JP6970450B2

JP6970450B2 - 円形立坑のソイルセメント柱列壁の打設方法

Info

Publication number: JP6970450B2
Application number: JP2019113507A
Authority: JP
Inventors: 美香高城
Original assignee: 株式会社丸徳基業
Priority date: 2019-06-19
Filing date: 2019-06-19
Publication date: 2021-11-24
Anticipated expiration: 2039-06-19
Also published as: JP2020204226A

Description

本発明は、円形立坑のソイルセメント柱列壁の打設方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多軸掘削機による原位置土混合工法（ＳｉｌｅＭｉｘｉｎｇＷａｌｌ、ＳＭＷ）が知られている。

これは下記特許文献にもあるが、図１８、図１９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に掘削軸５を下方に向けて連結し、かつ、この掘削軸５を複数本（図示では５本）並列させたものである。
特開２００６−１２５１４１号公報

掘削軸５は先端に掘削ヘッド５ａを設け、また、途中に断続するスクリュー羽根による攪拌翼兼用の掘削翼５ｂを設けたものである。また、図示は省略するが、この掘削軸５は中空軸で内部にセメントミルク等の固結液を通流させ、これを掘削ヘッド５ａの吐出口より注出できる。

前記駆動機構４は掘削軸５を連結した状態で、クローラ等のベースマシーン１に起立するリーダーマスト２のトップシーブ３からワイヤーで吊り支する。さらに、駆動機構４は背面に設けた湾曲ブラケット６をリーダーマスト２に沿設したリーダー７に係合させる。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、掘削軸５が上下に貫通する。

駆動機構４により掘削軸５を回転駆動し、掘削ヘッド５ａで錐揉み状に掘削を行うが、かかる掘削時に掘削ヘッド５ａよりセメントミルク等の固結液を吐出させて、土中において原位置土と混合して先行エレメントのソイルセメント壁体を造成する。

同様に後行エレメントのソイルセメント壁体を前記先行エレメントのソイルセメント壁体に完全にラップさせて（例えば掘削軸１軸分の軌跡）形成し、一体に連続して地中連続壁とする。

そして、かかるソイルセメント壁体を建築・土木の地下工事における土留め壁として使用する場合は、図２０に示すように応力負担材（芯材９）としてＨ形鋼を建て込む。

この芯材９の建て込みは、セメントミルク等の固結液を吐出後、固結液が硬化する前にクレーンなどで吊り込むものであり、先行エレメントに芯材を建て込んだ後、後行エレメントの削孔を開始する（例えば特許文献２参照）。
特開平１０−１３１１７４号公報

ところで、円形立坑の山留め（遮水壁）を、多軸式の杭打ち機にて造成する場合、掘削軸が一直線に配置してある多軸オーガで、遮水性・打設精度確保の為、１穴以上完全ラップで打設を行う事から、多角形で（直線的に）掘削・造成されたソイルセメント柱列壁に、湾曲した配列の芯材（鋼材）を挿入する事から通常、削孔円の中心に鋼材が挿入される様配置されていた物とは異なり、偏芯して建て込まなければならない為、芯材の挿入性の低下や立坑の掘削時に残っているソイルセメント柱列壁の減少が生じてしまう。

図１０、図１１はその様子を示すもので、鋼材配列Ｈ−４００×２００＠４５０、削孔径がすべてφ５５０mm・５軸施工の場合であるが、半径が５．０ｍ以下等、芯材配列の両端と中央の鋼材の端が、孔壁とのかぶりが少なすぎて（２５mm以下）挿入出来ない。掘削芯と鋼材の芯もすべて違うので間違いの原因となる（通常の直線施工時は挿入可である）。

図１２、図１３は鋼材配列Ｈ−４００×２００＠４５０、削孔径がすべてφ５５０mm・３軸施工の中軸に芯に合わせての施工の場合であるが、打設可能ではあるが、５軸に比べて打設数が２倍になる。

図１４、図１５は鋼材配列Ｈ−７００×３００＠６００、削孔径がすべてφ８５０mm、半径が８．５ｍ以下等、芯材配列の湾曲がきつい立坑の場合で、両端の鋼材の下端が、孔壁とのかぶりが少なすぎて（２５mm以下）挿入できない（通常の直線施工時は挿入可能）。

図１６、図１７は鋼材配列Ｈ−７００×３００＠６００、削孔径がすべてφ８５０mm、半径が８．５ｍ超等の場合で、芯材配列の湾曲が比較的緩いが、最小の離れが２５mmに近く、挿入に不安がある。

このように円型立坑の直径が１０ｍ以下の場合には、更に湾曲がきつくなるため、打設効率の良い５軸機の使用不能（湾曲した鋼材打設配列が削孔円に収まらない）や、精度上、掘削深度短縮などが発生するので通常径５軸（φ５５０mm〜６５０mm）から効率の落ちる通常径３軸（φ５５０mm〜６５０mm）や大口径３軸（φ８５０〜９００mm）、大口径三軸（φ８５０〜９００mm）から超大口径（φ９５０〜１１００mm）への変更など、手間・材料・汚泥処分費が増大していた。

本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、円形立坑の山留め（遮水壁）を、多軸式の杭打ち機にて造成する場合でも、芯材の挿入性の低下や立坑の掘削時に残っているソイルセメント柱列壁の減少が生じてしまうおそれがなく施工できる円形立坑のソイルセメント柱列壁の打設方法を提供することにある。

前記目的を達成するため請求項1記載の本発明は、多軸式の杭打ち機を使用し、杭打ち機の掘削ヘッドよりセメントミルク等の固結液を掘削孔に吐出させて、土中において原位置土と混合して先行エレメントのソイルセメント壁体を造成し、次いで、後行エレメントのソイルセメント壁体を前記先行エレメントのソイルセメント壁体に完全にラップさせて造成し、掘削孔に芯材を建て込むことで円形立坑のソイルセメント柱列壁を施工する場合において、多軸式の杭打ち機が５軸機では正転軸である両端軸と中軸、３軸機では、中軸かもしくは中軸を除いた両端軸のみの掘削ヘッドの径を他のヘッドより拡大することで掘削径の基準となる径より大型化し、この大型化してある大径の杭打ち機の軸を用いて、円型立坑の湾曲した配列となる芯材の打設芯に対応す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、打設芯へのセットは、大型化していないヘッドで行うので簡単に行え、先行削孔等補助工法が必要な現場でも、ラップ部の削孔径に合わせて行うだけなので特別な設備を必要とせず容易に打設が行える。

また、多軸式の杭打ち機により中軸か両端のみを掘削径の基準となる径より大型化した掘削孔を一度で簡単に造成することができる。

以上述べたように本発明の円形立坑のソイルセメント柱列壁の打設方法は、円形立坑の山留め（遮水壁）を、多軸式の杭打ち機にて造成する場合でも、芯材の挿入性の低下や立坑の掘削時に残っているソイルセメント柱列壁の減少が生じてしまうおそれがなく施工できるものである。

本発明の円形立坑のソイルセメント柱列壁の打設方法で、５軸機の施工の場合の説明図である。本発明の円形立坑のソイルセメント柱列壁の打設方法で、５軸機の施工の場合の割り振りを示す説明図である。本発明の円形立坑のソイルセメント柱列壁の打設方法で、半径８．５ｍ以下の立坑を３軸機で施工する場合の説明図である。本発明の円形立坑のソイルセメント柱列壁の打設方法で、半径８．５ｍ以下の立坑を３軸機で施工する場合の割り振りを示す説明図である。本発明の円形立坑のソイルセメント柱列壁の打設方法で、半径８．５ｍ超の立坑を３軸機の施工する場合の説明図である。本発明の円形立坑のソイルセメント柱列壁の打設方法で、半径８．５ｍ超の立坑を３軸機の施工する場合の割り振りを示す説明図である。本発明で使用する５軸機の掘削ヘッド部分の正面図である。本発明を３軸機で施工する場合の鋼材配置例を示す説明図である。本発明を５軸機で施工する場合の鋼材配置例を示す説明図である。従来例で５軸機で施工する場合の説明図である。従来例で５軸機で施工する場合の割り振りを示す説明図である。従来例で５軸機を３軸機に変えて施工する場合の説明図である。従来例で５軸機を３軸機に変えて施工する場合の割り振りを示す説明図である。従来例で半径８．５ｍ以下の立坑を３軸機で施工する場合の説明図である。従来例で半径８．５ｍ以下の立坑を３軸機で施工する場合の割り振りを示す説明図である。従来例で半径８．５ｍ超の立坑を３軸機で施工する場合の説明図である。従来例で半径８．５ｍ超の立坑を３軸機で施工する場合の割り振りを示す説明図である。多軸式の杭打ち機の正面図である。多軸式の杭打ち機の側面図である。芯材にＨ形鋼を使用した場合の建て込み状態を示す平面図である。

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は本発明の円形立坑のソイルセメント柱列壁の打設方法で、５軸機の施工の場合の説明図、図２は同上割り振りを示す説明図で、ソイルセメント柱列壁の一般的施工については前記説明した通りで、円形立坑を多軸式の杭打ち機で施工する。

すなわち、多軸式の杭打ち機を使用し、杭打ち機の掘削ヘッドよりセメントミルク等の固結液を掘削孔に吐出させて、土中において原位置土と混合して先行エレメントのソイルセメント壁体を造成し、次いで、後行エレメントのソイルセメント壁体を前記先行エレメントのソイルセメント壁体に完全にラップさせて造成し、掘削孔に芯材を建て込むことで柱列杭形式の地中連続壁を施工する場合である。

図７にかかる５軸機の多軸式の杭打ち機の掘削ヘッド５ａの部分を示す。この５軸機では逆転軸（両端から２本目の短い軸）の掘削ヘッド５ａを掘削径の基準となる径のものとし、正転軸である両端軸と中軸の掘削ヘッド５ａを掘削径の基準となる径より大型化した。

このように多軸式の杭打ち機の掘削径の基準となる径より大型化するのは、当該掘削ヘッドの径を他のヘッドより拡大することで実現できる。

なお、図示は省略するが３軸機では、中軸か両端のみを掘削径の基準となる径より大型化した掘削ヘッド５ａのものとする。

円型立坑に、使用（挿入）したい鋼材を配置し、施工に合った多軸機での割り付けを行う。

前記５軸機では逆転軸（両端から２本目の短い軸）、３軸機では大型化していない軸を基準として配置し、大型化する軸の偏心量を調べ、円型立坑の湾曲した配列となる杭の打設芯に対応するものとした。

図示の例は、鋼材配列Ｈ−４００×２００＠４５０で、掘削径が両端と中央がφ６５０mm、端から２本目（逆転）がφ５５０mmで５軸機で施工した。

このように端から２本目（逆転）を鋼材芯に合わせて施工すれば、鋼材の端が、孔壁とのかぶりに余裕が出来、施工効率の高い５軸機でも施工可能となる。（５軸機の掘削芯を内側に２０mm程度移動（外側の離れ−内側の離れ）÷２）すれば、φ６００mmとφ５５０mmの組み合わせでも、最小離れ２５mm以上確保され、施工可能となる。

図３、図４は半径が８．５ｍ以下等、芯材配列の湾曲がきつい立坑の場合で、３軸機を使用する。３軸機では、中軸か両端のみを掘削径の基準となる径より大型化し、円型立坑の湾曲した打設芯に対応する。

このようにして、打設芯へのセットは、大型化していないヘッドで行うので簡単に行え、先行削孔等補助工法が必要な現場でも、ラップ部の削孔径に合わせて行うだけなので特別な設備を必要とせず容易に打設が行える。

鋼材配列Ｈ−７００×３００＠６００、掘削径は両端φ９００mm、中軸φ８５０mmである。

両端の削孔径を大きくして対応することで、施工が可能となる。なお、補助工法として先行削孔を行う場合は、ラップ部（両端の穴）の削孔径と同等とする。

図５、図６は同じく３軸機を使用する場合で、鋼材配列Ｈ−７００×３００＠６００掘削径は両端φ８５０mm、中軸φ９００mmの場合である。

円型立坑は半径８．５ｍ超の場合で、芯材配列の湾曲が比較的緩いが、最小の離れが２５mmに近く、挿入に不安のある立坑の場合は、中軸の軸径を大きくして対処し、より、安価に施工できるものとなる。

図８、図９に鋼材配列例を示すが、図８は鋼材配列Ｈ−８００×３００＠１２００、掘削径が両端がφ１０００mm、センター（逆転）がφ９００mmで３軸機の場合、図９は鋼材配列Ｈ−４８８×３００＠９００、Ｈ−３００×１５０＠９００、掘削径が両端と中央がφ６５０mm、端から２本目（逆転）がφ５５０mmで５軸機の場合である。

５軸機の両端とセンター軸、３軸機の両端軸は、構造上、正転（長い方の軸）・逆転（短い方の軸）の長い方に当たる為、通常の同径施工には無い、通常径でφ７００mm＋φ５５０mmや大口径でφ９５０mm、φ８５０mm等の組み合わせも可能となり、より広い鋼材の使用に対応することができる。

このように本発明は、正転（長い方の錐軸）の掘削径を大型化し、基本形と組み合わせて打設（口径の違う軸を組み合わせ）する事により、円型立坑の打設に限らず、親杭・子杭等、大きさの違う鋼材の配置にも、効率的に対応する事も出来るものである。

１…ベースマシーン２…リーダーマスト
３…トップシーブ４…駆動機構
５…掘削軸５ａ…掘削ヘッド
５ｂ…掘削翼５ｃ…ビット
６…湾曲ブラケット７…リーダー
８…振れ止め９…芯材

Claims

多軸式の杭打ち機を使用し、杭打ち機の掘削ヘッドよりセメントミルク等の固結液を掘削孔に吐出させて、土中において原位置土と混合して先行エレメントのソイルセメント壁体を造成し、次いで、後行エレメントのソイルセメント壁体を前記先行エレメントのソイルセメント壁体に完全にラップさせて造成し、掘削孔に芯材を建て込むことで円形立坑のソイルセメント柱列壁を施工する場合において、多軸式の杭打ち機が５軸機では正転軸である両端軸と中軸、３軸機では、中軸かもしくは中軸を除いた両端軸のみの掘削ヘッドの径を他のヘッドより拡大することで掘削径の基準となる径より大型化し、この大型化してある大径の杭打ち機の軸を用いて、円型立坑の湾曲した配列となる芯材の打設芯に対応することを特徴とする円形立坑のソイルセメント柱列壁の打設方法。