(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続するソイルセメントの地盤改良体を構築し、その固結前に地盤改良体中に挿入される鋼製連壁部材の凹形状の継手部内に充填される充填材であり、粘土系材料と固化材の他に、瞬結材とゲル化材の少なくともいずれか一方を添加した混合物である鋼製連壁部材の継手部用充填材。
【請求項２】
連続するソイルセメントの地盤改良体を構築し、その固結前に地盤改良体中に挿入される鋼製連壁部材の凹形状の継手部内に充填される充填材であり、この充填部材は棒状部材を連結材で連結して構成され、前記継手部に嵌合し得る断面形状で、継手部の全長に亘る程度の長さを持ち、屈曲に耐え得る鋼製連壁部材の継手部用充填部材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は連続するソイルセメントの地盤改良体中に鋼製連壁部材を挿入して構成される鋼製地中連続壁の施工時に鋼製連壁部材の継手部内の詰め物として使用され、継手部内への土砂やソイルセメントの浸入を阻止するための鋼製連壁部材の継手部用充填材及び充填部材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】
カッターポストとその外周に張架されるエンドレスチェーンからなる掘削攪拌装置を用いて構築される連続するソイルセメントの地盤改良体と、地盤改良体内に挿入される鋼製連壁部材から構成される鋼製地中連続壁の施工は地盤改良体の構築後、その固結前に地盤改良体中に先行して挿入されている鋼製連壁部材の継手部に連結しながら、隣接する鋼製連壁部材を挿入することにより行われる。
【０００３】
例えば日没その他の理由により地盤改良体の全構築区間の中途の、鋼製連壁部材を挿入した時点で１日の作業を終了させる場合、あるいは１日の内で一時的に作業を中断させる場合、挿入された鋼製連壁部材の、後から施工される鋼製連壁部材が接続される側の継手部は施工済みの地盤改良体中に位置するため、翌日の、あるいは中断後の施工開始時に隣接する鋼製連壁部材を連結する上で、継手部内、もしくは継手部周辺で固結しているソイルセメントの固結体を新規施工側から除去することが必要になる。
【０００４】
隣接する鋼製連壁部材の連結される継手部は両継手部が互いに嵌合するよう、一方が凸形状に、他方が凹形状に形成されるが、先行して地盤改良体中に挿入される鋼製連壁部材の、後から施工される鋼製連壁部材が接続される側の継手部が凹形状である場合には継手部内に予め詰め物を充填しておくことで、土砂やソイルセメントの浸入を阻止できるため、翌日や中断後に継手部内で固結しているソイルセメントの固結体を除去する必要はない。
【０００５】
詰め物としては、翌日や休憩による中断後等に次の鋼製連壁部材を挿入する際に、その挿入される鋼製連壁部材の継手部によって容易に粉砕でき、また圧縮力により収縮変形可能な発泡スチロール等のような材料の使用が考えられる。
しかしながら、隣接する鋼製連壁部材が双方の継手部において互いに組み合わせられた状態では繋ぎ合わせが容易に行えるよう、凹形状の継手部と凸形状の継手部との間には空隙が存在することから、上記材料では粉砕、あるいは破砕されると同時に、収縮変形した詰め物が空隙内に入り込み、複雑な形で残留するため、次の鋼製連壁部材の連結時に、後から構築される地盤改良体の流動性を有しているソイルセメントが継手部内に完全に充填されない部分が生ずる。
【０００６】
継手部内においてソイルセメントの充填が不完全な部分があれば、その部分での止水性が低下する可能性があるため、従来は発泡スチロール等の材料を使用せずに施工することが多い。
この発明は上記背景より、凹形状の継手部に詰め物を充填したまま回収しない場合の止水性低下の問題を解決する充填材を提案し、併せて回収可能な充填部材を提案するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
粘土系材料に固化材を添加した混合物を回収しない詰め物とすることにより、翌日や中断後の区間の地盤改良体構築後に隣接する鋼製連壁部材の継手部を直接先行する鋼製連壁部材の継手部に嵌合させながら、隣接する両鋼製連壁部材の継手部における止水性を確保する。
【０００８】
粘土系材料に固化材を添加した混合物の充填材は砂や石を含むソイルセメントより相対的に強度が小さく、次に挿入される鋼製連壁部材の落とし込み時にその凸形状の継手部によって破砕されるため、先行する鋼製連壁部材の凹形状の継手部内に充填された状態のまま、隣接する鋼製連壁部材を落とし込み、互いに連結することが可能になる。
【０００９】
また粘土系材料は非透水性であるため、破砕された後に先行する鋼製連壁部材の継手部内に残留しても、隣接する鋼製連壁部材の継手部における止水性を低下させることはない。粘土系材料にはベントナイト、粘土等の微粒子の材料が使用されるが、粘土系材料と固化材の配合を調整することで、先行する鋼製連壁部材を地盤改良体中に挿入する前に、後から施工される鋼製連壁部材が接続される側の継手部内に予め充填材を充填しておくことも可能になる。その場合に、充填材の固結を早めるために、本発明では請求項１に記載のように瞬結材とゲル化材の少なくともいずれか一方が添加される。
【００１０】
一方、先行する鋼製連壁部材の凹形状の継手部に嵌合し得る断面形状で、継手部の全長に亘る程度の長さを持ち、屈曲に耐え得る充填部材を回収可能な詰め物とすることにより、使用時に継手部内への土砂やソイルセメントの浸入を全長に亘って阻止し、また使用後に回収し、繰り返して使用することを可能にする。
【００１１】
充填部材が先行する鋼製連壁部材の継手部に嵌合し得る断面形状をすることで、使用状態では後から施工される鋼製連壁部材との連結が行われるまで、凹形状の継手部内への土砂やソイルセメントの浸入が防止される。
土砂等の浸入が防止されることで、後から地盤改良体を構築し、充填部材を回収した後に挿入される鋼製連壁部材の落とし込みを円滑に行うことができる上、凹形状の継手部内に後から構築された地盤改良体の流動性を有しているソイルセメントを均一に充填させることができ、継手部での止水性の低下が回避される。
【００１２】
また継手部に嵌合し得る断面形状で、継手部の全長に亘る程度の長さを与えた例えば発泡スチロールを凹形状の継手部内に充填部材として充填した場合、発泡スチロールは屈曲に対する抵抗力を持たないため、破損し易く、回収不可能であるが、請求項３の充填部材は屈曲に対する抵抗力を持つことで、破損することなく回収され、繰り返して使用される。
【００１３】
屈曲に耐え得る充填部材としてはワイヤロープ等のロープ状物やホース状物の他、ゴムやプラスチック等の柔軟で、中実断面、もしくは中空断面の非発泡体が考えられる。ロープ状物は太くなると屈曲しにくくなることから、継手部の断面が大きい場合にはゴムホースやプラスチックホース等の中空断面のホース状物が適当である。この場合、ホース状物の内部に土砂やソイルセメントが浸入しないよう、下端は閉塞される。
【００１４】
本発明では請求項２に記載のように例えば金属製、木製、プラスチック製、ゴム製のいずれかの棒状部材を連結材で連結した形の充填部材が考えられる。これは継手部に嵌合し得る断面形状で、中実断面、もしくは中空断面の棒状部材を釣糸、あるいは針金等の糸状物の他、ロープ状物や鎖状物等、線状部材の連結材で連結した形をし、回収時に充填部材全体が屈曲できるよう、連結材によって隣接する棒状部材間の間隔が保持される。棒状部材が中空断面の場合、両端は閉塞される。
【００１５】
連結材が曲げ剛性を持たない場合は充填部材が継手部内に充填されたときに連結材が畳まれ得るため、隣接する棒状部材が接近した状態になり、隣接する棒状部材間への土砂やソイルセメントの浸入量が低減される。
充填部材が継手部内に充填されたときに連結材が畳まれず、隣接する棒状部材間に空隙が形成され、その空隙に土砂やソイルセメントが浸入した場合でも、充填部材の回収時には棒状部材がその上に存在する土砂やソイルセメントを地上まで押し上げ、継手部から排除するため、土砂やソイルセメントの浸入が問題になることはない。
【００１６】
棒状部材がその上の土砂やソイルセメントを地上まで押し上げることで、充填部材の回収によって継手部内が清掃されるため、次の地盤改良体を構築し、充填部材の回収後に鋼製連壁部材を挿入して先行する鋼製連壁部材に連結することで、後から構築された地盤改良体の流動性を有しているソイルセメントが継手部内に均一に充填され、継手部における止水性の低下を招くことなく地盤改良体を連続させることが可能になる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
この発明の充填材は、図４，図５に示すような掘削攪拌装置１を用いて連続するソイルセメントの地盤改良体７を構築し、その固結前に地盤改良体７中に、互いに連結される鋼製連壁部材８，８を挿入する鋼製地中連続壁の施工方法において、先行して挿入されている鋼製連壁部材８の、後から施工される鋼製連壁部材８が接続される側に位置する凹形状の継手部8a内に充填され、土砂、もしくはソイルセメントの浸入を阻止するものである。
【００１８】
鋼製連壁部材８は掘削攪拌装置１の進行方向両側に継手部8a，8bを持ち、隣接する鋼製連壁部材８，８は双方の継手部8a，8bにおいて互いに嵌合し、連結されながら地盤改良体７の固結前に地盤改良体７中に挿入される。
図２〜図４に示すように一個置きに形状の異なる鋼製連壁部材８が使用される場合は両側の継手部8a，8bの形状は同一になり、両側の継手部8a，8bは凸形状、もしくは凹形状になる。
【００１９】
図示しないが、全鋼製連壁部材８に同一形状の鋼製連壁部材８が使用される場合は両側の継手部8a，8bの形状は互いに異なり、一方の継手部8a（8b）が凸形状であれば、他方の継手部8b（8a）は凹形状になる。いずれの場合も請求項１の充填材９と請求項２の充填部材10は後から施工される鋼製連壁部材８が接続される側に位置する継手部8aが凹形状である鋼製連壁部材８に使用される。
【００２０】
掘削攪拌装置１は図５に示すようにカッターポスト２と、その外周に循環自在に張架され、カッタービット４が固定されるエンドレスチェーン３と、エンドレスチェーン３を循環させる駆動装置５からなり、図６に示すようにベースマシン６に搭載された油圧シリンダによってカッターポスト２がベースマシン６を反力として水平方向に移動し、循環するカッタービット４が地盤を溝状に切削しながら、カッターポスト２等から地中に供給される固化材と切削土を混合することにより壁状に連続する地盤改良体７を構築する。
【００２１】
充填材９は粘土系材料に固化材を添加し、地盤改良体のソイルセメントより相対的に強度を小さく設定した混合物であり、先行する鋼製連壁部材８の継手部8a内に充填された状態で、隣接する鋼製連壁部材８の落とし込みによってその凸形状の継手部8bに粉砕される。充填材９の継手部8a内への充填の時期は図１に示すように鋼製連壁部材８の挿入前に充填される。なお、鋼製連壁部材８の挿入前に充填する場合は充填材９の固結を早め、継手部8a内への充填状態を維持するために、充填材９に瞬結材とゲル化材の少なくともいずれか一方が添加される。
【００２２】
先行する鋼製連壁部材８の継手部8aが新旧の地盤改良体７，７の境界面に面する場合は、新規に地盤改良体７を構築した後、その固結前に隣接する鋼製連壁部材８を落とし込むことによりその継手部8bによって充填材９を粉砕させながら、先行する鋼製連壁部材８の継手部8aに嵌合させることができるが、図４，図５に示すように先行の鋼製連壁部材８の継手部8aが施工済みの地盤改良体７中に位置し、新旧の地盤改良体７，７の境界面に面しない場合には隣接する鋼製連壁部材８の落とし込みに先立ち、図７，図８に示すように掘削攪拌装置１のエンドレスチェーン３に装着される爪11によって旧地盤改良体７の固結体を粉砕することが行われる。図９，図10はそれぞれ図７，図８の詳細を示す。
【００２３】
爪11は先行する鋼製連壁部材８の継手部8aの形状に対応して凸形状をし、カッタービット４を装着しているプレート12に直接、もしくはアーム13を介してエンドレスチェーン３に接合され、エンドレスチェーン３の循環により継手部8aに沿って降下することにより継手部8aから地盤改良体７，７の境界面までの固結体と、継手部8a内の充填材９を粉砕し、排除する。
【００２４】
請求項２の充填部材10は先行する鋼製連壁部材８の継手部8aに嵌合し得る断面形状で、継手部8aの全長に亘る程度の長さを持つ部材であり、図２に示すように隣接する鋼製連壁部材８の落とし込み前に回収され、繰り返して転用される。この場合も先行する鋼製連壁部材８の継手部8aが新旧の地盤改良体７，７の境界面に面する場合は、充填部材10を回収する一方、新規に地盤改良体７を構築した後、その固結前に隣接する鋼製連壁部材８を落とし込むことによりその継手部8bを先行する鋼製連壁部材８の継手部8aに嵌合させることができる。
【００２５】
先行の鋼製連壁部材８の継手部8aが施工済みの地盤改良体７中に位置し、新旧の地盤改良体７，７の境界面に面しない場合には充填材９を充填する場合と同様に隣接する鋼製連壁部材８の落とし込みに先立ち、充填部材10の回収後、図７，図８に示す、エンドレスチェーン３に爪11を装着した掘削攪拌装置１によって旧地盤改良体７の固結体を粉砕することが行われる。
【００２６】
図１は先行する鋼製連壁部材８の継手部8a内に請求項１の充填材９、もしくは請求項２の充填部材10を予め充填したときの様子を示す。図２は先行する鋼製連壁部材８を地盤改良体７中に挿入し、隣接する区間の地盤改良体７を構築した後、その固結前に請求項２の充填部材10を引き抜くときの様子を示す。
【００２７】
ここでは継手部8aに対応した断面形状を有する棒状部材10ａをワイヤロープ等の連結材10ｂで連結して充填部材10を構成しているが、棒状部材10ａが同一断面のまま軸方向に連続した形に形成する、あるいは充填部材10としての可撓性を持たせるために、棒状部材10ａの断面が部分的に変化した形に充填部材10を形成することもある。棒状部材10ａと連結材10ｂの材料は問われない。
【００２８】
充填部材10の継手部8aへの充填は図１に示すように鋼製連壁部材８を寝かせた状態で人力で行われる他、鋼製連壁部材８を立てた状態でも行われ、その場合は例えば掘削攪拌装置１のカッタービット４や爪11を利用して行われる。
図３は継手部8aに請求項１の充填材９を充填した場合に、新規の地盤改良体７の構築後に継手部8aに隣接する鋼製連壁部材８の継手部8bを嵌合させながら落とし込むときの様子、または新規の地盤改良体７を構築し、固結体と共に充填材９を爪11によって粉砕した後に継手部8aに隣接する鋼製連壁部材８の継手部8bを嵌合させながら落とし込むときの様子を示す。
【００２９】
継手部8aに請求項３の充填部材10を充填した場合は上記の通り、新規の地盤改良体７を構築し、充填部材10を回収した後に、または充填部材10を回収すると共に、固結体を爪11によって粉砕した後に隣接する鋼製連壁部材８の継手部8bを嵌合させながら落とし込まれる。
【００３０】
【発明の効果】
請求項１では粘土系材料に固化材を添加した混合物を、先行して挿入されている鋼製連壁部材の、後から施工される鋼製連壁部材が接続される側の継手部内に充填される詰め物とし、強度が地盤改良体のソイルセメントの強度より十分に小さいため、翌日や中断後の区間の地盤改良体構築後に隣接する鋼製連壁部材を落とし込むのみで、その凸形状の継手部によって破砕され、先行する鋼製連壁部材の継手部内に充填された状態のまま、隣接する鋼製連壁部材を落とし込み、連結することができる。
【００３１】
また充填材を構成する粘土系材料は非透水性であるため、破砕された後に先行する鋼製連壁部材の継手部内に残留しても、隣接する鋼製連壁部材の継手部における止水性を確保することができる。特に充填材に粘土材料と固化材の他に、瞬結材とゲル化材の少なくともいずれか一方を添加し、固結を早めるため、先行する鋼製連壁部材の挿入前に隣接する鋼製連壁部材側の継手部内に予め充填しておくことができる。
【００３２】
請求項２では先行する鋼製連壁部材の凹形状の継手部に嵌合し得る断面形状で、継手部の全長に亘る程度の長さを持ち、屈曲に耐え得る充填部材を回収する詰め物とするため、使用時に凹形状の継手部内への土砂やソイルセメントの浸入を全長に亘って阻止しながら、使用後に回収し、繰り返して使用することができる。また耐屈曲性を有することで、回収作業を容易に行うことができる。
【００３３】
充填部材が先行する鋼製連壁部材の継手部に嵌合し得る断面形状をすることで、後から施工される鋼製連壁部材との連結が行われるまで、継手部内への土砂やソイルセメントの浸入が防止されるため、後から地盤改良体を構築し、充填部材を回収した後に挿入される鋼製連壁部材の落とし込みを円滑に行うことができる上、凹形状の継手部内に後から構築された地盤改良体のソイルセメントを均一に充填させることができ、継手部での止水性を確保することができる。
【００３４】
特に棒状部材を連結材で連結して構成することで、棒状部材がその上の土砂やソイルセメントを地上まで押し上げ、充填部材の回収によって継手部内を清掃するため、次の地盤改良体を構築し、充填部材の回収後に鋼製連壁部材を挿入して先行する鋼製連壁部材に連結したときに、継手部内に充填されるソイルセメントが均一になり、継手部における止水性の低下を招くことなく地盤改良体を連続させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】鋼製連壁部材の継手部内に充填材、もしくは充填部材を予め充填したときの様子を示した斜視図である。
【図２】鋼製連壁部材の地盤改良体中への挿入後、充填部材を引き抜くときの様子を示した斜視図である。
【図３】先行する鋼製連壁部材に隣接する鋼製連壁部材を落とし込むときの様子を示した斜視図である。
【図４】鋼製地中連続壁の施工要領を示した平面図である。
【図５】図４の立面図である。
【図６】ベースマシンと掘削攪拌装置の関係を示した立面図である。
【図７】エンドレスチェーンに装着される爪により固結体を粉砕するときの様子を示した平面図である。
【図８】図７の立面図である。
【図９】図７の拡大図である。
【図１０】図８の拡大図である。
【符号の説明】
１……掘削攪拌装置、２……カッターポスト、３……エンドレスチェーン、４……カッタービット、５……駆動装置、６……ベースマシン、７……地盤改良体、８……鋼製連壁部材、8a……継手部、8b……継手部、９……充填材、10……充填部材、10ａ……棒状部材、10ｂ……連結材、11……爪、12……プレート、13……アーム。
【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】
0003830317.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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