JP6774818B2 - 遮水壁と親杭を併用した山留壁の構築方法 - Google Patents

Description

本発明は山留壁の構築方法に関する。

山留壁の構築方法として、SMW工法など、多軸混練オーガー機で地盤を掘削しソイルセメントによる壁体を造成する方法が知られている。しかし、多軸混練オーガー機で土丹等の硬い不透水層を掘削することは困難が伴うため、上層に透水層、その下に硬い不透水層が厚く堆積するような地盤において山留壁を構築するのは難しかった。

地盤の透水層と不透水層に亘って山留壁を構築する例として、特許文献１には、ソイルセメントによる柱体を透水層において不透水層よりも拡幅して形成し、隣り合う柱体同士をラップさせて遮水機能を持たせることが記載されている。

また特許文献２には、最初に不透水層まで到達するエレメントを間隔を空けて形成した後、当該エレメントの間の透水層部分を埋める形でエレメントを形成することで、これらのエレメントが連続した山留壁を構築することが記載されている。

特開平9-279569号公報 特開平4-203017号公報

しかしながら、特許文献１の方法は単軸掘削機を用いて山留壁の壁体を形成するため施工に時間が掛かり、単軸掘削機についても途中で掘削径を変更可能なものが必要でコストがかかっていた。また柱体のラップ部分の上方のたまり水の流入を防ぐことができないという課題もあった。

特許文献２の方法は、山留壁の支持力を得るためエレメントの下部を球根状に拡幅しており、施工に手間が掛かっていた。また、不透水層まで達するエレメントを先行して形成した後、そのエレメントの間に後行のエレメントを形成するので、後行のエレメントを形成する位置や使用する掘削機が限られ、設計の自由度や工期の面で課題があった。また先行のエレメントの芯材の建込精度が悪い場合には、後行のエレメントが形成できなくなる恐れもあった。

本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、山留壁を容易に構築できる山留壁の構築方法を提供することを目的とする。

前述した課題を解決するための本発明は、地盤の透水層とその下方の不透水層に山留壁を構築する山留壁の構築方法であって、地盤の前記透水層を地表面から掘削し、掘削箇所でソイルセメントを用いて壁体を形成する工程（ａ）と、間隔を空けた複数の箇所で前記壁体とその下方の前記不透水層を掘削し、各掘削箇所でソイルセメントを用いて柱体を形成する工程（ｂ）と、を有し、前記柱体は、前記壁体と前記柱体からなる前記山留壁の側方の地盤の不透水層の掘削時に横矢板を設けるためのものであり、ソイルセメントに芯材であるＨ形鋼が埋設されたものであることを特徴とする山留壁の構築方法である。

本発明では、透水層下に不透水層が存在するような地盤において、不透水層以深まで山留壁を構築する場合に、透水層で壁体を形成した後、壁体とその下方の不透水層を掘削して間隔を空けて柱体を形成する。上記の壁体は多軸掘削機等を用いて効率よく形成でき、一方、柱体は上記のように形成することで、不透水層が土丹等の硬い層が厚く堆積したものであっても施工が容易になり、工期・コストを削減することができる。

また、本発明では前記のように途中で掘削径を変更できるような特殊な掘削機を用いる必要が無く、通常の掘削機を用いて施工が可能である。さらに、本発明では最初に透水層に遮水壁としての役割を有する壁体を形成し、壁体とその下方の不透水層を掘削して親杭としての役割を有する柱体を形成するので、柱体は自由な位置に形成でき、経済的な設計が可能になる。加えて地表面から透水層まで壁体が形成されるので、前記のようなたまり水が問題となることもない。

工程（ａ）において、例えば多軸掘削機を用い、地盤を掘削しつつ、セメントミルクと掘削土を撹拌して前記壁体を形成する。あるいは、掘削機により地盤を掘削した後、ソイルセメントを掘削箇所に充填して前記壁体を形成してもよい。
これにより、幅広の壁体を透水層に容易に形成できる。

工程（ｂ）において、例えば単軸掘削機を用い、前記壁体とその下方の前記不透水層を掘削した後、掘削箇所にソイルセメントを注入して前記芯材を建込む。あるいは、単軸掘削機を用い、前記壁体とその下方の前記不透水層を掘削しつつセメントミルクと掘削土を撹拌した後、前記芯材を掘削箇所に建込んでもよい。
これにより、地盤の深い位置まで達し、十分な強度を有する柱体を容易に形成できる。

また本発明では、前記壁体および前記柱体がソイルセメントにより形成されることにより、山留壁に一体性を持たせることができる。

本発明により、山留壁を容易に構築できる山留壁の構築方法を提供することができる。

山留壁の構築方法について説明する図。 山留壁の構築方法について説明する図。 山留壁の構築方法について説明する図。 山留壁の構築方法について説明する図。 山留壁の構築方法について説明する図。 山留壁の構築方法について説明する図。 壁体１２のソイルセメント柱１１からずらした箇所を掘削して柱体１４を形成する例について説明する図。 掘削溝４０を示す図。

以下、図面に基づいて本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。

図１〜図６は、本発明の実施形態に係る山留壁の構築方法について説明する図である。本実施形態では、地盤の透水層２とその下方の土丹等の不透水層３に亘って山留壁を構築する。なお、ここで不透水層３とは難透水層と呼ばれるものも含む広義の不透水層を指すものとする。

図１に示すように、本実施形態では、まず地盤の透水層２を地表面から掘削し、ソイルセメントによる柱列壁であるエレメント１３を掘削箇所に造成する。なお、図１の上図は下図を上から見たものである。これは以降の図２〜図６においても同様である。また、図１の例ではエレメント１３をその下端が不透水層３に達するように形成している。

本実施形態では、図２に示すように多軸混練オーガー機２０（多軸掘削機）を用い、各軸２２のオーガー２１により地盤の掘削を行いながら掘削箇所に吐出したセメントミルク（固化材）と掘削土を撹拌し、ソイルセメントによるエレメント１３を造成する。

本実施形態では多軸混練オーガー機２０が３軸のオーガー２１を有し、各軸２２のオーガー２１のそれぞれで掘削と撹拌を行うことで３つのソイルセメント柱１１がラップしたエレメント１３が造成される。

このようにエレメント１３を造成した後、図３（ａ）に示すように、当該エレメント１３の側方に上記と同様の方法で次のエレメント１３を間隔を空けて造成する。

その後、隣り合うエレメント１３の間の図３（ｂ）の点線に示す位置で新たなエレメント１３を上記と同様の方法で造成する。図３（ｂ）の点線に示すように、新たなエレメント１３は、その両端のソイルセメント柱１１の造成位置を両側のエレメント１３の端部のソイルセメント柱１１の造成位置に合わせて造成される。

こうしてエレメント１３同士がラップするように各エレメント１３を造成することで、図４（ａ）に示すような壁体１２が形成される。以下図３（ａ）、（ｂ）の手順を繰り返すことで、図４（ｂ）に示すように所定幅の壁体１２が形成される。

こうして所定幅の壁体１２を形成した後、図５（ａ）に示すように単軸掘削機３０で壁体１２のソイルセメント柱１１とその下方の不透水層３を略鉛直方向に掘削し、その後、掘削箇所に図５（ｂ）に示すようにソイルセメント１５（固化材）を注入してＨ形鋼等の芯材１６を建込む。こうして不透水層３に達する柱体１４（ソイルセメント柱）が形成される。柱体１４の上部は壁体１２の一部となる。

以下同様の手順で、間隔を空けた複数の箇所で壁体１２のソイルセメント柱１１とその下方の不透水層３を掘削し、各掘削箇所にソイルセメント１５を注入して芯材１６を建込むことで、図６に示すように芯材１６が埋設された複数の柱体１４が形成される。これにより、壁体１２と、壁体１２より幅の狭い柱体１４からなる山留壁１０が構築される。

本実施形態では、壁体１２のソイルセメント柱１１に対応する箇所を３つ置きに掘削し、間隔を空けて柱体１４を形成する。しかしながら、柱体１４の間隔はこれに限らない。例えば壁体１２のソイルセメント柱１１に対応する箇所を１つ、２つあるいは４つ以上置きに掘削し、柱体１４を形成することも可能である。また図７の点線に示すように、壁体１２のソイルセメント柱１１からずらした箇所を掘削して柱体１４を形成してもよい。柱体１４の数や深さは山留壁１０に必要な強度等を勘案して定められる。

こうして山留壁１０を構築した後、山留壁１０の側方の地盤を掘削する流れとなる。この時、山留壁１０の壁体１２に当たる部分が遮水壁としての役割を果たし、地盤の不透水層３の掘削時には、親杭横矢板工法と同様、親杭としての役割を有する柱体１４に沿って横矢板を設けて掘削を行うことでコストを削減できる。

以上説明したように、本実施形態では、透水層２下に不透水層３が存在するような地盤において、不透水層３以深まで山留壁１０を構築する場合に、透水層２で遮水壁としての役割を有する壁体１２を形成した後、壁体１２とその下方の不透水層３を掘削して間隔を空けて親杭としての役割を有する柱体１４を形成する。上記の壁体１２は多軸混練オーガー機２０を用いて効率よく形成でき、一方、柱体１４は上記のように形成することで、不透水層３が土丹などの硬い層が厚く堆積したものであっても施工が容易になり、工期・コストを削減することができる。

山留壁１０の最終形状は若干複雑であり一度に形成しようとすると手間が掛かるが、上記のように２段階にわけて山留壁１０を形成することで、山留壁１０の構築が容易になる。また本実施形態では途中で掘削径を変更できるような特殊な掘削機を用いる必要が無く、通常の掘削機を用いて施工が可能である。

さらに、本実施形態では最初に透水層２に壁体１２を形成し、壁体１２とその下方の不透水層３を掘削して柱体１４を形成するので、柱体１４は自由な位置に形成できる。そのため経済的な設計が可能になり、地中に障害物がある場合などでは設計変更も可能である。加えて地表面から透水層２まで壁体１２が形成されるので、前記のようなたまり水が問題となることもない。

また、本実施形態では、図３、図４に示す工程において、多軸混練オーガー機２０を用い、透水層２を掘削しつつ、セメントミルクと掘削土を撹拌して壁体１２を形成することで、幅広の壁体１２を透水層２に容易に形成できる。

さらに、本実施形態では、図５、図６に示す工程において、壁体１２とその下方の不透水層３を掘削した後、掘削箇所にソイルセメント１５を注入して芯材１６を建込むことで、地盤の深い位置まで達し、十分な強度を有する柱体１４を容易に形成できる。

また、本実施形態では山留壁１０の壁体１２と柱体１４を同種のソイルセメントを用いて形成することで、山留壁１０に一体性を持たせることができる。ここで、ソイルセメントとは、ソイルモルタルや流動化処理土などと呼ばれるものも含む広義のソイルセメント系材料を指すものとする。

しかしながら、本発明はこれに限らない。例えば、図３、図４に示す工程では壁体１２を形成する際に３軸のオーガー２１を有する多軸混練オーガー機２０を用いているが、オーガー２１の数は３つに限らない。例えば５軸など、複数軸のオーガー２１を有するものを用いることができる。また必要に応じて、柱体１４の形成位置を除く箇所で、壁体１２のソイルセメント柱１１にＨ形鋼等の芯材を埋設することも可能である。

また地盤の透水層２の掘削には多軸混練オーガー機２０のほか水平多軸掘削機、チェーンソー型掘削機、バケット型掘削機などその他の掘削機を用いてもよく、この場合は図８に示すようにこれらの掘削機で地盤を掘削して掘削溝４０（掘削箇所）を形成した後、その掘削溝４０にソイルセメント等の固化材を充填して壁体１２を形成すれば良い。

また、図５、図６に示す工程では、壁体１２とその下方の不透水層３を掘削するとともにセメントミルク（固化材）を吐出して掘削箇所でセメントミルクと掘削土の撹拌を行った後、芯材１６を掘削箇所に建込んで柱体１４を形成してもよい。

以上、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

２：透水層
３：不透水層
１０：山留壁
１１：ソイルセメント柱
１２：壁体
１３：エレメント
１４：柱体
１５：ソイルセメント
１６：芯材
２０：多軸掘削機
２１：オーガー
３０：単軸掘削機

Claims (5)

1. 地盤の透水層とその下方の不透水層に山留壁を構築する山留壁の構築方法であって、
   地盤の前記透水層を地表面から掘削し、掘削箇所でソイルセメントを用いて壁体を形成する工程（ａ）と、
   間隔を空けた複数の箇所で前記壁体とその下方の前記不透水層を掘削し、各掘削箇所でソイルセメントを用いて柱体を形成する工程（ｂ）と、を有し、
   前記柱体は、前記壁体と前記柱体からなる前記山留壁の側方の地盤の不透水層の掘削時に横矢板を設けるためのものであり、ソイルセメントに芯材であるＨ形鋼が埋設されたものであることを特徴とする山留壁の構築方法。
2. 工程（ａ）において、多軸掘削機を用い、地盤を掘削しつつ、セメントミルクと掘削土を撹拌して前記壁体を形成することを特徴とする請求項１記載の山留壁の構築方法。
3. 工程（ａ）において、掘削機により地盤を掘削した後、ソイルセメントを掘削箇所に充填して前記壁体を形成することを特徴とする請求項１記載の山留壁の構築方法。
4. 工程（ｂ）において、単軸掘削機を用い、前記壁体とその下方の前記不透水層を掘削した後、掘削箇所にソイルセメントを注入して前記芯材を建込むことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の山留壁の構築方法。
5. 工程（ｂ）において、単軸掘削機を用い、前記壁体とその下方の前記不透水層を掘削しつつセメントミルクと掘削土を撹拌した後、前記芯材を掘削箇所に建込むことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の山留壁の構築方法。

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