JP5043731B2

JP5043731B2 - 遮水壁の構築工法

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Publication number: JP5043731B2
Application number: JP2008079589A
Authority: JP
Inventors: 孝幸平井; 晴三山見; 栄一出口; 忍森; 哲也木田; 辰哉平泉
Original assignee: Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Corp
Priority date: 2008-03-26
Filing date: 2008-03-26
Publication date: 2012-10-10
Anticipated expiration: 2028-03-26
Also published as: JP2009235676A

Description

本発明はＳＭＷ工法（ソイルミキシングウォール工法）による遮水壁の構築工法に関する。

周知のように、ＳＭＷ工法は多軸混練オーガー機で原地盤を削孔しつつその先端よりセメントスラリーを吐出して混練することにより、各軸のオーガーによりそれぞれ造成されるソイルセメント柱体を相互にラップさせた状態で１エレメントのソイルセメント壁体を造成する工法であり、そのようなソイルセメント壁体を連続的に一体造成することによって遮水壁や山留壁さらには様々な用途の地中壁体としてのＳＭＷ（ソイルミキシングウォール）を効率的に構築可能なものである。
ＳＭＷ工法において用いる多軸混練オーガー機としては様々な規格のものがあるが、最も標準的なものとしてφ550〜650mmオーガーを450mm間隔で３〜５軸としたものが多用されており、またより大型のものとしてφ850〜900mmオーガーを600mm間隔で３軸としたものも広く用いられている。φ650mm＠450mmによるＳＭＷの水平断面形状および有効壁厚（最小壁厚）を図１５（ａ）に示し、φ850mm＠600mmによるＳＭＷの水平断面形状および有効壁厚（最小壁厚）を図１５（ｂ）に示す。

ところで、一般廃棄物や産業廃棄物の最終処分場を計画し築造する際には高度の遮水性能が要求され、「厚さ50cm（500mm）以上、透水係数が10nm/秒（1×10^-6cm/秒）以下である連続壁が不透水性地層まで設けられていること」との基準が定められている。
ＳＭＷはそのような高度の遮水性能を有する連続壁としても機能するものであり、したがってＳＭＷ工法はそのような遮水壁を構築する場合にも好適に採用可能である。
しかし、その場合、上述したような最も一般的な標準機（φ650mm＠450mm）を用いることで構築される遮水壁は図１５（ａ）に示すように有効壁厚（最小壁厚：斜線を付して示す）が469mmとなってしまい、上記のような施設における遮水壁に要求される「厚さ500mm以上」との基準を満たさないことになる。

そのため、そのような遮水壁をＳＭＷ工法により構築する場合にはより大径のオーガーを用いる必要があり、通常は（ｂ）に示すようにφ850mm＠600mmの標準機を用いることが一般的である。この場合には、有効壁厚は602mmとなって所要壁厚を充分に満足するものの、所要壁厚に比べて100mm以上も大きくなるのでやや過剰性能とも考えられる。
但し、この種の遮水壁は山留壁を兼用する場合も多く、その場合は（ｃ）に示すように遮水壁の中心位置に芯材としてのＨ形鋼を配置しておいて遮水壁を構築した後にその前面側を掘削することが一般的であるが、その際には芯材の表面を掘削面に露出させるために遮水壁の表層部も若干掘削されてしまうから、その結果として遮水壁としての有効壁厚はより小さくなる。図示例の場合には芯材としてH−400mmを用いていることから、掘削後における遮水壁の有効壁厚は501mmとなって必要壁厚ぎりぎりとなる。

なお、この種の遮水壁を構築するための装置として、上述したような標準的な多軸混練オーガー機に代えて、たとえば特許文献１に示されるように各軸に拡縮する攪拌手段を設けた構成の掘削攪拌装置を用いて壁厚をより大きくしたり、特許文献２に示されるように両端の掘削軸の軸心を結ぶ直線に対し内側の掘削軸の軸心を偏心させた多軸掘削機を用いて壁厚を部分的に拡大することも考えられる。
特公平４−６５１６５号公報特開平６−１７３２６３号公報

いずれにしても、ＳＭＷ工法により遮水壁を構築するに際して所要壁厚500mmを確保するためにオーガー径が850mmという大型の装置を用いることは施工性やコストの点では必ずしも合理的ではなく、この種の遮水壁をより小型の装置でより簡易に構築したいという要請も多い。
また、特許文献１に示される装置は深さ方向で壁厚を変更することが可能なものの実質的に各軸をより大径のものにしたものであるし、特許文献２に示されるものは標準機に比べて装置全体が複雑化せざるを得ず汎用性に欠けるので一般的ではない。

上記事情に鑑み、本発明はＳＭＷ工法により遮水壁を構築するに際して、可及的に小型の標準機により可及的に標準的かつ簡易な工程によって有効壁厚の大きい遮水壁を合理的に構築することを可能とする有効適切な工法を提供することを目的とする。

本発明は、先端部にオーガーヘッドを備える複数のオーガーを一列をなすように配列して隣合うオーガーヘッドの回転軌跡をラップさせた構成の多軸混練オーガー機を用いて、該多軸混練オーガー機で原地盤を削孔しつつその先端よりセメントスラリーを吐出して混練することにより、各軸のオーガーによりそれぞれ造成されるソイルセメント柱体を相互にラップさせた状態で１エレメントのソイルセメント壁体を順次造成し、該ソイルセメント壁体を連続的に一体造成することによって所定壁厚の遮水壁を構築する工法であって、先行エレメントにより先行造成したソイルセメント壁体の端部に位置するソイルセメント柱体と、後行エレメントにより後行造成するソイルセメント壁体の端部に位置するソイルセメント柱体とを重複させることによって、双方のソイルセメント壁体を連続的に一体造成するとともに、前記多軸混練オーガー機における各軸のオーガーの先端部に備えられているオーガーヘッドとして、攪拌半径が一定の固定翼式オーガーヘッドと、該固定翼式オーガーヘッドよりも攪拌半径を拡大可能な拡翼式オーガーヘッドとを併用して、それら固定翼式オーガーヘッドと拡翼式オーガーヘッドとを交互に配列しておくことにより、該多軸混練オーガー機により造成する各ソイルセメント柱体の径寸法を１本おきに拡大造成することを特徴とする。

本発明においては、上記のように固定翼式オーガーヘッドと拡翼式オーガーヘッドとを交互に配列しておくことにより、それら固定翼式オーガーヘッドと拡翼式オーガーヘッドとにより造成されるソイルセメント柱体を１本おきに拡大造成することを基本とするが、エレメントの造成手順によっては固定翼式オーガーヘッドと拡翼式オーガーヘッドとを必ずしも完全交互配列とせずとも同様の造成が可能であり、その場合には一部に変則的な非交互配列とすることを妨げるものではない。
たとえば、前記多軸混練オーガー機における固定翼式オーガーヘッドと拡翼式オーガーヘッドとを交互に配列したうえで、該多軸混練オーガー機の一方の端部においては固定翼式オーガーヘッドを隣り合わせて配置しておくことにより、先行エレメントと後行エレメントの双方に重複する前記セメント柱体を、先行エレメントの造成の際に固定翼式オーガーヘッドにより造成したうえで後行エレメントの造成の際に拡翼式オーガーヘッドにより拡大して再造成するか、もしくは、先行エレメントの造成の際に拡翼式オーガーヘッドにより拡大して造成したうえで後行エレメントの造成の際に固定翼式オーガーヘッドにより再造成することによっても、双方のエレメントにより造成される一連のソイルセメント壁体における各ソイルセメント柱体の径寸法を１本おきに拡大造成することができる。

また、本発明においては、前記拡翼式オーガーヘッドを、正転時には収納され逆転時には径方向外側に突出して攪拌半径を拡大する逆転拡翼式ビットを備えた構成として、各軸のオーガーを同期して正転させた際には各ソイルセメント柱体の径寸法を均等に造成可能とし、該多軸混練オーガー機を原地盤に貫入した後の引き抜き工程において各軸のオーガーを同期して逆転させることにより、前記拡翼式オーガーヘッドが備える逆転拡翼式ビットを突出せしめて該拡翼式オーガーヘッドにより造成されるソイルセメント柱体の径寸法を拡大すると良い。

さらに、本発明においては、構築するべき遮水壁を山留壁としても機能させるべく、１エレメントのソイルセメント壁体を造成した後、該ソイルセメント壁体にＨ形鋼からなる芯材を挿入して、遮水壁の造成後にその前面側を前記芯材の表面の位置まで掘削することとし、前記芯材をソイルセメント壁体に対して挿入するに際してはその挿入位置を遮水壁の厚さ方向中心位置よりも前面側に偏心させておくと良い。

本発明によれば、多軸混練オーガー機により遮水壁を構築するに際して、多軸混練オーガー機における各軸のオーガーヘッドを固定翼式オーガーヘッドと拡翼式オーガーヘッドとを併用してそれらを基本的に交互に配列しておくことにより、各オーガーにより造成されるソイルセメント柱体の径を１本おきにわずかに拡大することのみで遮水壁全体の有効壁厚を拡大することが可能である。
したがって、ＳＭＷ工法における汎用機に対して簡易な改良を加えることのみで通常よりも有効壁厚を合理的に拡大することが可能であり、それにより実質的に小径のオーガーによる標準機を用いる場合と同等の工程とコストで有効壁厚を拡大することが可能であって施工効率化とコスト軽減に大きく寄与することができる。

また、エレメントの造成手順によっては、固定翼式オーガーヘッドと拡翼式オーガーヘッドとを交互に配列したうえで、その一方の端部においては固定翼式オーガーヘッドを隣り合わせて配置しておくことによっても、最終的には全てのソイルセメント柱体を１本おきに拡大造成することが可能である。

また、通常の多軸混練オーガー機における一部のオーガーヘッドに逆転拡翼式ビットを取り付けておいて引き抜き工程において各オーガーを同期して逆転させることにより、所望のソイルセメント柱体の径を拡大して最終的には各ソイルセメント柱体の径を１本おきに拡大することが可能であり、したがって実質的に通常のＳＭＷ工法による作業手順を特に変更することなく有効壁厚を拡大することが可能である。

さらに、遮水壁に芯材を挿入して山留壁としても機能させる場合には、通常のように芯材を遮水壁の中心に配置するのではなく掘削側に偏心させて配置することにより、遮水壁の前面側を掘削する際における遮水壁の表層部の掘削範囲を削減することができ、それにより遮水壁の有効壁厚を確保し易くなる。

以下、有効壁厚を500mm以上とする必要のある遮水壁を本発明工法により構築する場合の実施形態を説明する。
図１は本実施形態の工法により構築された遮水壁の一例を示す。これは、上述した最も標準的な多軸混練オーガー機φ650mm＠450mm（650mm径のオーガーを450mm間隔で配列した構成のもの）を用いることを基本としつつ、一部のオーガーに簡易な改良を加えることのみで、各オーガーによる造成されるソイルセメント柱体の径寸法を１本おきに若干拡大し、それにより遮水壁全体の有効壁厚を拡大するようにしたものである。

すなわち、上述したように最も一般的な標準機φ650mm＠450によることでは図１５（ａ）に示したように有効壁厚が469mmとなって基準を満たさず、また図１５（ｂ）に示したようにより大型の標準機φ850＠600によることでは有効壁厚が100mm以上も過大となってしまうことから、本実施形態では標準機φ650mm＠450を用いることを基本としつつ、それが備える各オーガーによる攪拌半径を1本おきに750mmに拡大可能とし、それにより通常の650mm径のソイルセメント柱体１Ａと、それを100mmだけ拡大した750mm径のソイルセメント柱体１Ｂとを交互に造成し、その結果、遮水壁全体の有効壁厚を533mm（標準機による場合に比べて64mm拡大）として「厚さ50cm以上」との基準を過不足無く満足させるようにしたものである。

図２はそのために用いる拡翼式オーガーヘッド２Ｂを示す。これは攪拌半径が一定の通常のオーガーヘッド（以下、これを固定翼式オーガーヘッド２Ａとして拡翼式オーガーヘッド２Ｂと区別する）に対し、一対の逆転拡翼式ビット３を取り付けたものである。
逆転拡翼式ビット３はその基端部が攪拌翼４にピン５により回転自在に連結されていて、この拡翼式オーガーヘッド２Ｂの回転方向が変更されることで自ずと出没するものとされている。すなわち、実線で示す正転時には逆転拡翼式ビット３は攪拌翼４の回転半径内に自ずと収納（縮翼状態）されていてその際には攪拌翼４のみによる通常の攪拌半径（つまりφ650mm）での攪拌がなされるが、逆転時には地盤からの抵抗を受けて先端側が攪拌翼４の外周より半径方向外側に突出するように回転して拡翼状態となり、その際の突出寸法が50mmに設定されていることにより拡翼状態における攪拌半径は750mmとなるようにされているものである。
なお、上記の「正転」「逆転」とはオーガー本来の回転方向のことではなく、逆転拡翼式ビット３が収納されてソイルセメント柱体が拡大されない方向の回転を「正転」といい、逆転拡翼式ビット３が突出してソイルセメント柱体を拡大する方向の回転を「逆転」という。

本実施形態では、上記の逆転拡翼式ビット３を備えた拡翼式オーガーヘッド２Ｂと、それを備えていない通常の固定翼式オーガーヘッド２Ａとを併用してそれらを交互に配列しておくことにより、図１に示したような遮蔽壁を造成するものであって、それにより有効壁厚533mmの遮水壁を簡易に構築可能なものである。
以下、その基本的な作業手順を図３〜図６を参照して具体的に説明するが、これはあくまで従来一般のＳＭＷ工法を基本とし、かつ通常のＳＭＷ工法における汎用の装置類を用いることを基本とするものであるので、本実施形態に特有の工程や手順以外については通常のＳＭＷ工法の基本的な工程や手順をそのまま踏襲することを原則とする。

本実施形態は図４に示すように有効壁厚を500mm以上とする必要のある遮水壁Ｗ１の下部に、それよりはやや壁厚が小さくて良い山留壁Ｗ２を一体に設ける場合の適用例であって、上部の遮水壁Ｗ１については既に述べたように650mm径のソイルセメント柱体１Ａとそれを拡大した750mm径のソイルセメント柱体１Ｂを交互に造成することで全体としての有効壁厚を533mmとするが、下部の山留壁Ｗ２についてはそのような拡大を行うことなく全てを通常の650mm径のソイルセメント柱体１Ａとして、図１５（ａ）に示したような通常のＳＭＷ（有効壁厚469mm）として造成するものである。
なお、上部の遮水壁Ｗ１も下部の山留壁Ｗ２と同様に山留壁としての機能を併せもつものであり、したがってこれは遮水機能を有する山留壁というべきものであるが、ここでは単に遮水壁Ｗ１という。また、以下の説明では上部の遮水壁Ｗ１と下部の山留壁Ｗ２の全体を併せて単に遮水壁Ｗ１という場合がある。勿論、遮水壁Ｗ１の下部に山留壁Ｗ２を設ける必要がなければ山留壁Ｗ２は省略して差し支えない。

そのような遮水壁Ｗ１および山留壁Ｗ２を設けるために、本実施形態ではそのための装置として図３に示す多軸混練オーガー機１０を用いる。これはＳＭＷ工法による５軸型のφ650mm＠450mmを基本とするものであるが、５軸のオーガー１１ａ〜１１ｅのうち両側２軸のオーガー１１ａ，１１ｅと中央１軸のオーガー１１ｃの計３軸に対して上記の拡翼式オーガーヘッド２Ｂを装着し、他の中間２軸のオーガー１１ｂ，１１ｄは通常の固定翼式オーガーヘッド２Ａとしたものである。

その装置による具体的な作業手順としては、まず、全てのオーガー１１ａ〜１１ｅを同期させて正転させつつ、図３（ａ）に示すように地盤に貫入させていく。この際、固定翼式オーガーヘッド２Ａおよび拡翼式オーガーヘッド２Ｂの全てをいずれも正転とすることにより、拡翼式オーガーヘッド２Ｂにおける逆転拡翼式ビット３は縮翼状態となっており、したがってこの時点では全てのオーガー１１ａ〜１１ｅによる攪拌半径は通常のように650mmとなる。
（ｂ）に示すように装置下端を山留壁Ｗ２の下端位置まで貫入させた後、各オーガー１１ａ〜１１ｅをそのまま正転させつつ、かつセメントスラリーを吐出しつつ、装置全体を引き抜いていく。そして、（ｃ）に示すように装置下端が遮水壁Ｗ１の下部（山留壁Ｗ２の上部）の位置に達したら、この時点で全てのオーガー１１ａ〜１１ｅを同期して逆転させ、それ以降は逆転させつつ引き抜くこととする。これにより遮水壁Ｗ１の造成範囲においては拡翼式オーガーヘッド２Ｂにおける逆転拡翼式ビット３が自ずと突出して拡翼状態となり、攪拌半径が自ずと拡大される。
したがって（ｄ）に示すように引き抜きが完了して１エレメントのソイルセメント壁体が造成された時点では、下部の山留壁Ｗ２の部分においては通常のＳＭＷ（各ソイルセメント柱体１Ａの径がいずれも650mm、したがって有効壁厚は469mm）が造成され、その上部の遮水壁Ｗ１の部分においてはソイルセメント柱体の径が1本おきに拡大されて650mm径のソイルセメント柱体１Ａと750mm径のソイルセメント柱体１Ｂとが交互に配列されたものとなり、そこでの有効壁厚は533mmとなる。

以上の手順により１エレメントのソイルセメント壁体を造成した後、同様の手順により他のエレメントを造成していって最終的に図４に示すように遮水壁Ｗ１および山留壁Ｗ２の全体を構築するが、各エレメントの造成の際にはたとえば図５あるいは図６に示す工程により各エレメントの端部どうしを重複させることにより双方のエレメントどうしを隙間無くかつ完全に一体化させるととともに、有効壁厚500mm以上を満足することができる。

図５に示す手順はＳＭＷ工法における最も一般的なエレメント造成手順であって、各エレメントを順次隣接位置に造成していくことにより遮水壁を一方向に延長していくものである。この場合には（ａ）に示すように第１エレメントを造成した後、その隣接位置に第２エレメントを造成するのであるが、第２エレメントの造成の際には端部のオーガー１１ａを造成済みの第１エレメントの端部のソイルセメント柱体（オーガー１１ｅにより造成されたもの）に挿入することにより双方のエレメントどうしを１軸分だけ重複（斜線を付して示す）させることになる。

図６に示す手順は、まず（ａ）に示すように第１エレメントを造成した後、（ｂ）に示すようにその隣接位置に間隔をおいて第２エレメントを造成し、次いで（ｃ）に示すようにそれらの間に第３エレメントを造成するものである。
その際、（ｂ）の段階においては第１エレメントと第２エレメントとの間にソイルセメント柱体の３本分に相当する間隔を確保しておき、（ｃ）の段階では両側のオーガー１１ａ，１１ｅをそれぞれ造成済みの第１，第２エレメントの端部のソイルセメント柱体に対して挿入することにより、第３エレメントの両側の端部をそれぞれ第１、第２エレメントの双方の端部に対して重複（斜線を付して示す）させた状態で造成するものである。
以降は同様の手順を繰り返して、図示しているように第４エレメント、第５エレメント・・・を造成していくことにより、遮水壁全体を完全に隙間無く一体化させた状態で構築することができる。

以上のように、本実施形態の工法によれば、ＳＭＷ工法において一般的な標準機を用いてその一部のオーガーヘッドを拡翼式オーガーヘッド２Ｂに交換するのみで、あるいは換言すれば、通常のオーガーヘッドに対して逆転拡翼式ビット３を取り付けて拡翼式オーガーヘッド２Ｂとして機能させるような改良を加えることのみで、通常のＳＭＷ工法に比べてさしたるコスト増となることなく、また面倒な手間や工程が増大することもなく、各ソイルセメント柱体の径を１本おきにわずかに拡大することが可能であり、それにより遮水壁全体の有効壁厚を拡大することが可能である。
したがって本発明工法は、特に廃棄物処分場等の施設において高度の遮水性能が要求される有効壁厚500mm以上の遮水壁を構築する場合の工法として極めて合理的であり最適である。

以上で本発明の一実施形態を説明したが、上記実施形態はあくまで好適な一例であって本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内であれば、構築するべき遮水壁の形状や寸法、用途は任意であることは言うに及ばず、たとえば以下に列挙するような様々な変形や応用が可能である。

上記実施形態ではセメントスラリーを引抜き時に吐出することとしたが、既に述べたように本発明は通常のＳＭＷ工法をによる手順や機材を可及的にそのまま使用することを前提としているので、本発明においても通常のＳＭＷ工法と同様にセメントスラリーの吐出のタイミングは地盤状況等を考慮して適切に設定すれば良いのであって、引抜き時のみならずを貫入時に行っても良いし、貫入時と引抜き時の双方に行っても良い。
また、上記実施形態では引抜き時に各オーガーを逆転させることでソイルセメント柱体を拡大するようにしたが、それとは逆に貫入時に逆転させて拡大することでも良いし、あるいは貫入時と引抜き時の双方で逆転させて拡大することでも良い。

上記実施形態は５軸のオーガー１１ａ〜１１ｅを備えたオーガー機を対象として１本おきに３軸のオーガー（上記実施形態の場合にはオーガー１１ａ，１１ｃ，１１ｅの３軸）の径を拡大することとしたが、要は最終的に各ソイルセメント柱体の径を１本おきに拡大するように造成すれば良いのであって、したがってたとえば図７〜図８に示すように上記実施形態とは逆の２軸（１１ｂ、１１ｄ）を拡大することとしても同様である。
図７〜図８は両端の２軸（オーガー１１ａ，１１ｅ）および中央の１軸（オーガー１１ｃ）を通常の固定翼式オーガーヘッド２Ａとしてこれにより通常の650mm径のソイルセメント柱体１Ａを造成し、それらの間の２軸（オーガー１１ｂ，１１ｄ）を拡翼式オーガーヘッド２Ｂとして750mm径に拡大したソイルセメント柱体１Ｂを造成する場合の例であって、そのこと以外は上記実施形態と同様に構成したものであり、上記実施形態の場合と同様の構造の遮水壁を全く同様の手順により構築することができる。

また、上記実施形態では固定翼式オーガーヘッド２Ａと拡翼式オーガーヘッド２Ｂとを完全交互配列としたが、エレメントの造成手順によってはそれらを必ずしも完全交互配列とせずとも同様の造成が可能であり、その例を図９〜図１０に示す。
これは、図３に示したように両端２軸と中央１軸とを拡翼式オーガーヘッド２Ｂとした多軸混練オーガー機１０を基本として、その一方の端部に位置するオーガーヘッド（オーガー１１ｅに対応するもの）を固定翼式オーガーヘッド２Ａに変更したものであり、したがって５軸のうちの２軸（オーガー１１ａ、１１ｃ）のみを拡翼式オーガーヘッド２Ｂとして一方の端部においては固定翼式オーガーヘッド２Ａが２本連続して並ぶようにしたものである。

そのような配列のオーガー機により図５に示した手順で各エレメントを造成していくと、図９（ａ）に示すように第１エレメント（図中では（１）として示す。以下同様）を造成した時点ではその端部に拡大されないソイルセメント柱体１Ａが２本並んでしまうが、引き続いて（ｂ）に示すように第２エレメントを造成してその端部を第１エレメントの端部に重複させると、拡大されない状態で重複部に既に造成されているソイルセメント１Ａがその位置でさらに拡大されてソイルセメント柱体１Ｂとして再造成され、したがって（ｃ）に示すように同様の手順を繰り返すことで最終的には全てのソイルセメント柱体１Ａ，１Ｂが自ずと１本ずつ交互に拡大されて上記実施形態の場合と全く同様の遮水壁を造成できることになる。
あるいは、図６に示した手順（第１エレメントと第２エレメントとの間に第３エレメントを造成する）により各エレメントを造成することによっても、図１０（ａ）〜（ｃ）に示すように重複部において拡大されない状態で先行造成されたソイルセメント柱体１Ａが後行エレメントの造成により自ずと再造成されて拡大され、かつ、重複部において既に拡大された状態で先行造成されたソイルセメント柱体１Ｂに対してはその内側に拡大されないソイルセメント柱体１Ａがさらに再造成されることになり、結局は同様の遮水壁を造成することができることになる。

なお、本例のように固定翼式オーガーヘッド２Ａと拡翼式オーガーヘッド２Ｂとを完全交互配列せずとも最終的に各ソイルセメント柱体１Ａ，１Ｂを１本おきに完全交互に拡大することが可能となるためには、上記のように基本的に固定翼式オーガーヘッド２Ａと拡翼式オーガーヘッド２Ｂとを交互配列したうえで多軸混練オーガー機の一方の端部においては固定翼式オーガーヘッド２Ａを並べて配置し、その結果として他方の端部においては拡翼式オーガーヘッド２Ｂが配置されることが条件となる。
そして、固定翼式オーガーヘッド２Ａと拡翼式オーガーヘッド２Ｂとをそのような配列とすることにより、上記実施形態のような５軸型の場合のみならず、以下に示す３軸型の場合や、あるいは７軸以上のさらに多軸型の場合においても同様の配列による同様の作業手順の採用が可能となる。

すなわち、本発明は上記実施形態のような５軸型のみならずＳＭＷ工法において用いる汎用の多軸混練オーガー機全般に対して同様に適用できるものであるので、３軸型への適用例を図１１〜図１３に示す。これらはいずれも３軸型のオーガー機により図５、図８、図９と同様の手順で遮水壁を造成する場合の手順を示すものである。
図１１は３軸のうちの両端２軸を拡翼式オーガーヘッド２Ｂとして中央軸を固定翼式オーガーヘッド２Ａとしたもの（５軸型の場合における図５に相当するもの）であり、図１２は逆に中央軸を拡翼式オーガーヘッド２Ｂとして両側２軸を固定翼式オーガーヘッド２Ａとしたもの（同、図８に相当するもの）であり、図１３は一方の端部において固定翼式オーガーヘッド２Ａを並べ、他方の端部に拡翼式オーガーヘッド２Ｂを配置したもの（同、図９に相当するもの）である。これらはいずれも（ａ）〜（ｃ）に示す手順によって各ソイルセメント柱体１Ａ，１Ｂを１本おきに拡大して有効壁厚500mm以上を満足する遮水壁を造成することができる。

ところで、以上の説明では芯材についての説明は省いたが、本発明により構築する遮水壁に対しても、図１５（ｃ）に示した従来の遮水壁のようにＨ形鋼等の芯材を挿入して山留壁としての機能を併せ持たせることもでき、その場合も上記実施形態のようにソイルセメント柱体の径を１本おきに拡大すること以外は通常のＳＭＷ工法をそのまま採用可能である。
但し、その場合には従来と同様に遮水壁の前面側を掘削する際に遮水壁の表層部を芯材の表面まで掘削してしまうことになるので、その分だけ遮水壁の有効壁厚が小さくならざるを得ず、したがってそのような掘削分を見込んでたとえば図１４に示すように芯材の寸法や配置位置を設定すれば良い。

すなわち、たとえば図１４（ａ）に示すように、各ソイルセメント柱体１Ａ，１Ｂに芯材２０としてＨ形鋼（H-400）を配置する場合においてその芯材２０を通常のようにソイルセメント柱体１Ａ，１Ｂの中心位置に単に配置することでは、掘削の際に遮水壁Ｗ１の表層部が芯材２０の表面の位置まで切除されてしまうために有効壁厚が466mmとなってしまい、基準を満たさないことになって好ましくない。
そのような不具合を解決するためには芯材２０としてより大断面のＨ形鋼を配置することが考えられ、たとえば図１４（ｂ）に示すように芯材２０としてＨ形鋼H-500を用いれば遮水壁Ｗ１の前面側の切除分が削減されて有効壁厚が516mmとなり、所要壁厚500mm以上との基準は満足する。

しかし、その場合は芯材２０の断面を必要以上に大きくすることになるので、それに代えて芯材２０を遮水壁の中心に対して前面側に偏心させて配置することが考えられ、その方がより有効である。
すなわち、図１４（ｃ）に示すように、（ａ）の場合と同様に芯材２０としてＨ形鋼H-400を用いることとしてその芯材２０をソイルセメント柱体１Ａ，１Ｂの中心位置に配置するのではなく前面側（掘削側）に偏心させて配置するのであり、この場合は（ｂ）と同様の有効壁厚を確保しつつ芯材２０の断面縮小が可能となっている。
つまり、通常のように芯材２０を単に遮水壁の中心位置に配置した場合には有効壁厚を無駄に小さくしてしまうことになるが、本例のように芯材２０を掘削側に偏心させて配置することによりそのような無駄を最小限とでき、芯材２０の断面節約と有効壁厚の確保とを両立させることができる。

図１４（ｄ）は、さらに施工精度を考慮して遮水壁Ｗ１の有効壁厚に余裕を持たせたものである。すなわち、遮水壁Ｗ１の施工や芯材２０の建て込みに際しては若干の施工誤差が生じることが想定され、通常は鉛直精度1/200程度は許容されるのであるが、そのような誤差が生じた場合には遮水壁の表層部に対する無駄な掘削が生じて有効壁厚が減少してしまうことも想定されるので、本例ではそのような施工誤差を考慮して（ｃ）の場合よりもソイルセメント柱体１Ｂをさらに50mmだけ拡大して１本おきに800mmとし（そのためには逆転拡翼式ビット３の突出寸法を75mmとすれば良い）、それにより遮水壁Ｗ１の有効壁厚を530mmとしておくようにしたものである。
なお、いずれにしても、遮水壁Ｗ１に芯材２０を配置する場合には、図示例のようにソイルセメント柱体１Ａ，１Ｂの全てに芯材２０を配置することでも良いが、拡大したソイルセメント柱体１Ｂにのみ芯材２０を配置したり、それとは逆に拡大していないソイルセメント柱体１Ａにのみ芯材２０を配置したり、さらにはソイルセメント柱体の径の大小とは無関係に、任意の位置に任意断面の芯材２０を最適配置することでも勿論良い。

本発明の構築工法の実施形態を示すもので、本工法により構築される遮水壁の水平断面形状および有効壁厚を示す図である。同、本工法において用いる拡翼式オーガーヘッドの一例を示す図である。同、基本的な作業手順を示す図である。同、遮水壁の形状を示す図である。同、ソイルセメント柱体の配列状態と各エレメントの造成手順の一例を示す図である。同、ソイルセメント柱体の配列状態と各エレメントの造成手順の他の例を示す図である。同、拡翼式オーガーヘッドの位置を変更した場合における基本的な作業手順を示すもので、１エレメントの造成が完了した状態を示す図である。同、ソイルセメント柱体の配列状態と各エレメントの造成手順の例を示す図である。同、拡翼式オーガーヘッドの位置をさらに変更した場合におけるソイルセメント柱体の配列状態と各エレメントの造成手順の例を示す図である。同、ソイルセメント柱体の配列状態と各エレメントの造成手順の他の例を示す図である。同、３軸型の多軸混練オーガー機への適用例を示すもので、ソイルセメント柱体の配列状態と各エレメントの造成手順の例を示す図である。同、３軸型の多軸混練オーガー機への他の適用例を示すもので、ソイルセメント柱体の配列状態と各エレメントの造成手順の例を示す図である。同、３軸型の多軸混練オーガー機へのさらに他の適用例を示すもので、ソイルセメント柱体の配列状態と各エレメントの造成手順の例を示す図である。同、芯材を設ける場合における遮水壁の水平断面形状および有効壁厚の例を示す図である。従来一般のＳＭＷ工法により構築される遮水壁の水平断面形状および有効壁厚を示す図である。

符号の説明

１Ａソイルセメント柱体（標準）
１Ｂソイルセメント柱体（拡大）
２Ａ固定翼式オーガーヘッド
２Ｂ拡翼式オーガーヘッド
３逆転拡翼式ビット
４攪拌翼
５ピン
１０多軸混練オーガー機
１１ａ〜１１ｅオーガー
２０芯材（Ｈ形鋼）
Ｗ１遮水壁
Ｗ２山留壁

Claims

先端部にオーガーヘッドを備える複数のオーガーを一列をなすように配列して隣合うオーガーヘッドの回転軌跡をラップさせた構成の多軸混練オーガー機を用いて、該多軸混練オーガー機で原地盤を削孔しつつその先端よりセメントスラリーを吐出して混練することにより、各軸のオーガーによりそれぞれ造成されるソイルセメント柱体を相互にラップさせた状態で１エレメントのソイルセメント壁体を順次造成し、該ソイルセメント壁体を連続的に一体造成することによって所定壁厚の遮水壁を構築する工法であって、
先行エレメントにより先行造成したソイルセメント壁体の端部に位置するソイルセメント柱体と、後行エレメントにより後行造成するソイルセメント壁体の端部に位置するソイルセメント柱体とを重複させることによって、双方のソイルセメント壁体を連続的に一体造成するとともに、
前記多軸混練オーガー機における各軸のオーガーの先端部に備えられているオーガーヘッドとして、攪拌半径が一定の固定翼式オーガーヘッドと、該固定翼式オーガーヘッドよりも攪拌半径を拡大可能な拡翼式オーガーヘッドとを併用して、それら固定翼式オーガーヘッドと拡翼式オーガーヘッドとを交互に配列しておくことにより、該多軸混練オーガー機により造成する各ソイルセメント柱体の径寸法を１本おきに拡大造成することを特徴とする遮水壁の構築工法。
請求項１記載の遮水壁の構築工法であって、
前記多軸混練オーガー機における固定翼式オーガーヘッドと拡翼式オーガーヘッドとを交互に配列したうえで、該多軸混練オーガー機の一方の端部においては固定翼式オーガーヘッドを隣り合わせて配置しておくことにより、
先行エレメントと後行エレメントの双方に重複する前記セメント柱体を、先行エレメントの造成の際に固定翼式オーガーヘッドにより造成したうえで後行エレメントの造成の際に拡翼式オーガーヘッドにより拡大して再造成するか、もしくは、先行エレメントの造成の際に拡翼式オーガーヘッドにより拡大して造成したうえで後行エレメントの造成の際に固定翼式オーガーヘッドにより再造成することによって、双方のエレメントにより造成される一連のソイルセメント壁体における各ソイルセメント柱体の径寸法を１本おきに拡大造成することを特徴とする遮水壁の構築工法。
請求項１または２記載の遮水壁の構築工法であって、
前記拡翼式オーガーヘッドを、正転時には収納され逆転時には径方向外側に突出して攪拌半径を拡大する逆転拡翼式ビットを備えた構成として、各軸のオーガーを同期して正転させた際には各ソイルセメント柱体の径寸法を均等に造成可能とし、
該多軸混練オーガー機を原地盤に貫入した後の引き抜き工程において各軸のオーガーを同期して逆転させることにより、前記拡翼式オーガーヘッドが備える逆転拡翼式ビットを突出せしめて該拡翼式オーガーヘッドにより造成されるソイルセメント柱体の径寸法を拡大することを特徴とする遮水壁の構築工法。
請求項１，２または３記載の遮水壁の構築工法であって、
構築するべき遮水壁を山留壁としても機能させるべく、１エレメントのソイルセメント壁体を造成した後、該ソイルセメント壁体にＨ形鋼からなる芯材を挿入して、遮水壁の造成後にその前面側を前記芯材の表面の位置まで掘削することとし、
前記芯材をソイルセメント壁体に対して挿入するに際してはその挿入位置を遮水壁の厚さ方向中心位置よりも前面側に偏心させておくことを特徴とする遮水壁の構築工法。