JP2000008373A - ソイル壁の構築工法及びこの工法に用いられる掘削攪拌装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ソイル壁構築過程において生じる発生土を産業
廃棄物ではなく一般建設残土として処理可能なものと
し、なおかつその発生量を低減できる上に、施工中使用
する安定液の再利用も可能とするソイル壁の構築工法及
びその工法に用いられる掘削攪拌装置を提供する。 【解決手段】ケリーバー掘削機１により掘削溝Ａの掘削
を行うとともに該掘削溝Ａに安定液７を充填し、その
後、掘削溝内を昇降可能なフレーム１１と、該フレーム
１１に掘削溝側部に向かって拡開可能に取付けられた掘
削機とを備えるスイングアーム掘削攪拌機５により掘削
溝Ａの側部を溝底より掘削しつつ地盤硬化材を噴射し、
かつ、該地盤硬化材と現位置土とを混合攪拌しながら該
スイングアーム掘削攪拌機５を上昇させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ソイル壁の構築工
法およびその工法に用いられる掘削攪拌装置に関し、特
にソイル壁構築に伴う産業廃棄物としての発生土を低減
する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ソイル壁は、ベントナイト等を混
入した掘削溝壁崩落防止用安定液を掘削溝内に満たしな
がらオーガ掘削機等を用いてソイル壁構築地盤の掘削を
行い、それに伴ってオーガ先端からセメントミルクなど
の地盤硬化材を噴射してこれを現位置土砂と混合攪拌す
ることによりソイル壁を形成するといった工程を経て構
築されてきた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
工法および掘削攪拌装置によれば、掘削溝の掘削作業
と、地盤硬化材と現位置土との混合攪拌作業とが一体の
作業となって、しかも地表から地下に向けて行われるた
め、地上に排出されるソイル壁形成に供されない余剰分
には地盤硬化材が含まれるので、この余剰分は廃棄処理
の簡単な一般建設残土としてではなく、廃棄処理の難し
い産業廃棄物となる。

【０００４】そのため、この発生土の廃棄場所を確保
し、また処理施設を設置して人員を配置するか、あるい
は処理業者に廃棄処理をゆだねるなどの必要が生じ、特
に環境問題が重視されている現在においては人員、コス
トの両面について払われるべきその努力は多大なるもの
がある。

【０００５】加えて上記の発生土の問題は、掘削溝に満
たされている安定液が土砂やセメントと混合されて回収
が困難であることを意味しており、したがって安定液の
再利用も図れず、しかも地盤硬化材を掘削毎に多量に使
用することになり、経済的損失は大きい。

【０００６】そこでこの発明は以上の問題を解決するた
めのものであって、ソイル壁の構築過程において生じる
発生土を産業廃棄物ではなく一般建設残土として処理可
能なものとし、なおかつその発生量を低減できる上に、
施工中使用する安定液の再利用も可能とするソイル壁の
構築工法及びそれに用いられる掘削攪拌装置を提供する
ものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、ソイル壁の構
築工法において、掘削装置により掘削溝の掘削を行うと
ともに該掘削溝に安定液を充填する工程と、その後、掘
削攪拌装置により前記掘削溝の底部から前記掘削溝の側
部を掘削しつつ地盤硬化材を噴射し、かつ、該地盤硬化
材と現位置土とを混合攪拌しながら該掘削攪拌装置を上
昇させてソイル壁を形成する工程とを含むことを特徴と
する。この発明においては、前記掘削溝の掘削に前記掘
削攪拌装置を用いることが好ましい。

【０００８】そして、本発明のソイル壁の構築工法にお
いて、前記掘削溝内を昇降可能なフレームと、該フレー
ムに前記掘削溝側部に向かって拡開可能に取付けられた
掘削機とを備える掘削攪拌装置が用いられ、また、前記
掘削機が、前記フレームに取付けられ前記掘削溝側部に
対して揺動可能なアームの先端部に設けられた掘削攪拌
装置を用いることもできる。

【０００９】本発明のソイル壁の構築工法及びその工法
に用いられる掘削攪拌装置によれば、掘削溝内に安定液
を充填して掘削を行う工程と、地盤硬化材と現位置土と
の混合攪拌を行う工程とが一体化しておらず、しかもそ
の両工程は、掘削溝の掘削終了後に掘削溝底部より地盤
硬化材と現位置土との混合攪拌が行われる順序となるの
で、比重の大きな地盤硬化材が掘削溝底部より地表に向
け順次満たされていくことで、地盤硬化材より小さな比
重しか持たない安定液は地盤硬化材と混合することなく
地表に向け押し出されることになる。

【００１０】したがって、地表へ向けて押し出される安
定液は回収されて次領域の掘削へ再利用を図ることが可
能となり、また、掘削溝の掘削時において排出される発
生土は、セメント等を含んだ産業廃棄物とはならないの
で、大規模な処理施設を設けて人員を配置したり、専門
の処理業者に処理を依頼する必要はなく処理の容易な一
般建設残土として廃棄処理することができる。

【００１１】そして、地盤硬化材と現位置土との混合攪
拌を行う工程において、地盤硬化材と混合攪拌される現
位置土とは、掘削溝側部の土砂であり、従来の如く掘削
溝本体の掘削で生じる多量の土砂ではないから、自ずか
らソイル壁の形成に供されない余剰分も低減され産業廃
棄物としての発生土の量も抑制することができる。

【００１２】つまり、本発明のソイル壁の構築工法及び
その工法に用いられる掘削攪拌装置は、掘削溝の掘削工
程において生じる発生土を、産業廃棄物ではなく一般建
設残土として処理可能なものとし、なおかつ地盤硬化材
と現位置土との混合攪拌工程において生じる産業廃棄物
としての発生土の量を低減できる上に、掘削溝の掘削工
程中使用する安定液の再利用を図ることができる。

【００１３】加えて、掘削溝の掘削に本発明の掘削攪拌
装置を用いれば、掘削溝の掘削から地盤硬化材と現位置
土との混合攪拌に至る一連の工程を、一貫して、単一の
装置で行うことができ、工程毎に異なる装置を準備した
り、各工程が終了する度に装置の交換作業を行うといっ
た煩雑な作業の必要がなく、作業の効率化とコスト削減
とを図ることができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態につき、添付図面を参照して詳細に説明する。

【００１５】図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は本発明に係
るソイル壁構築方法の実施形態を示し、掘削溝の掘削作
業時と、掘削溝の掘削終了時と、ソイル壁の形成作業時
とを順を追って示したものである。

【００１６】まず、図１（ａ）に示す掘削溝Ａの掘削作
業において、本実施形態のケリーバー掘削機１が、ケリ
ーガイド２と、ケリーガイド２内を挿通し垂直に昇降可
能なケリーバー３と、ケリーバー３の先端に取付けられ
油圧駆動にて地盤の掘削を行う油圧グラブ４とを備え、
かかる油圧グラブ４にて所定位置に掘削溝Ａを形成すべ
く原地盤６を地表面より下方に順次掴み取り、その後ケ
リーバー３を地上に向け引上げて油圧グラブ４内の発生
土の排出を行う。

【００１７】なお、掘削されていく掘削溝Ａにはベント
ナイトを含んだ泥水が安定液７として地上より充填さ
れ、その液圧をもってなんら支保を持たない溝壁の崩落
防止を図るものとする。

【００１８】また、掘削溝Ａの掘削により生じた発生土
は、油圧グラブ４が掴み取った原地盤６の土砂であり、
油圧グラブ４によって地上に運搬された後、含まれてい
る安定液７を適宜水切り分離させて、残った土砂を一般
建設残土として廃棄処理する。

【００１９】さらに、本実施形態のケリーバー掘削機１
は、油圧グラブ４の移動と油圧グラブ４による掘削で生
じた発生土の排出とを担うケリーバー３の種類を適宜選
択することによって、小規模構造物用の小深度掘削から
近年需要の高まっているＬＮＧタンク等の６０ｍを越え
る地下構造物用の大深度掘削にまで幅広く対応すること
が可能である。

【００２０】これに対し、例えば本実施形態のケリーバ
ー掘削機１に代えて、オーガ掘削機を用いることもでき
るが、掘削長の限界が４０ｍ前後で、大深度掘削に際し
ては必ずオーガの継足しが必要となり、さらに、対象と
なる地盤がレキ等の固い障害物を内在する場合には、オ
ーガの剛性不足により掘削方向を維持できなくなるとい
った問題もあり掘削効率とコストおよび得られたソイル
壁の止水性能とに与える悪影響が大きく、ケリーバー掘
削機１の方が好ましい。

【００２１】一方、原地盤が岩盤である場合や６０ｍを
越えるような大深度の掘削を行う場合には、ケリーバー
掘削機１に代えて、ロータリーカッターを備えて硬質地
盤の掘削に適したハイドロフレーズ掘削機を採用するこ
とが好ましい。

【００２２】次に、図１（ｂ）は、掘削溝Ａの掘削が完
了し、原地盤６の所定位置に所定深度の掘削溝Ａが形成
され、かつ、その溝内が安定液７で充填されて溝壁の崩
落防止が図られ掘削溝Ａが安定している状態を示してい
る。

【００２３】そして、図１（ｃ）は、ソイル壁形成時の
状態を示すとともに、図１（ｂ）の様な掘削の完了した
掘削溝Ａに、油圧グラブ４に代えてスイングアーム掘削
攪拌機５を挿入し、掘削溝底に到達したらそれまで閉じ
られていたスイングアームプレート１３を掘削溝側部に
向けて適宜角度展開して、かかるスイングアームプレー
ト１３に備わるプレートチェーンソー２０を回転させる
ことで掘削溝側部の掘削を行うとともに、スイングアー
ム掘削攪拌機５の下部に設けられたセメントミルク噴出
口１８より噴出するセメントミルクと、掘削された掘削
溝側部の原位置土との混合攪拌を行いつつスイングアー
ム掘削攪拌機５を上方に引上げるといった一連の動作を
示している。この一連の作業により、セメントミルク
と、掘削溝側部の原位置土との混合土であるソイル壁部
材８が、原地盤６に所定の形状および寸法をもってソイ
ル壁を形成することとなる。

【００２４】上記のように図１（ｃ）に示す工程によれ
ば、掘削溝Ａの掘削終了後に、スイングアーム掘削攪拌
機５が掘削溝底部よりセメントミルクと現位置土との混
合攪拌を開始するので、この混合攪拌作業の進行に伴っ
て比重の大きなセメントミルクが掘削溝底部より地表に
向け順次満たされていき、セメントミルクより小さな比
重しか持たず、もともとセメントミルクの上方に位置す
る安定液７はセメントミルクと混合することなく自ずと
地表に向け押し出されることになる。

【００２５】したがって、押し出された安定液７に含ま
れる不純物は少量の土砂のみであり、簡易な沈殿槽１０
等を設置し押し出された安定液７を管理することで、容
易に安定液７を回収し次領域の掘削へ再利用を図ること
が可能となる。

【００２６】また、図１（ｃ）に示すソイル壁形成作業
において、セメントミルクと混合攪拌される現位置土
は、掘削溝側部の土砂であり、従来のオーガ掘削機等に
よるが如く掘削溝本体の掘削で生じる多量の土砂ではな
いから、当然ソイル壁の形成に供されない余剰分も低減
され産業廃棄物としてセメントを含んだ発生土の量も抑
制することができる。

【００２７】なお、上記ソイル壁９の形成工程に続い
て、既に構築されているソイル壁９間かもしくは隣接領
域にあって未だソイル壁が形成されていない領域に上記
作業と同様のソイル壁形成作業を順次行えば、一連の作
業により地中連続壁を成すことも可能である。

【００２８】また、本実施例においては、安定液７とし
てベントナイトを含んだものを例示しているが、ベント
ナイトに限定されず、同様の効果を発揮するものであれ
ば適宜採用することができる。

【００２９】加えて、地盤硬化材としてセメントミルク
を本実施例中で示しているが、セメントミルクに限定さ
れず、安定液７より比重の大きな地盤硬化材であれば適
用可能である。

【００３０】図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に
は、本発明のソイル壁の構築工法に用いられるスイング
アーム掘削攪拌機５を示す。

【００３１】該スイングアーム掘削攪拌機５は、かかる
スイングアーム掘削攪拌機５とそれを昇降させるケリー
バー３やワイヤー等の機構との結合を図るフックなどを
備えた接続部Ｊと、掘削の終了した掘削溝Ａの内径とほ
ぼ等しくしかもその内部をスムーズに上昇下降可能な寸
法を持つフレーム１１と、フレーム１１の下部外側に設
けられたピン１２に回動可能に支持された前述のスイン
グアームプレート１３と、スイングアームプレート１３
を拡開駆動するため、フレーム１１の内部に設けられた
ピン１４に揺動自在に支持される油圧ジャッキ１５とを
備える。フレーム１１には第１のリンク１６の一端が枢
支され、第１のリンク１６の他端に形成されたヨーク部
１６ａ内において、前記油圧ジャッキ１５のロッド１５
ａの先端、および一端がスイングアームプレート１３の
上部内側に枢支された一対の第２のリンク１７の他端が
受容された状態で相互に同軸上に枢支されている。上述
したスイングアームプレート１３、油圧ジャッキ１５、
第１及び第２のリンク１６、１７等は、それぞれが左右
対称で一対となっている。また、フレーム１１の底部に
は、スイングアームプレート１３間に位置して、地盤硬
化材であるセメントミルクをノズル等より適宜圧力にて
噴射するセメントミルク噴射口１８が設けられている。

【００３２】スイングアームプレート１３の上部と下部
には、それぞれの表裏に、図示しない駆動手段によって
回転可能な回転ドラム１９のドラムシャフト１９ａが軸
支され、回転ドラム１９には切削刃やビットを装着した
プレートをチェーンをチェーン状に連結してなる前述の
プレートチェーンソー２０が無終端状に掛け回されてい
る。

【００３３】ところで、回転ドラム１９に掛け回される
プレートチェーンソー２０の位置が固定されていると、
スイングアームプレート１３の表裏に位置するプレート
チェーンソー２０間の地盤を掘削することが出来ない。
そこで、本実施形態においては、（ｄ）図に示すよう
に、スイングアームプレート１３とドラムシャフト１９
ａとの間に傾斜用の油圧ジャッキ２１を設け、油圧ジャ
ッキ２１を駆動することによりスイングアームプレート
１３に対してドラムシャフト１９ａを傾斜させ回転ドラ
ム１９間を接近および離間させ、もって互いに隣接する
プレートチェーンソー２０間の掘削不能部分を小さくす
ることが出来るようになっている。

【００３４】本実施例におけるスイングアーム掘削攪拌
機５によれば、フレーム１１に沿って展開および収納を
行うことができ、プレートチェーンソー２０を備えるス
イングアームプレート１３を用いることで、掘削の終了
した掘削溝Ａの側部掘削を溝底から開始し、また掘削土
とセメントミルクとの混合攪拌作業を溝底から地表に向
け行うことができるから、先に述べたようにセメントミ
ルクと安定液７との混合が生じることもなく従って安定
液７の再利用を図ることが容易となる。

【００３５】また、掘削土とセメントミルクとの混合攪
拌作業に伴って掘削される箇所が掘削溝Ａの側部のみと
することができ、このことはセメントを含んだ産業廃棄
物としての発生土の量を低減することにつながる。

【００３６】さらに、従来のオーガ掘削機が、あたかも
ネジを地盤にねじ込むが如くオーガの回転軸が掘削進行
方向と同じ向きであり、しかもオーガ自体の剛性も不足
しているから、オーガ先端が逃げを生じて掘削方向が定
まらず特に硬質地盤の場合には掘削方向の維持が困難で
あるのに対して、本実施例のスイングアーム掘削攪拌機
５においては、掘削を担うプレートチェーンソー２０が
切削刃やビットを装着したプレートをチェーン状に連結
したものであり、回転する該プレートチェーンソー２０
を掘削溝Ａの側部に押圧させ、かかる側部を表面から徐
々に切削することを繰り返して掘削を進めるため、スイ
ングアームプレート１３やフレーム１１に過大な曲げ応
力が負荷されることもなく硬質地盤に対しても所定の掘
削方向を保って作業を進めることができる。

【００３７】上記に関連して、掘削溝Ａの掘削に本実施
例のスイングアーム掘削攪拌機５を用いれば、油圧グラ
ブ４による掘削ではなしえなかった岩盤等の硬質地盤の
掘削を精度良く行うことが可能となり、しかも、掘削溝
Ａの掘削作業から原位置土とセメントミルクとの混合攪
拌作業へと一貫して単一の掘削機により作業を行えるか
ら、作業全体の効率化とコストの低減を図ることができ
る。

【００３８】加えて、本発明のスイングアーム掘削攪拌
機５のスイングアームプレート１３とドラムシャフト１
９ａとの間に設けられた傾斜用の油圧ジャッキ２１によ
り、隣接するプレートチェーンソー２０同士を容易に接
近させその間のギャップを縮小させることが可能である
から、従来は回転ドラム間のスイングアームプレート１
３の厚み分について、その領域に対向する掘削面にプレ
ートチェーンソー２０を押圧させることが困難で従って
掘削も難しいものであったのを、かかる傾斜用の油圧ジ
ャッキ２１を伸縮させることで、スイングアームプレー
ト１３の厚み分に対向する掘削面についてもプレートチ
ェーンソー２０を押圧させ容易に掘削を行えることとな
る。

【００３９】なお、本実施例に示すスイングアームプレ
ート１３は、掘削溝Ａの側部を掘削するためプレートチ
ェーンソー２０等の掘削装置を掘削溝Ａの側部方向に拡
開する機構として備わるものであるから、これのみに限
定されず、例えば、アームをスイング状に揺動するもの
ではなく、掘削溝Ａの側部と相対する姿勢のままフレー
ム１１から側部に向かって掘削装置を平行移動させてい
く機構を備えるものなどでもよい。

【００４０】また、実際に掘削作業を行う掘削装置とし
てプレートチェーンソー２０が実施例中に示されている
が、これに限定されるものではなく、例えば回転ドラム
１９自体に切削ビットを埋込み、回転ドラム１９を回転
させることにより掘削を行う、いわゆるロータリーカッ
ター装置など、種々のものを適用することができる。

【００４１】さらに、本実施例においてはソイル壁の構
築工法について示したが、それに限らず、例えば場所打
ち杭の形成等、種々の工種にも適用可能である。

【００４２】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の地
ソイル壁の構築工法及びその工法に用いられる掘削攪拌
装置によれば、掘削工程において生じる発生土を、産業
廃棄物ではなく一般建設残土として処理可能なものと
し、なおかつ地盤硬化材と現位置土との混合攪拌工程に
おいて生じる産業廃棄物としての発生土の量を低減でき
る上に、掘削工程中使用する安定液の再利用を図ること
ができる。

【００４３】加えて、掘削溝の掘削に本発明の掘削攪拌
装置を用いれば、かかる溝の掘削から地盤硬化材と現位
置土との混合攪拌に至る一連の工程を、一貫して、単一
の装置で行うことができ、工程毎に異なる装置を準備し
たり、各工程が終了する度に装置の交換作業を行うとい
った煩雑な作業の必要がなく、作業の効率化とコスト削
減とを図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は本実施形態における
ケリーバー掘削機およびスイングアーム掘削攪拌機によ
るソイル壁形成工程を示す説明図である。

【図２】（ａ）は本実施形態におけるスイングアーム掘
削攪拌機の正面図、（ｂ）は同側面図、（ｃ）は第１及
び第２のリンク部の断面図、（ｄ）は（ａ）のｄ−ｄ線
における断面図を示す。

【符号の説明】

Ａ 掘削溝 １ ケリーバー掘削機 ２ ケリーガイド ３ ケリーバー ４ 油圧グラブ ５ スイングアーム掘削攪拌機 ６ 原地盤 ７ 安定液 ８ ソイル壁部材（セメントミルク＋原位置土） ９ ソイル壁 １１ フレーム １３ スイングアームプレート １５ 油圧ジャッキ １８ セメントミルク噴射口 １９ 回転ドラム １９ａ ドラムシャフト ２０ プレートチェーンソー ２１ 油圧ジャッキ（傾斜用）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 掘削装置により掘削溝の掘削を行うとと
   もに該掘削溝に安定液を充填する工程と、その後、掘削
   攪拌装置により前記掘削溝の底部から前記掘削溝の側部
   を掘削しつつ地盤硬化材を噴射し、かつ、該地盤硬化材
   と現位置土とを混合攪拌しながら該掘削攪拌装置を上昇
   させてソイル壁を形成する工程とを含むソイル壁の構築
   工法。
2. 【請求項２】 前記掘削溝の掘削に前記掘削攪拌装置を
   用いることを特徴とする請求項１に記載のソイル壁の構
   築工法。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の工法に
   用いられ、前記掘削溝内を昇降可能なフレームと、該フ
   レームに前記掘削溝側部に向かって拡開可能に取付けら
   れた掘削機とを備える掘削攪拌装置。
4. 【請求項４】 前記掘削機が、前記フレームに取付けら
   れ前記掘削溝側部に対して揺動可能なアームの先端部に
   設けられることを特徴とする請求項３に記載の掘削攪拌
   装置。