JPH06136743A - 地盤中の壁体造成工法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】横断面として矩形の壁体を造成して、遮水性に
優れたものとし、しかも壁体の強度が高くかつ均質性に
優れたものとする。 【構成】攪拌羽根を有する掘削機による攪拌機能および
押し込み力をもって、対象地盤中に、地上に実質的に排
土または排泥なしに、平面的にみてほぼ長方形状に地盤
を弛緩させながら貫入し、所定深度に達した後、前記掘
削機を引き上げる過程で、その先端部から固化性充填材
Ｍを地盤中に圧入充填し、この固化性充填材Ｍの圧入充
填により、弛緩地盤を順次地上へと押し上げながら、固
化性充填材Ｍと置換し、地盤中に固化性充填材による壁
体を造成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、地盤中にソイルセメン
ト壁などの壁体を造成する工法とその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】地盤の改良または壁体の造成工法として
は、種々の工法が知られており、その改良に盛んに行わ
れている。

【０００３】たとえば、ソイルセメント壁を造成する場
合を考えると、古くは、単軸アースオーガー機により、
一本ごとソイルセメント杭を造成させ、これらをラップ
させながら連続壁としてしたのに対して、近年では、多
軸アースオーガー機により、若干の間隔を置いてある長
さのソイルセメント壁を造成、その後隣接するソイルセ
メント壁にラップを持たせて跨がらせてソイルセメント
壁を造成して、完全に連続したソイルセメント壁を造成
することが行われている。いずれにしても、アースオー
ガー機を用いている以上、その壁体の平面形状は、串ダ
ンゴ状である。

【０００４】また、この種のソイルセメント杭または壁
体の造成に際しては、原位置土とセメント系材料との攪
拌混合をアースオーガーの回転によって行っており、後
に説明する本発明のように、固化性充填材を充填または
置換するとの考えはない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、造成する壁体
の平面形状が串ダンゴ状であると、その平面上の谷部分
において遮水性が劣るものとなり、この問題はたとえラ
ップ処理することによっても同様である。

【０００６】また、ソイルセメント杭または壁体の強度
および均質性は、土とセメントとをいかに均質に攪拌混
合するかに係っているが、従来のように、専らアースオ
ーガーの回転のみに頼る場合には、杭または壁体の強度
の向上および均質性の確保は困難である。

【０００７】したがって、本発明の主たる課題は、横断
面として矩形の壁体を造成して、遮水性に優れたものと
し、しかも壁体の強度が高くかつ均質性に優れたものと
することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決した本発
明の地盤中の壁体造成工法は、攪拌羽根を有する掘削機
による攪拌機能および押し込み力をもって、対象地盤中
に、地上に実質的に排土または排泥なしに、平面的に視
て実質的に長方形状に地盤を弛緩させながら貫入し所定
深度に達した後、前記掘削機を引き上げる過程で、その
先端部から固化性充填材を地盤中に圧入充填し、この固
化性充填材の圧入充填により、弛緩地盤を順次地上へと
押し上げながら、固化性充填材と置換し、地盤中に固化
性充填材による壁体を造成することを特徴とするもので
ある。この場合、造成した壁体の長手方向に隣接して、
他の壁体を造成して連続壁とすることができる。さら
に、地上へ押し上げ排出された原位置土に対して固化材
を添加して、固化性充填材とするのが好適である。

【０００９】他方で、本発明の装置は、隣接する複数の
回転駆動縦軸と、この各回転駆動縦軸の先端側に水平方
向に一体的に突設された水平回転羽根と、前記両回転駆
動縦軸の軸心を繋ぐ線の両側において、水平の延びる回
転横軸と、この回転横軸に突設された縦回転羽根と、前
記回転駆動縦軸の縦軸回りの回転力を回転横軸の水平軸
回りの回転力として伝達する伝達機構とを備え、前記各
水平回転羽根周縁の描く軌跡が離間しており、前記各縦
回転羽根周縁の描く軌跡が実質的に接していることを特
徴とするものである。

【００１０】本発明における固化性充填材としては、セ
メントミルクまたはセメントスラリー、セメント粉体、
石灰、セメントモルタル、コンクリートなどの固化材そ
のものを用いる場合と、掘削機の貫入によって地上に押
し上げられた原位置土に対して前記固化材を添加混合し
たものを用いる場合とがある。したがって、本発明の固
化性充填材とは両者の意味を含む。

【００１１】

【作用】本発明では、掘削機により地盤を、必要に応じ
て水を加えて、弛緩させながら貫入する。所定深度に達
した後に、掘削機を引き上げる過程で、その先端部から
固化性充填材を地盤中に圧入充填すると、予め地盤が弛
緩されているので、弛緩地盤の一部が排土として順次地
上へと押し上げられる。その結果、掘削機による地盤の
弛緩範囲内が固化性充填材と置換され、地盤中に固化性
充填材による壁体が造成される。

【００１２】したがって、単にセメント類と原位置土と
を攪拌混合する場合に比較して、固化性充填材によって
置換されるために、強度が高いものを容易に得ることが
できるとともに、均一性に優れたものとすることができ
る。

【００１３】他方で、本発明装置を用いることにより、
後述の作動によって、横断面矩形の壁体を容易に造成で
きる。

【００１４】

【実施例】以下本発明を図面を参照しながら実施例によ
りさらに詳説する。まず、図３〜図６によって、本発明
工法の実施に適した装置の構造および作動について説明
する。

【００１５】１Ａ、１Ｂは隣接する回転駆動縦軸で、そ
の各回転駆動縦軸１Ａ、１Ｂの先端側に水平方向に一体
的に突設された水平回転羽根２Ａ、２Ｂが設けられてい
る。

【００１６】水平回転羽根２Ａ、２Ｂは、図４にも示さ
れているように、平面に対しては傾斜しており、その下
部側にビット２ａを有している。

【００１７】この水平回転羽根２Ａ、２Ｂより上方部分
において、各回転駆動縦軸１Ａ、１Ｂはケーシング３
Ａ、３Ｂ内を貫通しており、このケーシング３Ａ、３Ｂ
の上下部分は横架材４、４によって連結されている。図
１に示されているように、さらに上方においても、各回
転駆動縦軸１Ａ、１Ｂは横架材４１、４２によって連結
されている。これによって、各回転駆動縦軸１Ａ、１Ｂ
の平行性が担保されている。

【００１８】地上には、装置をガイドおよび地中に押し
下げるためのガイドマスト５が、たとえばクローラ型ベ
ースマシン（図示せず）に保持された状態で立設されて
おり、各回転駆動縦軸１Ａ、１Ｂは、レール５ａに沿っ
て移動する給進モーター１０による駆動により、横架材
４２を介して下降するようになっている。

【００１９】他方で、回転駆動縦軸１Ａ、１Ｂの軸心を
繋ぐ線の両側において、図３を基準とすれば上下におい
て、水平の延びる回転横軸６Ａ、６Ｂが配設されてい
る。この回転横軸６Ａ、６Ｂには、縦回転羽根６ａが突
設されている。

【００２０】回転横軸６Ａ、６Ｂは、ケーシング３Ａ、
３Ｂの側方に突設されたギヤボックス７Ａ、７Ｂによっ
て軸受（図示せず）を介して回転自在に保持されてい
る。さらに、回転横軸６Ａ、６Ｂのギヤボックス７Ａ、
７Ｂより延長部分においても、第２の回転横軸６０Ａ、
６０Ｂが設けられ、同様に縦回転羽根６０ａが形成され
ている。

【００２１】回転駆動縦軸１Ａ、１Ｂは、横架材４２に
固定された回転駆動モーター８Ａ、８Ｂによって回転さ
れ、その縦軸回りの回転力は、回転横軸６Ａ、６Ｂの水
平軸回りの回転力としても伝達機構９により利用されて
いる。この伝達機構９は、図６に示されているように、
回転駆動縦軸１Ａまたは１Ｂの周囲に固定されたウォー
ム９１と回転横軸６Ａ、６Ｂの周囲に固定されたウォー
ムホイール９２とが噛合されていることによって構成さ
れている。この伝達機構としては、ラックとピニオンな
どの組み合わせなどでもよい。

【００２２】いま、回転駆動モーター８Ａ、８Ｂによっ
て、回転駆動縦軸１Ａ、１Ｂをそれぞれ平面的に視て反
時計回りおよび時計回りに回転させると、水平回転羽根
２Ａ、２Ｂが同方向に回転せられるとともに、各ウォー
ム９１およびウォームホイール９２により回転横軸６
Ａ、６Ｂは図５および図６に示す方向に回転される。こ
の回転横軸６Ａ、６Ｂの各縦回転羽根６ａの周縁の描く
軌跡Ｙは、図３および図５に示されているように、実質
的に接しており、一方で各水平回転羽根２Ａ、２Ｂ周縁
の描く軌跡Ｘは、図３に示されているように離間してい
る。

【００２３】かかる設備により、図１に示すように、掘
削機を対象個所に設置し、給進モーター１０により、押
し込み力を与えつつ、駆動モーター８Ａ、８Ｂによって
回転駆動縦軸１Ａおよび１Ｂを回転させながら、先端の
掘削ビット１１Ａ、１１Ｂにより掘削を行う。やがて、
水平回転羽根２Ａ、２Ｂが地盤に当接する段階になる
と、これらによって地盤を掘削攪拌する。さらに掘り進
めると、回転横軸６Ａ、６Ｂおよび第２の回転横軸６０
Ａ、６０Ｂが地盤に当接し、これによって地盤を掘削攪
拌する。この段階から、地盤が平面的に視て横長長方形
状に掘削される。

【００２４】かかる地盤の掘削攪拌により地盤を弛緩さ
せながら所定深度まで貫入する。所定深度に達した後
に、掘削機を引き上げる。この引き上げ過程では、好ま
しくは回転駆動縦軸１Ａおよび１Ｂを回転させ、したが
って水平回転羽根２Ａ、２Ｂ、回転横軸６Ａ、６Ｂ、お
よび第２の回転横軸６０Ａ、６０Ｂも回転させる。

【００２５】掘削機の引き上げ過程で、回転駆動縦軸１
Ａおよび１Ｂの先端に形成した吐出口１２Ａ、１２Ｂか
ら固化性充填材Ｍ、たとえばセメント系材料を地盤中に
圧入充填する。この場合、予め地盤が弛緩されているの
で、弛緩地盤の一部が排土Ｓとして順次地上へと押し上
げられる。その結果、掘削機による地盤の弛緩範囲内が
固化性充填材と置換され、地盤中に固化性充填材による
壁体Ｗが造成される。

【００２６】また、吐出口１２Ａ、１２Ｂから固化性充
填材Ｍの吐出に際しては、図１にも示されているよう
に、固化性充填材Ｍとある深さを被りをもって吐出させ
る。

【００２７】この場合、セメント系固化材ｍを排土Ｓに
対して添加し、ミキサー１３にて混合し、混合処理土と
し、これを圧送ポンプ１４により回転駆動縦軸１Ａおよ
び１Ｂに供給することにより、固化性充填材Ｍとして吐
出させるのが好適である。したがって、造成される壁体
Ｗはソイルセメント壁となる。ソイルセメントのほか、
セメントモルタル壁を造成することもでき、この場合に
は、原位置土との混合を行う必要はない。

【００２８】本発明では、基本的に無排土掘削を行う。
しかし、厳密には、原位置土が弛緩した分排土される。
掘削に際しては、好ましくは加水を行う。この加水に際
しては、吐出口１２Ａ、１２Ｂから水を流出させること
で行うことができる。この加水は、第１に掘削抵抗を軽
減し、小動力で大断面の泥土コラムを造成できる、第２
に流動性が高まるために、固化性充填材との置換が容易
となる、第３にミキサー１３によるセメント系固化材ｍ
と排土Ｓとの混合性を高め、かつ圧送ポンプ１４による
混練後の泥土の圧送性を良好にするなどの利点をもたら
す。

【００２９】ところで、必要ならば、掘削機の引き上げ
を一様に行うのではなく、掘削機を上下させて原位置土
との混合性を高めながら、引き上げを行うようにしても
よい。他方、図５に示されているように、回転横軸６
Ａ、６Ｂより基部側に第２の水平回転羽根２０Ａ、２０
Ｂを設けることもできる。

【００３０】このように造成した壁体Ｗに対して、図２
に示されているように、隣接して他の壁体を造成するこ
とにより、連続した壁体を造成し、遮水壁などとして利
用できる。

【００３１】

【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、横断面と
して矩形の壁体を造成でき、遮水性に優れたものとなる
とともに、壁体の強度が高くかつ均質性に優れたものを
得ることができるなどの利点がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の掘削後の引き上げ過程の概要図であ
る。

【図２】造成した壁体の平面図である。

【図３】掘削機の平面図である。

【図４】掘削機の要部正面図である。

【図５】掘削機の要部右側面図である。

【図６】伝達機構の説明図である。

【符号の説明】

１Ａ、１Ｂ…回転駆動縦軸、２Ａ、２Ｂ…水平回転羽
根、６Ａ、６Ｂ、６０Ａ、６０Ｂ…回転横軸、１２Ａ、
１２Ｂ…吐出口、Ｍ…固化性充填材、ｍ…セメント系固
化材、Ｓ…排土。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】攪拌羽根を有する掘削機による攪拌機能お
   よび押し込み力をもって、対象地盤中に、地上に実質的
   に排土または排泥なしに、平面的に視て実質的に長方形
   状に地盤を弛緩させながら貫入し、 所定深度に達した後、前記掘削機を引き上げる過程で、
   その先端部から固化性充填材を地盤中に圧入充填し、こ
   の固化性充填材の圧入充填により、弛緩地盤を順次地上
   へと押し上げながら、固化性充填材と置換し、地盤中に
   固化性充填材による壁体を造成することを特徴とする地
   盤中の壁体造成工法。
2. 【請求項２】造成した壁体の長手方向に隣接して、他の
   壁体を造成して連続壁とする請求項１記載の地盤中の壁
   体造成工法。
3. 【請求項３】地上へ押し上げ排出された原位置土に対し
   て固化材を添加して、固化性充填材とする請求項１記載
   の地盤中の壁体造成工法。
4. 【請求項４】隣接する複数の回転駆動縦軸と、この各回
   転駆動縦軸の先端側に水平方向に一体的に突設された水
   平回転羽根と、前記両回転駆動縦軸の軸心を繋ぐ線の両
   側において、水平の延びる回転横軸と、この回転横軸に
   突設された縦回転羽根と、前記回転駆動縦軸の縦軸回り
   の回転力を回転横軸の水平軸回りの回転力として伝達す
   る伝達機構とを備え、 前記各水平回転羽根周縁の描く軌跡が離間しており、前
   記各縦回転羽根周縁の描く軌跡が実質的に接しているこ
   とを特徴とする地盤中の壁体造成装置。