JP4889052B2 - 連続壁の構築方法 - Google Patents
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Description
本発明は、連続壁の構築方法に関する。
一般に、遮水壁や山留め壁を構築する方法としては、アースオーガー機などにより対象地盤を掘削すると共に、セメントミルク等と対象地盤の地盤土砂とを混合攪拌して硬化させ、地中に壁体を形成する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。遮水壁や山留め壁としては、セメント系固化材等を使用する場合、壁体強度が高いため周辺地盤の崩壊等を起こす虞がなく、耐久性にも優れる。この方法では、掘削孔又は掘削溝内に存する泥水をセメント系固化材等に置換する作業が行われており、最終的に排出されたセメント混じりの泥水は産業廃棄物として処理されている。
特開平７−２１６９０２号（２乃至４頁）
昨今、環境配慮の観点から、環境負荷を低減させることは社会的要請とされており、土木・建築業界等において、産業廃棄物を減らすことは、至上命題ともいえる。したがって、このことを鑑みると、上記工法では排出された泥水の産業廃棄物としての量が多く、処理費用の負担が大きいと共に、環境配慮の観点からも改善の余地があった。
そこで、本発明の主たる課題は、産業廃棄物となる排泥の排出量を低減し、ローコストで強度や耐久性に優れた、連続壁を構築する方法を提供することにある。
上記課題を解決した本発明は、次のとおりである。
＜請求項１記載の発明＞
移動可能なベースマシンと、対象地盤を溝掘削するカッターとを備えたチェーンカッター方式掘削装置を用いて形成する連続壁の構築方法であって、
対象地盤を掘削しながら、スラリー状材料を吐出し、このスラリー状材料と前記地盤中の地盤土砂とを混合攪拌する第１の工程と、
前記第１の工程により混合攪拌される泥水混合土に、粉体又は顆粒状の固化材を吐出し、この固化材と前記泥水混合土とを混合攪拌する第２の工程とを有し、
前記カッターの建込み位置を始点とし一方向に当該チェーンカッター方式掘削装置が移動しつつ溝掘削しながら前記第１の工程を行い、
このチェーンカッター方式掘削装置が前記カッターの建込み位置へ戻りながら第２の工程を行い、
前記スラリー状材料は粉体量が対象土量１ｍ 3 当たり３０〜５００ｋｇ／ｍ 3 となるように吐出し、前記粉体又は顆粒状の固化材は対象土量１ｍ 3 当たり３０〜７００ｋｇ／ｍ 3 吐出する、
ことを特徴とする連続壁の構築方法。
＜請求項１記載の発明＞
移動可能なベースマシンと、対象地盤を溝掘削するカッターとを備えたチェーンカッター方式掘削装置を用いて形成する連続壁の構築方法であって、
対象地盤を掘削しながら、スラリー状材料を吐出し、このスラリー状材料と前記地盤中の地盤土砂とを混合攪拌する第１の工程と、
前記第１の工程により混合攪拌される泥水混合土に、粉体又は顆粒状の固化材を吐出し、この固化材と前記泥水混合土とを混合攪拌する第２の工程とを有し、
前記カッターの建込み位置を始点とし一方向に当該チェーンカッター方式掘削装置が移動しつつ溝掘削しながら前記第１の工程を行い、
このチェーンカッター方式掘削装置が前記カッターの建込み位置へ戻りながら第２の工程を行い、
前記スラリー状材料は粉体量が対象土量１ｍ 3 当たり３０〜５００ｋｇ／ｍ 3 となるように吐出し、前記粉体又は顆粒状の固化材は対象土量１ｍ 3 当たり３０〜７００ｋｇ／ｍ 3 吐出する、
ことを特徴とする連続壁の構築方法。
＜請求項２記載の発明＞
移動可能なベースマシンと、対象地盤を溝掘削するカッターとを備えたチェーンカッター方式掘削装置を用いて形成する連続壁の構築方法であって、
前記カッターの建込み位置を１次工区開始点とし、この１次工区開始点から一方向に所定長の１次工区終了点まで当該チェーンカッター方式掘削装置が移動しつつ溝掘削しながら、スラリー状材料を吐出し、このスラリー状材料と前記地盤中の地盤土砂とを混合攪拌する第１の工程と、
このチェーンカッター方式掘削装置が前記１次工区終了点から１次工区開始点へ戻りながら、スラリー状材料及び粉体若しくは顆粒状の固化材を吐出せずに、前記第１の工程により混合攪拌される泥水混合土をさらに混合攪拌のみを行う第２の工程と、
前記１次工区開始点に戻った後、再び前記１次工区終了点方向へ移動しつつ、前記１次工区開始点から１次工区終了点までは、粉体又は顆粒状の固化材を吐出し、この固化材と前記泥水混合土とを混合攪拌し、
前記１次工区終了点を２次工区開始点として、この２次工区開始点から所定長の２次工区終了点までは、溝掘削しながら、スラリー状材料を吐出し、このスラリー状材料と前記地盤中の地盤土砂とを混合攪拌する第３の工程と、を備え、
前記スラリー状材料は粉体量が対象土量１ｍ 3 当たり３０〜５００ｋｇ／ｍ 3 となるように吐出し、前記粉体又は顆粒状の固化材は対象土量１ｍ 3 当たり３０〜７００ｋｇ／ｍ 3 吐出し、
先行工区終了点を後行工区開始点として、上記第２の工程と第３の工程を順次繰り返すことにより、全工区の連続壁の構築を行う、
ことを特徴とする連続壁の構築方法。
移動可能なベースマシンと、対象地盤を溝掘削するカッターとを備えたチェーンカッター方式掘削装置を用いて形成する連続壁の構築方法であって、
前記カッターの建込み位置を１次工区開始点とし、この１次工区開始点から一方向に所定長の１次工区終了点まで当該チェーンカッター方式掘削装置が移動しつつ溝掘削しながら、スラリー状材料を吐出し、このスラリー状材料と前記地盤中の地盤土砂とを混合攪拌する第１の工程と、
このチェーンカッター方式掘削装置が前記１次工区終了点から１次工区開始点へ戻りながら、スラリー状材料及び粉体若しくは顆粒状の固化材を吐出せずに、前記第１の工程により混合攪拌される泥水混合土をさらに混合攪拌のみを行う第２の工程と、
前記１次工区開始点に戻った後、再び前記１次工区終了点方向へ移動しつつ、前記１次工区開始点から１次工区終了点までは、粉体又は顆粒状の固化材を吐出し、この固化材と前記泥水混合土とを混合攪拌し、
前記１次工区終了点を２次工区開始点として、この２次工区開始点から所定長の２次工区終了点までは、溝掘削しながら、スラリー状材料を吐出し、このスラリー状材料と前記地盤中の地盤土砂とを混合攪拌する第３の工程と、を備え、
前記スラリー状材料は粉体量が対象土量１ｍ 3 当たり３０〜５００ｋｇ／ｍ 3 となるように吐出し、前記粉体又は顆粒状の固化材は対象土量１ｍ 3 当たり３０〜７００ｋｇ／ｍ 3 吐出し、
先行工区終了点を後行工区開始点として、上記第２の工程と第３の工程を順次繰り返すことにより、全工区の連続壁の構築を行う、
ことを特徴とする連続壁の構築方法。
＜請求項３記載の発明＞
前記カッターに前記スラリー状材料を吐出する第１の吐出口及び前記粉体又は顆粒状の固化材を吐出する第２の吐出口が設けられ、前記第１の吐出口は前記ベースマシンの移動方向側に設置され、前記第２の吐出口は前記ベースマシンの移動方向とは反対側に設置されている、
請求項１又は請求項２記載の連続壁の構築方法。
前記カッターに前記スラリー状材料を吐出する第１の吐出口及び前記粉体又は顆粒状の固化材を吐出する第２の吐出口が設けられ、前記第１の吐出口は前記ベースマシンの移動方向側に設置され、前記第２の吐出口は前記ベースマシンの移動方向とは反対側に設置されている、
請求項１又は請求項２記載の連続壁の構築方法。
＜請求項４記載の発明＞
前記粉体又は顆粒状の固化材は空気圧送により吐出される、請求項１乃至３のいずれか１項記載の連続壁の構築方法。
前記粉体又は顆粒状の固化材は空気圧送により吐出される、請求項１乃至３のいずれか１項記載の連続壁の構築方法。
＜請求項５記載の発明＞
前記混合攪拌は、前記チェーンカッター方式掘削装置の無端チェーンに備えられた、攪拌バーによって行われる、請求項１乃至４のいずれか１項記載の連続壁の構築方法。
前記混合攪拌は、前記チェーンカッター方式掘削装置の無端チェーンに備えられた、攪拌バーによって行われる、請求項１乃至４のいずれか１項記載の連続壁の構築方法。
＜請求項６記載の発明＞
前記固化材は、少なくともセメント、石灰系固化材、中性固化材、弱アルカリ固化材、軽焼マグネシアから選択される１以上の材料を含むものである、請求項１乃至５のいずれか１項記載の連続壁の構築方法。
前記固化材は、少なくともセメント、石灰系固化材、中性固化材、弱アルカリ固化材、軽焼マグネシアから選択される１以上の材料を含むものである、請求項１乃至５のいずれか１項記載の連続壁の構築方法。
＜請求項７記載の発明＞
前記スラリー状材料中の粉体は、少なくともベントナイト、木節粘土、カオリン系粘土鉱物、セメント、石灰系固化材、中性固化材、弱アルカリ固化材、軽焼マグネシアから選択される１以上の材料を含むものである、請求項１乃至６のいずれか１項記載の連続壁の構築方法。
前記スラリー状材料中の粉体は、少なくともベントナイト、木節粘土、カオリン系粘土鉱物、セメント、石灰系固化材、中性固化材、弱アルカリ固化材、軽焼マグネシアから選択される１以上の材料を含むものである、請求項１乃至６のいずれか１項記載の連続壁の構築方法。
（主な作用効果）
粉体若しくは顆粒状の固化材を用いるため、通常の連続壁構築工法に比べて水量が少ないので、排泥が少なく、産業廃棄物を軽減することができる。また、第１の工程と第２の工程に分け、かつ粉体若しくは顆粒状の固化材とスラリー状材料を適切に組み合わせることにより、対象地盤の土質性状、含水率、粒度、地下水位等の地盤状況に応じた、所望の強度等を有する連続壁を構築することができる。なお、本発明にいう対象地盤とは、掘削する箇所の地盤をいい、対象土量とは、その掘削した土の量をいうものとする（以下同様）。
粉体若しくは顆粒状の固化材を用いるため、通常の連続壁構築工法に比べて水量が少ないので、排泥が少なく、産業廃棄物を軽減することができる。また、第１の工程と第２の工程に分け、かつ粉体若しくは顆粒状の固化材とスラリー状材料を適切に組み合わせることにより、対象地盤の土質性状、含水率、粒度、地下水位等の地盤状況に応じた、所望の強度等を有する連続壁を構築することができる。なお、本発明にいう対象地盤とは、掘削する箇所の地盤をいい、対象土量とは、その掘削した土の量をいうものとする（以下同様）。
また、第１の工程、第２の工程及び第３の工程に分け、かつ粉体若しくは顆粒状の固化材とスラリー状材料を適切に組み合わせることにより、対象地盤の土質性状、含水率、粒度、地下水位等の地盤状況に応じた、所望の強度等を有する連続壁を構築することができる。
粉体若しくは顆粒状の固化材を水で搬送するのではなく空気圧送することより、搬送途中で固化材が粘度増加することはなく粉体若しくは顆粒状態で搬送されるので、搬送作業効率が悪化することはない。
チェーンカッター方式掘削装置により掘削された溝内を無端チェーンに備えられた攪拌バーによって攪拌するため、溝内の泥水混合土が下方から上方まで万遍なく均一に攪拌することができる。
対象地盤の土質性状、含水率、粒度、有機物含有量、地下水位等の地盤状況や施工用途に応じて、最適な固化材性状を選択でき、所望の強度等を有する連続壁を構築することができる。
対象地盤の土質性状、含水率、粒度、有機物含有量、地下水位等の地盤状況や施工用途に応じて、最適な粉体を選択でき、所望の強度等を有する連続壁を構築することができる。
以上のとおり、本発明によれば、産業廃棄物となる排泥の排出量を低減し、ローコストで強度や耐久性に優れた、連続壁を構築できる等の利点がもたらされる。
以下、本発明に係る連続壁の構築方法の実施の形態を説明する。
固化材について以下に説明する。固化材は、連続壁に強度を持たせる材料、例えば、セメント、石灰系固化材、中性固化材、弱アルカリ固化材、軽焼マグネシア等が考えられる。
固化材について以下に説明する。固化材は、連続壁に強度を持たせる材料、例えば、セメント、石灰系固化材、中性固化材、弱アルカリ固化材、軽焼マグネシア等が考えられる。
セメントとしては、ポルトランドセメント（ＪＩＳＳＲ５２１０に示す、普通、早強、超早強、中庸熱、低熱、耐硫酸塩）、ポルトランド系混合セメントとして、高炉セメント（ＪＩＳＳＲ５２１１に示す、Ａ種、Ｂ種、Ｃ種）、シリカセメント（ＪＩＳＳＲ５２１２に示す、Ａ種、Ｂ種、Ｃ種）、フライアッシュセメント（ＪＩＳＳＲ５２１３に示す、Ａ種、Ｂ種、Ｃ種）や、その他の特殊セメントが考えられる。このうち、高炉セメントＢ種が好適である。
石灰系固化材は、石灰を母材とし、各種の有効成分を添加したものであり、市販されているものとしては、例えば、ジオセット（太平洋セメント）、ドライム１００（吉澤石灰）等がある。
中性固化材は、固化材のＰＨが中性で水和反応を起こす固化材であり、市販されているものとしては、例えば、エコハード（日本資源リサイクル）がある。
弱アルカリ固化材は、固化材のＰＨが弱アルカリで水和反応を起こす固化材であり、例えば、軽焼マグネシアがある。
スラリー状材料に使用される粉体材料は、ベントナイト、木節粘土、カオリン系粘土鉱物、セメント、石灰系固化材、中性固化材、弱アルカリ固化材、軽焼マグネシアが考えられる。このうち、ベントナイトが好適である。
以下に実施の態様の配合例について示す。
（参考の態様１）
対象地盤を掘削しながら、粉体若しくは顆粒状の固化材、又は当該固化材及びスラリー状材料を吐出し、この固化材、又は当該固化材及びスラリー状材料と前記地盤中の地盤土砂とを混合攪拌する、連続壁の構築方法については、粉体若しくは顆粒状の固化材の量を、対象土量１ｍ3当たり３０〜７００ｋｇ／ｍ3とし、スラリー状材料中の粉体量を、対象土量１ｍ3当たり３０〜５００ｋｇ／ｍ3とするものである。
（参考の態様１）
対象地盤を掘削しながら、粉体若しくは顆粒状の固化材、又は当該固化材及びスラリー状材料を吐出し、この固化材、又は当該固化材及びスラリー状材料と前記地盤中の地盤土砂とを混合攪拌する、連続壁の構築方法については、粉体若しくは顆粒状の固化材の量を、対象土量１ｍ3当たり３０〜７００ｋｇ／ｍ3とし、スラリー状材料中の粉体量を、対象土量１ｍ3当たり３０〜５００ｋｇ／ｍ3とするものである。
その理由としては、粉体若しくは顆粒状の固化材の量を、対象土量１ｍ3当たり３０ｋｇ／ｍ3未満とし、スラリー状材料中の粉体量を、対象土量１ｍ3当たり３０ｋｇ／ｍ3未満とすると、固化材が少ない（貧配合）等のためブリージングが生じてしまう。また、粉体若しくは顆粒状の固化材の量を、対象土量１ｍ3当たり７００ｋｇ／ｍ3超とし、スラリー状材料中の粉体量を、対象土量１ｍ3当たり５００ｋｇ／ｍ3超とすると、全体として粉体量が多くなり、排泥が多く発生してしまうため不都合であるためである。
好適なスラリー状材料中の粉体量としては、対象土量１ｍ3当たり３０〜５００ｋｇ／ｍ3のベントナイト量のベントナイトスラリーである。攪拌効率を高めるために、より好適には、対象土量１ｍ3当たり３０〜２００ｋｇ／ｍ3のベントナイト量である。
また、好適な粉体若しくは顆粒状の固化材としては、対象土量１ｍ3当たり３０〜７００ｋｇ／ｍ3の粉体若しくは顆粒状の高炉セメントＢ種である。適切な強度を得るために、より好適には、対象土量１ｍ3当たり１００〜４００ｋｇ／ｍ3の高炉セメントＢ種である。
（実施の態様１）
対象地盤を掘削しながら、スラリー状材料を吐出し、このスラリー状材料と前記地盤中の地盤土砂とを混合攪拌する第１の工程と、前記第１の工程により混合攪拌される泥水混合土に、粉体若しくは顆粒状の固化材を吐出し、この固化材と前記泥水混合土とを混合攪拌する第２の工程とからなる、連続壁の構築方法については、前記第１の工程における前記スラリー状材料中の粉体量を、対象土量１ｍ3当たり３０〜５００ｋｇ／ｍ3とし、前記第２の工程における前記粉体若しくは顆粒状の固化材の量を、対象土量１ｍ3当たり３０〜７００ｋｇ／ｍ3とするものである。
対象地盤を掘削しながら、スラリー状材料を吐出し、このスラリー状材料と前記地盤中の地盤土砂とを混合攪拌する第１の工程と、前記第１の工程により混合攪拌される泥水混合土に、粉体若しくは顆粒状の固化材を吐出し、この固化材と前記泥水混合土とを混合攪拌する第２の工程とからなる、連続壁の構築方法については、前記第１の工程における前記スラリー状材料中の粉体量を、対象土量１ｍ3当たり３０〜５００ｋｇ／ｍ3とし、前記第２の工程における前記粉体若しくは顆粒状の固化材の量を、対象土量１ｍ3当たり３０〜７００ｋｇ／ｍ3とするものである。
その理由としては、粉体若しくは顆粒状の固化材の量を、対象土量１ｍ3当たり３０ｋｇ／ｍ3未満とし、スラリー状材料中の粉体量を、対象土量１ｍ3当たり３０ｋｇ／ｍ3未満とすると、固化材が少ない（貧配合）等のためブリージングが生じてしまう。また、粉体若しくは顆粒状の固化材の量を、対象土量１ｍ3当たり７００ｋｇ／ｍ3超とし、スラリー状材料中の粉体量を、対象土量１ｍ3当たり５００ｋｇ／ｍ3超とすると、全体として粉体量が多くなり、排泥が多く発生してしまうため不都合であるためである。
好適なスラリー状材料中の粉体量としては、対象土量１ｍ3当たり３０〜５００ｋｇ／ｍ3のベントナイト量のベントナイトスラリーである。攪拌効率を高めるために、より好適には、対象土量１ｍ3当たり３０〜２００ｋｇ／ｍ3のベントナイト量である。
また、好適な粉体若しくは顆粒状の固化材としては、対象土量１ｍ3当たり３０〜７００ｋｇ／ｍ3の粉体若しくは顆粒状の高炉セメントＢ種である。適切な強度を得るために、より好適には、対象土量１ｍ3当たり１００〜４００ｋｇ／ｍ3の高炉セメントＢ種である。
（実施の態様２）
移動可能なベースマシンと、対象地盤を溝掘削するカッターとを備えたチェーンカッター方式掘削装置を用いて形成する連続壁の構築方法であって、前記カッターの建込み位置を１次工区開始点とし、この１次工区開始点から一方向に所定長の１次工区終了点まで当該チェーンカッター方式掘削装置が移動しつつ溝掘削しながら、スラリー状材料を吐出し、このスラリー状材料と前記地盤中の地盤土砂とを混合攪拌する第１の工程と、このチェーンカッター方式掘削装置が前記１次工区終了点から１次工区開始点へ戻りながら、スラリー状材料及び粉体若しくは顆粒状の固化材を吐出せずに、前記第１の工程により混合攪拌される泥水混合土をさらに混合攪拌のみを行う第２の工程と、前記１次工区開始点に戻った後、再び前記１次工区終了点方向へ移動しつつ、前記１次工区開始点から１次工区終了点までは、粉体若しくは顆粒状の固化材を吐出し、この固化材と前記泥水混合土とを混合攪拌し、前記１次工区終了点を２次工区開始点として、この２次工区開始点から所定長の２次工区終了点までは、溝掘削しながら、スラリー状材料を吐出し、このスラリー状材料と前記地盤中の地盤土砂とを混合攪拌する第３の工程と、を備え、先行工区終了点を後行工区開始点として、上記第２の工程と第３の工程を順次繰り返すことにより、全工区の連続壁の構築を行う、連続壁の構築方法については、前記第１の工程における前記スラリー状材料中の粉体量を、対象土量１ｍ3当たり３０〜５００ｋｇ／ｍ3とし、前記第３の工程における１次工区開始点から１次工区終了点までの前記粉体若しくは顆粒状の固化材の量を、対象土量１ｍ3当たり３０〜７００ｋｇ／ｍ3とし、前記第３の工程における２次工区開始点から所定長の２次工区終了点までの前記スラリー状材料中の粉体量を、対象土量１ｍ3当たり３０〜５００ｋｇ／ｍ3とするものである。
移動可能なベースマシンと、対象地盤を溝掘削するカッターとを備えたチェーンカッター方式掘削装置を用いて形成する連続壁の構築方法であって、前記カッターの建込み位置を１次工区開始点とし、この１次工区開始点から一方向に所定長の１次工区終了点まで当該チェーンカッター方式掘削装置が移動しつつ溝掘削しながら、スラリー状材料を吐出し、このスラリー状材料と前記地盤中の地盤土砂とを混合攪拌する第１の工程と、このチェーンカッター方式掘削装置が前記１次工区終了点から１次工区開始点へ戻りながら、スラリー状材料及び粉体若しくは顆粒状の固化材を吐出せずに、前記第１の工程により混合攪拌される泥水混合土をさらに混合攪拌のみを行う第２の工程と、前記１次工区開始点に戻った後、再び前記１次工区終了点方向へ移動しつつ、前記１次工区開始点から１次工区終了点までは、粉体若しくは顆粒状の固化材を吐出し、この固化材と前記泥水混合土とを混合攪拌し、前記１次工区終了点を２次工区開始点として、この２次工区開始点から所定長の２次工区終了点までは、溝掘削しながら、スラリー状材料を吐出し、このスラリー状材料と前記地盤中の地盤土砂とを混合攪拌する第３の工程と、を備え、先行工区終了点を後行工区開始点として、上記第２の工程と第３の工程を順次繰り返すことにより、全工区の連続壁の構築を行う、連続壁の構築方法については、前記第１の工程における前記スラリー状材料中の粉体量を、対象土量１ｍ3当たり３０〜５００ｋｇ／ｍ3とし、前記第３の工程における１次工区開始点から１次工区終了点までの前記粉体若しくは顆粒状の固化材の量を、対象土量１ｍ3当たり３０〜７００ｋｇ／ｍ3とし、前記第３の工程における２次工区開始点から所定長の２次工区終了点までの前記スラリー状材料中の粉体量を、対象土量１ｍ3当たり３０〜５００ｋｇ／ｍ3とするものである。
その理由としては、粉体若しくは顆粒状の固化材の量を、対象土量１ｍ3当たり３０ｋｇ／ｍ3未満とし、スラリー状材料中の粉体量を、対象土量１ｍ3当たり３０ｋｇ／ｍ3未満とすると、固化材が少ない（貧配合）等のためブリージングが生じてしまう。また、粉体若しくは顆粒状の固化材の量を、対象土量１ｍ3当たり７００ｋｇ／ｍ3超とし、スラリー状材料中の粉体量を、対象土量１ｍ3当たり５００ｋｇ／ｍ3超とすると、全体として粉体量が多くなり、排泥が多く発生してしまうため不都合であるためである。
好適なスラリー状材料中の粉体量としては、対象土量１ｍ3当たり３０〜５００ｋｇ／ｍ3のベントナイト量のベントナイトスラリーである。攪拌効率を高めるために、より好適には、対象土量１ｍ3当たり３０〜２００ｋｇ／ｍ3のベントナイト量である。
また、好適な粉体若しくは顆粒状の固化材としては、対象土量１ｍ3当たり３０〜７００ｋｇ／ｍ3の粉体若しくは顆粒状の高炉セメントＢ種である。適切な強度を得るために、より好適には、対象土量１ｍ3当たり１００〜４００ｋｇ／ｍ3の高炉セメントＢ種である。
上記各態様について、粉体若しくは顆粒状の固化材として、高炉セメントＢ種を用いているが、地盤状況や施工用途に応じて、他のセメント、石灰系固化材、中性固化材、弱アルカリ固化材、軽焼マグネシア等に置換してもよい。また、スラリー状材料中の粉体として、ベントナイト以外に、地盤状況や施工用途に応じて、木節粘土、カオリン系粘土鉱物、セメント、石灰系固化材、中性固化材、弱アルカリ固化材、軽焼マグネシア等を用いてもよい。
具体的には、スラリー状材料を吐出しながら対象地盤を掘削し、地下水位以下まで掘削すると、地下水がスラリー状材料に混入し始め、コンステンシーが悪化し始める。それと共に、地下水で希釈化されることにより強度の低下を招くので、それを防ぐために、通常は、多量のスラリー状材料（例えば、セメントミルク）の吐出が必要となり、このことが多量の排泥を発生させる要因となっている。従って、地下水位等の地盤状況に応じて、粉体若しくは顆粒状の固化材とスラリー状材料を適切に組み合わせることで、排泥量を抑えて、所望の強度等を有する連続壁を構築することができる。
なお、従来技術と本発明の排泥量を、モデルケースで比較してみると以下のようになる。
連続壁の構築を含む、一般的な地盤改良工法（例えば、ＲＳＷ工法やＳＭＷ工法）では、地盤改良を行うに際し、掘削対象土量１ｍ3あたり、例えば、高炉セメントＢ種を３００ｋｇ／ｍ3、Ｗ／Ｃ（水セメント比）２００％の配合で練混ぜたセメントミルクを投入して攪拌混合すると、セメントミルクの容積は、単位セメント３００ｋｇ／ｍ3をセメント比重（３．１５）で除した値である、セメント容積９５リットル／ｍ3と、Ｗ／Ｃ（水セメント比）２００％に基づく値である、水の容積６００リットル／ｍ3と、の合計値６９５リットル／ｍ3となる。すなわち、掘削対象土量１ｍ3あたり約６９５リットルの容積が増加することとなる。
連続壁の構築を含む、一般的な地盤改良工法（例えば、ＲＳＷ工法やＳＭＷ工法）では、地盤改良を行うに際し、掘削対象土量１ｍ3あたり、例えば、高炉セメントＢ種を３００ｋｇ／ｍ3、Ｗ／Ｃ（水セメント比）２００％の配合で練混ぜたセメントミルクを投入して攪拌混合すると、セメントミルクの容積は、単位セメント３００ｋｇ／ｍ3をセメント比重（３．１５）で除した値である、セメント容積９５リットル／ｍ3と、Ｗ／Ｃ（水セメント比）２００％に基づく値である、水の容積６００リットル／ｍ3と、の合計値６９５リットル／ｍ3となる。すなわち、掘削対象土量１ｍ3あたり約６９５リットルの容積が増加することとなる。
一方、上記従来技術のケースと同様の強度、同様の地盤状況等を確保する前提の上で、本発明では、例えば、掘削対象土量１ｍ3あたり、３０〜１００ｋｇの粉体量（例えばベントナイト）を含むスラリー状材料１５０リットルを掘削対象地盤に投入し、さらに粉体若しくは顆粒状の固化材（例えば高炉セメントＢ種）２００ｋｇ／ｍ3を対象地盤内に吐出して攪拌混合すると、スラリー状材料と粉体若しくは顆粒状の固化材との合計容積は、スラリー状材料の容積１５０リットルと、粉体若しくは顆粒状の固化材２００ｋｇ／ｍ3をセメント比重（３．１５）で除した値である、セメント容積６３リットル／ｍ3と、の合計値２１３リットル／ｍ3となる。すなわち、掘削対象土量１ｍ3あたり約２１３リットルの容積の増加に抑えることができる。
容積の増加は、地盤中の空隙等に入り込む等以外、余分な混合液が排泥として排出されるものであるから、容積の増加量である６９５リットル／ｍ3（従来技術）と２１３リットル／ｍ3（本発明）とを比較すると、本発明は従来技術に比べて、少なくとも約１／３に排泥量の増加を抑えることができる。
＜チェーンカッター方式掘削装置の場合の適用＞
チェーンカッター方式掘削装置２１は、たとえば図１（１），（２）に示す全体構造を有するものである。なお、図１（１）はチェーンカッター方式掘削装置２１の側面図であり、図１（２）はその正面図である。ベースマシン２２の前方において支持され設置されたリーダ２３はベースマシン２２のリーダ受台２４とバックステイ２５により支えられる構造となっている。前記リーダ２３には、カッター２６の一部を構成する無端チェーン２７をガイドするための複数の単位ガイドポストを長手方向に連結して構成された、ガイドポスト２８が鉛直方向に移動可能なように設けられ、そのガイドポスト２８の頭部にはリーダ３に沿ってスライドする電動モータ等による動力源２９が搭載されている。この動力源２９の動力は、チェーン駆動用ドライブホイール（図示せず）を介して後述する無端チェーン２７に伝達される。
チェーンカッター方式掘削装置２１は、たとえば図１（１），（２）に示す全体構造を有するものである。なお、図１（１）はチェーンカッター方式掘削装置２１の側面図であり、図１（２）はその正面図である。ベースマシン２２の前方において支持され設置されたリーダ２３はベースマシン２２のリーダ受台２４とバックステイ２５により支えられる構造となっている。前記リーダ２３には、カッター２６の一部を構成する無端チェーン２７をガイドするための複数の単位ガイドポストを長手方向に連結して構成された、ガイドポスト２８が鉛直方向に移動可能なように設けられ、そのガイドポスト２８の頭部にはリーダ３に沿ってスライドする電動モータ等による動力源２９が搭載されている。この動力源２９の動力は、チェーン駆動用ドライブホイール（図示せず）を介して後述する無端チェーン２７に伝達される。
カッター２６は、ガイドポスト２８、チェーン駆動用ドライブホイール（図示せず）、後述するチェーンスプロケット３０、無端チェーン２７、複数のカッタービット（図示せず）及び攪拌バー（図示せず）から構成されている。ガイドポスト２８には、上部にチェーン駆動用ドライブホイール（図示せず）及び最下端のガイドポスト２８ａ下部にチェーンスプロケット３０が枢支若しくは軸支されるように設けられ、これらガイドポスト２８、チェーン駆動用ドライブホイール及びチェーンスプロケット３０には、無端チェーン２７が掛け渡されており、この無端チェーン２７には、複数のカッタービット（図示せず）と攪拌バー（図示せず）とが交互に配設されている。そして、この無端チェーン２７は動力源２９からの動力によりチェーン駆動用ドライブホイールを介して、回動するようになっている。
また、ガイドポスト２８内には、外部に設けられた流体供給源（図示せず）から供給されるスラリー状材料を搬送する液体流路（図示せず）が形成され、ガイドポスト２８ａ，２８，２８，…の第１の吐出口（図示せず）から上記スラリー状材料を吐出可能になっている。この第１の吐出口は、複数箇所に設けてもよく、設置位置は任意でよいが、ベースマシン２２の移動方向側に設置することが望ましい。
さらに、ガイドポスト２８内には、搬送管路（図示せず）が形成されており、搬送管路（図示せず）の一端には、粉体若しくは顆粒状の固化材を空気圧送するコンプレッサー等の圧送装置（図示せず）が連設され、ガイドポスト２８ａ，２８，２８，…の第２の吐出口（図示せず）から、搬送された上記固化材を吐出可能になっている。この第２の吐出口は、複数箇所に設けてもよく、設置位置は任意でよいが、だま（よく溶けずにできる粒状の塊）の発生を防止するために、より攪拌しやすくする必要があるので、ベースマシン２２の移動方向とは反対側（掘削する地盤と対向していない側）に設置することが望ましい。
なお、本発明に係る連続壁の構築方法は、上記チェーンカッター方式掘削装置２１に限定されるものではない。またチェーンカッター方式掘削装置２１の掘削速度としては、６０〜１３０ｍｍ／ｍｉｎ程度が好適である。
（パターン１）
チェーンカッター方式掘削装置の場合の本発明に係る連続壁の構築方法について、図３に基づいて説明する。なお、パターン１は、前述した参考の態様１に基づくものである。まず、事前に所定深度まで掘削された掘削孔にカッター２６を貫入するか、若しくは単位ガイドポストを順次連結させつつ、所定深度まで掘削しながら自力建込みを行うことによって、図３（１）に示すように、対象地盤中にカッター２６を建込む。この建込みの際には、後述するように、スラリー状材料等を吐出して、掘削しながら行われるものである。
チェーンカッター方式掘削装置の場合の本発明に係る連続壁の構築方法について、図３に基づいて説明する。なお、パターン１は、前述した参考の態様１に基づくものである。まず、事前に所定深度まで掘削された掘削孔にカッター２６を貫入するか、若しくは単位ガイドポストを順次連結させつつ、所定深度まで掘削しながら自力建込みを行うことによって、図３（１）に示すように、対象地盤中にカッター２６を建込む。この建込みの際には、後述するように、スラリー状材料等を吐出して、掘削しながら行われるものである。
そして、図３（２）に示すように、ベースマシン２２をカッター建込み位置から矢印の方向に移動させながら、粉体若しくは顆粒状の固化材、若しくはスラリー状材料、又は当該固化材及びスラリー状材料をガイドポスト２８ａ，２８，２８，…に形成された第１及び第２の吐出口（図示せず）から吐出して、地盤中の地盤土砂とスラリー状材料と粉体若しくは顆粒状の固化材とを攪拌バーにより混合攪拌して、掘削溝の崩壊等を防止しつつ、カッタービットで対象地盤を溝掘削する。その結果、溝掘削した部分に、連続壁である連続壁を対象地盤中に構築することができる。
また、連続壁内に芯材として鋼材を植設すれば、剛性が高くなり、耐震性等を増すことができる。さらに、構築される連続壁内若しくは壁面に、遮水シートを敷設すれば、遮水壁として、遮水性、地盤変形追随性、耐薬品性、せん断強度を増すことができる。
なお、スラリー状材料を搬送する液体流路と粉体若しくは顆粒状の固化材を搬送する搬送管路とを兼用することも可能であるが、管路内での粉体若しくは顆粒状の固化材の粘度増加を防ぐためにも、水分との接触をさけ別経路とすることが好ましい。より好適には、少なくとも粉体若しくは顆粒状の固化材については、だま（よく溶けずにできる粒状の塊）の発生を防止するために、より攪拌しやすくする必要があるので、ベースマシン２２の移動方向とは反対側（掘削する地盤と対向していない側）の吐出口（図示せず）から吐出させることが望ましい。
（パターン２）
パターン２は、前述した実施の態様１に基づくものである。まず、事前に所定深度まで掘削された掘削孔にカッター２６を貫入するか、若しくは単位ガイドポストを順次連結させつつ、所定深度まで掘削しながら自力建込みを行うことによって、図２（１）に示すように、対象地盤中にカッター２６を建込む。この建込みの際には、後述するように、スラリー状材料等を吐出して、掘削しながら行われるものである。
パターン２は、前述した実施の態様１に基づくものである。まず、事前に所定深度まで掘削された掘削孔にカッター２６を貫入するか、若しくは単位ガイドポストを順次連結させつつ、所定深度まで掘削しながら自力建込みを行うことによって、図２（１）に示すように、対象地盤中にカッター２６を建込む。この建込みの際には、後述するように、スラリー状材料等を吐出して、掘削しながら行われるものである。
そして、図２（２）に示すように、第１の工程として、ベースマシン２２をカッター建込み位置から矢印（往路）の方向に移動させながら、スラリー状材料をガイドポスト２８ａ，２８，２８…に形成された第１及び第２の吐出口（図示せず）から吐出して、地盤中の地盤土砂とスラリー状材料とを攪拌バーにより混合攪拌して、掘削溝の崩壊等を防止しつつ、カッタービットで対象地盤を溝掘削する。
所定の長さまで溝掘削した後は、図２（３）に示すように、第２の工程として粉体若しくは顆粒状の固化材を、第２の吐出口（図示せず）より吐出させつつ、攪拌バーを回転させ地盤中の地盤土砂とスラリー状材料と粉体若しくは顆粒状の固化材とを混合攪拌しながら、始点となるカッター建込み位置に向けて矢印（復路）方向にベースマシン２２を移動させ、カッター建込み位置に戻った後、カッター２６を引き抜く。
その結果、溝掘削した部分に、連続壁を対象地盤中に構築することができる。
その結果、溝掘削した部分に、連続壁を対象地盤中に構築することができる。
なお、スラリー状材料を搬送する液体流路と粉体若しくは顆粒状の固化材を搬送する搬送管路とを兼用することも可能であるが、管路内での粉体若しくは顆粒状の固化材の粘度増加を防ぐためにも、水分との接触をさけ別経路とすることが好ましい。その他については、パターン１と略同様なので説明を省略する。
（パターン３）
パターン３は、前述した実施の態様２に基づくものである。図４（１）に示すように、第１の工程としては、カッターの建込み位置を１次工区開始点とし、図４（２）に示すように、この１次工区開始点からベースマシン２２を矢印（往路）の方向に移動させつつ、所定長の１次工区終了点まで溝掘削させながら、スラリー状材料をガイドポスト２８ａ，２８，２８…に形成された第１及び第２の吐出口（図示せず）から吐出し、地盤中の地盤土砂とスラリー状材料とを攪拌バーにより混合攪拌して、掘削溝の崩壊等を防止しつつ、カッタービットで対象地盤を溝掘削する。
パターン３は、前述した実施の態様２に基づくものである。図４（１）に示すように、第１の工程としては、カッターの建込み位置を１次工区開始点とし、図４（２）に示すように、この１次工区開始点からベースマシン２２を矢印（往路）の方向に移動させつつ、所定長の１次工区終了点まで溝掘削させながら、スラリー状材料をガイドポスト２８ａ，２８，２８…に形成された第１及び第２の吐出口（図示せず）から吐出し、地盤中の地盤土砂とスラリー状材料とを攪拌バーにより混合攪拌して、掘削溝の崩壊等を防止しつつ、カッタービットで対象地盤を溝掘削する。
第２の工程として、図４（３）に示すように、ベースマシン２２が１次工区終了点から１次工区開始点へ戻りながら、スラリー状材料及び粉体若しくは顆粒状の固化材を吐出せずに、第１の工程により混合攪拌される泥水混合土をさらに混合攪拌のみを行う。
第３の工程として、前記１次工区開始点に戻った後、図４（４）に示すように、再び１次工区終了点方向へ移動しつつ、１次工区開始点から１次工区終了点までは、粉体若しくは顆粒状の固化材を吐出し、この固化材と泥水混合土とを混合攪拌し、１次工区終了点を２次工区開始点として、図４（５）に示すように、この２次工区開始点から所定長の２次工区終了点までは、溝掘削しながら、スラリー状材料をガイドポスト２８ａ，２８，２８…に形成された第１及び第２の吐出口（図示せず）から吐出し、地盤中の地盤土砂とスラリー状材料とを攪拌バーにより混合攪拌して、掘削溝の崩壊等を防止しつつ、カッタービットで対象地盤を溝掘削する。
そして、図示はしないが、先行工区終了点を後行工区開始点として、上記第２の工程と第３の工程を順次繰り返すことにより、全工区の連続壁の構築を行っていくものである。その他については、パターン１及び２と略同様なので説明を省略する。
２１…チェーンカッター方式掘削装置、２２…ベースマシン、２３…リーダ、２４…リーダ受台、２５…バックステイ、２６…カッター、２７…無端チェーン、２８…ガイドポスト、２８…最下端のガイドポスト、２９…動力源、３０…チェーンスプロケット。
Claims (7)
- 移動可能なベースマシンと、対象地盤を溝掘削するカッターとを備えたチェーンカッター方式掘削装置を用いて形成する連続壁の構築方法であって、
対象地盤を掘削しながら、スラリー状材料を吐出し、このスラリー状材料と前記地盤中の地盤土砂とを混合攪拌する第１の工程と、
前記第１の工程により混合攪拌される泥水混合土に、粉体又は顆粒状の固化材を吐出し、この固化材と前記泥水混合土とを混合攪拌する第２の工程とを有し、
前記カッターの建込み位置を始点とし一方向に当該チェーンカッター方式掘削装置が移動しつつ溝掘削しながら前記第１の工程を行い、
このチェーンカッター方式掘削装置が前記カッターの建込み位置へ戻りながら第２の工程を行い、
前記スラリー状材料は粉体量が対象土量１ｍ 3 当たり３０〜５００ｋｇ／ｍ 3 となるように吐出し、前記粉体又は顆粒状の固化材は対象土量１ｍ 3 当たり３０〜７００ｋｇ／ｍ 3 吐出する、
ことを特徴とする連続壁の構築方法。 - 移動可能なベースマシンと、対象地盤を溝掘削するカッターとを備えたチェーンカッター方式掘削装置を用いて形成する連続壁の構築方法であって、
前記カッターの建込み位置を１次工区開始点とし、この１次工区開始点から一方向に所定長の１次工区終了点まで当該チェーンカッター方式掘削装置が移動しつつ溝掘削しながら、スラリー状材料を吐出し、このスラリー状材料と前記地盤中の地盤土砂とを混合攪拌する第１の工程と、
このチェーンカッター方式掘削装置が前記１次工区終了点から１次工区開始点へ戻りながら、スラリー状材料及び粉体若しくは顆粒状の固化材を吐出せずに、前記第１の工程により混合攪拌される泥水混合土をさらに混合攪拌のみを行う第２の工程と、
前記１次工区開始点に戻った後、再び前記１次工区終了点方向へ移動しつつ、前記１次工区開始点から１次工区終了点までは、粉体又は顆粒状の固化材を吐出し、この固化材と前記泥水混合土とを混合攪拌し、
前記１次工区終了点を２次工区開始点として、この２次工区開始点から所定長の２次工区終了点までは、溝掘削しながら、スラリー状材料を吐出し、このスラリー状材料と前記地盤中の地盤土砂とを混合攪拌する第３の工程と、を備え、
前記スラリー状材料は粉体量が対象土量１ｍ 3 当たり３０〜５００ｋｇ／ｍ 3 となるように吐出し、前記粉体又は顆粒状の固化材は対象土量１ｍ 3 当たり３０〜７００ｋｇ／ｍ 3 吐出し、
先行工区終了点を後行工区開始点として、上記第２の工程と第３の工程を順次繰り返すことにより、全工区の連続壁の構築を行う、
ことを特徴とする連続壁の構築方法。 - 前記カッターに前記スラリー状材料を吐出する第１の吐出口及び前記粉体又は顆粒状の固化材を吐出する第２の吐出口が設けられ、前記第１の吐出口は前記ベースマシンの移動方向側に設置され、前記第２の吐出口は前記ベースマシンの移動方向とは反対側に設置されている、
請求項１又は請求項２記載の連続壁の構築方法。 - 前記粉体又は顆粒状の固化材は空気圧送により吐出される、請求項１乃至３のいずれか１項記載の連続壁の構築方法。
- 前記混合攪拌は、前記チェーンカッター方式掘削装置の無端チェーンに備えられた、攪拌バーによって行われる、請求項１乃至４のいずれか１項記載の連続壁の構築方法。
- 前記固化材は、少なくともセメント、石灰系固化材、中性固化材、弱アルカリ固化材、軽焼マグネシアから選択される１以上の材料を含むものである、請求項１乃至５のいずれか１項記載の連続壁の構築方法。
- 前記スラリー状材料中の粉体は、少なくともベントナイト、木節粘土、カオリン系粘土鉱物、セメント、石灰系固化材、中性固化材、弱アルカリ固化材、軽焼マグネシアから選択される１以上の材料を含むものである、請求項１乃至６のいずれか１項記載の連続壁の構築方法。
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