JP6729902B1 - ソイルセメント連続壁の施工法 - Google Patents

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Abstract

【課題】二軸同軸式単軸ケーシングオーガ機で原地盤を削孔し、先行杭を間隔を存して先行掘削で造り、この先行掘削による柱状体相互に重なるように間にソイルセメントの柱状体である後行杭を後行掘削で造り、ソイルセメントの柱状壁体とするソイルセメント連続壁の施工法において、より深い掘削長に対応できる施工法を提供する。【解決手段】先導掘削として、単軸スクリューより剛性が高い、口径(φ600〜680mm)のケーシング+スクリューを使用した二軸同軸式アースオーガ21にて、掘削精度が低下しやすい礫・玉石層や岩盤層の変わり目以深まで掘り進み、先行掘削として先導掘削22の後に二段掘削ヘッドを装着した、大口径(850〜1100mm)のスクリューを使用して先導削孔で精度良く緩められた穴を広げて行き、後行掘削として多軸オーガ掘削機で先行掘削による柱状体相互に重なるように間にソイルセメントの柱状壁体である後行杭を造る。【選択図】図1

Description

本発明は、ソイルセメント連続壁の施工法に関するものである。
柱列杭形式の地中連続壁を施工する方法として、従来、多軸オーガ掘削機を使用するものが知られており、多軸オーガ掘削機は、図7に示すように、油圧モータおよび減速機からなる駆動機構4は複数本の駆動軸を突出して、この駆動軸にオーガ軸5をそれぞれ複数本(図示の例では3本)並列させた状態で下方に向けて連結したもので、該オーガ軸5は先端にオーガヘッド5aを設け、途中にスクリュー羽根5bや攪拌翼5cを設けた。
このオーガ軸5は、図示は省略するが、中空軸で内部にセメントミルク等の固結合材を流通させ、これをオーガヘッド5aの吐出口より注出するように構成してある。
前記駆動機構4はオーガ軸5を連結した状態で、クローラ等のベースマシン1に起立するリーダーマスト2のトップシーブ3からワイヤー10で吊支されるとともに、背面に設けた湾曲ブラケット6がリーダーマスト2に沿設したリーダー7に係合される。図中8はリーダーマスト2の下端に設けた首かせ状の振れ止めで、オーガ軸5が上下に貫通する。
かかる多軸オーガ掘削機を使用して掘削孔を掘削するには、駆動機構4によりオーガ軸5を回転駆動してオーガヘッド5aで錐揉み状に掘削するが、かかる掘削時にオーガヘッド5aよりセメントミルク等の固結合材を吐出させて、土中において原位置土と混合して1エレメントのソイルモルタル11による壁体を造成する。
そして、柱列杭形式の地中連続壁を施工するには、従来、図8に示すように前記のようにして多軸オーガ掘削機で横長のソイルモルタル11による1エレメントを形成するが、第1のエレメント9aと第2のエレメント9bとの間を間隔を存して施工し、その後、これら第1のエレメント9aと第2のエレメント9bとの間を同じ多軸オーガ掘削機で掘削して第3のエレメント9cを施工する。
この第3のエレメント9cの施工は、多軸オーガ掘削機の両端のオーガ軸5を、先行する第1のエレメント9aと第2のエレメント9bのそれぞれの孔壁端部にラップ(重合)させ、この両端のオーガ軸5オーガイドとして第1のエレメント9aと第2のエレメント9bの間に掘削する。
このように第3のエレメント9cを第1のエレメント9aと第2のエレメント9bとの間に施工するのは、多軸オーガ掘削機の場合、第1のエレメント9a、第2のエレメント9b、第3のエレメント9cと順次並べて施工するには、その軸心を一直線に揃えるのが困難であり、曲がりを生じやすいためである。曲がりを生じると地中連続壁の連続性がなくなり、止水機能も損なわれる。
そこで下記特許文献のように、二軸同軸式単軸ケーシングオーガ機で原地盤を削孔し、その先端よりセメントミルクを吐出して削孔混練を行いソイルセメントの柱状体である先行杭を間隔を存して先行掘削で造り、この先行掘削による柱状体相互に重なるように間にソイルセメントの柱状体である後行杭を後行掘削で造り、ソイルセメントの柱状壁体とするソイルセメント連続壁の施工法において、後行掘削での後行杭の造成は、先行掘削での先行杭のソイルセメントの柱状体の硬化を待って、この先行掘削でのソイルセメントの柱状体オーガイドとして掘削で造ることを出願人は提案した。
特開2018−28218号公報
先に使用するオーガ機を図4、図5に示すと、二軸同軸式単軸ケーシングオーガ機で、アースオーガ15はクローラ等のベースマシン1に起立するリーダーマスト2のトップシーブ3からワイヤーで吊支される。図中4はアースオーガ15の駆動機構で、オーガ軸であるスクリュー19とその外側に套嵌するケーシング16を同時にかつ反対方向に回転させる二軸同軸式のものである。
図中17は振止装置であり、ケーシング16は先端にケーシングヘッド18を有し、スクリュー19は先端にスクリューヘッド20を有する。
ケーシングヘッド18はその先端周囲に掘削刃(図示せず)を有するものであることが望ましい。
二軸同軸式単軸ケーシングオーガ機で原地盤を削孔し、スクリュー19の先端よりセメントミルクを吐出して削孔混練を行いソイルセメントの柱状体を間隔を存して先行掘削で先行杭12を造る。
この先行掘削による先行杭12の柱状体の端部に端部が重なるように先行杭12の柱状体同士の間にソイルセメントの柱状体である後行杭13を後行掘削で造り、ソイルセメントの柱状壁体とする。
かかる後行掘削でのソイルセメントの柱状体である後行杭の造成は、先行掘削でのソイルセメントの柱状体の先行杭12の硬化を待って、この先行掘削でのソイルセメントの柱状体オーガイドとして掘削で造る。
今までは、造壁径と同等の掘削径で先導削孔を行っていたので、φ1100mmでソイルセメント柱列壁を造成する場合、その重量で杭打ち機の安定度が確保出来ない事から」ストロークでは、最大でも18m程度しか出来なかった。(図6参照)
前記のように多軸機にてソイルセメント柱列壁を大口径・大深度で造成する際、硬質地盤や岩盤を掘削する為に、先行削孔を行うが、通常 先行削孔は単軸スクリューで行う為、ジョイント部のガタつきやロッド部の剛性が、玉石や岩盤の傾きに当たった時に受ける「横に逃げようとする力」を受けた時、その力に負ける為掘削深度が40mを越える様な事案では、鉛直精度が低下し、ラップが外れる恐れがある。
その精度低下を克服する為、単軸スクリューよりはるかに剛性が高く、ロックピン方式のブレ無い継ぎ手を採用した、同径程度のケーシング+スクリュー(前記二軸同軸式単軸ケーシングオーガ機)にて、精度が低下しやすい上部の第一節や、玉石層・岩盤への層代わり以深まで掘り進み、地盤を精度良く緩め、それ以深を再び従来の単軸スクリューで掘り進み、先行削孔としていた。
しかし、この方法では、大口径のケーシング・スクリューが非常に重たい事から、杭打ち機の安定度が低下してしまい、継ぎ作業無しで行える1ストロークの掘削深度が、最大でも15〜18m前後となり、それ以深を掘削する場合は、当然継ぎ作業が発生し、さらに先導削孔範囲は、同径で二度堀するので、崩壊防止の為に注入する掘削液や、その為に発生する発生汚泥が増大し、手間・材料・汚泥処分費が増大する。
芯ズレが起きやすい、玉石層や傾いた岩盤層が18m以浅に有り対応・処理出来る場合は良いが、それより深い場合は、継ぎ作業が発生し、継ぎ作業は止めボルトの多さや重量から、継ぎ1回当たり往復で、40分前後の時間を要し、歩掛を大きく低下させる作業となっており、その区間は先行削孔と合わせて2度掘りとなる事から、使用材料や発生汚泥も増大する結果となっていた。
本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、ソイルセメントの柱状体を間隔を存して先行掘削で造り、この先行掘削による柱状体相互に重なるように間にソイルセメントの柱状体を後行掘削で造ってソイルセメントの柱状壁体とするソイルセメント連続壁の施工法において、より深い掘削長に対応することができるソイルセメント連続壁の施工法を提供することにある。
本発明は前記目的を達成するため、先導掘削として、単軸スクリューよりはるかに剛性高い、口径(φ600〜680mm)のケーシング+スクリューを使用した二軸同軸式アースオーガにて、掘削精度が低下しやすい礫・玉石層や岩盤層の変わり目以深まで掘り進み、先行掘削として先導掘削の後に二段掘削ヘッドを装着した、大口径(850〜1100mm)のスクリューを使用して先導削孔で精度良く緩められた穴を広げて行き、後行掘削として多軸オーガ掘削機で先行掘削による柱状体相互に重なるように間にソイルセメントの柱状壁体である後行杭を造ることを要旨とするものである。
請求項1記載の本発明によれば、先導削孔の削孔径を小さくする事により、機材の重量が軽減され、杭打ち機の安定度が向上する事から、1ストローク当たりの掘削長が、最大26m程度と約30%以上向上し、より深い掘削長に対応する。
1ストロークが長くなるので、継ぎ回数も減る可能性が有り、小さくなるので、継ぎ手間も軽減され、断面積が減るので掘削対象土も少なくなり、注入材・発生汚泥も低減出来る。
以上述べたように本発明のソイルセメント連続壁の施工法は、ソイルセメントの柱状体を間隔を存して先行掘削で造り、この先行掘削による柱状体相互に重なるように間にソイルセメントの柱状体を後行掘削で造ってソイルセメントの柱状壁体とするソイルセメント連続壁の施工法において、より深い掘削長に対応することができるものである。
本発明のソイルセメント連続壁の施工法の1実施形態を示す先導掘削工程の正面図である。 本発明のソイルセメント連続壁の施工法の1実施形態を示す先行掘削工程の正面図である。 本発明のソイルセメント連続壁の施工法の1実施形態を示す後行掘削工程の正面図である。 二軸同軸式単軸ケーシングオーガ機の正面図である。 二軸同軸式単軸ケーシングオーガ機の側面図である。 従来例を示す正面図である。 多軸オーガ掘削機の側面図である。 従来の地中連続壁の施工法の説明図である。
以下、図面について本発明の実施の形態を詳細に説明する。図1は本発明のソイルセメント連続壁の施工法の1実施形態を示す先導掘削工程の正面図、図2は同上先行掘削工程の正面図、図3は同上後行掘削工程の正面図である。
本発明は従来の「先行掘削」→「後行掘削」という工程手順を、「先行掘削」をさらに「先導掘削」と「先行掘削」とに分けた。
図1に示すように、先導掘削22として、単軸スクリューよりはるかに剛性高い、口径(φ600〜680mm)のケーシング+スクリューを使用した二軸同軸式アースオーガ21にて、掘削精度が低下しやすい礫・玉石層や岩盤層の変わり目以深まで掘り進む。
この場合、二軸同軸式アースオーガ21のスクリュー先端から崩壊防止液(薄いセメントミルクまたはベントナイト)を吐出して、孔壁の崩壊防止を行う。
次いで、図2に示すように、先行掘削23として先導掘削22の後に二段掘削ヘッド24を装着した、大口径(850〜1100mm)のスクリュー25を使用して先導削孔22で精度良く緩められた穴を広げて行く。
二段掘削ヘッド24は大径オーガヘッド24bと、小径オーガヘッド24aとからなり、大径オーガヘッド24bの先端に、小径オーガヘッド24aを連結したものである。
小径オーガヘッド24aはオーガスクリューの先端に着脱する、慣用の、オーガヘッドを準備すれば良く、ロッドの外周に羽根を螺旋状に付設し、羽根先端に削孔爪を備えたものである。
大径オーガヘッド24bは、慣用の、オーガヘッド製作に用いる羽根をロッドの外周に巻付けて溶接で固定して得る。
図3に示すように、後行掘削として多軸オーガ掘削機26で先行掘削相互に重なるように間にソイルセメントの柱状壁体27である後行杭を造る。
この場合も前記「先導掘削」と同じく二段掘削ヘッド24の先端から崩壊防止液(薄いセメントミルクまたはベントナイト)を吐出して、孔壁の崩壊防止を行う。
多軸オーガ掘削機26は図7に示すものと同じであり、油圧モータおよび減速機からなる駆動機構4は複数本の駆動軸を突出して、この駆動軸にオーガ軸5をそれぞれ複数本(図示の例では3本)並列させた状態で下方に向けて連結したもので、該オーガ軸5は先端にオーガヘッド5aを設け、途中にスクリュー羽根5bや攪拌翼5cを設けた。(図7参照)
このオーガ軸5は、図示は省略するが、中空軸で内部にセメントミルク等の固結合材を流通させ、これをオーガヘッド5aの吐出口より注出するように構成してある。
前記駆動機構4はオーガ軸5を連結した状態で、クローラ等のベースマシン1に起立するリーダーマスト2のトップシーブ3からワイヤー10で吊支されるとともに、背面に設けた湾曲ブラケット6がリーダーマスト2に沿設したリーダー7に係合される。図中8はリーダーマスト2の下端に設けた首かせ状の振れ止めで、オーガ軸5が上下に貫通する。
かかる多軸オーガ掘削機を使用して掘削孔を掘削するには、駆動機構4によりオーガ軸5を回転駆動してオーガヘッド5aで錐揉み状に掘削するが、かかる掘削時にオーガヘッド5aよりセメントミルク等の固結合材を吐出させて、土中において原位置土と混合して1エレメントのソイルモルタルによる壁体27を造成する。
図中14はH形鋼による芯材である。
1…ベースマシン 2…リーダーマスト
3…トップシーブ 4…駆動機構
5…オーガ軸 5a…オーガヘッド
5b…スクリュー羽根 5c…攪拌翼
6…湾曲ブラケット 7…リーダー
8…振れ止め 9a…第1のエレメント
9b…第2のエレメント 9c…第3のエレメント
10…ワイヤー 11…ソイルモルタル
12…先行杭 13…後行杭
14…芯材 15…アースオーガ
16…ケーシング 17…振止装置
18…ケーシングヘッド 19…スクリュー
20…スクリューヘッド 21…二軸同軸式アースオーガ
22…先導掘削 23…先行掘削
24…二段掘削ヘッド 24a…小径オーガヘッド
24b…大径オーガヘッド 25…スクリュー
26…多軸オーガ掘削機 27…ソイルセメントの柱状壁体

Claims (1)

  1. 先導掘削として、単軸スクリューよりはるかに剛性高い、口径(φ600〜680mm)のケーシング+スクリューを使用した二軸同軸式アースオーガにて、掘削精度が低下しやすい礫・玉石層や岩盤層の変わり目以深まで掘り進み、先行掘削として先導掘削の後に二段掘削ヘッドを装着した、大口径(850〜1100mm)のスクリューを使用して先導削孔で精度良く緩められた穴を広げて行き、後行掘削として多軸オーガ掘削機で先行掘削による柱状体相互に重なるように間にソイルセメントの柱状壁体である後行杭を造ることを特徴としたソイルセメント連続壁の施工法。
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