JP4633273B2 - 土留工法とその装置 - Google Patents

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【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、比較的浅い深度において上下水道管、ガス管、通信管路等の地下埋設工事に用いる土留工法とその装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、比較的浅い深度で上下水道管、ガス管、通信管路等を掘削するために簡易矢板等による土留工法が用いられていた。この簡易矢板等による土留工法は図1に示すように通常軽量鋼などでできた矢板101を機械で地中に掘削しながら打ちこみ、木製の腹起こし切梁102を設置して周辺地盤の土圧による矢板101の倒壊を防ぎながら、掘削を行うものである。
【0003】
しかし、使用機材が大型になり、腹起こし切梁102の存在が作業を複雑にして掘削、管埋設においても障害となる構造であり、また掘削幅も広くなることから、工期、工事費において大きな負担となっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の簡易矢板等による工法では、一般に道路下に上下水道管、ガス管、通信管路等を埋設するに際し、長期に亘り広い占有場所を確保することとなり交通等に大きな支障が生じているという問題があった。また工事の安全上の配慮から矢板、腹起こし切梁を使用する必要があるため、この腹起こし切梁が上下水道管、ガス管、通信管路等の掘削工事の工程を複雑にし掘削工事の工期が長くなるという課題があった。
【0005】
さらに湧水地域においては、複雑かつ長い工期の掘削工事に加え、排水も必要になり、近隣に家屋等がある場合に家屋等の地盤に影響を与えることも多々あった。
【0006】
本発明は、上記課題を解決するために、簡便な工程で工期を短縮するとともに、安全性、工費の低減が図れる土留工法及びその装置を提供することを目的とする。
【0007】
そこで本発明は、上記事情に鑑み、複数箇所設けられた噴射口を備えた噴射管を地中に挿入し、該噴射口よりセメント等の硬化剤溶液の高圧ジェット、又はその周辺に圧縮空気を伴う高圧ジェットを同方向に噴射しながら前記噴射管を所定速度で引き上げることにより、厚さが略5cm以上の地中土留壁を造成するものである
【0008】
さらに、本発明は、前記噴射管の引き上げを停止した状態で、該噴射口よりセメント等の硬化剤溶液の高圧ジェット、又はその周辺に圧縮空気を伴う高圧ジェットを噴射しながら該噴射管を180度回転させることにより、前記地中土留壁の背部に厚さを5cm以上の半円状の改良地盤を形成するものである
【0009】
さらに、本発明は、上記土留工法に使用される前記噴射管が設けられたものである
【0010】
【発明の実施の態様】
本発明の掘削装置及びそれを用いた掘削方法を図2〜図12を参照にして説明する。
図2は本発明の掘削装置の説明図である。図2に示す通りに噴射管1には、セメント等の硬化剤溶液を噴射するための噴射口2を有している。この噴射口2の位置は図2に示すように並列、もしくは図3に示すように斜めにしてある。
【0011】
この噴射管1の噴射口2と噴射口2との中心同士の水平距離Lx1は10cm以内とし、1個の噴射ノズルの噴射幅が砂質土で約8cm程度、粘土質で約5cm程度であるので、造成壁厚さを5cm程度以上にすることができるようにしている。また図3に示すように、半円形造成体の厚さ幅10cm以上にするため噴射口2と噴射口2は垂直距離Lyを5cm以内、水平距離Lx2は10cm以内としている。壁圧を大きくする場合は、更に挿入管1の径を大きくしノズル数を増やせばよい。
【0012】
図4に本発明の噴射管の断面形状を示す。
【0013】
図4に示すように噴射管は円形でも角形でもよい。図4には噴射口を複数箇所設置する場合を示しているが、造成体の厚さが所定の厚さ以上にする機能を有する限り噴射口は単数でもかなわない。また、噴射口は2個以上設ける場合もある。噴射管内にはセメント等の硬化剤溶液を各噴射口に導くための硬化剤通路を有し、噴射口からセメント等の硬化剤溶液を、40MPa程度の高圧ジェットとして地中に噴射し、壁面を形成する。
【0014】
なお、本実施例ではセメント等の硬化剤溶液を高圧噴射する場合について説明したが、さらに周辺に圧縮空気を伴う噴射により造成長を大きくすることができる。
【0015】
次に、実際に噴射管を使用して地中に造成壁を造る場合について説明する。
【0016】
図5は本発明の噴射管1をボーリングマシン3等により地面の中に挿入した場合の説明図である。図5に示すようにボーリングマシンあるいはアースオーガなどで地面の中の所定深度まで掘削し、噴射管1を地面の中の所定の深度まで挿入する。
【0017】
そして、所定の深度で噴射管1の噴射口2から噴射管1内の硬化材通路を経て噴射口2に導かれたセメント等の硬化剤溶液を高圧噴射する。又は周辺に空気を伴い噴射する場合もある。
【0018】
図6は所定の深度で噴射管1の噴射口2からセメント等の硬化剤溶液を噴射する場合の説明図である。
【0019】
図7において、噴射管1を180度回転させ、噴射管1の噴射口2からセメント等の硬化剤溶液を噴射することにより、図7に示すような半円状の底盤が造成できる。この時、噴射管1をステップアップさせれば、底盤の造成厚を調整できる。又、底盤を必要としない場合でも、同様の手段によ適宜地中梁を設置出来る。
【0020】
図8は本発明の噴射管1の噴射口2を上昇させながらセメント等の硬化剤溶液を噴射させた場合の説明図である。図8に示す通り、噴射管1を上昇(例えば5cm程度)させながら、噴射管1の噴射口2からセメント等の硬化剤溶液、又は周辺に圧縮空気を噴射することにより土留壁を造成し、続いて噴射管1を下降させ、同様に土留壁を造成する。
【0021】
次に、掘削する際の掘削側にかかる土圧を軽減するために、図9に示すように噴射管1を180度回転させ、造成壁の背部に水平改良地盤を造成する。また噴射管1をステップアップさせることにより造成厚を調整することもできる。
【0022】
ここで所望の高さまで噴射管のステップアップ、回転を行えば、図10に示す底盤、土留壁、水平改良地盤の一体改良体を造成することができる。
【0023】
この一体改良体を左右に連ねようとする場合は、その一体改良体の相隣る箇所に同様にして、一体改良体を造成して、図11に示すのような一体改良層の連設させることができる。又、必要に応じ鋼材等による心材を挿入してもよい。
【0024】
また、本実施例では、底盤、土留壁、水平改良地盤を一体として一体改良体とする場合について記載しているが、一体改良体としてではなく別々に造成して連結する場合や、個別に造成することなどいろいろな造成の形態をとることができる。さらに本実施例は垂直の一体改良体造成について述べているが、いろいろな噴射角度を取ることができ水平及び斜めにも適用できる。
【0025】
図12では、本工法により造成した一体改良体と本工法施工後、掘削し、下水管を埋設している。
【0026】
【発明の効果】
上述のように、本発明は、1箇所乃至は数箇所の噴射口を有する噴射管を地中に挿入し、この噴射口よりセメント等の硬化剤溶液の高圧ジェット、又は周辺に圧縮空気を伴う高圧ジェットを所定の方向に噴射しながら所定速度で引き上げることにより地中土留壁を造成する土留工法であって、造成壁の厚さを5cm程度以上にするため、1個又は複数ノズルの配置を並列乃至は斜めにした土留工法としたので、より小型な機材による簡便なシステム、工程で、安全かつ工期の短縮、工費の低減が図れる土留工法を提供することができる。
【0027】
さらに、本発明は、具体的には、1箇所乃至は数箇所の噴射口を有する噴射管を地中に挿入し、この噴射口よりセメント等の硬化剤溶液の高圧ジェット、又は周辺に圧縮空気を伴う高圧ジェットを所定の方向に噴射しながら所定速度で引き上げることにより、地中土留壁を造成する土留工法であって、造成壁の背部に厚さ5cm以上任意の厚さの半円状の凡そ水平の改良地盤を形成し、掘削側にかかる土圧を軽減する土留工法としたので、より小型な機材による簡便なシステム、工程で、安全かつ工期の短縮、工費の低減が図れる土留工法を提供することができる。
【0028】
さらにまた、本発明は、具体的には、1箇所乃至は数箇所の噴射口を有する噴射管を地中に挿入し、この噴射口よりセメント等の硬化剤溶液の高圧ジェット、又は周辺に圧縮空気を伴う高圧ジェットを所定の方向に噴射しながら所定速度で引き上げることにより、地中土留壁を造成する土留工法であって、地中梁や掘削部底盤を同時に造成し、土圧に対応すると共に湧水やクイックサンド、ヒービング等の防止を図る土留工法としたので、より小型な機材による簡便なシステム、工程で、安全かつ工期の短縮、工費の低減が図れる土留工法を提供することができる。
【0029】
本発明は、噴射管を地中に挿入し、この噴射口よりセメント等の硬化剤溶液の高圧ジェット、又は周辺に圧縮空気を伴う高圧ジェットを所定の方向に噴射しながら所定速度で引き上げることにより、造成壁の厚さを5cm程度以上にする土留工法に使用する1個又は複数ノズルの配置を並列乃至は斜めにした装置であって、より小型な機材による簡便なシステム、工程で、安全かつ工期の短縮、工費の低減が図れる土留工法用装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の軽量矢板土留切梁工法による土留施工後、掘削し、下水管を埋設した状態の斜視図である。
【図2】本発明に係る噴射管の斜視図である。
【図3】本発明に係る噴射管の斜視図である。
【図4】本発明に係る噴射管の断面図である。
【図5】噴射管を地中に挿入した状態の断面図である。
【図6】硬化材を噴射しつつ、噴射管を回転させ、底盤を造成途中の斜視図である。
【図7】底盤を造成した斜視図である。
【図8】噴射管を引き上げ、地中土留壁の一部を造成した斜視図である。
【図9】硬化材を噴射しつつ、噴射管を回転させ、地中土留壁背部に半円状の凡そ水平の水平改良地盤を造成した斜視図である。
【図10】底盤、土留壁、水平改良地盤を一体として、一体改良体を造成した斜視図である。
【図11】一体改良体を左右に連接して造成した斜視図である。
【図12】本工法により造成した一体改良体と本工法施工後、掘削し、下水管を埋設した状態の斜視図である。
【符号の説明】
1…噴射管
2…噴射口
3…ボーリングマシン

Claims (3)

  1. 複数箇所設けられた噴射口を備えた噴射管を地中に挿入し、噴射口よりセメント等の硬化剤溶液の高圧ジェット、又はその周辺に圧縮空気を伴う高圧ジェットを方向に噴射しながら前記噴射管を所定速度で引き上げることにより、厚さが略5cm以上の地中土留壁を造成する土留工法。
  2. 前記噴射口よりセメント等の硬化剤溶液の高圧ジェット、又はその周辺に圧縮空気を伴う高圧ジェットを噴射しながら前記噴射管を180度回転させることにより、前記地中土留壁の背部に厚さを5cm以上の半円状の改良地盤を形成する請求項1記載の土留工法。
  3. 請求項1記載の土留工法、または請求項2記載の土留工法に使用される前記噴射管が設けられた土留壁造成装置
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