JP2014098238A - 地盤調査装置、地盤改良装置、連続壁の構築装置及び連続壁の構築工法 - Google Patents

Abstract

【課題】地盤中に存在する空洞等を調査することができる地盤調査装置とする。
【解決手段】地盤Ｇを掘削する掘削軸１と、この掘削軸１が地盤Ｇ中を推進するに際して、当該地盤Ｇから後方への土圧を受け、この土圧によって後方へ移動される受圧部材１０及びこの受圧部材１０に対して前方への押圧力を与え、この押圧力によって土圧の低下に応じて受圧部材１０を前方へ移動する押圧部材２０を有する削孔軸１の先端部１Ａに備えられた土圧検知手段２と、受圧部材１０の前後移動を利用して土圧を算出する土圧算出手段とが備わる地盤調査装置Ｘ１とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、地盤中に存在する空洞等を調査する地盤調査装置、当該空洞等が存在する地層の改良まで行う地盤改良装置、並びに地盤中に連続壁を構築する連続壁の構築装置及び構築工法に関するものである。

遮水や山留め等を目的として、地盤中に連続壁を構築する工法としては、例えば、単軸又は多軸の掘削軸が備わる地盤掘削装置を使用する方法や、チェーンカッター等が備わる地盤掘削装置を使用する方法等が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２等参照。）。これらの地盤掘削装置を使用して地盤中に連続壁を構築するにあたっては、当該地盤掘削装置を使用して地盤を掘削すると伴に、この掘削によって発生する掘削土砂中にセメントミルク等の固化材を吐出し、この固化材と掘削土砂とを攪拌混合する。この攪拌混合によって形成される混合体は時間と伴に固化し、この固化体が連続壁とされる。

このような連続壁の構築工法は、掘削土砂の入れ替え等を必要とせず、比較的簡易に施行できることから、大変有用な工法であるとされている。しかしながら、このような連続壁の構築工法においては、例えば、地盤中に空洞が存在したり、地下水が流れる層が存在したり、密度が著しく低い層が存在したりすると、これらの地層部位において固化材が散逸してしまうおそれがある。固化材が散逸すると、固化体が造成されず、連続壁が連続しなくなる。

この点、本発明者等は、当初、例えば、掘削軸が備わる地盤掘削装置を使用する場合は、当該掘削軸の吊荷重を計測し、この計測値が大きくなった場合は、地盤中に空洞等が存在するものと推定することを考えた。この推定が正確であれば、当該地層部位にコンクリートやモルタル等の充填材を充填し、あるいは固化材の吐出量を増やす等の対象を施すことで、上記問題を解決することができる。しかしながら、孔曲りや孔壁の崩れ等を原因として、掘削軸は地盤から大きな周面摩擦抵抗を受けることがある。このように大きな周面摩擦抵抗を受けると、掘削軸の吊荷重は小さくなり、当該吊荷重に基づいて地盤中に空洞等が存在することを推定できなくなる。

特開２００６−２９１７０３号公報 特開２００９−０４１３６５号公報

本発明が解決しようとする主たる課題は、地盤中に存在する空洞等を調査することができる地盤調査装置、当該空洞等が存在する地層部位の改良まで行うことができる地盤改良装置、並びに地盤中に連続壁を確実に構築することができる連続壁の構築装置及び構築工法を提供することにある。

この課題を解決するための本発明は、次の通りである。
〔請求項１記載の発明〕
地盤を掘削する掘削軸と、
この掘削軸が前記地盤中を推進するに際して、当該地盤から後方への土圧を受け、この土圧によって後方へ移動される受圧部材、及び、この受圧部材に対して前方への押圧力を与え、この押圧力によって前記土圧の低下に応じて前記受圧部材を前方へ移動する押圧部材、を有する前記削孔軸の先端部に備えられた土圧検知手段と、
前記受圧部材の前後移動を利用して前記土圧を算出する土圧算出手段と、が備わる、
ことを特徴とする地盤調査装置。

（主な作用効果）
本発明の地盤調査装置によれば、地盤中に存在する空洞等を確実に調査（発見）することができる。より詳細には、例えば、図１に示すように、掘削軸１が地盤Ｇ中を推進するに際して、当該地盤Ｇから後方への土圧を受け、この土圧によって後方へ移動される受圧部材１０と、この受圧部材１０に対して前方への押圧力を与え、この押圧力によって土圧の低下に応じて受圧部材１０を前方へ移動する押圧部材２０と、を有する土圧検知手段２においては、例えば、地盤Ｇ中に空洞が存在したり、地下水が流れる層が存在したり、密度が著しく低い層が存在したりすると、受圧部材１０が受ける後方への土圧が低下するため、この土圧の低下に応じて受圧部材１０が前方へ移動することになる。したがって、当該土圧検知手段２が掘削軸１の先端部１Ａに備わり、かつ受圧部材１０の前後移動を利用して土圧を算出する土圧算出手段が備わる地盤調査装置によれば、掘削軸１が地盤Ｇから受ける周面摩擦抵抗の影響を受けることなく、地盤Ｇ中に存在する空洞等を正確に調査（発見）することができる。

〔請求項２記載の発明〕
前記掘削軸が軸心回りに回転可能とされ、
前記受圧部材が、円柱状とされ、かつ前記掘削軸と同軸的に配置され、
前記掘削軸の先端部であって前記受圧部材の周囲に複数本の掘削刃が備えられ、
前記受圧部材が前記後方への土圧を受けている状態において、当該受圧部材の先端面が前記掘削刃の先端縁よりも後方に位置する関係とされた、
請求項１記載の地盤調査装置。

（主な作用効果）
受圧部材が円柱状とされ、かつ掘削軸と同軸的に配置されていると、掘削軸が軸心回りに回転するとしても、当該回転による受圧部材に対する影響を最小限に抑えることができる。また、掘削軸の先端部であって受圧部材の周囲に複数本の掘削刃が備えられていると、当該掘削刃が掘削機能と伴に受圧部材の保護機能を発揮することになる。さらに、受圧部材が後方への土圧を受けている状態においては、当該受圧部材が損壊等し易い状態にあるが、当該状態において受圧部材の先端面が掘削刃の先端縁よりも後方に位置する関係とされていると、掘削刃による受圧部材の保護機能が確実に発揮され、受圧部材の損壊等が生じるおそれがない。

〔請求項３記載の発明〕
地盤を掘削する掘削軸と、
この掘削軸が前記地盤中を推進するに際して、当該地盤から後方への土圧を受け、この土圧によって後方へ移動される受圧部材、及び、この受圧部材に対して前方への押圧力を与え、この押圧力によって前記土圧の低下に応じて前記受圧部材を前方へ移動する押圧部材、を有する前記掘削軸の先端部に備えられた土圧検知手段と、
前記受圧部材の前後移動を利用して前記土圧を算出する土圧算出手段と、
この土圧算出手段からの算出値に基づいて前記地盤中に充填材を吐出する吐出口と、が備わる、
ことを特徴とする地盤改良装置。

（主な作用効果）
上記土圧検知手段及び土圧算出手段と伴に、この土圧算出手段からの算出値に基づいて地盤中に充填材を吐出する吐出口が備わる地盤改良装置によると、空洞等に充填材を充填することができ、空洞等の調査のみならず、当該空洞等が存在する地層部位の改良まで行うことができる。

〔請求項４記載の発明〕
地盤を掘削する掘削軸と、
この掘削軸が前記地盤中を推進するに際して、当該地盤から後方への土圧を受け、この土圧によって後方へ移動される受圧部材、及び、この受圧部材に対して前方への押圧力を与え、この押圧力によって前記土圧の低下に応じて前記受圧部材を前方へ移動する押圧部材、を有する前記掘削軸の先端部に備えられた土圧検知手段と、
前記受圧部材の前後移動を利用して前記土圧を算出する土圧算出手段と、
この土圧算出手段からの算出値に基づいて前記地盤中に充填材を吐出する吐出口と、
前記地盤の掘削によって発生する掘削土砂中に固化材を吐出する吐出口と、が備わる、
ことを特徴とする連続壁の構築装置。

（主な作用効果）
上記土圧検知手段、土圧算出手段及び充填材の吐出口と伴に、地盤の掘削によって発生する掘削土砂中に固化材を吐出する吐出口が備わる連続壁の構築装置によると、空洞等に充填材を充填したうえで、掘削土砂及び固化材を攪拌混合して固化体を造成することができ、連続壁を確実に構築することができる

〔請求項５記載の発明〕
前記充填材の吐出口と前記固化材の吐出口とが同一である、
請求項４記載の連続壁の構築装置。

（主な作用効果）
充填材の吐出口と固化材の吐出口とが同一であると、充填材や固化材の流路等を複数設ける必要がなく、装置がシンプルになる。特に、空洞等が存在する地層部位に充填材を充填することなく、当該地層部位における固化材の吐出量を多くして連続壁を構築する場合は、充填材の吐出口が不要となるため、極めて有用である。

〔請求項６記載の発明〕
請求項１又は請求項２記載の地盤調査装置を使用して地盤を先行調査する工程と、
この工程において得られた土圧情報及び深度情報に基づいて前記地盤中に充填材の充填を行う工程と、
前記地盤の掘削によって発生する掘削土砂と固化材とを攪拌混合する工程と、を有する、
ことを特徴とする連続壁の構築工法。

（主な作用効果）
地盤の掘削によって発生する掘削土砂と固化材とを攪拌混合する工程に先立って、地盤を先行調査する工程と、この工程において得られた土圧情報及び深度情報に基づいて地盤中に充填材の充填を行う工程とを有すると、充填材の充填によって空洞等が存在する地層部位における地盤が改良された後、固化体の造成を行うことになるため、連続壁を確実に構築することができる。

〔請求項７記載の発明〕
請求項１又は請求項２記載の地盤調査装置を使用して地盤を先行調査する工程と、
この工程において得られた土圧情報及び深度情報に基づいて、前記地盤の掘削によって発生する掘削土砂中に固化材を吐出し、この固化材と前記掘削土砂とを攪拌混合する工程と、を有する、
ことを特徴とする連続壁の構築工法。

（主な作用効果）
地盤を先行調査する工程を有し、この工程において得られた土圧情報及び深度情報に基づいて、地盤の掘削によって発生する掘削土砂中に固化材を吐出する方法においては、空洞等が存在する地層部位において固化材の吐出量を多くすることができるため、連続壁を確実に構築することができる。

〔請求項８記載の発明〕
請求項３記載の地盤改良装置を使用して地盤の土圧情報を取得しつつ、当該土圧情報に基づいて前記地盤に充填材を充填して地盤を改良する工程と、
前記地盤の掘削によって発生する掘削土砂と固化材とを攪拌混合する工程と、を有する、
ことを特徴とする連続壁の構築工法。

（主な作用効果）
地盤の掘削によって発生する掘削土砂と固化材とを攪拌混合する工程に先立って、地盤の土圧情報を取得しつつ、当該土圧情報に基づいて地盤に充填材を充填して地盤を改良する工程を有すると、充填材の充填によって空洞等が存在する地層部位における地盤が改良された後、固化体の造成を行うことになるため、連続壁を確実に構築することができる。

〔請求項９記載の発明〕
請求項４又は請求項５記載の連続壁の構築装置を使用して地盤を先行調査する工程と、
この工程において得られた土圧情報及び深度情報に基づいて、前記連続壁の構築装置を使用して前記地盤中に充填材の充填を行う工程と、
更に前記連続壁の構築装置を使用して前記地盤の掘削によって発生する掘削土砂と固化材とを攪拌混合する工程と、を有する、
ことを特徴とする連続壁の構築工法。

（主な作用効果）
地盤の掘削によって発生する掘削土砂と固化材とを攪拌混合する工程に先立って、地盤を先行調査する工程と、この工程において得られた土圧情報及び深度情報に基づいて、地盤中に充填材の充填を行う工程とを有する場合において、以上の先後調査、充填材の充填並びに掘削土砂及び固化材の攪拌混合を同一の連続壁の構築装置を使用して行う工法によると、装置の交換作業等が必要にならないため、極めて簡易な施工方法となる。

〔請求項１０記載の発明〕
請求項４又は請求項５記載の連続壁の構築装置を使用して地盤の土圧情報を取得し、当該土圧情報に基づいて前記地盤に充填材を充填すると伴に、前記地盤の掘削によって発生する掘削土砂と固化材とを攪拌混合する、
ことを特徴とする連続壁の構築工法。

（主な作用効果）
地盤の土圧情報を取得し、当該土圧情報に基づいて地盤に充填材を充填する作業と、掘削土砂及び固化材を攪拌混合する作業とを同一の工程において行うものとすると、施工時間を短縮することができ、更に簡易な施工方法となる。

〔請求項１１記載の発明〕
請求項４又は請求項５記載の連続壁の構築装置を使用して地盤の土圧情報を取得し、当該土圧情報に基づいて前記地盤中に固化材を吐出し、この固化材と前記掘削土砂とを攪拌混合する、
ことを特徴とする連続壁の構築工法。

（主な作用効果）
地盤の土圧情報を取得し、当該土圧情報に基づいて地盤中に固化材を吐出し、この固化材と掘削土砂とを攪拌混合するものとすると、土圧情報に基づいて地盤中に吐出する固化材の量を変化させながら上記攪拌混合を行うことができ、施工時間を更に短縮することができる。

本発明によると、地盤中に存在する空洞等を調査することができる地盤調査装置、当該空洞等が存在する地層部位の改良まで行うことができる地盤改良装置、並びに地盤中に連続壁を確実に構築することができる連続壁の構築装置及び構築工法となる。

本形態の地盤調査装置の概念図である。 本形態の地盤調査装置、地盤改良装置及び連続壁の構築装置の手段・機能構成図である。 本形態の地盤調査装置の設置例である。 本形態の受圧部材の前後移動を示す説明図である。 本形態の地盤調査工法の説明図である。 本形態の地盤改良工法の説明図である。 本形態の連続壁の構築工法の説明図である。 本形態の連続壁の構築例である。

次に、本発明を実施するための形態について説明する。
図２の（１）〜（３）に示すように、本発明に係る装置は、地盤調査装置Ｘ１、地盤改良装置Ｘ２、及び連続壁の構築装置Ｘ３に、分類することができる。

（地盤調査装置）
地盤調査装置Ｘ１は、地盤中に空洞等が存在するか否かを調査する装置である。図２の（１）に示すように、地盤調査装置Ｘ１は、地盤の「掘削手段（機能）」及び空洞等の「調査手段（機能）」を有する。
より具体的には、図３に示すように、地盤調査装置Ｘ１は、まず、地盤Ｇを掘削する掘削軸１を有する。この掘削軸１は、例えば、複数本の単位掘削軸が長手方向に連結されて構成されており、直線長尺状とされる。掘削軸１は、通常単軸であるが、多軸とすることもできる。掘削軸１は、下端部がベースマシン７１によって拘束され、上端部が支持体７４によって支持されている。

支持体７４は、ワイヤー等の吊り材７６によってリーダ７２の上端部から吊り下げられている。支持体７４の内空部には、例えば、動力源や減速機等が収納されている。当該動力源からの動力は、減速機を介して掘削軸１に伝達され、もって掘削軸１が軸心周りに回転される。

支持体７４は、自重によって掘削軸１と伴に下方へ移動する。また、支持体７４は、上記動力源等を利用して掘削軸１と伴に上方へ移動する。ただし、支持体７４及び掘削軸１の下方への移動は、自重によることなく、例えば、上記動力源等を利用して行うこともできる。これら支持体７４の上方及び下方への移動は、リーダ７２に沿って行われる。

リーダ７２は、下端部がベースマシン７１によって支持され、上端部がバックステイ７３によって支持されている。これらの支持は、リーダ７２が地盤Ｇに対して垂直となるように行われており、掘削軸１も地盤Ｇに対して垂直となるように設置されている。ただし、本発明に係る調査や後述する改良は、地盤Ｇを垂直に掘削する場合にのみ適用可能なものではなく、斜めに掘削する場合等においても適用可能である。

ベースマシン７１は、地盤Ｇ上を移動自在とされている。ベースマシン７１には、無線送信装置７５Ａが積載されている。この無線送信装置７５Ａから、後述する土圧情報や深度情報等の検知情報が無線受信装置７５Ｂに送信される。この無線受信装置７５Ｂ、あるいはこの無線受信装置７５Ｂに接続された他の装置によって、必要により、上記検知情報が記録され、また、モニター等の画像表示部に表示される。

掘削軸１の先端部（１Ａ）には、掘削ロッド５０が取り付けられている。この掘削ロッド５０は、図４の（１）及び（２）に示すように、管状のロッド本体部５２と、このロッド本体部５２の周面に取り付けられた一対の攪拌・掘削翼５１とを有する。この一対の攪拌・掘削翼５１は、ロッド本体部５２を半周する螺旋状とされており、ロッド本体部５２の軸心を中心に相互が点対称となるように配置されている。この攪拌・掘削翼５１及びこの攪拌・掘削翼５１の上方に備わる攪拌翼１Ｓ（図２参照）によって、掘削した地盤の攪拌を行うことができる。

攪拌・掘削翼５１の下端部、つまり、掘削軸１の先端部には、地盤Ｇを掘削する複数本の掘削刃（ビット）５２が取り付けられている。この掘削刃５２は、例えば、タングステンカーバイト等を素材とする。したがって、掘削軸１を軸心回りに回転すると伴に、吊り材７６による支持体７４の吊荷重を減らすと、支持体７４及び掘削軸１の自重による下方への推進力が発生し、掘削刃５２によって地盤Ｇが円滑に掘削される。

一方、ロッド本体部５２の軸心部には、受圧部材１０及び図示しない押圧部材を有する土圧検知手段が備えられている。受圧部材１０は、円柱状とされており、掘削軸１やロッド本体部５２と同軸的に配置されている。したがって、掘削軸１及びこの掘削軸１の先端部に取り付けられた掘削ロッド５０が軸心回りに回転するとしても、受圧部材１０は回転中心に位置することになるため、受圧部材１０に対する上記回転の影響が最小限に抑えられる。結果、当該回転が土圧情報等に影響を与えることがない。

また、本形態においては、受圧部材１０の周囲に複数本の掘削刃５２が備えられた状態となる。したがって、受圧部材１０を囲むように掘削刃５２が回転することになり、当該掘削刃５２が掘削機能のほか、受圧部材１０の保護機能を発揮する。

受圧部材１０は、掘削軸１が地盤Ｇ中を推進するに際して、地盤Ｇから後方への土圧を受ける。この土圧によって、受圧部材１０は、図４の（２）に示すように、後方へ移動する。また、受圧部材１０は、図示しない押圧部材によって前方への押圧力が与えられている。この押圧力によって、受圧部材１０は、土圧の低下に応じて前方へ移動する。したがって、受圧部材１０は、土圧の大きさに応じて、前後移動することになる。そして、この前後移動は、掘削軸１の周面摩擦抵抗等による影響を受けないため、当該前後移動の利用によって、土圧を正確に算出することができる。

この土圧の算出方法としては、例えば、受圧部材１０の近傍に近接スイッチ等を設け、この近接スイッチ等によって受圧部材１０の位置を検知し、この検知位置に基づいて土圧を算出する方法を採用することができる。また、受圧部材１０の基端部にロードセル等を設け、このロードセル等が受圧部材１０から受ける荷重に基づいて土圧を算出する方法を採用することもできる。

この点、地盤Ｇ中に空洞等が存在したり、地下水が流れる層が存在したり、密度が著しく低い層が存在したりすると、受圧部材１０が受ける後方への土圧が低下する。したがって、この土圧の算出により、固化材が散逸し易い地盤（地層）の存在を容易に知ることができる。なお、この原理から明らかなように、算出する土圧は絶対値（圧力）である必要がなく、例えば、後述する記載例等からも明らかなように適正な土圧に対する比（相対値）でもよい。

以上のように本形態の土圧検知手段は極めてシンプルに構成されており、押圧部材も受圧部材１０を単に前方へ押圧することができるものであれば足りる。このような押圧部材としては、例えば、コイルばね等の弾性体を使用することができる。

受圧部材１０は、上記したように掘削軸１と同軸的に配置されていると好ましいが、更に図４の（２）に示すように、後方への土圧を受けている状態において、受圧部材１０の先端面１０ａが掘削刃５２の先端縁よりも後方に位置する関係とされているとより好ましいものとなる。この点、受圧部材１０が後方への土圧を受けている状態においては、当該受圧部材１０が地盤Ｇから様々な方向への圧を受けて損壊等し易い状態にある。しかるに、上記位置関係とされていると、掘削刃５２による保護機能によって受圧部材１０の損壊等が防止される。

なお、上記掘削刃５２の先端縁とは、掘削刃５２が複数存在する場合は、当該複数存在する「掘削刃５２の先端縁」のうちで最も前方に位置する「掘削刃５２の先端縁」を意味する。したがって、図４の（２）に示す例では、最も外方に存在する「掘削刃５２の先端縁」を意味する。特に図示はしないが、例えば、最も内方に存在する「掘削刃５２の先端縁」が最も前方に位置するようであれば、当該最も内方に存在する「掘削刃５２の先端縁」が基準となる。一方、図４の（１）に示すように、受圧部材１０が地盤Ｇから後方への土圧を受けていない状態においては、受圧部材１０の先端面１０ａの前後位置が特に限定されないが、好ましくは、掘削刃５２の先端縁と面一である。

（地盤調査工法）
次に、地盤調査装置Ｘ１を使用した地盤Ｇの調査工法について説明する。
図５に示すように、地盤調査装置Ｘ１を使用して地盤Ｇを調査するにあたっては、掘削軸１が地盤Ｇ中を推進するに際して、連続的に、又は適宜の間隔をおいて、土圧情報や深度情報等の検知情報を取得する。この取得した検知情報は、例えば、前述した無線送信装置７５Ａから無線受信装置７５Ｂに電気信号等として送信する。この送信した検知情報は適宜記録し、必要により、画像表示部や印刷用紙等に表示して視覚化することができる。

この視覚化の方法は、特に限定されないが、例えば、土圧情報として受圧部材１０の移動量（後方へ移動した距離）を検知・算出した場合は、同図中に示すように、縦軸が深度、横軸が移動量とされたグラフ中にプロットする。この形態によると、地盤Ｇの状態を容易に把握することができる。図示例では、地盤Ｇの土圧が適圧であると移動量４がプロットされ、地盤Ｇが緩いこと等を原因として土圧が低下すると、この低下に応じた移動量がプロットされ、地盤Ｇ中に空洞等が存在すると移動量０がプロットされる。

なお、土圧が適圧であるか否かは用途との関係で決まるものであるが、本形態の地盤調査は、いかなる目的で行われるかが特に限定されない。本形態の地盤調査を行う目的の一例として、連続壁の構築が存在するが、この場合における適圧とは、地盤Ｇ中に吐出する固化材が散逸しない程度に地盤Ｇが密となっている場合の当該地盤Ｇの圧力を意味する。

（地盤改良装置）
次に、地盤改良装置Ｘ２について説明する。
地盤改良装置Ｘ２は、地盤Ｇ中に空洞等が存在するか否かを調査すると伴に、空洞等が存在する場合は当該空洞等が存在する地層部位に充填材を充填して当該地層部位の性状を改良する装置である。空洞等が存在する地層部位の性状を改良することで、例えば、地盤Ｇ全体が連続壁を構築するに適した状態となる。もっとも、地盤改良装置Ｘ２は、例えば、地盤Ｇの陥没事故等を防止するためにも使用することができる。

図２の（２）に示すように、地盤改良装置Ｘ２は、地盤の「掘削手段（機能）」、空洞等の「調査手段（機能）」及び空洞等が存在する地層部位の「改良手段（機能）」を有する。つまり、地盤改良装置Ｘ２は、前述した地盤調査装置Ｘ１に「改良手段（機能）」を加えることで、構成することができる。この改良手段としては、特に図示はしないが、前述した掘削ロッド５０等に備えられたコンクリートやモルタル等の充填材を吐出する吐出口と、土圧算出手段からの算出値（土圧情報）に基づいて充填材の吐出量を調節する吐出量調節手段とが備わるものを採用することができる。

（地盤改良工法）
次に、地盤Ｇの改良工法について説明する。
地盤Ｇの改良は、前述した地盤調査装置Ｘ１を使用した施工形態も考えることができる。この形態においては、図６の（１）に示すように、地盤調査装置Ｘ１を使用して地盤Ｇの調査を連続的に行い（調査工程）、この調査結果に基づき適宜の他の装置Ｅを使用して、空洞等が存在する地層部位の改良を行う（改良工程）。この点、他の装置Ｅとしては、充填材の充填を行うことができる公知の装置を使用することができるが、上記地盤改良装置Ｘ２や後述する連続壁の構築装置Ｘ３等も使用することができる。

もっとも、このように地盤Ｇの改良を調査工程と改良工程とに分けて行うと、地盤Ｇの掘削推進を少なくとも２回行う必要が生じ、また、装置の交換作業等が必要になる場合があり、施工時間が長くなる。そこで、施工時間を短縮化するという観点からは、上記地盤改良装置Ｘ２を使用した以下の施工形態が推奨される。

この地盤改良装置Ｘ２を使用した施工形態においては、図６の（２）に示すように、土圧の検知を行いつつ、地盤Ｇの掘削推進を進める。そして、この過程で空洞等を検知したら地盤Ｇの掘削推進を一時中断し、充填材の充填を行う。この充填材の充填が終了したら、再度地盤Ｇの掘削推進を進め、以後、以上の作業を計画深度まで進める。この形態によると、地盤Ｇの掘削推進を繰り返す必要がなく、一度の掘削推進で地盤Ｇの改良までを行うことができ、また、装置の交換作業等も必要にならないため、施工時間を大幅に短縮化することができる。

（連続壁の構築装置）
次に、連続壁の構築装置Ｘ３について説明する。
連続壁の構築装置Ｘ３は、地盤Ｇ中に空洞等が存在するか否かを調査し、空洞等が存在する場合は当該空洞等が存在する地層部位の性状を改良し、そのうえで地盤Ｇ中に円柱状の固化体を造成する装置である。例えば、図８に示すように、固化体１０１の造成を、その一部がラップするように繰り返すことで、柱列状の連続壁１００を構築することができる。

図２の（３）に示すように、連続壁の構築装置Ｘ３は、地盤の「掘削手段（機能）」、空洞等の「調査手段（機能）」、空洞等が存在する地層部位の「改良手段（機能）」、及び固化体の「造成手段（機能）」を有する。つまり、連続壁の構築装置Ｘ３は、前述した地盤改良装置Ｘ２に「造成手段（機能）」を加えることで、構成することができる。この造成手段としては、特に図示はしないが、地盤Ｇの掘削によって発生する掘削土砂中にセメントミルク等の固化材を吐出する吐出口が備わるものを採用することができる。ただし、この固化材の吐出口は、前述した充填材の吐出口と兼用させること、つまり、充填材の吐出口と固化材の吐出口とを同一とすることもできる。両者の吐出口を同一とすることで、充填材や固化材の流路等を減らすこともでき、装置構成をシンプルにすることができる。

（連続壁の構築工法）
次に、連続壁１００の構築工法について説明する。
この連続壁１００の構築工法としては、前述した地盤調査装置Ｘ１や地盤改良装置Ｘ２を使用した施工形態も考えることができる。これらの形態においては、図７の（１）に示すように、地盤調査装置Ｘ１と他の装置Ｅとを組合せ使用して、あるいは地盤改良装置Ｘ２を使用して、前述したよう方法で地盤Ｇの改良を行い（改良工程）、この改良が行われた地盤Ｇに適宜の他の装置Ｅを使用して固化体１０１を造成する（造成工程）。この造成を繰り返すことで、連続壁１００が形成される。この点、この際に使用する他の装置Ｅとしては、例えば、前述した特許文献１，２等に開示される掘削軸が備わる地盤掘削装置やチェーンカッター等の固化材の吐出やこの固化材と掘削土砂との攪拌混合を行うことができる公知の装置を使用することができる。また、上記連続壁の構築装置Ｘ３も使用することができる。これらの形態によると、空洞等が存在する地層部位の性状を改良したうえで、固化体１０１を造成することになるため、連続壁１００が連続しなくなるおそれ等がない。

もっとも、このように連続壁１００（固化体１０１）の構築を地盤Ｇの改良工程と固化体１０１の造成工程とに分けて行うと、地盤Ｇの掘削推進を少なくとも２回行う必要が生じ、また、装置を交換する必要等が生じるため、施工時間が長くなる。そこで、施工時間を短縮化するという観点からは、上記連続壁の構築装置Ｘ３を使用した施工形態が推奨される。

この地盤改良装置Ｘ３を使用した施工形態においては、図７の（２）に示すように、土圧の検知を行いつつ、固化材の吐出及び掘削軸１の回転推進を行い、固化体の造成を進める。そして、この過程で空洞等を検知したら固化体の造成作業を一時中断し、充填材の充填を行う。この充填材の充填が終了したら、再度固化体の造成作業を進め、以後、以上の作業を計画深度まで進める。この形態によると、地盤Ｇの掘削推進を繰り返す必要がなく、一度の掘削推進で固化体の造成まで行うことができ、また、装置の交換をする必要等も生じないため、施工時間を短縮化することができる。

以上の連続壁の構築工法においては、空洞等が存在する地層部位の性状を改良するにあたって、当該空洞等に充填材を充填する。しかしながら、改良の対象となる地層部位が、例えば、固化材の散逸が若干し易い程度にとどまるのであれば、充填材の充填に替えて、固化材の吐出量を増加して、対応することもできる。この形態によると、固化材の吐出量を変化させるのみで、掘削軸１の掘削推進を止めることなく、空洞等が存在する地層部位の改良及び固化体の造成を行うことができる。したがって、施工時間をより短縮化することができる。

この点、この方法による場合、固化材をどの程度増やすかは、土圧情報に基づいて決定することができる。例えば、土圧の低下が激しいようであれば固化材を大幅に増量し、他方、土圧の低下が激しくないようであれば固化材を若干増量するにとどめる等して対応することができる。

本発明は、地盤中に存在する空洞等を調査する地盤調査装置、当該空洞等が存在する地層の改良まで行う地盤改良装置、並びに地盤中に連続壁を構築する連続壁の構築装置及び構築工法にとして適用可能である。

１…掘削軸、２…土圧検知装置、１０…受圧部材、２０…押圧部材、１００…連続壁、１０１…固化体、Ｇ…地盤、Ｘ１…地盤調査装置、Ｘ２…地盤改良装置、Ｘ３…連続壁の構築装置。

Claims (11)

1. 地盤を掘削する掘削軸と、
   この掘削軸が前記地盤中を推進するに際して、当該地盤から後方への土圧を受け、この土圧によって後方へ移動される受圧部材、及び、この受圧部材に対して前方への押圧力を与え、この押圧力によって前記土圧の低下に応じて前記受圧部材を前方へ移動する押圧部材、を有する前記削孔軸の先端部に備えられた土圧検知手段と、
   前記受圧部材の前後移動を利用して前記土圧を算出する土圧算出手段と、が備わる、
   ことを特徴とする地盤調査装置。
2. 前記掘削軸が軸心回りに回転可能とされ、
   前記受圧部材が、円柱状とされ、かつ前記掘削軸と同軸的に配置され、
   前記掘削軸の先端部であって前記受圧部材の周囲に複数本の掘削刃が備えられ、
   前記受圧部材が前記後方への土圧を受けている状態において、当該受圧部材の先端面が前記掘削刃の先端縁よりも後方に位置する関係とされた、
   請求項１記載の地盤調査装置。
3. 地盤を掘削する掘削軸と、
   この掘削軸が前記地盤中を推進するに際して、当該地盤から後方への土圧を受け、この土圧によって後方へ移動される受圧部材、及び、この受圧部材に対して前方への押圧力を与え、この押圧力によって前記土圧の低下に応じて前記受圧部材を前方へ移動する押圧部材、を有する前記掘削軸の先端部に備えられた土圧検知手段と、
   前記受圧部材の前後移動を利用して前記土圧を算出する土圧算出手段と、
   この土圧算出手段からの算出値に基づいて前記地盤中に充填材を吐出する吐出口と、が備わる、
   ことを特徴とする地盤改良装置。
4. 地盤を掘削する掘削軸と、
   この掘削軸が前記地盤中を推進するに際して、当該地盤から後方への土圧を受け、この土圧によって後方へ移動される受圧部材、及び、この受圧部材に対して前方への押圧力を与え、この押圧力によって前記土圧の低下に応じて前記受圧部材を前方へ移動する押圧部材、を有する前記掘削軸の先端部に備えられた土圧検知手段と、
   前記受圧部材の前後移動を利用して前記土圧を算出する土圧算出手段と、
   この土圧算出手段からの算出値に基づいて前記地盤中に充填材を吐出する吐出口と、
   前記地盤の掘削によって発生する掘削土砂中に固化材を吐出する吐出口と、が備わる、
   ことを特徴とする連続壁の構築装置。
5. 前記充填材の吐出口と前記固化材の吐出口とが同一である、
   請求項４記載の連続壁の構築装置。
6. 請求項１又は請求項２記載の地盤調査装置を使用して地盤を先行調査する工程と、
   この工程において得られた土圧情報及び深度情報に基づいて前記地盤中に充填材の充填を行う工程と、
   前記地盤の掘削によって発生する掘削土砂と固化材とを攪拌混合する工程と、を有する、
   ことを特徴とする連続壁の構築工法。
7. 請求項１又は請求項２記載の地盤調査装置を使用して地盤を先行調査する工程と、
   この工程において得られた土圧情報及び深度情報に基づいて、前記地盤の掘削によって発生する掘削土砂中に固化材を吐出し、この固化材と前記掘削土砂とを攪拌混合する工程と、を有する、
   ことを特徴とする連続壁の構築工法。
8. 請求項３記載の地盤改良装置を使用して地盤の土圧情報を取得しつつ、当該土圧情報に基づいて前記地盤に充填材を充填して地盤を改良する工程と、
   前記地盤の掘削によって発生する掘削土砂と固化材とを攪拌混合する工程と、を有する、
   ことを特徴とする連続壁の構築工法。
9. 請求項４又は請求項５記載の連続壁の構築装置を使用して地盤を先行調査する工程と、
   この工程において得られた土圧情報及び深度情報に基づいて、前記連続壁の構築装置を使用して前記地盤中に充填材の充填を行う工程と、
   更に前記連続壁の構築装置を使用して前記地盤の掘削によって発生する掘削土砂と固化材とを攪拌混合する工程と、を有する、
   ことを特徴とする連続壁の構築工法。
10. 請求項４又は請求項５記載の連続壁の構築装置を使用して地盤の土圧情報を取得し、当該土圧情報に基づいて前記地盤に充填材を充填すると伴に、前記地盤の掘削によって発生する掘削土砂と固化材とを攪拌混合する、
    ことを特徴とする連続壁の構築工法。
11. 請求項４又は請求項５記載の連続壁の構築装置を使用して地盤の土圧情報を取得し、当該土圧情報に基づいて前記地盤中に固化材を吐出し、この固化材と前記掘削土砂とを攪拌混合する、
    ことを特徴とする連続壁の構築工法。

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