２１は、従来の芯材導入冶具３と同様に、Ｈ型鋼からなる縦横一対づつの桁材２１ａ，２１ｂを井桁状に組み合わせた構造となっており、その井桁内を通してガイド装置１０を挿入する。
【００２１】
ガイド装置１０の挿入は、クレーンを使用してガイド装置１０の全体を鉛直方向に吊り上げ、下端より枠体２１内を通して掘削孔１内に挿入し、上端が枠体２１より梢上方に突出する位置に到るまで降下させる。
【００２２】
次いで、筒状本体１１外の各パッカー１３，１３……にポンプにより注水して膨張させ、各パッカー１３を掘削孔１の内面及び枠体２１の内面に押し当てることにより、筒状本体１１を掘削孔１内に固定する。
【００２３】
この時、予めガイド装置１０の筒状本体１１外に装着した傾斜計２２（図１に示す）からなる姿勢検出手段により鉛直度を確認しながら各パッカー１３を膨脹収縮させてその拡張度合いを調整し、筒状本体１１が鉛直方向に向けて固定されるようにする。尚、この調整は自動制御装置２３によって自動的に鉛直状態となるようにコントロールする。
【００２４】
このようにしてガイド装置１０を掘削孔１内に固定した後、芯材２の建込みを行う。この建込みは、前述したガイド装置１０の吊り下げに使用したクレーン４を使用して芯材２の上端を吊り上げ、鉛直に吊り下げながらガイド装置１０の筒状本体１１内に下端から降下させ、筒状本体１１内の各ガイド部材１５に整合させ、これにガイドさせて芯材２を順次掘削孔１内に降下させることにより行う。
【００２５】
このようにして芯材２を所定の深さに建込んだ後、該芯材２を掘削孔１内に吊り下げた状態で各パッカー１３内の水を抜き、ガイド装置１０を撤去する。この撤去に際しては、クレーンで芯材２を吊り下げ支持させた状態で、別の吊りワイヤーによりガイド装置１０を引き上げる他、図６に示すように筒状本体１１に下端が開放した２つの縦溝２４，２４を互いに対称な位置に形成しておき、その上端部に芯材吊り持ち用の棒状横材２５を挿入し、該棒状横材２５にワイヤーロープ２６を介して芯材２を吊り下げ、然る後、芯材吊り降しに使用したクレーンを使用してガイド装置１０を引き上げ撤去するようにしてもよい。
【００２６】
上記の如き建込みに際しては、図５に示すように、芯材２は掘削孔１内への降下開始から、終了に到るまで、クレーン４による吊り点と、ガイド部材１５の接点とからなる上下に間隔を隔てた２点の支点ａ，ｃで支持されることなり、運直方向の制御が最終段階に到るまで可能となる。
【００２７】
尚、本発明に係るソイルセメント柱列壁の芯材建込み方法では、図７、図８に示すように、複数の芯材２，２を継手部材２ｃ，２ｃ……で長手方向に連結したものを使用することができる。この場合、ガイド部材１５の凹部１４は、各継ぎ手部材２ｃ，２ｃが筒状本体１１の内面に接触しない深さとなっている。
【００２８】
【発明の効果】
上述のように、本発明においては、固化材の注入攪拌後、前記掘削撹乱により形成された掘削孔の開口部から内部に向けて所望の深さに達する長さの芯材建込みガイド装置を挿入し、該芯材建込みガイド装置を前記掘削孔内に所定の角度で固定し、該芯材建込みガイド装置に芯材を添わせて挿入するようにしたことにより、芯材建込みに際し芯材ガイドのための支点が掘削孔内の深い位置におかれることとなり、鉛直方向の角度及び水平方向の位置を、建込み開始から、建込み終了までの間において常に制御が可能となり、より正確な建込みができる。
【００２９】
また、芯材建込みガイド装置は芯材の固定完了まで、掘削孔内に存在させることが出来るため、建込み完了までの鉛直性及び位置の建込み精度を確実に管理できるとともに、芯材が掘削孔の深い位置まで芯材建込みガイド装置によってガイドされるため捻れを生じさせないで建込むことができる。
【００３０】
更に、建込み完了後には、芯材建込み装置を撤去して次の建込みに使用できるととものに、その取り扱いは、芯材建込み用のクレーンを兼用でき、経済性が高い。
【００３１】
また、本発明は、芯材建込みガイド装置には筒状をした本体部を有し、固定手段には前記本体部の外周に掘削孔との間隙に介在され、流体を注入することにより膨張する弾性膨張材からなる複数のパッカーを使用し、かつ前記筒状本体にはその姿勢を検出する傾斜計等の姿勢検出手段とを備え、該芯材建込みガイド装置を、掘削孔内に挿入後、前記パッカーを拡張させて該掘削孔の内面に圧接させることにより該掘削孔内に固定するとともに、前記姿勢検出手段により前記筒状本体の姿勢を検出しつつ前記各パッカーを個別に膨脹収縮させることにより、前記筒状本体の姿勢を制御することにより、芯材建込みガイド装置の掘削孔内での位置及び鉛直角度の制御が、簡単な装置により、高精度に行われる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明方法を実施するガイド装置の使用状態を示す縦断面図である。
【図２】図１中のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】同上のガイド装置のガイド部材部分を示す拡大断面図である。
【図４】同上のガイド装置のガイド部材の他の一例を示す拡大断面図である。
【図５】図１に示すガイド装置を使用した芯材建込み工程時の全体の概略を示す縦断面図である。
【図６】同上の芯材建込み後のガイド装置引き抜き時の芯材吊り下げ状態の説明図である。
【図７】本発明方法を実施するガイド装置の使用状態の他の一例を示す縦断面図である。
【図８】図７中のＢ−Ｂ線断面図である。
【図９】従来の芯材建込み方法における１芯材の降下開始状態を示す断面図である。
【図１０】同上の降下完了状態を示す断面図である。
【符号の説明】
ａ，ｂ，ｃ 支点
１ 掘削孔
２ 芯材
２ａ フランジ
２ｂ 縁部
２ｃ 継ぎ手部材
３ 芯材導入冶具
４ クレーン
１０ 芯材建込みガイド装置
１１ 筒状本体
１２ パッカー装着用凹部
１３ パッカー
１４ 凹溝
１５ ガイド部材
２１ 枠体
２１ａ，２１ｂ 桁材
２２ 傾斜計
２３ 自動制御装置
２４ 縦溝
２５ 棒状横材
２６ ワイヤーロープ
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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