JP2009068331A - 連続壁の構築方法 - Google Patents

Abstract

【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。
【選択図】図４

Description

本発明は、連続壁の構築方法に関する。

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。
特開平７−２１６９０２号（２乃至４頁）

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。

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。

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。

＜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。

＜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。

＜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。

＜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。

＜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。

＜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。

（主な作用効果）

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。

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）。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

以下に実施の態様の配合例について示す。

（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。

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

＜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。

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。

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

＜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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

単軸掘削装置の側面図である。 単軸掘削装置の正面図である。 掘削軸の先端部分の正面図である。 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。 三軸掘削装置の側面図である。 三軸掘削装置の掘削軸の先端部分の正面図である。 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

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。

Claims (7)

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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。

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