説明

連続壁の構築方法

【課題】産業廃棄物となる排泥の排出量を低減し、ローコストで強度や耐久性に優れた、連続壁を構築する。
【解決手段】掘削軸6を備えた掘削装置1を用いて形成する連続壁の構築方法であって、対象地盤を掘削しながら、粉体若しくは顆粒状の固化材、若しくはスラリー状材料、又は当該固化材及びスラリー状材料を吐出し、この固化材、若しくはスラリー状材料、又は当該固化材及びスラリー状材料と前記地盤中の地盤土砂とを混合攪拌する第1の工程と、前記第1の工程により混合攪拌される泥水混合土に、粉体若しくは顆粒状の固化材を吐出し、この固化材と前記泥水混合土とを混合攪拌する第2の工程とからなり、前記掘削軸6により掘削しながら前記第1の工程を行い、この掘削軸を引き抜きながら前記第2の工程を行う。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、連続壁の構築方法に関する。
【背景技術】
【0002】
一般に、遮水壁や山留め壁を構築する方法としては、アースオーガー機などにより対象地盤を掘削すると共に、セメントミルク等と対象地盤の地盤土砂とを混合攪拌して硬化させ、地中に壁体を形成する方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。遮水壁や山留め壁としては、セメント系固化材等を使用する場合、壁体強度が高いため周辺地盤の崩壊等を起こす虞がなく、耐久性にも優れる。この方法では、掘削孔又は掘削溝内に存する泥水をセメント系固化材等に置換する作業が行われており、最終的に排出されたセメント混じりの泥水は産業廃棄物として処理されている。
【特許文献1】特開平7−216902号(2乃至4頁)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
昨今、環境配慮の観点から、環境負荷を低減させることは社会的要請とされており、土木・建築業界等において、産業廃棄物を減らすことは、至上命題ともいえる。したがって、このことを鑑みると、上記工法では排出された泥水の産業廃棄物としての量が多く、処理費用の負担が大きいと共に、環境配慮の観点からも改善の余地があった。
【0004】
そこで、本発明の主たる課題は、産業廃棄物となる排泥の排出量を低減し、ローコストで強度や耐久性に優れた、連続壁を構築する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記課題を解決した本発明は、次のとおりである。
<請求項1記載の発明>
単軸若しくは多軸の掘削軸を備えた掘削装置を用いて形成する連続壁の構築方法であって、
対象地盤を掘削しながら、粉体若しくは顆粒状の固化材、若しくはスラリー状材料、又は当該固化材及びスラリー状材料を吐出し、この固化材、若しくはスラリー状材料、又は当該固化材及びスラリー状材料と前記地盤中の地盤土砂とを混合攪拌する第1の工程と、
前記第1の工程により混合攪拌される泥水混合土に、粉体若しくは顆粒状の固化材を吐出し、この固化材と前記泥水混合土とを混合攪拌する第2の工程とからなり、
前記掘削軸により掘削しながら前記第1の工程を行い、この掘削軸を引き抜きながら前記第2の工程を行う、
ことを特徴とする連続壁の構築方法。
【0006】
<請求項2記載の発明>
前記第1の工程における前記粉体若しくは顆粒状の固化材の量は、対象土量1m3当たり30〜700kg/m3であり、前記スラリー状材料中の粉体量は、対象土量1m3当たり30〜500kg/m3であり、
前記第2の工程における前記粉体若しくは顆粒状の固化材の量は、対象土量1m3当たり30〜700kg/m3である、請求項1記載の連続壁の構築方法。
【0007】
<請求項3記載の発明>
単軸若しくは多軸の掘削軸を備えた掘削装置を用いて形成する連続壁の構築方法であって、
前記掘削軸により所定深度まで掘削しながら、粉体若しくは顆粒状の固化材、若しくはスラリー状材料、又は当該固化材及びスラリー状材料を吐出し、この固化材、若しくはスラリー状材料、又は当該固化材及びスラリー状材料と前記地盤中の地盤土砂とを混合攪拌する第1の工程と、
前記掘削軸を引き抜きながらスラリー状材料及び粉体若しくは顆粒状の固化材を吐出せずに、前記第1の工程により混合攪拌される泥水混合土をさらに混合攪拌のみを行う第2の工程と、
前記掘削軸を第1の工程によって形成された掘削孔内に再び挿入しつつ、粉体若しくは顆粒状の固化材を吐出し、この固化材と前記泥水混合土とを混合攪拌する第3の工程と、
前記掘削軸を引き抜きながらスラリー状材料及び粉体若しくは顆粒状の固化材を吐出せずに、混合攪拌のみを行う第4の工程と、を備えた、
ことを特徴とする連続壁の構築方法。
【0008】
<請求項4記載の発明>
前記第1の工程における前記粉体若しくは顆粒状の固化材の量は、対象土量1m3当たり30〜700kg/m3であり、前記スラリー状材料中の粉体量は、対象土量1m3当たり30〜500kg/m3であり、
前記第3の工程における前記粉体若しくは顆粒状の固化材の量は、対象土量1m3当たり30〜700kg/m3である、請求項3記載の連続壁の構築方法。
【0009】
<請求項5記載の発明>
前記粉体若しくは顆粒状の固化材は空気圧送により吐出される、請求項1乃至4のいずれか1項記載の連続壁の構築方法。
【0010】
<請求項6記載の発明>
前記固化材は、少なくともセメント、石灰系固化材、中性固化材、弱アルカリ固化材、軽焼マグネシアから選択される1以上の材料を含むものである、請求項1乃至5のいずれか1項記載の連続壁の構築方法。
【0011】
<請求項7記載の発明>
前記スラリー状材料中の粉体は、少なくともベントナイト、木節粘土、カオリン系粘土鉱物、セメント、石灰系固化材、中性固化材、弱アルカリ固化材、軽焼マグネシアから選択される1以上の材料を含むものである、請求項1乃至6のいずれか1項記載の連続壁の構築方法。
【0012】
(主な作用効果)
【0013】
粉体若しくは顆粒状の固化材を用いるため、通常の連続壁構築工法に比べて水量が少ないので、排泥が少なく、産業廃棄物を軽減することができる。また、第1の工程と第2の工程に分け、かつ粉体若しくは顆粒状の固化材とスラリー状材料を適切に組み合わせることにより、対象地盤の土質性状、含水率、粒度、地下水位等の地盤状況に応じた、所望の強度等を有する連続壁を構築することができる。
【0014】
なお、本発明にいう対象地盤とは、掘削する箇所の地盤をいい、対象土量とは、その掘削した土の量をいうものとする(以下同様)。
【0015】
粉体若しくは顆粒状の固化材を水で搬送するのではなく空気圧送することより、搬送途中で固化材が粘度増加することはなく粉体若しくは顆粒状態で搬送されるので、搬送作業効率が悪化することはない。
【0016】
対象地盤の土質性状、含水率、粒度、有機物含有量、地下水位等の地盤状況や施工用途に応じて、最適な固化材性状を選択でき、所望の強度等を有する連続壁を構築することができる。
【0017】
対象地盤の土質性状、含水率、粒度、有機物含有量、地下水位等の地盤状況や施工用途に応じて、最適な粉体を選択でき、所望の強度等を有する連続壁を構築することができる。
【発明の効果】
【0018】
以上のとおり、本発明によれば、産業廃棄物となる排泥の排出量を低減し、ローコストで強度や耐久性に優れた、連続壁を構築できる等の利点がもたらされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0019】
以下、本発明に係る連続壁の構築方法の実施の形態を説明する。
固化材について以下に説明する。固化材は、連続壁に強度を持たせる材料、例えば、セメント、石灰系固化材、中性固化材、弱アルカリ固化材、軽焼マグネシア等が考えられる。
【0020】
セメントとしては、ポルトランドセメント(JISSR5210に示す、普通、早強、超早強、中庸熱、低熱、耐硫酸塩)、ポルトランド系混合セメントとして、高炉セメント(JISSR5211に示す、A種、B種、C種)、シリカセメント(JISSR5212に示す、A種、B種、C種)、フライアッシュセメント(JISSR5213に示す、A種、B種、C種)や、その他の特殊セメントが考えられる。このうち、高炉セメントB種が好適である。
【0021】
石灰系固化材は、石灰を母材とし、各種の有効成分を添加したものであり、市販されているものとしては、例えば、ジオセット(太平洋セメント)、ドライム100(吉澤石灰)等がある。
【0022】
中性固化材は、固化材のPHが中性で水和反応を起こす固化材であり、市販されているものとしては、例えば、エコハード(日本資源リサイクル)がある。
【0023】
弱アルカリ固化材は、固化材のPHが弱アルカリで水和反応を起こす固化材であり、例えば、軽焼マグネシアがある。
【0024】
スラリー状材料に使用される粉体材料は、ベントナイト、木節粘土、カオリン系粘土鉱物、セメント、石灰系固化材、中性固化材、弱アルカリ固化材、軽焼マグネシアが考えられる。このうち、ベントナイトが好適である。
【0025】
以下に実施の態様の配合例について示す。
【0026】
(参考の態様1)
対象地盤を掘削しながら、粉体若しくは顆粒状の固化材、又は当該固化材及びスラリー状材料を吐出し、この固化材、又は当該固化材及びスラリー状材料と前記地盤中の地盤土砂とを混合攪拌する、連続壁の構築方法については、粉体若しくは顆粒状の固化材の量を、対象土量1m3当たり30〜700kg/m3とし、スラリー状材料中の粉体量を、対象土量1m3当たり30〜500kg/m3とするものである。
【0027】
その理由としては、粉体若しくは顆粒状の固化材の量を、対象土量1m3当たり30kg/m3未満とし、スラリー状材料中の粉体量を、対象土量1m3当たり30kg/m3未満とすると、固化材が少ない(貧配合)等のためブリージングが生じてしまう。また、粉体若しくは顆粒状の固化材の量を、対象土量1m3当たり700kg/m3超とし、スラリー状材料中の粉体量を、対象土量1m3当たり500kg/m3超とすると、全体として粉体量が多くなり、排泥が多く発生してしまうため不都合であるためである。
【0028】
好適なスラリー状材料中の粉体量としては、対象土量1m3当たり30〜500kg/m3のベントナイト量のベントナイトスラリーである。攪拌効率を高めるために、より好適には、対象土量1m3当たり30〜200kg/m3のベントナイト量である。
【0029】
また、好適な粉体若しくは顆粒状の固化材としては、対象土量1m3当たり30〜700kg/m3の粉体若しくは顆粒状の高炉セメントB種である。適切な強度を得るために、より好適には、対象土量1m3当たり100〜400kg/m3の高炉セメントB種である。
【0030】
(実施の態様1)
対象地盤を掘削しながら、粉体若しくは顆粒状の固化材、若しくはスラリー状材料、又は当該固化材及びスラリー状材料を吐出し、この固化材、若しくはスラリー状材料、又は当該固化材及びスラリー状材料と前記地盤中の地盤土砂とを混合攪拌する第1の工程と、前記第1の工程により混合攪拌される泥水混合土に、粉体若しくは顆粒状の固化材を吐出し、この固化材と前記泥水混合土とを混合攪拌する第2の工程とからなる、連続壁の構築方法については、前記第1の工程における前記粉体若しくは顆粒状の固化材の量を、対象土量1m3当たり30〜700kg/m3とし、前記スラリー状材料中の粉体量を、対象土量1m3当たり30〜500kg/m3とし、前記第2の工程における前記粉体若しくは顆粒状の固化材の量を、対象土量1m3当たり30〜700kg/m3とするものである。
【0031】
その理由としては、粉体若しくは顆粒状の固化材の量を、対象土量1m3当たり30kg/m3未満とし、スラリー状材料中の粉体量を、対象土量1m3当たり30kg/m3未満とすると、固化材が少ない(貧配合)等のためブリージングが生じてしまう。また、粉体若しくは顆粒状の固化材の量を、対象土量1m3当たり700kg/m3超とし、スラリー状材料中の粉体量を、対象土量1m3当たり500kg/m3超とすると、全体として粉体量が多くなり、排泥が多く発生してしまうため不都合であるためである。
【0032】
好適なスラリー状材料中の粉体量としては、対象土量1m3当たり30〜500kg/m3のベントナイト量のベントナイトスラリーである。攪拌効率を高めるために、より好適には、対象土量1m3当たり30〜200kg/m3のベントナイト量である。
【0033】
また、好適な粉体若しくは顆粒状の固化材としては、対象土量1m3当たり30〜700kg/m3の粉体若しくは顆粒状の高炉セメントB種である。適切な強度を得るために、より好適には、対象土量1m3当たり100〜400kg/m3の高炉セメントB種である。
【0034】
(実施の態様2)
単軸若しくは多軸の掘削軸を備えた掘削装置を用いて形成する連続壁の構築方法であって、前記掘削軸により所定深度まで掘削しながら、粉体若しくは顆粒状の固化材、若しくはスラリー状材料、又は当該固化材及びスラリー状材料を吐出し、この固化材、若しくはスラリー状材料、又は当該固化材及びスラリー状材料と前記地盤中の地盤土砂とを混合攪拌する第1の工程と、前記掘削軸を引き抜きながらスラリー状材料及び粉体若しくは顆粒状の固化材を吐出せずに、前記第1の工程により混合攪拌される泥水混合土をさらに混合攪拌のみを行う第2の工程と、前記掘削軸を第1の工程によって形成された掘削孔内に再び挿入しつつ、粉体若しくは顆粒状の固化材を吐出し、この固化材と前記泥水混合土とを混合攪拌する第3の工程と、前記掘削軸を引き抜きながらスラリー状材料及び粉体若しくは顆粒状の固化材を吐出せずに、混合攪拌のみを行う第4の工程と、を備えた、連続壁の構築方法については、前記第1の工程における前記粉体若しくは顆粒状の固化材の量を、対象土量1m3当たり30〜700kg/m3とし、前記スラリー状材料中の粉体量を、対象土量1m3当たり30〜500kg/m3とし、前記第3の工程における前記粉体若しくは顆粒状の固化材の量を、対象土量1m3当たり30〜700kg/m3とするものである。
【0035】
その理由としては、粉体若しくは顆粒状の固化材の量を、対象土量1m3当たり30kg/m3未満とし、スラリー状材料中の粉体量を、対象土量1m3当たり30kg/m3未満とすると、固化材が少ない(貧配合)等のためブリージングが生じてしまう。また、粉体若しくは顆粒状の固化材の量を、対象土量1m3当たり700kg/m3超とし、スラリー状材料中の粉体量を、対象土量1m3当たり500kg/m3超とすると、全体として粉体量が多くなり、排泥が多く発生してしまうため不都合であるためである。
【0036】
好適なスラリー状材料中の粉体量としては、対象土量1m3当たり30〜500kg/m3のベントナイト量のベントナイトスラリーである。攪拌効率を高めるために、より好適には、対象土量1m3当たり30〜200kg/m3のベントナイト量である。
【0037】
また、好適な粉体若しくは顆粒状の固化材としては、対象土量1m3当たり30〜700kg/m3の粉体若しくは顆粒状の高炉セメントB種である。適切な強度を得るために、より好適には、対象土量1m3当たり100〜400kg/m3の高炉セメントB種である。
【0038】
上記各態様について、粉体若しくは顆粒状の固化材として、高炉セメントB種を用いているが、地盤状況や施工用途に応じて、他のセメント、石灰系固化材、中性固化材、弱アルカリ固化材、軽焼マグネシア等に置換してもよい。また、スラリー状材料中の粉体として、ベントナイト以外に、地盤状況や施工用途に応じて、木節粘土、カオリン系粘土鉱物、セメント、石灰系固化材、中性固化材、弱アルカリ固化材、軽焼マグネシア等を用いてもよい。
【0039】
地盤状況において、粉体若しくは顆粒状態のみの場合やスラリー状態と共に添加する場合があるが、それは、例えば、含水率や地下水位が高い地盤等に適用されるものである。
【0040】
具体的には、スラリー状材料を吐出しながら対象地盤を掘削し、地下水位以下まで掘削すると、地下水がスラリー状材料に混入し始め、コンステンシーが悪化し始める。それと共に、地下水で希釈化されることにより強度の低下を招くので、それを防ぐために、通常は、多量のスラリー状材料(例えば、セメントミルク)の吐出が必要となり、このことが多量の排泥を発生させる要因となっている。従って、地下水位等の地盤状況に応じて、粉体若しくは顆粒状の固化材とスラリー状材料を適切に組み合わせることで、排泥量を抑えて、所望の強度等を有する連続壁を構築することができる。また、同様の理論で、地下水位が高い場合には、粉体若しくは顆粒状の固化材のみで連続壁を構築することも可能である。
【0041】
なお、従来技術と本発明の排泥量を、モデルケースで比較してみると以下のようになる。
【0042】
連続壁の構築を含む、一般的な地盤改良工法(例えば、RSW工法やSMW工法)では、地盤改良を行うに際し、掘削対象土量1m3あたり、例えば、高炉セメントB種を300kg/m3、W/C(水セメント比)200%の配合で練混ぜたセメントミルクを投入して攪拌混合すると、セメントミルクの容積は、単位セメント300kg/m3をセメント比重(3.15)で除した値である、セメント容積95リットル/m3と、W/C(水セメント比)200%に基づく値である、水の容積600リットル/m3と、の合計値695リットル/m3となる。すなわち、掘削対象土量1m3あたり約695リットルの容積が増加することとなる。
【0043】
一方、上記従来技術のケースと同様の強度、同様の地盤状況等を確保する前提の上で、本発明では、例えば、掘削対象土量1m3あたり、30〜100kgの粉体量(例えばベントナイト)を含むスラリー状材料150リットルを掘削対象地盤に投入し、さらに粉体若しくは顆粒状の固化材(例えば高炉セメントB種)200kg/m3を対象地盤内に吐出して攪拌混合すると、スラリー状材料と粉体若しくは顆粒状の固化材との合計容積は、スラリー状材料の容積150リットルと、粉体若しくは顆粒状の固化材200kg/m3をセメント比重(3.15)で除した値である、セメント容積63リットル/m3と、の合計値213リットル/m3となる。すなわち、掘削対象土量1m3あたり約213リットルの容積の増加に抑えることができる。
【0044】
容積の増加は、地盤中の空隙等に入り込む等以外、余分な混合液が排泥として排出されるものであるから、容積の増加量である695リットル/m3(従来技術)と213リットル/m3(本発明)とを比較すると、本発明は従来技術に比べて、少なくとも約1/3に排泥量の増加を抑えることができる。
【0045】
<単軸掘削装置の場合の適用>
単軸掘削装置1は、たとえば図1及び図2に示す全体構造を有するものである。すなわち、ベースマシン2の前方において支持され設置されたリーダ3はベースマシン2のリーダ受台4とバックステイ5により支えられる構造となっている。前記リーダ3には、複数本の単位掘削軸を長手方向に連結して構成された長尺の掘削軸6が鉛直方向に移動可能なように設けられ、その掘削軸6の頭部にはリーダ3に沿ってスライドする動力源7が搭載されている。この動力源7の動力は、減速機8を介して掘削軸6に伝達される。
【0046】
動力源7としては、油圧モータが用いられることもあるが、一般的には電動モータが多く用いられる。この種の電動モータは一台に限られず、複数台用いることも可能である。これら電動モータからの動力は図示しない歯車列により一つにまとめられ、減速機8により回転数が減速されて掘削軸6に伝達される。
【0047】
図3に示すように掘削軸6は、単位掘削ロッドが長手方向に複数本連結されて構成されたもので、その下方には攪拌ヘッド6aを有し、下端に掘削ヘッド6bが取り付けられている。前記攪拌ヘッド6aは翼片または螺旋翼などで構成される。また、掘削軸6の上端には、スラリー状材料を供給するための、流体供給源(図示せず)が設けられ、掘削軸6内にはこれらの液体流路(図示せず)が形成され掘削軸6の下端部の第1の吐出口(図示せず)から上記スラリー状材料を吐出可能になっている。
【0048】
また、掘削軸6内には、搬送管路(図示せず)が形成されており、搬送管路(図示せず)の一端には、粉体若しくは顆粒状の固化材を空気圧送するコンプレッサー等の圧送装置(図示せず)が外部で連設され、掘削軸6の下端部には搬送された上記固化材を吐出する第2の吐出口(図示せず) が形成されている。
【0049】
なお、本発明に係る連続壁の構築方法は、上記単軸掘削機1に限定されるものではない。
【0050】
(パターン1)
単軸掘削装置の場合の本発明に係る連続壁の構築方法について、図4に基づいて説明する。なお、パターン1は、前述した実施の態様1に基づくものである。まず、図4(1)に示すように、第1の工程として、単軸掘削機1によりスラリー状材料を、地盤状況に応じて安定液若しくは固化液として掘削軸6の下端部の第1の吐出口(図示せず)から吐出して、地盤中の地盤土砂とスラリー状材料とを攪拌ヘッド6aにより混合攪拌して、掘削孔の崩壊等を防止しつつ、掘削ヘッド6bで対象地盤を掘削する。
【0051】
ここで第1の工程として、単軸掘削機1により粉体若しくは顆粒状の固化材、又は当該固化材及びスラリー状材料を、掘削軸6の下端部の第1の吐出口(図示せず)や後述する第2の吐出口(図示せず)から吐出して、地盤中の地盤土砂とこの固化材、又は当該固化材及びスラリー状材料とを攪拌ヘッド6aにより混合攪拌して、掘削孔の崩壊等を防止しつつ、掘削ヘッド6bで対象地盤を掘削してもよい。
【0052】
図4(2) に示すように所定の深度まで掘削した後は、図4(3)に示すように、第2の工程として粉体若しくは顆粒状の固化材を、掘削軸6内に形成された搬送管路(図示せず)にコンプレッサー等の圧送装置(図示せず)により空気圧送し、掘削軸6に形成された第2の吐出口(図示せず)より吐出させつつ、攪拌ヘッド6aを回転させ地盤中の地盤土砂とスラリー状材料と粉体若しくは顆粒状の固化材とを混合攪拌しながら、掘削軸6を引き抜く。
【0053】
その結果、図4(4)に示すような遮水パイルが対象地盤中に形成される。図示はしないが、この遮水パイルを連続して構築すれば、柱列壁形式の連続壁を構築することができる。また、連続壁内に芯材として鋼材を植設すれば、剛性が高くなり、耐震性等を増すことができる。さらに、構築される連続壁内若しくは壁面に、遮水シートを敷設すれば、遮水壁として、遮水性、地盤変形追随性、耐薬品性、せん断強度を増すことができる。
【0054】
なお、スラリー状材料を搬送する液体流路と粉体若しくは顆粒状の固化材を搬送する搬送管路とを兼用することも可能であるが、管路内での粉体若しくは顆粒状の固化材の粘度増加を防ぐためにも、水分との接触をさけ別経路とすることが好ましい。
【0055】
(パターン2)
パターン2は、前述した実施の態様2に基づくものである。まず、図7(1)に示すように、第1の工程として、単軸掘削機1により粉体若しくは顆粒状の固化材、若しくはスラリー状材料、又は当該固化材及びスラリー状材料を掘削軸6の下端部の第1の吐出口(図示せず)から吐出して、地盤中の地盤土砂とこの固化材、若しくはスラリー状材料、又は当該固化材及びスラリー状材料とを攪拌ヘッド6aにより混合攪拌して、掘削孔の崩壊等を防止しつつ、掘削ヘッド6bで対象地盤を掘削する。
【0056】
次に、図7(2) に示すように所定の深度まで掘削した後は、図7(3)に示すように、第2の工程として、スラリー状材料及び粉体若しくは顆粒状の固化材を吐出せずに、攪拌ヘッド6aを回転させ地盤中の地盤土砂とスラリー状材料と粉体若しくは顆粒状の固化材とを混合攪拌しながら掘削軸6を引き抜く。
【0057】
次に、図7(3)に示すように、第3の工程として、掘削軸6を第1の工程によって形成された掘削孔内に再び挿入しつつ、粉体若しくは顆粒状の固化材を吐出し、この固化材と泥水混合土とを、図7(4)に示すように、最下部まで万遍なく混合攪拌する。
【0058】
次に、第4の工程として、図7(5)に示すように、スラリー状材料及び粉体若しくは顆粒状の固化材を吐出せずに、攪拌ヘッド6aを回転させ地盤中の地盤土砂とスラリー状材料と粉体若しくは顆粒状の固化材とを混合攪拌しながら掘削軸6を引き抜けばよい。その他については、パターン1と略同様なので、説明を省略する。
【0059】
<多軸掘削装置の場合の適用>
多軸掘削装置のうち、以下に、三軸掘削装置の場合の適用について主に説明する。三軸掘削装置11は、たとえば図5に示す全体構造を有するものである。単軸掘削装置1との相違は、図6に示すように、掘削軸12が、三軸の掘削軸から構成され、中央掘削軸13と、この中央掘削軸13の両側を挟むように列設された側端掘削軸14a,14bからなるものであることである。したがって、それ以外の構成については、単軸掘削装置1の構成と略同様なので、掘削軸12の構成の説明だけに留め、それ以外の構成の説明は省略する。
【0060】
中央掘削軸13、側端掘削軸14a,14bは、それぞれ単位掘削ロッドが長手方向に複数本連結されて構成されたもので、その下方には攪拌ヘッド15を有し、下端に掘削ヘッド16が取り付けられている。前記攪拌ヘッド15は翼片または螺旋翼などで構成される。また、中央掘削軸13、側端掘削軸14a,14bの上端には、スラリー状材料を供給するための、流体供給源(図示せず)が設けられ、中央掘削軸13、側端掘削軸14a,14b内にはこれらの液体流路(図示せず)が形成され、中央掘削軸13、側端掘削軸14a,14bの下端の側面部に形成された第1の吐出口17から上記スラリー状材料を吐出可能になっている。したがって、この場合、第1の吐出口17は中央掘削軸13、側端掘削軸14a,14bの回転に伴って回転し、流体供給源からのスラリー状材料は回転噴射されることになる。また、第1の吐出口17の高さ位置は下端部が最適であることはいうまでもないが、それよりも上側に設けることもできる。さらに第1の吐出口17までの液体流路(図示せず)は、上記例のように中央掘削軸13、側端掘削軸14a,14b内を通さずに、軸外側を通すこともできる。
【0061】
さらに、中央掘削軸13、側端掘削軸14a,14b内には、搬送管路(図示せず)が形成されており、搬送管路(図示せず)の一端には、粉体若しくは顆粒状の固化材を空気圧送するコンプレッサー等の圧送装置(図示せず)が外部で連設され、中央掘削軸13、側端掘削軸14a,14bの下端には搬送された上記固化材を吐出する第2の吐出口18 が形成されている。
【0062】
なお、本発明に係る連続壁の構築方法は、上記三軸掘削機11に限定されるものではない。
【0063】
単軸掘削のパターン1に対応する工法である、三軸掘削装置の場合の本発明に係る連続壁の構築方法については、図示はしないが、まず、第1の工程として、三軸掘削機11によりスラリー状材料を、地盤状況に応じて安定液若しくは固化液として側端掘削軸14a,14bの第1の吐出口17から吐出して、地盤中の地盤土砂とスラリー状材料とを攪拌ヘッド15により混合攪拌して、補助掘削孔の崩壊等を防止しつつ、掘削ヘッド16で対象地盤を、中央掘削軸13による主掘削に先行して、側端掘削軸14a,14bにより補助掘削する。そして、これにつづく中央掘削軸13が対象地盤に貫入することにより、中央掘削軸13の第1の吐出口17からもスラリー状材料が吐出され、側端掘削軸14a,14bによる補助掘削と共に主掘削も行われることになる。
【0064】
ここで第1の工程として、三軸掘削機11により粉体若しくは顆粒状の固化材、又は当該固化材及びスラリー状材料を、第1の吐出口17や第2の吐出口18から吐出して、地盤中の地盤土砂とこの固化材、又は当該固化材及びスラリー状材料とを攪拌ヘッド15により混合攪拌して、掘削孔の崩壊等を防止しつつ、掘削ヘッド15で対象地盤を掘削してもよい。
【0065】
所定の深度まで掘削した後は、第2の工程として粉体若しくは顆粒状の固化材を、中央掘削軸13、側端掘削軸14a,14b内に形成された搬送管路(図示せず)にコンプレッサー等の圧送装置(図示せず)により空気圧送し、中央掘削軸13、側端掘削軸14a,14bに形成された第2の吐出口18より吐出させつつ、攪拌ヘッド15を回転させ地盤中の地盤土砂とスラリー状材料と粉体若しくは顆粒状の固化材とを混合攪拌しながら、中央掘削軸13、側端掘削軸14a,14bを引き抜く。
【0066】
その結果、柱列状の遮水パイルが対象地盤中に形成される。図示はしないが、この遮水パイルを連続して構築すれば、柱列壁形式の連続壁を構築することができる。また、連続壁内に芯材として鋼材を植設すれば、剛性が高くなり、耐震性等を増すことができる。さらに、構築される連続壁内若しくは壁面に、遮水シートを敷設すれば、遮水壁として、遮水性、地盤変形追随性、耐薬品性、せん断強度を増すことができる。
【0067】
なお、スラリー状材料を搬送する液体流路と粉体若しくは顆粒状の固化材を搬送する搬送管路とを兼用することも可能であるが、管路内での粉体若しくは顆粒状の固化材の粘度増加を防ぐためにも、水分との接触をさけ別経路とすることが好ましい。
【0068】
また、上記の三軸掘削装置11によるスラリー状材料及び粉体若しくは顆粒状の固化材の吐出方法については、様々な変形例が考えられる。例えば、掘削段階では、側端掘削軸14a,14bの第1の吐出口17のみからスラリー状材料を吐出させ、引き抜き段階では中央掘削軸13の第2の吐出口18のみから粉体若しくは顆粒状の固化材を吐出させることも可能である。
【0069】
なお、上記では、三軸掘削装置について説明したが、四軸乃至六軸掘削装置その他六軸以上の掘削軸を有する掘削装置についても適用可能である。また、単軸掘削のパターン2に対応する工法の説明については、略単軸掘削のパターン2と同様のため、説明を省略する。
【図面の簡単な説明】
【0070】
【図1】単軸掘削装置の側面図である。
【図2】単軸掘削装置の正面図である。
【図3】掘削軸の先端部分の正面図である。
【図4】単軸掘削装置を用いての実施の態様1を説明するための説明図である。
【図5】三軸掘削装置の側面図である。
【図6】三軸掘削装置の掘削軸の先端部分の正面図である。
【図7】単軸掘削装置を用いての実施の態様2を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【0071】
1…単軸掘削装置、2…ベースマシン、3…リーダ、4…リーダ受台、5…バックステイ、6…掘削軸、6a…攪拌ヘッド、6b…掘削ヘッド、7…動力源、11…三軸掘削装置、12…掘削軸、13…中央掘削軸、14a,b…側端掘削軸、15…攪拌ヘッド、16…掘削ヘッド、17…第1の吐出口、18…第2の吐出口。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
単軸若しくは多軸の掘削軸を備えた掘削装置を用いて形成する連続壁の構築方法であって、
対象地盤を掘削しながら、粉体若しくは顆粒状の固化材、若しくはスラリー状材料、又は当該固化材及びスラリー状材料を吐出し、この固化材、若しくはスラリー状材料、又は当該固化材及びスラリー状材料と前記地盤中の地盤土砂とを混合攪拌する第1の工程と、
前記第1の工程により混合攪拌される泥水混合土に、粉体若しくは顆粒状の固化材を吐出し、この固化材と前記泥水混合土とを混合攪拌する第2の工程とからなり、
前記掘削軸により掘削しながら前記第1の工程を行い、この掘削軸を引き抜きながら前記第2の工程を行う、
ことを特徴とする連続壁の構築方法。
【請求項2】
前記第1の工程における前記粉体若しくは顆粒状の固化材の量は、対象土量1m3当たり30〜700kg/m3であり、前記スラリー状材料中の粉体量は、対象土量1m3当たり30〜500kg/m3であり、
前記第2の工程における前記粉体若しくは顆粒状の固化材の量は、対象土量1m3当たり30〜700kg/m3である、請求項1記載の連続壁の構築方法。
【請求項3】
単軸若しくは多軸の掘削軸を備えた掘削装置を用いて形成する連続壁の構築方法であって、
前記掘削軸により所定深度まで掘削しながら、粉体若しくは顆粒状の固化材、若しくはスラリー状材料、又は当該固化材及びスラリー状材料を吐出し、この固化材、若しくはスラリー状材料、又は当該固化材及びスラリー状材料と前記地盤中の地盤土砂とを混合攪拌する第1の工程と、
前記掘削軸を引き抜きながらスラリー状材料及び粉体若しくは顆粒状の固化材を吐出せずに、前記第1の工程により混合攪拌される泥水混合土をさらに混合攪拌のみを行う第2の工程と、
前記掘削軸を第1の工程によって形成された掘削孔内に再び挿入しつつ、粉体若しくは顆粒状の固化材を吐出し、この固化材と前記泥水混合土とを混合攪拌する第3の工程と、
前記掘削軸を引き抜きながらスラリー状材料及び粉体若しくは顆粒状の固化材を吐出せずに、混合攪拌のみを行う第4の工程と、を備えた、
ことを特徴とする連続壁の構築方法。
【請求項4】
前記第1の工程における前記粉体若しくは顆粒状の固化材の量は、対象土量1m3当たり30〜700kg/m3であり、前記スラリー状材料中の粉体量は、対象土量1m3当たり30〜500kg/m3であり、
前記第3の工程における前記粉体若しくは顆粒状の固化材の量は、対象土量1m3当たり30〜700kg/m3である、請求項3記載の連続壁の構築方法。
【請求項5】
前記粉体若しくは顆粒状の固化材は空気圧送により吐出される、請求項1乃至4のいずれか1項記載の連続壁の構築方法。
【請求項6】
前記固化材は、少なくともセメント、石灰系固化材、中性固化材、弱アルカリ固化材、軽焼マグネシアから選択される1以上の材料を含むものである、請求項1乃至5のいずれか1項記載の連続壁の構築方法。
【請求項7】
前記スラリー状材料中の粉体は、少なくともベントナイト、木節粘土、カオリン系粘土鉱物、セメント、石灰系固化材、中性固化材、弱アルカリ固化材、軽焼マグネシアから選択される1以上の材料を含むものである、請求項1乃至6のいずれか1項記載の連続壁の構築方法。

【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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【公開番号】特開2009−68331(P2009−68331A)
【公開日】平成21年4月2日(2009.4.2)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−299188(P2008−299188)
【出願日】平成20年11月25日(2008.11.25)
【分割の表示】特願2004−30751(P2004−30751)の分割
【原出願日】平成16年2月6日(2004.2.6)
【出願人】(000115463)ライト工業株式会社 (137)
【Fターム(参考)】