JP2007321492A - 地盤拡幅工法 - Google Patents

Abstract

【課題】杭や地中連壁等の各種地中固結体を造成するに際して、原位置土の地上側への移動を不要とし、スラリーも発生せずに、地中に空間を形成する技術の提供。
【解決手段】剛性を有する部材（２）と膨張収縮可能な袋状部材（圧力容器３）とから成る地盤拡幅装置（１）を施工地盤（Ｇ）の所定位置に挿入する挿入工程と、袋状部材（３）に膨張用の流体（Ｆ）を供給して膨張せしめて地盤拡幅装置（１）周辺の地盤（Ｇ）を押圧する膨張工程と、袋状部材（３）から膨張用の流体（Ｆ）を排出して収縮する収縮工程とを有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、地中固結体の造成等において、地中に空間（地表まで連通する空間を含む）を形成するための技術に関する。

基礎工事で地中連壁や杭等を造成するに当たって、原位置土を地上側へ移動して（原位置土を除去して）地中に空間を形成し、形成された空間内にモルタル等を充填して地中構造物を造成する工法（特許文献１参照）や、原位置土をセメントミルク等の固結材と混合して地中構造物を造成する工法（特許文献２参照）等が存在する。

しかし、原位置土を地上側へ移動して地中に空間を形成し、形成された空間内にモルタル等を充填して地中構造物を造成する工法（特許文献１参照）では、原位置土を地上側に移動するための労力が非常に大きくなってしまうという問題を有しており、特に、地中深い位置に空間を形成した場合には、原位置土を地上側へ移動するための労力が莫大なものとなってしまう。
さらに、地上側へ移動された原位置土は、建築発生土或いは産業廃棄物として処理しなければならず、当該処理のための費用が嵩んでしまう。

原位置土をセメントミルク等の固結材と混合して地中構造物を造成する工法（特許文献２参照）では、原位置土を地上側へ移動するための労力は必要ではないが、原位置土を切削して固結材と混合する際に、いわゆる「スラリー」が地上側に溢れ出てしまう。このスラリーは産業廃棄物であり、施工現場に放置することはできず、処理をする必要がある。すなわち、係る従来技術（特許文献２参照）では、スラリーを処理しなければならず、その分だけ労力或いはコストが嵩んでしまう。
特開２００６−７０６０８号公報 特許第３２５５２５４号公報

本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、杭や地中連壁等の各種地中固結体を造成において、原位置土を地上側に移動する必要が無く、スラリーも発生することなく、地中に空間を形成する技術の提供を目的としている。

発明者は種々研究の結果、杭や地中連壁等の地中固結体を造成するに際して、地中に形成するべき空間の鉛直方向寸法（深さ方向寸法或いは深度）は非常に大きい（例えば、１００ｍ程度）が、杭の半径或いは地中連壁の幅は比較的小さく、例えば、杭の半径であれば１ｍ程度で、地中連壁の幅であれば２ｍ程度であることに着目した。

本発明の地盤拡幅工法は、剛性を有する部材（例えば鋼板、シートパイル、鋼材その他の構造部材：２）と膨張収縮可能な袋状部材（圧力容器３）とから成る地盤拡幅装置（１）を施工地盤（Ｇ）の所定位置に挿入する挿入工程と、袋状部材（３）に膨張用の流体（圧力容器膨張用流体：例えば高圧水：Ｗ）を供給して膨張せしめて地盤拡幅装置（１）周辺の地盤（Ｇ）を押圧する膨張工程と、袋状部材（３）から膨張用の流体（Ｗ）を排出して収縮する収縮工程、とを有していることを特徴としている（請求項１）。
本明細書において、「挿入」なる文言は、押圧力を付加しつつ挿入する圧入、振動を付加しながら行われる挿入、ジェットで切削しつつ行われる挿入等を包含する文言として用いられている。

本発明において、前記収縮工程に際して、圧力容器（３）が膨張した状態から収縮した状態に移行することにより地中に形成された空間（Ｅ）を維持するため、当該空間（Ｅ）に安定用流体（例えばベントナイト等の安定液）を充填する工程を実行する場合が存在する（請求項２）。
ここで、安定用流体の充填は、袋状部材（３）から膨張用の流体（Ｗ）が排出してから行っても良いし、袋状部材（３）から膨張用の流体（Ｗ）を排出するのと同時に行っても良い。
或いは、地盤拡幅装置（１）の袋状部材（圧力容器３）の表面部には複数の保持部材（４）が設けられており、当該保持部材（４）は袋状部材（３）が膨張するのに従って変形するが、袋状部材（３）が収縮しても膨張時の状態を保持し続ける様に構成する場合が存在する（図１４：請求項３）。

本発明において、前記膨張工程に先立って、地盤拡幅装置（１）が挿入された領域周辺の地盤（Ｇ）を切削する工程を実行する場合が存在する（図１０の［１０−４］：請求項４）。

また本発明の地盤拡幅工法は、地中に空間を形成するべき領域の一部を切削（して、溝或いは孔（５）を形成）する切削工程と、当該切削された領域（溝或いは孔：５）に膨張収縮可能な袋状部材（圧力容器３）を挿入する挿入工程と、袋状部材（３）に膨張用の流体（圧力容器膨張用流体：例えば高圧水：Ｗ）を供給して膨張せしめて地盤拡幅装置（１）周辺の地盤（Ｇ）を押圧する膨張工程と、袋状部材（３）から膨張用の流体（Ｗ）を排出して収縮する収縮工程、とを有していることを特徴としている（請求項５）。
ここで、切削工程が行われている際に挿入工程を行っても良いし（図８）、或いは、切削工程が完了してから挿入工程を行っても良い（図１０）。

なお、前記挿入工程に先立って、地盤拡幅装置（１）が挿入された領域周辺の地盤（Ｇ）を切削する工程を実行しても良い（図１０の［１０−４］：請求項６）。

上述する構成を具備する本発明の地盤拡幅工法によれば、袋状部材（３）に膨張用の流体（圧力容器膨張用流体：例えば高圧水：Ｗ）を供給して膨張せしめて地盤拡幅装置（１）周辺の地盤（Ｇ）を押圧する膨張工程を有しているので、膨張された袋状部材（圧力容器３）により地盤拡幅装置（１）周辺の地盤（Ｇ）が押圧される。そして、本発明の収縮工程（袋状部材３から膨張用の流体Ｗを排出して収縮する収縮工程）で袋状部材（３）が収縮すれば、袋状部材（３）の膨張時に押圧された周辺地盤（Ｇ）の分だけ空間（Ｅ）が形成される。
例えば止水壁の造成に際しては、形成された空間に遮水機能を持ったシート（遮水シート６）を設置して、止水性の充填材（例えばセメントミルク：７）を充填すれば良い。例えば構造杭の造成に際しては、形成された断面円形の空間（Ｅ）中に構造部材（２）を立てこみ、充填材（７）を充填すれば良い。この様に、本発明により形成された地中の空間（Ｅ：地上側に連通している空間を含む）に対して、造成するべき構造物に対応して、必要な工程を実施することが出来るのである。
なお、「充填材」なる文言は、固化材や粘土鉱物等を包含する意味で用いられている。

ここで、本発明であれば地盤（Ｇ）を掘削して空間（Ｅ）を形成している訳ではないので、地盤（Ｇ）を地上側に移動させる必要が無い。また、固結材や切削流体を噴射してもいないので、産業廃棄物として処理しなければならないスラリーは発生しない。
また本発明によれば、剛性を有する部材（例えば鋼板２、シートパイル２Ｃ、鋼材その他の構造部材）と膨張収縮可能な袋状部材（圧力容器３）とから成る地盤拡幅装置（１）を施工地盤（Ｇ）の所定位置に挿入する様に構成されているので、膨張収縮可能な袋状部材（圧力容器３）が可撓性材料で製造されていても、剛性を有する部材（２）と共に、施工現場の地盤（Ｇ）に挿入可能である。

ここで、上述した通り、杭は半径が１ｍ程度であり、地中連壁は幅寸法が最大でも２ｍ程度である場合が多いので、圧力容器（３）の膨張は、周辺地盤（Ｇ）を１ｍ程度押圧出来る程度で足りる。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
先ず、図１及び図２を参照して第1実施形態を説明する。
図１、図２の第１実施形態は、本発明を止水壁の施工に適用した実施形態である。

ここで、図示の実施形態に係る地盤拡幅工法において使用される地盤拡幅装置１は、剛性を持つ金属部材２と袋状の可撓性材料から成る圧力容器３とが一体となっている。
地盤拡幅装置１は剛性が無いと、地中に建て込むことが出来ない。剛性を持つ金属部材として、板状部材（例えば鋼板）２、シートパイル（鋼矢板）２Ｃ、Ｈ鋼２Ｈ等の鋼材等が適用可能である。
また、圧力容器３には、地盤拡幅装置１を地中に挿入する際に破損しない程度の耐磨耗性その他の耐性が必要である。

先ず、図１、図２の第１実施形態で用いられる地盤拡幅装置１の構成を説明する。
図１において、例えば鋼板の様な板状の鋼材（板状部材）２は、剛性を持つ金属部材（構造部材）である。板状部材２の表裏２面には圧力容器（膨脹収縮可能な袋状部材）３が取り付けられている。
図１の［１−１］は、圧力容器が収縮した状態を示し、図１の［１−２］は圧力容器が膨張した状態を示している。

図１では明示されていないが、板状部材２の両面に設けられた圧力容器３は、図１では図示されない圧力容器膨張用流体供給配管により、膨張用流体（例えば高圧水）Ｗが供給可能に構成されている。
圧力容器３に充填する膨張用流体Ｗは、圧力容器３内への充填及び圧力容器３からの排出が可能な流体であれば、特に限定はしない。

なお、図１で示す地盤拡幅装置１に代えて、図１１を参照して後述する地盤拡幅装置１Ｄを用いても良い。

図２は、第１実施形態における施工手順を、工程毎に説明している。
図２の［２−１］で示す工程では、板状部材２と圧力容器３とで構成された地盤拡幅装置１を地盤Ｇに挿入している。地盤拡幅装置１の地盤Ｇへの挿入に際しては、２箇所に削孔（図２の[２−２]〜[２−６]参照）したガイド孔５の一方のガイド孔５と連通する位置にて、地盤拡幅装置１を挿入する。

図２の［２−２］では、一方のガイド孔５から他方のガイド孔５に至る領域の地盤Ｇ全域に、連続して、複数（図示では３個）の地盤拡幅装置１を挿入していく。
図２の［２−３］では、圧力容器３に膨張用流体（例えば高圧水）Ｗを供給して、複数の圧力容器３を膨張させる。

図２の［２−４］で示す工程では、圧力容器３から膨張用流体（例えば高圧水）Ｗを排出して、圧力容器３を収縮する。そして、圧力容器３が収縮した状態の地盤拡幅装置１を、地盤Ｇから引き抜く。図２の［２−４］では、地盤拡幅装置１が引き抜かれた跡に空間Ｅが形成されている状態が示されている。
図２の［２−５］では、維持した空間Ｅに、遮水機能を持ったシート（遮水シート）６を設置する。詳細には、遮水シート６を、一方（図２の左側）のガイド孔５から、他方（図２の右側）のガイド孔５まで設置し、当該遮水シート６を地盤Ｇに対する上方（図２の紙面に垂直な方向で手前側）から建て込む。
図２の［２−６］で示す工程では、空間Ｅに不透水性のグラウト７を充填する。以って、遮水壁の造成が完了する。

図１、図２で示す第１実施形態によれば、図２の［２−４］で示す工程において、空間Ｅを形成するにあたって、当該空間Ｅの原位置土を、掘削その他の手法によって地上側に移動する必要は無い。そして、高圧水ジェット等により掘削を行う場合とは異なり、スラリーは発生しない。
従って、上述した様な問題が解消されるのである。

次に、図３、図４を参照して第２実施形態を説明する。
図３は第２実施形態で用いられる地盤拡幅装置１Ａの構成を示している。第２実施形態では、構成である剛性を持つ金属部材として、シートパイル２Ｃを使用している。そしてシートパイル２Ｃにおいて、水平部２Ｃａの湾曲した側と、傾斜部２Ｃｂ（２箇所）の外側の合計３箇所に、圧力容器３が取り付けられている。

図３の［３−１］は、圧力容器３が収縮した状態を示し、［３−２］は圧力容器３が膨張した状態を示している。
図３では明示されていないが、シートパイル２Ｃに設けられた圧力容器３は、図３では図示されていない圧力容器膨張用流体供給配管により、膨張用流体（例えば高圧水）が供給可能に構成されている。

図４は第２実施形態の手順を工程毎に示しており、第１実施形態における図２と対応している。すなわち、図４の［４−１］〜［４−６］は、図２の［２−１］〜［２−６］に、それぞれ対応している。

先ず、図４の［４−１］では、シートパイル２Ｃと３つの圧力容器３（図４の［４−１］、［４−２］では図示を省略）とで構成された地盤拡幅装置１Ａを、施工領域の地盤Ｇに挿入している。地盤拡幅装置１Ａの地盤Ｇへの挿入に際しては、２箇所に削孔したガイド孔５の一方（左方）のガイド孔５と連通する様に、地盤拡幅装置１Ａを挿入している。

図４の［４−２］では、一方のガイド孔５から他方のガイド孔５に至る領域の地盤Ｇ全域に、連続して、複数（図示では３個）の地盤拡幅装置１Ａを挿入していく。
図４の［４−３］では、圧力容器３に膨張用流体（例えば高圧水）Ｗを供給して、圧力容器３を膨張させる。

図４の［４−４］では、圧力容器３から膨張用流体（例えば高圧水）Ｗを排出して、圧力容器３を収縮する。そして、圧力容器３が収縮した状態の地盤拡幅装置１Ａを、地盤Ｇから引き抜く。地盤拡幅装置１Ａが引き抜かれた跡には空間Ｅが形成される。
図４の［４−５］では、維持した空間Ｅに、遮水シート６を設置する。詳細には、遮水シート６を一方（図４の左側）のガイド孔５から他方（図４の右側）のガイド孔５まで設置して、地盤Ｇに対する上方（図４の紙面に垂直な方向で手前側）から、当該遮水シート６を地中に設置する。
図４の［４−６］では、前記空間Ｅに不透水性の充填材７を充填する。
以って、遮水壁の造成が完了する。
なお、図４の[４−５]で示す遮水シート６の設置を省略しても良い。

この第２実施形態においても、原位置土を地上に移動する必要が無く、スラリーも発生しない。従って、原位置土を地上に移動するためのコストと、産業廃棄物であるスラリー処理のためのコストが、発生しない。

次に、図５を参照して第３実施形態を説明する。
図５の第３実施形態は、図１で示す地盤拡幅装置１を用いて、土留壁を造成する実施形態である。
図５の［５−１］〜［５−６］で示す各工程は、図２の［２−１］〜［２−６］で示す止水壁造成に係る実施形態の各工程と、概略対応している。

但し、図２で示す止水壁造成では、圧力容器３を収縮して撤去した後（図２の［２−４］で示す工程の後）、地中に形成された空間Ｅ中で遮水シート６を設置してから（図２の［２−５］参照）、充填材７を充填している（図２の［２−６］参照）。
これに対して、図５で示す土留壁造成の実施形態では、圧力容器３を収縮して撤去した後（図５の［５−４］で示す工程の後）、地中に形成された空間中に充填材（ソイルモルタル）７を充填（図５の［５−５］で示す工程）した後、例えばＨ鋼材のような芯材８或いは構造部材を、充填材（ソイルモルタル）７が充填された空間中に建て込んでいる（図５の［５−６］で示す工程）。

この第３実施形態においても、地盤を地上に移動する必要が無く、スラリーも発生しない。
図５で示す第３実施形態におけるその他の構成及び作用効果については、図１、図２の第２実施形態と同様である。

次に、図６を参照して第４実施形態を説明する。
図６の第４実施形態は、図３で示す地盤拡幅装置１Ａを用いて、土留壁を造成する実施形態である。
図６の［６−１］〜［６−６］で示す各工程は、図４の［４−１］〜［４−６］の各工程に概略対応している。

但し、図４で示す止水壁造成では、圧力容器３を収縮して撤去した後（図４の［４−４］で示す工程の後）、地中に形成された空間Ｅ中で遮水シート６を設置（図５の［５−５］の工程参照）してから、充填材７を充填している（図５の［５−６］参照）。
これに対して、図６で示す土留壁造成では、圧力容器３を収縮して撤去した後（図６の［６−４］で示す工程の後）、地中に形成された空間中に充填材７を充填し（図６の［６−５］で示す工程）、充填材７が充填された空間Ｅ中に、例えばＨ鋼材のような芯材８或いは構造部材を建て込んでいる（図６の［６−６］で示す工程）

この第４実施形態においても、地盤を地上に移動する必要が無く、スラリーも発生しない。
図６で示す第４実施形態におけるその他の構成及び作用効果は、図３、図４の第３実施形態と同様である。

次に、図７を参照して、本発明の第５実施形態を説明する。
第１実施形態〜第４実施形態では、図２、図４、図５、図６の各々において、符号［２−２］、［４−２］、［５−２］、［６−２］で示す各工程を参照すれば明らかな様に、地中連壁（止水壁或いは土留壁）を造成するべき全領域に亘って地盤拡幅装置１、或いは地盤拡幅装置１Ａを配置し、地中連壁を造成するべき全領域に亘って一度に圧力容器３を膨張させて、地中に空間Ｅを形成している。
これに対して、図７の第５実施形態では、全領域に亘って地中に空間を形成せずに、一定の領域毎に、地盤拡幅装置１Ｂの挿入及び膨張により、空間を形成することを繰り返している。
以下、図７を参照して、第５実施形態の施工手順を説明する。

図７は、深度方向の長さ（深さ：例えば地表から深度１５ｍ）の全域について、空間を維持しつつ、パイル等の造成を行う場合について示している。
図７の［７−１］で示す工程では、「地盤拡幅装置（図７では板状の地盤拡幅装置１Ｂ）を地盤Ｇ中へ挿入する（例えば深度５ｍまで挿入）。そして、図７の［７−２］で示す工程で、地盤拡幅装置１Ｂの先端部の圧力容器３を膨張させて、空間Ｅ１を形成する。

図７の［７−３］で示す工程では、地盤拡幅装置１Ｂの先端部の圧力容器３を収縮させる。
そして図７の［７−４］で示す工程では、形成された空間Ｅ１の底部から更に下方に向かって地盤拡幅装置１Ｂを挿入する。
図７の［７−５］で示す工程において、地盤拡幅装置１Ｂの先端部の圧力容器３を膨張させて、空間Ｅ２を形成する。

図７の［７−６］で示す工程では、地盤拡幅装置１Ｂの先端部の圧力容器３を収縮させる。
図７の［７−７］で示す工程においては、形成された空間Ｅ２の底部から更に下方に向かって地盤拡幅装置１Ｂを挿入する。
以下、同様にして、空間の形成と維持とを繰り返す。

この第５実施形態においても、地盤を地上に移動する必要が無く、スラリーも発生しない。従って、形成された空間の原位置土を地上に移動させるためのコストや、スラリー処理のためのコストも発生しない。

図７の［７−２］、［７−３］、［７−５］、［７−６］で示す工程等において、圧力容器３を膨張した後に収縮する際に、膨脹した空間Ｅが崩壊することを防止するため、泥水（例えばベントナイト溶液）を充填することが好ましい。但し、空間Ｅの崩壊防止のために充填される泥水は、ベントナイト溶液に限定する必要はなく、その他の安定液を使用しても良いし、水を使用しても良い。
尚、安定液を充填するに際しては、圧力容器３を減圧しながら、適宜、安定液を注入するのが好ましい。即ち、図７の［７−３］及び［７−６］で示す工程では、圧力容器３を収縮しながら、安定液を空間Ｅ１、及びＥ２内に充填させるのが好ましい。

図８は、本発明の第６実施形態を示す。
図１〜図７の各実施形態では、圧力容器３は剛性を有する材料である板状部材２と一体に構成されているが、図８の第６実施形態では、圧力容器３は剛性を有する部材と一体には構成されていない。それに代えて、図８の第６実施形態では、圧力容器３は、高圧水ジェットＷＪを噴射して地盤を切削する地盤切削装置２３と一体になっている。

図８において、圧力容器３の地中側先端（図８における下方端）には、地盤切削装置２３が設けられている。地盤切削装置２３には複数のノズル３ｎが設けられており、ノズル３ｎからは高圧水ジェットＷＪが噴射される。
明確には図示されていないが、地盤切削装置２３には、高圧水供給ライン（切削流体供給ライン）が接続されており、高圧水供給ラインは地上に設けられており且つ図示しない高圧水ポンプに接続されている。

ここで、圧力容器３の幅寸法Ｗは、地中に形成するべき空間の幅と同一であっても良い。或いは、圧力容器３の幅寸法Ｗは形成するべき空間の幅の１／ｎ（ｎは２以上の整数）であっても良い。
圧力容器３の幅寸法Ｗが形成するべき地中空間の幅の１／ｎ（ｎは２以上の整数）である場合には、図１〜図６で示す様に、複数の圧力容器３を幅寸法方向に並べて配置しても良いし、或いは、図７の実施形態の様に、図８の圧力容器３による地中空間の形成を繰り返して行っても良い。

図８において、矢印Ｄは圧力容器３の挿入方向を示しており、矢印Ｓは高圧水ジェットＷＪの噴射及び地盤切削により生じたスラリーの流れを示している。

図８の第６実施形態では、ノズル３Ｎから高圧水ジェットＷＪを噴射して地盤Ｇを溝状に切削し、切削された領域に圧力容器３を挿入する。明確には図示されていないが、高圧水ジェットＷＪにより切削される溝において、図８の紙面に垂直な方向の寸法（厚み）は、収縮状態の圧力容器３が挿入可能な程度ではありが、形成が予定される空間の当該寸法（厚み）に比較すれば極めて小さい。
所定深度まで圧力容器３を挿入したならば、図示しない圧力容器膨張用流体供給配管により、膨張用流体（例えば高圧水）を圧力容器３へ供給して、圧力容器３を膨張する。そして、圧力容器３を収縮すれば、地盤Ｇに空間が形成されるのである。

図８の第６実施形態において、高圧水ジェットＷＪを噴射して地盤Ｇを切削するため、スラリーＳが発生する。しかし、高圧水ジェットＷＪにより切削される溝の図８の紙面に垂直な方向の寸法（厚み）は、形成が予定される空間の当該寸法（図８の紙面に垂直な方向の寸法或いは厚み）に比較すれば極めて小さいため、切削する領域の面積は極めて小さい。そのため、従来の工法に比較して、高圧水ジェットＷＪによる切削の労力が極めて少なくて済む。

図８の第６実施形態におけるその他の構成及び作用効果については、図１〜図７の各実施形態と同様である。

次に、図９を参照して、本発明の第７実施形態を説明する。
図１〜図８の各実施形態は、地中連壁の造成に係る実施形態である。これに対して図９の第７実施形態は、杭の造成に係る実施形態である。

図９の第７実施形態で使用される地盤拡幅装置１Ｃは、Ｈ鋼に圧力容器を設けている。
図９の［９−１］において、地盤拡幅装置１Ｃは、剛性を有する部材であるＨ鋼２Ｈと、Ｈ鋼２Ｈの上下のフランジ２Ｈｆ、２Ｈｆの上下面と、ウェブ２Ｈｗの左右両側面には、それぞれ圧力容器３（合計４個の圧力容器３）が設けられている。
図９の［９−１］では、そのように構成された地盤拡幅装置１Ｃを膨張させないで、施工領域の地盤に挿入する状態が示されている。

図９の［９−２］では、地盤拡幅装置１Ｃの圧力容器３を膨脹させ、地中Ｇに空間Ｅを形成した状態が示されている。そして、図９の［９−２］で示すように形成した空間Ｅに、モルタル等を充填すれば、杭が造成される。

この第７実施形態においても、杭の造成に際して、原位置土を地上に移動する必要が無く、スラリーも発生しない。

図９の第７実施形態において、［９−２］で示す状態において、空間Ｅを形成した後、地盤拡幅装置１Ｃ（Ｈ鋼２Ｈ及び収縮した圧力容器３）を、そのまま地中に配置した状態で、モルタル等を充填しても良い（地盤拡幅装置１Ｃを埋め殺す）。
或いは、圧力容器３で形成した空間Ｅから（圧力容器３は収縮した状態で）地盤拡幅装置１Ｃを地中から抜き出し、その後、空間Ｅ内にモルタル等を充填し、地盤拡幅装置１Ｃを他の箇所における杭の造成で再利用する様に構成すれば、経済的である。
ここで、圧力容器３で空間を形成した後（図９の［９−２］で示す状態）、圧力容器３を収縮して、地盤拡幅装置１Ｃを地中から抜き取り、別の構造材（例えば、Ｈ鋼）を建て込んで、モルタル等を充填しても良い。この場合、モルタル等を充填した後に、別の構造材（例えば、Ｈ鋼）を建て込んでも良い。

ここで、図９で示す工程においても、深度方向全領域に亘ってＨ鋼２Ｈを埋め込んで、圧力容器３の膨張を一度に行っても良い。或いは、図７で示す地中連壁造成と同じ要領で、所定の深度毎に、Ｈ鋼２Ｈ（圧力容器３を取り付けた地盤拡幅装置１ＣとしてのＨ鋼２Ｈ）を所定深度まで挿入し、圧力容器３を膨張し、圧力容器３を収縮し、それを繰り返して、複数段に亘る施工により鉛直方向（深度方向）の空間を形成しても良い。

複数段に亘る施工（所定の深度毎に、挿入、圧力容器の膨張、収縮を繰り返す施工方法）により、鉛直方向（深度方向）の空間を形成するに際して、圧力容器３を収縮させた際に、地山の崩壊を防止して形成された空間を維持するため、図７の第５実施形態で説明したのと同様に、形成された空間Ｅ中にベントナイト等の安定液を充填する事が出来る。
或いは、図１４を参照して後述する様に、保持部材４を圧力容器３の外周部に取り付けておくことも可能である。

なお、図９の［９−２］において、符号「５０」で示す円は、圧力容器３を膨脹させた際に、周囲の土が半径方向外方に押し付けられた境界を示す仮想線である。

図９の第７実施形態では、剛性を有する部材（構造部材）としてＨ鋼２Ｈが示されているが、Ｈ鋼に限定する趣旨ではない。例えば、丸棒状の鋼材における円周に円環状の圧力容器を取り付けて、地盤拡幅装置を構成することが可能である。

次に図１０を参照して第８実施形態を説明する。
図１０の第８実施形態は、図９の第７実施形態を用いて地盤中に形成した空間を利用して、連続壁を造成する実施形態である。

先ず、連続壁を施工するべき領域の両端部分に、図９の第７実施形態により、断面円形の空間５０を維持する。そして、形成された断面円形の空間（孔）５０から地盤拡幅装置（図９の実施形態では、Ｈ鋼２Ｈに圧力容器３を組み合わせた装置）１Ｃを撤去する。
ここで、円形の空間５０が保持できない可能性がある場合には、安定液を充填する。

次に図１０の［１０−１］で示す様に、地中に維持された断面円形の孔５０内に高圧水ジェット噴射ノズル９を配置して、高圧水ジェット噴射ノズル９を下方へ移動させつつ高圧水ジェットを噴射して、地盤中に薄い溝状の空間５５を形成する。
前記ノズル９を上下動するに際して、高圧水ジェットの噴射方向を一定に保持するためのガイド部材として、図示しないガイド用Ｈ鋼を円形の孔５０に挿入しても良い。

図１０の［１０−２］で示す工程では、形成された薄い溝状の空間５５に、圧力容器３を挿入する。ここで、圧力容器３を挿入することに代えて、例えば図１で示す様な地盤拡幅装置１を挿入するか、或いは、図１１を参照して後述するような地盤拡幅装置１Ｄを挿入することも可能である。
また、明確には図示されていないが、図１０の［１０−１］及び［１０−２］で示す工程に代えて、図８で示す様に、高圧水ジェットで地盤を切削するのと同時に、圧力容器３を挿入することが可能である。

図１０の［１０−３］で示す工程では、図示しない圧力容器膨張用流体供給配管を介して膨張用流体（例えば高圧水）を地盤拡幅装置１へ供給し、圧力容器３を膨張させる。
この第８実施形態においても、原位置土を地上に移動する必要は無い。
図１０の［１０−１］で示す工程において、薄い溝状の空間５５を形成する際に極微量のスラリーが発生するが、その発生量は従来工法に比較すれば、無視出来るほど少ない。

図１０の［１０−４］で示すように、地盤Ｇが固く、圧力容器３が膨張し難い場合に、図１０の［１０−３］における圧力容器３を膨張する工程に先立って、超高圧ジェットＪで固い地盤Ｇを切削して、地盤Ｇを緩めてやり、以って、圧力容器３が膨張できるようにすることも可能である。

図１０で説明した第８実施形態においては、図１０の［１０−２］の工程において、図１（或いは図１１）で示す様な地盤拡幅装置１（或いは、１Ｄ）に代えて、圧力容器３のみを図１０の［１０−１］の工程で形成された溝５５内に挿入しても良い。
その場合、剛性に乏しい圧力容器３を容易に挿入出来る様にするため、図１０の［１０−４］で示す様に、溝５５の周囲の地盤を高圧ジェットＪで切削して、地盤Ｇを緩めてやるのが好ましい。

次に、図１１を参照して、地盤拡幅装置の変形例（地盤拡幅装置１Ｄ）を説明する。
図１の地盤拡幅装置１では、圧力容器３が地盤Ｇに直接接触して、損傷する可能性が有る。そこで、図１１の地盤拡幅装置１Ｄは、圧力容器３Ａが地盤に直接接触して損傷するのを防止するため、圧力容器３Ａが地盤Ｇに直接接触しない様に構成されている。

すなわち、地盤拡幅装置１Ｄでは、１対の板状部材２、２とその１対の板状部材２、２の各々の対向する側にのみ、圧力容器３、３を配置して構成されている。
換言すれば、図１１で示す地盤拡幅装置１Ｄにおいては、圧力容器３、３は、膨張した際に、板状部材２或いはその他の圧力容器３とのみしか接触しないので、直接地盤Ｇに接触することによる損傷が防止されるのである。

図１１の［１１−１］では、上述の地盤拡幅装置１Ｄを施工領域の地盤Ｇに挿入する。この時、上述の地盤拡幅装置１Ｄにおける１対の圧力容器３は収縮した状態であり、板状部材２、２は接近している。

図１１の［１１−２］では、対向した一対の圧力容器３、３を膨張させる。
２個の圧力容器３、３が膨張すると互いに、対抗する側の圧力容器３を押し退けようとするので、２枚の板状部材２、２は相後に離隔する方向（図１１の［１１−２］では上下に離隔する方向）に移動し、その際に、地盤Ｇを押圧して空間Ｅが形成される。

図１１の［１１−３］では、圧力容器３を減圧して収縮させる。
その後、例えば充填材を、地盤拡幅装置１Ｄにより形成された空間Ｅに充填させて、地中連壁を造成する。

次に図１２を参照して、地盤拡幅装置の第２変形例（地盤拡幅装置１Ｅ）を説明する。

図１２の［１２−１］（側面図）において、地盤拡幅装置１Ｅは、１対の板状部材２、２と、その板状部材２、２に挟まれるように配置された複数（図１２では４個）の圧力容器３とを有している。ここで、同一地盤であれば、深度が深い方が土圧は高く、圧力容器３が膨張し難い。そのため地盤拡幅装置１Ｅでは、深度が深い側の圧力容器３から膨らむように構成されている。例えば、図１２における４つの圧力容器３の材質を、上下の圧力容器で変更して、上方の圧力容器よりも、下方の圧力容器の方が膨らみ易く構成するのが好ましい。なお、図１２の［１２−２］は、地盤拡幅装置１Ｅの板状部材２の正面から見た状態を示している。

次に図１３を参照して、地盤拡幅装置の第３変形例を説明する。ここで、図１３で示す地盤拡幅装置の第３変形例は、全体を符号「１Ｆ」で示されている。

図１３の［１３−１］（側面図）において、地盤拡幅装置１Ｆは、上下方向に連続して４対の板状部材２、２が設けられ、各々の板状部材２、２の対には、圧力部材３が挟まれるように配置されている。そして、４対の４対の板状部材２、２は、板状部材２、２の正面から見た際には(図１３の［１３−２］参照)上下方向に延在する中心軸が共通しており、且つ、図１３の［１３−１］で示すように、左右対称に構成されている。

ここで、図１３で示すように、上下方向に亘って圧力容器３が配置されている場合に、深度方向全域に亘って均一に膨張するのでは、圧力容器３を膨脹するのに必要な力が大きくなり過ぎる。
第３変形例（地盤拡幅装置１Ｆ）においては、深度毎に複数の対或いはブロックに分割して、ブロック毎に膨脹させるように構成している。そのため、上下方向に限られた範囲に延在する各ブロック毎に、圧力容器３を膨張するのであれば、膨張するのに必要な力を比較的低く抑えられる。
図１３の［１３−２］は、分割された板状部材２の正面方向から見た状態を示している。

次に、図１４及び図１５を参照して、地盤拡幅装置の第４変形例（地盤拡幅装置１Ｇ）を説明する。

例えば、図１０の第８実施形態では、円形の空間５０を形成した後に、当該空間５０に安定液を充填して、土圧等により当該空間が崩壊してしまうことを防止している。
図１４の第４変形例（地盤拡幅装置１Ｇ）は、安定液を充填しなくても、形成された空間の崩壊が防止できるように構成された実施形態である。

図１４の［１４−１］は、地盤拡幅装置１Ｇ（の圧力容器３Ｂ）が収縮した状態を示したものである。
図１４の［１４−１］において、地盤拡幅装置１Ｇは、内部にＨ鋼による芯材８を有し、その芯材８に備えられた４個の圧力容器３と、芯材８を取り巻く様に配置された複数の保持部材（外殻部材）４とで構成されている。
尚、図１４の［１４−１］において、芯材８の長手方向が紙面に垂直方向であるため、複数の保持部材４は１個のみが見える。
図１４の［１４−１］における白抜きの矢印は、圧力容器３が収縮状態から膨張していく方向を示している。

当該保持部材４の端部は、図１５で示すように、両端部にラッチＲ、Ｒが形成されている。
そのため、図１４の［１４−２］に示すように圧力容器３が膨張した際は、当該保持部材４の両端部のラッチＲ、Ｒが滑って（図１５の矢印Ａ、Ａで示す方向の動き）、図１４の［１４−２］で示す保持部材４の外径Ｄが大きくなる。

しかし、その後に圧力容器３が収縮しても、両端部のラッチＲ、Ｒは相互に係合した状態を維持するので、保持部材４の端部は、図１４の［１４−２］に示す状態から図１４の［１４−１］に示す状態に戻るべく、ラッチＲ、Ｒ同士の係合により、図１５の矢印Ｂ、Ｂ方向へ移動することはできない。その結果、保持部材４は外径が大きくなった状態を維持する。
即ち、圧力容器３が収縮してできた空間Ｅの内壁面に土圧が作用しても、保持部材（外殻部材）４のラッチＲ、Ｒ同士の係合によって、図１５の矢印Ｂ、Ｂ方向へ移動が制限されるので、図１４の［１４−２］で示す状態を維持する。その結果、空間Ｅの内壁面は空間Ｅの内側に崩壊することはない。

図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではないことを付記する。
例えば、押圧力を付与しつつ挿入することに代えて、振動を付加して挿入し、或いは、ジェットにより地盤を切削しつつ挿入することが可能である。

本発明の第１実施形態で用いる地盤拡幅装置を示す様態図。 本発明の第１実施形態の止水壁施工工程図。 本発明の実施形態で用いる地盤拡幅装置を示す様態図。 本発明の第２実施形態の止水壁施工工程図。 本発明の第３実施形態の止水壁施工工程図。 本発明の第４実施形態の止水壁施工工程図。 本発明の第５実施形態の止水壁施工工程図。 本発明の第６実施形態を示す正面図。 本発明の第７実施形態の杭施工工程図。 本発明の第８実施形態の連続壁施工工程図。 本発明の地盤拡幅装置の変形例による施工工程図。 本発明の地盤拡幅装置の第２変形例による施工工程図。 本発明の地盤拡幅装置の第３変形例による施工工程図。 本発明の地盤拡幅装置の第４変形例による施工工程図。 図１４のＱ部詳細図。

符号の説明

１・・・地盤拡幅装置
２・・・剛性を有する部材／板状部材
２Ｃ・・・シートパイル
２Ｈ・・・Ｈ鋼
３・・・袋状部材／圧力容器
４・・・保持部材／外殻部材
５・・・溝、或いは孔／ガイド孔
６・・・遮水シート
７・・・充填材
８・・・芯材
９・・・高圧水噴射ジェット
５０・・・空間／孔
５５・・・薄い溝状の空間
Ｆ・・・膨張用流体
Ｇ・・・地盤

Claims (6)

1. 剛性を有する部材と膨張収縮可能な袋状部材とから成る地盤拡幅装置を施工地盤の所定位置に挿入する挿入工程と、袋状部材に膨張用の流体を供給して膨張せしめて地盤拡幅装置周辺の地盤を押圧する膨張工程と、袋状部材から膨張用の流体を排出して収縮する収縮工程、とを有していることを特徴とする地盤拡幅工法。
2. 前記収縮工程に際して、圧力容器が膨張した状態から収縮した状態に移行することにより地中に形成された空間に安定用流体を充填する工程を有する請求項１の地盤拡幅工法。
3. 前記地盤拡幅装置の袋状部材の表面部には複数の保持部材が設けられており、当該保持部材は袋状部材が膨張するのに従って変形するが、袋状部材が収縮しても膨張時の状態を保持し続ける様に構成されている請求項１の地盤拡幅工法。
4. 前記膨張工程に先立って、地盤拡幅装置が挿入された領域周辺の地盤を切削する工程を実行する請求項１〜３の何れか１項の地盤拡幅工法。
5. 地中に空間を形成するべき領域の一部を切削する切削工程と、当該切削された領域に膨張収縮可能な袋状部材を挿入する挿入工程と、袋状部材に膨張用の流体を供給して膨張せしめて地盤拡幅装置周辺の地盤を押圧する膨張工程と、袋状部材から膨張用の流体を排出して収縮する収縮工程、とを有していることを特徴とする地盤拡幅工法。
6. 前記挿入工程に先立って、地盤拡幅装置が挿入された領域周辺の地盤を切削する工程を有する請求項５の地盤拡幅工法。

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