JP2017057705A

JP2017057705A - ソイルセメント連続地中壁の施工法

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Publication number: JP2017057705A
Application number: JP2015231339A
Authority: JP
Inventors: 小野寺　秀隆; Hidetaka Onodera; 秀隆小野寺
Original assignee: Marutoku Kigyo Co Ltd
Current assignee: Marutoku Kigyo Co Ltd
Priority date: 2015-09-18
Filing date: 2015-11-27
Publication date: 2017-03-23

Abstract

【課題】ローム層等の粘性地盤や深度のある施工であっても施工を容易とし、また、先行掘削孔の残土の排出という所謂空堀の工程を設けることなく、残土の排出量を減らすことができ、産業廃棄物残土もほとんど発生させずにすむソイルセメント連続地中壁の施工法を提供する。【解決手段】先行掘削として１軸の混練オーガー機で原地盤を削孔し、その先端よりセメントミルクを吐出してソイルセメントの柱体を間隔を存して造り、後行掘削として多軸の混練オーガー機でエレメント端の軸孔を前記先行削孔の掘削孔にラップさせて連続一体のソイルセメント壁体を造成するソイルセメント連続地中壁の施工法において、先行掘削でのセメントとセメントミルクと掘削土の混練は従来よりもＷ／Ｃ（水／セメント比）を高くし、後行掘削でのセメントとセメントミルクと掘削土の混練はこの先行掘削での余剰水量を考慮して決定する。【選択図】図１

Description

本発明は、ソイルセメント連続地中壁の施工法に関するものである。

ソイルセメント連続地中壁は、オーガー機による掘削時に、掘削土とセメントミルク等の硬化材とを攪拌してソイルセメントの杭体を地中に製作するが、かかる杭体を重ね合わせた柱列杭壁を施工してなるものである。

図３にかかるソイルセメント連続壁を施工するための従来の掘削工法を示す。図中１は混練オーガー機で、これは図２に示すように周知のごとく、油圧モータ等の駆動装置２により回転駆動されるスクリュー掘削軸３の先端を掘削ヘッド４とし、この掘削軸３の内部を通過するセメントミルク等の硬化材を掘削ヘッド４から注入できるようにしている。

駆動装置２はベースマシン８のリーダマスト７から昇降自在に吊り下げられ、また、掘削軸３は適宜継ぎ足して長尺とすることができる。また、掘削軸３は不連続のものでもよい。

混練オーガー機の位置決めを行い（Ａ）、多軸混練オーガー機１の掘削軸３の掘削ヘッド４を正転させ、削孔を開始する。その際、セメントミルク等の硬化材５とエアーを掘削ヘッド４から出して孔内に注入し、硬化材５と掘削土砂が混合された混練り材（ソイルセメント）で充填していく（Ｂ）。

このように正転しながら所定深さまで注入、削孔を継続したならば（Ｃ）（Ｄ）、引き上げを開始し、その際も硬化材５を注入する。この引き上げは正転と逆転を交互に繰り返す、正転・逆転による（Ｅ）。

ある程度引き上げたならば、再度、正転・逆転で掘削および攪拌を行い（Ｆ）、最後に逆転しながら引き上げを行う（Ｇ）。

前記ソイルセメントの列柱杭による連続地中壁工法は、原土に硬化材５としてのセメントミルク（セメント＋ベントナイト＋水）を混練り材（ソイルセメント）量ｍ^２×６０％位を注入し、攪拌して壁体を構築する工法である。

このようにしてソイルセメントによる連続地中壁を施工するには、図５に示すように一本置きの間隔を存して先行掘削を行い、その後にこの先行掘削間を後行掘削する方法がある。

ところで、セメントミルクの注入量以上分の（ソイルセメントと原土の混合した）産業廃棄物残土が発生する。ちなみに、前記図３の従来工法では（Ａ）〜（Ｇ）の全ての工程でかかる産業廃棄物残土が発生する。そして、処分のために莫大な費用が必要となる。

下記特許文献１は、ソイルセメントによる連続地中壁を施工するための工法として、産業廃棄物残土をほとんど発生させずに施工でき、工費も低廉ですむものとして提案されたものである。
特許第２７００７６５号公報特許第２７００７８１号公報

前記特許文献１は、第１工程として一本置きの間隔を存して、産業廃棄物としてではなく処理でき、再利用も可能な原土としての一般残土である掘削土を地上に排土して先行掘削孔を形成し、第２工程としてこの掘削孔内にセメントミルク等の硬化材を注入して満たし、第３工程としてこの先行掘削孔間を後行掘削する際に、隣接する先行掘削孔同士をつなげ、かつ、先行掘削孔に充填してあるセメントミルク等の硬化材を未硬化の状態で後行掘削での掘削土と混合することを内容とする。

特許文献２は、図４に示すように、まず、第１工程としてＡ，Ｂに示すように、先行掘削孔６を削孔するが、この掘削土はほとんど地上に排土する。なお、この掘削土は100％を排土するものでなくともよい。そして、この掘削土は一般残土であり、産業廃棄物としてではなく処理でき、再利用も可能である。

次いで、第２工程としてＣに示すようにこの先行掘削孔６内にこの先行掘削孔６と孔の芯が一致するように削孔をする後行掘削のためのソイルセメント杭造成機であるオーガ１を所定位置にセットし、以下、前記従来例と同じく、オーガ１の掘削軸３の掘削ヘッド４を正転させ、後行掘削による削孔を開始する。その際、セメントミルク等の硬化材５とエアーを掘削ヘッド４から出して孔内に注入する（Ｄ）。

このように正転しながら所定深さまで注入、削孔を継続したならば（Ｅ）、引き上げを開始し、その際も硬化材５を注入する。この引き上げは正転と逆転を交互に繰り返す、正転・逆転による（Ｆ）。

ある程度引き上げたならば、再度、正転・逆転で掘削および攪拌を行い（Ｇ）、最後に逆転しながら引き上げを行う（Ｈ）。

前記特許文献１および特許文献２は予め先行掘削としてセメントミルク等の硬化材を注入する量に応じた量の掘削土を地上に排土し、その後、さらなる掘削と同時にセメントミルク等の硬化材を注入して、後行掘削での掘削土と硬化材とを混合すること、および、先行掘削は後行掘削とは別の掘削手段で行い、後行掘削はソイルセメント杭造成機で行うことで産業廃棄物残土を発生させずに施工できるようにしたものである。

前記特許文献１や特許文献２は先行掘削孔の掘削土をセメントミルクを注入せずに地上に排土することを前提とする。この掘削土は一般残土であり、産業廃棄物としてではなく処理できることで産業廃棄物残土をほとんど発生させずにすむことを目指している。

しかし、土質が上にローム層のような粘性地盤では一般残土を排出した場合、孔壁の崩壊を惹起するおそれがある。

また、先行掘削孔の残土の排出という所謂空堀の工程を設けなければならないのでは、工程数が多くなり、掘削時間が長くかかり、排土する量も多い。

一方、図３に示すように、混練オーガー機１の削孔とともにセメントミルクとエアーを掘削ヘッド４から出して孔内に注入し、硬化材５と掘削土砂が混合された混練り材（ソイルセメント）で充填していく従来の方法では深度が深い場合には硬化材が途中で固まり、施工の障害となるおそれもある。

本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、ローム層等の粘土質地盤であっても施工を容易とし、かつ深度のある施工でもセメントミルクの途中硬化を惹起することもなく確実に施工ができ、しかも、先行掘削孔の残土の排出という所謂空堀の工程を設けることなく、残土の排出量を減らすことができ、産業廃棄物残土もほとんど発生させずにすむソイルセメント連続地中壁の施工法を提供することにある。

前記目的を達成するため請求項１記載の本発明は、先行掘削として１軸の掘削機で原地盤を削孔し、その先端よりセメントミルクを吐出してソイルセメントの柱体を間隔を存して造り、後行掘削として多軸の混練オーガー機でエレメント端の軸孔を前記先行削孔の掘削孔にラップさせて連続一体のソイルセメント壁体を造成するソイルセメント連続地中壁の施工法において、先行掘削でのセメントとセメントミルクと掘削土の混練は従来よりもＷ／Ｃ（水／セメント比）を高くし、後行掘削でのセメントとセメントミルクと掘削土の混練はこの先行掘削での余剰水量を考慮して決定することを要旨とするものである。

請求項１記載の本発明によれば、先行掘削では薄いセメントミルクを入れて、後行掘削で濃いセメントミルクを入れてターニングする。すなわち、先行削孔に入れたセメントミルクでの多めの水の量を、後行削孔ではその多目の分を入れないようにして、この先行削孔に入れた水を利用して、後行削孔で適切な量のセメントミルクと掘削土の混練としてソイルセメント連続地中壁を作ることができる。

請求項２および請求項３記載の本発明は、先行掘削はＷ／Ｃ８００％〜１２００％のセメントミルクの注入、後行削孔はＷ／Ｃ１００％〜２００％のセメントミルクの注入を行うこと、および先行掘削と後行削孔で完成するソイルセメント連続地中壁は、Ｗ／Ｃ２００％〜３００％であることを要旨とするものである。

請求項２および請求項３記載の本発明によれば、完成するソイルセメント連続地中壁は、従来の注入量Ｗ／Ｃに対して大幅にセメント量の減少をすることができる。また、完成するソイルセメント連続地中壁は、セメントミルク（セメント＋ベントナイト＋水）を混練り材（ソイルセメント）量ｍ^２×６０％位、Ｗ／Ｃ２００〜３００％位のセメントミルクの注入のものとなり、適正な施工が得られる。

以上述べたように本発明のソイルセメント連続地中壁の施工法は、ローム層等の粘土質地盤、いわゆるかたい地盤であっても施工を容易とし、また、先行掘削孔の残土の排出という所謂空堀の工程を設けることなく、残土の排出量を減らすことができ、産業廃棄物残土もほとんど発生させずにすむものである。

以下、図面について本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明のソイルセメント連続地中壁の施工法の実施形態を示す説明図で、ソイルセメント連続地中壁工法は、混練オーガー機による掘削時に、掘削土とセメントミルク等の硬化材とを攪拌してソイルセメントの杭体を地中に製作するが、かかる杭体を重ね合わせた柱列杭壁を施工してなるものである。

混練オーガー機での削孔は、先行掘孔と後行掘孔の２度に分けて行なう。

混練オーガー機１は図２で説明したように周知のごとく、油圧モータ等の駆動装置２により回転駆動されるスクリュー掘削軸３の先端を掘削ヘッド４とし、この掘削軸３の内部を通過するセメントミルク等の硬化材を掘削ヘッド４から注入できるようにしている。

ここでセメントミルクとは、セメントと水とを練り混ぜてできたミルク状のものをいうが、セメントと水以外に、各種の混和剤を含んだもの、ベントナイトを加えたものも該当する。

また、本発明でＷ／Ｃ（水：セメント比）とは、セメントミルクにおけるセメントと水との割合をいう。

先行削孔として１軸の掘削機（オーガー機）で原地盤を削孔し、その先端よりセメントミルクを吐出してソイルセメントの柱体を間隔を存して造る。この場合の１軸の掘削機（オーガー機）は必ずしも混練オーガー機ではなく、通常のオーガー機でもよい。

その後後行削孔として多軸の混練オーガー機でエレメント端の軸孔を前記先行削孔の掘削孔にラップさせて連続一体のソイルセメント壁体を造成する。

なお、図示の例は後行削孔の多軸混練オーガー機１が３軸の場合であるが、これが５軸の場合もあり、その場合は先行削孔は３つの孔が間隔を存して造成されることになる。

本発明は先行削孔と後行削孔とでセメントミルクにおけるＷ／Ｃを変えるものであり、先行削孔でのセメントミルクを水の量が多いものとし、これに対応して後行削孔でのセメントミルクを水の量が少ないものとした。

このように先行削孔のセメントミルクをジャブジャブにして固まらないようにしておいて、後からの後行削孔で硬いセメントミルクをいれてやれば、残土を減らすことができ、少ないセメントミルクの量でソイルセメント連続地中壁ができる。

先に薄いセメントミルクを入れて、後から濃いセメントを入れてターニングするもので、先行削孔にいれたセメントミルクの多めの水の量を利用し、後行削孔では水の量をこれに対応して少な目にする。

従来例との比較で説明する。（※ここで従来例とは通常想定されるであろうとする仮定事例である）
まず、１軸による先行削孔であるが、従来例は下記表１の通りである。

これに対して本発明は１軸による先行削孔であるが、下記表２の通りとした。

３軸による後行掘削は従来例は下記表３の通りである。

本発明において３軸による後行掘削は下記表４の通りとした。

完成するソイルセメント連続地中壁は下記の通りとなる。
従来例対象土量 19.368
φ600、Ｌ＝20ｍで試算。Ｃ 200kg・Ｗ／Ｃ＝200％、先行600％
削孔長に対する注入率74.2％

本発明例
φ600、Ｌ＝20ｍで試算。Ｃ 160kg・Ｗ／Ｃ＝150％、先行1200％
削孔長に対する注入率81.4％

前記従来例と本発明例との比較において、先行削孔の時従来は、Ｗ／Ｃ６００％であった（セメント５０ｋｇの水３００Ｌ＝６００％）を本発明ではＷ／Ｃ８００％〜１２００％（セメント２５ｋｇの水３００Ｌ＝１２００％）位で硬質地盤を緩めておく。

このようなＷ／Ｃの水の量が多い先行削孔では、この先行削孔を行なうことで地盤をゆるめることができ、後行削孔と合わせて深度のあるソイルセメント壁体を造成することができる。

後行削孔では先行削孔に入れた水を利用して、新たな壁を作る。完成するソイルセメント連続地中壁が全体としてＷ／Ｃ２００〜３００％になればよく、後行削孔ではＷ／Ｃ１００％〜２００％のセメントミルクの注入でよい。

従来は残土量が対象土壌の６５％位出た。（対象土壌が３０００ｍ^３あれば１９００ｍ^３が残土量（発生土））

これに対して本発明は２５ｋｇの水３００Ｌ（１２００％）であるので、対象土壌が３０００ｍ^３あれば１２００ｍ^３が残土量（発生土）となり、残土量４０％ですむ。

本発明のソイルセメント連続地中壁の施工法の説明図である。混練オーガー機の側面図である。従来例を示す説明図である。さらに他の従来例を示す説明図である。先行削孔、後行削孔の説明図である。

１…混練オーガー機２…駆動装置
３…掘削軸４…掘削ヘッド
５…硬化材６…先行掘削孔
７…リーダマスト８…ベースマシン
９…混練り材

Claims

先行掘削として１軸の掘削機で原地盤を削孔し、その先端よりセメントミルクを吐出してソイルセメントの柱体を間隔を存して造り、後行掘削として多軸の混練オーガー機でエレメント端の軸孔を前記先行削孔の掘削孔にラップさせて連続一体のソイルセメント壁体を造成するソイルセメント連続地中壁の施工法において、先行掘削でのセメントとセメントミルクと掘削土の混練は従来よりもＷ／Ｃ（水／セメント比）を高くし、後行掘削でのセメントとセメントミルクと掘削土の混練はこの先行掘削での余剰水量を考慮して決定することを特徴とするソイルセメント連続地中壁の施工法。
先行掘削はＷ／Ｃ８００％〜１２００％のセメントミルクの注入、後行削孔はＷ／Ｃ１００％〜２００％のセメントミルクの注入を行う請求項１記載のソイルセメント連続地中壁の施工法。
先行掘削と後行削孔で完成するソイルセメント連続地中壁は、Ｗ／Ｃ２００％〜３００％である請求項１および請求項２記載の請求項１記載のソイルセメント連続地中壁の施工法。