JP2943675B2 - 土留め壁の構築工法 - Google Patents

土留め壁の構築工法

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JP2943675B2 JP7305888A JP30588895A JP2943675B2 JP 2943675 B2 JP2943675 B2 JP 2943675B2 JP 7305888 A JP7305888 A JP 7305888A JP 30588895 A JP30588895 A JP 30588895A JP 2943675 B2 JP2943675 B2 JP 2943675B2
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幸三郎 土屋
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、土留め壁の構築
工法に関し、特に、空頭制限の厳しい狭隘な場所で土留
め壁を構築する際に好適な工法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】地下構造物を築造する際に地盤中に構築
される土留め壁の構築工法として、多軸混練オーガ機を
使用するソイルセメント連続壁工法(SMW工法)が知
られている。この種の工法に使用される多軸混練オーガ
機は、一般的に、列状に配置された3本の攪拌軸を備え
ており、各攪拌軸の先端には、削孔ビットが設けられる
とともに、各攪拌軸の外周には、螺旋状の攪拌翼が設け
られている。
【0003】各攪拌軸に設けられた攪拌翼は、平面的に
みて水平方向に隣接する攪拌翼同士の回転範囲が、相互
に部分的に重なるように、かつ、上下方向に間隔を置い
て、干渉が避けられる位置に配置されている。また、各
攪拌軸には、軸方向に貫通し、削孔ビットの先端に開口
する硬化材の噴射孔が設けられている。連続壁を構築す
る際には、各攪拌軸を回転させることで、削孔ビットで
地盤を掘削しながら貫入される。各攪拌軸は、複数本の
ユニットに分割されていて、1本分の攪拌軸が所定深度
まで貫入されると、順次別の攪拌軸を継ぎ足すことで所
定深度まで貫入される。
【0004】この貫入過程で、削孔ビットにより地盤土
砂を原位置で削孔すると同時に、セメントミルクやこれ
とベントナイトなどとを混合した硬化材が噴射孔から噴
出され、硬化材と原位置土砂とを混合攪拌して、3本の
攪拌軸を列状に連ねた長さを1エレメントとするソイル
セメント壁を造成する。そして、攪拌軸がソイルセメン
ト壁の造成予定深度まで到達すると、攪拌軸を引き上げ
て各ユニットに分離して解体し、先に造成されているエ
レメントの端部に重なるようにして、上述した工程を順
次繰り返すことで、エレメントを横方向に連結した土留
め壁を構築する。
【0005】しかしながら、このようなソイルセメント
連続壁工法には、特に、空頭制限の厳しい狭隘な場所、
例えば、架線下,ガード下,地下,高架橋下などで施工
する際に、以下に説明する技術的な課題があった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】すなわち、上述したソ
イルセメント連続壁工法では、1エレメント毎に攪拌軸
の段取り替えを行うため、作業工期が長くなるととも
に、作業が煩雑になる。また、特に、空頭制限の厳しい
場所では、攪拌軸の組み立ておよび解体作業が非常に困
難になる。
【0007】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたものであって、その目的とするところは、エ
レメント毎の段取り替えを必要としない、土留め壁の構
築工法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、地盤を攪拌しながらセメントミルクなど
の地盤硬化材を噴射する攪拌軸を地盤中の所定深度まで
貫入させ、原位置で地盤土砂と前記硬化材とを混合攪拌
した後に、前記地盤土砂と前記硬化材との混合物中にH
型鋼などの芯材を埋設してソイルセメント壁を形成する
土留め壁の構築工法において、前記土留め壁の形成方向
の前端側に、削孔ビットが先端に設けられるとともに、
外周にスクリュー羽根が設けられた一対の掘削軸を対向
配置し、前記スクリュー羽根が掘削土砂を前記土留め壁
の形成方向の後部側に移送するように、前記一対の掘削
軸を相互に逆回転させるとともに、前記攪拌軸と前記掘
削軸とを地盤中の所定深度まで貫入した後に引き上げる
ことなく水平移動させるようにした。上記構成の土留め
壁の構築工法によれば、攪拌軸と掘削軸とを地盤中の所
定深度まで貫入した後に引き上げることなく水平移動さ
せるので、エレメント毎に攪拌軸や掘削軸を組立,解体
する作業が不要になる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、添付図面に基づいて詳細に説明する。図1から図4
は、本発明にかかる土留め壁の構築工法の一実施例を示
している。同図に示す構築工法を説明する前に、本実施
例で使用する地盤の掘削,攪拌装置の一例を説明する。
図5〜図7には、本発明の構築工法で使用する地盤の掘
削,攪拌装置の一例が示されている。同図に示す装置
は、一対の掘削軸10と、列状に配置される2本の第1
および第2攪拌軸12,14と、回転駆動部16と、走
行台18と、昇降機構20と、駆動機構22とを備えて
いる。
【0010】一対の掘削軸10は、その詳細は図示して
いないが、図7において、一方の掘削軸10の裏面側に
同一構成の他方の掘削軸が対向するように配置されてい
て、形成しようとする土留め壁の形成方向の前端側にな
るように第1攪拌軸12の前段側に配置されている。ま
た、一対の掘削軸10は、攪拌軸12,14の列方向の
中心線を挟んで対称位置に配置されている。
【0011】各掘削軸10は、複数のユニットに分割さ
れていて、最先端に削孔ビット10aが設けられてい
る。また、各掘削軸10の外周には、螺旋状のスクリュ
ー羽根10bが設けられている。第1および第2攪拌軸
12,14は、掘削軸10と同様に複数のユニットに分
割されていて、先端にそれぞれ削孔ビット12a,14
aが設けられている。
【0012】また、第1および第2攪拌軸12,14の
外周には、それぞれ攪拌翼12b,14bが固設されて
いる。各攪拌軸12,14に固設された攪拌翼12b,
14bは、平面的に見て、水平方向で隣接する部分にお
いて、それぞれの回転半径が相互に重なるような大きさ
になっているとともに、相互の干渉を避けるために、上
下方向に間隔をおいて間欠的に配置されている。なお、
掘削軸10に設けられたスクリュー羽根10bの回転範
囲は、各攪拌翼12b,14bの回転範囲の略1/2に
設定されている(図2参照)。
【0013】第1,第2攪拌軸12,14には、内部を
上下方向に貫通する硬化材供給路(図示省略)が設けら
れ、削孔ビット12a,14aの下端中心と、各攪拌翼
12b,14bの近傍とに硬化材の噴射孔12c,14
cが設けられている。噴射孔12c,14cからは、セ
メントミルクやこれにベントナイトを混合した硬化材が
噴射される。一対の掘削軸10と第1および第2攪拌軸
12,14は、適宜箇所に設けられた連結板24で回転
可能に結合されている。
【0014】回転駆動部16は、掘削軸10および第
1,第2攪拌軸12,14を回転駆動するものであっ
て、内部に油圧モータや複数のギャが収納されており、
下面側に掘削軸10と第1および第2攪拌軸12,14
を着脱可能に結合するコネクタ16aが設けられてい
る。回転駆動部16は、走行台18に揺動自在に立設さ
れた支柱26と、支柱26の前面側に設けられたガイド
ロッド28に上下移動自在に支持されている。
【0015】走行台18は、複数の車輪18aを有して
いて、各車輪18aは、形成しようとする土留め壁の形
成方向に沿って延びるガイドレール30に嵌合してい
る。昇降機構20は、回転駆動部16を上下移動させる
ものであって、具体的には、支柱26に沿って配置され
た油圧ジャッキから構成されている。駆動機構22は、
車輪18aを回転させて、走行台18をガイドレール3
0に沿って移動させるものであって、油圧モータや減速
機などから構成されている。
【0016】なお、図5,6において符号32で示した
部分は、支柱26の起伏用ジャッキであり、同34は、
回転駆動部16などに油圧を供給する油圧ユニットであ
る。図1〜4は、上記構成の装置を使用して土留め壁を
連続的に構築する工法の一例を示している。土留め壁を
形成する際には、まず、図1に示すように、装置が形成
しようとする土留め壁の一端側に設置される。このと
き、一対の掘削軸10は、土留め壁の形成方向の前端側
に位置させられる。
【0017】装置の設置が完了すると、昇降機構20に
より回転駆動部16を押し下げながら、回転駆動部16
により掘削軸10と攪拌軸12,14とを回転させる。
掘削軸10と攪拌軸12,14とを回転させると、これ
らの軸は、掘削ビット10a,12a,14aで地盤を
掘削しながら徐々に貫入する。そして、単位ユニットの
長さまで貫入すると、順次他のユニットを継ぎ足して、
土留め壁を構築しようとする深度までこの操作が行われ
る。
【0018】なお、この場合、一対の掘削軸10と攪拌
軸12,14の回転方向に特別制限はなく、任意の方向
に回転させることができる。掘削軸10と攪拌軸12,
14が所定深度まで貫入させられると、図3に示すよう
に、昇降機構20による押し込みを停止して、攪拌軸1
2,14を回転駆動するとともに、攪拌軸12,14の
各噴射孔12c,14cから硬化材を噴射する。
【0019】この操作により、各攪拌軸12,14の攪
拌翼12b,14bで、原位置地盤土砂を攪拌するとと
もに、噴射孔12c,14cから噴射された硬化材を土
砂と混合させる。そして、このような攪拌混合が進行し
た段階で、駆動機構22を駆動させて、走行台18をガ
イドレール30に沿って移動させながら、掘削軸10と
攪拌軸12,14とを水平移動させる。
【0020】このとき、一対の掘削軸10は、スクリュ
ー羽根10bが図2に回転方向を矢印で示すように、掘
削土砂を第1攪拌軸12側に移送するように、回転駆動
部16で相互に逆回転させる。このように掘削軸10を
回転させながら、駆動機構22で、土留め壁の形成方向
に水平移動させると、スクリユー羽根10bで掘削され
た土砂が後方に順次移送されるので、水平移動が容易に
なるとともに、方向性のバランスも良くなる。
【0021】以上の作業がある程度進行し、第2攪拌軸
14の後方に、掘削土砂と硬化材との混合物領域(図
3,4にハッチングで示した部分)が形成されると、硬
化材が硬化する前に、この混合物中にH型鋼などの芯材
36が埋設される。このような作業を継続していくと、
硬化材が硬化することにより、装置を設置した一端側か
ら順次ソイルセメント壁が形成される。
【0022】そして、掘削軸10が土留め壁の形成予定
箇所の他端まで到達すると、水平移動を停止して、昇降
機構20により掘削軸10と攪拌軸12,14とを引上
げ、これらの分解を行って工事が完了する。さて、以上
のように構成された土留め壁の構築工法によれば、掘削
軸10と攪拌軸12,14とを地盤中の所定深度まで貫
入した後に引き上げることなく水平移動させるので、エ
レメント毎に攪拌軸12,14や掘削軸10を組立,解
体する作業が不要になり、工期の短縮が可能になる。
【0023】また、掘削軸10や攪拌軸12,14の組
立,解体は、それぞれ一回で済むので、空頭制限の厳し
い狭隘な場所、例えば、架線下,ガード下,地下,高架
橋下などで施工もさほどの困難を伴うことなく、比較的
容易に行える。なお、前述した掘削軸10および掘削軸
12,14の貫入過程で、攪拌軸12,14の噴射孔1
2c,14cから硬化材を噴射させるか否かは、任意に
選択できるが、硬化材を噴射しながら貫入すると、貫入
が終了すると直ちに水平移動させることが可能になる。
【0024】
【発明の効果】以上、実施例で詳細に説明したように、
本発明にかかる土留め壁の構築工法によれば、掘削軸や
攪拌軸の継ぎ足し組立作業を最初に行うと、従来のこの
種の装置や工法のように、エレメント毎に組立,解体を
繰り返す必要がないので、労力の省力化ができるととも
に、安全性も向上する。
【0025】また、本発明の工法は、軟弱粘性土から洪
積の締まった砂礫層まで広範囲の土質に適用することが
できる。さらに、攪拌軸や掘削軸を適宜継ぎ足すことに
より、比較的大深度、例えば、50m程度まで施工でき
る。またさらに、施工場所で空頭に制限の有る場合に
は、非常に有効なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる土留め壁の構築工法の一実施例
を示す施工初期段階の側面図である。
【図2】同構築工法において、施工の初期に形成される
掘削範囲の説明図である。
【図3】図1に引き続いて行われる工程の正面説明図で
ある。
【図4】図3に引き続いて行われる工程の正面説明図で
ある。
【図5】本発明にかかる土留め壁の構築工法で使用する
地盤の掘削,攪拌装置の一例を示す側面図である。
【図6】図5の正面図である。
【図7】同装置で使用する掘削軸と攪拌軸の要部正面図
である。
【符号の説明】
10 掘削軸 10a 削孔ビット 10b スクリュー羽根 12 第1攪拌軸 12a 削孔ビット 12b 攪拌翼 12c 噴射孔 14 第2攪拌軸 14a 削孔ビット 14b 攪拌翼 14c 噴射孔 16 回転駆動部 18 走行台 20 昇降機構 22 駆動機構 30 ガイドレール 36 芯材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平9−125451(JP,A) 特開 平8−177042(JP,A) 特開 平6−123117(JP,A) 特開 平7−189255(JP,A) 特開 昭53−92516(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) E02F 5/02 E02D 5/18 - 5/20

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 地盤を攪拌しながらセメントミルクなど
    の地盤硬化材を噴射する攪拌軸を地盤中の所定深度まで
    貫入させ、原位置で地盤土砂と前記硬化材とを混合攪拌
    した後に、前記地盤土砂と前記硬化材との混合物中にH
    型鋼などの芯材を埋設してソイルセメント壁を形成する
    土留め壁の構築工法において、 前記土留め壁の形成方向の前端側に、削孔ビットが先端
    に設けられるとともに、外周にスクリュー羽根が設けら
    れた一対の掘削軸を対向配置し、 前記スクリュー羽根が掘削土砂を前記土留め壁の形成方
    向の後部側に移送するように、前記一対の掘削軸を相互
    に逆回転させるとともに、前記攪拌軸と前記掘削軸とを
    地盤中の所定深度まで貫入した後に引き上げることなく
    水平移動させることを特徴とする土留め壁の構築工法。
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