JP2937766B2

JP2937766B2 - 連続地下壁工法

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Publication number: JP2937766B2
Application number: JP6209642A
Authority: JP
Inventors: 徹中島
Original assignee: ERUFU KK
Current assignee: ERUFU KK
Priority date: 1994-09-02
Filing date: 1994-09-02
Publication date: 1999-08-23
Anticipated expiration: 2014-08-23
Also published as: JPH0874245A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本願発明は、例えば土留壁や止水
壁や地下構造躯体壁等として利用される連続地下壁を構
築するための連続地下壁工法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の連続地下壁工法として、従来か
ら、図３に示すように多数本の円柱体を順次連続状態で
並設させるようにした柱（くい）列方式や、図４に示す
ように大面積の壁体を一度に構築するようにした壁方式
等がある。

【０００３】図３に示す柱列方式による連続地下壁工法
では、まず縦長の掘削装置（例えばオーガースクリュ
ー）１０１を使用して地盤中の土壌を円柱状に掘削・排
除する（縦孔１０２を形成する）。そして、この縦孔１
０２内にコンクリート（無筋、鉄筋又は鉄骨コンクリー
ト）を打設して、いわゆる場所打ちコンクリート杭１０
３を形成し、このようなコンクリート杭１０３を順次重
合状態で多数本並設することによって連続地下壁Ｘを構
築するものである。

【０００４】図４に示す壁方式による連続地下壁工法で
は、例えばクラムシェルバケット式の掘削装置２０１
で、所定幅、所定深さ、及び所定長さの溝２０２を掘削
し、この溝２０２内にコンクリート（無筋、鉄筋又は鉄
骨コンクリート）を打設して、一連のコンクリート壁体
２０３からなる連続地下壁Ｙを構築するものである。

【０００５】ところで、図３又は図４に示す連続地下壁
工法では、連続地下壁（Ｘ，Ｙ）を構築する部分の土壌
は符号Ｅで示すように掘削・排除されるが、この排土Ｅ
は、後でダンプカーで作業所外に搬出される。又、図３
又は図４に示すようにして構築された連続地下壁（Ｘ，
Ｙ）は、例えば図５に示すように土留壁や止水壁や地下
構造躯体壁等として利用されるが、その場合、該連続地
下壁（Ｘ，Ｙ）の一側面側の土壌は掘削・排除されてそ
こに空所Ｓが形成される。このように、連続地下壁
（Ｘ，Ｙ）の一側面側に空所Ｓを形成すると、該連続地
下壁（Ｘ，Ｙ）に対して反空所Ｓ側から土圧Ｐが加わ
り、該連続地下壁を空所Ｓ側に転倒させるようなモーメ
ントが働く。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記図３又は図４に示
す従来の連続地下壁工法では、地盤の土壌を掘削する作
業と、その掘削された縦孔１０２（図３）あるいは溝２
０２（図４）内に生コンクリートを打設する作業とが別
々に行われるので、それらの作業を行うそれぞれ専用の
機械装置が必要となるとともに、工期が長くなるという
問題がある。又、地盤の土壌を、構築すべき連続地下壁
（Ｘ，Ｙ）の体積量だけは掘削・排土する必要があり、
その掘削・排土量が多量となってそのための費用（掘削
費用及び排土搬出費用）が高価となるとともに、生コン
クリート等の材料も多量に必要となって、工事費全体の
コストが高価となるという問題があった。

【０００７】又、図５に示すように、構築された連続地
下壁（Ｘ，Ｙ）の一側面側に空所Ｓを形成すると、該連
続地下壁（Ｘ，Ｙ）に対して非掘削側（反空所Ｓ側）か
ら土圧Ｐが加わり、該連続地下壁を空所Ｓ側に転倒させ
るようなモーメントが働く。ところが、従来の連続地下
壁（Ｘ，Ｙ）では、上端部から下端部に至る全範囲に亘
って同じ厚さＴとされているため、上記土圧Ｐ（転倒モ
ーメント）に対する抵抗力としては該壁体（Ｘ，Ｙ）の
自重のみしかなく、従って転倒モーメントに対する抵抗
力が小さいという問題があった。尚、該土圧Ｐ（転倒モ
ーメント）に対し抵抗力を大きくするためには、該連続
地下壁（Ｘ，Ｙ）の厚さＴを上下方向の全長に亘って厚
くして、長さ当たりの重量を大きくする（いわゆる重力
式擁壁とする）か、あるいは連続地下壁（Ｘ，Ｙ）の下
端部の埋設深さＨを深くすることが考えられるが、いず
れの場合（厚さＴを厚くしたり、埋設深さＨを深くす
る）でも、連続地下壁が大型となって土壌の掘削・排土
のための費用、及び生コンクリート等の材料費がそれぞ
れ高価となる。

【０００８】本願発明は、上記した従来の連続地下壁工
法の問題点に鑑み、掘削・排土のための費用及び材料費
等を少なくして全体の工事コストを低下させることがで
きるようにするとともに、土圧による転倒モーメントに
対して抵抗力の大きい連続地下壁を構築し得るようにし
た連続地下壁工法を提案することを目的とするものであ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本願発明の連続地下壁工
法では、地盤の土壌を掘削する機能と、土壌掘削部分に
固化材スラリーを注入する機能と、掘削した土壌と注入
した固化材スラリーとを撹拌・混合する機能とをそれぞ
れ備えた掘削機を使用して行う。そして、この連続地下
壁工法は、該掘削機で、地下壁構築場所の地盤を掘削す
る作業と、その掘削場所において土壌中に固化材スラリ
ーを注入する作業と、土壌と固化材スラリーとを撹拌・
混合する作業とをそれぞれ行いながら、順次所定の幅、
所定の深さ及び所定の長さの範囲に土壌と固化材スラリ
ーとを混合させた改良土壌による連続地下壁を構築する
ことを基本構成としている。

【００１０】固化材スラリーは、固化材（セメント）と
水とを適量づつ混合してスラリー状にしたもの（セメン
トミルク）が使用される。この固化材スラリーは、掘削
される（現状位置でほぐされる）土壌中に混合すること
により、該土壌を固化させて改良土壌とするものであ
る。尚、固化材スラリーの固化材（セメント）と水との
混合割合は、重量比で固化材（セメント）が５０〜６０
％に対して水が５０〜４０％程度が適当であるが、連続
地下壁を構築すべき地盤の条件（例えば地盤の含水状
態）によっては、固化材と水との混合割合を適宜変更す
ることができる。

【００１１】掘削機としては、屈曲式アームの先端部に
バケットを取付けたバックホウが使用可能である。又、
バケット部分には、固化材スラリーを吐出させるノズル
を位置させておくとともに、掘削した土壌と注入した固
化材スラリーとを撹拌・混合するための撹拌装置を設け
ておく。

【００１２】そして、本願発明では、バケットによる土
壌掘削作業（このとき適量の調整水が供給される）と同
時に、その掘削位置に固化材スラリーを注入するととも
に撹拌装置で土壌と固化材スラリーとを混合・撹拌しな
がら、該バケットを順次連続地下壁の構築予定部分を上
下及び前後に移動させることよにり、所定大きさの改良
土壌からなる連続地下壁を構築するようにしている。
又、上記のようにして連続地下壁を構築するに際して、
構築すべき連続地下壁における、後で掘削・排土される
空所形成側とは反対側の側面上部に、上記同様に土壌と
固化材スラリーとを混合させた改良土壌からなる膨出体
を一体成形するようにしてもよい。尚、連続地下壁の構
築後（改良土壌の硬化後）に該連続地下壁を利用するに
は、該連続地下壁の膨出体形成部分とは反対側の土壌を
掘削・排土して、そこに空所を形成する。

【００１３】尚、固化材スラリーを混合した改良土壌
は、該固化材スラリーの混合割合を多くするほど強度が
高くなるが、例えば単なる土留壁や止水壁として利用す
る場合には、該固化材スラリーと土壌との混合割合を、
体積比で固化材スラリーが２０〜３０％に対して土壌が
８０〜７０％程度にすればよい。尚、連続地下壁の使用
目的によっては、固化材スラリーと土壌との混合割合を
適宜変更することができる。又、このように、掘削土壌
中に固化材スラリーを混入すると、連続地下壁構築部分
において改良土壌の量が多くなって溢れる（地面より盛
り上がる）ため、予め構築部分の土壌を所定深さ（例え
ば連続地下壁構築深さの２０〜３０％程度の深さ）だけ
掘削・排土した後に、本願発明の作業を行うようにすれ
ばよい。その場合、掘削・排土した土壌は、ダンプカー
等で作業所外に搬出されるが、その搬出土壌の量は従来
の連続地下壁工法に比して極めて少なくなる。

【００１４】尚、本願発明の連続地下壁工法では、上記
のように現状地盤の土壌を利用して連続地下壁を構築す
るようにしているので、構築された連続地下壁自体の強
度は、生コンクリートのみによる連続地下壁の強度より
低くなる。従って、本願発明の連続地下壁工法は、連続
地下壁自体にさほど高強度を要求されない工事に適して
いる。

【００１５】

【作用】このように、本願発明の連続地下壁工法では、
単一の掘削機で、現状地盤の土壌を掘削し、且つその掘
削土壌と固化材スラリーとを混合させながら、順次連続
地下壁構築部分を土壌改良し得るので、掘削作業の進行
と同時に連続地下壁構築部分に改良土壌を形成すること
ができる。従って、連続地下壁を構築するのに、予め縦
孔や溝等の空所を形成する必要がなくなる。又、現状地
盤の土壌をそのまま利用できるので、その分、排土量を
少なくできるとともに固化材スラリーの量を少なくでき
る。

【００１６】又、連続地下壁の一側面上部（後で形成さ
れる空所とは反対側）に膨出体を一体成形すると、構築
された連続地下壁全体の重心が該膨出体形成側に偏心す
るようになる。従って、この場合には、連続地下壁の反
膨出体形成側の土壌を掘削・排土してそこに空所を形成
した場合でも、該連続地下壁が反空所形成側の地盤にも
たれかけた状態で設置されるようになり、該連続地下壁
に対する反空所側からの土圧（転倒モーメント）に対抗
する作用が得られる。

【００１７】

【発明の効果】本願発明の連続地下壁工法によれば、掘
削機で連続地下壁構築部分の土壌を掘削する作業と同時
にそこに改良土壌による連続地下壁を構築できるので、
使用する機械装置が少なくて済むとともに工期を短縮す
ることができる。又、連続地下壁を構築する際に、土壌
を掘削・排土しなくてよい（あるいは少量でよい）の
で、その掘削・排土のための作業及び費用が不要となり
（あるいは低減でき）、しかも現状地盤の土壌を連続地
下壁の構成材料として利用できるので、作業コストや材
料コストを低減できて全体の工事コストが安価となると
いう効果がある。

【００１８】さらに、連続地下壁における、空所形成側
とは反対側の側面上部に膨出体を一体成形するようにし
たものでは、構築された連続地下壁の重心が膨出体形成
側に偏心するようになる。従って、連続地下壁における
反膨出体側の土壌を掘削・排土してそこに空所を形成し
た場合でも、該連続地下壁に対する反空所側からの土圧
（転倒モーメント）に対して自己重量による抵抗力が大
きくなり、安定性が向上するという効果がある。

【００１９】

【実施例】図１及び図２を参照して本願発明の実施例を
説明すると、この実施例の連続地下壁工法は、例えば地
表から２〜４ｍ程度の比較的浅い範囲に連続地下壁を構
築する場合に適したものであり、又、連続地下壁自体に
さほど高強度を要求されない工事に適した工法である。

【００２０】この連続地下壁工法では、地盤の土壌を掘
削する機能（バケット２）と、土壌掘削部分に固化材ス
ラリーを注入する機能（ノズル３４）と、掘削した土壌
と注入した固化材スラリーとを撹拌・混合する機能（撹
拌装置４）とをそれぞれ備えた掘削機１を使用して行わ
れる。

【００２１】この実施例では、掘削機１として、図１に
示すようなバックホウが使用されている。この掘削機１
は、自走式の車体１１に屈曲式アーム１２を水平旋回自
在に搭載し、さらに該屈曲式アーム１２の先端部に土壌
を掘削するためのバケット２を取付けている。

【００２２】又、バケット２部分には、固化材スラリー
を注入するノズル３４（図２(Ａ)〜(Ｃ)参照）が設けら
れている。このノズル３４には、図１に示すように、ミ
キサー３１内に収容した固化材スラリーが供給管３３を
通して供給される。ミキサー３１内では、セメントと水
とを適量づつ混合・撹拌して固化材スラリーを生成し、
該ミキサー３１内の固化材スラリーをポンプ３２で供給
管３３を通してノズル３４から吐出し得るようになって
いる。固化材スラリーの混合割合は、重量比でセメント
が５０〜６０％に対して水が５０〜４０％程度が適当で
ある。又、この固化材スラリーは、連続地下壁を構築す
べき場所の土壌に対して、体積比で２０〜３０％程度混
入される。尚、セメントと水の混合割合、及び固化材ス
ラリーの土壌に対する混合割合等は、現場の地質や構築
すべき連続地下壁の用途等によって適宜に変更可能であ
る。

【００２３】又、バケット２部分には、該バケット２で
掘削された土壌とノズル３４から吐出された固化材スラ
リーとを撹拌・混合するための撹拌装置４が設けられて
いる。この撹拌装置４は、バケット２に内蔵した油圧モ
ータ４１（図２(Ａ)参照）で撹拌羽根４２を回転させる
構成を有している。

【００２４】この連続地下壁工法では、上記掘削機１を
使用して次のようにして連続地下壁を構築する。尚、こ
の連続地下壁工法では、連続地下壁構築部分の土壌中に
固化材スラリーを注入・混合することによって改良土壌
からなる連続地下壁を構築するものであるが、連続地下
壁構築部分にそのまま固化材スラリーを注入すると、そ
の固化材スラリー注入量分の体積が増加して溢れてしま
う（盛り上がる）。従って、本願工法を行う前には、予
め連続地下壁構築部分の土壌を図２(Ａ)に示すように所
定小深さ（例えば連続地下壁構築深さの２０〜３０％程
度の深さ）だけ掘削・排土して、小深さの掘削溝Ｗを形
成しておくとよい。

【００２５】そして、図２(Ａ)の状態から、掘削機１の
車体１１及び屈曲式アーム１２を操作して、バケット２
を掘削溝Ｗ内に挿入し、該バケット２による土壌掘削作
業（このとき適量の調整水が供給される）と同時に、そ
の掘削位置に固化材スラリー注入装置３によって固化材
スラリーを注入するとともに、撹拌装置４で土壌と固化
材スラリーとを混合・撹拌する。このとき、固化材スラ
リーが混合された土壌は泥漿状となり、多少の抵抗はあ
るもののバケット２が該泥漿状の混合土壌中を上下及び
前後に移動可能となる。そして、固化材スラリー注入作
業及び混合・撹拌作業を行いながら、屈曲式アーム１２
及び車体１１を操作してバケット２を順次連続地下壁の
構築予定部分を上下及び前後に移動させることよにり、
例えば図２(Ｂ)に示すように改良土壌からなる同一厚さ
の連続地下壁Ｚ₁を構築する。

【００２６】又、上記のようにして同一厚さの連続地下
壁Ｚ₁を構築した後、図２(Ｃ)に示すように、後で掘削
・排土される空所形成側（図２(Ｄ)の符号Ｓ側）とは反
対側の側面上部に、上記同様に土壌と固化材スラリーと
を混合させた改良土壌からなる膨出体Ｚ₂を一体成形す
る。この膨出体Ｚ₂は、図２(Ｄ)に示すように、連続地
下壁Ｚ全体の重心Ｇを該膨出体形成側に偏心させて、連
続地下壁自体の転倒モーメントを空所Ｓとは反対に働か
せるものであり、同一厚さの連続地下壁Ｚ₁部分の転倒
モーメントに対する強度（深さ及び厚さ）に応じて該膨
出体Ｚ₂の大きさ（幅及び厚さ）を適宜に設定すること
ができる。

【００２７】そして、膨出体Ｚ₂つきの連続地下壁Ｚを
構築した後（硬化後）に、図２(Ｄ)に示すように、該連
続地下壁Ｚの膨出体形成部分とは反対側の土壌を掘削・
排土して、そこに空所Ｓを形成する。

【００２８】このように、この実施例の連続地下壁工法
では、単一の掘削機１で、現状地盤の土壌を掘削し、且
つその掘削土壌と固化材スラリーとを混合させながら、
順次連続地下壁構築部分を土壌改良し得るので、掘削作
業の進行と同時に連続地下壁構築部分に改良土壌を形成
することができる。従って、連続地下壁を構築するの
に、使用する機械装置が少なくて済むとともに工期を短
縮することができる。又、連続地下壁を構築する際に、
土壌を掘削・排土しなくてよい（あるいは少量でよい）
ので、その掘削・排土のための作業及び費用が不要とな
り（あるいは低減でき）、しかも現状地盤の土壌を連続
地下壁の構成材料として利用できるので、作業コストや
材料コストを低減できて全体の工事コストを安価にでき
る。

【００２９】又、図２(Ｄ)に示すように、同一厚さの連
続地下壁Ｚ₁における空所Ｓ形成側とは反対側の側面上
部に膨出体Ｚ₂を一体成形すると、構築された連続地下
壁Ｚ全体の重心Ｇが膨出体形成側に偏心するようにな
る。従って、連続地下壁Ｚにおける反膨出体側の土壌を
掘削・排土してそこに空所Ｓを形成した場合でも、該連
続地下壁に対する反空所側からの土圧（転倒モーメン
ト）Ｐに対して自己重量による抵抗力が大きくなり、安
定性が向上するという作用が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の実施例の連続地下壁工法を行うため
の掘削機の斜視図である。

【図２】本願発明の実施例にかかる連続地下壁工法の作
業順序説明図である。

【図３】従来から行われている壁方式による連続地下壁
工法の説明図である。

【図４】従来から行われている柱列方式による連続地下
壁工法の説明図である。

【図５】従来の連続地下壁の作用説明図である。

【符号の説明】

１は掘削機、２はバケット、３は固化材スラリー注入装
置、４は撹拌装置、Ｚは連続地下壁全体、Ｚ₁は同一幅
の連続地下壁、Ｚ₂は膨出体、Ｇは連続地下壁全体の重
心である。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】地盤の土壌を掘削する機能と、土壌掘削
部分に固化材スラリーを注入する機能と、掘削した土壌
と注入した固化材スラリーとを撹拌・混合する機能とを
それぞれ備えた掘削機（１）を使用し、前記掘削機（１）で、地下壁構築場所の地盤を掘削する
作業と、その掘削場所において土壌中に固化材スラリー
を注入する作業と、土壌と固化材スラリーとを撹拌・混
合する作業とをそれぞれ行いながら、順次所定の幅、所
定の深さ及び所定の長さの範囲に土壌と固化材スラリー
とを混合させた改良土壌による連続地下壁（Ｚ₁）を構
築するとともに、該連続地下壁（Ｚ₁）における、後で掘削・排土される
空所（Ｓ）形成側とは反対側の側面上部に、土壌と固化
材スラリーとを混合させた改良土壌からなる膨出体（Ｚ
₂）を一体成形するようにした、ことを特徴とする連続地下壁工法。